アイレス針の穴加工装置および穴加工方法
【課題】 針材の中心とレーザー光の光軸との位置合わせを正確にでき、細い針材でも正確に穴明けが可能なアイレス針の穴加工装置と穴加工方法を提供する。
【解決手段】 複数の針材１を一列に並べてテーブル２１上に載置し、複数本の針材１の元端面をカメラ２５で撮影し、撮影画像から加工対象となる針材１を求め、針材の中心位置を求める。そして、レーザー発振機２６のレーザーの光軸と、加工対象となる針材１の元端面の中心位置とを一致させ、レーザーによって所定の深さの穴１ｃを明ける。その後複数の針材を移動し、カメラの画像から複数の針材のうち次の加工対象となる針材１を求め、針材の元端面の画像から元端面の中心位置を求め、複数の針材を移動してレーザー発振機のレーザーの光軸と、加工対象となる元端面の中心位置とを一致させる工程と、を有する。
【解決手段】 複数の針材１を一列に並べてテーブル２１上に載置し、複数本の針材１の元端面をカメラ２５で撮影し、撮影画像から加工対象となる針材１を求め、針材の中心位置を求める。そして、レーザー発振機２６のレーザーの光軸と、加工対象となる針材１の元端面の中心位置とを一致させ、レーザーによって所定の深さの穴１ｃを明ける。その後複数の針材を移動し、カメラの画像から複数の針材のうち次の加工対象となる針材１を求め、針材の元端面の画像から元端面の中心位置を求め、複数の針材を移動してレーザー発振機のレーザーの光軸と、加工対象となる元端面の中心位置とを一致させる工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は手術用の縫合針であるアイレス針に、レーザー光で穴明けする装置と、穴明け方法とに関し、特に、細い径のアイレス針に適した技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
外科手術に使用されるアイレス針では、その元端面から針の長さ方向に沿って穴を明け、ここに縫合糸を挿入してカシメて固定している。穴明け方法としては、従来からレーザー光を使用する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、上記穴明け作業は、手作業で行われるもので、能率が上がらず、コスト高にもなっていた。
【０００４】
この問題を解決するものとして、特許文献２が提案されている。以下に図を用いてこの従来例を説明する。
【０００５】
図６は、湾曲が付与される前の真直なアイレス針の斜視図である。このアイレス針Ａは、手術用の縫合針であり、外科用、眼科用等の用途によってそれぞれ異なった形状、直径、長さを有するものである。同図に示すようにこのアイレス針Ａは、針材１の先端１ａが鋭利に尖っており、元端面１ｂには、軸方向に沿って穴１ｃが穿設されている。この穴１ｃに図示しない縫合糸が挿入され、カシメて固定され、さらに所定の湾曲が付与されることになる。図示したアイレス針は、断面形状が円形であるが、目的に応じて、三角形、台形或いは扁平な形状などに形成される。
【０００６】
図７は、従来の穴明け加工装置の構成を示す図である。穴加工される前の複数の針材１は、容器２内に元端面１ｂを上にして収容され、テーブル３上に載置されている。
【０００７】
テーブル３は、Ｘ軸駆動モータ４、Ｙ軸駆動モータ５及びＺ軸駆動モータ６によって、相互に直交する３軸方向に独立して移動可能である。Ｘ軸駆動モータ４、Ｙ軸駆動モータ５及びＺ軸駆動モータ６は、ボールネジなどの高精度で移動できるものでテーブル３を移動する。
【０００８】
レーザー発振装置７は、針材１の元端面１ｂに穴加工を行うためのレーザー光８を発振する装置である。レーザー発振装置７によって発振されたレーザー光８は、ダイクロイックミラー９によって図の下方に進み、レンズ１０によって集光されて針材１の元端面１ｂに照射され、穴１ｃを明けるのである。
【０００９】
針材１の集合体Ｂは、ダイクロイックミラー９の後方に設けられたＣＣＤなどの光電変換素子を使用したカメラ１１により撮影される。
【００１０】
図８は、カメラ１１で撮影した針材１の集合体Ｂの画像の一部である。コンピュータなどを利用した画像処理装置で、各針材１の中心位置を求め、Ｘ軸駆動モータ４、Ｙ軸駆動モータ５によってレーザー光の光軸８ａと針材１の中心を一致させ、レーザー光を照射して穴を明ける。穴を明ける順番は、たとえば、針材１ｄ→針材１ｅ→針材１ｆというようになる。
【特許文献１】実公昭５６−３７９１８
【特許文献２】特公平３−３３４３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献２の穴明け方法には、次のような問題がある。まず、カメラ１１は、針材１の集合体Ｂ全体の撮影をするので、針材１本を撮影する画素数が少なくなり、中心位置を特定する精度が低下する。また、Ｘ軸駆動モータ４、Ｙ軸駆動モータ５によって加工対象となる針材１の中心を、レーザー光の光軸８ａに合わせるのだが、図８の針材１ｄ、針材１ｅ、針材１ｆに示すように、針材１は、Ｘ軸又はＹ軸に沿って一直線に並ぶことはできない。そのため、加工対象となる針材１の中心を、レーザー光の光軸８ａに合わせる際に、Ｘ軸駆動モータ４もＹ軸駆動モータ５も、一方向の移動だけでなく、逆方向にも移動することが起こる。たとえば、Ｙ軸方向の移動について、針材１ｄ→針材１ｅ→針材１ｆのように移動する場合を検討すると、針材１ｄ→針材１ｅのときと、針材１ｅ→針材１ｆのときとは逆方向に移動することになる。Ｘ軸方向についても、どこかで同様のことが起こることは容易に理解できるであろう。
【００１２】
テーブル３の移動はボールネジを使用し、数μｍ乃至数百μｍの単位で正確な移動ができるが、逆方向に移動する際は、バックラッシュの分だけの誤差が生じることになる。この誤差により、レーザー光の光軸と針材１の中心とがずれ、針材１の中心からずれた位置に穴が明けられるという問題が起こる。特に、針材１が細くなると、この誤差の影響が大きくなり、針材１の径が２００μｍ以下の針材では、上記の穴明け方法では、正確に穴を明けることができない。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決しようとするもので、針材の中心とレーザ光の光軸との位置合わせを正確にでき、２００μｍ以下の細い針材でも正確に穴明けが可能なアイレス針の穴加工装置および穴加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の問題を解決するために本発明のアイレス針の穴加工装置は、棒状の針材を、複数本平行に揃え、かつ、各元端面を揃えて一列に配置するための載置面を備えたテーブルと、該テーブルを直線的に移動させる移動装置と、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面を撮影するカメラと、前記元端面と対向して配置され前記針材と平行な光軸のレーザー光を発するレーザー発振機と、前記カメラの撮影画像から加工対象となる針材を求め、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求める画像処理手段と、該画像処理手段が求めた元端面の中心位置と前記レーザー発振機が照射するレーザー光の光軸とが重なるように前記移動装置を駆動する制御部と、を有することを特徴としている。
【００１５】
