JP3908525B2 - 小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一物の周面を溶射加工する場合に、溶射加工にとっては周面の変化が大きい単一物の周面に沿って、溶射ガンを移動させて複数個の単一物の周面を順次に繰り返して溶射する溶射加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の溶射加工方法によって溶射するボルトは、例えば、橋梁を組み立てる場合、橋梁の板を連結させるときに使用され、そのボルト頭部の形状は、例えば、図２に示すような溶射加工にとっては周面の変化が大きい曲面形状である。
図２は本発明の溶射加工方法によって溶射するボルトを示す図である。このボルト頭部１５の直径は、例えば５０乃至６０[mm]であり、橋梁の板と板１６との連結部に例えば、５０［個］程度使用され、１つの橋梁に数百個のボルトが使用される。
【０００３】
ボルトによって橋梁の板１６を連結させる場合、図２に示すように、ボルト頭部１５と板１６との締結部Ａに錆、腐食等が生じることがある。この締結部Ａに錆、腐食等が生じると、ボルト頭部１５で保持している締結トルクが小さくなるために、橋梁の板１６が橋梁から脱落することがある。このような不具合を防止するために、ボルト頭部１５と板１６との締結後に、締結部Ａに適切な防食処理をする必要がある。
この防食処理として、従来、塗料を塗布する処理が簡単で安価であるので、一般に普及している。しかし、ボルト頭部１５と板１６とを塗装すると、ボルト頭部１５と板１６との締結部Ａに塗料が堆積し、逆にボルト頭部１５の周面に塗布されないために、塗装では防食性能が低く耐用年数が短く、補修を必要とした。
【０００４】
また、このボルト頭部１５と板１６との防食処理として、溶融亜鉛メッキを施行することが安価で防食性能が良いので広く施工されている。しかし、溶融亜鉛メッキを施工するためには、締結したボルト頭部１５と板１６とをメッキ槽に入れなければならないために作業性が著しく低い。また、溶融亜鉛メッキを施工することが可能であっても、均一で十分な厚さのメッキの皮膜を施すことが困難である。
【０００５】
そこで、ボルト頭部１５と板１６との締結部の防食処理として、防食性能が著しく優れた亜鉛、アルミ等の単体又は複合材からなる２本の線材を使用する消耗電極式アーク溶射方法が一部実用化されている。この消耗電極式アーク溶射方法は、溶射面が下向の作業性の良い姿勢であれば、溶射ガンを手で持って移動させる手作業であっても、塗装、溶融亜鉛メッキ等の防食処理と比較して、防食効果を維持することができる期間が長く、補修を軽減し又は不要とする利点を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このアーク溶射は、ボルト頭部１５の周面が下向に位置した通常の作業性の良い姿勢であれば、溶射ガンを手で持って移動させる手作業でも、均一で十分な厚さの溶射皮膜を形成することができる。
しかし、ここで解決しようとする作業性の悪い姿勢で、しかも周面の変化が大きいボルト頭部１５の周面を、溶射ガンを円弧を描くように移動させて繰り返して多数個の溶射をしなけらばならない。このような溶射加工は、アーク溶射の高度技術を習得した熟練作業者であっても、手作業では、重量のある溶射ガンを円弧を描くように移動させて均一で十分な溶射皮膜を施すことは著しく困難である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
出願時の請求項１に記載の方法は、小径周面の単一物の複数個を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置を制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する第１の分割溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、
上記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、上記分割溶射面復帰過程と上記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【０００８】
出願時の請求項２に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の方法を多関節ロボットによって溶射する溶射加工方法であって、
小径周面の単一物の複数個を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する第１の分割溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、
上記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、上記分割溶射面復帰過程と上記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【０００９】
出願時の請求項３に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の分割溶射面復帰過程を省略して、教示した順序と逆方向の順序とを交互に繰り返して分割溶射面を順次に溶射する溶射加工方法であって、
小径周面の単一物の複数個を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置を制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、教示した順序で、上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最後の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを移動させて、教示した逆方向の順序で、最後の溶射順序を教示した単一物から最初の溶射順序を教示した単一物までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、
教示した順序と教示した逆方向の順序とを交互に繰り返して、上記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、上記分割溶射面復帰過程と上記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１０】
出願時の請求項４に記載の方法は、出願時の請求項２に記載の分割溶射面復帰過程を省略して、教示した順序と逆方向の順序とを交互に繰り返して分割溶射面を順次に溶射する溶射加工方法であって、
出願時の請求項２に記載の方法を多関節ロボットによって小径周面の単一物の複数個を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する第１の分割溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、
上記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、上記分割溶射面復帰過程と上記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１１】
出願時の請求項５に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１２】
出願時の請求項６に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面がボルト頭部の左半周移動経路及び右半周移動経路である溶射加工方法である。
【００１３】
出願時の請求項７に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程に単一物の溶射面の加工条件の教示を含み上記加工条件が単一物の形状によって予め定めた加工条件である溶射加工方法である。
【００１４】
出願時の請求項８に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程に単一物の溶射面の加工条件の教示を含み上記加工条件が溶射ガンの姿勢によって予め定めた加工条件である溶射加工方法である。
【００１５】
出願時の請求項９に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程に単一物の溶射面の加工条件が溶射ガンの分割溶射面に対する電気的物理的な出力である溶射加工方法である。
【００１６】
出願時の請求１０に記載の方法は、出願時の請求項６に記載の溶射ガンの姿勢に対する単一物の形状がボルト頭部の左半周移動経路及び右半周移動経路である溶射加工方法である。
【００１７】
出願時の請求項１１に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である溶射加工方法であって、
複数個のボルト頭部の周面を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置を教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する左半周移動経路溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１８】
出願時の請求項１２に記載の方法は、出願時の請求項２に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である溶射加工方法であって、
複数個のボルト頭部の周面を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する左半周移動経路溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１９】
出願時の請求項１３に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である溶射加工方法であって、
複数個のボルト頭部の周面を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置を教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路を溶射し、以下同様に、教示した順序で、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面の溶射終了位置から最後の溶射順序を教示したボルト頭部の右半周移動経路溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを移動させて、教示した逆方向の順序で、最後の溶射順序を教示したボルト頭部から最初の溶射順序を教示したボルト頭部までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面ボルト頭部の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２０】
出願時の請求項１４に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である溶射加工方法であって、
複数個のボルト頭部の周面を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路を溶射し、以下同様に、教示した順序で、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面の溶射終了位置から最後の溶射順序を教示したボルト頭部の右半周移動経路溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを移動させて、教示した逆方向の順序で、最後の溶射順序を教示したボルト頭部から最初の溶射順序を教示したボルト頭部までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面ボルト頭部の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２１】
出願時の請求項１５に記載の方法は、複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最終の溶射順序までの単一物がボルト頭部であって教示する位置の座標が、ボルト頭部B11の座標（Xb11、Yb11、Zb11）、ボルト頭部のＸ軸方向の数ｍ、ボルト頭部のＹ軸方向の数ｎ、ボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘ及びボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙである出願時の請求項１１又は出願時の請求項１２又は出願時の請求項１３又は出願時の請求項１４に記載の小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２２】
出願時の請求項１６に記載の方法は、溶射面の加工条件が、▲１▼ボルト頭部の直径Ｄ１、ロボットの動作速度、ガンの前進角θ１、ボルト頭部B11の座標（Xb11、Yb11、Zb11）、ボルト頭部のＸ軸方向の数ｍ、ボルト頭部のＹ軸方向の数ｎ、ボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘ及びボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙのロボット制御条件と▲２▼溶射電流値、溶射電圧値、溶射ガン４に供給されるワイヤの送給速度、溶射風量等の溶射アーク制御条件である出願時の請求項１１又は出願時の請求項１２又は出願時の請求項１３又は出願時の請求項１４に記載の小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本出願に係る発明の特徴を最もよく表す図である。後述する図１３と同じなので、説明は図１３で後述する。
発明の実施の形態は、出願時の請求項１２に記載の小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法であって、複数個のボルト頭部の周面を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する左半周移動経路溶射面復帰過程と、上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２４】
【実施例】
図３は溶射ガンを把持する多関節ロボットの一般的な構成を示す図である。同図において、マニピュレータ１２の手首部１２ａにはブラストガン２、溶射ガン４又は封孔ガン６（以下、総称してガンという）を保持するツールチェンジャ１３が取り付けられている。１７は溶射ガン４に供給されるワイヤが巻回されているワイヤリールである。７はマニピュレータ１２を制御するロボット制御装置であり、２４はマニピュレータ１２のティーチングを行うためのティーチペンダントであり、２５はマニピュレータ１２の始動又は停止を行う操作ボックスである。１１はツールチェンジャ制御装置であり、３は溶射制御装置であり、１はブラスト制御装置であり、５は封孔制御装置である。
溶射ガンは、一般的に２本の消耗電極（ワイヤ）の間又は非消耗電極と被溶射物との間にアークを発生させる。消耗電極式アーク溶射方法は、アーク熱によって生じた溶融部分を圧縮ガスのジェットによって微細化し、被溶射物に吹き付けて皮膜を形成する。また、溶射材料である２本のワイヤとして、アルミ、亜鉛、鉄、銅、ステンレス等の同種又は異種の金属を使用することができる。また、消耗電極式アーク溶射方法を用いる溶射ガンだけではなく２本の噴射ノズル間に発生させたガス炎の熱を利用するガス式溶射方法、２本の非消耗電極間にアークを発生させて、そのアーク熱を利用する非消耗電極式アーク溶射方法、アークを絞ってプラズマにしたプラズマ溶射方法等を使用する溶射ガンも使用できる。
なお、２本のワイヤを送給する消耗電極式アーク溶射方法以外の溶射方法では、金属、プラスチック、セラミック等の各種材料の棒状、ワイヤ状、粉末等の溶加材を供給する。
【００２５】
溶射加工は前工程、溶射工程及び後工程に分けることができる。前工程は溶射を行う場合に、予め被溶射物の表面に対し溶射効果を高める処理をしたり、必要に応じてマスキングを行う処理であり、主に下記の処理がある。
▲１▼被溶射物の表面に付着している油、グリース等の油脂性の汚れ及び可溶性汚染物を除去して清浄にする脱脂。
▲２▼酸化物の除去。
▲３▼溶射加工を行わない箇所に布、耐熱テープ等で覆うマスキング。
▲４▼尖鋭な稜角を持つ粒形のグリットを圧縮空気流、遠心力等で被溶射物に吹き付けて、被溶射物の黒皮、酸化物等を除去すると同時に皮膜のより高い密着性を得るために被溶射物の表面に凹凸を付け粗面化するブラスト処理。
上記の脱脂、酸化物の除去及びマスキングは必要がないときは省略する。
【００２６】
後工程は溶射皮膜の補強、仕上がり寸法精度の修正をすることを目的として溶射皮膜に施す処理であって、主に下記の処理がある。
▲１▼溶射皮膜の開口気孔に封孔材を浸透させ気孔を密閉し、溶射皮膜の特性を改善する封孔処理。
▲２▼溶射表面を滑らかにし、寸法精度を高めるための機械仕上げ。
▲３▼溶射皮膜を構成する成分元素と同じ元素を溶射皮膜から拡散浸透させて溶射皮膜の主として最外層を改質する加熱拡散処理。
上記の機械仕上げ及び加熱拡散処理は必要がないときは省略する。
【００２７】
前述した前工程、溶射工程及び後工程の内、本発明はブラスト処理、溶射処理及び封孔処理を多関節ロボットを用いて行う溶射加工方法である。
【００２８】
図４は本発明の溶射加工方法を説明するブロック図である。同図において、ブラスト制御装置１はブラストガン２が被溶射物１４に吹き付けるブラスト材の流量を制御する。
溶射制御装置３は溶射ガン４の溶射電圧、溶射電流、溶射風量及びワイヤ送給速度を制御する。封孔制御装置５は封孔ガン６が溶射皮膜の開口気孔に封孔材を浸透させる流量を制御する。
後述するボルトの直径等のロボット制御条件及び溶射電圧等の溶射アーク制御条件を溶射条件設定装置９に入力する。溶射条件設定装置９はボルト形状条件の信号をロボット制御装置７に出力し、溶射アーク制御条件の信号を溶射制御装置３に出力する。
ロボット制御装置７は、ブラスト処理、溶射処理及び封孔処理の開始又は終了の信号を信号入出力装置８を介してブラスト制御装置１、溶射制御装置３及び封孔制御装置５に出力する。また、ロボット制御装置７は入力されたボルト形状条件に対応してマニピュレータ１２を制御する。１０はロボット制御装置７を起動及び停止をする起動装置である。
