JP2021004801A - シーラ塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線状に塗布されたシーラの塗布幅だけでなく塗布高さについても正確にかつ塗布作業中に測定する。【解決手段】シーラ塗布装置１は、シーラガン２と、塗布ロボット３と、ワークＷに塗布した線状のシーラＳを撮像可能な撮像装置４と、線状シーラＳを横断するようにラインレーザＬを照射可能な照射装置５と、塗布ロボット３と撮像装置４を制御可能な制御装置６とを備える。制御装置６は、線状シーラＳのうちラインレーザＬが横断している部分を撮像してその画像を取得するように撮像装置４及び照射装置５を制御し、制御装置６は、画像中のラインレーザＬに生じた線状シーラＳとワークＷとの段差Ｓ１，Ｓ２に基づいて線状シーラＳの高さ寸法を算出する高さ寸法算出部２６を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、シーラ塗布装置に関し、特にワークに対して線状に塗布されたシーラの塗布高さを塗布作業中に測定可能とするための技術に関する。

従来、自動車の車体部品を構成するドアパネル、フードパネル等のように、インナパネルとアウタパネルとから構成されるパネル部材においては、インナパネルとアウタパネルとを組み合わせた状態で、アウタパネルの端部をインナパネル側に折り曲げることにより、両パネルの組み付けを図っている。

上述のようにパネル同士の組付けを図る場合、両パネルの接触部には、防水性等の諸特性を改善する目的でシーラが塗布されることがある。ここで、生産性向上のためにはシーラ塗布作業の自動化を図ることが重要であり、自動化のためには、シーラ塗布作業を正確に実施できることはもちろん、シーラの塗布状態に関する検査（例えばシーラの塗布幅測定などシーラの塗布量を評価するための工程）を正確にかつ塗布作業中に実施できることが重要となる。

そこで、例えば特許文献１には、塗布したシーラの幅寸法（塗布幅）をレーザ光、受光部、及び演算部からなるセンサにより測定する方法が提案されている。具体的には、光源から直線状のレーザ光をシーラが塗布されたワークに照射し、ワークの表面で反射した光を受光部の画像素子にて受光し、受光した反射光の明暗からシーラの塗布幅を演算することにより、塗布されたシーラの塗布幅を測定することが提案されている（同文献の第５図等を参照）。

特開平１−１５９０７５号公報

一方で、シーラの塗布状態を適正に評価するためには、シーラの塗布量を正確に評価する必要があり、そのためには、上述したシーラの塗布幅だけでなく塗布高さについても正確に知ることが重要となる。しかしながら、上述した従来の測定技術では、シーラの塗布位置、塗布幅についての測定、評価がなされているのみであり、塗布高さについては評価の対象外であった。また、特許文献１に記載の測定技術だと、画像の明暗を基に塗布幅を算出していることから、シーラの塗布高さを測定することも困難であった。

以上の事情に鑑み、本明細書では、線状に塗布されたシーラの塗布幅だけでなく塗布高さについても正確にかつ塗布作業中に測定可能とすることを、解決すべき技術課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係るシーラ塗布装置によって達成される。すなわち、このシーラ塗布装置は、ワークに対してシーラを線状に塗布可能なシーラガンと、シーラガンを移動可能な塗布ロボットと、ワークに塗布された線状シーラを撮像してその画像を取得可能な撮像装置と、塗布ロボットと撮像装置を制御可能な制御装置とを備えたシーラ塗布装置であって、線状シーラを横断するようにラインレーザを照射可能な照射装置をさらに備え、制御装置は、線状シーラのうちラインレーザが横断している部分を撮像してその画像を取得するように撮像装置及び照射装置を制御し、制御装置は、画像中のラインレーザに生じた線状シーラとワークとの段差に基づいて線状シーラの高さ寸法を算出する高さ寸法算出部を有する点をもって特徴付けられる。

このように、本発明に係るシーラ塗布装置によれば、線状に塗布されたシーラを横断するようにラインレーザを照射して、この照射により画像中のラインレーザに生じた線状シーラとワークとの段差に基づいて線状シーラの高さ寸法を算出することができる。よって、当該線状シーラの塗布高さを塗布作業中であっても正確に測定することができる。また、本発明に係るシーラ塗布装置によれば、いわゆる画像処理によって線状シーラの塗布高さを測定することができるので、塗布高さの測定に用いたものと同一の画像に対して、線状シーラの塗布幅を測定するための公知の画像処理を施すことができる。これにより、最小限の設備及び工数でもってシーラの塗布幅と塗布高さの双方を正確にかつ塗布作業中に測定することが可能となる。従って、シーラの塗布量を塗布作業中に正確に評価することができ、これにより塗布作業の自動化を図ることが可能となる。

