JPS62282207A - 塗布膜検査装置 - 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】 ３、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塗布膜の状態を検査する
装置に関し、例えば自動車のフロントガラスやりャガラ
ス等の周辺部、または車体の接着フランジ部分などに塗
布されたプライマーの良否を検査するのに利用される。

（従来技術） 自動車の組立工程において、フロントガラスやりャガラ
ス等の窓ガラスは、その全周辺にツーリング剤が塗布さ
れた後に車体の窓枠に組付けられるようになっている。

その際に、シーリング剤を塗布する以前の窓ガラス表面
及び車体窓枠にブラックプライマーを塗布し、接着の信
頼性を高めるようにしており、これらシーリング剤やプ
ライマーを塗布する作業には各種マニプレータが利用さ
れ自動化が行われている。しかし、これらの塗布剤は、
通常、温度変化や空気との接触の有無等によってその流
動性や表面状態等が著しく変化し、又塗布剤の吐出量の
変化や塗布速度の変化等によっても塗布状５が変化する
ため、塗布工程における定量的な制御や均一状態に塗布
することが比較的困難であり、したがって塗布が常に正
常に行われるわけではなく、例えば塗布されたプライマ
ーの膜厚不足によるスケ、プライマーの不足によるカス
レ等の不具合が発生することがある。

ところが、塗布作業の自動化は行われているが、塗布が
正常に行われたか否かを）負査する検査作業については
、作業員の直接の目視による検査又はＩＴＶ　（工業用
テレビジョン）等を介しての間接の目視による検査が行
われているのが現状であり、作業員の判断基準の変動に
よる品質の不均一さや検査ミス等が発生するとともに、
これらに要する労力がコストアップの原因ともなってい
た。特に近年においては、周辺部を黒色セラミック処理
を行った窓ガラスが採用されるようになったため、ブラ
ンクブライマーの塗布状態の検査は人間の目ではもはや
困難となってきている。また、黒色に塗装された車体の
接着フランジ部分に塗布されたブラックブライマーの検
査も、同様に困難である。

（発明が解決しようとす乙問題点） 本発明は上述の問題に濫みて成されたもので、被塗布材
に塗布された薄膜状塗布剤、例えば黒色セラミック処理
を行った窓ガラスや車体の接着フランジ部分などに塗布
されたブラックブライマーの塗布膜の良否を検査するた
めの検査装置を提供すること目的としたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の技術的手段は、被塗布材Ｗに塗布された塗布膜
２品検査装置であって、前記塗布膜Ｐに向かってコヒー
レントな投射光を発する投光部材８と、該投射光の塗布
ＩＩＪ１Ｐによる反射光を受光するフォトダイオードア
レイ９と、これら投光部材８及びフォトダイオードアレ
イ９を前記被塗布材Ｗに塗布された塗布膜Ｐに沿って相
対移動させるマニプレータ２と、前記フォトダイオード
アレイ９からの出力を処理する処理部１０とを有してな
るものである。

（実施例） 以下、本発明を自動車のフロントガラスの表面にブラッ
クブライマーを塗布し、且つその検査を行うようにした
重布装置の実施例について説明す第３図において、間歇
送りのコンベア１上を・周辺に黒色セラミック処理Ｃが
施されたフロントガラスのワークＷが順次搬送され、ブ
ランクブライマーを塗布する塗布工程のステーションに
て位置決めされ静止している。このステーションには、
多関節のロボット２を用いてなる盗布装宣が配備されて
おり、ワークＷの上面の全周辺に一定幅のブラックプラ
イマーを鎖線で図示したように塗布して生布膜Ｐを形成
し、且つ正常に生布されたか否かを自動的に検査するよ
うになっている。

第１図ないし第４図をも参脇にして、ロボット２は腕２
ａの先端部に回転手首２ｂ及び屈曲手首２ｃを有してお
り、屈曲手首２ｃの下端フランツ部にブラケット３を介
し塗布手段である刷毛４及び検査手段である光センサー
装置５が取付けられている。

刷毛４は、中空の芯材の円囲に多数の毛を配置して束ね
たもので、図示しないφ布剤圧送聞からチューブ６ａ、
　６ｂ、バルブ７を経て圧送されるブライマーは、刷毛
４の基部４ａから流入して中空部を通り尾部４ｂから＋
８出してワークＷの黒色セラミック処理された表面に幅
数＠１．厚さ十数μＩ１１程度のブライマーの塗布膜を
形成するように塗布されるようになっている。光センサ
ー装置５は、刷毛４により塗布されたプライ′７−の塗
布膜の状態を、刷毛４よりも後方に一定距離をおいた位
置で検査するもので、塗布膜に向かってレーザ光を発す
る投光部材８と、投光部材８から発するレーザ光の塗布
膜による反射光を受光するフォトダイオードアレイ９と
よりなっている。投光部材８は、例えばレーザダイオー
ドなどの半導体レーザ８ａとレンズ８ｂとを組合せたも
のであり、塗布膜の幅とほぼ等しい直径を有する円形の
コヒーレントな光を塗布Ｆの幅いっばいに投射する。フ
ォトダイオードアレイ９はエレメント数が伊１えばゾ個
のものを用い、投光部材８からの反射光を塗布膜の幅い
っばい分をカバーするように配置し、各エレメントの出
力は処理部１０によって処理されるのである。これらは
取付９Ｉｉ材１１によって、進行方向と直交する方向に
並置され、且つ互の光軸が一敗するよ５　ｊこ凋整され
、ブラケット３に取付けられている。また、これらの信
号線は端子箱１２を介してケーブル１２ａにより処理部
１０に接続されている。