１１はツールチェンジャ制御装置であって、信号入出力装置８の出力信号を入力してマニピュレータ１２の先端に装着されたツールチェンジャ１３にブラストガン２、溶射ガン４又は封孔ガン６の何れかのガンの保持又は開放の信号を出力する。
【００２９】
図５はロボット制御装置７からツールチェンジャ１３、ブラストガン２、溶射ガン４及び封孔ガン６への信号の入出力を示す図である。同図において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８にガン保持指令開始信号Ｓ１を出力すると、信号入出力装置８はツールチェンジャ制御装置１１にガン保持制御信号Ｓ２を出力し、ツールチェンジャ制御装置１１はツールチェンジャ１３にガン保持信号Ｓ３を出力し、ブラストガン２、溶射ガン４又は封孔ガン６の保持を開始する。次にロボット制御装置７が信号入出力装置８にガン開放指令信号Ｓ４を出力すると、信号入出力装置８はツールチェンジャ制御装置１１にガン開放制御信号Ｓ５を出力し、ツールチェンジャ制御装置１１はツールチェンジャ１３にガン開放信号Ｓ６を出力し、ブラストガン２、溶射ガン４又は封孔ガン６を開放する。
【００３０】
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８にブラスト開始指令信号Ｓ７を出力すると、信号入出力装置８はブラスト制御装置１にブラスト開始制御信号Ｓ８を出力し、ブラスト制御装置１はブラストガン２にブラスト開始信号Ｓ９を出力し、被溶射物１４のブラストを開始する。
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８にブラスト終了指令信号Ｓ１０を出力すると、信号入出力装置８はブラスト制御装置１にブラスト終了制御信号Ｓ１１を出力し、ブラスト制御装置１はブラストガン２にブラスト終了信号Ｓ１２を出力し、被溶射物１４のブラストを終了する。
【００３１】
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８に溶射開始指令信号Ｓ１３を出力すると、信号入出力装置８は溶射制御装置３に溶射開始制御信号Ｓ１４を出力し、溶射制御装置３は溶射ガン４に溶射開始信号Ｓ１５を出力し、被溶射物１４の溶射を開始する。
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８に溶射終了指令信号Ｓ１６を出力すると、信号入出力装置８は溶射制御装置３に溶射終了制御信号Ｓ１７を出力し、溶射制御装置３は溶射ガン４に溶射終了信号Ｓ１８を出力し、被溶射物１４の溶射を終了する。
【００３２】
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８に封孔開始指令信号Ｓ１９を出力すると、信号入出力装置８は封孔制御装置５に封孔開始制御信号Ｓ２０を出力し、封孔制御装置５は封孔ガン６に封孔開始信号Ｓ２１を出力し、被溶射物１４の封孔を開始する。
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８に封孔終了指令信号Ｓ２２を出力すると、信号入出力装置８は封孔制御装置５に封孔終了制御信号Ｓ２３を出力し、封孔制御装置５は封孔ガン６に封孔終了信号Ｓ２４を出力し、被溶射物１４の封孔を終了する。
【００３３】
図６は本発明の溶射加工方法によって溶射加工する部分を示す図である。溶射加工する部分は、ボルト頭部１５と板１６との締結部とボルト頭部１５の側面である。また、図７は、本発明の溶射加工方法に使用するガンを前進角θ１で移動させて、ボルト頭部１５と板１６との締結部とボルト頭部１５の側面を溶射加工する方法を示す図である。図７において、ボルト頭部１５を締結した板１６を水平に配置して、鉛直線１８から傾斜させたガンの中心軸の傾斜角度をガンの前進角θ１とする。この前進角θ１は溶射加工部分に対応させて３０［度］乃至６０［度］に設定する。また、図３に示すマニピュレータ１２の動作不能領域に達するときは、この前進角θ１を３０［度］乃至６０［度］の範囲で調整する。
また、ガンの中心軸上でのガンの先端位置ＧＣＰと溶射等の処理を適切に行うガンの仮想の制御位置を示すガンを制御するためにガンの先端近傍に予め定めた基準位置となるのガンの制御点（以下、ガンの制御点という）ＴＣＰとの距離Ｌ１は、ガンの溶射範囲の能力によって決定され、例えば２００［ｍｍ］と設定される。
【００３４】
図８は、本来、一周に亘って溶射加工を行うことができる１個のボルト頭部１５において、ボルト頭部１５の左半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。同図において、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の左半周を第１教示点Ｐ１から第２教示点Ｐ２を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって溶射加工を行う。
【００３５】
図８において、ボルト頭部１５の中心を原点としてボルト頭部の直径をＤ１とすると、第１教示点Ｐ１の座標（Xp1、Yp1、Zp1）は、
（Xp1、Yp1、Zp1）＝（０、Ｄ１／２、０）
となる。
また、第２教示点Ｐ２の座標（Xp2、Yp2、Zp2）及び第３教示点Ｐ３の座標（Xp3、Yp3、Zp3）は、
（Xp2、Yp2、Zp2）＝（−Ｄ１／２、０、０）
（Xp3、Yp3、Zp3）＝（０、−Ｄ１／２、０）
となる。
【００３６】
次に例えば、図９に示す縦４列、横３行の計１２個のボルトB11乃至B43が板１６に締結された部分を溶射加工するとする。図９は１２個のボルト頭部１５が板１６に締結された状態の平面図であり、図１０は１２個のボルト頭部１５が板１６に締結された状態の側面図である。
図９において、ボルトB11の中心座標を（X11、Y11、Z11）とし、ボルトB11における図８に示した第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３に対応する点をそれぞれB11p1、B11p2及びB11p3とする。
B11p1の座標（Xb11p1、Yb11p1、Zb11p1）は、
（Xb11p1、Yb11p1、Zb11p1）＝（X11＋Xp1、Y11＋Yp1、Z11＋Zp1）
となる。
また同様に、B11p2の座標（Xb11p2、Yb11p2、Zb11p2）及びB11p3の座標（Xb11p3、Yb11p3、Zb11p3）は、
（Xb11p2、Yb11p2、Zb11p2）＝（X11＋Xp2、Y11＋Yp2、Z11＋Zp2）
（Xb11p3、Yb11p3、Zb11p3）＝（X11＋Xp3、Y11＋Yp3、Z11＋Zp3）
となる。
【００３７】
次に、ボルトB12乃至ボルトB43における図８に示した第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３に対応する点を、ボルトB11の第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３の座標を各ボルト頭部の原点間距離だけＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて求める。
図９に示すように、Ｙ軸方向のボルト頭部が３行、Ｘ軸方向のボルト頭部が４列の場合、変数Ｎｎ及び変数Ｎｍを図１１に示すように変化させて、ボルトB11乃至ボルトB43に対応させる。図１１はＹ軸方向のボルト頭部が３行、Ｘ軸方向のボルト頭部が４列の場合の変数Ｎｎ及び変数Ｎｍを示す図である。即ち、ボルトB11の変数Ｎｎ＝０、変数Ｎｍ＝０とし、変数Ｎｎ＝０に１を加算して、ボルトB12の変数Ｎｎ＝１、変数Ｎｍ＝０とする。次に、変数Ｎｎ＝１に１を加算して、ボルトB13の変数Ｎｎ＝２、変数Ｎｍ＝０とする。次に、変数Ｎｎ＝２に１を加算して、Ｎｎ＝３になるとＮｎ＝０とし、かつ、Ｎｍ＝０に１を加算してＮｍ＝１として、ボルトB21の変数Ｎｎ＝０、変数Ｎｍ＝１とする。
以下、上記を繰り返して、ボルトB43の変数Ｎｎ＝２、変数Ｎｍ＝３とする。
【００３８】
次に、図９に示したボルトB11乃至ボルトB43のそれぞれの原点間距離をＸ軸方向がＬｘ、Ｙ軸方向がＬｙとすると、ボルトB12の第１教示点Ｐ１の座標（Xb12p1、Yb12p1、Zb12p1）は、
（Xb12p1、Yb12p1、Zb12p1）＝（Xb11p1＋Ｎｍ×Ｌｘ、Yb11p1−Ｎｎ×Ｌｙ、Zb11p1）
となる。ここで、図１１に示すように、Ｎｍ＝０、Ｎｎ＝１であるから、これらを代入して、
（Xb12p1、Yb12p1、Zb12p1）＝（Xb11p1、Yb11p1−Ｌｙ、Zb11p1）
となる。
【００３９】
また同様に、ボルトB12の第２教示点Ｐ２の座標（Xb12p2、Yb12p2、Zb12p2）及びボルトB12の第３教示点Ｐ３の座標（Xb12p3、Yb12p3、Zb12p3）は、
（Xb12p2、Yb12p2、Zb12p2）＝（Xb11p2＋Ｎｍ×Ｌｘ、Yb11p2＋Ｎｎ×Ｌｙ、Zb11p2）＝（Xb11p2、Yb11p2−Ｌｙ、Zb11p2）
（Xb12p3、Yb12p3、Zb12p3）＝（Xb11p3＋Ｎｍ×Ｌｘ、Yb11p3＋Ｎｎ×Ｌｙ、Zb11p3）＝（Xb11p3、Yb11p3−Ｌｙ、Zb11p3）
となる。
【００４０】
したがって、
（Xb12p1、Yb12p1、Zb12p1）＝（X11、Y11＋Ｄ１／２−Ｌｙ、Z11）
（Xb12p2、Yb12p2、Zb12p2）＝（X11−Ｄ１／２、Y11−Ｌｙ、Z11）
（Xb12p3、Yb12p3、Zb12p3）＝（X11、Y11−Ｄ１／２−Ｌｙ、Z11）
となる。
【００４１】
したがって、上記と同様にして、ボルトB11乃至ボルトB43の第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３のそれぞれの座標を求める。
ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とすると、ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）は、
（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
となる。
また、ボルトBmnの第２教示点Ｐ２の座標（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）及び第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）は、
（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）＝（X11−Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
となる。
そして、図１１において、ボルトBmnのｍ及びｎに対応する変数Ｎｍ及び変数Ｎｎを入力すると、ボルトB11乃至ボルトB43の第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３のそれぞれの座標を求めることができる。
【００４２】
次に、図１２は、１個のボルト頭部１５の右半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。同図において、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の右半周を第１教示点Ｐ１から第４教示点Ｐ４を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって溶射加工を行う。
【００４３】
図１２において、ボルト頭部１５の中心を原点としてボルト頭部の直径をＤ１とすると、
第１教示点Ｐ１の座標（Xp1、Yp1、Zp1）は、
（Xp1、Yp1、Zp1）＝（０、Ｄ１／２、０）
となる。
また、第４教示点Ｐ４の座標（Xp4、Yp4、Zp4）及び第３の教示点Ｐ３の座標（Xp3、Yp3、Zp3）は、
（Xp4、Yp4、Zp4）＝（Ｄ１／２、０、０）
（Xp3、Yp3、Zp3）＝（０、−Ｄ１／２、０）
となる。
【００４４】
したがって、前述したボルト頭部の左半周を溶射加工する場合と同様にして、ボルトB11乃至ボルトB43の第１教示点Ｐ１、第４教示点Ｐ４及び第３教示点Ｐ３のそれぞれの座標を求める。
ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とすると、ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）は、
（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
となる。
また、ボルトBmnの第４教示点Ｐ４の座標（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）及び第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）は、
（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）＝（X11＋Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
となる。
そして、図１１において、ボルトBmnのｍ及びｎに対応する変数Ｎｍ及び変数Ｎｎを入力すると、ボルトB11乃至ボルトB43の第１教示点Ｐ１、第４教示点Ｐ４及び第３教示点Ｐ３のそれぞれの座標を求めることができる。
【００４５】
図１３は、ボルトB11乃至ボルトB43の左半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。ガンの制御点ＴＣＰを次の順序で移動させる。
▲１▼溶射加工開始位置Ｐ５からボルトB11の第１教示点B11p1に移動させる。
▲２▼ボルトB11の第１教示点B11p1からボルトB11の第２教示点B11p2を通過してボルトB11の第３教示点B11p3まで円弧を描いて移動させる。
▲３▼ボルトB11の第３教示点B11p3からボルトB12の第１教示点B12p1までＹ軸方向に移動させる。
▲４▼上記▲２▼及び▲３▼と同様の動作を繰り返してボルトB13の第３教示点B11p3まで移動させる。
▲５▼ボルトB13の第３教示点B13p3からボルトB21の第１教示点B21p1まで移動させる。
▲６▼上記▲２▼乃至▲５▼と同様の動作を繰り返してボルトB43の第３教示点B43p3まで移動させる。
▲７▼溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００４６】
図１４は、ボルトB11乃至ボルトB43の右半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。ガンの制御点ＴＣＰを次の順序で移動させる。
▲１▼溶射加工開始位置Ｐ５からボルトB11の第１教示点B11p1に移動させる。
▲２▼ボルトB11の第１教示点B11p1からボルトB11の第２教示点B11p2を通過してボルトB11の第３教示点B11p3まで円弧を描いて移動させる。
▲３▼ボルトB11の第３教示点B11p3からボルトB12の第１教示点B12p1までＹ軸方向に移動させる。
▲４▼上記▲２▼及び▲３▼と同様の動作を繰り返してボルトB13の第３教示点B11p3Ｐ３まで移動させる。
▲５▼ボルトB13の第３教示点B13p3からボルトB21の第１教示点B21p1まで移動させる。
▲６▼上記▲２▼乃至▲５▼と同様の動作を繰り返してボルトB43の第３教示点B43p3まで移動させる。
▲７▼溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００４７】
［第１の溶射加工方法］
図１５乃至図３０は本発明のボルト頭部１５と板１６との締結部を溶射加工する第１の溶射加工方法を示すフローチャートである。第１の溶射加工方法は、まず、図１３に示す溶射加工開始位置Ｐ５から溶射加工終了位置Ｐ６までガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルト頭部１５の左半周の溶射加工を行う。その後、図１４に示す溶射加工開始位置Ｐ５に戻り、溶射加工開始位置Ｐ５から溶射加工終了位置Ｐ６までガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルト頭部１５の右半周の溶射加工を行う溶射加工方法である。
【００４８】
図１５のステップＳＴ１において、図４の溶射条件設定装置９から次の溶射面の加工条件を入力する。溶射面の加工条件は、▲１▼ボルト頭部の直径Ｄ１、ロボットの動作速度、ガンの前進角θ１、ボルトB11の座標（Xb11、Yb11、Zb11）、ボルト頭部のＸ軸方向の数ｍ、ボルト頭部のＹ軸方向の数ｎ、ボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘ及びボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙのロボット制御条件と▲２▼溶射電流値、溶射電圧値、溶射ガン４に供給されるワイヤの送給速度、溶射風量等の溶射アーク制御条件とである。
【００４９】
ステップＳＴ２において、溶射条件設定装置９から入力された溶射条件のうち、ロボット制御条件の信号がロボット制御装置７に入力される。
ステップＳＴ３において、溶射条件設定装置９から入力された溶射条件のうち、溶射アーク制御条件の信号が溶射制御装置３に入力される。
【００５０】
図１５に示すステップＬにおいて、図１６乃至図２０に示すブラスト処理フローを行う。
［ブラスト処理ステップ］
図１６乃至図２０は本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【００５１】
ステップＬ１において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図８に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の左半周を第１教示点Ｐ１から第２教示点Ｐ２を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによってブラスト処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第２教示点Ｐ２の座標（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）＝（X11−Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００５２】
