JP7184614B2 - Painting simulation evaluation system - Google Patents
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Description
本発明は、塗装シミュレーションの評価システムに関する。 The present invention relates to a coating simulation evaluation system.
例えば、自動車のドアパネルを塗装するに際しては、ロボットにより塗装を行う場合と、作業者が実際に塗装ガンを手にもって塗装を行う場合とがある。このうち、作業者の手による塗装（いわゆる手吹き塗装）については、塗装ガンの扱いについて高い操作技術が要求されるため、熟練の技術者による指導を通じて作業者の教育を行っている。 For example, when painting a door panel of an automobile, there are cases in which the painting is performed by a robot, and cases in which an operator actually holds a paint gun in his hand to apply the paint. Of these, manual coating by the operator (so-called hand-blown coating) requires a high level of operating skill in handling the coating gun, so the operator is educated through instruction by skilled technicians.
具体的には、実物のワーク（ドアパネルなど）に対して塗装ガンで塗料を実際に塗布し、又はコスト低減化の観点から水吹きにより塗料を塗布する練習を行うと共に、その際の様子を熟練の技術者が観察し、気になった点を作業者に伝えることにより、塗装ガンの操作技術ひいては塗装技術の習得を図っている。 Specifically, we will practice applying paint to actual workpieces (door panels, etc.) with a paint gun, or apply paint by spraying with water from the viewpoint of cost reduction, and practice how to apply paint at that time. technicians make observations and communicate their concerns to workers to help them master painting gun operation techniques and, in turn, painting techniques.
しかしながら、現状のような教育方法では、熟練の技術者の主観的な評価に基づく指導になるため、指導を受ける作業者にとって理解しにくい場合もあり、習熟度の向上に時間が掛かっていたのが現状であった。 However, in the current training method, the guidance is based on the subjective evaluation of skilled engineers, and it may be difficult for the workers who receive the guidance to understand, and it takes time to improve their proficiency. was the current situation.
ここで、例えば特許文献１には、実際に使用する塗装ガンを用いた塗装シミュレーションシステムが提案されている。このシミュレーションシステムでは、塗装ガンの擬似的な塗布動作の間、実際に使用する塗装ガン（のノズル）の種類に応じて予め記憶させておいた塗装膜の膜厚分布パターンと、塗装ガンの位置及び姿勢とに基づいて、三次元画像で表現される塗装膜が同じく三次元画像で表現されるワークの表面に生成される。また、塗装ガンの擬似的な塗布動作の終了後、塗装膜の膜厚の分布が濃淡着色で又は所定の配色で塗装膜の三次元画像上に表示される。
Here, for example,
このように、特許文献１に記載の如き塗装シミュレーションシステムを利用して手吹き塗装のトレーニングを行えば、作業者が実際に行った塗布結果を膜厚の分布という形態で視覚的に認識することができるので、作業者自身がある程度客観的に塗布作業の優劣（良否）を評価することができる。よって、塗装膜のうちどの領域を塗装した際の動作（塗装ガンの操作）に問題があったのかを膜厚のばらつきを通じて理解することができる。しかしながら、たとえ上述のように膜厚のばらつきが認識できたとしても、その原因が分からなければ、シミュレーションの結果を十分に活かすことは難しい。
In this way, if training for hand-blown coating is performed using a coating simulation system such as that described in
以上の事情に鑑み、本発明では、実物の塗装ガンを用いた塗装シミュレーションの結果を従来以上に活用して、効率よく塗装技術の向上を図ることを、解決すべき技術課題とする。 In view of the above circumstances, it is a technical problem to be solved in the present invention to efficiently improve the coating technique by utilizing the results of the coating simulation using the actual coating gun more than ever.