前記移動装置によるテーブルの移動方向と、前記針材の配置された方向とが平行になるように調整する調整機構を有する構成としたり、前記画像処理手段による前記加工対象となる針材が、穴の明けられた針材がない場合は、移動方向における最先端の針材であり、既に穴の明けられた針材がある場合は、最後に明けられた針材の隣の針材である構成としたり、前記複数の針材を移動する場合、前記移動装置が、まず、一本の針材の直径分だけ前記テーブルを移動し、その後、加工対象となる針材の元端面の中心と、レーザー光の光軸とのずれ分を移動する構成としたり、前記画像処理手段が、次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、前記移動装置が、前記複数の針材を移動して次の加工対象となる針材の中心位置と、前記レーザー光の光軸とを一致させる構成にしたりすることができる。
【００１６】
上記の問題を解決するために本発明のアイレス針の穴加工方法は、複数の棒状の針材を平行に揃え、かつ、各元端面を揃えて一列に並べ、テーブル上に載置する工程と、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面をカメラで撮影する工程と、撮影画像から加工対象となる針材を求め、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求める工程と、前記元端面と対向して配置され前記針材と平行な光線を照射するレーザー発振機のレーザーの光軸と、前記加工対象となる針材の元端面の中心位置とを、前記テーブルを移動させることで一致させる工程と、レーザーによって前記元端面から針材の長さ方向に沿って所定の深さの穴を明ける工程と、以後針材が無くなるまで、カメラの撮影画像から複数の針材のうち次の加工対象となる針材を求める工程と、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求め、前記テーブルを移動して前記レーザー発振機のレーザーの光軸と、前記加工対象となる元端面の中心位置とを一致させ穴を明ける工程とを繰り返すことを特徴としている。
【００１７】
前記複数の棒状の針材をテーブル上に載置した後、該テーブルを直線的に移動させる移動方向と前記針材の配置された方向とが平行になるように調整する構成としたり、前記複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テーブル上に載置する工程に先だって、複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テープ類に固定してから全針材の端部を切断して元端面を形成する工程を有する構成としたり、前記加工対象となる針材の求め方が、穴の明けられた針材がない場合は、移動方向の最先端の針材とし、穴の明けられた針材がある場合は、最後に明けられた針材の隣の針材とする構成としたり、前記テーブルを移動して複数の針材を移動する場合、まず、一本の針材の直径分だけ移動し、その後、元端面の中心とレーザー光の光軸とのずれ分を移動する構成としたり、前記テーブルを移動して複数の針材を移動する場合、まず、カメラの撮影画像から次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、該中心位置と、前記レーザー光の光軸とが一致するように前記複数の針材を移動させる構成としたりすることができる。
【００１８】
針材は、テーブル上に一列に並べられ、カメラでその内の数本の撮影をする。カメラの画像から、加工対象となる針材を特定し、その針材の中心位置を画像内に求める。次に、テーブルを移動することで複数の針材を移動し、加工対象となる針材の中心位置とレーザー光の光軸とを一致させ、レーザーを照射して穴明け加工をする。
【００１９】
次に、テーブルを移動し、カメラの撮影画像から次の加工対象となる針材を求め、以下同様に繰り返して最後の針材まで穴明けをして完了する。
【００２０】
複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テープ類に固定してから全針材の端部を切断して元端面を形成するようにすると、元端面の向きを揃えることができ、画像解析がし易くなる。
【００２１】
次の針材の穴加工をする場合、まず、一本の針材の直径分だけ移動し、その後、元端面の中心とレーザー光の光軸とのずれ分を移動する構成とすれば、移動を速やかに行うことができる。あるいは、カメラの撮影画像から次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、この中心位置とレーザー光の光軸とを合わせるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面をカメラで撮影するので、針材１本当たりの画素数を増加でき、中心位置を正確に求めることができる。また、本発明によれば、複数の針材の移動は、移動装置のみでテーブルを直線的に移動することで行うことができ構成が簡単になる。本発明の場合は、テーブルの移動は、一方向だけで、逆方向には移動しないので、バックラッシュの影響を排除して、ボールネジ本来の高精度の位置決めが可能となる。その結果、２００μｍ以下の細い針材についても、正確な穴明けが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明のアイレス針の穴加工装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａから見た図である。これらの図に示すように本発明の穴加工装置は、テーブル２１と、テーブル２１をＸ軸方向に進退させる移動装置２２ａ、Ｙ軸方向に進退させる副移動装置２２ｂ、及びＺ軸方向に進退させる補助移動装置２２ｃと、移動装置２２ａの移動方向（Ｘ軸）と複数の針材１が配置されている方向とを平行にする調整装置２３とを有する。調整装置２３は、制御部３０で制御してもよいが、手動であってもよい。移動装置２２ａと副移動装置２２ｂ及び補助移動装置２２ｃには、ボールネジを使用し、高精度の位置決めができるようになっている。針材１は、１００〜２００本が整然と一列に配置され、上下をテープ２９で挟まれた状態で図示しないクランプなどの適当な手段でテーブル２１上に固定されている。テープ２９としては、薄くて針材１を仮止めできるものがよく、たとえば、粘着テープを使用することができる。また、図示の実施例では針材１の上下にテープを設けたが、上又は下のいずれか一方でもよい。各針材１は、Ｘ軸方向に直線的に並べられ、図１（ａ）の下方に元端面１ｂを向けており、各針材１の中心位置は、テーブル２１の上面から一定の高さに揃うことになる。図示の針材１はこの後先端を鋭利にする加工をするが、先端を鋭利に加工した後、この穴明け加工をしてもよい。
【００２５】
従来の針材１の集合体Ｂは、各針材の元端面の向きは、バラバラであった。そのため、画像の鮮明さに欠け、解析しにくいという問題があった。本発明では、針材１を従来と同じく、所定の長さに切断したものを用意し、元端面を揃えてテープ２９で固定してもよい。しかし、その場合は、元端面の向きがバラバラになる。この問題を解決する方法として、針材１を所定の長さより長めにし、冶具またはテープ２９で固定してから、余分な部分を一括して切断する方法がある。このようにすると、各針材１の元端面１ｂの向きが揃い、カメラで撮影したとき鮮明な画像を得ることができ、画像解析がやりやすくなる。
【００２６】
