JP3124171B2 - ロボット塗装装置とその運転方法 - Google Patents

ロボット塗装装置とその運転方法

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JP3124171B2 JP06029246A JP2924694A JP3124171B2 JP 3124171 B2 JP3124171 B2 JP 3124171B2 JP 06029246 A JP06029246 A JP 06029246A JP 2924694 A JP2924694 A JP 2924694A JP 3124171 B2 JP3124171 B2 JP 3124171B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スプレーガンより塗料
を噴霧して母材に塗装するロボット塗装装置とその運転
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のロボット塗装装置は、母材とスプ
レーガンの距離を一定に保ちながら、予め設定されたパ
ターンに従ってスプレーガンを移動させ、母材に対して
塗装を行っている。また、温度変化などにより、塗料の
粘度が変化すると、図7に示すように、母材21にスプレ
ーガン22により塗布された塗膜23の形状は、高粘度の場
合は破線で示すように、塗膜23のパターン巾Aは狭く、
膜厚Bは厚くなり、逆に低粘度の場合は2点鎖線で示す
ように、塗膜23のパターン巾Aは広く、膜厚Bは薄くな
る。したがって、塗料の粘度の変化により、予め設定さ
れた塗膜23のパターン巾Aと膜厚Bが得られないため、
室温を一定にコントロールするか、あるいは塗装装置に
ヒータを取付けている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ロボット塗装
装置では、塗料の粘度を維持するため室温を一定にコン
トロールするか、あるいは塗装装置にヒータを取付けて
いることから、屋外での使用ができないなど使用が限定
されるという問題があり、また温度変化以外の湿度や風
などの要因に対してよい結果が得られないという問題が
あった。
【0004】本発明は上記問題を解決するものであり、
常に予め設定された塗膜のパターン巾と膜厚が得られる
ロボット塗装装置、およびその運転方法を提供すること
を目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1発明のロボット塗装装置は、スプレーガンより
塗料を噴霧して母材に塗装するロボット塗装装置であっ
て、前記母材上の塗膜に対向して上下方向に且つ一定距
離を維持しながら平行に相対移動する変位計と、この変
位計により検出される母材と塗膜間の変位分によって塗
膜の膜厚を測定し、前記変位が連続する長さで塗膜の上
下方向のパターン巾を測定する塗膜測定手段と、前記塗
膜測定手段により測定された塗膜の膜厚と塗膜の上下方
向のパターン巾と所定の塗膜の膜厚と塗膜の上下方向の
パターン巾との比較により、塗膜の膜厚と塗膜の上下方
向のパターン巾をスプレーガンと母材との距離により修
正し、あるいは塗膜の膜厚をスプレーガンの前記平行方
向への移動速度により修正し且つ塗膜の上下方向のパタ
ーン巾をスプレーガンのオシレイトパターン巾により
正する修正手段を備えたことを特徴とするものである。
【0006】第2発明のロボット塗装装置の運転方法
は、上記第1発明のロボット塗装装置の運転方法であっ
て、製品の母材に対して塗装を行う直前に、前記母材に
代えてテストピースを設置し、前記ロボット塗装装置に
より前記テストピースに対して塗料を噴霧して、このテ
ストピースに形成された塗膜の膜厚と塗膜の上下方向の
パターン巾を測定し、この測定された塗膜の膜厚と塗膜
の上下方向のパターン巾と所定の塗膜の膜厚と塗膜の上
下方向のパターン巾との比較により、塗膜の膜厚と塗膜
の上下方向のパターン巾をスプレーガンと母材との距離
により修正し、あるいは塗膜の膜厚をスプレーガンの平
行方向への移動速度により修正し且つ塗膜の上下方向の
パターン巾をスプレーガンのオシレイトパターン巾によ
修正し、その後テストピースに代えて母材を設置し、
母材に塗装することを特徴とするものである。
【0007】
【作用】上記第1発明の構成によれば、塗膜測定手段に
より塗膜の膜厚と塗膜の上下方向のパターン巾が測定さ
れ、修正手段により塗膜測定手段によって測定された塗
膜の膜厚と塗膜の上下方向のパターン巾により、所定の
塗膜の膜厚と塗膜の上下方向のパターン巾を得るようス
プレーガンと母材との距離、あるいはスプレーガンの平
行方向への移動速度およびスプレーガンのオシレイトパ
