用于评估和预测涂料的性能因子的分析系统和方法与流程

文档序号:26101506发布日期:2021-07-30 18:12阅读:75来源:国知局
用于评估和预测涂料的性能因子的分析系统和方法与流程

本发明涉及分析系统和方法,该分析系统和方法用于评估和预测向在例如汽车的制造工厂中的具有多个子单元的至少一个对象施加的至少一个涂料的性能因子。

在工厂特别是制造工厂中,在诸如车辆的车身部件和辅助部件的对象的涂料中,针对施加到对象的相应涂料的色度性质确定大量的数据。迄今为止,只有在花费大量时间的情况下,这些大量的数据才易于由用户解释。

此外,需要在将涂料施加到相应对象上时在它们与相应的规定色彩基准的相应匹配方面对涂料进行优化。

在此背景下,本发明的目的是提供一种以与制造过程并行的方式(即,在线地)采集和监视施加到或将要施加到特别是在制造工厂中的对象的涂料的性能因子的改进的可能性。

前述目的由独立专利权利要求的相应主题来解决。

因此,提出了一种用于评估和预测具有多个子单元的至少一个对象上的至少一个涂料的性能因子的分析系统。该分析系统包括具有多个传感器的传感器装置、具有至少一个处理器的管理单元以及输出单元。

传感器装置被配置为借助于多个传感器对涂覆有至少一个涂料的至少一个对象进行色度测量,并提供对应的测量数据或测量值。

管理单元被配置为基于传感器装置提供或将要提供的测量数据,针对该至少一个对象的多个子单元,确定该至少一个涂料相对于对应色彩基准的色度偏差,并且使用分配给该至少一个涂料的相应色度偏差的至少一个系数,以压缩形式实时地在输出单元上输出这些数据,这些数据借助于至少一个滤波器功能被排序。在此,相应的色度偏差可以替代地作为原始数据(即未经处理的数据)输出,和/或以至少一个色彩性能指标的形式经过进一步计算,由此例如在显示单元(诸如显示面板)上显示输出。

管理单元还被配置为根据至少一个系数的变量来选择至少一个滤波器功能,其中,至少一个滤波器功能被设计为以借助于至少一个数学运算进行定量压缩的形式输出测量数据和/或色度偏差。为此,滤波器功能能够借助于数学运算(例如,带通滤波器、变换或任何其他数学运算)来池化测量数据和/或色度偏差,和/或从测量数据和/或色度偏差的整个值范围中选择个别的值或值范围。

所述管理单元还被配置为:a)基于至少一个涂料相对于对应色彩基准的色度偏差,针对至少一个对象的多个子单元,以如下方式驱动涂覆单元:使所述单元将至少一个涂料施加到至少一个对象上,从而使得该至少一个涂料相对于对应色彩基准的色度偏差对于至少一个对象的多个子单元是最小的,并且根据该至少一个系数动态地调整涂覆单元,和/或b)基于至少一个涂料相对于对应色彩基准的色度偏差,以如下方式驱动混合单元:使所述单元提供相对于对应色彩基准的色度偏差对于该至少一个对象的多个子单元是最小的涂料,并且根据至少一个系数来调整混合单元。

在本发明的上下文中,色彩基准是指色调母版(farbtonvorlage)。

为了控制用于将涂料施加到对象上的至少一个涂料单元和/或用于提供涂料和/或对涂料进行混合的混合单元,管理单元可经由诸如无线接口、有线接口的接口或计算机网络连接到例如至少一个涂覆单元和/或混合单元。混合单元和/或涂覆单元在每种情况下都可以被分析系统包括,即可以是分析系统的相应部件,或者可以被设计为分析系统的相应部件。

对应地,管理单元可通过将用于涂料的混合的操作参数从管理单元转移到混合单元来调整该混合单元,其中涂料的特征在于,涂料相对于对应色彩基准的色度偏差是最小的。举例来说,操作参数可包括“涂料的基料的混合成分”和/或“搅拌时间”或“静止时间”。混合单元调整操作参数,在这些条件下对涂料进行混合并提供涂料。

为了调整涂覆单元,管理单元可以向涂覆单元发送操作参数,诸如例如,将要使用的涂料的值、压力、施加角度或将要使用的将涂料施加到对象的喷涂机器人。涂覆单元例如根据操作参数来驱动其部件,例如将要使用的相应的喷涂机器人,并且在这些条件下涂覆对象。

为了确定至少一个涂料的相应色度偏差,首先,对于涂覆有涂料的多个子单元,确定色彩基准的色度坐标和至少一个涂料的色度坐标,其中,每个分光光度计用于多个测量几何形状和多个光源。基于这些确定,对于多个测量几何形状中的每个测量几何形状以及对于多个光源中的每个光源,针对涂覆有涂料的多个子单元,根据色彩基准的色度坐标和涂料的相应色度坐标来计算出相应的色差。相应色度坐标分别利用一个加权因子进行归一化。

相应的色度偏差特别是基于以这些方式确定或计算的相应色差和/或闪光差和/或粗糙度差来确定的。这意味着可以通过相应的色差或多个色彩性能指标中的至少一个指标直接显示或表示相应的色度偏差。多个色彩性能指标中的每一个均通过函数值到规定标度上的值的映射来确定,其中,映射由规定映射协议来定义,这些函数值借助于至少一个子单元(相对于色彩基准)的色差之间的特定于相应色彩性能指标的数学相关性,在每种情况下针对多个测量几何形状和多个光源进行计算。也可以考虑相对于色彩基准的闪光差和粗糙度差以及色差。