投光部材８から発するレーザ光の反射状態は、塗布１９
！Ｐの表面の状態によって異なり、反射像は、塗布膜の
表面が平滑な場合は、投射光と同じ状態か、または密で
輝度の高いモアレ像干渉縞が発生した像となり、塗布１
１＊Ｐの表面が粗の場合は、粗で輝度の低いモアレ像干
渉縞が発生した像となる。

第６Ａ図は塗布膜の表面が平滑な場合の反射像の一例で
、モアレ像干渉縞が密になった状態が示されている。第
６Ｂ図は塗布膜の表面が粗である場合の反射像の一例で
、塗布膜の表面に発生した多数の微小孔や被塗布材の表
面の凹凸などの影嘗による乱反射によって、モアレ像干
＄−縞が粗となり大きく広がった状態が示されている。

また、塗布膜の表面の一部が粗であったり、塗布膜の一
部が欠けて被塗布材の粗い表面が現れている場合は、第
６Ａ図と第６Ｂ図とを部分的に組合せたような像となる
。特に、プライマーを塗布した直後においては塗布膜の
表面は鏡面状であるため、塗布膜がスケやカスレなどに
よりその一部が欠けている場合には、これらの像の差違
が大きいのである。

このような反射状態の差異によって、フォトダイオード
アレイ９の受光する光エネルギーが異なり、フォトダイ
オードアレイ９の各エレメント９ａ。

９ｂ、　９ｃ、　９ｄの出力電流が減少しまたは零とな
るのを処理部１０で検出して処理するのである。第５図
は処理部の回路の一例を示し、エレメント９ａの出力電
流を［■変換器２１ａにより電圧に変換し、これをコン
パレータ２２ａにより可変抵抗ＲＶＩにより設定された
基準電圧と比較する。他の各エレメント９ｂ・・・につ
いても同様のことを行い、ナンド回路２３によりこれら
のナンドを取り制御信号Ｓ１とする。

次に、ロボット２の動作、部ちワークＷに対する刷毛４
及び光センサー装置５の位置関係の制御について説明す
る。

まず、所定の位置にあるワークＷに対して、刷毛４がそ
の表面に沿って全周辺を移動し一定幅一定厚さのプライ
マーによる塗布膜が形成されるように、チェープロａ、
　６ｂを経て圧送されるブライマーの流量及び温度、バ
ルブ７の開閉のタイミング、刷毛４の尾部４ｂのワーク
Ｗに対する押し付けの程度及び速度を調整する。そして
、光センサー装置５のセンター１３が１１毛５によって
塗布されたブライマーに沿って移動するように、ロボッ
ト２を教示し又はプログラムしておく。ワークＷのコー
ナ一部においては次のように移動する。尾部４ｂの断面
が本実施例のように円形であって刷毛４が進行方向を選
ばない場合には、速度の若干の変動はあるものの、刷毛
４と光センサー装置５のセンター１３とは第７Ａ図に示
すように同一の軌跡を移動することが可能である。刷毛
４の尾部４ｂが横長であったり特殊な形状の刷毛であっ
て常に特定の方向に進行させねばならない場合は、コー
ナ一部において刷毛４の向きを変えるために回転させる
こととなるが、その際に第７Ｂ図に示すようにセンター
１３は刷毛４の軌跡からはずれる。この場合には、ロボ
ット２の制御回路から光センサー装置５の処理部ｌＯに
信号を送り、誤った制御信号Ｓ１が出力されるのを防止
しておく。制御信号ｓｔは、これによって警報用のラン
プ又はブザー等をオンし、又はロボット２を停止し、若
しくはロボット２によって当該不良箇所を可塗布したり
当該不良のワークＷを主ラインから除去する等の異常時
の処理が行われるように［Ｅしておく。

次に作用を説明すると、コンヘア１によって移送されて
きたワークＷが定位置に位夏決めされると、ロボット２
が作動して刷毛４がワークＷの塗布開始点に移動し、バ
ルブ７が開き、刷毛４はワークＷ上を所定の軌跡で移動
してプライマーを塗布して塗布膜Ｐを形成するとともに
、光センサー装置５によって塗布膜の状態を検査し、塗
布膜Ｐにスケやカスレがあれば制御信号Ｓｔが出力され
、所定の異常警報や処置が行われる。

上述の実施例によると、刷毛４によりワークＷにブライ
マーを所定のｔｕＡに塗布することができるとともに、
光センサー装置５によって塗布された塗布１５１Ｐの良
否を検査し、スケやカスレ等の異常があればこれを検知
して信号を出し、これによって適当な処置がされること
となる。光センサー装置５は、刷毛４と一体的に設けら
れており、ロボット２によって刷毛４の後方に一定の距
離を有して移動するように制御されているので、刷毛４
による塗布とほぼ同時に検査されることとなる。

