JP2023125771A - 塗装システム、及び、塗装方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】省スペース化を図る。【解決手段】本開示の一側面に係る塗装システムは、塗装エリアにおいて、ドアを有する車体を搬送する搬送装置と、塗装エリアにおいて固定されたベース部と、ドアを保持可能な保持ツールと、保持ツールを移動させる水平多関節アームと、を有し、搬送装置により搬送されている状態の車体のドアを開く操作ロボットと、操作ロボットによりドアが開かれた状態で、車体の内部を塗装する塗装ロボットと、を備える。上下方向において、水平多関節アームの少なくとも一部が、搬送装置により維持されるドアの下端の高さよりも低い位置に配置されている。【選択図】図2

Description

本開示は、塗装システム、及び、塗装方法に関する。
特許文献1には、塗装ブース内に固定され、所定の搬送向きに搬送される車両を塗装する複数の塗装ロボットと、車両の開閉部材を操作する操作ロボットと、を備える塗装システムが開示されている。
特開2018-126831号公報
本開示は、省スペース化に有用な塗装システム、及び、塗装方法を提供する。
本開示の一側面に係る塗装システムは、塗装エリアにおいて、ドアを有する車体を搬送する搬送装置と、塗装エリアにおいて固定されたベース部と、ドアを保持可能な保持ツールと、保持ツールを移動させる水平多関節アームと、を有し、搬送装置により搬送されている状態の車体のドアを開く操作ロボットと、操作ロボットによりドアが開かれた状態で、車体の内部を塗装する塗装ロボットと、を備える。上下方向において、水平多関節アームの少なくとも一部が、搬送装置により維持されるドアの下端の高さよりも低い位置に配置されている。
本開示の一側面に係る塗装方法は、塗装エリアにおいて、ドアを有する車体を搬送装置により搬送することと、塗装エリアにおいて固定されたベース部と、ドアを保持可能な保持ツールと、保持ツールを移動させる水平多関節アームと、を有する操作ロボットにより、搬送装置により搬送されている状態の車体のドアを開くことと、操作ロボットによりドアが開かれた状態で、塗装ロボットにより車体の内部を塗装することと、を含む。操作ロボットによりドアを開くことは、上下方向において、水平多関節アームの少なくとも一部が、搬送装置により維持されるドアの下端の高さよりも低い位置で動作することを含む。
本開示によれば、省スペース化に有用な塗装システム、及び、塗装方法が提供される。
図1は、塗装システムの一例を模式的に示す上面図である。 図2は、塗装システムにおけるロボットの配置の一例を模式的に示す側面図である。 図3は、操作ロボットの一例を示す側面図である。 図4は、操作ロボットの一例を示す上面図である。 図5は、操作ロボットと車体のドアとの高さ関係を模式的に示す側面図である。 図6は、2台の操作ロボットの配置関係の一例を模式的に示す上面図である。 図7は、塗装ロボットの一例を示す斜視図である。 図8は、オープナーロボットの一例を示す斜視図である。 図9は、オープナーロボットの動作の一例を模式的に示す上面図である。 図10は、オープナーロボットの動作の一例を模式的に示す上面図である。 図11は、制御装置が実行する一連の処理の一例を示すフローチャートである。 図12(a)及び図12(b)は、操作ロボットの動作の一例を説明するための上面図である。 図13(a)及び図13(b)は、操作ロボットの動作の一例の説明するための上面図である。 図14は、2台の操作ロボットの動作の一例を説明するための上面図である。 図15は、塗装システムの一例を模式的に示す側面図である。 図16は、塗装システムの一例を模式的に示す側面図である。 図17は、塗装システムの一例を模式的に示す側面図である。
以下、図面を参照して一実施形態について説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。一部の図面には、X軸、Y軸、及び、Z軸で規定される直交座標系が示されている。
[塗装システム]
図1に示される塗装システム1は、塗装対象物(以下、「ワークW」という。)に対する塗装作業の少なくとも一部を実行するためのシステムである。ワークWは、自動車の車体である。ワークWは、内装部材、エンジン、及び、窓等の部品が装着される前の状態の車体である。ワークWは、自動車(例えば、四輪自動車)において乗員室を形成する車体本体90と、車体本体90(ボディ)に取り付けられた開閉部材と、を含む。ワークWは、開閉部材として、例えば、車体本体90の両側面それぞれに取り付けられたドア92(側方開閉部材)、車体の前方に取り付けられた前方開閉部材94、及び車体の後方に取り付けられた後方開閉部材96を含む。
ワークW(車体)の側面の左右それぞれには、1つ以上のドア92(サイドドア)が取り付けられている。ドア92は、車体本体90に対して開閉自在に設けられている。ドア92は、鉛直な軸線まわりに回転するヒンジドアであってもよく、スライドドアであってもよい。前方開閉部材94(開閉部材)は、車体の幅方向に延びる水平な軸線まわりに回転して開閉するように、車体本体90の前方に設けられている。前方開閉部材94は、例えば、ボンネット又はフードである。後方開閉部材96(開閉部材)は、車体の幅方向に延びる水平な軸線まわりに回転して開閉するように、車体本体90の後方に設けられている。後方開閉部材96は、例えば、テールゲート、バックドア、又は、トランクである。
塗装システム1は、いわゆる内板塗装を実行するように構成されている。塗装システム1は、少なくとも、ワークWの内部を塗装することを実行する。塗装システム1による塗装箇所は、ワークWに含まれる開閉部材を開いた状態で塗装を行う必要がある箇所を含む。塗装システム1による塗装箇所は、例えば、ドア92、前方開閉部材94、及び後方開閉部材96それぞれの内側、及び、開閉部材が開かれた状態で露出する箇所(例えば、センターピラー)を含む。
塗装システム1は、塗装作業を行うための塗装エリアPA(塗装ブース内)においてワークWが搬送されている状態で、開閉部材の開閉を行いながら、ワークWの内部を塗装する。塗装エリアPAは、例えば、ブース底壁2と、ブース側壁4R(第1側壁)と、ブース側壁4L(第2側壁)と、ブース天井と、によって区画される。塗装システム1は、塗料ミストの拡散を防ぐ観点から、塗装エリアPAにおいて、上方から下方に流れるダウンフローを形成してもよい。
塗装システム1は、搬送装置10と、1台以上の操作ロボット20と、1台以上の塗装ロボット30と、を備える。塗装システム1は、1台以上のオープナーロボット40を備えてもよい。塗装システム1は、例えば、搬送装置10と、4台の操作ロボット20と、4台の塗装ロボット30と、2台のオープナーロボット40と、制御装置60と、を備える。図1では、塗装ロボット30及びオープナーロボット40の詳細な形状が省略されており、これらのロボットのベース部以外の部位が省略されている。
搬送装置10は、塗装エリアPAにおいて、ワークWを搬送する装置である。搬送装置10は、所定の搬送ラインLcに沿って、ワークWを搬送するように構成されている。搬送装置10は、ワークWの上下方向の高さを一定の位置に維持しつつ、搬送ラインLcに沿ってワークWを搬送する。搬送装置10による搬送速度は、一定であってもよい。搬送装置10は、ワークW(車体)のフロント部分を前に向けて、ワークWを搬送してもよい。搬送ラインLcは、水平に設定される仮想的なラインである。搬送装置10が搬送ラインLcに沿ってワークWを搬送することで、ワークW(車体)の幅方向における中心が搬送ラインLc上を移動する。
本開示では、搬送ラインLcが延びる水平方向を「X軸方向」と表記し、X軸方向に直交する水平方向を「Y軸方向」と表記する。X軸方向が塗装エリアPAの長手方向に対応し、Y軸方向が塗装エリアPAの幅方向に対応する。図面において、Z軸方向は、X軸方向及びY軸方向の双方に垂直な上下方向(鉛直方向)を表す。搬送装置10によるワークWの搬送を基準に、「上流」及び「下流」の用語を用いる。搬送装置10は、搬送ラインLcに沿って、上流から下流に向けてワークWを搬送する。
車体のフロント部分を前に向けてワークWが搬送される場合、搬送装置10によって搬送されているワークWにおいて、後方開閉部材96は、前方開閉部材94よりも上流に位置する。搬送装置10によりワークWが搬送される向きを基準に(下流から上流を見た場合に)、Y軸方向での一方の向きを「右」として、他方の向きを「左」とする。搬送ラインLcよりも右に配置された部材の符号に関して、数字と共に「R」を付す場合があり、搬送ラインLcよりも左に配置された部材の符号に関して、数字と共に「L」を付す場合がある。
搬送装置10は、塗装エリアPAにおいて、ブース底壁2に設けられている。搬送装置10は、例えば、コンベアである。搬送装置10は、Y軸方向において、ブース側壁4R,4L(一対の側壁)の間に配置されている。ブース側壁4R,4Lそれぞれは、搬送ラインLc(X軸方向)に沿って延びている。搬送装置10は、Y軸方向において、ブース側壁4R,4Lの間の中央に配置されてもよい。Y軸方向において、ブース側壁4Lと搬送ラインLcとの間の距離は、ブース側壁4Rと搬送ラインLcとの間の距離に略一致してもよい。本開示において、1つの部材と他の1つの部材との間の距離は、これらの部材の間の最短距離で定義される。
操作ロボット20は、搬送装置10により搬送されている状態のワークWのドア92を開くロボットである。操作ロボット20は、ドア92を開いた後に、ワークWが搬送されている状態で、ドア92が開放された状態を維持してもよい。操作ロボット20は、ドア92が開放された状態を維持した後に、ワークWが搬送されている状態で、ドア92を閉じてもよい。操作ロボット20は、塗装エリアPAにおいて固定されている。操作ロボット20は、塗装エリアPAを形成する構造物であるブース底壁2、ブース側壁4R、又は、ブース側壁4Lに設置されている。
図1に示される例では、2台の操作ロボット20が、搬送ラインLcとブース側壁4Rとの間に配置され、2台の操作ロボット20が、搬送ラインLcとブース側壁4Lとの間に配置されている。4台の操作ロボット20は、互いに同一形状であってもよい。搬送ラインLcよりも右に配置された2台の操作ロボット20の一方を「操作ロボット20R1」とし、他方を「操作ロボット20R2」とする。搬送ラインLcよりも左に配置された2台の操作ロボット20の一方を「操作ロボット20L1」とし、他方を「操作ロボット20L2」とする。
図1又は図2に示されるように、操作ロボット20R1と操作ロボット20R2とは、搬送装置10によってワークWが搬送される方向(X軸方向)に沿って、並んで配置されている。操作ロボット20R1は、操作ロボット20R2よりも上流に配置されている。本開示において、ロボット同士の位置の関係は、それらのロボットのベース部の位置関係で定義される。操作ロボット20L1と操作ロボット20L2とは、X軸方向に沿って、並んで配置されている。操作ロボット20L1は、X軸方向において、操作ロボット20R1に対応する位置に配置され、操作ロボット20L2は、X軸方向において、操作ロボット20R2に対応する位置に配置されている。図2では、搬送ラインLcよりも左に位置する2台の操作ロボット20が省略されている。操作ロボット20の詳細については、後述する。
塗装ロボット30は、操作ロボット20によりドア92が開かれた状態で、ワークWの内部を塗装するロボットである。塗装ロボット30は、塗装エリアPAにおいて固定されていてもよい。塗装ロボット30は、ブース側壁4Lに含まれる支柱又は梁に設置されてもよく、ブース側壁4Rに含まれる支柱又は梁に設置されてもよい。塗装ロボット30は、操作ロボット20がドア92を開放したときに、そのドア92に関する塗装箇所(例えば、そのドア92の内面)を塗装できるように設置される。
図1に示される例では、2台の塗装ロボット30が、搬送ラインLcとブース側壁4Rとの間に配置され、2台の塗装ロボット30が、搬送ラインLcとブース側壁4Lとの間に配置されている。搬送ラインLcよりも右に配置された2台の塗装ロボット30の一方を「塗装ロボット30R1」とし、他方を「塗装ロボット30R2」とする。搬送ラインLcよりも左に配置された2台の塗装ロボット30の一方を「塗装ロボット30L1」とし、他方を「塗装ロボット30L2」とする。
塗装ロボット30R1と塗装ロボット30R2とは、X軸方向に沿って並んで配置されている。塗装ロボット30R1は、塗装ロボット30R2よりも上流に配置されている。塗装ロボット30L1と塗装ロボット30L2とは、X軸方向に沿って並んで配置されている。塗装ロボット30L1は、X軸方向において、塗装ロボット30R1に対応する位置に配置され、塗装ロボット30L2は、X軸方向において、塗装ロボット30R2に対応する位置に配置されている。図2では、搬送ラインLcよりも左に位置する2台の塗装ロボット30が省略されている。塗装ロボット30の詳細については、後述する。
