JP2012121105A - 塗装ロボット及び塗装システム - Google Patents

Abstract

【課題】塗装ブースを小型化することが可能な塗装ロボット及び塗装システムを提供する。また、ケーブルを覆うケーブル保護部材を省略することが可能な塗装ロボット及び塗装システムを提供する。
【解決手段】 塗装ロボット５０は、塗装ブース２０の側壁２２に固定される固定部６２と、固定部６２に対して旋回可能に設けられる旋回部６４と、旋回部６４に設けられるアーム６６と、アーム６６の先端部に設けられる塗装ガン６８と、を備え、側壁２２に固定される固定部６２の固定面１２０に、ケーブル９２ａ、９２ｂを引き込むケーブル引込部１１２ａ、１１２ｂが設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装ロボット及び塗装システムに関する。

従来、塗装ロボットは、塗装ブースの側壁に設けられている。この塗装ロボットに接続されるケーブルは、塗装ロボットの上方にて塗装ブースの側壁を貫通し、塗装ブース外部に延びている（例えば、特許文献１参照）。従って、塗装ブースにおいては、少なくともケーブルの配線に必要な天井高さが必要とされた。

一方、図７に示すように、塗装ブース内にて塗装ロボット２０１に接続されるケーブル２０９は、防爆規格上、例えばワイヤーブレード２０２等のケーブル保護部材によって機械的損傷から保護されることが要求される。図７において、塗装ロボット２０１の固定部２０４に設けられたベルマウス２０６の先端にはコネクタ２０８が接続されている。ワイヤーブレード２０２は、このコネクタ２０８にねじ込まれてベルマウス２０６に接続されている。ケーブル２０９は、ワイヤーブレード２０２の内部を通って配線される。

従って、塗装ロボット２０１を塗装ブース内に設置するためには、塗装ロボット２０１の本体を塗装ブースの側壁２１０に設置する作業の他に、ケーブル２０９を塗装ブースの側壁２１０に形成した貫通孔２１２に通し、ケーブル２０９と側壁２１０との間に生じる隙間をシール材２１４にてシールする第１の作業及び塗装ブース内のケーブル２０９をケーブル保護部材によって覆う第２の作業が必要であった。

特許第４５２０２６８号公報（第５頁、図２）

本発明は、塗装ブースを小型化することが可能な塗装ロボット及び塗装システムを提供することを目的とする。また、ケーブルを覆うケーブル保護部材を省略することが可能な塗装ロボット及び塗装システムを提供することを他の目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る塗装ロボットは、塗装ブースの側壁に固定される固定部と、
前記固定部に対して旋回可能に設けられる旋回部と、
前記旋回部に設けられるアームと、
前記アームの先端部に設けられる塗装ガンと、を備え、
前記側壁に固定される前記固定部の固定面に、ケーブルを引き込むケーブル引込部が設けられる。

第１の発明に係る塗装ロボットにおいて、前記ケーブル引込部は、前記固定部の上側に設けられてもよい。

第１の発明に係る塗装ロボットにおいて、前記ケーブル引込部は、ベルマウスであってもよい。

第１の発明に係る塗装ロボットにおいて、前記ケーブル引込部に代えて、前記ケーブルが接続されるコネクタとしてもよい。

第１の発明に係る塗装ロボットにおいて、前記固定面に、該塗装ロボットの内部に形成された気密室へ保護気体を供給する給気管が接続される第１の管接続部及び該気密室から該保護気体を排出する排気管が接続される第２の管接続部が更に設けられてもよい。

前記目的に沿う第２の発明に係る塗装システムは、側壁に貫通孔が形成された塗装ブースと、
前記塗装ブースに運ばれたワークを塗装する塗装ロボットと、
前記塗装ブースの外に設置され、該塗装ロボットの動作を制御するロボット制御装置とを備え、
前記塗装ロボットは、前記貫通孔の開口上に固定され、前記貫通孔に面する位置にケーブルを引き込むケーブル引込部が設けられた固定部と、
前記固定部に対して旋回可能に設けられる旋回部と、
前記旋回部に設けられるアームと、前記アームの先端部に設けられる塗装ガンとを有し、
前記ロボット制御装置から延びる前記ケーブルが、前記貫通孔を通って、前記ケーブル引込部に引き込まれる。

