用于车辆的涂漆表面的检查设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于车辆的涂漆表面的检查设备。本发明提供了一种用于车辆的具有底涂层和涂漆于所述底涂层上的清漆层的涂漆表面的检查设备，其包括框架、线扫描照相机和控制器，所述框架安装于机械手的臂上；以预定角度照明的第一光源设置于所述线扫描照相机，且所述线扫描照相机安装至所述框架，并使用所述第一光源的光通过来自所述涂漆表面的规则反射光而获取第一视觉数据；所述控制器接收来自所述线扫描照相机的第一视觉数据，并根据所述第一视觉数据检测所述涂漆表面的表面缺陷。
【专利说明】用于车辆的涂漆表面的检查设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年6月27日提交的韩国专利申请第10-2013-0074851号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种用于车辆的检查设备。更特别地，本发明涉及一种用于车辆的涂漆表面的检查设备。
【背景技术】
[0004]在汽车的制造过程中，由于涂漆过程决定车辆的防蚀和外观品质，因此车辆的涂漆过程(包括电镀、底漆涂布、底涂、清漆涂布等)相对较复杂。
[0005]电镀为一种使用电流还原溶解的金属阳离子，使得金属阳离子在电极上形成粘着的金属涂层的过程。
[0006]底漆的主要功能是充当水平剂，充当保护剂，并使得更易于将底涂层施用于其上施用底漆的组件。
[0007]在底漆层之后施用底涂层。该涂层含有颜色的视觉性质和效果，并通常为称为油漆的涂层。在汽车工业中，底涂层主要分为两类:固体的和金属的。
[0008]通常在有色底涂层的顶部上喷涂的清漆为形成与环境的最终界面的有光泽的透明涂层。为此原因，清漆必须足够耐久以抵抗磨损，并足够化学稳定以承受UV光。清漆可含溶剂或含水。
[0009]在涂漆过程之后，进行车身的视觉检查。在视觉检查中，检查灰尘、刮擦等。
[0010]当检测到涂漆的较差品质时，进行诸如再涂漆、抛光的修复工作。
[0011]在视觉检查中，使用人类的视力和触觉感受，工人的主观判断或易疲劳性可能影响视觉检查的结果。
[0012]公开于该发明【背景技术】部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般【背景技术】的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0013]本发明的各个方面涉及提供一种用于车辆的涂漆表面的检查设备，其具有检查表面缺陷和涂漆层之间的层间缺陷的优点。
[0014]在本发明的一个方面，一种用于车辆的具有底涂层和涂漆于所述底涂层上的清漆层的涂漆表面的检查设备可包括框架、线扫描照相机和控制器，所述框架安装于机械手的臂上；其中将以预定角度照明的第一光源提供至所述线扫描照相机，且其中所述线扫描照相机安装至所述框架，并使用所述第一光源的光通过来自所述涂漆表面的规则反射光而获取第一视觉数据；所述控制器接收来自所述线扫描照相机的第一视觉数据，并根据所述第一视觉数据检测所述涂漆表面的表面缺陷。
[0015]所述检查设备还可包括第二光源，所述第二光源与所述涂漆表面垂直照明，以使所述线扫描照相机通过来自所述涂漆表面的漫反射光而获取第二视觉数据，其中所述控制器接收来自所述线扫描照相机的第二视觉数据，并根据所述第二视觉数据检测所述涂漆表面的底涂层与清漆层之间的层间缺陷。
[0016]通过所述控制器的控制，所述第一光源和第二光源以预定的时间间隔交替打开或关闭。
[0017]所述检查设备还可包括镜面反射器和反射板，所述镜面反射器安装于所述框架的一侧，将所述涂漆表面的图像反射至所述线扫描照相机，并将从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线扫描照相机；所述反射板安装于所述框架的另一侧，并将从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镜面反射器的垂直方向的45度进行照明。
[0019]所述线扫描照相机拍摄由所述镜面反射器反射的涂漆表面的图像的照片。
[0020]所述镜面反射器和所述反射板分别可旋转安装至所述框架。
[0021]所述第二光源可旋转安装至所述框架。
[0022]所述检查设备还可包括第一移动单元和第二移动单元，所述第一移动单元设置于所述框架，以使所述线扫描照相机沿着所述第一光源的照明方向移动；所述第二移动单元设置于所述框架，以使所述第二光源移动。
