WO2017221289A1 - 接着剤検査装置および接着剤検査方法 - Google Patents

接着剤検査装置および接着剤検査方法 Download PDF

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Definitions

  • This invention relates to the improvement of the technique which test
  • glass for a fixed window such as a windshield and a rear glass of an automobile is bonded and fixed to a predetermined position of a vehicle body after an adhesive is linearly applied to the periphery thereof (see, for example, Patent Document 1). ).
  • the adhesive is applied using, for example, a robot hand equipped with a coating device at the tip.
  • a substantially triangular shape may be used in recent years because the spread of the adhesive tends to be uniform during bonding.
  • the coating device for example, a device having a nozzle that approaches or comes into contact with a region where the adhesive for glass for fixed window is to be applied is used.
  • the nozzle is provided with an outlet throttle portion that is cut out in a substantially triangular shape on the rear side in the direction of application, and the adhesive pushed out from the outlet throttle portion has a substantially triangular cross section following the shape of the outlet throttle portion. It is applied linearly while exhibiting a shape (see, for example, Patent Document 2).
  • the application state of the adhesive may be inspected by determining the total amount of the adhesive applied to the fixed window glass.
  • the amount of adhesive supplied from the supply pump provided in the coating apparatus is regarded as the total amount of adhesive applied to the fixed window glass, and applied to the fixed window glass. The total amount of adhesive applied is determined.
  • the application state is inspected only with the total application amount of the adhesive, even if the application amount of the adhesive and the excessive amount are included around the fixed window glass, as a whole In some cases, it is determined that the total coating amount is appropriate, resulting in erroneous determination. And if the glass for fixed windows in which the application amount of an adhesive agent exists in this way adheres and fixes to a vehicle body, there is a possibility that the excessive adhesive agent will protrude to the inside of the vehicle and adversely affect the beauty. Therefore, the economic loss increases, for example, the operation of removing the adhesive that protrudes into the vehicle and the operation of replacing the glass for the fixed window in some cases are forced.
  • This invention makes it a subject to test
  • the present invention devised to solve the above problems is an adhesive inspection apparatus for inspecting the application state of an adhesive applied linearly on a work, and is bonded to the work on both sides of the adhesive.
  • the laser irradiation unit that irradiates the line laser light from above the adhesive and the periphery of the adhesive including the projection line is set as the imaging region so that the projection line passes through the surface of the agent, and the imaging region is imaged from above the adhesive.
  • an imaging unit that outputs imaging information, and a determination unit that determines a shape surrounded by the projection line formed on the surface of the adhesive and the surface of the workpiece based on the imaging information.
  • the shape surrounded by the projection line formed on the surface of the adhesive and the surface of the workpiece is substantially the same as the cross-sectional shape of the adhesive. Therefore, according to the above configuration, the application state of the adhesive to the workpiece can be determined based on the cross-sectional shape of the adhesive (or a shape close thereto). That is, the application state can be determined more directly based on the shape of the adhesive rather than indirectly determining the application state based on the amount of adhesive applied. Therefore, it is possible to accurately inspect the application state of the adhesive to the workpiece before actually bonding and fixing the workpiece.
  • the determination unit calculates at least two or more of the height, width, and cross-sectional area of the shape from the imaging information to determine the shape. In this way, the cross-sectional shape of the adhesive can be determined more accurately, and the application state of the adhesive can be determined with higher accuracy.
  • the determination unit determines the shape by calculating the height, width, and cross-sectional area of the shape from the imaging information. That is, in the cross-sectional shape of the adhesive, even when the height and width are appropriate, the side surface of the adhesive is swollen and the amount of the adhesive is increased, or the side surface of the adhesive is recessed and the amount of the adhesive is There are cases where it is decreasing. Therefore, if the sectional area of the shape is calculated in addition to the height and width of the shape, it is possible to correctly determine that the application state of the adhesive is inappropriate when such a situation occurs.
  • the determination unit may calculate a cross-sectional area of the shape, and further calculate the weight of the adhesive applied on the workpiece based on the calculated cross-sectional area. That is, the application weight of the adhesive per unit length may be determined as a design standard. Therefore, in such a case, if the weight of the adhesive is calculated as in the above configuration, it can be confirmed whether the adhesive is applied as designed.
  • a baffle member information storage unit in which baffle member information indicating the shape of a baffle member other than the adhesive on the work included in the imaging region is stored in advance together with the position information on the work, and the determination unit includes: It is preferable to determine the shape based on information obtained by subtracting the baffle member information corresponding to the position information from the imaging information. In this way, the influence of the baffle member that hinders the shape determination of the adhesive can be reduced, so that it is possible to avoid erroneously determining the baffle member as a part of the adhesive.
  • the image forming apparatus includes an application pattern information storage unit in which application pattern information indicating the number of adhesives applied on the workpiece is stored in advance along with position information on the workpiece, and the determination unit includes imaging information and application pattern information. It is preferable to determine the shape based on this. That is, the adhesive is applied linearly on the workpiece, but there is a part applied as a single line and a part applied as a plurality of parallel (for example, two) lines. Therefore, as in the above configuration, if the cross-sectional shape of the adhesive is determined in consideration of the application pattern information indicating the number of adhesive applications, even when various adhesive application patterns are implemented. The application state can be accurately inspected.
  • the laser irradiation unit vertically irradiates the line laser light from above the adhesive, and the imaging unit images from diagonally above either the front or back of the adhesive having the vertical incident surface of the line laser light as a boundary. You may make it image an area
  • the present invention devised to solve the above-mentioned problems is an adhesive inspection method for inspecting the application state of an adhesive applied linearly on a workpiece, and the adhesive is passed through the surface of the adhesive.
  • the laser irradiation unit irradiates the line laser light from above the adhesive so that the projection lines straddle the workpieces on both sides, and the periphery of the adhesive including the projection lines is set as the imaging region.
  • the workpiece is glass for a fixed window of an automobile.
