CN116809282A - 车身涂装用机器人 - Google Patents

Abstract

提供一种车身涂装用机器人，通过极力抑制多轴臂的姿态变化，将在涂料供给装置的循环通路中流动的涂料的压力和存在于涂装头内部的涂料的压力保持为适当的压力范围。车身涂装用机器人具备：涂装头；贮存涂料的贮存部；能够控制在设于涂装头与贮存部之间的循环通路中流动的涂料的压力的供给装置；和具有涂装头及供给装置的臂，该臂是具备多个臂部件和将各臂部件相互连结的可动轴部的多轴臂，该机器人具有：姿态控制单元，其在涂装头对车身进行涂装时，控制多个臂部件的姿态，将涂装头与供给装置的相对位置保持为固定或将该相对位置的变动抑制在规定的容许范围内；和移动机构，其在涂装头对车身进行涂装时使多轴臂沿着涂装方向移动。

Description

车身涂装用机器人

技术领域

本发明涉及具备涂装头的车身涂装用机器人，该涂装头具有多个喷出涂料的喷嘴。

背景技术

使用搭载有具备多个排出涂料的喷嘴的涂装头的涂装机器人对汽车的车身进行涂装的技术正在普及。这样的涂装机器人例如为如下结构：具有多轴臂，该多轴臂具有多个臂部件和将各臂部件相互连结的可动轴部，在多个臂部件中的成为前端的臂部件上设有涂装头、向涂装头进行涂料供给的涂料供给装置等(例如参见专利文献1)。涂料供给装置例如具有贮存涂料的容器、向涂装头供给涂料的供给通路、和使未由涂装头使用的涂料向容器回流的回流通路，涂料在容器与涂装头之间循环。在这样的涂料供给装置中，设有将涂料向供给通路送出的供给泵和将涂料向回流通路吸入的吸入泵。供给泵和吸入泵基于设于供给通路和回流通路的压力传感器等检测单元的检测结果而被控制。通过该控制，不仅能够将在供给通路和回流通路中流动的涂料的压力保持为适当的压力范围，也能够将存在于涂装头内的涂料的压力保持为适当的压力范围。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2021/040005号

发明内容

发明所要解决的课题

在使用上述的涂装机器人的车身的涂装中，随着涂装头对车身的涂装位置的变化，多轴臂的姿态、即构成多轴臂的多个臂部件各自的姿态发生变化。在上述的涂料供给装置设于构成多轴臂的多个臂部件中的某一个上的情况下，在多轴臂的姿态发生了变化时，涂料供给装置相对于涂装头的姿态(倾斜)也发生变化。因此，即使在涂料供给装置中控制在供给通路和回流通路中流动的涂料的压力，也难以将存在于涂装头内部的涂料的压力保持为适当的压力范围。虽然也能够例如在涂装头内检测涂料的压力并基于其检测结果来控制涂料供给装置的供给泵、吸入泵，但为了将这些压力保持为适当的压力而需要进行复杂控制。

本发明是为了解决上述记载的课题而完成的，目的在于提供一种通过极力抑制多轴臂的姿态变化，不仅能够将在涂料供给装置的供给通路和回流通路中流动的涂料的压力保持为适当的压力范围，也能够将存在于涂装头内部的涂料的压力保持为适当的压力范围的技术。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的车身涂装用机器人具备：涂装头，其能够朝向车身喷出涂料；供给装置，其具有使上述涂料在贮存上述涂料的贮存部与上述涂装头之间循环的循环通路，能够控制在上述循环通路中流动的上述涂料的压力；和臂，其具有上述涂装头及上述供给装置，上述臂是具有多个臂部件和将各臂部件相互连结的可动轴部的多轴臂，车身涂装用机器人具备：姿态控制单元，其在基于上述涂装头对上述车身进行涂装时，控制构成上述多轴臂的上述多个臂部件的姿态，将上述涂装头与上述供给装置的相对位置保持为固定，或将该相对位置的变动抑制在规定的容许范围内；和移动机构，其在基于上述涂装头对上述车身进行涂装时，使上述多轴臂沿着上述涂装头中的上述车身的涂装方向移动。

另外，上述循环通路具有：供给通路，其将贮存于上述贮存部的上述涂料向上述涂装头供给；和返回流路，其使未由上述涂装头使用的上述涂料返回上述贮存部，上述供给装置具有：送出单元，其将贮存于上述容器的上述涂料向上述供给通路送出；吸入单元，其将上述涂料从上述涂装头吸入到上述返回流路；第1检测单元，其检测送入到上述供给通路的上述涂料的压力；第2检测单元，其检测吸入到上述返回流路的涂料的压力；和压力控制单元，其基于上述第1检测单元的检测结果控制上述送出单元对上述涂料的送出量，并且基于上述第2检测单元的检测结果控制上述吸入单元对上述涂料的吸入量。

该情况下，优选的是，上述姿态控制单元基于来自上述第1检测单元及上述第2检测单元的检测结果，控制构成上述多轴臂的上述多个臂部件的姿态。

另外，上述臂具有基部，该基部将经由上述可动轴部连结的多个臂部件以在2轴方向上旋转自如的方式支承，上述移动机构具有：沿着上述涂装头的涂装方向延伸的引导部件；和使上述基部沿着上述引导部件移动的驱动单元，上述引导部件设于对上述车身进行涂装的涂装室的地面。

另外，上述臂具有基部，该基部将经由上述可动轴部连结的多个臂部件以在2轴方向上旋转自如的方式支承，上述移动机构具有：沿着上述涂装头的涂装方向延伸的引导部件；和使上述基部沿着上述引导部件移动的驱动单元，上述引导部件设于对上述车身进行涂装的涂装室的侧面或被涂装的上述车身的上方的位置。

发明效果

根据本发明，通过极力抑制多轴臂的姿态变化，不仅能够将在涂料供给装置的供给通路和回流通路中流动的涂料的压力保持为适当的压力范围，也能够将存在于涂装头内部的涂料的压力保持为适当的压力范围。

