JP3278490B2

JP3278490B2 - 塗膜欠陥検査装置

Info

Publication number: JP3278490B2
Application number: JP08183593A
Authority: JP
Inventors: 直樹山田; 和人笹西; 浩志池田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-04-08
Filing date: 1993-04-08
Publication date: 2002-04-30
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: JPH06294757A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗膜表面の凹状欠陥を
検査する塗膜欠陥検査装置、特に、その凹状欠陥が「は
じき」欠陥であるか否かを検査する装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】車体塗装の仕上り品質の良否は車両の商
品性に大きく影響するので、一般に、車両製造ラインの
車体塗装工程の後工程には塗膜欠陥検査工程が設けられ
ている。この塗膜欠陥検査工程においては、車体表面に
施された塗膜に対して種々の欠陥検査が行われる。例え
ば、特開昭６２−２３３７１０号公報には、塗膜表面に
光を照射し、その塗膜表面からの反射光から得られる情
報に基づいて塗膜の欠陥検査を行う塗膜欠陥検査装置が
開示されている。さらに、特開平４−２０４３１４号公
報には、照射光の光学特性を塗膜表面と平行な平面内に
おいて一方向にのみ変化させることにより、上記塗膜の
欠陥が凸状欠陥であるか凹状欠陥であるか、およびその
欠陥の大きさを検出する塗膜欠陥検査装置が開示されて
いる。

【０００３】上記塗膜欠陥検査工程において検出される
塗膜欠陥のうち凹状欠陥には、いわゆる「はじき」欠陥
と「ゆず肌」欠陥とがある。

【０００４】上記「はじき」欠陥は、図８（ａ）に示す
ように、車体２の表面に予め形成された被塗装面８に付
着した水、油等により塗料がはじかれて、その部位には
塗膜が形成されずに、該部位が塗膜表面４に対して凹陥
部６となる欠陥である。一方、上記「ゆず肌」欠陥は、
肌特性の１つである「ゆず肌」の程度が所定の許容限度
を超えた場合の欠陥であって、溶剤の蒸発速度が速すぎ
たり、塗料吹付け距離が遠すぎたりしたために、塗膜表
面４上に数多くの細かい凹陥部６が形成される欠陥であ
る。

【０００５】これらの凹状欠陥が発生した場合には、そ
の後工程において塗膜研磨等により凹状欠陥の修正処理
が行われ、さらに、凹状欠陥の再発を未然に防止するた
め、該凹状欠陥発生の事実を前工程にフィードバックし
てその再発防止のための措置が講じられる。この場合、
上記「はじき」欠陥に対しては、その発生原因が車体塗
装の前処理工程にあることから、この前処理工程にフィ
ードバックして被塗装面への水、油等の付着を防止する
措置が講じられ、「ゆず肌」欠陥に対しては、その発生
原因が車体塗装工程にあることから、この車体塗装工程
にフィードバックして塗装条件の変更措置が講じられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の塗膜欠陥検査装置においては、凹陥部の大小によ
り、「はじき」欠陥と「ゆず肌」欠陥との識別を行うよ
うになっているので、次のような問題が生じていた。す
なわち、たとえ「はじき」欠陥として発生した凹陥部で
あっても、この凹陥部が小さい場合には、この凹陥部と
「ゆず肌」欠陥として発生した凹陥部との識別が困難と
なり、このため、前工程へのフィードバックを凹状欠陥
の発生原因に応じて適切に行うことができない、という
問題があった。

【０００７】なお、このような問題は、被塗布物が車体
以外のものである場合にも同様に生じ得る問題である。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、「はじき」欠陥として発生した凹陥部
と「ゆず肌」欠陥として発生した凹陥部との識別を簡単
かつ確実に行うことができる塗膜欠陥検査装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る塗膜欠陥検
査装置は、「はじき」欠陥として発生する凹陥部は絶対
数が少なく孤立して存在するのに対して、「ゆず肌」欠
陥として発生する凹陥部は「ゆず肌」が肌特性であるこ
とから狭い範囲内に周期的に存在する、という現象に着
目し、ある凹状欠陥を中心とする塗膜表面の所定範囲内
に他の凹状欠陥が存在しないとき、これを「はじき」欠
陥であると認識することにより、上記目的達成を図るよ
うにしたものである。

【００１０】すなわち、請求項１に記載したように、塗
膜表面の凹状欠陥を検出する検出手段と、上記検出手段
により検出された特定の凹状欠陥を中心とする前記塗膜
表面の所定範囲内に他の凹状欠陥が存在しないとき、前
記特定の凹状欠陥を「はじき」欠陥であると認識する一
方、前記特定の凹状欠陥を中心とする前記塗膜表面の所
定範囲内に他の凹状欠陥が存在するとき、前記特定の凹
状欠陥が前記他の凹状欠陥よりも所定値以上大きけれ
ば、前記特定の凹状欠陥を「はじき」欠陥であると認識
する認識手段と、を備えてなることを特徴とするもので
ある。

