JP4862765B2

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Publication number: JP4862765B2
Application number: JP2007173266A
Authority: JP
Inventors: 靖則山岸
Original assignee: Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: JP2009014357A

Description

本発明は、検査対象となる三次元曲面に光を照射して、その反射光を撮像し撮像信号処理することにより表面の微小欠陥の検査を行う表面検査装置に係り、特に、処理した画像とその画像が撮影された被検査面の位置とを正確に関連付ける装置及びその方法に関する。 The present invention relates to a surface inspection apparatus that inspects minute defects on a surface by irradiating light onto a three-dimensional curved surface to be inspected, imaging the reflected light, and processing an imaging signal. The present invention relates to an apparatus and method for accurately associating the position of a surface to be inspected with the image taken.

従来、例えば、自動車の製造工程におけるボディの塗装工程では、塗装処理後に所定の塗装が実施されたか否かを確認する塗装欠陥検査が行われる。この塗装欠陥検査における検査精度及び作業効率を向上させるため、一様な３次元の曲面を有する光沢表面における微細なキズや異物付着等の欠陥を撮像信号処理によって検出することができる表面検査装置が用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a body painting process in an automobile manufacturing process, a coating defect inspection is performed to check whether or not a predetermined painting has been performed after a painting process. In order to improve the inspection accuracy and work efficiency in this coating defect inspection, there is a surface inspection apparatus capable of detecting defects such as fine scratches and foreign matter adhesion on a glossy surface having a uniform three-dimensional curved surface by imaging signal processing. It is used.

第一の従来の表面検査装置として、図７（Ａ）に示すように、複数の照明１０１及びＣＣＤカメラ１０２をボディの横断面に沿ってトンネル状に設置し、その中にボディをコンベアにより通過させ、塗装面を検査する装置１００が知られている。このような表面検査装置の例として、特許文献１に開示されている表面検査装置がある。これは、面光源装置により検査対象となる表面に平行光を照射し、その反射光をトンネル状に並べられた複数のＣＣＤカメラで撮像し、その画像信号レベルが基準値に達するか否かを検出することで、表面の微小欠陥を検知するものである。 As a first conventional surface inspection apparatus, as shown in FIG. 7 (A), a plurality oflights 101 and aCCD camera 102 are installed in a tunnel shape along the cross section of the body, and the body passes through the conveyor by a conveyor. An apparatus 100 for inspecting a painted surface is known. As an example of such a surface inspection apparatus, there is a surface inspection apparatus disclosed inPatent Document 1. This is because the surface light source device irradiates the surface to be inspected with parallel light, images the reflected light with a plurality of CCD cameras arranged in a tunnel, and determines whether the image signal level reaches a reference value. By detecting it, a minute defect on the surface is detected.

また、このような表面検査装置においてＣＣＤカメラを可動とすることも可能である。特許文献２には、帯状の検出光を発する蛍光灯及び照明された箇所の画像を撮像するＣＣＤカメラをロボットハンドに取り付け、これを車両ボディの表面に走査させる、第二の従来の表面検査装置が開示されている。 In such a surface inspection apparatus, the CCD camera can be made movable.Patent Document 2 discloses a second conventional surface inspection apparatus in which a fluorescent lamp that emits a band-shaped detection light and a CCD camera that captures an image of an illuminated area are attached to a robot hand and scanned on the surface of a vehicle body. Is disclosed.

さらに、図８（Ａ）に示すように、照明とカメラとを備えたロボットを複数台（図示は一台）設置し、これらをそれぞれ独自にボディ上に移動させつつ撮像する、第三の従来の塗面検査装置もある。特許文献３乃至５には、検査対象塗面を面状に光照射する面光源と、検査対象塗面での正反射光を入射させるＣＣＤカメラと、その画像信号のレベル変化を検出する撮像信号処理により塗面の欠陥の有無を検査する撮像信号処理装置とをロボットに設置し、ＣＣＤカメラの撮像特性に応じて微細に塗面を検査し得る塗面検査装置が開示されている。
特開２０００−１９３６０１号公報特開２００５−２６５５２２号公報特開２００６−２４２８１４号公報特開２００６−０３８５５０号公報特開２００３−２７０１６２号公報Furthermore, as shown in FIG. 8 (A), a third conventional technique is used in which a plurality of robots (one in the figure) equipped with an illumination and a camera are installed, and each of these is independently moved on the body for imaging. There is also a coating surface inspection device. InPatent Documents 3 to 5, a surface light source that irradiates light on a coating surface to be inspected, a CCD camera that makes regular reflection light incident on the coating surface to be inspected, and an imaging signal that detects a level change of the image signal There has been disclosed a coating surface inspection apparatus in which an imaging signal processing device for inspecting the presence or absence of a coating surface defect by processing is installed in a robot and the coating surface can be inspected finely according to the imaging characteristics of a CCD camera.
JP 2000-193601 A JP 2005-265522 A JP 2006-242814 A JP 2006-038550 A JP 2003-270162 A

