JPH08110208A - Ｎｃコイルばね製造機の自由長管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定器の取付スペースに制約がなく、難しい
調整が不要で、成形粉等に影響されず、測定精度が良い
ＮＣコイルばね製造機の自由長管理装置の提供。 【構成】 ＮＣコイルばね製造機のばね成形位置を挟ん
でＣＣＤカメラ１４と投光器とを内蔵するセンサヘッド
１５と、スクリーン１８とを設け、カッタ１１によるコ
イルばね切断直前の基準ばねの遮るスクリーン上の光線
像の長さを、ＣＣＤカメラで検出して基準値記憶部３７
に記憶させ、更に許容値記憶部３８に基準値に対する許
容値を記憶させて、連続加工に入る。連続加工中の切断
直前のコイルばねの遮るスクリーン上の光線像をＣＣＤ
カメラ１４で検出して、基準値と比較し、求めた誤差か
らピッチ補正値を求めて毎回ピッチ補正を行うととも
に、誤差と許容値を比較して良否の選別を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＮＣコイルばね製造機の
自由長管理装置に関するもので、詳しくは連続成形加工
中の切断直前のコイルばねの先端が遮るスクリーン上の
光線像の長さを一次元ＣＣＤカメラにより測定して、直
ちに良否の選別を行うとともに、次のばね成形時にピッ
チ補正を行う自由長管理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のコイルばね製造機におい
てコイルばねを成形する場合、常に同じ寸法のコイルば
ねが製造されるとは限らない。これは主として線材の材
質むらや、その断面形状（直径等）の不均一等の線材特
性、及び成形時の時間経過による温度変化に起因する。
このうち線材特性は線材ロットの相違は勿論、１ロット
中においても微妙に変化しているのが普通で、線材その
ものの弾性力が常に変化することになる。このように弾
性力が変化する線材をコイルばねに形成する場合、弾性
力の変化により元に戻ろうとする力が刻々と変化すれ
ば、常に一定寸法のコイルばねを製造することは困難で
ある。そこで良品率を高めるために開発されたものに、
特開昭６４−２７５２号に開示された先行技術がある。

【０００３】このものは図６に示すように線材を送り出
す手段１０１と、線材を当接させて強制的に曲げるコイ
リングツール１０２と、このコイリングツール１０２に
より曲げ癖の付けられた線材に対して、その曲げられた
面に対してほぼ直線方向に往復しながらコイルピッチを
形成する押し出し手段１０３と、コイルばね一個分の線
材送り出しに同期して線材を切断する手段１０４と、コ
イルばね一個分の線材を送り出すことで製造されたコイ
ルばねの自由長を検出する検長器（静電容量式検出器）
１０５からなるばね製造機において、ばね製造に係る自
由長制御量を調整するごとに、サンプリング手段で複数
個のばねを製造し、解析手段で最適な制御量を求めるこ
とにより最良の良品率でコイルばねを製造しようとする
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた特
開昭６４−２７５２号の技術は、静電容量式の検出器を
使用しているため、ヘッド部（センサチップ）１０５ａ
に成形粉等のごみが付着すると感度低下や測定誤差が生
じやすいという問題を有している。また、ヘッド部１０
５ａの配設位置が、切断されたコイルばねの排出方向前
面に位置しているため、コイルばねとヘッド部１５ａと
が当接し、特に大形ばねにおいて、サンサ部であるヘッ
ド１０５ａが振動して測定信号差を生じたり、ヘッド１
０５ａに損傷が生じ易いなどの問題があった。

