JP2005513477A - 多色且つ高光沢の自動車部品表面を移動型でオンライン制御及びオフライン制御するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は多色且つ高光沢の自動車部品表面を移動型でオンライン制御及びオフライン制御するための方法に関する。この方法では、光学的なニューロファジイ構造画像データバンクと接続されている、この画像データバンクによって初期化された角度に依存する分光光度計によるカメラ支援式の自動車部品表面の光学的なサンプリングが行われる。コンピュータ支援光学品質データバンクは検出器から到来する測定信号を処理し、測定された自動車部品表面の評価を開始する。ニューラルネットワークを介して表面測定技術のためのコントロールセンタへのデータ結合が行われ、このコントロールセンタは製品計画システム、顧客情報システム及び生産ユニット自動車ラッカ塗装部／自動車コーティング部と接続されている。

Description

本発明は、多色且つ高光沢の自動車部品表面を移動型でオンライン制御及びオフライン制御するための方法に関する。大量生産でコーティングされた及び／又はラッカが塗られた自動車ボディ部品の表面品質を評価するために、色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブ（起伏性）のような品質パラメータが種々の特性、依存性及びパラメータについて検査されることが目下慣例である。このために、例えば角度に依存する分光光度計X-Rite MA68 II、BYK-Gardner GmbH, 82534 Geretsried社のWave Scan plusのような光沢測定装置などの商用の手持ち測定機器（Handmessgeraet）が使用される。

多色且つ高光沢の自動車部品表面を測定するために、通常の場合にはサンプルコーティングいわゆる検査板が製造され、この検査板においてコーティングの検査すべき光学的な特性−例えば色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブ−が検出され、コーティング特性の相互的な依存性が分析される。

このことは通常の場合、実験室において又は生産時に標本抽出検査で前述の測定方法及び測定機器を用いて行われる。

ＤＥ １９７０９４０６ Ａ１から、表面品質−色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブ−を相応の測定方法と組み合わせて工場ロボットを用いて求める、ラッカが塗られた検査板を測定するための方法及び装置が公知である。

この方法及び装置における欠点は、検査板に基づいた測定結果の評価において、自動車部品表面の幾何学的な形状が考慮されず、したがって間接的にしか品質評価を推量できないことである。

ＤＥ１９７１７５３Ａ１には自動車ボディの表面品質を評価するための測定方法が記載されており、この測定方法では連続的に自動的にコーティングされた自動車部品の表面が多軸のロボットと接続されて事前にプログラミングされた走行路に沿って非接触に検出される。

この刊行物の発明の欠点は、使用に必要とされるロボットに関して投資費用が高いこと、またこれに付随して、測定すべき自動車部品表面に沿った測定方法を制御するためのプログラム技術的な接続並びにロボットの固定的な接続である。

さらに従来技術からはカメラを用いる非接触の測定方法が公知であり、このカメラは測定すべき自動車部品表面へと一定の角度で向けられており、この自動車部品表面を種々の照明及び照明角度を使用して測定する。

しかしながらこの測定方法は、移動型の使用、オートメーションの度合、僅かな投資費用、測定要求の柔軟性、種々の測定量例えば色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブの測定の同時性及びデータ技術的な分析の可能性に関する自動車工業の要求を満たすものではない。

さらには、クリティカルな自動車部品表面パラメータをオンライン及びオフラインで現行の方法を用いて可変に測定することは不可能であるのだが、このことは自動車工業では所望されている。

したがって本発明の課題は、請求項１の上位概念記載の要件を備えた方法を、これらの要件と共に移動型のオンライン制御及びオフライン制御によって多色及び高光沢の自動車部品表面の品質を求めることができ、且つパラメータである色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブを並行して高速に且つ種々の要求に応じて構造的に測定できるように構成することである。

この課題は請求項１の特徴部の要件によって解決される。本方法の有利な実施形態は従属請求項２から１０に記載されている。

本発明の本質は、多色且つ高光沢の自動車部品表面を角度に依存する分光光度計を用いて移動型でオンライン又はオフラインで生産時又は最終検査時に光学的にサンプリングして測定することである。

