JP6588066B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はスパークプラグの製造方法に関し、特に接地電極の母材にチップが溶接されたスパークプラグの製造方法に関するものである。

接地電極の耐火花消耗性を向上させるため、接地電極の母材にチップが溶接されたスパークプラグが知られている。特許文献１には、接地電極のうちチップが溶接された面に関する画像データを取得した後、母材およびチップの各エッジ（濃淡変化の境界）を検出し、各エッジの位置に基づいてチップの溶接位置の良否判定を行う技術が開示されている。

特開平１１−１２１１４３号公報

しかしながら上記従来の技術では、母材の表面の傷や溶接金属の凹凸がノイズとなってチップのエッジの検出精度が低下し、チップの溶接位置の良否判定の精度が低下するおそれがある。

本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、チップの溶接位置の良否判定の精度を向上できるスパークプラグの製造方法を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、母材にチップが溶接された接地電極を備える本発明のスパークプラグの製造方法は、接地電極のうちチップが溶接された面に関する画像データを取得する画像取得工程と、画像取得工程により取得された画像データを解析する画像解析工程と、画像解析工程により解析された画像データに基づいてチップの溶接位置の良否判定を行う検査工程と、を備えている。画像解析工程は、チップの周りに形成された溶接金属のエッジを検出する溶接金属検出工程と、溶接金属検出工程により検出された溶接金属のエッジに基づいて溶接金属の輪郭の中心（以下「中心Ｃ」と称す）を算出する中心算出工程と、溶接金属の輪郭よりも中心Ｃ側に位置し、中心Ｃを中心とする環状の第１仮想線により区画された第１範囲内において、チップのエッジを検出するチップ検出工程と、を備え、検査工程では、画像取得工程により取得された母材のエッジの位置とチップ検出工程により検出されたチップのエッジの位置に基づいて良否判定を行う。

請求項１記載のスパークプラグの製造方法によれば、画像取得工程により、接地電極のうちチップが溶接された面に関する画像データが取得され、画像解析工程により画像データが解析される。検査工程により、解析された画像データに基づいてチップの溶接位置の良否判定が行われる。画像解析工程では、まず、溶接金属検出工程により、チップの周りに形成された溶接金属のエッジが検出される。次に、中心算出工程により、溶接金属のエッジに基づいて溶接金属の輪郭の中心Ｃが算出された後、チップ検出工程により、溶接金属の輪郭よりも中心Ｃ側に位置し、中心Ｃを中心とする環状の第１仮想線により区画された第１範囲内において、チップのエッジが検出される。これにより、第１範囲の外側にある母材の表面の傷などによるノイズの影響を受けることなくチップのエッジを検出できる。検査工程では、画像取得工程により取得された母材のエッジの位置とチップ検出工程により検出されたチップのエッジの位置に基づいて良否判定が行われるので、チップの溶接位置の良否判定の精度を向上できる。

請求項２記載のスパークプラグの製造方法によれば、画像解析工程では、輪郭算出工程により、溶接金属の輪郭の中心Ｃを中心として、チップの溶接前の既知の寸法に基づいてチップの仮の輪郭の位置が算出され、第１仮想線は仮の輪郭よりも外側に位置する。よって、請求項１の効果に加え、チップのエッジの検出精度をさらに向上できる。

請求項３記載のスパークプラグの製造方法によれば、チップ検出工程により、第１仮想線よりも溶接金属の輪郭の中心Ｃ側に位置し中心Ｃを中心とする環状の第２仮想線の外側の第２範囲と第１範囲とが重複する範囲内において、チップのエッジが検出される。これにより、第２仮想線の内側にあるチップの表面の傷などによるノイズの影響を受けることなくチップのエッジを検出できる。よって、請求項１又は２の効果に加え、チップのエッジの検出精度をさらに向上できる。

請求項４記載のスパークプラグの製造方法によれば、画像解析工程では、輪郭算出工程により、溶接金属の輪郭の中心Ｃを中心として、チップの溶接前の既知の寸法に基づいてチップの仮の輪郭の位置が算出され、第２仮想線は仮の輪郭よりも内側に位置する。よって、請求項３の効果に加え、チップのエッジの検出精度をさらに向上できる。

