JP6757147B2 - 塗装ブース及びそれを用いた塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、インストルメントパネル等の被塗物の塗装に適した塗装ブース及びそれを用いた塗装方法に関するものである。

従来、インストルメントパネル等の被塗物の塗装は、塗装用ロボットが設置された塗装ブースにおいて行われるようになっている。例えば、図７に示されるように、通常、塗装ブース１０１の床部にはコンベア１０２が設置されている。コンベア１０２は、被塗物１０３を支持した状態の枠体１０４を搬送するためのものである。また、塗装ブース１０１の床部には塗装用ロボット１０５が設置されている。塗装用ロボット１０５はロボットアーム１０６を備えており、ロボットアーム１０６の先端部には、被塗物１０３に対して塗料を吹き付ける塗装ガン１０７が取り付けられている。塗装用ロボット１０５は、塗装ガン１０７の向きを前後左右に変更しながら、被塗物１０３の塗装を行うようになっている。また、塗装ガン１０７には、同塗装ガン１０７に塗料を供給するホース１０８が接続されている。

なお、上記の塗装ブース１０１では、色替えを行う際に、塗装を停止して塗装ガン１０７のメンテナンス（洗浄など）を行う必要があるため、生産停止となる期間が生じてしまうという問題がある。そこで、塗色ごとに、または、同色で複数の塗装ガンを準備しておき、色替えを行う際、または、同色で所定数（例えば３０個）の被塗物１０３の塗装を行った後に、塗装用ロボットに取り付ける塗装ガンを交換する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようにすれば、生産を停止させることなく、新たに取り付けた塗装ガンを用いて被塗物を塗装することができるため、生産効率の向上を図ることができる。

特開昭５３−５６２３７号公報（第１図等）

ところが、特許文献１に記載の従来技術では、塗装用ロボットが塗装ガンを移動させるのに伴い、塗装ガンに接続されているホースや塗装用ロボットの可動部（ロボットアームなど）が、被塗物の上方を移動するようになる。しかも、可動部が移動することに伴い、ホースがばたついてしまう。その結果、ホースや可動部から落下した埃が被塗物に付着するおそれがあるため、被塗物の塗装品質が低下するという問題がある。また、塗装ガンから被塗物に吹き付けた塗料の一部がコンベアに付着してしまい、コンベアが汚れてしまうという問題もある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンベアの汚れを防止しつつ、被塗物の塗装品質の向上を図ることができる塗装ブース及びそれを用いた塗装方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、被塗物を塗装するための塗装用ロボットが設置された塗装ブースであって、前記被塗物を支持可能な枠体が先端に設けられたキャリアと、環状のレール部の外側領域に突出するように前記キャリアを前記レール部で支持するとともに、前記キャリアを前記レール部に沿って前記外側領域内を移動させるレールコンベアとを備え、前記レールコンベアを挟んで前記塗装用ロボットが前記レール部の内側領域に配置されかつ前記枠体が前記レール部の外側領域に配置されており、前記塗装用ロボットが備えるロボットアームの先端部に、棒状のブラケットの基端が接続され、前記ブラケットの先端に、前記被塗物に対して塗料を吹き付ける塗装ガンが設けられ、前記ブラケットの長さは、平面視での前記枠体の最大幅よりも長く、前記塗装ガンは、塗料吹き付け時にブラケット先端側の斜め下方を向くように、ブラケット長さ方向を基準として傾斜した状態で前記ブラケットに取り付けられ、前記塗装ガンに、同塗装ガンに前記塗料を供給するホースが接続され、前記ホースは前記ブラケットの内部に収容されていることを特徴とする塗装ブースをその要旨とする。

手段１に記載の発明によれば、塗装用ロボットが備えるロボットアームの先端部にブラケットの基端が接続され、ブラケットの先端に塗装ガンが設けられており、ブラケットの長さが枠体の最大幅よりも長くなっている。このため、コンベアを挟んで枠体の反対側にある塗装用ロボットのロボットアームが、枠体で支持した被塗物の上方を移動しなくても、塗装ガンから被塗物に対して確実に塗料を吹き付けることができる。ゆえに、ロボットアームから落下した埃が被塗物に付着するという問題が解消されるため、被塗物の塗装品質を向上させることができる。また、塗装ガンがコンベアの上方を移動しなくなるため、塗料の付着に起因するコンベアの汚れを防止することができる。

