JPH01210807A - 塗膜平滑度自動検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、塗膜の平滑度を検出する塗膜平滑度自動検査
装置に関する。

し従来の技術］ 従来より、塗膜の平滑度（ゆず脂環）を自動的に検出し
ようとする種々の発明や提案が為されている。該発明や
提案としては、例えば特開昭６３−１８２１０号公報に
示される「塗面の平滑性測定方法」等を挙げることがで
きる。

上記提案においては、第１２図に示されるように、光源
５０と縦縞格子５１とにより塗面５２に縦縞模様を投影
し、この投影された縦縞模様をＣＯＤカメラ５３により
撮像し、画像処理装置としてのマイクロコンピュータ５
４が、撮像され出力されるビデオ信号を所定基準値と比
較してｉｑられる２値信号のビデオ信号から縦縞模様の
間隔のバラつきを演算してゆず脂環（塗面平滑度）を判
定する。ここで、図中のウレタン５５は、装置内に外部
からの光が入射するのを防ぐ遮光用弾性体である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来の塗膜平滑度自動検査装置
は、Ｍｌし出力されるビデオ信号をそのままの形で２値
化する構成であること等から外光や塗装色の影響を受け
やすい。このため、検査装置を被検査物としての塗面５
２に接触させ遮光用弾性体等で外光を遮断する必要があ
った。このため、次のような課題が考えられた。即ち、
（ａ）コンベア上で組付け、塗装され又は加工される、
即ち製造ライン上における被検査物としての生産物の載
置位置は、定位置に固定されるものではなく、位置の変
動を生じさせる。例えば、自動車製造ラインにおいては
、車体のライン（コンベア）に対する位置精度は±１５
［ｍｍ］程度の誤差を発生させる。従って、従来の検査
装置では、正確に接触させる必要があることから、製造
ライン上の生産物のＩｌｌの検査を行なうことができな
いという課題、 （ｂ）また、接触させる必要のめる従来の検査装置は、
焼付仕上げ塗装された塗膜の検査を行なうには支障がな
いものの、塗膜を傷つける恐れから、通常の塗装による
塗膜とりわけ完全に乾燥していない塗膜を有する被検査
物の検査を行うことができないという課題、 が考えられた。

本発明の塗膜平滑度自動検査装置は、上記課題を解決し
、製造ライン上の生産物の塗膜検査を容易に行なうこと
を目的として為されたものである。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明の塗膜平滑度自動検査装置は、第１図にその基本
構成を例示する如く、 塗装された被検査物に予め定められた明暗縞模様を照射
する縞模様投影手段（Ｍｌ）と、該縞模様投影手段（Ｍ
ｌ）により上記被検査物表面に写し出された明暗縞模様
の像を光の強弱レベル信号として搬像する搬像手段（Ｍ
２）と、該撮像手段（Ｍ２）の出力する光の強弱レベル
信号を所定の基準値と比較することにより撮像された明
暗縞模様を２値信号の明暗縞模様とし、この２値信号の
明暗縞模様の明部又は暗部を所定の線巾に細線化する細
線化処理手段（Ｍ３）と、該細線化された線の跡切れた
端点、細線化された線の交点を抽出し、この抽出された
端点及び交点の数あるいはそのばらつき具合を演算する
端点・交点演算手段（Ｍ４）と、 該演算された端点及び交点の数あるいはそのばらつき具
合から上記被検査物の塗膜平滑度を判定する平滑度判定
手段（Ｍ５）と、 を備えたことを特徴とする。

［イ乍用］ 上記構成を有する本発明の塗膜平滑度自動検査装置は、 縞模様投影手段（Ｍｌ）による被検査物表面上の明暗縞
模様の像を歴象手段（Ｍ２）により光の強弱レベル信号
として暗像し、細線化処理手段（Ｍ３）がこの光の強弱
レベル信号を所定の基準値と比較することにより搬像さ
れた明暗縞模様を２値信号の明暗縞模様とすると共に、
２値信号の明暗縞模様の明部又は暗部を所定の線巾に細
線化する。この後、端点・交点演算手段（Ｍ４）が、細
線化された線の跡切れた端点及び交点を抽出してこの抽
出された端点及び交点の数あるいはそのばらつき具合を
演算し、演算された端点及び交点の数あるいはそのばら
つき具合から被検査物の塗膜平滑度を平滑度判定手段（
Ｍ５）により判定するよう勧く。