オープナーロボット40は、前方開閉部材94及び後方開閉部材96の少なくとも一方を開くロボットである。オープナーロボット40は、前方開閉部材94及び後方開閉部材96のいずれか一方を開いてもよく、前方開閉部材94及び後方開閉部材96の両方を開いてもよい。オープナーロボット40は、前方開閉部材94を開く際に、前方開閉部材94の一部を上方に移動させて(持ち上げて)、前方開閉部材94を水平な軸線まわりに回転させてもよい。オープナーロボット40は、後方開閉部材96を開く際に、後方開閉部材96の一部を上方に移動させて(持ち上げて)、後方開閉部材96を水平な軸線まわりに回転させてもよい。
オープナーロボット40は、開閉部材を開いた後に、ワークWが搬送されている状態で、その開閉部材が開放された状態を維持してもよい。オープナーロボット40は、開閉部材が開放された状態を維持した後に、ワークWが搬送されている状態で、開閉部材を閉じてもよい。いずれかの塗装ロボット30は、いずれかのオープナーロボット40が、前方開閉部材94を開いた状態で、前方開閉部材94に関する塗装箇所(例えば、前方開閉部材94の内面)を塗装できるように設置される。いずれかの塗装ロボット30は、いずれかのオープナーロボット40が、後方開閉部材96を開いた状態で、後方開閉部材96に関する塗装箇所(例えば、後方開閉部材96の内面)を塗装できるように設置される。
オープナーロボット40は、塗装エリアPAにおいて固定されてもよい。オープナーロボット40は、ブース側壁4Rに含まれる支柱又は梁に設置されてもよく、ブース側壁4Lに含まれる支柱又は梁に設置されてもよい。2台のオープナーロボット40は、X軸方向において互いに異なる位置に設置されてもよい。2台のオープナーロボット40の一方を「オープナーロボット40A」とし、オープナーロボット40Aよりも下流に位置する他方を「オープナーロボット40B」とする。
オープナーロボット40Aがブース側壁4Rに設けられ、オープナーロボット40Bがブース側壁4Lに設置されてもよい。オープナーロボット40Aがブース側壁4Lに設けられ、オープナーロボット40Bがブース側壁4Rに設置されてもよい。オープナーロボット40A及びオープナーロボット40Bが、ブース側壁4Rに設置されてもよく、又は、ブース側壁4Lに設置されてもよい。オープナーロボット40Aが、前方開閉部材94を開かずに、後方開閉部材96(第1開閉部材)を開き、オープナーロボット40Bが、後方開閉部材96を開かずに、前方開閉部材94(第2開閉部材)を開いてもよい。オープナーロボット40の詳細については、後述する。以下、各ロボットの一例について、詳細に説明する。
(操作ロボット)
図3及び図4には、操作ロボット20の一例が示されている。操作ロボット20は、水平多関節ロボット(いわゆるスカラロボット)である。操作ロボット20は、例えば、ベース部22と、水平多関節アーム24と、昇降アーム部26と、保持ツール28と、を有する。
ベース部22は、塗装エリアPAにおいて固定された部分である。ベース部22は、塗装エリアPAに対して移動しないように、塗装エリアPAを形成する構造物に固定されている。ベース部22は、ブース底壁2、又は、ブース側壁4R(ブース側壁4L)に固定されている。ベース部22は、塗装エリアPAにおいて操作ロボット20を所定位置に固定すると共に、複数のアームを支持する。ベース部22は、搬送ラインLcとは異なる位置に設けられる。ベース部22は、Y軸方向において、ブース側壁4R又はブース側壁4Lと、搬送ラインLcに沿って搬送されているワークW(車体のブース側壁に対向する側面)との間に設けられる。
ベース部22は、X軸方向において、搬送装置10によってワークWが搬送される範囲内に設けられる。搬送ラインLc上においてベース部22よりも上流の位置から、ベース部22よりも下流の位置まで、搬送装置10によってワークWが搬送されてもよい。ベース部22が塗装エリアPAにおいて固定されることで、操作ロボット20は、塗装エリアPAにおいてワークWが移動しても、ワークWと共に移動しない。
ベース部22は、直方体状に形成された部分を含んでもよい。ベース部22は、底面222と、4つの側面とを含んでもよい。ベース部22は、底面222及び1つの側面224それぞれが、塗装エリアPAの所定位置に取り付け可能であってもよい。底面222が塗装エリアPAに取り付けられる場合、ベース部22は、ブース底壁2に固定される。側面224が、塗装エリアPAに取り付けられる場合、ベース部22は、ブース側壁4R又はブース側壁4Lに固定される。ベース部22の底面222及び側面224それぞれが取り付け可能であることによって、ベース部22の底面222を塗装エリアPAに固定すること、及び、ベース部22の側面224を塗装エリアPAに固定することの選択が可能である。
ベース部22は、例えば、底面222に設けられた取付部226と、側面224に設けられた取付部228と、を含む。一例では、ボルト等の固定部材によって取付部226がブース底壁2に固定されるか、又は、ボルト等の固定部材によって取付部228がブース側壁(ブース側壁4R又はブース側壁4L)に固定される。図1及び図2に示される例では、操作ロボット20R1及び操作ロボット20R2それぞれのベース部22の底面222が、ブース底壁2のうちの、搬送ラインLcに沿って搬送されているワークWと、ブース側壁4Rとの間に位置する部分に取り付けられている。本開示において、ロボットのベース部が、ブース底壁又はブース側壁等の構造物に固定されることには、構造物に直接取り付けられる場合に加えて、他の部材を介して構造物に取り付けられる場合を含む。ロボットのベース部と構造物との間に設けられる他の部材としては、例えば、いわゆる間座、グレーチング、スペーサー、及び、固定用の部材が挙げられる。
水平多関節アーム24は、保持ツール28を移動させるアームである。水平多関節アーム24によって保持ツール28が移動することで、X軸方向及びY軸方向での保持ツール28の位置が変化する。水平多関節アーム24は、2以上のアーム部を有する。水平多関節アーム24に含まれる2以上のアーム部それぞれは、上下方向に沿う回転軸まわりに回転するように設けられる。水平多関節アーム24は、例えば、第1アーム部242と、第2アーム部244と、第3アーム部246と、を有する。
第1アーム部242は、上下方向に沿う回転軸Ax21(第1軸)まわりに回転するようにベース部22に取り付けられている。回転軸Ax21は、上下方向に延びる鉛直な軸線であり、第1アーム部242は、回転軸Ax21まわりに回転可能である。第1アーム部242は、回転軸Ax21から遠ざかるように延びている。第1アーム部242は、回転軸Ax21に交差する方向(例えば、回転軸Ax21に垂直な方向)に延びている。第1アーム部242の基端部242aが、ベース部22に取り付けられてもよい。回転軸Ax21は、基端部242aとベース部22とを通っていてもよい。第1アーム部242の基端部242aは、ベース部22の上に取り付けられてもよい。
第2アーム部244は、回転軸Ax21と平行な回転軸Ax22(第2軸)まわりに回転するように第1アーム部242に取り付けられている。「平行」とは、厳密に平行である場合だけでなく、製造誤差又は設置誤差が含まれる状態を許容し、実質的に平行な場合も含む。「垂直」及び「鉛直」についても同様であり、実質的に垂直な場合、及び、実質的に鉛直な場合を含む。回転軸Ax22は、上下方向に延びる鉛直な軸線であり、第2アーム部244は、回転軸Ax22まわりに回転可能である。
第2アーム部244は、回転軸Ax22から遠ざかるように延びている。第2アーム部244は、回転軸Ax22に交差する方向(例えば、回転軸Ax22に垂直な方向)に延びている。第2アーム部244の基端部244aが、第1アーム部242の先端部242bに取り付けられてもよい。回転軸Ax22は、第2アーム部244の基端部244aと、第1アーム部242の先端部242bとを通っていてもよい。第2アーム部244の基端部242aは、第1アーム部242の先端部242bの下に取り付けられてもよい。
第3アーム部246は、回転軸Ax21と平行な回転軸Ax23(第3軸)まわりに回転するように第2アーム部244に取り付けられている。回転軸Ax23は、上下方向に延びる鉛直な軸線であり、第2アーム部244は、回転軸Ax23まわりに回転可能である。第3アーム部246は、回転軸Ax23から遠ざかるように延びている。第3アーム部246は、回転軸Ax23に交差する方向に延びている。上下方向から見て、第3アーム部246は、水平な一方向に延在するように形成されている。第3アーム部246の基端部246aが、第2アーム部244の先端部244bに取り付けられてもよい。回転軸Ax23は、第3アーム部246の基端部246aと、第2アーム部244の先端部244bとを通っていてもよい。第3アーム部246の基端部246aは、第2アーム部244の先端部244bの上に取り付けられてもよい。
上下方向において、水平多関節アーム24の少なくとも一部が、搬送装置10により維持されるドア92の下端の高さよりも低い位置に配置されている。図3には、ブース底壁2の高さ位置が「H0」で示され、搬送装置10によって維持される、ワークWの下端の高さ位置が「H1」で示され、そのワークWのドア92の下端の高さ位置が「H2」で示されている。本開示において、高さ位置は、上下方向における位置を意味し、「高い」及び「低い」は、上下方向における位置(高さ位置)の位置関係を表す。
水平多関節アーム24の少なくとも一部は、高さ位置H2よりも低い位置に配置されている。水平多関節アーム24の少なくとも一部は、高さ位置H1よりも低い位置に配置されてもよい。水平多関節アーム24に含まれる2以上のアーム部のうち、先端に位置するアーム部が、高さ位置H2よりも低い位置に配置されてもよい。先端に位置するアーム部とは、ベース部22から最も遠い位置に配置されたアーム部である。水平多関節アーム24の少なくとも先端に位置するアーム部が、保持ツール28に保持されるドア92の下に配置可能となるように設けられていてもよい。
第3アーム部246は、高さ位置H2よりも低い位置に配置されてもよい。この場合、第1アーム部242の少なくとも一部、及び、第2アーム部244の少なくとも一部は、高さ位置H2よりも高い位置に配置されてもよい。第3アーム部246は、高さ位置H1よりも低い位置に配置されてもよい。この場合、第1アーム部242の少なくとも一部、及び、第2アーム部244の少なくとも一部は、高さ位置H1よりも高い位置に配置されてもよい。アーム部が、ある高さ位置よりも低いとは、そのアーム部における最上位置が、ある高さ位置よりも下に位置することを意味する。
第2アーム部244は、高さ位置H2よりも低い位置に配置されてもよい。この場合、第1アーム部242の少なくとも一部、及び、第3アーム部246の少なくとも一部は、高さ位置H2よりも高い位置に配置されてもよい。第2アーム部244は、高さ位置H1よりも低い位置に配置されてもよい。この場合、第1アーム部242の少なくとも一部、及び、第3アーム部246の少なくとも一部は、高さ位置H1よりも高い位置に配置されてもよい。
第2アーム部244及び第3アーム部246が、高さ位置H2よりも低い位置に配置されてもよい。この場合、第1アーム部242の少なくとも一部は、高さ位置H2よりも高い位置に配置されてもよく、第1アーム部242も、高さ位置H2よりも低い位置に配置されてもよい。第2アーム部244及び第3アーム部246が、高さ位置H1よりも低い位置に配置されてもよい。この場合、第1アーム部242の少なくとも一部は、高さ位置H1よりも高い位置に配置されてもよく、第1アーム部242も、高さ位置H1よりも低い位置に配置されてもよい。第1アーム部242の先端部242bが、高さ位置H2よりも低い位置に配置され、先端部242bの少なくとも一部が、高さ位置H1よりも高い位置に配置されてもよい。第2アーム部244及び第3アーム部246が、保持ツール28に保持されるドア92の下に配置可能となるように設けられていてもよい。
第2アーム部244の先端部244bと、第3アーム部246の基端部246aとを含む連結部(以下、「連結部CS」という。)の少なくとも一部と、ベース部22の少なくとも一部とが、同じ高さに位置してもよい。例えば、連結部CSの少なくとも一部と、ベース部22の最上位置とが、同じ高さ位置する。この場合に、ベース部22の最下位置は、連結部CSと同じ高さでなくてもよい。連結部CSの最下位置が、ベース部22の最下位置よりも高くてもよい。1つの部材の最上位置は、その部材において最も上方に位置する箇所を表し、1つの部材の最下位置は、その部材において最も下方に位置する箇所を表す。第2アーム部244の先端部244bの少なくとも一部が、ベース部22の少なくとも一部と同じ高さに位置し、第3アーム部246の基端部246aの少なくとも一部が、ベース部22の少なくとも一部と同じ高さに位置してもよい。