請求項５記載のスパークプラグの製造方法によれば、画像解析工程では、輪郭算出工程により、溶接金属の輪郭の中心Ｃを中心として、チップの溶接前の既知の寸法に基づいてチップの仮の輪郭の位置が算出される。検査工程では、溶接金属の輪郭の中心Ｃの周りを複数に分割した領域のうち、チップのエッジを示すデータが検出されなかった領域内において、仮の輪郭上にチップの仮のエッジを示すデータがあるとみなす。よって、エッジに関するデータを各領域に存在させることができる。次いで、チップ検出工程により検出されたチップのエッジを示すデータと仮のエッジを示すデータに基づいて良否判定が行われる。従って、請求項１から４のいずれかの効果に加え、チップのエッジを示すデータが中心Ｃの周りに偏在していても、チップの溶接位置を算出する精度を確保できる。

請求項６記載のスパークプラグの製造方法によれば、チップ検出工程において検出されるチップのエッジを示すデータの数は２個以下である。従って、仮の輪郭上にチップの仮のエッジを示すデータがあるとみなすことにより、チップ検出工程により検出されたチップのエッジを示すデータの数と仮のエッジを示すデータの数とを合わせて３個以上にできる。その結果、請求項５の効果に加え、チップの溶接位置を算出する精度をさらに向上できる。

本発明の一実施の形態におけるスパークプラグの接地電極を検査する検査装置の電気的構成を示したブロック図である。 チップが溶接された接地電極の母材の正面図である。 検査処理のフローチャートである。 画像データの模式図である。 画像データの模式図である。 画像データの模式図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるスパークプラグ１０の接地電極１６を検査する検査装置２０の電気的構成を示したブロック図である。図１には軸線Ｏを境にしたスパークプラグ１０の片側断面図が図示されている。図１では、紙面上側をスパークプラグ１０の先端側、紙面下側をスパークプラグ１０の後端側という。図１に示すようにスパークプラグ１０は、絶縁体１１、中心電極１３及び接地電極１６を備えている。

絶縁体１１は、高温下の絶縁性や機械的特性に優れるアルミナ等により形成された円筒状の部材であり、軸線Ｏに沿って貫通する軸孔１２が形成されている。軸孔１２の先端側に中心電極１３が配置される。中心電極１３は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の部材であり、銅または銅を主成分とする芯材がニッケル又はニッケル基合金で覆われている。中心電極１３は絶縁体１１に保持され、先端が軸孔１２から露出する。

端子金具１４は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具１４は、先端側が軸孔１２に挿入された状態で、絶縁体１１の後端に固定されている。絶縁体１１の外周に主体金具１５が固定されている。主体金具１５は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具１５の先端に接地電極１６が接合されている。

接地電極１６は、主体金具１５に端部が接合された棒状の金属製（例えばニッケル基合金製）の母材１７と、母材１７の正面１８の先端部に溶接されたチップ１９と、を備えている。チップ１９は貴金属を含有する。接地電極１６は、母材１７の中に、銅または銅を主成分とする芯材が埋め込まれていても良い。スパークプラグ１０は、接地電極１６の母材１７が屈曲されチップ１９と中心電極１３との間に火花ギャップが形成される。図１では、接地電極１６の母材１７が屈曲される前の状態が図示されている。

スパークプラグ１０は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、中心電極１３を絶縁体１１の軸孔１２に挿入し、中心電極１３の先端が軸孔１２から外部に露出するように配置する。次いで、軸孔１２に端子金具１４を挿入し、端子金具１４と中心電極１３との導通を確保した後、直線状の母材１７が予め接合された主体金具１５を絶縁体１１の外周に組み付ける。母材１７の正面１８にチップ１９を溶接してスパークプラグ１０の半製品（以下「ワーク」と称す）を製造した後、検査装置２０を用いてチップ１９の位置を検査する。検査の結果、チップ１９が母材１７の正規の位置に溶接されていると判別されたワークについて、軸線Ｏ方向においてチップ１９が中心電極１３と対向するように母材１７を屈曲させる。これにより、接地電極１６のチップ１９と中心電極１３とが火花ギャップを介して対向したスパークプラグ１０が得られる。