なお、塗装ガンに、同塗装ガンに塗料を供給するホースが接続され、ホースはブラケットの内部に収容されていることが好ましい。このようにすれば、ホースがブラケットの内部に収容されることにより、外部へのホースの露出が減少するため、ロボットアームから落下した埃が被塗物に付着するという問題に加えて、ホースから落下した埃が被塗物に付着するという問題も解消される。従って、被塗物の塗装品質がよりいっそう向上する。

また、ブラケットの基端部に、ホースを側方から支持することによってホースの折れを防止するガイド部材が設けられていることが好ましい。このようにすれば、ガイド部材によってホースの折れが防止されるため、ホースに付着した塗料が剥れて落下し被塗物に付着するという問題が解消される。また、折れに起因するホースの破損を防止することができる。

なお、塗装ブースの塗装空間を区画形成する隔壁の内面側に、使用していないブラケット及び塗装ガンを待機させる待機領域が設けられ、ブラケットに、塗装用ロボット用のチャック部と、待機領域用のチャック部とが別々に設けられていてもよい。このようにした場合、塗装用ロボットに取り付けられているブラケット及び塗装ガンを待機領域に受け渡す際に、待機領域内に設置したチャックに待機領域用のチャック部を挟持させた後、ロボットアームに設けられたロボットハンドによる塗装用ロボット用のチャック部の挟持を解除させることにより、ブラケット及び塗装ガンの落下を防止することができる。また、待機領域に待機しているブラケット及び塗装ガンを塗装用ロボットに受け渡す際に、塗装用ロボット用のチャック部をロボットハンドに挟持させた後、待機領域内に設置したチャックによる待機領域用のチャック部の挟持を解除させることにより、ブラケット及び塗装ガンの落下を防止することができる。

手段２に記載の発明は、上記手段１に記載の塗装ブースを用いた塗装方法であって、前記塗装用ロボットが動作するロボット動作領域、及び、前記枠体が移動する枠体移動領域が、前記コンベアを挟んで互いに反対側に配置され、前記枠体移動領域の上方に前記ブラケット及び前記塗装ガンを移動させた状態で、前記被塗物に対して塗料を吹き付けることを特徴とする塗装方法をその要旨とする。

手段２に記載の発明によれば、枠体移動領域の上方にブラケット及び塗装ガンを移動させた状態で、枠体で支持した被塗物に対して塗装ガンから塗料を吹き付けている。このため、コンベアを挟んで枠体移動領域の反対側に配置されたロボット動作領域内を移動するロボットアームは、被塗物の上方を移動することができなくなる。ゆえに、ロボットアームから落下した埃が被塗物に付着するという問題が解消されるため、被塗物の塗装品質を向上させることができる。また、塗装ガンがコンベアの上方を移動できなくなるため、塗料の付着に起因するコンベアの汚れを防止することができる。

手段３に記載の発明は、被塗物を塗装するための塗装用ロボットが備えるロボットアームの先端部に着脱可能に取り付けられ、前記被塗物に対して塗料を吹き付ける塗装ガンと、前記塗装ガンが先端に設けられたブラケットとを備える塗装ガンユニットであって、前記ブラケットの長さは、前記塗装ガンの全長よりも長いことを特徴とする塗装ガンユニットをその要旨とする。

手段３に記載の発明によれば、ブラケットの長さが、ブラケットの先端に設けた塗装ガンの全長よりも長くなっている。このため、塗装用ロボットが備えるロボットアームの先端部に塗装ガンユニットを取り付ける場合に、ロボットアームが被塗物の上方を移動しなくても、塗装ガンから被塗物に対して確実に塗料を吹き付けることができる。ゆえに、ロボットアームから落下した埃が被塗物に付着するという問題が解消されるため、被塗物の塗装品質を向上させることができる。