ステップＬ２において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１３に示すように、まず、Ｙ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB11乃至ボルトB13をブラスト処理し、次に、Ｘ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB21乃至ボルトB23をブラスト処理し、これらを順次繰り返してボルトB43までブラスト処理することを設定する。
【００５３】
ステップＬ３において、起動装置１０をＯＮすると起動装置１０が起動信号をロボット制御装置７に出力する。
ステップＬ４において、マニピュレータ１２の手首部１２ａをブラストガン保持位置に移動する。
ステップＬ５において、図５に示すように、ロボット制御装置７がガン保持指令信号Ｓ１を信号入出力装置８に出力する。
ステップＬ６において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン保持制御信号Ｓ２を出力する。
ステップＬ７において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン保持信号Ｓ３を出力する。
ステップＬ８において、ツールチェンジャ１３がブラストガン２を保持する。
【００５４】
ステップＬ９において、ブラストガン２のノズル先端を溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＬ１０において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８にブラスト開始指令信号Ｓ７を出力する。
ステップＬ１１において、信号入出力装置８がブラスト制御装置１にブラスト開始制御信号Ｓ８を出力する。
ステップＬ１２において、ブラスト制御装置１がブラストガン２にブラスト開始信号Ｓ９を出力する。
【００５５】
ステップＬ１３において、ボルトB11の左半周のブラスト処理を行う。
ステップＬ１４において、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12のブラスト処理を行い、さらに、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13のブラスト処理を行う。
【００５６】
ステップＬ１５において、ブラストガン２をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21のブラスト処理を行う。
ステップＬ１６において、上記ステップＬ１４及びステップ１５を繰り返してボルトB43までブラスト処理を行う。
ステップＬ１７において、ブラストガン２を図１３に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００５７】
ステップＬ１８において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１２に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の右半周を第１教示点Ｐ１から第４教示点Ｐ４を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによってブラスト処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第４教示点Ｐ４の座標（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）＝（X11＋Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００５８】
ステップＬ１９において、ブラストガン２のノズル先端を図１４に示す溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＬ２０において、ボルトB11の右半周のブラスト処理を行う。
ステップＬ２１において、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12のブラスト処理を行い、さらに、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の右半周のブラスト処理を行う。
【００５９】
ステップＬ２２において、ブラストガン２をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の右半周のブラスト処理を行う。
ステップＬ２３において、上記ステップＬ２１及びステップＬ２２を繰り返してボルトB43までの右半周のブラスト処理を行う。
ステップＬ２４において、ブラストガン２を図１４に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００６０】
ステップＬ２５において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８にブラスト終了指令信号Ｓ１０を出力する。
ステップＬ２６において、信号入出力装置８がブラスト制御装置１にブラスト終了制御信号Ｓ１１を出力する。
ステップＬ２７において、ブラスト制御装置１がブラストガン２にブラスト終了信号Ｓ１２を出力する。
【００６１】
ステップＬ２８において、ブラストガン２がブラスト材を被溶射物１４に吹き付けることを終了する。
ステップＬ２９において、マニピュレータ１２の手首部１２ａをブラストガン保持位置に移動する。
ステップＬ３０において、ロボット制御装置７がガン開放指令信号Ｓ４を信号入出力装置８に出力する。
ステップＬ３１において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン開放制御信号Ｓ５を出力する。
ステップＬ３２において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン開放信号Ｓ６を出力する。
ステップＬ３３において、ツールチェンジャ１３がブラストガン２を開放する。
【００６２】
図１５に示すステップＭにおいて、図２１乃至図２４に示す溶射フローを開始する。
【００６３】
［溶射処理ステップ］
図２１乃至図２４は本発明の溶射処理フローを示す図である。
【００６４】
ステップＭ１において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から
図８に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の左半周を第１教示点Ｐ１から第２教示点Ｐ２を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって溶射処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第２教示点Ｐ２の座標（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）＝（X11−Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００６５】
ステップＭ２において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１３に示すように、まず、Ｙ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB11乃至ボルトB13を溶射処理し、次に、Ｘ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB21乃至ボルトB23を溶射処理し、これらを順次繰り返してボルトB43まで溶射処理することを設定する。
ステップＭ３において、起動装置１０をＯＮすると起動装置１０が起動信号をロボット制御装置７に出力する。
ステップＭ４において、マニピュレータ１２の手首部１２ａを溶射ガン保持位置に移動する。
【００６６】
ステップＭ５において、図５に示すように、ロボット制御装置７がガン保持指令信号Ｓ１を信号入出力装置８に出力する。
ステップＭ６において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン保持制御信号Ｓ２を出力する。
ステップＭ７において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン保持信号Ｓ３を出力する。
ステップＭ８において、ツールチェンジャ１３が溶射ガン４を保持する。
【００６７】
ステップＭ９において、溶射ガン４のノズル先端を溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＭ１０において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８に溶射開始指令信号Ｓ１３を出力する。
ステップＭ１１において、信号入出力装置８が溶射制御装置３に溶射開始制御信号Ｓ１４を出力する。
ステップＭ１２において、溶射制御装置３が溶射ガン４に溶射開始信号Ｓ１５を出力する。
【００６８】
ステップＭ１３において、ボルトB11の左半周の溶射処理を行う。
ステップＭ１４において、溶射トガン４をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12の溶射処理を行い、さらに、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の溶射処理を行う。
ステップＭ１５において、溶射ガン４をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の溶射処理を行う。
ステップＭ１６において、上記ステップＭ１４及びステップＭ１５を繰り返してボルトB43まで溶射処理を行う。
【００６９】
ステップＭ１７において、溶射ガン４を図１３に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
ステップＭ１８において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１２に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の右半周を第１教示点Ｐ１から第４教示点Ｐ４を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって溶射処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第４教示点Ｐ４の座標（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）＝（X11＋Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００７０】
ステップＭ１９において、溶射ガン４のノズル先端を図１４に示す溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＭ２０において、ボルトB11の右半周の溶射処理を行う。
ステップＭ２１において、溶射ガン４をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12の溶射処理を行い、さらに、溶射ガン４をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の右半周の溶射処理を行う。
ステップＭ２２において、溶射ガン４をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の右半周の溶射処理を行う。
ステップＭ２３において、上記ステップＭ２１及びステップＭ２２を繰り返してボルトB43までの右半周の溶射処理を行う。
【００７１】
ステップＭ２４において、溶射ガン４を図１４に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
ステップＭ２５において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８に溶射終了指令信号Ｓ１６を出力する。
ステップＭ２６において、信号入出力装置８が溶射制御装置３に溶射終了制御信号Ｓ１７を出力する。
ステップＭ２７において、ブラスト制御装置１が溶射ガン４に溶射終了信号Ｓ１８を出力する。
ステップＭ２８において、溶射ガン４が被溶接物１４への溶射処理を終了する。
【００７２】
ステップＭ２９において、マニピュレータ１２の手首部１２ａを溶射ガン保持位置に移動する。
ステップＭ３０において、ロボット制御装置７がガン開放指令信号Ｓ４を信号入出力装置８に出力する。
ステップＭ３１において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン開放制御信号Ｓ５を出力する。
ステップＭ３２において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン開放信号Ｓ６を出力する。
ステップＭ３３において、ツールチェンジャ１３が溶射ガン４を開放する。
【００７３】
図１５に示すステップＮにおいて、図２５乃至図３０に示す封孔処理フローを開始する。
【００７４】
［封孔処理ステップ］
図２５乃至図３０は本発明の封孔処理フローを示す図である。
【００７５】
ステップＮ１において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から
図８に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の左半周を第１教示点Ｐ１から第２教示点Ｐ２を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって封孔処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第２教示点Ｐ２の座標（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）＝（X11−Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００７６】
ステップＮ２において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１３に示すように、まず、Ｙ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB11乃至ボルトB13を封孔処理し、次に、Ｘ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB21乃至ボルトB23を封孔処理し、これらを順次繰り返してボルトB43まで封孔処理することを設定する。
ステップＮ３において、起動装置１０をＯＮすると起動装置１０が起動信号をロボット制御装置７に出力する。
【００７７】
ステップＮ４において、マニピュレータ１２の手首部１２ａを封孔ガン保持位置に移動する。
ステップＮ５において、図５に示すように、ロボット制御装置７がガン保持指令信号Ｓ１を信号入出力装置８に出力する。
ステップＮ６において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン保持制御信号Ｓ２を出力する。
ステップＮ７において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン保持信号Ｓ３を出力する。
ステップＮ８において、ツールチェンジャ１３が封孔ガン６を保持する。
【００７８】
ステップＮ９において、封孔ガン６のノズル先端を図１３に示す溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＮ１０において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８に封孔開始指令信号Ｓ１９を出力する。
ステップＮ１１において、信号入出力装置８が封孔制御装置５に封孔開始制御信号Ｓ２０を出力する。
ステップＮ１２において、封孔制御装置５が封孔ガン６に封孔開始信号Ｓ２１を出力する。
【００７９】
ステップＮ１３において、ボルトB11の左半周の封孔処理を行う。
ステップＮ１４において、封孔ガン６をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12の封孔処理を行い、さらに、封孔ガン６をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の封孔処理を行う。
ステップＮ１５において、封孔ガン６をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の封孔処理を行う。
ステップＮ１６において、上記ステップＮ１４及びステップＮ１５を繰り返してボルトB43まで封孔処理を行う。
ステップＮ１７において、封孔ガン６を図１３に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００８０】
ステップＮ１８において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１２に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の右半周を第１教示点Ｐ１から第４教示点Ｐ４を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって封孔処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第４教示点Ｐ４の座標（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）＝（X11＋Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００８１】
ステップＮ１９において、封孔ガン６のノズル先端を図１４に示す溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＮ２０において、ボルトB11の右半周の封孔処理を行う。
ステップＮ２１において、封孔ガン６をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12の封孔処理を行い、さらに、封孔ガン６をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の右半周の封孔処理を行う。
