JP2011525418A - 小型の塗装ブースおよび方法 - Google Patents

Abstract

対象に塗料を塗布するための塗装ブースと、同様に塗装ブースと関連した塗装運転を再設定する方法とが開示される。塗装ブースは、通常コンベヤの経路と平行して配置される一以上のロボット・レールを含むことができ、そしてレールのうちの少なくとも１つに一以上のロボットが置かれる。ロボットは、対象の内外装の表面に第１の塗料層を同時に塗布するように構成されることができる。塗装ブースは、レールのうちの少なくとも１つに置かれ、対象の内外装の表面に第２の塗料層を同時に塗布するように構成された一以上の追加のロボットをさらに含むことができる。
【選択図】図１Ｄ

Description

車両塗布のための塗装またはコーティング塗布には、一般に車両組立工場内で大型の高価な装置が必要となる。費用を減らし、プラント効率を増強するための不断の努力は、塗装プラントをますますより小さくしようとする欲求につながる。なぜなら、より小さな塗装装置は、より大きい装置より動作中、一般に少ないエネルギーを消費するからである。さらに、より小さな塗装装置は設置柔軟性を増し、プラント床面積のより大きな利用率をもたらす。

品質および環境懸念により、一般に異なるコーティング層、例えば、外装塗料層および内装塗料層、の塗布のための別々のブースを有する大型の塗装装置が必要となる。例えば、通常、内装塗装ブースおよび外装塗装ブースは、塗装装置ラインに沿って別々に設けられる。別々の内装および外装のブースは、特に異なる素材が異なる層に塗布される場合に、コーティング材のオーバー・スプレーを最小化するために設けられる。従って、伝統的に、内装および外装のブースは、互いに独立させ、独立なサポート・システム、例えば塗装廃棄物処理機構、塗布ロボットのための手作業バックアップ・ゾーンなど、を含む。

従って、別々のブースを有する従来の塗装装置と比較し、縮小された面積の中で異なるコーティング層および／または異なるコーティング材の塗布ができる塗装装置が必要となる。

各種の塗装装置の例示の説明図、対象にコーティング材を塗布する方法、そして、塗装装置の再設定方法、すなわち、ロボットのうちの１台が故障した際、塗布ロボットの作業を再割当てすること、がここで開示されている。ここで提供される塗装装置の実施例は通常車両組立工場の塗装ブースを含むが、多種多様な別の応用も可能である。

通常、塗装装置または塗装ブースが、例えばプライマおよびベース・コート塗料のようなコーティング材を塗布するために設けられ、そこでは塗装ロボットが、車体の内装面および外装面に、同時にコーティング材を塗布している。例示の塗装装置は、上下のレールに置かれる塗装ロボットが、車体に、本体の内装面および外装面に、プライマのコーティング層を同時に塗布する第１の部分を含む。ベース・コート塗料が、車体の内装面および外装面に同時に塗布される第２の部分を設けることもありうる。実施例で説明するように、塗装ロボットは、ある状況において、塗装ロボットが開口（オープナ）ロボットとして選択的に作動させるための付属物を含む。塗装ロボットを開口ロボットとして選択的に作動させることにより、塗装ブースのロボットの全体の数を減らすことができる。

塗装設置は、さらに塗装廃棄物処理のためのスクラバを含んでもよい。塗装廃棄物処理は、塗装ブースの塗装ロボットの各々を取り囲む所定の長さを規定する。

加えて、対象、例えば車両本体、を塗装ブース内で塗装する方法が開示されている。例示の方法は、対象の第１および第２の部分、例えば対象の内装面および外装面、に同時に第１の塗料層を塗布し、続いて対象の第１および第２の部分に第２の塗料層を同時に塗布する、ことを含む。

塗装装置を再設定する方法も開示されている。例示の方法は、通常、交換ロボット、あるいは故障した（部分的に、または完全に）ロボットにあらかじめ割り当てられていた作業を遂行するためのロボット、を選択する工程を含む。これらの作業は優先順位をつけられることができ、例えば、交換ロボットは、エンジン室より先に車の外装を、そしてドア枠より先にエンジン室を塗装する。このように、よく目につく、あるいは労働集約的である作業が、優先順位に基づき行われる。本方法は、例えば、車の外装に割当てられていた塗装ロボットが使用できない場合、あらかじめドア枠を塗装するよう設定されていたロボットを、車の外装を塗装するよう再割り当てすることができる。塗装ロボットが、開口ロボットの働きをするよう構成されており、塗装ロボットが介入して、開口作業を実行できる場合、仮に開口作業が割り当てられていたロボットが使用できない時、この方法はさらに拡張されうる。

ここで図を参照すると、例示の説明図が詳細に示されている。図はいくつかの実施例を示すものであるが、その図は必ずしも一定の縮尺ではなく、特定の特徴は誇張されているか、削除されるか、または、よりよく本発明を例示し、説明するために部分的に切断されている。さらに、ここでの例示の説明図は、網羅的であるとか、または特許請求の範囲を、図に示され、以下の詳細な説明に開示された正密な形および構成に限定することを意図していない。