从说明书和附图中可以清楚看出改进之处。

在本发明的上下文中,涂料的性能因子是涂料的色度性质相对于对应的色彩基准的匹配或偏差,尤其是在施加到对象上之后。

在本发明的上下文中,色度性质是涂料的物理表现,其可以例如使用色彩空间的坐标,特别是lab色彩空间、lhc色彩空间的坐标、闪光效果系数和/或粗糙度值的规格来表示。

在本发明的上下文中,对象是将要用涂料涂覆的对象,例如车辆。特别地,对象具有多个子单元,即几何上分开的子区域,例如,左挡泥板、右挡泥板、发动机罩和/或保险杠。

在本发明的上下文中,色彩基准是具有指定且已知的色度性质的色调母版。色彩基准可被施加于例如基准对象(主面板)上,并且虚拟地表示为例如色彩空间中的点。

在本发明的上下文中,实时的输出是对于直接输出的结果的输出,即在从采集用于计算涂料的性能因子所需的测量数据的测量时间开始小于一分钟,优选地小于30秒,更优选地小于10秒,非常优选地小于1秒的时间范围内,该输出在输出单元上进行。

在本发明的上下文中,系数是用于量化涂料的色度性质的统计量。该系数基于与性能标准相关的涂料色度性能的定量、可重复测量的协议。该系数通过绝对数来浓缩有关涂料色度特性的事实信息和因果关系;基于该系数,可以相对于性能标准对涂料的性能进行评估,从而在多个被研究的涂料的情况下得出等级,并最终做出与关于性能标准将要最终被选择的涂料相关的决定。更特别地,系数是性能因子的统计或定量指示,作为例如涂料与色彩基准的色度性质的关于性能标准的匹配。在考虑不同的标准或性能标准的情况下,将必须提供和确定被分配给相应性能标准的对应的多个系数。

在本发明的上下文中,测量值或测量数据或相对于色彩基准的色度偏差的压缩输出是借助于例如至少较少量系数的多个测量值在数学上的融合输出,或者是从所确定的多个测量数据或测量值和/或从相对于色彩基准的色度偏差中对测量值或测量数据和/或相对于色彩基准的色度偏差的选择。这意味着,例如,一部分测量数据或测量值,和/或一部分相对于色彩基准的色度偏差被选择并且借助滤波器功能被过滤或处理,并在这些条件下被压缩。作为压缩的结果,相应的测量数据或测量值和/或相对于色彩基准的色度偏差以使得它们可以被人采集的方式被特别地压缩。

在本发明的上下文中,对象包括至少一个表面元素。在本公开的上下文中,表面元素不是指个别涂覆表面,而是表示涂覆有涂料的一组相同或相似的表面。因此,例如,产品的零件(尤其是车辆主体的车身零件)的涂覆有涂料的表面应归入第一表面元素,而产品的辅助零件(尤其是特定类型的车身辅助零件,例如保险杠)的涂覆有涂料的表面应归入第二表面元素。在下文中,产品的零件(特别是车辆主体的车身零件),和/或表示其表面的表面元素,由oem来表示,并且表示产品的辅助零件(特别是特定类型的辅助车身零件)的表面元素由asp表示。

如上所述,可以基于测量值或测量数据来确定各种色彩性能指标,其中,用于相应涂料的每个色彩性能指标由相应的系数表示或被分配给相应的系数。相应地,在压缩输出的情况下,不同的测量值通过特定于色彩性能指标的相应数学运算彼此关联,并且分别被分配给表示该涂料的相应色彩性能指标的相应系数。

系数的相应值在此可以对应于规定标度上的值。规定标度对于所有色彩性能指标是相同,并覆盖从1到8的整数值或q1到q8,其中1或q1表示最差的等级,而8或q8则对应地表示关于涂料的性能标准的涂料的最佳等级,涂料的性能标准是相应的色彩性能指标的特征。替代于此,针对每个色彩性能指标,分配有或者将要分配针对相应的色彩性能指标的特定标度也是可能的。规定的映射协议对于多个色彩性能指标的子群组至少是相同的,因此相对于色彩性能指标而言是贯穿的(farbgüteindikatorübergreifend),该子群组包含一个以上的色彩性能指标。

由于对象的各个子范围或子单元与施加到对象的涂料不同地相互作用并且因此与施加到相应的子单元的涂料不同地相互作用,涂料的色度性质受到相应子范围或子单元的不同影响。因此,涂料通常在不同的子范围或子单元上表现出不同的色度性质。举例来说,涂料的色度性质可能受相应的子区域的几何特性的影响,特别是受其表面结构的影响。

借助所呈现的分析系统,可以基于例如以计算出的不同色彩性能指标的形式来表示的相对于色彩基准的色度偏差,确定针对对象的每个子单元的涂料的色度性质,从而以可以直观地在输出单元上采集它们的方式输出这些性质。通过在输出单元上的针对对象的多个子范围或子单元的涂料的色度特性的比较表示,例如由子单元的几何设计引起的并且影响涂料相对于色彩基准和/或相对于另一子单元的色度性质的差异可以被快速且直观地识别。一旦这种差异被识别出并且可能超过规定的阈值,就可以通过适当的对策,例如通过重新涂覆,来校正该差异,并且有可能在进一步的涂覆过程中避免这种差异。

在所提出的分析系统的一种可能的改进中,多个传感器中的相应传感器被分成多个传感器组,并且相应传感器组被分配给至少一个对象的相应子单元。

将相应传感器分为传感器组具有以下技术效果:可以将由对应传感器确定的测量值特别轻松且明确地分配给对象的对应子单元。

此外,由一个传感器组中的传感器确定的测量值可以被特别有效且明确地过滤,即,与其他传感器的测量值区分开。对应地,通过选择适当的传感器组(该传感器组例如排它地示出了源自相应子单元的测量值),最小化相邻子单元与该相应子单元相互作用的边缘效应是可能的。

在所提出的分析系统的另一种可能的改进中,管理单元被配置为在输出单元上输出针对多个对象的多个子单元的相应色度偏差,该色度偏差根据至少一个规定的滤波器设置进行排序。

可以由用户规定的滤波器设置的技术效果是,例如,对一组数据进行处理或排序,使得只有与被分配给滤波器设置的特定查询相关的数据或者根据相关性进行排序的相应数据被表示出来。因此,可以快速且容易地识别出具有特定相关性的相应数据。

例如,可以使用所提出的分析系统,通过激活相应的滤波器设置,使得针对生产线上各种车辆的左前挡泥板选择地输出或突出地(hervorgehoben)输出所施加的涂料相对于色彩基准的所有色度偏差。