附图说明

图1是表示实施本发明的车身涂装用机器人的结构的俯视图。

图2是图1所示的车身涂装用机器人的从涂装生产线的上游侧观察到的图。

图3是图1所示的车身涂装用机器人的从车身侧观察到的图。

图4是表示涂料循环装置的结构的一例的图。

图5是表示控制系统的结构的一例的图。

图6是表示设于涂装机器人的涂装头的移动轨迹的一例的图。

图7中，(a)是表示将机械臂15的第2转动臂23设为水平状态而进行了涂装时的、涂装头56的输入侧的涂料的压力变化的图，(b)是表示涂装头56的输出侧的涂料的压力变化的图。

图8中，(a)是表示使机械臂15的第2转动臂23的姿态变化而进行了涂装时的、涂装头56的输入侧的涂料的压力变化的图，(b)是表示涂装头56的输出侧的涂料的压力变化的图。

图9是表示不是将涂装机器人设置于涂装室的地面、而是设置于涂装室的侧壁或顶棚面等车身上方的情况下的一例的图。

附图标记说明

10…涂装机器人(车身涂装用机器人)

15…机械臂

16…移动装置

21…基台(基部)

22…第1转动臂

23…第2转动臂

33…驱动机构(驱动单元)

55…涂料容器(贮存部)

56…涂装头

57…供给通路

58…返回流路(回流通路)

62…齿轮泵(送出单元)

69…压力计(第1检测单元)

79…压力计(第2检测单元)

80…齿轮泵(吸入单元)

102…臂控制部(姿态控制单元)

103…涂料供给控制部(压力控制单元)

具体实施方式

以下，基于附图说明实施本发明的车身涂装用机器人10。以下，将车身涂装用机器人10称为涂装机器人10进行说明。本实施方式的涂装机器人10例如配置在汽车制造工厂中的涂装生产线的侧方，对沿着涂装生产线搬送的车身FR进行涂装。

需要说明的是，在本实施方式中，作为涂装机器人10进行涂装的对象物(以下，称为涂装对象物)，将汽车的车身FR作为一例进行说明，但作为涂装对象物，也可以是例如车身以外的汽车零部件(作为一例，可列举车门、发动机罩、各种面板等，但不限定于此)，除此以外，也可以是汽车以外的各种零部件(作为一例，飞机或铁路的外装零部件)等，只要是需要进行涂装的零部件即可，无需限定于汽车的车身。

涂装是以在涂装对象物的表面上形成涂膜、对其表面予以保护和美观为目的而进行的。因此，作为涂装，除了使用特定颜色的涂料或具有特定功能的涂料对涂装对象物进行涂装以外，还包括按顺序使用多种颜色的涂料对涂装对象物进行涂装。另外，涂装包括例如花纹、插图或图像等的涂装。

如图1至图3所示，涂装机器人10作为一例而具有机械臂15、移动装置16和涂装头单元17。在此，移动装置16相当于权利要求中记载的移动机构。机械臂15由具有基台21和多个(在图1中为两条)臂部件22、23的多轴臂构成。基台21具有固定于后述的移动台31上的固定部24和能够相对于固定部24旋转的旋转部25。在此，基台21相当于权利要求中记载的基部。固定部24在内部具有马达M1(参照图5)。旋转部25通过马达M1的驱动而以与涂装生产线的地面垂直的方向(图2或图3中z方向或-z方向)为旋转中心旋转。

以下，在多个臂部件22、23中，将与旋转部25连结的臂部件22称为第1转动臂22，将与第1转动臂22连结的臂部件23称为第2转动臂23。

第1转动臂22在该第1转动臂22的延伸方向上的一端部，与设于旋转部25的可动轴部26连结。在设于旋转部25的可动轴部26上设有马达M2(参照图5)，使所连结的第1转动臂22在与涂装生产线的地面正交的平面(例如在机械臂15处于图2的状态时，为yz平面)上转动。

在第1转动臂22的延伸方向上，在与连结于旋转部25的可动轴部26上的一端部为相反侧的另一端部，经由可动轴部27连结有第2转动臂23。在可动轴部27上设有后述的马达M3(参照图5)，使所连结的第2转动臂23在与涂装生产线的地面正交的平面(例如在机械臂15处于图2的状态时，为yz平面)上转动。需要说明的是，虽然省略了图示，但旋转部25的可动轴部26的中心轴线与设于第1转动臂22的可动轴部27的中心轴线平行。需要说明的是，在第2转动臂23的内部设有后述的涂料循环装置51。

在第2转动臂23的延伸方向上的另一端部设有腕部28。腕部28保持涂装头单元17。虽然省略关于结构的详情，但腕部28具有驱动轴的轴线方向分别不同的多个(在此为三个)马达M4、M5、M6(参照图5)，通过驱动这些马达中的某一个，以腕部28所具有的多个轴部中的某一个轴部为转动中心，使所保持的涂装头单元17转动。需要说明的是，轴部的个数只要为两个以上即可。

移动装置16设置于例如涂装室的地面，使机械臂15沿着涂装室的地面在一个方向(在图1或图3中为x方向或-x方向)上往复移动。需要说明的是，基于移动装置16实现的机械臂15的移动方向成为后述的涂装头56的涂装方向(主扫描方向)。移动装置16具有供机械臂15的基台21固定的移动台31、引导移动台31的移动的导轨32、和使移动台31沿着导轨32往复移动的驱动机构33。导轨32通过省略了图示的框架，例如在导轨32的延伸方向沿着图1中x方向或-x方向的状态下固定于涂装室的地面。在此，导轨32相当于权利要求中记载的引导部件。

