シーラーの塗布品質検査装置
【課題】 シーラーの塗布品質の管理を正確に行う。
【解決手段】 レーザー投光機１８によって、ウインドガラス１２上に塗布されたシーラー１６に対し、塗布ガン１４と平行な方向からレーザースリット光Ｌを照射し、シーラー１６の断面形状を、レーザースリット光の線形状として視認可能とする。制御手段２４において、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影した画像に基づき、画像内でのワーク表面座標及びシーラー１６の幅を検出する。また、カメラ２０で撮影した画像に基づき検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２で撮影した画像とに基づき、シーラー１６の高さを検出する。よって、シーラー１６の断面形状を正確に把握し、シーラー１６の塗布高さとシーラーの塗布幅を正確に求めることができる。
【解決手段】 レーザー投光機１８によって、ウインドガラス１２上に塗布されたシーラー１６に対し、塗布ガン１４と平行な方向からレーザースリット光Ｌを照射し、シーラー１６の断面形状を、レーザースリット光の線形状として視認可能とする。制御手段２４において、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影した画像に基づき、画像内でのワーク表面座標及びシーラー１６の幅を検出する。また、カメラ２０で撮影した画像に基づき検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２で撮影した画像とに基づき、シーラー１６の高さを検出する。よって、シーラー１６の断面形状を正確に把握し、シーラー１６の塗布高さとシーラーの塗布幅を正確に求めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーラーの塗布品質検査技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディとウインドガラスとの接合部における防水性を十分に確保するためには、ウインドガラスの周囲を囲むように塗布されるシーラーの塗布品質を管理する必要がある。そこで、従来から、ウインドガラスに塗布されたシーラーの塗布高さから塗布品質の良否を判断することが可能な、塗布高さの検出装置が発明されている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２５９８１４３号公報（〔請求項１〕、〔図１〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のごとく、シーラーの塗布品質をシーラーの塗布高さのみから把握する手法では、実際に塗布されたシーラーの量の把握が十分ではなく、シーラーの品質管理としては不十分となる場合があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シーラーの塗布品質の管理を正確に行うことを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための、本発明に係るシーラーの塗布品質検査装置は、ワークの表面と交差する方向から、塗布ガンによりワーク上に塗布されたシーラーに対し、前記塗布ガンと平行にレーザースリット光を照射するレーザー投光機と、レーザースリット光の照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光を撮影する二つのカメラと、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像に基づき画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出し、かつ、前記検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明によれば、レーザー投光機によって、ワーク上に塗布されたシーラーに対し塗布ガンと平行な方向からレーザースリット光を照射することにより、シーラーの断面形状をシーラーの表面に表れるレーザースリット光の線形状で視認可能とする。また、二つのカメラによって、レーザースリット光の照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光の線形状を撮影する。ここで、各カメラによって撮影される、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状は、撮影方向の違いから、各々異なる形状となる。この際、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像は、シーラーを上方から見下ろすようにして、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状を撮影することとなる。よって、シーラーの断面形状は高さ方向を縮めた形状として画像に表れ、高さ方向の寸法の分解能は著しく低下するが、レーザースリット光がシーラー自体に隠されることなく、シーラーの幅方向全体にわたる形状の撮影が可能となる。
【０００７】
一方、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像では、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状の高さ方向の寸法は、実際の寸法に近づき、高さ方向の分解能が向上する。しかしながら、特にシーラーの塗布軌跡が湾曲するような場所では、シーラー自体によって、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの幅方向の一部が隠されるような事態が生じる。
そこで、本発明では、制御手段によって、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像に基づき、画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出する。また、検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する。よって、シーラーの断面形状を正確に把握し、シーラーの塗布高さとシーラーの塗布幅を求めることができる。
【０００８】
また、本発明では、前記レーザー投光機および前記二つのカメラは、前記塗布ガンと一体に固定され、なおかつ、前記レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラは、シーラーの塗布軌跡を避けた位置に設けられていることとする。
この構成によれば、シーラーを塗布するワークの表面が自由曲面であっても、塗布ガンの三次元の動きに追従し、レーザー投光機は、ワーク上に塗布されたシーラーに対し塗布ガンと平行な方向からレーザースリット光を照射すると共に、二つのカメラも、互いに異なる二つの角度を一定に維持して、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状を撮影することが可能となる。
