JP3000536B2 - 不等ピッチスプリングの配向検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は不等ピッチスプリングの
配向検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】不等ピッチスプリング（以下、スプリン
グという）とは、コイルの中心線方向におけるコイル巻
線のピッチが均等でないものをいい、特に図４に示すよ
うに、スプリング１の両端部におけるピッチが一端部１
ｂで大きく（巻線２の中心間ピッチがｎ）、他端部１ａ
で小さい（巻線中心間ピッチがｍ）ものをいう。このよ
うなスプリング１は、例えば自動車エンジンのバルブ開
閉機構にサージング対策等のため採用され、コイルピッ
チが密の端部１ａをヘッド側に、疎の端部１ｂをカム側
にして装着される。

【０００３】自動車のエンジンの組立てラインでは、前
記スプリング１が所定の配向でパーツフィーダにて連続
的にスプリング取付け装置に供給される。このパーツフ
ィーダ内にはスプリングの配向を検知する装置と、配向
が逆のものを反転する装置が組み込まれている。

【０００４】スプリングの配向を検知する装置としては
光学的手段を使用したものが一般的であり、例えば図５
および６に示すものが知られている。図５の装置はスプ
リング１の疎又は密のいずれか一端部、例えば巻線ピッ
チｍ（密）の端部１ａのスプリング巻線２に予めペンキ
などで手作業により識別マーク２０を付けておき、この
識別マーク２０をカメラ２１を使った画像処理で自動識
別して、スプリング１の向きを検知する。つまり、カメ
ラ２１でスプリング１の全体を撮像して得た画像から、
スプリング１の両端部のいずれに識別マーク２０の像が
在るかを判定して、スプリング１の向きが正しいか否か
を判定する。なおカメラ２１を使用せず作業員の目視判
断でスプリングの配向を確認する方法も一部で行われて
いる。

【０００５】図６の装置は、スプリング１の片側に照明
器具２２を配置し、反対側にスプリング１の両端部を通
過した光を受光する一対の受光素子２３、２４を配置
し、スプリング１の両端部１ａ、１ｂを通過した照明器
具２２の通過光量の差に基づきスプリング１の向きを検
知する。つまり、スプリング１の小なる巻線ピッチｍの
端部１ａの通過光量が、大なる巻線ピッチｎの端部１ｂ
の通過光量より少ないので、その通過光量の差からスプ
リング１の向きが判定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のスプリングの配
向検知装置は次のような問題を含んでいた。

【０００７】（図５の装置の場合） （ａ）スプリングの片端部に識別マークを付ける作業工
程および設備が必要であり、スプリングの組付けコスト
が高くなる。 （ｂ）スプリングの小ピッチ側または大ピッチ側の決め
られた片端部に識別マークを付ける必要があるが、誤っ
て反対側の端部に識別マークが付けられるとスプリング
の配向が誤判定されるから信頼性に欠ける。 （ｃ）スプリングをパーツフィーダなどで配向検知装置
に搬送する際に、スプリングに付けた識別マークが擦れ
たり汚れたりして、カメラで識別するのが困難となり、
スプリングの配向が誤判定されることがある。

【０００８】（図６装置の場合） （ａ）スプリングの巻線の線径、ピッチおよび巻数など
は品種毎に異なるから、スプリングの配向を決める両端
部の通過光量とその差の数値条件が品種毎に異なる。そ
のため、組付けスプリングの品種を変更する毎に、配向
判定のための面倒な数値条件設定が必要であって、品種
切替えの作業性が悪い。 （ｂ）照明器具と受光素子の間に配置されるスプリング
が、傾くなどして位置ずれを起こすと、スプリングの両
端部での通過光量が増減変動し、スプリングの配向が判
定不能となることがあり、場合によっては誤判定となる
など信頼性に欠ける。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、不等ピッチス
プリングの少なくとも両端部に、コイル中心線方向と平
行なスリット光を照射する照明部と、前記照明部からの
光を照射された不等ピッチスプリングの両端部の直線状
に並ぶ被照明部分からの反射光を捉えて撮像する撮像部
と、前記撮像部で得られた画像から、不等ピッチスプリ
ングの両端における隣接する被照明部分の相互間隔を、
それぞれ演算して大小関係を比較し、その比較結果から
不等ピッチスプリングの向きを判定する演算判定部と、
を具備してなる不等ピッチスプリングの配向検知装置に
て上記問題点を解決する。