在另一个示例中,对于生产线上的特定车辆或特定类型的车辆的左前挡泥板和右前挡泥板,可以使用所提出的分析系统,通过激活相应的滤波器设置,使得所施加涂料相对于色彩基准的所有色度偏差选择性地输出或突出地输出,即带有标签。

在所提出的分析系统的改进中,可以为以下情况做好准备:不同的预设滤波器设置将要被显示为显示逻辑的选项卡,特别是显示菜单或菜单栏的选项卡,并且能够例如通过触摸和/或通过借助于光标进行单击来激活。这意味着,在激活选项卡时,使用分配给该选项卡的滤波器设置来操作所确定的相应测量值和/或从这些值确定的相对于色彩基准的色度偏差,并相应地对其进行排序,在输出单元上输出。

在所提出的分析系统的另一种可能的改进中,管理单元被配置为在相应对象的相应子单元的相应色度偏差高于规定阈值的情况下在输出单元上输出警告消息。

警告消息的技术效果是,关键色度偏差(即相应对象的相应子单元的相应色度偏差高于规定阈值的情况),可以通过其能够被用户或另一系统快速采集并启用适当的对策的方式进行显示。

在分析系统的另一种可能的改进中,管理单元被配置为显示对象的至少一个子单元的至少一个色度偏差以及该色度偏差所基于的每个测量值的对应测量方差。

测量方差的表示具有以下技术效果:可以相对于其他测量值快速且容易地考虑和评估相应的测量值。因此,例如,如果测量值例如大于平均测量方差的三倍,则可以检测到异常值(ausreiβer)或测量误差。

在一个示例中,对应的测量方差可以在至少一个箱形图中显示为过程变异性“箱形图”能够以直观采集的方式显示制造工厂或生产线上的过程变异性。例如,已经涂覆有一个批次的涂料的相应车辆可以在箱形图中一起显示,以便将相应单独的车辆与同样涂覆有同一批次的涂料的其他车辆特别快速地进行比较,以确定例如相应的车辆是否位于涂覆有同一批次涂料的所有车辆的平均方差之内。

涂覆有一个批次涂料的表面的系列或系列生产包括在连续涂覆操作中用一个批次的涂料进行涂覆的相应表面元素的所有表面。在本公开的上下文中,表面元素公开不是个别的涂覆表面,而是涂覆有涂料的一组相同或相似的表面。因此,例如,第一表面元素归入涂覆有涂料的产品零件的表面,尤其是车辆主体的车身零件的表面,第二表面元素归入用于涂覆有涂料的产品的辅助零件的表面,特别是特定类型的辅助车身零件,例如保险杠。在下文中,产品的零件,尤其是车辆主体的车身零件,或表示其表面的表面元素,由oem来表示,表示产品的辅助零件的表面元素,尤其是特定类型的辅助车身零件,由asp来表示。

批次是以规定的批次容差对涂料的一次供应。

在所提出的分析系统的另一种可能的改进中,管理单元被配置为在输出单元上输出根据色彩空间的色彩维度或色彩坐标分开的相应的色度偏差。

根据(例如在lab空间中的)色彩坐标(例如,亮度坐标(l*)、绿-红坐标(a*)或蓝-黄坐标(b*))而被分开的色度偏差的表示提供了如下优点:可以针对至少一个涂料和/或涂覆有至少一个涂料的对象或子单元的色度偏差快速地查看、评估和比较个别坐标表现。

在所提出的分析系统的另一种可能的改进中,管理单元被配置为借助于规定的特定于相应色彩性能指标的分配方案,将至少一个涂料的相应色度偏差以多个色彩性能指标中的至少一个上述色彩性能指标的形式分配给至少一个色彩性能指标的系数,并至少使用该至少一个色彩性能指标的系数,在输出单元上输出相应的色度偏差。

如上面已经解释的,相应色彩性能指标的系数基于至少一个测量值和/或至少一个色度偏差来表示针对涂料的定性性能标准。对象的相同零件单元上的不同涂料的相应色彩性能指标的系数或系数值,和/或对象的不同零件单元或子单元上的相同涂料的相应色彩性能指标的系数可以相互进行比较。因此,使用相应的系数,可以以考虑多个因素和/或不同因素的方式快速过滤一组测量值,或者可以相应地多因素地评估一组测量值。特别地,例如可以根据相应系数的下降幅度对一组测量值或测量数据进行排序,或者所显示的一组测量值中的测量值可以仅仅是分配给等于或大于规定阈值的系数的那些测量值。

在所提出的分析系统的另一种可能的改进中,管理单元被配置为使用涂覆有相对于色彩基准的基准涂料的至少一个对象的相应子单元的相应色度偏差,来计算基于基准涂料被配制并且将要被施加到相应对象的涂料的预期性能因子并将其显示在输出单元上。

尽管色彩基准是具有规定色度性质的规定基准对象(主面板),但是由于例如在向对象施加基准涂料期间存在不规则性,涂覆有基准涂料的对象的色度性质可能与色彩基准的色度性质不同。

通过计算涂料的预期性能因子,即通过借助于例如被评估涂料的相应色度性能与已经测量过的基准涂料的相应色度性能的相关性分析来确定预测,在适当的情况下,即使在对相应对象或相应对象的相应子单元进行涂覆之前,也可以以目标方式对被评估的涂料进行优化,从而例如校正所测量的基准涂料中的弱点

通过动态设置用于混合涂料的混合单元,可以例如使用所提出的分析系统和/或所提出的方法,使得将要在制造工厂中使用的涂料动态地适应当前情况,以适应当前部件的几何形状或当前环境条件,从而例如获得相对于色彩基准的最小色度偏差。

本发明还涉及用于提供涂料的涂料确定单元。涂料确定单元包括具有至少一个处理器和输出单元的管理单元。管理单元被配置为:确定至少一个对象的相应子单元上的基准涂料相对于色彩基准的色度偏差,利用候选涂料相对于基准涂料的色度偏差来计算所确定的色度偏差,其中,候选涂料相对于基准涂料的色度偏差被确定为偏差因子,该计算尤其借助于数学方法来进行,例如通过加法或乘法来进行,从而预测候选涂料相对于色彩基准的色度偏差。