驱动机构33通过省略了图示的框架而固定于例如涂装室的地面。作为一例，驱动机构33由驱动马达110(参照图5)、驱动侧链轮41、从动侧链轮42和卷挂于这些链轮41、42的驱动带43构成。在此，驱动机构33相当于权利要求中记载的驱动单元。虽然省略了图示，但驱动侧链轮41及从动侧链轮42分别由例如在外周面形成有多个齿的两片圆板和将这些圆板同轴地保持的驱动轴构成。需要说明的是，驱动侧链轮41及从动侧链轮42沿着涂装室的地面(在图1中，这些链轮的旋转中心沿着y方向及-y方向)配置。作为一例，驱动带43具有：两个链带，其卷挂在驱动侧链轮41及从动侧链轮42所具有的两个圆板各自上；和多个连结杆，其相对于分别卷挂在驱动侧链轮41及从动侧链轮42上的两个链带在多个位置横跨配置。需要说明的是，也可以不使用链带，而是使用橡胶的环形带。

因此，卷挂在驱动侧链轮41和从动侧链轮42上的驱动带43向图3中x方向或-x方向行进。如上述那样，在驱动带43上固定有移动台31，因此，若驱动带43向图3中x方向或-x方向行进，则移动台31沿着导轨32的延伸方向向图3中x方向或-x方向移动。

涂装头单元17具备后述的涂装头56和控制该涂装头56的动作的头控制部(参照图5)等。

接下来，对涂料循环装置51进行说明。如图4所示，涂料循环装置51具有例如将贮存于涂料容器55的涂料向涂装头56供给的供给通路57、和使未由涂装头56使用的涂料从涂装头56返回到涂料容器55的返回流路(回流通路)58，除此以外，还具有不将涂料向涂装头56供给而使其从供给通路57流到返回流路58的旁通流路59。另外，涂料循环装置51将涂料容器55、齿轮泵62、80载置于涂装室的地面，另外，例如在第2转动臂23的内部收纳有除去过滤器63、脱气模块64、切换阀、比例阀、压力计等零部件。在此，涂料循环装置51相当于权利要求中记载的供给装置。另外，涂料容器55相当于权利要求中记载的贮存部。需要说明的是，也可以采用齿轮泵62、80例如收纳于第2转动臂23的内部的结构。另外，也可以采用将除去过滤器63、脱气模块64、切换阀、比例阀、压力计等中的至少一个零部件载置于地面的结构。

涂料循环装置51在车身FR的涂装时，将贮存于涂料容器55的涂料向涂装头56供给，并且使未由涂装头56使用的涂料从涂装头56返回到涂料容器55，由此使涂料在涂料容器55与涂装头56之间循环。另外，涂料循环装置51在不对车身FR进行涂装时，使贮存于涂料容器55的涂料按照供给通路57、旁通流路59及返回流路58的顺序流动，返回到涂料容器55。

另外，在对车身FR的涂装中使用的涂料是例如使用颜料的水性涂料或溶剂系涂料。因此，通过利用涂料循环装置51使涂料循环，防止了涂料中所含的颜料的分离和颜料的凝集化。

以下，在说明涂料循环装置51的供给通路57的结构时，在涂料的供给方向上，将涂料容器55侧设为上游侧，将涂装头56侧设为下游侧。另外，在说明涂料循环装置51的返回流路58的结构时，将涂装头56侧设为上游侧，将涂料容器55侧设为下游侧。

涂料容器55贮存使用了涂装头56的车身FR的涂装时使用的涂料。涂料容器55配置于例如涂装机器人10的外部(例如涂装室的地面等)。此外，在使用涂装头56进行车身FR的涂装的过程中，根据需要从外部向涂料容器55供给涂料。另外，在涂料从返回流路58返回到涂料容器55的情况下，与该涂料一起流入的气泡浮到涂料容器55内的液面上，该涂料容器55也可以具有将该气泡除去的功能。

涂装头56具有呈二维状排列有多个喷嘴61的喷嘴形成面56a，通过从多个喷嘴61各自喷出经由供给通路57供给的涂料，在车身FR的表面上形成涂膜。此外，省略了涂装头56的详细结构。

供给通路57是将贮存于涂料容器55的涂料朝向涂装头56供给的路径。供给通路57具有后述的流路57a、57b、...、57h、57i。另外，在供给通路57的中途，从该供给通路57的上游侧起按顺序配置有齿轮泵62、除去过滤器63、脱气模块64。

齿轮泵62吸入涂料容器55中贮存的涂料，并将吸入的涂料朝向涂装头56送出。因此，若驱动齿轮泵62，则该齿轮泵62的上游侧、即涂料容器55与齿轮泵62之间的流路57a、57b的内部压力成为负压，贮存于涂料容器55的涂料被吸入到该流路57a、57b。然后，涂料被从齿轮泵62送出到与齿轮泵62的下游侧连接的流路57c。在此，齿轮泵62相当于权利要求中记载的送出单元。

构成供给通路57的流路57a及流路57b利用三通阀66连接。三通阀66能够切换为将流路57a与流路57b连通的状态、和将流路57b与连接于排液槽83的排液通路连通的状态中的某一个状态。例如在对车身FR进行涂装时，三通阀66保持为将流路57a与流路57b连通的状态。另外，在对供给通路57内进行清洗时，三通阀66成为将流路57b与排液槽83(详细而言连接于排液槽83的未图示的流路)连通的状态。

在供给通路57中，齿轮泵62在输出侧与流路57c连接。在流路57c的下游侧端部设有切换阀67。切换阀67具有四个阀部67a、67b、67c、67d。例如阀部67a与流路57c连接，另外，阀部67b与通向除去过滤器63的流路57d连接。另外，阀部67c与清洗容器82(详细而言连接于清洗容器82的未图示的流路)连接。而且，阀部67d与排液槽83(详细而言连接于排液槽83的未图示的流路)连接。这些阀部中的阀部67a及阀部67b通常保持为打开状态。另一方面，阀部67c、67d通常保持为关闭状态，在涂料循环装置51的清洗时从关闭状态切换成打开状态。

