特許 6013088 中心位置検出装置、プログラム、記録媒体、及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6013088

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】中心位置検出装置、プログラム、記録媒体、及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20161011BHJP

   G01B 11/24 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/00 D

   G01B11/24 A

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-186985(P2012-186985)

(22)【出願日】2012年8月27日

(65)【公開番号】特開2014-44127(P2014-44127A)

(43)【公開日】2014年3月13日

【審査請求日】2015年4月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110629

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 雄一

(74)【代理人】

【識別番号】100166615

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】綛谷 優一郎

(72)【発明者】

【氏名】難波江 祐子

(72)【発明者】

【氏名】西沢 真一

【審査官】 中村 説志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０６５５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７１０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５７１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０１６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１８６７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０３８５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−１０２０３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ１１／００−１１／３０

Ｇ０１Ｂ２１／００−２１／３２

Ｂ６６Ｃ１３／００−１５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイルばねの素線の断面中心位置を検出する中心位置検出装置であって、
前記コイルばねのコイル径方向の一側でコイル軸線に沿って直線的に相対移動し前記コイルばねのコイル径方向の一側から前記素線のほぼ半円の外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を一定間隔で複数検出するレーザー変位センサと、
前記複数検出した座標値から前記素線の円形の断面形状を近似して前記断面中心位置を演算する演算部と、
を備え、
前記演算部は、前記複数検出した座標値の中で前記コイルばねのコイル径方向に隣接する座標値の距離の差が閾値を上回ることで半円の円端部候補として一対の端部の測定点の座標値を特定し、前記一対の円端部候補の座標値間のコイル軸線方向の距離が予め測定した前記素線の円形の直径に等しいか設定された閾値内にあるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似する、
ことを特徴とする中心位置検出装置。

【請求項2】

請求項１記載の中心位置検出装置であって、
前記演算部は、前記一対の円端部候補の間でコイル軸線方向での中央に位置する測定点の前記コイル径方向の一側での座標値が最大であるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似する、
ことを特徴とする中心位置検出装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の中心位置検出装置であって、
前記レーザー変位センサは、前記コイルばねの素線のほぼ半円の外表面で複数検出した座標値をコイル形状に沿って複数群検出し、
前記演算部は、前記複数群のそれぞれで前記断面円形形状を近似し前記断面中心位置を前記素線のコイル形状に沿って演算しコイル形状を求める、
ことを特徴とする中心位置検出装置。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか１項記載の中心位置検出装置であって、
前記演算部の演算結果を表示する表示部を備えた、
ことを特徴とする中心位置検出装置。

【請求項5】

コイルばねのコイル径方向の一側でコイル軸線に沿って直線的に相対移動するレーザー変位センサにより前記コイルばねのコイル径方向の一側から前記コイルばねの素線のほぼ半円の外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を一定間隔で複数検出した座標値から前記素線の円形の断面形状を近似して前記断面中心位置を求める機能をコンピュータに実現させる中心位置検出プログラムであって、
前記機能は、前記複数検出した座標値の中で前記コイルばねのコイル径方向に隣接する座標値の距離の差が閾値を上回ることで半円の円端部候補として一対の端部の測定点の座標値を特定し、前記一対の円端部候補の座標値間のコイル軸線方向の距離が予め測定した前記素線の円形の直径に等しいか設定された閾値内にあるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似する、
ことを特徴とする中心位置検出プログラム。

【請求項6】

請求項５記載の中心位置検出プログラムであって、
前記機能は、前記一対の円端部候補の間でコイル軸線方向での中央に位置する測定点の前記コイル径方向の一側での座標値が最大であるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似する、
ことを特徴とする中心位置検出プログラム。

【請求項7】

コイルばねのコイル径方向の一側でコイル軸線に沿って直線的に相対移動するレーザー変位センサにより前記コイルばねのコイル径方向の一側から前記コイルばねの素線のほぼ半円の外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を一定間隔で複数検出した座標値から前記素線の円形の断面形状を近似して前記断面中心位置を求める機能をコンピュータに実現させる中心位置検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な中心位置検出プログラム記録媒体であって、
前記機能は、前記複数検出した座標値の中で前記コイルばねのコイル径方向に隣接する座標値の距離の差が閾値を上回ることで半円の円端部候補として一対の端部の測定点の座標値を特定し、前記一対の円端部候補の座標値間のコイル軸線方向の距離が予め測定した前記素線の円形の直径に等しいか設定された閾値内にあるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似する、
ことを特徴とするコンピュータにより読み取り可能な中心位置検出プログラム記録媒体。