以上詳述したように、請求項１〜６に記載の発明によると、被塗物の塗装品質の向上を図ることができる。

本実施形態における塗装設備を示す概略平面図。 塗装ブース及び調合室を示す概略斜視図。 塗装ガンユニットを示す概略構成図。 （ａ）は、塗装用ロボット用のチャック部を示す側面図、（ｂ）は、待機領域用のチャック部を示す側面図。 塗装ガンユニットの交換方法を示すタイミングチャート。 塗装ガンユニットの動作を示す説明図。 従来技術における塗装ブースを示す概略斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１，図２に示されるように、本実施形態の塗装設備１０は、被塗物Ｗ１を塗装するために用いられるものである。塗装設備１０には、被塗物Ｗ１を支持可能な枠体１１を搬送するメインコンベア１２が設置されている。なお、本実施形態の被塗物Ｗ１は、自動車用内装部品であるインストルメントパネルを構成する装飾パネルである。

また、塗装設備１０は、エアブローブース１３、コンベア通路１４、塗装ブース１５及び調合室１６を備えている。エアブローブース１３内にはエアブロー装置１７が設置されている。エアブロー装置１７は、メインコンベア１２によって搬送されてきた被塗物Ｗ１（枠体１１）に付着しているごみを、エアによって吹き飛ばすためのものである。また、コンベア通路１４の上流側部分には、枠体１１に取り付けられたタグを読み取る読取装置１８が設置されている。タグには、被塗物Ｗ１の搭載車種名、部品分類、塗料種、塗装ティーチNo. 、生産形態、工程経過時間、枠体使用回数などの情報が含まれている。なお、本実施形態では、ＲＦＩＤ（オムロン株式会社製）を用いている。また、ＲＦＩＤを用いる代わりに、ＱＲコード（株式会社デンソーウェーブの登録商標）などの二次元コードやバーコードなどの一次元コードを用いてもよい。そして、コンベア通路１４と塗装ブース１５との境界部分には、移載機１９が設置されている。移載機１９は、読取装置１８側から搬送されてきた枠体１１をメインコンベア１２から降ろして、塗装ブース１５内のコンベア（ブースコンベア２２）に載せるようになっている。また、移載機１９は、枠体１１をブースコンベア２２から降ろして、メインコンベア１２に戻すようになっている。

図１，図２に示されるように、塗装ブース１５の塗装空間Ｓ１内には、枠体１１が先端に設けられたキャリア２１と、キャリア２１を移動させる環状のブースコンベア２２とが設置されている。キャリア２１は、ブースコンベア２２の外側領域に突出し、先端が枠体１１の中央部に接続可能となっている。即ち、本実施形態の枠体１１は、縦及び横の長さが５００ｍｍ以上６００ｍｍ以下の平面視矩形状をなしている。そして、枠体１１は、ブースコンベア２２の外側領域である枠体移動領域Ｂ２内を移動するようになっている。

また、塗装空間Ｓ１内には、被塗物Ｗ１を塗装するための塗装用ロボット３１が設置されている。塗装用ロボット３１は、本体部３２と、本体部３２から延びるロボットアーム３３とを備えている。塗装用ロボット３１は、ブースコンベア２２の内側領域であるロボット動作領域Ｂ１内で動作するようになっている。即ち、塗装用ロボット３１（ロボット動作領域Ｂ１）及び枠体１１（枠体移動領域Ｂ２）は、ブースコンベア２２を挟んで互いに反対側に配置されている。

そして、図１〜図４に示されるように、ロボットアーム３３の先端部には、塗装ガンユニット４１が着脱可能に取り付けられている。塗装ガンユニット４１は、塗装ガン４２と、棒状をなすブラケット４３とを備えている。本実施形態の塗装ガン４２は、被塗物Ｗ１に対して塗料を吹き付けるための塗装機であり、ブラケット４３の先端に取り付けられている。塗装ガン４２は、ブラケット４３に対して傾斜した状態に取り付けられており、ブラケット４３の長さ方向を基準とした塗装ガン４２の傾斜角度は、約４５°に設定されている。なお、制御装置８０（図１参照）がロボットアーム３３を駆動制御することにより、塗装ガン４２から噴霧される塗料の吹付方向や吹付位置が変更される。その結果、被塗物Ｗ１の表面に塗膜が形成される。