一般に、塗膜の平滑度が悪くなるに従って、その部分に
照射された明暗縞模様は歪み乱れる。本発明の塗膜平滑
度自動検査装置は、この現象に着目して為されたもので
あり、被検査物表面上の明暗縞模様を撮像して縞模様の
歪み乱れを検出することにより、即ち被検査物に直接接
触しなくとも被検査物の平滑度を判定するよう働く。

［実施例］ 次に、本発明の塗膜平滑度自動検査装置の構成を一層明
らかにするために好適な実施例を図面と共に説明する。

本実施例の塗膜平滑度自動検査装置は第２図に示される
ように、ラインコンベア１上に載置され塗装作業の終了
した車体２の製造番号を読み取る認識センサ３と、車体
２に明暗縞模様を照射する縞模様投影装置４と、車体２
に写し出された明暗縞模様の虚像をミラー５を介して画
像する搬像管（以下、ＴＶカメラと呼ぶ〉６と、認識セ
ンサ３の出力する信号に従い車体２の車種や塗装色をｉ
ｌｌ別するパーソナルコンピュータ（以下単にパソコン
と呼ぶこともある）７と、ＴＶカメラ６の出力する画像
信号（ビデオ信号〉に基づき車体２の塗膜検査を行なう
画像処理装置８と、縞模様投影装置４及びＴＶカメラ６
等か取り付けられた門型ロボット９の位置を駆動制御す
るロボット制御盤１０、等とから構成されている。

認識センサ３は、パターン認識から車体２に付された製
造番号を読み取るものであり、読み取つた製造番号に応
じた信号をパーソナルコンピュータ７に出力するよう構
成されている。

縞模様投影装置４は、第３図に示されるように、多数の
等間隔のスリットを有する平板４ａと拡散板４ｂを介し
て散乱されていて、被検査物としての車体２の表面に所
定ピッチの縞模様（本実施例では、明部・暗部共にその
間隔を１．５ｍｍとしている）を写し出す。

ＴＶカメラ６は、ミラーホルダ５ａに固定されたミラー
５を介して虫体２の表面に写し出された縞模様の虚像を
Ｖｖｉ像し、縞模様の明暗強度に応じたビデオ信号を出
力する。このＴＶカメラ６には絞り部６ａが設けられ、
その入力光量を調整できるよう構成されている。

上述したこれらの縞模様投影装置４、ＴＶカメラ６及び
ミラーホルダ５ａは、枠組み９ａにより門型ロボッｌ〜
９のジブ９ｂに固定されている。門型ロボット９は、周
知の如く、ロボット制御盤１０により駆動制御されて枠
組み９ａを前後・左右・上下に移動するよう構成されて
いる。

パーソナルコンピュータ７は、第４図に示されるように
、周知のＣＰＵ７ａ、ＲＯＭ７ｂ及びＲＡＭ７Ｇを中心
とし、これらと外部入出力回路７ｄとをバス７ｅにより
相互に接続した論理演算回路として構成されている。同
様に、画像処理装置８は、ＣＰＵ８ａ、ＲＯＭ８ｂ及び
ＲＡＭ８ｃを中心とし、これらとＡ／Ｄ変換器８ｄ、Ｄ
／Ａ変換器８ｅ及び外部入出力回路８ｆとをバス８ｇに
より相互に接続した論理演算回路として構成されている
。

パーソナルコンピュータ７の外部入出力回路７ｄには、
上記認識センサ３が接続されると共に、コンベア１上の
車体２に塗装を行なう塗装工程の現場に配置された図示
しないＣＲＴデイスプレィ装置も接続されている。

画像処理装置８の外部入出力回路８ｆには、上記ロボッ
ト制御１１０．ＣＲＴデイスプレィ装置８ｈが接続され
ると共に、パ・−ソナルコンピュータ７の外部入出力回
路７ｄが入出力可能に双方向に接続されている。また、
Ａ／Ｄ変換器８ｄにはＴＶカメラ６が接続されその出力
するビデオ信号がデジタル変換されて入力され、Ｄ／Ａ
変換器８ｅにはＴＶカメラ６の絞り部６ａが接続され所
謂絞り制御が行なわれる。

尚、本実施例においては、縞模様投影装置４が明暗模様
投影手段に、ミラー５及びＴＶカメラ６が撮像手段に、
画像処理装置８が細線化処理手段、端点・交点演算手段
及び平滑度判定手段に、各々対応する。

