JP2563193Y2

JP2563193Y2 - 自動塗装装置

Info

Publication number: JP2563193Y2
Application number: JP1991093403U
Authority: JP
Inventors: 俊明吉田
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2006-11-14
Also published as: JPH0544248U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、汎用ロボットを使用し
た自動塗装装置（この明細書において、自動塗装装置と
は、面あるいは線に沿った処理、例えばシーリング処理
をする装置等の類似した処理装置を含む広い概念のもの
をいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、あらゆる分野で自動化がおこなわ
れている。例えば、自動車の車体あるいはその部品等の
塗装においても、自動塗装装置が開発され、被塗装体を
所定部位にセットし、作業者が介入することなくその被
塗装体を自動塗装装置が自動的に塗装することがおこな
われている。

【０００３】この自動塗装装置は、従来、図６に図示す
るような構成のものが使用されていた。即ち、この自動
塗装装置は、装置本体Ｐが床面上を前後（あるいは左
右）に走行するとともに、該装置本体Ｐの塗装ガン（エ
アガンという）保持用アームＡが上下に昇降して、被塗
装面に対して直交する方向から塗装剤（塗料）を噴射し
て塗装するよう構成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】従って、このような構
成の自動塗装装置の場合には、平面を塗装する場合には
なんら問題なく塗装できるが、被塗装体が三次元曲面を
有する立体形状をしている場合には、一つの塗装装置で
は被塗装面に直交する方向から噴射して適正な塗装する
ことができないため、各塗装面毎に別の自動塗装装置を
配設して塗装する必要がある。

【０００５】このため、被塗装体が三次元曲面を有する
立体形状をしている場合には、従来の自動塗装装置で
は、多数の自動塗装装置を配備しなければならず、又多
数の自動塗装装置の連携動作の制御をもおこなわれなけ
ればならないため、設備が非常に大掛かりになるととも
に、設備費用も高価になり、又各自動塗装装置の動作の
干渉が生じて、設備が大掛かりな割りには塗装効率もあ
まり高いものは期待できない。

【０００６】さらには、被塗装体が変わると、上記設備
も根本的に改修する必要がある等、設備自体の対応性
（フレキシビリティ）の点でも不都合がある。

【０００７】本考案は、上述のような現況のもとになさ
れたもので、上記不都合のない自動塗装装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案にかかる自動塗装
装置は、走行面を走行する台車部と、この台車部に載置
された第１ロボットと、上記台車部に付設された第２ロ
ボットと、これらを制御する制御手段を備え、上記第１
ロボット，第２ロボットが、それぞれ先端に塗装手段を
具備した多関節型ロボットで構成されるとともに、上記
台車部に載置された第１ロボットが、台車部とともにＸ
座標上（Ｘ座標軸上）を走行するとともに、Ｘ座標（Ｘ
座標軸上）以外の方向では該ロボットの可動部が担当す
る被塗装体の形状に合わせてティーチングにより得られ
たデータに基づいて動作し、且つ、上記第２ロボット
が、Ｘ座標上（Ｘ座標軸上）での移動速度は上記第１ロ
ボットに同期して同じ速度で移動するとともに、Ｘ座標
（Ｘ座標軸上）以外の方向での動作は担当する被塗装体
の形状に合わせてティーチングにより得られたデータに
基づいて上記第１ロボットとは別個に動作するよう、上
記制御手段が、制御するよう構成されていることを特徴
とする。

【０００９】

【作用】しかして、本考案にかかる自動塗装装置によれ
ば、自由度の高い多関節型の第１ロボットと第２ロボッ
トがそれぞれの関節を回動させて、その先端に配設され
た塗装手段で、被塗装体の三次元曲面からなる被塗装面
に対しても直交する方向から塗装剤を噴射することがで
き、しかも、その動作が、第１ロボットが被塗装体の形
状に合わせておこない、第２ロボットが第１ロボットの
動作に時間的に同期し且つ動作範囲的に被塗装体の形状
に合わせて動作するため、簡単な制御によって、各ロボ
ットの動作が干渉することなく極めて効率的に塗装させ
ることができることとなる。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１１】図１は本考案の実施例にかかる自動塗装装
置の構成を示す一部省略した平面図、図２は同自動塗装
装置の構成を示す一部省略した正面図、図３は第１ロボ
ットの構成を示す一部省略した図１のＩ−Ｉ矢視図、図
４は第２ロボットの構成を示す一部省略した図１のII-I
I 矢視図である。

