JPH11326055A - 色検査と塗装欠陥検査を行う方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色検査と塗装欠陥検査の両方の検査を短時間
で行うことができる方法の提供。 【解決手段】 １ライン複数画素の画像を取り込むこと
ができるラインセンサーと、塗膜を表面に有する被検査
物とを相対移動させ、ラインセンサーによって被検査物
の複数画素×複数ラインの範囲の画像の各画素を測色し
て測色データを得る測色工程と、測色データに基づき色
検査と塗装欠陥検査を行う検査工程と、を有する、色検
査と塗装欠陥検査を行う方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗膜を有する被検
査物の塗膜色検査（色検査）および塗装欠陥の有無の検
査（塗装欠陥検査）の検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、塗装工程を経たものに対して、た
とえば、表面が塗装された自動車ボデーに対して色検査
および塗装欠陥検査が行われる。色検査では、塗装され
た自動車ボデーの色が規格値に沿っているか否かが検査
される。検査には、色彩測定装置が用いられる。被検査
物に光をあて、被検査物からの反射光をセンサーにて受
光し、受光した光をＲＧＢ値に分析し色データとし、規
格値の色データと比較する。従来の色彩測定装置では測
定可能な領域が局所、たとえば、Φ８〜Φ１０ｍｍであ
り、広範囲での測定ができない。そのため、アルミ片が
混入されたメタリック塗料が塗装されている場合、測定
する場所によってはアルミ片の配列次第で反射光が変わ
るので、被検査物の複数箇所を測定し、平均値を算出し
たものを色データとしている。塗装欠陥検査では、塗装
面にゴミなどが付着した場合に生じる塗ブツなどの有無
が検査される。塗ブツの有無は、自動車ボデーに光をあ
てたときの光の歪みの有無から測定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の検査方
法には、つぎの問題がある。 色検査はＲＧＢ値に基づき行われ、塗装欠陥検査は
光の歪みに基づき行われ、各検査はそれぞれ異なる計測
値に基づいて行われているために、検査に要する時間が
長くなる。 従来の色彩測定装置では、測定可能な領域が局所で
あることから被検査物の複数箇所の測定を行わなければ
ならず、検査に要する時間が長くなる。 本発明の目的は、色検査と塗装欠陥検査の両方の検査を
短時間で行うことができる方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） １ライン複数画素の画像を取り込むことができ
るラインセンサーと、塗膜を表面に有する被検査物とを
相対移動させ、ラインセンサーによって被検査物の複数
画素×複数ラインの範囲の画像の各画素を測色して測色
データを得る測色工程と、前記測色データに基づき色検
査と塗装欠陥検査を行う検査工程と、を有する、色検査
と塗装欠陥検査を行う方法。 （２） 前記測色工程により得られる前記測色データは
前記各画素のＲＧＢ値を含み、前記検査工程は、前記各
画素のＲＧＢ値をＬａｂ値に変換し、前記検査工程の色
検査は、前記各画素のＬａｂ値があらかじめ定められた
基準範囲内にあるか否かを検出する色判定工程を有し、
前記検査工程の前記塗装欠陥検査は、前記複数画素×複
数ラインの範囲の画像を複数に分割する画像分割工程
と、分割された各画像範囲内の画素のＬａｂ値の最大値
と最小値とを求めるＬａｂ値解析工程と、分割された各
画像範囲内の画素のＬａｂ値の最大値同士および最小値
同士を比較し、異常値の有無を検出する塗装欠陥判定工
程とを有する、（１）記載の色検査と塗装欠陥検査を行
う方法。