第一の従来の表面検査装置１００においては、図７（Ｂ）に示すようにＣＣＤカメラ１台につき視野角分の１ライン１１０が検査され、撮像信号処理される。ボディ１０３の位置はコンベア１０４のパルスを読み取ることにより算出され、算出された位置データと撮像信号処理結果とが関連付けられる。今日では自動車のボディは複雑な形状となりつつあり、凹凸部や複雑且つ微妙なカーブの曲面を有するものがあるところ、このような表面検査装置１００では、ＣＣＤカメラ１０２自体が固定されているので、三次元形状のボディを正確に検査するには不向きである。なぜなら、複雑なワークに対して第一の従来の表面検査装置のＣＣＤカメラを走査させようとすると、隣接する撮像領域を検査可能な程度に重複させることができなかったり、検出対象の欠陥が撮像視野内に入っていても検出可能な像として認識されなかったりする場合があるからである。さらに、カメラと照明との相対的な位置関係が変化するため、表面検査の精度を一定に保つことが難しいという問題もある。 In the first conventional surface inspection apparatus 100, as shown in FIG. 7B, oneline 110 corresponding to the viewing angle is inspected for each CCD camera, and the image signal is processed. The position of thebody 103 is calculated by reading the pulse of the conveyor 104, and the calculated position data is associated with the imaging signal processing result. Nowadays, the body of an automobile is becoming a complicated shape, and there are those having uneven parts and curved surfaces with complicated and delicate curves. In such a surface inspection apparatus 100, theCCD camera 102 itself is fixed, It is not suitable for accurately inspecting a three-dimensional body. This is because, when a CCD camera of the first conventional surface inspection apparatus is to be scanned with respect to a complicated workpiece, adjacent imaging regions cannot be overlapped to the extent that they can be inspected, or defects to be detected are imaged. This is because even if it is within the field of view, it may not be recognized as a detectable image. Furthermore, since the relative positional relationship between the camera and the illumination changes, there is a problem that it is difficult to keep the accuracy of the surface inspection constant.

一方、第二の従来の表面検査装置の場合、まず、コンベアからのパルスをコンピュータが読み取り、コンベアの位置情報を割り出し、同時点でＣＣＤカメラが撮像している位置を位置情報として読み取り、次に、情報処理手段によりコンベアの位置情報とカメラの位置情報とを照合する必要がある。このように撮像信号処理結果と位置情報とを関連付けるためには一定の演算処理が必要であり、時間を要する。 On the other hand, in the case of the second conventional surface inspection apparatus, first, the computer reads the pulse from the conveyor, calculates the position information of the conveyor, reads the position captured by the CCD camera at the same time as the position information, and then It is necessary to collate the position information of the conveyor and the position information of the camera by the information processing means. Thus, in order to associate the imaging signal processing result with the position information, a certain calculation process is required and time is required.

第三の従来の表面検査装置３００では、図８（Ａ）に示すようにカメラ３０１と照明３０２とを備えたロボット３０３がカメラ３０１及び照明３０２をボディ３０４表面に沿って移動させ、撮像地点で撮像し、撮像信号をパルス信号として出力すると共に撮像地点の座標データ（Ｘ，Ｙ）を出力する。続いて、図８（Ｂ）に示すように、管理端末３０５は出力された座標データから撮像信号が撮像されたボディ上の位置を判別する。この表面検査装置３００であれば、三次元形状のボディを正確に検査することができる。しかしながら、座標情報はデータ量が多いため、座標情報の送受信に時間がかかり、実際にはロボットの線速を例えば毎秒１００ミリメートル程度以下の低速にする必要がある。このような表面検査装置を使用して一台のボディの水平・垂直面の検査を例えば一分程度の一定のタクト内で完了させるためには、多くのロボットが必要となる。 In the third conventional surface inspection apparatus 300, as shown in FIG. 8A, arobot 303 having acamera 301 and anillumination 302 moves thecamera 301 and theillumination 302 along the surface of thebody 304, and at an imaging point. The imaging is performed, the imaging signal is output as a pulse signal, and the coordinate data (X, Y) of the imaging point is output. Subsequently, as illustrated in FIG. 8B, the management terminal 305 determines the position on the body where the imaging signal is captured from the output coordinate data. The surface inspection apparatus 300 can accurately inspect a three-dimensional body. However, since the coordinate information has a large amount of data, it takes time to transmit and receive the coordinate information, and it is actually necessary to set the linear velocity of the robot to a low speed of, for example, about 100 millimeters per second. In order to complete the inspection of the horizontal and vertical surfaces of a single body using such a surface inspection apparatus within a fixed tact of, for example, about one minute, many robots are required.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットの数を増やすことなく検査に要する時間を短縮し得る、表面検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus and an inspection method capable of reducing the time required for inspection without increasing the number of robots.

