JPH01210806A - 塗膜平滑度自動検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、塗膜の平滑度を検出する塗膜平滑度自動検査
装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、塗膜の平滑度（ゆず脂環）を自動的に検出し
ようとする種々の発明や提案が為されている。該発明や
提案としては、例えば特開昭６３−１８２１０号公報に
示される「塗面の平滑性測定方法」等を挙げることがで
きる。

上記提案においては、第１３図に示されるように、光源
５０と縦縞格子５１とにより塗面５２に縦縞模様を投影
し、この投影された縦縞模様をＣＣＤカメラ５３により
撮像し、撮像処理装置としてのマイクロコンピュータ５
４か、岡像され出力されるビデオ信号を所定基準値と比
較して得られる２値信号のビデオ信号から縦縞模様の間
隔のバラつきを演算してゆず脂環（塗面平滑度）を判定
する。ここで、図中のウレタン５５は、装置内に外部か
らの光が入射するのを防ぐ遮光用弾性体である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の塗膜平滑度自動検査装置
は、歴象し出力されるビデオ信号をそのままの形で２値
化する構成であること等から外光や塗装色の影響を受け
やすい。このため、検査装置を被検査物としての塗面５
２に接触させ遮光用弾性体等で外光を遮断する必要があ
った。このため、次のような課題が考えられた。即ら、
（ａ）一般に、コンベア上で組付け、塗装され又は加工
される、即ち製造ライン上における被検査物としての生
産物の載置位置は、定位置に固定されるものではなく、
位置の変動を生じさせる。

例えば、自動車製造ラインにおいては、車体のライン（
コンベア）に対する位置精度は±１５［ｍｍ］程度であ
り、また、車種によりその載置位置や位置精度が異なる
。従って、従来の検査装置では、正確に接触さける必要
があることから、製造ライン上の生産物の塗膜の検査を
行うことができないという課題、 （ｂ）また、接触ざＵる必要のある従来の検査装置は、
焼イ４仕上げ塗装された塗膜の検査を行なうには支障が
ない・乙のの、塗膜を傷つりる恐れから、通常の塗装に
よる塗膜とりわ（）完全に屹燥していない塗膜を有する
被検査物の検査を行うことがてきないという課題、 が考えられた。

本発明の塗膜平滑度自動検査装置は、上記課題を解決し
、製造ライン上の生産物の塗膜検査を容易に行なうこと
を目的として為されたものである。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明の塗膜平滑度自動検査装置は、第１図にその基本
構成を例示する如く、 コンベア上の塗装された被検査物の種類を識別する種類
識別手段（Ｍｌ）と、 予め定められた明暗縞模様を上記被検査物に照射する明
暗模様投影手段（Ｍ２）と、 該明暗模様投影手段（Ｍ２）により上記被検査物表面に
写し出された明暗縞模様の像を光の強弱レベル信号とし
て暗像する岡像手段（Ｍ３）と、上記種類識別手段（Ｍ
ｌ）により識別された被検査物の種類に従って上記岡像
手段（Ｍ３）を予め定められた所定位置に移動させる移
動手段（Ｍ４）と、 該移動手段（Ｍ４〉により移動させられた上記ＷＲ像手
段（Ｍ３）が出力する上記光の強弱レベル信号を所定の
基準値と比較することにより暗像された明暗縞模様を２
値信号の明暗縞模様とし、この２値信号の明暗縞模様の
明部又は暗部を所定の線巾に細線化する細線化処理手段
（Ｍ５）と、該細線化された線の方向を所定単位で抽出
し、この線の方向の相異に基づき上記被検査物の塗膜の
平滑度を判定する平滑度判定手段（Ｍ６）と、を備えた
ことを特徴とする。