また、本発明に係るシーラ塗布装置において、撮像装置及び照射装置は、シーラガンに伴って移動すると共に、シーラガンに対する位置を変更可能に構成され、制御装置は、線状シーラのうちラインレーザが横断している部分を常に撮像可能なように、シーラガンに対する撮像装置と照射装置の移動を制御してもよい。

シーラを線状に塗布する場合、シーラガンは、塗布すべきシーラの形態に沿った軌跡を辿る。そのため、シーラガンに伴って移動する撮像装置及び照射装置もシーラガンと同じ軌跡を辿る。この際、線状に塗布されたシーラは直線的な部分だけではなく曲線的な部分を含む。そのため、例えば撮像装置や照射装置が常にシーラガンに対して所定の位置に固定された状態では、たとえシーラガンに伴って移動させたとしても、シーラガンが撮像ないしラインレーザの照射の妨げになる場合が起こり得る。この点に鑑み、本発明に係るシーラ塗布装置では、撮像装置及び照射装置が、シーラガンに対する位置を変更可能に構成され、制御装置が、線状シーラのうちラインレーザが横断している部分を常に撮像可能なように、シーラガンに対する撮像装置及び照射装置の移動を制御するようにしたので、撮像装置と被撮像領域（線状シーラのうちラインレーザが横断する部分）との間、及び照射装置と被撮像領域との間にシーラガンが介在する事態を確実に回避することができる。従って、ワークに塗布された線状シーラの形態に関わらず、線状シーラの塗布高さを任意のタイミングで正確にかつ確実に測定することが可能となる。

また、本発明に係るシーラ塗布装置において、制御装置は、撮像装置による画像の撮像方向に対してラインレーザが常に所定の方向に照射されるように、撮像装置と照射装置の移動を制御してもよい。

上述のように、制御装置が、線状シーラのうちラインレーザが横断している部分を撮像してその画像を取得するように撮像装置及び照射装置を制御する場合、取得した画像中におけるラインレーザの形態は、たとえ撮像装置による被撮像領域と同一の領域内を照射したとしても、被撮像領域中の線状シーラに対する照射角度によって変動し得る。これでは、ラインレーザの線状シーラに対する照射角度をその都度考慮して、画像中のラインレーザに現れた段差から実際の塗布高さを算出する必要があり、算出に多大な時間を要するおそれが生じる。これに対して、本発明のように、撮像装置による画像の撮像方向に対してラインレーザが常に所定の方向に照射されるように、撮像装置と照射装置の移動を制御することによって、撮像装置により得られた画像中のラインレーザの線状シーラに対する照射角度が常に一定の大きさに保たれる。そのため、画像中の段差から実際の塗布高さを算出するための演算量を少なくでき、これにより短時間で線状シーラの塗布高さを測定することが可能となる。

また、本発明に係るシーラ塗布装置において、制御装置は、線状シーラ及びラインレーザが常に画像の中央に含まれるように、撮像装置と照射装置の移動を制御してもよい。

このように、線状シーラ及びラインレーザが常に画像の中央に含まれるように、撮像装置と照射装置の移動を制御することによっても、画像中のラインレーザに現れた段差から実際の塗布高さを算出するための演算量を少なくできる。よって、このことによっても短時間で線状シーラの塗布高さを測定することが可能となる。また、このように塗布高さの測定に要する時間を短くできることで、その分塗布幅の測定に多くの時間を割けるようになるので、塗布幅の測定手段（好ましくは画像処理による塗布幅算出手段）の選択肢を増やして、低コストで高品質の塗布量評価を図ることが可能となる。

以上のように、本発明に係るシーラ塗布装置によれば、線状に塗布されたシーラの塗布幅だけでなく塗布高さについても正確にかつ塗布作業中に測定することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るシーラ塗布装置の全体構成を示す側面図である。 図１に示すシーラガン周辺の拡大側面図である。 （ａ）シーラの撮像方向と、ラインレーザの照射方向との関係を示した平面図と、（ｂ）シーラの撮像方向と、ラインレーザの照射方向との関係を示した側面図である。 図１に示すロボット制御盤のブロック図である。 図４に示す画像処理部のブロック図である。 シーラの塗布幅を測定するための画像処理の一例を説明するための概念図である。 シーラの塗布高さを測定するための画像処理の一例を説明するための概念図である。 シーラ塗布動作間におけるシーラガンと画像センサとの位置関係を概念的に示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るシーラ塗布装置の内容を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、シーラ塗布装置１は、ワークＷに対して線状にシーラＳを塗布可能なシーラガン２と、シーラガン２を移動可能な塗布ロボット３と、ワークＷに塗布されたシーラＳを撮像可能な撮像装置４と、シーラＳにラインレーザＬを照射可能な照射装置５と、シーラガン２、塗布ロボット３、撮像装置４、及び照射装置５の制御を実施可能なロボット制御盤６とを備える。本実施形態ではロボット制御盤６が、本発明に係る制御装置に相当する。

