JP2011506084A - 塗装ロボットの配置 - Google Patents

Abstract

本発明は、塗装ブース（１０）の中に固定状態で取り付けられた塗装ロボット（１２，１３，１４，１５）の配置に係り、この塗装ブースは、仮想垂直平面（２０）により、第一の空間領域及び第二の空間領域に分轄され、重複する作業エリアを有する少なくとも二つの塗装ロボットが、前記二つの領域の内の少なくとも一つの中に配置されている。塗装ロボットのそれぞれの基準点は、関係する塗装ロボットの、第一の回転軸と塗装ロボット・ベースとの交点である。各基準点は、塗装位置で塗装される予め定められた対象物の垂直方向で最も高いポイントにより決定される仮想水平平面の上方に配置され、これらの基準点は、垂直方向に、および／または、前記垂直平面に対して直角に、水平方向に、互いに対してオフセットされる（オフセット１６参照方）。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装ブースの中に固定状態で取り付けられた塗装ロボット配置に係り、この塗装ブースは、仮想垂直平面により、第一の空間領域及び第二の空間領域に分轄され、重複可能な作業エリアを備えた少なくとも二つの塗装ロボットが、二つの領域の内の少なくとも一つの中に配置され、且つそれぞれの基準点が、関係する塗装ロボットの、第一の回転軸と塗装ロボット・ベースとの交点である。

産業用のコーティング技術のために、塗装ロボットが使用されることが、広く知られている。これらは、通常、塗装ブースの中に配置され、この塗装ブースを通って、移送装置が伸び、この移送装置を用いて、塗装対象物が塗装ブースの中へ移送されまたそこから取り出されることが可能である。塗装ロボットは、通常、それらのロボット・ベースを塗装ブースの比較的低い領域にして、配置され、即ち、塗装ブースのフロアに対して、塗装対象物（例えば、車体またはバンパー）と同様な垂直方向の高さに配置される。

塗装ロボットの配置は、通常、移送装置による移送の方向に対して平行なラインに沿って行われる。適用の対象に依存して、塗装ロボットは、同様に移送装置による移送の方向に対して平行に伸びる移動軸の上に配置される。

この配置の欠点は、特に、塗装ブースのフロア・スペースに対する高い要求が、それから生ずると言うことである。塗装ロボットの動作プログラムのデザインにおける自由度も、同様に、悪い影響を受ける。その理由は、そのような配置において、それぞれのロボット・ベースが、塗装ロボットに対する干渉の輪郭を構成するからである。

課題を解決するためのアプローチとして、塗装ロボットが知られていて、そのベースは、塗装ブース・フロアよりも高い位置に配置される。それらの塗装ロボットは、例えば、塗装ブースの壁面領域の中で、適切なピラーの上に立っている。そのようなロボットの例は、ＡＢＢ社から提供される“IRB 5500”である。このタイプの塗装ロボットは、これまで、同様に、移送装置による移送の方向に対して平行な線に沿って配置されていた。

このようにして、塗装ロボットにより占められるスペースは、塗装対象物の上側にある塗装ブースの領域の中に、主として位置している。好ましくは、これによって、より狭い幅の塗装ブースが実現されることが可能である。ロボット・アームのみが、部分的に水平平面の下側で、塗装プログラムに基づいて動かされる。車体のための典型的な塗装ブースの幅は、例えば、約５．５ｍであるが、本発明に基づく配置によって、５ｍ未満のブースの幅が実現可能である。

そのような配置の欠点は、特に、塗装ブースの長さに対する要求が増大することであり、その理由は、このタイプのロボットは、衝突のリスクを減らすために、塗装ブースのフロア領域の中に、移送装置による移送の方向に対して平行方向に、従来の固定式ロボットと比べて、より大きな分離間隔を隔てて配置されるからである。このより大きな分離間隔は、ロボットの支配的な作業方向（垂直方向に下方向）からもたらされる。

この従来技術から出発して、本発明の目的は、このタイプの塗装ロボットの配置を規定することにあり、この配置は、塗装ブースにおける空間的な要求を減少させ、特に、長さの要求を減少させる。

この目的は、本発明に基づき、請求項１に規定された特徴を有する塗装ロボットの配置により実現される。

従って、塗装ロボットの配置の特徴は、導入部に記載されたやり方において、各基準点が、塗装位置の中の、予め定められた塗装対象物の垂直方向で最も高いポイントにより決定される仮想水平平面の上方に配置されること、及び、これらの基準点が、垂直方向に、および／または、垂直平面に対して直角に、水平方向に互いにオフセットされることにある。