【００１０】

【作用】照明部のスリット光で照射されたスプリングの
両端の被照明部分は、スプリングの中心線方向と平行な
直線上に並び、この被照明部分からの反射光は、撮像部
内でスプリング巻線のピッチに対応した間隔で一直線状
に並ぶ複数の点状画像となり、スプリングの両端部にお
ける隣接する点状画像の相互間隔が、演算判定部で演算
され、大小関係が比較され、その比較結果からスプリン
グの配向が検知、判定される。スプリングの両端部にお
ける巻線ピッチの大小を比較して配向を検知する方式な
ので、スプリングに品種変更があっても数値条件を変更
すること無く正確なスプリングの配向検知が実行され
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明実施例を図１〜３を参照して説
明する。

【００１２】図１は不等ピッチスプリングの配向検知装
置を示す。この装置は、所定位置に横置きされたスプリ
ング１に対し、その全長に亙ってスプリング１の中心線
と平行なレーザースリット光５を照射する照明部４と、
スプリング１からのレーザー反射光５'を撮像する撮像
部６と、撮像部６で結像した画像からスプリング１の両
端部の巻線ピッチの大小を判定して配向を検知する演算
判定部１０を備える。

【００１３】照明部４はスプリング１に対して斜め上方
からレーザースリット光５を照射する。照射位置は、ス
プリング１の位置が図１（Ａ）のＸ方向およびＹ方向に
ずれても確実に反射光が得られる範囲Ｌを実験的に求
め、範囲Ｌのほぼ中央が照射されるように設定する。な
お、図１（Ｂ）のＹ方向のずれについては、レーザース
リット光の幅Ｓを広くとることで対応している。レーザ
ースリット光５によって、スプリング１の中心線方向の
全長に亙って、図２（Ａ）に示すような被照明部分３が
スプリング１の外周面に形成される。この被照明部分３
は、スプリング１の巻線２ピッチに対応した間隔で一直
線状に並んだ点状光源となる。

【００１４】撮像部６はフィルタ７、レンズ８およびカ
メラ９を備え、スプリング１の真上位置に配置される。
フィルタ７はスプリング１からのレーザー反射光５'だ
けを透過する光学フィルタである。フィルタ７をパスし
たレーザー反射光５'は、レンズ８を通過してカメラ９
に入射する。カメラ９はレーザー反射光５'からスプリ
ング１の被照明部分３を撮像して、図２（Ｂ）に示すよ
うな点状の画像１１の画像信号を演算判定部１０に出力
する。

【００１５】撮像部６に設けたフィルタ７は、レーザー
反射光５'以外のスプリング１からの外乱光をカットす
る。したがって、撮像部６で得られた画像１１は、スプ
リング１の被照明部分３の点状画像１１だけとなり、後
の画像処理を容易にし、画像処理の正確性が増す。

【００１６】演算判定部１０は、撮像部６からの画像信
号を例えば図３に示すフローチャートの如く演算処理し
て、スプリング１の配向を判定する。いま、スプリング
１の小なる巻線ピッチ側の端部１ａの最外端から１番目
の巻線ピッチをＰ1、２番目の巻線ピッチをＰ2とし、反
対の大なる巻線ピッチ側の端部１ｂの最外端から１番目
の巻線ピッチをＰ4、２番目の巻線ピッチをＰ3とする
と、演算判定部１０は次の画像処理を行う。なお、巻線
ピッチＰ1〜Ｐ4は、スプリング巻線２のレーザスリット
光５による被照明部分３でのピッチである。

