CN115591711A - 涂装头的涂装判定装置及涂装系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涂装头的涂装判定装置，能够防止发生由在连续的多次涂装中产生堵塞引起的涂装不良。本发明的涂装判定装置进行涂装头的涂装判定，其中，该涂装头具有多个排出涂料的喷嘴，一边沿着一个方向移动一边从多个所述喷嘴排出所述涂料，使用排出的所述涂料来涂装工件，涂装头的涂装判定装置的特征在于，具有：图像获取单元，其获取所涂装的所述工件的图像；以及判定单元，其基于通过所述图像获取单元获取的所述图像来判定是否正常进行所述工件的涂装。

Description

涂装头的涂装判定装置及涂装系统

技术领域

本发明涉及涂装头的涂装判定装置及涂装系统。

背景技术

通常，提出使用具备具有多个排出涂料的喷嘴的涂装头的涂装装置进行外装涂装的技术。作为一例，提出了在汽车的生产工厂中，将由前端具有上述涂装头的多关节机器人构成的涂装装置设置于涂装线并对汽车的车身(车体)进行涂装的技术。在该使用涂装头的涂装中，由于使用粘性与在纸面上进行印刷时使用的墨不同的涂料，因此喷嘴内容易发生由涂料残留物附着引起的喷嘴堵塞。

因而，考虑检测从涂布装置排出的涂布剂、涂料的液滴的状态，在堵塞清除前对涂装头的各喷嘴进行清洗的技术(参见专利文献1)。在专利文献1中，将照射检查光的光源和拍摄由光源照射的液滴的摄像头设置于清洗装置，根据使用摄像头拍摄的图像来评价液滴的数量、液滴的排出角度、从各喷嘴排出的液滴的排出方向是否为闭口等，以检测有无堵塞。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2020/115117号

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1中公开的清洗装置具有能够使用1个装置进行堵塞有无的检测和喷嘴清洗的优点。但是，专利文献1是在变更涂料颜色时或停止涂装的期间内等，以进行喷嘴清洗为前提来检测堵塞、堵塞的程度等，而非对涂装进行过程中产生的堵塞、堵塞的程度进行检测。因此，在专利文献1中，存在无法检测有无在连续的多次涂装中发生的堵塞、即，无法检测是否发生涂装不良的问题。

本发明是为了解决上述课题而提出的，目的在于提供能够防止发生由在连续的多次涂装中发生的堵塞引起的涂装不良的技术。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的涂装头的涂装判定装置的一个方式为涂装头的涂装判定装置，所述涂装头具有多个排出涂料的喷嘴，一边沿着一个方向移动一边从多个所述喷嘴排出所述涂料，使用排出的所述涂料来涂装工件，所述涂装头的涂装判定装置具有：图像获取单元，其获取所涂装的所述工件的图像；以及判定单元，其基于通过所述图像获取单元获取的所述图像来判定是否在正常进行所述工件的涂装。

另外，具有从所涂装的所述工件的图像提取所述工件发生的涂装不良的提取单元，在所述提取单元提取到所述工件发生的涂装不良时，所述判定单元确定所述涂装头具有的多个所述喷嘴中的、发生所述涂料的排出不良的喷嘴。

另外，所述涂装头具有按喷嘴来控制多个所述喷嘴处的所述涂料的排出的控制单元，所述控制单元配合所述涂装头向一个方向的移动，使用所述涂装头具有的多个所述喷嘴，用判定有无所述涂料排出不良用的判定用图案涂装于所述工件，所述判定单元根据涂装有所述判定用图案的所述工件的图像来判定所述工件的涂装是否在正常进行。

在该情况下，所述涂装头在与所述一个方向正交的方向上配置有多个喷嘴列，其中，所述喷嘴列在相对于所述一个方向倾斜的方向上排列有规定数量的喷嘴，所述判定用图案至少包含以二维形状配置并沿所述一个方向延伸的多条基线，在所述涂装头向一个方向移动时，所述控制单元通过一边切换喷嘴一边在全部喷嘴进行如下动作来使所述多条基线涂装于所述工件：从多个喷嘴列各自具有的规定数量的喷嘴中的任一喷嘴连续地排出所述涂料。

另外，在通过所述图像获取单元获取的所述判定用图案的图像中，在使用同一喷嘴列所具有的规定数量的喷嘴中的任一喷嘴的基线中，当规定数量以上的基线发生涂装不良时，所述判定单元判定为未在正常进行使用所述涂装头的所述工件的涂装。

另外，还具有：1个以上的摄像单元，其在不同的多个位置拍摄所述工件；三维图像生成单元，其使用通过1个以上的所述摄像单元获取的拍摄图像，生成由所述涂装头涂装的所述工件的三维图像；以及状态判定单元，其使用由所述三维图像生成单元生成的所述工件的三维图像来判定所述工件的涂装状态。

在该情况下，还具有指示单元，所述状态判定单元使用所述三维图像来判定涂装所述工件的所述涂料的厚度是否为预先设定的厚度以下，在所述状态判定单元判定所述涂料的厚度为预先设定的厚度以下时，该指示单元指示将用于判定有无所述涂料的排出不良的判定用图案涂装于所述工件。

另外，本发明的涂装系统的一个方式具有：涂装头，其具有多个喷嘴；移动单元，其配置在进行了防爆管理的涂装室内，能够使所述涂装头沿着工件向一个方向移动；上述的涂装头的涂装判定装置；以及清洗单元，其对所述涂装头具有的多个喷嘴进行清洗，通过所述涂装头的涂装判定装置判定未正常进行所述工件的涂装时，所述清洗单元对所述涂装头具有的多个喷嘴进行清洗。

另外，所述工件包括用于在所述涂装头的涂装判定装置中判定所述工件的涂装是否在正常进行的第1工件，所述涂装头的涂装判定装置设置在所述涂装室的外部，所述涂装系统还具备搬送单元，所述搬送单元将由所述涂装头涂装的所述第1工件搬送至所述涂装头的涂装判定装置。

