JPH07119590B2 - 薄膜状塗布剤の検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、被塗布材に塗布された薄膜状の塗布剤の塗布
状態を検査する装置に関する。

【従来の技術】

自動車の組立工程において、フロントガラスやリヤガラ
スなどの窓ガラスは、その全周辺部にシーリング材が塗
布された後に車体の窓枠に組み付けられるが、シーリン
グ材の塗布に先立ってブラックプライマーが塗布され、
接着の信頼性の向上が図られている。 窓ガラスに塗布されたブラックプライマーの塗布状態を
検査するための装置として、本出願人は特開昭61−2426
66号公報に記載の装置を先に提案した。この従来の検査
装置は、窓ガラスを挟んで投光器及び受光器を配置して
おき、窓ガラスを透過する光量に応じて受光器から出力
される検出信号を増幅した後、その出力信号を基準レベ
ルと比較しその大小に応じて制御信号を出力するように
構成されている。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、ガラスの周辺部に黒色セラミック処理を行っ
た、いわゆるセラミックガラスを窓ガラスとして使用し
た場合には、ブラックプライマーを塗布する部分が黒色
であるために光透過率が低く（例えば0.1％程度以
下）、しかも、ブラックプライマーの塗布前と塗布後と
の光透過率の変化が少ない。 そのため、上述した従来の検査装置では、受光器から出
力される検出信号、及び、塗布前後における検出信号の
変化量が極めて小さいため、正しい検査を行うことがで
きなかった。 つまり、塗布剤であるブラックプライマーと塗布面であ
るセラミックガラスの周辺部とが、共に黒色で光透過率
が低いため、工業用テレビカメラや上述の検査装置など
による自動検査が不可能であり、また熟練者による目視
検査さえも極めて困難であった。 本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、セラミ
ックガラスに塗布されたブラックプライマーのように、
光透過率の低い被塗布材に塗布された塗布剤の塗布状態
を確実に検査することのできる検査装置を提供すること
を目的としている。

【課題を解決するための手段】

上述の課題を解決するため、請求項１の発明は、被塗布
材に塗布された薄膜状の塗布剤の検査装置であって、前
記被塗布材を挟んで配置された投光器及び受光器と、前
記受光器からの検出信号を増幅する増幅器と、前記増幅
器からの出力信号を基準レベルと比較してその大小に応
じて制御信号を出力する比較器と、前記増幅器の出力信
号の大きさを、前記受光器を遮光した状態に対して零レ
ベル値となるように調整するための零点調整手段と、前
記増幅器の出力信号の大きさが一定のチューニング値と
なるように前記増幅器の増幅率を調整する第１チューニ
ング手段と、前記増幅器の出力信号の大きさが一定のチ
ューニング値となるように前記投光器の発光強度を調整
するための第２チューニング手段と、塗布剤が塗布され
る以前の被塗布材に対して前記第１チューニング手段に
よる調整を行うように制御し、前記第１チューニング手
段によっては調整しきれない場合に前記第２チューニン
グ手段による調整を行うように制御する制御手段と、を
有して構成される。 請求項２の発明では、前記第１チューニング手段及び前
記第２チューニング手段は、それぞれ、前記増幅器の出
力信号と設定器により設定された電圧との差電圧に応じ
たパルス信号を出力するVF変換器と、前記パルス信号を
前記差電圧に応じて加算又は減算してカウントするカウ
ンタと、前記カウンタのカウント値に応じた電圧を出力
するDA変換器と、前記カウンタのカウント値が制御可能
な範囲を越えるような値になったときに検出信号を出力
するエンド検出部と、を有して構成される。

【作用】

投光器から発して被塗布材などを透過した光は受光器に
入射する。 受光器は、入射光量に応じた検出信号を出力する。 増幅器は、受光器からの検出信号を増幅し、比較器はそ
れを基準レベルと比較してその大小に応じた制御信号を
出力する。 零点調整手段は、受光器が遮光された状態で、増幅器の
出力信号を零レベル値に調整するために用いられる。 制御手段は、第１チューニング手段及び第２チューニン
グ手段を制御する。投光器と受光器との間に塗布前の被
塗布材が配置された状態で、まず、外部からの適当な開
始信号又は手動による開始信号などにより、第１チュー
ニング手段を制御し、増幅器の増幅率を調整して増幅器
の出力信号の大きさが一定のチューニング値となるよう
に制御する。第１チューニング手段によっては調整しき
れない場合に、第２チューニング手段を制御し、投光器
の発光強度を調整して増幅器の出力信号の大きさが一定
のチューニング値となるように制御する。 制御手段は、第１チューニング手段のエンド検出部が検
出信号を出力したときに、第１チューニング手段から第
２チューニング手段へ制御を切り換える。