上記目的を達成するため、本発明の車両ボディの表面検査装置は、車両ボディに照明光を照射する照明手段と車両ボディ上の撮像地点を撮像して撮像信号を得る撮像手段とを先端に備えると共に複数の関節を備えたロボットアームと、ロボットアームの検査ルートと複数の撮像地点とが予め設定され、検査ルートに沿ってロボットアームを移動させながら複数の撮像地点で順番に撮像手段に撮像させる動作処理部と、動作処理部に予め設定された複数の撮像地点における車両ボディ上の各座標データと撮像が行われる順番データとが格納された情報格納部と、撮像手段から順番に送信される各撮像地点の撮像信号を基準値に照らし合わせて、各撮像地点における欠陥の有無を判定する検出部と、検出部から撮像信号が送信された順番と情報格納部に格納された順番データとを照らし合わせ、検出部から送信された撮像信号と座標データとを関連付ける関連付け処理部と、関連付け処理部で撮像信号に関連付けられた座標データから車両ボディにおける欠陥の位置を特定した検査結果を出力する検査結果出力部と、を有する。
In order to achieve the above object,a surface inspection apparatus for avehicle body according to the present inventionincludes an illumination unit that irradiates thevehicle body with illumination light and an imaging unit that capturesan imaging point on the vehicle bodyand obtains an imaging signal.In addition, a robot arm havinga plurality of joints, a robot arminspection route and a plurality of imaging points are set in advance , and the robot arm is moved alongthe inspection route,and imagesare sequentially captured by the imaging means at the plurality of imaging points. An imageprocessing unit, an information storage unit storing coordinate dataon the vehicle body at a plurality of imaging points set in advance in theoperation processing unit, and order data in which imaging is performed, and animaging unit sequentially transmitting the data. that against the reference value image signals for each imaging point, a detection unit for determining the presence or absence of defects in each imaging point sequenceinformation ratedto the imaging signal is transmittedfrom the detecting unit Against theorder data stored in thepart, the association processing unitassociates the transmitted image signal and the coordinate data from the detector,the position of the defect in the vehicle body from the coordinate data associated with the image signal in association processor And an inspection result output unit that outputs an inspection result specifying the above .

動作処理部は、ロボットアームを移動させながら検査ルートを設定して記憶すると共に、検査ルートに沿ってロボットアームを移動させながら複数の撮像地点を設定して記憶するのがよい。
検出部は各撮像信号を基準値に照らし合わせて複数の段階に分類し、検査結果出力部は複数の段階に分類された各撮像信号により欠陥の大きさを複数の段階で示す検査結果を出力するのがよい。
The motion processing unit preferably sets and stores an inspection route while moving the robot arm, and sets and stores a plurality of imaging points while moving the robot arm along the inspection route.
The detection unit classifies each image signal in reference to the reference value and classifies it into a plurality of stages, and the inspection result output unit outputs an inspection result indicating the size of the defect in a plurality of stages by each image signal classified in a plurality of stages. It is good to do .

好ましくは表面検査装置はロボットアームを複数備え、ロボットアームはそれぞれ対応する検出部を有する。
Preferably, the surface inspection apparatus includes aplurality of robot arms, and each robot arm has a corresponding detection unit.

本発明の車両ボディの表面検査方法は、複数の関節を備えたロボットアームの先端に撮像手段を設け、撮像手段により得られる撮像信号に基づいて検出部が車両ボディの被検査面上に存在する欠陥を検出するもので、ロボットアームを移動させながら検査ルートと複数の撮像地点とをロボットアームに接続された動作処理部に予め設定して記憶させるティーチングステップと、予め設定された複数の撮像地点におけるボディ上の各座標データを、撮像が行われる順にデータ処理部に送信し、座標データと撮像が行われる順番データとをデータ処理部の情報格納部に格納する学習ステップと、ロボットアームが検査ルートに沿って動作しつつ、撮像手段が各撮像地点において順番に撮像し、得られた撮像信号を順番にデータ処理部に送信し、送信された各撮像地点の撮像信号を基準値に照らし合わせて各撮像地点における欠陥の有無を判定し、検出部から撮像信号が送信された順番と順番データとを照らし合わせ、検出部から送信された撮像信号と座標データとを関連付ける検査ステップと、撮像信号に関連付けられた座標データから車両ボディにおける欠陥の位置を特定した検査結果を出力する出力ステップと、を含んでいる。
According to thevehicle body surface inspection method of the present invention, animaging unit is provided at the tipofa robot armhaving aplurality of joints, and a detection unit exists on the surface to be inspected of thevehicle body based on an imaging signal obtained by the imaging unit.It detects the defect, and the teaching step of storingin advance settinga plurality of image pickup point and test route while moving the robot arm to the operation processing unit connected to the robot arm,a plurality of imaging pointset in advance The coordinate dataon the body in the learning step for transmitting to the data processing unit in the order in which the imaging is performed, storing the coordinate data and the order data in which the imaging is performed in theinformation storage unit of the data processing unit, and the robot arm inspecting while operating along the route,imagedsequentially imaging means at each imagingpoint sends to the data processing unit an imagingsignal obtainedin turn,feed Is an imaging signal of the imaging point was to determine the presence or absence of defects in each imaging point against the reference value, against an order and the order data that the image signal is transmitted from the detecting unit, transmitted from the detection unit An inspection step for associating the imaging signal with the coordinate data, andan output step for outputting an inspection result specifying the position of the defect in the vehicle body from the coordinate data associated with theimaging signal.