［作用］ 上記構成を有する本発明の塗膜平滑度自動検査装置は、 種類識別手段（Ｍｌ〉により識別されたコンベア上の被
検査物の種類に従って岡像手段（Ｍ３）を移動手段（Ｍ
４）により予め定められた所定位置に移動さけ、この移
動させられた暗像手段（Ｍ３）により明暗模様投影手段
（Ｍ２）の照射した被検査物表面上の明暗縞模様を光の
強弱レベル信号として暗像し、細線化処理手段（Ｍ５）
がこの光の強弱レベル信号を所定の基準値と比較するこ
とにより暗像された明暗縞模様を２値信号の明暗縞模様
とすると共に、２値信号の明暗縞模様の明部又は暗部を
所定の線巾に細線化する処理を行なう。この後、平滑度
判定手段（Ｍ６）が、細線化された線の方向を所定単位
で抽出し、この線の方向の相異に基づき被検査物の塗膜
の平滑度を判定するよう動く。

一般に、塗膜の平滑度が悪くなるに従って、その部分に
照射された明暗縞模様は歪み乱れる。本発明の塗膜平滑
度自動検査装置は、この現象に着目して為されたもので
あり、被検査物表面上の明暗縞模様を暗像して、即ち被
検査物に直接接触することなく被検査物の平滑度を判定
するよう働く。

しかも、コンベア上の被検査物の種類に応じて岡像手段
（Ｍ３）を移動させるので、被検査物の載置位置の相異
に拘らず正確に明暗縞模様を照射することができる。

［実施例］ 次に、本発明の塗膜平滑度自動検査装置の構成を一層明
らかにするために好適な実施例を図面と共に説明する。

本実施例の塗膜平滑度自動検査装置は、第２図に示され
るように、ラインコンベア１上に載置され塗装作業の終
了した車体２の製造番号を読み取る認識センサ３と、車
体２に明暗縞模様を照射する縞模様投影装置４と、車体
２に写し出された明暗縞模様の虚像をミラー５を介して
暗像する暗像管（以下、ＴＶカメラと呼ぶ）６と、認識
センサ３の出力する信号に従い車体２の車種や塗装色を
判別するパーソナルコンピュータ（以下、単にパソコン
と呼ぶこともおる）７と、ＴＶカメラ６の出力する撮像
信号（ビデオ信号）に基づき車体２の塗膜検査を行なう
撮像処理装置８と、縞模様投影装置４及びＴＶカメラ６
等が取り付けられた門型ロボット９の位置を駆動制御す
るロボット制御盤１０、等とから構成されている。

認識センサ３は、パターン認識から車体２に付された製
造番号を読み取るものであり、読み取った製造番号に応
じた信号をパーソナルコンピュータ７に出力するよう構
成されている。

縞模様投影装置４は、第３図に示されるように、多数の
等間隔のスリットを有する平板４ａと拡散板４ｂを介し
て散乱光を射出する発光光源４Ｃとから構成されていて
、被検査物としての車体２の表面に所定ピッチの縞模様
（本実施例では、明部・暗部共にその間隔を１．５ｍと
している）を写し出す。

ＴＶカメラ６は、ミラーホルダ５ａに固定されたミラー
５を介して車体２の表面に写し出された縞模様の虚像を
暗像し、縞模様の明暗強度に応じたビデオ信号を出力す
る。このＴＶカメラ６には絞り部６ａが設けられ、そ、
の入力光量を調整できるよう構成されている。

上述したこれらの縞模様投影装置４、ＴＶカメラ６及び
ミラーホルダ５ａは、枠組み９ａにより門型ロボット９
のジブ９ｂに固定されている。門型ロボット９は、周知
の如く、ロボット制御盤１０により駆動制御されて枠組
み９ａを前後・左右・上下に移動させるよう構成されて
いる。

パーソナルコンピュータ７は、第４図に示されるように
、周知のＣＰＵ７ａ　、ＲＯＭ７ｂ及びＲＡＭ７ｃを中
心とし、これらと外部入出力回路７ｄとをバス７ｅによ
り相互に接続した論理演算回路として構成されている。

