用于車輛的涂漆表面的檢查設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于車輛的涂漆表面的檢查設備。本發明提供了一種用于車輛的具有底涂層和涂漆于所述底涂層上的清漆層的涂漆表面的檢查設備，其包括框架、線掃描照相機和控制器，所述框架安裝于機械手的臂上；以預定角度照明的第一光源設置于所述線掃描照相機，且所述線掃描照相機安裝至所述框架，并使用所述第一光源的光通過來自所述涂漆表面的規則反射光而獲取第一視覺數據；所述控制器接收來自所述線掃描照相機的第一視覺數據，并根據所述第一視覺數據檢測所述涂漆表面的表面缺陷。
【專利說明】用于車輛的涂漆表面的檢查設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年6月27日提交的韓國專利申請第10-2013-0074851號的優先權，該申請的全部內容結合于此用于通過該引用的所有目的。
【技術領域】
[0003]本發明涉及一種用于車輛的檢查設備。更特別地，本發明涉及一種用于車輛的涂漆表面的檢查設備。
【背景技術】
[0004]在汽車的制造過程中，由于涂漆過程決定車輛的防蝕和外觀品質，因此車輛的涂漆過程(包括電鍍、底漆涂布、底涂、清漆涂布等)相對較復雜。
[0005]電鍍為一種使用電流還原溶解的金屬陽離子，使得金屬陽離子在電極上形成粘著的金屬涂層的過程。
[0006]底漆的主要功能是充當水平劑，充當保護劑，并使得更易于將底涂層施用于其上施用底漆的組件。
[0007]在底漆層之后施用底涂層。該涂層含有顏色的視覺性質和效果，并通常為稱為油漆的涂層。在汽車工業中，底涂層主要分為兩類:固體的和金屬的。
[0008]通常在有色底涂層的頂部上噴涂的清漆為形成與環境的最終界面的有光澤的透明涂層。為此原因，清漆必須足夠耐久以抵抗磨損，并足夠化學穩定以承受UV光。清漆可含溶劑或含水。
[0009]在涂漆過程之后，進行車身的視覺檢查。在視覺檢查中，檢查灰塵、刮擦等。
[0010]當檢測到涂漆的較差品質時，進行諸如再涂漆、拋光的修復工作。
[0011]在視覺檢查中，使用人類的視力和觸覺感受，工人的主觀判斷或易疲勞性可能影響視覺檢查的結果。
[0012]公開于該發明【背景技術】部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般【背景技術】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。
【發明內容】
[0013]本發明的各個方面涉及提供一種用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其具有檢查表面缺陷和涂漆層之間的層間缺陷的優點。
[0014]在本發明的一個方面，一種用于車輛的具有底涂層和涂漆于所述底涂層上的清漆層的涂漆表面的檢查設備可包括框架、線掃描照相機和控制器，所述框架安裝于機械手的臂上；其中將以預定角度照明的第一光源提供至所述線掃描照相機，且其中所述線掃描照相機安裝至所述框架，并使用所述第一光源的光通過來自所述涂漆表面的規則反射光而獲取第一視覺數據；所述控制器接收來自所述線掃描照相機的第一視覺數據，并根據所述第一視覺數據檢測所述涂漆表面的表面缺陷。
[0015]所述檢查設備還可包括第二光源，所述第二光源與所述涂漆表面垂直照明，以使所述線掃描照相機通過來自所述涂漆表面的漫反射光而獲取第二視覺數據，其中所述控制器接收來自所述線掃描照相機的第二視覺數據，并根據所述第二視覺數據檢測所述涂漆表面的底涂層與清漆層之間的層間缺陷。
[0016]通過所述控制器的控制，所述第一光源和第二光源以預定的時間間隔交替打開或關閉。
[0017]所述檢查設備還可包括鏡面反射器和反射板，所述鏡面反射器安裝于所述框架的一側，將所述涂漆表面的圖像反射至所述線掃描照相機，并將從所述涂漆表面反射的第一光源和第二光源的光反射至所述線掃描照相機；所述反射板安裝于所述框架的另一側，并將從所述涂漆表面反射的第一光源和第二光源的光反射至所述涂漆表面。