本発明に係る塗装ロボット及び塗装システムにおいては、本発明の構成を有しない場合に比べて、塗装ブースを小型化することが可能である。また、ケーブルを覆うケーブル保護部材を省略することが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る塗装システムの説明図である。 同塗装システムが有する塗装ロボットシステムの構成図である。 同塗装システムが有する塗装ロボットシステムの系統図である。 同塗装システムが有する塗装ロボットの固定部の拡大図である。 図４に示す矢視Ａである。 本発明の第２の実施の形態に係る塗装システムが有する塗装ロボットの固定部の拡大図である。 ワイヤーブレードを示す説明図（断面図）である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る塗装システム１０は、塗装ブース２０と、塗装ロボットシステム３０とを備えている。
塗装ブース２０は、空調機４２と、ウォータカーテン部４４と、水槽４６とを有している。
空調機４２は、塗装ブース２０内の空調を管理すると共に、気流を生成することができる。
塗装ブース２０内の気流中に含まれる未着塗装は、塗装ロボット５０の下方の壁面に沿って設けられたウォータカーテン部４４及びウォータカーテン部４４の下部に設けられた水槽４６によって捕集される。

塗装ブース２０内には、ワーク供給装置５２が設けられている。ワーク供給装置５２は、床面と交差する軸Ｘ回りに旋回する旋回台５４を有し、塗装対象となるワークＷを供給することができる。旋回台５４の一端側に塗装ブース２０の外部からワークＷがセットされ、旋回台５４が旋回することにより、ワークＷが塗装ロボット５０の動作範囲内に移動する。

塗装ロボットシステム３０は、図１及び図２に示すように、塗装ロボット５０及びロボット制御装置６０を有している。
塗装ロボット５０は、図１に示すように、塗装ブース２０の側壁２２に固定される固定部６２と、固定部６２に設けられ、塗装ブース２０の壁面に交差する旋回軸Ｓ回りに旋回する旋回部６４と、旋回部６４に設けられるアーム６６と、アーム６６の先端部に設けられる塗装ガン６８とを備え、ワーク供給装置５２によって動作範囲内に運ばれたワークＷを塗装することができる。塗装ロボット５０は、塗装ブース２０の側壁２２に、例えば壁掛け設置される。塗装ロボット５０の内部には、図３に示すように、実質的に密閉される複数の気密室７２ａ〜７２ｄが形成され、塗装ロボット５０の各関節を駆動するモータ７４ａ〜７４ｆは、この気密室７２ａ〜７２ｄに設けられる。

気密室７２ａ〜７２ｄは、排気管７６を介して図２、図３に示す気体排気部（図１においては不図示）７８に通じている。
気体排気部７８には、排気管７６が接続される開放弁８０が設けられ、この開放弁８０が開くことによって、気密室７２ａ〜７２ｄ内部の気体（保護気体）を外部に排出し、開放弁８０が閉じることによって、気密室７２ａ〜７２ｄ内部の気体を封止することができる。この開放弁８０はエア駆動され、制御管８２からエアが供給されると弁を開放する。気体排気部７８には、図３に示すように、塗装ロボット５０の側から順に、１）気体が排気管７６内を設定された範囲内の流量で流れると信号を出力するフロースイッチ８４、２）排気管７６内の圧力（気密室７２ａ〜７２ｄの圧力）が設定値よりも高くなると排気管７６内の気体を排出し、気密室７２ａ〜７２ｄの内部圧力を低減する圧力調整弁８６、及び３）排気管７６内の圧力（気密室の圧力）が設定値よりも低くなると信号を出力する圧力検出器８８が更に設けられている。フロースイッチ８４及び圧力検出器８８は、それぞれ出力した信号を伝達する信号線９０ａ、９０ｂを介して、塗装ブース２０の外に設置されたロボット制御装置６０に接続される。
なお、気体排気部７８は、塗装ブース２０の外壁面に設置される。