[0023]由所述第一光源照明的光通过所述镜面反射器反射至所述涂漆表面，由所述涂漆表面规则反射的光通过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过所述镜面反射器反射至所述线扫描照相机，所述线扫描照相机拍摄由所述镜面反射器反射的涂漆表面的图像的照片，且所述控制器分析来自所述线扫描照相机的第一视觉数据，并根据所述第一视觉数据检测所述涂漆表面的表面缺陷。
[0024]所述控制器通过来自所述涂漆表面的规则反射光，通过分析所述第一视觉数据的明暗差异而检测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，且来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过所述镜面反射器反射至所述线扫描照相机，所述线扫描照相机拍摄由所述镜面反射器反射的涂漆表面的图像的照片，且所述控制器分析来自所述线扫描照相机的第二视觉数据，并根据所述第二视觉数据检测所述涂漆表面的底涂层与清漆层之间的层间缺陷。
[0026]所述控制器通过分析所述第二视觉数据的明暗差异而检测所述涂漆表面的表面缺陷。
[0027]根据本发明的示例性实施方案，表面缺陷和涂漆表面的涂漆层之间的层间缺陷可得以客观快速地检测。
[0028]以后，线扫描照相机和第二光源的位置可调节以对应于各种车辆类型。
[0029]通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的【具体实施方式】，本发明的方法和设备所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为显示了根据本发明的一个示例性实施方案的用于涂漆车辆表面的检查设备的图。
[0031]图2为根据本发明的一个示例性实施方案的用于涂漆车辆表面的检查设备的立体图。
[0032]图3为显示了根据本发明的一个示例性实施方案的用于涂漆车辆表面的检查设备的正视图。
[0033]图4为显示了根据本发明的一个示例性实施方案的用于涂漆车辆表面的检查设备的第一移动单元的图。
[0034]图5为显示了根据本发明的一个示例性实施方案的用于涂漆车辆表面的检查设备的第二移动单元的图。
[0035]应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、取向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
[0036]在这些图形中，贯穿附图的数个图形，附图标记引用本发明的相同的或等同的部分。
【具体实施方式】
[0037]下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
[0038]下文将参考所附附图对本发明进行更为全面的描述，在这些附图中显示了本发明的示例性实施方案。本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。
[0039]为了阐明本发明，与描述无关的部件将被省略，且在整个说明书中相同的元件或等同物用相同的附图标记指示。
[0040]而且，每一个元件的尺寸和厚度在附图中是任意显示的，并且本发明不必局限于此，并且在附图中，为了清楚起见而夸大了部分、区域等的厚度。
[0041]此外，术语第一、第二等的使用不表示任何顺序或重要性，相反，术语第一、第二等用于彼此区分元件。
[0042]在整个说明书中，除非明确做出相反描述，词语“包括”以及变体应理解为暗示包括所述元件但不排出任何其他元件。
[0043]说明书中描述的术语‘单元’、‘装置’、‘-器’、‘构件’等表示用于进行至少一种功能或操作的单元。
[0044]图1为显示了根据本发明的一个示例性实施方案的用于涂漆车辆表面的检查设备的图。
[0045]参照图1，根据本发明的一个示例性实施方案的用于车辆的涂漆表面的检查设备100可应用于汽车制造系统的涂漆过程。
[0046]检查设备100可应用于在底涂和清漆涂布过程以及在干燥烘箱中的干燥过程中底涂层3和清漆层5形成至涂漆表面1之后的用于检测车辆的外观的缺陷的检查过程。
[0047]在下文，涂漆表面1的清漆层5上的外观缺陷(如灰尘、缩孔、刮擦、针孔、油漆流、油漆喷溅等)将表示为表面缺陷，在涂漆表面1的清漆层5与底涂层3之间的缺陷(如砂磨、污点、隐蔽缺陷等)将表示为层之间的层间缺陷或底涂层与清漆层之间的层间缺陷。
[0048]根据本发明的一个示例性实施方案的检查设备100可使用不同的照明光源来检测清漆层5上的表面缺陷以及涂漆表面1的清漆层5与底涂层3之间的层间缺陷。