【００１１】上記「検出手段」は、塗膜表面の凹状欠陥
を検出することができるものであれば、特定の検出手段
に限定されるものではないが、例えば、請求項２に記載
したように、塗膜表面と平行な平面内において一方向に
のみ光学特性が変化する照射光で塗膜表面を照射する光
照射手段を備えてなる構成とすることができる。この場
合における「光学特性」としては、照射光の光度、照射
光の波長等が採用可能である。

【００１２】

【発明の作用および効果】塗膜表面上に「はじき」欠陥
として発生する凹陥部は絶対数が少なく孤立して存在す
るのに対して、「ゆず肌」欠陥として発生する凹陥部は
「ゆず肌」が肌特性であることから狭い範囲内に周期的
に存在するが、請求項１記載の発明においては、このよ
うな現象に基づき、上記検出手段により検出された特定
の凹状欠陥に対し、これを中心とする塗膜表面の所定範
囲内に他の凹状欠陥が存在しないとき、この特定の凹状
欠陥を「はじき」欠陥であると認識するようになってい
るので、「はじき」欠陥として発生した凹陥部と「ゆず
肌」欠陥として発生した凹陥部との識別を簡単かつ確実
に行うことができる。そして、これにより、前工程への
フィードバックを凹状欠陥の発生原因に応じて適切に行
うことができる。

【００１３】なお、上記特定の凹状欠陥を中心とする塗
膜表面の所定範囲内に他の凹状欠陥が存在するときに
は、請求項１記載の発明では、この特定の凹状欠陥を
「はじき」欠陥であると認識しないが、この場合には、
上記構成に加え、請求項２に記載したように、上記特定
の凹状欠陥が他の凹状欠陥よりも所定値以上大きけれ
ば、この凹状欠陥を「はじき」欠陥であると認識する構
成とすればよい。この場合における「所定値以上大きけ
れば」とは、凹状欠陥の穴径が所定値以上であること、
凹状欠陥の深さが所定値以上であること、あるいは凹状
欠陥の穴径および深さが共に所定値以上であること、の
いずれの場合をも含む概念である。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例について説明する。

【００１５】図１は、本発明に係る塗膜欠陥検査装置の
一実施例を示す斜視図である。

【００１６】この塗膜欠陥検査装置１０は、車体２の塗
装検査ステーション（図示の位置）において台座１２に
載置されたロボット装置１４と、ロボットコントローラ
１６と、光照射手段コントローラ１８と、画像処理プロ
セッサ２０と、ホストコンピュータ２２とからなってい
る。

【００１７】上記ロボット装置１４には、その先端アー
ム２４に光照射手段２６と、ＣＣＤカメラ２８とが支持
金具３０を介して取り付けられている。これら光照射手
段２６およびＣＣＤカメラ２８は、塗装検査ステーショ
ンに搬入された車体２の塗膜表面４をトレースし、その
際、光照射手段２６によって照射された光を、塗膜表面
４で反射させてＣＣＤカメラ２２に入射させるようにな
っている。

【００１８】上記のような光照射手段２６とＣＣＤカメ
ラ２８による塗装欠陥検査においては、ホストコンピュ
ータ２２によって与えられる指令によって、ロボットコ
ントローラ１６が駆動される。そして、それによるロボ
ットコントローラ１６の信号がロボット装置１４に送ら
れる。

【００１９】上記ロボット装置１４は、内蔵されている
図示しないアクチュエータが作動し、これにより、ロボ
ット装置１４は光照射手段２６およびＣＣＤカメラ２８
が車体２の表面をなぞるように、これら光照射手段２６
およびＣＣＤカメラ２８を移動させるとともに、ＣＣＤ
カメラ２８によって得られるビデオ信号を画像処理プロ
セッサ２０に出力するようになっている。

【００２０】上記画像処理プロセッサ２０では、ビデオ
信号を増幅した後に微分し、その微分信号が、予め設定
したしきい値を超えるビデオ信号の走査線とこの走査線
上でのタイミングの検出を行い、そのデータをホストコ
ンピュータ２２に伝送して解析させる。これにより、塗
膜表面４の凹状欠陥の位置の座標ならびにその穴径およ
び深さの検出を行うようになっている。

【００２１】次に、本実施例における塗装欠陥検査の詳
細を、図２〜図５により説明する。

【００２２】図２に示すように、上記光照射手段２６
は、光の射出面２６ａから射出する光の光度（線ｍの長
さで表されている）がこの射出面の矢印Ａ₁で示す一つ
の方向に強から弱に変化するようになっている。そし
て、上記光照射手段２６は、射出面２６ａから射出され
る光によって被膜表面４の光照射領域Ｓを照射するよう
になっている。