同様に、撮像処理装置８は、ＣＰＵ８ａ　、ＲＯＭ８ｂ
及びＲＡＭ８ｃを中心とし、これらとＡ／Ｄ変換器８ｄ
　、Ｄ／Ａ変換器８ｅ及び外部入出力回路８ｆとをバス
８ｇにより相互に接続した論理演算回路として構成され
ている。

パーソナルコンピュータ７の外部入出力回路７ｄには、
上記認識センサ３が接続されると共に、コンベア１上の
車体２に塗装を行なう塗装工程の現場に配置された図示
しないＣＲＴデイスプレィ装置も接続されている。

撮像処理装置８の外部入出力回路８ｆには、上記ロボッ
ト制御盤１０．ＣＲＴデイスプレィ装置８ｈか接続され
ると共に、パーソナルコンピュータ７の外部入出力回路
７ｄが入出力可能に双方向に接続されている。また、Ａ
／Ｄ変換器８ｄにはその出力するビデオ信号を入力する
ようＴＶカメラ６が接続され、Ｄ／Ａ変換器８ｅにはＴ
Ｖカメラ６の絞り部６ａが接続されている。

尚、本実施例においては、認識センサ３及びパーソナル
コンピュータ７が種類識別手段に、縞模様投影装置４が
明暗模様投影手段に、ミラー５及びＴＶカメラ６が歴象
手段に、ロボット９及びロボット制御ａｌＩ盤１０か移
動手段に、撮像処理装置８が細線化処理手段及び平滑度
判定手段に、各々対応する。

上記構成を有する本実施例の作用を、第５図ないし第７
図に示すフローチャートと共に説明する。

ここで、第５図に示す「パソコンメインルーチン」はパ
ーソナルコンピュータ７により実行される処理を示し、
第６図に示す「画ｆｌ理メインルーチンＪ及び第７図に
示す「平滑［σ判定処理ルーチン」は撮像処理装置８に
より実行される処理を示す。

塗装処理の施された車体２はコンベア１により一定速度
で運ばれてくるか、所定の位置まで来ると、認識レンサ
３によりその製造番号が読み取られる。パソコン７のＣ
ＰＵ７ａは、認識センサ３が読み取った製造番号を外部
入出力回路７ｄを介して入力しくステップ１００）　、
続いてこのＶｌｌｎ番号から、車体２の車種や施された
塗装の色及び本来その塗膜が有ずべき平滑度等をＲＯＭ
７ｂから検索する処理を行なう（ステップ１１０）。

車体２の車種や色情報が得られると、この情報は外部入
出力回路７ｄを介して撮像処理装置８に出力される（ス
テップ１２０）。この後、処理は、撮像処理装置８から
の入力侍ら状態となる（ステップ１３０）。

一方、撮像処理装置８のＣＰＵ８ａは、パソコン７から
車体２の情報を入力覆ると（ステップ１４０）、この情
報に阜づき車種毎に予め定められた位置データをロボッ
ト制御盤１０に出力する処理を行なう（ステップ１５０
）、これにより、門型ロボット９の図示しない各モータ
はロボット制御１１０により駆動制御され、ＴＶカメラ
６を車種毎の所定位置に移動させる。ＴＶカメラ６が所
定位置に移動させられると、続いてＴＶカメラ６の絞り
部６ａの制御が為されろくステップ１６０）。この処理
は、次のようにして行なわれる。

まず、ｃｐｕｓａは、パソコン７から入力した車体２の
色情報に基づき絞り部６ａを所定開度だけ聞き、ミラー
５を介して車体２上の縞模様の虚像を光の強弱レベル信
号として入力する。この光の強弱レベル信号としてのビ
デオ信号ＶＤ１は、△／Ｄ変換盟８ｄによりデジタル値
に変換され撮像メモリとしてＲＡＭ８Ｃに取り込まれる
。ＣＰｔＪ８ａは、デジタル値に変換されたビデオ信号
ＶＤ１のレベルが所定範囲内の値となるよう、その最大
値又は最小値を各々の基準値と比較しつつＤ／Ａ変換器
８ｅを介して絞り部６ａを制御しその開度を調節する。

