JP4612552B2 - 画像処理装置及びばね成形機 - Google Patents
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Description
請求項1に係る画像処理装置では、コイルばねの画像のうちガイドバーを背景にした線材の側部輪郭線を横切るように第1基準線と第2基準線とが設定される。そして、第1基準線と線材の側部輪郭線との交点のうちコイルばねの先頭に位置した第1先頭交点と、第2基準線と線材の側部輪郭線との交点のうちコイルばねの先頭に位置した第2先頭交点との間の巻回軸方向におけるずれ量が交点間ずれ量として検出される。ここで、ガイドバーを背景にしたコイルばねの先頭部分のシルエットは、線材の先端切り口を挟んで段差状になるから、線材の先端切り口が第1基準線と第2基準線との間に位置した場合には、それ以外の場合に比べて交点間ずれ量が大きくなって所定の閾値以上になり、この状態が計測可能状態として検出される。即ち、本発明の画像処理装置によれば、コイルばねがガイドバーの回りに回転しながら成長していく過程で、コイルばねの先端切り口がガイドバーの回りの一定の回転位置に位置した場合のみを計測可能状態として検出する。これにより、画像処理装置が計測可能状態を検出したことを条件にして、コイルばねのばね長又は線材の送給量等を計測すれば、コイルばねにおける計測位置が安定し、従来より正確な計測が可能になる。
請求項2に係るばね成形機では、上記した請求項1に係る画像処理装置が計測可能状態を検出したことを条件にしてばね長を実測して理論値と比較し、ピッチ工具の目標位置データを補正するので従来より的確な補正が可能になり、ばね長のばらつきが抑えられ、歩留まりを向上させることができる。
請求項3の構成では、コイルばねの成形を開始したこと、又は、上記した請求項1に係る画像処理装置が計測可能状態を検出したことを開始条件にして送給ずれ量計測手段が線材の送給量の計測を開始し、その後所定の巻回数分の線材を送給して画像処理装置が計測可能状態を検出したことを終了条件にして線材の送給量の計測を終了する。ここで、請求項1に係る画像処理装置は、コイルばねの先端切り口がガイドバーの回りの一定の回転位置に位置した場合にのみ計測可能状態を検出するので、開始条件から終了条件までの間に実際に成形された巻回数のばらつきは抑えられる。また、線材の送給量Lは、コイル径をD、ピッチをP、巻回数をN、座巻き部分の線材長さをaとすると、
L=((π・D)2+P2)0.5×N+a
であるから、上記の如く巻回数のばらつきが小さいと、線材の送給量の理論値と実測値とのずれ量にピッチ又は/及びコイル径のばらつきが反映される。そして、そのうちコイル径のずれ量を低減させるように成形工具の目標位置データを補正するので、コイルばねのコイル径のばらつきが抑えられ、従来より歩留まりを向上させることができる。
請求項4の構成では、コイルばねの成形を開始したこと、又は、上記した請求項1に係る画像処理装置が計測可能状態を検出したことを条件にしてばね長を実測し、その実測値と理論値とを比較してピッチ工具の目標位置データを補正するので、従来より的確な補正が可能になり、ばね長のばらつきが抑えられる。また、画像処理装置が計測可能状態を検出したことを開始条件とし、その後に画像処理装置がまた計測可能状態を検出したことを終了条件にして、それら開始条件と終了条件の間に成形された所定の巻回数分の線材の送給量を実測する。そして、線材送給量の実測値と理論値とを比較して成形工具の目標位置データを補正するので、コイルばねのコイル径のばらつきが従来より抑えられる。これらにより、従来より歩留まりを向上させることができる。
請求項5の構成によれば、コイルばねのばね長をレーザを用いて非接触で計測することが可能になる。
請求項6の構成によれば、開始条件又は終了条件が成立する手前で、線材送給装置による線材送給速度を減速するので、線材の先端切り口が第1基準線と第2基準線との間に比較的ゆっくり進入し、画像処理装置が計測可能状態を検出する際のコイルばねの回転位置がより一層安定する。これにより、より精度が高い計測を行うことが可能になる。