また、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状の、高さ方向の寸法は、撮影位置がワークの表面に近いほど、実際の寸法に近い寸法で撮影され、高さ寸法の分解能は向上する。よって、前記レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラは、ワークの表面に可能な限り近い位置に配置することが望ましい。一方、カメラをワークの表面に接近させると、ワークの表面に塗布されたシーラーと干渉する虞が生じる。そこで、前記レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラを、シーラーの塗布軌跡を避けた位置に設けることにより、可能な限りワークの表面に近付け、シーラーの高さ寸法の分解能を向上させることが可能となる。
【０００９】
また、上記課題を解決するための、本発明に係るシーラーの塗布品質検査方法は、ワークの表面と交差する方向から、塗布ガンによりワーク上に塗布されたシーラーに対し、前記塗布ガンと並行にレーザースリット光を照射し、レーザースリット光の照射軸に対して互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光を撮影し、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さい方向から撮影した画像に基づき画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出し、前記検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きい方向から撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する各ステップを含むことを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、ワーク上に塗布されたシーラーに対し塗布ガンと平行な方向からレーザースリット光を照射することにより、シーラーの断面形状をシーラーの表面に表れるレーザースリット光の線形状で視認可能とする。また、レーザースリット光の照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光の線形状を撮影する。ここで、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状は、撮影方向の違いから、各々異なる形状となる。、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さい方向からで撮影した画像は、シーラーを上方から見下ろすようにして、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状を撮影することとなる。よって、シーラーの断面形状は高さ方向を縮めた形状として画像に表れ、高さ方向の寸法の分解能は著しく低下するが、レーザースリット光がシーラー自体に隠されることなく、シーラーの幅方向全体にわたる形状の撮影が可能となる。
【００１１】
一方、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きい方向から撮影した画像では、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状の高さ方向の寸法は、実際の寸法に近づき、高さ方向の分解能が向上する。しかしながら、特にシーラーの塗布軌跡が湾曲するような場所では、シーラー自体によって、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの幅方向の一部が隠されるような事態が生じる。
そこで、本発明では、制御手段によって、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像に基づき、画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出する。また、検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する。よって、シーラーの断面形状を正確に把握し、シーラーの塗布高さとシーラーの塗布幅を求めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明はこのように構成したので、シーラーの塗布品質の管理を正確に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施の形態に係るシーラーの塗布品質検査装置１０の、要部を示している。この検査装置１０は、ウインドガラス１２の表面と交差する方向（本発明の実施の形態では、直交する方向）から、塗布ガン１４によりウインドガラス１２上に塗布されたシーラー１６に対し、塗布ガン１４と平行にレーザースリット光Ｌを照射するレーザー投光機１８を備えている。また、レーザースリット光Ｌの照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、シーラー１６に照射されたレーザースリット光Ｌを撮影するカメラ２０、２２を備えている。ここで、カメラ２０は、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角の小さいカメラである。また、カメラ２２は、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角の大きいカメラである。また、図１（ｂ）に示すように、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０は、シーラー１６の軌跡上に位置するように配置されるが、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の大きいカメラ２２は、後述する理由から、シーラー１６の塗布軌跡を避けた位置、特に、ウインドガラス１２の外側へとオフセットした位置に配置される。なお、何れのカメラ２０、２２にも、ＣＣＤカメラを用いることが可能である。
また、検査装置１０は、パーソナルコンピュータ等を用いて構成される制御手段２４と、塗布設備制御盤２６とを備えている。
【００１４】
なお、塗布ガン１４は、シーラー１６の断面形状が三角形となるようなノズルを有している。また、図２に示すように、塗布ガン１４は、塗布ロボット２８のアームに支持されていることから、ウインドガラス１２の自由曲面に沿って、ウインドガラス１２の表面に対し直交する方向を維持して、三次元の移動が可能となっている。したがって、ウインドガラス１２の端縁部に沿って塗布ガン１４が移動し、シーラー１６を、ウインドガラス１２の端縁部に沿って塗布することとが可能となる。また、レーザー投光機１８および二つのカメラ２０，２２は、ブラケット３０によって塗布ガン１４と一体に固定されていることから、ウインドガラス１２に対するこれらの機器の距離および姿勢も、常に一定に保たれる。