図3に示される例とは異なり、連結部CSの少なくとも一部と、ベース部22の最下位置とが、同じ高さ位置し、ベース部22の最上位置が、連結部CSと同じ高さでなくてもよい。ベース部22の最上位置が、連結部CSの少なくとも一部と同じ高さであり、ベース部22の最下位置が、連結部CSの少なくとも一部と同じ高さであってもよい。第2アーム部244の先端部244bの少なくとも一部が、ベース部22の少なくとも一部と同じ高さに位置し、第3アーム部246の基端部246aが、ベース部22と同じ高さでなくてもよい。第3アーム部246の基端部246aの少なくとも一部が、ベース部22の少なくとも一部と同じ高さに位置し、第2アーム部244の先端部244bの少なくとも一部が、ベース部22と同じ高さでなくてもよい。連結部CSが、第2アーム部244及び第3アーム部246において最も高い部分であってもよい。
第3アーム部246の先端部246bの少なくとも一部と、第2アーム部244の少なくとも一部とが、同じ高さに位置してもよい。例えば、第2アーム部244の最下位置が、第3アーム部246の先端部246bの少なくとも一部と同じ高さに位置してもよい。第3アーム部246の先端部246bの最下位置が、第2アーム部244の少なくとも一部と同じ高さに位置してもよい。第3アーム部246の先端部246bは、基端部246aよりも低くてもよい。先端部246bの最上位置は、基端部246aの最上位置よりも低くてもよい。第3アーム部246のうちの基端部246aと先端部246bとの間の中間部分の少なくとも一部は、基端部246aを起点として、鉛直斜め下方に延びていてもよい。
第2アーム部244の少なくとも一部と、ベース部22の少なくとも一部とが、同じ高さに位置してもよい。第2アーム部244の最下位置と、ベース部22の少なくとも一部とが、同じ高さに位置してもよい。第2アーム部244の基端部244aの少なくとも一部が、ベース部22の少なくとも一部と同じ高さに位置してもよい。第2アーム部244のうちの基端部244aと先端部244bとの間の中間部分の少なくとも一部が、ベース部22の少なくとも一部と同じ高さに位置してもよい。
第3アーム部246の少なくとも一部と、ベース部22の少なくとも一部とが、同じ高さに位置してもよい。第3アーム部246の最下位置が、ベース部22の少なくとも一部と同じ高さに位置してもよい。第3アーム部246の先端部246bの少なくとも一部が、ベース部22の少なくとも一部と同じ高さに位置してもよい。第3アーム部246のうちの基端部246aと先端部246bとの間の中間部分の少なくとも一部が、ベース部22の少なくとも一部と同じ高さに位置してもよい。
第2アーム部244の最下位置、及び第3アーム部246の最下位置は、ブース底壁2よりも高い位置に配置されてもよい。第2アーム部244の最下位置は、高さ位置H0よりも高く、第3アーム部246の最下位置は、高さ位置H0よりも高い。第2アーム部244及び第3アーム部246は、ブース底壁2のうちの搬送ラインLc上のワークWとブース側壁との間の底壁部分と、高さ位置H2における水平な仮想平面との間の領域において動作してもよい(図5を参照)。
昇降アーム部26は、上下方向に沿って延びるように第3アーム部246に取り付けられている。昇降アーム部26は、その下端部が、第3アーム部246の先端部246bに取り付けられてもよい。昇降アーム部26は、保持ツール28を上下方向に沿って移動させる。昇降アーム部26には、保持ツール28が取り付けられている。昇降アーム部26は、回転軸Ax21と平行な回転軸Ax24(第4軸)まわりに保持ツール28と共に回転するように、第3アーム部246の先端部246bに取り付けられてもよい。
図4には、回転軸Ax21、回転軸Ax22、回転軸Ax23、及び、回転軸Ax24が、直線状の仮想ライン上に並んだ状態の操作ロボット20が示されている。上下方向から見たときに、回転軸Ax21、回転軸Ax22、回転軸Ax23、及び、回転軸Ax24を通る仮想ラインを中心ラインCLと定義する。操作ロボット20(より詳細には、操作ロボット20のうちの保持ツール28以外の部分)は、中心ラインCLに関して実質的に線対称であってもよい。
図3に戻り、回転軸Ax24は、上下方向に延びる鉛直な軸線であり、昇降アーム部26は、回転軸Ax24まわりに回転可能である。昇降アーム部26の回転軸Ax24まわりの回転に伴って、保持ツール28が、回転軸Ax24まわりに回転する。昇降アーム部26は、保持ツール28がドア92の窓枠92a(窓枠92aの内側の開口)を通過できるように、保持ツール28を昇降可能に保持してもよい。保持ツール28は、保持ツール28の少なくとも一部が窓枠92aを通過できる高さ位置まで、昇降可能であってもよい。
保持ツール28は、ドア92を保持可能なツールである。保持ツール28は、ドア92の窓枠92a(窓枠92a内の開口)を通過可能であり、ドア92の内側を保持するように構成されていてもよい。保持ツール28は、例えば、延長部分と、保持部分と、を含む。延長部分は、昇降アーム部26に取り付けられており、その一部が、上下方向に交差する方向に沿って延びるように形成されている。保持部分は、延長部分の先端部に接続されており、ドア92の内面に接触可能である。保持部分は、延長部分と保持部分との接続箇所を起点として、下に向かって延びている。
保持ツール28の保持部分は、磁力によりドア92の内面を吸着することによって、ドア92を保持してもよい。保持ツール28の保持部分は、永久磁石を含んでいてもよく、円筒状に形成されていてもよい。保持ツール28の保持部分は、その延在方向に沿い、且つ、自身の中心を通る軸線まわりに、回転可能となるように構成されてもよい。保持ツール28は、上述の例に限られない。保持ツール28は、ワークWの車体本体90とドア92との間の隙間に差し込こまれることが可能となるに形成されてもよい。操作ロボット20は、保持ツール28を上記隙間に挿入した後に、ドア92を引っ張ることでドア92を開けてもよい。
一例では、操作ロボット20は、閉じた状態のドア92を保持ツール28が保持して、ドア92を開放するように、各アーム部を動作させる。そして、操作ロボット20は、搬送ラインLcに沿ってワークWが搬送されている間、各アームを動作させて保持ツール28がドア92を保持した状態を維持しつつ、ドア92が開放された状態を維持する。その後、操作ロボット20は、開放された状態のドア92を保持ツール28が保持した状態で、各アームを動作させることでドア92を閉じる。図5には、保持ツール28がドア92を保持し、ドア92を開放させた状態が模式的に示されている。
操作ロボット20は、保持ツール28を移動させるための複数のアクチュエータを有してもよい。上記複数のアクチュエータは、例えば、回転軸Ax21まわりに第1アーム部242を回転させるアクチュエータ、回転軸Ax22まわりに第2アーム部244を回転させるアクチュエータ、及び、回転軸Ax23まわりに第3アーム部246を回転させるアクチュエータを含む。上記複数のアクチュエータは、例えば、回転軸Ax24まわりに昇降アーム部26及び保持ツール28を回転させるアクチュエータ、及び、上下方向に沿って保持ツール28を移動させるアクチュエータを含む。操作ロボット20に含まれるアクチュエータとしては、例えば、電動モータ等の動力源を含む電動式のアクチュエータが挙げられる。
図6に示されるように、操作ロボット20R1及び操作ロボット20R2は、X軸方向に沿って並んで配置されている。操作ロボット20R2(第2操作ロボット)は、操作ロボット20R1と同様に、ベース部22(第2ベース部)と、水平多関節アーム24(第2水平多関節アーム)と、昇降アーム部26と、保持ツール28(第2保持ツール)と、を有する。操作ロボット20R2の水平多関節アーム24は、操作ロボット20R1の水平多関節アーム24に含まれる複数のアーム部に対応する複数のアーム部を有する。
操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22とは、ワークWが搬送される方向(X軸方向)において並んで配置されてもよい。操作ロボット20R1のベース部22の少なくとも一部と、操作ロボット20R2のベース部22の少なくとも一部とは、Y軸方向において、同じ位置に配置されてもよい。操作ロボット20R1のベース部22は、操作ロボット20R2のベース部22よりも、搬送ラインLc上において上流に位置している。この場合、搬送装置10により搬送されるワークWは、操作ロボット20R1のベース部22、及び、操作ロボット20R2のベース部22をこの順に通過する。本開示では、X軸方向におけるベース部同士の位置関係は、ベース部のX軸方向における中央を基準に定義される。
操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22との間の距離Lbは、第1アーム部242のアーム長L1と第2アーム部244のアーム長L2との合計以上である。アーム長L1は、回転軸Ax21と回転軸Ax22との間の距離である。アーム長L2は、回転軸Ax22と回転軸Ax23との間の距離である。アーム長L1とアーム長L2とは、互いに略一致していてもよい。アーム長L1とアーム長L2とは、互いに異なっていてもよい。
距離Lbは、操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22との間のX軸方向における距離に相当する。距離Lbは、操作ロボット20R1と操作ロボット20R2との連携を容易にする観点から、アーム長L1及びアーム長L2の合計値に、アーム長L1を加算して得られる値以下であってもよい。
(塗装ロボット)
図7は、塗装ロボット30の一例を模式的に示す斜視図である。塗装ロボット30は、操作ロボット20と協働して、ワークWの内部を塗装可能なロボットである。塗装ロボット30は、塗装用のツール(吐出部)の位置及び姿勢を変化させる多関節アームを有する。図7に示される塗装ロボット30は、6軸の垂直多関節ロボットである。塗装ロボット30は、例えば、ベース部32と、垂直多関節アーム31と、吐出部38と、を有する。垂直多関節アーム31は、第1アーム部33と、第2アーム部34と、第3アーム部35と、第4アーム部36と、第5アーム部37と、を含む。
ベース部32は、塗装エリアPAにおいて固定された部分である。ベース部32は、塗装エリアPAに対して移動しないように、塗装エリアPAを形成する構造物に固定されている。ベース部32は、ブース側壁4R又はブース側壁4Lに固定されてもよい。ベース部32は、塗装エリアPAにおいて塗装ロボット30を所定位置に固定すると共に、複数のアームを支持する。ベース部32は、直方体状に形成された部分を含んでもよく、6つの面のうちの第1アーム部33が設けられる面以外のいずれかの面が、ブース側壁に設置されてもよい。
第1アーム部33は、ベース部32を通る回転軸Ax31まわりに回転するように、ベース部32に取り付けられている。第1アーム部33の基端部がベース部32に取り付けられており、第1アーム部33は、回転軸Ax31まわりに回転可能である。回転軸Ax31は、水平な一方向に沿う軸線であってもよい。第1アーム部33の基端部は、X軸方向においてベース部32と第1アーム部33(第1アーム部33の基端部)とが並び、且つ、回転軸Ax31がX軸方向に沿うように、ベース部32の側面に設けられてもよい。
第2アーム部34は、回転軸Ax31に交差する回転軸Ax32まわりに回転するように、第1アーム部33の先端部に取り付けられている。本開示では、「交差」とは、所謂立体交差のように、互いにねじれの関係にある場合も含む。第2アーム部34の基端部が第1アーム部33の先端部に取り付けられており、第2アーム部34は、回転軸Ax32まわりに回転可能である。回転軸Ax32は、例えば、回転軸Ax31に垂直な軸線である。
第3アーム部35は、回転軸Ax31に平行な回転軸Ax33まわりに回転するように、第2アーム部34の先端部に取り付けられている。第3アーム部35の基端部が第2アーム部34の先端部に取り付けられており、第3アーム部35は、回転軸Ax33まわりに回転可能である。第4アーム部36は、回転軸Ax33に交差する回転軸Ax34まわりに回転するように、第3アーム部35の先端部に取り付けられている。回転軸Ax34は、例えば、回転軸Ax33に垂直な軸線である。第4アーム部36の基端部が第3アーム部35の先端部に取り付けられており、第4アーム部36は、回転軸Ax34まわりに回転可能である。
第5アーム部37は、回転軸Ax34に交差する回転軸Ax35まわりに回転するように、第4アーム部36の先端部に取り付けられている。第5アーム部37の基端部が第4アーム部36の先端部に取り付けられており、第5アーム部37は、回転軸Ax35まわりに回転可能である。回転軸Ax35は、回転軸Ax34に対して所定角度傾いている。第5アーム部37の基端部とは反対側の端部には、先端部37aが設けられる。先端部37aは、回転軸Ax35に交差する回転軸Ax36まわりに回転するように、第5アーム部37の上記端部に取り付けられている。回転軸Ax36は、回転軸Ax35に対して所定角度傾いている。先端部37aには、塗装用のツールとして吐出部38が取り付けられている。