例示の塗装装置の等角（isometric）図である。 他の例示の塗装装置の等角図である。 他の例示の塗装装置の等角図である。 他の例示の塗装装置の等角図である。 例示の塗装装置の中でコーティングするための車体の等角図であり、車体は複数の塗布ゾーンを含む。 コーティング材を対象に塗布するための例示の工程の工程系統図である。 塗装装置を再設定するための例示の工程の工程系統図である。

図１Ａ乃至図１Ｄに於いて、例示の塗装装置すなわち塗装ブース１００がさらに詳細に記載されている。図１Ａおよび図１Ｂは、車体２００が塗装ブースを通って連続的に動く例示のライン塗装運転を示す。本体２００がブースを通って動くにつれて、複数のロボット１０２ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ（集合的に、１０２）は、車両の内装面および外装面をコーティングするため稼働する。ロボット１０２は、いかなるコーティング塗布ロボットをも含むことができ、便利な、例えば多軸ロボットであって、ロボットが塗装作業に伴う霧化および／または取り扱い操作を実行するための、さまざまな運動力学あるいは動作ができる、例えば６軸または７軸ロボットである。ロボット１０２は、完全なコーティング／塗装運転のために、異なる種類の素材、例えばプライマおよびベース・コート、を本体２００に塗布することもできる。示すように、上部レール１０４および下部レール１０６を含むレール・システムが、ロボット１０２の据え付けのために設けられている。具体的には、上部レール１０４ａ、ｂ（集合的に、１０４）は、通常本体２００の経路と平行であり、一般に長手方向の運動のための、ロボット１０２ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆの６つを支持する。６つより少ないロボットを使用してもよく、塗装ブース１００の中のロボットの数はより少なくてもよいことが理解される。

示すように、ロボット１０２ａ、ｂ、ｄ、ｇおよびｊは、本体２００を、例えば本体の内装面および外装面へプライマのような第１のコーティング材をコーティングするために稼働する。その後、車体２００は矢印１０３の方向にブースを通って進行すると共に、ロボット１０２ｇ、ｊ、ｅ、ｆおよびｃは、本体２００を第２のコーティング材、例えば着色したベース・コート（下塗り）を塗布するために稼働する。後で詳しく述べるように、ロボット１０２は、塗装ロボットとしても、そして開口（オープナ）ロボットとしても作動するように構成してもよい。さらに、ベース・コートが塗布されているときに、他の車体（図示せず）はブース１００ａ内でプライマ・コートを受けることができる。

図１に示される塗布ロボット１０２は、通常、本体２００に、それが塗装ブースを通って方向１０３へ動くにつれてコーティング材を塗布するように構成される。ロボット１０２は、車体に塗料を塗布するように構成されたアトマイザ１０８が各々設けられていてもよい。例えば、さまざまなアトマイザが、米国特許第６，１８９，８０４号、第６，３６０，９６２号、そして第６，６２３，５６１号に一般的に提示されており、それらの特許の各々はここに明示してその内容全体を本記載の内容とする。

アトマイザはまた、対象２００に異なる素材を、連続しても、塗布できるであろう。例えば、アトマイザ１０８は、必要に応じて、例えば車両２００の一部分に、例えば外装へのプライマ・コートのために、第１のコーティング材を塗布し、そして続いて、例えば車両２００の他の部分に対して、例えば外装面に対するベース・コートのために、第２のコーティング材を塗布できる。このようなアトマイザのさまざまな実施例は、国際公開第２００７／１３１６３６号の米国における国内段階である、米国特許出願第１２／３００，７４１号に提示されており、それらの特許出願各々はここに明示してのその内容全体を本記載の内容とする。従って、アトマイザ１０８は、塗布後アトマイザ１０８に残っているかもしれない、以前のコーティング材のいずれをも混合することなく、第２のコーティング材を塗布できる。したがって、ロボット１０２は、同じ塗装ブース１００ａの中で本体２００に異なるコーティング材、例えば、塗料を塗布できる。ロボット１０２は、連続して異なるコーティング材を独立して塗布することすらでき、例えば、所定のロボット１０２は、所定の車両すなわち対象に、プライマ、ベース・コート、そしてクリア・コートを塗布できる。

この能力の一部として、アトマイザ１０８は洗浄機能を含む。例えば、図１Ｂに一番よく示されているように、ロボット１０２ｌは付属する洗浄容器１１２を有する。アトマイザ１０８は、アトマイザ１０８の全体に洗浄液を循環させるための洗浄容器１１２に挿入され、それにより、塗装後アトマイザ１０８の中に残った塗料の残渣を通常完全に取り除く。