【０００５】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、成形した切断直前のコイルばねの先端部で遮ること
により短くなるスクリーン上の光線像の長さを、スクリ
ーンに焦点を合わせた測長センサを内蔵するカメラによ
り計測することで、焦点ずれによるぼけや、切断された
コイルばねによって計測部材に振動や損傷が生じない、
また、コイルばね成形時の成形粉等ごみによる感度低下
等の測定精度への悪影響の出ない正確な計測により、製
品の良否の判別とピッチ補正を連続的に行うことのでき
る自由長管理装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明におけるＮＣコイルばね製造機の自由長管理装
置は、少なくともコイルばねの自由長を制御するピッチ
調整機構を有するＮＣコイルばね製造機において、前記
ＮＣコイルばね製造機のばね成形位置を挟んで一方にば
ね成形方向と直角に測長センサを内蔵するカメラ及び投
光器と他方にスクリーンとを備え前記投光器より投光さ
れ前記スクリーン上に一線状で所定長に映される光線像
に対しばね成形方向の光線像の長さを計測する手段と、
ほぼ設計値通りの自由長さに成形された切断直前のコイ
ルばねの先端部が遮った前記スクリーン上の残りの光線
像の長さを前記カメラにより計測して基準値として設定
しその値を記憶する手段と、連続成形加工中の切断直前
のコイルばねの先端部が遮った光線像の前記カメラによ
る計測値と前記基準値とを比較して誤差を求める手段
と、求めた誤差よりピッチ補正量を求めて前記ピッチ調
整機構のピッチツールの前進位置の補正を行う手段とを
設けてなるものである。

【０００７】また基準値に対してプラス側及び又はマイ
ナス側に許容値を設定して記憶する手段と、誤差と許容
値とを比較して良否を判別する手段とを設けてなるもの
である。

【０００８】

【作用】連続成形加工に先立って、ほぼ設計値通りの自
由長が得られた時点の切断直前のコイルばねの先端部が
遮るスクリーン上の光線像の長さを測長センサ内蔵のカ
メラで計測し、このときの計測値を基準値として記憶す
る。

【０００９】連続成形加工に入り、線材が所定長送られ
てコイル成形が終わり、切断の直前にＮＣ装置より計測
指令が出て、スクリーン上の光線像の長さが検出され
る。そしてこの検出された計測値と、記憶されている基
準値とを比較して誤差を求め、求めた誤差によりピッチ
補正値を算出して、次の成形時にピッチツールの前進位
置を補正して設計値通りの自由長が得られるようにす
る。

【００１０】また、連続成形加工に先立って基準値に対
してプラス側及び又はマイナス側の許容値を外部より入
力して記憶し、誤差と許容値とを比較して良否の判別信
号で選別機のシャッタを開閉して良品と不良品とを選別
する。上述のカメラによる計測は、成形中のコイルばね
の先端部をカメラで写すのでなく、所定距離はなれたス
クリーン上の光線像を計測するものであり、コイルばね
の位置変化などで焦点（ピント）が甘くなることがなく
常に正確に計測できる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１，図２はＮＣコイルばね製造機の概略構
成図であって、１は線材Ｗを送り出すフィードローラ
で、一対で線材Ｗを挟持して図示しない駆動モータによ
り線材を前方（右側）へ送り出すようになっている。２
Ｆ，２Ｓはコイリングツールで、線ガイド３を貫通して
送り出される線材Ｗと衝合させて所定の曲率のコイルに
ピッチを与えるもので、ＮＣ制御のピッチ用モータ８
（図４）の正逆転により溝カム９（図は簡素化のため外
周カムとして表示する）を介して矢印の方向に往復運動
させることにより、両端が密着し中間に所望のばねピッ
チを成形する。

【００１２】１１はカッタで、芯金１０との協働で線材
Ｗを切断するものであり、ＮＣ制御のカッタ用モータ１
２（図４）の一方向回転により溝カム１３を介して矢印
にて示す方向に移動可能とされている。１５はセンサヘ
ッドで図５に示すように設定距離はなれたスクリーン１
８上に焦点を合わせたＣＣＤカメラ１４（図４）と、ス
クリーン１８上に一線状のばね成形方向の所定長Ｌ１の
光線像を作る図示しない投光器とを内蔵している。

【００１３】この投光器の光源には赤外ＬＥＤが使用さ
れ、ＣＣＤカメラ１４で所定長Ｌ１の光線像を測長セン
サ上に結像し、数千ビットのＣＣＤ画素数に分解してそ
の数値を出力するもので、例えば所定長Ｌ１（測定範
囲）が２５ｍｍで、ビット数が２５００の場合、１ビッ
トが０．０１ｍｍとなる。このセンサヘッド１５は例え
ば株式会社キーエンスのＶＬシリーズ等市販のものを使
用することができる。

【００１４】センサヘッド１５とスクリーン１８は連結
具１６により互いに設定距離Ｌ２を有して連結され、成
形されたコイルばねＳの先端部Ｓａが、図示しない投光
器からの光を遮ってスクリーン１８上の光線像が短くな
るようばね成形位置を挟んで支持具１７によりフレーム
２０に位置調整可能に取着されている。