テーブル２１上の元端面１ｂと対向するようにカメラ２５が配置され、これと直交するようにレーザー発振機２６が配置されている。符号２７ａはレーザー光を反射し可視光を透過するダイクロイックミラーで、符号２８はレンズである。これらカメラ２５、レーザー発振機２６及びダイクロイックミラー２７ａ、レンズ２８は、従来例で説明したものと同じものであり、配置も同じになっている。
【００２７】
図１（ａ）に仮想線で示すのは、カメラ２５とレーザー発振機２６を入れ替えた例を示すものである。実線のものと仮想線のもののうちいずれか一方を使用すればよい。仮想線に示す場合もダイクロイックミラー２７ｂを使用しているが、実線に示すダイクロイックミラー２７ａは可視光を透過させ、レーザー光を反射し、仮想線のダイクロイックミラー２７ｂは、逆に可視光を反射し、レーザー光を透過するものとなる。
なお、カメラ２５は、デジタルカメラであるが、動画を撮影するカメラを使用してもよい。
【００２８】
図２は、カメラ２５で撮影した撮影画像２５ａの例である。従来例のカメラ１１は、針材１の集合体Ｂの全体を１枚の画像として撮影していた。そのため、針材１はＸ−Ｙ平面内に散らばり、しかも、一本当たりの画素数が少なくなっていた。これに対し、本発明では、カメラ２５は、一列に配列された針材１の内の数本（図２では４本）だけしか撮影していない。このようにすることで、針材１の一本当たりの画素数を大幅に増加させることができる。画素数が増加することによって、針材１の中心位置を高精度に特定することが可能となった。
【００２９】
図２において、撮影画像２５ａ内の点Ｏは固定された点で、レーザー光の光軸２６ａの位置を示す。また、複数の針材１は、全て同じ直径Ｄで、テーブル２１上に一列に整列している。点Ｃ１〜Ｃ４は、画像ではなく、後述する画像処理装置で求めた各元端面１ｂの中心位置である。各針材１の元端面１ｂ同士は、相互に密着している場合もあるが、多くはα１〜α３で示すように隙間ができている。
【００３０】
図３は、本発明のアイレス針の穴加工装置のブロック図である。制御部３０はコンピュータを主体としたもので、ＣＰＵ、フラッシュメモリ、ハードディスクなどの記憶手段等を備え、キーボードなどの入力部３２からの指示を受け、インストールされたプログラムにしたがって動作し、ディスプレイ３３上に各種の画像を表示する。制御部３０内には、画像処理手段３１があり、ここで画像から加工対象となる針材１を選択し、その針材の中心位置を求めるなどの操作を行う。制御部３０では、テーブル２１を移動装置２２ａ（Ｘ軸）、副移動装置２２ｂ（Ｙ軸）、補助移動装置２２ｃ（Ｚ軸）によってＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動することができる。針材１は、Ｘ方向に配列されているので、加工対象となる針材１の中心位置とレーザー光の光軸２６ａとが重なるようにするには、移動装置２２ａ（Ｘ軸）のみに指示をすればよい。副移動装置２２ｂ（Ｙ軸）は、レーザーの焦点合わせなどの初期設定のときであり、手動で操作してもよい。補助移動装置２２ｃ（Ｚ軸）は、移動装置２２ａ（Ｘ軸）の移動方向の修正時に使用する程度である。
【００３１】
図４（ａ）〜（ｆ）は、針材に穴明け加工をする工程を説明する図で、図５は穴明け加工のフローチャートである。これらの図によって、本発明のアイレス針の穴明け加工方法を説明する。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、カメラ２５は複数の針材１から先頭の数本（ここでは約３本）の撮影をし、この画像をディスプレイ３３上に撮影画像２５ａを表示する（Ｓ１０１）。画像処理手段３１では、撮影画像２５ａから、複数の針材１の各元端面の円形の輪郭を把握することで、複数の針材１を検知する。
【００３３】
そして、どの針材１にも穴が明けられていないので、初めての穴明け作業であるとして、送り方向の最先端にある針材１（図４（ａ）では左端の針材１）を加工対象と決める（Ｓ１０３）。加工対象の針材１が決まったら、その針材１の元端面１ｂを形成する円弧の中心位置を求めることで、元端面１ｂの中心Ｃ１を求める（Ｓ１０５）。２番目と３番目の針材１についても、中心点Ｃ２、Ｃ３を求めることができるが、必須ではない。
【００３４】
図４（ａ）では、先頭の針材の中心Ｃ１とレーザー光の光軸となる点Ｏとの間にはずれがある。そこで、画像処理手段３１は、このずれの量を計算により求める。そして、制御部３０が撮影画像２５ａ上の距離から実際のテーブル２１の移動距離を求め、移動装置２３に指示を出す。移動装置２３はテーブル２１を与えられた量だけ移動して停止する（Ｓ１０７）。カメラ２５で移動後の撮影をし、画像処理手段３１で、中心Ｃ１と点Ｏとが図４（ｂ）に示すように重なったことを確認する（Ｓ１０９）。もし、このとき重なっていなければ、上記の動作を繰り返すことになる。また、サイズにもよるがレーザー光の光軸となる点Ｏと針材の中心Ｃ１とのずれの許容差を±５画素などと範囲を設定しても構わない。
【００３５】
本発明では、複数の針材１は、テーブル２１上に一列に配列されている。したがって、中心Ｃ１と点Ｏとを重ねるには、移動装置２２ａでテーブル２１をＸ軸方向に移動するだけでよく、通常は、副移動装置２２ｂや補助移動装置２２ｃを使用する必要はない。
【００３６】
また、図４（ａ）において、中心Ｃ１が点Ｏの送り方向の後方にずれていることが重要である。移動装置２２のバックラッシュの影響を避けるため、必ず、テーブル２１を一方向（図４（ａ）に示す矢印方向）に移動して、中心Ｃ１と点Ｏとを重ねるようにする。もし、図４（ａ）において、中心Ｃ１が点Ｏの送り方向の前方にずれている場合は、移動装置２２でテーブル２１をずれ以上に大きく後退させ、中心Ｃ１が点Ｏの送り方向の後方になるようにしてから矢印方向に移動し、重ねるようにする。ただし、２本目の針材以降は、この操作は不要で、移動装置２２はテーブル２１を送り方向に送るだけでよい。
【００３７】
中心Ｃ１と点Ｏとが図４（ｂ）に示すように重なったことが確認できたら、レーザー発振機２６から所定の出力のパルスを所定の時間照射する。これによって、図４（ｃ）に示すように先頭の針材１に穴１ｃが明けられる（Ｓ１１１）。
【００３８】
次に、移動装置２２は、針材１の直径Ｄだけテーブル２１を移動する（Ｓ１１３）。そして、Ｓ１０１に戻り、針材１の撮影をする。図４（ｄ）は移動後の撮影画像２５ａである。この撮影画像２５ａでは、１本目の針材１に穴１ｃが穿設されているので、次の２本目の針材１を加工対象と認定する（Ｓ１０３）。そして、２本目の針材１の元端面１ｂの中心Ｃ２を求める（Ｓ１０５）。図４（ｃ）に示すように、１本目の針材１と２本目の針材１との間にαの隙間があるので、２本目の中心Ｃ２と、点Ｏとの間にはαのずれができている。画像処理手段３１でこの距離を求め、制御部３０から移動装置２２に指示がでて、テーブル２１をαだけ移動する（Ｓ１０７）。このときの移動方向は、必ず、前回の直径Ｄ分だけ移動したのと同じ方向になる。したがって、バックラッシュの問題は生じない。また、Ｓ１１３の針材１の直径Ｄだけテーブル２１を移動する工程は、決まった距離を移動させるので、高速で行うことができ、全体として位置決め時間を短縮することができる。
【００３９】