  • FIG. 5A It is a figure which shows an example of the state after correction
  • an adhesive inspection apparatus 1 is applied in a linear shape with a predetermined cross-sectional shape along a peripheral edge 2x of a fixed window glass (hereinafter also simply referred to as glass) 2 of an automobile as a workpiece.
  • the application state of the adhesive 3 is inspected.
  • the adhesive 3 is applied in a frame shape along the peripheral edge 2x of the glass 2, and the application region of the adhesive 3 is substantially a closed curve.
  • the cross-sectional shape of the adhesive 3 is substantially triangular.
  • an opaque adhesive such as urethane (for example, a black adhesive) is used as the adhesive 3.
  • the adhesive inspection apparatus 1 includes a laser irradiation unit 11, an imaging unit 12, a storage unit 13, and a determination unit 14.
  • the storage unit 13 and the determination unit 14 are configured by a personal computer (PC) 15 connected to the imaging unit 12 by wire or wirelessly.
  • the PC 15 includes a tablet terminal.
  • the laser irradiation unit 11 irradiates the line laser beam L from above the adhesive 3 so that the projection line P straddles the surface 2a of the glass 2 on both the left and right sides of the adhesive 3 through the surface 3a of the adhesive 3. .
  • the projection line P formed on the irradiated portion of the line laser beam L is formed on the first side P1 formed on the surface 2a1 of the glass 2 on one side of the adhesive 3 and on the other side of the adhesive 3.
  • an infrared laser can be used as the laser irradiation unit 11.
  • the imaging unit 12 sets the periphery of the adhesive 3 including the projection line P as an imaging region T (rectangular region in the illustrated example), images the imaging region T from above the adhesive 3, and outputs imaging information.
  • the imaging information is output for each predetermined section D in the longitudinal direction (or scanning direction S) of the adhesive 3. That is, the adhesive inspection apparatus 1 is configured to inspect the application state of the adhesive 3 for each predetermined section D. Therefore, in one section D, it is assumed that the shape of the adhesive 3 is the same, and the application state of the adhesive 3 is inspected. If the length of the section D is shortened, precise inspection can be realized, and if the length of the section D is increased, high-speed inspection can be realized.
  • the length of the section D is preferably 20 mm or less, more preferably 15 mm or less, and still more preferably 10 mm or less. In this case, since the inspection interval of the adhesive 3 becomes dense, a defect such as a break in the longitudinal direction of the adhesive 3 can be detected. It should be noted that, in a portion where the adhesive 3 is applied in a curved shape such as an arc in a plan view, the length of one section D may be shorter than a portion where the adhesive 3 is applied in a straight shape in a plan view. preferable.
  • the imaging unit 12 for example, a CCD camera can be used.
  • the laser irradiation unit 11 and the imaging unit 12 move integrally in the scanning direction S in the upper space of the glass 2 along the longitudinal direction of the adhesive 3. As a result, the line laser beam L is sequentially scanned along the longitudinal direction of the adhesive 3. Note that the glass 2 side may be moved while the laser irradiation unit 11 and the imaging unit 12 are stationary. That is, it is only necessary that there is a relative movement between the glass 2 and the unit including the laser irradiation unit 11 and the imaging unit 12.
  • each of the laser irradiation unit 11 and the imaging unit 12 is a virtual vertical plane that passes through the apex (ridge line) of the adhesive 3 having a triangular cross section when the adhesive 3 is a straight line parallel to the scanning direction S. It will be in the state of being placed on top.
  • the center line C ⁇ b> 1 of the laser irradiation unit 11 is perpendicular to the surface 2 a of the glass 2, and the laser irradiation unit 11 projects the line laser light L onto the adhesive 3 vertically.
  • the center line C ⁇ b> 2 of the imaging unit 12 is inclined with respect to the center line C ⁇ b> 1 of the laser irradiation unit 11.
  • the center line C1 of the laser irradiation unit 11 and the center line C2 of the image pickup unit 12 intersect at the surface 2a of the glass 2 (in the illustrated example, intersect at the foot of the perpendicular line dropped from the top of the adhesive 3 to the surface 2a of the glass 2).
  • the angle ⁇ formed is preferably 30 ° to 60 °, for example, and is 45 ° in this embodiment.
  • the arrangement positions of the laser irradiation unit 11 and the imaging unit 12 are not particularly limited, and are arbitrarily adjusted as long as the projection line P straddles both sides of the adhesive 3 and the projection line P can be imaged. be able to.
  • the imaging unit 12 is disposed on the front side of the laser irradiation unit 11 in the scanning direction S, but may be disposed on the rear side of the scanning direction S. Moreover, you may replace each position of the laser irradiation part 11 and the imaging part 12 which were mentioned above.
  • reference shape information indicating a reference shape when the adhesive 3 is properly applied is stored (reference shape storage unit).
  • the reference shape may be the same for all areas where the adhesive 3 is applied, but in this embodiment, the reference shape differs for each predetermined area. That is, the reference shape information is stored as data associated with position information (for example, coordinate data based on the inspection stage) of the area where the adhesive 3 is applied.
  • position information for example, coordinate data based on the inspection stage
  • three parameters of a cross-sectional area, a height, and a width in the reference shape of the adhesive 3 are stored in advance. Of these three parameters, only any two parameters may be stored.
  • reference shape information is created and stored by previously measuring a model (master) having a reference shape of an adhesive. The reference shape information may be directly input and stored as data without actually measuring.
  • the storage unit 13 stores in advance baffle member shape information indicating the shape of baffle members formed on the surface 2a of the glass 2 included in the imaging region T in a state linked to the position information (baffle).
  • Member shape storage unit Examples of the baffle member include a packing for preventing the adhesive 3 from entering the vehicle interior (see FIG. 5A), a fastener for fixing the glass 2 to the vehicle body (see FIG. 6A), and the like. .
  • the position and size of the baffle member on the surface 2a of the glass 2 are determined in advance.
  • the baffle member shape information is created and stored by measuring a model (master) having the shape of the baffle member in advance.