【０００５】上記（１）の本発明の方法によれば、測色
工程において、１ライン複数画素の画像を取り込むこと
ができるラインセンサーと被検査物とを相対移動させる
ことにより、ラインセンサーによって被検査物の複数画
素×複数ラインの広い範囲の各画素を測色できる。各画
素を測色したデータに基づいて、検査工程で、色検査と
塗装欠陥検査の両方の検査が行えるため、短時間での検
査が可能になる。上記（２）の本発明の方法によれば、
測色工程でラインセンサーにより得られる測色データで
あるＲＧＢ値を、検査工程でＬａｂ値に変換し、Ｌａｂ
値に基づいて色検査と塗装欠陥検査の両方を行うことが
できるため、短時間での検査が可能になる。なお、色検
査は色判定工程においてＬａｂ値があらかじめ定められ
た基準範囲内にあるか否かを検出する。塗装欠陥検査は
画像分割工程において、複数画素×複数ラインの範囲の
画像を任意の大きさに分割して複数区分の画像とし、Ｌ
ａｂ値解析工程において各区分の画素の最大値と最小値
を検出し、塗装欠陥判定工程において各区分のＬａｂ値
の最大値同士および最小値同士を比較して異常値を有す
るか否かを検出する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明実施例の被検査物の色検査
と塗装欠陥検査を行う方法を、図１〜図５を参照して説
明する。以下の説明では、被検査物が自動車ボデーであ
る場合を例にとって説明する。自動車ボデーは複数の塗
装工程を経て、仕上げ塗装された状態にあり、表面に塗
膜を有する。自動車ボデーは塗装工程の間および塗装工
程後もコンベア上に台車を介して載置されている。コン
ベアにはストッパーが設けられ、ストッパーが台車に係
合している場合（ストッパー開の場合）に台車が牽引さ
れて自動車ボデーは搬送される。また、位置決め装置の
作動によって自動車ボデーは所定位置で停止する。コン
ベア上には複数の自動車ボデーが間隔をおいて載置さ
れ、搬送可能とされている。各自動車ボデーの塗膜の色
は、同色に限られず、異なる色が塗装されている。な
お、各自動車ボデーに塗装される色は、あらかじめ決め
られている。色検査および塗装欠陥検査は、自動車ボデ
ーが搬送されて、所定の場所に到達したときに、１台ご
とに行われる。

【０００７】色検査では、自動車ボデーの塗膜が、規定
の色を有しているかが検査される。たとえば、赤色で
も、赤みの度合い、明るさの度合いなどは、同一の塗料
であっても、塗装条件（たとえば、塗装用ガンから塗料
をスプレーするときの吐出量やエアー圧など）および塗
料の希釈条件などによって異なる。色検査では、このよ
うな色の違いを判定し、塗膜の色のバラツキをなくすこ
とを目的としている。塗装欠陥検査では、自動車ボデー
の塗装面上の塗ブツの有無と、色とびの有無が検査され
る。塗ブツは、たとえば、ゴミなどが塗膜に付着した場
合の不具合を示す。色とびは、自動車ボデーの塗膜に、
部分的に本来の色とは異なる色が付着した場合の不具合
を示す。塗装は、自動車ボデー１台ごとに順に行われる
ので、連続して搬送される自動車ボデーのそれぞれに同
色が塗装される場合には色とびは生じにくい。しかし、
連続して搬送される自動車ボデーのそれぞれに異なる色
が塗装される場合には、色とびが生じることがある。

【０００８】本発明実施例の検査方法を実施するシステ
ムを図１を参照して説明する。本発明実施例の検査方法
を実施するシステムは、ラインセンサーと、光源と、ラ
インセンサーから出力される測色データの信号を送受信
する変換ユニットと、測色データの信号などを変換ユニ
ットから受信する手段を備えたコンピュータ（パソコ
ン）を有する。ラインセンサーは、光源から被検査物に
照射された光の反射光を受光してＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ
（青）に分光し、画素ごとの測色データをＲＧＢ値（Ｒ
値、Ｇ値、Ｂ値の各値）として出力する。１ラインでは
複数画素、たとえば、２０４８画素の画像を取り込むこ
とができる。分解能は、たとえば、１００μｍ×１００
μｍ〜３００μｍ×３００μｍとされる。また、ライン
センサーは非接触式であり、被検査物には接触しない。
ラインセンサーによって得られたＲＧＢ値は変換ユニッ
トを介して、コンピュータに入力される。光源は、たと
えば、ハロゲンランプが用いられる。ラインセンサーと
光源は、ロボット（自動機）に取り付けられ、ロボット
によって移動が可能とされている。

【０００９】さらに、本発明の実施例の検査方法を実施
するシステムは、被検査物である自動車ボデーを搬送可
能なコンベアと、検査の対象となる自動車ボデーの車型
を検査する車種検査装置と、ラインセンサーおよび光源
を移動するためのロボットを有し、コンベアなどによる
自動車ボデーの発進・停止と車種検査装置とロボットの
それぞれの作動の制御信号を送受信する中継ユニットを
備える。中継ユニットが送受信する信号は、変換ユニッ
トを介してコンピュータも受信している。それにより、
コンピュータはシステム全体の集中管理をしている。

【００１０】上記のシステムを使用し、自動車ボデーの
色検査および塗装欠陥検査を行う方法を、図２に示すフ
ローチャートを参照して、説明する。検査の対象となる
自動車ボデーは、たとえば、Ａ色の塗膜を表面に有す
る。検査は〜の工程を有する。

