(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地電極の円弧状に打ち抜かれた先端が前記中心電極側面と対向してそれらの間に火花ギャップが形成されたスパークプラグに対し、前記火花ギャップとこれを挟んで対向する前記中心電極及び接地電極とを、前記中心電極の先端側からカメラにより撮影する撮影工程と、
その撮影された画像から、前記火花ギャップに面する前記接地電極の先端エッジ線と、前記中心電極の外周エッジ線とを決定する電極エッジ線決定工程と、
その決定された前記接地電極の先端エッジ線と、前記中心電極の外周エッジ線との間の最小間隔として、前記火花ギャップ間隔を、検査情報の少なくとも１つとして算出・生成する検査情報生成工程と、
その生成した検査情報を出力する検査情報出力工程とを含み、
前記検査情報生成工程は、前記接地電極の先端面に形成される打抜き時のバリに起因した、火花ギャップ間隔を縮小する向きに突出する突起の影響を低減するために、前記撮影された画像に基づいて得られる前記接地電極の先端エッジ線の情報に対し所定の平滑化処理を施す平滑化処理工程と、その平滑化処理されたエッジ線情報を用いて前記火花ギャップ間隔を算出する火花ギャップ間隔算出工程とを含み、
前記平滑化処理として、撮影された前記画像により決定される前記接地電極の先端エッジ線の起伏レベルプロファイルを、各々の区間幅が前記バリに起因した突起の幅よりも小さくならない範囲で設定される複数の区間に区分し、各区間毎に前記起伏レベルプロファイルを平均化する処理を行うことを特徴とするスパークプラグ検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法にてスパークプラグの検査を行う検査工程と、
得られた検査情報に基づいて、検査対象となるスパークプラグの合否判定を行う判定工程と、
その判定工程の結果に基づき、前記スパークプラグを選別する選別工程と、
を含むことを特徴とするスパークプラグ製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の検査方法により、撮影された画像からスパークプラグのギャップ間隔を測定し、そのギャップ間隔測定値を前記検査情報として出力するとともに、
そのギャップ間隔測定値を参照して、該ギャップ間隔が目標値に到達するように前記接地電極に曲げ加工を施す曲げ工程を含むことを特徴とするスパークプラグ製造方法。
【請求項４】
前記接地電極の円弧状に打ち抜かれた先端が前記中心電極側面と対向してそれらの間に火花ギャップが形成されたスパークプラグに対し、前記火花ギャップとこれを挟んで対向する前記中心電極及び接地電極とを、前記中心電極の先端側からカメラにより撮影する撮影手段と、
その撮影された画像から、前記火花ギャップに面する前記接地電極の先端エッジ線と、前記中心電極の外周エッジ線とを決定する電極エッジ線決定手段と、
その決定された前記接地電極の先端エッジ線と、前記中心電極の外周エッジ線との間の最小間隔として、前記火花ギャップ間隔を、検査情報の少なくとも１つとして算出・生成する検査情報生成手段と、
その生成した検査情報を出力する検査情報出力手段とを含み、
前記検査情報生成手段は、前記接地電極の先端面に形成されたバリに起因した、火花ギャップ間隔を縮小する向きに突出する突起の影響を低減するために、前記撮影された画像に基づいて得られる前記接地電極の先端エッジ線の情報に対し所定の平滑化処理を施す平滑化処理手段と、その平滑化処理されたエッジ線情報を用いて前記火花ギャップ間隔を算出する火花ギャップ間隔算出手段とを備え、
前記平滑化処理として、撮影された前記画像により決定される前記接地電極の先端エッジ線の起伏レベルプロファイルを、各々の区間幅が前記バリに起因した突起の幅よりも小さくならない範囲で設定される複数の区間に区分し、各区間毎に前記起伏レベルプロファイルを平均化する処理を行うことを特徴とするスパークプラグ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパークプラグ検査方法、スパークプラグ検査装置及びスパークプラグ製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に使用されているスパークプラグのうち、多極プラグと呼ばれるものは、中心電極の周囲に複数の接地電極を配した構造を有する。このような多極プラグは、円形断面の中心電極の外周面に各接地電極の円弧状の先端面が対向し、それらの間に火花ギャップが形成される。その製造に際しては、図３０に示すように、接地電極Ｗ1（曲げる前のもの）を主体金具Ｗ3に溶接等で取り付けた予備体ＷPを、打抜ダイＫの成型凹部Ｋ１に押し付けて両接地電極Ｗ1を同時に曲げ加工し、次いでパンチＫ2により接地電極Ｗ1の先端部を円弧状に打ち抜く。そして、絶縁体Ｗ4に装着した中心電極Ｗ2を主体金具Ｗ3内に挿入し、曲げ加工された接地電極Ｗ1との間にギャップｇを形成する。
【０００３】
また、形成された火花ギャップは、中心電極の先端側からＣＣＤカメラ等により撮影した火花ギャップの画像を解析することにより検査される。この場合、接地電極及び中心電極のギャップを挟んで対向する部分の撮影画像から各電極の対向エッジを定め、例えば中心電極の軸断面半径方向に測定した電極間対向距離をギャップ間隔として、その最小値によりギャップ間隔を管理することが行われている。例えば、このギャップ間隔の最小値が設定された許容値範囲を外れる場合は、そのスパークプラグは不良品として除外される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような多極プラグにおいては、火花ギャップの接地電極側のエッジが上記のように打抜加工により形成されるため、打抜きの際に生ずるバリや傷等により微小な凹凸を生じやすい。特にバリ等による突起が生ずると、画像により測定されるギャップ間隔がこの突起の位置にて局所的に小さくなり、誤って不良と判定されてしまう恐れがある。
