JP2021084080A - Design device, design method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、設計装置、設計方法及びプログラムに関し、特に、塗装装置の動作軌跡を設計する等に関する。 The present invention relates to a design apparatus, a design method and a program, and more particularly to designing an operation locus of a coating apparatus.
スプレー塗装技術は、色付け工程だけでなくセンサーや液晶などの機能性塗膜を製造する工程にも利用されている。こうした工程では性能の均一性や再現性を担保するため色付け塗装以上に膜厚や膜質の制御が求められる。発明者は、スプレー塗布により圧電膜を作製（ゾルゲルスプレー法）し、例えばロボット表面にこれを取り付けて皮膚センサーとして利用することなどを研究している（特許文献１参照）。発明者は、これまでの研究により、平面に塗布する際に、高い再現性を有する均一膜塗布が可能であることを実証している。 The spray coating technology is used not only in the coloring process but also in the process of manufacturing functional coating films such as sensors and liquid crystals. In such a process, control of film thickness and film quality is required more than coloring coating in order to ensure uniformity and reproducibility of performance. The inventor is studying the production of a piezoelectric film by spray coating (sol-gel spray method), for example, attaching the piezoelectric film to the surface of a robot and using it as a skin sensor (see Patent Document 1). The inventor has demonstrated from previous studies that uniform film coating with high reproducibility is possible when coating on a flat surface.
曲面を対象とした塗布軌跡の自動ティーチング技術について、ほとんどが、自動車など特定の対象を想定しており、主として対象形状を平面等の設計容易な形状に近似する手法が提案されている。特許文献２及び非特許文献１は、機械学習ベースではなく、入力形状に対応した軌跡をアルゴリズム的に生成する手法を提案する。特許文献１は、曲面上に適当な間隔で点を複数設置しそれらを線分で結ぶことで塗布軌跡を生成する。非特許文献１は、曲面をいくつかに分割した領域に対して塗布軌跡を生成する。 Most of the automatic teaching techniques for coating trajectories on curved surfaces assume a specific target such as an automobile, and a method has been proposed in which the target shape is mainly approximated to a shape such as a flat surface that is easy to design. Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 propose a method for algorithmically generating a locus corresponding to an input shape, not based on machine learning. Patent Document 1 generates a coating locus by arranging a plurality of points on a curved surface at appropriate intervals and connecting them with a line segment. Non-Patent Document 1 generates a coating locus for a region in which a curved surface is divided into several parts.
しかしながら、特許文献２及び非特許文献１に記載の技術は、どちらも、曲面上で近似的に塗布曲線を生成するものであり、精密コーティングには不向きである。 However, both of the techniques described in Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 generate a coating curve approximately on a curved surface, and are not suitable for precision coating.
そこで、本願発明は、精密コーティングを実現することに適した、塗装装置の動作軌跡を設計する設計装置等を提案することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to propose a design device or the like for designing an operation locus of a coating device, which is suitable for realizing precision coating.
本願発明の第１の観点は、塗装装置の動作軌跡を設計する設計装置であって、平面形状に塗布するための塗布条件を記憶する塗布条件記憶部と、曲面形状を特定する曲面形状特定情報を記憶する曲面形状記憶部と、前記曲面形状において前記塗布条件を用いて前記動作軌跡を計算する動作軌跡規定部を備える。 The first aspect of the present invention is a design device for designing an operation locus of a coating device, which is a coating condition storage unit for storing coating conditions for coating on a planar shape, and curved surface shape specifying information for specifying a curved surface shape. It is provided with a curved surface shape storage unit for storing the above, and an operation locus defining unit for calculating the operation locus using the coating conditions in the curved surface shape.
本願発明の第２の観点は、第１の観点の設計装置であって、前記曲面形状において前記動作軌跡の初期位置を記憶する初期位置記憶部を備え、前記動作軌跡規定部は、前記曲面形状において、前記初期位置記憶部が記憶する初期位置から、前記塗布条件を用いて前記動作軌跡を計算する。 The second aspect of the present invention is the design device of the first aspect, which includes an initial position storage unit that stores the initial position of the operation locus in the curved surface shape, and the operation locus defining unit is the curved surface shape. In, the operation locus is calculated from the initial position stored in the initial position storage unit using the coating conditions.