各種のロボット１０２は、塗装ブースに備えられた中央運動制御装置（図示せず）により制御される。例えば運動制御装置は、通常コーティング作業中の動作についての指示をロボット１０２に与えるよう、設けられている。これらの指示は車体２００の詳細に基づき入力されるものと理解される。さらに、制御装置は、ここで述べられた工程および方法の一部として、各種の作業を実行するための、遂行可能な指示を含むコンピュータで読取り可能な媒体を含んでもよい。

上述の通り、ブース１００ａは、コーティング層の塗布および／または、例えば車両の蓋板を開くような、他の機能のために、ブース１００ａ内の各位置でのロボット１０２の選択的な設置を通常可能にする、上部レール１０４および下部レール１０６を含むレール・システムを含む。上部および下部レール１０４、１０６の各々は、通常コーティングされる対象によって定められる、対象が塗装ブースを通って動く経路に平行な方向に延びる。ロボットの各々は、したがって、レールに沿っての動きについて、そのそれぞれのレール１０４または１０６に固定される。

ロボットは、通常、塗料のような各種の異なるコーティング材の塗布のためにグループ分けされる。別の例では、ロボット１０２ａ、１０２ｄおよび１０２ｉは、本体２００の内装および外装の両部分に第１のプライマ・コートを塗布するために協同できる。さらに、ロボット１０２ｂ、１０２ｇおよび１０２ｊは、アンダフード（内装）および本体２００のデッキ領域（外装）の双方に塗料のプライマ・コートを塗布するため、まとめてグループ分けされることもできる。ロボット１０２ｃ、１０２ｅ、１０２ｆおよび１０２ｈの各々は、本体２００、例えば、車両の内装面および外装面に、外装ベース・コート層の塗布のためにグループ分けされることもある。

所定のコーティング層のためにまとめて分類されるロボットは、通常、塗装ブース１００ａの長さ方向、例えば方向１０３に、互いに隣接して設けられるので、ここで述べた特定のグループ化は都合がよいであろう。これらのグループ化は、塗装ブース１００ａの単一の領域で、本体２００に特定の塗料の層を塗布する観点からは都合がよい一方、塗料の一以上の層の塗布のためのロボット１０２の他のいかなるグループ化も都合がよく、採用されうる。

車両に塗布される各種のコーティングは、少ないフラッシュ・タイムを持つことが好都合である。フラッシュ・タイムは、その後にコーティングが、引き続くコ−ティングに先立ち塗布される、所定の時間を含む。フラッシュ・タイムが塗料製造者によって減少させられれば、例示の塗装ブース１００の寸法が縮小されうることは理解される。

図１Ｂに戻り、ロボットの動作について、さらに詳細に後述する。ロボット１０２は、対象にコーティング材、例えば、塗料のプライマまたはベース・コートを霧化または塗布できる塗装ロボットとして一般に説明してきたが、ロボットは、車両へコーティング材を塗布する間に必要となるかもしれない他の作業を遂行するように構成されることもできる。例えば、ロボット１０２は、車両の蓋板、例えば、ドア、フードまたはデッキリッドを、車両の開閉位置の間で操作するように各々構成されてもよい。この構成によって、ロボット１０２が所望のコーティング材を塗布すること以外の機能を遂行できるので都合がよく、このような追加の機能は車両のすべての表面にコーティング材の塗布ができるよう、車両の蓋板を開閉する。ロボット１０２には、ロボット１０２が蓋板部分を把握できるような機能が設けられていてもよい。例えば、図１Ｂに示されるように、ロボット１０２ｋが所望により車両２００のフード（またはドア、またはトラック・デッキ）を開閉できるよう、ロボットの手首にフック１１０が設けられていてもよい。車両の部分を開閉する能力を塗装ロボットに持たせることにより、より少ないロボットで済むため、費用を減らすことができる。

以上で簡単に説明したように、塗装ブース１００は通常、車両２００の様々な部分にコーティング材を塗布するように構成される。図１Ｃは、車体の内装面および外装面に同時にコーティング材を塗布しているロボット１０２の例示の図である。外装コーティングは、ロボット１０２ｐによって、車体２００のドア・パネル２０２の外装面２０４ａに塗布され、内装塗装ロボット１０２ｑはドア・パネル２０２の内装面２０４ｂに内装コーティング層を塗布する。第３のロボット１０２ｏは、通常車体２００に対しドア２０２を操作し、例えば、ドア２０２の内装面および外装面２０４ａ、２０４ｂの塗装ができるようドア２０２を開閉する。

ロボット１０２ｐおよび１０２ｑは、ある例では通常略同時にドア２０２に湿式のコーティング材を塗布するので、各々がなお湿っている間、ドアと本体表面との間に接触を防止する装置を備える必要がある。例えば、ドアがその閉位置に戻された後、ドア（または他のいかなる蓋板）を本体から通常間隔を置いて離間する、ドア・クリップ（図示せず）が設けられてもよい。１つの既知の例では、ドア・クリップは、ドアと本体のストライカ機能を有し、それによって、ドアまたは本体の外から見える構成部品を接触させないと共に、それらを離間する。