【０００５】
本発明の課題は、バリ等による影響でギャップ間隔が局所的に小さくなっても、最小値管理による火花ギャップ間隔が許容範囲外と誤判定される心配を軽減できるスパークプラグの検査方法及び検査装置と、それを用いたスパークプラグの製造方法とを提供することにある。
【０００６】
【従来の技術】
上記の課題を解決するために、本発明のスパークプラグの検査方法（装置）は、
接地電極の円弧状に打ち抜かれた先端が中心電極側面と対向してそれらの間に火花ギャップが形成されたスパークプラグに対し、火花ギャップとこれを挟んで対向する中心電極及び接地電極とを、中心電極の先端側からカメラにより撮影する撮影工程（撮影手段）と、
その撮影された画像から、火花ギャップに面する接地電極の先端エッジ線と、
中心電極の外周エッジ線とを決定する電極エッジ線決定工程（電極エッジ線決定手段）と、
その決定された接地電極の先端エッジ線と、中心電極の外周エッジ線との間の最小間隔として、火花ギャップ間隔を、検査情報の少なくとも１つとして算出・生成する検査情報生成工程（検査情報生成手段）と、
その生成した検査情報を出力する検査情報出力工程（検査情報出力手段）とを含み、
検査情報生成工程（手段）が、接地電極の先端面に形成される打抜き時のバリに起因した、火花ギャップ間隔を縮小する向きに突出する突起の影響を低減するために、撮影された画像に基づいて得られる接地電極の先端エッジ線の情報に対し所定の平滑化処理を施す平滑化処理工程（平滑化処理手段）と、その平滑化処理されたエッジ線情報を用いて火花ギャップ間隔を算出する火花ギャップ間隔算出工程（火花ギャップ間隔算出手段）とを含み、
平滑化処理として、撮影された画像により決定される接地電極の先端エッジ線の起伏レベルプロファイルを、各々の区間幅がバリに起因した突起の幅よりも小さくならない範囲で設定される複数の区間に区分し、各区間毎に起伏レベルプロファイルを平均化する処理を行うことを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の検査方法及び装置においては、撮影された画像に基づいて得られる接地電極の先端エッジ線の情報に対し所定の平滑化処理を施した後、これを用いて、中心電極の外周エッジ線との間の最小間隔として火花ギャップ間隔を算出するようにした。平滑化処理により、接地電極の先端面に形成されたバリ等の突起の影響が低減され、該突起の影響でギャップ間隔が局所的に小さくなっても、最小値管理による火花ギャップ間隔が許容範囲外と誤判定される心配を軽減できる。
【０００８】
平滑化処理としては、撮影された画像により決定される接地電極の先端エッジ線を複数の所定長さの区間に区分し、各区間毎にエッジ線の起伏レベルプロファイルを平均化する処理を行うことができる。区間毎のプロファイルの平均化処理により、区間内に存在する微小な突起がいわば馴らされて突出高さが小さくなるので、その影響を軽減することができる。
【０００９】
また、平滑化処理としては、撮影された画像により決定される接地電極の先端エッジ線の起伏レベルプロファイルを複数の所定長さの区間に区分し、各区間毎にエッジ線の起伏レベルの変化率を算出するとともに、その変化率の値が予め定められた条件を満たさない区間については、該区間内の起伏レベルプロファイルを修正する修正処理を行うことができる。この場合の修正処理は、区間内に存在する微小な突起の影響を軽減できるものであればよく、例えば当該区間内の起伏レベルを平均化したり、あるいは突起高さを小さくする方向に起伏レベルの値を変更する処理等が可能である。
【００１０】
他方、平滑化処理として、撮影された画像により決定される接地電極の先端エッジ線の起伏レベルプロファイルを１つの波形とみた場合に、その波形に対し一定周波数以上の波形成分を除去するローパスフィルタ処理を施すようにしてもよい。すなわち起伏レベル波形においては、微小な突起は一種の高周波ノイズと見ることができるから、上記のようなローパスフィルタ処理により起伏レベル波形曲線から突起の影響を効果的に除去することができる。
【００１１】
上記検査方法及び検査装置においては、その検査情報生成工程（手段）を、
カメラが撮影する撮影画像において、接地電極及び／又は中心電極の全部又は一部に対応した形状のマスター画像を予め用意し、撮影画像においてマスター画像と適合する部分を検索することにより、その適合部分を接地電極及び／又は中心電極の少なくとも一部をなす部分として判別する電極判別工程（手段）と、
判別された接地電極及び／又は中心電極の撮影画像と上記適合部分に重ね合わされる形で位置決めされたマスター画像との少なくともいずれかに基づいて、接地電極及び／又は中心電極の、火花ギャップに面するエッジを確定するエッジ確定工程（手段）とを含むものとすることができる。
【００１２】
上記構成においては、撮影画像においてマスター画像と適合する電極部分を検索することにより、その適合部分を電極の少なくとも一部をなす部分として判別するようにした。これにより、電極の火花ギャップに面するエッジを正確に特定することができ、ひいては、ギャップ間隔等に関する検査を正確かつ能率よく行うことができる。この場合、確定したエッジ間距離に基づき、ギャップ間隔情報を検査情報として生成するギャップ間隔情報生成処理工程（手段）を付け加えることができる。
【００１３】