发明效果

根据本发明，能够防止发生由在连续的多次涂装中发生的堵塞引起的涂装不良。

附图说明

图1是示出实施本发明的方式中的涂装系统的一例的图。

图2的(a)是示出设置于喷嘴形成面的喷嘴的配置的一例的图，(b)是将喷嘴形成面局部放大示出的图，(c)是示出从各喷嘴排出涂料的结果的图。

图3的(a)是示出测试图案的一例的图，(b)是将(a)中的区域A放大示出的图。

图4是示出设置于喷嘴形成面的喷嘴的划分的一例的图。

图5是示出涂装系统中的控制构成的图。

图6是示出成为涂装不良的测试图案的一例的图。

图7是示出成为涂装不良的测试图案的一例的图。

图8是示出成为涂装不良的测试图案的一例的图。

图9是示出成为涂装不良的测试图案的一例的图。

图10是示出从测试图案的涂装到涂装头单元的清洗为止的处理流程的流程图。

图11是示出以图10所示的流程图实施的涂装不良的判定处理流程的流程图。

图12是示出基于涂装对象物的涂装面的涂装状态执行涂装不良的判定处理的涂装系统的一例的图。

附图标记说明

10…涂装系统

11…涂装机器人

12…图像处理装置

13…搬送装置

14…涂装判定装置

24…涂装头单元

30…涂装头

31…喷嘴形成面

32a、32b…喷嘴组

33…喷嘴

34a、34b…喷嘴列

41…摄像部

42…光源

43…计算机

FR…车身

S…试料

TP…测试图案

具体实施方式

以下基于附图说明实施本发明的涂装系统附图。如图1所示，涂装系统10包含涂装机器人11、图像处理装置12、搬送装置13及涂装判定装置14。需要说明的是，涂装系统10中的涂装机器人11配置在实施了防爆处理的涂装室17内，图像处理装置12配置在该涂装室17的外部。另外，涂装判定装置14配置在与涂装室17邻接的检查室18内。并且，搬送装置13以跨于涂装室17及检查室18的方式配置。

虽省略图示，但涂装对象物被从涂装线的上游侧向涂装室17的内部搬送，一边在涂装室17的内部搬送一边被实施涂装，或者在搬送至涂装室17内部的规定位置时暂时停止而被实施涂装。若对涂装对象物实施涂装，则实施了涂装的涂装对象物被从涂装室17向涂装线的下游侧搬送。以下，作为涂装对象物的一例，说明汽车的车身FR，作为涂装对象物，也可以是例如车身以外的汽车零件(作为一例，能够举出车门、发动机罩、各种面板等，但并非限定于此)，其他的汽车以外的各种零件(作为一例，航空器、铁道的外装零件)等只要是需要进行涂装的部件即可，无需限定于汽车的车身。

另外，在以下的说明中，说明使用1台涂装机器人11涂装车身FR的涂装系统10，但也可以是使用2台以上的涂装机器人11涂装车身FR的涂装系统。

进行涂装的目的在于将涂膜形成在涂装对象物的表面以保护其表面、赋予美观。因此，作为涂装，除了使用特定颜色的涂料或具有特定功能的涂料对涂装对象物进行涂装以外，包含依次使用多种颜色的涂料对涂装对象物进行涂装。另外，涂装包含例如花纹、插图或图像等的涂装。

作为一例，涂装机器人11具有基座20、腿部21、旋转驱动部22、机械臂23及涂装头单元24。基座20是保持沿铅直方向延伸的腿部21的下端侧并支承涂装机器人11整体的部件。基座20既可以固定在例如涂装室17的地面，也可以能够在涂装室17的内部移动。需要说明的是，涂装机器人11以腿部21为旋转中心，在使用涂装机器人11对在涂装线上搬送的车身FR进行涂装的位置(图1中的实线)与对试料S涂装测试图案TP(参照图3的(a))的位置(图1中的双点划线)之间旋转。在此，车身FR及试料S与技术方案中记载的工件相当。

旋转驱动部22设置在腿部21的上端。旋转驱动部22包含旋转轴部25及旋转臂26。旋转轴部25使经由旋转臂26连结的机械臂23以与地面平行的面(图1中的XY平面)中包含的直线为旋转中心旋转。旋转臂26设置在旋转轴部25与机械臂23之间。旋转臂26在由马达M1(参照图5)驱动时以该马达M1的旋转轴的中心轴线、即旋转轴部25的中心轴线为旋转中心旋转。作为马达M1，能够举出电动马达、气动马达。

机械臂23包含第1转动臂27及第2转动臂28。第1转动臂27在该第1转动臂27的延伸方向(图1中的例如X轴方向)上的一端侧经由省略图示的轴部与旋转臂26连结，通过马达M2(参照图5)的驱动而以轴部的中心轴线为转动中心转动。需要说明的是，虽省略详细图示，但马达M2收纳在旋转臂26的壳体内或第1转动臂27的壳体内。

第2转动臂28在第1转动臂27的延伸方向(图1中的例如X轴方向)上的另一端侧经由省略图示的轴部与第1转动臂27连结，通过马达M3(参照图5)的驱动而以轴部的中心轴线为转动中心转动。需要说明的是，虽省略详细图示，但马达M3收纳在第1转动臂27的壳体内或第2转动臂28的壳体内。

第2转动臂28将腕部29保持在与第1转动臂27所连结的一端成为相反侧的另一端侧。腕部29在保持有涂装头单元24的状态下，使所保持的涂装头单元24以自身具有的多个轴部中的某一轴部为旋转中心旋转。在此，作为一例，多个轴部为方向不同的3个轴部。需要说明的是，轴部的个数为2个以上即可。

腕部29具有马达M4、M5、M6(参照图5)，通过由这些马达中的某一个驱动，从而腕部29能够实现以上述多个轴部中的与进行驱动的马达对应的轴部为旋转中心的旋转运动。