【００１１】 初期設定工程（ａ） コンピュータに、図３に示すような、自動車ボデーの車
型、色ごとの色彩値であるＬ^* ａ^* ｂ^* の各値（Ｌａｂ
値と示す）のデータベースを設定する。図３に示すデー
タベースによると、車型イに形成された塗膜がＡ色の場
合、Ｌａｂ値の基準範囲は、図３中にＯＫと示される範
囲である。

【００１２】 情報収集工程（ｂ） 車種検査装置により、検査対象となる自動車ボデーの車
型、あらかじめ指示されている塗膜の色の情報を収集す
る。車型からは、自動車ボデーの形状が判別できる。収
集した情報に基づき、コンピュータからロボットの作動
範囲などが変換ユニットを介して中継ユニットに送信さ
れ、ラインセンサーのスキャンレート（１ライン当たり
の測定時間）が変換ユニットに送信される。自動車ボデ
ーに塗布される塗料の色が、自動車ボデーごとに異なり
淡色から濃色までのさまざまな色の場合、すべての色が
同条件で測定されると、濃色の情報量が少なくなる場合
がある。たとえば、淡色の場合には照射光の反射量が多
いのでラインセンサーの受光量が多くなり、ＲＧＢ値に
解析するための光が十分に得られるが、濃色の場合は照
射光の反射量が少ないのでラインセンサーの受光量が少
なくなり、ＲＧＢ値に解析するための光が十分には得ら
れない。そのため、濃色の場合はラインセンサーのスキ
ャンレートを遅くし、かつ移動速度を遅くして、取得す
る情報量を多くする。なお、スキャンレートはあらかじ
め複数段階、たとえば、４段階に設定され、塗料の色の
明るさに応じて、４段階の中から選択する。また、ライ
ンセンサーの移動速度は、たとえば、２．６ｍ／ｍｉｎ
〜１０．５ｍ／ｍｉｎとされる。

【００１３】 位置決め工程（ｃ） 被検査物の自動車ボデーがコンベアに搬送されて所定の
検査場所に到達すると、ストッパーにより自動車ボデー
が停止し、位置決め装置にて自動車ボデーの位置決めを
行ない、その後、位置決め完了の信号が中継ユニットに
送られる。

【００１４】 ロボット（自動機）動作工程・測色工
程（ｄ）（ｅ） 中継ユニットからラインセンサーと光源を有するロボッ
トの作動信号が出力され、作動信号に基づきロボットが
指示された作動範囲、作動速度で作動する。停止してい
る自動車ボデーに対してロボットが移動することによっ
て、ラインセンサーが１つのラインごとに連続的に、リ
アルタイムに自動車ボデー表面の、複数画素×複数ライ
ンの範囲の画像を取得し、画素ごとのＲＧＢ値（測色デ
ータ）を出力する。このときラインセンサーはラインと
直交する方向に移動する。スキャンレートは先の情報収
集工程において決められている。ラインセンサーの移動
速度は、測色中は一定に保たれる。ラインセンサーの作
動開始直後と作動終了直前は、移動速度が一定に保たれ
にくいため、この範囲では測色はしない。なお、蛍光灯
などによる外乱を小さくするために、測色場所は暗く
し、光源以外の光が入らないことが望ましい。画像を取
得する範囲は、自動車ボデーの全体あるいは特定部位な
ど、任意の範囲に選択することができる。

【００１５】 測色データ解析工程（判定工程）
（ｆ） 判定工程では測色工程で取得した画像の解析が行われ
る。なお、測色工程で取得した画像のうちの任意部分の
みの解析も可能である。測色工程で出力されたＲＧＢ値
は変換ユニットを介してコンピュータに入力される。プ
ログラムされたコンピュータによりＲＧＢ値はＬａｂ値
（Ｌ^* ａ^* ｂ^*の各値）に変換される。そして、色検査
および塗装欠陥検査がともにＬａｂ値に基づいて行われ
る。