[0018]所述第一光源以在所述鏡面反射器的垂直方向的45度進行照明。
[0019]所述線掃描照相機拍攝由所述鏡面反射器反射的涂漆表面的圖像的照片。
[0020]所述鏡面反射器和所述反射板分別可旋轉安裝至所述框架。
[0021]所述第二光源可旋轉安裝至所述框架。
[0022]所述檢查設備還可包括第一移動單元和第二移動單元，所述第一移動單元設置于所述框架，以使所述線掃描照相機沿著所述第一光源的照明方向移動；所述第二移動單元設置于所述框架，以使所述第二光源移動。
[0023]由所述第一光源照明的光通過所述鏡面反射器反射至所述涂漆表面，由所述涂漆表面規則反射的光通過所述反射板反射至所述涂漆表面，由所述涂漆表面反射的光通過所述鏡面反射器反射至所述線掃描照相機，所述線掃描照相機拍攝由所述鏡面反射器反射的涂漆表面的圖像的照片，且所述控制器分析來自所述線掃描照相機的第一視覺數據，并根據所述第一視覺數據檢測所述涂漆表面的表面缺陷。
[0024]所述控制器通過來自所述涂漆表面的規則反射光，通過分析所述第一視覺數據的明暗差異而檢測涂漆表面的表面缺陷。
[0025]由所述第二光源照明的光照明所述涂漆表面，且來自所述涂漆表面的漫反射光由所述反射板反射至所述涂漆表面，由所述涂漆表面反射的光通過所述鏡面反射器反射至所述線掃描照相機，所述線掃描照相機拍攝由所述鏡面反射器反射的涂漆表面的圖像的照片，且所述控制器分析來自所述線掃描照相機的第二視覺數據，并根據所述第二視覺數據檢測所述涂漆表面的底涂層與清漆層之間的層間缺陷。
[0026]所述控制器通過分析所述第二視覺數據的明暗差異而檢測所述涂漆表面的表面缺陷。
[0027]根據本發明的示例性實施方案，表面缺陷和涂漆表面的涂漆層之間的層間缺陷可得以客觀快速地檢測。
[0028]以后，線掃描照相機和第二光源的位置可調節以對應于各種車輛類型。
[0029]通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發明的某些原理的【具體實施方式】，本發明的方法和設備所具有的其他特征和優點將更為具體地變得清楚或得以闡明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為顯示了根據本發明的一個示例性實施方案的用于涂漆車輛表面的檢查設備的圖。
[0031]圖2為根據本發明的一個示例性實施方案的用于涂漆車輛表面的檢查設備的立體圖。
[0032]圖3為顯示了根據本發明的一個示例性實施方案的用于涂漆車輛表面的檢查設備的正視圖。
[0033]圖4為顯示了根據本發明的一個示例性實施方案的用于涂漆車輛表面的檢查設備的第一移動單元的圖。
[0034]圖5為顯示了根據本發明的一個示例性實施方案的用于涂漆車輛表面的檢查設備的第二移動單元的圖。
[0035]應當了解，所附附圖并非按比例地顯示了本發明的基本原理的圖示性的各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發明的具體設計特征包括例如具體尺寸、取向、位置和形狀將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。
[0036]在這些圖形中，貫穿附圖的數個圖形，附圖標記引用本發明的相同的或等同的部分。
【具體實施方式】
[0037]下面將對本發明的各個實施方案詳細地作出引用，這些實施方案的實例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發明將與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當意識到，本說明書并非旨在將本發明限制為那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍之內的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。