前記課題の解決は、本発明に係る塗装シミュレーションの評価システムによって達成される。すなわち、この評価システムは、三次元画像で表現される仮想ワークに対して、実物の塗装ガンを用いて塗装を行うシミュレーションの結果を評価するためのシステムであって、仮想ワークと、塗装ガンの塗装動作により、被塗装面となる仮想ワークの表面に三次元画像で表現される塗装膜とを塗装ガンの使用者に視認可能とする画像視認装置と、使用者が塗装ガンを用いて塗装を行った結果を表示する塗装結果表示装置とを備え、塗装結果表示装置は、塗装膜の膜厚を表示すると共に、塗装動作時における塗装ガンの被塗装面に対する状態を膜厚と関連付けて表示する点をもって特徴付けられる。なお、ここでいう「塗装ガンの塗装動作」には、塗料や水などの流体を塗装ガンの操作で実際に吹き付ける動作のみならず、流体が空の状態で行う塗装ガンの吹き付け動作（いわゆる空吹き動作）が含まれるものとする。また、ここでいう「塗装ガンの被塗装面に対する状態」には、塗装ガンの被塗装面に対する位置、姿勢などが含まれるだけでなく、当該位置、姿勢などの時間経過に伴う変化などが含まれるものとする。 The above problems are solved by the coating simulation evaluation system according to the present invention. That is, this evaluation system is a system for evaluating the results of a simulation in which a real painting gun is used to paint a virtual workpiece represented by a three-dimensional image. An image visualizing device that allows a user of a coating gun to visually recognize a coating film represented by a three-dimensional image on the surface of a virtual workpiece, which is the surface to be coated, by the coating operation, and the user uses the coating gun to perform coating. a coating result display device for displaying the results of the coating, the coating result display device displaying the film thickness of the coating film and displaying the state of the coating gun with respect to the surface to be coated during the coating operation in association with the film thickness. Characterized by a point. Note that the “painting operation of the paint gun” here includes not only the operation of actually spraying fluid such as paint or water by operating the paint gun, but also the spraying operation of the paint gun when the fluid is empty (so-called empty spraying operation). blowing motion) shall be included. In addition, the "state of the coating gun with respect to the surface to be coated" referred to here includes not only the position and posture of the coating gun with respect to the surface to be coated, but also changes in the position, posture, etc. with the passage of time. shall be
このように、本発明では、使用者が仮想ワークに対して塗装ガンを用いて塗装を行った場合に、その結果を表示する塗装結果表示装置を設けて、塗装結果表示装置が、塗装膜の膜厚を表示すると共に、塗装動作時における塗装ガンの被塗装面に対する状態を膜厚と関連付けて表示するようにした。このように、塗装動作時における塗装ガンの被塗装面に対する状態を塗装膜の膜厚と関連付けて表示することにより、例えば塗装膜の膜厚が適正な範囲から外れている場合、その原因を塗装ガンの被塗装面に対する状態から短時間で把握あるいは推定することができる。よって、使用者（塗布作業者）は、この塗装不良を具体的にかつ適正に反省して、次に行う塗装作業（又は塗装シミュレーション）に活かすことが可能となる。 As described above, in the present invention, when a user paints a virtual workpiece using a painting gun, a painting result display device is provided for displaying the result, and the painting result display device displays the coating film. In addition to displaying the film thickness, the state of the coating gun with respect to the surface to be coated during the coating operation is displayed in association with the film thickness. In this way, by displaying the state of the paint gun with respect to the surface to be coated during the coating operation in association with the film thickness of the coating film, for example, when the film thickness of the coating film is out of the proper range, the cause of the problem can be identified. It can be grasped or estimated in a short time from the state of the gun with respect to the surface to be coated. Therefore, the user (coating operator) can specifically and appropriately reflect on the coating failure and make use of it in the next coating work (or coating simulation).
また、本発明に係る塗装シミュレーションの評価システムにおいて、塗装結果表示装置は、塗装ガンの被塗装面に対する状態として、塗装ガンの被塗装面に対する角度と、塗装ガンと被塗装面との距離と、塗装ガンの移動速度のうち少なくとも一つの項目を表示してもよい。 In the coating simulation evaluation system according to the present invention, the coating result display device includes, as the state of the coating gun with respect to the surface to be coated, the angle of the coating gun with respect to the surface to be coated, the distance between the coating gun and the surface to be coated, At least one item of the moving speed of the paint gun may be displayed.
