JP5248122B2 - Automatic coating system and method for controlling automatic coating system - Google Patents

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本発明は、被塗布物と接触して該被塗布物に塗布液を塗布する接触塗布手段と、前記接触塗布手段に前記塗布液を供給する塗布液供給手段とを用いる自動塗布システム、および自動塗布システムの制御方法に関するものである。   The present invention relates to an automatic coating system using a contact coating unit that contacts a coating object and applies a coating liquid to the coating object, and a coating liquid supply unit that supplies the coating liquid to the contact coating unit, and an automatic coating system. The present invention relates to a method for controlling a coating system.

従来より、塗装ロボットのような自動塗装システムが知られている。塗装ロボットの場合、スプレーガンをロボットハンドで操作し、所期の塗装結果が得られるようあらかじめプログラムした経路で対象物に沿って移動させつつ、コンプレッサなどから得られる加圧エアを用いて塗料をスプレーガンのノズルから噴射させる構造が用いられている。   Conventionally, an automatic painting system such as a painting robot is known. In the case of a painting robot, the spray gun is operated with a robot hand and moved along the object in a pre-programmed route so that the desired painting result can be obtained, while the paint is applied using pressurized air obtained from a compressor, etc. A structure for spraying from a nozzle of a spray gun is used.

従来の塗装ロボットのような自動塗装システムでは、上記のようなスプレーないしエアブラシ式の塗装ヘッドが多いが、塗装の形態や仕様、使用したい塗料や対象物の特性によっては必ずしもスプレーないしエアブラシ式の塗装ヘッドが適しているとは限らない。   In conventional automatic painting systems such as painting robots, there are many spray or airbrush type painting heads as described above. However, depending on the form and specifications of painting and the characteristics of the paint or object to be used, spray or airbrush type painting is not always necessary. The head is not always suitable.

たとえば、手塗りの場合には、筆や刷毛(ブラシ)、フェルトペンのチップのような含浸体を塗料の塗布体として用いて行なういわゆる接触塗装の手法がある。このような接触塗装の手法は、直線や曲線、あるいは文字などのパターンを表現する場合に必要とされ、
また、塗装領域と、非塗装領域とが明確に区画されるような形態で塗料が塗布される必要がある場合にも適している。さらに、このような接触塗装の手法には、塗布体先端の形状や固さ、大きさ(太さ)などを選択することにより多彩な表現が可能であり、またマスキングなどを行わなくても塗装が可能である、などの利点がある。
For example, in the case of hand-painting, there is a so-called contact coating method in which an impregnated body such as a brush, a brush, or a tip of a felt pen is used as an applied body of paint. Such a method of contact painting is required when expressing patterns such as straight lines, curves, or characters,
Moreover, it is suitable also when a coating material needs to be apply | coated in the form that a coating area | region and a non-coating area | region are clearly divided. In addition, such contact painting methods can be expressed in various ways by selecting the shape, hardness, size (thickness), etc. of the tip of the coated body, and can be applied without masking. There are advantages such as being possible.

また、上記のような接触塗装の手法では、筆や刷毛のような塗布体に塗料を付けながら手塗り作業を行なうだけではなく、塗料を収容し、加圧により(あるいは重力によって)塗料を先端の塗布体に供給するようにした塗布用具(たとえば下記の特許文献1)を利用することも考えられる。
特開平11−332643号公報
In the above contact coating method, not only is the manual coating operation performed while the paint is applied to the application body such as a brush or brush, but the paint is contained and applied by pressure (or by gravity). It is also conceivable to use an application tool (for example, Patent Document 1 below) that is supplied to the application body.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-332643

従来の自動塗装システムでは、上述のような含浸体を塗料の塗布体に用いた接触塗装手法による塗装作業を自動的に行うものが殆ど知られていない。   There are few known automatic coating systems that automatically perform a painting operation by a contact coating method using the impregnated body as described above as a coating body.

たとえば、上述の特許文献1に記載されるような塗布用具(ディスペンサー)を汎用のロボットハンドで移動させ、塗料を塗布することも考えられるが、塗装面積が大きい場合には、塗布用具の塗料容量によっては塗布用具を多数回交換したり、あるいは塗料を補充したりする必要があって、作業の中断が多くなったり、コスト高になる、などの問題を生じる。また、重力によって塗料を塗布体に供給する構成の塗布用具では、用具の姿勢によっては塗料供給不足が生じてかすれが起きたりする問題がある。   For example, it is conceivable to apply a paint by moving an applicator (dispenser) as described in Patent Document 1 described above with a general-purpose robot hand, but when the paint area is large, the paint capacity of the applicator is large. Depending on the case, it may be necessary to change the application tool many times or to replenish the coating material, resulting in problems such as increased work interruptions and increased costs. Further, in the application tool configured to supply the coating material to the application body by gravity, there is a problem in that the supply of the coating material may be insufficient depending on the posture of the tool, resulting in fading.

大きな塗装面積に対応でき、また安定した塗布を行えるようにするには、ロボットハンドで操作する塗装ヘッド(ないしディスペンサー)に筆や刷毛(ブラシ)、フェルトペンのチップのような塗料の塗布体を装着し、外部の塗料タンクから塗料を供給するような構成が適していると考えられる。   In order to be able to handle a large coating area and to perform stable coating, a coating head (or dispenser) operated with a robot hand should be coated with a coating material such as a brush, brush, or felt tip. It is considered that a configuration in which the paint is mounted and the paint is supplied from an external paint tank is suitable.

しかしながら、従来では、このような塗布体を用いた接触塗装を行なう自動塗装システムが殆んど存在せず、塗料が漏れたり垂れたりすることなく、安定して塗料を塗装ヘッドの塗布体に供給でき、高精度かつ高品位な塗装を行うに充分な洗練された構造については殆ど知られていなかった。   However, conventionally, there are almost no automatic coating systems that perform contact coating using such an application body, and the paint is stably supplied to the application body of the coating head without the paint leaking or dripping. There has been little known about sophisticated structures that are capable of high-precision and high-quality painting.

特に、この種の接触塗装手法による自動塗装システムでは、マスキングなどを行うことなく、線や文字、図形などのパターンを接触塗布によって形成することが求められる、と考えられる。そして、用途によっては、極めて高精度かつ高品位に塗布パターンを形成することが要求されるかもしれない。   In particular, it is considered that an automatic coating system using this type of contact coating technique requires that a pattern such as a line, a character, or a figure be formed by contact coating without masking. Depending on the application, it may be required to form a coating pattern with extremely high accuracy and high quality.

たとえば数mmなら数mm、数cmなら数cmといった線幅(等幅あるいは可変幅)で、極めて小さな誤差をもって接触塗布を行うことが求められる可能性がある。また、塗布濃度についても、色ムラなどを生じることなく、均一な塗布濃度で塗布パターンを形成することが要求される可能性がある。   For example, it may be required to perform contact coating with a very small error with a line width (equal width or variable width) of several mm for several mm and several cm for several cm. In addition, with respect to the coating concentration, there is a possibility that it is required to form a coating pattern with a uniform coating concentration without causing color unevenness.

従来では、このように高精度に接触塗布を制御し、高品位な仕上がりを得られる自動塗装(自動塗布)システムは殆ど存在しなかった。   Conventionally, there has been almost no automatic coating (automatic coating) system capable of controlling contact coating with high accuracy and obtaining a high-quality finish.

なお、以上では、塗装対象物へ塗布される塗布液として塗料を考えたが、塗布される塗布液が薬液など他の液体である場合にも上記の問題は共通する。たとえば、塗料に限らず、液状の物質を対象物に付着させる手法として、治療用、表面処理用など種々の薬液を対象物に付着させる技術が必要とされている。そして、用いられる液状物質、あるいは対象物の特性によっては、たとえばスプレーないしエアブラシ式の方式のような手法は必ずしも適しておらず、上述のような接触塗装の手法の方がより好ましい用途、場面も少なくないと考えられる。   In the above description, the paint is considered as the coating liquid applied to the object to be coated. However, the above problem is common when the coating liquid to be applied is another liquid such as a chemical liquid. For example, as a technique for attaching a liquid substance to an object, not limited to a paint, there is a need for a technique for attaching various chemical solutions such as for treatment and surface treatment to the object. Depending on the liquid substance used or the characteristics of the object, a technique such as a spray or airbrush method is not always suitable, and the above-described contact painting technique is more preferable. It is thought that there is not much.

本発明の課題は、以上の事情に鑑み、高精度かつ高品位な接触塗布を行える自動塗布システムおよび自動塗布システムの制御方法を提供することにある。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an automatic coating system that can perform high-precision and high-quality contact coating and a method for controlling the automatic coating system.

上記課題を解決するために、本発明においては、自動塗布システムおよび自動塗布システムの制御方法において、
被塗布物と接触して該被塗布物に塗布液を塗布する接触塗布手段を有する塗布装置をロボットアームで操作して、前記被塗布物に前記接触塗布手段を接触させた状態で移動させ、前記塗布装置に接触塗布を行わせ、
前記ロボットアームに前記塗布装置とともに装着された撮影手段により前記塗布装置が前記被塗布物上に形成した前記塗布液の塗布パターンを撮影し、
該撮影手段の撮影した画像データを解析し、前記塗布液の塗布パターン形成状態に関する情報を生成する画像処理を行い、該塗布液の塗布パターン形成状態に関する情報に基づき、前記塗布装置の塗布動作、または前記ロボットアームの動作をフィードバック制御するとともに、
前記画像処理において、前記撮影手段の撮影した画像データから、前記塗布液の塗布パターンの線幅及び濃度の実際値に関する情報を生成し、該線幅及び該濃度の実際値に関する情報が所定の線幅及び濃度の目標値に近づくよう前記塗布液の塗布パターンの線幅及び濃度をフィードバック制御し、
前記撮影手段の撮影光軸を前記塗布装置に対して異なる相対位置に移動させる駆動手段を用い、前記塗布装置の塗布方向に応じて、前記被塗布物上の形成直後の前記塗布液の塗布パターンを撮影する追従位置へ前記撮影手段を移動させる構成を採用した。
In order to solve the above problems, in the present invention, in an automatic application system and a method for controlling an automatic application system,
Operating a coating apparatus having a contact application means for applying a coating solution to the application object in contact with the application object, with a robot arm, and moving the contact application means in contact with the application object, Let the coating device perform contact coating,
Photographing the coating pattern of the coating liquid formed on the coated object by the coating device by photographing means mounted on the robot arm together with the coating device;
Analyzing the image data captured by the imaging means, performing image processing for generating information relating to the application pattern formation state of the application liquid, and applying the application operation of the application apparatus based on the information relating to the application pattern formation state of the application liquid, Or, feedback control of the operation of the robot arm ,
In the image processing, information on the actual values of the line width and the density of the coating pattern of the coating liquid is generated from the image data captured by the imaging unit, and the information on the actual values of the line width and the density is a predetermined line. Feedback control of the line width and concentration of the coating pattern of the coating solution so as to approach the target values of width and concentration,
The application pattern of the coating liquid immediately after formation on the object to be coated according to the coating direction of the coating device using a driving unit that moves the photographing optical axis of the photographing unit to a different relative position with respect to the coating device. A configuration is adopted in which the photographing means is moved to a follow-up position for photographing .

このような構成により、前記撮影手段で前記被塗布物上に形成した前記塗布液の塗布パターンを撮影し、前記撮影手段の撮影した画像データの画像処理を介して、塗布液の塗布パターン形成状態に関する情報、すなわち線幅及び濃度に関する情報を接触塗布状態に関する情報として取得し、前記塗布装置の塗布動作、または前記ロボットアームの動作を制御し、所期の接触塗布動作を実行する。 With such a configuration, the application pattern of the coating liquid formed on the object to be coated is photographed by the photographing unit, and the coating pattern formation state of the coating liquid is performed through image processing of the image data photographed by the photographing unit. Information, that is, information on the line width and density is acquired as information on the contact application state, the application operation of the application device or the operation of the robot arm is controlled, and the desired contact application operation is executed.

また、前記塗布装置の塗布方向に応じて、前記被塗布物上の形成直後の前記塗布液の塗布パターンを撮影する追従位置へ前記撮影手段が移動するよう追従動作させることにより前記被塗布物上の形成直後の前記塗布液の塗布パターンの形成状態を接触塗布動作にフィードバックすることができる。   Further, according to the coating direction of the coating apparatus, the imaging unit is moved to a tracking position for imaging the coating pattern of the coating liquid immediately after being formed on the coating object, thereby moving the imaging unit on the coating object. The formation state of the coating pattern of the coating liquid immediately after the formation of can be fed back to the contact coating operation.

上記構成により、本発明によれば、被塗布物上の形成直後の塗布液の塗布パターンの形成状態を撮影手段で撮影し、該塗布液の塗布パターンの形成状態に関する情報を接触塗布動作にフィードバックすることができ、これにより、所期の塗布条件にしたがって、高精度かつ高品位な接触塗布動作を実行することができる。   According to the above configuration, according to the present invention, the imaging state of the coating pattern of the coating liquid immediately after formation on the object is photographed by the photographing means, and information on the coating pattern forming state of the coating liquid is fed back to the contact coating operation. Accordingly, a high-precision and high-quality contact coating operation can be performed in accordance with the intended coating conditions.

以下、発明を実施するための最良の形態の一例として、接触塗布を行う塗装ヘッドをロボットアームで操作し、塗装を行う自動塗装システムに関する実施例を示す。すなわち、以下では、被塗布物(塗布対象物)に塗布する塗布液として塗料を一例とし、接触塗布により被塗布物(塗布対象物)に塗装を行う自動塗装システムに関する実施例を示す。   Hereinafter, as an example of the best mode for carrying out the invention, an embodiment relating to an automatic coating system for performing coating by operating a coating head for performing contact coating with a robot arm will be described. That is, in the following, an example relating to an automatic coating system that performs coating on an object to be coated (application object) by contact coating will be described as an example of a coating liquid that is applied to the object to be coated (application object).

図1は本発明を採用した自動塗装システムの概要を示している。   FIG. 1 shows an outline of an automatic painting system employing the present invention.

図1において符号100は塗料を接触塗布するサーボガンで、このサーボガン100は、ロボットアーム200により操作される。   In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a servo gun for applying and coating a paint. The servo gun 100 is operated by a robot arm 200.

サーボガン100の詳細は後述するが、サーボガン100の先端には、塗料の塗布体としてディスペンサーチップ180が装着されている。ディスペンサーチップ180は、塗料が浸透可能なフェルト様の含浸体(軟質多孔質体)から形成された塗布体チップを有し、図1では不図示の経路より塗料がディスペンサーチップ180に対して供給される。   Although details of the servo gun 100 will be described later, a dispenser chip 180 is attached to the tip of the servo gun 100 as a paint application body. The dispenser chip 180 has an application body chip formed of a felt-like impregnated body (soft porous body) through which the paint can permeate, and the paint is supplied to the dispenser chip 180 through a path not shown in FIG. The

このサーボガン100をロボットアーム200により操作し、ディスペンサーチップ180を被塗布物(塗装対象)に接触させた状態で移動することにより、被塗布物上に塗布パターンを形成する。   By operating the servo gun 100 with the robot arm 200 and moving the dispenser chip 180 in contact with the object to be coated (the object to be coated), an application pattern is formed on the object to be coated.

ロボットアーム200の操作は、制御部900により制御する。塗布パターンの形状により、被塗布物上に線、文字、画像などを塗料で表現することができる。このように、被塗布物上で塗布パターンは、線、文字、画像など任意の表現となるが、以下では便宜上、塗料の塗布パターン(塗布軌跡)の形成動作を「描画」とも称する。   The operation of the robot arm 200 is controlled by the control unit 900. Depending on the shape of the coating pattern, lines, characters, images, and the like can be represented on the object to be coated with paint. As described above, the application pattern on the object to be applied can be an arbitrary expression such as a line, a character, or an image. However, for the sake of convenience, the formation operation of the paint application pattern (application trajectory) is also referred to as “drawing”.

この描画処理は、制御部900がロボットアーム200の制御に同期してサーボガン100の動作を制御することにより行なわれる。こうして行なわれる描画、すなわち塗布パターンの形成は、制御部900が描画プログラム901に沿ってロボットアーム200、およびサーボガン100の動作を制御することにより行なわれる。ロボットアーム200、およびサーボガン100は制御部900によりインターフェース902を介して制御される。   This drawing process is performed by the control unit 900 controlling the operation of the servo gun 100 in synchronization with the control of the robot arm 200. Drawing performed in this way, that is, formation of a coating pattern, is performed by the control unit 900 controlling the operations of the robot arm 200 and the servo gun 100 in accordance with the drawing program 901. The robot arm 200 and the servo gun 100 are controlled by the control unit 900 via the interface 902.