したがって、検査工程を特別に設ける必要がないため時
間が大幅に軽減され、検査用ロボットを別に設置する必
要がないため設備費用や設備面積が半減し、また、７台
のロボットで刷毛４と光センサー装置５を交互に持ち替
えて作業を行う場合に比較すると要する時間が半分以下
になり、しかも、検査によって異常が検知された場合の
処置が非常に行い易く、ワークＷの不良品を最小限にお
さえて歩留りを向上させることが可能である。光センサ
ー装置５は、構造が簡単であるため小型且つ軽量である
。特に、反射光をフォトダイオードアレイ９で受光し、
これの出力レベルを検出して処理するようにしているの
で、この部分での処理が容易であり、しかも応答速度が
高く、しかも安価に製造することができる。

上述の実施例において、刷毛４に代えて海綿体、ノズル
又はローラ等を使用してもよい。ロボット２は他の種類
のマニプレータを使用でき、ワークＷを塗布のために移
動させるようにしてもよい。

塗布剤はプライマー以外に塗料、接着剤にも利用できる
。ワークＷは周辺に黒色セラミック処理Ｃを施したガラ
スを用いたが、このような処理を施していないガラスは
もちろん可能であり、また、車体の接着フランジ部分や
その他の不透明な被塗布材であっても何らさしつかえな
い。投光部材８としては、半導体レーザ８ａの他の固体
レーザ、または液体レーザ、ガスレーザが使用可能であ
る。

特に、１ｌｅ−Ｎｅレーザや静レーザのように可視光を
発するレーザを用いると、光センサー装置５の調整やロ
ボット２のティーチングが行い易い。レンズ８ｂに非球
面レンズを用い、帯状の光を投射するようにしてもよい
。フォトダイオードアレイ９のエレメント数は任意であ
る。また処理部１０は、各エレメントに印加する逆バイ
アス電圧を調整し、プライマーが正常に塗布された状態
での発射光による場合のみフォトダイオードアレイ９か
ら出力が得られるようにし、これを検出することとして
もよい。また、反射像が得られる光軸上に多数束ねた光
ファイバーの端部を配置しておき、反射像を光ファイバ
ーによってフォトダイオードアレイ９の配！しである他
の場所まで伝達するようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明によると、黒色セラミック処理を行った窓ガラス
の周辺や車体の接着フランジ部分などに生布されたブラ
ックプライマーなどの塗布膜のスケやカスレを検知して
その良否を検査することができ、しかも検査装置は小型
軽量に製作することが可能である。また、本発明の検査
装置を、ブラックプライマー等の塗布剤を生布する刷毛
と一体的に設けることによって、塗布剤の塗布と同時に
牛布脱の良否を検査することができ、これに要する時間
及び設備費が大幅に削減されるとともに異常が検知され
た場合の処理を容易にｉ〒うことが可能となる。また、
投光部材とフォトダイオードアレイとを用い、塗布膜の
表面での反射光により検出しているので、被塗布材が不
透明であっても検査を行うことが可能である。また、フ
ォトダイオードアレイを用いているので、その各エレメ
ントの出力の大小または出力の有無によって容易に検出
が行え、処理部での処理が容易且つ高速に行え、例えば
ＣＣＤなどを利用して画像処理を行うものに比較して応
答速度が高く、しかも安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実８１ｉ！例を示し、第１図は塗布装置
の正面図、第２図は第１図の■矢視図、第３図は塗布装
置の概略を示す平面図、第４図は光センサー装置の作用
を説明する模式図、第５図は処理部の一例を示す回路図
、第６Ａ図及び第６Ｂ図は反射像の一例を示す図、第７
Ａ図及び第７Ｂ図はワークのコーナ一部における光セン
サー装置の移動例を示す図である。 Ｗ・・ワーク　（被塗布材）、Ｐ・・・塗布膜、２・・
・口ポット（マユブレーク）、４・・・塗布手段、５・
・・光セ・ンサー装置、８・・・投光部材、８ａ・・・
半導体レーザ、９・・・フォトダイオードアレイ、１０
・・・処理部。 出願人　　サンスター技研株式会社 第３図 第１図 第２図 第５図 ／ＩＱ ′１ □　　　　□−□−□ 第６Ａ図　　　　第６Ｂ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被塗布材に塗布された塗布膜の検査装置であって、
   前記塗布膜に向かってコヒーレントな投射光を発する投
   光部材と、該投射光の塗布膜による反射光を受光するフ
   ォトダイオードアレイと、これら投光部材及びフォトダ
   イオードアレイを前記被塗布材に塗布された塗布膜に沿
   って相対移動させるマニプレータと、前記フォトダイオ
   ードアレイからの出力を処理する処理部とを有してなる
   塗布膜検査装置。 ２、前記投光部材およびフォトダイオードアレイは、前
   記マニプレータに取付けられた塗布手段の進行方向の後
   方に追随して移動するように設けられてなる特許請求の
   範囲第１項記載の塗布膜検査装置。