JP5209805B1 - マスキング治具を用いたマスキング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットのハンドによりマスキング治具をワークに均等な力で貼付ける。
【解決手段】ロボットのマスキング治具把持部（３１）がロボットの作業領域内に予め準備されたマスキング治具を把持し、ロボットがマスキング治具を移動させて仮置き台に載置し、ロボットの対象物把持部（２１）がロボットの作業領域内に予め準備された対象物を把持し、ロボットが対象物を移動させて所定の位置姿勢で塗布部（３５ｂ）に対面するよう位置決めし、塗布部が対象物のマスキング部位に接着剤を塗布し、ロボットが対象物のマスキング部位を下方に向けて、対象物を仮置き台まで移動させ、ロボットが、仮置き台に載置されたマスキング治具まで対象物を下降させてマスキング治具を対象物のマスキング部位に貼付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスキング治具を用いてロボットにより実施されるマスキング方法に関する。

塗装対象物への塗装前に、非塗装部位を予め被覆するいわゆるマスキングを行う際は、マスキングテープ又はマスキング治具等を該非塗装部位に取付けることが一般的である。例えば特許文献１には、「塗装作業において、塗装したくない箇所がある場合には、その箇所にマスキングテープ等のマスキング材を貼着してから全体を塗装し、塗装後にマスキングテープを剥離する方法が効率的である」と記載されている。

マスキングシートを用いたマスキング方法も周知である。例えば特許文献２には、「機体１を洗浄、塗装する際に、洗浄液や塗料などの異物から搭載電子部品などの精密装置を保護すべく、伸縮性及び粘着性を有しかつ繰返し使用可能なマスキングシート１０にて、前記精密装置に連通する機体孔５を覆う」と記載されている。

また、マグネット体によってマスキング部材を位置決めする技術も周知である。例えば特許文献３には、「マスクをマグネット体で被塗装物の所定面にズレ動かないよう確実に位置決め被着でき、また、マグネット体を備えるだけの簡単な構成でマスク共々被塗装物を位置ズレさせないよう位置決め配置することができる」と記載されている。