前記予め定められた対象物として、先に述べたやり方で塗装される対象物が、好ましくは、選択されるべきであり、その対象物は、特に垂直方向に、最大の寸法を有していて、その寸法は、本発明に基づく塗装ロボットの配置を用いた塗装作業の間に、関係する塗装ブースの中で予測されることが可能である。対象物の選択において、その塗装位置も同様に考慮されるべきである。もし、複数の塗装対象物、例えばバンパーが、共通の保持装置での、塗装試験に基づいて配置される場合には、垂直方向に最も高い対象物は、水平平面の位置の決定要素である。

もし適切な場合には、水平平面の垂直方向の高さの絶対的な限界もまた、塗装ブースの製造エンジニアリング環境の中で与えられる。例えば、移送装置に関して塗装ブースの上流または下流に配置された炉が、予め定められたクリアランス高さを有していて、そのクリアランス高さが、塗装対象物の垂直方向での最大の許容高さを制限する。

それぞれの塗装ロボットの垂直方向の最小の高さは、塗装位置の中で、予め定められた塗装対象物の垂直方向で最も高いポイントの上側にある。即ち、対象物が、この目的のために設けられた製品キャリアの上または保持機構の上に配置される。好ましくは、ロボット・ベースの全体が、この垂直方向で最高のポイントの上側に配置される。塗装ロボットの基準点の、塗装対象物の垂直方向で最も高いポイントへの特に適切な垂直方向の距離は、このように、例えば、０．５ｍから１．５ｍである。

前記垂直平面に対して直角に、水平方向への塗装ロボットの本発明のオフセットは、好ましくは、隣接する塗装ロボットが互いにより近くに配置され、塗装ブースの空間的な要求が更に減少されることを可能にする。このようにして、塗装ロボットの作業エリアは、互いに下部を切り取られる。

同様に、このタイプの隣接する塗装ロボットの作業エリアが、垂直方向に、オフセットにより修正されることが可能である。

本発明の主題の更なる実施形態において、前記少なくとも二つの塗装ロボットの内の少なくとも一つは、その第一の回転軸が、水平平面に対して−４５度から＋４５度までの角度範囲の中で伸びるように配置される。

このようにして、第一の軸のロボット・アームの運動方向は、主として、垂直平面に対して平行である。隣接するロボットの共通の作業エリアは、このようにして、特に好ましいやり方で減少される。

本発明の主題の一つの実施形態において、前記予め定められた塗装対象物は、車体である。

ここで、本発明に基づく配置の優位性が、特に顕著である。その理由は、車体が、約１．６ｍから２ｍまでの、最大幅を有していて、ロボット・ベースと塗装対象物の局所的な分離が、塗装ブースの幅を減少させるための特別な自由度をもたらす
からである。

本発明の主題の更なる好ましい実施形態において、前記少なくとも二つの塗装ロボットは、それらのそれぞれの基準点を、塗装ブース・フロアの上側の少なくとも１．５ｍにして、配置される。これは、車体の典型的な垂直方向の高さに対応している。

特に好ましい実施形態において、前記少なくとも二つの基準点の垂直方向のオフセットは、少なくとも０．２５ｍである。

これは、ロボット・アームの直径にほぼ対応していて、それにより、ロボット・アームが、二つの互いに隣接する運動平面内で、困難を伴わずに、互いにすれ違って移動されることが可能になる。

同様な優位性は、仮想垂直平面に対して直角に伸びる水平方向への、少なくとも０．２５ｍのオフセットからも得られる。最後に挙げた値に関して、好ましい値は、しかしながら、０．５ｍである。これは、二つのロボット・アームが、特に問題の無いやり方で、互いにすれ違ってガイドされることを可能にする。

更なる実施形態において、少なくとも二つの塗装ロボットは、塗装ブースの第一及び第二の領域の中に、それぞれ配置される。

これは、特に、車両のボディに関して、全ての塗装表面が、対称的に且つ両側で、到達されることを可能にする。

好ましい実施形態において、塗装ブースの第一の領域及び塗装ブースの第二の領域の中の塗装ロボットは、互いに対してそれぞれ反対側に、前記仮想垂直平面に対して平行に、最大で、基準点が水平方向に１．２ｍオフセットされて、配置される。

この実施形態は、好ましくは、要求される塗装ブースの長さが更に減少されることを可能にする。前記垂直平面に対して平行の、互いに対向する塗装ロボットの最小のオフセットは、鏡像の動作プログラム・シーケンスを有している、互いに対向するロボットの間の衝突を防止するために好ましい。これは、しかしながら、塗装ロボットの作業領域を適切に分轄することより回避されることも可能である。このようにして、例えば、ロボットは、好ましくは、車体の水平の表面、及び前記ロボットの反対側にある垂直方向の表面を塗装することが可能である。