本願発明の第３の観点は、第２の観点の設計装置であって、前記動作軌跡規定部は、前記曲面形状において、前記初期位置記憶部が記憶する初期位置から、前記塗布条件を用いて等値線計算により前記動作軌跡を計算し、利用者により前記初期位置記憶部に記憶された前記動作軌跡の初期位置が変更されたならば、前記動作軌跡規定部は、変更された初期位置から、前記塗布条件を用いて等値線計算により前記動作軌跡を再計算する。 The third aspect of the present invention is the design device of the second aspect, and the operation locus defining portion uses the coating conditions from the initial position stored in the initial position storage portion in the curved surface shape. If the operation locus is calculated by the contour line calculation and the initial position of the operation locus stored in the initial position storage unit is changed by the user, the operation locus defining unit starts from the changed initial position. , The operation locus is recalculated by contour line calculation using the coating conditions.
本願発明の第４の観点は、第１から第３のいずれかの観点の設計装置であって、前記塗装装置は、前記曲面形状に塗布して塗膜を作製するものであり、前記塗布条件は、平面形状に対して塗装装置を一定間隔で直線的に移動させるものであり、一定間隔を特定するピッチと、塗装装置の移動速度を含む。 A fourth aspect of the present invention is a design device according to any one of the first to third aspects, wherein the coating device is applied to the curved surface shape to produce a coating film, and the coating conditions. Is to move the coating device linearly at regular intervals with respect to the planar shape, and includes a pitch for specifying the fixed intervals and a moving speed of the painting device.
本願発明の第５の観点は、塗装装置の動作軌跡を設計する設計方法であって、塗布条件記憶部及び曲面形状記憶部が、それぞれ、平面形状に塗布して塗膜を作製するための塗布条件及び曲面形状を特定する曲面形状特定情報を記憶する記憶ステップと、動作軌跡規定部が、前記曲面形状において前記塗布条件を用いて前記動作軌跡を計算する動作軌跡規定ステップを含む。 A fifth aspect of the present invention is a design method for designing an operation locus of a coating apparatus, in which a coating condition storage unit and a curved surface shape storage unit are each applied to a planar shape to form a coating film. A storage step for storing curved surface shape specifying information for specifying a condition and a curved surface shape, and an operation locus defining step for the operation locus defining unit to calculate the operating locus using the coating conditions in the curved surface shape are included.
本願発明の第６の観点は、コンピュータにおいて、請求項１から４のいずれかに記載の設計装置を実現するためのプログラムである。 A sixth aspect of the present invention is a program for realizing the design device according to any one of claims 1 to 4 in a computer.
なお、本願発明を、第６の観点のプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体としてとらえてもよい。また、塗膜は、例えば、機能性塗膜でもよく、色付け塗装による塗膜でもよい。 The invention of the present application may be regarded as a computer-readable recording medium for recording the program of the sixth aspect. Further, the coating film may be, for example, a functional coating film or a coating film obtained by coloring.
本願発明の各観点によれば、動作軌跡規定部が、平面形状を対象として確立した塗布条件を利用して、これを曲面形状において再現するように動作軌跡を計算するため、どんな形状やサイズであっても、精密コーティングを実現することができる。 According to each viewpoint of the present invention, since the operation locus defining unit calculates the operation locus so as to reproduce this in the curved surface shape by using the coating conditions established for the planar shape, in any shape and size. Even if there is, precision coating can be realized.
さらに、曲面形状（３次元形状）からの完全自動軌跡生成は難問題である。難易度を上げる要因の一つは、塗布の開始及び終了の最適位置の決定である。本願発明の第２の観点によれば、塗布の開始位置は、利用者などによって指定されたものを使用する。これにより、軌跡生成の初期位置（初期塗布線）が定まるため、この後の計算のみで軌跡が規定される。 Further, it is a difficult problem to generate a fully automatic locus from a curved surface shape (three-dimensional shape). One of the factors that increase the difficulty level is the determination of the optimum position for the start and end of application. According to the second aspect of the present invention, the starting position of the coating is specified by the user or the like. As a result, the initial position (initial coating line) of the locus generation is determined, so that the locus is defined only by the subsequent calculation.
さらに、本願発明の第３の観点によれば、動作軌跡規定部は等値線計算により動作軌跡を計算する。さらに、利用者が初期位置を調整して、容易に、効率や塗膜の状態の最適化などを調査することができる。 Further, according to the third aspect of the present invention, the operation locus defining unit calculates the operation locus by the contour line calculation. Further, the user can adjust the initial position and easily investigate the efficiency and the optimization of the state of the coating film.
