JP4260451B2

JP4260451B2 - 車両塗面検査用欠陥マーキング装置

Info

Publication number: JP4260451B2
Application number: JP2002285463A
Authority: JP
Inventors: 靖則山岸
Original assignee: Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004125407A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両外面の車両塗面を撮像走査する撮像装置と、その画像信号の変化から車両塗面に生じている微小欠陥を自動的に検知する画像処理装置とを備えた車両塗面検査装置に付属する車両塗面検査用欠陥マーキング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
搬送されてくる車両の塗面を撮像装置で走査することにより、画像信号の処理で微少欠陥を検知する装置は種々周知であり、またロボットアームに取付けた撮像装置により車両外面の車両塗面に対して三次元位置及び姿勢を制御しつつ車両塗面を撮像走査する車両塗面検査装置も周知である。一方、欠陥が検知された場合にその位置をマーキングする装置としては、特開平７−１２７５０号公報により、テープ把持部を備えたロボットにより、塗面の画像処理結果に応じて欠陥位置に剥離可能なテープを貼着させるのが周知である。さらに、搬入車両の画像処理工程の後に配置したゲートに、多数の染料吐出ノズルを車両搬送方向と交差方向に配列して、検知された欠陥位置がゲートに侵入した時点でその位置に対応するノズルを選択的に作動させる装置も周知である。
【０００３】
このような装置によれば、塗面検査工程に搬入された車両を停車させずに、マーキングすることができるが、いずれも別途にマーキング専用装置を構成するために構造が複雑になり、そのための占有スペースを必要とし、設備コストも高価になる。そこで、本出願人は、特願２００１−５９４５３により、アーム先端部に、塗面の画像処理領域にインク噴射によりプリントする非接触式の印字ヘッドを取付け、微少欠陥が検知されると、画像処理領域内の印字域で微少欠陥位置を指示する形状のマークを選択してプリントさせる塗面検査装置用マーキング方法を提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのマーキング方法はいずれもマーキング材を塗面に付着させることを前提にしたもので、微少欠陥の手直し時にマーキング材の清掃、剥離等の除去作業を必要とする。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて、欠陥位置を光ビームの照射によりマーキングし得る車両塗面検査用欠陥マーキング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するために、車両外面の車両塗面を撮像走査する撮像装置と、その画像信号の変化から車両塗面に生じている微小欠陥を自動的に検知する画像処理装置とを備えた車両塗面検査装置に付属する車両塗面検査用欠陥マーキング装置において、車両上面に対面する対面位置で光照射ヘッドを水平の二次元走査面に沿って直交２軸方向へ移動させて垂直照射方向の光ビームでプロットを行う車両上面用プロッタ（１５）と、車両（１）の両側の側面に対面する対面位置で光照射ヘッド（３０）を垂直の二次元走査面に沿って直交２軸方向へ移動させて水平照射方向の光ビームでプロットを行う両側の車両側面用プロッタ（１６，１７）と、車両前面に対面して光照射ヘッドを垂直の二次元走査面に沿って直交２軸方向へ移動させて水平照射方向の光ビームでプロットを行う車両前面用プロッタ（１８）と、車両後面に対面して光照射ヘッドを垂直の二次元走査面に沿って直交２軸方向へ移動させて水平照射方向の光ビームでプロットを行う車両後面用プロッタ（１９）とが、塗面検査済みの車両（１）を進入させた状態で搬送路に沿って車両搬送に同期して移動するプロッタ搭載台車（１０）に搭載されると共に、車両前面用プロッタ（１８）及び車両後面用プロッタ（１９）は、搬送される車両に対して干渉しない水平方向の待機位置からそれぞれの対面位置に垂直方向へ回動可能にプロッタ搭載台車（１０）に支持され、車両上面用プロッタ（１５）、両側の車両側面用プロッタ（１６，１７）、車両前面用プロッタ（１８）及び車両後面用プロッタ（１９）に付属するプロット制御部が、車両塗面に生じている微小欠陥位置を水平もしくは垂直の二次元投影面に投影した二次元の欠陥位置データをプロットデータとして格納し、微小欠陥位置を車両塗面にマーキングさせるように、スイッチ操作に応答して、それぞれの対面位置で順にプロットデータを検索してプロットを行わせることを特徴とする。