これにより、ＴＶカメラ６により歴象されＲＡＭ８ｃに
取り込まれたビデオ信号ＶＤ１の値は所定範囲内のデジ
タル値とされる。

ここで、第８図に示すビデオ信号ＶＤ１は、この絞り制
御が為された後のビデオ信号を示す。

一般に、塗膜の平滑度が良好な場合には、車体２の表面
に写し出された縞模様の虚像は、第９図［Ａ］に示され
るにうに、明部と暗部とが所定ピッチで規則正しく並ん
だ像となる。一方、塗膜の平滑度が悪い場合には、平滑
度が悪くなる程縞模様は歪み乱れて、第９図［Ｂｌに示
されるように、不規則な像となる。この不規則な縞模様
を光の強弱レベル信号として＠徴すると、歪み乱れた箇
所（以下、不規則部と呼ぶ）　ｂｄは、レベル信号のピ
ークとピークとの間隔のばらつき部として捉えることが
できる。（第８図ビデオ信号ＶＤ１　　不規則部ｂｄ）
。尚、ＴＶカメラ６によるビデオ信号Ｄ１は、縞模様に
直交するスキャン走査による映像信号である。従って、
第８図に示すタイミングチャートは時間ｔをパラメータ
としている。また、ビデオ信号ＶＤ１のマイナス側の信
号は同期信号を示す。従って、第８図に示すビデオ信号
ＶＤ１は、所謂走査線の水平１ラインを表わしている。

このビデオ信号ＶＤＩをデイスプレィ装置ＣＲＴで再生
したのが、第９図［Ａ］、［Ｂｌに示す各画面である。

絞り制御が為されるとくステップ１６０）　、取り込ま
れたビデオ信ｑＶＤ１から車体２の塗膜の平滑度を判定
する平滑度判定処理が行なわれる（ステップ１７０）。

この平滑度判定処理は、以下のようにして行なわれる。

まず、取り込まれたビデオ信号ＶＤ１を微分する処理を
行なう（第７図ステップ１７１）。ビデオ信号ＶＤ１は
縞模様に直交するスキャン走査により得られた信号であ
るため、この処理は再生された撮像に対してはＸ方向に
微分することになる。

ビデオ信＠ＶＤ１を微分すると、暗部から明部への立ち
上がりをプラス、明部から暗部への立ち下がりをマイナ
ス、明部及び暗部を共に零レベル、とする信号が得られ
る（第８図ビデオ信号ＶＤ２＞微分したビデオ信号ＶＤ
２が得られると、続いてこのビデオ信号ＶＤ２を絶対値
化しくステップ１７２、第８図ビデオ信号ＶＤ３）、更
に、絶対値化したビデオ信号ＶＯ３のレベルを平均値化
して比較基準値ｖ１を算出する（ステップ１７３）。

この後、算出された比較基準値■１と絶対値化したビデ
オ信号ＶＤ３とを比較しビデオ信号ＶＤ３を２値化する
処理を行なう（ステップ１７４、第８図ビデオ信号ＶＤ
４）。ビデオ信号ＶＤ４を画面上に再生したものが第９
図［Ｃ］、［Ｄ］である。ここで、第９図［Ｃ］に示す
再生画面は平滑度が良好な場合であり、第９図［Ｄ］に
示ず再生画面は平滑度が悪い場合である。

２値化したビデオ信号ＶＤ４が得られると、次に細線化
処理を行なう（ステップ１７５）。この処理は、画面上
に再生された明暗縞模様の暗部の内、スキャン走査によ
り最初に表示される暗部の画素のみを残し他の部分を明
部とする処理で必る（第８図ビデオ信号ＶＤ５）。従っ
て、画面上にた縞模様となる。ここで、第９図［Ｅ］に
示す再生画面は平滑度が良好な場合であり、第９図［Ｆ
］に示す再生画面は平滑度が悪い場合である。

