(57)【要約】      （修正有）【課題】ナットとマスタねじが食い付いてロック状態になり機械停止になるという問題、段取り換え用のツールを準備する必要がある問題、ツールの交換時間が必要であるという問題を解決する緩み止めナットの製造装置を提供する。【解決手段】カメラにより撮影して得たナットＷ１の画像データから、ねじの切り始めを端とする三日月形状の影像Ｗ１ｄの位置を検出し基準線Ｌ１からの位相角度α１を求め記憶し、他のカメラにより撮影して得たリング状弾性板Ｗ２の画像データから、円弧状切欠きＤ２の位相角度β１を求め記憶し、記憶されたそれぞれの位相角度データα１、β１の位相差に基づきリング状弾性板の補正回転量β２を求め、この補正回転量β２だけリング状弾性板Ｗ２を回転させ位相の補正をし、所定位置に載置されたナットＷ１にリング状弾性板Ｗ２を移送載置し、リング状弾性板Ｗ２が載置されたナットＷ１のざぐり穴周壁をかしめて組み付けるようにした。【選択図】図５
2005248973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナットの端面からねじ穴と同心に穿孔されたざぐり穴底面に、内周部に円弧状切欠きが形成されたリング状弾性板を位置決め載置したのち、前記ざぐり穴の周壁を内側にかしめることにより前記リング状弾性板を前記ざぐり穴底面に密着固定して組み付ける緩み止めナットの製造装置であって、
前記ナットのざぐり穴底面に対峙して設けたカメラにより前記ざぐり穴底面を撮影して画像データを得る第１撮影手段と、
前記ざぐり穴底面の画像データからねじの切り始めを端として三日月形状として表れるねじ山斜面の画像の位置を検出し前記ナット中心を通る所定方向の基準線からの位相角度を求め記憶する第１画像処理手段と、
前記リング状弾性板の端面に対峙して設けたカメラにより前記リング状弾性板の端面を撮影して画像データを得る第２撮影手段と、
前記リング状弾性板端面の画像データから前記円弧状切欠きの位置を検出し前記リング状弾性板中心を通る所定方向の基準線からの位相角度を求め記憶する第２の画像処理手段と、
前記第１画像処理手段で求めた前記三日月形状画像の基準線からの位相角度データと前記第２画像処理手段で求めた円弧状切欠きの基準線からの位相角度データとの差に基づき、前記ナットの基準線からの位相と前記リング状弾性板の基準線からの位相を一致させる補正回転量を求める演算部と、
この補正回転量だけ前記ナットか前記リング状弾性板のいずれか一方を回転させ位相の補正をする回転手段と、
所定位置に載置された前記ナットのざぐり穴に前記リング状弾性板を移送し載置する移送手段と、
前記リング状弾性板が載置された前記ナットのざぐり穴周壁を内側にかしめ前記リング状弾性板を前記ざぐり穴底面に密着固定して組み付けるかしめ手段と、
で構成されたことを特徴とする緩み止めナットの製造装置。
【請求項２】
供給された前記ナットが順次搬送される複数の工程が設けられたメインラインと、供給された前記リング状弾性板が順次搬送される複数の工程が設けられたサブラインとにより構成され、前記サブラインには、搬送位置決めされたリング状弾性板の端面を前記第２撮影手段でカメラにより撮影する工程が設けられ、前記メインラインには、搬送位置決めされた前記ナットの前記ざぐり穴底面を前記第１撮影手段でカメラにより撮影する工程と、この工程から前記所定位置に搬送された前記ナットの前記ざぐり穴に、前記サブラインにおいて前記第２撮影手段でカメラにより端面を撮影された前記リング状弾性板が前記回転手段により補正回転量だけ回転されつつ前記移送手段により移送されて載置される工程と、この工程から更に搬送され前記リング状弾性板が載置された前記ナットのざぐり穴周壁を前記かしめ手段により内側にかしめて前記リング状弾性板を前記ざぐり穴底面に密着固定して組み付ける工程と、が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の緩み止めナットの製造装置。
【請求項３】
前記三日月形状として表れるねじ山斜面の画像の位置は、前記第１画像処理手段により求めた前記三日月形状の画像の重心位置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩み止めナットの製造装置。
【請求項４】