２本目の針材１の中心Ｃ２と、点Ｏとが、図４（ｅ）のように一致したのが確認されると（Ｓ１０９）、レーザー光が照射され、図４（ｆ）に示すように２本目の針材１に穴１ｃが穿設される（Ｓ１１１）。この後、針材１の径Ｄだけ高速で移動し、Ｓ１０１に戻り、針材１が無くなるまで繰り返し穴明けを行って終了する。
【００４０】
上記の移動の仕方の他に、以下に説明する方法を採用してもよい。Ｓ１１１で穴明けが終わったら、点線に示すようにＳ１０１に戻り、次の画像を撮影する。そして、次の加工対象となる針材を決め（Ｓ１０３）、その中心位置を求める（Ｓ１０５）。そして、新たな中心位置を画像で捉えて、その中心をレーザーの中心点Ｏへ移動させる（Ｓ１０７）。Ｓ１０９で一致を確認し、穴明けをする。この場合、テーブルの移動はＳ１０７の移動のみでよくなり、Ｓ１１３の移動は省略できることになる。
【００４１】
上記の作業中、画像処理手段３１で中心を求める場合、元端面の円弧の一部に何らかの原因で欠損があったり、穴明け加工時のスパッタが付着して円弧の一部が画像に表示されなかったりしても、残りの円弧部分から中心位置を求めることができる。前記の他に、正規化相関法を用いたパターンマッチング処理などの画像処理方法を用いても良い。
【００４２】
上記の実施例では、針材１の断面形状が円形であったが、三角形、台形等、円形以外の場合でも同様に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のアイレス針の穴加工装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａから見た図である。
【図２】カメラで撮影した撮影画像の例である。
【図３】本発明のアイレス針の穴加工装置のブロック図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、針材に穴明け加工をする工程を説明する図である。
【図５】穴明け加工のフローチャートである。
【図６】湾曲が付与される前の真直なアイレス針の斜視図である。
【図７】従来の穴明け加工装置の構成を示す図である。
【図８】カメラで撮影した針材の集合体の画像の一部である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 針材
１ｂ 元端面
１ｃ 穴
２１ テーブル
２２ａ 移動装置
２５ カメラ
２５ａ 撮影画像
２６ レーザー発振機
２６ａ レーザー光の光軸
２７ａ、２７ｂ ダイクロイックミラー
２８ レンズ
２９ テープ
３０ 制御部
３１ 画像処理手段
３２ 入力部
３３ ディスプレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は手術用の縫合針であるアイレス針に、レーザー光で穴明けする装置と、穴明け方法とに関し、特に、細い径のアイレス針に適した技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
外科手術に使用されるアイレス針では、その元端面から針の長さ方向に沿って穴を明け、ここに縫合糸を挿入してカシメて固定している。穴明け方法としては、従来からレーザー光を使用する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、上記穴明け作業は、手作業で行われるもので、能率が上がらず、コスト高にもなっていた。
【０００４】
この問題を解決するものとして、特許文献２が提案されている。以下に図を用いてこの従来例を説明する。
【０００５】
図６は、湾曲が付与される前の真直なアイレス針の斜視図である。このアイレス針Ａは、手術用の縫合針であり、外科用、眼科用等の用途によってそれぞれ異なった形状、直径、長さを有するものである。同図に示すようにこのアイレス針Ａは、針材１の先端１ａが鋭利に尖っており、元端面１ｂには、軸方向に沿って穴１ｃが穿設されている。この穴１ｃに図示しない縫合糸が挿入され、カシメて固定され、さらに所定の湾曲が付与されることになる。図示したアイレス針は、断面形状が円形であるが、目的に応じて、三角形、台形或いは扁平な形状などに形成される。
【０００６】
図７は、従来の穴明け加工装置の構成を示す図である。穴加工される前の複数の針材１は、容器２内に元端面１ｂを上にして収容され、テーブル３上に載置されている。
【０００７】
テーブル３は、Ｘ軸駆動モータ４、Ｙ軸駆動モータ５及びＺ軸駆動モータ６によって、相互に直交する３軸方向に独立して移動可能である。Ｘ軸駆動モータ４、Ｙ軸駆動モータ５及びＺ軸駆動モータ６は、ボールネジなどの高精度で移動できるものでテーブル３を移動する。
【０００８】
レーザー発振装置７は、針材１の元端面１ｂに穴加工を行うためのレーザー光８を発振する装置である。レーザー発振装置７によって発振されたレーザー光８は、ダイクロイックミラー９によって図の下方に進み、レンズ１０によって集光されて針材１の元端面１ｂに照射され、穴１ｃを明けるのである。
【０００９】
針材１の集合体Ｂは、ダイクロイックミラー９の後方に設けられたＣＣＤなどの光電変換素子を使用したカメラ１１により撮影される。
【００１０】
図８は、カメラ１１で撮影した針材１の集合体Ｂの画像の一部である。コンピュータなどを利用した画像処理装置で、各針材１の中心位置を求め、Ｘ軸駆動モータ４、Ｙ軸駆動モータ５によってレーザー光の光軸８ａと針材１の中心を一致させ、レーザー光を照射して穴を明ける。穴を明ける順番は、たとえば、針材１ｄ→針材１ｅ→針材１ｆというようになる。
【特許文献１】実公昭５６−３７９１８
【特許文献２】特公平３−３３４３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献２の穴明け方法には、次のような問題がある。まず、カメラ１１は、針材１の集合体Ｂ全体の撮影をするので、針材１本を撮影する画素数が少なくなり、中心位置を特定する精度が低下する。また、Ｘ軸駆動モータ４、Ｙ軸駆動モータ５によって加工対象となる針材１の中心を、レーザー光の光軸８ａに合わせるのだが、図８の針材１ｄ、針材１ｅ、針材１ｆに示すように、針材１は、Ｘ軸又はＹ軸に沿って一直線に並ぶことはできない。そのため、加工対象となる針材１の中心を、レーザー光の光軸８ａに合わせる際に、Ｘ軸駆動モータ４もＹ軸駆動モータ５も、一方向の移動だけでなく、逆方向にも移動することが起こる。たとえば、Ｙ軸方向の移動について、針材１ｄ→針材１ｅ→針材１ｆのように移動する場合を検討すると、針材１ｄ→針材１ｅのときと、針材１ｅ→針材１ｆのときとは逆方向に移動することになる。Ｘ軸方向についても、どこかで同様のことが起こることは容易に理解できるであろう。
【００１２】
テーブル３の移動はボールネジを使用し、数μｍ乃至数百μｍの単位で正確な移動ができるが、逆方向に移動する際は、バックラッシュの分だけの誤差が生じることになる。この誤差により、レーザー光の光軸と針材１の中心とがずれ、針材１の中心からずれた位置に穴が明けられるという問題が起こる。特に、針材１が細くなると、この誤差の影響が大きくなり、針材１の径が２００μｍ以下の針材では、上記の穴明け方法では、正確に穴を明けることができない。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決しようとするもので、針材の中心とレーザ光の光軸との位置合わせを正確にでき、２００μｍ以下の細い針材でも正確に穴明けが可能なアイレス針の穴加工装置および穴加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の問題を解決するために本発明のアイレス針の穴加工装置は、棒状の針材を、複数本平行に揃え、かつ、各元端面を揃えて一列に配置するための載置面を備えたテーブルと、該テーブルを直線的に移動させる移動装置と、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面を撮影するカメラと、前記元端面と対向して配置され前記針材と平行な光軸のレーザー光を発するレーザー発振機と、前記カメラの撮影画像から加工対象となる針材を求め、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求める画像処理手段と、該画像処理手段が求めた元端面の中心位置と前記レーザー発振機が照射するレーザー光の光軸とが重なるように前記移動装置を駆動する制御部と、を有することを特徴としている。