なお、本実施形態では、シーラガン２、塗布ロボット３、撮像装置４、及び照射装置５の制御をロボット制御盤６のみで実施可能な構成を採る場合を例示しているが、これに限らず、例えば複数の制御装置で上述したシーラ塗布装置１の各要素を制御してもよい。

図２は、図１における塗布ロボット３の先端を拡大した図である。図２に示すように、シーラガン２は、シーラＳのディスペンサ７と、ディスペンサ７から供給されたシーラＳを吐出可能なノズル８と、ディスペンサ７の駆動装置としてのモータ９とを有する。ここで、ディスペンサ７には、図示しないシーラ供給装置からシーラＳが供給可能に接続されている。本実施形態では、シーラガン２の駆動制御対象となるモータ９と、図示しないシーラ供給装置とがロボット制御盤６に接続されている。

図１に示すように、塗布ロボット３は多関節アーム１０を有し、その先端に上述したシーラガン２を取り付けてなる。ここで、多関節アーム１０は、旋回・伸縮・揺動等の動作によって、その先端に取り付けたシーラガン２を三次元的に移動操作する。

撮像装置４は、画像センサ１１と、この画像センサ１１をシーラガン２のまわりに回転させる駆動装置１２とを備える。

画像センサ１１は、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサ等の各種センサ又はカメラにより構成され得る。画像センサ１１は、駆動装置１２を介してシーラガン２に支持されている。画像センサ１１は、ワークＷに塗布されるシーラＳを撮像してその画像を取得し得る。この場合、画像は静止画であってもよく、あるいは動画であってもよい。画像センサ１１は、撮像したシーラＳの画像データを記憶する記憶部（図示は省略）を有する。また、画像センサ１１は、ロボット制御盤６に接続されており、取得した画像データをこのロボット制御盤６に送信する。なお、本実施形態では、図１に示すように、画像センサ１１は、斜め下方を指向しており、ワークＷに塗布されたシーラＳを撮像可能としている。

駆動装置１２は、画像センサ１１を駆動するアクチュエータ１３と、このアクチュエータ１３を移動可能に支持する支持部材１４とを備える。

アクチュエータ１３は、例えば電動モータにより構成される。図２に示すように、このアクチュエータ１３は、その回転軸１５にピニオン１６を固定してなる。このアクチュエータ１３は、支持部材１４の周囲を移動可能なように、支持部材１４に支持されている。この場合、アクチュエータ１３は、ロボット制御盤６に接続され、塗布ロボット３の外部軸制御によって作動し得る。

支持部材１４は全体として環状をなすもので、その中央に設けられた穴部にシーラガン２が挿通された状態で、シーラガン２に固定されている。支持部材１４の外周には、アクチュエータ１３のピニオン１６と噛み合うギヤ部１７（図２中、クロスハッチングで示す部分）が設けられている。この場合、図示は省略するが、ギヤ部１７と噛み合った状態のピニオン１６を保持する保持部材が支持部材１４の外側に設けられている。そのため、アクチュエータ１３の回転軸１５を回転させて、このギヤ部１７に噛み合うピニオン１６を回転させると、アクチュエータ１３と、このアクチュエータ１３に連結部材１８を介して連結される画像センサ１１とが上述した噛み合いを維持したまま支持部材１４の外周面に沿って移動する。これにより、画像センサ１１が、シーラガン２のまわりを回転（シーラガン２を中心とする同心円上を移動）するようになっている。

照射装置５は、例えばラインレーザプロジェクタで構成され、画像センサ１１と共に連結部材１８を介してアクチュエータ１３に連結されている。これにより、照射装置５は、画像センサ１１と共にシーラガン２の周囲を移動可能とされる。より正確には、照射装置５は、画像センサ１１に対する位置関係（画像センサ１１に対する姿勢を含む）を一定に保った状態で、画像センサ１１と一体的にシーラガン２の周囲を移動可能とされている。

図３（ａ）は、シーラガン２の長手方向から見た場合における画像センサ１１による撮像方向Ｄ１と、照射装置５によるラインレーザＬの照射方向Ｄ２との関係を示した図であり、図３（ｂ）は、シーラガン２の側方から見た場合における撮像方向Ｄ１と、照射方向Ｄ２との関係を示した図である。まず図３（ａ）に示すように、画像センサ１１と照射装置５を平面視した状態では、図３（ａ）に示すように、撮像方向Ｄ１と照射方向Ｄ２とは互いに平行でかつ対向する向きに設定されている。また、図３（ｂ）に示すように、画像センサ１１と照射装置５とを側面視した状態では、撮像方向Ｄ１と照射方向Ｄ２とは所定の角度θ１を介して交差する関係にある。本実施形態では、連結部材１８を介して画像センサ１１と照射装置５とは相互に連結されている。そのため、上述した位置関係は、画像センサ１１と照射装置５の位置によらず常に一定である。なお、角度θ１の大きさは任意であるが、後述するラインレーザＬに生じた段差Ｓ１，Ｓ２の大きさを最大する観点からは、例えばθ１＝９０°に設定するのがよい。