【００１６】色検査はつぎに示す工程がプログラムされ
たコンピュータによって行われる。色検査は、初期設定
工程で設定された図３に示すようなＬａｂ値のデータベ
ースと比較して、算出したＬａｂ値がそれぞれ基準範囲
内にあるか否かを検出する色判定工程を有する。図３に
示すデータベースでは、基準範囲はＯＫの部分、基準範
囲外はＮＧの部分である。算出したＬａｂ値をそれぞれ
データベースと比較し、算出したＬａｂ値のそれぞれが
基準範囲内であれば、自動車ボデーの塗膜の色は規定に
沿い、ＯＫと判定される。算出したＬａｂ値のそれぞれ
が基準範囲外であれば、自動車ボデーの塗膜の色は規定
に沿わず、ＮＧと判定される。

【００１７】塗装欠陥検査はつぎに示す工程がプログラ
ムされたコンピュータによって行われる。塗装欠陥検査
は、画像分割工程と、Ｌａｂ値解析工程と、塗装欠陥判
定工程と、からなる。画像分割工程では、ラインセンサ
ーにより取得された画像、たとえば、（２０４８画素／
ライン）×複数ラインの画素を含む画像を任意の大き
さ、たとえば図４に示すように、０〜１１の１２等分に
区分する。Ｌａｂ値解析工程では、区分０〜１１の各画
像内の画素のＬａｂ値の最大値と最小値とを検出する。
図５には、検出結果の例を示す。塗装欠陥判定工程で
は、各区分のＬａｂ値の最大値同士および最小値同士を
それぞれ比較し、平均的な各区分の最大値もしくは最小
値から外れた異常値を含む区分の有無を検出する。異常
値を含む区分がない場合にはＯＫと判定される。異常値
を含む区分がある場合にはＮＧと判定され、異常値を含
む区分には塗ブツもしくは色とびの塗装欠陥がある。た
とえば、図５に示す、Ｌａｂ値の各値の最大値と最小値
のそれぞれを例にとった場合、区分１１のＬ値の最大値
が他の区分のＬ値の平均的な最大値から外れた異常値を
示し、区分１１のａ値の最小値が他の区分のａ値の平均
的な最小値から外れた異常値を示し、区分１１のｂ値の
最小値が平均的な他の区分のｂ値の最小値から外れた異
常値を示している。したがって、区分１１に塗ブツもし
くは色とびの塗装欠陥があることがわかる。

【００１８】色検査および塗装欠陥検査においていずれ
もＯＫと判定された場合、自動車ボデーの停止を解除す
るための信号がコンピュータから変換ユニットを介して
中継ユニットに送信される。そして、中継ユニットから
位置決め装置およびストッパーの解除信号が出力され、
位置決め装置およびストッパーが解除されて被検査物の
自動車ボデーは動き始める。色検査および塗装欠陥検査
において少なくとも一方の検査でＮＧと判定された場
合、自動車ボデーの位置決めを維持する信号がコンピュ
ータから変換ユニットを介して中継ユニットに送信さ
れ、自動車ボデーは停止されたままとなる。そして、作
業者がＮＧとされた自動車ボデーの塗膜を目視し、自動
車ボデー全体の再塗装が必要と判断された場合には、コ
ンベアに自動車ボデーの搬送先を指示する。自動車ボデ
ーはその搬送先で再塗装される。手直しによる部分的な
補修でよい場合には、ただちにコンベア上で補修を行
う。あるいは、自動車ボデーをコンベアから外して補修
を行い、補修後に再度自動車ボデーをコンベア上に戻
す。そして、コンベアの停止を解除するための開信号が
出され、自動車ボデーが搬送される。

【００１９】なお、本発明実施例では、Ｌａｂ値に基づ
いて各検査を行っているが、Ｌａｂ値では判別不能な塗
膜の色の場合には、ＲＧＢ値もしくはＨＳＩ値など、Ｌ
ａｂ値とは別の色空間データに基づいて色検査および塗
装欠陥検査を行うこともできる。検査方法は、Ｌａｂ値
に基づいて行う方法に準じる。

【００２０】 ロボット（自動機）動作工程（ｇ） ラインセンサーによる任意の範囲の画像の取り込みが終
了すると、その信号が中継ユニットに送られる。そし
て、中継ユニットからは、ロボット（自動機）へ原位置
に戻らせる信号が出力され、ロボットが原位置に戻る。

【００２１】 測色データの保存工程（ｈ） 測色データは車型および色ごとにコンピュータの記録媒
体に履歴データとして保存される。履歴データは、塗装
条件および塗料の希釈条件の決定などに利用できる。ま
た、初期設定（ａ）で作成したデータベースに履歴デー
タを追加し、基準範囲を変更することにも利用できる。