【請求項8】

コイルばねのコイル径方向の一側でコイル軸線に沿って直線的に相対移動するレーザー変位センサにより前記コイルばねのコイル径方向の一側から前記コイルばねの素線のほぼ半円の外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を一定間隔で複数検出した座標値から前記素線の円形の断面形状を近似して前記断面中心位置を求める中心位置検出方法であって、
前記複数検出した座標値の中で前記コイルばねのコイル径方向に隣接する座標値の距離の差が閾値を上回ることで半円の円端部候補として一対の端部の測定点の座標値を特定し、前記一対の円端部候補の座標値間のコイル軸線方向の距離が予め測定した前記素線の円形の直径に等しいか設定された閾値内にあるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似する、
ことを特徴とする中心位置検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コイルばねの形状測定等に供する中心位置検出装置、プログラム、記録媒体、及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１にコイルばね形状測定装置と形状測定方法が記載されている。この装置及び方法は、コイルばねの軸方向に広がるスリット光をコイルばねの表面に照射するレーザと、コイルばねをその軸回りに回転させる回転ステージと、コイルばねの表面からの反射光を撮影するＣＭＯＳカメラと、コイルばねをその軸回りに回転させたときに複数の回転角のそれぞれについてＣＭＯＳカメラで撮影される撮影画像から、コイルばねの素線の座標値を算出するコンピュータとを備えている。

【0003】

この形状測定装置によると、コイルばねの撮影画像からコイルばねの位置を特定し、コイルばねの形状測定を行うことができる。

【0004】

しかし、この装置及び方法では、ＣＭＯＳカメラで撮影される撮影画像から、コイルばねの素線の座標値を算出するため、画像処理や固定治具の反射像の消去を必要とし、処理が煩雑になるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１０１６９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

解決しようとする問題点は、コイルばね等の形状測定等を行うことはできるが、画像処理等により処理が煩雑になっていた点である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の中心位置検出装置は、画像処理を必要とせず処理を簡単にすることを可能とするため、コイルばねの素線の断面中心位置を検出する中心位置検出装置であって、前記コイルばねのコイル径方向の一側でコイル軸線に沿って直線的に相対移動し前記コイルばねのコイル径方向の一側から前記素線のほぼ半円の外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を一定間隔で複数検出するレーザー変位センサと、前記複数検出した座標値から前記素線の円形の断面形状を近似して前記断面中心位置を演算する演算部とを備え、前記演算部は、前記複数検出した座標値の中で前記コイルばねのコイル径方向に隣接する座標値の距離の差が閾値を上回ることで半円の円端部候補として一対の端部の測定点の座標値を特定し、前記一対の円端部候補の座標値間のコイル軸線方向の距離が予め測定した前記素線の円形の直径に等しいか設定された閾値内にあるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似することを特徴とする。

【0008】

本発明の中心位置検出プログラムは、コイルばねのコイル径方向の一側でコイル軸線に沿って直線的に相対移動するレーザー変位センサにより前記コイルばねのコイル径方向の一側から前記コイルばねの素線のほぼ半円の外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を一定間隔で複数検出した座標値から前記素線の円形の断面形状を近似して前記断面中心位置を求める機能をコンピュータに実現させる中心位置検出プログラムであって、前記機能は、前記複数検出した座標値の中で前記コイルばねのコイル径方向に隣接する座標値の距離の差が閾値を上回ることで半円の円端部候補として一対の端部の測定点の座標値を特定し、前記一対の円端部候補の座標値間のコイル軸線方向の距離が予め測定した前記素線の円形の直径に等しいか設定された閾値内にあるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似することを特徴とする。