さらに、本実施例では、実際の塗布パターンの形成状態を検出し、検出した塗布パターンの形成状態に関する情報をロボットアーム200、およびサーボガン100の動作にフィードバックすることにより、所期の条件で塗布パターンを形成できるようにするための制御機構を設けている。   Furthermore, in this embodiment, the actual application pattern formation state is detected, and information on the detected application pattern formation state is fed back to the operation of the robot arm 200 and the servo gun 100, so that the application pattern can be obtained under the desired conditions. Is provided with a control mechanism for enabling formation of

本実施例では、このために、撮影手段としてCCDカメラ800を設けサーボガン100の形成する塗布パターンを追尾(追従)するようにCCDカメラ800を制御する。後述の例では、CCDカメラ800はサーボガン100とともにロボットアーム200に塔載され、後述の駆動機構を介してサーボガン100の形成する塗布パターンを追尾(追従)する姿勢をとるよう制御される。   In this embodiment, for this purpose, a CCD camera 800 is provided as an imaging unit, and the CCD camera 800 is controlled so as to track (follow) the coating pattern formed by the servo gun 100. In the example described later, the CCD camera 800 is mounted on the robot arm 200 together with the servo gun 100, and is controlled so as to follow (follow) the coating pattern formed by the servo gun 100 via a drive mechanism described later.

CCDカメラ800の撮影した画像は画像処理部903で画像解析される。画像処理部903は、専用のハードウェアを用いて構成するか、あるいは制御部900のソフトウェアにより構成することができる。画像処理部903は、CCDカメラ800の撮影した画像から、サーボガン100による塗布パターンの形成状態に関する情報、特に後述の例では塗布された塗料の線幅、濃度などの情報を抽出する。   An image captured by the CCD camera 800 is subjected to image analysis by an image processing unit 903. The image processing unit 903 can be configured using dedicated hardware, or can be configured by software of the control unit 900. The image processing unit 903 extracts information on the formation state of the application pattern by the servo gun 100 from the image taken by the CCD camera 800, particularly information such as the line width and density of the applied paint in the example described later.

この画像処理部903による画像解析は、CCDカメラ800の撮影した画像中から、塗布パターンとそれ以外の領域、すなわち塗布領域と非塗布領域を識別することを基本とするもので、この基本部分は公知の画像認識処理を利用して行うことができる。そして、塗布領域を非塗布領域から識別することができれば、CCDカメラ800の構成や撮影条件からあらかじめ既知である撮影倍率、サーボガン100の描画方向などに基づき、サーボガン100が描画した線幅(w)に関する情報を検出することができる。また、塗布領域を非塗布領域から識別することができれば、塗布領域内側の濃度(d)に関する情報を検出することができる。   The image analysis by the image processing unit 903 is based on identifying a coating pattern and other areas, that is, a coating area and a non-coating area from an image captured by the CCD camera 800. This can be performed using a known image recognition process. If the application area can be identified from the non-application area, the line width (w) drawn by the servo gun 100 based on the imaging magnification, the drawing direction of the servo gun 100, and the like that are known in advance from the configuration of the CCD camera 800 and the imaging conditions. Information about can be detected. In addition, if the application region can be identified from the non-application region, information regarding the density (d) inside the application region can be detected.

そして、制御部900は、画像処理部903が出力するサーボガン100が描画した線幅や濃度に関する情報に基づき、ロボットアーム200、およびサーボガン100の動作を制御することにより、描画プログラム901に基づく所期の条件、たとえば所期の線幅、ないし濃度により高精度に、高品位な塗布パターンを形成することができる。   Then, the control unit 900 controls the operation of the robot arm 200 and the servo gun 100 based on the information regarding the line width and density drawn by the servo gun 100 output from the image processing unit 903, thereby performing the expected operation based on the drawing program 901. A high-quality coating pattern can be formed with high accuracy according to the above conditions, for example, the desired line width or density.

ここで、図9により、制御部900が実行する描画プログラム901の一例を説明しておく。この例は、あくまでも一例に過ぎず、また、本実施例を簡潔に説明すべく特化された擬似的なものであって、実際にこの通りに描画プログラムが構成される必要はない。たとえば、描画コマンドや座標系は図9に示す以外にも等価な構成が多数考えられる。   Here, an example of the drawing program 901 executed by the control unit 900 will be described with reference to FIG. This example is merely an example, and is a pseudo-specialization specialized to briefly explain the present embodiment, and it is not necessary to actually configure the drawing program in this way. For example, the drawing command and the coordinate system can have many equivalent configurations other than those shown in FIG.

図9の描画プログラムは、描画コマンドCMD1、CMD2、CMD3…CMDn、CMDn+1…により構成されている。ここでは、描画コマンドCMDnは、始点Pn(Xn,Yn,Zn)から終点Pn+1(Xn+1,Yn+1,Zn+1)に至るベクターで表現されている。   The drawing program shown in FIG. 9 includes drawing commands CMD1, CMD2, CMD3... CMDn, CMDn + 1. Here, the drawing command CMDn is expressed by a vector from the start point Pn (Xn, Yn, Zn) to the end point Pn + 1 (Xn + 1, Yn + 1, Zn + 1).

なお、描画コマンドCMDnに含まれるベクター表現は、理論的にはたとえば始点Pnと終点Pn+1の座標値のみで足りるが、後述の描画処理中の計算負荷を低減するために、始点Pn〜終点Pn+1への方向の情報を格納してもよい(たとえばxy、xzなどの2平面内における角度情報などにより表現される)。   The vector expression included in the drawing command CMDn is theoretically only the coordinate values of the start point Pn and the end point Pn + 1, but in order to reduce the calculation load during the drawing process described later, the vector expression is changed from the start point Pn to the end point Pn + 1. May be stored (for example, expressed by angle information in two planes such as xy and xz).

あるいは、後述するように、本実施例で描画コマンドCMDnに関して描画方向の評価が必要になる場合、直前の描画コマンドCMDn−1と、描画コマンドCMDnの間で描画方向に方向転換が生じたか否か(のみ)が問題となるので、あらかじめ描画プログラム作成時に直前の描画コマンドCMDn−1と、描画コマンドCMDnの方向を比較し、方向転換が方向転換が生じたか否かのフラグ情報、すなわち、方向転換フラグを生成して描画コマンドCMDn内に格納しておくことにしてもよい。このような構成によって、さらに描画処理中の計算負荷を低減することができる。   Alternatively, as described later, in the present embodiment, when the drawing direction needs to be evaluated with respect to the drawing command CMDn, whether or not a direction change has occurred in the drawing direction between the immediately preceding drawing command CMDn-1 and the drawing command CMDn. Since (only) becomes a problem, the direction of the previous drawing command CMDn-1 and the drawing command CMDn is compared in advance when creating the drawing program, and flag information indicating whether or not the direction change has occurred, that is, the direction change. A flag may be generated and stored in the drawing command CMDn. With such a configuration, it is possible to further reduce the calculation load during the drawing process.

なお、曲線は長さのごく短いベクターに相当する描画コマンドの集合として近似的に表現することができるが、曲線を表現するための他の描画コマンド形式を用意しておくこととしてもよい。   The curve can be approximately expressed as a set of drawing commands corresponding to a vector having a very short length, but other drawing command formats for expressing the curve may be prepared.

また、本実施例では、1つの描画コマンドCMDnには、描画(塗布パターン形成)を制御するパラメータとして、少なくとも、線幅wi、および濃度diの目標値に関する情報、あるいはさらに筆圧などの目標値に関する情報などが含まれるものとする。ここで筆圧目標値は、たとえば、ディスペンサーチップ180を保持するサーボガン100と、被塗布物の距離などによって表現される。   In the present embodiment, one drawing command CMDn includes at least information regarding the target values of the line width wi and the density di as parameters for controlling drawing (coating pattern formation), or further target values such as writing pressure. Information related to this shall be included. Here, the pen pressure target value is expressed by, for example, the distance between the servo gun 100 that holds the dispenser chip 180 and the object to be coated.

したがって、描画プログラムは、多数の上記描画コマンドCMD1、CMD2、CMD3…CMDn、CMDn+1…の各々を特定の格納形式でメモリやHDDなどの記憶装置上に配置することにより構成される。   Therefore, the drawing program is configured by arranging each of a large number of the drawing commands CMD1, CMD2, CMD3... CMDn, CMDn + 1... On a storage device such as a memory or an HDD in a specific storage format.

ここで、図2に図1の自動塗装システムの構成例を、また、図3に図2におけるサーボガン100の基本構成の例をより具体的に示す。   Here, FIG. 2 shows a configuration example of the automatic painting system of FIG. 1, and FIG. 3 shows a more specific example of the basic configuration of the servo gun 100 in FIG.

図2は本発明を採用した自動塗装システムの全体構成を、図3は図2の自動塗装システムにおいて、ロボットアーム200で操作される塗装ヘッドとしてのサーボガン100の構成を詳細に示している。以下では、まず図3によりサーボガン100の基本構成を説明し、続いて同サーボガン100を用いた図2の自動塗装システムについて述べる。   FIG. 2 shows an overall configuration of an automatic painting system employing the present invention, and FIG. 3 shows a detailed configuration of a servo gun 100 as a painting head operated by a robot arm 200 in the automatic painting system of FIG. In the following, the basic configuration of the servo gun 100 will be described first with reference to FIG. 3, and then the automatic coating system of FIG. 2 using the servo gun 100 will be described.

図3はサーボガン100要部の断面構造を示している。   FIG. 3 shows a cross-sectional structure of the main part of the servo gun 100.

図3のサーボガン100は、ハウジング101を有し、このハウジング101の先端にシャフト126、126を介して塗料供給および塗装加圧を制御するチャンバー103が固定されている。ハウジング101、およびチャンバー103はたとえば金属材料からの削り出しやダイキャスト成型により構成される。   The servo gun 100 of FIG. 3 has a housing 101, and a chamber 103 that controls the supply of paint and the pressure of coating is fixed to the front end of the housing 101 via shafts 126 and 126. The housing 101 and the chamber 103 are configured by cutting out from a metal material or die casting, for example.

チャンバー103の後部には、所定径(φ10程度)圧力室103aが穿孔されている。この圧力室103aは後述のピストン102が内部を同軸的に摺動可能な円筒断面形状を有するシリンダ室として機能する。   A pressure chamber 103a having a predetermined diameter (about φ10) is formed in the rear portion of the chamber 103. The pressure chamber 103a functions as a cylinder chamber having a cylindrical cross-sectional shape in which a piston 102 described later can slide coaxially.

圧力室103aの前方(図の右側)には、後述の充填側バルブユニット142から塗料を供給するための塗料パス103bが、また、側方には後述の吐出側バルブユニット141へ塗料を吐出するための塗料パス103cが穿孔されている。   In front of the pressure chamber 103a (right side in the figure), there is a paint path 103b for supplying paint from a filling side valve unit 142, which will be described later, and to the side, discharge paint to a discharge side valve unit 141, which will be described later. The paint path 103c for this purpose is perforated.

圧力室103aの後端部にはパッキンセット120がパッキン押え104により固定されており、パッキンセット120内部には後述のサーボモータ114で駆動されるピストン102の先端が挿入され、パッキンセット120で密閉された状態でピストン102が摺動することにより圧力室103a内部の圧力を調節するようになっている。   A packing set 120 is fixed to the rear end portion of the pressure chamber 103 a by a packing presser 104, and a tip of a piston 102 driven by a servo motor 114 described later is inserted into the packing set 120 and sealed with the packing set 120. In this state, the piston 102 slides to adjust the pressure inside the pressure chamber 103a.

圧力室103a内部の塗料圧力は、圧力センサヘッド191により検出される。圧力センサヘッド191は、そのプローブ(不図示)が圧力室103a内部の圧力に晒されるよう、チャンバー103に装着される。圧力センサヘッド191の圧力検出方式は、薄ゲージ式、半導体ストレインゲージ式、圧電式など任意である。   The pressure of the paint in the pressure chamber 103a is detected by the pressure sensor head 191. The pressure sensor head 191 is attached to the chamber 103 so that the probe (not shown) is exposed to the pressure inside the pressure chamber 103a. The pressure detection method of the pressure sensor head 191 is arbitrary such as a thin gauge type, a semiconductor strain gauge type, and a piezoelectric type.

チャンバー103前方部分には、チャンバー側方の吐出側バルブユニット141から吐出される塗料を通過させる塗料パス103dが穿孔されている。塗料パス103dはチャンバー103先端部分のノズルポート103eへと連通している。   In the front part of the chamber 103, a paint path 103d through which the paint discharged from the discharge side valve unit 141 on the side of the chamber passes is perforated. The paint path 103d communicates with the nozzle port 103e at the tip of the chamber 103.

なお、塗料パス141cと103d、塗料パス142cと103bなどの接合部には、必要に応じてOリング123、123…が配置される。   In addition, O-rings 123, 123... Are arranged at joints such as the paint paths 141c and 103d and the paint paths 142c and 103b as necessary.

ノズルポート103eには、塗料の塗布手段として、ディスペンサーチップ180が装着されている。ディスペンサーチップ180は略チューブ状の構造で、後端部に螺合などによりノズルポート103eと結合する結合部を有し、ノズルポート103eから先端の塗布体181に塗料を供給する。   A dispenser chip 180 is attached to the nozzle port 103e as a coating means. The dispenser chip 180 has a substantially tube-like structure, has a coupling portion coupled to the nozzle port 103e by screwing or the like at the rear end portion, and supplies the coating material from the nozzle port 103e to the coating body 181 at the tip.

塗布体181は塗料の塗布手段の要部を構成するもので、たとえば用途に応じて種々の毛の長さや硬度、密度などが調製されたブラシ、フェルトペンやマーカーなどの文房具で用いられるペン先に採用されているような塗料が浸透可能なフェルト様の含浸体(軟質多孔質体)から形成された塗布体チップを用いることができる。なお、塗布体181は、後述のようにして圧力調整された上、供給される塗料を塗装対象物と接触するその先端へと伝えることができる構造であればどのような構造であってもよい。また、塗布体181の塗料の浸透(伝達)特性によって、後述のようにして調節される塗料の供給圧力を制御すべきであることはいうまでもない。   The applicator 181 constitutes the main part of the coating means for applying the paint. For example, the nib used in stationery such as brushes, felt pens, markers, etc., with various hair lengths, hardnesses, densities and the like adjusted according to the application. An applied body chip formed from a felt-like impregnated body (soft porous body) that can be penetrated by a paint as used in the above can be used. The application body 181 may have any structure as long as the pressure can be adjusted as described later and the applied paint can be transmitted to the tip of the coating material 181 that contacts the object to be coated. . Needless to say, the supply pressure of the paint adjusted as described later should be controlled by the penetration (transmission) characteristics of the paint of the application body 181.

次に、塗料を圧力室103aに充填し、また、圧力室103aからディスペンサーチップ180へと供給(吐出)する充填側バルブユニット142、および吐出側バルブユニット141の構造につき説明する。   Next, the structure of the filling side valve unit 142 and the discharging side valve unit 141 that fills the pressure chamber 103a and supplies (discharges) the pressure chamber 103a to the dispenser chip 180 will be described.

ここでは、各バルブユニット142、141に共通する構造については同時に説明する。本実施例では、各バルブユニット142、141はほぼ共通する構造を有する共通部品として形成されており、一部の充填側ないし吐出側のいずれかとして用いるに際し、不要な開口を盲蓋などにより密閉する仕様としている。このような構成により、コストダウンが可能となる。   Here, the structure common to the valve units 142 and 141 will be described at the same time. In this embodiment, the valve units 142 and 141 are formed as a common part having a substantially common structure, and when used as any one of the filling side or the discharging side, unnecessary openings are sealed with a blind cover or the like. The specifications are as follows. With such a configuration, the cost can be reduced.

充填側バルブユニット142、および吐出側バルブユニット141はいずれも内部にニードルバルブ109、109を有し、このニードルバルブ109、109の開閉を各バルブユニット後方に配置されたエアシリンダユニット152、151により制御することにより、塗料の通過をオン/オフ制御するよう構成されている。   Each of the filling side valve unit 142 and the discharge side valve unit 141 has needle valves 109 and 109 inside, and opening and closing of the needle valves 109 and 109 is performed by air cylinder units 152 and 151 arranged behind each valve unit. By controlling, the passage of the paint is controlled to be turned on / off.