以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、この実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. The invention of the present application is not limited to this embodiment.
図１は、（ａ）本願発明の実施の形態に係る設計システム１の構成の一例を示すブロック図、（ｂ）設計システム１の動作を示すフロー図、並びに、（ｃ）〜（ｆ）具体的な処理の一例を示す図である。 1A is a block diagram showing an example of the configuration of the design system 1 according to the embodiment of the present invention, (b) a flow diagram showing the operation of the design system 1, and (c) to (f) specifics. It is a figure which shows an example of the typical processing.
設計システム１は、塗装装置３が塗布対象５に塗布するために、塗装装置３の動作軌跡を設計するものである。図２は、図１の塗装装置３及び塗布対象５の一例を示す。塗装装置３は、例えば、スプレー塗布するための塗装用スプレーガンと、この塗装用スプレーガンを取り付けられたロボットアームを含む。ロボットアームを制御して設計された動作軌跡に従って塗装用スプレーガンを移動することにより、塗装装置３は、塗布対象５を、設計された動作軌跡に従って移動しつつ塗布処理を行うことができる。以下では、塗装用スプレーガンから塗液を塗布して、圧電膜を作製する場合を例に説明する。 The design system 1 designs the operation locus of the coating device 3 so that the coating device 3 applies the coating to the coating target 5. FIG. 2 shows an example of the coating apparatus 3 and the coating target 5 of FIG. The painting device 3 includes, for example, a painting spray gun for spray coating and a robot arm to which the painting spray gun is attached. By controlling the robot arm and moving the coating spray gun according to the designed motion locus, the coating apparatus 3 can perform the coating process while moving the coating target 5 according to the designed motion locus. In the following, a case where a coating liquid is applied from a spray gun for coating to produce a piezoelectric film will be described as an example.
設計システム１は、設計装置７（本願請求項の「設計装置」の一例）と、情報端末９を備える。 The design system 1 includes a design device 7 (an example of the "design device" in the claims of the present application) and an information terminal 9.
設計装置７は、曲面形状記憶部１１（本願請求項の「曲面形状記憶部」の一例）と、塗布領域記憶部１３と、初期位置記憶部１５（本願請求項の「初期位置記憶部」の一例）と、塗布条件記憶部１７（本願請求項の「塗布条件記憶部」の一例）と、動作軌跡規定部１９（本願請求項の「動作軌跡規定部」の一例）と、動作検証部２１と、実機制御部２３を備える。 The design device 7 includes a curved surface shape storage unit 11 (an example of the “curved surface shape storage unit” according to the present claim), a coating area storage unit 13, and an initial position storage unit 15 (the “initial position storage unit” according to the present claim). An example), a coating condition storage unit 17 (an example of the "coating condition storage unit" of the present claim), an operation locus defining unit 19 (an example of the "operating locus defining unit" of the present claim), and an operation verification unit 21. And the actual machine control unit 23 is provided.
情報端末９は、入力部３１と、表示部３３を備える。
The information terminal 9 includes an
図１（ｃ）〜（ｆ）を具体例として、図１（ｂ）を参照しつつ図１（ａ）の設計システム１の動作の一例を説明する。 Taking FIGS. 1 (c) to 1 (f) as specific examples, an example of the operation of the design system 1 of FIG. 1 (a) will be described with reference to FIG. 1 (b).
利用者は、入力部３１より塗布対象５の３次元形状を特定する３Ｄモデルを入力する（ステップＳＴ１）。曲面形状記憶部１１は、入力された３Ｄモデル（本願発明の「曲面形状特定情報」の一例）を記憶する。図１（ｃ）は、塗布対象５の３次元形状の一例を示す。本実施例では、３次元形状は、３Ｄプリンターなどで一般的に利用されるＳＴＬ形式により特定する。ＳＴＬ形式では、曲面形状は三角形のメッシュの集合として表現される。 The user inputs a 3D model that specifies the three-dimensional shape of the coating target 5 from the input unit 31 (step ST1). The curved surface shape storage unit 11 stores the input 3D model (an example of the “curved surface shape specifying information” of the present invention). FIG. 1C shows an example of the three-dimensional shape of the coating target 5. In this embodiment, the three-dimensional shape is specified by the STL format generally used in a 3D printer or the like. In the STL format, curved surfaces are represented as a set of triangular meshes.