【0009】

本発明の中心位置検出プログラム記録媒体は、コイルばねのコイル径方向の一側でコイル軸線に沿って直線的に相対移動するレーザー変位センサにより前記コイルばねのコイル径方向の一側から前記コイルばねの素線のほぼ半円の外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を一定間隔で複数検出した座標値から前記素線の円形の断面形状を近似して前記断面中心位置を求める機能をコンピュータに実現させる中心位置検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な中心位置検出プログラム記録媒体であって、前記機能は、前記複数検出した座標値の中で前記コイルばねのコイル径方向に隣接する座標値の距離の差が閾値を上回ることで半円の円端部候補として一対の端部の測定点の座標値を特定し、前記一対の円端部候補の座標値間のコイル軸線方向の距離が予め測定した前記素線の円形の直径に等しいか設定された閾値内にあるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似することを特徴とする。

【0010】

本発明の中心位置検出方法は、コイルばねのコイル径方向の一側でコイル軸線に沿って直線的に相対移動するレーザー変位センサにより前記コイルばねのコイル径方向の一側から前記コイルばねの素線のほぼ半円の外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を一定間隔で複数検出した座標値から前記素線の円形の断面形状を近似して前記断面中心位置を求める中心位置検出方法であって、 前記複数検出した座標値の中で前記コイルばねのコイル径方向に隣接する座標値の距離の差が閾値を上回ることで半円の円端部候補として一対の端部の測定点の座標値を特定し、前記一対の円端部候補の座標値間のコイル軸線方向の距離が予め測定した前記素線の円形の直径に等しいか設定された閾値内にあるとき前記一対の円端部候補を有効データとして前記断面形状を近似することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明の中心位置検出装置は、上記構成であるから、レーザー光を照射し反射する測定点の座標値を複数の測定点で検出した座標値群から断面形状を近似し断面中心位置を演算することができ、画像処理を不要とし、処理を簡単且つ確実に行わせることができる。

【0012】

本発明の中心位置検出プログラムは、上記構成であるから、断面形状の一側に沿った複数の測定点で取得した座標値群から断面形状を近似し断面中心位置を演算する機能をコンピュータに実現させ、画像処理を不要とし、処理を簡単且つ確実に行わせることができる。

【0013】

本発明の中心位置検出プログラム記録媒体は、上記構成であるから、断面形状の一側に沿った複数の測定点で取得した座標値群から断面形状を近似し断面中心位置を演算する機能をコンピュータに実現させるプログラムを記録し、画像処理を不要とし、処理を簡単且つ確実に行わせることができ、汎用性を高めることができる。

【0014】

本発明の中心位置検出方法は、上記構成であるから、断面形状の一側に沿った複数の測定点で取得した座標値群から前記断面形状を近似し前記断面中心位置を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】中央位置検出装置の概念図である。（実施例１）

【図2】センサの移動を示す説明図である。（実施例１）

【図3】複数の測定点の座標値群を示す説明図である。（実施例１）

【図4】コイルばねの測定点を示す断面図である。（実施例１）

【図5】中心位置の演算イメージを示す説明図である。（実施例１）

【図6】コイル形状の演算結果を示すグラフである。（実施例１）

【図7】コイル形状の演算結果を示す説明図である。（実施例１）

【図8】中心位置検出のフローチャートである。（実施例１）

【図9】中心位置検出のフローチャートである。（実施例１）

【図10】データ群を示す概念図である。（実施例１）

【図11】データ群及び中心位置を示す概念図である。（実施例１）

【発明を実施するための形態】

【0016】

画像処理を必要とせず処理を簡単にすることを可能にするという目的を、図1のように、円形の断面形状を有するコイルばね３の断面中心位置を検出する中心位置検出装置１であって、前記断面形状の一側から外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を前記断面形状の一側に沿った複数の測定点で検出するレーザー変位センサ５と、前記複数の測定点の座標値群から前記断面形状を近似し前記断面中央位置を演算する演算部７とを備えることにより実現した。

【実施例1】

【0017】

［中央位置検出装置］
図１は、中央位置検出装置の概念図、図２は、センサの移動を示す説明図、図３は、複数の測定点の座標値群を示す説明図、図４は、コイルばねの測定点を示す断面図、図５は、中心位置の演算イメージを示す説明図、図６は、コイル形状の演算結果を示すグラフ、図７は、コイル形状の演算結果を示す説明図である。

【0018】

図１のように、本発明実施例１の中央位置検出装置である中心位置検出装置１は、対象物として、例えばコイルばね３の断面中央位置である円形断面の断面中心位置を検出してコイルばね３の形状測定を行うものである。この中心位置検出装置１は、レーザー変位センサ５と、演算部７とを備えている。演算部７の演算結果は、表示部８に出力され、演算結果のコイル形状等が表示される。