図１Ａに一番よく示されるように、塗装ブースはさらにスクラバ３００、すなわち、ブース１００ａの中で塗装ロボット１０２の各々と連通する塗装廃棄物処理エリアを含むことができる。ロボット１０２の各々からの塗料廃棄物は、塗装廃棄物処理３００により運除去される。塗装廃棄物処理すなわちスクラバ３００は、塗装ロボット１０２の各々を囲む所定の長さを規定する。換言すれば、 塗装ロボット１０２の各々は、通常単一の塗装ブース１００ａの中に収容され、ブース１００ａの長さは、塗装ブース１００ａのロボット１０２のために働くスクラバすなわち廃棄物処理機構３００の長手方向の範囲によって、通常定められうる。

ここで説明される様々な特徴および方法論により、図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃの例示のブースに一般的に示されるような、単一の塗装ブース１００内での外装および内装コーティング・ロボットが一般に提供できることとなる。

図１Ｄに示すように、コーティング層塗布のさらにより大きな柔軟性のために、横断レールが設けられてもよい。例えば、追加されたロボット１０２ｙを支持する、塗装ブース１００ｄ全体に水平に伸びる側面のレール２５０を設けることができる。さらに、追加の側面のレール（図示せず）を、側面のレール２５０が設けられている端の反対側に、長手方向に、ブース１００ｄの終端に設けることができる。これにより、車体２００が塗装ブースに入る、そして車体２００が塗装ブースを出る、両位置で２台の追加のロボットを加えることができる。追加の塗装ロボットを設けることによって、さらに縮小された床面積で追加のコーティング層を塗布することが可能である。このような実施例において、それは、ロボット１０２ｙがプライマ・コートに関係し、他のロボットは、同じ塗装ブース内で他のコーティング作業、例えばベース・コートおよびクリア・コートを塗装する作業を実行できる。図１Ｄに示すように、一以上の横断レールを有する実施例は、追加のロボット１０２を支持する、上部およびより下部のレール１０４、１０６をそれぞれ含むこともできる。

図２では、車両２００は、各種の外装塗布ゾーン１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、および１６を有するものとして示されている。矢印２０は、車両２００の表面に沿った塗装ロボットの経路であって、経路は、塗装ロボットに、所定のゾーンにコーティングを塗布するよう割り当てる一組のコンピュータの指令によって、定められる。ゾーン１乃至１６の各々は、ブース１００の中でロボット１０２のうちの１台に割り当てられる外装層塗布の領域を示す。図２に示されないが、車体２００の内装部分のためのコーティング塗布ゾーンを同様に設けることができる。例えば、上記図１Ａで示される様に、内装面および外装面にコーティング材を同時に塗布することを含め、異なるロボットが同時に、車両の異なる部分を塗布できる。実施例において、各ゾーンに関連したコンピュータの指令は、塗料ブースの各ロボットに利用可能である。以下に記載するように、すべてのロボットに利用できる指令を作成することによって実施例の塗装システムは、ロボットが故障した時に塗装作業を続けるための方法を提供できる。

ゾーン１乃至１６は従来のものより非常に小さいことに留意すべきである。例えば、６つの水平ゾーン１、７、８、９、１５、および１６は、従来の技術では、左のゾーンおよび右側のゾーンの２つのゾーンに分けられていたであろう。水平の面をより小さな部分に分けることによって、追加されたロボットが車両２００にコーティングを塗布するために働くことができる。従って、ロボット１０２のより大きな柔軟性を許容するために、割り当てられたゾーンの大きさを減らすことが有益な一方、これは、コーティングされるあるいは塗装される対象の外形寸法および複雑さによっても影響を受けるかもしれない。従って、ゾーン１乃至１６の特定の大きさは、ロボット作業のより大きな柔軟性に対する要求によるだけでなく、車両の外形寸法および表面の複雑さによっても影響される。

図３には、塗装装置内の対象をコーティングする工程３０１が示されている。工程３０１は、通常３０２から始まり、第１の塗料層、例えばプライマが、第１のグループのロボットにより車体の内装面および外装面に塗布される。特定の塗布においては、別々のプライマ材が、車体の内装面および外装面に塗布されてもよい。工程３０１は続いて３０４へ進む。３０４で、第２の塗料層、例えばベース・コートが、第２のグループのロボットにより車体の内装面および外装面に塗布される。

上述の通り、例示の塗装ブース１００では、単一の塗装ブース１００内で通常内装および外装塗料層の両方の塗布ができる。工程３０２が単一の塗装ブース１００内で第２の車体に関して進行する際、更なる工程３０４が第１の車体に関して進行する。あるいは第１および第２の層は、都合の良いいかなる序列によっても、交替に塗布される。

