JPH06235700A - 塗装欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は塗装時に発生する塗装欠陥を検出する
塗装欠陥検査装置に関し、塗装欠陥検査の効率及び精度
の向上を図ることを目的とする。 【構成】塗装処理が実施されたボデー２の表面状態を撮
像して画像信号として出力する撮像カメラ７と、この撮
像カメラ７から出力される画像信号に対して画像処理を
行うことにより塗装表面の欠陥の検出を行う画像処理装
置２２と、ボデー２の表面上に直接マークを付すマーキ
ング装置６と、上記画像処理装置２２により検出された
欠陥検出情報に基づいて上記マーキング装置６を作動さ
せ、検出された欠陥の発生位置又はその近傍位置に上記
マークを付すようマーキング装置６を制御するマーキン
グ制御装置１６とを設けたことを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗装欠陥検査装置に係
り、特に自動車ボデー等の塗装時に発生する塗装欠陥を
検出する塗装欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車の製造工程における塗装工
程では、塗装処理後に所定の塗装が実施されたかどうか
を確認する塗装欠陥検査が行われる。この塗装欠陥検査
は、検査効率及び検査精度の向上を図るために自動化が
図られている。

【０００３】従来の自動塗装欠陥検査装置としては、例
えば特開平１−２１０８０６号公報に開示されたものが
ある。同公報に開示された自動塗装欠陥検査装置は、被
検査物（自動車のボデー）の種類を識別し、撮像手段を
被検査物の種類に従って所定の位置に移動させ、被検査
物表面に被検査物の種類に対応した明暗模様を照射し、
上記移動に伴い明暗模様撮像手段によりこの明暗模様を
撮像する。そして、撮像手段により撮像された明暗模様
を細線化しその線方向の相違から被検査物の平滑度（即
ち、欠陥の有無）を判定する構成とされていた。

【０００４】また検査の結果はコンピュータの出力装置
から出力される構成とされており、具体的にはプリンタ
ーから打ち出される。そして、作業者はこのプリンター
から打ち出されたプリントアウト用紙に基づき、被検査
物となる自動車のボデー上に発生した欠陥を発見し、手
直しを実施する構成とされていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに従来の塗装欠
陥検査装置では、検査の結果がコンピュータの出力装置
から出力される構成とされていたため、必然的に作業者
によるプリンターから打ち出されたプリントアウト用紙
と、実際に欠陥が発生している自動車のボデーとの見比
べ作業が必要となる。

【０００６】この見比べ作業は、二次元的に表されたプ
リントアウト用紙と、三次元的形状を有する車体ボデー
とを見比べる作業であるため時間を要し、欠陥を発見す
る時間が増大するという問題点があった。

【０００７】また、プリントアウト用紙と車体ボデーと
を見比べる作業は集中力を要し、この見比べ作業を行う
作業者の精神的疲れが大きいという問題点があった。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、検出された被検査物の欠陥部に直接マーキングを
行うことにより、塗装欠陥検査の確認及び手直し効率の
向上を図った塗装欠陥検査装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。

【００１０】上記の課題を解決するために本発明になる
塗装欠陥検査装置では、同図に示されるように、塗装処
理が実施された被検査物(A1)の表面状態を撮像し、画像
信号として出力する撮像手段(A2)と、この撮像手段(A2)
から出力される画像信号に対して画像処理を行うことに
より塗装表面の欠陥の検出を行う画像処理装置(A3)と、
被検査物(A1)の表面上に直接マークを付すマーキング装
置(A4)と、上記画像処理装置(A3)により検出された欠陥
検出情報に基づいて上記マーキング装置(A4)を作動さ
せ、検出された欠陥の発生位置又はその近傍位置に上記
マークを付すようマーキング装置(A4)を制御するマーキ
ング制御手段(A5)とを設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】

【作用】塗装欠陥検査装置を上記構成とすることによ
り、撮像手段(A2)及び画像処理装置(A3)により欠陥が検
出された際、マーキング装置(A4)及びマーキング制御手
段(A5)により直接被検査物(A1)の欠陥発生位置またはそ
の近傍位置にマーキングが行われるため、欠陥の発生位
置を容易かつ確実に確認することができ、欠陥位置の確
認作業の効率化を図ることができる。