電極判別に際しては、撮影画像とマスター画像とを、中間濃度出力が可能な複数の画素の出力状態の組み合わせにより形成しておき、撮影画像において、マスター画像との間で対応する画素間の濃度差の総計が最小となる部分を適合部分として選定するようにできる。このようにすることで、撮影画像とマスター画像とのマッチング精度が高められて電極のエッジの特定をより正確に行うことができるようになり、ひいては検査精度がさらに向上する。
【００１４】
この場合、上記方法ないし装置のエッジ確定工程（手段）は、接地電極及び／又は中心電極のエッジ線（以下、これらを総称して電極エッジ線という）方向と交差する向きにおいて各画素の濃度値レベルが、所定の閾値を挟んで該閾値よりも大きい状態と小さい状態との一方から他方に変化する位置、又は電極エッジ線方向と交差する向きに沿って検出した、電極画像部分の各画素又はマスター画像の各画素の、濃度値レベルの変化率が最大となる位置を、電極エッジ線の位置として決定する電極エッジ線情報生成工程（手段）を含むものとすることができる。これにより、エッジ線位置の特定を極めて精度高く行うことができる。なお、エッジ線方向は、例えばマスター画像の外形線を仮外形線とし、その仮外形線の方向として定めることが可能である。
【００１５】
また、中心電極の軸断面が円形状のものである場合、電極判別工程（手段）においては、中心電極の撮影画像に対して、円形状のマスター画像を適合させ、電極エッジ線情報生成工程（手段）において、中心電極の外周エッジ線位置としての互いに異なる３点を決定し、それら３点を通る円を当該中心電極の外形線として決定することができる。これにより、視野内にその一部しか表れていない中心電極の外周エッジ線ひいてはエッジ線を、簡単に定めることができる。なお、上記円はその中心位置と半径とを定めることにより特定できる。
【００１６】
この場合、互いに異なる３点の組を複数決定し、各３点を通る複数の円の中心位置と半径とをそれぞれ定め、中心電極の最終的な外周エッジを、それら複数の円の平均的な中心位置と同じく平均的な半径とを、それぞれ中心及び半径とする円として定めるようにすれば、中心電極の外周エッジを極めて高精度に決定することができる。
【００１７】
次に、本発明のスパークプラグの製造方法の第一は、上記した検査方法にてスパークプラグの検査を行う検査工程と、得られた検査情報に基づいて、検査対象のスパークプラグの合否判定を行う判定工程と、その判定工程の結果に基づき、スパークプラグを選別する選別工程とを含むことを特徴とする。検査工程に本発明の検査方法を適用することにより、不良品を的確に発見することができるようになり、ひいては不良品が製品流出する確率を低減することができる。また良品を不良と誤判定する確率も小さくなることから製品歩留まりの向上にも寄与する。
【００１８】
また、本発明のスパークプラグの製造方法の第二は、上記した検査方法の採用により、撮影された画像からスパークプラグのギャップ間隔を測定し、そのギャップ間隔測定値を検査情報として出力するとともに、そのギャップ間隔測定値を参照して、該ギャップ間隔が目標値に到達するように接地電極に曲げ加工を施す曲げ工程を含むことを特徴とする。すなわち、本発明の検査方法により、火花ギャップ間隔の測定・検査を高精度で行うことが可能となり、かつ目標値に到達しない火花ギャップを有するスパークプラグの接地電極に、付加的な曲げ工程を施すことでギャップ間隔の調整を容易に行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例を参照して説明する。
図１は、本発明のスパークプラグ検査装置（以下、単に検査装置という）の一実施例を概念的に示す平面図である。該検査装置１は、被処理スパークプラグ（以下、ワークともいう）Ｗを搬送経路Ｃ（本実施例では直線的なものとなっている）に沿って間欠的に搬送する搬送機構としてのトラバーサ３００を備え、その搬送経路Ｃに沿って、接地電極整列機構１２、基準部位値測定装置（基準位置測定手段）１３、曲げ装置１４、及び撮影手段としての撮影・解析ユニット１５等の工程実施部が配置されている。トラバーサ３００は、搬送経路Ｃに沿って敷設されたレール３０３，３０３上を移動する移動テーブル３０２と、その移動テーブル３０２に取り付けられた回転ワークホルダ３０４とを有する移動テーブル機構１１を主体に構成されている。移動テーブル３０２は、タイミングプーリ（スプロケットでもよい）３０６，３０６に回し懸けられたタイミングベルト（チェーンでもよい）３０１の中間位置に取り付けられ、正逆両方向に回転可能な駆動モータ２４によりタイミングベルト３０１を巡回駆動することにより搬送経路Ｃに沿って往復動するとともに、各工程実施部にて停止しつつ、検査及び曲げの各工程が順次行われるようになっている。
【００２０】
図６に示すように、ワークＷは、筒状の主体金具Ｗ3、その主体金具Ｗ3の内側に嵌め込まれた絶縁体Ｗ4、絶縁体Ｗ4の軸方向に挿通された中心電極Ｗ1、及び主体金具Ｗ3に一端が溶接等により結合されるとともに他端側が中心電極Ｗ1側に曲げ返され、その先端面が中心電極Ｗ1の側面に対向する接地電極Ｗ2等を備えている。接地電極Ｗ2は、中心電極Ｗ1の中心軸線周りに複数（本実施例では４つ）配置され、全体が多極スパークプラグとして構成されている。
【００２１】
図２は、移動テーブル機構１１の構造を示す断面図である。その回転ワークホルダ３０４の上面側には、その中心位置において垂直方向に形成されたワーク装着孔３１１が開口しており、ここに筒状のサブホルダ２３に後端部が嵌め込まれたワークＷが、該サブホルダ２３とともに接地電極Ｗ2側が上となるように立てた状態で着脱可能に装着される。他方、回転ワークホルダ３０４の下面中心部からは、ワーク装着孔３１１の軸線（すなわち、ワークＷの軸線）の延長上において回転軸３１０が下向きに延び、移動テーブル３０２に孔設された軸孔に挿通されるとともに、ベアリング３１３，３１４を介して回転可能に支持されている。回転軸３１０はモータ３１５により所定の角度単位、具体的にはワークＷの接地電極Ｗ2の配置角度間隔（本実施例では９０°）を単位として、正逆両方向に回転駆動される。これにより、回転ワークホルダ３０４すなわちワークＷは、自身の軸線周りに接地電極Ｗ2の配置角度間隔を単位として回転することとなる。