【００１５】
検査装置１０は、塗布ガン１４によりウインドガラス１２に対しシーラー１６を塗布する作業と同時進行で、シーラー１６の塗布品質を検査するものであり、次のような手順で検査を行う。まず、ウインドガラス１２の表面と直交する方向から、塗布ガン１４によりウインドガラス１２上にシーラー１６を塗布する。この際、塗布ガン１４を移動させる塗布ロボット２８の動作は、塗布設備制御盤２６によって制御される。また、レーザー投光機１８によって塗布されたシーラー１６に対し、塗布ガン１４と並行にレーザースリット光Ｌを照射する。この際、レーザースリット光Ｌが、シーラー１６を幅方向に横切るように照射する。そして、シーラー１６に照射されたレーザースリット光Ｌの線形状を、カメラ２０、２２によって撮影する。
【００１６】
制御手段２４では、カメラ２０、２２で撮影された画像に基づき、図３に示すような手順で情報処理を行う。
（１）幅およびガラス面計測用画像入力
幅およびガラス面計測用画像が制御手段２４に入力される。ここで、幅およびガラス面計測用画像は、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影された画像であり、図４（ａ）に例示するような画像となる。
（２）幅算出
レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影された画像（図４（ａ）参照）から、シーラーの幅寸法Ｗを算出する。
（３）ガラス面座標算出。
レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影された画像には、図４（ａ）に示すように、シーラー上に照射されたレーザースリット光ＬSのみならず、ウインドガラスの表面に照射されたレーザースリット光ＬWも写されているため、画像内におけるガラス面座標を、レーザースリット光ＬWから算出することが可能である。
（４）高さ計測用画像入力
高さ計測用画像が制御手段２４に入力される。ここで、高さ計測用画像は、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の大きいカメラ２２で撮影された画像であり、図４（ｂ）に例示するような画像となる。
（５）座標変換
二つのカメラ２０、２２で撮影された画像を、座標変換によって一対一に対応付ける。そして、ステップ（３）において、幅およびガラス面計測用画像（図４（ａ））から算出したガラス座標を、高さ計測用画像（図４（ｂ））の座標に変換する。
（６）仮想ガラス面算出
ステップ（５）において、高さ計測用画像（図４（ｂ））用に変換されたガラス座標に基づき、高さ計測用画像（図４（ｂ））における、仮想ガラス面を算出する。
（７）高さ算出
ステップ（６）で算出された仮想ガラス面と、高さ計測用画像（図４（ｂ））から抽出されるシーラー頂点との距離を、シーラー１６の高さＨとして算出する。
【００１７】
以上の手順により、制御手段２４において、シーラー１６の幅Ｗおよび高さＨを求め、これらの値が規格外と判断された場合には、制御装置２４から塗布設備制御盤２６へとＮＧ信号を送信し、塗布設備制御盤２６はＮＧとなったウインドガラス１２を排除する。
【００１８】
上記構成を有する本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。本発明の実施の形態では、レーザー投光機１８によって、ウインドガラス１２上に塗布されたシーラー１６に対し、塗布ガン１４と平行な方向からレーザースリット光Ｌを照射することにより、シーラー１６の断面形状を、レーザースリット光の線形状として視認可能とする。そして、二つのカメラ２０、２２によって、レーザースリット光Ｌの照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、シーラー１６に照射されたレーザースリット光ＬS、ＬWを撮影する。
【００１９】
ここで、各カメラ２０、２２によって撮影される、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラー１６の断面形状は、撮影方向の違いから、互いに異なる形状となる（図４（ａ）、（ｂ）のＬS、ＬWを参照。）。そして、図５（ａ）に示すように、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角θの小さいカメラ２０は、シーラーを上方から見下ろすようにして、レーザースリット光Ｌにより線状に表された、シーラー１６の断面形状を撮影することとなるので、図５（ｂ）に示すように、その撮影画像上では、シーラー１６の断面形状は高さ方向を縮めた形状として表れる。したがって、カメラ２０により撮影された画像に基づく、シーラー１６の高さ方向の寸法の分解能は著しく低下する。
【００２０】
一方、図６（ａ）に示すように、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角θの大きいカメラ２２により撮影した画像では、図６（ｂ）に示すように、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラー１６の、断面形状の高さ方向の寸法は、実際の寸法に近づき、高さ方向の分解能が向上する。しかしながら、図６（ｃ）に示すように、ウインドガラス１２の角部等のシーラー１６の塗布軌跡が湾曲するような場所では、シーラー１６自体によって、レーザースリット光Ｌの線形状として表されたシーラーの断面形状のうち、幅方向の一部が隠されるような事態が生じる（図４（ｂ）参照）。
他方、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角θの小さいカメラ２０は、前述のように、シーラーを上方から見下ろすようにして、レーザースリット光Ｌにより線状に表されたシーラー１６の断面形状を撮影することとなるので、図５（ｃ）に示すように、シーラー１６の塗布軌跡が湾曲するような場所であっても、レーザースリット光ＬSによって表されたシーラーの断面形状がシーラー自体に隠されることなく、シーラー１６の幅方向全体にわたる形状の撮影が可能となる。
【００２１】
そこで、本発明の実施の形態では、制御手段２４において、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影した画像（図４（ａ）のＬS、ＬW）に基づき、画像内でのワーク表面座標及びシーラー幅Ｗを検出する。また、カメラ２０で撮影した画像（図４（ａ））に基づき検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２で撮影した画像（図４（ｂ））とに基づき、シーラー高さＨを検出する。よって、シーラー１６の断面形状を正確に把握し、シーラー１６の塗布高さＨとシーラーの塗布幅Ｗを正確に求めることができる。