【００１５】
前記移動装置によるテーブルの移動方向と、前記針材の配置された方向とが平行になるように調整する調整機構を有する構成としたり、前記画像処理手段による前記加工対象となる針材が、穴の明けられた針材がない場合は、移動方向における最先端の針材であり、既に穴の明けられた針材がある場合は、最後に明けられた針材の隣の針材である構成としたり、前記複数の針材を移動する場合、前記移動装置が、まず、一本の針材の直径分だけ前記テーブルを移動し、その後、加工対象となる針材の元端面の中心と、レーザー光の光軸とのずれ分を移動する構成としたり、前記画像処理手段が、次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、前記移動装置が、前記複数の針材を移動して次の加工対象となる針材の中心位置と、前記レーザー光の光軸とを一致させる構成にしたりすることができる。
【００１６】
上記の問題を解決するために本発明のアイレス針の穴加工方法は、複数の棒状の針材を平行に揃え、かつ、各元端面を揃えて一列に並べ、テーブル上に載置する工程と、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面をカメラで撮影する工程と、撮影画像から加工対象となる針材を求め、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求める工程と、前記元端面と対向して配置され前記針材と平行な光線を照射するレーザー発振機のレーザーの光軸と、前記加工対象となる針材の元端面の中心位置とを、前記テーブルを移動させることで一致させる工程と、レーザーによって前記元端面から針材の長さ方向に沿って所定の深さの穴を明ける工程と、以後針材が無くなるまで、カメラの撮影画像から複数の針材のうち次の加工対象となる針材を求める工程と、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求め、前記テーブルを移動して前記レーザー発振機のレーザーの光軸と、前記加工対象となる元端面の中心位置とを一致させ穴を明ける工程とを繰り返すことを特徴としている。
【００１７】
前記複数の棒状の針材をテーブル上に載置した後、該テーブルを直線的に移動させる移動方向と前記針材の配置された方向とが平行になるように調整する構成としたり、前記複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テーブル上に載置する工程に先だって、複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テープ類に固定してから全針材の端部を切断して元端面を形成する工程を有する構成としたり、前記加工対象となる針材の求め方が、穴の明けられた針材がない場合は、移動方向の最先端の針材とし、穴の明けられた針材がある場合は、最後に明けられた針材の隣の針材とする構成としたり、前記テーブルを移動して複数の針材を移動する場合、まず、一本の針材の直径分だけ移動し、その後、元端面の中心とレーザー光の光軸とのずれ分を移動する構成としたり、前記テーブルを移動して複数の針材を移動する場合、まず、カメラの撮影画像から次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、該中心位置と、前記レーザー光の光軸とが一致するように前記複数の針材を移動させる構成としたりすることができる。
【００１８】
針材は、テーブル上に一列に並べられ、カメラでその内の数本の撮影をする。カメラの画像から、加工対象となる針材を特定し、その針材の中心位置を画像内に求める。次に、テーブルを移動することで複数の針材を移動し、加工対象となる針材の中心位置とレーザー光の光軸とを一致させ、レーザーを照射して穴明け加工をする。
【００１９】
次に、テーブルを移動し、カメラの撮影画像から次の加工対象となる針材を求め、以下同様に繰り返して最後の針材まで穴明けをして完了する。
【００２０】
複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テープ類に固定してから全針材の端部を切断して元端面を形成するようにすると、元端面の向きを揃えることができ、画像解析がし易くなる。
【００２１】
次の針材の穴加工をする場合、まず、一本の針材の直径分だけ移動し、その後、元端面の中心とレーザー光の光軸とのずれ分を移動する構成とすれば、移動を速やかに行うことができる。あるいは、カメラの撮影画像から次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、この中心位置とレーザー光の光軸とを合わせるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面をカメラで撮影するので、針材１本当たりの画素数を増加でき、中心位置を正確に求めることができる。また、本発明によれば、複数の針材の移動は、移動装置のみでテーブルを直線的に移動することで行うことができ構成が簡単になる。本発明の場合は、テーブルの移動は、一方向だけで、逆方向には移動しないので、バックラッシュの影響を排除して、ボールネジ本来の高精度の位置決めが可能となる。その結果、２００μｍ以下の細い針材についても、正確な穴明けが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明のアイレス針の穴加工装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａから見た図である。これらの図に示すように本発明の穴加工装置は、テーブル２１と、テーブル２１をＸ軸方向に進退させる移動装置２２ａ、Ｙ軸方向に進退させる副移動装置２２ｂ、及びＺ軸方向に進退させる補助移動装置２２ｃと、移動装置２２ａの移動方向（Ｘ軸）と複数の針材１が配置されている方向とを平行にする調整装置２３とを有する。調整装置２３は、制御部３０で制御してもよいが、手動であってもよい。移動装置２２ａと副移動装置２２ｂ及び補助移動装置２２ｃには、ボールネジを使用し、高精度の位置決めができるようになっている。針材１は、１００〜２００本が整然と一列に配置され、上下をテープ２９で挟まれた状態で図示しないクランプなどの適当な手段でテーブル２１上に固定されている。テープ２９としては、薄くて針材１を仮止めできるものがよく、たとえば、粘着テープを使用することができる。また、図示の実施例では針材１の上下にテープを設けたが、上又は下のいずれか一方でもよい。各針材１は、Ｘ軸方向に直線的に並べられ、図１（ａ）の下方に元端面１ｂを向けており、各針材１の中心位置は、テーブル２１の上面から一定の高さに揃うことになる。図示の針材１はこの後先端を鋭利にする加工をするが、先端を鋭利に加工した後、この穴明け加工をしてもよい。