前記三日月形状として表れるねじ山斜面の画像の位置は、前記第１画像処理手段により求めた前記三日月形状の画像の半径方向の幅が最大となる位置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩み止めナットの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩み止めナットの製造装置に関し、詳しくは、ナットの端面に穿孔されたざぐり穴底面と、このざぐり穴底面に載置されるリング状弾性板をそれぞれカメラにより撮影し、画像処理により求めたそれぞれの画像の位相角度から補正量を算出し、この補正量に応じた一方の回転によりそれぞれの位相を合わせたあと、リング状弾性板をナットのざぐり穴底面に組み付けてかしめる緩み止めナットの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ナット端面に、内周等間隔に複数個の突状爪片を設けた回り止めワッシャーをプレスでかしめて組み付ける際に、回り止めワッシャーの内周突出部の所定位置に対して位置合わせが必要となるナットのねじの切り始め位置を検出する装置に関する考案が、公報実公平７−２４１７６に開示されている。
【０００３】
この考案はこの公報によると、上面に回り止めワッシャーを着床させるワッシャー着床端面を有するナットを、軸方向に移動且つ旋回可能に支持する治具と、該治具と同心上位置に設けられ、ナットのワッシャー着床端面が当接する肩面と基準雄ねじ部とを有し、半割りとなった上下に移動可能なマスタねじと、該マスタねじの基準雄ねじ部をナットに螺合させるための直径変更手段と、マスタねじを上下２位置に移動させる移動手段と、治具に接触してナットを回転させるとともに、ワッシャー着床端面が肩面に当接したとき回転力の伝達を切り離す機構を有する駆動手段と、ナットのワッシャー着床端面がマスタねじの肩面に当接した位置を検出して駆動手段に出力する検出手段とを含んでなり、ナットの当接停止位置において予め規定した円周方向位置をナットのねじ切り始めとして検出するものである。
【０００４】
図７に示すように、作用治具３にナットＮをはめ、基準雄ねじのねじ径を小さくするように閉じた半割りマスタねじ１６，１６の所定のねじ山数がナットＮの雌ねじと螺合するように挿入し、マスタねじ１６，１６を直径変更手段１４で開けてナットＮの雌ねじにマスタねじ１６，１６のねじ山を螺合させる。図示しない駆動手段でナットＮを回転させるとナットＮは回転して上昇し、マスタねじ１６，１６の肩面１６ａにワッシャー着床端面Ｎａが当接する。ナットＮが当接すると駆動手段の負荷が増大して駆動接触部に滑りが起こりナットＮの回転も止まる。マスタねじ１６，１６を閉じて抜き出す。ナットＮの当接停止位置に対してナットＮのねじの切り始め位置が所定角度位置にくるように肩面１６ａと基準雄ねじ部１６，１６とが形成されているので、ナットＮの停止位置において所定角度位置をねじの切り始め位置として検出することができる。
【０００５】
しかしながら、実公平７−２４１７６の考案は、作用治具３にナットＮをはめ、基準雄ねじのねじ径を小さくするように閉じたマスタねじ１６、１６の所定のねじ山数が、ナットＮの雌ねじと螺合するように挿入したあと、マスタねじ１６、１６を開けて、ナットＮの雌ねじにマスタねじ１６、１６のねじ山を螺合させ、駆動手段でナットＮを回転させるとナットＮは回転して上昇するものであるが、このときに、マスタねじ１６，１６とナットＮのねじの山と谷とがうまく噛み合わないときには、ナットＮを回転させても、ねじが食い付いてロック状態になり機械停止になることがあり、この修復には時間を要し生産性が落ちるという問題があった。また、数種類のサイズの緩み止めナットがあるが、それに応じたツールを数種類用意する必要があるという問題、更には、サイズが変わるたびにツールを交換する段取り換え時間が必要であるという問題がある。また、ナットＮのねじ切り始め位置検出の度に、マスタねじ１６、１６は、ナットＮがねじ込まれその度にマスタねじ１６、１６の雄ねじ面はナットＮにより擦られ、次第に摩耗が発生する。そのため定期的なツールの交換が必要であるという問題があった。また、この考案は、ナットＮのねじ切り始め位置検出毎に、マスタねじ１６、１６にナットＮをねじ込むという動作をするので、どうしてもその時間が必要であり、サイクルタイムの短縮が難しいという問題があった。
【０００６】
このように実公平７−２４１７６の考案は、ナットとマスタねじが食い付いてロック状態になり機械停止になるという問題、段取り換え用の複数のツールを準備する必要があるという問題、並びに、機械停止の復帰に要する時間、段取り換え時のツールの交換時間及び摩耗したツールの定期的な交換時間が必要であるという問題、並びに、位置検出にナットのねじ込み時間を要しサイクルタイムの短縮が難しいという問題があった。
【０００７】
また、緩み止めナットの製造装置に関する発明ではないが、公報特開平９−６４５９８に開示されているように、図８において、被組み付け体１０及び組み付け部品１１の各々の少なくとも２箇所以上の測定部分の位置を測定して被組み付け体１０及び組み付け部品１１の姿勢を検出し、次に、これらの姿勢の検出結果を基に前記組み付け部品１１の前記被組み付け体１０の組み付け位置に対するずれ量を求め、前記Ｘ−Ｙ−Ｚ−θロボット２により、求めたずれ量に応じた前記組み付け部品１１の位置合わせ移動を行うようにし、被組み付け体１０及び組み付け部品１１の相対的な位置関係を判定しつつ正確に組み付け部品１１を被組み付け体１０の組み付け位置に組み付けることができる自動組立装置の位置合わせ方法がある。