検査装置２０は、チップ１９が溶接された母材１７の正面１８の画像データを取得し、その画像データに基づいてチップ１９の溶接位置の良否判定を行う装置である。検査装置２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を備え、それらがバスライン２４を介して入出力ポート２５に接続されている。入出力ポート２５には、母材１７を照らすライト２６やカメラ２７、移送装置２８等の各種装置が接続されている。

ＣＰＵ２１は、バスライン２４により接続された各部を制御する演算装置である。ＲＯＭ２２は、ＣＰＵ２１により実行される制御プログラム（例えば図３に図示されるフローチャートのプログラム）や固定値データ等を記憶する書き換え不能な不揮発性のメモリである。ＲＡＭ２３は、制御プログラムの実行時に各種のデータを書き換え可能に記憶するためのメモリである。

カメラ２７は、母材１７及びチップ１９を所定の焦点距離の位置に結像する光学系、その焦点距離の位置に配置されたＣＣＤ等の撮像素子、撮像素子が検出した画像データを一時記憶するメモリ、及び、メモリが一時記憶した画像データをＣＰＵ２１へ出力する出力装置（いずれも図示せず）を備えている。カメラ２７は、例えば６４０×４８０画素（ＶＧＡ）のグレースケールの画像データとして、母材１７及びチップ１９の画像をＣＰＵ２１へ出力する。ＲＡＭ２３は、カメラ２７が出力した画像データを記憶する。

移送装置２８は、カメラ２７が母材１７及びチップ１９を撮像できるようにワーク（スパークプラグ１０の半製品）を保持すると共に、ＣＰＵ２１が良品と判定したワークを次工程へ移送し、不良品と判定したワークを排出する。他の入出力装置２９は、キーボードやマウス等の入力装置、カメラ２７が撮像した画像やＣＰＵ２１が良否判定したワークの数などを表示するモニタ等が例示される。

図２はチップ１９が溶接された接地電極１６の母材１７の正面図である。図２では、母材１７のうちチップ１９が溶接された部分が図示されている。チップ１９は、チップ１９の周りの少なくとも一部に形成された溶接金属３０により、母材１７に接合されている。溶接金属３０は、溶接のときに母材１７及びチップ１９が溶融・凝固した金属であり、母材１７及びチップ１９の成分からなる。本実施形態ではチップ１９の形状は円盤状であり、抵抗溶接によってチップ１９の全周に形成された溶接金属３０により、チップ１９は母材１７に接合されている。

抵抗溶接では、母材１７の正面１８にチップ１９を重ねて電極（図示せず）で挟み、電極間に通電して、チップ１９と母材１７とが接触する部分を抵抗発熱させる。通電時の電流密度は、一般に、チップ１９と母材１７とが接触する部分のうちチップ１９の縁の部分が高くなる。その結果、チップ１９の縁の部分から温度が上昇し始め溶融領域が広がり、チップ１９の輪郭１９ａの周りにナゲット（溶接金属３０）が形成される。

検査装置２０（図１参照）は、接地電極１６の正面１８のうちチップ１９が溶接された部分の画像データを取得した後、画像処理によって母材１７及びチップ１９の各エッジ（濃淡変化の境界）を検出し、各エッジの位置に基づいてチップ１９の溶接位置の良否判定を行う。しかし、チップ１９のエッジ検出のときに、チップ１９のエッジ以外に、母材１７の正面１８の傷や溶接金属３０の凹凸によって濃淡変化が生じていると、その部分がノイズとなってチップ１９のエッジ検出の検出精度が低下するおそれがある。そこで、検査装置２０は、図３に示す検査処理をワーク毎に実行する。

以下、図３から図６を参照して検査処理について説明する。図３は検査処理のフローチャートであり、図４から図６は画像データの模式図である。検査処理を実行する前に、検査装置２０（図１参照）の入力装置（他の入出力装置２９）から、溶接前のチップ１９の形状や寸法などの既知のデータが入力される。本実施形態では、溶接前のチップ１９の形状（円形）及びチップ１９の直径が入力される。ＲＡＭ２３は、入力された溶接前のチップ１９のデータを記憶する。