【００２５】
従来の針材１の集合体Ｂは、各針材の元端面の向きは、バラバラであった。そのため、画像の鮮明さに欠け、解析しにくいという問題があった。本発明では、針材１を従来と同じく、所定の長さに切断したものを用意し、元端面を揃えてテープ２９で固定してもよい。しかし、その場合は、元端面の向きがバラバラになる。この問題を解決する方法として、針材１を所定の長さより長めにし、冶具またはテープ２９で固定してから、余分な部分を一括して切断する方法がある。このようにすると、各針材１の元端面１ｂの向きが揃い、カメラで撮影したとき鮮明な画像を得ることができ、画像解析がやりやすくなる。
【００２６】
テーブル２１上の元端面１ｂと対向するようにカメラ２５が配置され、これと直交するようにレーザー発振機２６が配置されている。符号２７ａはレーザー光を反射し可視光を透過するダイクロイックミラーで、符号２８はレンズである。これらカメラ２５、レーザー発振機２６及びダイクロイックミラー２７ａ、レンズ２８は、従来例で説明したものと同じものであり、配置も同じになっている。
【００２７】
図１（ａ）に仮想線で示すのは、カメラ２５とレーザー発振機２６を入れ替えた例を示すものである。実線のものと仮想線のもののうちいずれか一方を使用すればよい。仮想線に示す場合もダイクロイックミラー２７ｂを使用しているが、実線に示すダイクロイックミラー２７ａは可視光を透過させ、レーザー光を反射し、仮想線のダイクロイックミラー２７ｂは、逆に可視光を反射し、レーザー光を透過するものとなる。
なお、カメラ２５は、デジタルカメラであるが、動画を撮影するカメラを使用してもよい。
【００２８】
図２は、カメラ２５で撮影した撮影画像２５ａの例である。従来例のカメラ１１は、針材１の集合体Ｂの全体を１枚の画像として撮影していた。そのため、針材１はＸ−Ｙ平面内に散らばり、しかも、一本当たりの画素数が少なくなっていた。これに対し、本発明では、カメラ２５は、一列に配列された針材１の内の数本（図２では４本）だけしか撮影していない。このようにすることで、針材１の一本当たりの画素数を大幅に増加させることができる。画素数が増加することによって、針材１の中心位置を高精度に特定することが可能となった。
【００２９】
図２において、撮影画像２５ａ内の点Ｏは固定された点で、レーザー光の光軸２６ａの位置を示す。また、複数の針材１は、全て同じ直径Ｄで、テーブル２１上に一列に整列している。点Ｃ１〜Ｃ４は、画像ではなく、後述する画像処理装置で求めた各元端面１ｂの中心位置である。各針材１の元端面１ｂ同士は、相互に密着している場合もあるが、多くはα１〜α３で示すように隙間ができている。
【００３０】
図３は、本発明のアイレス針の穴加工装置のブロック図である。制御部３０はコンピュータを主体としたもので、ＣＰＵ、フラッシュメモリ、ハードディスクなどの記憶手段等を備え、キーボードなどの入力部３２からの指示を受け、インストールされたプログラムにしたがって動作し、ディスプレイ３３上に各種の画像を表示する。制御部３０内には、画像処理手段３１があり、ここで画像から加工対象となる針材１を選択し、その針材の中心位置を求めるなどの操作を行う。制御部３０では、テーブル２１を移動装置２２ａ（Ｘ軸）、副移動装置２２ｂ（Ｙ軸）、補助移動装置２２ｃ（Ｚ軸）によってＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動することができる。針材１は、Ｘ方向に配列されているので、加工対象となる針材１の中心位置とレーザー光の光軸２６ａとが重なるようにするには、移動装置２２ａ（Ｘ軸）のみに指示をすればよい。副移動装置２２ｂ（Ｙ軸）は、レーザーの焦点合わせなどの初期設定のときであり、手動で操作してもよい。補助移動装置２２ｃ（Ｚ軸）は、移動装置２２ａ（Ｘ軸）の移動方向の修正時に使用する程度である。
【００３１】
図４（ａ）〜（ｆ）は、針材に穴明け加工をする工程を説明する図で、図５は穴明け加工のフローチャートである。これらの図によって、本発明のアイレス針の穴明け加工方法を説明する。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、カメラ２５は複数の針材１から先頭の数本（ここでは約３本）の撮影をし、この画像をディスプレイ３３上に撮影画像２５ａを表示する（Ｓ１０１）。画像処理手段３１では、撮影画像２５ａから、複数の針材１の各元端面の円形の輪郭を把握することで、複数の針材１を検知する。
【００３３】
そして、どの針材１にも穴が明けられていないので、初めての穴明け作業であるとして、送り方向の最先端にある針材１（図４（ａ）では左端の針材１）を加工対象と決める（Ｓ１０３）。加工対象の針材１が決まったら、その針材１の元端面１ｂを形成する円弧の中心位置を求めることで、元端面１ｂの中心Ｃ１を求める（Ｓ１０５）。２番目と３番目の針材１についても、中心点Ｃ２、Ｃ３を求めることができるが、必須ではない。
【００３４】
図４（ａ）では、先頭の針材の中心Ｃ１とレーザー光の光軸となる点Ｏとの間にはずれがある。そこで、画像処理手段３１は、このずれの量を計算により求める。そして、制御部３０が撮影画像２５ａ上の距離から実際のテーブル２１の移動距離を求め、移動装置２３に指示を出す。移動装置２３はテーブル２１を与えられた量だけ移動して停止する（Ｓ１０７）。カメラ２５で移動後の撮影をし、画像処理手段３１で、中心Ｃ１と点Ｏとが図４（ｂ）に示すように重なったことを確認する（Ｓ１０９）。もし、このとき重なっていなければ、上記の動作を繰り返すことになる。また、サイズにもよるがレーザー光の光軸となる点Ｏと針材の中心Ｃ１とのずれの許容差を±５画素などと範囲を設定しても構わない。
【００３５】
本発明では、複数の針材１は、テーブル２１上に一列に配列されている。したがって、中心Ｃ１と点Ｏとを重ねるには、移動装置２２ａでテーブル２１をＸ軸方向に移動するだけでよく、通常は、副移動装置２２ｂや補助移動装置２２ｃを使用する必要はない。
【００３６】
また、図４（ａ）において、中心Ｃ１が点Ｏの送り方向の後方にずれていることが重要である。移動装置２２のバックラッシュの影響を避けるため、必ず、テーブル２１を一方向（図４（ａ）に示す矢印方向）に移動して、中心Ｃ１と点Ｏとを重ねるようにする。もし、図４（ａ）において、中心Ｃ１が点Ｏの送り方向の前方にずれている場合は、移動装置２２でテーブル２１をずれ以上に大きく後退させ、中心Ｃ１が点Ｏの送り方向の後方になるようにしてから矢印方向に移動し、重ねるようにする。ただし、２本目の針材以降は、この操作は不要で、移動装置２２はテーブル２１を送り方向に送るだけでよい。
【００３７】
中心Ｃ１と点Ｏとが図４（ｂ）に示すように重なったことが確認できたら、レーザー発振機２６から所定の出力のパルスを所定の時間照射する。これによって、図４（ｃ）に示すように先頭の針材１に穴１ｃが明けられる（Ｓ１１１）。
【００３８】
