JP3846621B2 - マーキング方法及びマーキング機能付塗面検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライン状の走査をその走査方向に対して交差する走査交差方向へシフトしつつ繰り返すことにより塗面を走査するロボットのアーム先端部に、塗面を撮像するイメージセンサを取付け、その所定の画像処理領域の画像信号を逐次取り込んで画像信処理を行う画像処理装置を付属させることにより、所定の画像処理領域ごとに塗面に生じている微小欠陥及びその位置を自動的に逐次検知すると共に、微小欠陥が検知された場合、塗面に微小欠陥位置を指示するマーキングを行う塗面検査装置用マーキング方法及びマーキング機能付塗面検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平３−１０１５０号公報により、搬送されてくる車両の上面及び両側面を照明する面発光体と、照明領域を撮像するイメージセンサとを車両搬送ラインに配置した車両用塗面検査装置が提案されている。これにより、レーザ光によらずに面光源の拡散光を利用する簡単な構成の光学系により、反射角の緩やかなゆず肌に対しては反射光レベルを低下させることなく、ゆず肌と弁別して反射角の変化による反射光レベルの低下を基にゴミに起因するブツ、傷等の凹凸状の微小欠陥を画像処理により検出することができる。また、塗面を撮像した画像信号を処理して微少欠陥を検知するその他の装置も周知であり、このような撮像装置をロボットアームに取付けて塗面を走査することも行われている。
【０００３】
一方、欠陥が検知された場合にその位置をマーキングする装置としては、特開平７−１２７５０号公報により、テープ把持部を備えたロボットにより、塗面の画像処理結果に応じて欠陥位置に剥離可能なテープを貼着させるのが周知である。さらに、搬入車両の画像処理工程の後に配置したゲートに、多数の染料吐出ノズルを車両搬送方向と交差方向に配列して、検知された欠陥位置がゲートに侵入した時点でその位置に対応するノズルを選択的に作動させる装置も周知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような装置によれば、塗面検査工程に搬入された車両を停車させずに、マーキングすることができるが、いずれも別途にマーキング専用装置を構成するために構造が複雑になり、そのための占有スペースを必要とし、設備コストも高価になる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて、ロボット走査による検査装置自体で、検知された微小欠陥の位置をその塗面走査中にマーキングすることを可能にする塗面検査装置用マーキング方法及びマーキング機能付塗面検査装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するための方法としては、請求項１により、ライン状の走査をその走査方向に対して交差する走査交差方向へシフトしつつ繰り返すことにより塗面を走査するロボットのアーム先端部に、塗面を撮像するイメージセンサを取付け、その画像信号を逐次取り込んで画像信号処理を行う画像処理装置を付属させることにより、所定の画像処理領域ごとに塗面に生じている微小欠陥及びその位置を自動的に逐次検知するようになった塗面検査装置において、この塗面検査装置により検知された微小欠陥の位置を塗面検査中に塗面に指示するための塗面検査装置用マーキング方法であって、アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを走査交差方向へ２個並置させて取付け、この２個の印字ヘッドに、１個の微小欠陥が検知されると、所属の画像処理領域の印字域に画像処理領域の走査交差方向の両側の境界領域を指示する２個のマークをプリントさせることを特徴とする。これにより、微少欠陥の上方領域を通過する時点で双方の印字ヘッドが作動し、画像処理領域の走査交差方向の両側のマーク間の範囲内に微少欠陥が存在するのが指示される。
【０００７】
前述の目的を達成するための装置としては、請求項２により、ライン状の走査をその走査方向に対して交差する走査交差方向へシフトしつつ繰り返すことにより塗面を走査するロボットのアーム先端部に、塗面を撮像するイメージセンサを取付け、その画像信号を逐次取り込んで画像信号処理を行う画像処理装置を付属させることにより、所定の画像処理領域ごとに塗面に生じている微小欠陥及びその位置を自動的に逐次検知するようになった塗面検査装置において、アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを取付けると共に、この印字ヘッドに画像処理領域における印字域で微少欠陥位置自体及び印字域からの微少欠陥位置の方向を指示する形状の複数種類のマーク中のいずれかをプリントさせる印字制御手段と、各所定の画像処理領域の画像信号処理の終了時点で画像処理装置から供給される画像処理領域データ及び微少欠陥位置データを基に印字域に対する微少欠陥位置の位置関係に応じていずれの形状のマークをプリントすべきかを判断して印字制御手段を作動させる印字記号判断手段とを付属させたことを特徴とする。別の装置としては、請求項６により、アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを走査交差方向へ２個並置させて取付けると共に、この２個の印字ヘッドに、１個の微小欠陥に対して所属の画像処理領域の印字域に画像処理領域の走査交差方向の両側の境界領域を指示する２個のマークをプリントさせる印字制御手段を備える。
【０００８】
