评估喷涂涂层的流动的制作方法

1.本发明涉及一种用于评估喷涂涂层的流动的方法。该方法包括将涂层喷涂到表面上，并在预定时间间隔内以预定频率捕获经喷涂的表面的多个图像的步骤。本发明还涉及一种用于评估喷涂涂层的流动的计算机程序产品。


背景技术：

2.设备的表面主要出于美观和保护的原因来涂覆。一方面，涂层可以向设备提供预期的颜色或纹理。另一方面，涂层可以防止设备磨损，并且特别是在设备的表面由像金属的腐蚀材料制成的情况下防止腐蚀。这两种效果在大多数车身部件被涂覆的汽车制造中特别重要。
3.表面通常通过将液体涂层喷涂到表面上来进行涂覆。涂层初始包含致使涂料液体用于喷涂的挥发性溶剂。在喷涂到表面上之后，溶剂逐渐从喷涂涂层中蒸发，使得涂层凝固(set on)在表面上。最后，可以通过对喷涂涂层施加紫外光和/或热来固化涂层。
4.涂层表面的质量取决于涂层的两个参数，称为流挂(sagging)和流平(leveling)。流挂指示涂层的相邻层相对于彼此位移的能力。涂层的流挂越高，涂层的各层彼此粘附越少，并且因此涂层越差。流平指示涂层的表面的平滑度。涂层的流平越高，涂层的表面越光滑，并且因此涂层越好。因此，目标是一种具有低流挂和高流平的涂层。
5.然而，在溶剂的逐渐蒸发期间，喷涂涂层连续地暴露于重力。当凝固时，重力可以并且通常确实使得静止(still)的液体涂层在表面上流动，其中涂层在由表面的形状和表面相对于重力的取向限定的方向上流动。
6.因此，重力可能通过引起喷涂涂层的流挂且防止喷涂涂层流平而容易地劣化涂层的质量。


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的是提出一种用于评估喷涂涂层的流动的方法，该评估允许减少涂层的流挂和增加涂层的流平。本发明的另一目的是提供一种用于评估喷涂涂层的流动的计算机程序产品。
8.本发明的一个方面是一种用于评估喷涂涂层的流动的方法，包括以下步骤：将涂层喷涂到表面上，在预定时间间隔内以预定频率捕获经喷涂的表面的多个图像。多个图像形成表示在预定时间间隔期间喷涂涂层的时间变化的有序图像序列。根据本发明，该方法包括以下步骤：提供具有多个示踪粒子的涂层，将所提供的涂层喷涂到表面上，处理每个捕获的图像，以及根据由多个处理的图像所成像的示踪粒子导出喷涂涂层的至少一个流动参数。示踪粒子被添加到涂层仅用于评估，即示踪粒子不是涂层的原始组分。
9.可以选择示踪粒子的颜色、反射率、尺寸等，以致使示踪粒子在视觉上可与涂层区分开。当喷涂涂层在表面上流动时，示踪粒子由流动的喷涂涂层驱动。为了获得准确的评估结果，不得选择示踪粒子自行相对于喷涂涂层移动。
10.在优选实施例中，每个图像由具有延伸到经涂覆的表面上的光轴的相机来捕获。换句话说，相机的位置和取向支持捕获喷涂表面的图像。
11.有利地，具有线图案的白板由白光源照亮，并且白板由平行于相机的光轴的喷涂表面反射。换句话说，所捕获的图像包括以相对较暗区域的形式的反射线图案。线图案可包括多条线，特别是多条平行线，更特别是等距离布置的多条平行线。可替代地，线图案可包括网格，即多条交叉线，特别是规则矩形网格，具有多条等距平行线，该多条等距平行线垂直于另一多条等距平行线延伸。反射线图案支持示踪粒子在捕获的图像内的定位。
12.优选的是，处理每个图像包括突出显示图像中的至少一个示踪粒子。突出显示可包括增加图像的对比度、不同地着色至少一个示踪粒子、增加至少一个示踪粒子在图像中的尺寸等。突出显示可以被认为是图像预处理的一部分并且促进自动识别至少一个示踪粒子。
13.处理每个图像可包括使用用于图像处理的现有软件工具。因此，图像处理可以借助于标准软件来执行而不需要任何专门定制。
14.在有利的实施例中，导出至少一个流动参数包括通过应用图案识别算法来识别图像中的至少一个示踪粒子。示踪粒子在图像中似乎是离散的点状对象，其与周围的涂层不同。因此，示踪粒子可以通过模式识别容易地识别。
15.导出至少一个流动参数优选地包括确定每个图像中的至少一个示踪粒子的位置。该位置可以由图像坐标确定，或者，如果适用的话，由线图案定义的坐标确定。