【００１５】図４は自由長管理システムのブロック線図
とＮＣコイルばね製造機要部の概略構成図である。１９
は選別器で、シャッタ２１はソレノイド２３により回動
するが、ソレノイド２３の駆動信号がゼロの場合に、図
示しないばねの作用により垂直位置にある。２４は光源
供給部でセンサヘッド１５の投光器用の電源、２５は測
定信号出力部でコイルばね成形が所定長に達し、線材送
りが停止してから切断が開始されるまでの瞬間のＣＣＤ
カメラ１４からの信号を読み取り、ＮＣ装置３０の入力
信号として使用できるまで増幅して出力する部分、２６
はＣＲＴである。

【００１６】図中一点鎖線で囲んだ部分はＮＣ装置３０
の自由長管理システムに係わる部分である。プログラム
記憶部３１は、テープ又はフロッピー或いはＭＤＩより
入力されるプログラムを記憶する部分。プログラム解析
部３２は、プログラムを解析して必要信号を必要個所に
仕分ける部分。カッタ用モータ制御部３３は、カッタ用
モータ１２を指令値通りに駆動するための制御部分。パ
ワー出力部３４は、カッタ用モータ１２に駆動電力を供
給する部分。ピッチ用モータ制御部３５は、ピッチ用モ
ータ８を指令値通りに駆動するための制御部分。パワー
出力部３６は、ピッチ用モータ８に駆動電力を供給する
部分である。

【００１７】基準値記憶部３７は、ほぼ設計値通りの長
さに成形された基準ばねＳの計測値を、キーボード等Ｍ
ＤＩによる外部からの登録指令で基準値として記憶する
部分。許容値記憶部３８は、ＭＤＩ等外部から入力され
た基準値前後の許容値を記憶する部分である。誤差算出
部３９は、コイルばねの成形が１回行われるたびに測定
信号出力部２５より送られてくる計測値と、基準値記憶
部３７に記憶されている基準値とを比較して誤差を算出
する部分。

【００１８】良否判定部４０は、誤差と許容値とを比較
して良否を判定する部分。選別器制御部４１は、良否判
定部４０からの不良信号で選別器１９のソレノイド２３
に電圧を供給してシャッタ２１を回動する部分。ピッチ
補正値算出部４２は、測定値と基準値との誤差からピッ
チツール位置の補正値を算出する部分。補正値更新記憶
部４３は、コイルばね成形１回ごとに送られてくる新し
い補正値に更新しつつ記憶する部分。画像処理部４４
は、連続成形加工中の誤差の変化及びばらつき寸法別の
累積個数等の管理データをＣＲＴ２６に表示するための
処理部分である。

【００１９】続いて本発明の実施例の作用を説明する。
コイルばねの連続成形加工に先立って、ＭＤＩ又はパル
スジェネレータからの手動入力でコイリングツール２
Ｆ，２Ｓ及びピッチツール７の位置を調節して、ほぼ設
計値通りの基準ばねＳができるようになった時点で、カ
ッタ１１による線材Ｗ切断直前の状態で機械を一時停止
させる。そしてセンサヘッド１５内蔵のＣＣＤカメラ１
４によるスクリーン１８上の基準ばねＳにより遮られて
後部が欠落した光線像の長さを検出してＮＣ装置３０の
基準値記憶部３７に基準値として記憶させ、更に基準値
前後の許容値をＭＤＩにより手動入力して許容値記憶部
３８に記憶させる。

【００２０】以上の設定手順を経て連続成形に入り、カ
ッタ１１による切断の直前にプログラム解析部３２より
計測指令が出て、ＣＣＤカメラ１４により計測値が読み
取られ、測定信号出力部２５より計測値がＮＣ装置３０
に出力される。ＮＣ装置３０では誤差算出部３９で、基
準値記憶部３７に記憶されている基準値とこの計測値と
を比較して誤差を求め、求めた誤差を良否判定部４０に
送る。ここで許容値記憶部３８に記憶されている許容値
と誤差とを比較して選別器制御部４１に信号を送る。選
別器制御部４７からの不良信号で選別器１９のソレノイ
ド２３に通電してシャッタ２１を回動して選別器のポー
トを切り換え、求めた誤差を同時にピッチ補正値算出部
４２にも送り、ここでピッチツール７の前進位置の補正
値が求められて、補正値更新記憶部４３に送られ、新し
い補正値に更新して記憶され次のコイルばねの成形時に
新しい補正値によりピッチ補正が行われる。