請求項２により、印字記号判断手段は、各画像処理領域の画像信号処理の終了時点で供給される画像処理領域データ及び微少欠陥位置データに応答して、画像処理領域中の微少欠陥位置を印字域でのプリントにより指示する形状のマークを判断する。印字制御手段は、この判断結果に応じて選択したマークを塗面に対して離間した位置からインク噴射によりプリントする。微少欠陥位置が印字域であればその微少欠陥位置自体を指示し、域外であれば微少欠陥位置の方向を指示する。また、請求項６によれば、各画像処理領域の画像信号処理の終了時点で供給される画像処理領域データ及び微少欠陥位置データに応答して、微少欠陥位置が、２個の印字ヘッドにより画像処理領域の走査交差方向の両側の境界領域をマークすることにより指示される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図６を基に本発明のマーキング方法を実施する車両用塗面検査装置を説明する。図１に示すように、車両１の搬送路の両側にロボット３９、３９ａが配置され、それぞれのロボットアーム３８、３８ａの先端部に取付けられた基部２９には、面発光体１０及びイメージセンサとしてのＣＣＤカメラ２１よりなる撮像装置２０と、その撮像領域へ向けて上方からインクを噴射する非接触式印字ヘッドとしてのインクジェットヘッド３０とが取付けられている。
【００１０】
面発光体１０は、直管形蛍光灯、その前方に配置され、照射光の横幅を制限する縦長のスリット及びその前方に配置され入射する照射光を横幅方向にわたり縦方向に沿った平行光に変換する縦長のフレネルレンズを内蔵している。
【００１１】
ロボット３９、３９ａは、それぞれの分担する車両１の両側の側面及び上面の半分の走査領域について、搬送速度よりも走査速度が大巾に速いことを前提に、図５に示すように、ロボット３９、３９ａを双方が干渉しないように半分をさらに分割した走査領域について走査方向（前後方向）へ走査交差方向（車幅方向）に僅かづつシフトして折返しながら連続的に繰り返し移動させ、その途中で逐次後述の画像処理領域４９に距離を置いて所定の姿勢で対面するように、３次元位置及び３軸方向の角度が制御されるようにティーチングされている。逆に、車両１の幅の狭い後部は、折返しながら車幅方向に連続的に移動させる。
【００１２】
ＣＣＤカメラ２１は面発光体１０の例えば５０ｃｍの前方位置の塗面での照射領域よりも充分広い横幅で、２００ｍｍ程度の縦幅の範囲の正反射光が入射するように配向されている。即ち、面発光体１０の縦横の中心位置を通る中心光軸と、ＣＣＤカメラ２１の中心光軸とがそれぞれの例えば前方５０ｃｍで交差するように設定されている。
【００１３】
撮像装置２０には、ＣＣＤカメラ２１から出力される画像信号レベルがブツに起因して通常の高い信号レベルから低下するのを検出する画像処理装置４０が付属している。この装置は、例えばパソコンを利用して構成され、図２に示すように、所定の走査位置に停止したＣＣＤカメラ２１の１画面（図３Ａ参照）分の画像信号を逐次更新しつつ格納し、ゆず肌の影響を抑制するために画像処理領域４９（同図Ｂ及びＣ参照）を絞り込む前処理手段４１と、画像処理領域４９の画像信号を取り込んでブツ候補を検出するブツ候補検出手段４２（同図Ｄ参照）と、ブツ候補が形成するブツ候補領域Ｄｂが外接する方形Ｒの縦横長からブツであるか否かを判定するブツ判定手段４３と（同図Ｅ参照）、実際にブツと判定されたブツ候補領域Ｄｂのアドレスを走査位置データに関連させて微少欠陥位置データとして格納しておくブツデータ格納手段４４と、そのブツデータを画面に表示させたり或はプリントアウトする出力手段４５とを備えている。
【００１４】
前処理手段４１は、１画面分の画像について、図３Ａに示すように、明暗処理により、同図Ｂ及びＣに示すように、明部近辺を含めた切り出しを行い、さらに横方向に向かうのに伴って明暗境界領域では傾斜変化の緩やかなゆず肌も検出する可能性のある両側領域を除いて画像処理領域４９を予め設定した範囲に絞り込む。ブツ候補検出手段４２は、同図Ｄに示すように、取り込んだ画像処理領域４９の画素ごとの画像信号を横方向に読出し走査することにより、明るい塗面に対応して立上っている高画像レベルからの立ち下がり点Ｔｆ及び立上り点Ｔｒを検出し、これらの差が画素ラインデータ中の最大画像レベルの例えば３０％の基準値Ｔｈを上廻ると、その領域の画素ラインデータをブツ候補として判定する。ブツ判定手段４３は、同図Ｅに示すように、順に隣合うブツ候補の画素ラインデータで形成されるブツ候補領域Ｄｂが外接する方形Ｒを作成し、その縦横の長さをそれぞれ算出して、いずれかが所定の長さを上廻るとブツと判定する。
【００１５】
これにより、ロボットアーム３８、３８ａが連続的に移動する過程で、その走査方向に面発光体１０の長手方向に沿った例えば１０ｃｍ及びその走査交差方向の横幅４ｃｍの画像処理領域４９が逐次シフトして検査される。走査速度は、車両１の移動速度に対して高速であるが、車両１の移動速度を考慮して往復の走査速度及び端点が僅か補正され、等価的に停止車両を３５ｃｍ／秒で往復走査し、また各画像処理領域４９の画像処理時間は１／３０秒程度である。
【００１６】
インクジェットヘッド３０は、画像処理領域４９の走査交差方向の中間位置に対面するように、基部２９の中間位置に下設され、また面発光体１０の塗面検査に有効な光照射範囲及びＣＣＤカメラ２１の塗面検査に有効な撮像範囲に侵入しないように、前述の面発光体１０とＣＣＤカメラ２１の中心光軸の前方５０ｃｍの交差位置よりも１０ｃｍ程度上方へ後退するように設定されている。このようなインクジェットヘッド自体としては、帯電されたインクジェットビームを偏向電圧により噴射方向を制御して所定形状のマークをプリントする方式等が周知である。また、通常のペーパプリンタ用としてでなく、非接触プリント用として例えばコンベヤで搬送される商品に対して所定位置で上方の離間位置から自動的に順に製造年月日等をプリントするのに使用されている。