ニードルバルブ109、109は、それぞれ後方のシャフト部分よりも直径が大きな頭部を有し、これら頭部の後端に斜面が切られている。このニードルバルブ109、109頭部後端の斜面は、充填側バルブユニット142、および吐出側バルブユニット141内部の開口142b、141bの斜面と対向しており、ニードルバルブ109、109と各開口142b、141bを離間させるか、あるいは密着させるかによって、塗料の通過を制御することができる。   Needle valves 109 and 109 each have a head having a diameter larger than that of the rear shaft portion, and a slope is cut at the rear end of these heads. The slopes of the rear ends of the heads of the needle valves 109 and 109 are opposed to the slopes of the openings 142b and 141b in the filling side valve unit 142 and the discharge side valve unit 141, and the needle valves 109 and 109 and the openings 142b, The passage of the paint can be controlled depending on whether 141b is separated or closely adhered.

各バルブユニット142、141の開口142b、141bの前方は、それぞれニードルバルブ109、109の上記頭部を収容できる内径に前方から穿孔することにより形成される。開口142b、141bの前部はOリング122、122を介して盲蓋108、108によって密閉されている。また、開口142b、141bの後方部分はそれよりも狭い内径で各バルブユニット142、141の後端のパッキンセット121、121が装着された大径部分まで貫通している。パッキンセット121、121が装着される開口の大径部分は各バルブユニット142、141の後方(図の左側)から穿孔される。   The fronts of the openings 142b and 141b of the valve units 142 and 141 are formed by punching from the front into inner diameters of the needle valves 109 and 109 that can accommodate the heads. The front portions of the openings 142b and 141b are sealed by blind covers 108 and 108 through O-rings 122 and 122, respectively. The rear portions of the openings 142b and 141b have narrower inner diameters and penetrate to the large diameter portions where the packing sets 121 and 121 at the rear ends of the valve units 142 and 141 are mounted. The large-diameter portion of the opening in which the packing sets 121 and 121 are mounted is perforated from the rear (left side in the drawing) of the valve units 142 and 141.

パッキンセット121、121はパッキン押え107、107により固定されている。パッキンセット121、121内部には、先端がそれぞれニードルバルブ109、109と結合されたシャフト110、110が貫通している。このような構成により、パッキンセット121、121によって密閉された状態で後述のエアシリンダユニット152、151によりシャフト110、110を介してニードルバルブ109、109を操作することができる。   The packing sets 121 and 121 are fixed by packing pressers 107 and 107. In the packing sets 121 and 121, shafts 110 and 110 having tips connected to needle valves 109 and 109 respectively penetrate. With such a configuration, the needle valves 109 and 109 can be operated via the shafts 110 and 110 by the air cylinder units 152 and 151 described later in a state of being sealed by the packing sets 121 and 121.

次に充填側バルブユニット142、および吐出側バルブユニット141内の塗料パスにつき説明する。   Next, the paint path in the filling side valve unit 142 and the discharge side valve unit 141 will be described.

充填側バルブユニット142の側方には、吸入ポート142aが穿孔されている。吸入ポート142aから内部へ続く通路は、貫通孔として形成されており、充填側バルブユニット142内部の開口142bと交差して連通するとともに、他端の開口はチャンバー103の外壁により閉鎖されている。吸入ポート142aには、後述のタンクからの塗料を供給するホースが接続される。   A suction port 142 a is perforated on the side of the filling side valve unit 142. A passage extending from the suction port 142 a to the inside is formed as a through hole, intersects and communicates with the opening 142 b inside the filling side valve unit 142, and the opening at the other end is closed by the outer wall of the chamber 103. The suction port 142a is connected to a hose that supplies paint from a tank described later.

吐出側バルブユニット141にも上記同様の貫通孔の構造(141a)が設けられているが、充填側バルブユニット142の吸入ポート142aに相当する開口は盲蓋141a’により閉鎖されており、同貫通孔の構造(141a)のうち、吐出側バルブユニット141内部の開口141bと、チャンバー103側方に穿孔された塗料パス103cを連絡する部分のみが塗料の通路として機能するようになっている。   The discharge-side valve unit 141 is also provided with the same through-hole structure (141a) as described above, but the opening corresponding to the suction port 142a of the filling-side valve unit 142 is closed by a blind lid 141a ′. Of the hole structure (141a), only the portion connecting the opening 141b inside the discharge side valve unit 141 and the paint path 103c drilled on the side of the chamber 103 functions as a paint passage.

充填側バルブユニット142の開口142bの前方の大径部分には塗料パス142cが穿孔されており、チャンバー103側方に穿孔された塗料パス103bと連絡している。塗料パス103bは、チャンバー103の圧力室103aと連通している。   A paint path 142c is perforated in the large diameter portion in front of the opening 142b of the filling side valve unit 142, and communicates with the paint path 103b perforated on the side of the chamber 103. The paint path 103 b communicates with the pressure chamber 103 a of the chamber 103.

塗料パス142cと同様の貫通孔は吐出側バルブユニット141の側にも同じ位置、同じ構造で設けられており、この貫通孔は塗料パス141cとして機能する。塗料パス141cは、吐出側バルブユニット141の開口141bの前方の大径部分とチャンバー103の塗料パス103dを連絡している。   A through hole similar to the paint path 142c is provided at the same position and in the same structure on the discharge side valve unit 141 side, and this through hole functions as the paint path 141c. The paint path 141 c communicates the large diameter portion in front of the opening 141 b of the discharge side valve unit 141 with the paint path 103 d of the chamber 103.

上記の構造における塗料の供給経路を要約すると次のようになる。すなわち、図3の構造における塗料の供給経路は、吸入ポート142a〜ニードルバルブ109〜開口142b〜塗料パス142c(以上充填側バルブユニット142)〜塗料パス103b〜圧力室103aと続く。また、圧力室103aより下流の塗料の供給経路は、塗料パス103c(以上チャンバー103)〜塗料パス141a〜ニードルバルブ109〜開口141b〜塗料パス141c(以上吐出側バルブユニット141)〜塗料パス103d〜ノズルポート103e(以上チャンバー103前部)〜ディスペンサーチップ180と続く。   The paint supply route in the above structure is summarized as follows. That is, the paint supply path in the structure of FIG. 3 continues from the suction port 142a to the needle valve 109 to the opening 142b to the paint path 142c (the charging side valve unit 142) to the paint path 103b to the pressure chamber 103a. The paint supply path downstream from the pressure chamber 103a is paint path 103c (chamber 103) to paint path 141a to needle valve 109 to opening 141b to paint path 141c (to discharge side valve unit 141) to paint path 103d. It continues from the nozzle port 103e (above the chamber 103 front) to the dispenser chip 180.

なお、上記のうち、塗料供給手段として機能する圧力室103aから、塗装対象物に塗料を塗布する塗料塗布手段として機能するディスペンサーチップ180までの直線距離は、水頭圧を考慮して、サーボガン100の姿勢をどのように制御しても塗料がディスペンサーチップ180から垂れ落ちない程度の長さ、たとえばほぼ30cm以内程度、より好ましくは10cm以内程度とする。ただし、この圧力室103a〜ディスペンサーチップ180までの塗料の経路の全長については、塗料の粘度などに応じて当業者が適宜の設計変更を行うことができるのはいうまでもない。   Of the above, the linear distance from the pressure chamber 103a functioning as the paint supply means to the dispenser chip 180 functioning as the paint application means for applying the paint to the object to be applied is determined by considering the head pressure of the servo gun 100. The length is such that the paint does not drip from the dispenser chip 180 no matter how the posture is controlled, for example, about 30 cm or less, more preferably about 10 cm or less. However, it goes without saying that a person skilled in the art can appropriately change the design of the total length of the paint path from the pressure chamber 103a to the dispenser chip 180 in accordance with the viscosity of the paint.

また、ピストン102を図3左方の初期位置まで後退させた時に得られる、塗料供給手段として機能する圧力室103aの最大の塗料保持量は、上記と同じ条件、すなわち、サーボガン100の姿勢をどのように制御しても塗料がディスペンサーチップ180から垂れ落ちない程度の容量、たとえばほぼ50cc以内程度、より好ましくは5cc以内程度とする。ただし、この圧力室103aの塗料保持容量については、塗料の粘度などに応じて当業者が適宜の設計変更を行うことができるのはいうまでもない。   The maximum amount of paint retained in the pressure chamber 103a functioning as the paint supply means obtained when the piston 102 is retracted to the initial position on the left side of FIG. 3 is the same as that described above, that is, the position of the servo gun 100. Even if it controls in this way, it is set as the capacity | capacitance which a coating material does not spill from the dispenser chip | tip 180, for example, about 50 cc or less, More preferably, about 5 cc or less However, it goes without saying that the paint holding capacity of the pressure chamber 103a can be appropriately changed by those skilled in the art according to the viscosity of the paint.

充填側バルブユニット142、および吐出側バルブユニット141のニードルバルブ109、109の開閉は、シャフト110、110を介してエアシリンダユニット152、151によりそれぞれ操作される。   Opening and closing of the needle valves 109 and 109 of the filling side valve unit 142 and the discharge side valve unit 141 are operated by the air cylinder units 152 and 151 via the shafts 110 and 110, respectively.

エアシリンダユニット152、151の構造は共通であり、それぞれ外殻としてのエアシリンダチューブ111を有する。エアシリンダチューブ111はビス止めなどによりチャンバー103の側方に固定される。   The air cylinder units 152 and 151 have the same structure, and each has an air cylinder tube 111 as an outer shell. The air cylinder tube 111 is fixed to the side of the chamber 103 by screws or the like.

エアシリンダチューブ111の内部にはエアシリンダシャフト127が図の左右方向に摺動可能に支持されている。エアシリンダシャフト127の前方部分(図の右側)は、Oリング124を介してエアシリンダチューブ111により支持されている。   An air cylinder shaft 127 is supported inside the air cylinder tube 111 so as to be slidable in the left-right direction in the figure. The front portion (the right side in the figure) of the air cylinder shaft 127 is supported by the air cylinder tube 111 via the O-ring 124.

エアシリンダシャフト127の前端部は、スタッドボルトおよびナットなどを介し充填側バルブユニット142および吐出側バルブユニット141を操作するシャフト110と結合されている。   The front end portion of the air cylinder shaft 127 is coupled to a shaft 110 that operates the filling side valve unit 142 and the discharge side valve unit 141 via stud bolts and nuts.

また、エアシリンダシャフト127の後端部(図の左側)には、エアシリンダピストンヘッド112が固定されており、エアシリンダピストンヘッド112は図の左方へスプリング128で付勢されている。エアシリンダチューブ111の後端部(図の左側)は、Oリング125を介してエアシリンダヘッドカバー113により密閉されている。   An air cylinder piston head 112 is fixed to the rear end portion (left side in the figure) of the air cylinder shaft 127, and the air cylinder piston head 112 is urged by a spring 128 to the left in the figure. The rear end portion (the left side in the figure) of the air cylinder tube 111 is sealed with an air cylinder head cover 113 via an O-ring 125.

エアシリンダピストンヘッド112を前進させるためのエアは、エアシリンダヘッドカバー113に設けられたポート151a、または152aからエアシリンダチューブ111内部に送り込まれる。   Air for advancing the air cylinder piston head 112 is sent into the air cylinder tube 111 from a port 151 a or 152 a provided in the air cylinder head cover 113.

エアが供給されていない時はスプリング128の付勢力によって、また、エアシリンダチューブ111側方のポート152b、または151bからエアシリンダピストンヘッド112を後退させるためのエアが供給されている時は、このエア圧力とスプリング128の付勢力によりエアシリンダピストンヘッド112は図の左方へ後退し、充填側バルブユニット142または吐出側バルブユニット141のニードルバルブ109が図の左方へ引かれ、塗料の通路を閉成する。   When air is not being supplied, the biasing force of the spring 128 is used, and when air for retreating the air cylinder piston head 112 is supplied from the port 152b or 151b on the side of the air cylinder tube 111, this is applied. The air cylinder piston head 112 is retracted to the left in the figure by the air pressure and the urging force of the spring 128, and the needle valve 109 of the charging side valve unit 142 or the discharge side valve unit 141 is pulled to the left in the figure, and the paint passage Is closed.

一方、ポート152aまたは151aからエアを供給し、エアシリンダチューブ111内部のエアシリンダピストンヘッド112の後方部分(図の左側)を加圧するとエアシリンダピストンヘッド112が(図の右方へ)前進し、充填側バルブユニット142または吐出側バルブユニット141のニードルバルブ109が図の右方へ押され、塗料の通路が開放される。   On the other hand, when air is supplied from the port 152a or 151a and the rear portion (the left side in the figure) of the air cylinder piston head 112 inside the air cylinder tube 111 is pressurized, the air cylinder piston head 112 moves forward (to the right in the figure). Then, the needle valve 109 of the filling side valve unit 142 or the discharge side valve unit 141 is pushed rightward in the drawing, and the paint passage is opened.

エアシリンダ151、152に対するエアの供給は後述のソレノイドバルブにより制御され、充填側バルブユニット142または吐出側バルブユニット141の開閉は、独立して制御することができる。各バルブユニットの開閉制御の態様については後で詳述する。   The supply of air to the air cylinders 151 and 152 is controlled by a solenoid valve described later, and the opening and closing of the filling side valve unit 142 or the discharge side valve unit 141 can be controlled independently. The mode of opening / closing control of each valve unit will be described in detail later.

次に、ピストン102により圧力室103a内の圧力を制御するための構造につき説明する。   Next, a structure for controlling the pressure in the pressure chamber 103a by the piston 102 will be described.

ハウジング101の後端部には、サーボモータ114が取り付けられており、サーボモータ114の駆動軸はカップリング115を介してボールネジ117の後端部と結合されている。ボールネジ117はハウジング101とチャンバー103を結合しているシャフト126、126の中央位置にサポートユニット116を介して支持されている。   A servo motor 114 is attached to the rear end portion of the housing 101, and the drive shaft of the servo motor 114 is coupled to the rear end portion of the ball screw 117 via the coupling 115. The ball screw 117 is supported through a support unit 116 at a central position of shafts 126, 126 connecting the housing 101 and the chamber 103.

ボールネジ117の先端部には穴付きボルト119となっており、ピストン102の内部に切られたボールガイド118と螺合している。   A bolt 119 with a hole is formed at the tip of the ball screw 117 and is screwed into a ball guide 118 cut into the piston 102.

以上の構造により、サーボモータ114によりボールネジ117を反時計廻りまたは時計廻りに回転させると、ピストン102が前進または後退し、これによりピストン102の頭部をチャンバー103の圧力室103a内に進入または脱出させ、圧力室103a内を加圧または減圧することができる。   With the above structure, when the ball screw 117 is rotated counterclockwise or clockwise by the servo motor 114, the piston 102 moves forward or backward, and thereby the head of the piston 102 enters or exits the pressure chamber 103a of the chamber 103. The pressure chamber 103a can be pressurized or depressurized.

なお、本実施例では、ピストン102位置は光ファイバセンサにより検出できるようにしてある。ピストン102の後端部にはセンサドグ136が紙面に垂直な方向に立設されている。そして、センサドグ136が通過する領域と光軸が交差するように光ファイバセンサの投光側および受光側の光ファイバ138a、および138bが配置されている。光ファイバ138a、および138bは、ファイバブラケット134および135を介してハウジング101にネジ止めなどにより固定されている。   In this embodiment, the position of the piston 102 can be detected by an optical fiber sensor. A sensor dog 136 is erected at a rear end portion of the piston 102 in a direction perpendicular to the paper surface. The optical fibers 138a and 138b on the light projecting side and the light receiving side of the optical fiber sensor are arranged so that the optical axis intersects with the region through which the sensor dog 136 passes. The optical fibers 138a and 138b are fixed to the housing 101 by screwing or the like via fiber brackets 134 and 135.

また、ハウジング101には、不図示の光ファイバセンサアンプユニットを装着するための取付け金具138が装着されている。投光側および受光側の光ファイバ138a、および138bはこの取付け金具138に装着された光ファイバセンサアンプユニットと接続され、同アンプユニットによって検出、および表示制御が行われる。この種のアンプユニットには、感度設定などの制御を行う操作手段などの他、光ファイバ間を通過するドグの検出状態を表示するLEDインジケータなどが設けられており、アンプユニットをこのようにサーボガン100に装着しておくことにより、アンプユニットのLEDインジケータをピストン102の動作状態の表示器として機能させることができる。   The housing 101 is mounted with a mounting bracket 138 for mounting an optical fiber sensor amplifier unit (not shown). The optical fibers 138a and 138b on the light projecting side and the light receiving side are connected to an optical fiber sensor amplifier unit mounted on the mounting bracket 138, and detection and display control are performed by the amplifier unit. This type of amplifier unit is provided with LED indicators that display the detection status of dogs passing between optical fibers, in addition to operating means for controlling sensitivity settings, etc. By attaching to 100, the LED indicator of the amplifier unit can function as an indicator of the operating state of the piston 102.