工程３０６で、塗装廃棄物は、塗装廃棄物処理を介して第１および第２の塗装ロボットから除去される。塗装廃棄物処理は、第１および第２の塗装ロボットの各々を囲む所定の長さを規定し、いつでも行いうる。単一のブース１００ａの中にすべての内装および外装のロボットを設けた結果、スクラバの所定の長さは、ある施工例ではわずか４５フィートとなると予想される。工程３０１はそして終了する。

図４には、塗装装置を再設定する例示の工程が示されている。通常塗装装置の再設定は、塗装および／または開口（オープナ）ロボットのうちの少なくとも１つの、部分的あるいは完全な故障により、ロボットに塗装作業に伴う各種の塗布および取扱い作業を再割り当てすることを含む。例えば、塗装ロボットが点検を必要とするか、動作不能になるか、またさもなければ、塗料を塗布する、車両の蓋板を操作する、または正常運転時にそれに割り当てられるある別の仕事を行う、ことができないとき、他のロボットがその作業を行う必要がある。複数のロボットが使用できなくなる場合、さらなる再割当てが必要となるかもしれない。さらに、ロボットの使用のみによって塗装運転を続けるために、残ったロボットの間で、他の塗布作業を再編成する必要があるかもしれない。ロボットの使用のみによる運転は「ライト・アウト」塗布と呼ばれることがあり、これはすなわち完全に手動介入なしで行われる。

通常、例示の再設定工程は各種の要因によるロボット作業の割り当ての序列に従う。すべての塗布作業ではないが、選定された塗布作業では、少なくとも一つの余分の、あるいは「再設定用」のロボットを塗装ブース内に設けることができる。例えば、上述の図１Ａでわかるように、ロボット１０２ｇは標準塗装作業を割り当てられてもよいし、また別の状況では、完全もしくは部分的スタンバイ・モードにより多く割り当てられ、そして再設定ロボット１０２ｇとして働く。再設定ロボットは、故障したロボットによって前に行なわれていた作業を取り込むことができるか、あるいは、あらかじめ使われていない再設定ロボットを含む他のロボットとの間でその作業を再割り当てしてもよい。

通常、ロボット作業の再割り当ては、序列または優先順位方式に従う。例えば、車両の所定の部分に特定のコーティング層を塗布するような作業は、故障したロボットの近くに他の利用できるロボットがあるかどうかに基づいて、他のロボットに割り当てられる事ができる。このために、再設定ロボットを設ける場合は、一般に再設定ロボット、例えば再設定ロボット１０２ｇ、を塗装ブースの中間の部分内に配置すると都合がよいであろう。さらに、特に再設定ロボットに指定されるいかなるロボット１０２も、最大レベルの作業柔軟性を備えており、例えば、再設定ロボット１０２ｇは、異なる素材を塗布し、車両の異なる蓋板を取り扱うこと等ができ、それにより、再設定ロボット１０２ｇをなるべく多くの他のロボットの作業を行うために投入できる。ロボット作業の再割り当ては、利用可能なロボットの間で作業を移し替えることも含む。例えば、再設定ロボットが故障ロボットに対して不便な場所に位置していて、再設定ロボットが故障ロボットの作業を実行することが適切にできないような場合、正しく機能している第３のロボットに故障ロボットの作業を再割り当てし、そして補助ロボットにその第３のロボットの作業を再割り当てするほうがより都合がよいであろう。このようにして、すべての作業は「ライト・アウト」方式の運転を続けるので、手作業の塗布は必要ない。

さらにまた、再設定ロボットに関してここに示す実施例では、当初再設定ロボット、例えばロボット１０２ｇ、は全く使われていないが、再設定ロボットは、当初あるいは標準運転の間、必ずしも全く使われていない必要があるというわけではない。例えば、正常運転時、その全能力が使用されていないいかなるロボットも再設定ロボットとして機能でき、必要に応じて追加作業を取り込むことができる。

それにもかかわらず、もし第２のロボットが故障した時は、さらに塗装作業の再設定が必要となり、塗装作業を終えるために、さらにロボットを再割り当てする必要がある。塗装ゾーンの数を増やし、各ゾーンに関するコンピュータ指令を塗装ブース内のすべてのロボットに利用可能とすることで、小さな床面積の中で確固たる再設定作業を促進させる。優先順位の問題として、大部分の手仕事を含む作業が、再設定の序列の中で決定され、所定の優先順位を与えられる。例えば、外装パネルは、顧客にはよく見えることから、より高い品質が必要となり、そのため細部に対してかなりの注意を必要とし、作業中断は最小限にすることが要求され、したがって、外装作業が失敗した場合、それは再優先の順位となる。他の要因は、複数の表面起伏または造作を有する、例えばエンジン室等の、車両の内装部分は、例えば本体内部のコーティング層よりも、コーティング層を塗布するより大きな仕事量が必要となることであろう。したがって、エンジン室の塗装は、ドア枠に優先する。このようにして、手作業による介入が必要な場合はあまり重要でない部分となろう。他の実施態様では、残りのロボットが手作業による介入なしで全ての塗装作業を終えることができるように、車両２００に関連したライン速度は下げられるか、または上述の通り、しばらくの間完全に止められることもある。手作業による介入が要求されるかまたは必要である場合、すなわち、多くのロボット１０２が故障し、残りのロボットが故障したロボットに割り当てられていた作業の全てを取り込むことができないようなときには、最も低い優先順位の作業を手動霧化器に割り当てるのが好都合であろう。例えば、故障ロボットに割り当てられる作業が通常、滑らかで起伏があるか、また頻繁に顧客の目にふれる車両の領域にはない表面を含む場合、これらの作業は、より複雑で目に見える造作についての作業の前に、必要に応じて手動霧化器に割り当てられるであろう。