【００２２】
また、レーザー投光機１４および二つのカメラ２０、２２は、ブラケット３０によって塗布ガン１４と一体に固定され、なおかつ、レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２は、シーラーの塗布軌跡を避けた位置に設けられている。よって、シーラー１６を塗布するウインドガラス１２の自由曲面に沿って、レーザー投光機１４および二つのカメラ２０、２２も、塗布ガン１４の三次元の動きに追従することにより、レーザー投光機１４は、ウインドガラス１２上に塗布されたシーラー１６に対し、常時、塗布ガン１４と平行な方向からレーザースリット光Ｌを照射することができる。また、二つのカメラ２０、２２は、互いに異なる二つの角度を常に一定に維持して、レーザースリット光Ｌの線形状として表された、シーラーの断面形状を撮影することが可能となる。
【００２３】
なお、レーザースリット光Ｌの線形状として表されたシーラー１６の断面形状の、高さ方向の寸法Ｈ（図４（ｂ））は、カメラ２２の撮影位置がウインドガラス１２の表面に近いほど、実際の寸法に近い寸法で撮影され、高さ寸法の分解能は向上する。したがって、レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２は、ウインドガラス１２の表面に可能な限り近い位置に配置することが望ましい。一方、カメラ２２をウインドガラス１２の表面に接近させると、ウインドガラス１２の表面に塗布されたシーラー１６と干渉する虞が生じる。そこで、本発明の実施の形態では、レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２を、シーラー１６の塗布軌跡を避けた位置、特にウインドガラス１２との干渉を避けるために、ウインドガラス１２の外側へとオフセットした位置に設けることにより、可能な限りウインドガラスの表面に近付け、シーラー１６の高さ寸法の分解能を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、カメラ２２の傾斜角θは、高さ方向の分解能を高める上では、９０°に近づけることが望ましい。そこで、ウインドガラス１２およびシーラー１６に干渉しないように、カメラ２２をウインドガラス１２の外側にオフセットさせて、かつ、カメラ２２の傾斜角θを９０°に設定することとしても良い。一方、レーザー照射軸に対する傾斜角θの小さいカメラ２０により撮影される画像には、シーラー１６の幅寸法を得るに足るだけの突起が現われる必要がある。よって、カメラ２０の傾斜角度は０°とせず、撮影される画像中に、シーラー１６上に照射された突起状のレーザースリット光ＬS（図４（ｂ）参照）が確認されるだけの傾斜角度を設定することとする。
【００２５】
以上のごとく、本発明の実施の形態によれば、ウインドガラス１２に塗布されたシーラーの塗布品質の管理を正確に行うことが可能となるものである。なお、本発明は、ウインドガラス以外のワークに対し塗布されたシーラーその他の粘性材料の塗布品質検査にも、適用可能であることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係るシーラーの塗布品質検査装置の要部を示すものであり、（ａ）は要部の全体構成を、（ｂ）は（ａ）に側面図として示すレーザー投光機近傍部分を、平面視した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るシーラーの塗布品質検査装置の全体図である。
【図３】図１に示すシーラーの塗布品質検査装置の、制御手段における画像処理手順を示すブロック図である。
【図４】図１に示すシーラーの塗布品質検査装置において撮影された画像を示すものであり、（ａ）はレーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影された画像を、（ｂ）はレーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の大きいカメラで撮影された画像を示している。
【図５】（ａ）は、レーザー投光機と、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラとを示す側面図であり、（ｂ）は、そのカメラによって撮影される画像であり、（ｃ）は、シーラーの塗布軌跡が湾曲するような場所におけるシーラーの撮影時の様子を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、レーザー投光機と、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の大きいカメラとを示す側面図であり、（ｂ）は、そのカメラによって撮影される画像であり、（ｃ）は、シーラーの塗布軌跡が湾曲するような場所におけるシーラーの撮影時の様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０：シーラーの塗布品質検査装置、１２：ウインドガラス、１４：塗布ガン、１６：シーラー、１８：レーザー投光機、 ２０、２２：カメラ、２４：制御手段、Ｌ、ＬS、ＬW：レーザースリット光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーラーの塗布品質検査技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディとウインドガラスとの接合部における防水性を十分に確保するためには、ウインドガラスの周囲を囲むように塗布されるシーラーの塗布品質を管理する必要がある。そこで、従来から、ウインドガラスに塗布されたシーラーの塗布高さから塗布品質の良否を判断することが可能な、塗布高さの検出装置が発明されている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２５９８１４３号公報（〔請求項１〕、〔図１〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のごとく、シーラーの塗布品質をシーラーの塗布高さのみから把握する手法では、実際に塗布されたシーラーの量の把握が十分ではなく、シーラーの品質管理としては不十分となる場合があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シーラーの塗布品質の管理を正確に行うことを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための、本発明に係るシーラーの塗布品質検査装置は、ワークの表面と交差する方向から、塗布ガンによりワーク上に塗布されたシーラーに対し、前記塗布ガンと平行にレーザースリット光を照射するレーザー投光機と、レーザースリット光の照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光を撮影する二つのカメラと、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像に基づき画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出し、かつ、前記検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明によれば、レーザー投光機によって、ワーク上に塗布されたシーラーに対し塗布ガンと平行な方向からレーザースリット光を照射することにより、シーラーの断面形状をシーラーの表面に表れるレーザースリット光の線形状で視認可能とする。