細線化処理が為されると、この細線化された線の方向を
判定し線方向のコート付けをする処理が行なわれる（ス
テップ１７６）。この処理は、第１０図に示されるパタ
ーンに従って行なわれる。

叩ら、画面上の画素を相隣合った４画素のブロック中位
に分割し、このブロックの線方向（パターン）に従って
各ブロックにコードが付される。本実施例においては、
ブロックの線方向が左下がりの場合には値５０、線方向
が垂直の場合には値１００、線方向が右下がりの場合に
は値１５０が各々コードとして付される。尚、第１０図
に示される線方向以外のブロックには、値零が付される
。

コード付けが為されると、塗膜の平滑度ＯＰが次式に従
って判定（算出）される。

０Ｐ＝Ｐ１／Ｐ２ ここで、Ｐｌは線方向が垂直な正常ブロックの数、Ｐ２
は線方向が左下がり又は右下がりのブロックの数である
。

従って、判定された平滑度（以下、判定平滑度と評ぶこ
ともある＞ＯＰの値が大きい程平滑度が良好、平滑度Ｏ
Ｐの値が小さい程平滑度が悪いことになる。ここで、第
１１図に示すグラフは、ゆず朋度の良し悪しを官能評価
した９板の塗膜標準板の本実施例による判定平滑度ＯＰ
を示したものである。このグラフからも、平滑度ＯＰが
小さくなる程官能平滑度が悪くなり、しかも所定の関係
を１４していることがわかる。

上述した判定平滑度ＯＰは、第１２図に示されるように
、車体２の各部（ポイントＰ１ないしＰ１４）について
各々求められ、各々の判定平滑度ＯＰのランク分は等も
行なわれる。これらの求められた平滑度情報は、外部入
出力回路８ｆを介してパソコン７に出力される（第６図
ステップ１８０）。この後、処理は上述したステップ１
４０に戻る。尚、車体２の各検査位置（ポイントＰ］な
いしＰ１４）の判定平滑度ＯＰを求める場合には、ＴＶ
カメラ６は門型ロボット９により各々所定の位置に移動
させられる。

パソコン７のＣＰＵ７ａは、外部入出力回路７ｄを介し
て判定平滑度ＯＰ等の平滑度情報を入力すると（第５図
ステップ１３０）　、これらの情報を検査日付、車種、
塗装の色及び製造番号等の情報と共に外部入出力回路７
ｄを介して塗装工程へ出力する処理を行なう（ステップ
１９０）　ａこの後、処理は再び上ｊホしたステップ１
００に戻る。

以上、詳細に説明した本実施例の塗膜平滑度自動検査装
置によると、所定速度で移動するコンベア１上の位置精
度の悪いΦ体２の塗膜平滑度を自動的に、かつ塗膜を傷
つけることなく検査することかできるという（これた効
果を有する。また、被検査物としての車体２の車種や塗
装色に従ってＴＶカメラ６の位置を移動させると共にＴ
Ｖカメラ６の入力光量を調整しているので、検査の信頼
性や汎用性が高いという優れた効果を奏する。更に、こ
の結果、塗装工程における塗装の各種条件、例えばコン
プレッサの圧力やシンナー含有率等を調整して塗装の信
頼性を一層高めることができると共に、塗膜の平滑度を
更に均一化し安定したものにすることかできるといった
優れた効果を奏する。

また、本実施例においては、細線化した縞模様の方向か
ら塗膜の平滑度を判定するので、一般に利用されている
撮像処理装置を用いて容易に構成することができるとい
う効果も有している。