ロボット制御装置６０は、塗装ロボット５０の動作を制御することができる。ロボット制御装置６０と塗装ロボット５０とは、塗装ロボット５０の各モータ７４ａ〜７４ｆを駆動するためのケーブル９２（モータ７４ａ〜７４ｆに駆動電流を供給する電源ケーブル９２ａ及びモータ７４ａ〜７４ｆのエンコーダに接続される信号ケーブル９２ｂの総称）によって接続される（図３、図４参照）。

ロボット制御装置６０には、保護気体を供給する気体供給部９４が設けられている。気体供給部９４は、給気管９６を介して塗装ロボット５０の気密室７２ａ〜７２ｄに保護気体を供給することができる。また、気体供給部９４は、制御管８２を介して気体を供給し、気体排気部７８の開放弁８０を制御することができる。詳細には、図３に示すように、気体供給部９４には、外部に設けられた圧力気体発生源（不図示）から保護気体である圧縮空気が導入される。この保護気体はフィルタ１０２を通過した後、３つの経路に分岐し、保護気体Ａ、Ｂ、Ｃに分かれて、それぞれ第１の圧力調整器１０４ａ、第２の圧力調整器、１０４ｂ及び第３の圧力調整器１０４ｃに送出される。

保護気体Ａは第１の圧力調整器１０４ａにより、塗装ロボット５０の周囲の雰囲気の圧力より若干高い圧力に調整される。保護気体Ｂは、第２の圧力調整器１０４ｂにより、第１の圧力調整器１０４ａよりも高い圧力に調整される。第１及び第２の圧力調整器１０４ａ、１０４ｂによって圧力がそれぞれ調整された保護気体Ａ、Ｂは、第１の電磁弁１０６ａを通過し、給気管９６及び塗装ロボット５０の内部に設けられた内部給気管１０５を介して、塗装ロボットの気密室７２ａ〜７２ｄに送出される。

一方、保護気体Ｃは、第３の圧力調整器１０４ｃにより、第２の電磁弁１０６ｂを動作させることができる程度の圧力に調整される。圧力が調整された保護気体Ｃは、第２の電磁弁１０６ｂを通過し、制御管８２を介して気体排気部７８の開放弁８０に、開放弁８０の駆動源として供給される。

次に、塗装ロボット５０の固定部６２について、詳細に説明する。
塗装ロボット５０の固定部６２は、図４に示すように、塗装ブース２０の側壁２２に形成された貫通孔１１０を塞ぐように、貫通孔１１０の開口上に固定されている。塗装ブース２０の側壁２２に固定される固定部６２の固定面１２０には、貫通孔１１０に面する位置に、第１及び第２のケーブル引込部１１２ａ、１１２ｂ（以下、第１及び第２のケーブル引込部１１２ａ、１１２ｂをまとめて、単に「ケーブル引込部１１２」という場合がある。）と、第１及び第２の管接続部１１４ａ、１１４ｂとが設けられている（図５参照）。更に詳細には、この第１及び第２のケーブル引込部１１２ａ、１１２ｂ並びに第１及び第２の管接続部１１４ａ、１１４ｂは、塗装ロボット５０の塗装動作の障害とならないように、固定部６２の上側（塗装ロボット５０を側面視して旋回軸Ｓよりも上側）に設けられている。この第１及び第２のケーブル引込部１１２ａ、１１２ｂには、塗装ブース２０の側壁２２に形成された貫通孔１１０を通って、電源ケーブル９２ａ及び信号ケーブル９２ｂがそれぞれ引き込まれる。また、第１及び第２の管接続部１１４ａ、１１４ｂには、塗装ブース２０の側壁２２に形成された貫通孔１１０を通って、給気管９６及び排気管７６がそれぞれ接続される。