本発明者らが実際の手吹き塗装を通じて塗装ガンの被塗装面に対する各種状態が塗装品質（ここでは塗装膜の膜厚分布）に及ぼす影響の度合いを検証した結果、特に、塗装ガンの被塗装面に対する角度と、塗装ガンと被塗装面との距離と、塗装ガンの移動速度の三つが塗装品質に大きな影響を及ぼしていることが判明した。よって、塗装膜の膜厚と合わせて、これら三つの項目（角度、距離、移動速度）の一つ以上を表示することにより、使用者は、より正確に塗装不良が生じた原因を把握することができ、さらに効率よく塗装技術の改善に努めることが可能となる。 The inventors of the present invention verified the degree of influence of various conditions of the coating surface of the coating gun on the coating quality (here, the film thickness distribution of the coating film) through actual hand spray coating. It was found that the angle with respect to the surface, the distance between the coating gun and the surface to be coated, and the moving speed of the coating gun have a great influence on the coating quality. Therefore, by displaying one or more of these three items (angle, distance, moving speed) together with the thickness of the coating film, the user can more accurately grasp the cause of the defective coating. It is possible to improve the painting technology more efficiently.
また、本発明に係る塗装シミュレーションの評価システムにおいて、塗装結果表示装置は、膜厚を点数化して表示すると共に、塗装ガンの被塗装面に対する角度と、塗装ガンと被塗装面との距離と、塗装ガンの移動速度のうち少なくとも一つの項目を点数化して表示してもよい。 Further, in the coating simulation evaluation system according to the present invention, the coating result display device displays the film thickness as a score, and also displays the angle of the coating gun with respect to the surface to be coated, the distance between the coating gun and the surface to be coated, At least one item of the moving speed of the coating gun may be scored and displayed.
実際の塗装作業においては、使用する塗装ガンや塗装対象となるワークの種類によって、適正な角度や距離、移動速度が異なる。そのため、上述した少なくとも一つの項目を点数化して表示することにより、塗装ガンやワークの種類に関係なく、常に一定の基準で塗装品質を評価することができる。よって、使用者の塗装技術を総合的に評価して、より効果的な塗装技術の改善手法を提案、実施することが可能となる。 In actual painting work, the appropriate angle, distance, and moving speed differ depending on the type of painting gun used and the workpiece to be painted. Therefore, by scoring and displaying at least one of the items described above, it is possible to always evaluate coating quality based on a constant standard regardless of the type of coating gun or workpiece. Therefore, it is possible to comprehensively evaluate the user's painting technique and propose and implement a more effective technique for improving the painting technique.