特開平２０００−７０８００号公報 特開２００４−２０２３４８号公報 特開平６−９９１１８号公報

接着剤を用いてロボットがマスキング治具をワークに貼付ける際には、マスキング治具とワークの貼付け面とを均等に密着させる必要がある。マスキング治具を把持して貼付け作業を行うロボットのハンドでは、多様なワークの形状に合わせて均等な力でマスキング治具をワークに貼付けることが困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ロボットのハンドを用いてマスキング治具をワークに均等な力で容易に貼付けることのできるマスキング方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、マスキング治具を把持するマスキング治具把持部および対象物を把持する対象物把持部を有するロボットと、前記ロボットの作業領域において所定の位置に設置されていて接着剤を塗布する塗布部と、前記ロボットの作業領域内に設置された仮置き台と、を含むロボットシステムによるマスキング方法において、前記ロボットの前記マスキング治具把持部が前記ロボットの作業領域内に予め準備されたマスキング治具を把持し、前記ロボットが前記マスキング治具を移動させて前記仮置き台に載置し、前記ロボットの前記対象物把持部が前記ロボットの作業領域内に予め準備された対象物を把持し、前記ロボットが前記対象物を移動させて所定の位置姿勢で前記塗布部に対面するよう位置決めし、前記塗布部が前記対象物のマスキング部位に前記接着剤を塗布し、前記ロボットが前記対象物の前記マスキング部位を下方に向けて、前記対象物を前記仮置き台まで移動させ、前記ロボットが、前記仮置き台に載置された前記マスキング治具まで前記対象物を下降させて前記マスキング治具を前記対象物のマスキング部位に貼付けるようにした、マスキング方法が提供される。
２番目の発明によれば、対象物を把持する対象物把持部を備えた第一ロボットと、マスキング治具を把持するマスキング治具把持部を備えた第二ロボットと、少なくとも前記第一ロボットの作業領域において所定の位置に設置されていて接着剤を塗布する塗布部と、前記第一ロボットおよび前記第二ロボットの共通する作業領域内に設置された仮置き台と、を含むロボットシステムによるマスキング方法において、前記第二ロボットの前記マスキング治具把持部が前記第二ロボットの作業領域内に予め準備されたマスキング治具を把持し、前記第二ロボットが前記マスキング治具を移動させて前記仮置き台に載置し、前記第一ロボットの前記対象物把持部が前記第一ロボットの作業領域内に予め準備された対象物を把持し、前記第一ロボットが前記対象物を移動させて所定の位置姿勢で前記塗布部に対面するよう位置決めし、前記塗布部が前記対象物のマスキング部位に前記接着剤を塗布し、前記第一ロボットが前記対象物の前記マスキング部位を下方に向けて、前記対象物を前記仮置き台まで移動させ、前記第一ロボットが、前記仮置き台に載置された前記マスキング治具まで前記対象物を下降させて前記マスキング治具を前記対象物のマスキング部位に貼付けるようにした、マスキング方法が提供される。
３番目の発明によれば、対象物を把持する対象物把持部を備えた第一ロボットと、マスキング治具を把持するマスキング治具把持部を備えていて前記第一ロボットと共通の作業領域を有する第二ロボットと、該第二のロボットに搭載されていて接着剤を塗布する塗布部と、前記共通の作業領域内に設置された仮置き台と、を含むロボットシステムによるマスキング方法において、前記第二ロボットの前記マスキング治具把持部が前記第二ロボットの作業領域内に予め準備されたマスキング治具を把持し、前記第二ロボットが前記マスキング治具を移動させて前記仮置き台に載置し、前記第一ロボットの前記対象物把持部が前記第一ロボットの作業領域内に予め準備された対象物を把持し、前記第一ロボットおよび前記第二ロボットが前記対象物および前記マスキング治具を相対的に移動させて、前記対象物を所定の位置姿勢で前記塗布部に対面するよう位置決めし、前記塗布部が前記対象物のマスキング部位に前記接着剤を塗布し、前記第一ロボットが前記対象物の前記マスキング部位を下方に向けて、前記対象物を前記仮置き台まで移動させ、前記第一ロボットが、前記仮置き台に載置された前記マスキング治具まで前記対象物を下降させて前記マスキング治具を前記対象物のマスキング部位に貼付けるようにした、マスキング方法が提供される。
４番目の発明によれば、２番目または３番目の発明において、前記第二ロボットは、前記第一ロボットの前記対象物把持部により把持された前記対象物の把持ズレを検出する第一検出部を含んでおり、該第一検出部により検出された把持ズレに基づいて、前記塗布部と前記対象物との間の相対位置および相対姿勢のうちの少なくとも一方を補正することをさらに含む。
５番目の発明によれば、２番目から４番目のいずれかの発明において、前記第一ロボットは、前記第二ロボットの前記マスキング治具把持部により把持された前記マスキング治具の把持ズレを検出する第二検出部を含んでおり、該第二検出部により検出された把持ズレに基づいて、前記マスキング治具と前記対象物との間の相対位置および相対姿勢のうちの少なくとも一方を補正することをさらに含む。

１番目の発明においては、予め載置されたマスキング治具上に対象物（ワーク）を載せて貼付けを行っているので、対象物自体の重さによりマスキング治具が押さえ付けられ、均等な力でマスキング治具に密着してマスキング治具を安定して貼付けることができる。
２番目の発明においては、予め載置されたマスキング治具上に対象物（ワーク）を載せて貼付けを行っているので、対象物自体の重さによりマスキング治具が押さえ付けられ、均等な力でマスキング治具に密着してマスキング治具を安定して貼付けることができる。さらに、二つのロボットを用いているので、いくつかの工程を二つのロボットに割り振ることができ、作業時間全体を短縮することもできる。
３番目の発明においては、予め載置されたマスキング治具上に対象物（ワーク）を載せて貼付けを行っているので、対象物自体の重さによりマスキング治具が押さえ付けられ、均等な力でマスキング治具に密着してマスキング治具を安定して貼付けることができる。さらに、第二ロボットが塗布手段を備えているので、塗布部の位置姿勢の自由度を対象物の形状に応じて向上させられる。
４番目の発明においては、第二ロボットの第一検出部が第一ロボットにより把持された対象物の把持ズレを検出するので、マスキング治具を対象物により正確に貼付けることができる。
５番目の発明においては、第一ロボットの第二検出部が第二ロボットにより把持されたマスキング治具の把持ズレ、即ち仮置き台に載置される際に生じうる位置ズレを事前に検出するので、マスキング治具を対象物により正確に貼付けることができる。