[0038]下文將參考所附附圖對本發明進行更為全面的描述，在這些附圖中顯示了本發明的示例性實施方案。本領域技術人員將意識到，可以對所描述的實施方案進行各種不同方式的修改，所有這些修改將不脫離本發明的精神或范圍。
[0039]為了闡明本發明，與描述無關的部件將被省略，且在整個說明書中相同的元件或等同物用相同的附圖標記指示。
[0040]而且，每一個元件的尺寸和厚度在附圖中是任意顯示的，并且本發明不必局限于此，并且在附圖中，為了清楚起見而夸大了部分、區域等的厚度。
[0041]此外，術語第一、第二等的使用不表示任何順序或重要性，相反，術語第一、第二等用于彼此區分元件。
[0042]在整個說明書中，除非明確做出相反描述，詞語“包括”以及變體應理解為暗示包括所述元件但不排出任何其他元件。
[0043]說明書中描述的術語‘單元’、‘裝置’、‘-器’、‘構件’等表示用于進行至少一種功能或操作的單元。
[0044]圖1為顯示了根據本發明的一個示例性實施方案的用于涂漆車輛表面的檢查設備的圖。
[0045]參照圖1，根據本發明的一個示例性實施方案的用于車輛的涂漆表面的檢查設備100可應用于汽車制造系統的涂漆過程。
[0046]檢查設備100可應用于在底涂和清漆涂布過程以及在干燥烘箱中的干燥過程中底涂層3和清漆層5形成至涂漆表面1之后的用于檢測車輛的外觀的缺陷的檢查過程。
[0047]在下文，涂漆表面1的清漆層5上的外觀缺陷(如灰塵、縮孔、刮擦、針孔、油漆流、油漆噴濺等)將表示為表面缺陷，在涂漆表面1的清漆層5與底涂層3之間的缺陷(如砂磨、污點、隱蔽缺陷等)將表示為層之間的層間缺陷或底涂層與清漆層之間的層間缺陷。
[0048]根據本發明的一個示例性實施方案的檢查設備100可使用不同的照明光源來檢測清漆層5上的表面缺陷以及涂漆表面1的清漆層5與底涂層3之間的層間缺陷。
[0049]圖2為根據本發明的一個示例性實施方案的用于涂漆車輛表面的檢查設備的立體圖，且圖3為顯示了根據本發明的一個示例性實施方案的用于涂漆車輛表面的檢查設備的正視圖。
[0050]參照圖1至圖3，根據本發明的示例性實施方案的檢查設備100包括框架10、設置有第一光源30的線掃描照相機20、第二光源40、鏡面反射器50、反射板60和控制器90。
[0051]根據本發明的示例性實施方案的框架10選擇性地安裝至機械手7的臂9，并可包括用于將框架10安裝至臂9的工具變換器。
[0052]框架10可配備用于支撐上述組件的元件，如各種類型的支架、支撐塊等。
[0053]由于上述元件用于支撐各種類型的組件，因此在本發明的示例性實施方案中(除了某些情況之外)，它們將統稱為框架10。
[0054]框架10可包括各自具有六邊形狀的單元框架。
[0055]在本發明的示例性實施方案中，線掃描照相機20可為視覺傳感器，所述視覺傳感器視覺檢測涂漆表面，并將視覺數據提供至控制器90。
[0056]線掃描照相機20安裝至框架10，并設置有第一光源30，所述第一光源30以預定角度照亮涂漆表面1。
[0057]第一光源30圍繞線掃描照相機20的光學單兀安裝。設置有第一光源30的線掃描照相機20的安裝結構將在下文詳細討論。
[0058]線掃描照相機20可使用第一光源30的光通過來自涂漆表面1的規則反射光而獲取用于檢測涂漆表面1的表面缺陷的第一視覺數據。并且線掃描照相機20可使用第二光源40的光通過來自涂漆表面1的漫反射光而獲取用于檢測涂漆表面1的層間缺陷的第二視覺數據。
[0059]第二光源40安裝至框架10，并與涂漆表面1垂直照明，以獲取來自涂漆表面1的漫反射光的第二視覺數據。
[0060]第二光源40通過由控制器90控制的第一馬達41的操作而可在框架10上旋轉。通過控制器90的控制，第一光源30和第二光源40以預定時間間隔(例如約500 μ s)交替打開或關閉。