ロボット制御盤６は、図４に示すように、ＣＰＵにより構成される演算処理部１９と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等により構成される記憶部２０と、塗布ロボット３を制御するロボット制御部２１と、撮像装置４（画像センサ１１）及び照射装置５の位置を制御する位置制御部２２と、撮像制御部２３、及び画像処理部２４とを備える。

演算処理部１９は、記憶部２０に記憶されているプログラム及びデータに基づいて、多関節アーム１０の動作やシーラガン２の動作に係る制御に必要な各種の演算処理を実行する。例えば、演算処理部１９は、塗布ロボット３から送信されるシーラガン２の位置データに基づいて、画像センサ１１によるシーラＳの撮像のタイミングを演算すると共に、照射装置５によるラインレーザＬの照射のタイミングを演算する。また、演算処理部１９は、シーラガン２の位置データに基づいて、シーラガン２に対する画像センサ１１の望ましい位置、言い換えると駆動装置１２による画像センサ１１の移動量を演算により求める。

記憶部２０は、塗布ロボット３の多関節アーム１０及びシーラガン２の吐出動作を制御するためのプログラム、シーラＳの塗布不良が生じた場合に、これを解消すべく塗布ロボット３に、シーラＳを不良箇所に再塗布させるためのプログラム、ワークＷの種別やシーラガン２の位置データ（座標データ）等のデータを記憶する。

ロボット制御部２１は、演算処理部１９と協働して、塗布ロボット３における多関節アーム１０の駆動に関する制御を行う。また、ロボット制御部２１は、シーラガン２によるシーラＳの吐出に関する制御、具体的にはディスペンサ７用のモータ９の駆動に関する制御を行う。なお、本実施形態では、ロボット制御部２１にシーラガン２の駆動制御を行わせているが、例えばロボット制御部２１とは別にシーラガン制御部（図示は省略）を設けて、このシーラガン制御部によりシーラガン２の駆動制御（シーラＳの吐出制御）を行ってもよい。

位置制御部２２は、演算処理部１９と協働し、塗布ロボット３から送信されるシーラガン２の位置データに基づいて、画像センサ１１及び照射装置５の移動制御を行う。本実施形態では、画像センサ１１と照射装置５とが一体的に移動するように構成されているので、位置制御部２２は、共通のアクチュエータ１３の駆動を制御することにより、画像センサ１１及び照射装置５の位置を制御する。

撮像制御部２３は、演算処理部１９により得られた撮像のタイミングに基づいて、画像センサ１１にシーラＳの撮像指令を送信する。また、撮像制御部２３は、演算処理部１９により得られた照射のタイミングに基づいて、照射装置５にラインレーザＬの照射指令を送信する。例えば、画像センサ１１により取得される画像データ中に、ラインレーザＬの像が含まれるように、撮像タイミング及び照射タイミングを調整する。なお、本実施形態では、撮像制御部２３にラインレーザＬの照射制御を行わせているが、例えば撮像制御部２３とは別に照射制御部（図示は省略）を設けて、この照射制御部により照射装置５の照射制御を行ってもよい。

画像処理部２４は、図５に示すように、撮像装置４の画像センサ１１によって取得された画像データに対してシーラＳの塗布幅を測定するための画像処理を実行する第一画像処理部２５と、画像センサ１１によって取得された画像データに対してシーラＳの塗布高さを測定するための画像処理を実行する第二画像処理部２６と、記憶部２７とを備える。この第二画像処理部２６が、本発明に係る高さ寸法算出部に相当する。

第一画像処理部２５は、画像センサ１１から取得した画像データに対して、当該画像データに含まれるシーラＳの塗布幅を測定するための一連の画像処理を実行する。この一連の画像処理には、塗布幅を測定するための公知の画像処理を適用することが可能であり、例えば図６に示す検出エリア２８を用いた画像処理が適用される（詳細は、例えば特開２０１７−４４６８０号公報を参照）。この検出エリア２８は、複数の曲線ＣＬを備えるもので、画像データ中のシーラＳの像に交差するように重ね合わせるようにして用いられる。そして、詳細な図示は省略するが、シーラＳの一方の側縁部Ｓａと各曲線ＣＬとの交点Ａを演算により算出すると共に、シーラＳの他方の側縁部Ｓｂと各曲線ＣＬとの交点Ｂを演算により算出し、両交点Ａ，Ｂ間の距離（直線距離）をシーラＳの塗布幅として算出する。