【実施例】

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。 第１図は本発明に係る検査装置１の構成を示すブロック
図である。 検査装置１は、被塗布材であるワークＷに塗布されたブ
ラックプライマーBP（薄膜状塗布剤）の塗布状態の良否
を検査し、検査結果に応じた制御信号S6を出力するよう
に構成されている。 ワークＷは、周辺部に黒色セラミック処理が施されたセ
ラミックガラスからなる自動車用の窓ガラスである。黒
色セラミック処理が施された部分の光透過率は極めて低
く、例えば0.1％程度である。ワークＷは、例えば図示
しないコンベアにより搬送され、塗布兼検査ステーショ
ンで位置決めされて、そこで後述するチューニングが行
われた後、ブラックプライマーBPの塗布が行われ、塗布
の直後にその塗布状態の検査が行われる。 第１図において、検査装置１は、検出センサー11、発振
器21、発光強度調整部としての発光制御部22、フィルタ
31、復調器32、増幅器33、チューニング手段としてのチ
ューニング部34、比較器35、出力制御部36、及び、図示
しない電源部、電圧計、操作スイッチや表示灯などをマ
ウントした操作パネル部などから構成されている。 検出センサー11は、図示しないロボットのマニプレータ
によって一体的に保持された投光器12と受光器13とから
なる。投光器12は、近赤外線を発する発光ダイオードで
ある。 発振器21は、数KHzの周波数のパルス信号を出力する。 発光制御部22は、発振器21からのパルス信号によって変
調を受け、投光器12に電力（パルス出力）を供給して発
光させる。また発光制御部22は、チューニング部34から
の信号S12に応じて、投光器12の発光強度を制御するよ
うに動作する。詳細については後述する。 フィルタ31は、受光器13からの検出信号S1の内、投光器
12からの周波数成分のみを通過させる帯域通過フィルタ
である。 復調器32は、発振器21の出力信号に同期して作動し、フ
ィルタ31からの出力をその振幅に応じた直流電圧信号に
復調する。 増幅器33は、復調器32からの出力を増幅する。なお、実
際にはフィルタ31の前段にも増幅器が設けられている。 これら発振器21、発光制御部22、フィルタ31、復調器3
2、及び増幅器33は、１個の筐体内に組み込まれ、検出
センサー11の近くに設置されている。なお、チューニン
グ部34など他の構成部分は別の筐体内に検出装置本体と
して組み込まれており、これらの間は多数の信号線によ
って接続されている。また検出装置本体は、塗布兼検査
ステーションの全体を管理又は制御する制御装置と多数
の信号線で接続されており、種々の信号の授受が行われ
るようになっている。 次に、チューニング部34は、増幅器33から出力される信
号S2を可変増幅し、チューニング時においてその出力す
る信号S3の大きさが一定のチューニング値V1になるよう
に調整するためのものである。これについては後で詳述
する。 比較器35は、チューニング部34から出力される信号S3
と、設定部37により予め設定された基準電圧S4とを比較
し、その大小に応じて信号S5を出力する。 出力制御部36は、比較器35から出力される信号S5に基づ
いて制御信号S6を出力する。制御信号S6は、例えばワー
クＷに塗布されたプライマーBPの塗布状態が「不良」で
あるときにオンする不良信号である。したがって制御信
号S6は、検出センサー11による適当な検出タイミングで
出力されるように制御されている。 さて、チューニング部34は、増幅器41、差動増幅器42、
絶対値検出部43、VF変換器44、ゲート45,49、カウンタ4
6,50、DA変換器47,51、エンド検出部48,52、制御部53な
どから構成されている。 なお、差動増幅器42、絶対値検出部43、VF変換器44、ゲ
ート45、カウンタ46、DA変換器47、及びエンド検出部48
が本発明の第１チューニング手段に相当し、差動増幅器
42、絶対値検出部43、VF変換器44、ゲート49、カウンタ
50、DA変換器51、及びエンド検出部52が本発明の第２チ
ューニング手段に相当し、制御部53が本発明の制御手段
に相当する。 増幅器41は、DA変換器47からの信号S11の大きさによっ
て増幅率が可変設定される。また、受光器13に入射する
光が遮断された状態において増幅器41の出力する信号S3
を０ボルトに調整するための零点調整手段としての零点
調整器61が設けられている。 差動増幅器42は、増幅器41の信号S3のチューニング値V1
を決定するためのもので、信号S3と設定器62により設定
された電圧とを比較し、その差に応じた電圧を出力す
る。 絶対値検出部43は、差動増幅器42の出力電圧の絶対値を