【0019】

コイルばね３は、変形しない程度に治具９によって垂直に支持固定されている。

【0020】

レーザー変位センサ５は、反射型レーザー変位計で構成されている。このレーザー変位センサ５は、アクチュエータ１１に昇降可能に支持されている。レーザー変位センサ５及びアクチュエータ１１は、制御部１３によって制御されるようになっている。レーザー変位センサ５は、制御部１３により予め設定されたタイミングでレーザー光を照射し、反射光を受光して測定点の座標値を測定し、演算部７へ出力する。

【0021】

アクチュエータ１１は、例えばボールねじで構成され、制御部１３により予め設定されたタイミングでレーザー変位センサ５を下方から上方へ駆動し、且つアクチュエータ１１自体もコイルばね３の周りを周回するように駆動される。アクチュエータ１１が、ボールねじで構成されていることから、レーザー変位センサ５を下方から上方へ駆動することでボールねじのバックラッシュの影響を受けずに正確に駆動することができる。

【0022】

制御部１３は、コンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えている。

【0023】

前記駆動により、レーザー変位センサ５は、コイルばね３の素線３ａの円形断面形状の一側に沿って直線的に相対移動し、垂直方向のコイル軸方向（X軸方向）では、下方から上方へ素線３ａに合わせて図２のように各測定点を検出するように移動する。

【0024】

この相対移動により断面形状の一側から素線３ａの外表面にレーザー光を照射し反射する測定点の座標値を、素線３ａの円形断面形状の一側であるほぼ半円に沿って一定間隔で検出する。この検出により複数の測定点で座標値が連続的に検出される。

【0025】

円形断面形状の一側に沿った複数の測定点の座標値群は、本実施例においてコイルばね３の素線３ａの円形断面の半円に対応し、例えば図３のようになる。

【0026】

また、レーザー変位センサ５が上記のようにコイルばね３の周りを周回するように駆動されるから、ほぼ半円に対応した座標値群１５は、図４のようにコイルばね３に対する３６０°の範囲でコイルばね３のコイル形状に沿って座標値群１５が複数群検出され、演算部７へ入力される。

【0027】

演算部７は、コンピュータで構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えている。この演算部７は、制御部１３と同一又は別々のコンピュータの何れでも構成することができる。演算部７には、後述する中央位置検出プログラムがインストールされている。

【0028】

中央位置検出プログラムは、対象物の断面中央位置を求める機能をコンピュータに実現させるものであり、本実施例では、後述のフローチャートのように、コイルばね３の断面中心位置を求め、コイル形状を演算する。

【0029】

なお、中央位置検出プログラムは、これを記録した中央位置検出プログラム記録媒体を用い、コンピュータで構成された演算部７に読み取らせることで、コイルばね３の断面中心位置を求め、コイル形状の演算を実現することもできる。

【0030】

演算部７は、図５のように、複数の測定点の座標値群１５からコイルばね３の素線３ａの円形の断面形状１５ａを近似する。この断面形状１５ａから断面中心位置Ｏを演算する。断面中心位置Ｏは、素線３ａのコイル形状全体に沿って演算する。この演算が座標値群１５毎に複数群で行われ、素線３ａに沿ったコイル形状が演算される。

【0031】

この場合、演算部７は、複数の測定点の座標値の中でコイル径方向（Ｙ軸方向）での座標値の距離の差が前に測定された座標値に対し設定された閾値を上回るときほぼ半円形の円端部候補として相対移動の最初と最後で一対特定することに基づき円形断面形状を近似する。

【0032】

この円端部候補の特定は、図３のようにほぼ半円に対応した座標値群１５の上下の端点を特定するものであり、上下では、コイル径方向（Ｙ軸方向）での測定点の間隔が大きくなることに基づいている。したがって、予め、端点となる測定点とその前の測定点との間のＹ軸方向の間隔を計測し、閾値を設定することで円端部候補を特定する。

【0033】

また、演算部７は、一対の円端部候補の座標値間のＸ軸方向の距離が予め測定した素線３ａの円形の直径に等しいか設定された閾値内にあるとき一対の円端部候補の有効データとして円形断面形状を近似する。