吐出部38は、例えば、先端部37aに着脱自在に取り付けられた塗装ガンであり、塗料を吐出可能である。図7では、先端部37aを説明するために、吐出部38が破線で描かれている。先端部37aが回転軸Ax36まわりに回転することで、吐出部38が、回転軸Ax36まわりに回転する。
塗装ロボット30は、吐出部38の位置及び姿勢を変化させるための複数のアクチュエータを有してもよい。上記複数のアクチュエータは、例えば、回転軸Ax31まわりに第1アーム部33を回転させるアクチュエータ、回転軸Ax32まわりに第2アーム部34を回転させるアクチュエータ、及び、回転軸Ax33まわりに第3アーム部35を回転させるアクチュエータを含む。上記複数のアクチュエータは、例えば、回転軸Ax34まわりに第4アーム部36を回転させるアクチュエータ、回転軸Ax35まわりに第5アーム部37を回転させるアクチュエータ、及び、回転軸Ax36まわりに先端部37a及び吐出部38を回転させるアクチュエータを含む。塗装ロボット30に含まれるアクチュエータとしては、例えば、電動モータ等の動力源を含む電動式のアクチュエータが挙げられる。図7に示される塗装ロボット30は一例であり、塗装ロボット30は、軸数が6軸以外の多関節ロボットであってもよい。
塗装ロボット30の吐出部38は、図5に示されるように、搬送装置10により維持される、ドア92の下端の高さ(高さ位置H2)よりも低い位置まで移動可能であってもよい。吐出部38の少なくとも一部が、高さ位置H2よりも低い位置まで移動可能であってもよい。吐出部38は、その先端に位置する塗料の吐出口が、高さ位置H2よりも低い位置において動作するように移動可能であってもよい。吐出部38(吐出部38の少なくとも一部)は、ワークWの下端の高さ位置H1よりも低い位置に移動可能であってもよい。
塗装ロボット30の吐出部38は、操作ロボット20に含まれる水平多関節アーム24の少なくとも一部よりも高い位置で動作してもよい。吐出部38は、水平多関節アーム24の第2アーム部244及び第3アーム部246のいずれか一方よりも高い位置で動作してもよい。吐出部38は、水平多関節アーム24の第2アーム部244及び第3アーム部246の両方よりも高い位置で動作してもよい。吐出部38は、第2アーム部244の先端部244bと第3アーム部246の基端部246aとを含む連結部CSよりも高い位置で動作してもよい。
(オープナーロボット)
図8は、オープナーロボット40の一例を模式的に示す斜視図である。オープナーロボット40は、塗装ロボット30がワークWの内部を塗装する際に、前方開閉部材94及び後方開閉部材96の少なくとも一方を開くロボットである。オープナーロボット40は、作業用のツール(保持ツール)の位置及び姿勢を変化させる多関節ロボットである。図8に示されるオープナーロボット40は、6軸の垂直多関節ロボットである。オープナーロボット40は、例えば、ベース部42と、垂直多関節アーム41と、保持ツール48と、を有する。垂直多関節アーム41は、第1アーム部43と、第2アーム部44と、第3アーム部45と、第4アーム部46と、第5アーム部47と、を含む。
ベース部42は、塗装エリアPAにおいて固定された部分である。ベース部42は、塗装エリアPAに対して移動しないように、塗装エリアPAを形成する構造物に固定されている。ベース部42は、ブース側壁4R又はブース側壁4Lに固定されてもよい。ベース部42は、塗装エリアPAにおいてオープナーロボット40を所定位置に固定すると共に、複数のアームを支持する。ベース部42は、Y軸方向及び上下方向に沿った側面を含んでもよい。ベース部42の上記側面が、ブース側壁に設置されてもよい。
第1アーム部43は、上下方向に沿う回転軸Ax41まわりに回転するように、ベース部42に取り付けられている。第1アーム部43の基端部がベース部42に取り付けられており、第1アーム部43は、回転軸Ax41まわりに回転可能である。第1アーム部43の基端部は、ベース部42の下に取り付けられてもよい。第2アーム部44は、回転軸Ax41に平行な回転軸Ax42まわりに回転するように、第1アーム部43の先端部に取り付けられている。第2アーム部44の基端部が第1アーム部43の先端部に取り付けられており、第2アーム部44は、回転軸Ax42まわりに回転可能である。第2アーム部44の基端部は、第1アーム部43の先端部の上に取り付けられてもよい。
第3アーム部45は、回転軸Ax41と平行な回転軸Ax43まわりに回転するように、第2アーム部44の先端部に取り付けられている。第3アーム部45は、第2アーム部44の先端部を起点として、下に延びるように形成されている。第4アーム部46は、回転軸Ax43に交差する回転軸Ax44まわりに回転するように、第3アーム部45の先端部に取り付けられている。第4アーム部46の基端部が第3アーム部45の先端部に取り付けられており、第4アーム部46は回転軸Ax44まわりに回転可能である。回転軸Ax44は、回転軸Ax43に垂直であり、水平な一方向に沿う軸線であってもよい。
第5アーム部47は、回転軸Ax44と平行な回転軸Ax45まわりに回転するように、第4アーム部46の先端部に取り付けられている。第5アーム部47の基端部が第4アーム部46の先端部に取り付けられており、第5アーム部47は、回転軸Ax45まわりに回転可能である。保持ツール48は、回転軸Ax45と交差する回転軸Ax46まわりに回転するように、第5アーム部47の先端部に取り付けられている。保持ツール48の基端部が第5アーム部47の先端部に取り付けられており、保持ツール48は、回転軸Ax46まわりに回転可能である。回転軸Ax46は、回転軸Ax45に垂直であり、水平な一方向に沿う軸線であってもよい。保持ツール48は、前方開閉部材94又は後方開閉部材96を下方から支持できるように、鉤状(フック状)に形成されてもよい。
オープナーロボット40は、保持ツール48の位置及び姿勢を変化させるための複数のアクチュエータを有してもよい。上記複数のアクチュエータは、例えば、回転軸Ax41まわりに第1アーム部43を回転させるアクチュエータ、回転軸Ax42まわりに第2アーム部44を回転させるアクチュエータ、及び、回転軸Ax43まわりに第3アーム部45を回転させるアクチュエータを含む。上記複数のアクチュエータは、例えば、回転軸Ax44まわりに第4アーム部46を回転させるアクチュエータ、回転軸Ax45まわりに第5アーム部47を回転させるアクチュエータ、及び、回転軸Ax46まわりに保持ツール48を回転させるアクチュエータを含む。オープナーロボット40に含まれるアクチュエータとしては、例えば、電動モータ等の動力源を含む電動式のアクチュエータが挙げられる。図8に示されるオープナーロボット40は一例であり、オープナーロボット40は、軸数が6軸以外の多関節ロボットであってもよい。
図9には、オープナーロボット40Aが、車体本体90の後方に設けられた後方開閉部材96を開く様子が模式的に示されている。一例では、オープナーロボット40Aは、後方開閉部材96よりも上流の領域から、第1アーム部43及び第2アーム部44の回転により、保持ツール48を後方開閉部材96に近づけて、後方開閉部材96の先端(下端)を保持ツール48に支持させる(保持ツール48を後方開閉部材96の先端に引っ掛ける)。保持ツール48が支持した状態において、第4アーム部46の先端部が基端部に比べて低くなるように、第4アーム部46が傾斜している。そして、オープナーロボット40Aは、第4アーム部46の先端部を上昇させて、後方開閉部材96の先端を持ち上げることで、後方開閉部材96を開く。
オープナーロボット40Aは、後方開閉部材96を開いた後に、搬送装置10により搬送されているワークWの後方開閉部材96が開いた状態を維持するように、各アームを動作させてもよい。オープナーロボット40Aは、後方開閉部材96が開いた状態を維持した後に、後方開閉部材96を閉じるように各アームを動作させてもよい。
図10には、オープナーロボット40Bが、車体本体90の前方に設けられた前方開閉部材94を開く様子が模式的に示されている。一例では、オープナーロボット40Bは、前方開閉部材94よりも下流の領域から、第1アーム部43及び第2アーム部44の回転により、保持ツール48を前方開閉部材94に近づけて、前方開閉部材94の先端を保持ツール48に支持させる(保持ツール48を前方開閉部材94の先端に引っ掛ける)。保持ツール48が支持した状態において、第4アーム部46の先端部が基端部に比べて低くなるように、第4アーム部46が傾斜している。そして、オープナーロボット40Bは、第4アーム部46の先端部を上昇させて、前方開閉部材94の先端を持ち上げることで、前方開閉部材94を開く。
オープナーロボット40Bは、前方開閉部材94を開いた後に、搬送装置10により搬送されているワークWの前方開閉部材94が開いた状態を維持するように、各アームを動作させてもよい。オープナーロボット40Bは、前方開閉部材94が開いた状態を維持した後に、前方開閉部材94を閉じるように各アームを動作させてもよい。
(ロボットの位置関係)
図1及び図2に戻り、各種ロボットの互いの位置関係について説明する。塗装ロボット30R1のベース部32は、搬送装置10によりワークWが搬送される方向(X軸方向)において、操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22との間に配置されてもよい。塗装ロボット30R1のベース部32のX軸方向における中央が、操作ロボット20R1のベース部22のX軸方向における中央よりも下流に位置し、操作ロボット20R2のベース部22のX軸方向における中央よりも上流に位置してもよい。塗装ロボット30R2のベース部22(そのX軸方向における中央)は、操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22との間において、操作ロボット20R1のベース部22寄りに配置されてもよい。
塗装ロボット30R2(第2塗装ロボット)のベース部32(第2ベース部)は、X軸方向において、操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22との間に配置されてなくてもよい。塗装ロボット30R2のベース部32のX軸方向における中央は、操作ロボット20R2のX軸方向における中央よりも下流に位置してもよい。塗装ロボット30R1において、第1アーム部33がベース部32よりも上流に配置され、塗装ロボット30R2において、第1アーム部33がベース部32よりも上流に配置されてもよい。
操作ロボット20R1のベース部22、及び、操作ロボット20R2のベース部22は、塗装ロボット30R1のベース部32よりも下方に配置され、塗装ロボット30R2のベース部32よりも下方に配置されてもよい。操作ロボット20R1のベース部22の最上位置、及び、操作ロボット20R2のベース部22の最上位置は、塗装ロボット30R1のベース部32の最下位置よりも低くてもよく、塗装ロボット30R2のベース部32の最下位置よりも低くてもよい。塗装ロボット30R1のベース部32の最下位置は、搬送装置10によって維持される、ワークW(車体本体90)の上端の高さ位置H3よりも高くてもよい。塗装ロボット30R2のベース部32の最下位置は、高さ位置H3よりも高くてもよい。
オープナーロボット40A(第1オープナーロボット)のベース部42(第1ベース部)は、塗装システム1に含まれる複数のロボットにおいて最も上流に配置されてもよい。オープナーロボット40Aのベース部42のX軸方向における中央は、操作ロボット20R1のベース部22のX軸方向における中央よりも上流に位置してもよい。オープナーロボット40B(第2オープナーロボット)のベース部42(第2ベース部)は、塗装システム1に含まれる複数のロボットにおいて最も下流に配置されてもよい。オープナーロボット40Bのベース部42のX軸方向における中央は、塗装ロボット30R2のベース部32のX軸方向における中央よりも下流に位置してもよい。X軸方向において、オープナーロボット40Aのベース部42は、オープナーロボット40Bのベース部42よりも上流に配置されている。
塗装ロボット30R1のベース部32、及び、塗装ロボット30R2のベース部32とは、X軸方向において、オープナーロボット40Aのベース部42と、オープナーロボット40Bのベース部42との間に位置してもよい。塗装ロボット30R2のベース部32は、X軸方向において、塗装ロボット30R1のベース部32とは異なる位置に配置されてもよい。塗装ロボット30R2のベース部32の少なくとも一部と、塗装ロボット30R1のベース部32の少なくとも一部とは、互いに同じ高さに配置されてもよい。
以上のように、X軸方向において、塗装ロボット30R1のベース部32は、オープナーロボット40Aのベース部42とは異なる位置に配置されてもよい。X軸方向において、塗装ロボット30R1のベース部32の上流に位置する端部と、オープナーロボット40Aのベース部42の下流に位置する端部との間に、所定の間隔が設けられてもよい。X軸方向において、塗装ロボット30R2のベース部32は、オープナーロボット40Bのベース部42とは異なる位置に配置されてもよい。X軸方向において、塗装ロボット30R2のベース部32の下流に位置する端部と、オープナーロボット40Bのベース部42の上流に位置する端部との間に、所定の間隔が設けられてもよい。