上記構成を有する本実施例の作用を、第５図ないし第７
図に示すフローチャートと共に説明する。

ここで、第５図に示す「パソコンメインルーチン」はパ
ーソナルコンピュータ７により実行される処理を示し、
第６図に示す「画像処理メインルーチン」及び第７図に
示す「平滑度判定処理ルーチン」は画像処理装置８によ
り実行される処理を示す。

塗装処理の施された車体２はコンベア１により一定速度
で運ばれてくるが、所定の位置まで来ると、認識センサ
３によりその製造番号が読み取られる。パソコン７のＣ
ＰＵ７ａｌ、を認識センサ３が読み取った製造番号を外
部入出力回路７ｄを介して入力しくステップ１００）　
、続いてこの製造番号から、車体２の車種や施された塗
装の色等をＲＯＭ７ｂから検索する処理を行なう（ステ
ップ１１０）。

車体２の車種や色情報が得られると、この情報は外部入
出力回路７ｄを介して画像処理装置８に出力される（ス
テップ１２０）。この後、処理は、画像処理装置８から
の入力待ち状態となる（ステップ１３０）。

一方、画像処理装置８のｃｐｕｓａは、パソコン７から
車体２の情報を入力すると（ステップ１４０）、この情
報に基づき車種毎に予め定められた位置データをロボッ
ト制御！１１０に出力する処理を行なう（ステップ１５
０）。これにより、門型ロボット９の図示しない各モー
タはロボット制御盤１０により駆動制御され、ＴＶカメ
ラ６を車種毎の所定位置に移動させる。ＴＶカメラ６１
ｆｉ所定位置に移動させられると、続いてＴＶカメラ６
の絞り部６ａの制御が為される（ステップ１６０）。こ
の処理は、次のようにして行なわれる。

まず、ｃｐｕａａは、パソコン７から入力した車体２の
色情報に基づき絞り部６ａを所定開度だけ開き、ミラー
５を介して車体２上の縞模様の虚像を光の強弱レベル信
号として入力する。この光の強弱レベル信号としてのビ
デオ信号ＭＤＩは、Δ／Ｄ変換器８ｄによりデジタル値
に変換され画像メモリとしてＲＡＭ８Ｃに取り込まれる
。ＣＰＵ８ａは、デジタル値に変換されたビデオ信号Ｖ
Ｄ１のレベルが所定範囲内の値となるよう、その最大値
又は最小値を各々の基準値と比較しっつＤ／Ａ変換器８
ｅを介して絞り部６ａを制御しその開度を調節する。こ
れにより、ＴＶカメラ６により搬像されＲＡＭ８ｃに取
り込まれたビデオ信号ＶＤ１の値は所定範囲内のデジタ
ル値とされる。

ここで、第８図に示すビデオ信号ＶＤ１は、この絞り制
御が為された後のビデオ信号を示す。

一般に、塗膜の平滑度が良好な場合には、車体２の表面
に写し出された縞模様の虚像は、明部と暗部とが所定ピ
ッチで規則正しく並んだ像となる。

一方、塗膜の平滑度が悪い場合には、平滑度が悪くなる
程縞模様は歪み乱れて不規則な像となる。

この不規則な縞模様を光の強弱レベル信号として両像す
ると、歪み乱れた箇所（以下、不規則部と呼ぶ）ｂｄは
、縞模様の明部のハイレベル、暗部のロウレベルのどち
らにも属しない不規則レベルとして捉えることができる
（第８図ビデオ信号ＶＤ１　不規則部ｂｄ）。尚、ＴＶ
カメラ６によるビデオ信号ＶＤＩは、縞模様に直交する
スキャン走査による映像信号である。従って、第８図に
示すタイミングチャートは時間ｔをパラメータとしてい
る。また、ビデオ信号ＶＤＩのマイナス側の信号は同期
信号を示す。従って、第８図に示すビデオ信号ｖＤ１は
、所謂走査線の水平１ラインを表わしている。このビデ
オ信号ＶＤ１をデイスプレィ装置ＣＲＴで再生したのが
第９図［Ａ］及び［Ｂ］に示す各画面であり、第９図［
Ａ］は塗膜平滑度が良好な場合、第９図［８］は塗膜平
滑度が悪い場合である。

絞り制御か為されるとくステップ１６０）、取り込まれ
たビデオ信号ＶＤＩから車体２の塗膜の平滑度を判定す
る平滑度判定処理が行なわれる（ステップ１７０）。こ
の平滑度判定処理は、以下のようにして行なわれる。