ターン巾が修正される。よって塗料の粘度が温度や湿度
により変化しても常に所定の塗膜の膜厚と塗膜の上下方
向のパターン巾が得られる。
【0008】また第2発明の方法によれば、製品の母材
に対して塗装を行う直前に、テストピースに対する塗装
とその塗膜の膜厚と塗膜の上下方向のパターン巾の測定
により、所定の塗膜の膜厚と塗膜の上下方向のパターン
を得るようスプレーガンと母材との距離、あるいは
プレーガンの平行方向への移動速度およびスプレーガン
のオシレイトパターン巾が修正される。よって、以後塗
料の粘度に関係なく、製品となる母材への塗装において
所定の塗膜の膜厚と塗膜の上下方向のパターン巾が得ら
れる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の一実施例におけるロボット塗装
装置の構成図である。
【0010】図1において、1はスプレーガン2を備え
た塗装ロボットであり、コントローラ3による塗装信号
に応じて、母材4あるいはテストピース12に対向してス
プレーガン2の噴霧方向を垂直な向きに維持しながらス
プレーガン2を3次元に移動させて、母材4あるいはテ
ストピース12に塗料を噴霧する。また、母材4あるいは
テストピース12は支持装置5の支持板6により所定の向
き(図1では地面に対して垂直でロボット1に対向する
向き)に支持されている。また、この支持装置5には、
後述する塗膜測定装置7が設置されている。またコント
ローラ3はマイクロコンピュータからなり、予め設定さ
れたパターンにしたがって上記スプレーガン2の塗装信
号を出力するロボット指令手段8と、後述する修正手段
9と、後述する塗膜測定手段10から構成されている。
【0011】塗膜測定装置7は、図2に示すように、非
接触変位計、たとえばレーザ変位計11と、このレーザ変
位計11をテストピース12に対向して上下(Y方向)に移
動させるY方向スライド機構13と、レーザ変位計11をテ
ストピース12に対して一定距離を保ちながら、Y方向ス
ライド機構13を支持して平行(X方向)に移動させ、レ
ーザ変位計11をテストピース12に対向して平行移動させ
るX方向スライド機構14と、X方向スライド機構14の上
下の垂直軸14Aを中心にY方向スライド機構13を回転さ
せ、Y方向スライド機構13を支持板6の前面と裏面に回
動させる回転機構15とから構成されている。
【0012】上記コントローラ3の塗膜測定手段10は、
塗膜測定装置7へ測定指令信号を出力し、塗膜測定装置
7は、このコントローラ3の塗膜測定手段10からの測定
指令信号により、回転機構15により支持板6の裏面から
前面にY方向スライド機構13を回転させて変位計11をテ
ストピース12に対向させ、Y方向スライド機構13とX方
向スライド機構14により図2に破線で示す軌跡となるよ
うに、変位計11を移動させ、変位計11の変位出力信号を
塗膜測定手段10へ出力する。
【0013】上記変位計11による上下方向(Y方向
キャン時の出力信号の一例を図3に示す。コントローラ
3の塗膜測定手段10は、1方向の変位出力信号を順次記
憶し、図3に示す変位計11とテストピース12との距離K
からの変位分で、テストピース12上の塗膜17の膜厚Bを
測定し、この変位が連続する長さで塗膜17の上下方向の
パターン巾Aを測定する。この測定された塗膜17の膜厚
Bとパターン巾Aは上記コントローラ3の修正手段9へ
入力される。
【0014】コントローラ3の修正手段9は、測定され
テストピース12上の塗膜17の膜厚Bと塗膜17の上下方
向のパターン巾Aにより、テストピース12とスプレーガ
ン2間の距離、あるいはスプレーガン2のX方向への移
動速度およびスプレーガン2のオシレイトパターン巾を
修正する。
【0015】1.スプレーガン2の移動速度を変更せ
ず、テストピース12とスプレーガン2間の距離Lを修正
する場合、すなわち距離Lの修正により塗膜の上下方向
パターン巾Aと膜厚Bを修正する場合図4に示すよう
に、適性の塗膜の上下方向のパターン巾をA0 、膜厚を
0 とし、予め設定されているテストピース12とスプレ
ーガン2間の距離L0 とすると、下記(1)式、または
(2)式により修正後の距離Lを演算し、(3)式によ
り修正する距離ΔLを演算する。
【0016】L=A0 /A*L0 …(1) L=B0 /B*L0 …(2) ΔL=L−L0 …(3) 2.テストピース12とスプレーガン2間の距離を予め設
定された距離L0 のまま、スプレーガン2のX方向への
移動速度Vおよびスプレーガン2のオシレイトパターン
巾Cを修正する場合、すなわち移動速度Vで塗膜17の
厚Bを修正し、オシレイトパターン巾Cで塗膜17のパタ
ーン巾Aを修正する場合図5に示すように、予め設定さ