【００１２】図において、１は台車部、２は上記台車部
１と一体的に構成された多関節型の第１ロボット、３は
上記台車部１に付設された多関節型の第２ロボット、４
は塗装手段である塗装用のエアガンである。

【００１３】上記台車部１は、図２に図示するように、
概略門型に形成された梁Ｂの上面の走行面を図示しない
リニアベアリングを介して走行自在に配設されている。
そして、上記走行する台車部１側へは、固定側から、ケ
ーブルベアＣ内に配設された各配線および配管により、
電力および圧縮空気，塗料等が供給されるよ構成されて
いる。

【００１４】上記第１ロボット２は、本実施例の場合、
汎用の５節型（５軸型）の多関節型ロボットが使用さ
れ、上記台車部１の走行と合わせて６軸のロボットを形
成している。即ち、図１，図３に図示するように、第１
ロボット２の、ベース部2Aは、延設用ブロック2Zを介し
て上記台車部１の側面に横向きに取着され、このベース
部2Aの先端部には、軸0₁を中心に回動する第１アーム部
材2Bの基端部が取着され、さらに、この第１アーム部材
2Bの先端部には、軸0₂を中心に回動する第２アーム部材
2Cの基端部が取着されている。また、図３に図示するよ
うに、上記第２アーム部材2Cの先端部には、軸0₃を中心
に回動する第３アーム部材2Dの基端部が取着され、さら
に、この第３アーム部材2Dの先端部には、軸0₄を中心に
回動するハンド部材2Eの基端部が取着されている。上記
ハンド部材2Eの先端部2eは基端部に対して軸0₅を中心に
回動自在に構成され、この先端部2eに、上記エアガン４
が付設されている。

【００１５】上記第２ロボット３は、図１，図４に図示
するように、基本的に上記第１ロボット２と同じ汎用の
５節型（５軸型）の多関節型ロボットが使用され、第２
ロボット３の、ベース部3Aは、直接上記台車部１の側面
で上記第１ロボット２の後方部位に横向きに取着され、
このベース部3Aの先端部には、軸0₁′を中心に回動する
第１アーム部材3Bの基端部が取着され、さらに、この第
１アーム部材3Bの先端部には、軸0₂′を中心に回動する
第２アーム部材3Cの基端部が取着されている。

【００１６】また、上記第２アーム部材3Cの先端部に
は、軸0₃′を中心に回動する第３アーム部材3Dの基端部
が取着され、さらに、この第３アーム部材3Dの先端部に
は、軸0₄′を中心に回動するハンド部材3Eの基端部が取
着されている。上記ハンド部材3Eの先端部3eは基端部に
対して軸0₅′を中心に回動自在に構成され、この先端部
３ｅに、上記エアガン４が付設されている。

【００１７】そして、本実施例では、上記台車部１と第
１ロボット２は図示しない制御装置の第１部と電気的に
接続されて該制御装置の第１部により制御されて作動す
るとともに、上記第２ロボット３は図示しない制御装置
の第２部と電気的に接続されて該制御装置の第２部によ
り制御されて作動する。そして、図示しない、上記制御
装置の第１部と第２部は、電気的に接続され、台車部１
を含む第１ロボット２と、第２ロボット３が、時間的に
同期して動作するよう構成されている。ところで、上記
各制御装置の制御データはロボットの制御において周知
のティーチング方式によって入力されるよう構成されて
いる。

【００１８】しかして、本自動塗装装置は、塗装に際
し、上記制御装置の制御により以下のように、制御され
る。以下、実際の塗装の動作に沿って制御装置の制御の
内容を説明する。

