JP2010112806A - 塗布分布測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被塗布面が目視不可能な箇所に配置されている被塗布材の被塗布面に塗布される塗布材の分布を非破壊検査によって測定することが可能な塗布分布測定方法を提供することを課題とする。
【解決手段】目視不可能な箇所に配置される車体２のフード３の内面４に塗布される加温ワックス７の塗布分布を測定する分布測定工程であって、加温ワックス７が内面４に塗布された直後に、目視可能なフード３の表面８を赤外線カメラ１１で撮像し、赤外線カメラ１１により得られた熱画像データ２０を、解析アルゴリズム２２を用いて処理することにより加温ワックス７の塗布分布を測定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被塗布面が目視不可能な箇所に配置されている被塗布材の被塗布面に塗布される塗布材の塗布分布を測定する技術に関する。

特許文献１には、被塗布材の被塗布面における塗布ムラを検査する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、被塗布材表面の温度低下の大きさを赤外線カメラの線状の走査によって得られる画像データから温度分布を測定し、係る温度分布から塗布ムラを検査する。これによれば、高精度に塗布ムラを検査できる。
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、被塗布材の被塗布面の検査は可能であるが、赤外線カメラ側からは目視不可能な箇所、例えば被塗布面の裏側からの検査には適用不可能である。

また、被塗布面が目視不可能なケースとして、例えば自動車生産ラインで行われるフードへの加温ワックス塗布工程において、非破壊にて加温ワックスの分布を測定する技術が確立されておらず、フード切断やビデオスコープによる内部撮影等が実施されている現状であるが、サイクルタイムの観点、コスト面等から自動車車体の全数検査は行われておらず、突発的な不具合（塗布量不足、塗布位置ズレ）には対応できなかった。
特開平８−３０４０３６号公報

本発明は、被塗布面が目視不可能な箇所に配置されている被塗布材の被塗布面に塗布される塗布材の分布を非破壊検査によって測定することが可能な塗布分布測定方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の塗布分布測定方法は、被塗布面が目視不可能な箇所に配置される被塗布材に塗布される加温ワックスの塗布分布を測定する塗布分布測定方法であって、前記加温ワックスが前記被塗布面に塗布された直後に、目視可能な箇所に配置される前記被塗布面の裏面を赤外線カメラで撮像し、前記赤外線カメラにより得られた熱画像を解析することにより前記加温ワックスの塗布分布を測定する。

本発明によれば、被塗布面が目視不可能な箇所に配置されている被塗布材の被塗布面に塗布される塗布材の分布を非破壊検査によって測定できる。

図１に示すように、自動車車体の生産ライン１では、車体２の防錆品質を保証するために、車体２のフード３の内面４にワックスが塗布されている。このワックス塗布工程は、図１に示すように、車体２のフード３裏側の塗布穴５より塗布ガン６を挿し込み、所定温度（ワックスの軟化点以上の温度であり、例えば５０℃程度）に加温された加温ワックス７を塗布することにより行われている。
このように、生産ライン１では、車体２の表側（フード３の表面８側）からは目視不可能な箇所であるフード３の内面４に加温ワックス７が塗布されている。

以下では、図２を参照して、本発明に係る加温ワックスの塗布分布を測定する測定方法の実施の一形態である分布測定工程について説明する。この分布測定工程は、生産ライン１において、ライン上に搬送される車体２のフード３の内面４に加温ワックス７を塗布する際に、内面４に塗布される加温ワックス７の塗布分布を測定する工程であり、分布測定装置１０を用いて行われる。

分布測定装置１０は、フード３の内面４に塗布される加温ワックス７の塗布分布を測定する装置である。図２に示すように、分布測定装置１０は、赤外線カメラ１１、赤外線カメラ移動装置１２、加温ワックス噴射トリガ発生装置１３、外乱除去フィルタ１４、データ処理装置１５、を具備する。