更なる実施形態において、構造的に同一の塗装ロボットが使用される。

作業エリアは、それらが基本的に同一であることから、特にシンプルである。

更なる好ましい実施形態のオプションは、更なる従属請求項から導き出されることが可能である。

図１は、四つの塗装ロボットを有する本発明の配置を含む第一の例の塗装ブースの上面図を示す。 図２は、四つの塗装ロボットを有する本発明の配置を含む第二の例の塗装ブースの側面図を示す。 図３は、塗装ロボット１００の可能な構成の例を示す。

本発明、更なる実施形態、及び更なる優位性が、以下において、図面に示された実施形態の例を参照しながら、より詳細に説明される。

図１は、四つの構造的に同一の塗装ロボット１２，１３，１４，１５を含む、塗装ブース１０の例の上面図を示す。ロボット１３は、中間ピース１６を追加することにより、水平方向に、垂直平面２０に対して直角に、ロボット１２に対してオフセットされている。ロボット１３の横方向の作業エリアは、それにより、ブースの中間に、より多く変位されている。塗装ロボット１２の横方向の作業エリアは、ブースの中間の方向へ、更に変位されることがなく、それにより、共通の作業エリア（塗装ロボット１２及び１３の衝突のリスクに関係する）が、減少されている。その代わりに、もし、共通の作業エリアのサイズが維持される場合には、平面２０に対して平行の、ロボット１２及び１３の分離間隔が減少することが考えられる。

互いに対向して配置されている塗装ロボット１２と１４の間、及び１３と１５の間の、移送の方向に対して直角の、水平方向の距離は、同一である。塗装戦略に依存して、それにより、塗装ロボット１２及び塗装ロボット１５の作業領域、並びに、同様に、塗装ロボット１３及び１４の作業領域を作ることが、容易に可能になる。例えば、前記ロボットのグループのロボットの動作プログラム部分は、塗装ロボット１２から塗装ロボット１５へ、垂直平面２２でロボット動作プログラム部分の鏡像を作ることにより、移植されることが可能である、
フロア・コンベア２２は、例えば、二つのドラグ・チェインにより実現され、第一の車体３０を塗装ブースへ移送するために使用される。

図２は、四つの塗装ロボットを含む第二の例の塗装ブース５０の側面図を示す。但し、塗装ロボット５２及び５３だけが示されている。これらは、原則的に、図１に示された塗装ロボット１２及び１３に対応している。

塗装ロボット５２は、第一のピラー５４の上に取り付けられ、塗装ロボット５３は、第二のピラー５６の上に取り付けられている。第一のピラー５４は、垂直方向で、第二のピラー５６よりも高く、それが、塗装ロボット５２及び５３のベースの垂直方向のオフセットをもたらす。このオフセットは、好ましくは、塗装ロボット５２及び５３の共通の作業エリアを減少させる。

第二の車体７０は、フロア・コンベア（この図面の中には示されていない）の上に立つ保持装置６０の上に配置されている。水平平面７０の、それに対して平行に伸びるブース・フロア５８への距離は、第二のボディ７０の垂直方向の高さ、またはその最高の垂直のポイント、及び、これが配置される保持装置６０の垂直方向の高さからもたらされ、また、ブース・フロア５８に対するチェイン・コンベア（図示されていない）の高さからもたらされる。これは、通常、グリッドである。

ここに示された塗装ロボット５２及び５３は、水平方向に伸びる第一の軸が取り付けられた状態で示されている。塗装ロボット５２及び５３は、それらの四角形で示されたロボット・ベースを水平平面７０の上側にして配置され、それにより、それぞれのロボット・アームの動きのより多くの自由度が、平面７０の下側に確保される。

図３は、塗装ロボット１００の可能な構成の例を示す。締結装置１０２（塗装ロボット１００の一部である）の上に、ロボット・ベース１０４が、第一の回転軸１２０の回りで回転可能に取り付けられている。締結装置１０２は、例えば、直接的にまたは中間ピースを介して、適切な支持容量及び動的な負荷容量のピラー（この図面の中には示されていない）に接続されている。ロボット・ベースの、締結装置に向かい合う側に、第一の回転軸１２０の交点が、基準点１１４として表示されている。ロボット・ベースには、ロボット・アームが更に固定されていて、このロボット・アームは、第一のロボット・アーム・ピース１０６、第二のロボット・アーム・ピース１０８、及びリスト１１０を有している。リスト１１０には、塗料噴霧器1１２が固定されている。