また、光ファイバセンサの出力は、後述の制御において、ピストン102の初期位置の検出などに利用することもできる。   The output of the optical fiber sensor can also be used for detecting the initial position of the piston 102 in the control described later.

次に図2を参照して、本実施例の塗装システムの全体構成につき説明する。   Next, the overall configuration of the coating system of this embodiment will be described with reference to FIG.

図2において、図3で説明したサーボガン100は、ロボットアーム200のアーム先端に支持されている。ロボットアーム200はたとえば3軸制御(たとえばテーブル回転2軸、アーム回転1軸)が可能な公知のロボットアーム200である。また、塗装用途によっては走行式など駆動方式が異なるもの、軸数が異なるものなどを用いてもよい。   In FIG. 2, the servo gun 100 described with reference to FIG. 3 is supported at the arm tip of the robot arm 200. The robot arm 200 is a known robot arm 200 capable of, for example, three-axis control (for example, table rotation two axes, arm rotation one axis). In addition, depending on the coating application, a traveling type such as a traveling type or a different number of axes may be used.

自動塗装処理は、ロボットアーム200でサーボガン100を操作し、塗装対象物(不図示)にサーボガン100先端のディスペンサーチップ180を接触させるとともに、塗装対象物とサーボガン100の間に相対移動を生じさせることによって行なう。このようにして、塗装対象物上に所定の塗料塗布パターンを形成することができる。このような塗装処理により、直線、曲線、文字、画像、塗り潰しなどの表現が可能となる。   In the automatic painting process, the servo gun 100 is operated by the robot arm 200 to bring the dispenser chip 180 at the tip of the servo gun 100 into contact with the painting object (not shown) and to cause relative movement between the painting object and the servo gun 100. To do. In this way, a predetermined paint application pattern can be formed on the object to be coated. By such a painting process, it is possible to express straight lines, curves, characters, images, fills, and the like.

ロボットアーム200の制御、およびサーボガン100の塗料充填および塗布に関する制御は、制御部900によって行う。   The control of the robot arm 200 and the control related to paint filling and application of the servo gun 100 are performed by the control unit 900.

制御部900は、たとえばロボット操作盤300およびPLC400を用いて構成することができる。以下では、制御部900をロボット操作盤300およびPLC400を用いて構成する例を示すが、もちろん制御部900はロボットアーム200の制御、およびサーボガン100の塗料充填および塗布制御を行なう単一の制御手段により構成してもよい。   Control unit 900 can be configured using, for example, robot operation panel 300 and PLC 400. In the following, an example in which the control unit 900 is configured using the robot operation panel 300 and the PLC 400 will be described. Of course, the control unit 900 is a single control unit that controls the robot arm 200 and paint filling and coating control of the servo gun 100. You may comprise by.

本実施例では、ロボットアーム200の操作ないしプログラミングは、ロボット操作盤300を介して行う。ロボット操作盤300には、ロボットアーム200を操作するための操作手段の他、たとえばファンクションキーなどを利用して構成したサーボガン100の動作タイミングを指定するための操作手段が設けられる。   In this embodiment, the operation or programming of the robot arm 200 is performed via the robot operation panel 300. In addition to operating means for operating the robot arm 200, the robot operation panel 300 is provided with operating means for designating the operation timing of the servo gun 100 configured using, for example, function keys.

一方、サーボガン100による塗装動作は、PLC(Programmable Logic Controller)400によって制御される。   On the other hand, the painting operation by the servo gun 100 is controlled by a PLC (Programmable Logic Controller) 400.

本実施例では、ロボット操作盤300により、ロボットアーム200でアーム先端のサーボガン100を動かし、サーボガン100のディスペンサーチップ180を対象物に接触させ、塗料を所定の塗布パターン(形状)に沿って塗布するようプログラミングする。   In the present embodiment, the robot operation panel 300 moves the servo gun 100 at the tip of the arm with the robot arm 200, brings the dispenser chip 180 of the servo gun 100 into contact with the object, and applies the paint along a predetermined application pattern (shape). Programming like so.

同時に、ロボット操作盤300で、ディスペンサーチップ180先端を対象物に接触させて塗布を開始する、またディスペンサーチップ180先端を対象物から離して塗布を終了する、といった各タイミングでPLC400がサーボガン100による塗装動作を制御できるように、ロボット操作盤300のI/O入出力基板301、およびアナログ出力基板302から制御信号を出力するようになっている。   At the same time, the PLC 400 is applied by the servo gun 100 at each timing of starting application by bringing the tip of the dispenser chip 180 into contact with the object on the robot operation panel 300 and ending the application by separating the tip of the dispenser chip 180 from the object. Control signals are output from the I / O input / output board 301 and the analog output board 302 of the robot operation panel 300 so that the operation can be controlled.

本実施例では、ロボット操作盤300のI/O入出力基板301は、吐出バルブON/OFF信号、充填バルブON/OFF信号、吸引信号、塗布信号、速度制御信号、および位置制御信号などの制御信号をPLC400のI/O入力ポート403に対して出力する。   In this embodiment, the I / O input / output board 301 of the robot operation panel 300 controls the discharge valve ON / OFF signal, the filling valve ON / OFF signal, the suction signal, the application signal, the speed control signal, the position control signal, and the like. The signal is output to the I / O input port 403 of the PLC 400.

また、ロボット操作盤300のアナログ出力基板302から、サーボ速度指令信号(電圧信号)をPLC400のアナログ入力ポート405に対して出力する。   Further, a servo speed command signal (voltage signal) is output from the analog output board 302 of the robot operation panel 300 to the analog input port 405 of the PLC 400.

PLC400はPC(パーソナルコンピュータ)402に、電源401、I/O入力ポート403、I/O出力ポート404、アナログ入力ポート405、および位置決めユニット406を組み合わせて構成されている。   The PLC 400 is configured by combining a PC (personal computer) 402 with a power supply 401, an I / O input port 403, an I / O output port 404, an analog input port 405, and a positioning unit 406.

また、PLC400のI/O出力ポート404から、ロボット操作盤300のI/O入出力基板301に対して、ロボットアーム200の3軸(ないしそれ以上の複数軸)制御を行うための所定の制御信号を入力することにより、PLC400側からロボット操作盤300を介してロボットアーム200の動作を制御することもできる。   Further, predetermined control for performing three-axis (or more than one axis) control of the robot arm 200 from the I / O output port 404 of the PLC 400 to the I / O input / output board 301 of the robot operation panel 300. By inputting the signal, the operation of the robot arm 200 can be controlled from the PLC 400 side via the robot operation panel 300.

以上のように制御部900を構成することにより、たとえば、ロボット操作盤300を用いて、サーボガン100を操作するロボットアーム200の動作、およびサーボガン100の塗料の塗布開始、終了タイミングなどをプログラミングした後、PLC400側でそのプログラミングデータを記録し、後で再生する、すなわち、PLC400が記録したプログラミングデータに基づき、ロボット操作盤300を介してロボットアーム200の動作を制御するとともに、サーボガン100の塗装動作を制御することにより、自動塗装処理を行うこともできる。   By configuring the control unit 900 as described above, for example, after programming the operation of the robot arm 200 that operates the servo gun 100 and the start and end timing of coating of the servo gun 100 using the robot operation panel 300, for example. The programming data is recorded on the PLC 400 side and reproduced later. That is, based on the programming data recorded by the PLC 400, the operation of the robot arm 200 is controlled via the robot operation panel 300, and the painting operation of the servo gun 100 is performed. By controlling it, an automatic coating process can also be performed.

次に、サーボガン100の塗装制御系についてさらに詳細に説明する。   Next, the coating control system of the servo gun 100 will be described in further detail.

上述のように、サーボガン100には、塗料を加圧するための圧力室103aが設けられ、ピストン102により圧力室103a内の塗料の圧力を制御することができる。   As described above, the servo gun 100 is provided with the pressure chamber 103a for pressurizing the paint, and the piston 102 can control the pressure of the paint in the pressure chamber 103a.

ピストン102は、サーボモータ114により駆動されるが、このサーボモータ114はサーボコントローラ407を介してPLC400の位置決めユニット406により制御される。   The piston 102 is driven by a servo motor 114, and the servo motor 114 is controlled by a positioning unit 406 of the PLC 400 via a servo controller 407.

圧力室103a内の塗料圧力は、圧力センサヘッド191により検出される。圧力センサヘッド191の検出状態は圧力センサユニット193でデジタル信号に変換され、I/O入力ポート403を介してPLC400に入力される。   The pressure of the paint in the pressure chamber 103a is detected by the pressure sensor head 191. The detection state of the pressure sensor head 191 is converted into a digital signal by the pressure sensor unit 193 and input to the PLC 400 via the I / O input port 403.

したがって、PLC400は、塗料塗布期間、あるいはサーボガン100移動中の予圧(予備加圧)期間(後述)などにおいて、圧力センサヘッド191から得られる検出値に基づき、圧力室103a内の塗料圧力が所定値になるよう、サーボモータ114を介してピストン102の位置を制御することによりフィードバック制御することができる。   Therefore, the PLC 400 determines that the paint pressure in the pressure chamber 103a is a predetermined value based on the detection value obtained from the pressure sensor head 191 during the paint application period or a pre-pressure (pre-pressurization) period (described later) during movement of the servo gun 100. Thus, feedback control can be performed by controlling the position of the piston 102 via the servo motor 114.

また、サーボガン100には、圧力室103aに対して塗料を充填する充填側バルブユニット142、および吐出側バルブユニット141が設けられる。これら充填側バルブユニット142、および吐出側バルブユニット141の開閉はそれぞれエアシリンダユニット152、および151により制御される。   Further, the servo gun 100 is provided with a filling side valve unit 142 and a discharge side valve unit 141 for filling the pressure chamber 103a with paint. The opening and closing of the filling side valve unit 142 and the discharge side valve unit 141 are controlled by air cylinder units 152 and 151, respectively.

このエアシリンダユニット152、および151の駆動は、充填バルブ用ソレノイドバルブ162、および吐出バルブ用ソレノイドバルブ161によりそれぞれ制御される。充填バルブ用ソレノイドバルブ162、および吐出バルブ用ソレノイドバルブ161と、エアシリンダユニット152、および151は、エアシリンダピストンヘッド112の前進および後退をそれぞれ制御するエア配管により接続される。   The driving of the air cylinder units 152 and 151 is controlled by a charging valve solenoid valve 162 and a discharge valve solenoid valve 161, respectively. The charging valve solenoid valve 162, the discharge valve solenoid valve 161, and the air cylinder units 152 and 151 are connected by air pipes for controlling the forward and backward movements of the air cylinder piston head 112, respectively.

これら充填バルブ用ソレノイドバルブ162、および吐出バルブ用ソレノイドバルブ161は、PLC400のI/O出力ポート404の信号により制御される。   The charging valve solenoid valve 162 and the discharge valve solenoid valve 161 are controlled by signals from the I / O output port 404 of the PLC 400.

このような構成により、PLC400は、塗装シーケンスの進行に応じて、充填側バルブユニット142、および吐出側バルブユニット141の開き、また閉じるよう、充填バルブ用ソレノイドバルブ162、および吐出バルブ用ソレノイドバルブ161を介してエア供給を制御する。   With such a configuration, the PLC 400 allows the charging valve solenoid valve 162 and the discharge valve solenoid valve 161 to open and close the filling side valve unit 142 and the discharge side valve unit 141 according to the progress of the painting sequence. The air supply is controlled via

エアシリンダユニット152、および151の駆動に必要なエアは不図示の外部のコンプレッサなどから吸入ポート501を介して供給される。吸入ポート501の直後の配管には微粒子、油分、水分などの異物を除去するためのミストセパレータ502が配置される。   Air necessary for driving the air cylinder units 152 and 151 is supplied through an intake port 501 from an external compressor (not shown) or the like. A mist separator 502 for removing foreign matters such as fine particles, oil, and moisture is disposed in the pipe immediately after the suction port 501.

なお、本実施例では、充填バルブ用ソレノイドバルブ162、および吐出バルブ用ソレノイドバルブ161は、エアシリンダユニット152、および151のエアシリンダピストンヘッド112の前進および後退を2ポート式で制御するように図示してあるが、これらソレノイドバルブ/エアシリンダユニットのポート構成は図示の態様に限定されるものではない。   In this embodiment, the filling valve solenoid valve 162 and the discharge valve solenoid valve 161 are configured to control the forward and backward movements of the air cylinder piston head 112 of the air cylinder units 152 and 151 in a two-port manner. Although shown, the port configuration of these solenoid valves / air cylinder units is not limited to the illustrated embodiment.

サーボガン100に供給される塗料は粘度不均一や固化などを防止するため、密閉型タンク700に収容し、撹拌機600により常時、撹拌する。撹拌機600としてはマグネチックスターラのような任意の撹拌方式のものを用いることができる。   The paint supplied to the servo gun 100 is accommodated in the closed tank 700 and constantly stirred by the stirrer 600 in order to prevent uneven viscosity and solidification. As the stirrer 600, an arbitrary stirring method such as a magnetic stirrer can be used.

密閉型タンク700の内部は、上記のミストセパレータ502を経て、さらに精密レギュレータ504を介して流量を一定に制御されたエアにより予備加圧する。   The inside of the hermetic tank 700 is pre-pressurized with air whose flow rate is controlled to be constant via the precision regulator 504 via the mist separator 502.

密閉型タンク700の内の塗料にはナイロン製などの塗料チューブ701の一端が浸漬され、この塗料チューブ701の他端は充填側バルブユニット142吸入ポート142aに接続される。   One end of a paint tube 701 made of nylon or the like is immersed in the paint in the sealed tank 700, and the other end of the paint tube 701 is connected to the charging side valve unit 142 suction port 142a.

塗料は顔料を、たとえば、ホワイトガソリン、アルコール、シンナーなど各種の溶媒に溶いたもので、ディスペンサーチップ180の塗布体181先端まで毛細管現象によって到達できるものであれば任意の組成の塗料を用いることができる。   The paint is a pigment dissolved in various solvents such as white gasoline, alcohol and thinner, and any paint having any composition can be used as long as it can reach the tip of the application body 181 of the dispenser chip 180 by capillary action. it can.

塗料チューブ701の中間部には、塗料の流量を一定に制御するためのエアオペレギュレータ192が配置される。エアオペレギュレータ192には、上記ミストセパレータ502を経て、さらに精密レギュレータ503を介して流量を一定に制御された制御エアが供給される。このようにして、サーボガン100への塗料の供給流量が一定に制御される。   An air operation regulator 192 for controlling the flow rate of the paint to be constant is disposed at an intermediate portion of the paint tube 701. Control air whose flow rate is controlled to be constant is supplied to the air operation regulator 192 via the mist separator 502 and further via the precision regulator 503. In this way, the supply flow rate of the paint to the servo gun 100 is controlled to be constant.

さらに、本実施例では、サーボガン100の塗布軌跡を追従するように動作するCCDカメラ800をサーボガン100とともにロボットアーム200に塔載する。CCDカメラ800を塔載するための構造については、図4および図5により後述する。   Further, in this embodiment, a CCD camera 800 that operates so as to follow the application locus of the servo gun 100 is mounted on the robot arm 200 together with the servo gun 100. A structure for mounting the CCD camera 800 will be described later with reference to FIGS.

CCDカメラ800の画像信号出力は、PLC400のアナログ入力ポート405に入力される。前述の画像処理部903は、アナログ入力ポート405の入力画像を処理する不図示のハードウェア回路、あるいはPLC400の画像処理プログラムにより構成されるものとする。   The image signal output of the CCD camera 800 is input to the analog input port 405 of the PLC 400. The above-described image processing unit 903 is configured by a hardware circuit (not shown) that processes an input image of the analog input port 405, or an image processing program of the PLC 400.

なお、上記の塗料およびエア系の配管(チューブ)、ないし配線はサヤ管艤装部700aによって束ねられ、サーボガン100まで配管される。   The paint and air pipes (tubes) or wires are bundled by the Saya pipe fitting 700a and piped to the servo gun 100.