本発明の表面検査装置によれば、動作処理部が予め設定された検査ルートに沿ってロボットアームを移動させ、予め設定された複数の撮像地点において撮像手段に撮像させた際、関連付け処理部は情報格納部に格納された撮像が行われる順番データをキーとして撮像信号と撮像地点の座標データとを関連付けることができるから、実際の表面検査時にはロボットアームから座標データを出力する必要がなく、ロボットアームの動作速度を向上させることができる。 According to the surface inspection apparatus of the present invention, when the motion processing unit moves the robot arm along a preset inspection route and causes the imaging unit to capture images at a plurality of preset imaging points, the association processing unit Since the image data and the coordinate data of the imaging point can be associated with the order data stored in the information storage unit as the key, the coordinate data of the imaging point need not be output from the robot arm during the actual surface inspection. The operating speed of the arm can be improved.

本発明の表面検査方法によれば、検査ステップにおいて、ロボットアームが設定された検査ルートに沿って動作し、撮像手段が予め設定された複数の撮像地点において撮像すると共に撮像信号をデータ処理部に送信し、データ処理部が撮像が行われる順番をキーとして撮像信号と撮像地点の座標データとを関連付けることができるから、ロボットアームから座標データを出力する必要がなく、ロボットアームの動作速度を向上させることができる。 According to the surface inspection method of the present invention, in the inspection step, the robot arm operates along the set inspection route, and the image pickup means picks up images at a plurality of preset image pickup points and sends the image pickup signal to the data processing unit. Since the data processing unit can associate the imaging signal and the coordinate data of the imaging point using the order in which the data processing is performed as a key, it is not necessary to output the coordinate data from the robot arm, improving the robot arm's operating speed Can be made.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の実施形態の表面検査装置を示す。なお、図２は一のロボットアームについて示し、他のロボットアームについては図示を省略している。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show a surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows one robot arm, and the other robot arms are not shown.

表面検査装置１は、検査部２と検査結果出力部３とデータ処理部４とからなる。データ処理部４は、関連付け処理部４ａと座標情報格納部４ｂとを含む。
検査部２は、それぞれロボットアームを備える２台の水平面検査ロボット２３及び２台の垂直面検査ロボット２４と、これらロボット２３，２４にそれぞれ接続された動作処理部２５及び撮像信号処理部２６を有し、この撮像信号処理部２６は関連付け処理部４に、動作処理部２５は座標情報格納部４ｂに接続されている。Thesurface inspection apparatus 1 includes aninspection unit 2, an inspectionresult output unit 3, and adata processing unit 4. Thedata processing unit 4 includes anassociation processing unit 4a and a coordinateinformation storage unit 4b.
Theinspection unit 2 includes two horizontalsurface inspection robots 23 and two verticalsurface inspection robots 24 each having a robot arm, and anoperation processing unit 25 and an imagingsignal processing unit 26 connected to therobots 23 and 24, respectively. The imagingsignal processing unit 26 is connected to theassociation processing unit 4, and theoperation processing unit 25 is connected to the coordinateinformation storage unit 4b.

撮像信号処理部２６は判断テーブル２６ａ及び判断部２６ｂを有する。動作処理部２５はティーチング部２５ａと駆動処理部２５ｂとを有する。検査結果出力部３は、検査結果表示端末３１と、この検査結果表示端末３１に接続されたプリンタ３２とからなる。検査結果表示端末３１は、出力処理部３１ａとボディフォーマット格納部３１ｂとを有し、出力処理部３１ａは関連付け処理部４ａに接続されている。 The imagingsignal processing unit 26 includes a determination table 26a and adetermination unit 26b. Theoperation processing unit 25 includes ateaching unit 25a and adrive processing unit 25b. The inspectionresult output unit 3 includes an inspectionresult display terminal 31 and aprinter 32 connected to the inspectionresult display terminal 31. The inspectionresult display terminal 31 includes anoutput processing unit 31a and a bodyformat storage unit 31b, and theoutput processing unit 31a is connected to theassociation processing unit 4a.

水平面検査ロボット２３及び垂直面検査ロボット２４は複数の関節とこれを駆動させる駆動機構とを備え、その先端には被検査物の被検査面に照明光を照射する照明手段２１と被検査面を撮像する撮像手段であるＣＣＤカメラ２２とを備える。このＣＣＤカメラ２２は撮像信号処理部２６に接続されている。 The horizontalsurface inspection robot 23 and the verticalsurface inspection robot 24 include a plurality of joints and a drive mechanism that drives the joints, and anillumination unit 21 that irradiates the inspection surface of the object to be inspected and an inspection surface at the tip thereof. And aCCD camera 22 which is an imaging means for imaging. TheCCD camera 22 is connected to the imagingsignal processing unit 26.