ステップＮ２２において、封孔ガン２をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の右半周の封孔処理を行う。
ステップＮ２３において、上記ステップＮ２１及びステップＮ２２を繰り返してボルトB43までの右半周の封孔処理を行う。
ステップＮ２４において、封孔ガン６を図１４に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００８２】
ステップＮ２５において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８に封孔終了指令信号Ｓ２２を出力する。
ステップＮ２６において、信号入出力装置８が封孔制御装置５に封孔終了制御信号Ｓ２３を出力する。
ステップＮ２７において、封孔制御装置５が封孔ガン６に封孔終了信号Ｓ２４を出力する。
ステップＮ２８において、封孔ガン６が被溶接物１４への封孔処理を終了する。
【００８３】
ステップＮ２９において、マニピュレータ１２の手首部１２ａを封孔ガン保持位置に移動する。
ステップＮ３０において、ロボット制御装置７がガン開放指令信号Ｓ４を信号入出力装置８に出力する。
ステップＮ３１において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン開放制御信号Ｓ５を出力する。
ステップＮ３２において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン開放信号Ｓ６を出力する。
ステップＮ３３において、ツールチェンジャ１３が封孔ガン６を開放する。
【００８４】
［第２に溶射加工方法］
第２の溶射加工方法は、まず、図１３に示す溶射加工開始位置Ｐ５から溶射加工終了位置Ｐ６までガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルト頭部１５の左半周の溶射加工を行う。その後、第１の溶射加工方法とは逆に、図１４に示す溶射加工終了位置Ｐ６から溶射加工開始位置Ｐ５までガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルト頭部１５の右半周の溶射加工を行う溶射加工方法である。
【００８５】
第２の溶射加工方法は、第１の溶射加工方法のボルト頭部１５の右半周を溶射加工する場合において、図１２の第１教示点Ｐ１と第３教示点Ｐ３とを入れ替え、ガンの制御点ＴＣＰのＸ軸及びＹ軸の移動方向を逆にして、溶射終了位置Ｐ６から溶射開始位置Ｐ５までを溶射加工するようにすれば同様の説明になるので、説明を省略する。
【００８６】
上述した溶射加工方法においては、溶射加工開始位置Ｐ５から溶射加工終了位置Ｐ６までの間を連続して溶射加工している。この代わりに、ボルト頭部１５の周面以外にマスキングをして、ボルト頭部１５の周面のみを溶射加工しても良い。
【００８７】
また、上述したボルト頭部１５の溶射加工においては、左半周と右半周に分割して溶射加工を行っているが、左半周と右半周とのそれぞれの両端部が重なるように溶射加工を行っても良い。
【００８８】
次に本発明の溶射加工方法を実施する被溶射物及び溶射加工方法の条件の実施例を図３１に示す。図３１は本発明の溶射加工方法を実施する被溶射物及び溶射加工方法の各処理工程のブラスト処理、溶射処理及び封孔処理の条件を示す図である。図３１に示す各処理工程の処理条件で溶射加工を行った結果、各ボルト頭部１５に均一な溶射皮膜を施すことができた。
【００８９】
以上の説明は１台のロボットを使用してブラスト処理、溶射処理及び封孔処理を行っているが、３台のロボットを使用して、ブラスト処理、溶射処理及び封孔処理のそれぞれの処理を専用の各１台のロボットにさせることによって、ガンを交換するステップを省略して製造工程を減らすことができる。３台のロボットを使用する場合、起動装置１０と溶射条件設定装置９の入力を３台について行わなければならないが、例えば信号入出力装置８を使用して３台のロボットの制御を連動させてもよい。
【００９０】
本発明の溶射方法は、ブラスト処理の各ステップ、溶射処理の各ステップ及び封孔処理の各ステップから成る場合を説明したが、ブラスト処理の各ステップ又は封孔処理の各ステップの何れか又は両方をロボットが行う代わりに手作業で行ってもよい。
【００９１】
前工程において、ブラスト処理の代わりに、塗装ガンを使用してエポキシ系又は水系の粗面形成剤の塗布を行うことによって、高品質の前処理を行うこともできる。
【００９２】
また、マニピュレータ１２に赤外線センサやＸ線等のカメラを搭載することによってブラスト処理又は溶射処理における皮膜検査をロボットで行うことができる。
【００９３】
さらに、本発明の溶射加工方法は、多関節ロボットを使用して、ロボット制御条件の信号から溶射処理を行う溶射ガンの制御点ＴＣＰの移動経路を演算して、この演算した移動経路の複数又は全部を連続して溶射することができる。
【００９４】
【発明の効果】
前述したように、橋梁に使用するボルト頭部１５の周面を溶射する場合、溶射ガンを円弧を描くように移動させなけらばならないために、従来技術では、アーク溶射の高度技術を習得した熟練作業者であっても、手作業では、重量のある溶射ガンを移動させて均一で十分な溶射皮膜を施すことは著しく困難であった。
【００９５】
本発明の溶射加工方法は、多関節ロボットを使用して、橋梁に使用するボルト頭部１５の周面を溶射ガンを円弧を描くように移動させて溶射加工することができ、再現性が高くばらつきのない均一で十分な厚さの溶射皮膜を形成することができる。また、アーク溶射の高度技術を習得した熟練作業者でなくても、ロボットのオペレータが一人いれば、良質の溶射加工を大量にすることができるので、溶射製品の溶射品質の安定化を図ると共に、製造コストも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願に係る発明の特徴を最もよく表す図である。
【図２】本発明の溶射加工方法によって溶射するボルト頭部を示す図である。
【図３】溶射ガンを把持する多関節ロボットの一般的な構成を示す図である。
【図４】本発明の溶射加工方法を説明するブロック図である。
【図５】ロボット制御装置７からツールチェンジャ１３、ブラストガン２、溶射ガン４及び封孔ガン６への信号の入出力を示す図である。
【図６】本発明の溶射加工方法によって溶射加工する部分を示す図である。
【図７】本発明の溶射加工方法に使用するガンを前進角θ１で移動させて、ボルト頭部１５と板１６との締結部とボルト頭部１５の側面を溶射加工する方法を示す図である。
【図８】１個のボルト頭部１５の左半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。
【図９】１２個のボルト頭部１５が板１６に締結された状態の平面図である。
【図１０】１２個のボルト頭部１５が板１６に締結された状態の側面図である。
【図１１】Ｙ軸方向のボルト頭部が３行、Ｘ軸方向のボルト頭部が４列の場合の変数Ｎｎ及び変数Ｎｍを示す図である。
【図１２】１個のボルト頭部１５の右半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。
【図１３】ボルトB11乃至ボルトB43の左半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。
【図１４】ボルトB11乃至ボルトB43の右半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。
【図１５】本発明のボルト頭部１５と板１６との締結部を溶射加工する方法を示すフローチャートである。
【図１６】本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図１７】図１６に続く本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図１８】図１７に続く本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図１９】図１８に続く本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図２０】図１９に続く本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図２１】本発明の溶射処理フローを示す図である。
【図２２】図２１に続く本発明の溶射処理フローを示す図である。
【図２３】図２２に続く本発明の溶射処理フローを示す図である。
【図２４】図２３に続く本発明の溶射処理フローを示す図である。
【図２５】本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図２６】図２５に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図２７】図２６に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図２８】図２７に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図２９】図２８に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図３０】図２９に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図３１】本発明の溶射加工方法を実施する被溶射物及び溶射加工方法の各処理工程のブラスト処理、溶射処理及び封孔処理の条件を示す図である。
【符号の説明】
１ ブラスト制御装置
２ ブラストガン
３ 溶射制御装置
４ 溶射ガン
５ 封孔制御装置
６ 封孔ガン
７ ロボット制御装置
８ 信号入出力装置
９ 溶射条件設定装置
１０ 起動装置
１１ ツールチェンジャ制御装置
１２ マニピュレータ
１３ ツールチェンジャ
１４ 被溶射物
１５ ボルト頭部
１６ 板
１７ ワイヤリール
１８ 鉛直線
２４ ティーチペンダント
２５ 操作ボックス
B11乃至B43 ボルト（頭部）
Ｄ１ ボルトの直径
Ｐ１ 第１教示点
Ｐ２ 第２教示点
Ｐ３ 第３教示点
Ｐ４ 第４教示点
Ｐ５ 溶射加工開始位置
Ｐ６ 溶射加工終了位置
Ｓ１ ガン保持指令信号
Ｓ２ ガン保持制御信号
Ｓ３ ガン保持信号
Ｓ４ ガン開放指令信号
Ｓ５ ガン開放制御信号
Ｓ６ ガン開放信号
Ｓ７ ブラスト開始指令信号
Ｓ８ ブラスト開始制御信号
Ｓ９ ブラスト開始信号
Ｓ１０ ブラスト終了指令信号
Ｓ１１ ブラスト終了制御信号
Ｓ１２ ブラスト終了信号
Ｓ１３ 溶射開始指令信号
Ｓ１４ 溶射開始制御信号
Ｓ１５ 溶射開始信号
Ｓ１６ 溶射終了指令信号
Ｓ１７ 溶射終了制御信号
Ｓ１８ 溶射終了信号
Ｓ１９ 封孔開始指令信号
Ｓ２０ 封孔開始制御信号
Ｓ２１ 封孔開始信号
Ｓ２２ 封孔終了指令信号
Ｓ２３ 封孔終了制御信号
Ｓ２４ 封孔終了信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一物の周面を溶射加工する場合に、溶射加工にとっては周面の変化が大きい単一物の周面に沿って、溶射ガンを移動させて複数個の単一物の周面を順次に繰り返して溶射する溶射加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の溶射加工方法によって溶射するボルトは、例えば、橋梁を組み立てる場合、橋梁の板を連結させるときに使用され、そのボルト頭部の形状は、例えば、図２に示すような溶射加工にとっては周面の変化が大きい曲面形状である。
図２は本発明の溶射加工方法によって溶射するボルトを示す図である。このボルト頭部１５の直径は、例えば５０乃至６０[mm]であり、橋梁の板と板１６との連結部に例えば、５０［個］程度使用され、１つの橋梁に数百個のボルトが使用される。
【０００３】
ボルトによって橋梁の板１６を連結させる場合、図２に示すように、ボルト頭部１５と板１６との締結部Ａに錆、腐食等が生じることがある。この締結部Ａに錆、腐食等が生じると、ボルト頭部１５で保持している締結トルクが小さくなるために、橋梁の板１６が橋梁から脱落することがある。このような不具合を防止するために、ボルト頭部１５と板１６との締結後に、締結部Ａに適切な防食処理をする必要がある。
この防食処理として、従来、塗料を塗布する処理が簡単で安価であるので、一般に普及している。しかし、ボルト頭部１５と板１６とを塗装すると、ボルト頭部１５と板１６との締結部Ａに塗料が堆積し、逆にボルト頭部１５の周面に塗布されないために、塗装では防食性能が低く耐用年数が短く、補修を必要とした。
【０００４】
また、このボルト頭部１５と板１６との防食処理として、溶融亜鉛メッキを施行することが安価で防食性能が良いので広く施工されている。しかし、溶融亜鉛メッキを施工するためには、締結したボルト頭部１５と板１６とをメッキ槽に入れなければならないために作業性が著しく低い。また、溶融亜鉛メッキを施工することが可能であっても、均一で十分な厚さのメッキの皮膜を施すことが困難である。
【０００５】
そこで、ボルト頭部１５と板１６との締結部の防食処理として、防食性能が著しく優れた亜鉛、アルミ等の単体又は複合材からなる２本の線材を使用する消耗電極式アーク溶射方法が一部実用化されている。この消耗電極式アーク溶射方法は、溶射面が下向の作業性の良い姿勢であれば、溶射ガンを手で持って移動させる手作業であっても、塗装、溶融亜鉛メッキ等の防食処理と比較して、防食効果を維持することができる期間が長く、補修を軽減し又は不要とする利点を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このアーク溶射は、ボルト頭部１５の周面が下向に位置した通常の作業性の良い姿勢であれば、溶射ガンを手で持って移動させる手作業でも、均一で十分な厚さの溶射皮膜を形成することができる。
しかし、ここで解決しようとする作業性の悪い姿勢で、しかも周面の変化が大きいボルト頭部１５の周面を、溶射ガンを円弧を描くように移動させて繰り返して多数個の溶射をしなけらばならない。このような溶射加工は、アーク溶射の高度技術を習得した熟練作業者であっても、手作業では、重量のある溶射ガンを円弧を描くように移動させて均一で十分な溶射皮膜を施すことは著しく困難である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
出願時の請求項１に記載の方法は、小径周面の単一物の複数個を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置を制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する第１の分割溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、
上記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、上記分割溶射面復帰過程と上記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【０００８】
出願時の請求項２に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の方法を多関節ロボットによって溶射する溶射加工方法であって、
小径周面の単一物の複数個を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する第１の分割溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、
上記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、上記分割溶射面復帰過程と上記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【０００９】
出願時の請求項３に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の分割溶射面復帰過程を省略して、教示した順序と逆方向の順序とを交互に繰り返して分割溶射面を順次に溶射する溶射加工方法であって、
小径周面の単一物の複数個を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置を制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、教示した順序で、上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最後の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを移動させて、教示した逆方向の順序で、最後の溶射順序を教示した単一物から最初の溶射順序を教示した単一物までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、
教示した順序と教示した逆方向の順序とを交互に繰り返して、上記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、上記分割溶射面復帰過程と上記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１０】
出願時の請求項４に記載の方法は、出願時の請求項２に記載の分割溶射面復帰過程を省略して、教示した順序と逆方向の順序とを交互に繰り返して分割溶射面を順次に溶射する溶射加工方法であって、
出願時の請求項２に記載の方法を多関節ロボットによって小径周面の単一物の複数個を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する第１の分割溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、
上記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、上記分割溶射面復帰過程と上記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１１】
出願時の請求項５に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１２】
出願時の請求項６に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面がボルト頭部の左半周移動経路及び右半周移動経路である溶射加工方法である。
【００１３】
出願時の請求項７に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程に単一物の溶射面の加工条件の教示を含み上記加工条件が単一物の形状によって予め定めた加工条件である溶射加工方法である。