在与切换阀67的阀部67b连接的流路57d的下游侧，设有除去过滤器63。除去过滤器63除了除去涂料中所含的粗大异物和颜料凝集物等异物以外，还除去涂料中所含的气泡中的超过规定大小的气泡。除去过滤器63是例如金属网或树脂性网等的网孔状体、多孔质体、穿设有微小贯穿孔的金属板。作为网孔状体，能够列举例如金属网过滤器、使金属纤维例如SUS这样的金属细线成为毡状的构造、压缩烧结得到的金属烧结过滤器、电铸金属过滤器、电子射线加工金属过滤器、激光束加工金属过滤器等。

在与除去过滤器63的输出侧连接的流路57e的下游侧设有切换阀68。切换阀68与切换阀67同样地，具有四个阀部68a、68b、68c、68d。例如阀部68a与流路57e连接，另外，阀部68b与通向脱气模块64的流路57f连接。另外，阀部68c与清洗容器82(详细而言连接于清洗容器82的未图示的流路)连接。另外，阀部68d与排液槽83(详细而言连接于排液槽83的未图示的流路)连接。这些阀部中的阀部68a及阀部68b通常保持为打开状态。另一方面，阀部68c、68d通常保持为关闭状态，在涂料循环装置51的清洗时从关闭状态切换成打开状态。

在与切换阀的阀部68b连接的流路57f的下游侧设有脱气模块64。脱气模块64将溶解于涂料的溶解气体、气泡除去(脱气)。作为脱气模块64，能够列举例如将多个中空纤维膜捆束而得到的中空纤维膜束。

在与脱气模块64的输出侧连接的流路57g上设有压力计69。压力计69测量从脱气模块64送出的涂料的压力。压力计69的测量结果被输出到涂料供给控制部103(参照图5)。齿轮泵62由涂料供给控制部103进行驱动控制，以使得由压力计69检测出的压力值成为固定值。需要说明的是，压力计69相当于权利要求中记载的第1检测单元。另外，在供给通路57中，也可以设有单个或多个压力计69以外的压力计。

在上述的流路57g的下游侧端部设有切换阀70。切换阀70与切换阀67及切换阀68同样地，具有四个阀部70a、70b、70c、70d。例如阀部70a与流路57g连接，另外，阀部70b与流路57h连接。另外，阀部70c与清洗容器82(详细而言连接于清洗容器82的未图示的流路)连接。另外，阀部70d与排液槽83(详细而言连接于排液槽83的未图示的流路)连接。这些阀部中的阀部70a及阀部70b通常保持为打开状态。另一方面，阀部70c、70d通常保持为关闭状态，在涂料循环装置51的清洗时从关闭状态切换成打开状态。

在与切换阀的阀部70b连接的流路57h的下游侧端部连接有比例阀71。比例阀71由涂料供给控制部103进行开闭控制，以使得在比例阀71的下游侧流动的涂料的压力值成为固定。

在比例阀71的下游侧设有流路57i。在流路57i上设有压力计72及单向阀73。压力计72测量从比例阀71朝向涂装头56流动的涂料的压力。单向阀73使涂料向一个方向(该情况下，为从比例阀71朝向涂装头56的方向)流动，防止向与该一个方向相反的方向流动。此外，在流路57i上，旁通流路59的上游侧的端部连接在压力计72与单向阀73之间。

返回流路58是使在对车身FR涂装时未由涂装头56使用的涂料或经由旁通流路59循环的涂料朝向涂料容器55返回的流路。返回流路58具有流路58a、58b、58c、58d、58e。

在流路58a上，在上游侧端部连接有涂装头56。在流路58a上设有单向阀75和压力计76。单向阀75使涂料向一个方向(该情况下，为从涂装头56朝向压力计76的方向)流动，防止向与该一个方向相反的方向流动。此外，在流路58a上，旁通流路59的下游侧的端部连接在单向阀75与压力计76之间。压力计76测量比例阀77的上游侧的(即，从涂装头56朝向比例阀77流动的)涂料的压力。

在流路58a的下游侧设有比例阀77。比例阀77由涂料供给控制部103进行开闭控制，将从涂装头56朝向比例阀77流动的涂料的压力值保持为固定。

在与比例阀77的输出侧连接的流路58b的下游侧设有切换阀78。切换阀78与设于供给通路57的切换阀67、68、70同样地，具有四个阀部78a、78b、78c、78d。例如阀部78a与流路58b连接，另外，阀部78b与通向齿轮泵80的流路58c连接。另外，阀部78c与清洗容器82(详细而言连接于清洗容器82的未图示的流路)连接。另外，阀部78d与排液槽83(详细而言连接于排液槽83的未图示的流路)连接。这些阀部中的阀部78a及阀部78b通常保持为打开状态。另一方面，阀部78c、78d通常保持为关闭状态，在涂料循环装置51的清洗时从关闭状态切换成打开状态。

在流路58c上设有压力计79。压力计79测量流入到流路58c的涂料的压力。压力计79的测量结果被输出到涂料供给控制部103。需要说明的是，压力计79相当于权利要求中记载的第2检测单元。

在流路58c的下游侧端部设有齿轮泵80。齿轮泵80将涂料吸入到流路58c，并将吸入的涂料朝向涂料容器55送出。因此，通过驱动齿轮泵80，该齿轮泵80的上游侧、即流路58c的内部压力成为负压，涂料被吸入到流路58c。并且，涂料被从齿轮泵80向与该齿轮泵80的下游侧连接的流路58d送出。此时，齿轮泵80由涂料供给控制部103进行驱动控制，以使得由压力计79检测出的压力值成为固定值。在此，齿轮泵80相当于权利要求中记载的吸入单元。