以上のように、本発明に係る塗装シミュレーションの評価システムによれば、実物の塗装ガンを用いた塗装シミュレーションの結果を従来以上に活用することができるので、効率よく塗装技術の向上を図ることが可能となる。 As described above, according to the painting simulation evaluation system according to the present invention, the results of painting simulations using actual painting guns can be utilized more than before, so that painting techniques can be efficiently improved. It becomes possible.
以下、本発明の一実施形態に係る塗装シミュレーション評価システムの内容を図面に基づき説明する。 Hereinafter, the content of the coating simulation evaluation system according to one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
図１は、本実施形態に係る塗装シミュレーションの評価システム１０の全体構成を概念的に示している。本塗装シミュレーションの評価システム１０は、三次元画像で表現される仮想ワークＷに対して、実物の塗装ガン１１を用いて塗装シミュレーションを行うと共に、そのシミュレーション結果を所定の態様で表示するための構成を成すものである。具体的には、この評価システム１０は、実物の塗装ガン１１と、ともに三次元画像で表現される仮想ワークＷ及び塗装膜Ｃを使用者Ｕに視認可能とする画像視認装置１２と、位置情報取得装置１３と、処理装置１４と、使用者Ｕが塗装ガン１１を用いて行った塗装シミュレーションの結果を表示する塗装結果表示装置１５とを備える。以下、各要素の詳細を説明する。
FIG. 1 conceptually shows the overall configuration of a painting
塗装ガン１１は、実際の塗装工程で使用される塗装スプレーによって構成される。この塗装ガン１１を用いた塗装シミュレーション時、塗装ガン１１のトリガー操作により、実際に塗料や水などの流体を吹き付けてもよいが、本実施形態では、コスト面、環境面等を考慮して、空吹きとなるように塗装ガン１１が構成されている。また、塗装ガン１１には、吹き付け動作を行う操作部（通常はトリガー）の操作状態を検知する操作状態検知部（図示は省略）が設けられており、この操作状態検知部により、塗装ガン１１による吹き付け動作の有無（オンまたはオフ）に関する情報が処理装置１４に送信されるようになっている。また、塗装ガン１１の操作部がトリガーである場合、操作状態検知部は、トリガーの開度を併せて検知し、検知した開度に関する情報を処理装置１４に送信するようになっている。
The
画像視認装置１２は、例えばヘッドマウントディスプレイで構成され、使用者Ｕの頭部に装着された状態で使用される。ここで、画像視認装置１２の種類は特に限定されないが、本実施形態では、処理装置１４で仮想空間Ｖｓに生成された三次元画像としての仮想ワークＷと、塗装膜Ｃ（何れも図１を参照）を使用者Ｕが視認できるように構成されている。もちろん、本実施形態のように非透過型に限らず、図示は省略するが、現実空間に表示される仮想ワークＷと塗装膜Ｃとを三次元画像として視認可能な透過型のヘッドマウントディスプレイを適用することも可能である。さらには、これも図示は省略するが、左眼用及び右眼用の映像をそれぞれ照射する一対のプロジェクタと、透過型スクリーンと、対応する偏光用眼鏡とで画像視認装置１２を構成することも可能である。
The
位置情報取得装置１３は、使用者Ｕの特に頭部の位置及び姿勢と、塗装ガン１１の位置及び姿勢とを取得可能とするもので、本実施形態では、画像視認装置１２に取付けられた第一センサ１６と、塗装ガン１１に取付けられた第二センサ１７と、第一センサ１６及び第二センサ１７を撮像する複数（本実施形態では４台）のカメラ１８ａ～１８ｄとを有する。そして、各センサ１６，１７を複数のカメラ１８ａ～１８ｄで撮像することで、各センサ１６，１７の位置情報（位置及び姿勢）を取得可能としている。取得した位置情報は、処理装置１４に送信され、処理装置１４で仮想空間Ｖｓ中の仮想ワークＷ及び塗装膜Ｃの三次元画像を生成するのに用いられる。なお、本実施形態では、いわゆる光学式のモーションキャプチャシステムで位置情報取得装置１３を構成した場合を例示したが、もちろん他の形式（機械式、磁気式、超音波式など）のモーションキャプチャシステムで位置情報取得装置１３を構成してもよい。あるいは、モーションキャプチャシステム以外の装置で位置情報取得装置１３を構成してもよい。
The position
処理装置１４は、位置情報取得装置１３で取得した位置情報に基づいて、仮想空間Ｖｓに三次元画像としての仮想ワークＷ及び塗装膜Ｃを生成するもので、本実施形態では、図２に示すように、データ格納部１９と、三次元画像生成部２０と、塗装結果処理部２１とを有する。この場合、塗装結果処理部２１は、後述する表示部２２（図１を参照）と共に、塗装結果表示装置１５を構成する。