次に、このような実施形態の表面検査装置１を使用して自動車の表面検査を行う方法を、準備段階について図３、実際の検査段階について図４のフローチャートを参照して説明する。
まず、準備作業として、ロボット２３，２４に接続された動作処理部２５に検査ルートと複数の撮像地点とを記憶させるティーチングステップ（ステップｓ１）を実行する。ティーチング方法としては周知の方法を用いることができる。例えば、オペレータが制御操作盤の操作パネルを用いてロボット２３，２４を動作させ、走査経路を記憶させる方法がある。この方法は、オペレータがロボットコントローラを介してロボット駆動用モータを駆動し、図５（Ａ）に示すように車両ボディ１１を構成するボンネットやルーフの上の撮像地点Ｐ１〜Ｐ４に沿ってロボットアームの先端を移動させることにより行う。走査経路Ｐ１〜Ｐ４に付した矢印は、ロボット２３，２４の先端の移動方向（走査方向）を示す。Next, a method for performing surface inspection of an automobile using thesurface inspection apparatus 1 according to such an embodiment will be described with reference to FIG. 3 for the preparation stage and the flowchart of FIG. 4 for the actual inspection stage.
First, as a preparatory work, a teaching step (step s1) is executed in which theoperation processing unit 25 connected to therobots 23 and 24 stores the inspection route and a plurality of imaging points. A known method can be used as the teaching method. For example, there is a method in which the operator operates therobots 23 and 24 using the operation panel of the control operation panel and stores the scanning path. In this method, an operator drives a motor for driving a robot via a robot controller, and a robot arm along imaging points P1 to P4 on a hood and a roof constituting thevehicle body 11 as shown in FIG. This is done by moving the tip. Arrows attached to the scanning paths P1 to P4 indicate the moving direction (scanning direction) of the tips of therobots 23 and 24.

このようなティーチングプログラム中、複数の撮像ポイントを登録し、各撮像ポイントにおいてロボット２３，２４の先端に設けられたＣＣＤカメラ２２が撮像ポイントにおける照明手段２１からの反射光を検出し、検出した光学情報をパルス信号として出力する。ティーチングの結果、検査ルートと複数の撮像ポイントとが動作プログラムとしてロボットに接続された動作処理部２５のティーチング部２５ｂに記憶される。
なお、ティーチングに際し、実際のロボット２３，２４を稼動させることなく、ソリッドモデル等による３次元ＣＡＤ上で教示を行う、いわゆるオフラインティーチングの手法によって検査ルートと複数の撮像地点とを作成してもよい。In such a teaching program, a plurality of imaging points are registered, and at each imaging point, theCCD camera 22 provided at the tip of therobots 23 and 24 detects the reflected light from the illumination means 21 at the imaging point, and the detected optics. Information is output as a pulse signal. As a result of teaching, the inspection route and the plurality of imaging points are stored as an operation program in theteaching unit 25b of theoperation processing unit 25 connected to the robot.
In teaching, an inspection route and a plurality of imaging points may be created by a so-called offline teaching method in which teaching is performed on a three-dimensional CAD using a solid model or the like without operating theactual robots 23 and 24. .

次に、学習ステップ（ステップｓ２）を実行する。このステップは、ボディが停止している状態でロボット２３，２４を、先の動作プログラムを実行し、各撮像ポイントにおけるボディ上の座標データを座標情報格納部４ｂに送信し格納することにより行う。具体的には、ティーチング部２５ａから駆動処理部２５ｂに命令を送ることにより上述の検査ルートの通りにロボットアーム２３，２４を動作させ（ステップｓ２１）、登録された撮像ポイントにおいては動作処理部２５からその撮像ポイントにおけるボディ上の座標データをデータ処理部４の座標情報格納部４ｂに送信する（ステップｓ２２）。座標情報格納部４ｂは、各座標データと、その座標値が何度目のパルス信号発信に対応しているか、すなわち撮像が行われる順番のデータを図６に示すようなデータベース４１として記憶する（ステップｓ２３）。なお、このデータベースは各ロボットにつき一部作成される。 Next, a learning step (step s2) is executed. This step is performed by executing the previous operation program for therobots 23 and 24 while the body is stopped, and transmitting the coordinate data on the body at each imaging point to the coordinateinformation storage unit 4b for storage. Specifically, by sending a command from theteaching unit 25a to thedrive processing unit 25b, therobot arms 23 and 24 are operated according to the above-described inspection route (step s21), and theoperation processing unit 25 at the registered imaging point. The coordinate data on the body at the imaging point is transmitted to the coordinateinformation storage unit 4b of the data processing unit 4 (step s22). The coordinateinformation storage unit 4b stores each coordinate data and the number of times that the coordinate value corresponds to the number of pulse signal transmissions, that is, the data of the order in which imaging is performed as adatabase 41 as shown in FIG. s23). A part of this database is created for each robot.