  • the baffle member shape information may be directly input and stored as data without actually measuring.
  • application pattern information indicating the number of the adhesives 3 applied to the surface 2a of the glass 2 is stored in advance in a state linked to the position information (application pattern storage unit).
  • the application pattern includes one row of the adhesive 3 and two rows of the adhesive in parallel (see FIG. 7A).
  • the position of each part is predetermined. Examples of the portion in which the adhesive 3 is arranged in two rows include a portion where a start end portion that is an application start position of the adhesive 3 and an end portion that is an application end position of the adhesive 3 overlap.
  • the storage unit 13 for example, the memory of the PC 15 can be used.
  • the determination unit 14 uses the projection information P (the third portion P3 and the fourth portion P4 formed on the surface of the adhesive 3 based on the imaging information). ) And the surface A 2 of the glass 2 is determined.
  • This shape A1 reflects the cross-sectional shape of the adhesive 3.
  • the shape A1 is determined based on the height H1, the width W1, and the cross-sectional area (hatched portion) of the shape A1.
  • the determination unit 14 calculates the height H1, the width W1, and the cross-sectional area of the shape A1, and reads the reference shape information from the storage unit 13, and calculates the height, width, and cross-sectional area of the reference shape information.
  • the height H1, the width W1, and the cross-sectional area of the formed shape A1 are respectively compared. As a result, when the difference between the two is within a predetermined threshold, it is determined that the application state of the adhesive 3 is appropriate. On the other hand, when the difference between the two exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the application state of the adhesive 3 is inappropriate. In this way, the height H1 and the width W1 are appropriate ranges compared to the reference shape, but the slope of the adhesive 3 is recessed and the amount of adhesive is reduced (FIG. 4A), Even when the slope of the adhesive 3 swells and the amount of the adhesive 3 increases (FIG. 4B), it can be correctly determined that the application state of the adhesive 3 is inappropriate based on the calculated cross-sectional area. .
  • the cross-sectional area is obtained from the integral value of the imaging information corresponding to the calculated shape width.
  • imaging information as shown in FIG. 5A may be obtained at a position where packing is formed in the vicinity of the adhesive 3. That is, the shape X2 of the packing is reflected in the imaging information in addition to the shape A2 of the adhesive 3.
  • the determination unit 14 calculates the height H2, the width W2, and the cross-sectional area including the packing shape X2, which leads to erroneous determination of the adhesive application state.
  • the determination unit 14 reads the position information and the baffle member shape information stored in the storage unit 13 in advance, and the imaging information Then, the baffle member shape information (packing shape information) corresponding to the position is subtracted. Thereby, as shown in FIG. 5B, imaging information in which the packing shape X2 is erased or reduced is obtained. Based on the corrected imaging information, the height H2a, the width W2a, and the cross-sectional area of the shape A2 of the adhesive 3 are calculated, and the application state is determined.
  • the adhesive inspection apparatus 1 includes the fastener in the imaging information.
  • the determination unit 14 reads the position information and the baffle member shape information stored in the storage unit 13 in advance, and subtracts the baffle member shape information (fastener shape information) corresponding to the position from the imaging information. Thereby, as shown in FIG. 6B, imaging information in which the shape X3 of the fastener is erased or reduced is obtained. Based on this corrected imaging information, the height H3a width W3a and the cross-sectional area of the shape A3 of the adhesive 3 are calculated to determine the application state.
  • imaging information as shown in FIG. 7A may be obtained at a position where the adhesives 3 are arranged in two rows in parallel.
  • the height, width and cross-sectional area of each of the shapes A4 and A5 are calculated and bonded.
  • the application state of the agent 3 may be determined, in this embodiment, the application state of the adhesive 3 is determined as follows. That is, the shapes A4 and A5 are replaced with one equivalent triangular cross section. Specifically, as shown in FIG.
  • the height A6 has the same height H6 as the larger one of the heights of the shapes A4 and A5 (H4 in the illustrated example), and the shapes A4 and A5.
  • One triangular shape A6 having a cross-sectional area of the same value as the sum of the cross-sectional areas is obtained.
  • the width W6 of one triangle A6 replaced in this way is calculated.
  • the application state is determined based on the height H6, the width W6, and the cross-sectional area S6.
  • the determination unit 14 multiplies the calculated cross-sectional area by a predetermined application length of the adhesive 3 and the specific gravity of the adhesive 3, and calculates the weight of the adhesive 3 applied to the surface 2a of the glass 2. Calculate and output together with the inspection result of the application state. Thereby, the weight (application amount) of the adhesive 3 per unit length and the total weight of the adhesive 3 applied to the surface 2a of the glass 2 can be confirmed. Calculation of the weight of the adhesive 3 may be omitted.
  • the CPU of the PC 15 can be used.
  • the glass 2 for a fixed window of an automobile having a surface 2a coated with an adhesive 3 by a coating device is placed in a flat position with the surface 2a up.
  • Set on inspection stage (not shown).
  • the laser irradiation unit 11 emits the line laser beam L from above the adhesive 3 so that the projection line P straddles the surface 2a of the glass 2 on both sides of the adhesive 3 through the surface 3a of the adhesive 3.
  • an imaging region T including the projection line P is imaged by the imaging unit 12 from above the adhesive 3 to create imaging information (imaging process).
  • the shape surrounded by the projection line P formed on the surface 3a of the adhesive 3 and the surface 2a of the glass 2 is determined based on the height, width and cross-sectional area of the shape.
  • the suitability of the application state of the adhesive 3 is determined based on the result (determination step).
  • the application state of the adhesive 3 is appropriate when all of the height, width, and cross-sectional area of the shape are within a predetermined value range (including a case where the predetermined value is different for each predetermined section). It is determined, and it is determined that the application state of the adhesive 3 is inappropriate when one or more of the height, width, and cross-sectional area of the shape are outside the predetermined value range.
  • the determination step is performed for each predetermined section D along the longitudinal direction of the adhesive 3.