【００２２】
次に、回転ワークホルダ３０４の上面には、図３に示すように、装着されたワークＷを取り囲む形で複数（本実施例では３つ）のワークチャック３１６が取り付けられている。各ワークチャック３１６は、それぞれ図２に示すように、回転ワークホルダ３０４の上面に設けられたガイド３１６ｃに対し、ワーク装着孔３１１を中心とする半径方向においてワークＷに対し進退可能に取り付けられたスライド部材３１６ａと、そのスライド部材３１６ａの上面にボルト３１６ｄを用いて固定されたチャックプレート３１６ｂとを有している。図３に示すように、チャックプレート３１６ｂは先端に向かうほど狭幅となるように、両側面が斜面状に形成されており、その先端位置には、ワークＷ側の被保持面に対応する形状（この場合、主体金具Ｗ1のねじ部の外周面に対応する円弧状）のワーク保持面３１６ｅが形成されている。
【００２３】
図２に示すように、回転ワークホルダ３０４の内部には、各スライド部材３１６ａをガイド３１６に沿って進退駆動するチャックシリンダ３１７が内蔵されている。各スライド部材３１６をチャックシリンダ３１７により装着されたワークＷに向けて前進させると、図３（ａ）に示すように、ワークＷは主体金具Ｗ1のねじ部外周面において、３つのチャックプレート３１６ｂにより挟み付けられた状態で保持されることとなる。なお、図３（ｂ）は、ワークＷを保持した状態にて、回転ワークホルダ３０４を反時計方向に９０°回転させた状態を示している。
【００２４】
次に、図４は、接地電極整列機構１２の構造を示す平面図である。接地電極整列機構１２は、移動テーブル機構１１に対するワークＷの装着位置に設けられており、手動（あるいは装着用のロボットを用いてもよい）にて回転ワークホルダ３０４に装着されたワークＷの、検査対象となる火花ギャップに対応する接地電極Ｗ2を、以降の検査及び曲げ加工の工程実施に好都合となる向きに整列・位置合わせするためのものである。この場合、図１に示すように、ワークＷの搬送経路Ｃの片側に沿って、基準部位置測定を除く各工程の実施位置が配置される形となっており、接地電極整列機構１２は、接地電極Ｗ2の先端面と中心電極Ｗ1の側面との対向方向（図６も参照）が搬送経路Ｃと略直交し、かつ接地電極Ｗ2が工程実施位置の配列側を向くようにワークＷを整列させるようになっている。
【００２５】
具体的には、接地電極整列機構１２は本体３１８を備え、その先端側には、１対の整列アーム３２０，３２０が、回転ワークホルダ３０４に装着されたワークＷの接地電極Ｗ2に対応する高さ位置において、略水平な面内でそれぞれ旋回可能に取り付けられている。これら２つの整列アーム３２０，３２０は、本体３１８の先端部幅方向両側に、それぞれピン３２１，３２１により旋回可能に取り付けられており、先端部には把持ヘッド３２０ａ，３２０ａがそれぞれ形成されている。他方、各アーム３２０，３２０の後端部は、図示しないリンク機構及びエアシリンダにより進退駆動される。これにより整列アーム３２０，３２０は、把持ヘッド３２０ａ，３２０ａが互いに接近・離間する向きに旋回駆動され、整列対象となる接地電極Ｗ2を両把持ヘッド３２０ａ，３２０ａにより、所定の整列位置において挟み込む形で整列・位置決めするようになっている。
【００２６】
図５は、基準部位置測定装置１３の構成例を示すものである。該測定装置１３は、搬送経路Ｃを挟む形でその両側に配置された投光部２０１と受光部２０２とを備える。投光部２０１は、幅が中心電極Ｗ1の軸線と略平行となる向きにて帯状のレーザ光Ｌ1（図６も参照）を、測定対象となる接地電極Ｗ2を先端部中間位置にて横切るように投射するものであり、受光部２０２は該帯状のレーザ光Ｌ1を受けるラインセンサ（例えば一次元ＣＣＤセンサ）により構成されている。レーザ光Ｌ1の接地電極Ｗ2に遮られる部分は受光部２０２に到達しないので影となり、ラインセンサの出力からこの影の先端位置を読み取ることで、接地電極Ｗ2の先端位置（基準部位置）を知ることができる。
【００２７】
図７に、撮影・解析ユニット１５の構成例を示している（（ａ）は要部正面図、（ｂ）は側面図である：画像解析部の電気的構成については後述する）。撮影・解析ユニット１５は、フレーム２２上に固定されたベース３６と、そのベース３６にほぼ垂直に立設された支柱３７とを有する。そして、その支柱３７にはカメラ駆動部３９が、スライドクランプ４１，４１を介して、上下にスライド可能に取り付けられている。カメラ駆動部３９は、ケース４３内に昇降ヘッド４２と、その昇降ヘッド４２に螺合してこれを昇降移動させるねじ軸４４と、タイミングプーリ４８，４９とタイミングベルト４７とを介してねじ軸４４を正逆両方向に回転駆動するカメラ昇降モータ４６とが収容された構造を有する。昇降ヘッド４２には、撮影位置に位置決めされたワークＷを撮影するカメラ４０と、そのワークＷの先端部を照らす照明部としてのリングライト３８とが取り付けられ、それらカメラ４０とライト３８とは一体の撮影装置本体部４５を形成している。
【００２８】
カメラ駆動部３９は、モータ４６の作動によりねじ軸４４を回転させ、ワークＷの撮影方向（すなわち上下方向）において撮影装置本体部４５ひいてはカメラ４０を移動させることにより、これをワークＷの撮影対象部分（この場合、接地電極Ｗ2の先端面）に合焦する位置に位置決めする役割を果たす。