在与齿轮泵80的输出侧连接的流路58d的下游侧连接有三通阀81。三通阀81切换为将流路58d与连接于涂料容器55的流路58e连通的状态、和将流路58d与排液槽83连通的状态中的某一个状态。三通阀81在涂装头56对车身FR进行涂装时或在涂料循环时，保持为将流路58d与流路58e连通的状态。另外，三通阀81在清洗时从将流路58d与流路58e连通的状态，切换为将流路58d与排液槽83连通的状态。由此，在流路58d中流动的清洗液、空气经由三通阀81被排出到排液槽83。

旁通流路59与流路57i和流路58a连接，在不进行基于涂装头56的涂料涂装时，使在供给通路57中流动的涂料的一部分不流到涂装头56而是流到返回流路58。在旁通流路59上设有控制阀84。控制阀84在涂装头56对车身FR进行涂装时保持为关闭状态，在不进行涂装头56对车身FR的涂装时切换为打开状态。

接下来，对控制上述的涂装机器人10的结构(以下，称为控制系统)进行说明。图5是表示控制系统的结构的图。如图5所示，控制系统100具有主控制部101、臂控制部102、涂料供给控制部103、头控制部104及移动台控制部105。虽然省略了图示，但主控制部101、臂控制部102、涂料供给控制部103、头控制部104及移动台控制部105由CPU(CentralProcessing Unit)、存储部位(ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、非易失性存储器等)、以及其他要素构成。

主控制部101向臂控制部102、涂料供给控制部103、头控制部104及移动台控制部105各自发送规定的控制信号，以使得机械臂15、移动装置16、涂料循环装置51及涂装头56协作而执行针对涂装对象物的涂装。

臂控制部102基于自身所具有的臂用存储器106中保存的各种数据，进行针对设于机械臂15上的马达M1、M2、M3、M4、M5、M6各自的驱动控制。在此，臂用存储器106中存储的各种数据是涂装机器人10对车身FR进行涂装时所需的数据，例如，包含进行涂装的车身FR的外形形状的数据、表示该车身FR的涂装时的涂装头单元17的移动轨迹的轨迹数据、表示机械臂15及涂装头单元17的姿态的姿态数据等。在此，臂控制部102相当于权利要求中记载的姿态控制单元。

在此，关于使用本实施方式所示的涂装机器人10进行的车身FR的涂装，一边维持为第2转动臂23的延伸方向包含于水平面的状态、即将第2转动臂23维持为水平状态，一边执行。因此，上述姿态数据不仅包含例如第2转动臂23维持为水平状态时的、第1转动臂22的姿态(马达M1和马达M2的旋转量)的数据，也包含第2转动臂23相对于第1转动臂22的姿态(马达M3的旋转量)的数据。

此外，在利用涂装机器人10对外形形状不同的多个车身FR进行涂装的情况下，上述的各种数据与外形形状不同的多个车身FR各自对应地保存于臂用存储器106。

涂料供给控制部103基于设于上述的涂料循环装置51的压力计69、72、76、79的测量结果，进行齿轮泵62、80的驱动控制和比例阀71、77的开闭控制，使涂料循环装置51的涂料容器55中贮存的涂料在涂料容器55与涂装头56之间循环。在此，涂料供给控制部103相当于权利要求中记载的压力控制单元。

头控制部104基于由位置传感器107检测出的涂装头56的位置信息，使压电基板108工作。在此，头控制部104不仅控制压电基板108的工作，还进行对压电基板108的工作频率的控制、施加于压电基板108的电压的控制，也能够控制从设于涂装头56的喷嘴形成面56a上的多个喷嘴61各自喷出的涂料的液滴量。

位置传感器107检测通过臂控制部102的控制而移动的涂装头56的位置，将其检测信号输出到主控制部101。

移动台控制部105控制上述的移动装置16所具有的驱动马达110的工作，使驱动侧链轮41旋转，从而使卷挂于驱动侧链轮41及从动侧链轮42各自的驱动带43以期望的速度行进。通过驱动带43的行进，固定于该驱动带43的移动台31向图1中x方向或-x方向移动。另外，在具备倾斜装置111的情况下，移动台控制部105除了移动装置16以外，还控制倾斜装置111的工作。

位置传感器112检测通过移动台控制部105的控制而移动的移动台31的位置，并将其检测信号经由移动台控制部105输出到主控制部101。

倾斜装置111是使移动装置16倾斜的装置。虽然省略了图示，但倾斜装置111例如除了通过空气的供给而使缸杆相对于缸主体伸缩的气缸以外，还能够利用使用多个齿轮和凸轮的装置。需要说明的是，倾斜装置111也可以不设为由移动台控制部105进行驱动控制的结构，而是在设置移动装置16时，通过例如进给丝杠机构等的调整而利用人工或外部的驱动单元等使其工作。

接下来，对使用涂装机器人10的车身FR的涂装中的控制进行说明。需要说明的是，图6示出对车身TR进行涂装时的涂装头56的移动轨迹的一例。如图6所示，在涂装机器人10未进行车身FR的涂装时，涂装头56保持于例如待机位置(图6中为位置P1)。若基于涂装机器人10进行的涂装开始，则移动台控制部105使驱动马达110进行驱动。通过驱动马达110的驱动，卷挂于驱动侧链轮41及从动侧链轮42上的驱动带43行进，移动台31向图6中x方向移动。随着移动台31向图6中x方向移动，固定于移动台31上的机械臂15向图6中x方向移动。此外，机械臂15、即涂装头56从位置P1向位置P2的移动速度作为一例为300mm/s。

此时，作为控制的一例，存在臂控制部102使马达M1、M2、M3、M4、M5、M6中的任意马达均不进行驱动的情况。该情况下，在移动台31向图6中x方向移动时，机械臂15的第1转动臂22及第2转动臂23的姿态保持为固定。

若通过移动台31向图6中x方向的移动而涂装头56移动至位置P2，则移动台控制部105停止驱动马达110的驱动。

若使驱动马达110的驱动停止，则臂控制部102驱动马达M2、M3，使涂装头56从位置P2移动至位置P3。此时，臂控制部102使马达M2、M3进行驱动，以使得第2转动臂23维持水平状态。并且，若涂装头56移动至位置P3，则臂控制部102使马达M2、M3的驱动停止。在此，机械臂15、即涂装头56从位置P2向位置P3的移动速度作为一例为300mm/s。