利用者は、入力部３１より、塗布対象５において塗布すると塗布領域を選択する（ステップＳＴ２）。塗布領域記憶部１３は、入力された塗布領域を記憶する。図１（ｄ）は、選択された塗布領域Ａ1の一例を示す。
The user selects the coating area from the
利用者は、塗布条件を入力する（ステップＳＴ３）。塗布条件記憶部１７は、入力された塗布条件を記憶する。塗布条件は、塗液を、平面形状に塗布するときの条件である。図３を参照して、塗布条件を説明する。 The user inputs the coating conditions (step ST3). The coating condition storage unit 17 stores the input coating conditions. The coating conditions are the conditions for applying the coating liquid in a flat shape. The coating conditions will be described with reference to FIG.
図３は、塗布条件を説明するための図である。塗布条件は、ピッチ、移動速度、及び、塗布対象面と塗装用スプレーガンの距離を含む。スプレーガンから放出される塗液の霧は、空間的広がりを持つ。そのため、スプレーガンの動作軌跡を設計するときには、広がって塗着する塗液の塗り重ねに留意する必要がある。平面形状へ塗布するとき（以下、「平面塗布」ともいう。）の動作軌跡は、図３（ａ）に示すように、スプレーガンを直線的に移動させて、往復させるものである。スプレーガンの動作軌跡は、直線を平行に一定間隔（ピッチ）で並べたものになる。塗布条件のピッチは、スプレーガンの直線移動の間隔である。塗布条件の移動速度は、スプレーガンが直線的に移動するときの速度である。図３（ｂ）に示すように、塗布条件の塗布対象面と塗装用スプレーガンの距離は、塗布するときの平面形状の塗布対象部５１とスプレーガンの塗液放出部５３との距離である。
FIG. 3 is a diagram for explaining coating conditions. The coating conditions include the pitch, the moving speed, and the distance between the surface to be coated and the spray gun for coating. The mist of the coating liquid released from the spray gun has a spatial spread. Therefore, when designing the operation trajectory of the spray gun, it is necessary to pay attention to the recoating of the coating liquid to be spread and applied. As shown in FIG. 3A, the operation locus when the spray gun is applied to the planar shape (hereinafter, also referred to as “flat coating”) is to move the spray gun linearly and reciprocate. The operation locus of the spray gun is a straight line arranged in parallel at regular intervals (pitch). The pitch of the coating conditions is the interval of linear movement of the spray gun. The moving speed of the coating condition is the speed at which the spray gun moves linearly. As shown in FIG. 3B, the distance between the coating target surface under the coating conditions and the spray gun for coating is the distance between the flat
利用者は、塗布開始線を選択する（ステップＳＴ４）。初期位置記憶部１５は、入力された塗布開始線を記憶する。図１（ｅ）の線Ｌ1は、選択された塗布開始線の一例を示す。 The user selects the coating start line (step ST4). The initial position storage unit 15 stores the input application start line. Line L 1 in FIG. 1 (e) shows an example of the selected coating start line.