出力する。 VF変換器44は、絶対値検出部43の出力電圧に応じた周波
数（個数）のパルス信号を出力する。 ゲート45,49は、制御部53からの信号によって開閉し、V
F変換器44からのパルス信号をそれぞれカウンタ46,50に
伝える。 カウンタ46,50は、差動増幅器42の出力電圧の正負に応
じて加算又は減算するアップダウンカウンタであり、そ
のカウント値はそれぞれDA変換器47,51に入力される。 DA変換器47,51は、カウンタ46,50から出力されるそれぞ
れのカウント値に応じた電圧の信号S11,12に変換する。 エンド検出部48,52は、カウンタ46,50のそれぞれのカウ
ント値が、増幅器41又は発光制御部22において制御可能
な範囲を越えるような値になったときに、それぞれエン
ド検出信号を出力する。 制御部53は、チューニング部34の全体を制御する。 次に、制御部53によるチューニングの動作について説明
する。 チューニングを行う前に、投光器12と受光器13との間に
金属板などを挿入することによって受光器13を完全に遮
光した状態で、増幅器41の出力電圧である信号S3が０ボ
ルトになるように零点調整器61を調整する。なお、この
ときの増幅器41の増幅率は最大である。零点調整が終わ
れば、金属板を取り外し、第１図に示すように塗布前の
ワークＷをセットする。 チューニングは、チューニング開始信号S10が入力され
ることによって開始される。チューニング開始信号S10
は、自動運転時には塗布兼検査ステーションの全体の制
御装置から入力され、また、図示しない押し釦スイッチ
などによって手動で入力することも可能である。 チューニング開始信号S10が入力されると、ゲート45を
開け、VF変換器44からのパルス信号をカウンタ46に入力
してカウントを開始する。カウント値に応じてDA変換器
47が信号S11を出力し、信号S11に応じて増幅器41の増幅
率が低下する。これによって増幅器41の出力する信号S3
が設定器62に設定された値に等しくなると、差動増幅器
42の出力電圧は零となってカウンタ46へはパルス信号が
入力されなくなり、増幅器41の出力する信号S3がチュー
ニング値V1に調整されてチューニングが完了する。 増幅器41の増幅率の低下のみでは信号S3がチューニング
値V1にまで低下しない場合には、カウンタ46のカウント
値が上限値に達したときにこれをエンド検出部48が検出
し、エンド検出部48からのエンド検出信号によってゲー
ト45を閉じてゲート49を開く。これによって、VF変換器
44の出力するパルス信号はカウンタ50に入力され、カウ
ンタ50のカウントが開始される。カウンタ50のカウント
値に応じてDA変換器51が信号S12を出力し、信号S12に応
じて発光制御部22の出力が減少し、投光器12の発光強度
が低下する。投光器12の発光強度が低下することによっ
て受光器13の検出信号S1の大きさが低下し、その結果、
増幅器41の出力する信号S3が低下してチューニング値V1
に達しチューニングが完了する。 もし、カウンタ50のカウント値が上限値に達した場合に
は、これをエンド検出部52が検出し、エンド検出部52か
らのエンド検出信号によってエラー信号S13を出力す
る。エラー信号S13が出力されるのは、ワークＷの塗布
前の状態が、すなわちセラミックガラス自体の光透過率
が、検査可能な上限値を越えている場合である。また、
セラミックガラスの光透過率が検査可能な下限値を越え
ている場合もエラー信号S13が出力される。 つまり、チューニングは、まず増幅器41の増幅率を調整
することによって行われ、これによっては調整しきれな
い場合に、発光制御部22の出力が調整され、これによっ
て投光器12の発光強度が調整される。増幅器41及び発光
制御部22の両方によっても調整しきれない場合には、エ
ラー信号S13が出力される。 したがって、通常は、チューニングが完了した時点で
は、増幅器41の信号S3の値（電圧値）がチューニング値
V1となっている。チューニング値V1としては、例えば40
0mVに設定される。また、エラー信号S13が出力された時
点では、増幅器41の増幅率及び発光制御部22の出力が、
最大又は最小となっている。 なお、エラー信号S13が出力された場合であっても、一
般的には検査装置１の動作を停止させることなく検査を
続行する。しかし、この場合には、当該ワークＷについ
ての塗布状態の検査結果の信頼性は低い。したがって、
エラー信号S13に基づいて検査装置１を停止させ、又は
警報を発するようにしてもよい。 次に、検査動作について説明する。 チューニングが完了すると、ワークＷにブラックプライ
マーBPが塗布される。検出センサー11は、ワークＷにブ
ラックプライマーBPを塗布したその直後の軌跡に沿って