また、二つのカメラによって、レーザースリット光の照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光の線形状を撮影する。ここで、各カメラによって撮影される、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状は、撮影方向の違いから、各々異なる形状となる。この際、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像は、シーラーを上方から見下ろすようにして、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状を撮影することとなる。よって、シーラーの断面形状は高さ方向を縮めた形状として画像に表れ、高さ方向の寸法の分解能は著しく低下するが、レーザースリット光がシーラー自体に隠されることなく、シーラーの幅方向全体にわたる形状の撮影が可能となる。
【０００７】
一方、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像では、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状の高さ方向の寸法は、実際の寸法に近づき、高さ方向の分解能が向上する。しかしながら、特にシーラーの塗布軌跡が湾曲するような場所では、シーラー自体によって、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの幅方向の一部が隠されるような事態が生じる。
そこで、本発明では、制御手段によって、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像に基づき、画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出する。また、検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する。よって、シーラーの断面形状を正確に把握し、シーラーの塗布高さとシーラーの塗布幅を求めることができる。
【０００８】
また、本発明では、前記レーザー投光機および前記二つのカメラは、前記塗布ガンと一体に固定され、なおかつ、前記レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラは、シーラーの塗布軌跡を避けた位置に設けられていることとする。
この構成によれば、シーラーを塗布するワークの表面が自由曲面であっても、塗布ガンの三次元の動きに追従し、レーザー投光機は、ワーク上に塗布されたシーラーに対し塗布ガンと平行な方向からレーザースリット光を照射すると共に、二つのカメラも、互いに異なる二つの角度を一定に維持して、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状を撮影することが可能となる。
また、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状の、高さ方向の寸法は、撮影位置がワークの表面に近いほど、実際の寸法に近い寸法で撮影され、高さ寸法の分解能は向上する。よって、前記レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラは、ワークの表面に可能な限り近い位置に配置することが望ましい。一方、カメラをワークの表面に接近させると、ワークの表面に塗布されたシーラーと干渉する虞が生じる。そこで、前記レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラを、シーラーの塗布軌跡を避けた位置に設けることにより、可能な限りワークの表面に近付け、シーラーの高さ寸法の分解能を向上させることが可能となる。
【０００９】
また、上記課題を解決するための、本発明に係るシーラーの塗布品質検査方法は、ワークの表面と交差する方向から、塗布ガンによりワーク上に塗布されたシーラーに対し、前記塗布ガンと並行にレーザースリット光を照射し、レーザースリット光の照射軸に対して互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光を撮影し、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さい方向から撮影した画像に基づき画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出し、前記検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きい方向から撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する各ステップを含むことを備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、ワーク上に塗布されたシーラーに対し塗布ガンと平行な方向からレーザースリット光を照射することにより、シーラーの断面形状をシーラーの表面に表れるレーザースリット光の線形状で視認可能とする。また、レーザースリット光の照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光の線形状を撮影する。ここで、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状は、撮影方向の違いから、各々異なる形状となる。、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さい方向からで撮影した画像は、シーラーを上方から見下ろすようにして、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状を撮影することとなる。よって、シーラーの断面形状は高さ方向を縮めた形状として画像に表れ、高さ方向の寸法の分解能は著しく低下するが、レーザースリット光がシーラー自体に隠されることなく、シーラーの幅方向全体にわたる形状の撮影が可能となる。
【００１１】