本実施形態では、検出エリア２８は、第一画像処理部２５により、その中心２８ａが画像データにおけるシーラＳの像に一致する（重なる）ように配置される。また、本実施形態では、図６に示すように、画像センサ１１により取得した画像データの中心１１ａが、検出エリア２８の中心２８ａと一致し、かつこれら中心１１ａ，２８ａが画像データにおけるシーラＳの像と重なるように、シーラＳを撮像する。

また、第二画像処理部２６は、図７に示すように、画像センサ１１により取得した画像データであって、当該画像データ中に、シーラＳを横断するラインレーザＬが含まれる画像データに対して、画像データ中のラインレーザＬに生じたシーラＳとワークＷとの段差Ｓ１，Ｓ２に基づいて、シーラＳのうちラインレーザＬが横断する部分の高さ寸法（すなわち塗布高さ）を取得可能とする。

詳細には、第二画像処理部２６は、図７に示す画像データ中、シーラＳを横断するラインレーザＬに生じたシーラ側断続部Ｌａ１，Ｌｂ１の座標データを算出すると共に、ワーク側断続部Ｌａ２，Ｌｂ２の座標データを算出する。そして、これら算出した座標データＬａ１，Ｌｂ１，Ｌａ２，Ｌｂ２の値に基づいて、画像データ中のラインレーザＬに生じたシーラＳの一方の側縁部ＳａとワークＷとの段差Ｓ１と、シーラＳの他方の側縁部ＳｂとワークＷとの段差Ｓ２とを算出する。

本実施形態では、図７に示すように、画像センサ１１により取得した画像データの中心１１ａが、画像データに含まれるラインレーザＬの像、及びシーラＳの像と重なるように、シーラＳを撮像すると共に、ラインレーザＬを照射する。もちろん、これに限らず、ラインレーザＬとシーラＳとの重複部分が、画像データの中心１１ａから外れた位置にあってもよい。

記憶部２７は、画像センサ１１が取得した画像データの画像処理に係るプログラム、検出エリア２８を用いてシーラＳの塗布幅を測定するプログラム、ラインレーザＬに生じた段差Ｓ１，Ｓ２に基づいてシーラＳの塗布高さを測定するプログラム、ワークＷに塗布されたシーラＳにおける塗布状態の良否を判定するためのプログラム等の各種ソフトウェア、及び、画像センサ１１により撮像された画像データ、各画像処置部２５，２６によって実行された塗布状態の判定結果に係るデータ等を記憶する。また、記憶部２７は、望ましい塗布状態におけるシーラＳの基準データ（例えば塗布幅の基準値、塗布高さの基準値）を記憶する。

以下、上記構成のシーラ塗布装置１を使用してワークＷにシーラＳを塗布する方法について説明する。

まず、シーラ塗布装置１は、塗布ロボット３の多関節アーム１０を駆動して、シーラガン２を塗布開始位置へと移動させる。塗布開始位置において、シーラガン２のノズル８は、ワークＷから離間された上方位置に配置される。このとき、画像センサ１１及び照射装置５は、初期位置（待機位置）にて支持部材１４に支持されている。

ロボット制御盤６のロボット制御部２１は、多関節アーム１０を駆動し、シーラガン２を所定の軌道に沿って移動させる。また、ロボット制御部２１は、シーラガン２の移動と同時に、このシーラガン２のディスペンサ７を駆動させて、ノズル８からシーラＳを吐出させる。この動作に伴い、塗布ロボット３は、ノズル８先端部の位置データ（座標データ）をロボット制御盤６の演算処理部１９に随時送信する。

演算処理部１９は、入力されたノズル８の位置データに基づいて画像センサ１１及び照射装置５の座標を演算する。また、演算処理部１９は、ノズル８の位置データに基づいて、このノズル８の進行方向を認識すると共に、画像センサ１１がノズル８の進行方向後方に常に位置するように、画像センサ１１の制御角度θ２を演算する。

以下、図８を参照しながら、画像センサ１１における制御角度θ２について説明する。ロボット制御盤６には、塗布ロボット３における三次元座標系(ツール座標系)が設定されている。この座標系は、シーラガン２の中心軸に一致するように設定されるＺ軸と、このＺ軸に直交するとともに互いに直交するＸ軸及びＹ軸を含む。図８は、平面視におけるシーラガン２、画像センサ１１、及び照射装置５と、シーラガン２の軌跡Ｔとを示す平面図である。本図示例において、画像センサ１１及び照射装置５は、Ｚ軸（シーラガン２の中心軸）を中心として所定の半径で回転可能とされている。なお、シーラガン２の軌跡Ｔは、シーラＳを所定のパターンでワークＷに塗布するためにシーラガン２のノズル８が描くものであり、図８ではその一部として曲線状の部分を示している。