【００１４】
出願時の請求項８に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程に単一物の溶射面の加工条件の教示を含み上記加工条件が溶射ガンの姿勢によって予め定めた加工条件である溶射加工方法である。
【００１５】
出願時の請求項９に記載の方法は、出願時の請求項１又は出願時の請求項２又は出願時の請求項３又は出願時の請求項４に記載の分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程に単一物の溶射面の加工条件が溶射ガンの分割溶射面に対する電気的物理的な出力である溶射加工方法である。
【００１６】
出願時の請求１０に記載の方法は、出願時の請求項６に記載の溶射ガンの姿勢に対する単一物の形状がボルト頭部の左半周移動経路及び右半周移動経路である溶射加工方法である。
【００１７】
出願時の請求項１１に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である溶射加工方法であって、
複数個のボルト頭部の周面を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置を教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する左半周移動経路溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１８】
出願時の請求項１２に記載の方法は、出願時の請求項２に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である溶射加工方法であって、
複数個のボルト頭部の周面を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する左半周移動経路溶射面復帰過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００１９】
出願時の請求項１３に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である溶射加工方法であって、
複数個のボルト頭部の周面を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置を教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路を溶射し、以下同様に、教示した順序で、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面の溶射終了位置から最後の溶射順序を教示したボルト頭部の右半周移動経路溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを移動させて、教示した逆方向の順序で、最後の溶射順序を教示したボルト頭部から最初の溶射順序を教示したボルト頭部までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面ボルト頭部の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２０】
出願時の請求項１４に記載の方法は、出願時の請求項１に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である溶射加工方法であって、
複数個のボルト頭部の周面を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、
上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、
上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路を溶射し、以下同様に、教示した順序で、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、
上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面の溶射終了位置から最後の溶射順序を教示したボルト頭部の右半周移動経路溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを移動させて、教示した逆方向の順序で、最後の溶射順序を教示したボルト頭部から最初の溶射順序を教示したボルト頭部までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面ボルト頭部の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２１】
出願時の請求項１５に記載の方法は、複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最終の溶射順序までの単一物がボルト頭部であって教示する位置の座標が、ボルト頭部B11の座標（Xb11、Yb11、Zb11）、ボルト頭部のＸ軸方向の数ｍ、ボルト頭部のＹ軸方向の数ｎ、ボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘ及びボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙである出願時の請求項１１又は出願時の請求項１２又は出願時の請求項１３又は出願時の請求項１４に記載の小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２２】
出願時の請求項１６に記載の方法は、溶射面の加工条件が、▲１▼ボルト頭部の直径Ｄ１、ロボットの動作速度、ガンの前進角θ１、ボルト頭部B11の座標（Xb11、Yb11、Zb11）、ボルト頭部のＸ軸方向の数ｍ、ボルト頭部のＹ軸方向の数ｎ、ボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘ及びボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙのロボット制御条件と▲２▼溶射電流値、溶射電圧値、溶射ガン４に供給されるワイヤの送給速度、溶射風量等の溶射アーク制御条件である出願時の請求項１１又は出願時の請求項１２又は出願時の請求項１３又は出願時の請求項１４に記載の小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本出願に係る発明の特徴を最もよく表す図である。後述する図１３と同じなので、説明は図１３で後述する。
発明の実施の形態は、出願時の請求項１２に記載の小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法であって、複数個のボルト頭部の周面を、多関節ロボットのマニピュレータ１２の手首部１２ａに取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、上記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、上記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に上記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する左半周移動経路溶射面復帰過程と、上記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から上記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
【００２４】
【実施例】
図３は溶射ガンを把持する多関節ロボットの一般的な構成を示す図である。同図において、マニピュレータ１２の手首部１２ａにはブラストガン２、溶射ガン４又は封孔ガン６（以下、総称してガンという）を保持するツールチェンジャ１３が取り付けられている。１７は溶射ガン４に供給されるワイヤが巻回されているワイヤリールである。７はマニピュレータ１２を制御するロボット制御装置であり、２４はマニピュレータ１２のティーチングを行うためのティーチペンダントであり、２５はマニピュレータ１２の始動又は停止を行う操作ボックスである。１１はツールチェンジャ制御装置であり、３は溶射制御装置であり、１はブラスト制御装置であり、５は封孔制御装置である。
溶射ガンは、一般的に２本の消耗電極（ワイヤ）の間又は非消耗電極と被溶射物との間にアークを発生させる。消耗電極式アーク溶射方法は、アーク熱によって生じた溶融部分を圧縮ガスのジェットによって微細化し、被溶射物に吹き付けて皮膜を形成する。また、溶射材料である２本のワイヤとして、アルミ、亜鉛、鉄、銅、ステンレス等の同種又は異種の金属を使用することができる。また、消耗電極式アーク溶射方法を用いる溶射ガンだけではなく２本の噴射ノズル間に発生させたガス炎の熱を利用するガス式溶射方法、２本の非消耗電極間にアークを発生させて、そのアーク熱を利用する非消耗電極式アーク溶射方法、アークを絞ってプラズマにしたプラズマ溶射方法等を使用する溶射ガンも使用できる。
なお、２本のワイヤを送給する消耗電極式アーク溶射方法以外の溶射方法では、金属、プラスチック、セラミック等の各種材料の棒状、ワイヤ状、粉末等の溶加材を供給する。
【００２５】
溶射加工は前工程、溶射工程及び後工程に分けることができる。前工程は溶射を行う場合に、予め被溶射物の表面に対し溶射効果を高める処理をしたり、必要に応じてマスキングを行う処理であり、主に下記の処理がある。
▲１▼被溶射物の表面に付着している油、グリース等の油脂性の汚れ及び可溶性汚染物を除去して清浄にする脱脂。
▲２▼酸化物の除去。
▲３▼溶射加工を行わない箇所に布、耐熱テープ等で覆うマスキング。
▲４▼尖鋭な稜角を持つ粒形のグリットを圧縮空気流、遠心力等で被溶射物に吹き付けて、被溶射物の黒皮、酸化物等を除去すると同時に皮膜のより高い密着性を得るために被溶射物の表面に凹凸を付け粗面化するブラスト処理。
上記の脱脂、酸化物の除去及びマスキングは必要がないときは省略する。
【００２６】
後工程は溶射皮膜の補強、仕上がり寸法精度の修正をすることを目的として溶射皮膜に施す処理であって、主に下記の処理がある。
▲１▼溶射皮膜の開口気孔に封孔材を浸透させ気孔を密閉し、溶射皮膜の特性を改善する封孔処理。
▲２▼溶射表面を滑らかにし、寸法精度を高めるための機械仕上げ。
▲３▼溶射皮膜を構成する成分元素と同じ元素を溶射皮膜から拡散浸透させて溶射皮膜の主として最外層を改質する加熱拡散処理。
上記の機械仕上げ及び加熱拡散処理は必要がないときは省略する。
【００２７】
前述した前工程、溶射工程及び後工程の内、本発明はブラスト処理、溶射処理及び封孔処理を多関節ロボットを用いて行う溶射加工方法である。
【００２８】
図４は本発明の溶射加工方法を説明するブロック図である。同図において、ブラスト制御装置１はブラストガン２が被溶射物１４に吹き付けるブラスト材の流量を制御する。
溶射制御装置３は溶射ガン４の溶射電圧、溶射電流、溶射風量及びワイヤ送給速度を制御する。封孔制御装置５は封孔ガン６が溶射皮膜の開口気孔に封孔材を浸透させる流量を制御する。
後述するボルトの直径等のロボット制御条件及び溶射電圧等の溶射アーク制御条件を溶射条件設定装置９に入力する。溶射条件設定装置９はボルト形状条件の信号をロボット制御装置７に出力し、溶射アーク制御条件の信号を溶射制御装置３に出力する。
ロボット制御装置７は、ブラスト処理、溶射処理及び封孔処理の開始又は終了の信号を信号入出力装置８を介してブラスト制御装置１、溶射制御装置３及び封孔制御装置５に出力する。また、ロボット制御装置７は入力されたボルト形状条件に対応してマニピュレータ１２を制御する。１０はロボット制御装置７を起動及び停止をする起動装置である。
１１はツールチェンジャ制御装置であって、信号入出力装置８の出力信号を入力してマニピュレータ１２の先端に装着されたツールチェンジャ１３にブラストガン２、溶射ガン４又は封孔ガン６の何れかのガンの保持又は開放の信号を出力する。
【００２９】
図５はロボット制御装置７からツールチェンジャ１３、ブラストガン２、溶射ガン４及び封孔ガン６への信号の入出力を示す図である。同図において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８にガン保持指令開始信号Ｓ１を出力すると、信号入出力装置８はツールチェンジャ制御装置１１にガン保持制御信号Ｓ２を出力し、ツールチェンジャ制御装置１１はツールチェンジャ１３にガン保持信号Ｓ３を出力し、ブラストガン２、溶射ガン４又は封孔ガン６の保持を開始する。次にロボット制御装置７が信号入出力装置８にガン開放指令信号Ｓ４を出力すると、信号入出力装置８はツールチェンジャ制御装置１１にガン開放制御信号Ｓ５を出力し、ツールチェンジャ制御装置１１はツールチェンジャ１３にガン開放信号Ｓ６を出力し、ブラストガン２、溶射ガン４又は封孔ガン６を開放する。
【００３０】
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８にブラスト開始指令信号Ｓ７を出力すると、信号入出力装置８はブラスト制御装置１にブラスト開始制御信号Ｓ８を出力し、ブラスト制御装置１はブラストガン２にブラスト開始信号Ｓ９を出力し、被溶射物１４のブラストを開始する。
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８にブラスト終了指令信号Ｓ１０を出力すると、信号入出力装置８はブラスト制御装置１にブラスト終了制御信号Ｓ１１を出力し、ブラスト制御装置１はブラストガン２にブラスト終了信号Ｓ１２を出力し、被溶射物１４のブラストを終了する。
【００３１】
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８に溶射開始指令信号Ｓ１３を出力すると、信号入出力装置８は溶射制御装置３に溶射開始制御信号Ｓ１４を出力し、溶射制御装置３は溶射ガン４に溶射開始信号Ｓ１５を出力し、被溶射物１４の溶射を開始する。
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８に溶射終了指令信号Ｓ１６を出力すると、信号入出力装置８は溶射制御装置３に溶射終了制御信号Ｓ１７を出力し、溶射制御装置３は溶射ガン４に溶射終了信号Ｓ１８を出力し、被溶射物１４の溶射を終了する。
【００３２】
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８に封孔開始指令信号Ｓ１９を出力すると、信号入出力装置８は封孔制御装置５に封孔開始制御信号Ｓ２０を出力し、封孔制御装置５は封孔ガン６に封孔開始信号Ｓ２１を出力し、被溶射物１４の封孔を開始する。
次にロボット制御装置７が信号入出力装置８に封孔終了指令信号Ｓ２２を出力すると、信号入出力装置８は封孔制御装置５に封孔終了制御信号Ｓ２３を出力し、封孔制御装置５は封孔ガン６に封孔終了信号Ｓ２４を出力し、被溶射物１４の封孔を終了する。
【００３３】
図６は本発明の溶射加工方法によって溶射加工する部分を示す図である。溶射加工する部分は、ボルト頭部１５と板１６との締結部とボルト頭部１５の側面である。また、図７は、本発明の溶射加工方法に使用するガンを前進角θ１で移動させて、ボルト頭部１５と板１６との締結部とボルト頭部１５の側面を溶射加工する方法を示す図である。図７において、ボルト頭部１５を締結した板１６を水平に配置して、鉛直線１８から傾斜させたガンの中心軸の傾斜角度をガンの前進角θ１とする。この前進角θ１は溶射加工部分に対応させて３０［度］乃至６０［度］に設定する。また、図３に示すマニピュレータ１２の動作不能領域に達するときは、この前進角θ１を３０［度］乃至６０［度］の範囲で調整する。
また、ガンの中心軸上でのガンの先端位置ＧＣＰと溶射等の処理を適切に行うガンの仮想の制御位置を示すガンを制御するためにガンの先端近傍に予め定めた基準位置となるのガンの制御点（以下、ガンの制御点という）ＴＣＰとの距離Ｌ１は、ガンの溶射範囲の能力によって決定され、例えば２００［ｍｍ］と設定される。
【００３４】
図８は、本来、一周に亘って溶射加工を行うことができる１個のボルト頭部１５において、ボルト頭部１５の左半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。同図において、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の左半周を第１教示点Ｐ１から第２教示点Ｐ２を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって溶射加工を行う。
【００３５】
図８において、ボルト頭部１５の中心を原点としてボルト頭部の直径をＤ１とすると、第１教示点Ｐ１の座標（Xp1、Yp1、Zp1）は、
（Xp1、Yp1、Zp1）＝（０、Ｄ１／２、０）
となる。
また、第２教示点Ｐ２の座標（Xp2、Yp2、Zp2）及び第３教示点Ｐ３の座標（Xp3、Yp3、Zp3）は、
（Xp2、Yp2、Zp2）＝（−Ｄ１／２、０、０）
（Xp3、Yp3、Zp3）＝（０、−Ｄ１／２、０）
となる。
【００３６】
次に例えば、図９に示す縦４列、横３行の計１２個のボルトB11乃至B43が板１６に締結された部分を溶射加工するとする。図９は１２個のボルト頭部１５が板１６に締結された状態の平面図であり、図１０は１２個のボルト頭部１５が板１６に締結された状態の側面図である。
図９において、ボルトB11の中心座標を（X11、Y11、Z11）とし、ボルトB11における図８に示した第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３に対応する点をそれぞれB11p1、B11p2及びB11p3とする。
B11p1の座標（Xb11p1、Yb11p1、Zb11p1）は、
（Xb11p1、Yb11p1、Zb11p1）＝（X11＋Xp1、Y11＋Yp1、Z11＋Zp1）
となる。
また同様に、B11p2の座標（Xb11p2、Yb11p2、Zb11p2）及びB11p3の座標（Xb11p3、Yb11p3、Zb11p3）は、
（Xb11p2、Yb11p2、Zb11p2）＝（X11＋Xp2、Y11＋Yp2、Z11＋Zp2）
（Xb11p3、Yb11p3、Zb11p3）＝（X11＋Xp3、Y11＋Yp3、Z11＋Zp3）
となる。
【００３７】