図３及び図４に示すように、ＣＰＵ２１は検査処理に関し、まず、チップ１９が溶接された母材１７（図１参照）の正面１８に関する画像データを取得する（Ｓ１）。次にＣＰＵ２１は、取得した画像データに基づき、母材１７の輪郭１７ａ（図２参照）のエッジ及び溶接金属３０の輪郭３１のエッジを検出する（Ｓ２，Ｓ３）。エッジの検出は、投影処理、微分処理、サブピクセル処理等の公知の画像処理により行われる。画像上の母材１７の輪郭１７ａや溶接金属３０の輪郭３１の付近は明るさや色が急激に変化するので、母材１７の傷や溶接金属３０の凹凸などによる明るさや色の変化の影響をほとんど受けることなく、母材１７及び溶接金属３０のエッジを検出できる。よって、母材１７及び溶接金属３０のエッジの検出精度は確保される。

次いでＣＰＵ２１は、検出された溶接金属３０のエッジ（複数の画素が作る輪郭３１）に基づき、溶接金属３０の輪郭３１の中心３２（中心Ｃ）の位置を算出する（Ｓ４）。Ｓ４の処理において、ＣＰＵ２１は、輪郭３１を平面図形としたときの重心を求め、この平面図形の重心を中心３２とする。重心は、輪郭３１を構成する座標の算術平均、平面図形のモーメント等を用いた公知の方法によって求められる。

次にＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２３が記憶する溶接前のチップ１９の形状や寸法などのデータに基づき、中心３２を中心とするチップ１９の仮の輪郭３３の位置を算出する（Ｓ５）。本実施形態では、溶接前のチップ１９の形状は円盤状なので、チップ１９の仮の輪郭３３は円形である。一般に、チップ１９は溶接の前後で形状がほとんど変化しないので、図３では、溶接後のチップ１９の輪郭１９ａと仮の輪郭３３とはほぼ同じ位置に図示されている。

次いでＣＰＵ２１は、中心３２の周りを複数の領域に分割する（Ｓ６）。本実施形態では、ＣＰＵ２１は、中心３２を通る第１直線３４、及び、第１直線３４に直交しつつ中心３２を通る第２直線３５を設定する。第１直線３４は、矩形状の正面１８（図１参照）の短辺と平行な直線（軸線Ｏと直交する直線）であり、第２直線３５は、正面１８の長辺と平行な直線（軸線Ｏと平行な直線）である。これにより、中心３２の周りは、第１直線３４及び第２直線３５によって区画された第１領域３６、第２領域３７、第３領域３８及び第４領域３９の４つの領域に分割される。

次にＣＰＵ２１は、チップ１９の仮の輪郭３３の外側かつ溶接金属３０の輪郭３１の内側の所定の位置に、中心３２（中心Ｃ）を中心とする環状の第１仮想線４０を設定する（Ｓ７）。第１仮想線４０は、チップ１９のエッジ検出を行う第１範囲４１を区画する外縁である。これにより、溶接後のチップ１９の輪郭１９ａが第１範囲４１に存在する確率を高められるので、チップ１９のエッジの検出精度を向上できる。本実施形態では溶接前のチップ１９の形状は円盤状なので、第１仮想線４０はチップ１９と相似する円形に設定される。

次いでＣＰＵ２１は、チップ１９の仮の輪郭３３の内側の所定の位置に、中心３２（中心Ｃ）を中心とする環状の第２仮想線４２を設定する（Ｓ８）。第２仮想線４２は、チップ１９のエッジ検出を行う第２範囲４３を区画する内縁である。これにより、溶接後のチップ１９の輪郭１９ａが第２範囲４３に存在する確率を高められるので、チップ１９のエッジの検出精度を向上できる。本実施形態では溶接前のチップ１９の形状は円盤状なので、第２仮想線４３はチップ１９と相似する円形に設定される。

図５に示すように、第１仮想線４０と第２仮想線４２とに囲まれた範囲４４に、ＣＰＵ２１は前処理フィルタを設定する（Ｓ９）。前処理フィルタとしては、例えば膨張フィルタ、収縮フィルタ、エッジ抽出フィルタ、エッジ強調フィルタ、差分フィルタ、コントラスト変換フィルタ等の公知のフィルタが挙げられる。前処理は範囲４４の全画素において実行される。範囲４４を構成する画素は画像データの全画素に比べて少ないので、画像データの全画素に前処理を行う場合に比べて、前処理に要する時間を短縮できる。