【０００８】
この発明は、被組み付け体１０及び組み付け部品１１の各々の少なくとも２箇所以上の測定部分の位置をテレビカメラ６，７により測定して、被組み付け体１０及び組み付け部品１１の姿勢を検出し、被組み付け体１０及び組み付け部品１１の姿勢の検出結果を基に組み付け部品１１の被組み付け体１０の組み付け位置に対するずれ量を求め、ずれ量に応じた組み付け部品１１の位置合わせ移動を行って被組み付け体１０の組み付け位置に組み付けることを特徴とするものである。
【０００９】
しかしながら、この公報特開平９−６４５９８に開示された発明は、テレビカメラにより撮影したナットの端面画像から、ねじの切り始めの位置を検出し基準からの位相角度を求め、ねじの切り始め位置を求めるということに関しては記載がなくその示唆もない。すなわち、この発明には、ナットの端面画像から、ねじの切り始めを端として表れる三日月形状の画像の位置を検出し基準線からの位相角度を求め、このナットに、別途テレビカメラにより撮影した端面画像からその位相角度が求められたリング状弾性板を、これらの位相を合わせて組み付けることに関しその記載も示唆もない。
【００１０】
【特許文献１】実公平７−２４１７６号公報
【特許文献２】特開平９−６４５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする問題点は、ナットの端面からねじ穴と同心に穿孔されたざぐり穴底面に、内周部に円弧状切欠きが形成されたリング状弾性板を位置決め載置したのち、前記ざぐり穴の周壁を内側にかしめることにより前記リング状弾性板を前記ざぐり穴底面に密着固定して組み付ける緩み止めナットの製造装置において、ナットとマスタねじが食い付いてロック状態になり機械停止になるという問題、段取り換え用の複数のツールを準備する必要がある問題、並びに、機械停止の復帰に要する時間、段取り換え時のツールの交換時間及び摩耗したツールの定期的な交換時間が必要であるという問題、並びに、位置検出にナットのねじ込み時間を要しサイクルタイムの短縮が難しいという問題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の本発明は、ナットの端面からねじ穴と同心に穿孔されたざぐり穴底面に、内周部に円弧状切欠きが形成されたリング状弾性板を位置決め載置したのち、前記ざぐり穴の周壁を内側にかしめることにより前記リング状弾性板を前記ざぐり穴底面に密着固定して組み付ける緩み止めナットの製造装置であって、前記ナットのざぐり穴底面に対峙して設けたカメラにより前記ざぐり穴底面を撮影して画像データを得る第１撮影手段と、前記ざぐり穴底面の画像データからねじの切り始めを端として三日月形状として表れるねじ山斜面の画像の位置を検出し前記ナット中心を通る所定方向の基準線からの位相角度を求め記憶する第１画像処理手段と、前記リング状弾性板の端面に対峙して設けたカメラにより前記リング状弾性板端面を撮影して画像データを得る第２撮影手段と、前記リング状弾性板端面の画像データから前記円弧状切欠き位置を検出し前記リング状弾性板中心を通る所定方向の基準線からの位相角度を求め記憶する第２の画像処理手段と、前記第１画像処理手段で求めた前記三日月形状画像の基準線からの位相角度データと前記第２画像処理手段で求めた円弧状切欠きの基準線からの位相角度データとの差に基づき、前記ナットの基準線からの位相と前記リング状弾性板の基準線からの位相を一致させる補正回転量を求める演算部と、この補正回転量だけ前記ナットか前記リング状弾性板のいずれか一方を回転させ位相の補正をする回転手段と、所定位置に載置された前記ナットのざぐり穴に前記リング状弾性板を移送し載置する移送手段と、前記リング状弾性板が載置された前記ナットのざぐり穴周壁を内側にかしめ前記リング状弾性板を前記ざぐり穴底面に密着固定して組み付けるかしめ手段とで構成されたことを最も主要な特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の緩み止めナットの製造装置において、供給された前記ナットが順次搬送される複数の工程が設けられたメインラインと、供給された前記リング状弾性板が順次搬送される複数の工程が設けられたサブラインとにより構成され、前記サブラインには、搬送位置決めされたリング状弾性板の端面を前記第２撮影手段でカメラにより撮影する工程が設けられ、前記メインラインには、搬送位置決めされた前記ナットの前記ざぐり穴底面を前記第１撮影手段でカメラにより撮影する工程と、この工程から前記所定位置に搬送された前記ナットの前記ざぐり穴に、前記サブラインにおいて前記第２撮影手段でカメラにより端面を撮影された前記リング状弾性板が前記回転手段により補正回転量だけ回転されつつ前記移送手段により移送されて載置される工程と、この工程から更に搬送され前記リング