【0034】

この円端部候補の有効データとしての特定は、本来の半円の端点間の距離が、素線３ａの円形断面の直径に等しいことに基づいている。したがって、予め素線３ａの円形断面の直径をノギス等で測定し、この直径をそのまま使用するか、閾値を設定し、円端部候補を比較することにより有効データとして特定する。

【0035】

さらに演算部７は、一対の円端部候補間の中央に位置する測定点のＹ軸方向での座標値が最大であるとき一対の円端部候補の有効データとして前記断面形状を近似する。

【0036】

この円端部候補の有効データとしての特定は、本来の半円の端点間の中央に位置する測定点がＹ軸方向で半径上に位置することに基づき、Ｙ軸方向の座標値が最大になることに基づいている。

【0037】

なお、演算部７は、円端部候補の特定等を、より正確な座標値群１５の特定に供しているが、これらは、適宜組み合わせて適用することができ、省略することもできる。

【0038】

表示部８は、演算部７の演算結果により、図６のようなコイルばねの高さ、コイル巻数、及びコイル中心半径の関係が視覚的に出力表示され、或いは図７のようなコイルばねの形状が視覚的に出力表示される。これらの結果を印刷出力する構成としても良い。

【0039】

したがって、制御部１３の制御でレーザー変位センサ５によるレーザーの照射によりコイルばね３の素線３ａの断面の一側に沿って断面形状に応じた複数の測定点のデータを取得する。かかるデータから演算部７により素線３ａの特定の断面におけるほぼ半円に対応した座標値群１５を検出する。この座標値群１５は、素線３ａのコイル形状に沿って複数群検出される。各座標値群１５において、図５のように円形の断面形状１５ａを近似し、素線３ａの円形断面の中心位置Ｏをコイル形状に沿って連続的に検出することができる。
［中心位置検出プログラム及び方法］
図８、図９は、中心位置検出のフローチャート、図１０は、データ群を示す概念図、図１１は、データ群及び中心位置を示す概念図である。

【0040】

前記演算部７でのデータの処理が開始されると、図８のステップＳ１（以下、各ステップをＳにより略称する。）において、「データ群をＸ値の小さいものから測定値Ｐ_１、Ｐ_２、・・・Ｐ_ｎ（Ｘ_ｎ、Ｙ_ｎ）とし、全ての処理はＰ_１から順に行なう」処理が実行される。前記のように、Ｘ，Ｙ座標軸のＸ軸は、コイル軸方向、Ｙ軸は、コイル径方向に設定している。この処理により、レーザー変位センサ５が図２、図４のように動作し、測定点の測定が行われＳ２へ移行する。

【0041】

Ｓ２では、「測定値の読み込み」の処理が実行され、測定された測定値Ｐ_１−ｎ（Ｘ_１−ｎ、Ｙ_１−ｎ）が一つずつ読み込まれ、Ｓ３へ移行する。なお、測定値Ｐ_１−ｎ（Ｘ_１−ｎ、Ｙ_１−ｎ）は、P_１（X_１、Y_１）からP_ｎ（X_ｎ、Y_ｎ）までの測定値を意味する。

【0042】

Ｓ３では、「判断対象の測定値を前後の測定値と比較し、異常値はないか？」の判断処理により、異常値であると判断されれば（Ｎｏ）、Ｓ４へ移行し、異常値ではないと判断されれば（Ｙｅｓ）、その測定値の記憶が行われＳ５へ移行する。異常値か否かの判断では、例えば予め測定した素線３ａの直径から、ある測定値Ｙ_ｍの前後の測定点のＹ方向の測定値Ｙ_ｍ−１、Ｙ_ｍ＋１、とその間の測定点の測定値Ｙ_ｍとの間の差の閾値ａ_ｍ−１、閾値ａ_ｍ＋１を設定する。測定値Ｙ_ｍ−１、Ｙ_ｍ＋１間の比較も同様に行い、精度を向上させることができる。この閾値ａ_ｍ−１、閾値ａ_ｍ＋１と実際の測定値間の差とを比較することで判断対象の測定値が前後の測定値に対し異常値か否かが判断される。なお、異常値判断の閾値は一定の値とすることもできる。レーザー変位センサ５を構成する反射型レーザー変位計では、測定原理的に、測定する表面の状態などにより異常値となる場合が存在する。この異常値を予め排除し、より精度の高い近似を行わせることができる。