【００１２】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図２は本発明の一実施例である塗装欠陥検査装置
１の全体構成図である。本実施例では、塗装欠陥検査装
置１を自動車ボデーの塗装後に実施される塗装欠陥検査
に用いた例を示している。

【００１３】同図において、被検査物となるボデー２は
塗装ブースを通過することにより所定の塗装処理が行わ
れた後、ラインコンベア３に載置された状態で塗装欠陥
検査装置１に送り込まれる。塗装欠陥検査装置１のライ
ンコンベア３の上部にはフレーム４が設けられており、
このフレーム４には撮像用ロボット５及びマーキング装
置６が配設されている。

【００１４】撮像用ロボット５は、例えば直交タイプの
ロボット（他軸構成のロボットでも可）であり、そのハ
ンド部には撮像カメラ７が配設されている。この撮像用
ロボット５はロボット制御装置８によりその動作が制御
されており、ボデー２上を所定の軌跡で移動（走査）す
ることによりボデー２の表面全体を撮像しうる構成とさ
れている。また撮像カメラ７は例えば固体撮像素子（Ｃ
ＣＤ）を用いたものであり、ボデー２の表面状態を撮像
してこれを画像信号として出力する。

【００１５】上記のロボット制御装置８は全体制御装置
２１に接続されており、ロボット制御装置８はその制御
動作を全体制御装置２１に制御されている。この全体制
御装置２１は、ロボット制御装置８に加え後述するマー
キング制御装置１６，画像処理装置２２，情報処理装置
２３等を統括的に制御する機能を奏するものである。
尚、全体制御装置２１の具体的制御動作については後に
詳述する。

【００１６】マーキング装置６は、図３に拡大して示す
如く、マーキング用ロボット９，ＯＮ／ＯＦＦバルブ１
０，吹き付けガン１１，及び塗料タンク１２等により構
成されている。このマーキング装置６は、後述するよう
にボデー２に発生した欠陥位置或いはその近傍位置に塗
料１９を吹き付けることにより、ボデー２に直接マーキ
ングを行うものである。

【００１７】このマーキング装置６を構成するマーキン
グ用ロボット９は、左右軸１３，前後軸１４，上下軸１
５を有した直交タイプのロボット（直交以外の軸構成の
ロボットを使用することも可）であり、上下軸１５の先
端部にはＯＮ／ＯＦＦバルブ１０及び吹き付けガン１１
が取り付けられている。そして、各軸１４〜１５が駆動
することにより、吹き付けガン１１は前記した撮像カメ
ラ７と同じ走査軌跡を走査できるよう構成されている。
このマーキング用ロボット９の動作はマーキング制御装
置１６により制御される構成とされており、前記のよう
にマーキング制御装置１６の動作は全体制御装置２１に
より制御される。

【００１８】ＯＮ／ＯＦＦバルブ１０には、塗料１９の
吐出口となる吹き付けガン１１が取り付けられると共
に、塗料タンク１２に接続された塗料ホース１７，図示
しないエア供給装置に接続されたエアホース１８，マー
キング制御手段１６に接続されたＯＮ／ＯＦＦ信号ケー
ブル２０等が接続されている。このＯＮ／ＯＦＦバルブ
１０は、マーキング制御手段１６からＯＮ／ＯＦＦ信号
ケーブル２０を介して供給されるＯＮ／ＯＦＦ信号によ
り開閉する構成とされており、ＯＮ／ＯＦＦバルブ１０
が開弁するとエアホース１８を介して供給される圧縮空
気により、塗料ホース１７を介して塗料タンク１２より
供給される塗料１９は吹き付けガン１１からボデー２に
向けて吐出される構成とされている。尚、塗料１９は、
例えば顔料に水を加えたものであり、ボデー２に実施さ
れた塗装を侵すことなく、また水洗浄等により容易に除
去できるものが選定されている。

【００１９】ここで再び図２に戻り塗装欠陥検査装置１
の構成要素の説明を続ける。

【００２０】前記した撮像カメラ７は画像処理装置２２
に接続されており、ボデー２の表面塗装状態の情報であ
る画像情報はこの画像処理装置２２において所定の画像
処理が実施され欠陥の検出が行われる。この欠陥の検出
結果を示す欠陥検出情報は全体制御装置２１に送信され
る。