状弾性板が載置された前記ナットのざぐり穴周壁を前記かしめ手段により内側にかしめて前記リング状弾性板を前記ざぐり穴底面に密着固定して組み付ける工程と、が設けられていることを最も主要な特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の緩み止めナットの製造装置において、前記三日月形状として表れるねじ山斜面の画像の位置は、前記第１画像処理手段により求めた前記三日月形状の画像の重心位置であることを最も主要な特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の緩み止めナットの製造装置において、前記三日月形状として表れるねじ山斜面の画像の位置は、前記第１画像処理手段により求めた前記三日月形状の画像の半径方向の幅が最大となる位置であることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の緩み止めナットの製造装置は、第１撮影手段のカメラにより撮影して得たナットのざぐり穴底面の画像データから、第１画像処理手段によりねじの切り始めを端として表れる三日月形状の画像の位置を検出し基準線からの位相角度を求め記憶し、第２撮影手段のカメラにより撮影して得たリング状弾性板端面の画像データから、第２の画像処理手段により円弧状切欠きの位置を検出し基準線からの位相角度を求め記憶し、演算部において、記憶された三日月形状画像の位相角度データと円弧状切欠きの位相角度データとの位相差に基づき、ナットの基準線からの位相とリング状弾性板の基準線からの位相を一致させる補正回転量を求め、回転手段により、この補正回転量だけナットかリング状弾性板のいずれか一方を回転させ位相の補正をし、移送手段により、所定位置に載置されたナットのざぐり穴にリング状弾性板を移送載置し、かしめ手段により、リング状弾性板が載置されたナットのざぐり穴周壁を内側にかしめリング状弾性板をざぐり穴底面に密着固定して組み付けるようにした。
【００１７】
その結果、非接触で、ねじの切り始めを端とする三日月形状画像の位置方向、及びリング状弾性板の位置方向を検出するとともに、それらの位相角度の差を求めることができるようになり、ナットのねじの切り始め位置に対してリング状弾性板の円弧状切欠き位置あるいは円弧状突部位置を所定の位置に位置決めして組み合わせることが可能となり、これらの検出と演算は瞬時に行うことができるので、検出及び演算に要する時間が短縮されサイクルタイムの短かい位置決めが可能となった。また、ツールが不要となり、複数の緩み止めナットに対してそれぞれに対応した画像処理手段を用意しておけば、ねじが食い付いてロック状態になり機械停止することもなく、段取り換え用の複数のツールを準備する必要もなく、また段取り換え時のツールの交換の必要もなく緩み止めナットを製造することができるという利点がある。その結果、機械停止時間が低減され、またサイクルタイムが短縮されるので生産性が高まるという効果が生じる。
【００１８】
請求項２に記載の緩み止めナットの製造装置は、請求項１に記載の緩み止めナットの製造装置において、順次搬送され第１撮影手段でカメラによりナットのざぐり穴底面を撮影する工程と、サブラインにおいて第２撮影手段でカメラにより端面が撮影されたリング状弾性板が回転手段により補正回転量だけ回転されたあと移送手段によりナットのざぐり穴底面に移送載置される工程と、かしめ手段によりナットのざぐり穴周壁をかしめてリング状弾性板をざぐり穴底面に組み付ける工程とをメインライン上に連続して設けた構成にしたので、それぞれ自動供給されたナット及びリング状弾性板はそれぞれの撮影が同時に行なわれたあと、ナットは所定位置に搬送され、リング状弾性板は補正回転量回転されたあとサブラインからメインライン所定位置のナット上へ移送位置決めされ、次にリング状弾性板がナットのざぐり穴底面にかしめて組み付けられるこれら一連の動作を自動的にかつ連続して行うことができるという利点がある。
【００１９】
請求項３に記載の緩み止めナットの製造装置は、請求項１又は２に記載の緩み止めナットの製造装置において、第１画像処理手段により求めた三日月形状の画像重心位置を三日月形状の画像の位置としたので、三日月形状の位置を正確に求めることができ、更にこの位置を基準にねじの切り始め位置を正確に求めることができるという利点がある。
【００２０】