[0049]图2为根据本发明的一个示例性实施方案的用于涂漆车辆表面的检查设备的立体图，且图3为显示了根据本发明的一个示例性实施方案的用于涂漆车辆表面的检查设备的正视图。
[0050]参照图1至图3，根据本发明的示例性实施方案的检查设备100包括框架10、设置有第一光源30的线扫描照相机20、第二光源40、镜面反射器50、反射板60和控制器90。
[0051]根据本发明的示例性实施方案的框架10选择性地安装至机械手7的臂9，并可包括用于将框架10安装至臂9的工具变换器。
[0052]框架10可配备用于支撑上述组件的元件，如各种类型的支架、支撑块等。
[0053]由于上述元件用于支撑各种类型的组件，因此在本发明的示例性实施方案中(除了某些情况之外)，它们将统称为框架10。
[0054]框架10可包括各自具有六边形状的单元框架。
[0055]在本发明的示例性实施方案中，线扫描照相机20可为视觉传感器，所述视觉传感器视觉检测涂漆表面，并将视觉数据提供至控制器90。
[0056]线扫描照相机20安装至框架10，并设置有第一光源30，所述第一光源30以预定角度照亮涂漆表面1。
[0057]第一光源30围绕线扫描照相机20的光学单兀安装。设置有第一光源30的线扫描照相机20的安装结构将在下文详细讨论。
[0058]线扫描照相机20可使用第一光源30的光通过来自涂漆表面1的规则反射光而获取用于检测涂漆表面1的表面缺陷的第一视觉数据。并且线扫描照相机20可使用第二光源40的光通过来自涂漆表面1的漫反射光而获取用于检测涂漆表面1的层间缺陷的第二视觉数据。
[0059]第二光源40安装至框架10，并与涂漆表面1垂直照明，以获取来自涂漆表面1的漫反射光的第二视觉数据。
[0060]第二光源40通过由控制器90控制的第一马达41的操作而可在框架10上旋转。通过控制器90的控制，第一光源30和第二光源40以预定时间间隔(例如约500 μ s)交替打开或关闭。
[0061]镜面反射器50安装于框架10的一侧。镜面反射器50将涂漆表面1的图像反射至线扫描照相机20，并将自涂漆表面1反射的第一光源30和第二光源40的光反射至线扫描照相机20。
[0062]镜面反射器50安装至框架10，并通过由控制器90控制的第二马达51的操作而可旋转。
[0063]线扫描照相机20可拍摄由镜面反射器50反射的涂漆表面1的图像的照片，且第一光源30以在镜面反射器50的垂直方向的45度进行照明。
[0064]反射板60安装于框架10的另一侧。反射板60将从涂漆表面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安装至框架10，并通过由控制器90控制的第三马达61的操作而可旋转。反射板60可包括凹形扭曲的表面，以将从涂漆表面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]线扫描照相机20可沿着第一光源30的照明方向移动。如图4所示，第一移动单元70设置于框架10，以使线扫描照相机20沿着第一光源30的照明方向移动。
[0067]第一移动单兀70包括由控制器90控制的第一驱动马达71和第一 LM模块73。安装至第一 LM模块73的线扫描照相机20可通过第一驱动马达71的操作而沿着第一光源30的照明方向移动。第一 LM模块73可为LM引导件，所述LM引导件包括外壳、导轨、引导块和导螺杆。
[0068]第一移动单元70可由对于本领域技术人员显而易见的常规LM引导件构成，因此将省略详细描述。
[0069]第二光源40可在框架10上移动。如图5所示，第二移动单元80设置于框架10，以使第二光源40移动。
[0070]第二移动单元80包括由控制器90控制的第二驱动马达81和第二 LM模块83，且安装至第二 LM模块83的第二光源40可通过第二驱动马达81的操作而移动。第二 LM模块83可为LM引导件，所述LM引导件包括外壳、导轨、引导块和导螺杆。
[0071]第二移动单元80可由对于本领域技术人员显而易见的常规LM引导件构成，因此将省略详细描述。
[0072]在本发明的示例性实施方案中，如图1所示，控制器90可控制线扫描照相机20、第一光源30、第二光源40、第一马达41,第二马达51和第三马达61以及第一移动单兀70和第二移动单元80的操作。
[0073]而且，在线扫描照相机20使用第一光源30的光通过来自涂漆表面1的规则反射光获取第一视觉数据之后，控制器90接收来自线扫描照相机20的第一视觉数据，并根据所述第一视觉数据检测涂漆表面1的表面缺陷。