【００２９】
カメラ４０は、例えば二次元ＣＣＤセンサを画像検出部として有するＣＣＤカメラとして構成されており、中心電極Ｗ1の軸線方向先端側、すなわち上方からワークＷを撮影する。図１１（ａ）に示すように、該カメラ４０は、ワークＷの火花ギャップｇを所定の倍率にて、火花ギャップｇに面する接地電極Ｗ2の先端エッジＥ2の全体と、同じく中心電極Ｗ1の先端面の外周エッジのうち、火花ギャップに面する部分Ｅ1（中心電極Ｗ1の中心軸線Ｏから、接地電極Ｗ2の両縁を見込む角度範囲φに対応する部分として定義する）の全体を含む一部のみが視野２１０内に収まるように撮影する。ここでは、中心電極Ｗ1の先端面の外周エッジＥの半周以上が視野２１０内に収まるように倍率が設定されている。他方、さらに倍率を高めるために、同図（ｂ）に示すように、外周エッジＥの半周未満の部分（ただし、火花ギャップに面する部分Ｅ1は全体が入るようにする）が視野２１０内に入る形としてもよい。
【００３０】
次に、図８は曲げ装置１４の構成例を示す。曲げ装置１４は、装置のベース５０上に取り付けられた例えば片持式のフレーム５０ａの前端面に、本体ケース５１が取り付けられている。その本体ケース５１内には可動ベース５３が昇降可能に収容されており、該可動ベース５３には押圧パンチ５４が、本体ケース５１の下端面から突出する形態で取り付けられている。そして、可動ベース５３に螺合するねじ軸（例えばボールねじ）５５を、押圧パンチ駆動モータ５６により正逆両方向に回転させることにより、押圧パンチ５４は、ワークＷの接地電極Ｗ2の曲げ部に対して、斜め上方から接近・離間するとともに、ねじ軸駆動の停止位置に対応して、任意の高さ位置を保持可能とされている。なお、押圧パンチ駆動モータ５６の回転伝達力は、タイミングプーリ５６ａ、タイミングベルト５７及びタイミングプーリ５５ａを介して、ねじ軸５５に伝達される。
【００３１】
図９は、スパークプラグ検査装置１の主制御部１００とその周辺の電気的構成を表すブロック図である。主制御部１００は、Ｉ／Ｏポート１０１とこれに接続されたＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３及びＲＡＭ１０４等からなるマイクロプロセッサにより構成されており、ＲＯＭ１０３には主制御プログラム１０３ａが格納されている。そして、Ｉ／Ｏポート１０１には、トラバーサ３００（図１）の駆動部２ｃが接続されている。該駆動部２ｃは、サーボ駆動ユニット２ａと、これに接続された駆動モータ２４と、そのモータ２４の回転角度位置を検出するパルスジェネレータ２ｂ等を含んで構成されている。また、Ｉ／Ｏポート１０１には、移動テーブル機構１１、接地電極整列機構１２、基準部位置測定装置１３、曲げ装置１４及び撮影・解析ユニット１５が接続されている。なお、ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０２のワークエリア１０４ａとして機能する。
【００３２】
図１０は、撮影・解析ユニット１５の電気的構成を示すものである。その制御部（以下、画像解析部ともいう）１１０が、Ｉ／Ｏポート１１１とこれに接続されたＣＰＵ１１２、ＲＯＭ１１３及びＲＡＭ１１４等からなるマイクロプロセッサにより構成されており、ＲＯＭ１１３には画像解析プログラム１１３ａが格納されている。また、Ｉ／Ｏポート１１１には、撮影手段としての前述のカメラ４０（二次元ＣＣＤセンサ１１５と、そのセンサ出力を二次元デジタル画像入力信号に変換するためのセンサコントローラ１１６とを含む）と、マスター画像データ記憶手段としての記憶装置１１５とが接続されている。記憶装置１１５には、マスター画像データ１１５ａが記憶されている。また、ＲＡＭ１１４には、ＣＰＵ１１２のワークエリア１１４ａ、撮影カメラ４０によるワークＷの撮影画像データ、及びそのワークＷの検査に使用されるマスター画像データを記憶するためのメモリ１１４ｂ，１１４ｃが形成されている。なお、ＣＰＵ１１２は、画像解析プログラム１１３ａにより、検査情報生成手段、電極判別手段、エッジ確定手段、電極エッジ線情報生成手段、平滑化処理手段、火花ギャップ間隔算出手段等の主体となるものである。なお、マスター画像データを図５の主制御部１００に接続された記憶装置（図示せず）に記憶し、必要なものをその都度、撮影・解析ユニット１５に転送して用いてもよい。
【００３３】
以下、検査装置１を用いた、本発明のスパークプラグの検査方法ないし製造方法の処理の流れを、図１２のフローチャートを参照して説明する。まず、図１の移動テーブル３０２をワーク装着位置へ移動し、図２に示すように、ワークＷを回転ワークホルダに装着する。Ｓ１では、接地電極整列機構１２が主制御部１００からの指令を受けて、図４に示すように整列アーム３２０を作動させ、接地電極Ｗ2の１つを挟み込んで整列・位置決めを行う。その整列・位置決めされた接地電極Ｗ2が処理対象として選択される。Ｓ２では、整列アーム３２０により接地電極Ｗ2が挟み込まれたままの状態を維持しつつ、移動テーブル機構１１において、３つのワークチャック３１６をチャックシリンダにより作動させ、ワークＷをチャックする。このチャックにより、ワークＷは接地電極Ｗ2の整列状態を保持することとなる。チャックが完了すれば、接地電極整列機構１２は整列アーム３２０を退避させる。
【００３４】
続いて、Ｓ３では、ワークＷはトラバーサ３００により基準部位置測定装置１３の位置へ運ばれる。基準部位置測定装置１３は図５に示すようにレーザ光Ｌ1により、対象となる接地電極Ｗ2の先端位置を測定する。次いでＳ４において、図７のカメラ駆動部３９は、測定された接地電極Ｗ2の先端位置を参照してカメラ４０を昇降させ、接地電極Ｗ2に合焦する位置に位置決めする。
【００３５】