【００２３】上記のように、光には矢印Ａ₁で示す光度
変化が付けられているので、塗膜表面４には上記矢印Ａ
₁に対応する方向に、上記光度変化に対応した、照度変
化を有する光照射領域Ｓが生じる。そして、この光照射
領域Ｓがそれに含まれるカメラ視野Ｆを有するＣＣＤカ
メラ２８の上記カメラ視野Ｆにとらえられる。

【００２４】これにより、図３に示すように、ＣＣＤカ
メラ２８の受光画像３２において、上記矢印Ａ₁で示す
方向に対応して矢印Ａ₂で示す方向に明るさが強から弱
に変化する。

【００２５】このような状態において、塗膜表面４に凹
陥部６が生じていると、この凹陥部６で光照射手段２６
からの光の正反射方向が変化する。この光の正反射方向
の変化により、ＣＣＤカメラ２８の受光画像３２は、照
度が矢印Ａ２で示す方向に変化する状態で、上記凹陥部
６の明るさの変化状態がほかの部分とは異なったものと
なる。

【００２６】すなわち、光照射手段２６の上記射出面２
６ａの光度が比較的大きい位置２６Ａからの光が主とし
て上記凹陥部６の射出面２６ａと対向する側の面６ａに
当たって正反射方向が変化し、その一部がＣＣＤカメラ
２８に入射する。しかし、凹陥部６の上記面６ａと反対
側の面６ｂには、上記射出面２６ａの光度が比較的小さ
い位置からの光しか入射せず、ＣＣＤカメラ２８には、
凹陥部６の上記反対側の面６ｂからは光が殆ど入射しな
い。

【００２７】したがって、ＣＣＤカメラ２８の受光画像
３２は、図３に示すように、ＣＣＤカメラ２８の受光画
像３２の明るいところから暗いところに向かう矢印Ａ₂
で示す方向で、凹陥部６がはじめに他の部分よりも暗く
なり、この暗い部分を過ぎると他の部分よりも明るくな
る。

【００２８】上記画像処理プロセッサ２０に入力された
ビデオ信号の、凹陥部６の付近における一走査線上の信
号レベルは、図４に示すようになる。

【００２９】上記ビデオ信号はこの画像処理プロセッサ
２０において、微分処理され、さらにその絶対値がとら
れる。これにより、ビデオ信号は図５に示すような３つ
のピークを有する信号に変換される。この３つのピーク
のうち、ピークＡおよびピークＣは凹陥部６の外周縁部
分を表わすものであり、ピークＢは凹陥部６の領域中に
おいて信号レベルが大きく変化する部分を示している。

【００３０】ホストコンピュータ２２においては、上記
ピークＡおよびピークＣにより凹陥部６の穴径を算出
し、ピークＢにより凹陥部６の位置を算出する。

【００３１】また、このホストコンピュータ２２におい
ては、凹陥部６の位置におけるビデオ信号の信号レベル
（ピークＢ）に基づき受光画像３２中における凹陥部６
の明るさを検出し、この検出された明るさと上述のよう
にして得られた凹陥部６の穴径から凹陥部６の深さを算
出する。

【００３２】ホストコンピュータ２２においては、さら
に、上記凹陥部６が凹状欠陥のうち「はじき」欠陥とし
て発生した凹陥部であるのか、「ゆず肌」欠陥として発
生した凹陥部であるのか、の識別を行うようになってい
る。すなわち、塗膜表面４上に「はじき」欠陥として発
生した凹陥部は、その穴径および深さが比較的大きく、
また絶対数が少なく孤立して存在するのに対して、「ゆ
ず肌」欠陥として発生した凹陥部は、「ゆず肌」が肌特
性であることから、その穴径および深さが比較的小さ
く、また狭い範囲内に周期的に存在することに鑑み、図
６に示すようなフローで上記識別を行うようになってい
る。

【００３３】まず、ＣＣＤカメラ２８の受光画面３２上
のすべての凹陥部６にラベリングｈｉ（ｉ＝１〜ｎ）を
行い、こうしてラベリングされた凹陥部６のうちから１
つの凹陥部ｈｉ（ｉ＝１）を特定する（ステップＳ１、
Ｓ２）。そして、この凹陥部ｈｉを中心とする塗膜表面
４の所定範囲３４（図７（ａ）、（ｂ）において破線で
示す範囲）内に他の凹陥部ｈｊが存在するか否かを判定
する（ステップＳ３）。