涂装头单元24具备头控制部54等，该头控制部54对涂装头30、使涂料循环的循环路径(图示省略)、涂装头30具有的压电基板60(参照图5)进行控制。

图2的(a)示出涂装头30的喷嘴形成面31的正视图。如图2的(a)所示，喷嘴形成面31具有沿着涂装头单元24中的主扫描方向(图2的(a)中的S1方向)配置的2个喷嘴组32a、32b。如图2的(b)所示，喷嘴组32a在与主扫描方向正交的副扫描方向(图2的(a)中S2方向)上配置有多个喷嘴列34a，其中，喷嘴列34a将例如4个喷嘴33隔开一定的间隔配置在相对于主扫描方向以规定的角度倾斜的直线L1上而成。在此，若将构成喷嘴列34a的4个喷嘴从图2的(b)中上方起设为喷嘴33a、喷嘴33b、喷嘴33c、喷嘴33d，则在主扫描方向上，各喷嘴列34a的喷嘴33a的位置成为相同位置。同样地，各喷嘴列34a中的喷嘴33b、喷嘴33c及喷嘴33d在主扫描方向上成为相同位置。在此，若将同一喷嘴列34a中相邻的2个喷嘴33在副扫描方向上的间隔设为D1，则位于相邻的2个喷嘴列34a的端部的喷嘴33a、33d中的、在副扫描方向上相互接近的2个喷嘴33a、33d的间隔D2与上述间隔D1相同(D1＝D2)。

同样地，喷嘴组32b在副扫描方向上配置有多个喷嘴列34b，其中，喷嘴列34b将4个喷嘴33配置在相对于主扫描方向以规定的角度倾斜的直线L2上而成。在此，直线L1与直线L2平行。在此，若将构成喷嘴列34b的4个喷嘴从图2的(a)中上方起设为喷嘴33e、喷嘴33f、喷嘴33g、喷嘴33h，则各喷嘴列34b中的喷嘴33e的位置在主扫描方向上成为相同位置。同样地，各喷嘴列34b中的喷嘴33f、喷嘴33g及喷嘴33h在主扫描方向上成为相同位置。需要说明的是，虽省略图示，但同一喷嘴列34b中相邻的2个喷嘴33在副扫描方向上的间隔D3、位于相邻的2个喷嘴列34b的端部的喷嘴33e、33h中的、在副扫描方向上相互接近的2个喷嘴33e、33h的间隔D4与上述间隔D1相同(D3＝D4＝D1)。

另外，喷嘴组32a、32b中的喷嘴组32b的各喷嘴列34b在副扫描方向上配置在相对于喷嘴组32a的喷嘴列34a错开距离D1/2的位置。

因此，如图2的(c)所示，若将设置于喷嘴形成面31的各喷嘴33投影到同一投影面PL1上，则喷嘴列34a的喷嘴33a位于喷嘴列34b的喷嘴33e与喷嘴33f之间。另外，喷嘴列34a的喷嘴33b位于喷嘴列34b的喷嘴33f与喷嘴33g之间。此外，喷嘴列34a的喷嘴33c位于喷嘴列34b的喷嘴33g与喷嘴33h之间。由此，能够在涂装时利用形成于喷嘴形成面31的2个喷嘴组32a、32b提高点密度。

回到图1来说明，图像处理装置12生成基于与车辆的涂装范围对应的CAD数据、对实际的车辆进行计测得到的计测数据的3维模型(涂装用3维模型)。另外，图像处理装置12基于臂用存储器57(参照图5)中存储的轨迹数据和所生成的涂装用3维模型来生成涂装头单元24进行涂装时使用的2维图像数据(涂装图案数据)。涂装图案数据为对车身FR中的涂装区域进行分割得到的数据，在车身FR涂装时依次发送给涂装机器人11。

搬送装置13将通过涂装机器人11涂装有测试图案TP的试料S从涂装室17向检查室18搬送。搬送装置13作为一例为输送机装置。

涂装判定装置14对涂装于试料S的测试图案TP进行拍摄，根据拍摄得到的摄像数据和判定用图像数据来判定涂装头单元24是否正常进行涂装、即，是否发生涂装不良。

涂装判定装置14包含摄像部41、光源42及计算机43。摄像部41对由搬送装置13搬送的试料S的涂装面进行拍摄。光源42对由搬送装置13搬送的试料S的涂装面进行照明。计算机43进行摄像部41、光源42的驱动控制。另外，计算机43根据通过摄像部41得到的摄像数据和判定用图像数据来判定是否发生涂装不良。或者，计算机43根据通过摄像部41得到的摄像数据和用于判定涂装不良的图像数据以外的基准信息(例如用于判定为线状的像素值的阈值、线状部分的宽窄等)来判定是否发生涂装不良。并且，在判定为发生了涂装不良时，对涂装机器人11指示涂装头单元24的清洗。

接下来，说明在试料S的涂装面涂装的测试图案TP。如图3的(a)及图3的(b)所示，测试图案TP具有沿主扫描方向(在图3中为S1方向)延伸的多条基线MCL和沿副扫描方向(在图3中为S2方向)延伸的多条基线SCL。

沿副扫描方向延伸的基线SCL是在涂装头单元24的设置于喷嘴形成面31的多个喷嘴33分别到达主扫描方向上的特定位置时，通过从到达特定位置的喷嘴33排出涂料的液滴而生成的基线。

如图4所示，沿主扫描方向延伸的基线MCL是通过一边切换排出涂料液滴的喷嘴33一边由属于同一组的全部喷嘴33进行下述动作、即，在喷嘴形成面31上的副扫描方向(在图4中为S2方向)上，将图4中从左侧数成为同一行的喷嘴组32a的喷嘴列34a和喷嘴组32b的喷嘴列34b划分为同一组(Gr1、Gr2、Gr3、……)，一边使涂装头30沿着主扫描方向移动，一边从划分为同一组的喷嘴33中的某一个多次连续排出涂料液滴的动作而生成的基线(哪个喷嘴33形成基线MCL中的哪一条见后述)。这些基线MCL及基线SCL的条数根据设置于喷嘴形成面31的喷嘴的数量而不同。

如上所述，喷嘴组32a的喷嘴列34a及喷嘴组32b的喷嘴列34b分别设有4个喷嘴33。因此，图3的(a)及图3的(b)所示的测试图案TP具有沿主扫描方向延伸的8条基线MCL1～MCL8和沿副扫描方向延伸的9条基线SCL1～SCL9，另外，8条基线MCL1～MCL8与在副扫描方向上划分的组的数量对应。