【００１７】
インクジェットヘッド３０には、図４に示すように、画像処理装置４０からの画像処理終了時点で入力される微少欠陥位置データ及び画像処理領域データと走査方向データとを基にいずれの形状のマークをプリントすべきかを判断する印字記号判断手段３５と、種々のマーク形状について偏向制御用の印字制御データが格納された印字データ格納手段３６と、印字記号判断手段３５の判断結果に応じて印字データ格納手段３６から取り込んだ印字制御データによりインクジェットヘッド３０の作動を制御する印字制御手段３７とが付属している。
【００１８】
印字記号判断手段３５は、微少欠陥位置データが入力した時点で、画像処理領域データで逐次特定される画像処理領域４９中に在るインクジェットヘッド３０の下方の塗面の印字域Ｐ（図６参照）に対する微少欠陥３の位置を判断し、この位置関係に対応してプリントすべきマークを判断する。印字データ格納手段３６には、微少欠陥３を包囲するように印字域Ｐの中心点を中心として例えば一辺が２ｃｍの正方形マーク５０（図６参照）、この印字域Ｐを囲むマークの範囲外に微少欠陥３が検知された場合の走査方向の矢印マーク５１、その逆の走査方向の矢印マーク、正方形マーク５０に対して走査交差方向の外側に検知された場合の矢印マーク５２及びその逆方向の矢印マークの印字制御データが格納されている。
【００１９】
このように構成された車両用塗面検査装置の動作は次の通りである。車両１が検査位置に搬送されてくると、ロボット３９、３９ａは撮像装置２０の対面位置及び姿勢を逐次制御しつつ分担する側面及び上面の全塗面を走査して検査する。これにより、各画像処理領域４９において、撮像装置２０は、照射光がＣＣＤカメラ２１の中心光軸に反射するように画像処理領域４９の中心に対して対面位置及び姿勢が制御される。したがって、平坦な塗面からは少なくとも横幅方向には拡散することなく、正反射光が入射し、ブツ領域ではその光散乱により正反射光の入射光量が大幅に低減する。
【００２０】
撮像装置２０は画像処理領域４９より広い領域の画像信号を画像処理のために一旦格納する。画像処理装置４０により、画像信号レベルの低下によりブツ候補が検出され、その判定で実際のブツ或は同様な微少欠陥が検出され、微少欠陥位置データが格納される。例えば、図６において、矢印Ａ方向へ走査中に、印字域Ｐの２ｃｍ平方の範囲内に微少欠陥３が検知された場合、正方形マーク５０をプリントする（図６Ａ）。印字域Ｐは、画像処理及び印字処理の所要時間に対応して画像処理領域４９の中心位置よりも下流側へ僅かにずれるために、正方形マーク５０も中心位置よりも下流側へ僅かにずれてプリントされるが、実質上問題がなく、場合によってはこれを考慮してマークを判断することもできる。検知された微少欠陥３がこの２ｃｍ平方の範囲よりも下流側へずれていると判断された場合には、その方向を印字域Ｐで指示する形状の矢印マーク５１がプリントされ（同図Ｂ）、上流側の場合逆の矢印マークがプリントされる。２ｃｍ平方よりも走査交差方向へずれている場合には矢印マーク５２がプリントされ（同図Ｃ）、逆の走査交差方向の場合逆の矢印マークがプリントされる。検査者は、このような正方形マークの内部で微少欠陥３を確認するか、或は矢印マークの指示された方向に従い、おおよそ認識している画像処理領域４９内で微少欠陥３を確認する。
【００２１】
往復走査により、走査方向が矢印Ｂ方向へ反転し、マークで囲める印字域Ｐに微少欠陥３が検知された場合、同様に正方形マーク５０をプリントする（同図Ｄ）。下流側へずれている場合には、矢印マーク５３がプリントされ（同図Ｅ）、走査交差方向へずれている場合には対応した矢印マーク５４がプリントされる（同図Ｆ）。尚、同一画像処理領域４９内に場合により複数個微少欠陥３が検知された場合、僅かな印字域の位置ずれを伴って連続的にプリントされる。
【００２２】
以上、矢印形状のマークを４種類用意した場合について説明したが、さらに斜め方向を指示する形状の矢印マークも複数個格納しておくことにより、さらに精度良く方向指示を行うこともできる。
【００２３】
図７は第２の実施の形態を示すもので、基部２９にその交差方向へ、即ち走査方向へ沿って取付けられたアーム２９ａの両側にインクジェットヘッド３０が取付けられている。これらの取付け位置は、画像処理領域４９から双方の走査方向へそれぞれ僅かに外れた位置に設定されている。これにより、インクジェットヘッド３０は画像処理領域４９をその画像処理直後に通過し得ることにより、マークは、微少欠陥３を囲む円形マークと、その走査交差方向の互いに逆の２種類の矢印との印字制御データが印字データ格納手段３６ａに格納されている。
【００２４】
所属の印字記号判断手段３５ａは、画像処理領域データで特定された領域中の微少欠陥３の位置を判断し、印字域Ｐが微少欠陥３の上方領域を通過する時点を走査位置データより判断し、さらにその通過時点での印字域Ｐに対する微少欠陥３の位置関係からマークの種類を判断し、印字制御手段３７ａを作動させる。これにより、走査交差方向中央部の所定の円形範囲に微少欠陥３が検知された場合、その上方をインクジェットヘッド３０が通過する時点で円形マーク５５がプリントされる（図８Ａ）。この円形の範囲外の場合、その側方を通過する時点でその方向を指示する矢印マーク５６が印字域Ｐにプリントされる（同図Ｂ）。この装置の場合、走査方向の記号は不要となる。ロボット３９、３９ａにより、後続する隣の画像処理領域４９で大幅な姿勢制御が行われない限り、精度良くマーキングが行われる。
【００２５】