管理单元还被配置为虚拟地修改候选涂料的配方以给出最终涂料,直到候选涂料或然后最终涂料相对于色彩基准的相应预测色度偏差在规定阈值以下。此外,在进一步的改进中,管理单元被配置为将最终涂料的涂料配方传输至混合单元以用于生产最终涂料。

候选涂料可以是例如将要涂覆对象所使用的规定涂料。

特别地,该至少一个系数包括多个色彩性能指标中的至少一个值。多个色彩性能指标中的每一个均通过针对多个测量几何形状和多个光源而计算的函数值到规定标度的值的映射来确定,其中,映射由对于色彩性能指标相同的规定映射协议来定义,在每种情况下借助于来自至少一个表面元素(相对于色彩基准)的色度偏差之间的数学相关性来进行上述确定,该相关性是特定于相应的色彩性能指标的。这意味着借助于至少一个系数,多个测量值被压缩为相应系数或相应色彩性能指标的相应值。

为了修改候选涂料,换句话说,修改形成候选涂料的涂料成分的组成,管理单元能够执行对形成候选涂料的相应涂料成分和/或相应涂料成分的定量比例的虚拟修改,从而相应地修改候选涂料的预期色度性质以及因此根据本发明提供的预期的至少一个系数。

在所提出的涂料确定单元的另一可能的改进中,管理单元被配置为通过使用候选涂料与基准涂料之间的预测偏差对候选涂料进行校正来优化候选涂料。这意味着,例如使用所确定的偏差,施加候选涂料的配方或技术被修改为在通过涂覆系统施加之后,偏差是最小的或变得最小。例如,可以通过修改后的配方来校正涂料,在修改后的配方中相应成分被替代成分所取代,或者在生产涂料时使用替代的权重。

本发明还涉及一种方法,该方法通过借助于所提供的分析系统的传感器装置,对涂覆有至少一个涂料的至少一个对象进行色度测量,并且向管理单元提供相应的测量数据,来评估和预测在具有多个子单元的至少一个对象上的至少一个涂料的性能因子。此外,借助于管理单元,使用规定分配方案,至少一个涂料相对于色彩基准的相应色度偏差被分配至少一个系数,并且使用该至少一个系数和至少一个滤波器功能以压缩形式输出测量数据,其中根据该至少一个系数的大小来选择至少一个滤波器功能,并且其中,该至少一个滤波器功能被配置为以借助于至少一种数学运算进行定量压缩的形式来表示测量数据和/或色度偏差。

此外,管理单元被用于:

a)对于该至少一个对象的多个子单元,基于至少一个涂料相对于色彩基准的相应色度偏差,以下列方式驱动涂覆单元:所述涂覆单元将涂料施加到该至少一个对象,对于该至少一个对象的多个子单元所述涂料相对于色彩基准的色度偏差是最小的,并根据该至少一个系数动态地调整涂覆单元,和/或

b)基于至少一个涂料相对于色彩基准的相应色度偏差,以下列方式驱动混合单元:混合单元提供相对于色彩基准的色度偏差对于该至少一个对象的多个子单元是最小的涂料,并且根据该至少一个系数动态地调整混合单元。

所提出的分析系统尤其用于实施所提出的方法。

本发明还涉及一种具有用于控制分析系统的程序代码装置的计算机程序,该计算机程序在由处理器单元执行时被设计为执行所提出的方法的方法步骤。

本发明还涉及计算机可读介质,其上存储有所提出的计算机程序。

本发明的其他优点和改进方案将通过说明书和附图变得清楚。

应当理解的是,在不脱离本发明的范围的情况下,上述特征以及在下文中仍将要阐明的特征不仅可以在所指定的特定组合中使用,还可以以其他组合使用或单独地使用。

通过示例性实施例在附图中示意性地示出本发明,并且参考附图在下面详细地描述本发明。

附图说明

图1示出了本发明的分析系统的可能的改进的示意图。

图2示出了借助于本发明的分析系统的一个实施例而产生的输出单元上的第一输出的可能的改进。

图3示出了借助于本发明的分析系统的实施例而产生的输出单元上的第二输出的可能的改进。

图4示出了借助于本发明的分析系统的实施例而产生的输出单元上的第三输出的可能的改进。

图5示出了借助于本发明的分析系统的实施例而产生的输出单元上的第四输出的可能的改进。

图6示出了借助于本发明的分析系统的实施例而产生的输出单元上的第五输出的可能的改进。

图7示出了借助于本发明的分析系统的实施例而产生的输出单元上的第六输出的可能的改进。

图8示出了借助于本发明的分析系统的实施例而产生的输出单元上的第七输出的可能的改进。

图9示出了本发明的方法的一个实施例的可能过程的示意图。

图1中所表示的是分析系统100。分析系统100包括传感器装置103、管理单元105和输出单元107。

传感器装置103的目的是采集至少一个涂料的色度性质。这意味着,传感器装置103测量特定涂料的值,尤其是色彩空间中的色彩测量值,和/或至少一个闪光效果值,和/或至少一个粗糙度值,并将这些值分配给相应的涂料。

传感器装置103可包括多个传感器,这些传感器分别单独地或成组地例如专门地分配给涂覆有涂料的相应对象的相应子单元,并且能够对应地仅确定涂覆有该涂料的相应子单元的测量值。

传感器装置103可具有至少部分可移动的构造,以便能够实现不同的照明和/或测量几何形状,换句话说,能够设置不同的照明角度和/或测量角度或视角。

管理单元105包括至少一个处理器,并且用于处理由传感器装置103确定的测量值并用于生成将要在输出单元107上输出的输出。

特别地,管理单元105被配置为针对对象的多个子单元来确定涂料相对于对应的规定色彩基准的相应色度偏差,并且至少部分地在输出单元107上输出这些偏差。

此外,管理单元105可与另一系统(例如,用于混合涂料的混合单元和/或用于将涂料施加到对象上的涂覆单元)进行通信,以便根据由管理单元105当前确定的色度偏差和/或性能标准来控制该另一系统。