本発明に基づくマスキング方法を実施するロボットシステムを示す図である。 発明のマスキング方法を実施するロボットシステムの動作を示すフローチャートである。 本発明のマスキング方法を説明するための第一の図である。 本発明のマスキング方法を説明するための第二の図である。 本発明のマスキング方法を説明するための第三の図である。 本発明のマスキング方法を説明するための第四の図である。 本発明のマスキング方法を説明するための第五の図である。 本発明のマスキング方法を説明するための第六の図である。 本発明のマスキング方法を説明するための第七の図である。 本発明のマスキング方法を説明するための第八の図である。 本発明のマスキング方法を説明するための第九の図である。 本発明のマスキング方法を説明するための第十の図である。 本発明に基づくマスキング方法を実施する他のロボットシステムを示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明に基づくマスキング方法を実施するロボットシステムを示す図である。図１に示されるように、ロボットシステム１０は、ハンド２１を備えた第一ハンドリングロボット２０（以下、第一ロボット２０）と、ハンド３１を備えた第二ハンドリングロボット３０（以下、第二ロボット３０）とを含んでいる。図１においては、第一ロボット２０および第二ロボット３０は、六自由度の多関節型ロボットアームである。

図示されるように、第一ロボット２０および第二ロボット３０はそれぞれ検出部、例えばカメラ２９、３９をそれぞれ備えている。これらカメラ２９、３９は後述するロボット制御装置１１に接続されている。さらに、第二ロボット３０はその先端近傍に、接着剤を塗布する塗布部３５ａを備えている。また、同様な機能を有する塗布部３５ｂが、第一ロボット２０の作業領域内の所定の位置に設置されていてもよい。

図１においては、マスキング治具Ｊを仮置きするための仮置き台１５が示されている。この仮置き台１５は、第一ロボット２０および第二ロボット３０の共通の作業領域内に配置されているものとする。また、第一ロボット２０の作業領域には、少なくとも一つのワークＷが配置されたワーク置き場２２が所定の位置に存在している。また、第二ロボット３０の作業領域には、複数のマスキング治具Ｊが互いに整列して積重なって配置されたマスキング治具置き場３２が所定の位置に存在している。マスキング治具Ｊは所定寸法の平坦な板状である。

さらに、ロボットシステム１０は、第一ロボット２０および第二ロボット３０を制御するロボット制御装置１１例えばデジタルコンピュータと、ロボット制御装置１１に接続されると共に第一ロボット２０および第二ロボット３０の教示操作を行うための教示操作盤１４とを含んでいる。

図２は本発明のマスキング方法を実施するロボットシステムの動作を示すフローチャートである。さらに、図３から図１２は本発明のマスキング方法を説明するための図である。以下、これら図面を参照しつつ、本発明のマスキング方法について説明する。

図２から分かるように、本発明のマスキング方法においては第一ロボット２０の動作と第二ロボット３０の動作とは或る程度平行して同時に進行される。ステップＳ１１においては、図３に示されるように第一ロボット２０をワーク置き場２２まで移動させて、第一ロボット２０のカメラ２９がワーク置き場２２に配置されたワークＷを検出する。これにより、ワーク置き場２２におけるワークＷの位置姿勢が把握できる。