次に、移動装置２２は、針材１の直径Ｄだけテーブル２１を移動する（Ｓ１１３）。そして、Ｓ１０１に戻り、針材１の撮影をする。図４（ｄ）は移動後の撮影画像２５ａである。この撮影画像２５ａでは、１本目の針材１に穴１ｃが穿設されているので、次の２本目の針材１を加工対象と認定する（Ｓ１０３）。そして、２本目の針材１の元端面１ｂの中心Ｃ２を求める（Ｓ１０５）。図４（ｃ）に示すように、１本目の針材１と２本目の針材１との間にαの隙間があるので、２本目の中心Ｃ２と、点Ｏとの間にはαのずれができている。画像処理手段３１でこの距離を求め、制御部３０から移動装置２２に指示がでて、テーブル２１をαだけ移動する（Ｓ１０７）。このときの移動方向は、必ず、前回の直径Ｄ分だけ移動したのと同じ方向になる。したがって、バックラッシュの問題は生じない。また、Ｓ１１３の針材１の直径Ｄだけテーブル２１を移動する工程は、決まった距離を移動させるので、高速で行うことができ、全体として位置決め時間を短縮することができる。
【００３９】
２本目の針材１の中心Ｃ２と、点Ｏとが、図４（ｅ）のように一致したのが確認されると（Ｓ１０９）、レーザー光が照射され、図４（ｆ）に示すように２本目の針材１に穴１ｃが穿設される（Ｓ１１１）。この後、針材１の径Ｄだけ高速で移動し、Ｓ１０１に戻り、針材１が無くなるまで繰り返し穴明けを行って終了する。
【００４０】
上記の移動の仕方の他に、以下に説明する方法を採用してもよい。Ｓ１１１で穴明けが終わったら、点線に示すようにＳ１０１に戻り、次の画像を撮影する。そして、次の加工対象となる針材を決め（Ｓ１０３）、その中心位置を求める（Ｓ１０５）。そして、新たな中心位置を画像で捉えて、その中心をレーザーの中心点Ｏへ移動させる（Ｓ１０７）。Ｓ１０９で一致を確認し、穴明けをする。この場合、テーブルの移動はＳ１０７の移動のみでよくなり、Ｓ１１３の移動は省略できることになる。
【００４１】
上記の作業中、画像処理手段３１で中心を求める場合、元端面の円弧の一部に何らかの原因で欠損があったり、穴明け加工時のスパッタが付着して円弧の一部が画像に表示されなかったりしても、残りの円弧部分から中心位置を求めることができる。前記の他に、正規化相関法を用いたパターンマッチング処理などの画像処理方法を用いても良い。
【００４２】
上記の実施例では、針材１の断面形状が円形であったが、三角形、台形等、円形以外の場合でも同様に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のアイレス針の穴加工装置の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａから見た図である。
【図２】カメラで撮影した撮影画像の例である。
【図３】本発明のアイレス針の穴加工装置のブロック図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、針材に穴明け加工をする工程を説明する図である。
【図５】穴明け加工のフローチャートである。
【図６】湾曲が付与される前の真直なアイレス針の斜視図である。
【図７】従来の穴明け加工装置の構成を示す図である。
【図８】カメラで撮影した針材の集合体の画像の一部である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 針材
１ｂ 元端面
１ｃ 穴
２１ テーブル
２２ａ 移動装置
２５ カメラ
２５ａ 撮影画像
２６ レーザー発振機
２６ａ レーザー光の光軸
２７ａ、２７ｂ ダイクロイックミラー
２８ レンズ
２９ テープ
３０ 制御部
３１ 画像処理手段
３２ 入力部
３３ ディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の針材を、複数本平行に揃え、かつ、各元端面を揃えて一列に配置するための載置面を備えたテーブルと、該テーブルを直線的に移動させる移動装置と、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面を撮影するカメラと、前記元端面と対向して配置され前記針材と平行な光軸のレーザー光を発するレーザー発振機と、前記カメラの撮影画像から加工対象となる針材を求め、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求める画像処理手段と、該画像処理手段が求めた元端面の中心位置と前記レーザー発振機が照射するレーザー光の光軸とが重なるように前記移動装置を駆動する制御部と、を有することを特徴とするアイレス針の穴加工装置。
【請求項２】
前記移動装置によるテーブルの移動方向と、前記針材の配置された方向とが平行になるように調整する調整機構を有することを特徴とする、請求項１に記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項３】
前記画像処理手段による前記加工対象となる針材が、穴の明けられた針材がない場合は、移動方向における最先端の針材であり、既に穴の明けられた針材がある場合は、最後に明けられた針材の隣の針材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項４】
前記複数の針材を移動する場合、前記移動装置が、まず、一本の針材の直径分だけ前記テーブルを移動し、その後、加工対象となる針材の元端面の中心と、レーザー光の光軸とのずれ分を移動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項５】
前記画像処理手段が、次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、前記移動装置が、前記複数の針材を移動して次の加工対象となる針材の中心位置と、前記レーザー光の光軸とを一致させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項６】
複数の棒状の針材を平行に揃え、かつ、各元端面を揃えて一列に並べ、テーブル上に載置する工程と、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面をカメラで撮影する工程と、撮影画像から加工対象となる針材を求め、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求める工程と、前記元端面と対向して配置され前記針材と平行な光線を照射するレーザー発振機のレーザーの光軸と、前記加工対象となる針材の元端面の中心位置とを、前記テーブルを移動させることで一致させる工程と、レーザーによって前記元端面から針材の長さ方向に沿って所定の深さの穴を明ける工程と、以後針材が無くなるまで、カメラの撮影画像から複数の針材のうち次の加工対象となる針材を求める工程と、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求め、前記テーブルを移動して前記レーザー発振機のレーザーの光軸と、前記加工対象となる元端面の中心位置とを一致させ穴を明ける工程とを繰り返すことを特徴とするアイレス針の穴加工方法。
【請求項７】
前記複数の棒状の針材をテーブル上に載置した後、該テーブルを直線的に移動させる移動方向と前記針材の配置された方向とが平行になるように調整することを特徴とする、請求項６に記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項８】