次に、ボルトB12乃至ボルトB43における図８に示した第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３に対応する点を、ボルトB11の第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３の座標を各ボルト頭部の原点間距離だけＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて求める。
図９に示すように、Ｙ軸方向のボルト頭部が３行、Ｘ軸方向のボルト頭部が４列の場合、変数Ｎｎ及び変数Ｎｍを図１１に示すように変化させて、ボルトB11乃至ボルトB43に対応させる。図１１はＹ軸方向のボルト頭部が３行、Ｘ軸方向のボルト頭部が４列の場合の変数Ｎｎ及び変数Ｎｍを示す図である。即ち、ボルトB11の変数Ｎｎ＝０、変数Ｎｍ＝０とし、変数Ｎｎ＝０に１を加算して、ボルトB12の変数Ｎｎ＝１、変数Ｎｍ＝０とする。次に、変数Ｎｎ＝１に１を加算して、ボルトB13の変数Ｎｎ＝２、変数Ｎｍ＝０とする。次に、変数Ｎｎ＝２に１を加算して、Ｎｎ＝３になるとＮｎ＝０とし、かつ、Ｎｍ＝０に１を加算してＮｍ＝１として、ボルトB21の変数Ｎｎ＝０、変数Ｎｍ＝１とする。
以下、上記を繰り返して、ボルトB43の変数Ｎｎ＝２、変数Ｎｍ＝３とする。
【００３８】
次に、図９に示したボルトB11乃至ボルトB43のそれぞれの原点間距離をＸ軸方向がＬｘ、Ｙ軸方向がＬｙとすると、ボルトB12の第１教示点Ｐ１の座標（Xb12p1、Yb12p1、Zb12p1）は、
（Xb12p1、Yb12p1、Zb12p1）＝（Xb11p1＋Ｎｍ×Ｌｘ、Yb11p1−Ｎｎ×Ｌｙ、Zb11p1）
となる。ここで、図１１に示すように、Ｎｍ＝０、Ｎｎ＝１であるから、これらを代入して、
（Xb12p1、Yb12p1、Zb12p1）＝（Xb11p1、Yb11p1−Ｌｙ、Zb11p1）
となる。
【００３９】
また同様に、ボルトB12の第２教示点Ｐ２の座標（Xb12p2、Yb12p2、Zb12p2）及びボルトB12の第３教示点Ｐ３の座標（Xb12p3、Yb12p3、Zb12p3）は、
（Xb12p2、Yb12p2、Zb12p2）＝（Xb11p2＋Ｎｍ×Ｌｘ、Yb11p2＋Ｎｎ×Ｌｙ、Zb11p2）＝（Xb11p2、Yb11p2−Ｌｙ、Zb11p2）
（Xb12p3、Yb12p3、Zb12p3）＝（Xb11p3＋Ｎｍ×Ｌｘ、Yb11p3＋Ｎｎ×Ｌｙ、Zb11p3）＝（Xb11p3、Yb11p3−Ｌｙ、Zb11p3）
となる。
【００４０】
したがって、
（Xb12p1、Yb12p1、Zb12p1）＝（X11、Y11＋Ｄ１／２−Ｌｙ、Z11）
（Xb12p2、Yb12p2、Zb12p2）＝（X11−Ｄ１／２、Y11−Ｌｙ、Z11）
（Xb12p3、Yb12p3、Zb12p3）＝（X11、Y11−Ｄ１／２−Ｌｙ、Z11）
となる。
【００４１】
したがって、上記と同様にして、ボルトB11乃至ボルトB43の第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３のそれぞれの座標を求める。
ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とすると、ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）は、
（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
となる。
また、ボルトBmnの第２教示点Ｐ２の座標（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）及び第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）は、
（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）＝（X11−Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
となる。
そして、図１１において、ボルトBmnのｍ及びｎに対応する変数Ｎｍ及び変数Ｎｎを入力すると、ボルトB11乃至ボルトB43の第１教示点Ｐ１、第２教示点Ｐ２及び第３教示点Ｐ３のそれぞれの座標を求めることができる。
【００４２】
次に、図１２は、１個のボルト頭部１５の右半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。同図において、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の右半周を第１教示点Ｐ１から第４教示点Ｐ４を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって溶射加工を行う。
【００４３】
図１２において、ボルト頭部１５の中心を原点としてボルト頭部の直径をＤ１とすると、
第１教示点Ｐ１の座標（Xp1、Yp1、Zp1）は、
（Xp1、Yp1、Zp1）＝（０、Ｄ１／２、０）
となる。
また、第４教示点Ｐ４の座標（Xp4、Yp4、Zp4）及び第３の教示点Ｐ３の座標（Xp3、Yp3、Zp3）は、
（Xp4、Yp4、Zp4）＝（Ｄ１／２、０、０）
（Xp3、Yp3、Zp3）＝（０、−Ｄ１／２、０）
となる。
【００４４】
したがって、前述したボルト頭部の左半周を溶射加工する場合と同様にして、ボルトB11乃至ボルトB43の第１教示点Ｐ１、第４教示点Ｐ４及び第３教示点Ｐ３のそれぞれの座標を求める。
ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とすると、ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）は、
（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
となる。
また、ボルトBmnの第４教示点Ｐ４の座標（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）及び第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）は、
（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）＝（X11＋Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）
となる。
そして、図１１において、ボルトBmnのｍ及びｎに対応する変数Ｎｍ及び変数Ｎｎを入力すると、ボルトB11乃至ボルトB43の第１教示点Ｐ１、第４教示点Ｐ４及び第３教示点Ｐ３のそれぞれの座標を求めることができる。
【００４５】
図１３は、ボルトB11乃至ボルトB43の左半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。ガンの制御点ＴＣＰを次の順序で移動させる。
▲１▼溶射加工開始位置Ｐ５からボルトB11の第１教示点B11p1に移動させる。
▲２▼ボルトB11の第１教示点B11p1からボルトB11の第２教示点B11p2を通過してボルトB11の第３教示点B11p3まで円弧を描いて移動させる。
▲３▼ボルトB11の第３教示点B11p3からボルトB12の第１教示点B12p1までＹ軸方向に移動させる。
▲４▼上記▲２▼及び▲３▼と同様の動作を繰り返してボルトB13の第３教示点B11p3まで移動させる。
▲５▼ボルトB13の第３教示点B13p3からボルトB21の第１教示点B21p1まで移動させる。
▲６▼上記▲２▼乃至▲５▼と同様の動作を繰り返してボルトB43の第３教示点B43p3まで移動させる。
▲７▼溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００４６】
図１４は、ボルトB11乃至ボルトB43の右半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。ガンの制御点ＴＣＰを次の順序で移動させる。
▲１▼溶射加工開始位置Ｐ５からボルトB11の第１教示点B11p1に移動させる。
▲２▼ボルトB11の第１教示点B11p1からボルトB11の第２教示点B11p2を通過してボルトB11の第３教示点B11p3まで円弧を描いて移動させる。
▲３▼ボルトB11の第３教示点B11p3からボルトB12の第１教示点B12p1までＹ軸方向に移動させる。
▲４▼上記▲２▼及び▲３▼と同様の動作を繰り返してボルトB13の第３教示点B11p3Ｐ３まで移動させる。
▲５▼ボルトB13の第３教示点B13p3からボルトB21の第１教示点B21p1まで移動させる。
▲６▼上記▲２▼乃至▲５▼と同様の動作を繰り返してボルトB43の第３教示点B43p3まで移動させる。
▲７▼溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００４７】
［第１の溶射加工方法］
図１５乃至図３０は本発明のボルト頭部１５と板１６との締結部を溶射加工する第１の溶射加工方法を示すフローチャートである。第１の溶射加工方法は、まず、図１３に示す溶射加工開始位置Ｐ５から溶射加工終了位置Ｐ６までガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルト頭部１５の左半周の溶射加工を行う。その後、図１４に示す溶射加工開始位置Ｐ５に戻り、溶射加工開始位置Ｐ５から溶射加工終了位置Ｐ６までガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルト頭部１５の右半周の溶射加工を行う溶射加工方法である。
【００４８】
図１５のステップＳＴ１において、図４の溶射条件設定装置９から次の溶射面の加工条件を入力する。溶射面の加工条件は、▲１▼ボルト頭部の直径Ｄ１、ロボットの動作速度、ガンの前進角θ１、ボルトB11の座標（Xb11、Yb11、Zb11）、ボルト頭部のＸ軸方向の数ｍ、ボルト頭部のＹ軸方向の数ｎ、ボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘ及びボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙのロボット制御条件と▲２▼溶射電流値、溶射電圧値、溶射ガン４に供給されるワイヤの送給速度、溶射風量等の溶射アーク制御条件とである。
【００４９】
ステップＳＴ２において、溶射条件設定装置９から入力された溶射条件のうち、ロボット制御条件の信号がロボット制御装置７に入力される。
ステップＳＴ３において、溶射条件設定装置９から入力された溶射条件のうち、溶射アーク制御条件の信号が溶射制御装置３に入力される。
【００５０】
図１５に示すステップＬにおいて、図１６乃至図２０に示すブラスト処理フローを行う。
［ブラスト処理ステップ］
図１６乃至図２０は本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【００５１】
ステップＬ１において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図８に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の左半周を第１教示点Ｐ１から第２教示点Ｐ２を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによってブラスト処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第２教示点Ｐ２の座標（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）＝（X11−Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００５２】
ステップＬ２において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１３に示すように、まず、Ｙ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB11乃至ボルトB13をブラスト処理し、次に、Ｘ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB21乃至ボルトB23をブラスト処理し、これらを順次繰り返してボルトB43までブラスト処理することを設定する。
【００５３】
ステップＬ３において、起動装置１０をＯＮすると起動装置１０が起動信号をロボット制御装置７に出力する。
ステップＬ４において、マニピュレータ１２の手首部１２ａをブラストガン保持位置に移動する。
ステップＬ５において、図５に示すように、ロボット制御装置７がガン保持指令信号Ｓ１を信号入出力装置８に出力する。
ステップＬ６において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン保持制御信号Ｓ２を出力する。
ステップＬ７において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン保持信号Ｓ３を出力する。
ステップＬ８において、ツールチェンジャ１３がブラストガン２を保持する。
【００５４】
ステップＬ９において、ブラストガン２のノズル先端を溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＬ１０において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８にブラスト開始指令信号Ｓ７を出力する。
ステップＬ１１において、信号入出力装置８がブラスト制御装置１にブラスト開始制御信号Ｓ８を出力する。
ステップＬ１２において、ブラスト制御装置１がブラストガン２にブラスト開始信号Ｓ９を出力する。
【００５５】
ステップＬ１３において、ボルトB11の左半周のブラスト処理を行う。
ステップＬ１４において、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12のブラスト処理を行い、さらに、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13のブラスト処理を行う。
【００５６】
ステップＬ１５において、ブラストガン２をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21のブラスト処理を行う。
ステップＬ１６において、上記ステップＬ１４及びステップ１５を繰り返してボルトB43までブラスト処理を行う。
ステップＬ１７において、ブラストガン２を図１３に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００５７】
ステップＬ１８において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１２に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の右半周を第１教示点Ｐ１から第４教示点Ｐ４を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによってブラスト処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第４教示点Ｐ４の座標（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）＝（X11＋Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００５８】
ステップＬ１９において、ブラストガン２のノズル先端を図１４に示す溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＬ２０において、ボルトB11の右半周のブラスト処理を行う。
ステップＬ２１において、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12のブラスト処理を行い、さらに、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の右半周のブラスト処理を行う。
【００５９】
ステップＬ２２において、ブラストガン２をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の右半周のブラスト処理を行う。
ステップＬ２３において、上記ステップＬ２１及びステップＬ２２を繰り返してボルトB43までの右半周のブラスト処理を行う。
ステップＬ２４において、ブラストガン２を図１４に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００６０】
ステップＬ２５において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８にブラスト終了指令信号Ｓ１０を出力する。
ステップＬ２６において、信号入出力装置８がブラスト制御装置１にブラスト終了制御信号Ｓ１１を出力する。
ステップＬ２７において、ブラスト制御装置１がブラストガン２にブラスト終了信号Ｓ１２を出力する。
【００６１】
ステップＬ２８において、ブラストガン２がブラスト材を被溶射物１４に吹き付けることを終了する。
ステップＬ２９において、マニピュレータ１２の手首部１２ａをブラストガン保持位置に移動する。
ステップＬ３０において、ロボット制御装置７がガン開放指令信号Ｓ４を信号入出力装置８に出力する。
ステップＬ３１において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン開放制御信号Ｓ５を出力する。
ステップＬ３２において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン開放信号Ｓ６を出力する。
ステップＬ３３において、ツールチェンジャ１３がブラストガン２を開放する。
【００６２】
図１５に示すステップＭにおいて、図２１乃至図２４に示す溶射フローを開始する。
【００６３】
［溶射処理ステップ］
図２１乃至図２４は本発明の溶射処理フローを示す図である。
【００６４】
ステップＭ１において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から
図８に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の左半周を第１教示点Ｐ１から第２教示点Ｐ２を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって溶射処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第２教示点Ｐ２の座標（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）＝（X11−Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００６５】