次いで、ステップＳ１２においては、図４に示されるように第一ロボット２０のハンド２１が検出された位置姿勢に基づいてワークＷを把持してワーク置き場２２から取出す。図４等から分かるように、ハンド２１は二つのハンド部材を含んでおり、これらハンド部材を閉鎖してワークＷを把持している。ただし、ハンド２１が他の手法でワークＷを把持してもよい。

同様に、ステップＳ２１においては、図５に示されるように第二ロボット３０をマスキング治具置き場３２まで移動させて、第二ロボット３０のカメラ３９がマスキング治具置き場３２に配置されたマスキング治具Ｊを検出する。これにより、マスキング治具置き場３２におけるマスキング治具Ｊの位置姿勢が把握できる。

次いで、ステップＳ２２においては、図６に示されるように第二ロボット３０のハンド３１が検出された位置姿勢に基づいてマスキング治具Ｊを把持してマスキング治具置き場３２から取出す。図６に示されるように、ハンド３１はマスキング治具Ｊの形状に対応するように配置された複数の棒状吸着部を備えている。これら棒状吸着部は真空作用によりマスキング治具Ｊを吸着保持する。ただし、ハンド３１が他の手法でマスキング治具Ｊを把持してもよい。

図５および図６から分かるように、複数のマスキング治具Ｊはマスキング治具置き場３２内で互いに積重なって整列されている。このため、マスキング治具置き場３２内におけるマスキング治具Ｊの位置およびマスキング治具置き場３２自体の位置が予め把握されている場合には、ステップＳ２１を省略してもよい。

その後、ステップＳ１３においては、図７に示されるように、第二ロボット３０を移動させて、第二ロボット３０のカメラ３９を第一ロボット２０のハンド２１に把持されたワークＷに近づける。そして、第二ロボット３０のカメラ３９がワークＷおよびその周辺を撮像する。これにより、ハンド２１とワークＷとの間の位置姿勢関係を把握することができる。そして、ハンド２１とワークＷとの間の位置姿勢関係が所望の位置姿勢関係からズレている場合には、後述するステップＳ１４において、塗布部３５ｂ（または塗布部３５ａ）とワークＷとの間の相対位置および相対姿勢のうちの少なくとも一方をズレ量だけ補正する。

同様に、ステップＳ２３においては、図８に示されるように、第一ロボット２０を移動させて、第一ロボット２０のカメラ２９を第二ロボット３０のハンド３１に把持されたマスキング治具Ｊに近づける。そして、第一ロボット２０のカメラ２９がマスキング治具Ｊおよびその周辺を撮像する。これにより、ハンド３１とマスキング治具Ｊとの間の位置関係を把握することができる。そして、ハンド３１とマスキング治具Ｊとの間の位置関係が所望の位置関係からズレている場合には、後述するステップＳ１５において、マスキング治具ＪとワークＷとの間の相対位置および相対姿勢のうちの少なくとも一方をズレ量だけ補正する。

次いで、ステップＳ１４においては、図９に示されるように、第一ロボット２０を移動させて、ワークＷを塗布部３５ｂに近づける。このとき、ワークＷの所定のマスキング部位が塗布部３５ｂに所定の位置姿勢関係で対面するようにする。そして、塗布部３５ｂを駆動して、接着剤をワークＷのマスキング部位に塗布する。

次いで、ステップＳ２４においては、図１０に示されるように、第二ロボット３０を仮置き台１５まで移動させて、ハンド３１に把持されたマスキング治具Ｊの一面全体を仮置き台１５に接触させる。そして、ハンド３１を解除して、マスキング治具Ｊを仮置き台１５上に載置する。これにより、第二ロボット３０の動作は終了したので、第二ロボット３０を初期位置まで戻す。

なお、ステップＳ２３をステップＳ２４の終了後に実施するようにしてもよい。ただし、作業時間全体を短縮するためには、図２に示されるように、ハンド３１がマスキング治具Ｊを把持した状態で、第二ロボット３０のカメラ３９が、第一ロボット２０のハンド２１に把持されたワークＷを撮像するのが好ましい。