Ｓ５ではギャップ撮影・解析処理が行われる。ここでは、ワークＷが、カメラ４０を位置決め済みの撮影・解析ユニット１５に対して撮影位置に移動・位置決めされ、画像解析部１１０（図１０）がカメラ４０からの画像を取り込み、その画像を解析することにより火花ギャップｇの値を求める。次いで、Ｓ６では火花ギャップｇの目標値（例えばＲＯＭ１０３（図９）に記憶されている）を読み出し、測定したギャップ測定値ｇと比較することにより、曲げ装置１４（図８）の曲げパンチ５４の調整押圧のためのストロークを算出する。
【００３６】
Ｓ７では、ワークＷを曲げ装置１４の曲げ加工位置へ移動・位置決めし、図８の曲げ装置１４が、主制御部１００からの指令と調整押圧ストロークの値とを受け、そのストロークにてモータ５６（図８）を作動させて接地電極Ｗ2に押圧を加え、曲げ加工によるギャップ間隔の調整を行う。このとき、主制御部１００では、例えばＲＡＭ１０４（図９）に記憶されている曲げ回数の値ｎをインクリメントする。
【００３７】
次いでＳ８でワークＷを再び撮影位置に移動させ、再びギャップ間隔の測定を行う。そして、Ｓ９で測定したギャップ間隔を目標値と比較・判定し、ギャップ間隔が目標値に到達していなければ、Ｓ１０を経てＳ６に戻り、以下同様の処理により曲げ加工とギャップ測定とを繰り返す。なお、Ｓ１０で曲げ回数ｎが上限値ｎmaxを超えても目標値に到達しない場合は異常として処理を打切り、Ｓ１１へ進んでワーク排出となる。他方、Ｓ９でギャップ間隔が目標値に到達すれば正常と判定し、Ｓ１２を経てＳ１３へ進み、図３（ｂ）に示すように、回転ワークホルダ３０４を所定角度（本実施例では９０°）回転させることにより、次の接地電極Ｗ2を処理位置に移動・位置決めする。そして、Ｓ３に戻り、上記の工程を繰り返す。これにより、多極プラグの各接地電極Ｗ2に対するギャップ間隔の検査と、その調整処理とが順次行われてゆく。そして、Ｓ１２において全て接地電極Ｗ2についての処理が完了すれば、Ｓ１１に進んでワーク排出となり、終了となる。
【００３８】
さて、図１２のギャップ撮影・解析処理（Ｓ５，Ｓ８）は、大きく分けて画像認識処理と、それに続くギャップ測定処理とからなる。図１３は、画像認識処理の流れを示すものである。すなわち、中心電極Ｗ1あるいは接地電極Ｗ2の撮影画像データ（図では、「ワーク画像データ」と総称している）を取り込み、これに対応するマスター画像データを記憶装置１１５（図１０）から読み出して、ＲＡＭ１１４のメモリ１１４ｂ，１１４ｃにそれぞれ格納する（図１３：Ｓ１０１，Ｓ１０２）。
【００３９】
マスター画像は、検査対象となるスパークプラグ品番の標準的な製品を用い、中心電極Ｗ1の接地電極Ｗ2のギャップｇを挟んだ対向部分を、所定の条件で予め撮影することにより作成されたものである。図１４に概念的に示すように、撮影画像５１の一部（あるいは全部）に対応するマスター画像５０を用意し、それらの中から、電極エッジ線決定に必要なものを適宜選択して用いるようにする。ここで、マスター画像と撮影画像とは、いずれも中間濃度出力が可能な複数の画素の出力状態の組み合わせにより、いわゆるグレースケール画像として形成されている。
【００４０】
マスター画像は、各電極Ｗ1，Ｗ2の撮影画像の、画素平面上の各位置間を平行移動しながら、撮影画像との間での適合位置が検索される。すなわち、図１４（ａ）に示すように、画素平面上で所定位置に位置決めされたマスター画像５０と、これと重なり合う撮影画像５１との間で、対応する画素Ｐ’，Ｐ間の濃度差（あるいはその絶対値）を演算し、（ｂ）に示すようにその総計（あるいは平均値）を算出する。そして、各位置毎に算出した上記総計の値が最小となる撮影画像部分を適合部分として選定する（図１３：Ｓ１０４〜Ｓ１０７）。この適合部分が電極画像部分となる。また、Ｓ１０８において、マスター画像を上記適合部分に重ねた状態で位置決めし、その外形線（エッジ）を仮外形線として設定し、Ｓ１０９に進んで、エッジツールによる外形線上の所定位置（以下、エッジ位置という）の確定処理となる。
【００４１】
図１５は、エッジ位置確定処理の流れを示すものである。まず、マスター画像の外形線上に仮エッジ位置を定め、図１６（ａ）に示すような一定の大きさの画素マトリックス６０を定め、次いで同図（ｂ）に示すように、各画素の濃度値を読み込む（図１５：Ｓ１５１、Ｓ１５２）。そして、上記仮外形線と平行な方向を行方向（請求項でいう外形線方向に相当する）、直角な方向を列方向として、各行毎に画素の濃度値を合計する（Ｓ１５３）。次いで、図１５のＳ１５４、Ｓ１５５に進み、各画素Ｐの濃度値レベルの変化率が最大となる位置を、エッジ位置として決定する。すなわち、図１６（ｃ）に示すように、上記平均値の列方向隣接地同士の差分演算を行い、その差分が最大となる位置をエッジ位置とする。こうして確定された外形線のエッジ位置の集合から、中心電極Ｗ1及び接地電極Ｗ2の電極エッジ線を特定するエッジ線情報が得られ、制御部１１０（図１０）のＲＡＭ１１４に記憶される。図１１に示すように、中心電極Ｗ1 の外周エッジ線Ｅは円形状のものとなり、接地電極Ｗの先端エッジ線Ｅ2は円弧状のものとなる。
【００４２】
なお、中心電極Ｗ1の先端面外周エッジをさらに精度高く決定するためには、外周エッジ線上の互いに異なる３点の組を複数決定し、各３点を通る複数の円の中心位置と半径とをそれぞれ定め、最終的な外周エッジを、それら複数の円の平均的な中心位置と同じく平均的な半径とを、それぞれ中心及び半径とする円として定めることが望ましい。この場合の処理を、図１７、図１８の工程説明図と、図１９のフローチャートに基づいて説明する。
【００４３】