The
データ格納部１９は、実物の塗装ガン１１の種類に応じた複数の塗布パターンを格納（記憶）するもので、例えば塗装ガン１１の番号と関連付けて対応する塗布パターンが格納される。ここで、塗布パターンとは、実際に塗装ガン１１を用いて塗装を行った際に得られた塗装膜Ｃの膜厚分布であり、被塗装面Ｗａと所定の距離を介してかつ被塗装面Ｗａに対して垂直な向きから所定の開度で塗料を吹き付けた際に取得された膜厚分布がデータベースとしてデータ格納部１９に格納されている。
The
三次元画像生成部２０は、位置情報取得装置１３で取得した使用者Ｕ及び塗装ガン１１の位置情報（位置及び姿勢）に基づいて、仮想空間Ｖｓに表示される仮想ワークＷ及び塗装膜Ｃの三次元画像を生成する。ここで、塗装膜Ｃの三次元画像については、塗装ガン１１の吹き付け状態検知部で検知した吹き付け状態オンの情報を受けた場合に、データ格納部１９から塗装ガン１１の種類に対応した塗布パターンに関するデータを参照して、被塗装面Ｗａに形成される塗装膜Ｃの形状、大きさを算出する。そして、算出した結果と、位置情報取得装置１３で取得した使用者Ｕ及び塗装ガン１１の位置及び姿勢に関する情報に基づいて、塗装膜Ｃの三次元画像を仮想ワークＷの所定位置に生成する。
Based on the positional information (position and orientation) of the user U and the
塗装結果処理部２１は、使用者Ｕが実物の塗装ガン１１を用いて行った塗装シミュレーションの結果を処理するもので、仮想ワークＷの被塗装面Ｗａに形成した塗装膜Ｃの膜厚と、塗装動作時における塗装ガン１１の被塗装面Ｗａに対する状態を膜厚と関連付けて取得する。本実施形態では、図３に示すように、仮想ワークＷとしてのドアパネルの被塗装面Ｗａ上の所定位置Ｐ１～Ｐ１０における塗装膜Ｃの膜厚と、各位置Ｐ１～Ｐ１０に対して塗布動作を行った際の塗装ガン１１の被塗装面Ｗａに対する状態を取得する。ここで、塗装ガン１１の被塗装面Ｗａに対する状態は、例えば塗装ガン１１の被塗装面Ｗａに対する角度と、塗装ガン１１と被塗装面Ｗａとの距離と、塗装ガン１１の移動速度のうち少なくとも一つの項目であり、本実施形態では、角度、距離、及び移動速度の全てを評価項目として取得する。なお、上述した処理は、例えば塗装ガン１１の吹き付け動作がオンからオフになって一定時間が経過した場合に一括で実施してもよく、吹き付け動作がオンの状態になってから所定時間ごとに実施してもよい。
The coating
ここで、各位置Ｐ１，Ｐ２…における膜厚ｔ１，ｔ２…は、例えば図４に示すように、各位置Ｐ１，Ｐ２…上に形成された塗装膜Ｃの厚み方向寸法（被塗装面Ｗａの法線方向に沿った向きの寸法）として算出される。 Here, the film thicknesses t1, t2, . . . at the respective positions P1, P2, . dimension along the normal direction).
また、各位置Ｐ１，Ｐ２…における角度θ１，θ２…は、例えば図４に示すように、センサ１７により取得される塗装ガン１１の位置及び姿勢より、塗装ガン１１の基準点Ｐｇを通る仮想直線と、被塗装面Ｗａの法線とが、各位置Ｐ１，Ｐ２…で交差する際の角度として算出される。 Also, the angles θ1, θ2, . . . at the respective positions P1, P2, . and the normal line of the surface Wa to be coated intersect at each of the positions P1, P2, . . .
また、各位置Ｐ１，Ｐ２…における距離Ｄ１，Ｄ２…は、例えば図４に示すように、塗装ガン１１の基準点Ｐｇと被塗装面Ｗａとの鉛直方向距離として算出される。もちろん、距離Ｄ１，Ｄ２…は、被塗装面Ｗａ上の各位置Ｐ１，Ｐ２…と塗装ガン１１の基準点Ｐｇとの最短距離として算出してもよい。 Further, the distances D1, D2, . . . at the respective positions P1, P2, . Of course, the distances D1, D2, . . . may be calculated as the shortest distances between the respective positions P1, P2, .
また、各位置Ｐ１，Ｐ２…における移動速度ｖ１，ｖ２…は、例えば図４に示すように、塗装ガン１１の基準点Ｐｇが各位置Ｐ１，Ｐ２…を通る被塗装面Ｗａの法線を通過する際の速度として算出される。なお、この際、移動速度ｖ１，ｖ２…は、全速度成分として算出してもよいし、被塗装面Ｗａの法線に直交する向きの速度成分として算出してもよい。 Also, the moving speeds v1, v2, . . . at the respective positions P1, P2, . It is calculated as the speed when At this time, the moving speeds v1, v2, .