[0074]在线扫描照相机20使用第二光源40的光通过来自涂漆表面1的漫反射光获取第二视觉数据之后，控制器90接收来自线扫描照相机20的第二视觉数据，并根据所述第二视觉数据检测涂漆表面1的层之间的层间缺陷。
[0075]S卩，控制器90通过来自涂漆表面1的规则反射光分析第一视觉数据的亮度(明暗差异)，然后检测涂漆表面1的表面缺陷。
[0076]然后，控制器90通过来自涂漆表面1的漫反射光分析第二视觉数据的亮度(明暗差异)，然后检测涂漆表面1的层之间的层间缺陷。
[0077]在下文，将讨论一种使用根据本发明的示例性实施方案的检查设备的检查方法。
[0078]在将框架10安装至机械手7的臂9的状态下，通过移动机械手7，框架10向车身的涂漆表面1移动。
[0079]在此情况中，根据各种车辆类型，通过第一移动单元70的操作，线扫描照相机20可沿着第一光源30的照明方向移动至合适的位置。而且，根据各种车辆类型，通过第二移动单元80的操作，第二光源40可移动至合适的位置。
[0080]第二光源40可通过第一马达41的操作而旋转以排列在合适的位置，而且镜面反射器50和反射板60可对应于线扫描照相机20和第二光源40的位置通过第二马达51和第三马达61的操作而旋转。
[0081]然后，控制器90将第一光源30控制为打开，并将第二光源40控制为关闭，以使第一光源30照亮镜面反射器50。在此情况中，第一光源30以在镜面反射器50的垂直方向的45度进行照明。
[0082]来自第一光源30的光通过镜面反射器50反射至涂漆表面1，在涂漆表面1处规则反射，并通过反射板60反射至涂漆表面1。
[0083]然后，光在涂漆表面1处反射，并随后由镜面反射器50反射至线扫描照相机20。线扫描照相机20拍摄由镜面反射器50反射的涂漆表面1的图像的照片，然后将第一视觉数据提供至控制器90。
[0084]控制器90接收并分析来自线扫描照相机20的第一视觉数据，然后检测在涂漆表面1的清漆层5上的表面缺陷，如灰尘、缩孔、刮擦、针孔、油漆流、油漆喷溅等。
[0085]S卩，控制器90通过来自涂漆表面1的规则反射光分析第一视觉数据的亮度(明暗差异)，然后检测涂漆表面1的表面缺陷。
[0086]在此情况中，控制器90可使涂漆表面1的图像进行二进制计数过程以进行坐标变换。
[0087]然后，控制器90分析二进制计数的第一视觉数据的亮度(明暗差异)，以检测涂漆表面1的表面缺陷。
[0088]然后，控制器90将第一光源30控制为关闭，并将第二光源40控制为以第二光源40的预定时间间隔打开，以照亮涂漆表面1。在此情况中，第二光源40与涂漆表面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，然后由镜面反射器50反射至线扫描照相机20。线扫描照相机20拍摄由镜面反射器50反射的涂漆表面1的图像的照片，然后将第二视觉数据提供至控制器90。
[0090]控制器90接收并分析来自线扫描照相机20的第二视觉数据，然后检测涂漆表面1的底涂层3与清漆层5之间的层间缺陷，如砂磨、污点、隐蔽缺陷等。
[0091]在此情况中，控制器90可使涂漆表面1的图像进行二进制计数过程以进行坐标变换。
[0092]然后，控制器90分析二进制计数的第二视觉数据的亮度(明暗差异)，以检测涂漆表面1的层间缺陷。
[0093]在本发明的示例性实施方案中，线扫描照相机20可使用用于检测涂漆表面1的表面缺陷的第一光源30来拍摄涂漆表面1的照片，也可使用用于检测涂漆表面的涂漆层3和5之间的层间缺陷的第二光源40来拍摄涂漆表面1的照片。
[0094]根据本发明的示例性实施方案，表面缺陷和涂漆表面的涂漆层之间的层间缺陷可得以客观快速地检测。
[0095]以后，线扫描照相机20和第二光源40的位置可调节以对应于各种车辆类型。
[0096]为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的示例性实施方式的特征的位置来描述这些特征。
[0097]前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导及其各种变型和修改，很多修改和变化都是可能的。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
【权利要求】