16.在进一步的实施例中，至少一个示踪粒子的位置的时间相关性被导出为至少一个流动参数。通过分析有序图像序列并标识至少一个示踪粒子及其在每个图像中可能变化的位置来导出位置的时间相关性。
17.有利地，多个示踪粒子的位置的时间相关性相对于示踪粒子被平均，并且经平均的位置的时间相关性被导出为至少一个流动参数。因此，可以相对于相同的有序图像序列中的多个示踪粒子和/或相对于不同的有序图像序列中的多个示踪粒子来完成平均。经平均的时间相关性可以提供比单个示踪粒子的位置时间相关性更高的可靠性。
18.替代地或附加地，导出至少一个流动参数可包括确定至少一个示踪粒子在多个图像中的速度。可以通过将连续图像中的示踪粒子的位置差乘以预定频率来计算(即近似)速度。
19.在更进一步的实施例中，至少一个示踪粒子的速度的时间相关性被导出为至少一个流动参数。通过分析有序图像序列并标识至少一个示踪粒子及其在每个图像中可能变化的速度来导出速度的时间相关性。
20.有利地，多个示踪粒子的速度的时间相关性相对于示踪粒子被平均，并且经平均的速度的时间相关性被导出为至少一个流动参数。经平均的时间相关性可以提供比单个示踪粒子的时间相关性更高的可靠性。
21.在许多实施例中，预定时间间隔在从300s到1000s的范围内，优选地在从450s到625s的范围内，并且最优选地是500s，和/或预定频率在从0.05s-1
到1s-1
的范围内，优选地在0.1s-1
至0.5s-1
的范围内，并且最优选地是0.2s-1
。例如，在500s内捕获100张图像是优选的。
22.在许多实施例中，该方法由执行该方法的程序代码的处理器执行。以这种方式，可
以至少部分地自动化评估喷涂涂层的流动，这增加了评估过程的效率和准确度。
23.本发明的另一方面是一种用于评估喷涂涂层的流动的计算机程序产品，包括存储要由处理器执行的程序代码的数据载体。数据载体可用于安装存储的程序代码和/或用于用存储的程序代码升级已安装的程序代码。
24.根据本发明，程序代码实现了发明方法。存储的程序代码使能用于有效地评估涂层的流挂和/或流平，并且因此优化涂层的质量。
25.根据本发明的方法的基本优点是非常容易和精确地评估喷涂涂层的流动。该方法允许通过使用现有设备的简单布置和已建立的图像处理算法来导出喷涂涂层的不同流动参数。
26.本发明的其他优点和配置从以下描述和附图中变得显而易见。
27.应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，先前描述的和随后描述的特征不仅可以以所指示的组合使用，而且可以以不同的组合或单独使用。
附图说明
28.图1示意性地示出了用于执行根据本发明的实施例的方法的布置的透视图；
29.图2示意性地示出了示意性地在根据本发明的实施例的方法中捕获的图像；
30.图3示意性地示出了示意性地对应于图2所示的捕获图像的处理图像；
31.图4示出了示踪粒子的位置的图；
32.图5示出了示踪粒子的平均位置的图；
33.图6示出了示踪粒子的速度的图；
34.图7示出了示踪粒子的平均速度的图。
具体实施方式
35.图1示意性地示出了用于执行根据本发明的实施例的方法的布置10的透视图。布置10包括喷涂表面14和具有延伸到喷涂表面14上的光轴的相机13，即相机13被引导到喷涂表面14。装置10还可包括具有线图案的白板12和被布置用于照亮白板12的光源11。
36.相机13、喷涂表面14和白板12优选地相对于彼此布置，使得白板12的线图案由平行于相机13的光轴的喷涂表面14反射到相机13中。线图案可包括多条等距平行线、或优选地等距平行线的矩形网格(参见图2和3)。
37.通过应用以下方法步骤来评估喷涂涂层的流动。涂层被提供有多个示踪粒子并喷涂到表面14上。然后，相机13在预定时间间隔内以预定频率捕获喷涂表面14的多个图像20。
38.预定时间间隔可以在300s到1000s的范围内，优选地在450s到625s的范围内，并且示例性地是500s。预定频率可以在从0.05s-1
到1s-1
的范围内，优选地在从0.1s-1
到0.5s-1
的范围内，并且示例性地是0.2s-1
。因此，捕获的图像20形成有序的图像20序列。