[0061]鏡面反射器50安裝于框架10的一側。鏡面反射器50將涂漆表面1的圖像反射至線掃描照相機20，并將自涂漆表面1反射的第一光源30和第二光源40的光反射至線掃描照相機20。
[0062]鏡面反射器50安裝至框架10，并通過由控制器90控制的第二馬達51的操作而可旋轉。
[0063]線掃描照相機20可拍攝由鏡面反射器50反射的涂漆表面1的圖像的照片，且第一光源30以在鏡面反射器50的垂直方向的45度進行照明。
[0064]反射板60安裝于框架10的另一側。反射板60將從涂漆表面1反射的第一光源30和第二光源40的光反射至涂漆表面1。
[0065]反射板60安裝至框架10，并通過由控制器90控制的第三馬達61的操作而可旋轉。反射板60可包括凹形扭曲的表面，以將從涂漆表面1反射的第一光源30和第二光源40的光反射至涂漆表面1。
[0066]線掃描照相機20可沿著第一光源30的照明方向移動。如圖4所示，第一移動單元70設置于框架10，以使線掃描照相機20沿著第一光源30的照明方向移動。
[0067]第一移動單兀70包括由控制器90控制的第一驅動馬達71和第一 LM模塊73。安裝至第一 LM模塊73的線掃描照相機20可通過第一驅動馬達71的操作而沿著第一光源30的照明方向移動。第一 LM模塊73可為LM引導件，所述LM引導件包括外殼、導軌、引導塊和導螺桿。
[0068]第一移動單元70可由對于本領域技術人員顯而易見的常規LM引導件構成，因此將省略詳細描述。
[0069]第二光源40可在框架10上移動。如圖5所示，第二移動單元80設置于框架10，以使第二光源40移動。
[0070]第二移動單元80包括由控制器90控制的第二驅動馬達81和第二 LM模塊83，且安裝至第二 LM模塊83的第二光源40可通過第二驅動馬達81的操作而移動。第二 LM模塊83可為LM引導件，所述LM引導件包括外殼、導軌、引導塊和導螺桿。
[0071]第二移動單元80可由對于本領域技術人員顯而易見的常規LM引導件構成，因此將省略詳細描述。
[0072]在本發明的示例性實施方案中，如圖1所示，控制器90可控制線掃描照相機20、第一光源30、第二光源40、第一馬達41,第二馬達51和第三馬達61以及第一移動單兀70和第二移動單元80的操作。
[0073]而且，在線掃描照相機20使用第一光源30的光通過來自涂漆表面1的規則反射光獲取第一視覺數據之后，控制器90接收來自線掃描照相機20的第一視覺數據，并根據所述第一視覺數據檢測涂漆表面1的表面缺陷。
[0074]在線掃描照相機20使用第二光源40的光通過來自涂漆表面1的漫反射光獲取第二視覺數據之后，控制器90接收來自線掃描照相機20的第二視覺數據，并根據所述第二視覺數據檢測涂漆表面1的層之間的層間缺陷。
[0075]S卩，控制器90通過來自涂漆表面1的規則反射光分析第一視覺數據的亮度(明暗差異)，然后檢測涂漆表面1的表面缺陷。
[0076]然后，控制器90通過來自涂漆表面1的漫反射光分析第二視覺數據的亮度(明暗差異)，然后檢測涂漆表面1的層之間的層間缺陷。
[0077]在下文，將討論一種使用根據本發明的示例性實施方案的檢查設備的檢查方法。
[0078]在將框架10安裝至機械手7的臂9的狀態下，通過移動機械手7，框架10向車身的涂漆表面1移動。
[0079]在此情況中，根據各種車輛類型，通過第一移動單元70的操作，線掃描照相機20可沿著第一光源30的照明方向移動至合適的位置。而且，根據各種車輛類型，通過第二移動單元80的操作，第二光源40可移動至合適的位置。
[0080]第二光源40可通過第一馬達41的操作而旋轉以排列在合適的位置，而且鏡面反射器50和反射板60可對應于線掃描照相機20和第二光源40的位置通過第二馬達51和第三馬達61的操作而旋轉。
[0081]然后，控制器90將第一光源30控制為打開，并將第二光源40控制為關閉，以使第一光源30照亮鏡面反射器50。在此情況中，第一光源30以在鏡面反射器50的垂直方向的45度進行照明。