一方、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きい方向から撮影した画像では、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの断面形状の高さ方向の寸法は、実際の寸法に近づき、高さ方向の分解能が向上する。しかしながら、特にシーラーの塗布軌跡が湾曲するような場所では、シーラー自体によって、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラーの幅方向の一部が隠されるような事態が生じる。
そこで、本発明では、制御手段によって、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像に基づき、画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出する。また、検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する。よって、シーラーの断面形状を正確に把握し、シーラーの塗布高さとシーラーの塗布幅を求めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明はこのように構成したので、シーラーの塗布品質の管理を正確に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施の形態に係るシーラーの塗布品質検査装置１０の、要部を示している。この検査装置１０は、ウインドガラス１２の表面と交差する方向（本発明の実施の形態では、直交する方向）から、塗布ガン１４によりウインドガラス１２上に塗布されたシーラー１６に対し、塗布ガン１４と平行にレーザースリット光Ｌを照射するレーザー投光機１８を備えている。また、レーザースリット光Ｌの照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、シーラー１６に照射されたレーザースリット光Ｌを撮影するカメラ２０、２２を備えている。ここで、カメラ２０は、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角の小さいカメラである。また、カメラ２２は、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角の大きいカメラである。また、図１（ｂ）に示すように、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０は、シーラー１６の軌跡上に位置するように配置されるが、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の大きいカメラ２２は、後述する理由から、シーラー１６の塗布軌跡を避けた位置、特に、ウインドガラス１２の外側へとオフセットした位置に配置される。なお、何れのカメラ２０、２２にも、ＣＣＤカメラを用いることが可能である。
また、検査装置１０は、パーソナルコンピュータ等を用いて構成される制御手段２４と、塗布設備制御盤２６とを備えている。
【００１４】
なお、塗布ガン１４は、シーラー１６の断面形状が三角形となるようなノズルを有している。また、図２に示すように、塗布ガン１４は、塗布ロボット２８のアームに支持されていることから、ウインドガラス１２の自由曲面に沿って、ウインドガラス１２の表面に対し直交する方向を維持して、三次元の移動が可能となっている。したがって、ウインドガラス１２の端縁部に沿って塗布ガン１４が移動し、シーラー１６を、ウインドガラス１２の端縁部に沿って塗布することとが可能となる。また、レーザー投光機１８および二つのカメラ２０，２２は、ブラケット３０によって塗布ガン１４と一体に固定されていることから、ウインドガラス１２に対するこれらの機器の距離および姿勢も、常に一定に保たれる。
【００１５】
検査装置１０は、塗布ガン１４によりウインドガラス１２に対しシーラー１６を塗布する作業と同時進行で、シーラー１６の塗布品質を検査するものであり、次のような手順で検査を行う。まず、ウインドガラス１２の表面と直交する方向から、塗布ガン１４によりウインドガラス１２上にシーラー１６を塗布する。この際、塗布ガン１４を移動させる塗布ロボット２８の動作は、塗布設備制御盤２６によって制御される。また、レーザー投光機１８によって塗布されたシーラー１６に対し、塗布ガン１４と並行にレーザースリット光Ｌを照射する。この際、レーザースリット光Ｌが、シーラー１６を幅方向に横切るように照射する。そして、シーラー１６に照射されたレーザースリット光Ｌの線形状を、カメラ２０、２２によって撮影する。
【００１６】
制御手段２４では、カメラ２０、２２で撮影された画像に基づき、図３に示すような手順で情報処理を行う。
（１）幅およびガラス面計測用画像入力
幅およびガラス面計測用画像が制御手段２４に入力される。ここで、幅およびガラス面計測用画像は、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影された画像であり、図４（ａ）に例示するような画像となる。
（２）幅算出
レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影された画像（図４（ａ）参照）から、シーラーの幅寸法Ｗを算出する。
（３）ガラス面座標算出。
レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影された画像には、図４（ａ）に示すように、シーラー上に照射されたレーザースリット光ＬSのみならず、ウインドガラスの表面に照射されたレーザースリット光ＬWも写されているため、画像内におけるガラス面座標を、レーザースリット光ＬWから算出することが可能である。
（４）高さ計測用画像入力
高さ計測用画像が制御手段２４に入力される。ここで、高さ計測用画像は、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の大きいカメラ２２で撮影された画像であり、図４（ｂ）に例示するような画像となる。
（５）座標変換
二つのカメラ２０、２２で撮影された画像を、座標変換によって一対一に対応付ける。そして、ステップ（３）において、幅およびガラス面計測用画像（図４（ａ））から算出したガラス座標を、高さ計測用画像（図４（ｂ））の座標に変換する。
（６）仮想ガラス面算出
ステップ（５）において、高さ計測用画像（図４（ｂ））用に変換されたガラス座標に基づき、高さ計測用画像（図４（ｂ））における、仮想ガラス面を算出する。
（７）高さ算出
ステップ（６）で算出された仮想ガラス面と、高さ計測用画像（図４（ｂ））から抽出されるシーラー頂点との距離を、シーラー１６の高さＨとして算出する。
【００１７】
以上の手順により、制御手段２４において、シーラー１６の幅Ｗおよび高さＨを求め、これらの値が規格外と判断された場合には、制御装置２４から塗布設備制御盤２６へとＮＧ信号を送信し、塗布設備制御盤２６はＮＧとなったウインドガラス１２を排除する。
【００１８】