【００１９】いま、仮に図５（ａ），（ｂ）に図示する
如き三次元曲面を有する自動車のバンパー１０を塗装す
る場合について説明すると、まず、ワーク載置面Ｑ（図
２〜図４参照）に被塗装体であるバンパー10を自動車の
先端面となる面Ｆが上方を向くようワーク載置面上に載
置し、台車部１を梁Ｂの長手方向に移動させながら、例
えば、バンパー10における塗装ラインａ，ａ′（図５
（ｂ）参照）におけるその位置における各上記ロボット
２，３のエアガン４の位置と方向を位置決めする。即
ち、具体的には、説明の都合上、走行方向をＸ座標と
し、バンパーのＸ座標上の最初の位置を「０」として説
明すると、Ｘ座標の「０」点における第１ロボット２の
エアガン４の位置と方向を作業員が手で位置決めし、セ
ットボタンを押す。

【００２０】そして、Ｘ座標の次の点を仮に「１」点と
すると、「１」点における第１ロボット２のエアガン４
の位置と方向を作業員が手で位置決めし、セットボタン
を押す。このように順次、第１ロボット２に関して、Ｘ
座標上の各点におけるエアガン４の位置と方向をセット
する。次に、第２ロボット３に関しても、上記同様に、
Ｘ座標上の各点におけるエアガン４の位置と方向を作業
員が手で位置決めしセットボタンを押して、セットを行
う。

【００２１】上述のように、バンパー10における他の塗
装ライン（例えば、図５（ｂ）のｂ，ｂ′参照）におけ
る全てのＸ座標上の各点におけるエアガン４の位置と方
向をセットする。

【００２２】このセットにより、上記制御装置は、第１
ロボット２と第２ロボット３の制御データを得ることと
なる。

【００２３】上記制御データの作成作業終了後に、作業
員が塗装作業開始ボタンを押すと、別の搬送装置等が、
バンパーをワーク載置面の所定位置（バンパーの最初の
位置が上記「０」点に一致する位置）にセットし、塗装
作業が開始される。即ち、台車部１が梁Ｂ上を走行して
第１ロボット２が上記Ｘ座標上の「０」点に位置する
と、第１ロボット２は上記ティーチングされたとおりエ
アガン４を所定位置で所定方向に向けて塗装剤を噴射す
る。この際、第２ロボット３は、自分がＸ座標上の
「０」点でないことを、上記第２ロボット３と第１ロボ
ット２とのＸ座標方向の位置的ずれに関するデータから
認識し、待機状態をとる。そして、第１ロボット２が順
次Ｘ座標上を進行して、例えば、第１ロボット２がＸ座
標上の「５」の位置に位置したとき、第２ロボット３が
Ｘ座標上の「０」点位置に位置するものとすると、第１
ロボット２はＸ座標上の「５」の位置でのエアガン４の
所定の位置と所定の方向を向けるとともに、第２ロボッ
ト３は、Ｘ座標上の「０」点に位置したものと認識し
て、第１ロボット２に同期して該第２ロボット３の
「０」点でのエアガン４の所定の位置と方向を向けて塗
装剤をバンパー10に向けて噴射を開始する。

【００２４】そして、第１ロボット２がＸ座標上の
「６」の位置に進行すると、第１ロボット２がその
「６」の位置でのエアガン４の所定の位置と所定の方向
を向けるととともに、第２ロボット３はＸ座標上の
「１」の位置に位置したものと認識して第１ロボット２
に同期して該第２ロボット３の「１」の位置でのエアガ
ン４の所定の位置と方向を向けて塗装剤をバンパー10に
向けて噴射する。

【００２５】第１ロボット２は、上述のようにＸ座標上
の位置に合わせてエアガン４の位置と方向を決めて塗装
してゆくとともに、第２ロボット３は、上記第１ロボッ
ト２と時間的には同期して且つ動作的には第２ロボット
３にティーチングにより与えられたデータに基づいて
（被塗装体の形状に基づいて）動作し塗装してゆく。