次にＣＰＵ２１は、第１仮想線４０の内側の第１範囲４１と第２仮想線４２の外側の第２範囲４３とが重複する範囲４４内のエッジを検出する（Ｓ１０）。エッジの検出は、投影処理、微分処理、サブピクセル処理等の公知の画像処理により行われる。図５では、第１領域３６、第２領域３７、第３領域３８及び第４領域３９の全てに、エッジを示すデータ（エッジ成分４５）が存在し、エッジ成分４５（ハッチングが付された部分）に非エッジ成分４６が隣接している。非エッジ成分４６は、エッジを示すデータが存在しない部分である。

Ｓ１０の処理において、ＣＰＵ２１は範囲４４内のエッジを検出するので、範囲４４の外にある母材１７やチップ１９の表面の傷、溶接金属３０の凹凸等による濃淡変化（ノイズ）が、チップ１９のエッジ検出の妨げにならないようにできる。よって、チップ１９のエッジの検出精度を向上できる。また、Ｓ１０の処理では、Ｓ９の処理における前処理フィルタの設定によって画像データのコントラストの強調やノイズ除去がされているので、チップ１９のエッジ検出を容易にできる。

次いでＣＰＵ２１は、エッジを示すデータ（エッジ成分４５）の数が２個以下であるか否かを判断する（Ｓ１１）。図５に示すように、エッジ成分４５の数が３個以上である場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、エッジ成分４５の回帰分析によって円（チップ１９の輪郭１９ａ）の方程式を算出できる。しかし、回帰分析の精度をさらに高めるため、ＣＰＵ２１はエッジ成分４５が検出されなかった領域があるか否かを判断する（Ｓ１２）。その結果、図５に示すように、エッジ成分４５が検出されなかった領域が無い場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、エッジ成分４５は中心３２（中心Ｃ）の周りに偏在していないと考えられるので、ＣＰＵ２１はエッジ成分４５を回帰分析して、円形のチップ１９の輪郭１９ａの位置を算出する（Ｓ１４）。

これに対し、図６に示すように、エッジ成分４５が検出されなかった領域（本実施形態では第１領域３６及び第２領域３７）がある場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、エッジ成分４５が検出されなかった第１領域３６及び第２領域３７に、チップ１９の仮のエッジを示すデータ（みなし成分４９）があるとみなす（Ｓ１３）。本実施の形態では、ＣＰＵ２１は、中心３２（中心Ｃ）を通る第２領域３７及び第４領域３９の二等分線４７と仮の輪郭３３との交点、並びに、中心３２を通る第１領域３６及び第３領域３８の二等分線４８と仮の輪郭３３との交点に、みなし成分４９をそれぞれプロットする。次いでＣＰＵ２１は、エッジ成分４５及びみなし成分４９を回帰分析して、チップ１９の輪郭１９ａの位置を算出する（Ｓ１４）。

Ｓ１３の処理により、エッジ成分４５が検出されなかった領域にみなし成分４９が置かれるので、回帰分析が行われるデータ（エッジ成分４５及びみなし成分４９）を各領域に配置できる。その結果、回帰分析が行われるデータの偏在を抑制し、回帰分析の精度を向上できるので、チップ１９の輪郭１９ａの位置精度を向上できる。

また、みなし成分４９は二等分線４７，４８上にプロットされるので、エッジ成分４５が検出されなかった領域の中央にみなし成分４９を配置できる。その結果、各領域の中にみなし成分４９が偏在しないようにできるので、配置されたみなし成分４９による回帰分析の精度の低下を抑制できる。さらに、みなし成分４９はエッジ成分４５が検出されなかった領域に１個ずつプロットされるので、溶接前のチップ１９に依存するみなし成分４９の影響を受けて溶接後のチップ１９の輪郭１９ａの位置精度が低下しないようにできる。