分析系统100的目的尤其是用于例如在对象的制造商场所,诸如在制造工厂,确定诸如车辆的对象上的涂料的色度性质,并且用于实时地(即在正在进行的制造期间)调整涂料和/或对象的生产条件。为此,针对多个子单元,例如挡泥板和/或气流偏导器,将从相应的涂覆对象根据其色度性质确定的测量值与色彩基准进行比较,并特别是相对于例如由多个色彩性能指标中的一个色彩性能指标来表示的性能标准进行评估。此外,基于比较或基于评估,可以预测未来将要在对象上使用的涂料,并且可以预防性地,尤其是虚拟地对涂料进行可选修正,以确保在尽可能多的子单元上最终生产并且施加的涂料相对于色彩基准的色度偏差是最小的。使用例如至少一个色彩性能指标的系数,有可能产生可以被人类用户容易地采集和解释的输出。换句话说,所提出的分析系统借助于至少一个系数来压缩测量值和相对于色彩基准的色度偏差,并在输出单元上(例如在分析系统的显示面板上)生成可由用户使用的输出,从而例如允许户实际感知测量值和/或从中确定的色度偏差,并以完整的方式分析和处理这些值/偏差。

显示面板可通过图形用户界面(gui)的形式来实现,从而允许用户经由具有预定义标签的菜单栏例如对显示的对象施加直接影响。

借助于所提出的分析系统100,相应测量值所基于的数据结构以它们导致相对于原始数据被压缩的输出的形式被改变。例如,可以使数组更小或合并(zusammengelegt)。特别地,例如,可以将填充有测量值的多个数组转置为一个或几个数组,从而允许特别快速的计算或查看和/或统一数据结构。

所提出的分析系统100允许用户或第三方系统识别在色度方面特别重要的对象的相应子单元,并在适合于优化涂料的情况下对其进行处理。为此,例如可以选择特别适合于关键子单元的涂料,即相对于色彩基准已经优化的涂料,或者涂覆单元可以以特定方式适应于关键子单元,如例如通过特别厚地施加涂料的膜。涂料和/或涂覆单元的这种适应可基于相应的制造工厂的当前测量值特别是实时地并且完全自动地进行。

在图2中,在被设计为仪表板或图形用户界面(简称gui)并且作为输出单元107的一部分的输出屏幕200上,显示了各种涂料符号201至206,这些涂料符号被分配给对象的相应子单元,在当前情况下是车辆主体和/或车辆的保险杠。

在此将第一涂料符号201分配给车辆主体子单元或“主体”。涂料符号201还显示警告“危险(achtung)”207。在比较由传感器装置103针对涂料与针对色彩基准确定的测量值的情况下,当分配给涂料符号201的涂料已显示出大于规定阈值或动态确定的阈值的偏差时,由管理单元105输出警告207。在这种情况下,阈值可例如根据“主体”子单元上的涂料的测量值的方差或整个系列或多个“主体”子单元的测量值的方差来确定。

与涂料符号201一样,涂料符号202和206也显示警告“危险”207,因为在由传感器装置103针对相应涂料与针对色彩基准确定的测量值的比较已经产生大于对应阈值的偏差的情况下,相应的涂料也被分配给涂料符号202和涂料符号206。

在图3中,在被设计为仪表板并且作为输出单元107的一部分的输出屏幕300上表示的是不同的涂料编号301和涂料编号302,针对不同的色彩指标具有对应的系数;分配给相应的涂料编号301和涂料编号302的相应涂料已在不同的时间303到307被施加到“主体”子单元,即施加到车辆主体,并在不同的时间308到312被测量。此处的第一系数313指示施加到子单元的相应涂料相对于作为系列色彩性能指标“cpi”的色彩基准的色度偏差。此处的第二系数315指示相应涂料相对于作为色彩性能指标“tpi”的色彩基准的色度偏差。此处的第三系数317指示相应涂料相对于作为色彩性能指标“lpi”的色彩基准的色度偏差。

在此,作为由管理单元根据本发明实现的滤波器功能的数学运算,色彩性能指标cpi(一般色彩性能指标)在功能上与对象子单元的相应表面的数量或百分比相关联,在这种情况下对象是车辆的车辆主体,该对象包括来自一系列(即一个生产者的一个生产操作)的子单元上涂覆有一批次的涂料的表面,其相对于色彩基准的相应色差在每种情况下都大于容差值ss,或者不在容差值ss规定的容差范围内。

可以想到的是,如此计数的表面数量和/或它们占涂覆有该批次涂料的系列的表面总数的百分比的分数,将会根据规定映射而被分配给标度上的值,其中,标度值指示该系列色彩性能指标cpi的值。在这种情况下,标度值在1到8或q1到q8的范围内,其中标度值1(或q1)表示最差的等级,而标度值8(或q8)表示最佳的等级。

色彩性能指标lpi(线性能指标)是针对每个测量几何形状和每个光源,基于或作为至少一个子单元的经校正和归一化的色差的方差而确定的,至少一个子单元例如是:车辆主体的至少一个表面元素oem的至少一个子单元(该车辆主体例如由车身制造商涂覆),和/或辅助车身部件的至少一个表面元素asp的至少一个子单元(该辅助车身部件例如由车辆部件供应商涂覆并且特别是由塑料制成)。在此过程中,依次针对每个子单元分别计算由多个测量几何形状和多个光源得出的相应的值,并且借助于预先提供的映射协议将针对每个子单元生成的相应结果分别分配到标度上的值,该值对于所有色彩性能指标都是相同的。在这种情况下,色彩性能指标lpi的生成方式如下:

lpioem,asp=排序[f(б<dx>wlpi(oem,asp,经净化的))](14)