加えて、第１の再設定ロボット１０２が正常運転時に全く使われていなくはない、すなわち再設定ロボット１０２が、少なくともいくつかの作業を遂行しているような例では、他のロボットが故障したとき、手動霧化器の使用が必要となる可能性が大いにあるかもしれない。正常運転時に再設定ロボットの使用率をより大きくすることは、従って、必要な手作業による介入をさらに受け入れることによって、可能となるであろう。なぜならこれらの場合、故障ロボットから追加作業を取り込むための再設定ロボットが利用できないことが多くなるからである。逆にいえば、当初再設定ロボット、例えば、ロボット１０２ｇ、の使用率が低いと、故障している他のロボット１０２から作業を取り込むための柔軟性がより大きくなることになり、それにより、一以上のロボットが故障したときに、手作業による介入の潜在的な必要性は減少する。さらに、より低い当初の使用率を有する再設定ロボットは、より多くの数の作業を取り込むことが必然的にでき、ある場合には一以上のロボットの作業を遂行することすらできる。

所定の塗装運転のための「ライト・アウト」運転、すなわち、手動霧化器を使用しない運転、を維持することは、ロボット１０２のより大きな利用を可能にするための他の手段を取ることによっても可能である。例えば、所定のラインの速度、すなわち、塗装ブース１００に対するコンベヤの速度、では手作業による介入がより頻繁に必要となるが、仮にラインの速度を単純に低下させれば、それにより割り当てられた作業をまとめて終えられるよう、ロボット１０２により長い時間を与えることができる。さらに、特定の塗装運転の間ライン速度を完全に止め、それによってロボット１０２にまとまった作業を終わらせさせ、ロボット作業のいずれかを手動霧化器に割当てる必要性を避けることができる。

工程４００は、通常４０２から始まり、そこで塗装装置を通って動いている対象にコーティング材を塗布するため、複数のロボットが設けられている。さらに、ロボットは、対象に対して対象の蓋板を移動するように構成される。例えば、上述の通り、複数のロボット１０２がブース１００ａに設けられ、そこでは、ロボット１０２は、コーティング材を塗布するために、一連の取り扱いおよび塗布作業を各々遂行する。工程４００は続いて４０４へ進む。

４０４で、工程４００は、ロボットの一つに故障が検知されたかどうかを尋ねる。故障は通常、所定のロボットが最初に割り当てられた作業を遂行するのを妨げる。ロボットが故障した場合、衝突が最小化される位置である定位置（ホーム・ポジション）に通常は戻る。例えば、コーティング塗装制御部は、その塗装ラインがつまっている、さもなければ点検または交換など、ロボットが適切にその割り当てられた作業を実行することができない、他の何らかの状況のため、ロボット１０２のうちの１つが塗料をもはや塗布することができないこと、を検出できる。故障が検知されないとき、工程４００は続いて４０６へ進み、コーティング塗布の標準運転は続き、継続的なモニタリングのため４０４に戻る。故障が４０４で検知されたとき、工程４００は４０８へ進む。

４０８では故障したロボットが特定される。例えば、塗装装置の制御部は、特定のロボット１０２が、ロボット１０２が沿って動く関連するレール上で動かなくなったことを特定できる。工程４００は続いて４１０へ進む。

４１０では故障ロボット位置の位置と最後の塗装機能が特定される。例えば、塗装装置の制御部は、ロボットが経路２０に沿ったどこで塗装運転を中止したか、そして車体が塗装ブースを通って進み続ける時如何にその位置が修正されるべきか、について判定できる。工程４００は続いて４１２へ進む。