図９は第３の実施の形態を示すもので、前述のアーム２９ａの両端部にそれぞれ一対のインクジェットヘッド３０が並置されている。即ち、個々の印字範囲が走査交差方向の幅よりも狭いインクジェットヘッド３０が走査交差方向の両側に離間して配置されることにより、画像処理領域４９の走査交差方向の境界を指示し得るようにそれぞれ対向するコの字形マーク５８、５８ａ（図１０）を印字する。これにより、微少微少欠陥３の上方領域をインクジェットヘッド３０が通過する時点で、双方のインクジェットヘッド３０が作動し、対向するコの字形マーク５８、５８ａがプリントされ、したがって両側のコの字形で囲まれる長方形領域４９ａの範囲内に微少欠陥３が存在するのが指示される。
【００２６】
図１１は、画像処理領域４９の走査交差方向の幅が、その下流側にシフトされて取付けられたインクジェットヘッド３０の印字可能な範囲程度に相対的に狭い場合についての第４の実施の形態を示す。この場合、微少欠陥３を全ていずれかのマークで包囲し得るように、僅かづつ走査交差方向へ位置のずれた複数個の円形マークの印字制御データが格納される。これにより、微少欠陥３の上方をインクジェットヘッド３０が通過する時点で、対応位置の円形マーク５９がプリントされて微少欠陥３を包囲し、走査交差方向へずれた微少欠陥３に対しては、対応してずれた円形マークが選択される（同図Ａ）。また、矢印の直前位置に微少欠陥３を指示するように、僅かづつ位置のずれた矢印マーク５９ａを複数個用意しておくことも考えられる（同図Ｂ）。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１又は請求項６の発明によれば、検査装置自体に非接触式プリンタの印字ヘッドを組み込むことにより、嵩張らない構造で塗面検査時のロボット走査中に、検知された微小欠陥の位置が、その画像処理領域の走査交差方向の両側の境界領域をマーキングして指示され、したがって走査交差方向に広い画像処理領域に対してマーキング域が制限されてもその範囲が指示され、位置確認が容易となる。
【００２８】
請求項２の発明によれば検査装置自体に非接触式プリンタの印字ヘッドを組み込むことにより、嵩張らない構造で塗面検査時のロボット走査中に、検知された微小欠陥の位置自体及びその位置の方向が指示され、したがって走査交差方向に広い画像処理領域に対してマーキング域が制限されてもその範囲が指示され、位置確認が容易となる。
【００２９】
その際、請求項３の発明により微少欠陥位置の範囲を指示することができ、請求項４の発明によれば、マークによる方向指示を走査方向に対して走査交差方向のみにすることができ、請求項５の発明によれば、往復走査する場合でも方向指示を走査交差方向のみにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による塗面検査装置の構成を示す側面図である。
【図２】同塗面検査装置の撮像装置に付属する画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】同画像処理装置の動作を説明する図である。
【図４】同塗面検査装置のインクジェットヘッドに付属する回路装置の構成を示すブロック図である。
【図５】同塗面検査装置の塗面走査動作を説明する図である。
【図６】同塗面検査装置のマーキング動作を説明する図である。
【図７】第２の実施の形態による塗面検査装置の構成を示す図である。
【図８】図７による塗面検査装置の動作を説明する図である。
【図９】第３の実施の形態による塗面検査装置の構成を示す図である。。
【図１０】図９による塗面検査装置の動作を説明する図である。
【図１１】第４の実施の形態による塗面検査装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１ 車両
１０ 面発光体
２１ ＣＣＤカメラ
３０ インクジェットヘッド
３８、３８ａ ロボットアーム
３９、３９ａ ロボット
４９ 画像処理領域
５０ 正方形マーク
５１〜５４、５６、５９ａ 矢印マーク
５５、５９ 円形マーク
５８、５８ａ コの字形マーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライン状の走査をその走査方向に対して交差する走査交差方向へシフトしつつ繰り返すことにより塗面を走査するロボットのアーム先端部に、塗面を撮像するイメージセンサを取付け、その所定の画像処理領域の画像信号を逐次取り込んで画像信処理を行う画像処理装置を付属させることにより、所定の画像処理領域ごとに塗面に生じている微小欠陥及びその位置を自動的に逐次検知すると共に、微小欠陥が検知された場合、塗面に微小欠陥位置を指示するマーキングを行う塗面検査装置用マーキング方法及びマーキング機能付塗面検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平３−１０１５０号公報により、搬送されてくる車両の上面及び両側面を照明する面発光体と、照明領域を撮像するイメージセンサとを車両搬送ラインに配置した車両用塗面検査装置が提案されている。これにより、レーザ光によらずに面光源の拡散光を利用する簡単な構成の光学系により、反射角の緩やかなゆず肌に対しては反射光レベルを低下させることなく、ゆず肌と弁別して反射角の変化による反射光レベルの低下を基にゴミに起因するブツ、傷等の凹凸状の微小欠陥を画像処理により検出することができる。また、塗面を撮像した画像信号を処理して微少欠陥を検知するその他の装置も周知であり、このような撮像装置をロボットアームに取付けて塗面を走査することも行われている。
【０００３】