在图3的(b)中，基线MCL1是通过从喷嘴组32b的喷嘴列34b的喷嘴33e多次连续排出涂料而生成的基线。基线MCL2是通过从喷嘴组32a的喷嘴列34a的喷嘴33a多次连续排出涂料而生成的基线。基线MCL3是通过从喷嘴组32b的喷嘴列34b的喷嘴33f多次连续排出涂料而生成的基线。基线MCL4是通过从喷嘴组32a的喷嘴列34a的喷嘴33b多次连续排出涂料而生成的基线。

另外，基线MCL5是通过从喷嘴组32b的喷嘴列34b的喷嘴33g多次连续排出涂料而生成的基线。基线MCL6是通过从喷嘴组32a的喷嘴列34a的喷嘴33c多次连续排出涂料而生成的基线。基线MCL7是通过从喷嘴组32b的喷嘴列34b的喷嘴33g多次连续排出涂料而生成的基线。基线MCL8是通过从喷嘴组32a的喷嘴列34a的喷嘴33d多次连续排出涂料而生成的基线。

需要说明的是，测试图案TP判定设置于喷嘴形成面31的多个喷嘴33有无堵塞，因此，沿副扫描方向延伸的基线SCL并非必需，也可以设为仅有沿主扫描方向延伸的基线MCL的测试图案。

接下来，说明本实施方式的涂装系统10中的控制构成。图5是示出涂装系统10中的控制构成的图。如图5所示，涂装系统10除了涂装机器人11、图像处理装置12、搬送装置13及涂装判定装置14以外，还包含管理装置35及喷嘴清洗装置36。

涂装机器人11具有主控制部51、臂控制部52、涂料供给控制部53及头控制部54。虽省略图示，但主控制部51、臂控制部52、涂料供给控制部53、头控制部54由CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)、存储部位(ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、不挥发存储器等)、其他要素构成。

主控制部51向上述臂控制部52、涂料供给控制部53及头控制部54发送规定的控制信号，以使马达M1、M2、M3、M4、M5、M6、涂料供给部58及压电基板60协同动作而对涂装对象物执行涂装。

臂控制部52对马达M1、M2、M3、M4、M5、M6的驱动进行控制。臂控制部52具有臂用存储器57。臂用存储器57存储有通过机器人示教创建的、考虑了在使涂装头单元24沿着主扫描方向移动时涂装于涂装对象物的副扫描方向上的宽度(以下记为涂装宽度)且与涂装头单元24的轨迹相关的数据(轨迹数据)及涂装头单元24的倾角等与涂装头单元24的姿态相关的数据(姿态数据)。

另外，臂控制部52基于臂用存储器57中存储的轨迹数据、姿态数据及由图像处理装置12进行的图像处理来控制马达M1、M2、M3、M4、M5、M6的驱动。通过这些马达M1、M2、M3、M4、M5、M6的控制，从而涂装头单元24能够在执行涂装时以所决定的速度通过目标位置或在目标位置停止。需要说明的是，臂用存储器57既可以设置于涂装机器人11，也可以另行设置于涂装机器人11的外部。在将臂用存储器57设置于涂装机器人11的外部的情况下，优选臂用存储器57与通信单元连接，其中，该通信单元能够在与外部机器之间进行无线或有线的通信。

涂料供给控制部53控制向涂装头30的涂料供给。虽省略图示，但涂料供给控制部53对涂料供给部58具备的泵、阀等的动作进行控制，使与涂料供给部58连接的涂料箱、盒等中贮存的涂料在涂料供给部58与涂装头单元24之间循环。

头控制部54根据基于图像处理装置12中的图像处理而生成的数据、来自后述的位置传感器61的位置信息来控制涂装头30的压电基板60的动作。也就是说，头控制部54在基于来自位置传感器61的位置信息判断涂装头30到达轨迹数据中的规定位置时，基于与该位置对应的涂装数据使压电基板60动作。在此，头控制部54不仅能够控制压电基板60的动作，还能够进行针对压电基板60的动作频率的控制、施加于压电基板的电压的控制，并对从设置于喷嘴形成面31的多个喷嘴33分别排出的液滴量进行控制。

位置传感器61检测通过臂控制部52的控制而移动的涂装头30的位置，并将其检测信号输出至主控制部51。

搬送装置13具有驱动控制部65、马达M7及主动带轮66。驱动控制部65基于从涂装机器人11发送的驱动信号来驱动马达M7，使主动带轮66旋转。主动带轮66通过在马达M7的驱动下旋转，从而跨于主动带轮66及从动带轮67(参照图1)地卷挂的搬送带68走行，将载置在搬送带68上的试料S从涂装室17向检查室18(图1中的箭头方向)搬送。

另外，如基于图1所说明，涂装判定装置14具有摄像部41、光源42及计算机43。计算机43具有控制单元71、操作部72及显示面板73。控制单元71具有主控制部75、摄像控制部76、发光控制部77及显示控制部78。主控制部75通过执行控制单元71所具有的存储器79中存储的判定用程序80，从而具有图像处理部84、提取部85及判定部86的功能。

图像处理部84除了针对由摄像部41拍摄的测试图案TP的图像数据(以下记为摄像数据)进行去噪、去应变、明亮度调节等处理、轮廓提取处理以外，还进行扩缩处理等图像处理。另外，根据需要，图像处理部84也可以针对摄像数据进行二值化处理。需要说明的是，扩缩处理是对基于摄像数据的图像中的测试图案TP的大小进行放大或缩小，以与基于判定用图像数据81的图像中的测试图案TP的大小匹配的处理。

提取部85使用存储器79中存储的判定用图像数据81和由图像处理部84实施图像处理得到的摄像数据(以下记为已处理数据)，提取测试图案TP所包含的基线MCL中的未涂装的(漏涂装的)基线MCL。在已处理数据中，涂装的基线MCL以轮廓的形式存在，而未涂装的基线MCL不以轮廓的形式存在。因此，提取部85一边将判定用图像数据81中包含的多条基线MCL与已处理数据中包含的多个轮廓分别进行比较，一边提取未涂装的基线MCL。

需要说明的是，提取部85也能够求出已处理数据与判定用图像数据81的差量数据，并在差量数据中，在进行测试图案TP涂装的范围内，在具有像素值超出规定范围的像素值的像素在主扫描方向上存在规定数量时，将对应部位的基线MCL提取为未涂装的基线MCL。