４１２で、ロボット中の第２のものは、例えば、優先順位方式に基づき、第１の割り当てられた作業を実行するように選択される。再設定優先順位方式は、現在ロボットの第２のものに現在割当てられた作業とともに、第２のロボットの第１のロボットへの近さに基づき、ロボット中から第２のものを選択できる。これに代わって、または加えて、再設定優先順位方式は、使われていないロボット、すなわち、再設定ロボットの第１の（故障）ロボットに対する近さに基づき、ロボット中から第２のものを選択できる。選択される第２のロボットは、使われていない（すなわち、再設定）ロボットであるか、または、例えば、再設定ロボットが、遂行されるべき作業に関して不便な場所に配置されている場合、代わりとして他の機能しているロボットでありうる。例えば、第２のロボットは、したがって、最初は他の作業、例えば車両の蓋板の閉鎖／開口、塗料を塗布、または塗布工程の一部として実行される必要のある他のいかなる作業を実行していてもよい。先に述べた通り、二重能力ロボット、すなわち、塗料を塗布することと、更に車両の蓋板を開閉することがきるロボット、を備えることは、特にロボットに最大の柔軟性をもって自由に作業を再割り当てできる点で有利であろう。さらに、一以上の故障ロボット１０２に割り当てられた作業の全てを取り込むためにロボット１０２に充分な余力がない場合、場合によっては、作業を手動霧化器に割り当てることが必要となるかもしれない。どのような作業を手動霧化器に割り当てるべきかを判定する際に、どの作業が手動霧化器に再割り当てできる最も低い優先順位の作業であるかについて決定するために、故障ロボットの作業を引き次ぐために考慮されているロボットに現在割り当てられている作業を、故障ロボットの作業と、あるいは故障ロボットの作業を引き継ぐために考慮されている他のロボットと比較することができる。工程４００は続いて４１４へ進む。

４１４では、故障ロボットに取って代わる第２の使用可能なロボットのための、新しい経路が決定される。この経路によって、代替ロボットは塗装作業の直近の分かっている位置に移動し、従前の塗装作業が終わった位置を選ぶことができる。この新しい経路は、正確に直近の分かっている塗装作業の位置に合致するかまたはそれに近接した位置とすることができる。例えば、故障ロボットが動けなくなった時、故障ロボットの作業を引き継ぐロボットは、その故障ロボットの作業を実行している間中、動けなくなったロボットを避けることが必要であろう。他の実施例では、所定のロボットが故障したときに、塗装されていた特定の部材は、故障ロボットに取って変わったロボットによって、完全に再塗装される。従って、ロボットの故障の結果、車両の、不完全なまま残された部材または領域を、単に仕上げるのではなく、作業を引き継いだロボットは、部材を（最初から）完全にやり直し、それにより、さもなければ中断された塗装作業から生じたかもしれない潜在的な塗装不良を最小化することができる。塗装設置の制御装置は通常、例えば４１０で判定されたような故障ロボットの位置を考慮し、そして使用可能なロボットによって、現在実行されている作業についての経路をしかるべく調整できる。工程４００は続いて４１６へ進むことができる。

４１６では塗装運転は続けられる。一実施例においては、制御装置は、故障ロボットの作業の未完成部分を仕上げるために、利用できるロボットを再割り当てする。最初に割り当てられた特定の塗装作業中に別のロボットが故障したときでも、利用できるロボットが、したがって、車両の塗装作業を続けることができる。例えば、制御装置は、故障ロボットの作業を利用できるロボットに割り当てることができ、それによって、故障ロボットがやり残したところを利用できるロボットが取って代わり、そして車両の塗装作業を仕上げることができる。さらに、先に述べた通り、利用できるロボットは、故障ロボットによって部分的に終えられて残った、特定の作業を完全にやり直すことができる。

あるいは、４１６は、利用できるロボットに故障ロボットの作業を単に再割り当てする塗装作業の制御装置からの命令を含み、塗装ブースを通って動いている次に続く車両に塗装作業を続けることができる。

明細書中の「１実施例」、「実施例」、「１実施態様」または「実施態様」への言及は、実施例に関して説明される特定の特徴、構造または特徴が少なくとも一つの実施例に含まれていることを意味する。明細書の各場所の「１実施例において、」の言い回しは、それが現れる毎に必ずしも同じ実施例に言及するものではない。

本願明細書において、説明される工程、システム、方法、発見的手法、その他に関しては、このような工程、その他のステップが一定の順序づけられた序列に従って生じるとして説明されていても、これらの工程はここで説明された序列以外の序列で説明されたステップにより実践されることもできる、と理解すべきである。さらに、一定のステップは、同時に実行されることができ、他のステップが加えられることも、また特定のステップが省略されることもできる、と理解されなければならない。換言すれば、ここでの工程の記載は、特定の実施態様を例示するために設けられており、決して請求項に記載された本発明を制限するように解釈されるべきではない。

従って、上記の記載は例示を目的とし、限定することを目的としないことが理解されるべきである。記載の実施例以外の多くの実施態様および応用例が、上記の記載を読んだ上で考えられる。本発明の範囲は上記記載に関連して決定されるのではなく、それに代えて、特許請求の範囲が値する均等の全範囲とともに、添付の特許請求の範囲に関連して決定されなければならない。ここで述べられた技術について将来開発がなされるであろうこと、そして開示されたシステム及び方法が、このような将来の実施態様に組み込まれるであろうことは予想されかつ意図とされるところである。要するに、本発明は修正および変更ができ、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されることが理解されるべきである。