【００２２】つぎに、作用を説明する。本発明実施例の
方法では、自動車ボデーの塗装面の画像はラインセンサ
ーで取得している。本発明実施例のラインセンサーで
は、１ライン当たり２０４８画素の画像を取り込み、解
析することができる。そのため、自動車ボデーに対して
ラインセンサーがラインと直交する方向に移動すること
により、たとえば、２０４８画素×複数ラインからなる
広範囲の画像が連続的に取得、解析される。ラインセン
サーの数を多くした場合には、自動車ボデー全体の画像
の連続的な取得、解析が可能になる。従来は、画像の取
得部分が局所であり、広範囲の画像を取り込み、測色す
ることはできなかった。解析は、ラインセンサーにより
出力される各画素のＲＧＢ値を変換して得たＬａｂ値に
基づいて行われる。色検査の場合には、Ｌａｂ値が基準
範囲内にあるか否かが検出される。塗装欠陥検査の場合
には、画像を複数区分に分割し、各区分の画像内の各画
素のＬａｂ値の最大値および最小値を検出し、各区分に
Ｌａｂ値の最大値と最小値の異常値が有るか否かが検出
される。このように、ラインセンサーにより取得した広
い画像範囲内において、色検査と塗装欠陥検査を、同じ
Ｌａｂ値をもとにして、同時に行うことができるので、
短時間での検査が可能になる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の色検査と塗装欠陥検査を行う
方法によれば、測色工程において、ラインセンサーによ
って被検査物の複数画素×複数ラインの広い範囲の各画
素を測色できる。各画素を測色した測色データに基づい
て、検査工程で、色検査と塗装欠陥検査の両方の検査が
行えるため、短時間での検査が可能になる。請求項２の
色検査と塗装欠陥検査を行う方法によれば、測色工程で
ラインセンサーにより得られる測色データであるＲＧＢ
値を、検査工程でＬａｂ値に変換し、Ｌａｂ値に基づい
て色検査と塗装欠陥検査の両方を行うことができるた
め、短時間で検査を行うことが可能になる。なお、色検
査は色判定工程においてＬａｂ値があらかじめ定められ
た基準範囲内にあるか否かを検出する。基準範囲内であ
れば、被検査物の塗膜は規定の色を有していることがわ
かる。基準範囲外であれば、被検査物の塗膜は規定の色
を有していないことがわかる。塗装欠陥検査は画像分割
工程において、複数画素×複数ラインの範囲の画像を任
意の大きさに分割して複数区分の画像とし、Ｌａｂ値解
析工程において各区分の画素の最大値と最小値を検出
し、塗装欠陥判定工程において各区分のＬａｂ値の最大
値同士および最小値同士を比較して異常値を有するか否
かを検出する。異常値を有していなければ、被検査物の
塗膜は塗装欠陥がないことがわかる。異常値を有してい
れば、被検査物の塗膜は塗装欠陥があることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の方法を実施するために使用する
システムの構成を説明するための図である。

【図２】本発明実施例の方法を説明するためのフローチ
ャートである。

【図３】色と車型ごとのＬａｂ値のデータベースであ
る。

【図４】ラインセンサーで取得した画像の例である。

【図５】図４の画像の各区分のＬａｂ値の各値の最大値
と最小値を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １ライン複数画素の画像を取り込むこと
   ができるラインセンサーと、塗膜を表面に有する被検査
   物とを相対移動させ、ラインセンサーによって被検査物
   の複数画素×複数ラインの範囲の画像の各画素を測色し
   て測色データを得る測色工程と、 前記測色データに基づき色検査と塗装欠陥検査を行う検
   査工程と、 を有する、色検査と塗装欠陥検査を行う方法。
2. 【請求項２】 前記測色工程により得られる前記測色デ
   ータは前記各画素のＲＧＢ値を含み、 前記検査工程は、前記各画素のＲＧＢ値をＬａｂ値に変
   換し、 前記検査工程の色検査は、前記各画素のＬａｂ値があら
   かじめ定められた基準範囲内にあるか否かを検出する色
   判定工程を有し、 前記検査工程の前記塗装欠陥検査は、前記複数画素×複
   数ラインの範囲の画像を複数に分割する画像分割工程
   と、分割された各画像範囲内の画素のＬａｂ値の最大値
   と最小値とを求めるＬａｂ値解析工程と、分割された各
   画像範囲内の画素のＬａｂ値の最大値同士および最小値
   同士を比較し、異常値の有無を検出する塗装欠陥判定工
   程とを有する、請求項１記載の色検査と塗装欠陥検査を
   行う方法。