続いて、実際の表面検査時に行われる検査ステップ（ステップｓ３）について図４のフローチャートを参照して説明する。
まず、動作処理部２５は先の動作プログラムを実行する（ステップｓ３１）。すると、ロボットアーム２３，２４は図５（Ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ２２がボディ上の撮像ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を通過するように動作する。その際、ＣＣＤカメラ２２は撮像ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４において照明手段２１からの反射光を検出し、得られた光学情報をパルス信号に変換して出力する（ステップｓ３２）。Next, the inspection step (step s3) performed at the time of actual surface inspection will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, themotion processing unit 25 executes the previous motion program (step s31). Then, as shown in FIG. 5A, therobot arms 23 and 24 operate so that theCCD camera 22 passes through the imaging points P1, P2, P3, and P4 on the body. At that time, theCCD camera 22 detects the reflected light from the illumination means 21 at the imaging points P1, P2, P3, and P4, converts the obtained optical information into a pulse signal, and outputs it (step s32).

このパルス信号は撮像信号処理部２６に送信される。撮像信号処理部２６において、判断部２６ｂは、パルス信号を判断テーブル２６ａと照らし合わせることにより、その撮像ポイントにおけるボディ上の欠陥の有無を判定する。すなわち、そのパルス信号レベルを判断テーブル２６ａの基準値に照らして例えば４段階に分類する（ステップｓ３３）。 This pulse signal is transmitted to the imagingsignal processing unit 26. In the imagingsignal processing unit 26, thedetermination unit 26b determines the presence or absence of a defect on the body at the imaging point by comparing the pulse signal with the determination table 26a. That is, the pulse signal level is classified into, for example, four levels in light of the reference value of the determination table 26a (step s33).

こうして得られた情報は撮像信号としてデータ処理部４の関連付け処理部４ａに送信される。関連付け処理部４ａは、撮像信号の送信された順番を座標情報格納部４ｂに格納された順番データと照らし合わせることにより撮像信号と座標データとを関連付け（ステップｓ３４）、検査結果表示端末３１へ送信する（ステップｓ３５）。このように、本実施形態は、撮像地点においてロボットアーム２３，２４が座標データを出力しない点において従来例の検査方法と異なる。すなわち、座標データを出力するために要する時間を省略することにより、迅速な検査を可能とするものである。 The information thus obtained is transmitted to theassociation processing unit 4a of thedata processing unit 4 as an imaging signal. Theassociation processing unit 4a associates the imaging signal with the coordinate data by comparing the order of transmission of the imaging signal with the order data stored in the coordinateinformation storage unit 4b (step s34), and transmits it to the inspectionresult display terminal 31. (Step s35). Thus, this embodiment differs from the conventional inspection method in that therobot arms 23 and 24 do not output coordinate data at the imaging point. That is, it is possible to perform a quick inspection by omitting the time required to output the coordinate data.

次に、検査結果表示端末３１により出力ステップ（ステップｓ４）が行われる。まず、検査結果表示端末３１の出力処理部３１ａは、座標データとボディフォーマット格納部３１ｂに格納されたボディフォーマットとを照らし合わせ、撮像信号が得られた撮像ポイントがボディ上のどの位置に相当するかを特定するマッピングを行う。すなわち、出力処理部３１ａは、ボディ表面上に欠陥のあるデータを抽出し（ステップｓ４１）、この画像データに関連付けられた座標データから欠陥の存在する座標を割り出す（ステップｓ４２）。続いて、図１に示すように、ボディの各部を表した検査帳簿３４上において欠陥の存在を示す撮像データが得られた撮像ポイントに該当する部分に、欠陥の大きさを３段階で示す○、△、×のいずれかのマークを描画する（ステップｓ４３）。なお、欠陥の存在しない撮像ポイントについては何も描画しない。この検査帳簿３４は、検査結果表示端末３１のディスプレイに表示されると共に、プリンタ３２により印刷される（ステップｓ４４）。 Next, an output step (step s4) is performed by the inspectionresult display terminal 31. First, theoutput processing unit 31a of the inspectionresult display terminal 31 compares the coordinate data with the body format stored in the bodyformat storage unit 31b, and the imaging point where the imaging signal is obtained corresponds to which position on the body. Mapping that identifies this. That is, theoutput processing unit 31a extracts data having a defect on the body surface (step s41), and calculates the coordinates where the defect exists from the coordinate data associated with the image data (step s42). Subsequently, as shown in FIG. 1, the size of the defect is shown in three stages at the portion corresponding to the imaging point where the imaging data indicating the existence of the defect is obtained on theinspection book 34 representing each part of the body. A mark of any of Δ, Δ, and X is drawn (step s43). Note that nothing is drawn for an imaging point where there is no defect. Theinspection book 34 is displayed on the display of the inspectionresult display terminal 31 and printed by the printer 32 (step s44).