次いで、ステップＳ１５においては、第一ロボット２０がワークＷのマスキング部位を下方に向けて、ワークＷを仮置き台１５まで移動させ、マスキング治具Ｊの真上に位置決めする。このとき、ワークＷのマスキング部位とマスキング治具Ｊとが互いに平行になるようにする。そして、図１１に示されるように、第一ロボット２０が、仮置き台１５に載置されたマスキング治具ＪまでワークＷを下降させる。ワークＷが仮置き台１５に到達すると、マスキング治具ＪがワークＷのマスキング部位に貼付けられるようになる。

その後、ステップＳ１６においては、図１２に示されるように、ハンド２１によりワークＷを把持したまま、第一ロボット２０を仮置き台１５から移動させ、他の場所に載置する。

このように、本発明においては、予め載置されたマスキング治具Ｊ上にワークＷを加工してマスキング治具Ｊを貼付ている。このため、ワークＷ自体の重さによりマスキング治具Ｊが押さえ付けられ、ワークＷが均等な力でマスキング治具Ｊに密着するので、マスキング治具Ｊを安定して貼付けることができる。

さらに、図２から分かるように、本発明では第一ロボット２０および第二ロボット３０の両方が用いられるので、各ロボットに担当されたステップを二つのロボットが同時に実施することができる。例えば第一ロボット２０がステップＳ１１、Ｓ１２を実施している間に、第二ロボット３０がステップＳ２１、Ｓ２２を実施することができる。このため、単一のロボットを用いる場合よりも、マスキング方法を実施するのに必要な作業時間全体を短縮することが可能である。

また、図２のステップＳ１３、Ｓ２３において位置姿勢関係のズレが検出された場合には、そのようなズレ量を補正している。このため、ステップＳ１６においてマスキング治具ＪをワークＷにより正確に貼付けられるのが分かるであろう。

ところで、図面を参照した説明した実施形態においては、所定位置に設置された塗布部３５ｂを用いて接着剤をワークＷに塗布していた。ただし、塗布部３５ｂの代わりに、第二ロボット３０に取付けられた塗布部３５ａを用いて、ステップＳ１４における接着剤の塗布作業を実施してもよい。この場合には、第二ロボット３０は第一ロボット２０と共通の作業領域を有する必要がある。この場合には、塗布部３５ａの位置姿勢の自由度を対象物の形状に応じて向上させられる。また、ワークＷを塗布部３５ａに対面させるために、第一ロボット２０および第二ロボット３０の両方を移動させられる。このため、塗布作業に要する時間を短縮できるのが分かるであろう。

また、図１においては、ロボットシステム１０が二つのロボット２０、３０を含んでいる。図１３は、本発明に基づくマスキング方法を実施する他のロボットシステムを示す図である。図１３に示されるように、ワークＷを把持するためのハンド２１と、マスキング治具Ｊを把持するためのハンド３１とを備える単一のロボット１０’を使用してもよい。この場合には、塗布部３５ｂは単一のロボットの作業領域内に設置されているものとする。この場合には、単一のロボットで足りるので、ロボット１０’の制御をより単純にできるのが分かるであろう。

１０ ロボットシステム
１１ ロボット制御装置
１４ 教示操作盤
１５ 仮置き台
２０ 第一ロボット
２１ ハンド（対象物把持部）
２２ ワーク置き場
２９ カメラ（第二検出部）
３０ 第二ロボット
３１ ハンド（マスキング治具把持部）
３２ マスキング治具置き場
３５ａ、３５ｂ 塗布部
３９ カメラ（第一検出部）

Claims (5)