請求項7の構成では、開始条件から終了条件までに送給される理論上の線材の送給量Lrから所定の基準送給量Srを減算したLr−Srを目標送給量として線材を送給した基準位置で線材送給速度を減速する。そして、その基準位置から画像処理装置が計測可能状態を検出した終了位置までの間の実際の送給量と理論上の送給量とのずれ量として求める。この構成によっても、開始条件から終了条件までに送給される理論上の線材の送給量と実際の線材の送給量とのずれ量を求めることができる。
図1に示したばね成形機10は、鉛直に起立した基台11に、線材送給装置20、1対の上下直動機構30,30、1対の傾斜直動機構40,40等を組み付けてなる。線材送給装置20は、基台11の前面に配置されて、上下に並んだ1対のローラ21,21を備えている。線材送給装置20のうちローラ21,21同士の接合部分からは水平方向の一方側(図1の右側)に線材ガイド12(一般に、「クイル」と呼ばれている)が延ばされ、その線材ガイド12には、両ローラ21,21の共通した接線上に線材挿通孔(図示せず)が貫通形成されている。そして、ローラ21,21の間に線材90を挟持し、送給用サーボモータ22(図5参照)を駆動源にしてこれらローラ21,21を対称回転することで、線材90が図1における右側に送給されて線材ガイド12の先端から送り出される。なお、本実施形態のばね成形機10で成形する線材90は、断面が円形になっている。
ばね成形機10の動作を説明する。ばね成形機10は、NCプログラムを繰り返して実行することで線材90からコイルばね91を成形して後続の線材90から切り離す動作を繰り返す。このとき、各コイルばね91は、ガイドバー17の外側に挿通されて、ガイドバー17の回りを回転しながら成長し、コイルばね91の先頭部分が基台11から離れる方向に移動していく。そして、この成長していくコイルばね91の画像が、所定周期で、逐次、側方からカメラ50により撮影され、それら撮影された画像が、逐次、画像処理装置52に取り込まれる。
L=((π・D)2+P2)0.5×N+a
であるから、上記の如く巻回数のばらつきが小さいと、線材90の送給量の理論値と実測値とのずれ量ΔXにコイル径及びピッチのばらつきが反映される。そして、そのずれ量を低減させるように成形工具16,16の目標位置データD1,D2を補正するから、成形された線材90のコイル径のばらつきも抑えられる。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
11 基台
14 ピッチ工具
16 成形工具
17 ガイドバー
20 線材送給装置
50 カメラ
52 画像処理装置
53 レーザ投光器
54 レーザ受光器
56 ばね長計測装置(ばね長計測手段)
60 制御装置
60C 制御回路(制御部)
90 線材
91 コイルばね
92 先端切り口
D1〜D3 目標位置データ
L1 第1基準線
L2 第2基準線
L3 走査ライン
P1 第1先頭交点
P2 第2先頭交点
R1 側部輪郭線
Zp 交点間ずれ量
ΔB,ΔX、ΔS ずれ量
Claims (7)
- ばね成形機によって線材から成形されかつガイドバーの外側に挿通されて回転しながら成長していくコイルばねの画像を、逐次、側方からカメラを通して取り込んで画像処理を行う画像処理装置において、
前記コイルばねの巻回軸方向に延びかつ所定の間隔を開けて平行になった第1基準線及び第2基準線が、前記コイルばねの画像のうち前記ガイドバーを背景にした前記線材の側部輪郭線を横切るように設定され、
前記第1基準線と前記線材の側部輪郭線との交点のうち前記コイルばねの先頭に位置した第1先頭交点と、前記第2基準線と前記線材の側部輪郭線との交点のうち前記コイルばねの先頭に位置した第2先頭交点とを同一画像上で検出する先頭交点検出手段と、
それら第1先頭交点と第2先頭交点との前記巻回軸方向におけるずれ量を交点間ずれ量として検出する交点間ずれ量検出手段と、
前記線材の先端切り口が、前記第1基準線と前記第2基準線との間に位置して前記交点間ずれ量が所定の閾値以上になった状態を計測可能状態として検出する計測可能状態検出手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 線材を送給する線材送給装置と、