移動されるか、又は塗布が完了した後にその塗布軌跡に
沿って移動される。 その間において、受光器13は、ブラックプライマーBPの
塗布後の透過光に応じた検出信号S1を出力し、増幅器41
の出力する信号S3はこれに応じて変化（減少）する。そ
の信号S3と設定部37により設定された基準電圧S4とが比
較器35で比較され、その大小に応じて信号S5が出力され
る。 基準電圧S4の値は、適当数のサンプル品のテストによっ
て決められるが、例えば上述のチューニング値V1の1/5
〜1/2程度に設定される。つまりこの場合には、ワーク
ＷにブラックプライマーBPを塗布することによって、光
透過率が20〜50％以下に低下した場合の塗布状態を
「良」とすることになる。 出力制御部36からは、塗布状態が「不良」である場合に
制御信号S6が出力される。出力制御部36では、検出セン
サー11が塗布軌跡を検出しているタイミング以外で制御
信号S6が出力されないように制御が行われている。 次に、上述した検査装置１の全体的な動作について、第
２図に示すフローチャートに基づいて説明する。 まず、零点調整を行う（ステップ＃11）。零点調整は、
上述のように受光器13を遮光した状態で行われる。 次に、塗布前のワークＷがセットされ（ステップ＃1
2）、チューニングが行われる（ステップ＃13）。 チューニングの結果、ワークＷの光透過率が検査可能な
範囲を越えていれば（ステップ＃14でノー）、エラー信
号S13が出力される（ステップ＃15）。 チューニングが完了し（ステップ＃14でイエス）、又は
エラー信号S13が出力された後に（この場合には、増幅
器41の増幅率及び発光制御部22の出力は、エラー信号S1
3が出力されたときの状態のままに設定される。）、ワ
ークＷにブラックプライマーBPが塗布される（ステップ
＃16）。 塗布後のワークＷについて塗布状態の検査を行う（ステ
ップ＃17）。このとき、検出センサー11は、ワークＷに
ブラックプライマーBPが塗布された部分を挟んだ状態
で、ブラックプライマーBPの塗布軌跡に沿って移動され
る。 検査の良否の判定結果が「良」でない場合には（ステッ
プ＃18でノー）、制御信号S6が出力され（ステップ＃1
9）、ワークＷ及び塗布装置のチェックや不良ワークＷ
の除去などの所定の復帰処理が行われる（ステップ＃2
0）。 検査の判定結果が「良」である場合には（ステップ＃18
でイエス）、再び新しいワークＷがセットされ、ステッ
プ＃12以降の動作が繰り返される。 上述の実施例によると、光透過率の異なる種々のワーク
Ｗに対して、光透過率に応じて増幅器41の増幅率が可変
設定され、増幅器41から出力される信号S3が一定のチュ
ーニング値V1になるようにチューニングされるので、セ
ラミックガラスのように光透過率の低いワークＷであっ
ても検査を確実に行うことができ、また広い範囲の光透
過率のワークＷに対しても確実に検査を行うことができ
る。さらに、増幅器41の増幅率を可変することでは対応
できない場合には、発光制御部22の出力を可変して投光
器12の発光強度を可変するので、さらに広い範囲の光透
過率のワークＷの検査を確実に行うことができる。 上述の実施例において、チューニング値V1を400mVとし
たが、他の適当な値としてよい。チューニング部34の構
成は、上述した以外の種々の構成とすることができる。
増幅器33においても零点調整や増幅率の調整を行うこと
が可能である。零レベル値として、増幅器41の信号S3を
０ボルトに設定したが、０ボルト以外の値であってもよ
い。また、零点調整を自動的に行うようにすることも可
能である。 上述の実施例において、投光器12としては、発光ダイオ
ード、半導体レーザ、又は電球などを、受光器４として
は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、又はCCD
などを、それぞれ採用することが可能である。 上述の実施例において、検査装置１の構成、及びその各
部の構成は、上述した以外の種々の構成とすることがで
き、また、検査装置１から出力される信号は種々の制御
のために使用することが可能である。 上述した検査装置１は、光透過率の測定装置として用い
ることも可能である。すなわち、上述のチューニングを
行う際に、ワークＷに代えて光透過率が既知の基準フィ
ルタを用いてチューニングを行い、チューニングが完了
した後で、基準フィルタに代えて光透過率が未知のワー
クＷをセットし、これについて増幅器41の出力する信号
S3の電圧値を測定することによって、ワークＷの基準フ
ィルタに対する光透過率の比が求められる。この場合に
は、基準フィルタの光透過率の値を入力するためのスイ
ッチ又はキーボード、演算装置、表示装置などを実装し
ておけばよい。