【０００７】
塗面検査済みの車両（１）がプロッタ搭載台車（１０）に進入してきた状態で、各プロッタ（１５〜１９）は、スイッチ操作に応答して、所属の車両塗面に対面して光ビームを垂直もしくは水平方向に照射して微小欠陥位置をプロットする。その修復作業の終了ごとにスイッチ操作で順に微小欠陥位置をプロットさせて修復作業を行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５を基に本発明の実施の形態の一例による車両塗面検査用欠陥マーキング装置を説明する。車両用塗面検査装置は、図１に示すように、車両１の搬送路の両側にロボット９，９ａが配置され、それぞれのロボットアームの先端部に、面発光体５及びＣＣＤカメラ６よりなる撮像装置が取付けられている。
【０００９】
ロボット９，９ａは、それぞれの分担する車両１の両側の側面、上面及び前後面の半分の走査領域について、搬送速度よりも走査速度が大巾に速いことを前提に、双方が干渉しないように半分をさらに分割した走査領域について走査方向へ走査交差方向に僅かずつシフトして折返しながら連続的に繰り返し移動させ、その途中で逐次画像処理領域に距離を置いて所定の姿勢で対面するように、三次元位置及び３軸方向の角度が制御されるようにティーチングされている。
【００１０】
撮像装置５，６には、画像信号レベルがブツ等の微小欠陥に起因して通常の高い信号レベルから低下するのを検出する画像処理装置８が付属している。この装置は、画像処理領域の画像信号を取り込んで微小欠陥候補を検出する欠陥候補検出手段と、微小欠陥候補が形成する領域に外接する方形の縦横長から微小欠陥であるか否かを判定し、さらに微小欠陥の大きさ、即ち縦横の長い方の寸法を３段階に弁別して大きさ度合を判定する欠陥判定手段と、実際に微小欠陥と判定された微小欠陥候補領域のアドレスを走査位置データに関連させ、側面及び前後面については垂直の仮想の二次元投影面に投影した二次元面上の欠陥位置データとして、また上面については水平の二次元投影面上の欠陥位置データとして大きさ度合を指示する欠陥度合データと共に格納する欠陥データ格納手段とを備えている。
【００１１】
例えば、図２に示すように、車両１の上面の３個所の微小欠陥については、水平の二次元投影面１ａに投影された搬送方向（Ｙ軸）及びその直交方向（Ｘ軸）の二次元の欠陥位置データＤ１〜Ｄ３として欠陥度合データと共にメモリに格納される。同様に、車両１の一方の側面及び他方の側面については、垂直の二次元投影面に投影された搬送方向（Ｙ軸）及びその直交方向（Ｘ軸）の二次元の欠陥位置データが欠陥度合データと共に格納される。前面及び後面について、垂直の二次元投影面に投影された横方向（Ｙ軸）及びその直交方向（Ｘ軸）の二次元の欠陥位置データが欠陥度合データと共に格納される。
【００１２】
このような塗面検査装置の後工程となる欠陥マーキング装置は、車両搬送ラインに沿ったレール１１を往復移動するプロッタ搭載台車１０に構成される。そのロの字形天井フレーム１２間には、搬送される車両１の車両上面に対面する上面用プロッタ１５が垂直照射方向の光ビームで水平の二次元走査面上で走査するように支持されている。前後の縦方向フレーム１３間には、車両側面に対面する両側の側面用プロッタ１６，１７が水平照射方向の光ビームで垂直の二次元走査面上で走査するように支持されている。車両前面に対面する前面用プロッタ１８及び車両後面に対面する後面用プロッタ１９は、搬送車両に対して干渉しない待機位置から対面位置に移動可能に、前後の両側の縦方向フレーム１３間に軸受１３ａでそれぞれ支持されているロの字形フレーム２０に構成されている。
【００１３】
上面用プロッタ１５は、そのスライダ１５ａが前後の横方向フレーム１２ａ間に架設されたねじ棒１５ｂで両側の前後フレーム１２ｂに沿ってＹ軸方向へスライド可能に支持されて構成されている。プロッタ１６，１７のスライダ１６ａ，１７ａは、前後の縦方向フレーム１３間に架設されたねじ棒１６ｂ，１７ｂで前後フレーム１２ｂに沿ってＹ軸方向へスライド可能に支持されている。前面用プロッタ１８及び後面用プロッタ１９のスライダ１８ａ，１９ａは、ロの字形フレーム２０の両側の縦方向フレーム２１間に架設されたねじ棒１８ｂ，１９ｂで横方向フレーム２２に沿ってＹ軸方向へスライド可能に支持されている。