したがって種々の波長に偏光された光によって形成される測定ビームは角度に依存する分光光度計の測定ビームであり、この測定ビームは角度に依存する分光光度計の基準ビームと統合され、且つ種々の波長についての測定される自動車部品表面の反射値、干渉値、偏光が解消されたビームの値及び位相の値を表面情報として包含し、この表面情報は自動車部品表面の位置と正確に結像されている光学的な表面状態である。

電子的なカメラシステムは画像識別システムとして構成されており、この画像識別システムは光学的に分光光度的に測定すべき自動車部品表面を先ず形状及び位置で識別し、光学的なニューロファジイ構造画像データバンクとして構成されている電子データバンクによって形状及び位置を識別し、この形状及び位置について規定された光学的で角度に依存する分光光度的な測定を、例えば波長、測定角度、組み合わされた測定の種類−すなわち色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブの測定−またスキャンによるサンプリングのような、所定の測定パラメータを使用して識別及びクラス化された自動車部品表面のために初期化する。自動車部品表面の形状の識別は、光学的なニューロファジイ構造画像データバンクにおいて対象に関連させて格納されている自動車部品表面の電子的なクラスによって行われる。

ニューロファジイ技術は数年来工業の種々の分野において、しかも工業的なプロセスのモデリング、分析、監視及び制御のために使用されており、文献からも基本的には公知である。

これらの方法に比べ本発明による方法は、より高速であり、より広範囲な対象固有の測定要求を充足し、自動車部品表面に関するクラス化された測定タスクを許容する点で際立っている。

本発明では、光学的なニューロファジイ構造画像データバンクが使用され、この画像データバンクにおいては自動車部品表面画像が所属の測定方式と共に記憶されている。自動車部品表面の画像パターン比較のためにカメラ画像は測定対象の対応付け及び／又は分類を可能にし、対象の識別後には識別された自動車部品表面に関して不可欠な色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブの測定のための角度に依存する分光光度計の対象固有の測定方法を制御する。

測定される自動車部品表面、また種々の自動車部品の色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブにおける偏差は、ＣＡＯＱデータバンクと称されるコンピュータ支援光学品質データバンクにおいて光学的な特徴付けのために対象固有及びコンポーネント固有に格納される。このＣＡＯＱデータバンクはデータバンクとして、種々の自動車部品表面の異なる対象点について不可欠に測定される色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブのデータと、自動車部品表面について自動車メーカの目標値及び公差として予め設定されている目標データによって表される固有の要求データセットとの論理結合を計算、比較及び管理する。データは標準的な統計的な方法、異常値分析（Ausreisseranalyse）、色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブの差のグラフィック表示を用いて、インテリジェンスニューラルネットワークを介して表面測定技術のためのコントロールセンタへと伝送され、オペレータに視覚化することができ、その結果個々の測定される自動車部品表面の品質問い合わせについて明瞭且つ実効可能な決定を表面測定技術のためのコントロールセンタにおけるオペレータにくだすことができる。

有利には、既述のような方法に応じた少なくとも２つの移動型のオンライン制御及びオフライン制御方法が生産時にコントロールセンタにおいて使用され、インテリジェンスニューラルネットワークを介して表面測定技術用のコントロールセンタと結びつけられている。

表面測定技術用のコントロールセンタによって検知されたデータ及び決定は、さらなるステップにおいてＰＰＳと称される生産計画システムへとデータ伝送路を介して伝送され、自動車部が品固有に電子的に記憶される。殊に生産計画システムによって、色調、ラッカ光度、コーティング厚及びウェーブにおける偏差が検出され、方法に応じて決定された値が生産ユニット自動車ラッカ塗装部／自動車コーティング部へのフィードバックのために電子的にネットワークを介して伝送され、その結果、求められた偏差は自動車ラッカ塗装／自動車コーティングプロセスの相応の変化に影響を及ぼす。