【0043】

Ｓ４では、「測定値を、前後の測定値の平均値とする」の処理により、前後の二つの測定点の測定値の平均が測定値として記憶されステップＳ５ヘ移行する。例えば、測定値Ｐ_１、Ｐ_３の平均値をＰ_２とし、同様に、順次前後の平均により、Ｐ_３、・・・Ｐ_ｎ−１（Ｘ_ｎ−１、Y_ｎ−１）を決める。このように、異常値を取り除き、測定値を前後の二つの測定点の座標値の平均とすることで、測定値のばらつきが抑制され、より精度の高い近似を行わせることができる。なお、測定値Ｐ_１、Ｐ_２の平均値を測定値Ｐ_１とし、同様に、順次前後の平均により、測定値Ｐ_２、・・・Ｐ_ｎ-１（Ｘ_ｎ-１、Ｙ_ｎ-１）を決定することもできる。

【0044】

Ｓ５では、「全ての測定値について上記処理を行ったか？」の判断処理が行われ、全ての測定値Ｐ_１−ｎ（Ｘ_１−ｎ、Ｙ_１−ｎ）について処理が完了していなければ（Ｎｏ）、Ｓ２へ戻り、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の処理が繰り返される。素線３ａのほぼ半円の測定値群が、素線３ａに沿って図４で示す間隔により測定された複数群が全ての測定値となる。Ｓ５において、全ての測定値について処理が完了したと判断されれば（Ｙｅｓ）、Ｓ６へ移行する。

【0045】

したがって、例えば図１０にＸＹ座標で概念的に示すようなほぼ半円に対応する測定値群をコイルばね３の素線３ａに沿って複数群得ることができる。なお、図１０に示されている左右傾斜の線は、治具９の外径形状を表している。

【0046】

Ｓ６では、「測定値の読み込み」の処理により、測定値が順に読み込まれ、Ｓ７へ移行する。

【0047】

Ｓ７では、「前後の測定値を比較し、一定距離以上の差があるか？」の判断処理により、前後の測定値間のＹ軸方向の距離が予め設定した閾値Ｄを基準に判断され、一定距離以上であれば（Ｙｅｓ）、Ｓ８へ移行し、一定距離Ｄを下回ると判断されれば（Ｎｏ）、そのままＳ９へ移行する。半円のＸ軸方向の直径上にある両端点のＹ軸方向の座標値は、その前の測定点のＹ軸方向の座標値との間の距離が、他の測定点間の座標値距離よりも大きく、これを区別するものとして閾値Ｄが設定される。

【0048】

Ｓ８では、「円端部の候補点とする」の処理により、Ｓ７で判断された測定値が円端部の候補点として記憶され、Ｓ９へ移行する。すなわち、順次検出する複数の測定点が直線的に連続する方向に直交する方向での前後の距離の差が閾値Ｄを上回るとき後の測定点を半円の円端部候補とする。順次検出する複数の測定点が直線的に連続する方向とは、素線３ａの断面形状の一側に沿って図1のようにレーザー変位センサ５が直線的に相対移動する方向である。直交する方向とは、レーザー変位センサ５が直線的に相対移動する方向に直交する方向である。

【0049】

Ｓ９では、「全ての測定値について上記処理を行ったか？」の判断処理が行われ、前記前後の測定値の平均として特定された全ての測定値Ｐ_１-ｎ（Ｘ_１-ｎ、Ｙ_１-ｎ）について処理が完了していなければ（Ｎｏ）、Ｓ６へ戻り、Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９の処理が繰り返される。全ての測定値は、Ｓ５とは異なり、一つ少なくなっている。Ｓ９において、全ての測定値について処理が完了したと判断されれば（Ｙｅｓ）、図９のＳ１０へ移行する。