なお、本実施形態では、塗装ガン１１の基準点Ｐｇを塗装ガン１１のノズル先端に設定した場合を例示したが、もちろんノズル先端以外の位置（例えば塗装ガン１１の重心位置）に基準点Ｐｇを設けて、角度θ１，θ２…、距離Ｄ１，Ｄ２…、移動速度ｖ１，ｖ２…を算出してもよい。
In this embodiment, the reference point Pg of the
上述した膜厚ｔ１，ｔ２…、角度θ１，θ２…、距離Ｄ１，Ｄ２…、及び移動速度ｖ１，ｖ２…のデータを取得するための手段は任意であり、例えば三次元画像生成部２０で仮想ワークＷ及び塗装膜Ｃを生成するに際して使用した使用者Ｕ及び塗装ガン１１の位置及び姿勢に関する情報を参照して、算出することが可能である。
, angles θ1, θ2 . . . , distances D1, D2 . It is possible to calculate by referring to information about the positions and postures of the user U and the
塗装結果処理部２１は、上述のようにして取得した膜厚ｔ１，ｔ２…、角度θ１，θ２…、距離Ｄ１，Ｄ２…、及び移動速度ｖ１，ｖ２…のデータをそのまま、あるいは当該データに所定の処理を施した結果を、画像視認装置１２とは別体に設けた表示部２２に表示する。本実施形態では、塗装結果処理部２１は、取得した膜厚ｔ１，ｔ２…、角度θ１，θ２…、距離Ｄ１，Ｄ２…、及び移動速度ｖ１，ｖ２…をそれぞれ点数化する処理を行う。具体的には、取得した膜厚ｔ１，ｔ２…、角度θ１，θ２…、距離Ｄ１，Ｄ２…、及び移動速度ｖ１，ｖ２…の数値に応じて点数を付与し、又は減点する。
The coating
図５は、各項目の点数化を図る際の基準の一例を示している。この基準では減点方式を採用している。図５に基づいて説明すると、塗装結果処理部２１は、例えば膜厚ｔ１，ｔ２…に関し、取得した数値が適正範囲（図５では９μｍ以上でかつ１１μｍ未満）内である場合に対応する位置Ｐ１（Ｐ２…）の点数を満点（減点なし）とし、適正範囲から上下に外れた場合には、その外れた方向とその大きさに応じて減点度合いを変更する。本図示例では膜厚ｔ１，ｔ２…の数値が適正範囲から上に外れるほど、言い換えると適正範囲よりも厚いほど、薄い場合に比べて大きく減点するよう設定している。
FIG. 5 shows an example of criteria for scoring each item. This standard uses a point deduction system. 5, the coating
また、角度θ１，θ２…に関し、塗装結果処理部２１は、取得した数値の絶対値が適正範囲（図５では０度以上でかつ５度未満）内である場合に対応する位置Ｐ１（Ｐ２…）の点数を満点（減点なし）とし、適正範囲から外れた場合にはその大きさに応じて減点度合いを変更する。本図示例では、角度θ１，θ２…の数値が適正範囲から大きく外れるほど、言い換えると被塗装面Ｗａに垂直な向きから大きく傾くほど、大きく減点するよう設定している。 Further, regarding the angles θ1, θ2 . ) is given full marks (no deduction), and if it deviates from the appropriate range, the degree of deduction will be changed according to the size. In this illustrated example, points are set to decrease as the numerical values of the angles .theta.1, .theta.2, . . .
また、距離Ｄ１，Ｄ２…に関し、塗装結果処理部２１は、取得した数値が適正範囲（図５では２５０ｍｍ以上でかつ３５０ｍｍ未満）内である場合に対応する位置Ｐ１（Ｐ２…）の点数を満点（減点なし）とし、適正範囲から上下に外れた場合には、その大きさに応じて減点度合いを変更する。本図示例では、距離Ｄ１，Ｄ２…の数値が適正範囲から大きく外れるほど、言い換えると適正範囲よりも近く、又は遠いほど、大きく減点するよう設定している。
Also, regarding the distances D1, D2, etc., the painting
また、移動速度ｖ１，ｖ２…に関し、塗装結果処理部２１は、取得した数値が適正範囲（図５では８０ｃｍ／ｓｅｃ以上でかつ１２０ｃｍ／ｓｅｃ未満）内である場合に対応する位置Ｐ１（Ｐ２…）の点数を満点（減点なし）とし、適正範囲から上下に外れた場合には、その大きさに応じて減点度合いを変更する。本図示例では、移動速度ｖ１，ｖ２…の数値が適正範囲から大きく外れるほど、言い換えると適正範囲よりも遅く、又は速いほど、大きく減点するよう設定している。