上記構成を有する本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。本発明の実施の形態では、レーザー投光機１８によって、ウインドガラス１２上に塗布されたシーラー１６に対し、塗布ガン１４と平行な方向からレーザースリット光Ｌを照射することにより、シーラー１６の断面形状を、レーザースリット光の線形状として視認可能とする。そして、二つのカメラ２０、２２によって、レーザースリット光Ｌの照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、シーラー１６に照射されたレーザースリット光ＬS、ＬWを撮影する。
【００１９】
ここで、各カメラ２０、２２によって撮影される、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラー１６の断面形状は、撮影方向の違いから、互いに異なる形状となる（図４（ａ）、（ｂ）のＬS、ＬWを参照。）。そして、図５（ａ）に示すように、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角θの小さいカメラ２０は、シーラーを上方から見下ろすようにして、レーザースリット光Ｌにより線状に表された、シーラー１６の断面形状を撮影することとなるので、図５（ｂ）に示すように、その撮影画像上では、シーラー１６の断面形状は高さ方向を縮めた形状として表れる。したがって、カメラ２０により撮影された画像に基づく、シーラー１６の高さ方向の寸法の分解能は著しく低下する。
【００２０】
一方、図６（ａ）に示すように、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角θの大きいカメラ２２により撮影した画像では、図６（ｂ）に示すように、レーザースリット光の線形状によって表されたシーラー１６の、断面形状の高さ方向の寸法は、実際の寸法に近づき、高さ方向の分解能が向上する。しかしながら、図６（ｃ）に示すように、ウインドガラス１２の角部等のシーラー１６の塗布軌跡が湾曲するような場所では、シーラー１６自体によって、レーザースリット光Ｌの線形状として表されたシーラーの断面形状のうち、幅方向の一部が隠されるような事態が生じる（図４（ｂ）参照）。
他方、レーザースリット光Ｌの照射軸に対する傾斜角θの小さいカメラ２０は、前述のように、シーラーを上方から見下ろすようにして、レーザースリット光Ｌにより線状に表されたシーラー１６の断面形状を撮影することとなるので、図５（ｃ）に示すように、シーラー１６の塗布軌跡が湾曲するような場所であっても、レーザースリット光ＬSによって表されたシーラーの断面形状がシーラー自体に隠されることなく、シーラー１６の幅方向全体にわたる形状の撮影が可能となる。
【００２１】
そこで、本発明の実施の形態では、制御手段２４において、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラ２０で撮影した画像（図４（ａ）のＬS、ＬW）に基づき、画像内でのワーク表面座標及びシーラー幅Ｗを検出する。また、カメラ２０で撮影した画像（図４（ａ））に基づき検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２で撮影した画像（図４（ｂ））とに基づき、シーラー高さＨを検出する。よって、シーラー１６の断面形状を正確に把握し、シーラー１６の塗布高さＨとシーラーの塗布幅Ｗを正確に求めることができる。
【００２２】
また、レーザー投光機１４および二つのカメラ２０、２２は、ブラケット３０によって塗布ガン１４と一体に固定され、なおかつ、レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２は、シーラーの塗布軌跡を避けた位置に設けられている。よって、シーラー１６を塗布するウインドガラス１２の自由曲面に沿って、レーザー投光機１４および二つのカメラ２０、２２も、塗布ガン１４の三次元の動きに追従することにより、レーザー投光機１４は、ウインドガラス１２上に塗布されたシーラー１６に対し、常時、塗布ガン１４と平行な方向からレーザースリット光Ｌを照射することができる。また、二つのカメラ２０、２２は、互いに異なる二つの角度を常に一定に維持して、レーザースリット光Ｌの線形状として表された、シーラーの断面形状を撮影することが可能となる。
【００２３】
なお、レーザースリット光Ｌの線形状として表されたシーラー１６の断面形状の、高さ方向の寸法Ｈ（図４（ｂ））は、カメラ２２の撮影位置がウインドガラス１２の表面に近いほど、実際の寸法に近い寸法で撮影され、高さ寸法の分解能は向上する。したがって、レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２は、ウインドガラス１２の表面に可能な限り近い位置に配置することが望ましい。一方、カメラ２２をウインドガラス１２の表面に接近させると、ウインドガラス１２の表面に塗布されたシーラー１６と干渉する虞が生じる。そこで、本発明の実施の形態では、レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラ２２を、シーラー１６の塗布軌跡を避けた位置、特にウインドガラス１２との干渉を避けるために、ウインドガラス１２の外側へとオフセットした位置に設けることにより、可能な限りウインドガラスの表面に近付け、シーラー１６の高さ寸法の分解能を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、カメラ２２の傾斜角θは、高さ方向の分解能を高める上では、９０°に近づけることが望ましい。そこで、ウインドガラス１２およびシーラー１６に干渉しないように、カメラ２２をウインドガラス１２の外側にオフセットさせて、かつ、カメラ２２の傾斜角θを９０°に設定することとしても良い。一方、レーザー照射軸に対する傾斜角θの小さいカメラ２０により撮影される画像には、シーラー１６の幅寸法を得るに足るだけの突起が現われる必要がある。よって、カメラ２０の傾斜角度は０°とせず、撮影される画像中に、シーラー１６上に照射された突起状のレーザースリット光ＬS（図４（ｂ）参照）が確認されるだけの傾斜角度を設定することとする。
【００２５】
以上のごとく、本発明の実施の形態によれば、ウインドガラス１２に塗布されたシーラーの塗布品質の管理を正確に行うことが可能となるものである。なお、本発明は、ウインドガラス以外のワークに対し塗布されたシーラーその他の粘性材料の塗布品質検査にも、適用可能であることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係るシーラーの塗布品質検査装置の要部を示すものであり、（ａ）は要部の全体構成を、（ｂ）は（ａ）に側面図として示すレーザー投光機近傍部分を、平面視した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るシーラーの塗布品質検査装置の全体図である。
【図３】図１に示すシーラーの塗布品質検査装置の、制御手段における画像処理手順を示すブロック図である。