請求項４に記載の緩み止めナットの製造装置は、請求項１又は２に記載の緩み止めナットの製造装置において、第１画像処理手段により求めた三日月形状の画像の半径方向の幅が最大となる位置を三日月形状の画像の位置としたので、三日月形状の位置を正確に求めることができ、更にこの位置を基準にねじの切り始め位置を正確に求めることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ナットとマスタねじが食い付いてロック状態になり機械停止になるという問題、段取り換え用の複数のツールを準備する必要がある問題、並びに、機械停止の復帰に要する時間、段取り換え時のツールの交換時間及び摩耗したツールの定期的な交換時間が必要であるという問題、並びに、位置検出にナットのねじ込み時間を要しサイクルタイムの短縮が難しいという問題を解決するために、カメラにより撮影して得たナットの端面画像データから、ねじの切り始めを端とする三日月形状の画像の位置を検出し基準線からの位相角度を求め記憶し、他のカメラにより撮影して得たリング状弾性板の端面画像データから、円弧状切欠きの位相角度を求め記憶し、記憶されたそれぞれの位相角度データの位相差に基づきリング状弾性板の補正回転量を求め、この補正回転量だけリング状弾性板を回転させ位相の補正をし、所定位置に載置されたナット上面にリング状弾性板を移送載置し、リング状弾性板が載置されたナットのざぐり穴周壁をかしめて組み付けるようにした。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の装置の概略を示す平面図である。（以下本発明に関る図の説明において前記の従来技術の図の説明の番号と重複するものがあるが、以下に使用の番号は本発明についてのみ使用する。）本装置の基台１上面には、複数の工程からなるメインラインの各工程間において被組み付け部品のナットＷ１を順次位置決め搬送する８割出しの回転テーブル２と、複数の工程からなるサブラインの各工程において組み付け部品のリング状弾性板Ｗ２を順次位置決め搬送する４割出しの回転テーブル３と、サブラインのリング状弾性板Ｗ２をメインラインの所定位置にあるナットＷ１上に移送し載置する３軸ロボット４と、メインライン及びサブラインをそれぞれ構成する各工程毎の複数のユニットとが配置されている。回転テーブル２と回転テーブル３とは隣接して配置され、回転テーブル２の周辺には、図示しないパーツフィーダーからナットＷ１が供給される１１で示す工程１、ナットＷ１の検査をする１２で示す工程２、ナットＷ１を第１撮影手段のカメラにより撮影して画像データを得る１３で示す工程３、サブラインのリング状弾性板Ｗ２が３軸ロボット４により移送されナットＷ１のざぐり面上に載置される１４で示す工程４、アイドルの工程５、かしめによりリング状弾性板Ｗ２をナットＷ１に組み付ける１５で示す工程６、組み付け品の検査をする１６で示す工程７及び組み付け品を取り出す１７で示す工程８の各ユニットが放射状に配置されている。
【００２３】
また、回転テーブル３の周辺には、図示しないパーツフィーダーからリング状弾性板Ｗ２が供給される１８で示す工程１、アイドルの１９で示す工程２、リング状弾性板Ｗ２を第２撮影手段のカメラにより撮影して画像データを得る２０で示す工程３、リング状弾性板Ｗ２が３軸ロボット４により把持されメインラインに移送される２１で示す工程４が放射状に配置されている。回転テーブル３と回転テーブル２間には、リング状弾性板Ｗ２を回転テーブル３の工程４から回転テーブル２の工程４へ把持して移送するとともに、把持したリング状弾性板Ｗ２の姿勢の方向すなわち位相を変更する回転手段が取り付けられた３軸ロボット４が配置されている。
【００２４】
回転テーブル２の外縁部には同一円周上に８等分した位置にそれぞれ治具３１が取り付けられ、治具３１の上面には、図２に示すように、ナットＷ１のねじ穴が嵌合しナットＷ１を位置決め可能な外径を持った軸部３１ａが突出ている。この軸部３１ａには外周に図示しない１つのキー溝状切欠き部が設けられ、このキー溝状切欠き部には、図示しない板ばねが軸部３１ａに嵌合したナットＷ１を外側へ押圧するように取り付けられ、ナットＷ１が回転しないようブレーキをかける構造をしている。また、回転テーブル３の外縁部には同一円周上に４等分した位置にそれぞれ治具４１が取り付けられ、治具４１の上面には、図３に示すように、リング状弾性板Ｗ２の外周が嵌合しリング状弾性板Ｗ２を位置決め可能な内径を持った穴と、それより僅かに小さい内径を持った穴とが段違いに穿孔されて、これら穴の段違い部はリング状弾性板Ｗ２を安定して支持可能に平面になっている。
【００２５】
図２は、メインライン工程３の第１撮影手段を示す側面図である。回転テーブル２の割り出し回転に伴い、治具３１の軸部３１ａにねじ穴が嵌合し板ばねにより押圧保持されて治具３１上面に密着して載置位置決めされて、工程２から搬送されてきたナットＷ１は、光源３３により上部外周方向から環状に照射され、光源の上方、ナットＷ１の真上に設置されたカメラ３２により上面から撮影される。ナットＷ１は、上面側の面から所定深さのざぐり穴が形成されておりこのざぐり面に焦点が合わされている。
【００２６】
この第１撮影手段のカメラで撮影されたナットＷ１の端面画像データは、図示しない制御部内に設けられた第１画像処理手段により画像処理される。この第１画像処理手段は、画像データを２値化する前処理機能と、２値化されたデータを解析する解析処理機能と、解析処理結果をプログラムに従い数値演算および位置補正する演算機能と、画像データ及び演算結果を保存する保存機能とで構成されている。そして、２値化された画像データ及び解析結果はモニタに表示される。