【００２１】情報処理装置２３は、全体制御装置２１を
介して画像情報処理装置２２から送信されてくる欠陥検
出情報を内設された記憶装置内に格納する。この際、撮
像カメラ７が撮像を実施するボデー２上の位置は予めボ
デー２の種類毎に設定されており、本実施例では図４に
○印で示す各位置に設定されている。従って、撮像カメ
ラ７は○印で示す各位置上において撮像処理を行う。ま
た、この○印で示す各撮像位置は、後述する上位コンピ
ュータ２４から送信されてくる車種情報よりＸ，Ｙ座標
値として全体制御装置２１内に格納されており、情報処
理装置２３に欠陥検出情報を格納する際、撮像位置を示
すＸ，Ｙ座標値をアドレスとして欠陥検出情報は情報処
理装置２３に格納される構成とされている。更に、この
情報処理装置２３はマーキング制御装置１６とも接続さ
れており、格納された欠陥検出情報をマーキング制御装
置１６に送信しうる構成ともされている。

【００２２】上記してきたように全体制御装置２１は、
ロボット制御装置８，マーキング制御装置１６，画像処
理装置２２，情報処理装置２３と接続されており、この
各装置８，１６，２２，２３を統括的に制御する機能を
奏するものである。また、全体制御装置２１は、塗装工
程を含む自動車の各製造工程を統括的に制御・管理する
上位コンピュータ２４に接続されており、この上位コン
ピュータ２４からは車種情報を含む欠陥検査に必要な各
種情報が全体制御装置２１に送信される構成とされてい
る。

【００２３】続いて、この全体制御装置２１が実施する
制御動作について図５を用いて説明する。

【００２４】同図に示す処理が起動すると、先ずステッ
プ１０（以下、ステップをＳと略称する）において、上
位コンピュータ２４から送信される車種情報を取り込
み、予め設定されている当該車種の撮像ポイントを設定
する。この撮像ポイントは例えば図４に○印で示す位置
であり、この撮像ポイントは車種により異なるため、上
位コンピュータ２４から送信される車種情報に基づき撮
像ポイントが設定されるよう構成されている。

【００２５】続くＳ１２では、全体制御装置２１はロボ
ット制御装置８を介して撮像用ロボット５を駆動制御す
ることにより、撮像カメラ７を撮像ポイントの第１ポイ
ント（図４に参照符号２５で示す）に移動させる。撮像
カメラ７が第１ポイント２５まで移動すると、全体制御
装置２１はＳ１４において画像処理装置２２を介して撮
像カメラ７を作動させ、第１ポイント２５を含む所定領
域を撮像する。撮像カメラ７で生成されるボデー２上の
所定領域状態の情報を含む画像信号は画像処理装置２２
に送信される。

【００２６】画像処理装置２２は画像信号を受け取る
と、Ｓ１６において、画像信号を２値化した上で例えば
拡大縮小法或いは周囲平均法等を用いて画像処理を行い
欠陥の抽出を行う。ここで検出された欠陥検出情報は全
体制御装置２１に送信され、全体制御装置２１は第１ポ
イント２５の座標を欠陥検出情報に付与した上で（以下
説明の便宜上、撮像ポイントの座標を含む欠陥検出情報
を単に欠陥検出情報ということもある）、情報処理装置
２３に送信する。Ｓ１８においては、全体制御装置２１
から送信されてくる欠陥検出情報を、撮像ポイントの座
標をアドレスとして情報処理装置２３に内設されている
記憶装置に格納する。

【００２７】続くＳ２０では、今回の撮像ポイントが設
定されている最後の撮像ポイントであるかどうかが判断
され、最後の撮像ポイントでないと判断された場合には
Ｓ２２に処理は進む。Ｓ２２においては、全体制御装置
２１はロボット制御装置８を介して撮像用ロボット５を
駆動制御し、撮像カメラ７を次の撮像ポイントに移動さ
せる。

【００２８】以下、前記したＳ１４〜Ｓ１８の処理が実
施され次の撮像ポイントの欠陥検出情報が情報処理装置
２３の記憶装置に格納される。図４に撮像カメラ７が撮
像用ロボット５により移動させられる移動軌跡を示す。
同図に示す移動軌跡で撮像カメラ７が移動することによ
り、全ての撮像ポイントにおいて欠陥検査が実施され
る。