赤外線カメラ１１は、目視可能であるフード３の表面８の温度を非破壊にて測定する撮像・測定装置である。赤外線カメラ１１は、データ処理装置１５と接続されており、撮像した熱画像データ２０をデータ処理装置１５に送信する。この熱画像データ２０は、例えば温度が比較的高い領域と比較的低い領域とで発色・表示等を変更することによって被測定部材の温度を示すものである。

赤外線カメラ移動装置１２は、赤外線カメラ１１を生産ライン１に沿って、ライン上を搬送される車体２と同じスピードで移動させる装置である。この赤外線カメラ移動装置１２により、赤外線カメラ１１と車体２との相対位置が一定に維持され、車体２の同一箇所に対しての赤外線カメラ１１による撮像・測定が可能である。

加温ワックス噴射トリガ発生装置１３は、塗布ガン６から噴射される加温ワックス７の噴射開始時期を特定するためのトリガ発生装置である。加温ワックス噴射トリガ発生装置１３は、データ処理装置１５と接続されており、加温ワックス７の噴射開始時期をトリガ信号２１としてデータ処理装置１５に送信している。このトリガ信号２１を受信した後にデータ処理装置１５はデータ処理を開始する。

外乱除去フィルタ１４は、生産ライン１に配置される蛍光灯等の室内照明３０に設けられている。外乱除去フィルタ１４により、赤外線カメラ１１の感度波長帯（例えば３０００〜１３０００ｍｍ）を有する光を遮断している。なお、この外乱除去フィルタ１４により遮断される光は可視光ではないため、生産ライン１内で作業する作業者には影響を与えることがなく、赤外線カメラ１１に対する外乱のみが除去される。

データ処理装置１５は、赤外線カメラ１１から送信された熱画像データ２０を解析する解析アルゴリズム２２を記憶しており、解析アルゴリズム２２を用いて熱画像データ２０を解析する装置である。データ処理装置１５内で解析アルゴリズム２２を行うことによって、熱画像データ２０に基づいて加温ワックス７の塗布分布を測定する。
また、データ処理装置１５におけるデータ処理は、以下の手順に沿って行われる。（１）塗布ガン６が作動され、（２）加温ワックス噴射トリガ発生装置１３からデータ処理装置１５にトリガ信号２１が送信され、（３）赤外線カメラ１１によるフード３の表面８の温度測定が開始され、（４）赤外線カメラ１１からデータ処理装置１５に熱画像データ２０が送信され、（５）データ処理装置１５によって熱画像データ２０の解析が行われる。なお、この解析結果は、フード３の内面４に塗布される加温ワックス７の塗布分布の測定結果として適宜出力される。

以上のように、前記分布測定工程では、分布測定装置１０を用いて、車体２のフード３における目視不可能な箇所である内面４に塗布される加温ワックス７の塗布分布を非破壊検査にて測定している。これにより、生産ライン１にて搬送される全車体２・２・・・のフード３の内面４への加温ワックス７の塗布分布を測定でき、塗布量不足、塗布位置ズレ等の突発的な不具合を検出することができる。

以下では、図３〜図７を参照して、データ処理装置１５に記憶されている解析アルゴリズム２２について説明する。解析アルゴリズム２２は、データ処理装置１５に送信される熱画像データ２０に対して順に適宜の処理を施すことによって、加温ワックス７の塗布分布を解析する一連の処理手順である。

加温ワックス７がフード３の内面４における任意の塗布部位Ａ（図３において点線で囲まれた範囲）に塗布された直後に、図３に示すように、塗布部位Ａの裏面にあたるフード３の表面８の温度も内面４と同様に上昇する。一方、加温ワックス７からフード３に伝達された熱は、塗布部位Ａの周囲に拡散する。このように、加温ワックス７による表面８の温度分布は時々刻々と変化する。
そのため、データ処理装置１５では、熱拡散の影響を排除するために、赤外線カメラ１１によって撮像された熱画像データ２０を解析アルゴリズム２２によって適宜のデータ処理を施す必要がある。