即ち、第１のケーブル引込部１１２ａには、ロボット制御装置６０から延びるケーブル９２のうち、電源ケーブル９２ａが引き込まれる。第２のケーブル引込部１１２ｂには、ロボット制御装置６０から延びるケーブル９２のうち、信号ケーブル９２ｂが引き込まれる。第１及び第２のケーブル引込部１１２ａ、１１２ｂは、例えば、固定部６２の固定面１２０から突出して設けられたベルマウスにより構成され、塗装ロボット５０は内圧保護される。
また、第１の管接続部１１４ａには、気体供給部９４に繋がる給気管９６が接続される。第２の管接続部１１４ｂには、気体排気部７８に繋がる排気管７６が接続される。第１及び第２の管接続部１１４ａ、１１４ｂは、例えば、固定部６２の固定面１２０から突出して設けられたユニオン継手により構成される。

なお、第１のケーブル引込部１１２ａを通って塗装ロボット５０の内部に引き込まれた電源ケーブル９２ａは、図４に示すように、固定部６２の内部にて、ブラケット１２２によって固定されたコネクタ１２４を介し、各モータ７４ａ〜７４ｆまで延びる第１の機内ケーブル１２６ａへと接続される。第２のケーブル引込部１１２ｂを通って塗装ロボット５０の内部に引き込まれた信号ケーブル９２ｂは、固定部６２の内部にて、ブラケット（不図示）によって固定されたコネクタ（不図示）を介して各エンコーダ（不図示）まで延びる第２の機内ケーブル１２６ｂへと接続される。この第１の機内ケーブル１２６ａ及び第２の機内ケーブル１２６ｂは、図３においては機内ケーブル１２６としてまとめて描いている。

固定部６２の固定面１２０と塗装ブース２０の壁面との間はシールされ、貫通孔１１０の内部の空間Ｋは防爆領域から分離されている。シール方法は、空間Ｋを防爆領域から分離することができれば任意でよい。シール方法として、例えば、Ｏリングを用いて貫通孔１１０の開口部周囲を囲う方法や、固定面１２０と塗装ブース２０の壁面との間にシール材を塗布する方法が挙げられる。

このように、本実施の形態によれば、塗装ロボット５０に引き込まれるケーブル９２が従来のように塗装ロボット５０の固定部６２の上方に延びていないので、その分だけ塗装ブース２０の天井高さが抑えられ、塗装ブース２０が小型化される。
また、ケーブル９２が塗装ブース２０内に露出しないので、従来必要とされたケーブルをケーブル保護部材によって覆う作業を省略することができる。
更に、第１及び第２のケーブル引込部１１２ａ、１１２ｂに加え、第１及び第２の管接続部１１４ａ、１１４ｂが塗装ロボット５０の固定部６２の固定面１２０に設けられているので、配線作業と配管作業をまとめて行うことができる。

続いて、本発明の第２の実施の形態に係る塗装システムについて説明する。第１の実施の形態に係る塗装システム１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
本実施の形態に係る塗装システムが有する塗装ロボット１５０は、図６に示すように、旋回軸Ｓが塗装ブース２０の貫通孔１１０を通るように側壁２２に固定される。第１のケーブル引込部１６２ａ及び第２のケーブル引込部並びに第１の管接続部１６４ａ及び第２の管接続部は、固定部１６６の貫通孔１１０に面する位置に設けられている。
従って、第１の実施の形態に係る塗装ロボット５０と比較して、固定部１６６が上方に突出する量が抑えられる（図４及び図６参照）。その結果、塗装ブース２０の天井高さがより抑えられ、塗装ブース２０が更に小型化される。

なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。

第１及び第２のケーブル引込部１１２ａ、１１２ｂは、塗装ロボットの内部にケーブルを引き込むものであれば、任意のもので良い。ケーブル引込部の他の例として、塗装ブース側壁の貫通孔に面する固定部（固定面）に形成され、塗装ロボットの内部に通じる、シールされた貫通孔が挙げられる。