【0050】

Ｓ１０では、「円端部の候補点の測定値の読み込み」の処理により、Ｓ８で記憶された円端部の候補点の測定値が順に読み込まれ、Ｓ１１へ移行する。

【0051】

Ｓ１１では、「隣り合う円端部候補点間の距離が、測定した円形状構造物の直径と大きく違わないか？」の判断処理により、直径と大きく違わないときは（Ｙｅｓ）、Ｓ１２へ移行し、直径と大きく異なるときは（Ｎｏ）、Ｓ１４へ移行する。この場合の円形状構造物とは、コイルばね３を構成する断面円形の素線３ａである。円端部候補点間の距離は、検出した半円に対応する座標値群１５の上下両端の点を円端部候補点とすると、この点間の距離に対応する。この判断処理により円端部候補点が、Ｘ軸方向の直径を基準に決定される。

【0052】

Ｓ１２では、「円端部候補点間のデータのＹ軸最大値が、円端部候補点の中心付近にあるか？」の判断処理により、一対の円端部候補間の中央に位置する測定点のコイル径方向一側での座標値が最大であるとき（Ｙｅｓ）、Ｓ１３へ移行し、最大ではないとき（Ｎｏ）、Ｓ１４へ移行する。この判断処理により、円端部候補点が、Ｙ軸方向の半径を基準に決定される。

【0053】

Ｓ１３では、「隣り合う円端部候補点間のデータを有効データとする」の処理により、隣り合う一対の円端部候補点が記憶され、Ｓ１５へ移行する。

【0054】

Ｓ１１，Ｓ１２の判断処理を加えることで、一対の円端部候補点の決定の精度を向上させることができる。

【0055】

Ｓ１４では、「全ての円端部候補点について上記処理を行ったか？」の判断処理が行われ、全て終了すれば（Ｙｅｓ）、Ｓ１５ヘ移行し、終了していなければ（Ｎｏ）、Ｓ１０へ戻り、Ｓ１０〜Ｓ１４の処理が繰り返される。

【0056】

Ｓ１５では、「有効データ群に対し、円近似を行う」の処理により、図３のように得られたほぼ半円形の座標値群１５に対し、図５のようにコイルばね３の素線３ａの円形の断面形状１５ａを近似し断面中心位置Ｏを演算し、Ｓ１６へ移行する。

【0057】

Ｓ１６では、「全ての有効データに対し処理を行ったか？」の判断処理により、座標値群１５の複数群に対し円形の断面形状１５ａの近似が全て行われ、断面中心位置Ｏの演算が終了すると（Ｙｅｓ）、データ処理が終了し、座標値群１５の複数群全てに対し、処理が終了していなければ（Ｎｏ）、Ｓ１５が繰り返され、素線３ａに沿って連続する複数の断面中心位置Ｏが決定される。

【0058】

したがって、例えば図１１にＸＹ座標で概念的に示すようなほぼ半円の座標値群からコイルばね３の素線３ａに沿って中心座標Ｏ_１（Ｘ_１，Ｙ_１）、Ｏ_２（Ｘ_２，Ｙ_２）・・・を連続的に得ることができる。なお、図１１に示されている左右傾斜の線は、治具９の外径形状を表している。

【0059】

このような処理により、前記図６、図７のような出力結果を得ることができる。

【0060】

本発明実施例の中心位置検出装置１は、レーザー光を照射し反射する測定点の座標値を複数の測定点で検出した座標値群１５から断面形状を近似し断面中心位置を演算することができ、画像処理を不要とし、処理を簡単且つ確実に行わせることができる。

【0061】

レーザー変位センサ５を使用するから、撮影画像からの測定に比較してより高精度な測定ができ、角度特性も良い。
［その他］
上記実施例では、レーザー変位センサ５側を、固定したコイルばね３の周囲に回転移動させるようにしたが、レーザー変位センサ５を固定し、コイルばね３を自転する構成にすることもできる。

【0062】

上記実施例では、コイルばね３の素線３ａに沿った断面中心位置を特定したが、他の対象物、例えばクリップ等についても同様に適用することができ、単一の断面中心位置を検出する構成にすることもできる。対象物の断面は、楕円形状等にも適用することができる。円形断面以外については、断面中央位置の特定となる。

【0063】

上記実施例では、立体のコイルばねについて適用したが、パイプを曲げたものや、平面に巻かれたもの等にも適用することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 中心位置検出装置（中央位置検出装置）
３ コイルばね（対象物）
５ レーザー変位センサ
７ 演算部
８ 表示部
１１ アクチュエータ
１３ 制御部
Ｏ 断面中心位置（断面中央位置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】