操作ロボット20R1のベース部22、及び、操作ロボット20R2のベース部22は、オープナーロボット40Aのベース部42よりも下方に配置され、オープナーロボット40Bのベース部42よりも下方に配置されてもよい。操作ロボット20R1のベース部22の最上位置、及び、操作ロボット20R2のベース部22の最上位置は、オープナーロボット40Aのベース部42の最下位置よりも低くてもよく、オープナーロボット40Bのベース部42の最下位置よりも低くてもよい。
オープナーロボット40Aのベース部42の最下位置は、ワークWの上端の高さ位置H3よりも高くてもよい。オープナーロボット40Aのベース部42の最下位置は、塗装ロボット30R1のベース部32の最上位置よりも高くてもよい。オープナーロボット40Bのベース部42の最下位置は、高さ位置H3よりも高くてもよい。オープナーロボット40Bのベース部42の最下位置は、塗装ロボット30R2のベース部32の最上位置よりも高くてもよい。オープナーロボット40Aのベース部42の少なくとも一部と、オープナーロボット40Bのベース部42の少なくとも一部とは、同じ高さに配置されてもよい。
(制御装置)
制御装置60は、1台又は複数台のコンピュータによって構成されており、塗装システム1に含まれる各種のロボットを制御する。制御装置60は、塗装システム1に含まれる複数のロボットを個別に制御する複数のコンピュータ(コントローラ)を備えてもよく、これらの複数のコンピュータが互いに通信可能に接続されていてもよい。
制御装置60は、少なくとも、塗装エリアPAにおいてワークWを搬送するように搬送装置10を制御することと、搬送装置10により搬送されている状態のワークWのドア92を開くように操作ロボット20を制御することと、を実行するように構成されている。制御装置60は、操作ロボット20によりドア92が開かれた状態で、ワークWの内部を塗装するように塗装ロボット30を制御することを更に実行するように構成されている。操作ロボット20によりドア92が開かれる際に、操作ロボット20の水平多関節アーム24の少なくとも一部は、搬送装置10により維持される、ドア92の下端の高さ位置H2よりも低い位置で動作する。
制御装置60は、機能上の構成(以下、「機能モジュール」という。)として、例えば、図2に示されるように、記憶部62と、制御部64と、を有する。これらの機能モジュールが実行する処理は、制御装置60が実行する処理に相当する。記憶部62は、教示情報を記憶する。教示情報は、塗装システム1に含まれる複数のロボットそれぞれに関して、動作を教示するティーチング段階で作業員等のオペレータにより作成される。教示情報は、ロボットの各アームの動作経路を規定するプログラムを含む。制御部64は、教示情報に従って、塗装システム1に含まれる複数のロボットを個別に制御する。
制御装置60は、例えば、回路を有する。制御装置60が有する回路は、少なくとも1つのプロセッサと、メモリと、ストレージと、入出力ポートと、ドライバと、を含む。ストレージは、コンピュータによって読み取り可能な不揮発型の記憶媒体(例えばフラッシュメモリ)である。ストレージは、塗装システム1に含まれる各種ロボットを制御することを制御装置60に実行させるためのプログラム及びデータを記憶する。メモリは、ストレージからロードしたプログラム及びプロセッサによる演算結果等を一時的に記憶する。
プロセッサは、メモリと協働して上記プログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。ドライバは、プロセッサからの指令に応じて各種ロボットのアクチュエータに含まれるモータ等の駆動源に駆動電力を出力する。入出力ポートは、プロセッサからの指令に応じて、ロボットに含まれる各種装置(例えば、各種センサ)等との間で電気信号の入出力を行う。制御装置60は、必ずしもプログラムにより各機能を構成するものに限られない。制御装置60は、例えば、専用の論理回路又はこれを集積したASIC(Application Specific Integrated Circuit)により少なくとも一部の機能を構成してもよい。
(制御方法)
続いて、塗装方法の一例として、制御装置60による制御方法について説明する。制御装置60の制御部64は、搬送装置10によりワークWが搬送されている状態で、ドア92、前方開閉部材94、及び、後方開閉部材96のいずれかの開閉部材を開くように、複数の操作ロボット20、及び、複数のオープナーロボット40のうちの対応するロボットを制御する。以下、搬送装置10によりワークWが搬送されている状態で、開閉部材を開く制御を「開放制御」と称する。制御部64は、開放制御を実行した後に、搬送装置10によりワークWが搬送されている状態で、ワークWの搬送に追従して、開閉部材が開かれた状態を維持するように、対応するロボットを制御する。以下、搬送装置10によりワークWが搬送されている状態で、開閉部材が開かれた状態を維持する制御を「追従制御」と称する。
制御部64は、追従制御を実行した後に、搬送装置10によりワークWが搬送されている状態で、開閉部材を閉じるように対応するロボットを制御する。以下、搬送装置10によりワークWが搬送されている状態で、開閉部材を閉じる制御を「閉止制御」と称する。開放制御、追従制御、及び、開閉制御を含む一連の制御を「開閉制御」と称する場合がある。
図11は、1つの開閉部材に対して実行される開閉制御における一連の処理を示すフローチャートである。ワークWに含まれる複数の開閉部材に対して、どのロボットが開閉制御を実行するかは、予め定められている。複数の開閉部材それぞれについて、開閉制御の実行を開始するワークWのX軸方向における位置、及び、開閉制御を終了するワークWのX軸方向における位置が、予め定められていてもよい。
上記一連の処理では、制御装置60が、最初にステップS01を実行する。ステップS01では、例えば、制御部64が、X軸方向において、操作対象である開閉部材(以下、「対象の開閉部材」という。)を開くための動作を開始する所定位置にワークWが達するまで待機する。制御部64は、搬送装置10を制御する別の制御装置又は上位コントローラから、ワークWの位置を示す情報を取得することを所定の周期で継続して、ステップS01を繰り返してもよい。
次に、制御装置60は、ステップS02を実行する。ステップS02では、例えば、制御部64が、対象の開閉部材に対して開放制御を実行するように、対応するロボットを制御する。一例では、対象の開閉部材がドア92である場合、制御部64が、そのドア92を開くように、対応する操作ロボット20を制御する。
次に、制御装置60は、ステップS03を実行する。ステップS03では、例えば、制御部64が、対象の開閉部材に対して追従制御を実行するように、対応するロボットを制御する。一例では、対象の開閉部材がドア92である場合、制御部64が、ドア92が開かれた状態を維持するように、そのドア92を開いた操作ロボット20を制御する。ステップS03を実行する期間の少なくとも一部と重複する期間において、制御部64は、対象の開閉部材が開いた状態で塗装を行う必要がある箇所に対して塗装を実行するように、1台以上の塗装ロボット30を制御する。
次に、制御装置60は、ステップS04を実行する。ステップS04では、例えば、制御部64が、対象の開閉部材に対して閉止制御を実行するように、対応するロボットを制御する。一例では、対象の開閉部材がドア92である場合、制御部64が、開かれた状態のドア92を閉じるように、対応する操作ロボット20を制御する。以上により、制御部64は、1つの開閉部材に対する開閉制御を終了する。
続いて、ワークWが車体本体90の側方における左右それぞれにおいて、2つのドア92を有する場合について、制御装置60による一連の処理を説明する。2つのドア92のうち、車体本体90において前方に位置するドア92を「フロントドア92f」と称し、後方に位置するドア92を「リアドア92r」と称する。一例では、制御装置60は、後方開閉部材96に対する開閉制御を実行するように、オープナーロボット40Aを制御し、一対のリアドア92rに対する開閉制御を実行するように、操作ロボット20R1及び操作ロボット20L1をそれぞれ制御する。制御装置60は、前方開閉部材94に対する開閉制御を実行するように、オープナーロボット40Bを制御し、一対のフロントドア92fに対する開閉制御を実行するように操作ロボット20R2及び操作ロボット20L2をそれぞれ制御する。
制御装置60は、最初に、車体本体90の左右の一対のリアドア92rに対する開閉制御を開始するように、操作ロボット20R1及び操作ロボット20L1をそれぞれ制御してもよい。制御装置60は、リアドア92rに対する開閉制御の実行開始後に、後方開閉部材96に対する開閉制御を開始するように、オープナーロボット40Aを制御してもよい。制御装置60は、リアドア92rに対する開閉制御の実行期間の少なくとも一部と重複する期間において、後方開閉部材96に対する開閉制御を実行してもよい。
制御装置60は、後方開閉部材96に対する開閉制御の開始後、且つ、終了前に、前方開閉部材94に対する開閉制御を開始するように、オープナーロボット40Bを制御してもよい。制御装置60は、リアドア92rに対する開閉制御の開始後、且つ、終了前に、車体本体90の左右の一対のフロントドア92fに対する開閉制御を開始するように、操作ロボット20R2及び操作ロボット20L2をそれぞれ制御してもよい。制御装置60は、フロントドア92fに対する開閉制御の実行期間の少なくとも一部と重複する期間において、前方開閉部材94に対する開閉制御を実行してもよい。
後方開閉部材96、リアドア92r、フロントドア92f、及び、前方開閉部材94それぞれに対する開閉制御の実行期間の少なくとも一部が、互いに重複するように、これらの開閉制御が実行されてもよい。制御装置60は、後方開閉部材96及びリアドア92rに対する開閉制御が実行されている期間の少なくとも一部の期間において、後方開閉部材96及びリアドア92rに関する塗装箇所の塗装を行うように塗装ロボット30R1及び塗装ロボット30L1を制御してもよい。制御装置60は、フロントドア92f及び前方開閉部材94に対する開閉制御が実行されている期間の少なくとも一部の期間において、フロントドア92f及び前方開閉部材94に関する塗装箇所の塗装を行うように塗装ロボット30R2及び塗装ロボット30L2を制御してもよい。
続いて、図12(a)、図12(b)、図13(a)、及び、図13(b)を参照して、1つのドア92に対する開閉制御の一例について、詳細に説明する。図12(a)には、ステップS02の開放制御の様子が示されている。制御装置60の制御部64は、搬送ラインLc上における回転軸Ax21よりも上流の領域において、保持ツール28が閉じた状態のドア92を保持し、そのドア92を開くように操作ロボット20を制御してもよい。制御部64は、ステップS02を実行する期間において、保持ツール28が、回転軸Ax21よりも上流に位置する状態が継続するように、操作ロボット20を制御してもよい。制御部64は、X軸方向において開放予定のドア92の少なくとも一部がベース部22に達する前に(ドア92がベース部22よりも上流に位置するときに)、ステップS02の開放制御を実行してもよい。
図12(b)及び図13(a)には、ステップS03の追従制御の様子が示されている。制御部64は、開放制御を実行した後に、ワークWの移動に追従して、保持ツール28のX軸方向における位置を下流に向けて移動しつつ、ドア92が開放された状態に維持されるように操作ロボット20を制御する。制御部64は、追従制御において、保持ツール28がドア92を保持する箇所が、搬送ラインLcと平行な仮想的なラインLh上を移動するように操作ロボット20を制御してもよい。保持ツール28がドア92を保持する箇所は、例えば、上下方向から見たときに、保持ツール28が、ドア92の内面に接触している箇所である。
制御部64は、追従制御において、開かれた状態のドア92に対する保持ツール28の相対的な位置及び姿勢を維持しつつ、保持ツール28がドア92を保持する箇所が上記ラインLh上を移動するように操作ロボット20を制御してもよい。制御部64は、追従制御において、上下方向から見て、保持ツール28がドア92に接触する箇所と、回転軸Ax44とを結ぶ仮想線分が、ドア92に対して所定角度を維持するようにドア92を制御してもよい。
図13(b)には、ステップS04の閉止制御の様子が示されている。制御部64は、搬送ラインLc上における回転軸Ax21よりも下流の領域において、保持ツール28が開いた状態のドア92を保持し、そのドア92を閉じるように操作ロボット20を制御してもよい。制御部64は、ステップS04を実行する期間において、保持ツール28が、回転軸Ax21よりも下流に位置する状態が継続するように、操作ロボット20を制御してもよい。制御部64は、ステップS03において保持を継続しているドア92がベース部22を通過した後に(ドア92がベース部22よりも下流に位置するときに)、ステップS04の閉止制御を実行してもよい。