  • the information indicating the application area of the adhesive 3 is displayed on the predetermined area.
  • the inspection result for each section D is displayed.
  • the inspection result and position can be easily grasped visually.
  • the part described as “G” means a part that is green and the application state is appropriate
  • the part described as “R” means a part that is red and the application state is inappropriate.
  • the display mode of the inspection result is not limited to this, and the position information and the inspection result for each predetermined section may be displayed as a list.
  • the cross-sectional shape of the adhesive 3 is a triangle has been described, but other shapes such as a quadrangle and a semicircle may be used.
  • the adhesive inspection apparatus 1 is provided separately from the application apparatus for the adhesive 3 has been described.
  • the adhesive inspection apparatus 1 may be incorporated in the application apparatus.
  • the application state of the adhesive 3 may be sequentially inspected while applying the adhesive 3 to the surface 2a of the glass 2. If it does in this way, the test
  • the application state of the adhesive is determined based on the height, width, and cross-sectional area of the cross-sectional shape of the adhesive.
  • the determination may be made based on two of the height, width, and cross-sectional area of the shape. That is, the application state of the adhesive may be determined by the height and width of the cross-sectional shape of the adhesive, may be determined by the height and cross-sectional area of the cross-sectional shape of the adhesive, or the cross-sectional shape of the adhesive You may determine by a width and a cross-sectional area.
  • AI may determine whether or not the cross-sectional shape of the adhesive is appropriate by causing AI to learn a pattern of imaging information. In this case, the determination accuracy is improved by learning a lot of baffle member shape information and application pattern information.
  • the workpiece is glass for a fixed window of an automobile
  • a liquid crystal panel of a liquid crystal display may be used.

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Abstract

自動車の固定窓用ガラス2の表面2aに断面三角形状で線状に塗布された接着剤の塗布状態を検査する接着剤検査装置1である。接着剤検査装置1は、接着剤3の表面3aを経て、接着剤3の両側方のガラス2上に投影線Pが跨るように、接着剤3の上方からラインレーザ光Lを照射するレーザ照射部11と、投影線Pを含む接着剤3の周辺を撮像領域Tとし、その撮像領域Tを接着剤3の上方から撮像して撮像情報を出力する撮像部12と、撮像情報に基づいて接着剤3の表面3aに形成された投影線Pとガラス2の表面2aとで囲まれた形状を判定する判定部14とを備えている。

Description

接着剤検査装置および接着剤検査方法
 本発明は、接着対象物であるワークに対する接着剤の塗布状態を検査する技術の改良に関する。
 自動車のフロントガラスやリアガラスなどの固定窓用ガラスは、その周囲に接着剤が線状に塗布された後、車体の所定位置に接着固定されるのが通例である(例えば、特許文献1を参照)。接着剤の塗布は、例えば塗布装置を先端に備えたロボットハンドを用いて行われる。
 また、線状に塗布される接着剤の断面形状としては、接着時に接着剤の広がりが均一になりやすいなどの理由から、近年では略三角形が採用される場合がある。この場合、塗布装置としては、例えば、固定窓用ガラスの接着剤を塗布すべき領域に接近又は当接するノズルを有するものが用いられる。このノズルには、塗布進行方向の後方側に略三角形に切欠かれた出口絞り部が設けられおり、当該出口絞り部から押し出された接着剤が、出口絞り部の形状に倣って略三角形の断面形状を呈しながら線状に塗布される(例えば、特許文献2を参照。)