【００１４】
これらのプロッタ１５〜１９は、ミラーを利用した偏向装置が付属しているレーザヘッド３０を有するレーザ装置を備え、それぞれのスライダ１５ａ〜１９ａの縦方向のガイド部３２（プロッタ１６についてのみ図１に示す）に沿ってスライドするようになっている。これにより、各レーザヘッド３０は、ねじ棒１５ｂ〜１９ｂのガイド方向と併せて所属の二次元走査面に沿って直交２軸方向へ移動可能になっている。プロッタ搭載台車１０には、車両１が完全に進入してきた時点でレール１１に沿って車両搬送と同期して前進させ、所定距離前進した時点で原位置に復動させる台車制御装置が付属している。また、前面用プロッタ１８及び後面用プロッタ１９は、所属面のマーキングに際して垂直位置に回動し、終了後に水平方向の待機位置に復動するようになっている。
【００１５】
さらに、プロッタ１５〜１９に付属するプロット制御部として、車両塗面検査装置の前述の画像処理装置８の欠陥データ格納手段から転送される車両塗面の上面、側面及び前後面に対面する二次元投影面上の欠陥位置データを、Ｘ軸及びＹ軸方向の位置精度について修復に際しての目視上問題の無い程度の例えば０．５ｍｍ間隔程度の解像度に変換して二次元走査面のプロットデータとして欠陥度合データを付加して格納するプロットデータ格納手段３３と、作業者によるリモートスイッチ３４のスイッチ操作で出力される制御信号に応答して、指示されたプロッタ１５〜１９のプロットデータを順に検索して出力するプロットデータ出力手段３５と、プロッタ１５〜１９のレーザヘッド３０をプロットデータに対応する二次元走査面上のプロット位置に移動させるプロット位置制御手段３６と、レーザヘッド３０がプロット位置に移動した時点で、次のプロット位置への移動開始時点までレーザ光を照射さるようにレーザヘッド３０を作動させる光照射制御手段３７と、その光照射に際して欠陥度合データに応答して光ビームで車両塗面に大きさ度合を指示するマークを描画させる複数種類の偏向信号をレーザヘッド３０の偏向装置に供給する偏向制御手段３８とを備えている。
【００１６】
リモートスイッチ３４は、プロッタ１５〜１９を選択するプロッタ選択スイッチ３４ａ〜３４ｅ及びこれらの各プロッタの２番目以降のプロットデータを順に検索させる検索スイッチ３４ｆ、光照射中断用スイッチ等を備えている。偏向制御手段３８は、順に小さくなる大きさ度合を３段階で教示する●、▲、×のいずれかのマークを描画させる偏向信号を供給してレーザビームを偏向制御する。
【００１７】
このように構成された車両塗面検査用欠陥マーキング装置の動作は次の通りである。塗面検査工程で塗面を検査された車両１が、後続する修復工程のプロッタ搭載台車１０に進入してくると、この台車は同期状態で前進を開始する。作業者がリモートスイッチ３４の例えばプロッタ選択スイッチ３４ａをスイッチ操作すると、上面用プロッタ１５が後方部分から搬送方向に移動してプロットデータのＹ軸位置に移動すると共にレーザヘッド３０が横方向のＸ軸方向に移動してプロットデータに対応した二次元走査面上のプロット位置に停止する。次いで、この二次元走査面上のプロット位置で、図４に示すように、垂直下方へレーザビームが光照射されると共に、微小欠陥の大きさに応じて×のマークで微小欠陥がマーキングされる。
【００１８】
作業者は、そのマークを基に微小欠陥の状態を確認して修復作業を行う。続いて、検索スイッチ３４ｆをスイッチ操作すると、同様な方法で上面の次に前方寄りの欠陥位置が●のマークによりプロットされる。続いて、検索スイッチ３４ｆのスイッチ操作に応答して▲、●が順にマーキングされる。それ以上、微小欠陥データが存在しない場合、スライダ１５ａ及びレーザヘッド３０は原位置に復帰する。
【００１９】
さらに、プロッタ選択スイッチ３４ｂ又は３４ｃの操作により、同様にプロッタ１６又は１７が所属のレーザヘッド３０を順に欠陥位置に対応するプロット位置に移動し、二次元垂直走査面に対して直交する水平方向にレーザビームを照射させる。尚、これらの側面に微小欠陥データが存在しない場合、プロッタ１６，１７の動作は停止したままに留まる。
【００２０】