図14には、操作ロボット20R1によりリアドア92rに対する開閉制御が実行され、操作ロボット20R2によりフロントドア92fに対する開閉制御が実行されている途中の様子が示されている。リアドア92rに対する開閉制御とフロントドア92fに対する開閉制御との両方が実行されている期間の少なくとも一部の期間において、操作ロボット20R2により開かれたフロントドア92fの鉛直下方にて、リアドア92rを開いている操作ロボット20R1の第2アーム部244及び第3アーム部246が動作してもよい。リアドア92rに対する開閉制御とフロントドア92fに対する開閉制御との両方が実行されている期間の少なくとも一部の期間において、上下方向から見て、フロントドア92fの少なくとも一部が、操作ロボット20R1の第2アーム部244の少なくとも一部及び第3アーム部246の少なくとも一部と重なってもよい。
(変形例)
制御装置60による一連の処理は一例であり、適宜変更可能である。上述の例では、制御装置60は、リアドア92rに対する開閉制御を実行するように操作ロボット20R1を制御し、フロントドア92fに対する開閉制御は操作ロボット20R1により実行されない。制御装置60は、フロントドア92fに対する開閉制御を実行するように操作ロボット20R2を制御し、リアドア92rに対する開閉制御は操作ロボット20R2により実行されない。この制御方法に代えて、制御装置60は、フロントドア92fに対する開閉制御を実行するように操作ロボット20R1を制御し、フロントドア92fに対する開閉制御を実行するように操作ロボット20R2を制御してもよい。制御装置60は、リアドア92rに対する開閉制御を実行するように操作ロボット20R1を制御し、リアドア92rに対する開閉制御を実行するように操作ロボット20R2を制御してもよい。制御装置60は、操作ロボット20R1によるフロントドア92fに対する開閉制御の実行後に、リアドア92rに対する開閉制御を実行するように操作ロボット20R1を制御してもよい。制御装置60は、操作ロボット20R2によるフロントドア92fに対する開閉制御の実行後に、リアドア92rに対する開閉制御を実行するように操作ロボット20R2を制御してもよい。
上述の例では、操作ロボット20の保持ツール28が、回転軸Ax21よりも上流の領域においてドア92を開くように開放制御が実行される。これに代えて、保持ツール28が、X軸方向において回転軸Ax21と重なる位置、又は、回転軸Ax21よりも下流の領域を含む領域において、ドア92を開くように開放制御が実行されてもよい。上述の例では、操作ロボット20の保持ツール28が、回転軸Ax21よりも下流の領域においてドア92を閉じるように閉止制御が実行される。これに代えて、保持ツール28が、X軸方向において回転軸Ax21と重なる位置、又は、回転軸Ax21よりも上流の領域を含む領域において、ドア92を閉じるように閉止制御が実行されてもよい。
塗装システム1において、各種ロボットの互いの位置関係は、上述の例に限られない。図15に示される塗装システム1は、X軸方向において、2台の塗装ロボット30それぞれのベース部32が、操作ロボット20R1のベース部22と操作ロボット20R2のベース部22との間に配置されている点で、図1及び図2に示される塗装システム1と相違する。塗装ロボット30R2のベース部32は、X軸方向において、塗装ロボット30R1のベース部32と、操作ロボット20R2のベース部22との間に配置されてもよい。塗装ロボット30R2のベース部32のX軸方向における中央は、塗装ロボット30R1のベース部32のX軸方向における中央よりも下流に位置し、操作ロボット20R2のベース部22における中央よりも上流に位置してもよい。塗装ロボット30R2において、第1アーム部33がベース部32よりも下流に配置されてもよい。
各種ロボットの台数は、上述の例に限られない。オープナーロボット40A及びオープナーロボット40Bの間において、2台の塗装ロボット30が配置され、他の塗装ロボットが配置されなくてもよい。搬送ラインLcよりも左側の領域において、1台の塗装ロボット30(塗装ロボット30L1)が配置され、他の塗装ロボットが配置されなくてもよい。搬送ラインLcよりも右側の領域において、1台の塗装ロボット30(塗装ロボット30R1)が配置され、他の塗装ロボットが配置されなくてもよい。図16に示されるように、X軸方向において、塗装ロボット30R1のベース部32は、オープナーロボット40Aのベース部42と、オープナーロボット40Bのベース部42との間に配置されている。
塗装ロボット30R1のベース部32は、X軸方向において、操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22との間に配置されてもよい。第1アーム部33がベース部32よりも上流に配置され、ベース部32が、操作ロボット20R1のベース部22と操作ロボット20R2のベース部22との間において、操作ロボット20R2のベース部22寄りに配置されてもよい。図16に示される塗装システム1において、第1アーム部33が、ベース部32よりも下流に配置されてもよく、ベース部32が、操作ロボット20R1のベース部22と操作ロボット20R2のベース部22との間において、操作ロボット20R1のベース部22寄りに配置されてもよい。
図16に示される塗装システム1において、2台のオープナーロボット40に代えて、1台のオープナーロボット40が設けられてもよい。塗装システム1は、1台のオープナーロボット40を備え、他のオープナーロボットを備えていなくてもよい。1台のオープナーロボット40は、操作ロボット20R1のベース部22のX軸方向における中央よりも上流に配置されてもよい。1台のオープナーロボット40は、操作ロボット20R1のベース部22のX軸方向における中央と操作ロボット20R2のベース部22との間に配置されてもよい。1台のオープナーロボット40は、操作ロボット20R2のベース部22のX軸方向における中央よりも下流に配置されてもよい。制御装置60は、前方開閉部材94に対する開閉制御を実行するように1台のオープナーロボット40を制御した後に、後方開閉部材96に対する開閉制御を実行するように、そのオープナーロボット40を制御してもよい。
オープナーロボット40A及びオープナーロボット40Bの間において、6台の塗装ロボット30が配置され、他の塗装ロボットが配置されなくてもよい。搬送ラインLcよりも左側の領域において、3台の塗装ロボット30が配置され、他の塗装ロボットが配置されなくてもよい。搬送ラインLcよりも右側の領域において、3台の塗装ロボット30(塗装ロボット30R1,30R2,30R3)が配置され、他の塗装ロボットが配置されなくてもよい。図17に示されるように、X軸方向において、塗装ロボット30R1、塗装ロボット30R2、及び、塗装ロボット30R3それぞれのベース部32が、オープナーロボット40Aのベース部42と、オープナーロボット40Bのベース部42との間に配置されてもよい。
塗装ロボット30R1のベース部32は、X軸方向において、オープナーロボット40Aのベース部42と、操作ロボット20R1のベース部22との間に配置されている。塗装ロボット30R2のベース部32は、X軸方向において、操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22との間に配置されている。塗装ロボット30R3のベース部32は、X軸方向において、操作ロボット20R2のベース部22とオープナーロボット40Bのベース部42との間に配置されている。
塗装ロボット30R1、塗装ロボット30R2、及び、塗装ロボット30R3それぞれにおいて、第1アーム部33がベース部32よりも上流に配置されてもよい。図17に示される例とは異なり、塗装ロボット30R1、塗装ロボット30R2、及び、塗装ロボット30R3の少なくとも一部において、第1アーム部33がベース部32よりも下流に配置されてもよい。
搬送ラインLcよりも左側の領域、及び、右側の領域のそれぞれにおいて、4台以上の塗装ロボット30が設けられてもよい。搬送ラインLcよりも左側の領域、及び、右側の領域のそれぞれにおいて、1台の操作ロボット20が設けられて、他の操作ロボットが設けられてなくてもよい。搬送ラインLcよりも左側の領域、及び、右側の領域のそれぞれにおいて、3台以上の操作ロボット20が設けてもよい。搬送ラインLcよりも左側の領域、及び、右側の領域の間で、操作ロボット20の台数が異なっていてもよく、塗装ロボット30の台数が異なっていてもよい。
操作ロボット20の水平多関節アーム24が、第3アーム部246を有さずに、第1アーム部242及び第2アーム部244を有してもよい。この場合、水平多関節アーム24のうちの先端に位置する第2アーム部244が、ワークWのドア92の下端の高さ位置H2よりも低い位置に配置されてもよい。第2アーム部244の先端部244bに、昇降アーム部26が取り付けられてもよい。水平多関節アーム24が、上下方向に沿う軸線まわりに回転可能な4つ以上のアーム部を有してもよい。
第2アーム部244が、第1アーム部242の先端部242bの下に取り付けられ、第3アーム部246が、第2アーム部244の先端部244bの下に取り付けられてもよい。この場合、第2アーム部244の先端部244bは、基端部244aよりも高くてもよい。第1アーム部242の先端部242bが、基端部244aよりも低くてもよい。この場合、第2アーム部244が、第1アーム部242の先端部242bの上に取り付けられ、第3アーム部246が、第2アーム部244の先端部244bの下に取り付けられてもよい。
ベース部22がベース側壁に設置される場合に、第1アーム部242が、ベース部22の下に取り付けられてもよい。ベース部22が、その本体部分から水平方向に延びる延出部を有する場合に、第1アーム部242が、ベース部22の延出部の下に設けられてもよい。
[実施形態の効果]
以上に説明した塗装システム1の一例は、塗装エリアPAにおいて、ドア92を有するワークW(車体)を搬送する搬送装置10と、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部22と、ドア92を保持可能な保持ツール28と、保持ツール28を移動させる水平多関節アーム24と、を有し、搬送装置10により搬送されている状態のワークWのドア92を開く操作ロボット20と、操作ロボット20によりドア92が開かれた状態で、ワークWの内部を塗装する塗装ロボット30と、を備える。上下方向において、水平多関節アーム24の少なくとも一部が、搬送装置10により維持されるドア92の下端の高さ(高さ位置H2)よりも低い位置に配置されている。
この塗装システム1では、操作ロボット20がベース部22を介して塗装エリアPAに固定されており、ワークWの内部を塗装する際に、固定された操作ロボット20により、搬送中のワークWのドア92が開かれる。操作ロボット20によりドア92が開かれた状態で、ワークWの内部を塗装するには、ワークWの搬送に追従して、ドア92を開いた状態を維持する必要がある。上記塗装システム1では、ワークWの搬送に追従するために操作ロボット20自体を搬送するための装置が設けられていないので、塗装エリアPAの上下方向及び水平方向における領域を小さくできる。また、操作ロボット20の水平多関節アーム24の少なくとも一部が、ドア92の下端よりも低い位置に配置されることで、操作ロボット20とワークWが搬送される領域とを近づけても、操作ロボット20とワークW等の他の部材とが互いに干渉し難い。そのため、操作ロボット20をワークWが搬送される領域に近づけて配置できるので、塗装エリアPAの水平方向における領域の縮小化が可能である。従って、塗装システム1は、省スペース化に有用である。
水平多関節アーム24は、上下方向に沿う回転軸Ax21まわりに回転するように操作ロボット20のベース部22に取り付けられ、回転軸Ax21から遠ざかるように延びている第1アーム部242と、回転軸Ax21と平行な回転軸Ax22まわりに回転するように第1アーム部242に取り付けられ、回転軸Ax22から遠ざかるように延びている第2アーム部244と、を有してもよい。上下方向において、第2アーム部244が、搬送装置10により維持されるドア92の下端の高さ位置H2よりも低い位置に配置されてもよい。第1アーム部242に比べて、第2アーム部244がワークWに近い領域で動作する。上記構成では、第2アーム部244が、高さ位置H2よりも低い位置に配置されることで、操作ロボット20の水平多関節アーム24とワークW等の他の部材とが互いに干渉し難い。そのため、操作ロボット20をワークWが搬送される領域に更に近づけて配置できる。従って、省スペース化に更に有用である。