【００１７】演算判定部１０は撮像部６から画像入力が
行われると、まず、一直線状に並ぶ複数の点状画像１１
のラベリング（番号付け）を行う。次に、ラベリングさ
れた各画像１１の重心座標の計算を行う。つまり、点状
の画像１１の形状、面積は不安定であることから、各画
像１１の中心点の座標を重心法にて計算し、図２の
（Ｃ）に示すような重心座標１２を算出する。この重心
座標１２は、スプリング１のスプリング巻線２の各被照
明部分３での中心点に相当する。

【００１８】演算判定部１０はその後、隣接する重心座
標１２の距離を演算して、スプリング１の巻線ピッチ計
算を行い、スプリング１の各巻線ピッチＰ1〜Ｐ4を算出
する。この計算は、少なくともスプリング１の両端部１
ａ、１ｂの２番目の巻線ピッチＰ2、Ｐ3の２箇所を含め
て行われる。そして、２番目の巻線ピッチＰ2、Ｐ3の大
小を比較し、その比較結果からスプリング１の配向が判
定される。スプリング１の両端部から２番目の巻線ピッ
チＰ2、Ｐ3を抽出するのは、スプリング１の巻線２の両
端では、巻終わりのためピッチが減少している箇所があ
るためである。

【００１９】スプリング１の両端部１ａ、１ｂにおける
２番目の巻線ピッチＰ2、Ｐ3の実測値の大小比較は、ス
プリング１の品種に応じた数値条件設定無しに実行され
る。したがって、スプリング１の品種が変更されても、
本発明装置はそのまま使用できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、不等ピッチスプリングの両端
部に照射したスリット光からの反射光により両端部の巻
線ピッチの演算および大小比較を行なってスプリングの
配向を検知するので、識別マークによる配向検知方式に
比べてマーキングする手間が要らず、またスプリング両
端部での通過光量差により配向を検知する方式に比べ
て、スプリングの位置決めずれによる誤判定のおそれが
なく、またスプリング両端部での巻線間隔の大小関係に
より配向を検知するので、組付けスプリングの品種変更
に伴う検知条件の設定変更の必要性もないから、ロット
変更に容易且つ迅速に対応可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施例を示す正面図、
（Ｂ）は平面図。

【図２】図１の装置によるスプリング配向判定のための
画像処理動作を説明するための図で、（Ａ）はスプリン
グの平面図、（Ｂ）はスプリングの照明された部分の画
像図、（Ｃ）は重心法による画像処理後の画像図。

【図３】図１の装置によるスプリング配向判定の画像処
理動作順序例を示すフローチャート。

【図４】不等ピッチスプリングの一例を示す側面図。

【図５】従来のスプリング配向検知装置の概略を示す側
面図。

【図６】他の従来のスプリング配向検知装置の概略を示
す側面図。

【符号の説明】

１ スプリング ２ スプリング巻線 ３ 被照明部分 ４ 照明部 ５ レーザースリット光 ５' レーザー反射光 ６ 撮像部 ７ フィルタ １０ 演算判定部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不等ピッチスプリングの中心線方向の両
   端部におけるコイル巻線のピッチが大小に相違する不等
   ピッチスプリングの配向を検知する装置において、 不等ピッチスプリングの少なくとも両端部に、コイル中
   心線方向と平行なスリット光を照射する照明部と、 前記照明部からの光を照射された不等ピッチスプリング
   の両端部の直線状に並ぶ被照明部分からの反射光を捉え
   て撮像する撮像部と、 前記撮像部で得られた画像から、不等ピッチスプリング
   の両端における隣接する被照明部分の相互間隔を、それ
   ぞれ演算して大小関係を比較し、その比較結果から不等
   ピッチスプリングの向きを判定する演算判定部とを具備
   してなる不等ピッチスプリングの配向検知装置。