なお、画像センサ１１の回転半径、すなわち、画像センサ１１とシーラガン２との離間距離の値は、ロボット制御盤６の記憶部２０に記憶されている。また、この図８において、シーラガン２の位置は、シーラガン２の中心、すなわちノズル８の中心をこの座標系のＸＹ平面上に制御点Ｏ１として表示している。また、画像センサ１１の位置は、この画像センサ１１の中心を制御点Ｏ２として座標系のＸＹ平面上に表示している。

ロボット制御盤６の演算処理部１９は、この座標系のＸ軸と、制御点Ｏ１及び制御点Ｏ２を結ぶ直線Ｉとがなす角度を制御角度θ２として定義する。演算処理部１９は、記憶部２０に予め記録されているシーラＳの塗布パターン、すなわち、シーラガン２におけるノズル８の軌跡Ｔに係るデータと、制御点Ｏ１の位置データ（座標データ）と、制御点Ｏ１と制御点Ｏ２との距離に係るデータとに基づいて、制御点Ｏ２がノズル８の軌跡Ｔを辿るように、制御角度θ２を算出する。

ロボット制御盤６の位置制御部２２は、演算処理部１９と協働して、演算処理部１９によって演算された制御角度θ２となるように、駆動装置１２を動作させる。具体的には、位置制御部２２は、アクチュエータ１３を駆動してピニオン１６を回転させることにより、シーラガン２に対する画像センサ１１の位置を変更する。

また、位置制御部２２は、線状に塗布されたシーラＳのうちラインレーザＬが横断している部分を撮像してその画像を取得するように画像センサ１１及び照射装置５の位置を変更する。本実施形態では、照射装置５が連結部材１８を介して画像センサ１１に連結され、画像センサ１１と照射装置５とが図３に示す所定の位置関係に設定されている。そのため、上述のように、画像センサ１１の位置を位置制御部２２により制御する場合、画像センサ１１と照射装置５の位置に関係なく、画像センサ１１と照射装置５との位置関係は常に図３に示す状態に維持される。

なお、本実施形態では、画像センサ１１は直線Ｉに沿った向きに傾斜しており、これにより画像センサ１１による被撮像領域は直線Ｉ上に設定される。また、照射装置５の中心点Ｏ３は直線Ｉ上に設定されると共に、照射装置５によるラインレーザＬの被照射領域も直線Ｉ上に設定される。

一方、ロボット制御盤６の演算処理部１９は、画像センサ１１による撮像のためのトリガ信号を撮像制御部２３に送信する。このトリガ信号は、画像センサ１１がシーラガン２の移動に伴って所定の距離を進行する毎に、又は所定の時間が経過する毎に撮像制御部２３に送信される。撮像制御部２３は、このトリガ信号を受信すると、画像センサ１１がワークＷに塗布された線状のシーラＳのうち画像センサ１１の下方（本実施形態では斜め下方）に位置するシーラＳを撮像するように、画像センサ１１を制御する。撮像された画像データは、画像センサ１１から画像処理部２４に送信される。

また、演算処理部１９は、照射装置５によるラインレーザＬの照射のためのトリガ信号を撮像制御部２３に送信する。このトリガ信号は、照射装置５がシーラガン２の移動に伴って所定の距離を進行する毎に、又は所定の時間が経過する毎に撮像制御部２３に送信される。撮像制御部２３は、このトリガ信号を受信すると、照射装置５がワークＷに塗布された線状のシーラＳのうち画像センサ１１により撮像されている部分のシーラＳを横断するようにラインレーザＬを照射するように、照射装置５を制御する。これにより、線状のシーラＳ及びこのシーラＳを横断するラインレーザＬが含まれる画像データが撮像され、画像処理部２４に送信される。

画像処理部２４は、第一画像処理部２５により、画像センサ１１から送信された画像データに含まれるシーラＳの塗布幅を測定する。ここで、第一画像処理部２５は、取得された画像データにおけるシーラＳの像に対し、検出エリア２８を重ね合わせる画像処理を実行する。具体的には、必要に応じて、シーラＳの像の位置や向きを修正して、検出エリア２８の中心２８ａをシーラＳの像に一致させる（本実施形態では、画像の中心１１ａを、検出エリア２８の中心２８ａに一致させているので、上述の処理は不要である）。その後、第一画像処理部２５は、上述したように、検出エリア２８を構成する複数の曲線ＣＬとシーラＳとの交点Ａ，Ｂをそれぞれ取得し、各々の曲線ＣＬについて交点Ａ，Ｂ間の距離（直線）を算出することにより、シーラＳの塗布幅の測定を行う。

そして、第一画像処理部２５は、演算したシーラＳの塗布幅を記憶部２７に記憶されている基準データ（基準値又は閾値）と比較して、その良否を判定する。そして、第一画像処理部２５は、測定したシーラＳの塗布幅が基準値に至らず、その位置におけるシーラＳの塗布状態を不良と判定した場合に、この塗布不良を解消させるべく、塗布不良の位置（座標）に係るデータをロボット制御盤６に送信する。