一方、欠陥が検知された場合にその位置をマーキングする装置としては、特開平７−１２７５０号公報により、テープ把持部を備えたロボットにより、塗面の画像処理結果に応じて欠陥位置に剥離可能なテープを貼着させるのが周知である。さらに、搬入車両の画像処理工程の後に配置したゲートに、多数の染料吐出ノズルを車両搬送方向と交差方向に配列して、検知された欠陥位置がゲートに侵入した時点でその位置に対応するノズルを選択的に作動させる装置も周知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような装置によれば、塗面検査工程に搬入された車両を停車させずに、マーキングすることができるが、いずれも別途にマーキング専用装置を構成するために構造が複雑になり、そのための占有スペースを必要とし、設備コストも高価になる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて、ロボット走査による検査装置自体で、検知された微小欠陥の位置をその塗面走査中にマーキングすることを可能にする塗面検査装置用マーキング方法及びマーキング機能付塗面検査装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するための方法としては、請求項１により、ライン状の走査をその走査方向に対して交差する走査交差方向へシフトしつつ繰り返すことにより塗面を走査するロボットのアーム先端部に、塗面を撮像するイメージセンサを取付け、その画像信号を逐次取り込んで画像信号処理を行う画像処理装置を付属させることにより、所定の画像処理領域ごとに塗面に生じている微小欠陥及びその位置を自動的に逐次検知するようになった塗面検査装置において、この塗面検査装置により検知された微小欠陥の位置を塗面検査中に塗面に指示するための塗面検査装置用マーキング方法であって、アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを走査交差方向へ２個並置させて取付け、この２個の印字ヘッドに、１個の微小欠陥が検知されると、所属の画像処理領域の印字域に画像処理領域の走査交差方向の両側の境界領域を指示する２個のマークをプリントさせることを特徴とする。これにより、微少欠陥の上方領域を通過する時点で双方の印字ヘッドが作動し、画像処理領域の走査交差方向の両側のマーク間の範囲内に微少欠陥が存在するのが指示される。
【０００７】
前述の目的を達成するための装置としては、請求項２により、ライン状の走査をその走査方向に対して交差する走査交差方向へシフトしつつ繰り返すことにより塗面を走査するロボットのアーム先端部に、塗面を撮像するイメージセンサを取付け、その画像信号を逐次取り込んで画像信号処理を行う画像処理装置を付属させることにより、所定の画像処理領域ごとに塗面に生じている微小欠陥及びその位置を自動的に逐次検知するようになった塗面検査装置において、アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを取付けると共に、この印字ヘッドに画像処理領域における印字域で微少欠陥位置自体及び印字域からの微少欠陥位置の方向を指示する形状の複数種類のマーク中のいずれかをプリントさせる印字制御手段と、各所定の画像処理領域の画像信号処理の終了時点で画像処理装置から供給される画像処理領域データ及び微少欠陥位置データを基に印字域に対する微少欠陥位置の位置関係に応じていずれの形状のマークをプリントすべきかを判断して印字制御手段を作動させる印字記号判断手段とを付属させたことを特徴とする。別の装置としては、請求項６により、アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを走査交差方向へ２個並置させて取付けると共に、この２個の印字ヘッドに、１個の微小欠陥に対して所属の画像処理領域の印字域に画像処理領域の走査交差方向の両側の境界領域を指示する２個のマークをプリントさせる印字制御手段を備える。
【０００８】
請求項２により、印字記号判断手段は、各画像処理領域の画像信号処理の終了時点で供給される画像処理領域データ及び微少欠陥位置データに応答して、画像処理領域中の微少欠陥位置を印字域でのプリントにより指示する形状のマークを判断する。印字制御手段は、この判断結果に応じて選択したマークを塗面に対して離間した位置からインク噴射によりプリントする。微少欠陥位置が印字域であればその微少欠陥位置自体を指示し、域外であれば微少欠陥位置の方向を指示する。また、請求項６によれば、各画像処理領域の画像信号処理の終了時点で供給される画像処理領域データ及び微少欠陥位置データに応答して、微少欠陥位置が、２個の印字ヘッドにより画像処理領域の走査交差方向の両側の境界領域をマークすることにより指示される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図６を基に本発明のマーキング方法を実施する車両用塗面検査装置を説明する。図１に示すように、車両１の搬送路の両側にロボット３９、３９ａが配置され、それぞれのロボットアーム３８、３８ａの先端部に取付けられた基部２９には、面発光体１０及びイメージセンサとしてのＣＣＤカメラ２１よりなる撮像装置２０と、その撮像領域へ向けて上方からインクを噴射する非接触式印字ヘッドとしてのインクジェットヘッド３０とが取付けられている。
【００１０】
面発光体１０は、直管形蛍光灯、その前方に配置され、照射光の横幅を制限する縦長のスリット及びその前方に配置され入射する照射光を横幅方向にわたり縦方向に沿った平行光に変換する縦長のフレネルレンズを内蔵している。
【００１１】
ロボット３９、３９ａは、それぞれの分担する車両１の両側の側面及び上面の半分の走査領域について、搬送速度よりも走査速度が大巾に速いことを前提に、図５に示すように、ロボット３９、３９ａを双方が干渉しないように半分をさらに分割した走査領域について走査方向（前後方向）へ走査交差方向（車幅方向）に僅かづつシフトして折返しながら連続的に繰り返し移動させ、その途中で逐次後述の画像処理領域４９に距離を置いて所定の姿勢で対面するように、３次元位置及び３軸方向の角度が制御されるようにティーチングされている。逆に、車両１の幅の狭い後部は、折返しながら車幅方向に連続的に移動させる。