動作軌跡規定部１９は、塗布領域記憶部１３に記憶された塗布領域に対して、初期位置記憶部１５に記憶された塗布開始線から、塗布条件記憶部１７に記憶された塗布条件を用いて塗装装置３の動作軌跡を計算する（ステップＳＴ５）。曲面形状記憶部１１に記憶される３Ｄモデルは、ＳＴＬ形式を用いている。ＳＴＬ形式では、曲面形状は三角形のメッシュの集合として表現される。動作軌跡規定部１９は、メッシュの頂点をたどる軌跡を計算する動作軌跡生成アルゴリズムを用いる。このとき、曲面上に平行線を規定する必要がある。これは、例えば、Ｆａｓｔ Ｍａｒｃｈｉｎｇ法のように、メッシュの転換接続を表現する行列（ラプラシアン行列）が熱拡散方程式に登場するラプラス作用素と同形式であることを利用して曲面上の任意の領域からの距離が等しい等値線を求める手法に従い、実装することができる。動作開始線Ｌ1に対して、塗布条件のピッチと実質的に同一のピッチとなるように等値線を求めることにより軌跡Ｌ2を計算し、同様に、軌跡Ｌ2、Ｌ3及びＬ4から、それぞれ、軌跡Ｌ3、Ｌ4及びＬ5を計算している。図１（ｆ）は、軌跡Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4及びＬ5を示す。塗装装置３の動作軌跡は、例えば、塗布対象面に対する塗装用スプレーガンの面直姿勢での距離を塗布条件の塗布対象面と塗装用スプレーガンの距離として塗布対象５から離して（すなわち、塗装用スプレーガンの塗液噴出部を塗布対象面に対して垂直に位置させて、塗装用スプレーガンの塗液噴出部と塗布対象面との距離が塗布条件の塗布対象面と塗装用スプレーガンの距離となるようにして）、軌跡Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4及びＬ5に従って、塗布条件の移動速度により移動させるものである。 The operation locus defining unit 19 uses the coating conditions stored in the coating condition storage unit 17 from the coating start line stored in the initial position storage unit 15 with respect to the coating area stored in the coating area storage unit 13. The operation locus of the coating device 3 is calculated (step ST5). The 3D model stored in the curved surface shape storage unit 11 uses the STL format. In the STL format, curved surfaces are represented as a set of triangular meshes. The motion trajectory defining unit 19 uses an motion trajectory generation algorithm that calculates a trajectory that traces the vertices of the mesh. At this time, it is necessary to define parallel lines on the curved surface. This is done from any region on the curved surface by utilizing the fact that the matrix representing the conversion connection of the mesh (Laplacian matrix) has the same form as the Laplacian operator appearing in the thermal diffusion equation, for example, as in the Fast Marching method. It can be implemented according to the method of finding the contour lines with the same distance. The locus L 2 is calculated by finding the contour line so that the pitch of the operation start line L 1 is substantially the same as the pitch of the coating condition, and similarly, the loci L 2 , L 3 and L 4 are calculated. From, the loci L 3 , L 4 and L 5 are calculated, respectively. FIG. 1 (f) shows loci L 1 , L 2 , L 3 , L 4 and L 5 . The operation locus of the coating device 3 is, for example, separated from the coating target 5 by setting the distance of the painting spray gun in a face-to-face orientation with respect to the coating target surface as the distance between the coating target surface and the coating spray gun under the coating conditions (that is, painting). The coating liquid ejection part of the spray gun for painting is positioned perpendicular to the coating target surface, and the distance between the coating liquid ejection part of the painting spray gun and the coating target surface is the coating condition of the coating target surface and the coating spray gun. It is moved according to the loci L 1 , L 2 , L 3 , L 4 and L 5 according to the moving speed of the coating conditions.
曲面形状を対象とする場合には、なるべく平面と同等な塗布条件となるようスプレーの動作軌跡を設計する必要がある。スプレーガンから放出される塗液の霧は空間的広がりを持つため、設計の際には広がって塗着する塗液の塗り重ねに留意しつつ曲面上の各点とスプレーガンの関係が平面で塗布する場合と同等としなくてはならない。こうした軌跡設計は、ロボットの手動ティーチングで実施することは困難であり、再現性や効率も低下する。 When targeting a curved surface shape, it is necessary to design the operation locus of the spray so that the coating conditions are as equivalent to those as a flat surface. Since the mist of the coating liquid discharged from the spray gun has a spatial spread, the relationship between each point on the curved surface and the spray gun is flat while paying attention to the recoating of the coating liquid that spreads and is applied when designing. It must be equivalent to the case of application. Such trajectory design is difficult to carry out by manual teaching of the robot, and reproducibility and efficiency are also reduced.
さらに、３次元形状からの完全自動軌跡生成は、難問題である。難易度を上げる要因の一つは、塗布の開始及び終了の最適位置の決定である。本実施例では、利用者が、塗布の開始位置（動作開始線）を指定する。これにより、軌跡生成の初期位置（動作開始線）が定まるため、この後の等値線計算のみで軌跡を規定することができる。 Further, fully automatic trajectory generation from a three-dimensional shape is a difficult problem. One of the factors that increase the difficulty level is the determination of the optimum position for the start and end of application. In this embodiment, the user specifies the coating start position (operation start line). As a result, the initial position (operation start line) of the locus generation is determined, so that the locus can be defined only by the subsequent contour line calculation.