在例如设置于喷嘴形成面31的全部多个喷嘴33中，在未发生堵塞、即正常状态的情况下，在涂装于试料S的测试图案TP中全部基线MSL被涂装。判定用图像数据81是涂装测试图案TP中的全部基线得到的数据。因此，由于已处理数据存在针对构成测试图案TP的各基线MCL的轮廓，因此，在该情况下，未涂装的基线MCL未被提取。

另一方面，在例如设置于喷嘴形成面31的多个喷嘴33中的某一个发生堵塞的情况下，与该喷嘴33对应的基线MCL未被涂装。

因此，已处理数据中不存在构成测试图案TP的基线MCL中的与发生堵塞的喷嘴33对应的基线MCL的轮廓，因此，在该情况下，未涂装的基线MCL被提取。

提取部85使用判定用图像数据81和已处理数据进行未涂装的基线MCL的提取，并生成表示提取结果的提取数据。例如，在提取到未涂装的基线MCL的情况下，提取数据中包含未涂装的基线MCL的位置信息。

判定部86使用提取部85生成的提取数据来判定是否发生涂装不良。需要说明的是，涂装不良见后述。判定部86将是否发生涂装不良的判定结果发送至管理装置35。

管理装置35具有省略图示的CPU、存储器等，对构成涂装系统10的涂装机器人11、图像处理装置12、搬送装置13及涂装判定装置14进行综合控制。管理装置35基于从涂装判定装置14发送的是否发生涂装不良的判定结果，向涂装机器人11及喷嘴清洗装置36发送进行清洗的信号。

喷嘴清洗装置36是对涂装头30的喷嘴形成面31进行清洗的装置。

接下来，说明涂装不良。例如，涂装不良是未涂装从划分为图4所示的同一组Gr1、Gr2……的喷嘴33排出涂料而生成的基线MCL1至MCL8中的、3条以上的基线MCL的情况。以下例示涂装不良。

(1)连续提取3条以上未涂装的基线MCL的情况

如图3的(b)所示，例如，在从成为同一组的各喷嘴33分别正常排出涂料的情况下，全部基线MCL1～MCL8被涂装。另一方面，在成为同一组的多个喷嘴33中的某一个发生堵塞的情况下，与发生堵塞的喷嘴33对应的基线MCL未被涂装。如图6所示，例如基线MCL3、MCL4及MCL5未被涂装。在图6中，将未涂装的基线MCL3、MCL4及MCL5以虚线示出。如图2的(c)所示，喷嘴33b、喷嘴33f及喷嘴33g在投影到同一投影面PL1上时为相邻的喷嘴33。若以该状态对车身FR进行涂装，则涂装后的车身FR产生未涂装涂料的带状的区域。

(2)每隔一列提取3处以上未涂装的基线的情况

如图7所示，例如，在基线MCL2、基线MCL4及基线MCL6未被涂装的情况下，与基线MCL2对应的喷嘴33a、与基线MCL4对应的喷嘴33b、与基线MCL6对应的喷嘴33c发生堵塞。需要说明的是，在图7中，将未涂装的基线MCL2、MCL4及MCL6以虚线示出。如图2的(c)所示，喷嘴33a、喷嘴33b及喷嘴33c在投影到同一投影面PL1上时为隔1个喷嘴配置的喷嘴。若以该状态对车身FR进行涂装，则未涂装的部分与涂装的部分在副扫描方向上交替存在，感觉是涂装后的车身FR的颜色变色或存在凹陷。

另外，如图8所示，例如，在未涂装基线MCL2、基线MCL5及基线MCL8的情况下，与基线MCL2对应的喷嘴33a、与基线MCL5对应的喷嘴33g、与基线MCL8对应的喷嘴33d发生堵塞。需要说明的是，在图8中，将未涂装的基线MCL2、MCL5及MCL8以虚线示出。如图2的(c)所示，喷嘴33a、喷嘴33d及喷嘴33g在投影到同一投影面PL1上时是隔2个喷嘴配置的喷嘴。若以该状态进行车身FR涂装，则由于未涂装的部分而感觉是涂装后的车身FR的颜色发生了变色。

(3)未涂装的多条基线MCL连续且提取多个未涂装的部位的情况

如图9所示，例如，在未涂装基线MCL2、基线MCL3、基线MCL6及基线MCL7的情况下，与基线MCL2对应的喷嘴33a、与基线MCL3对应的喷嘴33f、与基线MCL6对应的喷嘴33c及与基线MCL7对应的喷嘴33h发生堵塞。需要说明的是，在图9中，将未涂装的基线MCL2、MCL3、MCL6及MCL7以虚线示出。如图2的(c)所示，喷嘴33a及喷嘴33f、喷嘴33c及喷嘴33h在投影到同一投影面PL1上时为彼此相邻的喷嘴。若以该状态对试料S进行涂装，则在涂装后的车身FR上产生未涂装涂料的带状的区域。

在此，即使指示从例如组Gr1(其他组Gr2、Gr3……也相同)内的喷嘴33排出液滴，也在由于堵塞而未涂装的基线变为3条以上的情况下判定为涂装不良。但是，能够考虑每1组的喷嘴33的数量、涂装使用的涂料的成分、涂料的颜色等，设定判定为涂装不良时的未涂装的基线的条数。

以下，基于图10的流程图说明从涂装系统10中执行的测试图案TP的涂装到涂装头单元24的清洗为止的处理流程。需要说明的是，图10的流程图例如在开始对车身FR进行涂装前使用涂装机器人11对规定台数的车身FR进行涂装的情况或在将涂装机器人11设置于涂装室17后经过一定期间的情况中的任一情况下实施。

步骤S101：测试图案TP的涂装

管理装置35对图像处理装置12及涂装机器人11指示测试图案TP的涂装。收到管理装置35的涂装测试图案TP的指示，图像处理装置12生成基于测试图案TP的涂装图案数据，并向涂装机器人11发送。涂装机器人11的主控制部51在接收涂装图案数据时，对臂控制部52及头控制部54指示驱动开始。接受该指示，臂控制部52从臂用存储器57读取涂装测试图案TP时的轨迹数据，并基于所读取的轨迹数据对各马达M1～M6进行驱动控制。头控制部54基于涂装图案数据而使涂装头单元24的压电基板60动作。由此，使用涂装机器人11对试料S涂装测试图案TP。