特開2015-095794号公報 特表2008-543541号公報
 ところで、従来において、接着剤の塗布状態は、固定窓用ガラスに塗布された接着剤の総塗布量を判定することで検査される場合がある。この場合、例えば、塗布装置に備え付けられた供給用ポンプから供給された接着剤の供給量を、固定窓用ガラスに塗布された接着剤の総塗布量とみなし、固定窓用ガラスに塗布された接着剤の総塗布量が判定される。
 しかしながら、接着剤の総塗布量だけで塗布状態を検査した場合、固定窓用ガラスの周囲において、接着剤の塗布量が過剰な部分と、過少な部分とが含まれていても、全体としては総塗布量が適正と判定されて、誤判定を招く場合がある。そして、このように接着剤の塗布量が過剰な部分が存在する固定窓用ガラスを車体に接着固定すると、過剰な接着剤が車内側に食み出して美観に悪影響を与えるおそれがある。そのため、車内に食み出した接着剤の除去作業や、場合によっては固定窓用ガラスの付替え作業が強いられるなど、経済的損失が大きくなる。
 したがって、固定窓用ガラスを車体へ接着固定する前に、固定窓用ガラスに塗布された接着剤の塗布状態を正確に検査可能な技術の確立が望まれている。
 なお、このような技術は、固定窓用ガラスに限らず、接着固定される種々のワークに対しても望まれているのが実情である。
 本発明は、ワークを接着固定する前に、ワークに対する接着剤の塗布状態を正確に検査することを課題とする。
 上記の課題を解決するために創案された本発明は、ワーク上に線状に塗布された接着剤の塗布状態を検査する接着剤検査装置であって、接着剤の両側方のワーク上に接着剤の表面を経て投影線が跨るように、接着剤の上方からラインレーザ光を照射するレーザ照射部と、投影線を含む接着剤の周辺を撮像領域とし、撮像領域を接着剤の上方から撮像して撮像情報を出力する撮像部と、撮像情報に基づいて、接着剤の表面に形成された投影線とワークの表面とで囲まれた形状を判定する判定部とを備えたことを特徴とする。
 ここで、接着剤の表面に形成された投影線とワークの表面とで囲まれた形状は、接着剤の断面形状と実質的に同じである。そのため、上記のような構成によれば、ワークに対する接着剤の塗布状態を、接着剤の断面形状(又はこれに近い形状)に基づいて判定することができる。すなわち、接着剤の塗布量などに基づいて塗布状態を間接的に判定するのではなく、接着剤の形に基づいて塗布状態をより直接的に判定することができる。したがって、ワークを実際に接着固定する前に、ワークに対する接着剤の塗布状態を正確に検査することができる。
 上記の構成において、判定部は、撮像情報から形状の高さ、幅及び断面積のうち、少なくとも2つ以上を算出し、形状を判定することが好ましい。このようにすれば、接着剤の断面形状をより正確に判定することができ、より高精度に接着剤の塗布状態を判定することができる。
 この場合、判定部は、撮像情報から形状の高さ、幅及び断面積を算出し、形状を判定することが好ましい。すなわち、接着剤の断面形状において、高さと幅が適正であっても、接着剤の側面が膨らんで接着剤の量が多くなっている場合や、接着剤の側面が窪んで接着剤の量が少なくなっている場合などがある。したがって、形状の高さと幅に加えて、形状の断面積を算出すれば、このような事態が生じた場合に接着剤の塗布状態が不適正と正しく判定することができる。
 上記の構成において、判定部は、形状の断面積を算出し、算出された断面積に基づいてワーク上に塗布された接着剤の重量を更に算出してもよい。すなわち、単位長さ当たりの接着剤の塗布重量が設計基準として決められている場合がある。したがって、このような場合に、上記の構成のように接着剤の重量を算出すれば、設計基準通りに接着剤が塗布されているかどうかを確認することができる。
 上記の構成において、ワーク上の位置情報と共に、撮像領域に含まれるワーク上の接着剤以外の邪魔部材の形状を示す邪魔部材情報が予め記憶された邪魔部材情報記憶部を備え、判定部は、位置情報に対応した邪魔部材情報を撮像情報から減算した情報に基づいて形状を判定することが好ましい。このようにすれば、接着剤の形状判定の邪魔になる邪魔部材の影響を小さくできるので、邪魔部材を接着剤の一部と誤って判定するのを避けることができる。
 上記の構成において、ワーク上の位置情報と共に、ワーク上における接着剤の塗布本数を示す塗布パターン情報が予め記憶された塗布パターン情報記憶部を備え、判定部は、撮像情報と塗布パターン情報とに基づいて形状を判定することが好ましい。すなわち、ワーク上には、接着剤が線状に塗布されるが、1本のラインとして塗布される部分もあれば、並列な複数本(例えば2本)のラインとして塗布される部分もある。したがって、上記の構成のように、接着剤の塗布本数を示す塗布パターン情報を考慮して、接着剤の断面形状を判定するようにすれば、多様な接着剤の塗布パターンが実施される場合でも、塗布状態を精度よく検査することができる。
 上記の構成において、レーザ照射部は、接着剤の上方からラインレーザ光を垂直落射し、撮像部は、ラインレーザ光の垂直落射面を境界とする接着剤の前後いずれか一方の斜め上方から撮像領域を撮像するようにしてもよい。
 上記の課題を解決するために創案された本発明は、ワーク上に線状に塗布された接着剤の塗布状態を検査する接着剤検査方法であって、接着剤の表面を経て、接着剤の両側方のワーク上に投影線が跨るように、レーザ照射部によって接着剤の上方からラインレーザ光を照射する工程と、投影線を含む接着剤の周辺を撮像領域とし、撮像部によって撮像領域を接着剤の上方から撮像して撮像情報を作成する工程と、撮像情報に基づいて、接着剤の表面に形成された投影線とワークの表面とで囲まれた形状を判定する工程とを備えたことを特徴とする。このような構成によれば、既に述べた対応する構成と同様の効果を享受することができる。
 上記の構成において、ワークが自動車の固定窓用ガラスであることが好ましい。
 本発明によれば、ワークを接着固定する前に、ワークに対する接着剤の塗布状態を正確に検査することができる。