【００２１】従って計測されたコイルばねの自由長が設
計値より短い場合には次の成形加工時にピッチツール７
の前進位置がプラス補正されて対応する所定量だけ前進
し、長い場合にはピッチツール７の前進位置がマイナス
補正されて対応する所定量だけ後退して、自由長を設計
値に近づける。こうして連続的に計測が行われるたびに
その誤差が算出されてメモリに記憶され、ＭＤＩより表
示指令を入力させると、例えば誤差の変化を折れ線グラ
フで、ばらつき寸法別の累積個数を棒グラフでそれぞれ
ＣＲＴに表示することができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で次に記載する効果を奏する。ばね成形位置の両側の離
れた位置にカメラとスクリーンとを設け、カメラ近傍の
投光器より投光されスクリーン上に一線状に映されるば
ね成形方向の光線像をコイルばね先端部が遮ったときの
光線像の長さを、測長センサを内蔵するカメラで計測す
るようにし、連続成形加工に先立って予め基準ばねを計
測したときの基準値と、連続成形中の測定値とを比較し
て誤差を求めてピッチ補正を行うようにしたので、カメ
ラのピントをスクリーン上に合わせておけば、レンズの
投光軸方向のコイルばねの位置変化などに関係なく常に
鮮明な画像が得られ、ピント合わせなどの難しい調整の
必要がなく、計測部材に振動や損傷が生じない、また、
成形粉等の汚れに影響されない正確な測定値を常時検出
することができ、更に、測定器の取付スペースに制約が
ない、簡素で扱いやすい自由長管理装置となる。

【００２３】また、予め基準値に対してプラス側及び又
はマイナス側に許容値を設けて、この許容値と誤差を比
較して製品の良否の判別を行うようにしたので、ピッチ
補正と同時に良品と不良品の選別を行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のばね製造機の正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線視図である。

【図３】ピッチツールによるピッチ成形の状態を表す図
である。

【図４】自由長管理システムのブロック線図である。

【図５】ＣＣＤカメラと投光器を内蔵するセンサヘッド
とスクリーンの斜視図である。

【図６】従来の技術のばね製造装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ フィードローラ ７ ピッチツール ８ ピッチ用モータ １１ カッタ １２ カッタ用モータ １４ ＣＣＤカメラ １５ センサヘッド １８ スクリーン １９ 選別器 ３０ ＮＣ装置 ３７ 基準値記憶部 ３８ 許容値記憶部 ３９ 誤差算出部 ４０ 良否判定部 ４１ 選別器制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともコイルばねの自由長を制御す
   るピッチ調整機構を有するＮＣコイルばね製造機におい
   て、前記ＮＣコイルばね製造機のばね成形位置を挟んで
   一方にばね成形方向と直角に測長センサを内蔵するカメ
   ラ及び投光器と他方にスクリーンとを備え前記投光器よ
   り投光され前記スクリーン上に一線状で所定長に映され
   る光線像に対しばね成形方向の光線像の長さを計測する
   手段と、ほぼ設計値通りの自由長さに成形された切断直
   前のコイルばねの先端部が遮った前記スクリーン上の残
   りの光線像の長さを前記カメラにより計測して基準値と
   して設定しその値を記憶する手段と、連続成形加工中の
   切断直前のコイルばねの先端部が遮った光線像の前記カ
   メラによる計測値と前記基準値とを比較して誤差を求め
   る手段と、求めた誤差よりピッチ補正量を求めて前記ピ
   ッチ調整機構のピッチツールの前進位置の補正を行う手
   段とを設けてなることを特徴とするＮＣコイルばね製造
   機の自由長管理装置。
2. 【請求項２】 基準値に対しプラス側及び又はマイナス
   側に許容値を設定して記憶する手段と、誤差と許容値と
   を比較して良否を判別する手段とを設けてなることを特
   徴とする請求項１記載のＮＣコイルばね製造機の自由長
   管理装置。