步骤S102：试料S的搬送

若使用涂装机器人11对试料S涂装测试图案TP，则从涂装机器人11向管理装置35传递涂装结束的内容。接受该内容，管理装置35对搬送装置13指示试料S的搬送。搬送装置13的驱动控制部65在驱动马达M7规定时间后使马达M7的驱动停止。在此，规定时间是指载置于搬送带68上的试料S被从涂装室17搬送至检查室18的搬送时间。

步骤S103：涂装不良的判定

涂装判定装置14具有的控制单元71的主控制部75使用存储器79中存储的判定用图像数据81和摄像数据判定是否发生涂装不良。需要说明的是，涂装不良判定的详细见后述。控制单元71的主控制部75将涂装不良的判定结果发送至管理装置35。

在步骤S104中，在管理装置35判断为发生了涂装不良的情况下进入步骤S105。另一方面，在判断为未发生涂装不良的情况下，使图10的流程图的处理结束。

步骤S105：涂装头的清洗

管理装置35对喷嘴清洗装置36及涂装机器人11指示喷嘴清洗的开始。接受该指示，涂装机器人11的主控制部51对旋转臂26、第1及第2转动臂27、28进行驱动，一边使用位置传感器61检测涂装头单元24的位置，一边使涂装头单元24移动至清洗位置。并且，在涂装头单元24移动至清洗位置时，喷嘴清洗装置36动作，对涂装头30的喷嘴形成面31进行清洗。由此，堵塞被清除。

需要说明的是，在步骤S105中，也可以取代涂装头30的喷嘴形成面31的清洗而更换为新的涂装头单元24。在更换涂装头单元24的情况下，也可以以另外的清洗部位对以往使用的涂装头单元24进行清洗。

接下来，使用图11的流程图说明步骤S103中的涂装不良的判定处理。需要说明的是，步骤S103的涂装不良的判定处理由涂装判定装置14的计算机43执行。

步骤S201：试料S的拍摄

管理装置35对涂装判定装置14指示使用试料S的涂装判定。接受该指示，控制单元71的主控制部75对摄像控制部76指示拍摄。另外，与此同时，主控制部75对发光控制部77指示光源42的发光。接受该指示，发光控制部77使光源42点亮。由此，涂装有测试图案TP的试料S被照明。另外，摄像控制部76驱动摄像部41，对由光源42照明的试料S进行拍摄。由摄像部41获取的摄像数据被输出至控制单元71的主控制部75。

步骤S202：针对摄像数据的图像处理

主控制部75的图像处理部84针对摄像数据进行去噪、去应变、明亮度调节等处理、轮廓提取处理等图像处理，生成已处理数据。

步骤S203：未涂装的基线MCL的提取

主控制部75的提取部85读取存储器79中存储的判定用图像数据81。并且，主控制部75的提取部85一边参照所读取的判定用图像数据81，一边从通过步骤S202生成的已处理数据提取未涂装的基线MCL。并且，主控制部75的提取部85生成表示提取结果的提取数据。

步骤S204：是否发生涂装不良的判定

主控制部75的判定部86基于通过步骤S203的处理生成的提取数据，针对上述每一组来判定有无未涂装的基线MCL。并且，在未涂装的基线MCL存在例如3条以上的组有1个以上的情况下，判定为发生了涂装不良。需要说明的是，未涂装的基线MCL存在例如3条以上的组的数量适当设定。在该情况下，在上述步骤S105中，对涂装头30的喷嘴形成面31进行清洗。

由此，通过对涂装测试图案TP的试料S的涂装面进行拍摄并与判定用图像比较，从而能够进行是否发生涂装不良的判定。另外，除此以外，通过判定基线MCL的涂装状态，从而能够确定发生堵塞的喷嘴33的位置。

在上述实施方式中，也能够根据试料S的涂装面上的基线MCL的有无来判定是否发生涂装不良，例如，使用三维位移传感器测定基线MCL的粗细、涂料的飞溅状态、基线MCL的厚度(即，涂料的膜厚)等试料S的涂装面上的涂装状态，根据该测定的结果来把握喷嘴33堵塞的状态。

上述实施方式中的涂装不良的判定例如在开始对车身FR进行涂装前使用涂装机器人11对规定台数的车身FR进行涂装的情况、或将涂装机器人11设置于涂装室17后经过一定期间的情况中的任一情况下实施，也能够基于涂装对象物的涂装面的涂装状态来进行上述涂装不良的判定。基于图12说明这一情况。

如图12所示，将从不同位置拍摄所涂装的车身FR的多个摄像部91设置于涂装室17。这些摄像部91与状态判定装置92连接，由状态判定装置92驱动控制。在此，多个摄像部91配置于不同的多个位置，多个摄像部91既可以固定也可以能够移动。

状态判定装置92根据由多个摄像部91得到的摄像数据来生成车身FR的涂装面的三维图像，并判定车身FR的涂装面的状态。状态判定装置92具有三维图像生成部93及涂装状态判定部94。在此，涂装状态判定部94与技术方案中记载的状态判定单元相当。

三维图像生成部93使用通过多个摄像部91得到的摄像数据及获得摄像数据时的摄像部91的位置数据，生成车身FR的涂装面上的三维图像数据。

涂装状态判定部94使用通过三维图像生成部93生成的三维图像数据和车身FR的三维数据，计算涂装于车身FR的涂装膜的厚度。并且，在存在涂装膜的厚度成为规定值以下的部位的情况下，使用上述涂装判定装置14判定涂装状态。

在该情况下，状态判定装置92接受例如涂装机器人11进行的车身FR的涂装结束的内容，驱动摄像部91以执行车身FR的拍摄。并且，状态判定装置92生成从摄像部91获得的车身FR的三维数据。在使用车身FR的三维数据而存在多个例如涂装膜的厚度成为规定值以下的部位的情况下，状态判定装置92对管理装置35指示测试图案TP的涂装。接受该指示，管理装置35使车身FR的涂装停止，指示对试料S的涂装。因此，管理装置35作为技术方案中记载的指示单元发挥功能。