れているスプレーガン2のX方向への移動速度をV0
すると、下記(4)式により修正後の移動速度Vを演算
する。また、予め設定されているスプレーガン2のオシ
レイトパターン巾をC0 とすると、修正後のスプレーガ
ン2のオシレイトパターン巾Cを下記(5)式により演
算する。
【0017】V=B/B0 *V0 …(4) C=A0 /A*C0 …(5) 上記修正距離ΔL、あるいは修正移動速度Vおよび修正
オシレイトパターン巾Cは、修正手段9よりロボット指
令手段8へ出力され、ロボット指令手段8により、ロボ
ット1へ距離ΔLが出力されてテストピース12とスプレ
ーガン2間の距離が修正されるか、あるいはロボット指
令手段8内に予め設定されたパターンのスプレーガン2
の移動速度V0 およびスプレーガン2のオシレイトパタ
ーン巾C0 が修正され、修正されたパターンにより塗装
信号がロボット1へ出力される。
【0018】上記ロボット塗装装置による実際の塗装時
の運転方法を説明する。まず、テストピース12を支持板
6に取付け(ステップ−1)、コントローラ3へ、外部
より例えば操作スイッチにより測定信号を入力する(ス
テップ−2)。コントローラ3の塗膜測定手段10はこの
測定信号を入力すると、ロボット指令手段8へ起動信号
を出力し(ステップ−3)、ロボット指令手段8はこの
起動信号に応じて予め設定されたパターンでロボット1
へ塗装信号を出力し(ステップ−4)、ロボット1はこ
の塗装信号によりテストピース12を塗装する(ステップ
−5)。
【0019】次に塗膜測定手段10は塗膜測定装置7へ測
定指令信号を出力し(ステップ−6)、塗膜測定装置7
はこの測定指令信号に応じて回転機構15によりY方向ス
ライド機構13を上下の垂直軸14Aを中心に回動させ、変
位計11をテストピース12に対向させ、続いて図2に破線
で示す軌跡となるように変位計11を移動させ、変位計11
の変位出力信号を塗膜測定手段10へ出力する(ステップ
−7)。
【0020】塗膜測定手段10は、変位計11の出力信号に
よりテストピース12上の塗膜17の膜厚Bと塗膜17のパタ
ーン巾Aを測定し(ステップ−8)、この測定された塗
膜17の膜厚Bと塗膜17のパターン巾Aを修正手段9へ出
力する(ステップ−9)。修正手段9は入力した塗膜17
の膜厚Bと塗膜17のパターン巾Aにより、上記テストピ
ース12とスプレーガン2間の修正距離ΔL、あるいは
プレーガン2のX方向への移動速度Vおよびスプレーガ
ン2のオシレイトパターン巾Cを演算し(ステップ−1
0)、ロボット指令手段8へ出力する(ステップ−1
1)。また、塗膜測定手段10は、測定終了指令信号を塗
装測定装置7へ出力し(ステップ−12)、塗膜測定装置
7はこの測定終了指令信号に応じて回転機構15によりY
方向スライド機構13を上下の垂直軸14Aを中心に回動さ
せ、変位計11を支持板6の裏面に待避させる(ステップ
−13)。
【0021】次に、テストピース12を取外して母材4を
支持板6の表面に取付け(ステップ−14)、コントロー
ラ3へ、外部より例えば操作スイッチにより実塗装信号
を入力する(ステップ−15)。コントローラ3の塗膜測
定手段10はこの実塗装信号を入力すると、ロボット指令
手段8へ塗装指令信号を出力し(ステップ−16)、ロボ
ット指令手段8はこの塗装指令信号を入力すると、ロボ
ット1へ上記距離ΔLを出力して母材4とスプレーガン
2間の距離Lを修正した後、予め設定されたパターンで
ロボット1へ塗装信号を出力するか、あるいはロボット
指令手段8内に予め設定されたパターンのスプレーガン
2の移動速度V0 およびスプレーガン2のオシレイトパ
ターン巾C0 を修正し、修正されたパターンにより塗装
信号をロボット1へ出力する(ステップ−17,18)。ロ
ボット1は、この塗装信号により母材4を塗装する(ス
テップ−19)。
【0022】このように、実塗装の直前に、テストピー
ス12への塗装を行い、その塗膜17の膜厚Bと塗膜17の
ターン巾Aを測定し、母材4とスプレーガン2間の距離
Lを修正するか、あるいはロボット指令手段8内に予め
設定されたパターンのスプレーガン2の移動速度V0
よびスプレーガン2のオシレイトパターン巾C0 を修正
することにより、塗装環境に影響されないで、常に一定
の膜厚とパターン巾の塗膜17を得ることができ、よって
塗膜17を高品質に維持することができ、また塗料の無駄
を無くすことができる。
【0023】なお、上記実施例において、変位計11(塗
装測定装置7)を母材4あるいはテストピース12に対し
て移動させているが、逆に母材4あるいはテストピース
12を変位計11に対して移動させて変位を測定するように
してもよい。
【0024】
【発明の効果】以上のように第1発明によれば、塗膜測