若涂装头56移动至位置P3，则移动台控制部105使驱动马达110进行驱动，使移动台31及固定于该移动台31上的机械臂15向图6中-x方向移动。由此，涂装头56从位置P3移动至位置P4。在此，机械臂15、即涂装头56从位置P3向位置P4的移动速度作为一例为300mm/s。

在此，在涂装头56对车身FR进行的涂装中，在位置P4与位置P5之间向图6中-x方向或x方向往复移动，在从位置P4至位置P5的移动和从位置P5至位置P4的移动中的某一方的移动时，进行使用了设于涂装头56的喷嘴形成面56a上的多个喷嘴61的涂装(以下，将使用设于喷嘴形成面56a上的多个喷嘴的全部喷嘴的涂装称为一排(1line)的涂装)，若一排的涂装结束，则进行使涂装头56向-y方向移动一排的动作。因此，位置P4到位置P5之间成为由涂装头56进行涂装的涂装区域。此外，在基于涂装头56对车身FR进行的涂装中，涂装头56的移动速度设定为例如30mm/s到200mm/s的范围。

在涂装头56到达了位置P4后，臂控制部102参照臂用存储器106中保存的车身FR的外形形状的数据使马达M4、M5、M6进行驱动。同时，移动台控制部105使倾斜装置111进行驱动。

由此，腕部28与涂装头56向图6中-x方向的移动一起转动。另外，通过倾斜装置111的驱动，涂装头56在铅垂方向(图1中z方向或-z方向)上移动。因此，维持涂装头56的喷嘴形成面56a相对于车身FR的涂装部位保持固定间隔的状态。此时，第2转动臂23保持为水平状态。因此，在腕部28不转动时，成为涂料循环装置51与涂装头56的相对位置不变化的状态，另外，在通过腕部28的转动而涂装头56移动时，涂料循环装置51与涂装头56的相对位置成为基于腕部28的转动实现的规定范围内的变化。在该状态下，头控制部104使压电基板108工作。

若涂装头56移动至位置P5，则基于涂装头56进行的一排的涂装结束。因此，移动台控制部105停止驱动马达110的驱动。同时，臂控制部102使马达M2、M3(根据需要使马达M1)进行驱动，使机械臂15的姿态变化。由此，涂装头56向图6中-y方向移动一排。

移动台控制部105使驱动马达110进行驱动，使移动台31及固定于该移动台31的机械臂15向图6中x方向移动。由此，涂装头56从位置P5朝向位置P4移动。此时，头控制部104使压电基板108工作。由此，进行基于涂装头56对车身FR的涂装。该情况下也是，臂控制部102使固定于第2转动臂23上的腕部28的马达M4、M5、M6进行驱动，使涂装头56的姿态变化，该涂装头56的喷嘴形成面56a相对于车身FR的涂装部位保持固定间隔。并且，若涂装头56到达位置P4，则移动台控制部105停止驱动马达110的驱动。由此，对车身FR进行接下来的一排的涂装。

在车身FR的涂装中，在使涂装头56从位置P4朝向位置P5(或相反地从位置P5朝向位置P4)移动后向-y方向移动一排的动作多次进行。并且，若进行了车身FR整体的涂装且移动到位置P5，则臂控制部102使马达M2、M3、M4、M5、M6进行驱动，使涂装头从位置P5向位置P1移动。

需要说明的是，在上述的涂装头56的移动时，基于设于涂料循环装置51的供给通路57上的压力计69的检测结果、设于返回流路58上的压力计79的检测结果，控制在供给通路57、返回流路58中流动的涂料的压力，除此以外，还进行基于压力计72进行的比例阀71的开闭控制、基于压力计76进行的比例阀77的开闭控制。

此外，在本实施方式中，涂装头56的移动速度在涂装头56到达了位置P4时减速。然而，使涂装头56的移动速度减速的位置无需限定于位置P4，也可以在到达了例如位置P2时减速。

接下来，考虑在利用上述的涂装机器人10进行车身FR的涂装时，涂料循环装置51的内部压力基于第2转动臂23的状态产生的变化(变动)。

图7的(a)是表示在将机械臂15的第2转动臂23设为水平状态而进行了涂装时的、涂装头56的输入侧的涂料的压力变化的图。另外，图7的(b)是表示将机械臂15的第2转动臂23设为水平状态而进行了涂装时的、涂装头56的输出侧的涂料的压力变化的图。另外，图8的(a)是表示使机械臂15的第2转动臂23的姿态变化而进行了涂装时的、涂装头56的输入侧的涂料的压力变化的图。另外，图8的(b)是表示使机械臂15的第2转动臂23的姿态变化而进行了涂装时的、涂装头56的输出侧的涂料的压力变化的图。在这些图中，示出了涂装头从位置P4移动至位置P5的情况下的测量结果。需要说明的是，对于涂装头56的输入侧的涂料的压力，将其目标值设为例如0.1bar，对于涂装头56的输出侧的涂料的压力，将其目标值设为例如-0.1bar。

如图7的(a)、图7的(b)所示，在将第2转动臂23设为水平状态而进行了涂装的情况下，涂装头56的输入侧的、即朝向涂装头56流动的涂料的压力在0.09bar到0.1075bar的范围内变化。即，可知朝向涂装头56流动的涂料的压力在目标值的前后变化，将涂料稳定地朝向涂装头56供给。另外，涂装头56的输出侧的、即从涂装头56送出的涂料的压力在-0.0925bar到-0.1075bar的范围内变化。即，可知从涂装头56送出的涂料的压力在目标值的前后变化，将涂料稳定地从涂装头56送出。