前記コイルばねのピッチを変更可能なピッチ工具と、
予め設定された目標位置データに基づいてサーボモータにて前記ピッチ工具の位置を制御する制御部と、
請求項1に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置が前記計測可能状態を検出したことを条件にして、前記コイルばねのばね長を計測するばね長計測手段と、
前記ばね長計測手段にて計測した実際のばね長と理論上のばね長とのずれ量を低減させるように前記目標位置データを補正するばね長補正手段とを備えたことを特徴とするばね成形機。 - 線材を送給する線材送給装置と、
前記コイルばねのコイル径を変更可能な成形工具と、
予め設定された目標位置データに基づいてサーボモータにて前記成形工具の位置を制御する制御部と、
請求項1に記載の画像処理装置と、
前記コイルばねの成形を開始したこと、又は、前記画像処理装置が前記計測可能状態を検出したことを開始条件にして、前記線材の送給量の計測を開始し、それから所定の巻回数分の線材が送給された後、前記画像処理装置が前記計測可能状態を検出したことを終了条件にして前記計測を終了し、前記開始条件から前記終了条件までの間に計測された実際の送給量と理論上の送給量とのずれ量を求める送給ずれ量計測手段と、
前記送給ずれ量計測手段が求めた実際の送給量と理論上の送給量とのずれ量を低減させるように前記目標位置データを補正するコイル径補正手段とを備えたことを特徴とするばね成形機。 - 線材を送給する線材送給装置と、
前記コイルばねのコイル径を変更可能な成形工具と、
前記コイルばねのピッチを変更可能なピッチ工具と、
予め設定された目標位置データに基づいてサーボモータにて前記成形工具及び前記ピッチ工具の位置を制御する制御部と、
請求項1に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置が前記計測可能状態を検出したことを条件にして、前記コイルばねのばね長を計測するばね長計測手段と、
前記ばね長計測手段にて計測した実際のばね長と理論上のばね長とのずれ量を低減させるように前記目標位置データを補正するばね長補正手段と、
前記コイルばねの成形を開始したこと、又は、前記画像処理装置が前記計測可能状態を検出したことを開始条件にして、前記線材の送給量の計測を開始し、それから所定の巻回数分の線材が送給された後、前記画像処理装置が前記計測可能状態を検出したことを終了条件にして前記計測を終了し、前記開始条件から前記終了条件までの間に計測された実際の送給量と理論上の送給量とのずれ量を求める送給ずれ量計測手段と、
前記送給ずれ量計測手段が求めた実際の送給量と理論上の送給量とのずれ量を低減させるように前記目標位置データを補正するコイル径補正手段とを備えたことを特徴とするばね成形機。 - 前記ばね長計測手段は、前記ガイドバーから側方にオフセットした走査ラインに沿ってレーザ光を走査するレーザ投光器と、前記レーザ投光器に対向配置されて、前記レーザを受光するレーザ受光器と、前記レーザ投光器から前記レーザ受光器へのレーザ光が前記コイルばねの先頭によって遮られた位置に基づいて、前記コイルばねのばね長を検出する演算処理部とを備えてなることを特徴とする請求項2又は4に記載のばね成形機。
- 前記制御部は、前記開始条件又は前記終了条件が成立する手前で、前記線材送給装置による線材送給速度を減速するように構成したことを特徴とする請求項3又は4に記載のばね成形機。
- 前記開始条件から前記終了条件までに送給される理論上の前記線材の送給量をLrとし、前記コイルばねの1巻き分より短く設定された所定の基準送給量をSrとすると、前記制御部は、前記開始条件からLr−Srを目標送給量として線材を送給した基準位置で前記線材送給速度を減速し、
前記送給ずれ量計測手段は、前記基準位置から前記画像処理装置が前記計測可能状態を検出した終了位置までの間の実際の送給量を計測すると共に、その実際の送給量をSjとすると、Sj−Srを前記実際の送給量と理論上の送給量とのずれ量として求めるように構成されたことを特徴とする請求項3又は4に記載のばね成形機。
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