【００２７】
図５（ａ）を基に、この画像処理について説明する。２値化されたナットＷ１の画像は、図５（ａ）に示すように、外周六角形部分Ｗ１ａと、そのすぐ内側の円筒状に壁が所定量立ち上がったざぐり穴周壁の白い環状画像部分Ｗ１ｂと、その内側の所定の深さで加工され、ねじ穴に対して垂直である加工面を示す黒い平面画像部分Ｗ１ｃと、一番内側の貫通したねじ穴を示す黒い円形画像部分Ｗ１ｅと、そして、平面画像部分Ｗ１ｃと円形画像部分Ｗ１ｅとの間の、螺旋状に切り込まれたねじ山斜面が写し出された、そのねじの切り始めを端とする偏心した位置の白い三日月形状画像部分Ｗ１ｄとで構成されている。
【００２８】
次に、同じく第１画像処理手段により、環状画像部分Ｗ１ｂを基にその環状の中心が求められ、この中心がナットＷ１の中心位置Ｏ１としてみなされる。次にねじの切り始めを端とする三日月形状画像部分Ｗ１ｄの重心位置Ｐ１が求められる。そして、ナットＷ１の中心位置Ｏ１と三日月形状画像部分Ｗ１ｄの重心位置Ｐ１とを通る線が、ナットＷ１の中心位置Ｏ１を通り回転テーブル２の中心方向に設定された基準線Ｌ１に対して、どれだけの角度であるかその位相角度α１が測定され位相角度データα１として記憶される。ここで三日月形状画像部分Ｗ１ｄの重心位置Ｐ１は、例えば、画像濃度あるいは輝度を質量と考え、慣性モーメントを用いて表現できることが知られており、次のようにして求める。三日月形状画像部分Ｗ１ｄを含みナットＷ１の中心位置Ｏ１を原点とするＸＹ座標を考えると、重心の位置Ｐ１の座標（ｘ、ｙ）は、ｘ＝Ｍｙ／Ｓ、ｙ＝Ｍｘ／Ｓで示される。ここで、Ｍｙは三日月形状画像部分Ｗ１ｄのｙ軸に対する１次慣性モーメント、Ｍｘは三日月形状画像部分Ｗ１ｄのｘ軸に対する１次慣性モーメント、Ｓは三日月形状画像部分Ｗ１ｄの面積である。Ｍｘ、Ｍｙは測定対象ウィンドウ内の有効画素のＸ座標及びＹ座標の座標値を順次加算して、Ｓは有効画素の総和として求めることができる。
【００２９】
図３は、サブライン工程３の第２撮影手段を示す側面図である。回転テーブル３の割り出し回転に伴い、治具４１に位置決めされて工程２から搬送されてきたリング状弾性板Ｗ２は光源４３により真下から照射され、その真上に設置されたカメラ４２により真上から撮影される。その結果、リング状弾性板Ｗ２の内縁穴部は、透過した光により白くシルエットとして映し出される。
【００３０】
この第２撮影手段のカメラで撮影されたリング状弾性板Ｗ２の端面画像データは、図示しない制御部内に設けられた第２画像処理手段により画像処理される。この第２画像処理手段は、画像データを２値化する前処理機能と、２値化されたデータを解析する解析処理機能と、解析処理結果をプログラムに従い数値演算および位置補正する演算機能と、画像データ及び演算結果を保存する保存機能とで構成されている。そして、２値化された画像データ及び解析結果は、ナットＷ１の画像データ及び解析結果を表示するのと同じモニタに表示され、その切り換えは任意に行うことができる。
【００３１】
図５（ｂ）を基に、この画像処理について説明する。第２撮影手段のカメラで撮影されたリング状弾性板Ｗ２の端面画像データは第２画像処理手段により２値化され、この２値化されたリング状弾性板Ｗ２の端面の画像は、図５（ｂ）に示すように、光源４３により真下から照射されて透過した光により、白く表れた内縁穴部のシルエット画像部分Ｗ２ｂとその外縁の黒い陰影画像部分Ｗ２ａとで構成されている。
【００３２】
次に、同じく第２画像処理手段により、リング状弾性板Ｗ２の円弧状切欠き外周円弧Ｄ２、Ｄ２を基にその外周円弧の中心が求められ、この中心がリング状弾性板Ｗ２の中心位置Ｏ２としてみなされる。次に円弧状切欠き外周円弧Ｄ２上の中心位置Ｐ２が求められる。そして、リング状弾性板Ｗ２の中心位置Ｏ２と円弧状切欠き外周円弧Ｄ２上の中心位置Ｐ２とを通る線が、リング状弾性板Ｗ２の中心位置Ｏ２を通り回転テーブル３の中心方向に設定された基準線Ｌ２に対して、どれだけの角度であるかその位相角度β１が測定され位相角度データβ１として記憶される。
【００３３】
次に、図示しない制御部内に設けられた演算部において、第１画像処理手段で求めた三日月形状画像部分Ｗ１ｄの重心位置Ｐ１の基準線からの位相角度のデータα１と、第２画像処理手段で求めた円弧状切欠き外周円弧Ｄ２上の中心位置Ｐ２の基準線からの位相角度のデータβ１との差（α１−β１）を求め、この差（α１−β１）に基づき所定位相角度θとの差、補正回転量β２＝（（α１−β１）±θ）を求める。ここで位相角度α１及びβ１は、それぞれ基準線Ｌ１、Ｌ２を原点に反時計回り方向を＋、時計回り方向を−とする。また、この実施例の場合にはθ＝４５°としている。この数値の絶対値の小さい方を選択すれば補正回転する時間を短縮することができる。また、このθの値は緩み止めナットの組み付け後の特性に合わせ適宜変更すればよい。
