Allt handlar om ytan

 

Rhopoint TAMS™ - ett innovativt nytt mätsystem för att karakterisera den visuella kvaliteten på funktionella och dekorativa ytor

De mätmetoder som använts för att karakterisera synintrycket har varit mycket komplexa och främst experternas domän. För att få ett snabbt och okomplicerat uttalande om en ytas visuella kvalitet har efter flera års samarbete mellan specialister från Volkswagen AG, Audi AG och engelska Rhopoint Instruments Ltd. utvecklats en innovativ mätanordning som återger mänsklig perception – den Rhopoint TAMS™ (Total Appearance Measurement System).

Utseendet på målade ytor är av yttersta vikt för alla premiumlackeringsföretag och i synnerhet biltillverkare, eftersom det första visuella intrycket av ytkvaliteten på en produkt som kunden får kan ha stor inverkan på det efterföljande köpbeslutet. Kvaliteten på målade ytor bör därför av kunden uppfattas som visuellt tilltalande, vilket påverkas av färgen och i synnerhet ytans struktur.

Konventionella mätinstrument förlitar sig på användare som tolkar de mycket komplexa värdena hos flera mätinstrument som ett verkligt visuellt utseende. Detta kan leda till tvetydig kommunikation om ytornas beskaffenhet, t.ex. mellan tillverkaren och de företag som levererar tilläggsdelar. Svårigheter att korrelera mellan uppmätta värden och det visuellt upplevda intrycket kan resultera i en finish som inte uppfyller tillverkarens förväntningar, även om alla de konventionellt uppmätta parametrarna ligger inom toleransen.

För att optimera lackeringsprocesserna initierade Volkswagen AG för flera år sedan ett omfattande innovationsprojekt som bland annat handlade om att undersöka och förbättra de grundläggande procedurerna för att mäta bilfinish. Projektet ledde till utvecklingen av en helt ny instrumentteknik av Rhopoint Instruments Ltd. (UK), ett företag som specialiserat sig på att utvärdera uppfattningen av utseendet.

En viktig del av projektet var en intensiv undersökning av mänsklig perception, som genomfördes på AUDI AG. Den gemensamma utvecklingen av definitioner och beräkningsmodeller behövdes för en heltäckande beskrivning av observatörens synintryck.

Det mänskliga ögat tittar på ytor genom att gå igenom två olika typer av fokusering – att fokusera på korta avstånd för att utvärdera ytstruktur och defekter, och fokusera på reflektioner och konturer av en yta på så kallat showroom-avstånd, det vill säga avståndet på ca. 1,5 m som en observatör i allmänhet använder för visuell utvärdering.

När man gör detta går observatörens hjärna igenom olika uppskattningar och grunden för hans reaktion är: "Ser produkten bra ut"? eller "Har angränsande delar en harmonisk och homogen effekt"?, processer som i slutändan påverkar köpbeslutet.

Rhopoint TAMS™ simulerar dessa processer genom att imitera det mänskliga ögats funktioner och kartlägga de mekanismer som äger rum i hjärnan med hjälp av dubbelfokusbildteknik och bild- och datorsystem på högteknologisk nivå. Rhopoint TAMS™ registrerar bilderna på olika fokusnivåer och beräknar egenskaperna med hjälp av perceptionsalgoritmer.

Baserat på denna kunskap är speciell registrering av det visuella utseendeintrycket möjlig. Lättbegripliga mätvariabler valdes som möjliggör tydlig kommunikation mellan alla ansvariga interna och externa länkar i fordonsleveranskedjan.

Rhopoint TAMS™ använder fyra parametrar för att ge en omfattande beskrivning av den visuella känslan: Kontrast, bildskärpa, vågighet och dominerande strukturstorlek (dimension).

Kontrasten är relaterad till ytans färg. vita och metalliska ytor har låg kontrast, medan djupsvarta ytor har en hög kontrakt (100 %).

Reflektion på en vit yta

Contrast reflection on white surface
C = 40 %

Reflektion på en svart yta

Contrast reflection on black surface
C = 100 %


Skärpa kvantifierar noggrannheten hos bilder som reflekteras av en yta, 100 % indikerar en perfekt reflektion.

Suddig vy

showroom distance unsharp reflection

Skarp vy

Sharp reflected image showroom distance

Vågighet är ett mått på det visuella intrycket som ytvågor framkallar hos en observatör på utställningsavstånd (1,5 m) och härrör från mänskliga förnimmelser. Ytor med låg vågighet tenderar att föredras av betraktaren.

Slät yta

Contrast reflection on black surface

Vågig yta

surface with high degree of waviness (19.6)
W=19.6

Dimension, å andra sidan, indikerar den dominerande strukturstorleken som uppfattas vid visningsavstånd till utställningslokalen. Den dominerande strukturstorleken är viktig för att bestämma harmonin mellan två angränsande delar.

Yta med liten strukturdominans

image reflected on surface with small structure dominant surface

Yta med stor strukturdominans

Image reflected on a large structure dominant surface

Även om dessa parametrar ensamma kan användas för utvärdering, är en betydande fördel med Rhopoint TAMS™ att dessa parametrar kan kombineras till två nya värden: Kvalitetskoefficienten och harmoniskoefficienten.

Kvalitetskoefficienten (Q) är ett individuellt värde som sammanfattar det övergripande utseendet på en yta, varvid 100 % representerar en helt slät yta med ett perfekt visuellt intryck.

Harmonikoefficienten (H) utvecklades för att utvärdera acceptansen av två angränsande delar. Ett värde på >1,0 indikerar att den visuella kvaliteten på de angränsande delarna upplevs störa av observatören.

Dessa två värden är den avgörande förutsättningen för att göra en PASS/FAIL-utvärdering möjlig för en slutlig kvalitetskontroll i produktionslinjen och/eller fastställande av interventionsgränser.

Baserat på optisk metrologi är Rhopoint TAMS™ ett betydande steg framåt i mätningen av bil- och premium-högglansbeläggningar, eftersom det kvantifierar den visuella upplevelsen och gör det lättare att tolka och föra resultaten vidare. Tekniken i Rhopoint TAMS™ ger en heltäckande bild av en mängd olika ytor, från stål som bärarmaterial till de olika mellanskikten som KTL och filler och så långt som topplacken. Rhopoint TAMS™ hjälper därför till att optimera ytfinishen och ger nya kvalitetskriterier som inte är föremål för den subjektiva påverkan av visuell utvärdering.

Den universella teknologin i Rhopoint TAMS™ kommer att göra andra kundspecifika utvärderingsmetoder möjliga i framtiden, där Industry 4.0 spelar en viktig roll.

Som en långvarig distributionspartner till Rhopoint Instruments kommer Konica Minolta Sensing att ta hand om marknadsföringen och distributionen av Rhopoint TAMS™ med sitt globala distributionsnätverk. Den nya enheten är det perfekta komplementet till Konica Minoltas omfattande utbud av färg- och ljusmätningslösningar för fordonsindustrin och dess leverantörer.

Ansökningsanteckning

Ladda ner