ここで、図4および図5にCCDカメラ800をサーボガン100とともにロボットアーム200に塔載し、また、サーボガン100の塗布動作に追従させるべく変位させるための構造の一例を示す。   4 and 5 show an example of a structure for mounting the CCD camera 800 on the robot arm 200 together with the servo gun 100 and for displacing the CCD camera 800 so as to follow the coating operation of the servo gun 100. FIG.

上述のように構成されたサーボガン100は、略L字型の断面構造を有するツールブラケット1001上にブラケット1002を介して、たとえばボルト止め(1002a)などの方法で固定される。サーボガン100の先端には、上述の塗布体181を有するディスペンサーチップ180が装着されている。   The servo gun 100 configured as described above is fixed to a tool bracket 1001 having a substantially L-shaped cross-sectional structure via a bracket 1002 by a method such as bolting (1002a). A dispenser chip 180 having the above-described application body 181 is attached to the tip of the servo gun 100.

CCDカメラ800は、マウント1004上に照明801とともに固定されている。マウント1004は、L型支持具1004aを介してアーム1003に固着されている。アーム1003は金属カラー1016を介してシャフト1006に溶接ないし接着などの方法で固着されている。   The CCD camera 800 is fixed together with the illumination 801 on the mount 1004. The mount 1004 is fixed to the arm 1003 via an L-shaped support tool 1004a. The arm 1003 is fixed to the shaft 1006 via a metal collar 1016 by a method such as welding or bonding.

シャフト1006は、CCDカメラ800の揺動中心であり、サーボガン100の塗布手段であるディスペンサーチップ180のほぼ中心を通る直線に一致するようベアリングホルダーセット1012、1013により回動自在に軸支される。   The shaft 1006 is a swing center of the CCD camera 800 and is pivotally supported by the bearing holder sets 1012 and 1013 so as to coincide with a straight line passing through substantially the center of the dispenser chip 180 that is an application unit of the servo gun 100.

このような構成により、CCDカメラ800を、サーボガン100の塗布手段であるディスペンサーチップ180のほぼ中心を通る直線を中心とする異なる任意の回動位置に旋回できるように支持し、塗装対象物上の形成直後の塗料の塗布パターンを撮影するようサーボモータ(下記の1008)によりCCDカメラ800の撮影光軸を、上記回動位置のいずれかに移動させることができる。   With such a configuration, the CCD camera 800 is supported so as to be able to turn to different arbitrary rotational positions centering on a straight line passing through substantially the center of the dispenser chip 180 that is the application means of the servo gun 100, and on the object to be coated. The photographing optical axis of the CCD camera 800 can be moved to any one of the rotational positions by a servo motor (1008 below) so as to photograph the coating pattern of paint immediately after the formation.

これにより、塗料の塗布方向に応じて、塗装対象物上の形成直後の塗料の塗布パターンを撮影する追従位置へCCDカメラ800が移動するよう追従動作させることができ、塗装対象物上の形成直後の塗料の塗布パターンの形成状態を接触塗布動作にフィードバックすることができる。   Thereby, according to the application direction of the coating material, the CCD camera 800 can be moved to a tracking position for photographing the coating pattern of the coating material just formed on the coating object so that the CCD camera 800 can move. The formation state of the coating pattern of the paint can be fed back to the contact coating operation.

シャフト1006の両端は、ベアリングホルダーセット1012、1013の外側でベアリングナット1014、1014により抜け止め固定される。後端のベアリングホルダーセット1012はツールブラケット1001後端に設けられたザグリ穴内部に固定され、前端のベアリングホルダーセット1013は、ツールブラケット1001と固定された不図示の支持部材に支持されるものとする。   Both ends of the shaft 1006 are fixed and secured by bearing nuts 1014 and 1014 outside the bearing holder set 1012 and 1013. The bearing holder set 1012 at the rear end is fixed inside a counterbore hole provided at the rear end of the tool bracket 1001, and the bearing holder set 1013 at the front end is supported by a support member (not shown) fixed to the tool bracket 1001. To do.

シャフト1006中央には平歯車1010が固着されており、この平歯車1010はサーボモータ1008により駆動される平歯車1009と噛合している。サーボモータ1008は取り付け金具100aを介してツールブラケット1001上に固定され、平歯車1009、1010はギアカバー1007内に収容されている。   A spur gear 1010 is fixed to the center of the shaft 1006, and the spur gear 1010 meshes with a spur gear 1009 driven by a servo motor 1008. The servo motor 1008 is fixed on the tool bracket 1001 via the mounting bracket 100a, and the spur gears 1009 and 1010 are accommodated in the gear cover 1007.

図4および図5に実線で示したCCDカメラ800の揺動位置は、たとえばホームポジションで、この揺動位置は、光センサや磁気センサなどから成る近接センサ1015により検出される。   The swing position of the CCD camera 800 indicated by the solid line in FIGS. 4 and 5 is, for example, a home position, and this swing position is detected by a proximity sensor 1015 including an optical sensor, a magnetic sensor, and the like.

図5に一点鎖線800aで示すものは、上記のシャフト1006を中心とするCCDカメラ800の撮影光軸の回動軌跡である。CCDカメラ800は、上記ホームポジションを中心に、たとえば図示の±120度の範囲内をサーボモータ1008の駆動によって旋回でき、また任意の位置で停止できるものとする。   What is indicated by an alternate long and short dash line 800a in FIG. 5 is a rotation locus of the photographing optical axis of the CCD camera 800 around the shaft 1006. The CCD camera 800 can turn around the home position, for example, within a range of ± 120 degrees shown in the figure by driving the servo motor 1008, and can stop at an arbitrary position.

図5の紙面内のいずれの方向にもサーボガン100のディスペンサーチップ180が描画操作されるものとすれば、CCDカメラ800は、好ましくは全ての描画直後の塗料の塗布軌跡を撮影できるよう構成すべきで、この撮影条件を満足するよう、上記のCCDカメラ800の旋回範囲ないしCCDカメラ800の撮影画角を選択する。   Assuming that the dispenser chip 180 of the servo gun 100 is drawn in any direction within the plane of FIG. 5, the CCD camera 800 should preferably be configured so that it can capture the coating trajectory of all paint immediately after drawing. Thus, the turning range of the CCD camera 800 or the shooting angle of view of the CCD camera 800 is selected so as to satisfy this shooting condition.

なお、図4において符号191は上述の圧力センサヘッドを示す。また、図5に示されたU字型の金具1020は補強およびCCDカメラ800の旋回ガイドとして機能する構造部材である。   In FIG. 4, reference numeral 191 denotes the pressure sensor head described above. Further, the U-shaped metal fitting 1020 shown in FIG. 5 is a structural member that functions as a reinforcement and a turning guide for the CCD camera 800.

CCDカメラ800は、たとえば1秒間に数ないし数10フレームの画像を撮影できるもので、CCDカメラ800出力する画像信号は上述のようにPLC400のアナログ入力ポート405に入力される。ただし、CCDカメラ800の出力する画像信号がJPEGやMPEGなどの静止画/動画のデータ形式でPLC400に入力される構成であってもよい。   The CCD camera 800 can take an image of several to several tens of frames per second, for example, and the image signal output from the CCD camera 800 is input to the analog input port 405 of the PLC 400 as described above. However, the image signal output from the CCD camera 800 may be input to the PLC 400 in a still image / moving image data format such as JPEG or MPEG.

また、CCDカメラ800の姿勢を制御/決定するサーボモータ1008の駆動制御情報は、たとえばPLC400のサーボコントローラ407(図2)から不図示の経路で供給されるか、ロボット制御盤301を経由してロボットアームの制御信号の1つとして供給されるものとする。当然ながらサーボモータ1008は、入力された駆動制御情報にしたがって、平歯車1009、1010を介してシャフト1006を回動させ、入力された駆動制御情報の指定する回動位置にCCDカメラ800を回動させることができるよう構成されているものとする。   Further, drive control information of the servo motor 1008 for controlling / determining the attitude of the CCD camera 800 is supplied, for example, from a servo controller 407 (FIG. 2) of the PLC 400 via a route (not shown) or via the robot control panel 301. It is assumed that it is supplied as one of the control signals for the robot arm. Of course, the servo motor 1008 rotates the shaft 1006 via the spur gears 1009 and 1010 according to the input drive control information, and rotates the CCD camera 800 to the rotation position designated by the input drive control information. It shall be comprised so that it can be made to do.

次に、以上の構成における自動塗装(自動塗布)動作につき説明する。ここでは、図6〜図8により、サーボガン100の基本制御(下位レベルの制御)を説明し、続いて図10〜図12によりCCDカメラ800の撮影画像を用いて行なう塗布(描画)制御(上位レベルの制御)につき説明する
図6〜図8に上記構成において実施される自動塗装制御の基本部分、特に下位レベルに属する塗料の供給制御を主に示す。ここでは、ロボットアーム200の制御によりサーボガン100のディスペンサーチップ180を塗装対象物に触れさせる、あるいはさらに塗装対象物に沿い、所期の塗装パターンに応じて移動させる、塗装対象物から離間させ、待機(休止)位置まで移動させる、といったロボットアーム200側の制御について公知であるものとして説明を省略する。
Next, the automatic coating (automatic application) operation in the above configuration will be described. Here, basic control (lower level control) of the servo gun 100 will be described with reference to FIGS. 6 to 8, and subsequently, application (drawing) control (upper level) performed using images taken by the CCD camera 800 with reference to FIGS. 10 to 12. FIG. 6 to FIG. 8 mainly show the basic part of the automatic painting control implemented in the above configuration, particularly the paint supply control belonging to the lower level. Here, the dispenser chip 180 of the servo gun 100 is brought into contact with the object to be painted under the control of the robot arm 200, or further moved along the object to be painted according to the intended painting pattern, separated from the object to be painted, and on standby Since the control on the side of the robot arm 200 such as moving to the (pause) position is known, the description thereof is omitted.

図6〜図8に示した制御手順は、たとえば図2の制御部900が実行する自動塗装制御プログラムとして制御部900の記憶手段に格納することができる。たとえば、図2において、PLC400がロボットアーム200の動作と、サーボガン100による塗装動作を含む全体を制御する場合には、後述の制御手順はPLC400のHDDやフラッシュメモリなどの記憶手段(不図示)に格納することができる。   The control procedures shown in FIGS. 6 to 8 can be stored in the storage means of the control unit 900 as an automatic painting control program executed by the control unit 900 of FIG. For example, in FIG. 2, when the PLC 400 controls the entire operation including the operation of the robot arm 200 and the painting operation by the servo gun 100, the control procedure described later is stored in storage means (not shown) such as an HDD or a flash memory of the PLC 400. Can be stored.

図6の充填手順は、圧力室103aに塗料を充填する充填処理の制御手順の流れを示している。図6の充填手順は、たとえば、サーボガン100のディスペンサーチップ180が塗装対象物から離間している間、あるいはロボットアーム200によりサーボガン100が所定の休止/待機位置などに移動されている、といった非塗布期間の任意のタイミングにおいて実施することができる。   The filling procedure in FIG. 6 shows the flow of the control procedure of the filling process for filling the pressure chamber 103a with the paint. The filling procedure of FIG. 6 is not applied, for example, while the dispenser tip 180 of the servo gun 100 is separated from the object to be coated, or the servo gun 100 is moved to a predetermined pause / standby position by the robot arm 200. It can be implemented at any timing of the period.

図6の充填処理を実行する際、撹拌機600を駆動しておき、密閉型タンク700を撹拌するとともに、各ソレノイドバルブ161、162、エアオペレギュレータ192などの動作が可能となるよう、不図示のコンプレッサなどから吸入ポート501に所定圧力のエアを供給する(後述の吐出/塗布処理などにおいても同様)。   When the filling process of FIG. 6 is performed, the stirrer 600 is driven to stir the sealed tank 700, and the solenoid valves 161 and 162, the air operated regulator 192, and the like can be operated. A predetermined pressure of air is supplied to the suction port 501 from the compressor of the compressor (the same applies to the discharge / coating process described later).

図6のステップS301では、まず吐出バルブ用ソレノイドバルブ161、およびエアシリンダユニット151を介して吐出側バルブユニット141を閉成(OFF)し、ステップS302では、充填バルブ用ソレノイドバルブ162、およびエアシリンダユニット152を介して充填側バルブユニット142を開放(ON)する。   In step S301 in FIG. 6, first, the discharge valve unit 141 is closed (OFF) via the discharge valve solenoid valve 161 and the air cylinder unit 151. In step S302, the filling valve solenoid valve 162 and the air cylinder are closed. The filling side valve unit 142 is opened (ON) through the unit 152.

なお、上述の説明より各ソレノイドバルブ161、162、各エアシリンダユニット151、152および各バルブユニット141、142の動作は自明であるから、以下では煩雑さを避けるため単に充填側バルブユニット142および吐出側バルブユニット141の動作についてのみ言及する。   Since the operations of the solenoid valves 161 and 162, the air cylinder units 151 and 152, and the valve units 141 and 142 are obvious from the above description, the charging side valve unit 142 and the discharge unit are simply described below in order to avoid complexity. Only the operation of the side valve unit 141 will be described.

ステップS302およびS303では、サーボモータ114およびボールネジ117を介してピストン102を図3左方の初期位置まで移動させる。この時、充填側バルブユニット142が開、吐出側バルブユニット141が閉の状態であるから、このピストン102の初期位置への移動により、圧力室103a内に塗料が充填される。   In steps S302 and S303, the piston 102 is moved to the initial position on the left side of FIG. 3 via the servo motor 114 and the ball screw 117. At this time, since the filling side valve unit 142 is open and the discharge side valve unit 141 is closed, the paint is filled into the pressure chamber 103a by the movement of the piston 102 to the initial position.

塗料は、密閉型タンク700から塗料チューブ701を経て、前述のように吸入ポート142a〜ニードルバルブ109〜開口142b〜塗料パス142c(以上充填側バルブユニット142)〜塗料パス103b〜圧力室103aへと続く経路で充填される。   As described above, the paint passes from the sealed tank 700 through the paint tube 701 to the suction port 142a, the needle valve 109, the opening 142b, the paint path 142c (the charging side valve unit 142), the paint path 103b, and the pressure chamber 103a. It is filled in the following path.

ピストン102の現在位置は、サーボモータ114のエンコーダの出力を監視することにより、あるいは光ファイバセンサの出力を監視することにより検出する。   The current position of the piston 102 is detected by monitoring the output of the encoder of the servo motor 114 or by monitoring the output of the optical fiber sensor.

ステップS302でピストン102が所定の初期位置まで後退したことを検出すると、ステップS304に移行し、充填側バルブユニット142を閉成(OFF)する。   When it is detected in step S302 that the piston 102 has retracted to the predetermined initial position, the process proceeds to step S304, and the charging side valve unit 142 is closed (OFF).

続いて、ステップS305〜S307においては、充填側バルブユニット142および吐出側バルブユニット141を閉成した状態で圧力室103a内の塗料を所定の圧力に予圧(予備加圧)する。   Subsequently, in steps S305 to S307, the paint in the pressure chamber 103a is pre-pressurized (preliminary pressurization) to a predetermined pressure with the filling-side valve unit 142 and the discharge-side valve unit 141 closed.

ステップS305では、圧力センサヘッド191、圧力センサユニット193を介して圧力室103a内の塗料圧力を検出し、同圧力値が所定の予圧目標値に(ほぼ)等しいか否かを検出する。   In step S305, the paint pressure in the pressure chamber 103a is detected via the pressure sensor head 191 and the pressure sensor unit 193, and it is detected whether or not the pressure value is (substantially) equal to a predetermined preload target value.

ステップS305で圧力室103a内の塗料圧力が所定の予圧目標値より高ければ、サーボモータ114およびボールネジ117を介して、ステップS306においてピストン102を後退させ、所定の予圧目標値より低ければ、ステップS307においてピストン102を前進させる。   If the paint pressure in the pressure chamber 103a is higher than the predetermined preload target value in step S305, the piston 102 is retracted in step S306 via the servo motor 114 and the ball screw 117. If it is lower than the predetermined preload target value, step S307 is performed. The piston 102 is moved forward.

なお、上述の説明よりサーボモータ114、ボールネジ117およびピストン102の動作は自明であるから、以下では煩雑さを避けるため単にピストン102の動作についてのみ言及する。   Since the operations of the servo motor 114, the ball screw 117, and the piston 102 are obvious from the above description, only the operation of the piston 102 will be described below in order to avoid complexity.

ステップS305〜S307の予圧調整処理は、ステップS308で充填処理の終了を検出するまで続行される。   The preload adjustment process in steps S305 to S307 is continued until the completion of the filling process is detected in step S308.