本実施形態の表面検査装置２を使用して表面検査を実施すれば、ロボットを例えば線速３５０ｍｍ／ｓといった高速で動作させながら表面検査を行うことができるので、ロボットの台数を増やすことなくタクト内で表面検査を行うことができる。また、ロボットをポイントごとに止める必要がなく、加減速のある不安定な動きとなることを避けて、一定の精度で表面検査を行うことができる。 If surface inspection is performed using thesurface inspection apparatus 2 of the present embodiment, surface inspection can be performed while operating the robot at a high speed of, for example, a linear speed of 350 mm / s, so that the tact time can be increased without increasing the number of robots. Surface inspection can be performed within. Further, it is not necessary to stop the robot for each point, and surface inspection can be performed with a certain accuracy while avoiding unstable movement with acceleration / deceleration.

以上説明したように、本発明の表面検査装置及び表面検査方法は、撮像信号の送信された順番を順番データと照らし合わせ撮像信号と座標データとを関連付けることにより、撮像ポイントにおいてロボットアームもしくは動作処理部が座標値を出力することなく表面検査を行うことを実現したものであり、その主旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施することができる。
例えば、パルス信号から欠陥の有無を判定する処理は、撮像信号処理部、データ処理部または出力処理部のいずれで行ってもよいし、撮像信号処理部、データ処理部及び出力処理部は一の端末に内蔵されていてもよい。また、水平面検査ロボット及び垂直面検査ロボット並びにこれらロボットのカメラにそれぞれ接続された撮像信号処理部は、実施形態の個数に限られない。As described above, the surface inspection apparatus and the surface inspection method of the present invention compare the order in which the imaging signals are transmitted with the order data and associate the imaging signals with the coordinate data, thereby performing the robot arm or operation processing at the imaging point. The unit realizes the surface inspection without outputting coordinate values, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
For example, the process for determining the presence or absence of a defect from a pulse signal may be performed by any of the imaging signal processing unit, the data processing unit, and the output processing unit, and the imaging signal processing unit, the data processing unit, and the output processing unit are one. It may be built in the terminal. Further, the horizontal plane inspection robot, the vertical plane inspection robot, and the imaging signal processing units connected to the cameras of these robots are not limited to the number of embodiments.

実施形態の表面検査装置を示す図である。It is a figure which shows the surface inspection apparatus of embodiment.図１の表面検査装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the surface inspection apparatus of FIG.実施形態の表面検査方法における準備段階を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the preparatory step in the surface inspection method of embodiment.実施形態の表面検査方法における実際の検査段階を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the actual test | inspection step in the surface test | inspection method of embodiment.図２の状態における表面検査装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the surface inspection apparatus in the state of FIG.座標データと撮像が行われる順番のデータとのデータベースを示す図である。It is a figure which shows the database of coordinate data and the data of the order in which imaging is performed.第一の従来の表面検査装置を示す図である。It is a figure which shows a 1st conventional surface inspection apparatus.第三の従来の表面検査装置を示す図である。It is a figure which shows the 3rd conventional surface inspection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１表面検査装置
２検査部
３検査結果出力部
４データ処理部
４ａ関連付け処理部
４ｂ座標情報格納部
２２ＣＣＤカメラ
２３水平面検査ロボット
２４垂直面検査ロボット
２５動作処理部
２５ａティーチング部
２５ｂ駆動処理部
２６撮像信号処理部
２６ａ判断テーブル
２６ｂ判断部
３１検査結果表示端末
３２プリンタ
４１データベース
Ｐ１〜Ｐ４撮像地点DESCRIPTION OFSYMBOLS 1Surface inspection apparatus 2Inspection part 3 Inspectionresult output part 4Data processing part 4aAssociation processing part 4b Coordinateinformation storage part 22CCD camera 23 Horizontalsurface inspection robot 24 Verticalsurface inspection robot 25Operation processing part25a Teaching part 25bDrive processing part 26 ImagingSignal processing unit 26a Determination table26b Determination unit 31 Inspectionresult display terminal 32Printer 41 Databases P1 to P4 Imaging points