【００２９】このＳ１４〜Ｓ１８の処理は、前記のよう
にボデー２に対して予め設定されている全ての撮像ポイ
ントに対して実施され、よって全ての撮像ポイントにお
ける欠陥検出情報が情報処理装置２３の記憶装置に格納
される。尚、上記してきた説明から明らかなように、Ｓ
１０〜Ｓ２０の処理は、塗装処理が実施されたボデー２
に欠陥が発生しているかを検出するための処理である。
また、Ｓ２４以降の処理は欠陥発生位置をマーキングす
るための処理である。以下、このマーキング処理のにつ
いて説明する。

【００３０】Ｓ２０において肯定判断がされた場合、即
ち全ての撮像ポイントにおける撮像処理が終了し、各撮
像ポイントにおける欠陥検出情報が情報処理装置２３に
格納されると、処理はＳ２４に進む。

【００３１】Ｓ２４では、全体制御装置２１はマーキン
グ制御装置１６を介してマーキング用ロボット９を駆動
制御し、吹き付けガン１１を前記した第１ポイント（図
４に参照符号２５で示す）に移動させる。続くＳ２４で
は、全体制御装置２１はＳ１８において情報処理装置２
３の記憶装置に格納した欠陥検出情報より、第１ポイン
トの座標値をアドレスとして第１ポイントの欠陥検出情
報を読み出す。

【００３２】Ｓ２８では、Ｓ２６において読み出された
欠陥検出情報に基づき、当該撮像ポイントの領域に欠陥
が発生しているかどうかを判断する。そして、当該撮像
ポイントの領域に欠陥が発生していると判断された場合
には、処理はＳ３０に進み、全体制御装置２１はマーキ
ング制御装置１６を介してマーキング装置６を駆動さ
せ、吹き付けガン１１より塗料１９を吐出させる。これ
により、ボデー２の欠陥発生位置又はその近傍位置に直
接塗料１９が塗布される。

【００３３】ここで、直接塗料１９が塗布される部位が
欠陥発生位置又はその近傍位置となるのは、撮像ポイン
トの領域の面積と塗料１９が塗布される面積が異なるこ
とによる（塗料１９が塗布される面積の方が小さい）。

【００３４】撮像ポイントの面積と塗料１９が塗布され
る面積とを等しく設定すれば、欠陥発生位置に塗料１９
を塗布することが可能となるが、このために撮像ポイン
トのポイント数を多くした場合には撮像処理及びマーキ
ング処理に多大な時間を要してしまい却って検査効率が
低下してしまう。また、塗料１９が塗布される面積を大
きくした場合には、欠陥の発生位置を含め広い範囲に塗
料１９が塗布されるため、塗料１９の塗布範囲内で改め
て欠陥部の検出を行う必要が生じ検査効率が低下する。
また、これに加えて塗料１９の使用量が増大し、更に塗
料１９の洗浄作業が面倒となるという各問題点が生じ
る。

【００３５】よって、本実施例では撮像ポイントの面積
に対して塗料１９が塗布される面積が小さくなるよう設
定することにより、上記の各問題点を解決し検査効率の
向上を図った構成とされている。

【００３６】また、塗装の欠陥は塗料１９が塗布された
位置又はその近傍位置に発生しているため、作業者はボ
デー２上に直接塗布された塗料１９を見つけることによ
り、欠陥発生部位を容易かつ確実に検出することができ
る。

【００３７】一方、Ｓ２８において否定判断がされた場
合、即ち当該撮像ポイントに欠陥が発生していなかった
場合、またＳ３０の処理により塗料１９がボデー２上に
吐出されると処理はＳ３２に進み、今回の撮像ポイント
が設定されている最後の撮像ポイントであるかどうかが
判断され、最後の撮像ポイントでないと判断された場合
にはＳ３４に処理は進む。

【００３８】Ｓ３４においては、全体制御装置２１はマ
ーキング制御装置１６を介してマーキング用ロボット９
を駆動制御し、吹き付けガン１１を次の撮像ポイントに
移動させる。以下、前記したＳ２６〜Ｓ３０の処理が実
施され、次の撮像ポイントにおいて欠陥が発生している
場合には当該撮像ポイントに塗料１９が吐出され、欠陥
が発生していない場合には塗料１９を吐出することなく
次の撮像ポイントに吹き付けガン１１は移動する。