ステップS308で検出される充填処理の終了は、たとえば、サーボガン100のディスペンサーチップ180が塗装対象物に触れる、あるいは塗装対象物まで移動された、などのように塗装処理を開始する条件が成立することを検出することなどにより判定することができる。   The completion of the filling process detected in step S308 is that the condition for starting the painting process is satisfied, for example, the dispenser chip 180 of the servo gun 100 touches the object to be painted or has been moved to the object to be painted. It can be determined by detecting the above.

図6のようにして、非塗布期間中にピストン102を初期位置に移動して圧力室103a内に所定容量の塗料を充填するとともに、さらに、充填側バルブユニット142および吐出側バルブユニット141を閉成した状態で圧力室103a内の塗料を所定の予圧圧力に調節することができる。このように非塗布期間中に圧力室103a内の塗料圧力を所定の予圧値に調節しておくことにより、ディスペンサーチップ180を塗装対象物に触れさせた直後から、所期の塗料圧力でディスペンサーチップ180に塗料を供給することができ、効率良く塗料の塗布を行うことができる。   As shown in FIG. 6, the piston 102 is moved to the initial position during the non-application period to fill the pressure chamber 103a with a predetermined volume of paint, and the filling side valve unit 142 and the discharge side valve unit 141 are closed. In this state, the paint in the pressure chamber 103a can be adjusted to a predetermined preload pressure. In this way, by adjusting the paint pressure in the pressure chamber 103a to a predetermined preload value during the non-application period, the dispenser chip 180 can be applied at the desired paint pressure immediately after the dispenser chip 180 is brought into contact with the object to be coated. The paint can be supplied to 180, and the paint can be applied efficiently.

図7は、サーボガン100のディスペンサーチップ180を塗装対象物に触れさせて行う塗布(吐出)処理の流れを示している。図7の塗布(吐出)処理は、たとえば、ディスペンサーチップ180を塗装対象物に触れさせた(あるいは塗装対象物近傍に近接させた)時点から開始することができる。   FIG. 7 shows a flow of application (discharge) processing performed by bringing the dispenser chip 180 of the servo gun 100 into contact with an object to be coated. The application (discharge) process of FIG. 7 can be started, for example, from the time when the dispenser chip 180 is brought into contact with the object to be coated (or is brought close to the vicinity of the object to be coated).

図7のステップS401では、まず充填側バルブユニット142を閉成(OFF)とし、ステップS402では、吐出側バルブユニット141を開放(ON)する。この各バルブユニットの状態は、ステップS406で塗布処理の終了が検出されるまで保持される。   In step S401 of FIG. 7, the charging side valve unit 142 is first closed (OFF), and in step S402, the discharge side valve unit 141 is opened (ON). The state of each valve unit is held until the end of the coating process is detected in step S406.

これにより、圧力室103aより下流の塗料の供給経路、すなわち塗料パス103c(以上チャンバー103)〜塗料パス141a〜ニードルバルブ109〜開口141b〜塗料パス141c(以上吐出側バルブユニット141)〜塗料パス103d〜ノズルポート103e(以上チャンバー103前部)〜ディスペンサーチップ180と続く供給経路が形成される。   Thereby, the paint supply path downstream from the pressure chamber 103a, that is, the paint path 103c (above chamber 103) to the paint path 141a to the needle valve 109 to the opening 141b to the paint path 141c (to the discharge side valve unit 141) to the paint path 103d. -Nozzle port 103e (above chamber 103 front part)-Dispenser chip 180 and the supply path which continues are formed.

ステップS403では、圧力センサヘッド191、圧力センサユニット193を介して圧力室103a内の塗料圧力を検出し、同圧力値が所定の目標値に(ほぼ)等しいか否かを検出する。この塗布時の圧力目標値は、先の予圧目標値と同じでもよいし、諸条件により先の予圧目標値よりも高く、あるいは低く設定しておくことができる。   In step S403, the paint pressure in the pressure chamber 103a is detected via the pressure sensor head 191 and the pressure sensor unit 193, and it is detected whether or not the pressure value is (substantially) equal to a predetermined target value. The pressure target value at the time of application may be the same as the previous preload target value, or may be set higher or lower than the previous preload target value depending on various conditions.

ステップS403で圧力室103a内の塗料圧力が所定の予圧目標値より高ければ、サーボモータ114およびボールネジ117を介して、ステップS404においてピストン102を後退させ、所定の予圧目標値より低ければ、ステップS405においてピストン102を前進させる。   If the paint pressure in the pressure chamber 103a is higher than the predetermined preload target value in step S403, the piston 102 is retracted in step S404 via the servo motor 114 and the ball screw 117, and if lower than the predetermined preload target value, step S405 is performed. The piston 102 is moved forward.

このようにして、塗布処理において、圧力室103a内の塗料圧力を、所定の圧力目標値になるようフィードバック制御し、塗料がディスペンサーチップ180の先端の塗布体181から垂れ落ちるような不都合を生じることなく、また、塗料供給不足に起因するかすれや塗布ムラなどの不都合を生じることなく、塗料を塗布することができる。   In this way, in the coating process, the paint pressure in the pressure chamber 103a is feedback-controlled so as to become a predetermined pressure target value, and there arises a disadvantage that the paint hangs down from the application body 181 at the tip of the dispenser chip 180. In addition, the paint can be applied without causing inconveniences such as blurring and uneven application due to insufficient supply of the paint.

すなわち、ディスペンサーチップ180の先端の塗布体181から塗装対象物に塗布されて消費される量に応じて減圧していく分だけピストン102を前進させることができ、また、ピストン102が前進しすぎるなどして塗料圧力が高くなりすぎた場合はピストン102を後退させることができる。また、このようなフィードバック制御により、あるいはサーボガン100の姿勢などによって発生しうる塗料圧力のバラツキを補償することができ、ディスペンサーチップ180の先端の塗布体181直前の圧力が塗料塗布に適したほぼ一定の圧力に制御することができる。   That is, the piston 102 can be advanced by an amount corresponding to the amount of pressure that is applied and consumed from the application body 181 at the tip of the dispenser chip 180, and the piston 102 is advanced too much. If the paint pressure becomes too high, the piston 102 can be retracted. In addition, variations in paint pressure that may occur due to such feedback control or the posture of the servo gun 100 can be compensated, and the pressure immediately before the application body 181 at the tip of the dispenser chip 180 is substantially constant suitable for paint application. The pressure can be controlled.

ステップS406では、塗布(吐出)処理の終了を検出する。塗布(吐出)処理の終了は、ディスペンサーチップ180により、塗装対象物に所定のパターンを描き終り、ディスペンサーチップ180を塗装対象物から離間させる、といった条件の検出により判定することができる。塗布(吐出)処理の終了を検出した場合にはステップS407で吐出側バルブユニット141を閉成(OFF)し、塗布(吐出)処理全体を終了する。塗布(吐出)処理が終了した場合には、たとえば、直ちに図6の充填処理に移行することができる。   In step S406, the end of the application (discharge) process is detected. The end of the application (discharge) process can be determined by detecting a condition such that the dispenser chip 180 finishes drawing a predetermined pattern on the object to be coated, and the dispenser chip 180 is separated from the object to be coated. When the end of the application (discharge) process is detected, the discharge side valve unit 141 is closed (OFF) in step S407, and the entire application (discharge) process is ended. When the application (discharge) process is completed, for example, the process can immediately shift to the filling process of FIG.

以上のようにして、塗料の塗布中、チャンバー103の圧力室103a内の塗料圧力を所定の目標値に近づけるよう制御する、すなわち、圧力室103a内の塗料圧力が所定範囲内となるよう制御することができ、これによりディスペンサーチップ180から塗料が垂れ落ちるのを防止でき、作業環境や被塗布物の不要な部分を汚染することなく、前記被塗布物に前記塗布液を塗布することができる。またディスペンサーチップ180に対して一定の塗料供給量で塗料を供給できるため、直線、曲線、文字、画像、塗り潰しなどの表現を高精度に行なうことができる。   As described above, during application of the paint, the paint pressure in the pressure chamber 103a of the chamber 103 is controlled to approach a predetermined target value, that is, the paint pressure in the pressure chamber 103a is controlled to be within a predetermined range. Thus, the coating material can be prevented from dripping from the dispenser chip 180, and the coating liquid can be applied to the coated object without contaminating the work environment and unnecessary portions of the coated object. In addition, since the paint can be supplied to the dispenser chip 180 with a constant paint supply amount, it is possible to accurately express straight lines, curves, characters, images, painting, and the like.

図8は、自動塗装制御、特に下位部分の制御のおおまかな流れを示している。図8の処理は、図示のように、ステップS501で行う塗布(吐出)区間か否かの判定に応じて、ステップS502の塗布(吐出)処理(図7)、またはステップS503の充填処理(図6)を行なうものである。ステップS501〜S503の処理は、ステップS504で自動塗装処理全体の終了を検出するまで続行される。   FIG. 8 shows a general flow of automatic painting control, particularly control of the lower part. As shown in the figure, the processing of FIG. 8 is performed in step S501 depending on whether the application (discharge) section is performed or not (FIG. 7) or in step S503. 6). The processing in steps S501 to S503 is continued until the end of the entire automatic painting process is detected in step S504.

ステップS501の塗布(吐出)区間か否かの判定は、たとえば、サーボガン100のディスペンサーチップ180が塗装対象物に触れた、あるいは塗装対象物近傍まで移動された、などの条件を検出することにより行うことができる。   The determination of whether or not it is the application (discharge) section in step S501 is performed by detecting conditions such as the dispenser chip 180 of the servo gun 100 touching the object to be coated or moved to the vicinity of the object to be coated. be able to.

また、ステップS504の自動塗装処理全体の終了判定は、塗装対象物に全ての塗装パターンを描き終ったことを検出することにより行うことができる。   Further, the end determination of the entire automatic painting process in step S504 can be performed by detecting that all the painting patterns have been drawn on the painting object.

図8に示したように、充填処理を塗装対象物に塗料を塗布する塗布時以外の非塗布期間において行なうことにより、効率よくサーボガン100のチャンバー103に塗料を充填(補給)することができる。   As shown in FIG. 8, by performing the filling process in a non-application period other than the time of applying the paint to the object to be applied, the paint can be efficiently filled (supplemented) into the chamber 103 of the servo gun 100.

一方、図10〜図12は、制御部900が実行する、より上位の描画制御の流れを示している。図6〜図8に示した下位のルーチンは、図10〜図12に示す制御の流れに応じて必要に応じて呼び出される。図10〜図12の制御は、制御部900が実行するプログラムとしてPLC400のHDDやフラッシュメモリなどの記憶手段(不図示)に格納することができる。   On the other hand, FIGS. 10 to 12 show the flow of higher-level drawing control executed by the control unit 900. The lower-level routines shown in FIGS. 6 to 8 are called as necessary according to the flow of control shown in FIGS. 10 to 12 can be stored in a storage unit (not shown) such as an HDD or a flash memory of the PLC 400 as a program executed by the control unit 900.

図10〜図12の説明において、描画プログラム(901:図1)はたとえば前述の図9に示したようなベクター表現を基本とするデータ表現を用いて構成されているものとする。前述の通り図9に示したようなデータ表現は、あくまでも一例に過ぎない。   10-12, it is assumed that the drawing program (901: FIG. 1) is configured using, for example, data representation based on the vector representation as shown in FIG. As described above, the data representation as shown in FIG. 9 is merely an example.

図10は、描画プログラムを実行する制御部900が、描画の方向転換を検出し、CCDカメラ800を描画に追従させる制御を示している。   FIG. 10 shows a control in which the control unit 900 that executes the drawing program detects the direction change of the drawing and causes the CCD camera 800 to follow the drawing.

図10のステップS601では、不図示のHDDやメモリ上に展開されている描画プログラム(901)から描画コマンドCMDn(図9)を1つ取り出す。描画プログラム(901)はリンクトリストのような格納形式で記憶されており、プログラム上ステップS601では、前回取り出した描画コマンドCMDn−1の次の描画コマンドCMDnが取り出されるよう構成されているものとする。   In step S601 of FIG. 10, one drawing command CMDn (FIG. 9) is extracted from the drawing program (901) developed on the HDD or memory (not shown). The drawing program (901) is stored in a storage format such as a linked list. In step S601 of the program, the drawing command CMDn next to the drawing command CMDn-1 extracted last time is extracted. To do.

ステップS602では、取り出した描画コマンドCMDnを解析し、該描画コマンドの実行によって描画方向に方向転換が生じるか否かを判定する。図9に示したように、描画コマンドCMDnはベクター表現であり、移動方向に関する情報を含んでおり、前回実行した描画コマンドCMDn−1と比較すれば今回の描画コマンドCMDnの実行で描画方向に方向転換が生じるか否かを判定することができる。このとき前述のように描画コマンドCMDnに始点Pn〜終点Pn+1への方向の情報や、方向転換フラグが格納されている場合には、これらを用いて描画方向に方向転換が生じるか否かを容易に判定することができる。   In step S602, the extracted drawing command CMDn is analyzed, and it is determined whether or not a direction change occurs in the drawing direction by executing the drawing command. As shown in FIG. 9, the drawing command CMDn is a vector expression and includes information on the moving direction. Compared with the previously executed drawing command CMDn-1, the drawing command CMDn is executed in the direction of the drawing direction. It can be determined whether or not conversion occurs. At this time, when information on the direction from the start point Pn to the end point Pn + 1 and the direction change flag are stored in the drawing command CMDn as described above, it is easy to determine whether or not the direction change occurs in the drawing direction using these. Can be determined.

ステップS602で方向転換が生じないと判定した場合には、後述のステップS604で、描画制御を行う。ステップS602からステップS604に移行した場合には、従前のCCDカメラ800の旋回位置、および描画制御条件(ステップS604、図11ないし図12参照)が用いられる。   If it is determined in step S602 that no direction change occurs, drawing control is performed in step S604 described later. When the process proceeds from step S602 to step S604, the turning position of the conventional CCD camera 800 and the drawing control conditions (step S604, see FIGS. 11 to 12) are used.

ステップS602で描画コマンドCMDnの実行により描画方向に方向転換が生じると判定した場合には、ステップS603でCCDカメラ800の追従位置を計算する。CCDカメラ800は、図4、図5に示した通り、サーボモータ1008を介して、ディスペンサーチップ180の中心に一致した旋回軸廻りのたとえば120°+120°の範囲を旋回し任意の位置で停止させることができる。   If it is determined in step S602 that the direction change occurs in the drawing direction by executing the drawing command CMDn, the tracking position of the CCD camera 800 is calculated in step S603. As shown in FIGS. 4 and 5, the CCD camera 800 turns through a servo motor 1008 around a turning axis that coincides with the center of the dispenser chip 180, for example, 120 ° + 120 °, and stops at an arbitrary position. be able to.

描画コマンドCMDnから、ロボットアーム200により操作されるディスペンサーチップ180の移動方向が演算できるから、このステップS603では、CCDカメラ800の旋回位置として、ディスペンサーチップ180の移動方向とは180°異なる旋回位置を選択すればよい。なお、図5のような構成では、CCDカメラ800はディスペンサーチップ180を中心とする360°の範囲を旋回できないから、ディスペンサーチップ180の移動方向と180°異なる旋回位置を選択できない場合は、CCDカメラ800の画角の範囲内にディスペンサーチップ180の形成する塗布軌跡を捉えられる最適な位置をCCDカメラ800の旋回位置として選択するものとする。   Since the moving direction of the dispenser chip 180 operated by the robot arm 200 can be calculated from the drawing command CMDn, in this step S603, a swiveling position that is 180 ° different from the moving direction of the dispenser chip 180 is set as the swiveling position of the CCD camera 800. Just choose. In the configuration shown in FIG. 5, the CCD camera 800 cannot swivel within a 360 ° range centered on the dispenser chip 180, and therefore the CCD camera cannot be selected if a swiveling position that is 180 ° different from the moving direction of the dispenser chip 180 cannot be selected. It is assumed that an optimum position where the application locus formed by the dispenser chip 180 can be captured within the range of the angle of view of 800 is selected as the turning position of the CCD camera 800.

ステップS605では、ロボットアーム200を制御して、描画の方向転換を行う。同時に、サーボモータ1008を制御して、ステップS603で計算した旋回位置(追従位置)にCCDカメラ800を旋回させ、ステップS604の描画制御に移る。   In step S605, the robot arm 200 is controlled to change the drawing direction. At the same time, the servo motor 1008 is controlled to rotate the CCD camera 800 to the turning position (following position) calculated in step S603, and the drawing control in step S604 is started.