1. マスキング治具を把持するマスキング治具把持部および対象物を把持する対象物把持部を有するロボットと、前記ロボットの作業領域において所定の位置に設置されていて接着剤を塗布する塗布部と、前記ロボットの作業領域内に設置された仮置き台と、を含むロボットシステムによるマスキング方法において、
   前記ロボットの前記マスキング治具把持部が前記ロボットの作業領域内に予め準備されたマスキング治具を把持し、
   前記ロボットが前記マスキング治具を移動させて前記仮置き台に載置し、
   前記ロボットの前記対象物把持部が前記ロボットの作業領域内に予め準備された対象物を把持し、
   前記ロボットが前記対象物を移動させて所定の位置姿勢で前記塗布部に対面するよう位置決めし、
   前記塗布部が前記対象物のマスキング部位に前記接着剤を塗布し、
   前記ロボットが前記対象物の前記マスキング部位を下方に向けて、前記対象物を前記仮置き台まで移動させ、
   前記ロボットが、前記仮置き台に載置された前記マスキング治具まで前記対象物を下降させて前記マスキング治具を前記対象物のマスキング部位に貼付けるようにした、マスキング方法。
2. 対象物を把持する対象物把持部を備えた第一ロボットと、マスキング治具を把持するマスキング治具把持部を備えた第二ロボットと、少なくとも前記第一ロボットの作業領域において所定の位置に設置されていて接着剤を塗布する塗布部と、前記第一ロボットおよび前記第二ロボットの共通する作業領域内に設置された仮置き台と、を含むロボットシステムによるマスキング方法において、
   前記第二ロボットの前記マスキング治具把持部が前記第二ロボットの作業領域内に予め準備されたマスキング治具を把持し、
   前記第二ロボットが前記マスキング治具を移動させて前記仮置き台に載置し、
   前記第一ロボットの前記対象物把持部が前記第一ロボットの作業領域内に予め準備された対象物を把持し、
   前記第一ロボットが前記対象物を移動させて所定の位置姿勢で前記塗布部に対面するよう位置決めし、
   前記塗布部が前記対象物のマスキング部位に前記接着剤を塗布し、
   前記第一ロボットが前記対象物の前記マスキング部位を下方に向けて、前記対象物を前記仮置き台まで移動させ、
   前記第一ロボットが、前記仮置き台に載置された前記マスキング治具まで前記対象物を下降させて前記マスキング治具を前記対象物のマスキング部位に貼付けるようにした、マスキング方法。
3. 対象物を把持する対象物把持部を備えた第一ロボットと、マスキング治具を把持するマスキング治具把持部を備えていて前記第一ロボットと共通の作業領域を有する第二ロボットと、該第二のロボットに搭載されていて接着剤を塗布する塗布部と、前記共通の作業領域内に設置された仮置き台と、を含むロボットシステムによるマスキング方法において、 前記第二ロボットの前記マスキング治具把持部が前記第二ロボットの作業領域内に予め準備されたマスキング治具を把持し、
   前記第二ロボットが前記マスキング治具を移動させて前記仮置き台に載置し、
   前記第一ロボットの前記対象物把持部が前記第一ロボットの作業領域内に予め準備された対象物を把持し、
   前記第一ロボットおよび前記第二ロボットが前記対象物および前記マスキング治具を相対的に移動させて、前記対象物を所定の位置姿勢で前記塗布部に対面するよう位置決めし、
   前記塗布部が前記対象物のマスキング部位に前記接着剤を塗布し、
   前記第一ロボットが前記対象物の前記マスキング部位を下方に向けて、前記対象物を前記仮置き台まで移動させ、
   前記第一ロボットが、前記仮置き台に載置された前記マスキング治具まで前記対象物を下降させて前記マスキング治具を前記対象物のマスキング部位に貼付けるようにした、マスキング方法。
4. 前記第二ロボットは、前記第一ロボットの前記対象物把持部により把持された前記対象物の把持ズレを検出する第一検出部を含んでおり、
   該第一検出部により検出された把持ズレに基づいて、前記塗布部と前記対象物との間の相対位置および相対姿勢のうちの少なくとも一方を補正することをさらに含む、請求項２または３に記載のマスキング方法。
5. 前記第一ロボットは、前記第二ロボットの前記マスキング治具把持部により把持された前記マスキング治具の把持ズレを検出する第二検出部を含んでおり、
   該第二検出部により検出された把持ズレに基づいて、前記マスキング治具と前記対象物との間の相対位置および相対姿勢のうちの少なくとも一方を補正することをさらに含む、請求項２から４のうち、いずれか一項に記載のマスキング方法。

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