【００３４】
このように、メインライン工程３及びサブライン工程３で撮影されたナットＷ１及びリング状弾性板Ｗ２はそれぞれ次の工程に搬送され、ナットＷ１はメインライン工程４の所定位置に位置決めされる一方、リング状弾性板Ｗ２は、サブライン工程４から、図４に示すＸ軸、Ｙ軸及びＲ軸の３軸ロボット４の回転Ｒ軸先端に取り付けられたバキュームチャック５１に吸着され保持されたあと、上下方向（Ｙ軸方向）駆動用シリンダ５７と左右方向（Ｘ軸方向）駆動シリンダ５８により、メインライン工程４の所定位置に位置決めされたナットＷ１のざぐり面上に移送載置される。この移送中にサーボモータ５６により減速手段５５を介して、回転Ｒ軸が演算部で求めた補正回転量β２の角度だけ回転される。その結果、ナットＷ１上に載置されたとき、図５（ｃ）に示すように、リング状弾性板Ｗ２の円弧状切欠きの上の中心位置Ｐ２はナットＷ１の三日月形状画像部分Ｗ１ｄの重心位置Ｐ１に対して位相差が所定位相角度θに合わせられている。
【００３５】
次に、このナットＷ１とこの座ぐり面に位置決め載置されたリング状弾性板Ｗ２とは、メインラインのアイドル工程５を通過後かしめ工程６に搬送位置決めされる。このかしめ工程６には、図１に示すように、油圧で上下動するラム下面に取り付けられたかしめツールの下降により、ナットＷ１のざぐり穴周壁を内側にかしめるかしめユニット６１が設置されている。ナットＷ１とこの座ぐり面に位相を合わせて位置決め載置されたリング状弾性板Ｗ２とが、この工程に搬送位置決めされると、このラムが下降しナットＷ１のざぐり穴周壁が内側にかしめられ、リング状弾性板Ｗ２がざぐり穴底面に密着固定して組み付けられる。この結果、ナットＷ１のねじの切り始め位置に対してリング状弾性板の円弧状切欠き位置を所定の位置に位置決めして組み合わせた緩み止めナットの組付けが完了する。すなわち、円弧状突部位置もまたナットＷ１のねじの切り始め位置に対して所定の位置に位置決めされている。この組付けが完了すると、次工程に搬送され、組み付け品の検査をする１６で示す工程７でかしめの検査が行われ、更に次工程に搬送され、組み付け品を取り出す１７で示す工程８で工程７での検査結果に基づき良品、不良品に選別されて排出される。
【００３６】
ここで、ナットＷ１の三日月形状の画像の重心位置Ｐ１とねじの切り始め位置との位置関係について説明する。ねじの規格例えばＪＩＳ規格により規定されているメートルねじの雌ねじは、実際は、ねじ山の頂点部分は頂点ではなく平面になっている。ＪＩＳ規格によるとＭ８のねじの場合平面部分の長さはねじピッチの１／４となっている。従ってねじ穴に垂直に断面した場合、切断面から螺旋状に沈んでいくねじ山斜面部分は、本来、全周切れ目のない三日月環状に見えるところであるが、その断面には、ねじ山頂点部分の平面の長さ割合（１／４）に応じて三日月環状の一部に切れ目部分が発生した、ねじの切り始めを端とする三日月形状の画像が表れる。この切れ目の部分の角度はねじ山頂点部分の平面の長さ割合と同じ全周の１／４すなわち９０°である。この三日月形状の画像の重心位置すなわち幅が最も大きな位置がねじの谷底部分であり、その１８０°反対側切れ目部分がねじ山の頂点部分である。すなわち三日月形状の画像の重心位置Ｐ１からねじの切り始め位置までは、１３５°となる。従って、三日月形状の画像の重心位置Ｐ１すなわち三日月形状の幅が最も大きな位置Ｐ１’を検出できれば、その位置がねじの谷底部分であり、リング状弾性板Ｗ２の円弧状突部位置をそれに対してどの位置に位置決めすればよいのか、重心位置Ｐ１を基準にその角度を決定できる。そして、リング状弾性板Ｗ２の円弧状切欠きの位置あるいは円弧状突部位置を所定の位置に位置決めして組み付けることにより、雄ねじをこの緩み止めナットにねじ込んだときに、図６に示すように、雄ねじの山がスムーズにこのリング状弾性板Ｗ２に乗り移りリング状弾性板Ｗ２の円弧状突部をたわませ、その面圧によって雄ねじのねじ山斜面に摩擦力を与えることができるようになる。このようにしてナットの回り止めが可能となる。
【実施例２】
【００３７】
実施例２は、実施例１における三日月形状画像部分Ｗ１ｄの重心位置Ｐ１が、ナットＷ１の中心位置Ｏ１を通り回転テーブル２の中心方向に設定された基準線Ｌ１に対して、どれだけの角度であるか、その位相角度の求め方が異なるのみで他は実施例１と同一であるので、この位相角度の求め方のみを記載する。
【００３８】
第１撮影手段のカメラで撮影されたナットＷ１の画像データは第１画像処理手段により画像処理される。この第１画像処理手段で２値化されたナットＷ１の画像は、図５（ａ）に示すように、外周六角形部分Ｗ１ａと、そのすぐ内側の円筒状に壁が所定量立ち上がったざぐり穴周壁の白い環状画像部分Ｗ１ｂと、その内側の所定の深さで加工され、ねじ穴に対して垂直である加工面を示す黒い平面画像部分Ｗ１ｃと、一番内側の貫通したねじ穴を示す黒い円形画像部分Ｗ１ｅと、そして、平面画像部分Ｗ１ｃと円形画像部分Ｗ１ｅとの間の、螺旋状に切り込まれたねじ山斜面が写し出された、そのねじの切り始めを端とする偏心した位置の白い三日月形状画像部分Ｗ１ｄとで構成されている。