ステップS604の描画制御では、描画コマンドCMDnに格納された始点Pn(Xn,Yn,Zn)、終点Pn+1(Xn+1,Yn+1,Zn+1)などに関する情報、線幅wi、および濃度diの目標値に関する情報、あるいはさらに筆圧などの目標値に関する情報など基づき、前述の下位レベルの塗布制御を実行しつつ、ロボットアーム200を制御することにより、サーボガン100のディスペンサーチップ180で描画コマンドCMDnで表現された描画動作を行なわせる。   In the drawing control in step S604, information about the start point Pn (Xn, Yn, Zn), end point Pn + 1 (Xn + 1, Yn + 1, Zn + 1), etc. stored in the drawing command CMDn, information about the target value of the line width wi, and density di, Alternatively, the drawing operation represented by the drawing command CMDn by the dispenser chip 180 of the servo gun 100 by controlling the robot arm 200 while executing the above-described lower-level application control based on information on the target value such as writing pressure. To do.

また、ステップS604の描画制御では、CCDカメラ800の撮影した画像情報を用いて図11ないし図12に示すような描画制御呼び出して実行させることができる。   Further, the drawing control in step S604 can be executed by calling the drawing control as shown in FIGS. 11 to 12 using image information captured by the CCD camera 800.

図11の描画制御は、CCDカメラ800の撮影した画像情報に基づき、サーボガン100のディスペンサーチップ180が描画する塗布パターンの線の幅が一定の目標値に一致するよう制御するもの(一定線幅制御)、また、図12の描画制御は、CCDカメラ800の撮影した画像情報に基づき、サーボガン100のディスペンサーチップ180が描画する塗布パターンの塗料濃度幅が一定の目標値に一致するよう制御するものである(一定濃度制御)。   The drawing control in FIG. 11 is based on the image information captured by the CCD camera 800 and controls the line width of the coating pattern drawn by the dispenser chip 180 of the servo gun 100 to match a certain target value (constant line width control). In addition, the drawing control of FIG. 12 is based on the image information captured by the CCD camera 800 so that the paint concentration width of the coating pattern drawn by the dispenser chip 180 of the servo gun 100 matches a certain target value. Yes (constant concentration control).

図11の一定線幅制御は、描画を実行している間、行なわれる。すなわち、図11のステップS701では、サーボガン100のディスペンサーチップ180を被塗布物に接触させ、塗料の塗布による描画を行っているか否かを判定し、描画中の場合のみ、ステップS703以降の処理を実行する。描画中ではない場合は、この一定線幅制御を呼び出した描画ルーチン(ステップS604)に復帰する(ステップS702)。   The constant line width control in FIG. 11 is performed while drawing is being executed. That is, in step S701 of FIG. 11, the dispenser chip 180 of the servo gun 100 is brought into contact with the object to be coated, and it is determined whether or not drawing is performed by applying paint. Only when drawing is being performed, the processing after step S703 is performed. Run. If the drawing is not in progress, the process returns to the drawing routine (step S604) that called the constant line width control (step S702).

ステップS701で描画中の場合、ステップS703で、CCDカメラ800の撮影した画像情報から現在の塗布軌跡の線幅w(実際値)を取得する。この線幅w(実際値)の取得は、画像処理部903(図1)により行わせる。   If drawing is being performed in step S701, the line width w (actual value) of the current application locus is acquired from image information captured by the CCD camera 800 in step S703. The acquisition of the line width w (actual value) is performed by the image processing unit 903 (FIG. 1).

続いてステップS704において、塗布軌跡の線幅w(実際値)が線幅の目標値wiと等しい(あるいは一定の範囲内でほぼ等しい)か否かを判定する。ステップS704が肯定された場合には、それ以上、線幅制御を実行することなく、元の描画ルーチンに復帰する(ステップS707)。   Subsequently, in step S704, it is determined whether or not the line width w (actual value) of the application locus is equal to (or substantially equal to within a certain range) the line width target value wi. If step S704 is affirmed, the process returns to the original drawing routine without executing line width control any more (step S707).

また、ステップS704で、塗布軌跡の線幅w(実際値)が線幅の目標値wiよりも小さい場合にはステップS705へ、塗布軌跡の線幅w(実際値)が線幅の目標値wiよりも大きい場合にはステップS706へそれぞれ分岐する。   If the line width w (actual value) of the application locus is smaller than the target value wi of the line width in step S704, the line width w (actual value) of the application locus is the target value wi of the line width. If it is larger, the process branches to step S706.

ステップS705では、現在の線幅wがより大きくなるよう描画制御を行なう(線幅拡大制御)。また、ステップS706では、現在の線幅wがより小さくなるよう描画制御を行なう(線幅縮小制御)。   In step S705, drawing control is performed so that the current line width w becomes larger (line width enlargement control). In step S706, drawing control is performed so that the current line width w becomes smaller (line width reduction control).

これら線幅拡大制御(S705)、線幅縮小制御(S706)には種々の手法が考えられる。   Various methods are conceivable for the line width enlargement control (S705) and the line width reduction control (S706).

たとえば、ディスペンサーチップ180の塗布体181が上述のようなある程度柔軟性を有する材質である場合には、被塗布物にディスペンサーチップ180を押し付ける圧力(筆圧)により、塗布される線幅を変更できる。そこで、この場合には、線幅拡大制御(S705)では、ディスペンサーチップ180の筆圧を増大させ、線幅縮小制御(S706)では、ディスペンサーチップ180の筆圧を減少させる制御を行なうことにより、それぞれのステップの所期の線幅調節制御を実行することができる。ディスペンサーチップ180の筆圧は、たとえば、ディスペンサーチップ180を保持するサーボガン100と被塗布物の距離を調節することにより制御することができる。   For example, when the application body 181 of the dispenser chip 180 is made of a material having a certain degree of flexibility as described above, the applied line width can be changed by the pressure (writing pressure) that presses the dispenser chip 180 against the application object. . Therefore, in this case, in the line width enlargement control (S705), the writing pressure of the dispenser chip 180 is increased, and in the line width reduction control (S706), the writing pressure of the dispenser chip 180 is reduced. The desired line width adjustment control of each step can be executed. The writing pressure of the dispenser chip 180 can be controlled, for example, by adjusting the distance between the servo gun 100 that holds the dispenser chip 180 and the object to be coated.

また、ディスペンサーチップ180の塗布体181先端の断面形状が矩形である、などの場合には、描画方向に対するディスペンサーチップ180先端の軸廻りの回動角度を調節することにより、塗布パターンの線の幅が一定の目標値に一致するよう(あるいは近づくよう)フィードバック制御する(一定線幅制御)ことができる。また、ディスペンサーチップ180の塗布体181の長さが一端から他端に向かうにしたがって変更されているような構造では、ディスペンサーチップ180の傾斜角度を調節することによっても、塗布パターンの線の幅が一定の目標値に一致するよう(あるいは近づくよう)フィードバック制御する(一定線幅制御)ことができる。ただし、これらの制御では、図4および図5の構造にしたがう限り、CCDカメラの撮影範囲が変動するから、ディスペンサーチップ180の軸廻りの回動角度や、傾斜角度を調節する場合は、これらの調節量に応じてCCDカメラの旋回位置を補正する制御を行う。   Further, when the cross-sectional shape of the tip of the application body 181 of the dispenser chip 180 is rectangular, the width of the line of the application pattern is adjusted by adjusting the rotation angle around the axis of the tip of the dispenser chip 180 with respect to the drawing direction. Can be feedback-controlled (constant line width control) so as to match (or approach) a certain target value. Further, in the structure in which the length of the application body 181 of the dispenser chip 180 is changed from one end to the other end, the width of the line of the application pattern can also be adjusted by adjusting the inclination angle of the dispenser chip 180. Feedback control (constant line width control) can be performed so as to match (or approach) a certain target value. However, in these controls, as long as the structure shown in FIGS. 4 and 5 is followed, the photographing range of the CCD camera varies. Therefore, when adjusting the rotation angle or the inclination angle of the dispenser chip 180 around these axes, Control is performed to correct the turning position of the CCD camera in accordance with the adjustment amount.

なお、上記の筆圧や、ディスペンサーチップ180の軸廻りの回動角度や、傾斜角度などの制御量にはおのずと限界が存在する。たとえば、筆圧が過大であれば、ディスペンサーチップ180やサーボガン100、ロボットアーム200、あるいはこれらを結合する機構、そして塗装対象物などを破損する可能性があるし、上記回動角度や、傾斜角度がある範囲を超えると塗布が不能になる可能性もある。そこで、これらサーボガン100やロボットアーム200の動作に関する制御量がある限界値に達している場合には、それ以上のフィードバック制御を行わないよう制限し、あるいはさらにユーザに対して音や光の発生(当然ながら音源とスピーカー、表示器などを用いる)によって警告情報を発生するようにしてもよい。このようにして、機構の破損などを防止するとともに、ユーザに異常が発生していることを報知することができる。   Note that there is a limit to the control amount such as the above-described writing pressure, the rotation angle around the axis of the dispenser chip 180, and the tilt angle. For example, if the writing pressure is excessive, the dispenser chip 180, the servo gun 100, the robot arm 200, the mechanism for coupling them, and the object to be coated may be damaged. If it exceeds a certain range, it may become impossible to apply. Therefore, when the control amount related to the operation of the servo gun 100 and the robot arm 200 reaches a certain limit value, it is limited not to perform any further feedback control, or to generate sound or light to the user ( Naturally, the warning information may be generated by using a sound source, a speaker, a display, and the like. In this way, damage to the mechanism can be prevented and the user can be notified that an abnormality has occurred.

以上のように、図11の一定線幅制御を行うことにより、CCDカメラ800の撮影した画像情報に基づき、塗布パターンの線の幅が一定の目標値に(ほぼ)一致するよう制御することができる。   As described above, by performing the constant line width control of FIG. 11, it is possible to control the line width of the coating pattern to (almost) coincide with a certain target value based on image information captured by the CCD camera 800. it can.

一方、図12の一定濃度制御の全体の流れは、図11の制御とほぼ同等である。図12では、図11と同等のステップには同一のステップ番号を用いている。   On the other hand, the overall flow of the constant density control of FIG. 12 is almost the same as the control of FIG. In FIG. 12, the same step numbers are used for steps equivalent to FIG.

図12の一定濃度制御も、描画を実行している間、行なわれる。すなわち、図12のステップS701では、サーボガン100のディスペンサーチップ180を被塗布物に接触させ、塗料の塗布による描画を行っているか否かを判定し、描画中の場合のみ、ステップS803以降の処理を実行する。描画中ではない場合は、この一定濃度制御を呼び出した描画ルーチン(ステップS604)に復帰する(ステップS702)。   The constant density control in FIG. 12 is also performed while drawing is being executed. That is, in step S701 of FIG. 12, the dispenser chip 180 of the servo gun 100 is brought into contact with the object to be coated, and it is determined whether or not drawing is performed by applying paint. Only when drawing is being performed, the processing after step S803 is performed. Run. If drawing is not in progress, the process returns to the drawing routine (step S604) that called this constant density control (step S702).

ステップS701で描画中の場合、ステップS803で、CCDカメラ800の撮影した画像情報から現在の塗布軌跡の濃度d(実際値)を取得する。この濃度d(実際値)の取得は、画像処理部903(図1)により行わせる。   If drawing is in progress in step S701, the current application locus density d (actual value) is acquired from the image information captured by the CCD camera 800 in step S803. The density d (actual value) is acquired by the image processing unit 903 (FIG. 1).

続いてステップS804において、塗布軌跡の濃度d(実際値)が濃度の目標値diと等しい(あるいは一定の範囲内でほぼ等しい)か否かを判定する。ステップS804が肯定された場合には、それ以上、濃度制御を実行することなく、元の描画ルーチンに復帰する(ステップS807)。   In step S804, it is determined whether the density d (actual value) of the application locus is equal to the density target value di (or approximately equal within a certain range). If step S804 is affirmed, the process returns to the original drawing routine without executing density control any more (step S807).

また、ステップS804で、塗布軌跡の濃度d(実際値)が濃度の目標値diよりも小さい場合にはステップS805へ、塗布軌跡の濃度d(実際値)が濃度の目標値diよりも大きい場合にはステップS806へそれぞれ分岐する。   If the density d (actual value) of the application trajectory is smaller than the target density di in step S804, the process goes to step S805, and the density d (actual value) of the application trajectory is larger than the target density di. Branches to step S806.

ステップS805では、現在の濃度dがより大きくなるよう描画制御を行なう(濃度増加制御)。また、ステップS806では、現在の濃度dがより小さくなるよう描画制御を行なう(濃度減少制御)。   In step S805, drawing control is performed so that the current density d becomes larger (density increase control). In step S806, drawing control is performed so that the current density d becomes smaller (density reduction control).

これら濃度増加制御(S805)、濃度減少制御(S806)には種々の手法が考えられるが、たとえば、上述のように圧力センサヘッド191を介してフィードバック制御されているサーボガン100のチャンバー103の圧力室103a内の塗料圧力の目標値を変更することにより、ディスペンサーチップ180に対する塗料の供給量を微小な範囲内で増加ないし減少させることにより行うことができる。   Various methods can be considered for the concentration increase control (S805) and the concentration decrease control (S806). For example, as described above, the pressure chamber of the chamber 103 of the servo gun 100 that is feedback-controlled via the pressure sensor head 191. By changing the target value of the paint pressure in 103a, the amount of paint supplied to the dispenser chip 180 can be increased or decreased within a minute range.

もちろん、この塗料の供給量の調節は、上述の通り、ディスペンサーチップ180から余分の塗料が垂れ落ちない程度の範囲内で行う必要があるから、特に、濃度増加(ステップS805)のステップには、既に塗料圧力が塗料が垂れ落ちない範囲の限界に達している場合はそれ以上の塗料の供給量増加を行なわないような制限ルーチンを組み込んでおく必要がある。あるいはさらに、この制限ルーチンが起動される場合は、多くの場合、システムの所期の作動条件を満足しないようなエラーが発生している可能性が高いから、ユーザに対して音や光の発生によって警告情報を発生するようにしてもよい。   Of course, the adjustment of the supply amount of the paint needs to be performed within a range in which the extra paint does not spill from the dispenser chip 180 as described above. In particular, in the step of increasing the concentration (step S805), When the paint pressure has already reached the limit of the range in which the paint does not sag, it is necessary to incorporate a restriction routine that does not further increase the supply amount of paint. In addition, when this restriction routine is activated, it is likely that an error that does not satisfy the desired operating conditions of the system has occurred. May generate warning information.

以上のように、図12の一定濃度制御を行うことにより、CCDカメラ800の撮影した画像情報に基づき、塗布パターンの濃度が一定の目標値に(ほぼ)一致するよう(あるいは近づくよう)フィードバック制御することができる。   As described above, by performing the constant density control of FIG. 12, feedback control is performed so that the density of the coating pattern coincides (or approaches) the constant target value based on the image information captured by the CCD camera 800. can do.

以上、図11および図12により、一定線幅制御、および一定濃度制御を独立した制御手順として図示したが、もちろんこれらの制御を両方とも実行することもできる。その場合、たとえば、図12のステップS803〜S806で構成されるルーチンを図7のステップS707の直前に挿入することが考えられる。   11 and 12, the constant line width control and the constant density control are illustrated as independent control procedures. Of course, both of these controls can be executed. In that case, for example, it is conceivable to insert a routine constituted by steps S803 to S806 in FIG. 12 immediately before step S707 in FIG.

以上のようにして、本実施例では、ロボットアーム200により操作されるサーボガン100の塗布軌跡を追跡するように変位するCCDカメラ800で、サーボガン100の塗布軌跡を撮影する。そして、CCDカメラ800の撮影した画像情報に基づき、接触塗布状態に関する情報、すなわち前記塗布液の塗布パターン形成状態に関する情報、たとえば線幅や濃度に関する情報を検出し、ロボットアーム200およびサーボガン100の動作をフィードバック制御することにより、所期の塗布条件にしたがって、高精度かつ高品位な接触塗布動作を実行することができる。   As described above, in this embodiment, the application locus of the servo gun 100 is photographed by the CCD camera 800 that is displaced so as to follow the application locus of the servo gun 100 operated by the robot arm 200. Based on the image information captured by the CCD camera 800, information relating to the contact application state, that is, information relating to the application pattern formation state of the application liquid, for example, information relating to the line width and density, is detected. By performing feedback control, it is possible to execute a high-precision and high-quality contact coating operation according to a desired coating condition.