特許請求の範囲において使用されるすべての用語は、本文中で明確にそれに反する示唆がされていない限り、当業者により理解されるそれらの最も広い合理的な解釈およびそれらの通常の意味が与えられているものとする。特に、例えば冠詞、定冠詞等の単数形の使用は、特許請求の範囲が明確にそれに反する限定をしていない限り、示された構成要素の一以上を記述するものとして読まれなければならない。

本特許出願は、それぞれ２００８年６月５日および２００８年６月６日に出願された米国の暫定特許出願第６１／０５９，１７０号および第６１／０５９，５５５号に基づく優先権を主張する。そして各々の内容は、ここに明示してそれらの全体が本願明細書の内容とされる。

Claims (12)

1. 対象に塗料を塗布するための塗装ブースであって、当該対象は内装面および外装面を含み、当該対象はコンベヤに沿って塗装ブースを通って動き、該コンベヤは経路を定めているものにおいて、
   当該塗装ブースは、
   コンベヤの経路と平行して配置される第１及び第２のロボット・レールと、
   レールのうちの少なくとも１つに置かれ、当該対象の当該内装面および外装面に第１の塗料層を同時に塗布するように構成される、少なくとも第１及び第２のロボットと、
   当該レールのうちの少なくとも１つに置かれ、当該対象の当該内装面および外装面に第２の塗料層を同時に塗布するように構成される、少なくとも第３及び第４のロボットと
   からなる塗装ブース。
2. さらに、第３と第４のレールを備え、前記第１乃至第４のレールは、前記コンベヤの対向する側に、下部および上部位置に配置される、請求項１に記載の塗装ブース。
3. さらに、前記コンベヤに対して通常垂直な方向に延びる第５のレールと当該第５のレールに置かれた少なくとも一つのロボットとを含む、請求項２に記載の塗装ブース。
4. 前記第５のレールに置かれた前記ロボットは、前記対象に第３の塗料層を塗布するように構成された、請求項３に記載の塗装ブース。
5. 前記第１及び第２のロボットは、さらに前記対象のドアを開閉するように構成された、請求項１に記載の塗装ブース。
6. 塗装ブースの運転を再設定する方法であって、当該塗装ブースは複数のロボットを備え、当該複数のロボットは対象にコーティングを塗布することに関連した個々の任務をもち、当該対象は内装面および外装面を有するものであって、
   当該方法は、
   当該ロボットをその各々の当該任務を実行することから阻む、当該複数のロボットのうちの１つの故障を検出すること、
   故障した当該ロボットの当該任務を特定すること、そして
   当該複数のロボットから、故障であると検出された当該ロボットにあらかじめ割り当てられていた作業を実行するよう、少なくとも当該ロボットが有する当該任務の相対的な優先順位に基づき、第１のロボットを選択すること
   からなる塗装ブースの運転を再設定する方法。
7. 複数の前記ロボットのうちの１つは、再設定ロボットとして指定され、そして故障が検出されたいずれかのロボットの任務を実行するよう優先して選択される、請求項６に記載の方法。
8. 前記相対的な優先順位は、前記外装面が前記内装面に優先することである、請求項６に記載の方法。
9. 故障が検出された前記ロボットにあらかじめ割り当てられた前記作業を実行するために選択された前記ロボットのために経路が算出される、請求項８に記載の方法。
10. 前記複数のロボットの第２のロボットの、当該第２のロボットがその割り当てられた作業を実行することを阻止している第２の故障を検出すること、
    故障であると検出された前記第１および当該第２のロボットに割り当てられた作業を比較すること、
    前記複数のロボットから前記第１のロボットを、故障した前記ロボットの任務を遂行するロボットが近くにあることを基準に、そして前記ロボットが有する任務の相対的な優先順位に基づき、故障であると検出された第１ロボットにあらかじめ割り当てられていた作業を遂行するように選択すること、そして
    前記複数のロボットから第２のロボットを、故障した当該第２ロボットの任務を遂行するロボットが近くにあることを基準に、および当該ロボットが有する任務の相対的な優先順位に基づき、故障であると検出された当該第２ロボットにあらかじめ割り当てられていた作業を遂行するように選択すること、
    からなる請求項６に記載の方法。
11. 前記外装面は、前記対象の前記内装面より高い優先順位が与えられる、請求項１０に記載の方法。
12. 故障であると検出された前記ロボットにあらかじめ割り当てられていた作業を実行するために、前記複数のロボットからの前記第１のロボットの選択は、加えて、故障した前記ロボットの任務を遂行する当該ロボットが近くにあることを基準とする、請求項６に記載の方法。
    

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