【００３９】
まず、第１画像処理手段により、環状画像部分Ｗ１ｂを基にその環状の中心が求められ、この中心がナットＷ１の中心位置Ｏ１としてみなされる。次に、画像を所定回転角度γ°づつＯ１を中心に回転し基準線Ｌ１上の三日月形状画像部分Ｗ１ｄの幅を測定しそれぞれの幅とγ°づつの回転回数ｎを記憶する。そして幅の測定値が最大である位置を、三日月形状画像部分Ｗ１ｄの最大幅箇所の位置Ｐ１’として求める。、ナットＷ１の中心位置Ｏ１と三日月形状画像部分Ｗ１ｄの最大幅位置Ｐ１’とを通る線が、ナットＷ１の中心位置Ｏ１を通り回転テーブル２の中心方向に設定された基準線Ｌ１に対してどれだけの角度であるか、その位相角度α１が回転角度γと回転回数ｎとの積として求められ、位相角度データα１として記憶される。後は実施例１と同様に、サブラインで求められ記憶された、リング状弾性板Ｗ２の中心位置Ｏ２を通り回転テーブル３の中心方向に設定された基準線Ｌ２に対する位相角度β１とで、補正回転量β２が求められる。あとは実施例１と同様であるので省略する。
【００４０】
このようにしたので、本発明の緩み止めナットＷ１の製造装置は、非接触で、ねじの切り始めを端として表れる三日月形状の位置方向、及びリング状弾性板Ｗ２の位置方向を検出するとともに、それらの位相角度の差を求めることができるようになり、ナットＷ１のねじの切り始め位置に対してリング状弾性板Ｗ２の円弧状切欠き位置あるいは円弧状突部位置を所定の位置に位置決めして組み合わせることが可能となった。また、これらの検出と演算は瞬時に行うことができるので、検出及び演算に要する時間が短縮されサイクルタイムの短かい位置決めが可能となった。また、ツールが不要となり、複数の緩み止めナットに対してそれぞれに対応した画像処理手段を用意しておけば、ねじが食い付いてロック状態になり機械停止することもなく、段取り換え用の複数のツールを準備する必要もなく、また段取り換え時のツールの交換の必要もなくなるという効果がある。
【００４１】
また、それぞれ自動供給されたナットＷ１及びリング状弾性板Ｗ２はそれぞれの撮影が同時に行なわれたあと、ナットＷ１は所定位置に搬送され、リング状弾性板Ｗ２は補正回転量β２だけ回転されたあとサブラインからメインライン所定位置のナットＷ１上へ移送位置決めされ、次にリング状弾性板Ｗ２がナットＷ１のざぐり穴底面にかしめて組み付けられるこれら一連の動作を自動的にかつ連続して行なうことができるという効果がある。また、実施例１においては、三日月形状の画像の位置を重心位置として正確に求めることができ、更にこの位置を基準にねじの切り始め位置を正確に求めることができる効果がある。
【００４２】
また、実施例２においては、第１画像処理手段により求めた三日月形状の画像の半径方向の幅が最大となる位置を三日月形状の画像の位置としたので、三日月形状の位置を正確に求めることができ、更にこの位置を基準にねじの切り始め位置を正確に求めることができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ナットの端面を撮影しその画像形状から、そのねじの切り始めを端とする三日月形状の位置方向を検出しねじの切り始めを決定するものであるが、雄ねじについてもその端面を撮影しその画像形状から、ねじの切り始めを検出することにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の装置の概略を示す平面図である。
【図２】第１撮影手段を示す側面図である。
【図３】第２撮影手段を示す側面図である。
【図４】移送手段を示す正面図である。
【図５】（ａ）はナットＷ１、（ｂ）はリング状弾性板Ｗ２、（ｃ）はナットＷ１にリング状弾性板Ｗ２をかしめ組み付けた状態の平面図である。
【図６】緩み止めナットの作用を示す側面断面図である。
【図７】従来技術の装置の側面断面図である。
【図８】従来技術の装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    基台
２    回転テーブル
３    回転テーブル
４    ３軸ロボット
３１    治具
３２    カメラ
４１    治具
４２    カメラ
５１    バキュームチャック
５６    サーボモータ
５７    上下駆動用シリンダ
５８    左右方向駆動シリンダ
Ｗ１    ナット
Ｗ２    リング状弾性板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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