まず、取り込まれたビデオ信号ＶＤ１を所定の比較基準
値ｖ１と比較することにより２値信号のビデオ信号ＶＤ
２とするくステップ１７１）。本実施例においては、ビ
デオ信号ＭＤＩの明部に対応するハイレベルの信号と暗
部に対応するロウレベルの信号との中間値を比較基準値
■１としている。従って、ビデオ信号ＶＤ２は、ビデオ
信号ＶＤ１のハイレベル部を値１、ロウレベル部を値零
とし、歪み乱れた不規則部ｂｄをそのレベルにより値１
と値零とに振り分けた２値信号とされる（第８図ビデオ
信号ＶＤ２＞。このビデオ信号Ｄ２をＣＲＴデイスプレ
ィ８ｈ上に再生したものが第９図［Ｃ］及び［Ｄ］に示
す画面である。ここで、第９図［Ｃ］に示す画面は車体
２の塗膜平滑度が良好な場合を示し、一方、第９図［Ｄ
］に示す画面は塗膜平滑度が悪い場合を示す。図示する
ように、塗膜平滑度が悪い場合には、２値信号のビデオ
信号ＶＤ２を画面上に再生すると、不規則部ｂｄにより
歪み乱れた箇所は明部と暗部とのどちらかに振り分けら
れ、縞模様の暗部は途中で跡切れ又は膨れたものとなる
。

２値信号のビデオ信号ＶＤ２が得られると（ステップ１
７１）、次に細線化処理が行なわれる（ステップ１７２
）。この処理は、周知の如く、画面上に再生される明暗
縞模様の暗部を、その暗部の連結性を失わないようにし
てその線巾を画素１にする処理である（第８図ビデオ信
＠ＶＤ３）。

従って、車体２の塗膜平滑度が良好な場合には、ビデオ
信号ＶＤ３を再生した画像は、第９図［Ｅ］に示される
ように、１画素の暗部が縦一列に連結した縞模様となる
。一方、車体２の塗膜平滑度が悪い場合には、一画素の
暗部が縦一列に連結しその一端が跡切れた直線や、これ
らの直線に交差する直線が混在する画像となる。縦方向
の直線に交差する直線は、２値化された画像の暗部の膨
れた箇所に生じる。

細線化処理か為されるとくステップ１７２）、ビデオ信
号ＶＤ３を再生した画像の端点及び交点を抽出する処理
を行なう（ステップ１７３）。この端点及び交点抽出処
理は、第１０図に例示されるように、縦及び横が各々３
画素の３Ｘ３の９画素の中心画素が暗部の画素であって
、周囲の８画素の内１画素が暗部の場合の中心画素を端
点としてそのまま暗部として残し、同様に、周囲の８画
素の内３画素以上が暗部の場合の中心画素を交点として
そのまま暗部として残し、各々他の画素を明部とする処
理よりなる。

従って、車体２の塗膜平滑度が良好な場合には、第９図
［Ｇ］に示されるように、端点・交点抽出処理が為され
た後の画像は端点及び交点を有しない全面明部の画像と
なる。一方、塗膜平滑度か悪い場合には、第９図［Ｈ］
に示されるように、複数の端点及び交点を有する画像と
なる。

端点及び交点が抽出されると（ステップ１７３）、次に
この抽出された端点及び交点の数が演算され（ステップ
１７４）　、この演算された端点及び交点の数から車体
２の塗膜平滑度を判定する。即ち、塗膜平滑度が悪い程
車体２に写し出された明暗縞模様が歪み乱れるので、端
点及び交点の数が多い程塗膜平滑度が悪いと判定する。

上述した塗膜平滑度は、第１１図に示されるように、車
体２の各部（ポイントＰ１ないしＰ１４）について各々
求められ、各々の平滑度のランク分は等も行なわれる。

これらの求められた平滑度情報は、外部入出力回路８ｆ
を介してパソコン７に出力される（第６図ステップ１８
０）。この後、処理は上述したステップ１４０に戻る。

尚、車体２の各検査位置くポイントＰ１ないしＰ１４）
の塗膜平滑を求める場合には、ＴＶカメラ６は門型ロボ
ット９により各々所定の位置に移動させられる。

パソコン７のＣＰＵ７ａは、外部入出力回路７ｄを介し
て塗膜平滑度等の平滑度情報を入力するとく第５図ステ
ップ１３０）　、これらの情報を検査日付、車種、塗装
の色及び製造番号等の情報と共に外部入出力回路７ｄを
介して塗装工程へ出力する処理を行なう（ステップ１９
０）。この後、処理は再び上ｊホしたステップ１００に
戻る。