【００２６】つまり、Ｘ座標上での移動速度は第１ロボ
ット２と第２ロボット３が同期して同じ速度で移動し、
Ｘ座標以外の方向での動作は各ロボット２，３は、上記
各ティーチングにより得られたデータに基づいて各塗装
面に合わせて別個に動作することとなる。

【００２７】従って、本自動塗装装置によれば、第１ロ
ボット２と第２ロボット３が、別個のティーチングによ
り与えられたデータに基づいて、台車部１の走行によっ
て、被塗装体の各部を一度に２塗装ライン（図５（ｂ）
の２つの矢印参照）分塗装することができるため、極め
て効率的に塗装することができる。

【００２８】しかも、上述のように、台車部１を含む第
１ロボット２と、第２ロボット３は、上述のように制御
されるため、比較的簡単な制御により、各ロボットを有
機的に動作させることができる。

【００２９】また、第２ロボット３は、第１ロボットと
一体的に構成されている台車部１に付設されるため、全
体のスペースが極めて少なくてすむ。

【００３０】また、形状の異なる被塗装体を塗装する場
合にも、単に、ティーチングのみ新たにやり直せばよい
ため、非常に柔軟性（フレキシビリティ）のある自動塗
装装置となる。

【００３１】ところで、上記実施例において、通常、上
述の自動塗装装置は塗装ブース内に設置し、上方から下
方に向けて空気の流れを形成しているため、エアガン４
から噴射される塗装剤は、殆どが上方に上昇することな
く下方に流れるため、ロボットの各関節部等の隙間ある
いは配管，配線等を従来の自動塗装装置の如く厳格にシ
ールしておくシール構造にしておく必要はない。

【００３２】上記実施例では、専ら塗装について言及し
たが、塗装と同じような動作が要求されるシーリング処
理をおこなう装置にも、本考案が適用できることは言う
までもない。

【００３３】

【考案の効果】本考案にかかる自動塗装装置によれば、
三次元曲面を有する被塗装体でも、常に被塗装面に直交
する方向から噴射して塗装することが、簡単にでき、し
かも第２ロボットが第１ロボットと時間的に同期すると
ともに被塗装体に合わせて第１ロボットと別個の動作を
することができるため、非常に効率高く塗装することが
できる。

【００３４】また、各ロボットの制御データを制御手段
に入力し直しさえすれば、新たな形状の被塗装体にも、
簡単に対応できるため、装置のフレキシビリティが非常
に高い自動塗装装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例にかかる自動塗装装置の構成
を示す一部省略した平面図である。

【図２】図１に示す自動塗装装置の構成を示す一部省
略した正面図である。

【図３】第１ロボットの構成を示す一部省略した図１
のＩ−Ｉ矢視図である。

【図４】第２ロボットの構成を示す一部省略した図１
のII-II 矢視図である。

【図５】（ａ）は三次元曲面を有する被塗装体である
自動車のバンパーの平面図、（ｂ）は側面図である。

【図６】従来の自動塗装装置の構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…台車部２…第１ロボット３…第２ロボット４…エアガン（塗装手段）

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】走行面を走行する台車部と、この台車部に
載置された第１ロボットと、上記台車部に付設された第
２ロボットと、これらを制御する制御手段を備え、上記第１ロボット，第２ロボットが、それぞれ先端に塗
装手段を具備した多関節型ロボットで構成されるととも
に、上記台車部に載置された第１ロボットが、台車部ととも
にＸ座標上を走行するとともに、Ｘ座標以外の方向では
該ロボットの可動部が担当する被塗装体の形状に合わせ
てティーチングにより得られたデータに基づいて動作
し、且つ、上記第２ロボットが、Ｘ座標上での移動速度
は上記第１ロボットに同期して同じ速度で移動するとと
もに、Ｘ座標上以外の方向での動作は担当する被塗装体
の形状に合わせてティーチングにより得られたデータに
基づいて上記第１ロボットとは別個に動作するよう、上
記制御手段が、制御するよう構成されていることを特徴
とする自動塗装装置。