[0082]來自第一光源30的光通過鏡面反射器50反射至涂漆表面1，在涂漆表面1處規則反射，并通過反射板60反射至涂漆表面1。
[0083]然后，光在涂漆表面1處反射，并隨后由鏡面反射器50反射至線掃描照相機20。線掃描照相機20拍攝由鏡面反射器50反射的涂漆表面1的圖像的照片，然后將第一視覺數據提供至控制器90。
[0084]控制器90接收并分析來自線掃描照相機20的第一視覺數據，然后檢測在涂漆表面1的清漆層5上的表面缺陷，如灰塵、縮孔、刮擦、針孔、油漆流、油漆噴濺等。
[0085]S卩，控制器90通過來自涂漆表面1的規則反射光分析第一視覺數據的亮度(明暗差異)，然后檢測涂漆表面1的表面缺陷。
[0086]在此情況中，控制器90可使涂漆表面1的圖像進行二進制計數過程以進行坐標變換。
[0087]然后，控制器90分析二進制計數的第一視覺數據的亮度(明暗差異)，以檢測涂漆表面1的表面缺陷。
[0088]然后，控制器90將第一光源30控制為關閉，并將第二光源40控制為以第二光源40的預定時間間隔打開，以照亮涂漆表面1。在此情況中，第二光源40與涂漆表面1垂直照明。
[0089]由第二光源照明的光在涂漆表面1漫反射，由反射板60反射至涂漆表面1，然后由鏡面反射器50反射至線掃描照相機20。線掃描照相機20拍攝由鏡面反射器50反射的涂漆表面1的圖像的照片，然后將第二視覺數據提供至控制器90。
[0090]控制器90接收并分析來自線掃描照相機20的第二視覺數據，然后檢測涂漆表面1的底涂層3與清漆層5之間的層間缺陷，如砂磨、污點、隱蔽缺陷等。
[0091]在此情況中，控制器90可使涂漆表面1的圖像進行二進制計數過程以進行坐標變換。
[0092]然后，控制器90分析二進制計數的第二視覺數據的亮度(明暗差異)，以檢測涂漆表面1的層間缺陷。
[0093]在本發明的示例性實施方案中，線掃描照相機20可使用用于檢測涂漆表面1的表面缺陷的第一光源30來拍攝涂漆表面1的照片，也可使用用于檢測涂漆表面的涂漆層3和5之間的層間缺陷的第二光源40來拍攝涂漆表面1的照片。
[0094]根據本發明的示例性實施方案，表面缺陷和涂漆表面的涂漆層之間的層間缺陷可得以客觀快速地檢測。
[0095]以后，線掃描照相機20和第二光源40的位置可調節以對應于各種車輛類型。
[0096]為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語“上”、“下”、“內”和“外”被用于參考附圖中所顯示的示例性實施方式的特征的位置來描述這些特征。
[0097]前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，根據上述教導很多改變和變化都是可能的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，根據上述教導及其各種變型和修改，很多修改和變化都是可能的。本發明的范圍旨在由所附權利要求書及其等價形式所限定。
【權利要求】
1.一種用于車輛的涂漆表面的檢查設備，所述涂漆表面具有底涂層和涂漆于所述底涂層上的清漆層，所述設備包括: 框架，所述框架安裝于機械手的臂上； 線掃描照相機， 其中將以預定角度照明的第一光源提供至所述線掃描照相機，且其中所述線掃描照相機安裝至所述框架，并使用所述第一光源的光通過來自所述涂漆表面的規則反射光而獲取第一視覺數據；以及 控制器，所述控制器接收來自所述線掃描照相機的第一視覺數據，并根據所述第一視覺數據檢測所述涂漆表面的表面缺陷。
2.根據權利要求1所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備， 其中所述檢查設備還包括第二光源，所述第二光源與所述涂漆表面垂直照明，以使所述線掃描照相機通過來自所述涂漆表面的漫反射光而獲取第二視覺數據，且 其中所述控制器接收來自所述線掃描照相機的第二視覺數據，并根據所述第二視覺數據檢測所述涂漆表面的底涂層與清漆層之間的層間缺陷。