其中б<dx>表示方差,wlpi表示归一化因子,通过该归一化因子对相应色差和/或相应色度常量进行归一化。在这种情况下,色度常量l*、a*、b*、c*、h*在每种情况下按以下方式加权:l*以1.0加权,a*以0.2加权,b*以0.2加权,c*以0.8加权,h*以0.2加权。这些相应的加权常量对于测量几何形状和/或光谱几何形状是规定性的。

oem通常表示“原始设备制造商”,但在此尤其用于识别由oem涂覆涂料的产品的表面元素,更具体地是指例如由车身制造商涂覆的车辆主体(“主体”)的表面元素;在此,如前所述,所讨论的表面是被涂覆有涂料的产品部件的所有表面,尤其是车辆主体的主体零件的表面,将要对这些表面进行测量。

asp通常表示“汽车供应商塑料”,但在此特别用于识别涂覆有涂料的辅助产品部件,尤其是涂覆有涂料的、特别是通过例如车辆部件供应商由塑料制成的辅助车身部件;在此,所讨论的表面是所有涂覆有涂料的辅助产品零件的表面,尤其是例如来自特定车辆部件供应商的特定类型和/或特定来源的辅助车身零件的表面。所讨论的部件例如可以是保险杠、气流偏导器等。

qc在这里表示“质量控制”。

色彩性能指标lpi表示一条线上或一系列对象的子单元(即,例如辅助车身部件或车辆主体)的涂料中的操作方差。对于各个子单元,相互独立且分开地计算不同的色彩性能指标lpi;换句话说,例如,存在针对“车辆主体”子单元的表面的色彩性能指标lpioem,并且存在针对相应“辅助主体部件”子单元的表面的相应色彩性能指标lpiasp。

色彩性能指标tpi(着色性能指标)以如下方式生成:

tpioem,asp=排序[f(求平均<dx>sc(oem,asp,经净化的))](15)

其中<dx>=dx*/sx,并且其中,求平均<dx>sc(oem,asp,经净化的)对应于例如由车身制造商涂覆的车辆主体的表面元素oem的或者相应地例如由车辆部件供应商涂覆的(塑料的)辅助车身部件的表面元素asp的色差的平均值,其中,色差使用归一化因子sc(=批次容差)归一化并进行了校正。在此,归一化因子sc对应于所研究涂料的特定批次的相应批次容差。因此,对于每个批次,存在针对涂覆有相应批次的涂料的表面元素oem的色彩性能指标tpi,以及针对涂覆有相应批次的涂料的表面元素asp的色彩性能指标tpi。在这种情况下,对于涂覆有该批次涂料的表面元素oem,通常存在由该表面元素表示的多个相同的被测量表面。

当前,由管理单元107在时间308测量的涂料编号301的色彩性能指标tpi的第二质量系数315被涂成黄色,或者在图中通过浅色阴影示出,因为在时间308测量的涂料编号301的系数315已经获得值“q4”,该值“q4”低于例如规定阈值“q5”。对应地,用户能够快速且直观地采集在时间308测量的涂料编号301的系数315的低值,并且在适当时发起对策,例如重新涂覆。类似的考虑适用于在时间309和310测量的涂料编号301的系数317,以及在时间312测量的涂料编号302的系数317,它们同样由色彩强调或在图中由浅色阴影示出,即带有警告。所有其他系数都被涂成绿色或在图中用浅色阴影示出,因为它们大于或等于规定阈值,并且相应地满足规定的最低质量水平。

图4至图7示出了所考虑的相应涂料的相应色彩性能指标cpi、tpi,lpi和api,以及它们相应的关联系数“q”。相应色彩性能指标的系数“q”允许相对于对应的色彩性能指标和/或由所述指标表示的性能标准得出与所考虑的特定涂料的质量有关的结论。为了确定相应色彩性能指标的系数“q”的值特别低的原因,有可能借助于各种滤波器功能以压缩(komprimiert)形式示出所考虑的相应涂料的测量数据和/或色度偏差。

图4至7分别示出了可以通过菜单栏选择的显示,这里未显示菜单栏。对于每个可选显示,菜单栏上都有一个可用的选项卡,通过单击该选项卡,可以自动调用分配给它的相应显示,以进行说明。

如图4所示,在选择“平均”选项卡作为滤波器功能的数学运算的情况下,在被配置为仪表板并且作为输出单元107的一部分的输出屏幕400上,示出的是三个图401、403和405,它们分别示出了根据对象的不同子单元进行滤波的涂料的测量曲线,在当前情况下该对象是保险杠(点划线)和车辆主体(连续线)。测量在15°、25°、45°、75°和110°的不同测量角度或测量几何形状下进行,并且针对个体相应的归一化色彩坐标或色彩坐标差<dl>、<da>和<db>分别表示lab空间中所得的相对于色彩基准的色彩偏差。这些相应的色彩坐标差<dl>、<da>和<db>在纵坐标上相对于横坐标上的相应测量角度被绘制。表407和表409以表形式列出根据一段时间内(在03.16.2017到04.28.2017的这种情况下)一个批次的测量值的曲线中所表示的平均值(表示为carb,与基准批次相比的色彩调整)。以点划线格式示出的线是基于由表409中所示的值来表征的涂料。以连续格式示出的线是基于由表407中所示的值来表征的涂料。借助于分配给相应曲线401、403和405的元素“+”和“-”,可以改变相应曲线401、403和405所基于的缩放比例。

借助于同在一张图中根据相应的测量角度分开的两个不同子单元的测量值和/或色度性质的表示,可以快速且直观地识别出导致涂料色度性质的严重变化的相应子单元的特定问题区域,和/或相应子单元彼此邻接的边界区域的特定问题区域。

在图4的右上角指示了色彩性能指标的选择。cpi为q8、tpi为q6和api为q7是非关键的,通过深色阴影来标识并且实际上是绿色的,而lpi为q4和chi为q5是关键的,通过浅色阴影来标识并且实际上是黄色或橙色的。