図３に示されるように、塗装ガン４２は、取付部材４２ａを介してブラケット４３の先端に取り付けられている。また、塗装ガン４２には、同塗装ガン４２に塗料を供給するための複数のホース４４が接続されている。塗装ガン４２には、調合室１６に設置された塗料供給装置（図示略）からの塗料がホース４４を介して供給されるようになっている。なお、塗装ガン４２は、エアモータによって回転駆動されるベル型の回転霧化頭を備えるものであってもよい。

また、ブラケット４３は、金属材料（本実施形態ではアルミニウム）を用いて矩形筒状に形成されており、ブラケット４３の基端には、ロボットアーム３３の先端部が接続されている。なお、本実施形態では、ブラケット４３の長さ方向における長さＬ１が約８００ｍｍとなっている。即ち、ブラケット４３の長さＬ１は、塗装ガン４２の全長Ｌ２（９０ｍｍ）よりも長く、かつ平面視での枠体１１の最大幅（本実施形態では、縦及び横の長さ：５００ｍｍ以上６００ｍｍ以下）よりも長くなっている（図６参照）。さらに、ブラケット４３の長さＬ１は、ロボットアーム３３の先端部を構成するアーム部３４の長さ（３００ｍｍ）よりも長くなっている。

図３，図４に示されるように、ブラケット４３の内部には、塗装ガン４２に接続される全てのホース４４が収容されている。さらに、ブラケット４３には、塗装用ロボット３１用のチャック部４５（図４（ａ）参照）と、待機領域４０ａ〜４０ｄ（図１，図２参照）用のチャック部４６（図４（ｂ）参照）とが別々に設けられている。具体的に言うと、塗装用ロボット３１用のチャック部４５はブラケット４３の先端側に設けられ、待機領域４０ａ〜４０ｄ用のチャック部４６はブラケット４３の基端側に設けられている。そして、本実施形態のブラケット４３では、チャック部４５の先端からブラケット４３と取付部材４２ａとの接続部分までの長さＬ３（図３参照）が、５００ｍｍ以上６００ｍｍ以下となっている。なお、各チャック部４５，４６は、金属材料（本実施形態ではアルミニウム）を用いてブロック状に形成されており、矩形状をなす側面９１，９２の４つの角部に穴部９３，９４を有している。各穴部９３，９４のうち、側面９１，９２に設定された対角線Ｃ１，Ｃ２上に位置する２つの穴部９３，９４には、アルミニウムよりも機械的強度が高い金属材料（本実施形態ではステンレス鋼）からなる駒９５が収容されている。各駒９５の表面には、凹部材９６が取り付けられている。なお、塗装用ロボット３１用のチャック部４５は、ロボットアーム３３の先端部に設けられたロボットハンド（図示略）によって把持（挟持）されるようになっている。このとき、ロボットハンドに形成された凸部（図示略）の表面が、凹部材９６の内側面に当接した状態になる。また、待機領域４０ａ〜４０ｄ用のチャック部４６は、待機領域４０ａ〜４０ｄの収容室５２（図１参照）内に設置したチャック（図示略）によって把持（挟持）されるようになっている。このとき、チャックに形成された凸部（図示略）の表面が、凹部材９６の内側面に当接した状態になる。

また、図３に示されるように、ブラケット４３の基端部の一側面には、ブロック状をなす樹脂製のガイド部材４７が取り付けられている。ガイド部材４７の後端部（図３では上端部）は、ブラケット４３の基端部から後方（図３では上方）に突出しており、ガイド部材４７の後端部のブラケット４３側の角部には、後端面４８に対して傾斜するテーパ面４９が設けられている。このテーパ面４９に対して、ブラケット４３の基端側から後方に延出してガイド部材４７側に曲げられたホース４４の外周面が接触することにより、ホース４４がガイド部材４７によって側方から支持される。この場合、ガイド部材４７のエッジ部分はホース４４の外周面に接触しないため、ホース４４の折れが防止される。