【００１２】
ＣＣＤカメラ２１は面発光体１０の例えば５０ｃｍの前方位置の塗面での照射領域よりも充分広い横幅で、２００ｍｍ程度の縦幅の範囲の正反射光が入射するように配向されている。即ち、面発光体１０の縦横の中心位置を通る中心光軸と、ＣＣＤカメラ２１の中心光軸とがそれぞれの例えば前方５０ｃｍで交差するように設定されている。
【００１３】
撮像装置２０には、ＣＣＤカメラ２１から出力される画像信号レベルがブツに起因して通常の高い信号レベルから低下するのを検出する画像処理装置４０が付属している。この装置は、例えばパソコンを利用して構成され、図２に示すように、所定の走査位置に停止したＣＣＤカメラ２１の１画面（図３Ａ参照）分の画像信号を逐次更新しつつ格納し、ゆず肌の影響を抑制するために画像処理領域４９（同図Ｂ及びＣ参照）を絞り込む前処理手段４１と、画像処理領域４９の画像信号を取り込んでブツ候補を検出するブツ候補検出手段４２（同図Ｄ参照）と、ブツ候補が形成するブツ候補領域Ｄｂが外接する方形Ｒの縦横長からブツであるか否かを判定するブツ判定手段４３と（同図Ｅ参照）、実際にブツと判定されたブツ候補領域Ｄｂのアドレスを走査位置データに関連させて微少欠陥位置データとして格納しておくブツデータ格納手段４４と、そのブツデータを画面に表示させたり或はプリントアウトする出力手段４５とを備えている。
【００１４】
前処理手段４１は、１画面分の画像について、図３Ａに示すように、明暗処理により、同図Ｂ及びＣに示すように、明部近辺を含めた切り出しを行い、さらに横方向に向かうのに伴って明暗境界領域では傾斜変化の緩やかなゆず肌も検出する可能性のある両側領域を除いて画像処理領域４９を予め設定した範囲に絞り込む。ブツ候補検出手段４２は、同図Ｄに示すように、取り込んだ画像処理領域４９の画素ごとの画像信号を横方向に読出し走査することにより、明るい塗面に対応して立上っている高画像レベルからの立ち下がり点Ｔｆ及び立上り点Ｔｒを検出し、これらの差が画素ラインデータ中の最大画像レベルの例えば３０％の基準値Ｔｈを上廻ると、その領域の画素ラインデータをブツ候補として判定する。ブツ判定手段４３は、同図Ｅに示すように、順に隣合うブツ候補の画素ラインデータで形成されるブツ候補領域Ｄｂが外接する方形Ｒを作成し、その縦横の長さをそれぞれ算出して、いずれかが所定の長さを上廻るとブツと判定する。
【００１５】
これにより、ロボットアーム３８、３８ａが連続的に移動する過程で、その走査方向に面発光体１０の長手方向に沿った例えば１０ｃｍ及びその走査交差方向の横幅４ｃｍの画像処理領域４９が逐次シフトして検査される。走査速度は、車両１の移動速度に対して高速であるが、車両１の移動速度を考慮して往復の走査速度及び端点が僅か補正され、等価的に停止車両を３５ｃｍ／秒で往復走査し、また各画像処理領域４９の画像処理時間は１／３０秒程度である。
【００１６】
インクジェットヘッド３０は、画像処理領域４９の走査交差方向の中間位置に対面するように、基部２９の中間位置に下設され、また面発光体１０の塗面検査に有効な光照射範囲及びＣＣＤカメラ２１の塗面検査に有効な撮像範囲に侵入しないように、前述の面発光体１０とＣＣＤカメラ２１の中心光軸の前方５０ｃｍの交差位置よりも１０ｃｍ程度上方へ後退するように設定されている。このようなインクジェットヘッド自体としては、帯電されたインクジェットビームを偏向電圧により噴射方向を制御して所定形状のマークをプリントする方式等が周知である。また、通常のペーパプリンタ用としてでなく、非接触プリント用として例えばコンベヤで搬送される商品に対して所定位置で上方の離間位置から自動的に順に製造年月日等をプリントするのに使用されている。
【００１７】
インクジェットヘッド３０には、図４に示すように、画像処理装置４０からの画像処理終了時点で入力される微少欠陥位置データ及び画像処理領域データと走査方向データとを基にいずれの形状のマークをプリントすべきかを判断する印字記号判断手段３５と、種々のマーク形状について偏向制御用の印字制御データが格納された印字データ格納手段３６と、印字記号判断手段３５の判断結果に応じて印字データ格納手段３６から取り込んだ印字制御データによりインクジェットヘッド３０の作動を制御する印字制御手段３７とが付属している。
【００１８】
印字記号判断手段３５は、微少欠陥位置データが入力した時点で、画像処理領域データで逐次特定される画像処理領域４９中に在るインクジェットヘッド３０の下方の塗面の印字域Ｐ（図６参照）に対する微少欠陥３の位置を判断し、この位置関係に対応してプリントすべきマークを判断する。印字データ格納手段３６には、微少欠陥３を包囲するように印字域Ｐの中心点を中心として例えば一辺が２ｃｍの正方形マーク５０（図６参照）、この印字域Ｐを囲むマークの範囲外に微少欠陥３が検知された場合の走査方向の矢印マーク５１、その逆の走査方向の矢印マーク、正方形マーク５０に対して走査交差方向の外側に検知された場合の矢印マーク５２及びその逆方向の矢印マークの印字制御データが格納されている。
【００１９】
このように構成された車両用塗面検査装置の動作は次の通りである。車両１が検査位置に搬送されてくると、ロボット３９、３９ａは撮像装置２０の対面位置及び姿勢を逐次制御しつつ分担する側面及び上面の全塗面を走査して検査する。これにより、各画像処理領域４９において、撮像装置２０は、照射光がＣＣＤカメラ２１の中心光軸に反射するように画像処理領域４９の中心に対して対面位置及び姿勢が制御される。したがって、平坦な塗面からは少なくとも横幅方向には拡散することなく、正反射光が入射し、ブツ領域ではその光散乱により正反射光の入射光量が大幅に低減する。