また、第１及び第２のケーブル引込部１１２ａ、１１２ｂに代えて、それぞれ、電源ケーブル９２ａ及び信号ケーブル９２ｂが接続される第１及び第２のコネクタとすることも可能である。

第１及び第２の管接続部１１４ａ、１１４ｂに代えて、それぞれ、塗装ロボットの内部に給気管及び排気管を引き込む第１及び第２の管引込部とすることも可能である。

１０：塗装システム、２０：塗装ブース、２２：側壁、３０：塗装ロボットシステム、４２：空調機、４４：ウォータカーテン部、４６：水槽、５０：塗装ロボット、５２：ワーク供給装置、５４：旋回台、６０：ロボット制御装置、６２：固定部、６４：旋回部、６６：アーム、６８：塗装ガン、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ：気密室、７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅ、７４ｆ：モータ、７６：排気管、７８：気体排気部、８０：開放弁、８２：制御管、８４：フロースイッチ、８６：圧力調整弁、８８：圧力検出器、９０ａ、９０ｂ：信号線、９２：ケーブル、９２ａ：電源ケーブル、９２ｂ：信号ケーブル、９４：気体供給部、９６：給気管、１０２：フィルタ、１０４ａ：第１の圧力調整器、１０４ｂ：第２の圧力調整器、１０４ｃ：第３の圧力調整器、１０５：内部給気管、１０６ａ：第１の電磁弁、１０６ｂ：第２の電磁弁、１１０：貫通孔、１１２：ケーブル引込部、１１２ａ：第１のケーブル引込部、１１２ｂ：第２のケーブル引込部、１１４ａ：第１の管接続部、１１４ｂ：第２の管接続部、１２０：固定面、１２２：ブラケット、１２４：コネクタ、１２６：機内ケーブル、１２６ａ：第１の機内ケーブル、１２６ｂ：第２の機内ケーブル、１５０：塗装ロボット、１６２ａ：第１のケーブル引込部、１６４ａ：第１の管接続部、１６６：固定部、Ｗ：ワーク

Claims (6)

1. 塗装ブースの側壁に固定される固定部と、
   前記固定部に対して旋回可能に設けられる旋回部と、
   前記旋回部に設けられるアームと、
   前記アームの先端部に設けられる塗装ガンと、を備え、
   前記側壁に固定される前記固定部の固定面に、ケーブルを引き込むケーブル引込部が設けられた塗装ロボット。
2. 請求項１記載の塗装ロボットにおいて、前記ケーブル引込部は、前記固定部の上側に設けられる塗装ロボット。
3. 請求項１又は２記載の塗装ロボットにおいて、前記ケーブル引込部は、ベルマウスである塗装ロボット。
4. 請求項１又は２記載の塗装ロボットにおいて、前記ケーブル引込部に代えて、前記ケーブルが接続されるコネクタとした塗装ロボット。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗装ロボットにおいて、前記固定面に、該塗装ロボットの内部に形成された気密室へ保護気体を供給する給気管が接続される第１の管接続部及び該気密室から該保護気体を排出する排気管が接続される第２の管接続部が更に設けられた塗装ロボット。
6. 側壁に貫通孔が形成された塗装ブースと、
   前記塗装ブースに運ばれたワークを塗装する塗装ロボットと、
   前記塗装ブースの外に設置され、該塗装ロボットの動作を制御するロボット制御装置とを備え、
   前記塗装ロボットは、前記貫通孔の開口上に固定され、前記貫通孔に面する位置にケーブルを引き込むケーブル引込部が設けられた固定部と、
   前記固定部に対して旋回可能に設けられる旋回部と、
   前記旋回部に設けられるアームと、前記アームの先端部に設けられる塗装ガンとを有し、
   前記ロボット制御装置から延びる前記ケーブルが、前記貫通孔を通って、前記ケーブル引込部に引き込まれる塗装システム。

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