まず、図１９のＳ３０１において、中心電極Ｗ1の先端面の外周エッジの画像（図１１に示す通り、視野２１０には一部のみが表れている）Ｇを撮影し、次いでＳ３０２において図１７（ａ）に示すように、マスター画像５０をこれに適合させて先端面外周エッジの仮中心Ｏvを決定する。ここで、撮影された画像とマスター画像との間の対応する画素間の濃度絶対値の総計Ｋが、予め定められた基準値Ｋ0を超える場合は、Ｓ３１３に進んで中心電極Ｗ1が不存在である不良判定を行なう。
【００４４】
一方、ＫがＫ0以下であればＳ３０５に進み、図１７（ｂ）に示すように、仮中心Ｏvを中心として前述のエッジ位置確定処理により、所定の角度間隔γ（例えば２°間隔）で外形線点ＥCを確定する（Ｓ３０５）。そして、図１８（ａ）に示すように、各外形線点ＥCを基準点（図中○で示す）として、その基準点の左右に所定角度β（例えば４４°）だけ振れた位置にある外形線点（図中△で示す）として選択し、その選択された２点と、基準点との計３点を通る円の中心Ｏ’と半径ｒ’とをそれぞれ算出する（Ｓ３０７）。なお、決定されたｒ’が、中心電極Ｗ1の外径の標準規格範囲（例えば下限値ｒmin、上限値ｒmax）から外れるものは不良とみなし、不良円カウンタＮpを１だけインクリメントするとともに（Ｓ３０９）、Ｓ３１０に進んで上記不良円カウンタＮpのカウント値と基準値Ｎ0（例えば３０）とを比較判断する。
【００４５】
Ｓ３１０において不良円カウンタＮpのカウント値が基準値Ｎ0以下であればＳ３１１に進み、全ての外形線点ＥCについて上記３点円の中心Ｏ’と半径ｒ’とを算出する。一方、不良円カウント値Ｎpが基準値Ｎ0を上回っていれば、Ｓ３１３に進んで中心電極Ｗ1が不存在である不良判定を行なう。上述のようにＳ３１１において全ての外形線点ＥCについて、上記３点円の中心Ｏ’と半径ｒ’とを算出し終えたらＳ３１４に進み、図１８（ｂ）に示すように、算出された各円の中心座標Ｏ’ｉ（＝（ｘｉ，ｙｉ）、ｉ＝１，２，‥‥，ｎ）と、半径ｒ’ｉ（ｉ＝１，２，‥‥，ｎ）との平均値を、中心電極Ｗ1の外周エッジＥの中心Ｏ及び半径ｒ（これらＯ、ｒがエッジ線情報を形成する）として決定し、処理を終了する。
【００４６】
続いて、ギャップ測定処理の一例を図２０のフローチャートを参照して説明する。まず、図２０のＬ１において、接地電極Ｗ2の先端エッジ線Ｅ2の情報（エッジ線上の各点の位置座標集合として与えられる）と、中心電極Ｗ1の外周エッジ線Ｅの情報（中心座標Ｏと半径ｒ0として与えられる）とを読み出す。次いで、図２２（ａ）に示すように、Ｌ２においてスキャン角度位置θを基準角度位置θ0（基準線は、例えばＯと接地電極Ｗ2の先端エッジ線Ｅ2の一方の端点とを結ぶ線）とし、Ｌ３で該角度位置θ（＝θ0）において中心Ｏを通る基準線Ｌを生成する。そして、Ｌ４で接地電極Ｗ1のエッジ線Ｅ2との交点Ｐの座標を求め、Ｌ５で中心座標ＯからＰまでの距離Ｒ＝ＯＰを算出する。このＲとθとの値の組を制御部１１０（図１０）のＲＡＭ１１４に記憶する。次に、Ｌ６で角度位置を一定微小角Δθだけ増加させて、Ｌ７で新たな基準線Ｌを生成し、さらにＬ８を経てＬ４に戻り、Ｅ2との交点を求めて同様にＲを算出し、そのときのθ値と対応づけてＲＡＭ１１４に記憶する。この処理をＬとＥ2との交点が生じなくなるまで繰り返す。
【００４７】
これにより、ＲＡＭ１１４には、図２１に示すように、各角度位置θと対応するＲ値の組（θ、Ｒ）＝（θ1 ，Ｒ1）、（θ2 ，Ｒ2）、‥‥‥（θn ，Ｒn）が記憶される。これらの値の組は、図２２（ｂ）に示すように、θ−Ｒ平面上の点としてプロットすることにより、接地電極Ｗ2の先端エッジ線Ｅ2の起伏レベルプロファイルＰＦを表すこととなる（なお、図中、ＲmはＰＦの平均レベル（中心線）を表す）。
【００４８】
図２０に戻り、Ｌ９において、この起伏レベルプロファイルＰＦに平滑化処理を行う。この平滑化処理は、図２５に示すように、起伏レベルプロファイルＰＦを複数の所定長さの区間Seg1，Seg2，‥‥，segmに区分し、各区間Seg毎に起伏レベルプロファイルＰＦを平均化する処理として行われる。例えば図２５では、区間Seg2に、図３０によりすでに説明した打抜き時のバリに起因すると思われる突起ＢＰが生じているが、平均化処理によりこの突起ＢＰが馴らされて突出高さが小さくなり、後述するギャップ間隔測定への影響が軽減される。なお、区間幅は、発生する突起ＢＰの大きさに応じて、例えばこの突起ＢＰの幅よりも小さくならない範囲で適宜設定する。
【００４９】
図２３は、この方式による平滑化処理の一例を示すフローチャートである。この処理では、起伏レベルプロファイルＰＦを、構成データ点ｃ個ずつの区間に区切り（区間番号：ｊ、区間内のデータ点番号：ｉ、Ｌ１０１〜Ｌ１０５、Ｌ１１２，Ｌ１１３→Ｌ１０３）、区間内の起伏レベル（すなわちＲの値）の総和ＳR（Ｌ１０１とＬ１１３はその初期化ステップ）を各区間毎に算出し（Ｌ１０６〜Ｌ１０９→Ｌ１０６）、これをｃにて割ることにより、各区間の平均値Ｒmを算出している（Ｌ１１０）。なお、各θに対応するＲのデータは、区間毎に対応するＲmの値にて置き換えている（Ｌ１１１）。
【００５０】
図２０に戻り、平滑化処理が終了すれば、Ｌ１０でＲ（区間毎に平均化されたＲmとなっている）の最小値Ｒminを求め、図２２（ａ）に示すように、ギャップ間隔ｇをＲmin−ｒ0により算出する（Ｌ１１）。
【００５１】
なお、平滑化処理としては、図２６に示すように、起伏レベルプロファイルＰＦを複数の所定長さの区間Seg1，Seg2，‥‥，segmに区分し、各区間Seg毎に起伏レベルの変化率Ｆ（＝ΔＲ／Δθ）を算出するとともに、その変化率Ｆの値が予め定められた条件を満たさない区間、例えば変化率Ｆが規定された範囲（例えば、上限値Ｆmax、下限値Ｆmin）から外れる区間について、該区間内のエッジ線の起伏レベルを修正する処理を行うようにしてもよい。この場合の修正処理は、区間内に存在する微小な突起ＢＰ（図ではSeg3とSeg4とにまたがって存在している）の影響を軽減できるもの、例えば当該区間内の起伏レベルを平均化する処理、あるいは突起高さを小さくする方向に起伏レベルの値を変更する処理等が実施される。