一方、Ｓ１１の処理の結果、図６に示すように、エッジ成分４５の数が２個以下の場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１はＳ１２の処理をスキップして、エッジ成分４５が検出されなかった領域にみなし成分４９をプロットする（Ｓ１３）。これにより、エッジ成分４５の数が２個以下の場合であっても、エッジ成分４５及びみなし成分４９の回帰分析によって円（チップ１９の輪郭１９ａ）の方程式を算出し、チップ１９の輪郭１９ａの位置を算出する（Ｓ１４）。

次いでＣＰＵ２１は、チップ１９の輪郭１９ａの位置は、母材１７の所定の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１５）。この処理は、Ｓ２の処理によって検出された母材１７（図２参照）のエッジ、及び、Ｓ１４の処理によって算出されたチップ１９の輪郭１９ａに基づき、母材１７の輪郭１７ａからチップ１９の輪郭１９ａまでの距離Ｗ１，Ｗ３（母材１７の短辺方向の幅）の差が所定の範囲内にあるか否かを判定する。その結果、チップ１９の輪郭１９ａの位置が母材１７の所定の範囲内に無い場合には（Ｓ１５：Ｎｏ）、チップ１９の溶接位置は不適切なので、ＣＰＵ２１はワークを不良品と判定する（Ｓ１８）。次いで、前処理フィルタを解除し（Ｓ１９）、この検査処理を終了する。

これに対し、チップ１９の輪郭１９ａの位置が母材１７の所定の範囲内にある場合には（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、チップ１９の輪郭１９ａの大きさは所定の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１６）。この処理は、Ｓ１４の処理によって算出されたチップ１９の輪郭１９ａに基づき、チップ１９の幅Ｗ２が所定の範囲内にあるか否かを判定する。その結果、チップ１９の輪郭１９ａの大きさが所定の範囲内に無い場合には（Ｓ１６：Ｎｏ）、チップ１９の溶融量が過多なので、ＣＰＵ２１はワークを不良品と判定する（Ｓ１８）。次いで、前処理フィルタを解除し（Ｓ１９）、この検査処理を終了する。不良品と判定されたワークは、移送装置２８（図１参照）によって排出される。

一方、Ｓ１６の処理の結果、チップ１９の輪郭１９ａの大きさが所定の範囲内にある場合には（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、溶接のときのチップ１９の溶融量は適切なので、ＣＰＵ２１はワークを良品と判定する（Ｓ１７）。次いで、前処理フィルタを解除し（Ｓ１９）、この検査処理を終了する。良品と判定されたワークは、移送装置２８（図１参照）によって次工程へ移送される。

この検査処理では、チップ１９の溶接位置の良否判定（Ｓ１５）に加え、チップ１９の輪郭１９ａの大きさの良否判定（Ｓ１６）が行われるので、溶融量過多による融合不良などの溶接欠陥の有無も判別もできる。

なお、図３に示すフローチャートにおいて、請求項に記載の画像取得工程としてはＳ１の処理が、画像解析工程としてはＳ２からＳ１４の処理が、検査工程としてはＳ１５，Ｓ１６の処理が該当する。画像解析工程のうち溶接金属検出工程としてはＳ３の処理が、中心算出工程としてはＳ４の処理が、輪郭算出工程としてはＳ５の処理が、チップ検出工程としてはＳ１０からＳ１４の処理が該当する。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

実施の形態では、母材１７が接合された主体金具１５を絶縁体１１の外周に組み付けた後、母材１７にチップ１９を溶接し、そのチップ１９の溶接位置を検査する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、主体金具１５に接合された母材１７にチップ１９を溶接した後、チップ１９の溶接位置を検査し、次いで主体金具１５を絶縁体１１に組み付けることは当然可能である。また、母材１７にチップ１９を溶接し、チップ１９の溶接位置を検査した後、主体金具１５に母材１７を接合することは当然可能である。要するに、チップ１９が母材１７に溶接された後であれば、スパークプラグ１０の製造工程の任意の段階においてチップ１９の溶接位置の良否判定ができる。