別のステップでは、移送システムが測定すべき次の自動車部品表面に関して時間的にクロック制御される。

さらにはデータが顧客情報システムへとネットワークを介して案内され、自動車メーカにはオンラインで下請業者からのデータが伝送される。

前記においては詳細には述べなかった別の従属請求項は、単独又は組み合わせで本発明の課題の解決に有用である有利な個々の要件を包含する。

本発明を図面の実施例に基づき詳細に説明する。この図面は、多色且つ高光沢の自動車部品表面を移動型にオンライン制御及びオフライン制御するための方法を実施する装置の概略図である。詳細には図示していない自動車部品生産ユニットにおいて自動車部品表面１ａ−１ｃが製造され、移送システム１８によって移動型のオンライン制御及びオフライン制御のために移送される。一例として測定すべき自動車部品表面１ｂがカメラ２を用いて光学的に検知される。カメラ２の出力３は自動車部品表面１ｂ及びその形状に関するピクセル画像信号を供給する。ピクセル画像を包含し、自動車部品表面１ｂと細部にわたり精確に結像されている表面画像を有するこの情報は、自動車部品表面クラスが電子的に格納されている光学的なニューロファジイ構造データバンク４に供給される。この光学的なニューロファジイ構造データバンク４において実際の自動車部品表面画像と、この画像データバンク４に記憶されている自動車画像クラスとが比較され、自動車部品表面１ｂが識別されると、対象クラスに属する測定方法が、色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブの光学的な表面検出に関する多色且つ高光沢の自動車部品表面１ｂのオンライン制御及びオフライン制御のために無線支援で初期化５ａされ、角度に依存する分光光度計６は対象固有に調節された測定ビーム７ａを用いるサンプリングのために始動される：同時に検出信号１０のデータ記録のためのコンピュータ支援光学品質データバンク１１の初期化５ｂが無線支援で行われる。角度に依存する分光光度計の種々の波長の偏光された光を用いて形成された測定ビーム７ａはスキャンのように自動車部品表面１ｂをサンプリングする。自動車部品表面１ｂから反射されて偏光が解消された測定ビーム７ｂは、ＣＣＤダイオードアレイである検出ユニット８を備えた角度に依存する分光光度計６へと到達する。

検出ユニット８の出力９は表面状態である色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブに関する検出信号１０を供給する。反射、干渉、偏光及び位相の情報を有し、自動車部品表面１ｂの色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブを値で表している表面状態を包含するこの検出信号は、ＣＡＯＱと称されるコンピュータ支援光学品質データバンク１１に供給され、このＣＡＯＱの初期化５ｂが無線支援でニューロファジイ構造データバンク４によって行われる。このＣＡＯＱデータバンク１１は検出信号１０を自動車部品表面１ｂの種々の対象点について計算、比較及び監視し、色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブのデータを形成し、これらのデータが自動車メーカによって規定されている要求データセットと比較される。これらのデータは、記述のような方法に応じた少なくとも２つの移動型のオンライン制御及びオフライン制御方法１３と結びつけられたインテリジェンスニューラルネットワーク１２によって種々のアドレスに伝送され、表面測定技術のための少なくとも１つのコントロールセンタ１４において視覚化することができる。表面測定技術のためのコントロールセンタ１４によって検知されたデータは次のステップにおいて、ＰＰＳと称される生産計画システム１５へと電子的なネットワークを介して伝送され、自動車部品は固有に電子的に記憶される。生産計画システム１５において検知された色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブのデータにおける偏差は別の電子的なネットワークを介して生産ユニット自動車ラッカ塗装部／自動車コーティング部１６及び／又は顧客情報システム１７へと伝送され、その結果自動車ラッカ塗装／自動車コーティングに関して必要とされる措置を１６において開始することができる。別のステップでは自動車部品のための移送システム１８が生産計画システム１５によって制御され、時間的にクロック制御され、その結果後続の自動車部品表面１ｃを前述の方法に応じて検知及び測定することができる。

本発明の実施例である。

符号の説明

１ａ、ｂ、ｃ 自動車部品表面、 ２ カメラ、 ３ ピクセル画像を有するカメラの出力、 ４ 光学的なニューロファジイ構造画像データバンク、 ５ａ 無線支援による角度に依存する分光高度計の初期化、 ５ｂ 無線支援によるコンピュータ支援光学データバンクの初期化、 ６ 角度に依存する分光光度計、 ７ａ 角度に依存する分光光度計の測定ビーム、 ７ｂ 自動車部品表面から反射された測定ビーム、 ８ ＣＣＤダイオードアレイとしての検出ユニット、 ９ 検出ユニットの出力、 １０ 検出信号、 １１ コンピュータ支援光学データバンク、 １２ インテリジェンスニューラルネットワーク、 １３ 少なくとも２つの別の移動型のオンライン制御及びオフライン制御方法との結合、 １４ 表面測定技術のためのコントロールセンタ、 １５ 生産計画システム、 １６ 生産ユニット自動車ラッカ塗装部／自動車コーティング部、 １７ 顧客情報システム、 １８ 自動車部品用の移送システム