【００２０】
撮像装置２０は画像処理領域４９より広い領域の画像信号を画像処理のために一旦格納する。画像処理装置４０により、画像信号レベルの低下によりブツ候補が検出され、その判定で実際のブツ或は同様な微少欠陥が検出され、微少欠陥位置データが格納される。例えば、図６において、矢印Ａ方向へ走査中に、印字域Ｐの２ｃｍ平方の範囲内に微少欠陥３が検知された場合、正方形マーク５０をプリントする（図６Ａ）。印字域Ｐは、画像処理及び印字処理の所要時間に対応して画像処理領域４９の中心位置よりも下流側へ僅かにずれるために、正方形マーク５０も中心位置よりも下流側へ僅かにずれてプリントされるが、実質上問題がなく、場合によってはこれを考慮してマークを判断することもできる。検知された微少欠陥３がこの２ｃｍ平方の範囲よりも下流側へずれていると判断された場合には、その方向を印字域Ｐで指示する形状の矢印マーク５１がプリントされ（同図Ｂ）、上流側の場合逆の矢印マークがプリントされる。２ｃｍ平方よりも走査交差方向へずれている場合には矢印マーク５２がプリントされ（同図Ｃ）、逆の走査交差方向の場合逆の矢印マークがプリントされる。検査者は、このような正方形マークの内部で微少欠陥３を確認するか、或は矢印マークの指示された方向に従い、おおよそ認識している画像処理領域４９内で微少欠陥３を確認する。
【００２１】
往復走査により、走査方向が矢印Ｂ方向へ反転し、マークで囲める印字域Ｐに微少欠陥３が検知された場合、同様に正方形マーク５０をプリントする（同図Ｄ）。下流側へずれている場合には、矢印マーク５３がプリントされ（同図Ｅ）、走査交差方向へずれている場合には対応した矢印マーク５４がプリントされる（同図Ｆ）。尚、同一画像処理領域４９内に場合により複数個微少欠陥３が検知された場合、僅かな印字域の位置ずれを伴って連続的にプリントされる。
【００２２】
以上、矢印形状のマークを４種類用意した場合について説明したが、さらに斜め方向を指示する形状の矢印マークも複数個格納しておくことにより、さらに精度良く方向指示を行うこともできる。
【００２３】
図７は第２の実施の形態を示すもので、基部２９にその交差方向へ、即ち走査方向へ沿って取付けられたアーム２９ａの両側にインクジェットヘッド３０が取付けられている。これらの取付け位置は、画像処理領域４９から双方の走査方向へそれぞれ僅かに外れた位置に設定されている。これにより、インクジェットヘッド３０は画像処理領域４９をその画像処理直後に通過し得ることにより、マークは、微少欠陥３を囲む円形マークと、その走査交差方向の互いに逆の２種類の矢印との印字制御データが印字データ格納手段３６ａに格納されている。
【００２４】
所属の印字記号判断手段３５ａは、画像処理領域データで特定された領域中の微少欠陥３の位置を判断し、印字域Ｐが微少欠陥３の上方領域を通過する時点を走査位置データより判断し、さらにその通過時点での印字域Ｐに対する微少欠陥３の位置関係からマークの種類を判断し、印字制御手段３７ａを作動させる。これにより、走査交差方向中央部の所定の円形範囲に微少欠陥３が検知された場合、その上方をインクジェットヘッド３０が通過する時点で円形マーク５５がプリントされる（図８Ａ）。この円形の範囲外の場合、その側方を通過する時点でその方向を指示する矢印マーク５６が印字域Ｐにプリントされる（同図Ｂ）。この装置の場合、走査方向の記号は不要となる。ロボット３９、３９ａにより、後続する隣の画像処理領域４９で大幅な姿勢制御が行われない限り、精度良くマーキングが行われる。
【００２５】
図９は第３の実施の形態を示すもので、前述のアーム２９ａの両端部にそれぞれ一対のインクジェットヘッド３０が並置されている。即ち、個々の印字範囲が走査交差方向の幅よりも狭いインクジェットヘッド３０が走査交差方向の両側に離間して配置されることにより、画像処理領域４９の走査交差方向の境界を指示し得るようにそれぞれ対向するコの字形マーク５８、５８ａ（図１０）を印字する。これにより、微少微少欠陥３の上方領域をインクジェットヘッド３０が通過する時点で、双方のインクジェットヘッド３０が作動し、対向するコの字形マーク５８、５８ａがプリントされ、したがって両側のコの字形で囲まれる長方形領域４９ａの範囲内に微少欠陥３が存在するのが指示される。
【００２６】
図１１は、画像処理領域４９の走査交差方向の幅が、その下流側にシフトされて取付けられたインクジェットヘッド３０の印字可能な範囲程度に相対的に狭い場合についての第４の実施の形態を示す。この場合、微少欠陥３を全ていずれかのマークで包囲し得るように、僅かづつ走査交差方向へ位置のずれた複数個の円形マークの印字制御データが格納される。これにより、微少欠陥３の上方をインクジェットヘッド３０が通過する時点で、対応位置の円形マーク５９がプリントされて微少欠陥３を包囲し、走査交差方向へずれた微少欠陥３に対しては、対応してずれた円形マークが選択される（同図Ａ）。また、矢印の直前位置に微少欠陥３を指示するように、僅かづつ位置のずれた矢印マーク５９ａを複数個用意しておくことも考えられる（同図Ｂ）。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１又は請求項６の発明によれば、検査装置自体に非接触式プリンタの印字ヘッドを組み込むことにより、嵩張らない構造で塗面検査時のロボット走査中に、検知された微小欠陥の位置が、その画像処理領域の走査交差方向の両側の境界領域をマーキングして指示され、したがって走査交差方向に広い画像処理領域に対してマーキング域が制限されてもその範囲が指示され、位置確認が容易となる。
【００２８】