動作検証部２１は、利用者に対して、動作軌跡規定部１９が規定した動作軌跡を提示する。利用者は、提示された動作軌跡を参照して、表示された動作軌跡を用いて塗布処理を行うか否かを入力する（ステップＳＴ６）。動作検証部２１は、例えば、動作軌跡規定部１９が規定した動作軌跡を用いてシミュレーション処理を行い、表示部３３にシミュレーション結果を表示することにより、動作軌跡を提示してもよい。また、動作検証部２１は、例えば、動作軌跡規定部１９が規定した動作軌跡を用いて実機（実機制御部２３及び塗装装置３）を動作させて、実際の動作を提示してもよい。 The operation verification unit 21 presents the operation locus defined by the operation locus defining unit 19 to the user. The user refers to the presented motion locus and inputs whether or not to perform the coating process using the displayed motion locus (step ST6). The operation verification unit 21 may present the operation locus by, for example, performing a simulation process using the operation locus defined by the operation locus defining unit 19 and displaying the simulation result on the display unit 33. Further, the operation verification unit 21 may, for example, operate the actual machine (the actual machine control unit 23 and the painting device 3) using the operation locus defined by the operation locus defining unit 19 to present the actual operation.
動作検証部２１は、利用者が入力したものが塗布処理を行うことか否かを判定する（ステップＳＴ７）。塗布処理を行うことが入力されたならば、実機制御部２３は、塗装装置３を制御して、動作軌跡規定部１９により規定された動作軌跡に従って塗装装置３を制御して、塗布対象５に塗液を塗布する（ステップＳＴ８）。動作軌跡を修正するならば、ステップＳＴ４に戻り、利用者は動作開始線を修正し、動作軌跡規定部１９は、修正された動作開始線を利用して動作軌跡を再計算する。利用者は、動作開始線を調整することにより、効率や塗膜の状態の最適化などを容易に調査することができる。 The operation verification unit 21 determines whether or not the input by the user is to perform the coating process (step ST7). If it is input that the coating process is performed, the actual machine control unit 23 controls the coating device 3, controls the coating device 3 according to the operation locus defined by the operation locus defining unit 19, and sets the coating target 5 to the coating target 5. Apply the coating liquid (step ST8). If the operation locus is corrected, the process returns to step ST4, the user corrects the operation start line, and the operation locus defining unit 19 recalculates the operation locus using the corrected operation start line. By adjusting the operation start line, the user can easily investigate the efficiency and the optimization of the state of the coating film.
本実施例によれば、平面形状で定めた塗布条件を曲面上に厳密に再現することができ、精密コーティングに適したものである。 According to this embodiment, the coating conditions defined by the planar shape can be accurately reproduced on a curved surface, which is suitable for precision coating.
また、本実施例では、Fast Marching法を用いて、曲面上の平行線を再現している。曲面上に平行線を引いたり曲面上の２点間最短距離（測地線距離）を求めたりするアルゴリズムは、コンピューターグラフィック技術で、自由形状（非可展面）を扱う数学理論をバックグラウンドとして効率的な実装方法などの研究がなされている。例えば、自由形状のＣＧオブジェクト上に縞模様をレンダリングするための技術として曲面上のある点や線・領域から一定の距離にある線（等値線）を求めるアルゴリズムが提案されている。 Further, in this embodiment, parallel lines on a curved surface are reproduced by using the Fast Marching method. The algorithm for drawing parallel lines on a curved surface and finding the shortest distance between two points on a curved surface (geodesic distance) is computer graphic technology, and is efficient against the background of mathematical theory dealing with free shapes (non-expandable surfaces). Research is being done on how to implement it. For example, as a technique for rendering a striped pattern on a free-form CG object, an algorithm for finding a line (isoline) at a certain distance from a certain point, line, or region on a curved surface has been proposed.
このように、本実施例は、曲面を対象とした精密塗装を行うためのロボット自動ティーチングシステムを提案した。本実施例では、平面形状に塗布する際の塗布条件（移動速度、塗り重ねピッチなど）を利用して、塗装対象の３次元形状（CADデータ等）において、ロボットによりスプレーガンの動作軌跡をアルゴリズムにより計算する。ただし、塗装開始点（線）は、アルゴリズムのみで対応が困難と予測される。そのため、利用者が、塗装開始点（線）を指定する。 As described above, this embodiment proposes an automatic robot teaching system for performing precision coating on a curved surface. In this embodiment, the operation locus of the spray gun is algorithmized by the robot in the three-dimensional shape (CAD data, etc.) to be painted by using the coating conditions (movement speed, coating pitch, etc.) when coating on a flat shape. Calculated by. However, it is predicted that it will be difficult to deal with the painting start point (line) only by the algorithm. Therefore, the user specifies the painting start point (line).