具体的には、第一画像処理部２５がシーラＳの塗布状態を不良であると判断した場合、画像処理部２４は、その旨をノズル８の位置データ（座標データ）と共にロボット制御盤６に送信する。ロボット制御盤６は、この不良判定情報を受信すると、演算処理部１９及びロボット制御部２１により多関節アーム１０を駆動してシーラガン２を不良状態と判定された位置（座標）へと移動させる。その後、ロボット制御部２１は、シーラガン２を作動させて、ノズル８からシーラＳを吐出させ、不良箇所を修正する。

また、画像処理部２４は、第二画像処理部２６により、画像センサ１１から送信された画像データに含まれるシーラＳの塗布高さを測定する。ここで、第二画像処理部２６は、取得された画像データにおけるシーラＳを横断するラインレーザＬの像に生じた段差Ｓ１，Ｓ２の大きさを算出する画像処理（演算）を実行する。具体的には、第二画像処理部２６は、図６に示す画像データ中、シーラＳを横断するラインレーザＬに生じたシーラ側断続部Ｌａ１，Ｌｂ１の座標データを算出すると共に、ワーク側断続部Ｌａ２，Ｌｂ２の座標データを算出する。そして、これら算出した座標データＬａ１，Ｌｂ１，Ｌａ２，Ｌｂ２の値に基づいて、画像データ中のラインレーザＬに生じたシーラＳの一方の側縁部ＳａとワークＷとの段差Ｓ１と、シーラＳの他方の側縁部ＳｂとワークＷとの段差Ｓ２とを算出する。そして、例えば段差Ｓ１，Ｓ２のうち大きいほうの値をシーラＳの塗布高さとして測定（評価）する。

そして、第二画像処理部２６は、測定したシーラＳの塗布高さを記憶部２７に記憶されている基準データ（基準値又は閾値）と比較して、その良否を判定する。そして、第二画像処理部２６は、測定したシーラＳの塗布高さが基準値に至らず、その位置におけるシーラＳの塗布状態を不良と判定した場合に、この塗布不良を解消させるべく、塗布不良の位置（座標）に係るデータをロボット制御盤６に送信する。

具体的には、第二画像処理部２６がシーラＳの塗布状態を不良であると判断した場合、画像処理部２４は、その旨をノズル８の位置データ（座標データ）と共にロボット制御盤６に送信する。ロボット制御盤６は、この不良判定情報を受信すると、演算処理部１９及びロボット制御部２１により多関節アーム１０を駆動してシーラガン２を不良状態と判定された位置（座標）へと移動させる。その後、ロボット制御部２１は、シーラガン２を作動させて、ノズル８からシーラＳを吐出させ、不良箇所を修正する。

以上説明したように、本実施形態に係るシーラ塗布装置１によれば、線状に塗布されたシーラＳを横断するようにラインレーザＬを照射すると共に、このラインレーザＬが映り込むようにシーラＳの画像を取得して、画像中のラインレーザＬに生じたシーラＳとワークＷとの段差Ｓ１（Ｄ２）に基づいてシーラＳの高さ寸法を算出することができる。よって、線状に塗布されたシーラＳの塗布高さを塗布作業中であっても正確に測定することができる。また、このシーラ塗布装置１によれば、いわゆる画像処理（第二画像処理部２６）によってシーラＳの塗布高さを測定することができるので、塗布高さの測定に用いたものと同一の画像に対して、線状シーラの塗布幅を測定するための公知の画像処理（例えば図６に示す検出エリア２８を用いた画像処理）を施すことができる。これにより、最小限の設備及び工数でもってシーラＳの塗布幅と塗布高さの双方を正確にかつ塗布作業中に測定することが可能となる。従って、シーラＳの塗布量を塗布作業中に正確に評価することができ、これにより塗布作業の自動化を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、画像センサ１１及び照射装置５は、シーラガン２に伴って移動すると共に、シーラガン２に対する位置を駆動装置１２により変更可能に構成され、制御装置としてのロボット制御盤６は、線状をなすシーラＳのうちラインレーザＬが横断している部分を常に撮像可能なように、シーラガン２に対する画像センサ１１と照射装置５の移動を制御した。これにより、画像センサ１１と被撮像領域（シーラＳのうちラインレーザＬが横断する部分）との間、及び照射装置５と被撮像領域との間にシーラガン２が介在する事態を確実に回避することができる。従って、ワークＷに塗布されたシーラＳの形態に関わらず、シーラＳの塗布高さを任意のタイミングで正確にかつ確実に測定することが可能となる。