解析アルゴリズム２２は、以下に示す処理工程Ｓ０１〜Ｓ０４を含む。
第一処理工程Ｓ０１は、図４に示すように、任意の時刻ｔにおける熱画像データ２０を単位ピクセルＰ毎に分割する工程である。なお、単位ピクセルＰは、所定の面積を有する面積単位であり、被塗布面であるフード３の内面４の面積等に応じて設定可能である。

第二処理工程Ｓ０２は、図５に示すように、分割された単位ピクセルＰ毎に温度Ｔの時間変化を抽出する工程である。図５は、図４における任意の六つの単位ピクセルＰ１〜Ｐ６における温度Ｔの時間変化を示しており、横軸は時刻ｔ、縦軸は温度Ｔを示している。なお、ここでは多項式近似が用いられている。

第三処理工程Ｓ０３は、図６に示すように、単位ピクセルＰ毎に温度Ｔを微分処理し、温度上昇速度Ｖを計算する工程である。図６は、図５において選択された任意の六つの単位ピクセルＰ１〜Ｐ６における温度Ｔの温度上昇速度Ｖ１〜Ｖ６を示しており、横軸は時刻ｔ、縦軸は温度上昇速度Ｖを示している。

第四処理工程Ｓ０４は、図７に示すように、温度上昇速度Ｖに応じて加温ワックス７による温度上昇、又は熱拡散による温度上昇の何れかを判定する工程である。図７は、図４中の任意の一直線状に並ぶピクセル群Ｂにおける任意時刻ｔｎの温度上昇速度Ｖを示しており、横軸はピクセル位置、縦軸は温度上昇速度Ｖを示している。
図７において、所定の閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２が予め設定されており、閾値Ｔｈ１以上の温度上昇速度Ｖを示す位置の単位ピクセルＰにおける温度上昇は、加温ワックス７による温度上昇であると判定され、閾値Ｔｈ１より小さく閾値Ｔｈ２より大きい温度上昇速度Ｖを示す位置の単位ピクセルＰにおける温度上昇は、加温ワックス７からの熱拡散による温度上昇であると判定される。
このように、第四処理工程Ｓ０４において、熱画像データ２０内の分割された単位ピクセルＰのどの箇所で加温ワックス７による温度上昇があるか、つまり、加温ワックス７が塗布されたかどうかを判定するので、加温ワックス７の塗布分布を測定することができる。

以上のように、解析アルゴリズム２２によれば、加温ワックス７による温度上昇箇所と、加温ワックス７からの熱拡散による温度上昇箇所とが明確に判定され、加温ワックス７による温度上昇箇所においては、加温ワックス７が塗布されたと判定される。
また、解析アルゴリズム２２による解析は、データ処理装置１５がトリガ信号２１を受信した後に開始される。これにより、フード３の表面８の温度を測定する赤外線カメラ１１からの熱画像データ２０に基づいて解析アルゴリズム２２を用いてデータ処理を行うことによって、加温ワックス７の塗布分布を適切に測定することができる。

本発明の塗布分布測定工程を適用する自動車車体の生産ラインを示す図である。 塗布分布測定工程に用いる分布測定装置を示す図である。 ワックス塗布工程におけるフードの表面の温度分布を示す図である。 熱画像データの解析アルゴリズムの一部を示す図である。 熱画像データの解析アルゴリズムの一部を示す図である。 熱画像データの解析アルゴリズムの一部を示す図である。 熱画像データの解析アルゴリズムの一部を示す図である。

符号の説明

２ 車体
３ フード（被塗布材）
４ 内面（被塗布面）
７ 加温ワックス
８ 表面（被塗布面の裏面）
１１ 赤外線カメラ
２０ 熱画像データ
２２ 解析アルゴリズム

Claims (1)

1. 被塗布面が目視不可能な箇所に配置される被塗布材に塗布される加温ワックスの塗布分布を測定する塗布分布測定方法であって、
   前記加温ワックスが前記被塗布面に塗布された直後に、
   目視可能な箇所に配置される前記被塗布面の裏面を赤外線カメラで撮像し、
   前記赤外線カメラにより得られた熱画像を解析することにより前記加温ワックスの塗布分布を測定する塗布分布測定方法。

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