図１，図２に示されるように、本実施形態の塗装ブース１５では、塗装空間Ｓ１内に４つの塗装ガンユニット４１が収容されている。各塗装ガンユニット４１の塗装ガン４２からは、それぞれ同色、または異なる色の塗料が噴霧されるようになっている。そして、塗装空間Ｓ１を区画形成する隔壁５１（具体的には、塗装ブース１５と調合室１６とを区画する隔壁５１）の内面側（塗装ブース１５側）には、待機領域４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが４箇所に設けられている。各待機領域４０ａ〜４０ｄは、使用していないブラケット４３及び塗装ガン４２を待機させるとともに、待機する塗装ガン４２に接続されたホース４４が引き込まれる領域である。

また、調合室１６には、待機領域４０ａ〜４０ｄにある塗装ガンユニット４１のホース４４を収容するための収容室５２が４箇所に設けられるとともに、待機領域４０ａ〜４０ｄにある塗装ガンユニット４１の塗装ガン４２を収容して洗浄するための洗浄箱５３が４箇所に設けられている。各収容室５２は、隔壁５１の上部に取り付けられ、内部が塗装ブース１５に連通している。一方、各洗浄箱５３は、隔壁５１の下部に取り付けられ、内部が塗装ブース１５に連通している。よって、塗装ガンユニット４１は、塗装ガン４２を塗装ブース１５の床部５４側に向けた状態で、待機領域４０ａ〜４０ｄに待機するようになる。

図１，図２に示されるように、各収容室５２は、待機領域４０ａ〜４０ｄの一部をそれぞれ構成するものである。各収容室５２内には、エアシリンダ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄがそれぞれ配置されている。エアシリンダ６１ａ〜６１ｄは、収容室５２の奥行方向に沿って延びるレール部６２を備えている。レール部６２には、空気圧によってレール部６２の延出方向に移動するスライダ６３が設けられている。スライダ６３は、ホース４４の一部を保持するようになっている。そして、エアシリンダ６１ａ〜６１ｄは、塗装ガン４２の使用時に、ホース４４を収容室５２（待機領域４０ａ〜４０ｄ）から引き出す引出位置にスライダ６３を移動させる動作を行うようになっている。一方、エアシリンダ６１ａ〜６１ｄは、塗装ガン４２の非使用時に、ホース４４を収容室５２（待機領域４０ａ〜４０ｄ）に引き込む引込位置にスライダ６３を移動させる動作を行うようになっている。なお、本実施形態のエアシリンダ６１ａ〜６１ｄは、２位置のエアシリンダであり、制御装置８０から出力される制御信号に基づいて、引出位置または引込位置に切り替えられる。

図２に示されるように、各洗浄箱５３には、塗装ガン４２の色替えや洗浄を行うための洗浄室７１が設けられている。なお、洗浄室７１は、待機領域４０ａ〜４０ｄの一部を構成するものである。さらに、洗浄箱５３には、洗浄室７１の内外を遮断する扉７４が待機領域４０ａ〜４０ｄごとに設けられている。扉７４は、待機領域４０ａ〜４０ｄに待機している塗装ガンユニット４１の塗装ガン４２に対応する部分に配置されている。

なお、以下の制御は、塗装状況やコンベアを制御する盤（具体的には、図１に示す制御装置８０）によって行われる。制御装置８０には、色替えや洗浄が実施されていることの表示や、扉７４が開いていることの表示を行うランプ（図示略）が取り付けられている。本実施形態では、通常時（色替えの有無にかかわらず、異常がない場合）にランプが緑色に点灯し、扉７４が開いている場合にランプが橙色及び緑色に交互点滅し、設備異常時（ガン交換にかかわらず、塗装設備１０全体における異常時）にランプが赤色に点灯するようになっている。また、本実施形態では、扉７４が開いている場合に洗浄や寸吹き（塗装ガン４２までの塗料充填）を停止させる制御が行われる。特に、洗浄時に扉７４を開いてしまった場合には、洗浄及び寸吹きを停止させる制御が行われるとともに、塗装用ロボット３１による塗装ガンユニット４１の交換を停止させる制御が行われる。