ステップＭ２において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１３に示すように、まず、Ｙ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB11乃至ボルトB13を溶射処理し、次に、Ｘ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB21乃至ボルトB23を溶射処理し、これらを順次繰り返してボルトB43まで溶射処理することを設定する。
ステップＭ３において、起動装置１０をＯＮすると起動装置１０が起動信号をロボット制御装置７に出力する。
ステップＭ４において、マニピュレータ１２の手首部１２ａを溶射ガン保持位置に移動する。
【００６６】
ステップＭ５において、図５に示すように、ロボット制御装置７がガン保持指令信号Ｓ１を信号入出力装置８に出力する。
ステップＭ６において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン保持制御信号Ｓ２を出力する。
ステップＭ７において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン保持信号Ｓ３を出力する。
ステップＭ８において、ツールチェンジャ１３が溶射ガン４を保持する。
【００６７】
ステップＭ９において、溶射ガン４のノズル先端を溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＭ１０において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８に溶射開始指令信号Ｓ１３を出力する。
ステップＭ１１において、信号入出力装置８が溶射制御装置３に溶射開始制御信号Ｓ１４を出力する。
ステップＭ１２において、溶射制御装置３が溶射ガン４に溶射開始信号Ｓ１５を出力する。
【００６８】
ステップＭ１３において、ボルトB11の左半周の溶射処理を行う。
ステップＭ１４において、溶射トガン４をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12の溶射処理を行い、さらに、ブラストガン２をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の溶射処理を行う。
ステップＭ１５において、溶射ガン４をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の溶射処理を行う。
ステップＭ１６において、上記ステップＭ１４及びステップＭ１５を繰り返してボルトB43まで溶射処理を行う。
【００６９】
ステップＭ１７において、溶射ガン４を図１３に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
ステップＭ１８において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１２に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の右半周を第１教示点Ｐ１から第４教示点Ｐ４を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって溶射処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第４教示点Ｐ４の座標（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）＝（X11＋Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００７０】
ステップＭ１９において、溶射ガン４のノズル先端を図１４に示す溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＭ２０において、ボルトB11の右半周の溶射処理を行う。
ステップＭ２１において、溶射ガン４をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12の溶射処理を行い、さらに、溶射ガン４をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の右半周の溶射処理を行う。
ステップＭ２２において、溶射ガン４をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の右半周の溶射処理を行う。
ステップＭ２３において、上記ステップＭ２１及びステップＭ２２を繰り返してボルトB43までの右半周の溶射処理を行う。
【００７１】
ステップＭ２４において、溶射ガン４を図１４に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
ステップＭ２５において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８に溶射終了指令信号Ｓ１６を出力する。
ステップＭ２６において、信号入出力装置８が溶射制御装置３に溶射終了制御信号Ｓ１７を出力する。
ステップＭ２７において、ブラスト制御装置１が溶射ガン４に溶射終了信号Ｓ１８を出力する。
ステップＭ２８において、溶射ガン４が被溶接物１４への溶射処理を終了する。
【００７２】
ステップＭ２９において、マニピュレータ１２の手首部１２ａを溶射ガン保持位置に移動する。
ステップＭ３０において、ロボット制御装置７がガン開放指令信号Ｓ４を信号入出力装置８に出力する。
ステップＭ３１において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン開放制御信号Ｓ５を出力する。
ステップＭ３２において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン開放信号Ｓ６を出力する。
ステップＭ３３において、ツールチェンジャ１３が溶射ガン４を開放する。
【００７３】
図１５に示すステップＮにおいて、図２５乃至図３０に示す封孔処理フローを開始する。
【００７４】
［封孔処理ステップ］
図２５乃至図３０は本発明の封孔処理フローを示す図である。
【００７５】
ステップＮ１において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から
図８に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の左半周を第１教示点Ｐ１から第２教示点Ｐ２を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって封孔処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第２教示点Ｐ２の座標（Xbmnp2、Ybmnp2、Zbmnp2）＝（X11−Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００７６】
ステップＮ２において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１３に示すように、まず、Ｙ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB11乃至ボルトB13を封孔処理し、次に、Ｘ軸方向にガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルトB21乃至ボルトB23を封孔処理し、これらを順次繰り返してボルトB43まで封孔処理することを設定する。
ステップＮ３において、起動装置１０をＯＮすると起動装置１０が起動信号をロボット制御装置７に出力する。
【００７７】
ステップＮ４において、マニピュレータ１２の手首部１２ａを封孔ガン保持位置に移動する。
ステップＮ５において、図５に示すように、ロボット制御装置７がガン保持指令信号Ｓ１を信号入出力装置８に出力する。
ステップＮ６において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン保持制御信号Ｓ２を出力する。
ステップＮ７において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン保持信号Ｓ３を出力する。
ステップＮ８において、ツールチェンジャ１３が封孔ガン６を保持する。
【００７８】
ステップＮ９において、封孔ガン６のノズル先端を図１３に示す溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＮ１０において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８に封孔開始指令信号Ｓ１９を出力する。
ステップＮ１１において、信号入出力装置８が封孔制御装置５に封孔開始制御信号Ｓ２０を出力する。
ステップＮ１２において、封孔制御装置５が封孔ガン６に封孔開始信号Ｓ２１を出力する。
【００７９】
ステップＮ１３において、ボルトB11の左半周の封孔処理を行う。
ステップＮ１４において、封孔ガン６をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12の封孔処理を行い、さらに、封孔ガン６をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の封孔処理を行う。
ステップＮ１５において、封孔ガン６をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の封孔処理を行う。
ステップＮ１６において、上記ステップＮ１４及びステップＮ１５を繰り返してボルトB43まで封孔処理を行う。
ステップＮ１７において、封孔ガン６を図１３に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００８０】
ステップＮ１８において、ロボット制御装置７がロボット制御条件の信号から図１２に示すように、ガンの制御点ＴＣＰがボルト頭部の右半周を第１教示点Ｐ１から第４教示点Ｐ４を通過して第３教示点Ｐ３までの円弧を描く経路で移動することによって封孔処理を行う設定をする。
また、ボルトBmnにおいて、ｍを１乃至４とし、ｎを１乃至３とし、
ボルトBmnの第１教示点Ｐ１の座標（Xbmnp1、Ybmnp1、Zbmnp1）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11＋Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第４教示点Ｐ４の座標（Xbmnp4、Ybmnp4、Zbmnp4）＝（X11＋Ｄ１／２＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）、
ボルトBmnの第３教示点Ｐ３の座標（Xbmnp3、Ybmnp3、Zbmnp3）＝（X11＋Ｎｍ×Ｌｘ、Y11−Ｄ１／２＋Ｎｎ×Ｌｙ、Z11）を設定する。
【００８１】
ステップＮ１９において、封孔ガン６のノズル先端を図１４に示す溶射加工開始位置Ｐ５に移動させる。
ステップＮ２０において、ボルトB11の右半周の封孔処理を行う。
ステップＮ２１において、封孔ガン６をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB12の封孔処理を行い、さらに、封孔ガン６をＹ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙだけマイナス移動させてボルトB13の右半周の封孔処理を行う。
ステップＮ２２において、封孔ガン２をＸ軸方向にボルト頭部のＸ軸方向の間隔Ｌｘだけプラス移動させ、さらに、Ｙ軸方向にボルト頭部のＹ軸方向の間隔Ｌｙ×２だけプラス移動させてボルトB21の右半周の封孔処理を行う。
ステップＮ２３において、上記ステップＮ２１及びステップＮ２２を繰り返してボルトB43までの右半周の封孔処理を行う。
ステップＮ２４において、封孔ガン６を図１４に示す溶射加工終了位置Ｐ６まで移動させる。
【００８２】
ステップＮ２５において、ロボット制御装置７が信号入出力装置８に封孔終了指令信号Ｓ２２を出力する。
ステップＮ２６において、信号入出力装置８が封孔制御装置５に封孔終了制御信号Ｓ２３を出力する。
ステップＮ２７において、封孔制御装置５が封孔ガン６に封孔終了信号Ｓ２４を出力する。
ステップＮ２８において、封孔ガン６が被溶接物１４への封孔処理を終了する。
【００８３】
ステップＮ２９において、マニピュレータ１２の手首部１２ａを封孔ガン保持位置に移動する。
ステップＮ３０において、ロボット制御装置７がガン開放指令信号Ｓ４を信号入出力装置８に出力する。
ステップＮ３１において、信号入出力装置８がツールチェンジャ制御装置１１にガン開放制御信号Ｓ５を出力する。
ステップＮ３２において、ツールチェンジャ制御装置１１がツールチェンジャ１３にガン開放信号Ｓ６を出力する。
ステップＮ３３において、ツールチェンジャ１３が封孔ガン６を開放する。
【００８４】
［第２に溶射加工方法］
第２の溶射加工方法は、まず、図１３に示す溶射加工開始位置Ｐ５から溶射加工終了位置Ｐ６までガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルト頭部１５の左半周の溶射加工を行う。その後、第１の溶射加工方法とは逆に、図１４に示す溶射加工終了位置Ｐ６から溶射加工開始位置Ｐ５までガンの制御点ＴＣＰを移動させてボルト頭部１５の右半周の溶射加工を行う溶射加工方法である。
【００８５】
第２の溶射加工方法は、第１の溶射加工方法のボルト頭部１５の右半周を溶射加工する場合において、図１２の第１教示点Ｐ１と第３教示点Ｐ３とを入れ替え、ガンの制御点ＴＣＰのＸ軸及びＹ軸の移動方向を逆にして、溶射終了位置Ｐ６から溶射開始位置Ｐ５までを溶射加工するようにすれば同様の説明になるので、説明を省略する。
【００８６】
上述した溶射加工方法においては、溶射加工開始位置Ｐ５から溶射加工終了位置Ｐ６までの間を連続して溶射加工している。この代わりに、ボルト頭部１５の周面以外にマスキングをして、ボルト頭部１５の周面のみを溶射加工しても良い。
【００８７】
また、上述したボルト頭部１５の溶射加工においては、左半周と右半周に分割して溶射加工を行っているが、左半周と右半周とのそれぞれの両端部が重なるように溶射加工を行っても良い。
【００８８】
次に本発明の溶射加工方法を実施する被溶射物及び溶射加工方法の条件の実施例を図３１に示す。図３１は本発明の溶射加工方法を実施する被溶射物及び溶射加工方法の各処理工程のブラスト処理、溶射処理及び封孔処理の条件を示す図である。図３１に示す各処理工程の処理条件で溶射加工を行った結果、各ボルト頭部１５に均一な溶射皮膜を施すことができた。
【００８９】
以上の説明は１台のロボットを使用してブラスト処理、溶射処理及び封孔処理を行っているが、３台のロボットを使用して、ブラスト処理、溶射処理及び封孔処理のそれぞれの処理を専用の各１台のロボットにさせることによって、ガンを交換するステップを省略して製造工程を減らすことができる。３台のロボットを使用する場合、起動装置１０と溶射条件設定装置９の入力を３台について行わなければならないが、例えば信号入出力装置８を使用して３台のロボットの制御を連動させてもよい。
【００９０】
本発明の溶射方法は、ブラスト処理の各ステップ、溶射処理の各ステップ及び封孔処理の各ステップから成る場合を説明したが、ブラスト処理の各ステップ又は封孔処理の各ステップの何れか又は両方をロボットが行う代わりに手作業で行ってもよい。
【００９１】
前工程において、ブラスト処理の代わりに、塗装ガンを使用してエポキシ系又は水系の粗面形成剤の塗布を行うことによって、高品質の前処理を行うこともできる。
【００９２】
また、マニピュレータ１２に赤外線センサやＸ線等のカメラを搭載することによってブラスト処理又は溶射処理における皮膜検査をロボットで行うことができる。
【００９３】
さらに、本発明の溶射加工方法は、多関節ロボットを使用して、ロボット制御条件の信号から溶射処理を行う溶射ガンの制御点ＴＣＰの移動経路を演算して、この演算した移動経路の複数又は全部を連続して溶射することができる。
【００９４】
【発明の効果】
前述したように、橋梁に使用するボルト頭部１５の周面を溶射する場合、溶射ガンを円弧を描くように移動させなけらばならないために、従来技術では、アーク溶射の高度技術を習得した熟練作業者であっても、手作業では、重量のある溶射ガンを移動させて均一で十分な溶射皮膜を施すことは著しく困難であった。
【００９５】
本発明の溶射加工方法は、多関節ロボットを使用して、橋梁に使用するボルト頭部１５の周面を溶射ガンを円弧を描くように移動させて溶射加工することができ、再現性が高くばらつきのない均一で十分な厚さの溶射皮膜を形成することができる。また、アーク溶射の高度技術を習得した熟練作業者でなくても、ロボットのオペレータが一人いれば、良質の溶射加工を大量にすることができるので、溶射製品の溶射品質の安定化を図ると共に、製造コストも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願に係る発明の特徴を最もよく表す図である。
【図２】本発明の溶射加工方法によって溶射するボルト頭部を示す図である。
【図３】溶射ガンを把持する多関節ロボットの一般的な構成を示す図である。
【図４】本発明の溶射加工方法を説明するブロック図である。
【図５】ロボット制御装置７からツールチェンジャ１３、ブラストガン２、溶射ガン４及び封孔ガン６への信号の入出力を示す図である。
【図６】本発明の溶射加工方法によって溶射加工する部分を示す図である。
【図７】本発明の溶射加工方法に使用するガンを前進角θ１で移動させて、ボルト頭部１５と板１６との締結部とボルト頭部１５の側面を溶射加工する方法を示す図である。
【図８】１個のボルト頭部１５の左半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。
【図９】１２個のボルト頭部１５が板１６に締結された状態の平面図である。
【図１０】１２個のボルト頭部１５が板１６に締結された状態の側面図である。
【図１１】Ｙ軸方向のボルト頭部が３行、Ｘ軸方向のボルト頭部が４列の場合の変数Ｎｎ及び変数Ｎｍを示す図である。
【図１２】１個のボルト頭部１５の右半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。