プロッタ選択スイッチ３４ｄ，３４ｅの操作により、前面プロッタ１８又は後面プロッタ１９が選択されると、所属の微小欠陥データが存在する場合、垂直下方位置へ回動する。次いで、スライダ１８ａ，１９ａのスライドと共にレーザヘッド３０が二次元走査面を移動して、直交する水平後方又は水平前方へ欠陥位置に向けてレーザビームを照射し、●、▲、×のいずれかでプロット、即ちマーキングされる。検索スイッチ３４ｆが操作されると、順に横方向に次の欠陥位置がマーキングされる。割当のタクト内で修復作業が完了することにより、プロッタ搭載台車１０は所定の前進位置から原位置へ復動し、修復の困難な傷の修復はオフラインにより対応することになる。
【００２１】
尚、光ビームとしては、レーザビームに代えて、発光ダイオード等の別の光ビーム源を用いることもできる。また、ロボットアームの先端部に撮像装置が取付けられた車両塗面検査装置に対する欠陥マーキング装置について説明したが、本発明は、車両の搬送路に設けたゲートに取付けた撮像装置により、車両塗面に対面する二次元投影面上の欠陥位置データを作成可能にする車両塗面検査装置に付属する欠陥マーキング装置としても実施可能である。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、マーキングが修復工程で行われるために、マーキング工程を別途に設ける必要がなくなり、省スペース化が可能となる。また、マーキングが光照射で行われるために、修復後のマーキングの除去作業が不要となり、インク等の消耗品を必要としなくなる。ゴミを誤検知した場合でもマーキングしないで済む。車両の上面、側面及び前後面の修復作業が能率よく、かつ欠陥位置が順にプロットされて信頼度の高い修復作業行われる。請求項２の発明によれば、欠陥の大きさが指示されることにより、微小欠陥の状態を確認して一層信頼度の高い修復作業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による車両塗面検査用欠陥マーキング装置の構成を説明する図である。
【図２】同マーキング装置の動作を説明する図である。
【図３】同マーキング装置のプロット制御部の回路構成を説明する図である。
【図４】同マーキング装置の動作状態を説明する概略断面図である。
【図５】同マーキング装置のマーキング状態を説明する平面図である。
【符号の説明】
１車両
６ＣＣＤカメラ
９，９ａロボット
１０プロッタ搭載台車
１５上面用プロッタ
１５ａ〜１９ａスライダ
１６，１７側面用プロッタ
１８前面用プロッタ
１９後面用プロッタ
３０レーザヘッド

Claims

車両外面の車両塗面を撮像走査する撮像装置と、その画像信号の変化から車両塗面に生じている微小欠陥を自動的に検知する画像処理装置とを備えた車両塗面検査装置に付属する車両塗面検査用欠陥マーキング装置において、
車両上面に対面する対面位置で光照射ヘッドを水平の二次元走査面に沿って直交２軸方向へ移動させて垂直照射方向の光ビームでプロットを行う車両上面用プロッタと、車両の両側の側面に対面する対面位置で光照射ヘッドを垂直の二次元走査面に沿って直交２軸方向へ移動させて水平照射方向の光ビームでプロットを行う両側の車両側面用プロッタと、車両前面に対面して光照射ヘッドを垂直の二次元走査面に沿って直交２軸方向へ移動させて水平照射方向の光ビームでプロットを行う車両前面用プロッタと、車両後面に対面して光照射ヘッドを垂直の二次元走査面に沿って直交２軸方向へ移動させて水平照射方向の光ビームでプロットを行う車両後面用プロッタとが、塗面検査済みの前記車両を進入させた状態で搬送路に沿って車両搬送に同期して移動するプロッタ搭載台車に搭載されると共に、前記車両前面用プロッタ及び前記車両後面用プロッタは、搬送される前記車両に対して干渉しない水平方向の待機位置からそれぞれの前記対面位置に垂直方向へ回動可能に前記プロッタ搭載台車に支持され、
前記車両上面用プロッタ、両側の前記車両側面用プロッタ、前記車両前面用プロッタ及び前記車両後面用プロッタに付属するプロット制御部が、車両塗面に生じている微小欠陥位置を水平もしくは垂直の二次元投影面に投影した二次元の欠陥位置データをプロットデータとして格納し、前記微小欠陥位置を前記車両塗面にマーキングさせるように、スイッチ操作に応答して、それぞれの前記対面位置で順に前記プロットデータを検索してプロットを行わせることを特徴とする車両塗面検査用欠陥マーキング装置。
欠陥位置データに付加され、かつ大きさ度合を段階的に指示する欠陥度合データに対応して複数種類のマークを描画させる偏向信号が、光照射ヘッドに付属の光ビーム偏向装置にプロット制御部から供給されることを特徴とする請求項１記載の車両塗面検査用欠陥マーキング装置。