水平多関節アーム24は、上下方向に沿う回転軸Ax21まわりに回転するように操作ロボット20のベース部22に取り付けられ、回転軸Ax21から遠ざかるように延びている第1アーム部242と、回転軸Ax21と平行な回転軸Ax22まわりに回転するように第1アーム部242に取り付けられ、回転軸Ax22から遠ざかるように延びている第2アーム部244と、回転軸Ax21と平行な回転軸Ax23まわりに回転するように第2アーム部244に取り付けられ、回転軸Ax23から遠ざかるように延びている第3アーム部246と、を有してもよい。上下方向において、第3アーム部246が、搬送装置10により維持されるドア92の下端の高さ位置H2よりも低い位置に配置されてもよい。第1アーム部242及び第2アーム部244に比べて、第3アーム部246がワークWに近い領域で動作する。上記構成では、第3アーム部246が、高さ位置H2よりも低い位置に配置されることで、操作ロボット20の水平多関節アーム24とワークW等の他の部材とが互いに干渉し難い。そのため、操作ロボット20をワークWが搬送される領域に更に近づけて配置できる。また、第1アーム部242、第2アーム部244、及び第3アーム部246が設けられることで、操作ロボット20自体が搬送されなくても、ドア92を開いた状態に維持できる範囲を拡大できる。従って、省スペース化と、ドア92を開いた状態に維持できる範囲の拡大との両立に有用である。
上下方向において、第2アーム部244及び第3アーム部246が、搬送装置10により維持されるドア92の下端の高さ位置H2よりも低い位置に配置されてもよい。第1アーム部242に比べて、第2アーム部244及び第3アーム部246が、ワークWに近い領域で動作する。上記構成では、第2アーム部244及び第3アーム部246が、高さ位置H2よりも低い位置に配置されることで、水平多関節アーム24の一部がワークWの近くで動作しても、水平多関節アーム24が、ワークW等の他の部材に干渉し難い。そのため、操作ロボット20をワークWが搬送される領域に更に近づけて配置できる。従って、省スペース化に更に有用である。
上記塗装システム1は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部22(第2ベース部)と、ドア92を保持可能な保持ツール28(第2保持ツール)と、保持ツール28を移動させる水平多関節アーム24(第2水平多関節アーム)と、を有する操作ロボット20R2(第2操作ロボット)を更に備えてもよい。搬送装置10によりワークWが搬送されるX軸方向において、操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22とが並んで配置されてもよい。この場合、1つの操作ロボット20が1つのドア92を開いた状態で、他の操作ロボット20が他のドア92を開くことができる。また、2つの操作ロボット20それぞれが、1つのドア92を異なるタイミングで開くことができるので、そのドア92を開いた状態に維持できる範囲を拡大できる。従って、塗装効率の効率化、又は、ドア92を開いた状態に維持できる範囲の拡大に有用である。
操作ロボット20R1のベース部22と操作ロボット20R2のベース部22との間の距離Lbは、第1アーム部242のアーム長L1と第2アーム部244のアーム長L2との合計以上であってもよい。この場合、操作ロボット20R1がドア92を開いた状態を維持する際に、第1アーム部242及び第2アーム部244が直線状となるように水平多関節アーム24を配置することができる。そのため、操作ロボット20R1のベース部22から、より下流まで、ドア92を開いた状態を維持できる。従って、ドア92を開いた状態に維持できる範囲の拡大に有用である。
上記塗装システム1は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部22(第2ベース部)と、ドア92を保持可能な保持ツール28(第2保持ツール)と、保持ツール28を移動させる水平多関節アーム24(第2水平多関節アーム)と、を有する操作ロボット20R2(第2操作ロボット)を更に備えてもよい。塗装ロボット30は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部32を有してもよい。搬送装置10によりワークWが搬送されるX軸方向において、塗装ロボット30のベース部32は、操作ロボット20R1のベース部22と、操作ロボット20R2のベース部22との間に配置されてもよい。この場合、操作ロボット20R1がいずれかのドア92を開いたときの、そのドア92に関する塗装箇所と、操作ロボット20R2がいずれかのドア92を開いたときの、そのドア92に関する塗装箇所と、を1台の塗装ロボット30により塗装することが容易となる。従って、塗装システム1の簡素化、又は、塗装作業の効率化に有用である。
塗装ロボット30は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部32を有してもよい。上下方向において、操作ロボット20のベース部22は、塗装ロボット30のベース部32よりも下方に配置されてもよい。この場合、塗装ロボット30に含まれるアームの動作領域と、操作ロボット20に含まれるアームの動作領域とが重複する範囲が縮小される。そのため、操作ロボット20が塗装ロボット30に干渉し難いので、水平方向において、操作ロボット20と塗装ロボット30とを近づけて配置できる。従って、塗装エリアPAの水平方向における領域の縮小化に有用である。
塗装ロボット30は、塗料を吐出可能な吐出部38と、吐出部38の位置及び姿勢を変化させる垂直多関節アーム31と、を有してもよい。吐出部38は、上下方向において、搬送装置10により維持されるドア92の下端の高さ位置H2よりも低い位置まで移動可能であってもよい。水平多関節アーム24の少なくとも一部が、高さ位置H2よりも低いことで、吐出部38が高さ位置H2よりも低い位置で動作しても、吐出部38が操作ロボット20に干渉し難い。そのため、いずれかのドア92を開いている操作ロボット20に干渉せずに、低い位置から吐出部38により塗料を吐出することができる。従って、塗装作業の効率化に有用である。
吐出部38は、上下方向において、水平多関節アーム24の少なくとも一部よりも高い位置で動作してもよい。この場合、吐出部38が動作する際に、吐出部38が水平多関節アーム24に接触し難い。従って、操作ロボット20と塗装ロボット30との干渉回避に有用である。
ワークWは、水平な軸線まわりに回転することで開閉する開閉部材を有してもよい。塗装システム1は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部42を有し、搬送装置10によってワークWが搬送されている状態で、上記開閉部材の一部を上方に移動させて開くオープナーロボット40を更に備えてもよい。この場合、ドア92を開いて塗装する必要がある箇所に加えて、上記開閉部材を開いて塗装する必要がある箇所へとの塗装を、1つの塗装エリアPAにおいて行うことができる。従って、塗装作業の効率化に有用である。
上下方向において、操作ロボット20のベース部22は、オープナーロボット40のベース部42よりも下方に配置されてもよい。この場合、オープナーロボット40に含まれるアームの動作領域と、操作ロボット20に含まれるアームの動作領域とが重複する範囲が縮小される。そのため、操作ロボット20がオープナーロボット40に干渉し難いので、水平方向において、操作ロボット20とオープナーロボット40とを近づけて配置できる。従って、塗装エリアPAの水平方向における領域の縮小化に有用である。
塗装ロボット30は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部32を有してもよい。搬送装置10によりワークWが搬送されるX軸方向において、オープナーロボット40のベース部42と、塗装ロボット30のベース部32とが、互いに異なる位置に配置されてもよい。この場合、オープナーロボット40に含まれるアームの動作領域と、塗装ロボット30に含まれるアームの動作領域とが重複する範囲が縮小される。そのため、オープナーロボット40との干渉に起因した、塗装ロボット30の動作の制約が少なくなる。従って、塗装作業の効率化に有用である。
ワークWは、水平な軸線まわりに回転することで開閉する前方開閉部材94(第2開閉部材)を更に有してもよい。後方開閉部材96(開閉部材)は、搬送装置10により搬送されているワークWにおいて、前方開閉部材94よりも上流に配置されていてもよい。塗装システム1は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部42(第2ベース部)を有し、搬送装置10によってワークWが搬送されている状態で、前方開閉部材94の一部を上方に移動させて開くオープナーロボット40B(第2オープナーロボット)を更に備えてもよい。搬送装置10によりワークWが搬送されるX軸方向において、オープナーロボット40Aのベース部42は、オープナーロボット40Bのベース部42よりも上流に配置されてもよい。この場合、前方開閉部材94を開いて行う塗装作業と、後方開閉部材96を開いて行う塗装作業とを、少なくとも部分的に重複した期間において実行することができる。従って、塗装作業の効率化に有用である。
塗装ロボット30は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部32を有してもよい。搬送装置10によりワークWが搬送される方向において、塗装ロボット30のベース部32は、オープナーロボット40Aのベース部42とオープナーロボット40Bのベース部42との間に配置されてもよい。この場合、オープナーロボット40に含まれるアームの動作領域と、塗装ロボット30に含まれるアームの動作領域とが重複する範囲が縮小される。そのため、オープナーロボット40との干渉に起因した、塗装ロボット30の動作の制約が少なくなる。従って、塗装作業の効率化に有用である。
塗装システム1は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部32(第2ベース部)を有し、ワークWの内部を塗装する塗装ロボット30R2(第2塗装ロボット)を更に備えてもよい。搬送装置10によりワークWが搬送されるX軸方向において、塗装ロボット30R2のベース部32は、オープナーロボット40Aのベース部42とオープナーロボット40Bのベース部42との間に位置しており、塗装ロボット30R1のベース部32とは異なる位置に配置されてもよい。この場合、オープナーロボット40に含まれるアームの動作領域と、塗装ロボット30に含まれるアームの動作領域とが重複する範囲が縮小される。そのため、オープナーロボット40との干渉に起因した、塗装ロボット30の動作の制約が少なくなる。また、少なくとも2台の塗装ロボット30が設けられるので、少なくとも2箇所の塗装を並行して行うことができる。従って、塗装作業の効率化に更に有用である。
操作ロボット20のベース部22の底面222及び側面224それぞれが、塗装エリアPAの所定位置に取り付け可能であってもよい。この場合、同じ種類の操作ロボット20を、塗装エリアPAを形成するブース底壁2及びブース側壁のどちらにも取り付けることができる。従って、操作ロボット20の共用化に有用である。
上記塗装システム1は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部22(第2ベース部)と、ドア92を保持可能な保持ツール28(第2保持ツール)と、保持ツール28を移動させる水平多関節アーム24(第2水平多関節アーム)と、を有する操作ロボット20R2(第2操作ロボット)と、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部32(第2ベース部)を有し、ワークWの内部を塗装する塗装ロボット30R2(第2塗装ロボット)と、を更に備えてもよい。塗装ロボット30R1は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部32を有してもよい。操作ロボット20R2の水平多関節アーム24は、操作ロボット20R1の第1アーム部242、第2アーム部244、及び、第3アーム部246に対応する複数のアーム部を有してもよい。塗装エリアPAは、搬送装置10を間に挟むブース側壁4R及びブース側壁4Lによって区画されてもよい。操作ロボット20R1、及び、操作ロボット20R2は、ブース側壁4Rと搬送装置10との間に配置されてもよい。塗装ロボット30R1のベース部32、及び、塗装ロボット30R2のベース部32は、ブース側壁4Rに固定されてもよい。この場合、1つの操作ロボット20が1つのドア92を開いた状態で、他の操作ロボット20が他のドア92を開くことができる。また、2つの操作ロボット20それぞれが、1つのドア92を異なるタイミングで開くことができるので、そのドア92を開いた状態に維持できる範囲を拡大できる。さらに、操作ロボット20が3以上のアーム部を有することで、操作ロボット20自体が搬送されなくても、ドア92を開いた状態に維持できる範囲を拡大できる。従って、塗装効率の効率化、又は、ドア92を開いた状態に維持できる範囲の拡大に有用である。