Regarding the movement speeds v1, v2, etc., the painting
このようにして、塗装結果処理部２１は、各位置Ｐ１，Ｐ２…の評価項目を点数化した後、当該点数を表示部２２に表示する。ここで、本実施形態では、図６に示すように、最終的に総合的な塗装シミュレーションの評価を一つの点数で表示すると共に、各評価項目間で重み付けを行っている。例えば膜厚ｔ１，ｔ２…の点数を、角度θ１，θ２…や距離Ｄ１，Ｄ２…の点数よりも重くし、移動速度ｖ１，ｖ２の点数を、角度θ１，θ２…や距離Ｄ１，Ｄ２…の点数よりも軽く設定している。詳細な配点率は図５の項目名の欄にそれぞれ記載の通りで、膜厚ｔ１，ｔ２…の点数を各５点満点、角度θ１，θ２…の点数を各２点満点、距離Ｄ１，Ｄ２…の点数を各２点満点、及び移動速度ｖ１，ｖ２…の点数を各１点満点としている。この場合、総合的な評価点数は、各位置Ｐ１（Ｐ２…）で計１０点満点となり、本実施形態のように評価ポイントが１０点（Ｐ１～Ｐ１０）の場合には、１０点×１０＝１００点となるように設定されている。
In this way, the painting
この場合、表示部２２には、例えば図６に示すように、一回の塗布シミュレーションの総合的な評価点数が最も上部に表示され、その下に、評価ポイント（位置Ｐ１，Ｐ２…）ごとの得点の詳細が項目ごとに数値で表示される。また、この際、図示のように、被塗装面Ｗａにおける評価ポイントの位置を併せて表示してもよく、あるいは、項目別の得点率をグラフ化して表示してもよい。
In this case, for example, as shown in FIG. 6, the
このように、本発明に係る塗装シミュレーションの評価システム１０では、使用者Ｕが仮想ワークＷに対して塗装ガン１１を用いて塗装を行った場合に、その結果を表示する塗装結果表示装置１５を設けて、塗装結果表示装置１５が、塗装膜Ｃの膜厚ｔ１，ｔ２…を表示すると共に、塗装動作時における塗装ガン１１の被塗装面Ｗａに対する状態を膜厚ｔ１，ｔ２…と関連付けて表示するようにした。これによれば、塗装膜Ｃの膜厚ｔ１，ｔ２…が例えば適正な範囲から外れている場合、その原因を塗装ガン１１の被塗装面Ｗａに対する状態から短時間で把握あるいは推定することができる。あるいは、膜厚ｔ１，ｔ２…は適正範囲内であるが、塗装ガン１１の被塗装面Ｗａに対する状態が適正でなかったことを使用者Ｕが認識することができる。よって、使用者Ｕは、この塗装不良を具体的にかつ適正に反省して、次に行う塗装作業（又は塗装シミュレーション）に活かすことが可能となる。
As described above, the painting
また、本実施形態では、塗装結果表示装置１５により、塗装ガン１１の被塗装面Ｗａに対する状態として、塗装ガン１１の被塗装面Ｗａに対する角度θ１，θ２…と、塗装ガン１１と被塗装面Ｗａとの距離Ｄ１，Ｄ２…と、塗装ガン１１の移動速度ｖ１，ｖ２…の三つの項目を表示するようにした。このように、塗装膜Ｃの膜厚ｔ１，ｔ２…と合わせて、これら三つの項目（角度θ１，θ２…、距離Ｄ１，Ｄ２…、移動速度ｖ１，ｖ２…）を表示することにより、使用者Ｕは、より正確に塗装不良が生じた原因を把握することができ、さらに効率よく塗装技術の改善に努めることが可能となる。
Further, in the present embodiment, the coating
特に、本実施形態では、塗装結果表示装置１５により、膜厚ｔ１，ｔ２…を点数化して表示すると共に、上述した角度θ１，θ２…、距離Ｄ１，Ｄ２…、及び移動速度ｖ１，ｖ２…を点数化して表示するようにした。このように各評価項目を点数化して表示することにより、塗装ガン１１やワークの種類に関係なく、常に一定の基準で塗装品質を評価することができる。また、各項目を点数化することによって、塗装シミュレーションの総合的な評価点数を一つの数値で表示することができる（図６を参照）。よって、使用者Ｕの塗装技術を総合的に評価して、より効果的な塗装技術の改善手法を提案、実施することが可能となる。
In particular, in this embodiment, the coating
もちろん、各項目の点数を得点率としてグラフ化することで（図６を参照）、使用者Ｕは一目でどの項目が問題であった（良くなかった）のかを理解することができる。これにより、使用者Ｕは塗装技術の問題点を即時に把握することが可能となる。 Of course, by graphing the score of each item as a score rate (see FIG. 6), the user U can understand at a glance which item was problematic (not good). As a result, the user U can immediately grasp the problem of the painting technique.