また、本実施形態では、連結部材１８により画像センサ１１と照射装置５とを相互に連結することで、図３に示すように、画像センサ１１によるシーラＳの撮像方向Ｄ１と照射装置５によるラインレーザＬの照射方向Ｄ２との関係を一定に維持し、かつ、図７に示すように、画像センサ１１により取得した画像データの中心１１ａが、画像データに含まれるラインレーザＬの像、及びシーラＳの像と重なるように、シーラＳを撮像すると共に、ラインレーザＬを照射するようにした。このようにしてシーラＳの画像データを取得し、第二画像処理部２６により塗布高さの測定のための画像処理を施すことで、取得した画像データに対して常に同じ条件で画像処理を施すことができる。従って、処理に要する時間を大幅に短縮することができ、これによりシーラ塗布作業の高速化に対応することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係るシーラ塗布装置及びこの塗布装置を用いた塗布方法は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

例えば、上記実施形態では、連結部材１８により画像センサ１１と照射装置５を相互に連結し、画像センサ１１を所定のアクチュエータ１３で駆動させることで、画像センサ１１と照射装置５を所定の位置に移動可能とした場合を例示したが、もちろんこれには限られない。例えば図示は省略するが、アクチュエータ１３とは別個のアクチュエータを新たに設けて照射装置５を画像センサ１１とは独立して駆動可能に構成し、移動後も図３に示す位置関係を画像センサ１１と照射装置５との間で維持できるように、各アクチュエータの動作をロボット制御盤６で制御してもよい。

また、上記実施形態では、画像センサ１１によるシーラＳの撮像方向Ｄ１と照射装置５によるラインレーザＬの照射方向Ｄ２とがなす角度θ１が一定に維持される場合を例示したが、もちろんこれについても限定されない。例えば画像センサ１１と照射装置５の少なくとも一方に姿勢変化を可能とする機構を設けて、角度θ１を可変とすることも可能である。

また、上記実施形態では、画像センサ１１の撮像方向Ｄ１が斜め下方に設定される場合を例示したが（図３（ａ）を参照）、もちろん鉛直下方に撮像方向Ｄ１を設定してもかまわない。

また、上記実施形態では、撮像装置４（画像センサ１１）及び照射装置５を何れもシーラガン２に支持させた状態でシーラガン２と共に移動する場合を例示したが、もちろんこれ以外の構成を採ることも可能である。例えば画像センサ１１と照射装置５をシーラガン２から離れた位置に保持して、シーラガン２から塗布されたシーラＳを追尾しながら撮像、及びラインレーザＬを照射してもよい。

また、上記実施形態では、ロボット制御盤６（制御装置）が、塗布幅と塗布高さの測定値をそれぞれ記憶部２７の基準値又は閾値と比較し、良否を判定した場合を例示したが、これ以外の基準で良否を判定することも可能である。例えばロボット制御盤６が、塗布幅と塗布高さの積（に所定の係数を乗じた値）を塗布量とみなして、この塗布量の基準値又は閾値と比較することで、塗布状態の良否判定を行うことも可能である。

１ シーラ塗布装置
２ シーラガン
３ 塗布ロボット
４ 撮像装置
５ 照射装置
６ ロボット制御盤（制御装置）
８ ノズル
９ モータ
１０ 多関節アーム
１１ 画像センサ
１３ アクチュエータ
１８ 連結部材
２１ ロボット制御部
２２ 位置制御部
２５ 第一画像処理部
２６ 第二画像処理部
Ｌ ラインレーザ
Ｓ シーラ
Ｓａ，Ｓｂ シーラの側縁部
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. ワークに対してシーラを線状に塗布可能なシーラガンと、前記シーラガンを移動可能な塗布ロボットと、前記ワークに塗布された線状シーラを撮像してその画像を取得可能な撮像装置と、前記塗布ロボットと前記撮像装置を制御可能な制御装置とを備えたシーラ塗布装置であって、
   前記線状シーラを横断するようにラインレーザを照射可能な照射装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記線状シーラのうち前記ラインレーザが横断している部分を撮像してその画像を取得するように前記撮像装置及び前記照射装置を制御し、
   前記制御装置は、前記画像中の前記ラインレーザに生じた前記線状シーラと前記ワークとの段差に基づいて前記線状シーラの高さ寸法を算出する高さ寸法算出部を有する、シーラ塗布装置。
2. 前記撮像装置及び前記照射装置は、前記シーラガンに伴って移動すると共に、前記シーラガンに対する位置を変更可能に構成され、
   前記制御装置は、前記線状シーラのうち前記ラインレーザが横断している部分を常に撮像可能なように、前記シーラガンに対する前記撮像装置と前記照射装置の移動を制御する請求項１に記載のシーラ塗布装置。
3. 前記制御装置は、前記撮像装置による前記画像の撮像方向に対して前記ラインレーザが常に所定の方向に照射されるように、前記撮像装置と前記照射装置の移動を制御する請求項１又は２に記載のシーラ塗布装置。

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