与图4相比,其中所描绘的图401、403和405在每种情况下都基于在所说明的时间段内确定的测量值的平均值,在图5中,在选择“色差”选项卡的情况下,被配置为仪表板并且作为输出单元107的一部分的输出屏幕500显示多个个别的测量值以及根据它们确定的色度偏差,这些测量值以及色度偏差已经借助于数学运算根据测量几何形状15°、25°、45°、75°和110°来被滤波,并且是在上述时间段内在不同的测量日期和/或不同的测量时间501至503进行记录的。分配给测量日501的相应图505、511和517表示测量值和/或根据测量值计算出的偏差<dl>、<da>、<db>,它们在每种情况下根据作为多个车辆的子单元的保险杠和车身而被滤波。在这种情况下,图505表示维度<dl>中的相对于色彩基准的色差,图511表示维度<da>中的相对于色彩基准的色差,图517表示维度<db>中的相对于色彩基准的色差。在每种情况下由实心圆标识的偏差<dl>、<da>和<db>被分配给车辆主体;在每种情况下由空心圆标识的偏差<dl>、<da>和<db>被分配给保险杠。在每种情况下,在相应图中从左到右看绘制了针对测量角度15°、25°、45°、75°和110°的相应偏差<dl>、<da>和<db>。

分配给测量日502的相应图507、513和519表示测量值和/或色度偏差,它们在每种情况下根据作为多个车辆的子单元的保险杠和车身而被滤波。在这种情况下,图507指示维度<dl>中的相对于色彩基准的色差,图513指示维度<da>中的相对于色彩基准的色差,图519指示维度<db>中的相对于色彩基准色的色差。

分配给测量日503的相应图509、515和521表示测量值和/或色度偏差,它们在每种情况下根据作为多个车辆的子单元的保险杠和车身而被滤波。在这种情况下,图509指示维度<dl>中的相对于色彩基准的色差,图515指示维度<da>中的相对于色彩基准的色差,图521指示维度<db>中的相对于色彩基准的色差。

通过比较不同测量日501至503的图,可以快速且直观地采集不同测量日的涂覆成品的质量的任何变化。

图523示出了不同测量日之间的最大平均偏差<de>的曲线,其中:

<de>=(<dl>2+<da>2+<db>2)1/2

在图5的右上角指示了对色彩性能指标的选择。cpi为q8、tpi为q6和api为q7是非关键的,通过深色阴影标识并且实际上是绿色的,而lpi为q4和chi为q5是关键的,通过浅色阴影标识并且实际上是黄色或橙色的。

在被配置为仪表板并且作为输出单元107的一部分的输出屏幕600上选择选项卡“色彩空间”的情况下,图6示出了图601至605,这些图在每种情况下通过色度偏差“da”在横坐标上并且通过色度偏差“db”在纵坐标上生成的坐标系中,分别在右侧指示色彩偏差,并且在左侧指示lab空间中的亮度偏差dl。图601至605所基于的所有测量都是使用d65光源进行的。图601示出了在15°的测量角处确定的涂料相对于色彩基准的色度偏差。图602示出了在25°的测量角处确定的涂料相对于色彩基准的色度偏差。图603示出了在45°的测量角处确定的涂料相对于色彩基准的色度偏差。图604示出了在75°的测量角处确定的涂料相对于色彩基准的色度偏差。图605示出了在110°的测量角处确定的涂料相对于色彩基准的色度偏差。

图601至605示出了相对于保险杠和车身确定的涂料的测量数据相对于色彩基准的色度差或偏差;换句话说,这些色度偏差已经出于表示的目的从关于车辆确定的多个色度偏差中滤出了。此处,浅色圆圈/区域表示保险杠的相应确定的色度偏差,而深色圆圈/区域表示车身的相应确定的色度偏差。对应地,使用输出屏幕600,可以快速且直观地采集在特定照明源下针对不同测量角度相应子单元(即此处的保险杠或车身)上的相应涂料与色彩基准之间的色度差的任何变化。此外,这里在右上方还指示了不同的色彩性能指标,即cpi、tpi、lpi、api和chi,以及针对当前应用的涂料确定的它们的相应值。cpi、tpi和api的值分别高于规定的阈值,如由深色阴影所标识或实际上是绿色的,而lpi为q4和chi为q5的值均低于规定的阈值,如由浅色阴影所标识或者实际上是黄色或橙色的。

作为色彩性能指标的阴影处理或着色的结果,观看者可以快速地察觉哪些色彩性能指标对于当前涂料至关重要。由于每个色彩性能指标表示特定的性能标准,因此还可以快速检测出当前涂料可能至关重要的方面以及与此有关的关于涂料组分和/或涂覆条件可能发生的改变。通过对各种色彩性能指标的相应值进行着色,可以为观看者提供快速概览。因此,例如,绿色表示“不关键”,橙色或黄色表示“关键”,红色表示“高度关键”。着色取决于相应的色彩性能指标的相应值低于规定阈值的程度;如果高于阈值,则该值着色为绿色;如果仅是稍微低于规定阈值,则着色为黄色或橙色;如果远低于规定阈值,则着色为红色。

由于在被配置为仪表板并且作为输出单元107的一部分的输出屏幕700上选择了“线性能”选项卡,图7示出了图701、702、705、706、709和710。

在图701和702的情况下,在每种情况下色度偏差“<dl>”被映射到纵坐标上,并且不同的对象模型或车身类型被映射到横坐标上,由类型代码“c519”、“f06”和“f11”来标识。

在图705和706的情况下,在每种情况下色度偏差“<da>”被映射到纵坐标上,并且不同的对象模型或车身类型被映射到横坐标上,由类型代码“c519”、“f06”和“f11”来标识。

在图709至图710的情况下,在每种情况下色度偏差“<db>”被映射到纵坐标上,并且不同的对象模型或车身类型被映射到横坐标上,由类型代码“c519”、“f06”和“f11”来标识。

图701、705和709各自表示涂料相对于色彩基准的色度偏差,作为滤光器功能的数学运算,其已在15°的测量角度处确定。

图702、706和710各自表示涂料相对于色彩基准的色度偏差,作为滤光器功能的数学运算,其已在25°的测量角度处确定。

此外,对于在每个情况下的三个子单元713、714和715中的每个子单元,图701、702、705、706、709和710在每种情况下以作为滤波器功能的数学运算的所谓的“箱形图”形式,示出了由传感器装置103确定的涂料相对于色彩基准的色度偏差。