定手段により塗膜の膜厚と塗膜のパターン巾が測定さ
れ、修正手段により塗膜測定手段によって測定された塗
膜の膜厚と塗膜のパターン巾により、所定の塗膜の膜厚
塗膜のパターン巾を得るようスプレーガンと母材との
距離、あるいはスプレーガンの平行方向への移動速度
よびスプレーガンのオシレイトパターン巾が修正される
ことによって、塗料の粘度が温度や湿度により変化して
も常に所定の塗膜の膜厚と塗膜のパターン巾を得ること
ができ、したがって塗膜の品質を高品質に維持すること
ができ、また塗料の無駄を無くすことができる。
【0025】また第2発明の方法によれば、製品の母材
に対して塗装を行う直前に、テストピースに対する塗装
とその塗膜の膜厚と塗膜のパターン巾の測定により、所
定の塗膜の膜厚と塗膜のパターン巾を得るようスプレー
ガンと母材との距離、あるいはスプレーガンの平行方向
への移動速度およびスプレーガンのオシレイトパターン
が修正されることによって、以後塗料の粘度に関係な
く、製品となる母材への塗装において所定の塗膜の膜厚
塗膜のパターン巾を得ることができ、したがって製品
となる母材の塗膜の品質を高品質に維持することがで
き、また塗料の無駄を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるロボット塗装装置の
構成図である。
【図2】同ロボット塗装装置の支持装置の斜視図であ
る。
【図3】同ロボット塗装装置の変位計出力の特性図であ
る。
【図4】同ロボット塗装装置の母材あるいはテストピー
スとスプレーガン間の距離の修正の原理示す図であ
る。
【図5】同ロボット塗装装置のスプレーガンの移動速度
スプレーガンのオシレイトパターン巾の修正の原理
示す図である。
【図6】同ロボット塗装装置の運転時の動作を説明する
フローチャートである。
【図7】塗料の粘度変化による塗膜の形状を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 塗装ロボット 2 スプレーガン 3 コントローラ 4 母材 5 支持装置 6 支持板 7 塗膜測定装置 8 ロボット指令手段 9 修正手段 10 塗膜測定手段 11 変位計 12 テストピース 13 Y方向スライド機構 14 X方向スライド機構 15 回転機構 17 塗膜 A 塗膜のパターン巾 B 膜厚 C スプレーガンのオシレイトパターン巾 L スプレーガンと母材、あるいはテストピース間の
距離 V スプレーガンのX方向の移動速度

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スプレーガンより塗料を噴霧して母材に
    塗装するロボット塗装装置であって、 前記母材上の塗膜に対向して上下方向に且つ一定距離を
    維持しながら平行に相対移動する変位計と、 この変位計により検出される母材と塗膜間の変位分によ
    って塗膜の膜厚を測定し、前記変位が連続する長さで塗
    膜の上下方向のパターン巾を測定する塗膜測定手段と、 前記塗膜測定手段により測定された塗膜の膜厚と塗膜の
    上下方向のパターン巾と所定の塗膜の膜厚と塗膜の上下
    方向のパターン巾との比較により、塗膜の膜厚と塗膜の
    上下方向のパターン巾をスプレーガンと母材との距離
    より修正し、あるいは塗膜の膜厚をスプレーガンの前記
    平行方向への移動速度により修正し且つ塗膜の上下方向
    のパターン巾をスプレーガンのオシレイトパターン巾に
    より修正する修正手段を備えたことを特徴とするロボッ
    ト塗装装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のロボット塗装装置の運転
    方法であって、 製品の母材に対して塗装を行う直前に、前記母材に代え
    てテストピースを設置し、 前記ロボット塗装装置により前記テストピースに対して
    塗料を噴霧して、このテストピースに形成された塗膜の
    膜厚と塗膜の上下方向のパターン巾を測定し、 この測定された塗膜の膜厚と塗膜の上下方向のパターン
    と所定の塗膜の膜厚と塗膜の上下方向のパターン巾
    の比較により、塗膜の膜厚と塗膜の上下方向のパターン
    巾をスプレーガンと母材との距離により修正し、あるい
    塗膜の膜厚をスプレーガンの平行方向への移動速度に
    より修正し且つ塗膜の上下方向のパターン巾をスプレー
    ガンのオシレイトパターン巾により修正し、 その後テストピースに代えて母材を設置し、母材に塗装
    することを特徴とするロボット塗装装置の運転方法。
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