以上では、描画プログラムを実行する制御部900が、描画の方向転換を検出し、CCDカメラ800を描画に追従させる例を示した。しかしながら、CCDカメラ800の姿勢制御を行なう制御手段は、ロボットアーム200側に設けられていてもよい。この場合は、制御部900からロボットアーム200に送信される指令を解析し、ロボットアーム先端の移動方向の方向転換を検出して、CCDカメラ800の姿勢を制御する制御回路をロボットアーム200に塔載しておけばよい。   In the above, an example has been described in which the control unit 900 that executes the drawing program detects the direction change of the drawing and causes the CCD camera 800 to follow the drawing. However, control means for controlling the attitude of the CCD camera 800 may be provided on the robot arm 200 side. In this case, a command transmitted from the control unit 900 to the robot arm 200 is analyzed, a change in the movement direction of the tip of the robot arm is detected, and a control circuit for controlling the posture of the CCD camera 800 is provided to the robot arm 200. Just put it.

なお、以上では、被塗布物(塗布対象物)に塗布する塗布液として塗料を一例とし、接触塗布により被塗布物(塗布対象物)に塗装を行う自動塗装システムに関する実施例を示した。しかしながら、上記構成は、塗布液が塗料以外の場合、たとえば任意の薬液などであっても同様に適用できるのはいうまでもない。その場合、上記の「塗料」を「塗布液」、「塗装対象物」を「被塗布物」、「塗装」を「塗布」、などと適宜読みかえれば上記の説明はそのまま塗料以外の塗布液を用いる場合にも通用する。   In the above description, the coating liquid is taken as an example of the coating liquid to be applied to the object to be coated (application object), and the embodiment relating to the automatic coating system for coating the object to be coated (application object) by contact coating has been shown. However, it is needless to say that the above configuration can be similarly applied even when the coating liquid is other than a paint, for example, any chemical liquid. In that case, if the above “paint” is appropriately read as “application liquid”, “coating object” as “application object”, “painting” as “application”, etc., the above description will remain as it is. It is also valid when using.

本発明を採用した塗布装置の構成を概念的に示したブロック図である。It is the block diagram which showed notionally the structure of the coating device which employ | adopted this invention. 本発明を採用した塗布装置のシステム構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the system configuration | structure of the coating device which employ | adopted this invention. 本発明を採用した塗布装置のサーボガンの構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the servo gun of the coating device which employ | adopted this invention. 本発明を採用した塗布装置のサーボガンおよびCCDカメラ廻りの構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure around the servo gun and CCD camera of the coating device which employ | adopted this invention. 本発明を採用した塗布装置のサーボガンおよびCCDカメラ廻りの構成を示した正面図である。It is the front view which showed the structure around the servo gun and CCD camera of the coating device which employ | adopted this invention. 本発明を採用した塗布装置における塗布液充填制御の流れを示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the flow of the coating liquid filling control in the coating device which employ | adopted this invention. 本発明を採用した塗布装置における塗布制御の流れを示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the flow of application | coating control in the coating device which employ | adopted this invention. 本発明を採用した塗布装置における自動塗布制御の流れを示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the flow of the automatic application | coating control in the coating device which employ | adopted this invention. 本発明を採用した塗布装置における描画コマンドの構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the drawing command in the coating device which employ | adopted this invention. 本発明を採用した塗布装置における描画制御の流れを示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the flow of the drawing control in the coating device which employ | adopted this invention. 図10の描画制御における一定線幅制御の流れを示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the flow of fixed line width control in the drawing control of FIG. 図10の描画制御における一定濃度制御の流れを示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the flow of constant density control in the drawing control of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 サーボガン
101 ハウジング
102 ピストン
103 チャンバー
104 パッキン押エ
107、107 パッキン押エ
108、108 盲蓋
109、109 ニードルバルブ
110、110 シャフト
111 エアシリンダチューブ
112 エアシリンダピストンヘッド
113 エアシリンダヘッドカバー
114 サーボモータ
115 カップリング
117 ボールネジ
118 ボールガイド
119 穴付きボルト
120 パッキンセット
121 パッキンセット
123〜125 Oリング
126 シャフト
127 エアシリンダシャフト
128 スプリング
134オヨビ135 ファイバブラケット
136 センサドグ
138a、138b 光ファイバ
141 吐出側バルブユニット
142 充填側バルブユニット
151a、151b、152a、152b ポート
152、151 エアシリンダユニット
161 吐出バルブ用ソレノイドバルブ
162 充填バルブ用ソレノイドバルブ
180 ディスペンサーチップ
181 塗布体
191 圧力センサヘッド
192 エアオペレギュレータ
193 圧力センサユニット
200 ロボットアーム
300 ロボット操作盤
301 I/O入出力基板
302 アナログ出力基板
400 PLC
401 電源
402 PC(パーソナルコンピュータ)
403 I/O入力ポート
404 I/O出力ポート
405 アナログ入力ポート
406 位置決メユニット
407 サーボコントローラ
501 吸入ポート
502 ミストセパレータ
503、504 精密レギュレータ
600 撹拌機
700 密閉型タンク
701 塗料チューブ
800 CCDカメラ
801 照明
900 制御部
901 描画プログラム
903 画像処理部
1001 ツールブラケット
1002 ブラケット
1003 アーム
1006 シャフト
1007 ギアカバー
1008 サーボモータ
1009、1010 平歯車
1012、1013 ベアリングホルダーセット
1015 近接センサ
1016 金属カラー
100 Servo Gun 101 Housing 102 Piston 103 Chamber 104 Packing Press 107, 107 Packing Press 108, 108 Blind Cover 109, 109 Needle Valve 110, 110 Shaft 111 Air Cylinder Tube 112 Air Cylinder Piston Head 113 Air Cylinder Head Cover 114 Servo Motor 115 Cup Ring 117 Ball screw 118 Ball guide 119 Bolt with hole 120 Packing set 121 Packing set 123 to 125 O-ring 126 Shaft 127 Air cylinder shaft 128 Spring 134 Obi 135 Fiber bracket 136 Sensor dog 138a, 138b Optical fiber 141 Discharge side valve unit 142 Filling side valve Unit 151a, 151b, 152a 152b Ports 152, 151 Air cylinder unit 161 Solenoid valve for discharge valve 162 Solenoid valve for filling valve 180 Dispenser chip 181 Application body 191 Pressure sensor head 192 Air operated regulator 193 Pressure sensor unit 200 Robot arm 300 Robot operation panel 301 I / O input Output board 302 Analog output board 400 PLC
401 power supply 402 PC (personal computer)
403 I / O input port 404 I / O output port 405 Analog input port 406 Positioning unit 407 Servo controller 501 Suction port 502 Mist separator 503, 504 Precision regulator 600 Stirrer 700 Sealed tank 701 Paint tube 800 CCD camera 801 Illumination 900 Control unit 901 Drawing program 903 Image processing unit 1001 Tool bracket 1002 Bracket 1003 Arm 1006 Shaft 1007 Gear cover 1008 Servo motor 1009, 1010 Spur gear 1012, 1013 Bearing holder set 1015 Proximity sensor 1016 Metal color

Claims (10)

被塗布物と接触して該被塗布物に塗布液を塗布する接触塗布手段を有する塗布装置と、
該塗布装置を操作して、前記被塗布物に前記接触塗布手段を接触させた状態で移動させ、前記塗布装置に接触塗布を行わせるロボットアームと、
前記ロボットアームに前記塗布装置とともに装着され、前記塗布装置が前記被塗布物上に形成した前記塗布液の塗布パターンを撮影する撮影手段と、
該撮影手段の撮影した画像データを解析し、前記塗布液の塗布パターン形成状態に関する情報を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段が生成する前記塗布液の塗布パターン形成状態に関する情報に基づき、前記塗布装置の塗布動作、または前記ロボットアームの動作をフィードバック制御する制御手段と、
前記撮影手段の撮影光軸を前記塗布装置に対して異なる相対位置に移動させる駆動手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記塗布装置の塗布方向に応じて、前記被塗布物上の形成直後の前記塗布液の塗布パターンを撮影する追従位置へ前記駆動手段を介して前記撮影手段を移動させるとともに、
前記画像処理手段が前記撮影手段の撮影した画像データから、前記塗布液の塗布パターンの線幅及び濃度の実際値に関する情報を生成し、前記制御手段が該線幅及び該濃度の実際値に関する情報が所定の線幅及び濃度の目標値に近づくよう前記塗布液の塗布パターンの線幅及び濃度をフィードバック制御することを特徴とする自動塗布システム。
A coating apparatus having contact coating means for applying a coating liquid to the coating object in contact with the coating object;
A robot arm that operates the coating apparatus to move the contact application means in contact with the object to be coated, and causes the coating apparatus to perform contact coating;
An imaging unit that is mounted on the robot arm together with the coating device, and that photographs the coating pattern of the coating solution formed on the coating object by the coating device;
Image processing means for analyzing image data photographed by the photographing means and generating information relating to a coating pattern forming state of the coating liquid;
Control means for feedback-controlling the application operation of the application apparatus or the operation of the robot arm based on information on the application pattern formation state of the application liquid generated by the image processing means;
Driving means for moving the photographing optical axis of the photographing means to different relative positions with respect to the coating device;
I have a,
The control means moves the photographing means via the driving means to a follow-up position for photographing the coating pattern of the coating liquid immediately after the formation on the object to be coated, according to the coating direction of the coating apparatus.
The image processing unit generates information on the actual values of the line width and density of the coating pattern of the coating liquid from the image data captured by the imaging unit, and the control unit is information on the actual values of the line width and the density. A feedback control of the line width and density of the coating pattern of the coating solution so that the value approaches the target value of the predetermined line width and density .
前記制御手段による前記塗布装置の塗布動作、または前記ロボットアームの動作に関するフィードバック制御において、前記塗布装置、または前記ロボットアームに対する制御量が所定の限界に達している場合には、前記制御手段がそれ以上のフィードバック制御を行わないよう制限することを特徴とする請求項に記載の自動塗布システム。 In the feedback control related to the coating operation of the coating device or the operation of the robot arm by the control means, when the control amount for the coating device or the robot arm reaches a predetermined limit, the control means The automatic coating system according to claim 1 , wherein the feedback control is not performed. 前記塗布装置、または前記ロボットアームに対する制御量が所定の限界に達している場合には、前記制御手段がユーザに対して警告情報を発生することを特徴とする請求項に記載の自動塗布システム。 3. The automatic coating system according to claim 2 , wherein when the control amount for the coating device or the robot arm reaches a predetermined limit, the control unit generates warning information for the user. . 前記塗布装置の前記接触塗布手段に前記塗布液を供給する塗布液供給手段を有し、前記制御手段が前記塗布液供給手段から供給された前記塗布液が前記接触塗布手段から垂れ落ちない供給量で前記塗布液供給手段を制御することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の自動塗布システム。 A supply amount for supplying the coating solution to the contact coating unit of the coating apparatus, and the control unit supplying the coating solution supplied from the coating solution supply unit does not sag from the contact coating unit; The automatic coating system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the coating liquid supply means is controlled. 前記撮影手段が前記塗布装置の前記接触塗布手段のほぼ中心を通る直線を中心とする異なる任意の回動位置に旋回できるように支持され、前記制御手段は前記塗布装置の塗布方向に応じて、前記被塗布物上の形成直後の前記塗布液の塗布パターンを撮影するよう前記駆動手段を介して前記撮影手段を前記回動位置のいずれかに移動させることを特徴とする請求項に記載の自動塗布システム。 The photographing means is supported so as to be able to turn to different arbitrary rotation positions centering on a straight line passing through the substantially center of the contact application means of the application apparatus, and the control means depends on the application direction of the application apparatus, 2. The imaging device according to claim 1 , wherein the imaging unit is moved to one of the rotation positions via the driving unit so as to image the coating pattern of the coating liquid immediately after formation on the coating object. Automatic application system. 被塗布物と接触して該被塗布物に塗布液を塗布する接触塗布手段を有する塗布装置をロボットアームで操作して、前記被塗布物に前記接触塗布手段を接触させた状態で移動させ、前記塗布装置に接触塗布を行わせ、
前記ロボットアームに前記塗布装置とともに装着された撮影手段により前記塗布装置が前記被塗布物上に形成した前記塗布液の塗布パターンを撮影し、
該撮影手段の撮影した画像データを解析し、前記塗布液の塗布パターン形成状態に関する情報を生成する画像処理を行い、該塗布液の塗布パターン形成状態に関する情報に基づき、前記塗布装置の塗布動作、または前記ロボットアームの動作をフィードバック制御するとともに、
前記画像処理において、前記撮影手段の撮影した画像データから、前記塗布液の塗布パターンの線幅及び濃度の実際値に関する情報を生成し、該線幅及び該濃度の実際値に関する情報が所定の線幅及び濃度の目標値に近づくよう前記塗布液の塗布パターンの線幅及び濃度をフィードバック制御し、
前記撮影手段の撮影光軸を前記塗布装置に対して異なる相対位置に移動させる駆動手段を用い、前記塗布装置の塗布方向に応じて、前記被塗布物上の形成直後の前記塗布液の塗布パターンを撮影する追従位置へ前記撮影手段を移動させることを特徴とする自動塗布システムの制御方法。
Operating a coating apparatus having a contact application means for applying a coating solution to the application object in contact with the application object, with a robot arm, and moving the contact application means in contact with the application object, Let the coating device perform contact coating,
Photographing the coating pattern of the coating liquid formed on the coated object by the coating device by photographing means mounted on the robot arm together with the coating device;
Analyzing the image data captured by the imaging means, performing image processing for generating information relating to the application pattern formation state of the application liquid, and applying the application operation of the application apparatus based on the information relating to the application pattern formation state of the application liquid, Or, feedback control of the operation of the robot arm ,
In the image processing, information on the actual values of the line width and the density of the coating pattern of the coating liquid is generated from the image data captured by the imaging unit, and the information on the actual values of the line width and the density is a predetermined line. Feedback control of the line width and concentration of the coating pattern of the coating solution so as to approach the target values of width and concentration,
The application pattern of the coating liquid immediately after formation on the object to be coated according to the coating direction of the coating device using a driving unit that moves the photographing optical axis of the photographing unit to a different relative position with respect to the coating device. A method for controlling an automatic coating system, characterized in that the photographing means is moved to a follow-up position for photographing .
前記塗布装置の塗布動作、または前記ロボットアームの動作に関するフィードバック制御において、前記塗布装置、または前記ロボットアームに対する制御量が所定の限界に達している場合には、それ以上のフィードバック制御を行わないよう制限することを特徴とする請求項に記載の自動塗布システムの制御方法。 In the feedback control related to the coating operation of the coating device or the operation of the robot arm, when the control amount for the coating device or the robot arm reaches a predetermined limit, no further feedback control is performed. The method of controlling an automatic coating system according to claim 6 , wherein limiting is performed. 前記塗布装置、または前記ロボットアームに対する制御量が所定の限界に達している場合には、ユーザに対して警告情報を発生することを特徴とする請求項に記載の自動塗布システムの制御方法。 8. The method of controlling an automatic coating system according to claim 7 , wherein warning information is generated for a user when a control amount for the coating apparatus or the robot arm reaches a predetermined limit. 前記塗布装置の前記接触塗布手段に前記塗布液を供給する塗布液供給手段を有し、前記塗布液供給手段から供給された前記塗布液が前記接触塗布手段から垂れ落ちない供給量で前記塗布液供給手段を制御することを特徴とする請求項のいずれか1項に記載の自動塗布システムの制御方法。 A coating liquid supply unit configured to supply the coating liquid to the contact coating unit of the coating apparatus; and the coating liquid supplied from the coating liquid supply unit in a supply amount that does not sag from the contact coating unit. The method for controlling an automatic coating system according to any one of claims 6 to 8 , wherein the supply means is controlled. 前記撮影手段が前記塗布装置の前記接触塗布手段のほぼ中心を通る直線を中心とする異なる任意の回動位置に旋回できるように支持され、前記塗布装置の塗布方向に応じて、前記被塗布物上の形成直後の前記塗布液の塗布パターンを撮影するよう前記駆動手段を介して前記撮影手段を前記回動位置のいずれかに移動させることを特徴とする請求項に記載の自動塗布システムの制御方法。 The photographing means is supported so as to be able to turn to different arbitrary rotational positions centering on a straight line passing through the substantially center of the contact application means of the application apparatus, and the object to be applied is dependent on the application direction of the application apparatus. The automatic coating system according to claim 6 , wherein the photographing unit is moved to one of the rotational positions via the driving unit so as to photograph the coating pattern of the coating liquid immediately after the formation. Control method.
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