【００５２】
以下に、条件を満たさない区間内の起伏レベルを、プロファイルＰＦ全体の平均起伏レベルＲm （すなわち、Ｒの平均値）にて置き換える修正を行う処理例について、図２４のフローチャートにより説明する。この例では、プロファイルＰＦを現在着目しているデータ点と、その隣のデータ点とからなる最小の区間にて区分する。まず、Ｌ２０１ではＲの平均値Ｒmを算出し、現在着目しているデータ点の番号をｉとして、Ｌ２０４では、隣のデータ点（すなわちｉ＋１番目のデータ点）との間でＲの値の差ΔＲ＝Ｒi+1−Ｒiの値を求め、Ｌ２０５で隣接するデータ点間の角度増分Δθでこれを割ることにより、変化率Ｆ＝ΔＲ／ΔＱを算出する。図２６に示すように、この変化率Ｆが上限値Ｆmax、下限値Ｆminの範囲から外れていれば、Ｒiの値を平均値Ｒmの値にて置き換える（すなわち、修正する）。これを、全てのｉについて繰り返す（Ｌ２０８→Ｌ２０３の流れ）。
【００５３】
さらに、平滑化処理として、図２９に示すようにプロファイルＰＦを波形曲線とみなして、これにローパスフィルタ処理を施すこともできる。ローパスフィルタ処理としては各種公知の方式が採用可能であるが、例えば図２７に示すように、プロファイルＰＦ（θ−Ｒ曲線）をθ−Ｒ座標系にてフーリエ変換することにより、プロファイルＰＦの周波数スペクトルを求める（Ｌ３０１）。図２７において、突起ＢＰは、一定周波数以上の高周波ノイズ成分ととらえることができる。図２７のＬ３０２では、突起幅に応じて適宜設定されたカットオフ周波数以上の高周波成分を、得られた周波数スペクトルからカットする。そして、Ｌ３０４にてこれにフーリエ逆変換処理を施すことにより、図２９に示すように、原プロファイル（破線）から高周波成分がカットされたフィルタ処理後プロファイル（実線）が得られ、突起ＢＰの影響が軽減される。なお、ローパスフィルタ処理は上記のようにソフト的に行う方式のほか、例えば図２８に示すようにθ−Ｒデータのデジタル出力をＤ／Ａ変換器４０１にてアナログ変換後、アナログローパスフィルタ回路４０２を通し、Ａ／Ｄ変換器４０３により再びデジタル波形信号として取り込むようにしてもよい（なお、アナログローパスフィルタ回路４０２は、Ｄ／Ａ変換後のアナログ信号に対するアンチエイリアシング処理部を兼ねている）。なお、アナログローパスフィルタ回路４０２に代えてデジタルローパスフィルタ回路を使用すれば、Ｄ／Ａ変換器４０１とＡ／Ｄ変換器４０３とは省略できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパークプラグ検査装置の一例を示す平面図。
【図２】移動テーブル機構の側面断面図。
【図３】その回転ワークホルダの作用を説明する平面図。
【図４】接地電極整列機構をその作用とともに示す平面図。
【図５】基準部位値測定装置の平面図及び側面図。
【図６】ワークＷの要部と、これに対するレーザ光の投射位置とを示す説明図。
【図７】撮影・解析ユニットの要部正面図及び側面図。
【図８】曲げ装置の側面図。
【図９】図１の検査装置の主制御部の電気的構成を示すブロック図。
【図１０】撮影・解析ユニットの画像解析部の電気的構成を示すブロック図。
【図１１】カメラ視野をその変形例とともに示す模式図。
【図１２】図１の検査装置の処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】撮影・解析ユニットによる画像認識処理の流れを示すフローチャート。
【図１４】マスター画像と撮影画像とのマッチング処理の概念を示す説明図。
【図１５】エッジ位置確定処理の流れを示すフローチャート。
【図１６】エッジ位置確定処理の概念を示す説明図。
【図１７】図１６に続く説明図。
【図１８】中心電極の外周エッジ決定処理の概念を示す説明図。
【図１９】その処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】ギャップ測定処理の流れを示すフローチャート。
【図２１】接地電極先端エッジの起伏プロファイルのデータを概念的に示す図。
【図２２】接地電極先端エッジの起伏プロファイルを、Ｒ−θ平面上に表す例を示す説明図。
【図２３】起伏プロファイルの平滑化処理の一例を示すフローチャート。
【図２４】同じく別の例を示すフローチャート。
【図２５】図２３の平滑化処理の概念を示す説明図。
【図２６】図２４の平滑化処理の概念を示す説明図。
【図２７】ローパスフィルタ処理を用いた起伏プロファイルの平滑化処理の一例を示すフローチャート。
【図２８】ローパスフィルタ処理をハード的に行う場合の回路例を示す図。
【図２９】図２７の平滑化処理の概念を示す説明図。
【図３０】多極プラグの打抜きによるギャップ形成工程の説明図。
【符号の説明】
１  スパークプラグ検査装置
Ｗ  ワーク（被処理スパークプラグ）
Ｗ1  中心電極
Ｗ2  接地電極
ｇ  火花ギャップ
Ｅ1，Ｅ2  電極エッジ線
１４  曲げ装置（押圧曲げ手段）
１５  撮影・解析ユニット（撮影手段）
４０  カメラ（撮影手段）
１００  主制御部（検査情報出力手段）
１１０  画像解析部（検査情報生成手段、平滑化処理手段、ギャップ間隔算出手段）
２１０  視野
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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