以上、詳細に説明した本実施例の塗膜平滑度自動検査装
置によると、所定速度で移動するコンベア１上の位置精
度の悪い車体２の塗膜平滑度を自動的に、かつ塗膜を傷
つけることなく検査することができるという優れた効果
を有する。また、被検査物としての車体２の車種や塗装
色に従ってＴＶカメラ６の位置を移動させると共にＴＶ
カメラ６のへ力光吊を調整しているので、検査の信頼性
や汎用性が高いという優れた効果を奏する。更に、この
結果、塗装工程における塗装の各種条件、例えばコンプ
レッサの圧力やシンナー含有率等を調整して塗装の信頼
性を一層高めることかできると共に、塗膜の平滑度を更
に均一化し安定したものにすることができるといった優
れた効果を奏する。

また、塗膜の平滑度を端点及び交点の数から判定するア
ルゴリズムなので、一般に利用されている画像処理装置
を用いて簡易に構成することができるといった効果も有
している。

発明の効果 本発明の塗膜平滑度自動検査装置によると、被検査物に
接触させなくとも被検査物の塗膜平滑度を自動的に検出
することができるという優れた効果を有する。従って、
本発明を採用すれば、位置精度の悪いコンベア上の被検
査物の塗膜平滑度を自動的に、しかも塗膜を傷つけるこ
となく検出することができるという優れた効果を奏する
。また、明１８縞模様の歪み乱れた部分を端点及び交点
としてから塗膜の平滑度を検出する構成なので、一般に
利用されている画像処理装置を用いて簡易に構成するこ
とができるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の塗膜平滑度自動検査装置の基本構成を
例示するブロック図、第２図は本発明の一実施例の塗膜
平滑度自動検査装置を示す全体概略図、第３図は縞模様
投影装置４及び暗像管（ＴＶカメラ）６等を示す部分図
、第４図はパーソナルコンピュータ７及び画像処理装置
８の構成を示すブロック図、第５図は「パソコンメイン
ルーチン」の処理を示すフローチャート、第６図は「画
１１理メインルーチン」の処理を示すフローチャー　１
−１第７図は［平滑度判定処理ルーチン］の処理を示す
フローチャート、第８図は画像処理装置８の各処理にお
けるビデオ信号を示すタイミングチャート、第９図［Ａ
］ないし［Ｈ］は画像処理装置８の行なう各処理におい
て再生された画像を示す説明図、第１０図は端点及び交
点のパターンを示す説明図、第１１図は車体２の平滑度
の検査位置を示す説明図、第１２図廿日は従来の塗膜平
滑度自動検査装置の一例を示す概略図、である。 Ｍｌ・・・明暗縞模様投影手段　Ｍ２・・・ｉ像手段Ｍ
３・・・細線化処理手段　Ｍ４・・・端点・交点演算手
段　Ｍ５・・・平滑度判定手段　１・・・コンベア　２
・・・車体　３・・・認識センサ　４・・・縞模様投影
装置　６・・・撮像管（ＴＶカメラ）　７・・・パーソ
ナルコンヒ。 ユータ　８・・・画像処理装置　９・・・門型ロボット
１０・・・ロボット制御盤 代理人　弁理士　定立　勉（ほか２名）寸　　　　　Ｄ 第３図 第５図 第６図 第７図 第９図 第１０図 第１２コ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 塗装された被検査物に予め定められた明暗縞模様を照射
   する縞模様投影手段と、 該縞模様投影手段により上記被検査物表面に写し出され
   た明暗縞模様の像を光の強弱レベル信号として撮像する
   撮像手段と、 該撮像手段の出力する光の強弱レベル信号を所定の基準
   値と比較することにより撮像された明暗縞模様を２値信
   号の明暗縞模様とし、この２値信号の明暗縞模様の明部
   又は暗部を所定の線巾に細線化する細線化処理手段と、 該細線化された線の跡切れた端点、細線化された線の交
   点を抽出し、この抽出された端点及び交点の数あるいは
   そのばらつき具合を演算する端点・交点演算手段と、 該演された端点及び交点の数あるいはそのばらつき具合
   から上記被検査物の塗膜平滑度を判定する平滑度判定手
   段と、 を備えたことを特徴とする塗膜平滑度自動検査装置。