Claims (10)

1. 多色且つ高光沢の自動車部品表面を移動型でオンライン制御及びオフライン制御するための方法であって、
   −前記自動車部品表面をカメラ光学的にサンプリングし、
   −第１の電子的なデータバンクを設け、
   −種々の波長に偏光された光によって形成された測定ビームを用いて前記自動車部品表面を光学的にサンプリングし、
   −前記自動車部品表面から前記測定ビームを反射させ、光学的な表面信号を形成し、
   −検出器としてのＣＣＤダイオードアレイを用いて前記表面信号を検知し、前記自動車部品表面を特徴付ける出力情報を形成し、
   −第２の電子的なデータバンクを設け、
   −前記出力情報及び前記第２の電子的なデータバンクに記憶されているデータに基づき評価可能な信号を出力する、多色且つ高光沢の自動車部品表面を移動型でオンライン制御及びオフライン制御するための方法において、
   −前記自動車部品表面を光学的に検知するカメラシステムを使用し、
   −前記カメラシステムによって検知された前記自動車部品表面をピクセル画像としてデータバンクに格納し、
   −前記第１の電子的なデータバンクは光学的なニューロファジイ構造画像データバンクであり、
   −前記ニューロファジイ構造画像データバンクには自動車部品表面クラスが電子的に格納されており、
   −前記カメラシステムによってピクセルで検知された自動車部品表面を前記画像データバンクに記憶されている自動車部品表面クラスと電子的に比較し、角度に依存する分光光度計の初期化を行い、
   −前記識別された自動車部品表面を前記角度に依存する分光光度計の偏光された測定ビームを用いて光学的にサンプリングし、
   −前記自動車部品表面から反射されて偏光が解消された測定ビームを、前記角度に依存する分光光度計の基準ビームと統合し及び／又は調整し、
   −形成された前記表面信号は、反射、干渉、偏光及び位相の情報を包含し、色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブに関して前記自動車部品表面を決定する情報信号であり、該表面信号を検出器としてのＣＣＤアレイに供給し、前記検出信号を第２の電子的なデータバンクに伝送し、
   −前記第２の電子的なデータバンクは、前記自動車部品表面の目標データが格納されているコンピュータ支援光学データバンクであり、
   −前記測定データの評価を行うために、統計的な分析に関して格納されている前記目標データとの電子的な比較を行うことを特徴とする、多色且つ高光度の自動車部品表面を移動式にオンライン制御及びオフライン制御するための方法。
2. 前記角度に依存する分光光度計の測定ビームが識別される自動車部品表面をプログラムに応じてサンプリングする、請求項１記載の方法。
3. 評価可能な信号はコンピュータ支援光学品質データバンクによって処理された情報である、請求項１及び２記載の方法。
4. 前記評価可能な信号は関連する自動車部品表面の色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブの情報である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記評価可能な信号は所定の位置における自動車部品表面輪郭に関する情報を包含する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記評価可能な信号を色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブに関する自動車部品表面情報として、表面測定技術用の移動型のコントロールセンタに供給する、請求項３及び４記載の方法。
7. 測定され且つ統計的に処理された自動車部品表面状態情報を、自動車部品及び色調、ラッカ光沢、コーティング厚及びウェーブに関する値に関して視覚化する、請求項６記載の方法。
8. 表面測定技術用の前記移動型のコントロールセンタに供給される前記情報をニューラルネットワークを介して伝送し、データ伝送に関して生産計画システム及び／又は顧客情報システム及び／又は生産ユニット自動車ラッカ塗装部／自動車コーティング部と接続する、請求項３及び６記載の方法。
9. 前記生産計画システムは自動車部品表面のための移送システムを制御し、時間的にクロック制御する、請求項９記載の方法。
10. 前記角度に依存する分光光度計及びコンピュータ支援光学データバンクへの無線支援によるデータ伝送及び初期化を光学的なニューロファジイ構造画像データバンクを基礎として行う、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。

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