本発明の実施形態に係る接着剤検査装置を示す斜視図である。 図1のレーザ照射部と撮像部の位置関係を説明するための縦断面図である。 図1のレーザ照射部と撮像部の位置関係を説明するための平面図である。 図1の撮像部から出力された撮像情報の一例を示す図である。 接着剤の塗布状態が不適正な場合の撮像情報の一例を示す図である。 接着剤の塗布状態が不適正な場合の撮像情報の一例を示す図である。 図1の撮像部から出力された撮像情報の補正前の状態の一例を示す図である。 図5Aに示す撮像情報の補正後の状態の一例を示す図である。 図1の撮像部から出力された撮像情報の補正前の状態の一例を示す図である。 図6Aに示す撮像情報の補正後の状態の一例を示す図である。 図1の撮像部から出力された撮像情報の補正前の状態の一例を示す図である。 図7Aに示す撮像情報の補正後の状態の一例を示す図である。 図1の接着剤検査装置による検査結果の表示形態の一例を示す図である。
 以下、本発明に係る一実施形態を添付図面を参照して説明する。
 図1に示すように、接着剤検査装置1は、ワークとしての自動車の固定窓用ガラス(以下、単にガラスともいう)2の周縁部2xに沿って、所定の断面形状で線状に塗布された接着剤3の塗布状態を検査するものである。この実施形態では、接着剤3は、ガラス2の周縁部2xに沿って額縁状に塗布され、接着剤3の塗布領域は実質的に閉曲線となる。また、接着剤3の断面形状は略三角形である。さらに、接着剤3としては、ウレタンなどの不透明接着剤(例えば黒色の接着剤)が用いられる。
 接着剤検査装置1は、レーザ照射部11と、撮像部12と、記憶部13と、判定部14とを備えている。この実施形態では、記憶部13と判定部14とは、撮像部12と有線又は無線で接続されたパーソナルコンピュータ(PC)15により構成されている。なお、PC15には、タブレット端末も含まれる。
 レーザ照射部11は、接着剤3の表面3aを経て、接着剤3の左右両側方のガラス2の表面2aに投影線Pが跨るように、接着剤3の上方からラインレーザ光Lを照射する。ラインレーザ光Lの照射部分に形成される投影線Pは、接着剤3の一方の側方においてガラス2の表面2a1に形成される第1の部分P1と、接着剤3の他方の側方においてガラス2の表面2a2に形成される第2の部分P2と、接着剤3の一方の斜面3a1に形成される第3の部分P3と、接着剤3の他方の斜面3a2に形成される第4の部分P4とから構成される。これらの各々の部分P1~P4は、ラインレーザ光Lに起因するものであるので、隣接する部分同士は互いに連続している。
 レーザ照射部11としては、例えば赤外線レーザを利用することができる。
 撮像部12は、投影線Pを含む接着剤3の周辺を撮像領域T(図示例では四角形の領域)とし、撮像領域Tを接着剤3の上方から撮像すると共に、撮像情報を出力する。この実施形態では、撮像情報は、接着剤3の長手方向(又は走査方向S)の所定の区間D毎に出力される。すなわち、接着剤検査装置1は、所定の区間D毎に接着剤3の塗布状態を検査するように構成されている。そのため、一つの区間D内では、接着剤3の形状が同じであると仮定し、接着剤3の塗布状態を検査する。区間Dの長さを短くすれば精密な検査を実現でき、区間Dの長さを長くすれば高速な検査を実現できる。区間Dの長さは、20mm以下であることが好ましく、15mm以下であることがより好ましく、10mm以下であることが更に好ましい。この場合、接着剤3の検査間隔が緻密になるため、接着剤3の長手方向における途切れなどの不良も検出することができる。なお、接着剤3が平面視で円弧状などの曲線状に塗布される部分では、接着剤3が平面視で直線状に塗布される部分よりも一つの区間Dの長さを短くすることが好ましい。
 撮像部12としては、例えばCCDカメラを利用することができる。
 レーザ照射部11と撮像部12とは、接着剤3の長手方向に沿ってガラス2の上方空間を走査方向Sに一体的に移動する。これにより、ラインレーザ光Lが接着剤3の長手方向に沿って順次走査される。なお、レーザ照射部11と撮像部12を静止させた状態で、ガラス2側を移動させてもよい。すなわち、レーザ照射部11及び撮像部12からなるユニットと、ガラス2との間に相対的な移動があればよい。
 図2A及び図2Bに示すように、レーザ照射部11と撮像部12とは、接着剤3の真上に配置されている。この実施形態では、レーザ照射部11と撮像部12のそれぞれは、接着剤3が走査方向Sと平行な直線状である場合に、断面三角形の接着剤3の頂点(稜線)を通る仮想垂直面上に配置された状態となる。レーザ照射部11の中心線C1はガラス2の表面2aに対して垂直になっており、レーザ照射部11は接着剤3にラインレーザ光Lを垂直落射するようになっている。一方、撮像部12の中心線C2は、レーザ照射部11の中心線C1に対して傾斜している。レーザ照射部11の中心線C1と撮像部12の中心線C2とは、ガラス2の表面2aで交差(図示例では、接着剤3の頂点からガラス2の表面2aに下した垂線の足で交差)するようになっており、そのなす角θは、例えば30°~60°が好ましく、この実施形態では45°である。なお、レーザ照射部11と撮像部12の配置位置は特に限定されるものではなく、投影線Pが接着剤3の両側方に跨り、かつ、その投影線Pを撮像できる限りにおいて任意に調整することができる。例えば、この実施形態では、撮像部12はレーザ照射部11の走査方向Sの前方側に配置しているが、走査方向Sの後方側に配置してもよい。また、上述したレーザ照射部11と撮像部12のそれぞれの位置を入れ替えてもよい。
 図1に示した記憶部13には、接着剤3が適正に塗布された場合の基準形状を示す基準形状情報が記憶されている(基準形状記憶部)。基準形状は、接着剤3の塗布領域すべて同じ場合もあるが、この実施形態では、所定の領域毎に異なっている。すなわち、基準形状情報は、接着剤3が塗布される領域の位置情報(例えば、検査ステージを基準とした座標データなど)に紐付けされたデータとして記憶されている。この実施形態では、接着剤3の基準形状における断面積、高さ及び幅の3つのパラメータが予め記憶されている。これら3つのパラメータのうち、いずれか2つのパラメータのみを記憶させてもよい。この実施形態では、接着剤の基準形状を有する模型(マスター)を予め実測することで、基準形状情報を作成し記憶している。基準形状情報は、実測することなくデータとして直接入力し記憶させてもよい。
 また、記憶部13には、撮像領域Tに含まれるガラス2の表面2aに形成される邪魔部材の形状を示す邪魔部材形状情報が位置情報に紐付けされた状態で予め記憶されている(邪魔部材形状記憶部)。邪魔部材としては、例えば、接着剤3の車内側への侵入を防止するためのパッキン(図5Aを参照)や、ガラス2を車体に固定するためのファスナー(図6Aを参照)などが挙げられる。邪魔部材は、ガラス2の表面2a上における位置や大きさは予め決まっている。この実施形態では、邪魔部材の形状を有する模型(マスター)を予め実測することで、邪魔部材形状情報を作成し記憶している。邪魔部材形状情報は、実測することなくデータとして直接入力し記憶させてもよい。