像这样，在涂装了的车身FR的涂装状态下判断为发生了涂装不均匀的情况下，指示向试料S涂装测试图案TP。因此，通过尽量缩短涂装线停止的时间，从而能够维持车身FR的工作效率。

在以上说明的实施方式中，使用判定用图像数据81和实施图像处理得到的摄像数据来提取未涂装的基线MCL。但是，根据喷嘴33堵塞的状态，能够从喷嘴33排出涂料。此时，在液滴量少于未发生堵塞时从喷嘴排出的涂料的液滴量的情况下，基线MCL变细。另外，在发生堵塞的喷嘴33的情况下，附着于涂装面的涂料的液滴的连续性发生异常。因此，也能够在有无堵塞的判定中考虑所涂装的基线的粗细、附着于涂装面的涂料液滴的连续性。另外，通过考虑以上方面，从而不仅能够确定与成为对象的基线MCL对应的喷嘴33有无堵塞，还能够求出喷嘴中堵塞的程度。

在例如基线细、基线发生弯曲等情况时，判定对应的喷嘴33为半堵塞状态。此时，判定为半堵塞状态的喷嘴33例如能够设为不进行之后的涂装的喷嘴。

需要说明的是，在判定为不进行之后的涂装的喷嘴的情况下，在之后的涂装中，也可以使用配置于该喷嘴的周缘部的喷嘴进行插补处理。

在本实施方式中说明的涂装判定装置14为涂装头单元24的涂装判定装置14，涂装头单元24具有多个排出涂料的喷嘴33，一边沿一个方向移动一边从多个喷嘴33排出涂料，使用所排出的涂料进行试料S的涂装，该涂装判定装置14具有获取所涂装的试料S的图像的摄像部41和基于通过摄像部41获取的图像来判定试料S的涂装是否正常进行的判定部86。

由此，不仅能够根据涂装的试料S的图像来判定试料S是否正常涂装，还能够把握涂装头单元24具有的多个喷嘴33的状态(有无孔眼堵塞、孔眼堵塞的程度等)。另外，能够短时间且可靠地进行试料S是否正常涂装的检测。通过把握涂装头单元24的多个喷嘴33的状态，从而能够提高针对车身FR的涂装品质。

另外，具有从所涂装的试料S的图像提取试料S发生的涂装不良的提取部85，在提取部85提取到试料S发生的涂装不良时，判定部86确定涂装头单元24具有的多个喷嘴33中的、发生涂料的排出不良的喷嘴33。

由于能够根据所涂装的试料S的图像来确定未涂布涂料的漏涂装、排出时的涂料位置偏移，因此能够容易地确定涂装头单元24具有的喷嘴33中的、成为涂料排出不良的喷嘴33的位置。

另外，涂装头单元24具有按喷嘴来控制多个喷嘴33处的涂料排出的头控制部54，头控制部54配合涂装头单元24向一个方向的移动，使用涂装头单元24具有的多个喷嘴33将用于判定有无涂料排出不良的测试图案TP涂装于试料S，判定部86根据涂装有测试图案TP的试料S的图像来判定试料S的涂装是否正常进行。

使用例如所涂装的测试图案TP的图像来判定涂装头单元24的涂装是否正常进行。在此，由于测试图案TP用于判定喷嘴33有无堵塞，因此能够可靠地检测(把握)多个喷嘴33的堵塞状况。

另外，涂装头单元24在与一个方向正交的方向上配置有多个喷嘴列34a、34b，其中，该喷嘴列34a、34b在相对于一个方向倾斜的方向上排列有规定数量的喷嘴33，测试图案TP至少包含以二维状配置并沿一个方向延伸的多条基线MCL，在涂装头30向一个方向移动时，头控制部54一边切换喷嘴33一边由全部喷嘴33进行从多个喷嘴列34a、34b各自具有的规定数量的喷嘴33中的某一喷嘴连续排出所述涂料的动作，从而使试料S涂装多条基线MCL。

在本发明中，一边使涂装头单元24沿着一个方向移动一边从各喷嘴33排出涂料，以对作为涂装对象物的工件进行涂装。因而，采用在与所述一个方向正交的方向上配置有多个喷嘴列34a、34b的多个涂装头30，其中，该喷嘴列34a、34b在相对于涂装头单元24的移动方向倾斜的方向上排列有规定数量的喷嘴33，另外，将与涂装头30的喷嘴33分别对应的多条基线MCL设为测试图案TP。因此，通过确定各基线MCL上的涂装状态，从而能够容易地判定有无成为涂装不良的喷嘴33，同时容易地掌握车身FR的涂装状态。

另外，在通过摄像部41获取的测试图案TP的图像中，在使用同一喷嘴列34a、34b具有的规定数量的喷嘴33中的某一个喷嘴的基线MCL中的、规定数量以上的基线MCL发生涂装不良的情况下，判定部86判定为使用涂装头单元24的试料S未正常进行涂装。

例如，规定数量以上的基线MCL发生涂装不良的状态为无法向车身FR均匀涂布涂料的状态。成为这种涂装状态的车身FR被处理为涂装不良而无法使用。因此，通过把握使用涂装头单元24的试料S的涂装状态，从而能够防止产生被处理为涂装不良的车身FR。

另外，还具有：至少1个以上的摄像部91，其在不同的多个位置拍摄车身FR；三维图像生成部93，其使用通过1个以上的摄像部91获取的拍摄图像，生成由涂装头30涂装的车身FR的三维图像；以及涂装状态判定部94，其使用由三维图像生成部93生成的车身FR的三维图像来判定车身FR的涂装状态。

由此，通过获取所涂装的车身FR的三维图像，从而能够把握涂装了的车身FR的涂装面上的涂装状态，也就是说，能够判断是否发生涂装不均匀，例如若发生涂装不均匀，则能够确定涂装头单元24具有的多个喷嘴33中的与发生涂装不均匀的位置对应的喷嘴33。另外，能够根据涂装不均匀的程度把握对应的喷嘴33的孔眼堵塞的状况。

另外，涂装状态判定部94还具有管理装置35，该管理装置35使用所述三维图像来判定涂装试料S的涂料的厚度是否成为预先设定的厚度以下，在涂装状态判定部94判定涂料的厚度为预先设定的厚度以下时，指示向试料S涂装用于判定有无涂料排出不良的测试图案TP。