前記複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テーブル上に載置する工程に先だって、複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テープ類に固定してから全針材の端部を切断して元端面を形成する工程を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のアイレス針の穴加工方法。
【請求項９】
前記加工対象となる針材の求め方が、穴の明けられた針材がない場合は、移動方向の最先端の針材とし、穴の明けられた針材がある場合は、最後に明けられた針材の隣の針材とすることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のアイレス針の穴加工方法。
【請求項１０】
前記テーブルを移動して複数の針材を移動する場合、まず、一本の針材の直径分だけ移動し、その後、元端面の中心とレーザー光の光軸とのずれ分を移動することを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のアイレス針の穴加工方法。
【請求項１１】
前記テーブルを移動して複数の針材を移動する場合、まず、カメラの撮影画像から次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、該中心位置と、前記レーザー光の光軸とが一致するように前記テーブルを移動させることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のアイレス針の穴加工方法。
【請求項１】
棒状の針材を、複数本平行に揃え、かつ、各元端面を揃えて一列に配置するための載置面を備えたテーブルと、該テーブルを直線的に移動させる移動装置と、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面を撮影するカメラと、前記元端面と対向して配置され前記針材と平行な光軸のレーザー光を発するレーザー発振機と、前記カメラの撮影画像から加工対象となる針材を求め、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求める画像処理手段と、該画像処理手段が求めた元端面の中心位置と前記レーザー発振機が照射するレーザー光の光軸とが重なるように前記移動装置を駆動する制御部と、を有することを特徴とするアイレス針の穴加工装置。
【請求項２】
前記移動装置によるテーブルの移動方向と、前記針材の配置された方向とが平行になるように調整する調整機構を有することを特徴とする、請求項１に記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項３】
前記画像処理手段による前記加工対象となる針材が、穴の明けられた針材がない場合は、移動方向における最先端の針材であり、既に穴の明けられた針材がある場合は、最後に明けられた針材の隣の針材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項４】
前記複数の針材を移動する場合、前記移動装置が、まず、一本の針材の直径分だけ前記テーブルを移動し、その後、加工対象となる針材の元端面の中心と、レーザー光の光軸とのずれ分を移動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項５】
前記画像処理手段が、次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、前記移動装置が、前記複数の針材を移動して次の加工対象となる針材の中心位置と、前記レーザー光の光軸とを一致させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項６】
複数の棒状の針材を平行に揃え、かつ、各元端面を揃えて一列に並べ、テーブル上に載置する工程と、一列に配置された針材の一部となる複数本の針材の元端面をカメラで撮影する工程と、撮影画像から加工対象となる針材を求め、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求める工程と、前記元端面と対向して配置され前記針材と平行な光線を照射するレーザー発振機のレーザーの光軸と、前記加工対象となる針材の元端面の中心位置とを、前記テーブルを移動させることで一致させる工程と、レーザーによって前記元端面から針材の長さ方向に沿って所定の深さの穴を明ける工程と、以後針材が無くなるまで、カメラの撮影画像から複数の針材のうち次の加工対象となる針材を求める工程と、該針材の元端面の画像から該元端面の中心位置を求め、前記テーブルを移動して前記レーザー発振機のレーザーの光軸と、前記加工対象となる元端面の中心位置とを一致させ穴を明ける工程とを繰り返すことを特徴とするアイレス針の穴加工方法。
【請求項７】
前記複数の棒状の針材をテーブル上に載置した後、該テーブルを直線的に移動させる移動方向と前記針材の配置された方向とが平行になるように調整することを特徴とする、請求項６に記載のアイレス針の穴加工装置。
【請求項８】
前記複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テーブル上に載置する工程に先だって、複数の棒状の針材を平行に揃えて一列に並べ、テープ類に固定してから全針材の端部を切断して元端面を形成する工程を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のアイレス針の穴加工方法。
【請求項９】
前記加工対象となる針材の求め方が、穴の明けられた針材がない場合は、移動方向の最先端の針材とし、穴の明けられた針材がある場合は、最後に明けられた針材の隣の針材とすることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のアイレス針の穴加工方法。
【請求項１０】
前記テーブルを移動して複数の針材を移動する場合、まず、一本の針材の直径分だけ移動し、その後、元端面の中心とレーザー光の光軸とのずれ分を移動することを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のアイレス針の穴加工方法。
【請求項１１】
前記テーブルを移動して複数の針材を移動する場合、まず、カメラの撮影画像から次の加工対象となる針材を決定するとともにその針材の中心位置を求め、該中心位置と、前記レーザー光の光軸とが一致するように前記テーブルを移動させることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載のアイレス針の穴加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−８２６４７（Ｐ２０１０−８２６４７Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５３６１４（Ｐ２００８−２５３６１４）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（３９０００３２２９）マニー株式会社 (66)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（３９０００３２２９）マニー株式会社 (66)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]