 さらに、記憶部13には、ガラス2の表面2aに塗布される接着剤3の塗布本数を示す塗布パターン情報が位置情報と紐付けされた状態で予め記憶されている(塗布パターン記憶部)。この実施形態では、塗布パターンとしては、接着剤3が1列の部分と、接着剤が並列な2列の部分(図7Aを参照)とが含まれており、1列の部分と2列の部分のそれぞれの位置は予め決まっている。接着剤3が2列の部分としては、接着剤3の塗布開始位置である始端部と、接着剤3の塗布終了位置である終端部とが重なる部分が挙げられる。
 記憶部13としては、例えばPC15のメモリを利用することができる。
 判定部14は、図3に示すような撮像情報が得られた場合、その撮像情報に基づいて、接着剤3の表面に形成された投影線P(第3の部分P3と第4の部分P4)とガラス2の表面2aとで囲まれた形状A1を判定する。この形状A1は、接着剤3の断面形状を反映している。この実施形態では、形状A1の判定は、形状A1の高さH1、幅W1及び断面積(ハッチングを付した部分)に基づいて行っている。詳細には、判定部14は、形状A1の高さH1、幅W1及び断面積を算出すると共に、記憶部13から基準形状情報を読み出し、基準形状情報の高さ、幅及び断面積と、算出された形状A1の高さH1、幅W1及び断面積をそれぞれ比較する。その結果、両者の差が所定のしきい値内にある場合には、接着剤3の塗布状態が適正と判定する。一方、両者の差が所定のしきい値を超えた場合には、接着剤3の塗布状態が不適正と判定する。このようにすれば、基準形状と比較して高さH1と幅W1が適正な範囲であるが、接着剤3の斜面が窪んで接着剤の量が少なくなっている場合(図4A)や、接着剤3の斜面が膨らんで接着剤3の量が多くなっている場合(図4B)でも、算出された断面積によって接着剤3の塗布状態が不適正であると、正しく判定することができる。ここで、断面積は、算出された形状の幅に対応する撮像情報の積分値から求められる。
 また、ガラス2の表面2aにおいて、接着剤3の近傍にパッキンが形成されている位置では、図5Aに示すような撮像情報が得られる場合がある。すなわち、撮像情報に、接着剤3の形状A2以外にパッキンの形状X2が反映される。この状態では、判定部14は、パッキンの形状X2を含んだ高さH2、幅W2及び断面積を算出してしまうため、接着剤の塗布状態の誤判定に繋がる。そこで、この実施形態では、接着剤検査装置1が撮像情報にパッキンが含まれる位置に来ると、判定部14は、記憶部13に予め記憶させた位置情報と邪魔部材形状情報を読み出し、撮像情報からその位置に対応した邪魔部材形状情報(パッキンの形状情報)を減算する。これにより、図5Bに示すように、パッキンの形状X2が消去又は小さくなった撮像情報が得られる。この補正された撮像情報に基づいて、接着剤3の形状A2の高さH2a、幅W2a及び断面積を算出し、塗布状態を判定する。
 また、ガラス2の表面2aにおいて、接着剤3の近傍にファスナーが形成されている位置では、図6Aに示すような撮像情報が得られる場合がある。すなわち、上記のパッキンの場合と同様に、撮像情報に、接着剤3の形状A3以外にファスナーの形状X3が反映される。この状態では、判定部14は、ファスナーの形状X3を含んだ高さH3、幅W3及び断面積を算出してしまうので、この実施形態では、接着剤検査装置1が撮像情報にファスナーが含まれる位置に来ると、判定部14は、記憶部13に予め記憶させた位置情報と邪魔部材形状情報を読み出し、撮像情報からその位置に対応した邪魔部材形状情報(ファスナーの形状情報)を減算する。これにより、図6Bに示すように、ファスナーの形状X3が消去又は小さくなった撮像情報が得られる。この補正された撮像情報に基づいて、接着剤3の形状A3の高さH3a幅W3a及び断面積を算出し、塗布状態を判定する。
 また、ガラス2の表面2aにおいて、接着剤3が並列に2列配置されている位置では、図7Aに示すような撮像情報が得られる場合がある。この状態で、塗布パターン情報から撮像情報に2本の接着剤3の形状が含まれていることが既知であるため、個々の形状A4,A5の高さ、幅及び断面積を算出し、接着剤3の塗布状態を判定してもよいが、この実施形態では次のように接着剤3の塗布状態を判定している。すなわち、形状A4及びA5を、これと等価な一つの断面三角形状に置き換える。詳細には、図7Bに示すように、形状A4,A5の高さのうち、いずれか値の大きい方(図示例ではH4)と同じ値の高さH6を有し、かつ、形状A4,A5のそれぞれの断面積の総和と同じ値の断面積を有する一つの三角形状A6を求める。そして、このようにして置き換えられた一つの三角形状A6の幅W6を算出する。ここで、形状A4,A5のそれぞれの断面積の総和をS6とすると、W6=2×S6/H6となる。塗布状態は、高さH6、幅W6及び断面積S6に基づいて判定される。
 ここで、この実施形態では、接着剤の塗布状態を判定するに際し、接着剤3の断面形状の断面積が算出されている。そのため、判定部14は、算出された断面積に、予め決まっている接着剤3の塗布長さと、接着剤3の比重を乗算し、ガラス2の表面2aに塗布された接着剤3の重量を算出し、上記の塗布状態の検査結果と共に出力する。これにより、単位長さ当たりの接着剤3の重量(塗布量)や、ガラス2の表面2aに塗布された接着剤3の総重量を確認することができる。接着剤3の重量の算出は、省略してもよい。
 判定部14としては、例えばPC15のCPUを利用することができる。
 次に、以上のように構成された接着剤検査装置を用いた接着剤検査方法を説明する。