由此，在根据三维图像在涂装了的车身FR的涂装面上发生涂装不均匀的情况下，通过进行将测试图案TP涂装于试料S的指示，从而能够适当地检测涂装头30具有的多个喷嘴33中的、发生孔眼堵塞等排出不良的喷嘴33。

另外，具有：涂装头单元24，其具有多个喷嘴33；涂装机器人11，其配置在进行了防爆管理的涂装室17内，能够使涂装头单元24沿着试料S在一个方向上移动；上述的涂装判定装置14；以及喷嘴清洗装置36，其对涂装头30具有的多个喷嘴33进行清洗，喷嘴清洗装置36在由涂装判定装置14判定为未正常进行试料S的涂装时，对涂装头30具有的多个喷嘴33进行清洗。

由此，在由涂装判定装置14判定为无法正常进行向试料S的涂装时，通过对涂装头30具有的多个喷嘴33进行清洗，从而能够清除喷嘴33发生的孔眼堵塞，能够维持针对车身FR的涂装品质。

此时，工件包含在涂装判定装置14中用于判定车身FR的涂装是否正常进行的测试图案涂装用的试料S，涂装判定装置14设置在所述涂装室17的外部，还具备将使用涂装头单元24涂装的测试图案涂装用的试料S搬送至涂装判定装置14的搬送装置13。

在对测试图案涂装用的试料S进行涂装时，在将涂装了的测试图案涂装用的试料S搬送至涂装判定装置14的同时，将接下来进行涂装的车身FR放置在规定位置。此时，例如，在放置接下来进行涂装的车身FR的期间，涂装判定装置14判定是否针对所搬送的涂装头单元24的试料S正常进行涂装，若判断为未正常进行涂装，则不进行针对车身FR的涂装，而进行涂装头单元24的清洗。其结果，能够防止产生成为涂装不良的车身FR。另外，通过将涂装判定装置14设置于涂装室17的外部，从而成为在涂装室17内仅对试料S或车身FR进行涂装的构成的配置，能够将导致着火的构成从涂装室17内排除。

Claims (9)

1.一种涂装头的涂装判定装置，其进行涂装头的涂装判定，所述涂装头具有多个排出涂料的喷嘴，一边沿着一个方向移动一边从多个所述喷嘴排出所述涂料，使用排出的所述涂料来涂装工件，所述涂装头的涂装判定装置的特征在于，具有：

图像获取单元，其获取所涂装的所述工件的图像；以及

判定单元，其基于通过所述图像获取单元获取的所述图像来判定是否在正常进行所述工件的涂装。

2.根据权利要求1所述的涂装头的涂装判定装置，其特征在于，

具有提取单元，其从所涂装的所述工件的图像提取所述工件发生的涂装不良，

在所述提取单元提取到所述工件发生的涂装不良时，所述判定单元确定所述涂装头具有的多个所述喷嘴中的、发生所述涂料的排出不良的喷嘴。

3.根据权利要求1或2所述的涂装头的涂装判定装置，其特征在于，

所述涂装头具有按每个喷嘴来控制多个所述喷嘴处的所述涂料的排出的控制单元，

所述控制单元配合所述涂装头向一个方向的移动，使用所述涂装头具有的多个所述喷嘴，使判定有无所述涂料排出不良用的判定用图案涂装于所述工件，

所述判定单元根据涂装有所述判定用图案的所述工件的图像来判定所述工件的涂装是否在正常进行。

4.根据权利要求3所述的涂装头的涂装判定装置，其特征在于，

所述涂装头在与所述一个方向正交的方向上配置有多个喷嘴列，其中，所述喷嘴列在相对于所述一个方向倾斜的方向上排列有规定数量的喷嘴，

所述判定用图案至少包含以二维形状配置并沿所述一个方向延伸的多条基线，

在所述涂装头向一个方向移动时，所述控制单元通过一边切换喷嘴一边在全部喷嘴进行如下动作来使所述多条基线涂装于所述工件：从多个喷嘴列各自具有的规定数量的喷嘴中的任一喷嘴连续地排出所述涂料基线。

5.根据权利要求4所述的涂装头的涂装判定装置，其特征在于，

在通过所述图像获取单元获取的所述判定用图案的图像中，在使用同一喷嘴列所具有的规定数量的喷嘴中的任一喷嘴的基线中，当规定数量以上的基线发生涂装不良时，所述判定单元判定为未在正常进行使用所述涂装头的所述工件的涂装。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的涂装头的涂装判定装置，其特征在于，还具有：

1个以上的摄像单元，其在不同的多个位置拍摄所述工件；

三维图像生成单元，其使用通过1个以上的所述摄像单元获取的拍摄图像，生成由所述涂装头涂装的所述工件的三维图像；以及

状态判定单元，其使用由所述三维图像生成单元生成的所述工件的三维图像来判定所述工件的涂装状态。

7.根据权利要求6所述的涂装头的涂装判定装置，其特征在于，还具有指示单元，所述状态判定单元使用所述三维图像来判定涂装所述工件的所述涂料的厚度是否成为预先设定的厚度以下，在所述状态判定单元判定所述涂料的厚度为预先设定的厚度以下时，该指示单元指示将用于判定有无所述涂料排出不良的判定用图案涂装于所述工件。

8.一种涂装系统，其特征在于，具有：

涂装头，其具有多个喷嘴；

移动单元，其配置在进行了防爆管理的涂装室内，能够使所述涂装头沿着工件向一个方向移动；

权利要求1至7中任一项所述的涂装头的涂装判定装置；以及

清洗单元，其对所述涂装头具有的多个喷嘴进行清洗，

通过所述涂装头的涂装判定装置判定未在正常进行所述工件的涂装时，所述清洗单元对所述涂装头具有的多个喷嘴进行清洗。

9.根据权利要求8所述的涂装系统，其特征在于，

所述工件包括用于在所述涂装头的涂装判定装置中判定所述工件的涂装是否在正常进行的第1工件，

所述涂装头的涂装判定装置设置在所述涂装室的外部，

所述涂装系统还具备搬送单元，该搬送单元将由所述涂装头涂装的所述第1工件搬送至所述涂装头的涂装判定装置。

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