本発明の塗膜平滑度自動検査装置は、上述した実施例に
何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲において種々の態様で実施可能である。例えば、
本実施例においては、線方向の正常なブロックの数と異
常なブロックの数との比で平滑度ＯＰを判定するよう構
成したが、線方向のコードを用いてコードのばらつき（
標準偏差）を求め、このばらつきから平滑度ＯＰを判定
するよう構成してもよい。また、パソコン７は本来中休
２が有すべき平滑度を有しているので、この平滑度と判
定平滑度ＯＰとを比較しその比較結果を出力するよう構
成してもよい。

発明の効果 本発明のｎ　ＩＩＡ平滑度自動検査装置によると、製造
ライン上の被検査物の塗膜平滑度を自動的に、かつ塗膜
を傷つけることなく検査することができるという優れた
効果を有する。また、被検査物の種類に従って１層像手
段を所定の位置に移動させるので、検査の信頼性や汎用
性が高いという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の塗膜平滑度自動検査装置の基本構成を
例示するブロック図、第２図は本発明の一実施例の塗膜
平滑１宴自動検査装置を示す全体概略図、第３図は縞模
様投影装置４及び蹟像管（ＴＶカメラ）６等を示す部分
図、第４図はパーソナルコンピュータ７及び撮像処理装
置８の構成を示すブロック図、第５図は「パソコンメイ
ンルーヂン」の処理を示すフローチャート、第６図は「
撮像処理メインルーチン」の処理を示すフローチャート
、第７図は「平滑度判定処理ルーチン」の処理を示すフ
ローチャート、第８図は撮像処理装置８の各処理におけ
るビデオ信号を示すタイミングチャー１〜、第９図［Ａ
］、［Ｂ］、［Ｃ］、［Ｄ］、［Ｅ］及び［Ｆ］は撮像
処理装置８の行なう各処理において再生された撮像を示
す説明図、第１０図は画素の線方向とその］−ドとの対
応を示す説明図、第１１図は官能ゆず脂環と判定平滑度
ＯＰとの関係を示すグラフ、第１２図は車体２の平滑度
の検査位置を例示する説明図、第１３図は従来の塗膜平
滑度自動検査装置の一例を示す概略図、である。 Ｍｌ・・・種類識別手段 Ｍ２・・・明明模様投影手段 Ｍ３・・・歴象手段 Ｍ４・・・移動手段 Ｍ５・・・細線化処理手段 Ｍ６・・・平滑度判定手段 １・・・コンベア ２・・・車体 ３・・・認識センサ ４・・・縞模様投影装置 ６・・・蹟像管（ＴＶカメラ〉 ７・・・パーソナルコンピュータ ８・・・撮像処理装置 ９・・・門型ロボツ１〜 １０・・・ロボット制御盤 代理人　　弁理士　　定立　勉（ばか２名）第３図 第５図 第６図 第７図 第９図 第１０図 第１１閏 百唖ｐす肌廣

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コンベア上の塗装された被検査物の種類を識別する種類
   識別手段と、 予め定められた明暗縞模様を上記被検査物に照射する明
   暗模様投影手段と、 該明暗模様投影手段により上記被検査物表面に写し出さ
   れた明暗縞模様の像を光の強弱レベル信号として撮像す
   る撮像手段と、 上記種類識別手段により識別された被検査物の種類に従
   って上記撮像手段を予め定められた所定位置に移動させ
   る移動手段と、 該移動手段により移動させられた上記撮像手段が出力す
   る上記光の強弱レベル信号を所定の基準値と比較するこ
   とにより撮像された明暗縞模様を２値信号の明暗縞模様
   とし、この２値信号の明暗縞模様の明部又は暗部を所定
   の線巾に細線化する細線化処理手段と、 該細線化された線の方向を所定単位で抽出し、この線の
   方向の相異に基づき上記被検査物の塗膜の平滑度を判定
   する平滑度判定手段と、 を備えたことを特徴とする塗膜平滑度自動検査装置。