第一の回転軸１２０アライメントは、図１の中で、水平平面（図示されていない）に対して０度の角度で、好ましい水平のアライメントで示されている。

１０…四つの塗装ロボットを有する本発明の配置を含む第一の例の塗装ブースの上面図、１１…フロア・スペース、第一の塗装ブース、１２…第一の塗装ロボット、１３…第二の塗装ロボット、１４…第三の塗装ロボット、１５…第四の塗装ロボット、１６…中間ピース、２０…垂直方向の平面、２２…チェイン・コンベア、３０…第一の車体、５０…四つの塗装ロボットを有する本発明の配置を含む第二の例の塗装ブースの側面図、５１…側面図、第二の塗装ブース、５２…第五の塗装ロボット、５３…第六の塗装ロボット、５４…第一のピラー、５６…第二のピラー、５８…塗装ブース・フロア、６０…ボディのための保持装置、６２…水平の平面、７０…第二の車体、１００…塗装ロボットの可能な構成の例、１０２…締結装置、１０４…ロボット・ベース、１０６…第一のロボット・アーム・ピース、１０８…第二のロボット・アーム・ピース、１１０…リスト、１１２…噴霧器、１１４…基準点、１２０…第一の回転軸。

Claims (11)

1. 塗装ブース（１０，５０）の中に固定状態で取り付けられた塗装ロボット（１２，１３，１４，１５，５２，５３，１００）の配置であって、
   この塗装ブース（１０，５０）は、仮想垂直平面（２０）により、第一の空間領域及び第二の空間領域に分轄され、
   重複可能な作業エリアを備えた少なくとも二つの塗装ロボット（１２，１３，１４，１５，５２，５３，１００）が、前記二つの領域の内の少なくとも一つの中に配置され、
   それぞれの基準点（１１４）が、関係する塗装ロボット（１２，１３，１４，１５，５２，５３，１００）の、第一の回転軸（１２０）と塗装ロボット・ベース（１０４）との交点である、
   塗装ロボットの配置において、
   各基準点（１０４）が、塗装位置で塗装される予め定められた対象物（３０，７０）の、垂直方向での最も高いポイントにより決定される仮想水平平面（７０）の上方に配置されていること、及び、
   これらの基準点（１０４）は、垂直方向に、および／または、前記垂直平面（２０）に対して直角に、水平方向に、互いにオフセットされていること、
   を特徴とする塗装ロボットの配置。
2. 下記特徴を有する請求項１の塗装ロボットの配置：
   前記少なくとも二つの塗装ロボット（１２，１３，１４，１５，５２，５３，１００）の内の少なくとも一つは、その第一の回転軸（１２０）が、水平平面に対して−４５度から＋４５度までの角度範囲の中で伸びるように、配置されている。
3. 下記特徴を有する請求項１または２に記載の塗装ロボットの配置：
   塗装される前記予め定められた対象物（３０，７０）は、車両のボディである。
4. 下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載の塗装ロボットの配置：
   前記少なくとも二つの塗装ロボット（１２，１３，１４，１５，５２，５３，１００）は、それぞれの基準点（１０４）を、塗装ブース・フロア（５８）の少なくとも１．５ｍ上側にして、配置されている。
5. 下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載の塗装ロボットの配置：
   前記少なくとも二つの基準点（１０４）は、垂直方向に少なくとも０．２５ｍ互いに対してオフセットされている。
6. 下記特徴を有する請求項１から５の何れか１項に記載の塗装ロボットの配置：
   前記少なくとも二つの基準点（１０４）は、前記仮想垂直平面（２０）に対して直角に、水平方向に、少なくとも０．２５ｍ互いに対してオフセットされている。
7. 下記特徴を有する請求項１から６の何れか１項に記載の塗装ロボットの配置：
   少なくとも二つの塗装ロボット（１２，１３，１４，１５，５２，５３，１００）は、塗装ブースの第一及び第二の領域の中に、それぞれ配置されている。
8. 下記特徴を有する請求項７に記載の塗装ロボットの配置：
   塗装ブースの第一の領域及び塗装ブース（１０，５０）の第二の領域の中の、塗装ロボット（１２，１３，１４，１５，５２，５３，１００）は、それぞれ互いに対向して配置され、
   前記基準点の、前記仮想垂直平面（２０）に対して平行な水平方向でのオフセットは、最大で、１．２ｍである。
9. 下記特徴を有する請求項８に記載の塗装ロボットの配置：
   互いに対向する塗装ロボット（１２，１４；１３，１５）は、前記垂直平面（２０）に対して直角に、水平方向に、反対方向に向けられたオフセットを有している。
10. 下記特徴を有する請求項８に記載の塗装ロボットの配置：
    互いに対向する塗装ロボット（１２，１４；１３，１５）は、垂直方向に、反対方向に向けられたオフセットを有している。
11. 下記特徴を有する請求項１から１０の何れか１項に記載の塗装ロボットの配置：
    使用される塗装ロボット（１２，１３，１４，１５，５２，５３，１００）は、構造的に同一である。

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