箱形图指示了针对一个子单元713至715确定的相应色度偏差,以及表示对应涂覆过程的操作变异性的方差。相应地,借助于曲线图701、702、705、706、709和710中的箱形图,可以快速且直观地识别与涂覆过程相关的问题,并在适当时对其进行校正。当前实例中表示的子单元是:“左前门”713、“左后挡泥板”714和“左前挡泥板”715。

在图7的右上方依次示出了对色彩性能指标的选择。tpi为q6和api为q8是非关键的,如由深色阴影所标识并且实际上通过绿色着色,cpi为q4是关键的,如由浅色阴影所标识并且实际上通过黄色或橙色着色,而lpi为q1是高度关键的,如由浅色网状线所标识并且实际上通过红色着色。

在图8中,在被配置为仪表板并且作为输出单元107的一部分的输出屏幕800上表示的是预测系数801。预测系数801指示如果将由涂料编号803表示的相应涂料施加到对象上,涂料编号803表示的相应涂料将与由参考编号805表示的基准涂料相匹配的性能因子。

管理单元105通过针对相对于色彩基准的色度偏差对于由传感器装置103确定的测量数据进行研究,来确定预测系数801。在执行该步骤时,管理单元105考虑已经施加到相应对象和/或子单元上的涂料之间的相对于色彩基准的色度偏差的性能因子。

在其预测值正在被计算的新涂料批次的情况下,假设其在相应操作波动(prozessschwankungen)方面其行为相同,并且借助于新的阴影设置,仅改变一个操作位置,即对应于在没有异常值的情况下的平均值的结果。

图2至图9中表示的输出屏幕分别示出了测量值和/或根据这些值确定的相对于色彩基准的色度偏差,这些测量值和/或色度偏差已使用相应的滤波器设置或通过选择菜单栏的相应选项卡进行了排序并且相应地进行表示。

图9中示出了所提出的方法的一种可能的实施方式的流程图900。

在第一步骤901中,将主面板的测量值x*r和涂覆有基准涂料的基准批次对象或者基准批次对象的相应子单元i的测量值x*线,基准批次,i确定为色度坐标(l*,a*,b*)φ,σ,主面板和色度坐标(l*,a*,b*)σ,φ,i,线,基准批次。

在此,“φ”表示所使用的测量几何形状,“σ”表示所使用的光源或照明源,“i”表示要被测量的部件或子单元。

在第二步骤903中,确定基准批次对象的测量值x*线,基准批次,i相对于主面板或相对于色彩基准x*r的偏差。因此:

dx*线,基准批次,i=(dl*,da*,db*)φ,σ,i,线,基准批次

在第三步骤905中,基于与涂覆有基准批次的涂料(即基准涂料)的面板相关的涂料的当前涂覆状态(与色彩和/或纹理相关),确定当前正在使用的涂料的偏差因子tm。为此目的,计算当前使用的涂料与基准涂料之间的色度偏差。

在第四步骤907中,使用在第二步骤903中确定的偏差和在第三步骤905中确定的偏差因子来预测打算将来使用的涂料(即候选涂料)的偏差。这种情况是如下的:

(预测dx*)=f_dx线,基准批次,i=(dl*,da*,db*)φ,σ,i,线,基准批次+(在步骤905中确定的偏差因子tm)。

在第五步骤909中,通过例如将其规定为阈值来确定容差ss。

最后,在第六步骤911中,借助于以下函数来确定或预测候选涂料的色彩指标cpi:

cpi_预测=f(<f_dxi>ss)oem,asp。

在此,“oem”表示作为例如车身的第一子单元,“asp”表示作为例如辅助部件的第二子单元,“f”是预测的缩写。

特别确定的是着色的当前涂料批次或者当前在生产线上用于涂覆的涂料批次与基准批次之间的偏差,该偏差被确定为色差。借助于所确定的偏差,校正将要在生产线上使用的涂料的相应的所确定的测量值。根据校正后的测量值重新计算至少一个色彩性能指标,例如cpi,并将其作为系数或“预测的色彩性能指标”输出到显示单元上。

基于预测的色彩性能指标的值,可以验证将要使用的涂料的成分变化是否补偿所确定的偏差,以及例如将要使用的涂料的相应色彩性能指标是否位于相应的规定阈值之上。一旦将要使用的涂料的色彩性能指标高于相应的规定阈值,将要使用的涂料或候选涂料的对应成分可被传输到混合单元中,以生成最终的涂料。

例如,当前使用的涂料的色度偏差可能是由于设置不正确的喷涂机器人而引起的,该喷涂机器人例如施加过多涂料,从而使得所施加的涂料显得比基准涂料更深。为了校正由喷涂机器人引起的这种偏差,将要提供的相应涂料(即最初仅虚拟存在的候选涂料)可通过例如虚拟地与额外比例的浅色颜料进行混合,来被修改。在这种情况下,例如,针对相应偏差的规定性校正措施可被存储在存储器中,从而可以自动校正候选涂料。

通过使用预测的色彩性能指标,可以利用已经针对基准涂料而确定的规定,诸如色彩性能指标,来定性地评估相应的校正。对应地,可以对候选涂料进行虚拟修改,直到其预测的色彩性能指标位于基准涂料的色彩性能指标的容差范围内为止——换句话说,候选涂料在与基准涂料相匹配方面表现出规定的质量。

附图标记列表

100分析系统

103传感器装置

105管理单元

107输出单元

200输出屏幕

201涂料符号

202涂料符号

203涂料符号

204涂料符号

205涂料符号

206涂料符号

207警告

300输出屏幕

301涂料编号

302涂料编号

303时间

304时间

305时间

306时间

307时间

308时间

309时间

310时间

311时间

312时间

313第一系数

315第二系数

317第三系数

400输出屏幕

401图

403图

405图

407表

409表

500输出屏幕

501测量数据

502测量数据

503测量数据

505图

507图

509图

511图

513图

515图

517图

519图

521图

600输出屏幕

601图

602图

603图

604图

605图

700输出屏幕

701图

702图

705图

706图

709图

710图

713子单元

714子单元

715子单元

800输出屏幕

801预测系数

803涂料编号

805参考编号

900流程图

901步骤

903步骤

905步骤

907步骤

909步骤

911步骤。

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