 まず、図1に示すように、図示しない塗布装置によって表面2aに接着剤3が塗布された自動車の固定窓用ガラス2を、表面2aを上にした平置き姿勢で、接着剤検査装置1の検査ステージ(図示省略)上にセットする。この状態で、接着剤3の表面3aを経て、接着剤3の両側方のガラス2の表面2aに投影線Pが跨るように、接着剤3の上方からレーザ照射部11によってラインレーザ光Lを照射する(照射工程)。次に、投影線Pを含む接着剤3の周辺の撮像領域Tを接着剤3の上方から撮像部12で撮像して撮像情報を作成する(撮像工程)。その後、撮像情報に基づいて、接着剤3の表面3aに形成された投影線Pとガラス2の表面2aとで囲まれた形状を、その形状の高さ、幅及び断面積に基づいて判定し、その結果に基づいて接着剤3の塗布状態の適否を判定する(判定工程)。判定工程では、形状の高さ、幅及び断面積のすべてが所定の値(所定の区間毎に所定の値が異なる場合を含む)の範囲内にある場合に接着剤3の塗布状態が適正と判定し、形状の高さ、幅及び断面積の1つ以上が所定の値の範囲外にある場合に接着剤3の塗布状態が不適正と判定する。判定工程は、接着剤3の長手方向に沿った所定の区間D毎に行う。所定の区間D毎に判定を行いながら接着剤3の全周囲で検査が終了すると、この実施形態では、図8に示すように、接着剤3の塗布エリアを表示した情報の上に、所定の区間D毎の検査結果が表示される。これにより、視覚的に検査結果と位置を容易に把握できるようになっている。図示例では、「G」と記載している部分が緑色で塗布状態が適正な部分を意味し、「R」と記載している部分が赤色で塗布状態が不適正な部分を意味している。検査結果の表示態様はこれに限定されるものではなく、位置情報と所定区間毎の検査結果がリスト表示されるものであってもよい。
 以上、本発明の実施形態に係る接着剤検査装置及び検査方法について説明したが、本発明の実施の形態はこれに限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を施すことが可能である。
 上記の実施形態では、接着剤3の断面形状が三角形である場合を説明したが、四角形や半円形などの他の形状であってもよい。
 また、上記の実施形態では、接着剤3の塗布装置とは別に、接着剤検査装置1を設ける場合を説明したが、接着剤検査装置1は塗布装置に組み込まれていてもよい。この場合、ガラス2の表面2aに接着剤3を塗布しながら接着剤3の塗布状態が順次検査してもよい。このようにすれば、接着剤3の塗布が終了するのとほぼ同時に、接着剤3の塗布状態の検査も終了する。
 また、上記の実施形態では、接着剤の塗布状態を、接着剤の断面形状の高さ、幅及び断面積に基づいて判定する場合を説明したが、接着剤の塗布状態を、接着剤の断面形状の高さ、幅及び断面積のうちの2つに基づいて判定してもよい。すなわち、接着剤の塗布状態を、接着剤の断面形状の高さと幅で判定してもよいし、接着剤の断面形状の高さと断面積で判定してもよいし、接着剤の断面形状の幅と断面積で判定してもよい。
 また、上記の実施形態において、人工知能(AI)に撮像情報のパターンを学習させることで、接着剤の断面形状の適否をAIに判定させるようにしてもよい。この場合、邪魔部材形状情報や塗布パターン情報を多く学習させることで、判定精度は向上する。
 また、上記の実施形態では、ワークが自動車の固定窓用ガラスである場合を例にとって説明したが、例えば液晶ディスプレイの液晶パネルなどであってもよい。
1   接着剤検査装置
 11  レーザ照射部
 12  撮像部
 13  記憶部
 14  判定部
 15  パーソナルコンピュータ
2   固定窓用ガラス(ワーク)
3   接着剤
L   ラインレーザ光
P   投影線
S   走査方向
T   撮像領域

Claims (9)

  1.  ワーク上に線状に塗布された接着剤の塗布状態を検査する接着剤検査装置であって、
     前記接着剤の表面を経て、前記接着剤の両側方の前記ワーク上に投影線が跨るように、前記接着剤の上方からラインレーザ光を照射するレーザ照射部と、
     前記投影線を含む前記接着剤の周辺を撮像領域とし、前記撮像領域を前記接着剤の上方から撮像して撮像情報を出力する撮像部と、
     前記撮像情報に基づいて、前記接着剤の表面に形成された前記投影線と前記ワークの表面とで囲まれた形状を判定する判定部とを備えたことを特徴とする接着剤検査装置。
  2.  前記判定部は、前記撮像情報から前記形状の高さ、幅及び断面積のうち、少なくとも2つ以上を算出し、前記形状を判定することを特徴とする請求項1に記載の接着剤検査装置。
  3.  前記判定部は、前記撮像情報から前記形状の高さ、幅及び断面積を算出し、前記形状を判定することを特徴とする請求項2に記載の接着剤検査装置。
  4.  前記判定部は、前記形状の断面積を算出し、算出された前記断面積に基づいて前記ワーク上に塗布された前記接着剤の重量を更に算出することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の接着剤検査装置。
  5.  前記ワーク上の位置情報と共に、前記撮像領域に含まれる前記ワーク上の前記接着剤以外の邪魔部材の形状を示す邪魔部材形状情報が予め記憶された邪魔部材形状記憶部を備え、
     前記判定部は、前記位置情報に対応した前記邪魔部材形状情報を前記撮像情報から減算した情報に基づいて前記形状を判定することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の接着剤検査装置。
  6.  前記ワーク上の位置情報と共に、前記ワーク上における前記接着剤の塗布本数を示す塗布パターン情報が予め記憶された塗布パターン記憶部を備え、
     前記判定部は、前記撮像情報と前記塗布パターン情報とに基づいて前記形状を判定することを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の接着剤検査装置。
  7.  前記レーザ照射部は、前記接着剤の上方から前記ラインレーザ光を垂直落射し、前記撮像部は、前記ラインレーザ光の垂直落射面を境界とする前記接着剤の前後いずれか一方の斜め上方から前記撮像領域を撮像することを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の接着剤検査装置。
  8.  ワーク上に所定の断面形状で線状に塗布された接着剤の塗布状態を検査する接着剤検査方法であって、
     前記接着剤の表面を経て、前記接着剤の両側方の前記ワーク上に投影線が跨るように、レーザ照射部によって前記接着剤の上方からラインレーザ光を照射する工程と、
     前記投影線を含む前記接着剤の周辺を撮像領域とし、撮像部によって前記撮像領域を前記接着剤の上方から撮像して撮像情報を作成する工程と、
     前記撮像情報に基づいて、前記接着剤の表面に形成された前記投影線と前記ワークの表面とで囲まれた形状を判定する工程とを備えたことを特徴とする接着剤検査方法。
  9.  前記ワークが自動車の固定窓用ガラスであることを特徴とする請求項8に記載の接着剤検査方法。
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