1.一种用于车辆的涂漆表面的检查设备，所述涂漆表面具有底涂层和涂漆于所述底涂层上的清漆层，所述设备包括: 框架，所述框架安装于机械手的臂上； 线扫描照相机， 其中将以预定角度照明的第一光源提供至所述线扫描照相机，且其中所述线扫描照相机安装至所述框架，并使用所述第一光源的光通过来自所述涂漆表面的规则反射光而获取第一视觉数据；以及 控制器，所述控制器接收来自所述线扫描照相机的第一视觉数据，并根据所述第一视觉数据检测所述涂漆表面的表面缺陷。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备， 其中所述检查设备还包括第二光源，所述第二光源与所述涂漆表面垂直照明，以使所述线扫描照相机通过来自所述涂漆表面的漫反射光而获取第二视觉数据，且 其中所述控制器接收来自所述线扫描照相机的第二视觉数据，并根据所述第二视觉数据检测所述涂漆表面的底涂层与清漆层之间的层间缺陷。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中通过所述控制器的控制，所述第一光源和所述第二光源以预定的时间间隔交替打开或关闭。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中所述检查设备还包括: 镜面反射器，所述镜面反射器安装于所述框架的一侧，将所述涂漆表面的图像反射至所述线扫描照相机，并将从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线扫描照相机；以及 反射板，所述反射板安装于所述框架的另一侧，并将从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.根据权利要求4所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中所述第一光源以在所述镜面反射器的垂直方向的45度进行照明。
6.根据权利要求4所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中所述线扫描照相机拍摄由所述镜面反射器反射的涂漆表面的图像的照片。
7.根据权利要求4所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中所述镜面反射器和所述反射板分别旋转安装至所述框架。
8.根据权利要求2所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中所述第二光源旋转安装至所述框架。
9.根据权利要求2所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中所述检查设备还包括: 第一移动单元，所述第一移动单元设置于所述框架，以使所述线扫描照相机沿着所述第一光源的照明方向移动；以及 第二移动单元，所述第二移动单元设置于所述框架，以使所述第二光源移动。
10.根据权利要求4所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中: 由所述第一光源照明的光通过所述镜面反射器反射至所述涂漆表面； 由所述涂漆表面规则反射的光通过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过所述镜面反射器反射至所述线扫描照相机； 所述线扫描照相机拍摄由所述镜面反射器反射的涂漆表面的图像的照片；且所述控制器分析来自所述线扫描照相机的第一视觉数据，并根据所述第一视觉数据检测所述涂漆表面的表面缺陷。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中所述控制器通过来自所述涂漆表面的规则反射光，通过分析所述第一视觉数据的明暗差异而检测所述涂漆表面的表面缺陷。
12.根据权利要求4所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中: 由所述第二光源照明的光照明所述涂漆表面，且来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过所述镜面反射器反射至所述线扫描照相机； 所述线扫描照相机拍摄由所述镜面反射器反射的涂漆表面的图像的照片；且所述控制器分析来自所述线扫描照相机的第二视觉数据，并根据所述第二视觉数据检测所述涂漆表面的底涂层与清漆层之间的层间缺陷。
13.根据权利要求12所述的用于车辆的涂漆表面的检查设备，其中所述控制器通过分析所述第二视觉数据的明暗差异而检测所述涂漆表面的表面缺陷。
【文档编号】G01N21/95GK104251866SQ201310745495
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】黄相基, 昔镇浩 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社, 数字映像技术公司