また、本実施形態では、使用者Ｕが装着する画像視認装置１２とは別体に、塗装結果表示装置１５の表示部２２（図１では使用者Ｕから離れた位置に配設されたディスプレイ）を設けたので、使用者Ｕだけでなくその指導者や同僚の作業者も塗装結果を客観的に認識、評価することができる。よって、共通の改善認識を持つことができ、さらに効率よく塗装技術の向上を図ることができる。
In addition, in the present embodiment, the
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明に係る塗装シミュレーションの評価システムは、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。 An embodiment of the present invention has been described above, but the coating simulation evaluation system according to the present invention can adopt configurations other than those described above without departing from the spirit of the present invention.
例えば上記実施形態では、塗装シミュレーションの結果として、各評価項目（膜厚、角度、距離、移動速度）の評価ポイント（位置Ｐ１，Ｐ２…）ごとの点数や、各評価項目の得点率、及び総合的な評価点数などを、塗装結果表示装置１５の表示部２２に表示した場合を例示したが，もちろん塗装結果の表示態様は図６に示す形態には限られない。例えば図示は省略するが、下記評価項目の評価ポイントごとの点数に基づいて、評価項目ごとに改善点に関するコメントを表示するようにしてもよい。また、減点方式に代えて、各評価項目に係る数値が適正範囲内であった場合に加点する加点方式を採用してもよい。
For example, in the above embodiment, as a result of the painting simulation, the score for each evaluation point (position P1, P2, etc.) of each evaluation item (film thickness, angle, distance, moving speed), the score rate of each evaluation item, and the total Although the
また、上記実施形態では、評価項目として、塗装膜Ｃの膜厚や角度、距離、移動速度を例示したが、これ以外の項目を加えてもよく、あるいは角度、距離、移動速度の中の一つ又は二つを表示してもよい。ここで、新たに追加可能な評価項目として、塗装作業時間（塗装ガン１１による塗装動作を開始してから終了するまでの時間）、塗り重ね回数、所定座標の通過の有無などを挙げることができる。
In the above embodiment, the film thickness, angle, distance, and moving speed of the coating film C were exemplified as evaluation items, but items other than these may be added, or one of the angle, distance, and moving speed may be used. One or two may be displayed. Here, as evaluation items that can be newly added, the painting work time (the time from the start of the painting operation by the
また、以上の説明では、仮想ワークＷとしてドアパネルの表面に塗装を行う場合を説明したが、もちろん、ドアパネル以外の種類のワーク表面に塗装を行うシミュレーションを行う場合にも、本発明を適用することは可能である。 In the above description, the case of painting the surface of a door panel as a virtual work W has been explained, but of course, the present invention can also be applied to the case of simulating the painting of the surface of a work other than a door panel. is possible.
１０ 塗装シミュレーションの評価システム
１１ 塗装ガン
１２ 画像視認装置
１３ 位置情報取得装置
１４ 処理装置
１５ 塗装結果表示装置
１６，１７ センサ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ カメラ
１９ データ格納部
２０ 三次元画像生成部
２１ 塗装結果処理部
２２ 表示部
Ｕ 使用者
Ｖｓ 仮想空間
Ｗ 仮想ワーク
Ｗａ 被塗装面
Ｃ 塗装膜
Ｐ１，Ｐ２… 評価ポイント
ｔ１，ｔ２… 膜厚
θ１，θ２… 角度
Ｄ１，Ｄ２… 距離
ｖ１，ｖ２… 移動速度
10 coating
Claims (2)
前記仮想ワークと、前記塗装ガンの塗装動作により、被塗装面となる前記仮想ワークの表面に三次元画像で表現される塗装膜とを前記塗装ガンの使用者に視認可能とする画像視認装置と、
前記使用者が前記塗装ガンを用いて塗装を行った結果を表示する塗装結果表示装置とを備え、
前記塗装結果表示装置は、前記塗装膜の膜厚を表示すると共に、塗装動作時における前記塗装ガンの前記被塗装面に対する状態を前記膜厚と関連付けて表示する、塗装シミュレーションの評価システム。 A system for evaluating the results of a simulation of painting a virtual workpiece represented by a three-dimensional image using a real painting gun,
an image visualizing device that enables a user of the painting gun to visually recognize the virtual work and a coating film expressed as a three-dimensional image on the surface of the virtual work that is the surface to be coated by the painting operation of the painting gun; ,
a coating result display device for displaying the result of coating performed by the user using the coating gun;
The coating result display device displays the film thickness of the coating film and also displays the state of the coating gun with respect to the surface to be coated during the coating operation in association with the film thickness.
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