１ 設計システム、３ 塗装装置、５ 塗布対象、７ 設計装置、９ 情報端末、１１ 曲面形状記憶部、１３ 塗布領域記憶部、１５ 初期位置記憶部、１７ 塗布条件記憶部、１９ 動作軌跡規定部、２１ 動作検証部、２３ 実機制御部、３１ 入力部、３３ 表示部 1 Design system, 3 Painting device, 5 Coating target, 7 Design device, 9 Information terminal, 11 Curved surface shape storage unit, 13 Coating area storage unit, 15 Initial position storage unit, 17 Coating condition storage unit, 19 Operation locus regulation unit, 21 Operation verification unit, 23 Actual machine control unit, 31 Input unit, 33 Display unit
Claims (6)
平面形状に塗布するための塗布条件を記憶する塗布条件記憶部と、
曲面形状を特定する曲面形状特定情報を記憶する曲面形状記憶部と、
前記曲面形状において前記塗布条件を用いて前記動作軌跡を計算する動作軌跡規定部を備える設計装置。 It is a design device that designs the operation trajectory of the painting device.
A coating condition storage unit that stores coating conditions for coating in a flat shape,
A curved surface shape storage unit that stores curved surface shape identification information that specifies the curved surface shape, and a curved surface shape storage unit
A design device including an operation locus defining unit that calculates the operation locus using the coating conditions in the curved surface shape.
前記動作軌跡規定部は、前記曲面形状において、前記初期位置記憶部が記憶する初期位置から、前記塗布条件を用いて前記動作軌跡を計算する、請求項１記載の設計装置。 An initial position storage unit for storing the initial position of the operation locus in the curved surface shape is provided.
The design device according to claim 1, wherein the operation locus defining unit calculates the operation locus from an initial position stored in the initial position storage unit in the curved surface shape using the coating conditions.
前記曲面形状において、前記初期位置記憶部が記憶する初期位置から、前記塗布条件を用いて等値線計算により前記動作軌跡を計算し、
利用者により前記初期位置記憶部に記憶された前記動作軌跡の初期位置が変更されたならば、前記動作軌跡規定部は、変更された初期位置から、前記塗布条件を用いて等値線計算により前記動作軌跡を再計算する、
請求項２記載の設計装置。 The operation locus defining unit
In the curved surface shape, the operation locus is calculated by contour line calculation using the coating conditions from the initial position stored in the initial position storage unit.
If the initial position of the motion locus stored in the initial position storage unit is changed by the user, the motion locus defining unit can calculate the contour line from the changed initial position using the coating conditions. Recalculate the motion trajectory,
The design apparatus according to claim 2.
前記塗布条件は、平面形状に対して塗装装置を一定間隔で直線的に移動させるものであり、一定間隔を特定するピッチと、塗装装置の移動速度を含む、請求項１から３のいずれかに記載の設計装置。 The coating device is for producing a coating film by applying it to the curved surface shape.
The coating condition is one of claims 1 to 3, wherein the coating apparatus is linearly moved at regular intervals with respect to the planar shape, and includes a pitch for specifying the constant intervals and a moving speed of the coating apparatus. The design device described.
塗布条件記憶部及び曲面形状記憶部が、それぞれ、平面形状に塗布して塗膜を作製するための塗布条件及び曲面形状を特定する曲面形状特定情報を記憶する記憶ステップと、
動作軌跡規定部が、前記曲面形状において前記塗布条件を用いて前記動作軌跡を計算する動作軌跡規定ステップを含む設計方法。 It is a design method for designing the operation trajectory of the painting equipment.
A storage step in which the coating condition storage unit and the curved surface shape storage unit store the coating condition and the curved surface shape specifying information for specifying the coating condition and the curved surface shape for coating on a planar shape, respectively,
A design method in which an operation locus defining unit includes an operation locus defining step of calculating the operation locus using the coating conditions in the curved surface shape.
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