另一方面，如图8的(a)及图8的(b)所示，在以使涂装头56位于下方的方式使第2转动臂23倾斜而进行了涂装的情况下，涂装头56的输入侧的、即朝向涂装头56流动的涂料的压力在0.093bar到0.106bar的范围内变化。即，可知朝向涂装头56流动的涂料的压力在目标值的前后变化，使涂料稳定地朝向涂装头56流动。然而，涂装头56的输出侧的、即从涂装头56送出的涂料的压力在-0.078bar到-0.0975bar的范围内变化。即，可知从涂装头56送出的涂料的压力以脱离目标值的值变化，未将涂料稳定地从涂装头56送出。

根据这样的结果可知，在将第2转动臂23设为水平状态而进行了涂装的情况下，与使第2转动臂23倾斜而进行了涂装的情况相比，涂装头56及涂料循环装置51的水头差的影响小，能够稳定地使涂料循环。即，在涂装机器人10中，在基于涂装头56对车身FR进行涂装时，期望将第2转动臂23设为水平状态，仅在难以使第2转动臂23为水平状态的情况下，使第2转动臂23倾斜规定角度。由此，能够通过抑制涂装头56及涂料循环装置51的水头差的影响，而使在涂料循环装置51的供给通路57、返回流路58中流动的涂料的压力稳定，即，使涂料在涂料容器55与涂装头56之间稳定地循环。

在本实施方式中，说明了将移动装置16设置于涂装室的地面的情况，但无需限定于此，也能够如图9所示，例如将移动装置16设置于涂装室的侧壁或涂装室的顶棚面等、比作为涂装对象物的车身FR靠上方的位置。由此，由于不再需要在地面上配置进行涂装所需的要素，所以能够提供减小了进行车身FR的涂装时所需的地面面积的涂装室。

在本实施方式中，通过在将机械臂15的第2转动臂23保持为水平状态的状态下进行基于涂装头56的涂装，从而抑制了涂料循环装置51与涂装头56之间的水头差的产生和其变化。例如在设于车身FR的发动机罩及车顶等、具有存在高低差的涂装面的涂装对象物的情况下，为了使涂装头56上下移动，需要使机械臂15的第1转动臂22、第2转动臂23转动，也存在通过这些转动而难以将第2转动臂23保持为水平状态的情况。为了应对这样的情况，例如，也能够在机械臂15的基台21上设置用于使旋转部25升降的升降装置，通过使旋转部25相对于固定部24升降而将第2转动臂23保持为水平状态。

此外，在例如设于车身FR的发动机罩及车顶等、具有存在高低差的涂装面的涂装对象物的情况下，通过设置对发动机罩进行涂装的涂装机器人和对车顶进行涂装的涂装机器人等，使用根据涂装部位而不同的涂装机器人进行涂装，从而在基于各个涂装机器人进行的涂装动作中，能够在将第2转动臂保持为水平状态的状态下进行涂装。

另外，在使涂装头56沿着车顶或发动机罩等的外形形状移动的情况下，也存在使涂装机器人10的第1转动臂22、第2转动臂23转动的情况，在这样的情况下，涂装头56虽然向图1中z方向或-z方向移动一些，但不会产生压力变动。另外，在使涂装头56急剧移动或使涂装头56在大范围内上下移动等的情况下，由于使涂装机器人10的第1转动臂22、第2转动臂23的姿态急剧变化，所以会产生涂料的压力变动，但在本实施方式中，由于涂装机器人10的第1转动臂22、第2转动臂23的姿态保持为固定，所以能够防止伴随这些臂的姿态变化产生压力变动。

在本实施方式中，臂控制部102基于臂用存储器106中存储的车身FR的外形形状的数据来控制机械臂15中的第2转动臂23的姿态，但臂控制部102也能够除了使用车身FR的外形形状的数据以外，还使用由设于涂料循环装置51的压力计69、79测量的压力值进行控制，以将第2转动臂23的姿态维持为水平状态。该情况下，臂控制部102使马达M2、M3进行驱动，以水平状态保持第2转动臂23，以使得由压力计69、79测量的压力值成为固定或压力值的变动在规定范围内。

(关于效果)

本发明的涂装机器人10具备：涂装头56，其能够朝向车身FR喷出涂料；涂料循环装置51，其具有使涂料在贮存涂料的涂料容器55与涂装头56之间循环的供给通路57及返回流路58，能够控制在供给通路57及返回流路58中流动的涂料的压力；和机械臂15，其具有涂装头56及齿轮泵62、80，在涂装机器人10中，机械臂15是具备第1转动臂22及第2转动臂23和将这些臂相互连结的可动轴部26、27的多轴臂，涂装机器人10具有：臂控制部102，其在基于涂装头56对车身FR进行涂装时，控制构成多轴臂的第1转动臂22及第2转动臂23的姿态，将涂装头56与涂料循环装置51的相对位置保持为固定或将该相对位置的变动抑制为规定的容许范围内；和移动装置16，其在基于涂装头56对车身FR进行涂装时，使多轴臂沿着涂装头56中的车身FR的涂装方向移动。

在例如没有移动装置的情况下，多轴臂的基部固定于规定位置。此时，在涂装头的涂装位置距多轴臂的基部的位置近的情况下，构成多轴臂的臂部件成为起立的状态，另一方面，在涂装头的涂装位置距多轴臂的基部的位置远的情况下，构成多轴臂的臂部件成为水平状态。即，在多轴臂的基部被固定时，在流动于循环通路的涂料的压力控制中，不仅需要考虑多轴臂的动作，还需要考虑供给装置与涂装头间的水头差，在循环通路中流动的涂料的压力控制变得复杂。

另一方面，在本发明中，将涂装头56与涂料循环装置51的相对位置保持为固定，或将该相对位置的变动抑制在规定的容许范围内。因此，在流动于供给通路57和返回流路58的涂料的压力控制中，能够大幅减轻涂料循环装置51与涂装头56间的水头差的影响，因此容易进行供给通路57和返回流路58中的涂料的压力控制。