実施の形態では、円盤状のチップ１９が抵抗溶接によって母材１７に接合される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。チップ１９の形状や溶接の手段は一例である。例えば、矩形板状や方形板状等の正面１８から見て多角形のチップ１９を採用することは当然可能である。この場合には、仮の輪郭３３、第１仮想線４０及び第２仮想線４２はチップ１９の外形と相似の矩形や方形等の多角形に設定されることが好ましい。

また、チップ１９をレーザ溶接によって母材１７に接合することは当然可能である。レーザ溶接によって形成された溶接金属のエッジが、カメラ２７が出力した画像データから検出できれば、実施の形態と同様に、チップ１９の溶接位置などの良否判定ができるからである。

実施の形態では、所定の焦点距離の位置に結像する光学系および撮像素子を備えるカメラ２７を用いて画像を取得する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるのではない。例えば、光学式距離センサを用いて三次元の画像を取得することは当然可能である。光学式距離センサとしては、例えばレーザを接地電極１６に照射し、その反射光を半導体素子で検出するものが挙げられる。また、ステレオ方式による視差情報で立体の距離認識ができるステレオカメラを用いて画像を取得することは当然可能である。

実施の形態では、第１仮想線４０や第２仮想線４２がチップ１９の外形と相似形である場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。チップ１９の外形と相似形ではない任意の第１仮想線４０や第２仮想線４２を採用することは当然可能である。

実施の形態では、中心３２の周りが４つの領域（第１領域３６から第４領域３９）に分割される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。中心３２の周りを分割する領域の数は適宜設定される。但し、３つ以上の領域に分割されるのが好ましい。領域が３つ以上あれば、エッジを示すデータ（エッジ成分４５）が検出されなかった領域に仮のエッジを示すデータ（みなし成分４９）を配置した後、エッジ成分４５及びみなし成分４９に基づくチップ１９の輪郭１９ａの算出の精度を確保できるからである。

実施の形態では、図３に示すフローチャートのＳ５の処理においてチップ１９の仮の輪郭３３の位置を算出する場合について説明したが、Ｓ５の処理を省略することは当然可能である。Ｓ５の処理を省略した場合には、Ｓ７の処理において溶接金属３０の輪郭３１の内側に第１仮想線４０を設定し、Ｓ８の処理において第１仮想線４０の内側に第２仮想線４２を設定する。Ｓ５の処理を省略しても、第１仮想線４０の内側の第１範囲４１内でエッジを検出できるので、第１仮想線４０の外側にある母材１７の表面の傷などによるノイズの影響を受けることなくチップ１９のエッジを検出できる。

実施の形態では、図３に示すフローチャートのＳ８の処理において第２仮想線４２を設定する場合について説明したが、Ｓ８の処理を省略することは当然可能である。Ｓ８の処理を省略しても、第１仮想線４０の内側の第１範囲４１内でエッジを検出できるので、第１仮想線４０の外側にある母材１７の表面の傷などによるノイズの影響を受けることなくチップ１９のエッジを検出できるからである。

実施の形態では、図３に示すフローチャートのＳ９の処理において前処理フィルタを設定する場合について説明したが、Ｓ９の処理を省略することは当然可能である。Ｓ９の処理を省略しても、第１仮想線４０の内側の第１範囲４１内でエッジを検出できるので、第１仮想線４０の外側にある母材１７の表面の傷などによるノイズの影響を受けることなくチップ１９のエッジを検出できるからである。

実施の形態では、図３に示すフローチャートのＳ１１の処理において、エッジを示すデータ（エッジ成分４５）が２個以下であるかを判定したが、これはチップ１９が円盤状だからである。即ち、エッジ成分４５が３個あれば、３個のエッジ成分４５を通る円の方程式を算出できるからである。従って、閾値となるエッジ成分４５の数は、チップ１９の形状によって適宜設定される。例えば、チップ１９が矩形板状や方形板状の場合には、Ｓ１１の処理において、エッジ成分４５が３個以下であるかを判定するのが望ましい。

実施の形態では、図３に示すフローチャートのＳ１３の処理において、エッジ成分４５が検出されなかった領域の中の二等分線４７，４８上にみなし成分４９を１つずつ配置する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、各領域を三等分や四等分などに分割し中心３２を通る任意の等分線上、第１直線３４上や第２直線３５上にみなし成分４９を配置することは当然可能である。また、各領域にみなし成分４９を配置する数は、みなし成分４９が計算結果に与える影響が大きくなり過ぎない範囲内で適宜設定できる。