Claims

Translated fromJapanese

車両ボディに照明光を照射する照明手段と該車両ボディ上の撮像地点を撮像して撮像信号を得る撮像手段とを先端に備えると共に複数の関節を備えたロボットアームと、
上記ロボットアームの検査ルートと複数の上記撮像地点とが予め設定され、該検査ルートに沿って上記ロボットアームを移動させながら該複数の撮像地点で順番に上記撮像手段に撮像させる動作処理部と、
上記動作処理部に予め設定された上記複数の撮像地点の各座標データと撮像が行われる順番データとが格納された情報格納部と、
上記撮像手段から順番に送信される上記各撮像地点の撮像信号を基準値に照らし合わせて、該各撮像地点における欠陥の有無を判定する検出部と、
上記検出部から上記撮像信号が送信された順番と上記情報格納部に格納された順番データとを照らし合わせ、上記検出部から送信された撮像信号と上記座標データとを関連付ける関連付け処理部と、
上記関連付け処理部で上記撮像信号に関連付けられた上記座標データから上記車両ボディにおける欠陥の位置を特定した検査結果を出力する検査結果出力部と、を有する車両ボディの表面検査装置。A robotarm with a Rutotomoni multiple joints provided on the tip and imaging meansfor obtaining an image pickup signal by imaging animaging point on the illumination means andsaid vehicle body for irradiating illumination light tothe vehicle body,
Inspection route of the robot arm and a plurality of the imaging point is set in advance, and the operation processing unit for imaging in said imaging meansin turnthe plurality of imaging points while moving the robot arm alongthe test route,
An information storage unit and the order data is storedfor each coordinate data and imaging of a presetplurality of imaging pointsto the operation processing unit is carried out,
A detection unit that determines the presence or absence of a defect at each imaging point by comparing the imaging signal of each imaging point sequentially transmitted from the imaging unit with a reference value;
Anassociation processing unit that compares theorder in which theimaging signals are transmittedfrom the detection unit with theorder data stored in theinformation storage unit ,and associates the imaging signals transmitted from the detection unit with the coordinate data ;
Avehicle body surface inspection device comprising:an inspection result output unit that outputs an inspection result specifying a position of a defect in the vehicle body from the coordinate data associated with the imaging signal by the association processing unit .

前記動作処理部は、前記ロボットアームを移動させながら前記検査ルートを設定して記憶すると共に、該検査ルートに沿って上記ロボットアームを移動させながら前記複数の撮像地点を設定して記憶する、請求項１に記載の車両ボディの表面検査装置。The operation processing unit sets and stores the inspection route while moving the robot arm, and sets and stores the plurality of imaging points while moving the robot arm along the inspection route. Item 1. The vehicle body surface inspection apparatus according to Item 1.

前記検出部は前記各撮像信号を基準値に照らし合わせて複数の段階に分類し、前記検査結果出力部は複数の段階に分類された上記各撮像信号により前記欠陥の大きさを複数の段階で示す前記検査結果を出力する、請求項１に記載の車両ボディの表面検査装置。The detection unit classifies each imaging signal in a plurality of stages in light of a reference value, and the inspection result output unit determines the size of the defect in a plurality of stages by each imaging signal classified in a plurality of stages. The vehicle body surface inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection result is output.

前記ロボットアームを複数備え、該ロボットアームにそれぞれ対応する前記検出部を有することを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の車両ボディの表面検査装置。Thevehicle body surface inspection apparatus according toany one of claims 1 to3 , further comprisinga plurality of the robot arms and the detection units corresponding to the robot arms.

複数の関節を備えたロボットアームの先端に撮像手段を設け、該撮像手段により得られる撮像信号に基づいて検出部が車両ボディ上の撮像地点に存在する欠陥を検出する車両ボディの表面検査方法であって、
上記ロボットアームを移動させながら、検査ルートと複数の撮像地点とを該ロボットアームに接続された動作処理部に予め設定して記憶させるティーチングステップと、
予め設定された上記複数の撮像地点の各座標データを、撮像が行われる順にデータ処理部に送信し、該座標データと撮像が行われる順番データとを上記データ処理部の情報格納部に格納する学習ステップと、
上記ロボットアームが上記検査ルートに沿って動作しつつ、上記撮像手段が各撮像地点において順番に撮像し、得られた撮像信号を順番に上記データ処理部に送信し、送信された各撮像地点の撮像信号を基準値に照らし合わせて該各撮像地点における欠陥の有無を検出部で判定し、上記撮像信号が送信された順番と上記順番データとを照らし合わせ、上記検出部から送信された撮像信号と座標データとを関連付ける検査ステップと、
撮像信号に関連付けられた上記座標データから上記車両ボディにおける欠陥の位置を特定した検査結果を出力する出力ステップと、を含む車両ボディの表面検査方法。
Image pickup means provided at the distal end of a robot armhaving a plurality ofjoints, the detection unit based on imaging signals obtained bythe imaging means onthe vehicle body surface inspection method for detecting defects present on theimaging point on the vehicle body There,
While moving the robot arm, the teaching steps of storinga plurality of image pickup point and the inspection routeset in advance to the operation processing unit connected to the robot arm,
Storingcoordinate data ofa predetermined plurality of imaging points, and transmitted to the data processing unit in the order in which the imaging is performed, and the order data in theinformation storage unit of the data processing unitto which the coordinate data and the imaging is performed Learning steps,
While the robot arm is operated along the test route, the imaging means takesan imagesequentially in each imagingpoint the imagingsignal obtained is transmitted to the data processing unitin order,of each imaging point sent The imaging signal is compared with a reference value, the presence or absence of a defect at each imaging point is determined by the detection unit, the order in which the imaging signals are transmitted is compared with the order data, and the imaging signaltransmitted from the detection unit An inspection step for associating the coordinate data with the coordinate data;
Avehicle body surface inspection method comprising:an output step of outputting an inspection result specifying a position of a defect in the vehicle body from the coordinate data associated with an imaging signal .