另外，供给通路57将贮存于涂料容器55的涂料向涂装头56供给，返回流路58使未由涂装头56使用的涂料返回到涂料容器55，具有：齿轮泵62，其将贮存于涂料容器55的涂料向供给通路57送出；齿轮泵80，其将涂料从涂装头56吸入到返回流路58；压力计69，其检测送入到供给通路57的涂料的压力；压力计79，其检测吸入到返回流路58的涂料的压力；和涂料供给控制部103，其根据压力计69的检测结果来控制齿轮泵62对涂料的送出量，并且根据压力计79的检测结果控制齿轮泵80对涂料的吸入量。

根据该结构，在基于涂装头56对车身FR进行涂装时，能够基于送入到涂料循环装置51的供给通路57中的涂料的压力和吸入到返回流路58中的涂料的压力，控制齿轮泵62、80，因此能够将各流路中的涂料的压力保持为适当压力。

另外，臂控制部102基于来自压力计69、79的检测结果，控制机械臂15的第1转动臂22及第2转动臂23的姿态。

例如，在涂料循环装置51中，基于压力计69、79的检测结果控制向涂装头56供给的涂料的压力、向涂料容器55回流的涂料的压力。例如由压力计69、79检测的压力值基于机械臂15的姿态变化而变化。因此，即使不在涂料循环装置51和涂装头56设置检测高度等的传感器等，臂控制部102也能够通过利用这些检测单元的检测结果，在车身FR的高度方向上将涂料循环装置51和涂装头56保持为同一高度，或抑制为规定的容许高度范围内的变动。

另外，机械臂15具有基台21，该基台21将经由可动轴部26、27连结的第1转动臂22及第2转动臂23以在2轴方向上旋转自如的方式支承，移动装置16具有：沿着涂装头56对车身FR的涂装方向延伸的导轨32；和使基台21沿着导轨32移动的驱动侧链轮41、从动侧链轮42、驱动带43及驱动马达110，导轨32设于对车身FR进行涂装的涂装室的地面。

由此，能够在涂装头56和涂料循环装置51始终保持于同一高度的状态下，使机械臂15与涂装头56对车身FR的涂装位置相配合地移动。

另外，机械臂15具有基台21，该基台21将经由可动轴部26、27连结的第1转动臂22及第2转动臂23以在2轴方向上旋转自如的方式支承，移动装置16具有：沿着涂装头56对车身FR的涂装方向延伸的导轨32；和使基台21沿着导轨32移动的驱动侧链轮41、从动侧链轮42、驱动带43及驱动马达110，上述导轨32设于对车身FR进行涂装的涂装室的侧面或被涂装的车身的上方的位置。

由此，能够在涂装头56和涂料循环装置51始终保持为同一高度的状态下，使机械臂15与涂装头56对车身FR的涂装位置相配合地移动。另外，通过将导轨32设在涂装室的侧面或被涂装的车身FR的上方的位置，无需在涂装室的地面上配置进行涂装所需的要素，因此，能够提供减小了进行车身FR的涂装时所需的地面面积的涂装室。

Claims (5)

1.一种车身涂装用机器人，其特征在于，具备：

涂装头，其能够朝向车身喷出涂料；

供给装置，其具有使所述涂料在贮存所述涂料的贮存部与所述涂装头之间循环的循环通路，能够控制在所述循环通路中流动的所述涂料的压力；和

臂，其具有所述涂装头及所述供给装置，

所述臂是具有多个臂部件和将各臂部件相互连结的可动轴部的多轴臂，

所述车身涂装用机器人具有：

姿态控制单元，其在基于所述涂装头对所述车身进行涂装时，控制构成所述多轴臂的所述多个臂部件的姿态，将所述涂装头与所述供给装置的相对位置保持为固定，或将该相对位置的变动抑制在规定的容许范围内；和

移动机构，其在基于所述涂装头对所述车身进行涂装时，使所述多轴臂沿着所述涂装头中的所述车身的涂装方向移动。

2.根据权利要求1所述的车身涂装用机器人，其特征在于，

所述循环通路具有：供给通路，其将贮存于所述贮存部的所述涂料向所述涂装头供给；和返回流路，其使未由所述涂装头使用的所述涂料返回所述贮存部，

所述供给装置具有：

送出单元，其将贮存于所述贮存部的所述涂料向所述供给通路送出；

吸入单元，其将所述涂料从所述涂装头吸入到所述返回流路；

第1检测单元，其检测送入到所述供给通路的所述涂料的压力；

第2检测单元，其检测吸入到所述返回流路的所述涂料的压力；和

压力控制单元，其基于所述第1检测单元的检测结果控制所述送出单元对所述涂料的送出量，并且基于所述第2检测单元的检测结果控制所述吸入单元对所述涂料的吸入量。

3.根据权利要求2所述的车身涂装用机器人，其特征在于，

所述姿态控制单元基于来自所述第1检测单元及所述第2检测单元的检测结果，控制构成所述多轴臂的所述多个臂部件的姿态。

4.根据权利要求1所述的车身涂装用机器人，其特征在于，

所述臂具有基部，该基部将经由所述可动轴部连结的所述多个臂部件以在2轴方向上旋转自如的方式支承，

所述移动机构具有：

沿着所述涂装头的涂装方向延伸的引导部件；和

使所述基部沿着所述引导部件移动的驱动单元，

所述引导部件设于对所述车身进行涂装的涂装室的地面。

5.根据权利要求1所述的车身涂装用机器人，其特征在于，

所述臂具有基部，该基部将经由所述可动轴部连结的所述多个臂部件以在2轴方向上旋转自如的方式支承，

所述移动机构具有：

沿着所述涂装头的涂装方向延伸的引导部件；和

使所述基部沿着所述引导部件移动的驱动单元，

所述引导部件设于对所述车身进行涂装的涂装室的侧面或被涂装的所述车身的上方的位置。