【発明の効果】

請求項１及び請求項２の発明によると、セラミックガラ
スに塗布されたブラックプライマーのように、光透過率
の低い被塗布材に塗布された塗布剤の塗布状態を確実に
検査することができる。 また、チューニングに際して、増幅器の増幅率の調整と
投光器の発光量の調整とが行われるので、より広範囲の
光透過率の被塗布材に対して塗布状態の検査を確実に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る検査装置の構成を示すブロック
図、第２図は第１図の検査装置の動作の概略を示すフロ
ーチャートである。 １……検査装置、12……投光器、13……受光器、22……
発光制御部、34……チューニング部（チューニング手
段）、35……比較器、41……増幅器、61……零点調整器
（零点調整手段）、S1……検出信号、S2……信号（検出
信号）、S3……信号（出力信号）、S4……基準電圧（基
準レベル）、S6……制御信号、V1……チューニング値、
Ｗ……ワーク（被塗布材）、BP……ブラックプライマー
（塗布剤）。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−242666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−261101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−217109（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−73006（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−89539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−163804（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−39645（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被塗布材に塗布された薄膜状の塗布剤の検
   査装置であって、 前記被塗布材を挟んで配置された投光器及び受光器と、 前記受光器からの検出信号を増幅する増幅器と、 前記増幅器からの出力信号を基準レベルと比較してその
   大小に応じて制御信号を出力する比較器と、 前記増幅器の出力信号の大きさを、前記受光器を遮光し
   た状態に対して零レベル値となるように調整するための
   零点調整手段と、 前記増幅器の出力信号の大きさが一定のチューニング値
   となるように前記増幅器の増幅率を調整する第１チュー
   ニング手段と、 前記増幅器の出力信号の大きさが一定のチューニング値
   となるように前記投光器の発光強度を調整するための第
   ２チューニング手段と、 塗布剤が塗布される以前の被塗布材に対して前記第１チ
   ューニング手段による調整を行うように制御し、前記第
   １チューニング手段によっては調整しきれない場合に前
   記第２チューニング手段による調整を行うように制御す
   る制御手段と、 を有してなることを特徴とする薄膜状塗布剤の検査装
   置。
2. 【請求項２】前記第１チューニング手段及び前記第２チ
   ューニング手段は、それぞれ、 前記増幅器の出力信号と設定器により設定された電圧と
   の差電圧に応じたパルス信号を出力するVF変換器と、 前記パルス信号を前記差電圧に応じて加算又は減算して
   カウントするカウンタと、 前記カウンタのカウント値に応じた電圧を出力するDA変
   換器と、 前記カウンタのカウント値が制御可能な範囲を越えるよ
   うな値になったときに検出信号を出力するエンド検出部
   と、 を有してなる請求項１記載の薄膜状塗布剤の検査装置。