実施の形態では、Ｓ１５の処理において、母材１７の輪郭１７ａからチップ１９の輪郭１９ａまでの距離Ｗ１，Ｗ３の差が所定の範囲内にあるか否かを判定する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、検出したチップ１９のエッジからそのエッジの中心の位置を算出し、その中心の位置と母材１７との位置関係からチップ１９の溶接位置の良否判定をすることは当然可能である。

１０ スパークプラグ
１６ 接地電極
１７ 母材
１８ 正面（チップが溶接された面）
１９ チップ
３０ 溶接金属
３１ 溶接金属の輪郭
３２ 中心
３３ チップの仮の輪郭
３６ 第１領域
３７ 第２領域
３８ 第３領域
３９ 第４領域
４０ 第１仮想線
４１ 第１範囲
４２ 第２仮想線
４３ 第２範囲
４４ 重複する範囲
４５ エッジ成分（チップのエッジを示すデータ）
４９ みなし成分（チップの仮のエッジを示すデータ）
Ｏ 軸線

Claims (6)

1. 母材にチップが溶接された接地電極を備えるスパークプラグを製造する製造方法であって、
   前記接地電極のうち前記チップが溶接された面に関する画像データを取得する画像取得工程と、
   前記画像取得工程により取得された前記画像データを解析する画像解析工程と、
   前記画像解析工程により解析された前記画像データに基づいて前記チップの溶接位置の良否判定を行う検査工程と、を備え、
   前記画像解析工程は、前記チップの周りに形成された溶接金属のエッジを検出する溶接金属検出工程と、
   前記溶接金属検出工程により検出された前記溶接金属のエッジに基づいて前記溶接金属の輪郭の中心を算出する中心算出工程と、
   前記溶接金属の輪郭よりも前記中心側に位置し、前記中心を中心とする環状の第１仮想線により区画された第１範囲内において、前記チップのエッジを検出するチップ検出工程と、を備え、
   前記検査工程では、前記画像取得工程により取得された前記母材のエッジの位置と前記チップ検出工程により検出された前記チップのエッジの位置に基づいて前記良否判定を行うスパークプラグの製造方法。
2. 前記画像解析工程は、前記溶接金属の前記輪郭の前記中心を中心として、前記チップの溶接前の既知の寸法に基づいて前記チップの仮の輪郭の位置を算出する輪郭算出工程を備え、
   前記第１仮想線は、前記仮の輪郭よりも外側に位置する請求項１記載のスパークプラグの製造方法。
3. 前記チップ検出工程では、前記第１仮想線よりも前記溶接金属の前記輪郭の前記中心側に位置し前記中心を中心とする環状の第２仮想線の外側の第２範囲と、前記第１範囲と、が重複する範囲内において、前記チップのエッジを検出する請求項１又は２に記載のスパークプラグの製造方法。
4. 前記画像解析工程は、前記溶接金属の前記輪郭の前記中心を中心として、前記チップの溶接前の既知の寸法に基づいて前記チップの仮の輪郭の位置を算出する輪郭算出工程を備え、
   前記第２仮想線は、前記仮の輪郭よりも内側に位置する請求項３記載のスパークプラグの製造方法。
5. 前記画像解析工程は、前記溶接金属の前記輪郭の前記中心を中心として、前記チップの溶接前の既知の寸法に基づいて前記チップの仮の輪郭の位置を算出する輪郭算出工程を備え、
   前記チップ検出工程では、前記溶接金属の前記輪郭の前記中心の周りを複数に分割した領域のうち、前記チップのエッジを示すデータが検出されなかった領域内において、前記仮の輪郭上に前記チップの仮のエッジを示すデータがあるとみなし、
   前記検査工程では、前記チップ検出工程により検出された前記チップのエッジを示すデータと前記仮のエッジを示すデータに基づいて前記良否判定を行う請求項１から４のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
6. 前記チップ検出工程において検出される前記チップのエッジを示すデータの数は２個以下である請求項５記載のスパークプラグの製造方法。

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