【００３４】図７（ａ）に示すように、上記所定範囲３
４内に他の凹陥部ｈｊが存在しなければ、上記凹陥部ｈ
ｉは、孤立した凹陥部であるため、これを「はじき」欠
陥と認識する（ステップＳ３、Ｓ５）。一方、図７
（ｂ）に示すように、上記所定範囲３４内に他の凹陥部
ｈｊが存在している場合には、上記凹陥部ｈｉと他の凹
陥部ｈｊとの大きさ（穴径および深さ）の比較を行う
（ステップＳ４）。その結果、凹陥部ｈ１が他の凹陥部
ｈｊに対して穴径、深さ共に２倍以上であれば「はじ
き」欠陥と認識し、２倍以上でなければ「ゆず肌」欠陥
と認識する（ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６）。

【００３５】このようにして、１つの凹陥部ｈｉ（ｉ＝
１）についての識別作業が終了すると、次の凹陥部ｈｉ
（ｉ＝２）についての識別作業を行い、以下同様にし
て、すべての凹陥部ｈｉについての識別作業を行う（ス
テップＳ７、Ｓ８）。

【００３６】ホストコンピュータ２２は、画像処理プロ
セッサ２０により上記凹陥部６が検出されると、それが
「はじき」欠陥、「ゆず肌」欠陥いずれの場合にも、凹
状欠陥が発生したとして、後工程に対して、塗膜研磨等
により凹状欠陥の修正処理を行うよう所定の命令信号を
出力する。

【００３７】ホストコンピュータ２２は、さらに、凹状
欠陥の再発を未然に防止するため、該凹状欠陥発生の事
実を前工程にフィードバックしてその再発防止措置を講
じるための命令信号を出力する。この場合、上記「はじ
き」欠陥に対しては、その発生原因が車体塗装の前処理
工程にあることから、この前処理工程にフィードバック
して被塗装面への水、油等の付着を防止する措置が講じ
られ、「ゆず肌」欠陥に対しては、その発生原因が車体
塗装工程にあることから、この車体塗装工程にフィード
バックして塗装条件の変更措置が講じられる。

【００３８】以上詳述したように、本実施例によれば、
「はじき」欠陥として発生した凹陥部と「ゆず肌」欠陥
として発生した凹陥部との識別を簡単かつ確実に行うこ
とができる。そして、これにより、前工程へのフィード
バックを凹状欠陥の発生原因に応じて適切に行うことが
できる。

【００３９】なお、本実施例においては、塗膜表面４の
凹状欠陥を検査する場合についてのみ説明したが、塗膜
欠陥検査装置１０においては、塗膜表面４と平行な平面
内において一方向にのみ光学特性が変化する照射光で塗
膜表面４を照射する光照射手段２６を用いて塗膜欠陥検
査を行うようになっているので、塗膜表面４の凸状欠陥
についても検査することができる。その際、上記塗膜欠
陥が凸状欠陥であるか凹状欠陥であるかの判別およびそ
の塗膜欠陥の大きさ検出等については、上記「従来の技
術」の欄で引用した特開平４−２０４３１４号公報に開
示された方法に従って行えばよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塗膜欠陥検査装置の一実施例を示
す斜視図

【図２】上記実施例における塗膜欠陥検査の概要を示す
説明図

【図３】塗膜表面に凹状欠陥があるときの受光画像を示
す図

【図４】塗膜表面に凹状欠陥があるときのビデオ信号レ
ベルを示すグラフ

【図５】ビデオ信号に微分処理および絶対値処理を施し
た後の信号波形を示すグラフ

【図６】上記実施例における凹状欠陥識別のフローチャ
ート

【図７】凹状欠陥識別の説明のための受光画像を示す図

【図８】「はじき」欠陥と「ゆず肌」欠陥との差異を説
明するための断面図

【符号の説明】

２車体４塗膜表面６凹陥部（凹状欠陥）１０塗膜欠陥検査装置１４ロボット装置２０画像処理プロセッサ（検出手段）２２ホストコンピュータ（認識手段）２６光照射手段２８ＣＣＤカメラ３２受光画面３４所定範囲ｈｉ特定の凹陥部ｈｊ他の凹陥

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−245045（ＪＰ，Ａ) 特開平４−204359（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塗膜表面の凹状欠陥を検出する検出手段
と、前記検出手段により検出された特定の凹状欠陥を中心と
する前記塗膜表面の所定範囲内に他の凹状欠陥が存在し
ないとき、前記特定の凹状欠陥を「はじき」欠陥である
と認識する一方、前記特定の凹状欠陥を中心とする前記
塗膜表面の所定範囲内に他の凹状欠陥が存在するとき、
前記特定の凹状欠陥が前記他の凹状欠陥よりも所定値以
上大きければ、前記特定の凹状欠陥を「はじき」欠陥で
あると認識する認識手段と、を備えてなることを特徴とする塗膜欠陥検査装置。
【請求項２】検出手段が、前記塗膜表面と平行な平面
内において一方向にのみ光学特性が変化する照射光で前
記塗膜表面を照射する光照射手段を備えてなることを特
徴とする請求項１記載の塗膜欠陥検査装置。