ワークWは、水平な軸線まわりに回転することで開閉する後方開閉部材96(第1開閉部材)と、水平な軸線まわりに回転することで開閉する前方開閉部材94(第2開閉部材)と、を有してもよい。後方開閉部材96は、搬送装置10により搬送されているワークWにおいて、前方開閉部材94よりも上流に配置されてもよい。塗装システム1は、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部42(第1ベース部)を有し、搬送装置10によってワークWが搬送されている状態で、後方開閉部材96の一部を上方に移動させて開くオープナーロボット40A(第1オープナーロボット)と、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部42(第2ベース部)を有し、搬送装置10によってワークWが搬送されている状態で、前方開閉部材94の一部を上方に移動させて開くオープナーロボット40B(第2オープナーロボット)と、を更に備えてもよい。オープナーロボット40Aのベース部42は、ブース側壁4R、又は、ブース側壁4Lに固定されていてもよい。オープナーロボット40Bのベース部42は、ブース側壁4R、又は、ブース側壁4Lに固定されてもよい。この場合、前方開閉部材94を開いて行う塗装作業の実行期間の少なくとも一部と重複する期間において、後方開閉部材96を開いて行う塗装作業を実行することができる。従って、塗装作業の効率化に有用である。
以上に説明した塗装システム1の一例において実行される塗装方法は、塗装エリアPAエリアにおいて、ドア92を有するワークWを搬送装置10により搬送することと、塗装エリアPAにおいて固定されたベース部22と、ドア92を保持可能な保持ツール28と、保持ツール28を移動させる水平多関節アーム24と、を有する操作ロボット20により、搬送装置10により搬送されている状態のワークWのドア92を開くことと、操作ロボット20によりドア92が開かれた状態で、塗装ロボット30によりワークWの内部を塗装することと、を含む。操作ロボット20によりドア92を開くことは、上下方向において、水平多関節アーム24の少なくとも一部が、搬送装置10により維持されるドア92の下端の高さ位置H2よりも低い位置で動作することを含む。この塗装方法では、上記塗装システム1と同様に、塗装エリアPAの縮小化が可能である。従って、塗装システム1は、省スペース化に有用である。
1…塗装システム、10…搬送装置、20…操作ロボット、22…ベース部、222…底面、224…側面、24…水平多関節アーム、242…第1アーム部、Ax21…回転軸、244…第2アーム部、Ax22…回転軸、246…第3アーム部、Ax23…回転軸、28…保持ツール、30…塗装ロボット、32…ベース部、38…吐出部、40…オープナーロボット、42…ベース部、PA…塗装エリア、2…ブース底壁、4R,4L…ブース側壁、W…ワーク、90…車体本体、92…ドア、92f…フロントドア、92r…リアドア、94…前方開閉部材、96…後方開閉部材。

Claims (20)

  1. 塗装エリアにおいて、ドアを有する車体を搬送する搬送装置と、
    前記塗装エリアにおいて固定されたベース部と、前記ドアを保持可能な保持ツールと、前記保持ツールを移動させる水平多関節アームと、を有し、前記搬送装置により搬送されている状態の前記車体の前記ドアを開く操作ロボットと、
    前記操作ロボットにより前記ドアが開かれた状態で、前記車体の内部を塗装する塗装ロボットと、を備え、
    上下方向において、前記水平多関節アームの少なくとも一部が、前記搬送装置により維持される前記ドアの下端の高さよりも低い位置に配置されている、塗装システム。
  2. 前記水平多関節アームは、
    前記上下方向に沿う第1軸まわりに回転するように前記操作ロボットのベース部に取り付けられ、前記第1軸から遠ざかるように延びている第1アーム部と、
    前記第1軸と平行な第2軸まわりに回転するように前記第1アーム部に取り付けられ、前記第2軸から遠ざかるように延びている第2アーム部と、を有し、
    前記上下方向において、前記第2アーム部が、前記搬送装置により維持される前記ドアの下端の高さよりも低い位置に配置されている、請求項1に記載の塗装システム。
  3. 前記水平多関節アームは、
    前記上下方向に沿う第1軸まわりに回転するように前記操作ロボットのベース部に取り付けられ、前記第1軸から遠ざかるように延びている第1アーム部と、
    前記第1軸と平行な第2軸まわりに回転するように前記第1アーム部に取り付けられ、前記第2軸から遠ざかるように延びている第2アーム部と、
    前記第1軸と平行な第3軸まわりに回転するように前記第2アーム部に取り付けられ、前記第3軸から遠ざかるように延びている第3アーム部と、を有し、
    前記上下方向において、前記第3アーム部が、前記搬送装置により維持される前記ドアの下端の高さよりも低い位置に配置されている、請求項1に記載の塗装システム。
  4. 前記上下方向において、前記第2アーム部及び前記第3アーム部が、前記搬送装置により維持される前記ドアの下端の高さよりも低い位置に配置されている、請求項3に記載の塗装システム。
  5. 前記塗装エリアにおいて固定された第2ベース部と、前記ドアを保持可能な第2保持ツールと、前記第2保持ツールを移動させる第2水平多関節アームと、を有する第2操作ロボットを更に備え、
    前記搬送装置により前記車体が搬送される方向において、前記操作ロボットのベース部と、前記第2操作ロボットの第2ベース部とが並んで配置されている、請求項2~4のいずれか一項に記載の塗装システム。
  6. 前記操作ロボットのベース部と前記第2操作ロボットの第2ベース部との間の距離は、前記第1アーム部のアーム長と前記第2アーム部のアーム長との合計以上である、請求項5に記載の塗装システム。
  7. 前記塗装エリアにおいて固定された第2ベース部と、前記ドアを保持可能な第2保持ツールと、前記第2保持ツールを移動させる第2水平多関節アームと、を有する第2操作ロボットを更に備え、
    前記塗装ロボットは、前記塗装エリアにおいて固定されたベース部を有し、
    前記搬送装置により前記車体が搬送される方向において、前記塗装ロボットのベース部は、前記操作ロボットのベース部と、前記第2操作ロボットの第2ベース部との間に配置されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の塗装システム。
  8. 前記塗装ロボットは、前記塗装エリアにおいて固定されたベース部を有し、
    前記上下方向において、前記操作ロボットのベース部は、前記塗装ロボットのベース部よりも下方に配置されている、請求項1~7のいずれか一項に記載の塗装システム。
  9. 前記塗装ロボットは、塗料を吐出可能な吐出部と、前記吐出部の位置及び姿勢を変化させる垂直多関節アームと、を有し、
    前記吐出部は、前記上下方向において、前記搬送装置により維持される前記ドアの下端の高さよりも低い位置まで移動可能である、請求項1~8のいずれか一項に記載の塗装システム。
  10. 前記吐出部は、前記上下方向において、前記水平多関節アームの少なくとも一部よりも高い位置で動作する、請求項9に記載の塗装システム。
  11. 前記車体は、水平な軸線まわりに回転することで開閉する開閉部材を有し、
    前記塗装システムは、前記塗装エリアにおいて固定されたベース部を有し、前記搬送装置によって前記車体が搬送されている状態で、前記開閉部材の一部を上方に移動させて開くオープナーロボットを更に備える、請求項1~10のいずれか一項に記載の塗装システム。
  12. 前記上下方向において、前記操作ロボットのベース部は、前記オープナーロボットのベース部よりも下方に配置されている、請求項11に記載の塗装システム。
  13. 前記塗装ロボットは、前記塗装エリアにおいて固定されたベース部を有し、
    前記搬送装置により前記車体が搬送される方向において、前記オープナーロボットのベース部と、前記塗装ロボットのベース部とが、互いに異なる位置に配置されている、請求項11又は12に記載の塗装システム。
  14. 前記車体は、水平な軸線まわりに回転することで開閉する第2開閉部材を更に有し、
    前記開閉部材は、前記搬送装置により搬送されている前記車体において、前記第2開閉部材よりも上流に配置されており、
    前記塗装システムは、前記塗装エリアにおいて固定された第2ベース部を有し、前記搬送装置によって前記車体が搬送されている状態で、前記第2開閉部材の一部を上方に移動させて開く第2オープナーロボットを更に備え、
    前記搬送装置により前記車体が搬送される方向において、前記オープナーロボットのベース部は、前記第2オープナーロボットの第2ベース部よりも上流に配置されている、請求項11又は12に記載の塗装システム。
  15. 前記塗装ロボットは、前記塗装エリアにおいて固定されたベース部を有し、
    前記搬送装置により前記車体が搬送される方向において、前記塗装ロボットのベース部は、前記オープナーロボットのベース部と前記第2オープナーロボットの第2ベース部との間に配置されている、請求項14に記載の塗装システム。
  16. 前記塗装エリアにおいて固定された第2ベース部を有し、前記車体の内部を塗装する第2塗装ロボットを更に備え、
    前記搬送装置により前記車体が搬送される方向において、前記第2塗装ロボットの第2ベース部は、前記オープナーロボットのベース部と前記第2オープナーロボットの第2ベース部との間に位置しており、前記塗装ロボットのベース部とは異なる位置に配置されている、請求項15に記載の塗装システム。
  17. 前記操作ロボットのベース部の底面及び側面それぞれが、前記塗装エリアの所定位置に取り付け可能である、請求項1~16のいずれか一項に記載の塗装システム。
  18. 前記塗装エリアにおいて固定された第2ベース部と、前記ドアを保持可能な第2保持ツールと、前記第2保持ツールを移動させる第2水平多関節アームと、を有する第2操作ロボットと、
    前記塗装エリアにおいて固定された第2ベース部を有し、前記車体の内部を塗装する第2塗装ロボットと、を更に備え、
    前記塗装ロボットは、前記塗装エリアにおいて固定されたベース部を有し、
    前記第2水平多関節アームは、前記第1アーム部、前記第2アーム部、及び、前記第3アーム部に対応する複数のアーム部を有し、
    前記塗装エリアは、前記搬送装置を間に挟む一対の側壁によって区画されており、
    前記操作ロボット、及び、前記第2操作ロボットは、前記一対の側壁のうちの第1側壁と前記搬送装置との間に配置されており、
    前記塗装ロボットのベース部、及び、前記第2塗装ロボットの第2ベース部は、前記第1側壁に固定されている、請求項3又は4に記載の塗装システム。
  19. 前記車体は、水平な軸線まわりに回転することで開閉する第1開閉部材と、水平な軸線まわりに回転することで開閉する第2開閉部材と、を有し、
    前記第1開閉部材は、前記搬送装置により搬送されている前記車体において、前記第2開閉部材よりも上流に配置されており、
    前記塗装システムは、
    前記塗装エリアにおいて固定された第1ベース部を有し、前記搬送装置によって前記車体が搬送されている状態で、前記第1開閉部材の一部を上方に移動させて開く第1オープナーロボットと、
    前記塗装エリアにおいて固定された第2ベース部を有し、前記搬送装置によって前記車体が搬送されている状態で、前記第2開閉部材の一部を上方に移動させて開く第2オープナーロボットと、を更に備え、
    前記第1オープナーロボットの第1ベース部は、前記第1側壁、又は、前記一対の側壁のうちの第2側壁に固定されており、
    前記第2オープナーロボットの第2ベース部は、前記第1側壁、又は、前記第2側壁に固定されている、請求項18に記載の塗装システム。
  20. 塗装エリアにおいて、ドアを有する車体を搬送装置により搬送することと、
    前記塗装エリアにおいて固定されたベース部と、前記ドアを保持可能な保持ツールと、前記保持ツールを移動させる水平多関節アームと、を有する操作ロボットにより、前記搬送装置により搬送されている状態の前記車体の前記ドアを開くことと、
    前記操作ロボットにより前記ドアが開かれた状態で、塗装ロボットにより前記車体の内部を塗装することと、を含み、
    前記操作ロボットにより前記ドアを開くことは、上下方向において、前記水平多関節アームの少なくとも一部が、前記搬送装置により維持される前記ドアの下端の高さよりも低い位置で動作することを含む、塗装方法。
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