39.图2示意性地示出了示意性地在根据本发明的实施例的方法中捕获的图像20。图像20包括多个点状示踪粒子22和等距平行线的反射矩形网格21。
40.通过使用用于图像处理的现有软件工具来处理每个捕获的图像20。处理每个图像20可包括突出显示图像20中的至少一个示踪粒子22，优选地多个示踪粒子22。
41.图3示意性地示出了示意性地对应于图2所示的捕获图像20的处理图像30。该图像
包括多个突出显示的示踪粒子32和矩形网格线31。
42.喷涂涂层的至少一个流动参数从由多个处理的图像30成像的多个示踪粒子32导出。导出至少一个流动参数包括通过应用图案识别算法来识别图像30中的多个示踪粒子32。导出至少一个流动参数还包括确定每个图像30中的多个示踪粒子32的相应位置43。示踪粒子32的位置43可以相对于网格31或相对于图像30的坐标系(即在图像坐标中)来确定。
43.多个示踪粒子32的位置43的时间相关性可以作为第一流动参数从多个处理图像30导出。
44.图4示出了示踪粒子32的位置43的图40。图40包括三个段v1、v2、v3，并且可以被认为表示喷涂涂层的第一流挂轮廓。每个段具有指示图像30的时间的横坐标41和指示示踪粒子32的流挂位置43的纵坐标42。横坐标41分别覆盖500s的时间间隔。纵坐标42覆盖从0mm到3mm范围内的位置。段v1、v2示出了5个示踪粒子32的流挂位置，而段v3示出了6个示踪粒子32的流挂位置。从图40可观察到，示踪粒子32的位置43从由第一图像30所示的位置开始流挂，即变低，并且对于每个示踪粒子32均等地设置为零，并且相应的位置变化随着涂层凝固而减小。另一观察结果是示踪粒子32之间的位置扩展。
45.多个示踪粒子32的位置43的时间相关性可以相对于示踪粒子32被平均，并且经平均的位置的时间相关性可以被导出作为第二流动参数。
46.图5示出了示踪粒子32的平均位置53的图50。图50具有指示图像30的时间的横坐标51和指示示踪粒子32的平均流挂位置53的纵坐标52。横坐标51覆盖500s的时间间隔。纵坐标52覆盖从0mm到2.8mm范围内的流挂位置。
47.导出至少一个流动参数还可包括确定多个示踪粒子32在多个图像30中的速度63。多个示踪粒子32的速度63的时间相关性可以被导出作为第三流动参数。
48.图6示出了示踪粒子32的速度63的图60。图60包括三个段v1、v2、v3，并且可以被认为表示喷涂涂层的第二流挂轮廓。每个段具有指示图像30的时间的横坐标61和指示示踪粒子32的流挂速度63的纵坐标62。横坐标61分别覆盖500s的时间间隔。纵坐标62覆盖从0.03mms-1
到0mms-1
范围内的速度。段v1、v2示出了5个示踪粒子32的流挂速度63，而段v3示出了6个示踪粒子32的流挂速度63。从图60可观察到，示踪粒子32的流挂速度63和相应的流挂速度变化随着涂层凝固而减小。另一观察结果是示踪粒子32之间的速度扩展。
49.多个示踪粒子32的速度63的时间相关性可以相对于示踪粒子32被平均，并且经平均的速度63的时间相关性可以被导出作为第四流动参数。
50.图7示出了示踪粒子32的平均速度73的图70。图70具有指示图像30的时间的横坐标71和指示示踪粒子32的平均流挂速度73的纵坐标72。横坐标71覆盖500s的时间间隔。纵坐标72覆盖从0.02mms-1
到0mms-1
范围内的流挂速度。
51.该方法优选地由实现该方法的程序代码的处理器执行，其中该程序代码可以存储在用于评估喷涂涂层的流动的计算机程序产品的数据载体上并且已经从该数据载体安装。
52.参考标记
53.10 布置
54.11 光源
55.12 白板
56.13 相机
57.14 喷涂的表面
58.20 捕获的图像
59.21 网格
60.22 示踪粒子
61.30 处理图像
62.31 网格
63.32 示踪粒子
64.40 图
65.41 横坐标
66.42 纵坐标
67.43 示踪粒子的位置
68.50 图
69.51 横坐标
70.52 纵坐标
71.53 示踪粒子的平均位置
72.60 图
73.61 横坐标
74.62 纵坐标
75.63 示踪粒子的速度
76.70 图
77.71 横坐标
78.72 纵坐标
79.73 示踪粒子的平均速度