【００３９】このＳ２６〜Ｓ３０の処理は、前記のよう
にボデー２に対して予め設定されている全ての撮像ポイ
ントに対して実施され、よって各撮像ポイントの内、欠
陥が発生している撮像ポイントのみに塗料１９が塗布さ
れる。そして、全ての撮像ポイントにおてＳ２６〜Ｓ３
０の処理が終了すると、当該ボデー２に対する塗装欠陥
検査は終了し、図５に示す処理は終了する。

【００４０】上記したＳ１０〜Ｓ３４の処理を実行する
ことにより、塗装処理が実施されたボデー２上に塗装欠
陥が発生している場合には、その全ての欠陥発生位置或
いはその近傍位置に塗料１９が塗布されるため、欠陥の
発生位置を容易かつ確実に検知することができる。ま
た、作業者は塗料１９の存在を確認することにより欠陥
の発生位置を検知できるためその作業は容易であり、作
業者を精神的疲労から開放することができる。よって、
塗装欠陥発生部位の確認及び手直しの効率化を図ること
ができ、塗装欠陥検査の検査効率及び検査精度の向上を
図ることができる。また、塗料１９は前記のように水洗
浄等により容易に洗浄できるものであり、塗料１９を塗
布してもボデー２がこれにより影響を受けるようなこと
はない。

【００４１】尚、上記した実施例では全体制御装置２１
を設け、この全体制御装置２１によりロボット制御装置
８，マーキング制御装置１６，画像処理装置２２，情報
処理装置２３を統括的に制御する構成としたが、全体制
御装置２１は必ずしも設ける必要はなく、マーキング制
御装置１６に直接情報処理装置２３より欠陥検出情報が
供給される構成とし、マーキング制御装置１６がこの欠
陥検出情報に基づいてマーキング装置６を作動させるこ
とにより、マーキング処理を行う構成としても良い。こ
の構成とした場合、各装置８，１６，２２，２３の同期
を正確に行えない不利益はあるが、塗装欠陥検査装置１
の構成を簡単化することができる。

【００４２】また、上記した実施例においてはマークと
して塗料１９を用いたが、マークの材質は塗料１９に限
定されるものではなく、作業者が容易に欠陥発生位置を
検出できる構成であれば他の構成（例えばシールを添付
する等）としても良い。

【００４３】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、撮像手段及
び画像処理装置により欠陥が検出された際、マーキング
装置及びマーキング制御手段により直接被検査物の欠陥
発生位置またはその近傍位置にマーキングが行われるた
め、欠陥の発生位置を容易かつ確実に確認することがで
き、発生欠陥の確認及び手直し作業の作業効率の向上を
図ることができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例である塗装欠陥検査装置の全
体構成図である。

【図３】マーキング装置を拡大して示す図である。

【図４】撮像ポイント及び撮像カメラの移動軌跡の一例
を示す図である。

【図５】全体制御装置が実施する塗装欠陥検査動作を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 塗装欠陥検査装置 ２ ボデー ３ ラインコンベアー ４ フレーム ５ 撮像用ロボット ６ マーキング装置 ７ 撮像カメラ ８ ロボット制御装置 ９ マーキング用ロボット １０ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ １１ 吹き付けガン １２ 塗料タンク １６ マーキング制御装置 １７ 塗料ホース １８ エアホース １９ 塗料 ２０ ＯＮ／ＯＦＦ信号ケーブル ２１ 全体制御装置 ２２ 画像処理装置 ２３ 情報処理装置 ２４ 上位コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲榊▼原 正人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗装処理が実施された被検査物の表面状
   態を撮像し、画像信号として出力する撮像手段と、 該撮像手段から出力される画像信号に対して画像処理を
   行うことにより塗装表面の欠陥の検出を行う画像処理装
   置と、 該被検査物の表面上に直接マークを付すマーキング装置
   と、 該画像処理装置により検出された欠陥検出情報に基づい
   て該マーキング装置を作動させ、検出された欠陥の発生
   位置又はその近傍位置に上記マークを付すよう該マーキ
   ング装置を制御するマーキング制御手段とを具備するこ
   とを特徴とする塗装欠陥検査装置。