【図１３】ボルトB11乃至ボルトB43の左半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。
【図１４】ボルトB11乃至ボルトB43の右半周を溶射加工する場合のガンの制御点ＴＣＰの移動経路を示す図である。
【図１５】本発明のボルト頭部１５と板１６との締結部を溶射加工する方法を示すフローチャートである。
【図１６】本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図１７】図１６に続く本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図１８】図１７に続く本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図１９】図１８に続く本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図２０】図１９に続く本発明のブラスト処理フローを示す図である。
【図２１】本発明の溶射処理フローを示す図である。
【図２２】図２１に続く本発明の溶射処理フローを示す図である。
【図２３】図２２に続く本発明の溶射処理フローを示す図である。
【図２４】図２３に続く本発明の溶射処理フローを示す図である。
【図２５】本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図２６】図２５に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図２７】図２６に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図２８】図２７に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図２９】図２８に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図３０】図２９に続く本発明の封孔処理フローを示す図である。
【図３１】本発明の溶射加工方法を実施する被溶射物及び溶射加工方法の各処理工程のブラスト処理、溶射処理及び封孔処理の条件を示す図である。
【符号の説明】
１ ブラスト制御装置
２ ブラストガン
３ 溶射制御装置
４ 溶射ガン
５ 封孔制御装置
６ 封孔ガン
７ ロボット制御装置
８ 信号入出力装置
９ 溶射条件設定装置
１０ 起動装置
１１ ツールチェンジャ制御装置
１２ マニピュレータ
１３ ツールチェンジャ
１４ 被溶射物
１５ ボルト頭部
１６ 板
１７ ワイヤリール
１８ 鉛直線
２４ ティーチペンダント
２５ 操作ボックス
B11乃至B43 ボルト（頭部）
Ｄ１ ボルトの直径
Ｐ１ 第１教示点
Ｐ２ 第２教示点
Ｐ３ 第３教示点
Ｐ４ 第４教示点
Ｐ５ 溶射加工開始位置
Ｐ６ 溶射加工終了位置
Ｓ１ ガン保持指令信号
Ｓ２ ガン保持制御信号
Ｓ３ ガン保持信号
Ｓ４ ガン開放指令信号
Ｓ５ ガン開放制御信号
Ｓ６ ガン開放信号
Ｓ７ ブラスト開始指令信号
Ｓ８ ブラスト開始制御信号
Ｓ９ ブラスト開始信号
Ｓ１０ ブラスト終了指令信号
Ｓ１１ ブラスト終了制御信号
Ｓ１２ ブラスト終了信号
Ｓ１３ 溶射開始指令信号
Ｓ１４ 溶射開始制御信号
Ｓ１５ 溶射開始信号
Ｓ１６ 溶射終了指令信号
Ｓ１７ 溶射終了制御信号
Ｓ１８ 溶射終了信号
Ｓ１９ 封孔開始指令信号
Ｓ２０ 封孔開始制御信号
Ｓ２１ 封孔開始信号
Ｓ２２ 封孔終了指令信号
Ｓ２３ 封孔終了制御信号
Ｓ２４ 封孔終了信号
Claims (16)
- 小径周面の単一物の複数個を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、前記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、前記各分割溶射面ごとの位置を制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、前記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に前記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、前記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、前記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する第１の分割溶射面復帰過程と、前記最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置から前記最後の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、前記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、前記分割溶射面復帰過程と前記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法。
- 小径周面の単一物の複数個を、多関節ロボットのマニピュレータの手首部に取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、前記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、前記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、前記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に前記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、前記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、前記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する第１の分割溶射面復帰過程と、前記最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置から前記最後の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、前記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、前記分割溶射面復帰過程と前記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法。
- 小径周面の単一物の複数個を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、前記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、前記各分割溶射面ごとの位置を制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、前記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に前記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、教示した順序で、前記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、前記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最後の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを移動させて、教示した逆方向の順序で、最後の溶射順序を教示した単一物から最初の溶射順序を教示した単一物までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、教示した順序と教示した逆方向の順序とを交互に繰り返して、前記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、前記分割溶射面復帰過程と前記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法。
- 請求項２に記載の方法を多関節ロボットによって小径周面の単一物の複数個を、多関節ロボットのマニピュレータの手首部に取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、前記単一物の溶射面の加工条件に応じて１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面を形成し、前記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、前記最初の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、次に前記２番目の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置から第１の分割溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、前記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面を溶射する第１の分割溶射面順次溶射過程と、前記最後の溶射順序を教示した単一物の第１の分割溶射面の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する第１の分割溶射面復帰過程と、前記最初の溶射順序を教示した単一物の第２の分割溶射面の溶射開始位置から前記最後の溶射順序を教示した単一物の溶射開始位置までの各単一物の第２の分割溶射面を溶射する第２の分割溶射面順次溶射過程と、前記分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程で教示した第Ｎの分割溶射面の溶射が終了するまで、前記分割溶射面復帰過程と前記分割溶射面順次溶射過程とを繰り返して各単一物の第Ｎの分割溶射面を溶射する第Ｎの分割溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法。
- 請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記載の小径周面の単一物がボルト頭部である小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法。
- 請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記載の１回で溶射する面を分割して第２ないし第Ｎの分割溶射面がボルト頭部の左半周移動経路及び右半周移動経路である溶射加工方法。
- 請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記載の分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程に単一物の溶射面の加工条件の教示を含み前記加工条件が単一物の形状によって予め定めた加工条件である溶射加工方法。
- 請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記載の分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程に単一物の溶射面の加工条件の教示を含み前記加工条件が溶射ガンの姿勢によって予め定めた加工条件である溶射加工方法。
- 請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記載の分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程に単一物の溶射面の加工条件が溶射ガンの分割溶射面に対する電気的物理的な出力である溶射加工方法。
- 請求項６に記載の溶射ガンの姿勢に対する単一物の形状がボルト頭部の左半周移動経路及び右半周移動経路である溶射加工方法。
- 複数個のボルト頭部の周面を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、前記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、前記各分割溶射面ごとの位置を教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、前記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に前記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する左半周移動経路溶射面復帰過程と、前記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開 始位置から前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法。
- 複数個のボルト頭部の周面を、多関節ロボットのマニピュレータの手首部に取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、前記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、前記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、前記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に前記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、以下同様に、順次に、前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射終了位置から最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置まで溶射ガンを復帰する左半周移動経路溶射面復帰過程と、前記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法。
- 複数個のボルト頭部の周面を、溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、前記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、前記各分割溶射面ごとの位置を教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までを教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、前記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に前記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路を溶射し、以下同様に、教示した順序で、前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面の溶射終了位置から最後の溶射順序を教示したボルト頭部の右半周移動経路溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを移動させて、教示した逆方向の順序で、最後の溶射順序を教示したボルト頭部から最初の溶射順序を教示したボルト頭部までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面ボルト頭部の複数個繰り返し溶射加工方法。
- 複数個のボルト頭部の周面を、多関節ロボットのマニピュレータの手首部に取り付けられた溶射ガンを順次に移動させて繰り返し溶射する小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法において、前記ボルト頭部の周面に応じて１回で溶射する面を左半周移動経路及び右半周移動経路に分割して左半周移動経路溶射面及び右半周移動経路溶射面を形成し、前記各分割溶射面ごとの位置をロボット制御装置に教示し、次に複数個のボルト頭部の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最後の溶射順序までをロボット制御装置に教示する分割溶射面・溶射位置・溶射順序教示過程と、前記最初の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路溶射面を溶射し、次に前記２番目の溶射順序を教示したボルト頭部の溶射開始位置から左半周移動経路を溶射し、以下同様に、教示した順序で、前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面を溶射する左半周移動経路溶射面順次溶射過程と、前記最後の溶射順序を教示したボルト頭部の左半周移動経路溶射面の溶射終了位置から最後の溶射順序を教示したボルト頭部の右半周移動経路溶射面の溶射開始位置まで溶射ガンを移動させて、教示した逆方向の順序で、最後の溶射順序を教示したボルト頭部から最初の溶射順序を教示したボルト頭部までの各ボルト頭部の右半周移動経路溶射面を溶射する右半周移動経路溶射面順次溶射過程とからなる小径周面ボルト頭部の複数個繰り返し溶射加工方法。
- 複数個の単一物の溶射開始位置及び最初の溶射順序から最終の溶射順序までの単一物がボルト頭部であって教示する位置の座標が、ボルト B11 の座標、ボルト頭部のＸ軸方向の数、ボルト頭部のＹ軸方向の数、ボルト頭部のＸ軸方向の間隔及びボルト頭部のＹ軸方向の間隔である請求項１１又は請求項１２又は請求項１３又は請求項１４に記載の小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法である。
- 溶射面の加工条件が、（１）ボルト頭部の直径、ロボットの動作速度、ガンの前進角、ボルト B11 の座標、ボルト頭部のＸ軸方向の数、ボルト頭部のＹ軸方向の数、ボルト頭部のＸ軸方向の間隔及びボルト頭部のＹ軸方向の間隔のロボット制御条件と（２）溶射電流値、溶射電圧値、溶射ガンに供給されるワイヤの送給速度、溶射風量等の溶射アーク制御条件である請求項１１又は請求項１２又は請求項１３又は請求項１４に記載の小径周面単一物の複数個繰り返し溶射加工方法。
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