請求項２の発明によれば検査装置自体に非接触式プリンタの印字ヘッドを組み込むことにより、嵩張らない構造で塗面検査時のロボット走査中に、検知された微小欠陥の位置自体及びその位置の方向が指示され、したがって走査交差方向に広い画像処理領域に対してマーキング域が制限されてもその範囲が指示され、位置確認が容易となる。
【００２９】
その際、請求項３の発明により微少欠陥位置の範囲を指示することができ、請求項４の発明によれば、マークによる方向指示を走査方向に対して走査交差方向のみにすることができ、請求項５の発明によれば、往復走査する場合でも方向指示を走査交差方向のみにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による塗面検査装置の構成を示す側面図である。
【図２】同塗面検査装置の撮像装置に付属する画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】同画像処理装置の動作を説明する図である。
【図４】同塗面検査装置のインクジェットヘッドに付属する回路装置の構成を示すブロック図である。
【図５】同塗面検査装置の塗面走査動作を説明する図である。
【図６】同塗面検査装置のマーキング動作を説明する図である。
【図７】第２の実施の形態による塗面検査装置の構成を示す図である。
【図８】図７による塗面検査装置の動作を説明する図である。
【図９】第３の実施の形態による塗面検査装置の構成を示す図である。。
【図１０】図９による塗面検査装置の動作を説明する図である。
【図１１】第４の実施の形態による塗面検査装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１ 車両
１０ 面発光体
２１ ＣＣＤカメラ
３０ インクジェットヘッド
３８、３８ａ ロボットアーム
３９、３９ａ ロボット
４９ 画像処理領域
５０ 正方形マーク
５１〜５４、５６、５９ａ 矢印マーク
５５、５９ 円形マーク
５８、５８ａ コの字形マーク
Claims (6)
- ライン状の走査をその走査方向に対して交差する走査交差方向へシフトしつつ繰り返すことにより塗面を走査するロボットのアーム先端部に、塗面を撮像するイメージセンサを取付け、その画像信号を逐次取り込んで画像信号処理を行う画像処理装置を付属させることにより、所定の画像処理領域ごとに塗面に生じている微小欠陥及びその位置を自動的に逐次検知するようになった塗面検査装置において、この塗面検査装置により検知された微小欠陥の位置を塗面検査中に塗面に指示するための塗面検査装置用マーキング方法であって、
アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを走査交差方向へ２個並置させて取付け、
この２個の印字ヘッドに、１個の微小欠陥が検知されると、所属の前記画像処理領域の印字域に前記画像処理領域の前記走査交差方向の両側の境界領域を指示する２個のマークをプリントさせることを特徴とする塗面検査装置用マーキング方法。 - ライン状の走査をその走査方向に対して交差する走査交差方向へシフトしつつ繰り返すことにより塗面を走査するロボットのアーム先端部に、塗面を撮像するイメージセンサを取付け、その画像信号を逐次取り込んで画像信号処理を行う画像処理装置を付属させることにより、所定の画像処理領域ごとに塗面に生じている微小欠陥及びその位置を自動的に逐次検知するようになった塗面検査装置において、
アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを取付けると共に、この印字ヘッドに前記画像処理領域における印字域で微少欠陥位置自体及び前記印字域からの微少欠陥位置の方向を指示する形状の複数種類のマーク中のいずれかをプリントさせる印字制御手段と、各所定の前記画像処理領域の画像信号処理の終了時点で画像処理装置から供給される画像処理領域データ及び微少欠陥位置データを基に前記印字域に対する前記微少欠陥位置の位置関係に応じていずれの形状の前記マークをプリントすべきかを判断して前記印字制御手段を作動させる印字記号判断手段とを付属させたことを特徴とするマーキング機能付塗面検査装置。 - 微少欠陥位置自体を指示する形状のマークが、微少欠陥位置を印字域で包囲する形状であることを特徴とする請求項２記載のマーキング機能付塗面検査装置。
- 印字ヘッドが画像処理領域よりも走査方向の下流側に取付けられることにより、印字記号判断手段が、前記印字ヘッドに対して微少欠陥位置の上方領域を通過する時点でプリントさせることを特徴とする請求項２記載のマーキング機能付塗面検査装置。
- アーム先端部が、走査交差方向へシフトする際に走査方向を反転させて往復走査を行うと共に、印字ヘッドが、画像処理領域よりも往復の前記走査方向のそれぞれの下流側に取付けられたことを特徴とする請求項４記載のマーキング機能付塗面検査装置。
- ライン状の走査をその走査方向に対して交差する走査交差方向へシフトしつつ繰り返すことにより塗面を走査するロボットのアーム先端部に、塗面を撮像するイメージセンサを取付け、その画像信号を逐次取り込んで画像信号処理を行う画像処理装置を付属させることにより、所定の画像処理領域ごとに塗面に生じている微小欠陥及びその位置を自動的に逐次検知するようになった塗面検査装置において、
アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを走査交差方向へ２個並置させて取付けると共に、この２個の印字ヘッドに、１個の微小欠陥に対して所属の前記画像処理領域の印字域に前記画像処理領域の前記走査交差方向の両側の境界領域を指示する２個のマークをプリントさせる印字制御手段を備えたことを特徴とするマーキング機能付塗面検査装置。
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