【図４】図１に示すシーラーの塗布品質検査装置において撮影された画像を示すものであり、（ａ）はレーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影された画像を、（ｂ）はレーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の大きいカメラで撮影された画像を示している。
【図５】（ａ）は、レーザー投光機と、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラとを示す側面図であり、（ｂ）は、そのカメラによって撮影される画像であり、（ｃ）は、シーラーの塗布軌跡が湾曲するような場所におけるシーラーの撮影時の様子を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、レーザー投光機と、レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の大きいカメラとを示す側面図であり、（ｂ）は、そのカメラによって撮影される画像であり、（ｃ）は、シーラーの塗布軌跡が湾曲するような場所におけるシーラーの撮影時の様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０：シーラーの塗布品質検査装置、１２：ウインドガラス、１４：塗布ガン、１６：シーラー、１８：レーザー投光機、 ２０、２２：カメラ、２４：制御手段、Ｌ、ＬS、ＬW：レーザースリット光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面と交差する方向から、塗布ガンによりワーク上に塗布されたシーラーに対し、前記塗布ガンと平行にレーザースリット光を照射するレーザー投光機と、
レーザースリット光の照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光を撮影する二つのカメラと、
レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像に基づき画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出し、かつ、前記検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する制御手段とを備えることを特徴とするシーラーの塗布品質検査装置。
【請求項２】
前記レーザー投光機および前記二つのカメラは、前記塗布ガンと一体に固定され、なおかつ、前記レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラは、シーラーの塗布軌跡を避けた位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載のシーラーの塗布品質検査装置。
【請求項３】
ワークの表面と交差する方向から、塗布ガンによりワーク上に塗布されたシーラーに対し、前記塗布ガンと並行にレーザースリット光を照射し、
レーザースリット光の照射軸に対して互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光を撮影し、
レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さい方向から撮影した画像に基づき画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出し、
前記検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きい方向から撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する各ステップを含むことを備えることを特徴とするシーラーの塗布品質検査方法。
【請求項１】
ワークの表面と交差する方向から、塗布ガンによりワーク上に塗布されたシーラーに対し、前記塗布ガンと平行にレーザースリット光を照射するレーザー投光機と、
レーザースリット光の照射軸に対して、互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光を撮影する二つのカメラと、
レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さいカメラで撮影した画像に基づき画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出し、かつ、前記検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きいカメラで撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する制御手段とを備えることを特徴とするシーラーの塗布品質検査装置。
【請求項２】
前記レーザー投光機および前記二つのカメラは、前記塗布ガンと一体に固定され、なおかつ、前記レーザー照射軸に対して傾斜角の大きいカメラは、シーラーの塗布軌跡を避けた位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載のシーラーの塗布品質検査装置。
【請求項３】
ワークの表面と交差する方向から、塗布ガンによりワーク上に塗布されたシーラーに対し、前記塗布ガンと並行にレーザースリット光を照射し、
レーザースリット光の照射軸に対して互いに異なる二つの角度から、前記シーラーに照射されたレーザースリット光を撮影し、
レーザースリット光の照射軸に対する傾斜角の小さい方向から撮影した画像に基づき画像内でのワーク表面座標と、シーラー幅とを検出し、
前記検出された画像内でのワーク表面座標と、レーザースリット光の照射軸に対して傾斜角の大きい方向から撮影した画像とに基づき、シーラー高さを検出する各ステップを含むことを備えることを特徴とするシーラーの塗布品質検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１６７６２０（Ｐ２００６−１６７６２０Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６４４４８（Ｐ２００４−３６４４４８）
【出願日】平成１６年１２月１６日（２００４．１２．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５０４４６２３４２）株式会社アイシス (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１６日（２００４．１２．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（５０４４６２３４２）株式会社アイシス (2)
【Ｆターム（参考）】
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