3.根據權利要求2所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中通過所述控制器的控制，所述第一光源和所述第二光源以預定的時間間隔交替打開或關閉。
4.根據權利要求2所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中所述檢查設備還包括: 鏡面反射器，所述鏡面反射器安裝于所述框架的一側，將所述涂漆表面的圖像反射至所述線掃描照相機，并將從所述涂漆表面反射的第一光源和第二光源的光反射至所述線掃描照相機；以及 反射板，所述反射板安裝于所述框架的另一側，并將從所述涂漆表面反射的第一光源和第二光源的光反射至所述涂漆表面。
5.根據權利要求4所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中所述第一光源以在所述鏡面反射器的垂直方向的45度進行照明。
6.根據權利要求4所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中所述線掃描照相機拍攝由所述鏡面反射器反射的涂漆表面的圖像的照片。
7.根據權利要求4所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中所述鏡面反射器和所述反射板分別旋轉安裝至所述框架。
8.根據權利要求2所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中所述第二光源旋轉安裝至所述框架。
9.根據權利要求2所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中所述檢查設備還包括: 第一移動單元，所述第一移動單元設置于所述框架，以使所述線掃描照相機沿著所述第一光源的照明方向移動；以及 第二移動單元，所述第二移動單元設置于所述框架，以使所述第二光源移動。
10.根據權利要求4所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中: 由所述第一光源照明的光通過所述鏡面反射器反射至所述涂漆表面； 由所述涂漆表面規則反射的光通過所述反射板反射至所述涂漆表面； 由所述涂漆表面反射的光通過所述鏡面反射器反射至所述線掃描照相機； 所述線掃描照相機拍攝由所述鏡面反射器反射的涂漆表面的圖像的照片；且所述控制器分析來自所述線掃描照相機的第一視覺數據，并根據所述第一視覺數據檢測所述涂漆表面的表面缺陷。
11.根據權利要求10所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中所述控制器通過來自所述涂漆表面的規則反射光，通過分析所述第一視覺數據的明暗差異而檢測所述涂漆表面的表面缺陷。
12.根據權利要求4所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中: 由所述第二光源照明的光照明所述涂漆表面，且來自所述涂漆表面的漫反射光由所述反射板反射至所述涂漆表面； 由所述涂漆表面反射的光通過所述鏡面反射器反射至所述線掃描照相機； 所述線掃描照相機拍攝由所述鏡面反射器反射的涂漆表面的圖像的照片；且所述控制器分析來自所述線掃描照相機的第二視覺數據，并根據所述第二視覺數據檢測所述涂漆表面的底涂層與清漆層之間的層間缺陷。
13.根據權利要求12所述的用于車輛的涂漆表面的檢查設備，其中所述控制器通過分析所述第二視覺數據的明暗差異而檢測所述涂漆表面的表面缺陷。
【文檔編號】G01N21/95GK104251866SQ201310745495
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年6月27日
【發明者】黃相基, 昔鎮浩 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社, 數字映像技術公司