次に、塗装設備１０の電気的構成について説明する。

図１に示されるように、塗装設備１０は、設備全体を統括的に制御する制御装置８０を備えている。制御装置８０は、ＣＰＵ８１、メモリ８２及び入出力ポート８３等からなる周知のコンピュータにより構成されている。ＣＰＵ８１は、塗装用ロボット３１、塗装ガン４２及びエアシリンダ６１ａ〜６１ｄに電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。

次に、塗装ブース１５を用いた被塗物Ｗ１の塗装方法を説明する。

まず、枠体１１に未塗装状態の被塗物Ｗ１を取り付ける。そして、被塗物Ｗ１を取り付けた枠体１１をメインコンベア１２上に載置する。なお、メインコンベア１２上に載置された枠体１１は、メインコンベア１２の下流側に移動して、エアブローブース１３に搬入される。

枠体１１がエアブローブース１３に到達すると、エアブロー装置１７から被塗物Ｗ１に対してエアを噴出するエアブロー工程が行われる。その結果、被塗物Ｗ１に付着しているごみが、エアブロー装置１７から噴出したエアによって吹き飛ばされる。その後、枠体１１は、メインコンベア１２の下流側に移動して、コンベア通路１４に搬入される。

枠体１１がコンベア通路１４に到達すると、読取装置１８により、枠体１１に取り付けられたタグが読み取られる。なお、読取装置１８は、タグの情報を読取信号に変換し、制御装置８０のＣＰＵ８１に出力する。その後、枠体１１は、メインコンベア１２の下流側に移動する。

そして、枠体１１が移載機１９に到達すると、移載機１９は、枠体１１をメインコンベア１２から降ろして、塗装ブース１５内のブースコンベア２２にあるキャリア２１上に載置する。その結果、被塗物Ｗ１が、枠体１１に載置された状態で塗装ブース１５に搬入される。なお、キャリア２１は、ブースコンベア２２に沿って塗装用ロボット３１の周囲を移動する。

そして、枠体１１及びキャリア２１が塗装位置Ａ１（図１参照）に到達すると、ＣＰＵ８１は、塗装用ロボット３１に取り付けられている塗装ガンユニット４１の塗装ガン４２に駆動信号を出力し、塗装ガン４２から枠体１１上の被塗物Ｗ１に対して塗料を吹き付ける制御（塗装工程）を行う。このとき、塗装位置Ａ１（枠体移動領域Ｂ２）の上方にブラケット４３及び塗装ガン４２が移動した状態で、被塗物Ｗ１に対して塗料が吹き付けられる。詳述すると、ブラケット４３及び塗装ガン４２は、枠体１１の上方において、クランク状に移動（具体的には、左右方向に往復しつつ、ロボット前後方向に移動）する（図６参照）。また、塗装ガン４２は、ブースコンベア２２の外側（図６では上方向）に向けて塗料を噴射する。その結果、被塗物Ｗ１の表面に塗膜が形成される。

塗装工程の終了後、ＣＰＵ８１は、読取装置１８から出力された読取信号に含まれている情報に基づいて、塗装ガンユニット４１の交換が必要であるか否かを判定する。そして、塗装ガンユニット４１の交換が必要であると判定された場合、ＣＰＵ８１は、塗装ガンユニット４１を交換する制御を行う。ここで、現在使用中の塗装ガンユニット４１を、図１において最も左に位置する待機領域４０ａに待機させた後、図１において左から３番目に位置する待機領域４０ｃに待機している塗装ガンユニット４１を用いて塗装を行う場合について説明する。

図５に示されるように、まず、現在使用中の塗装ガンユニット４１による塗装が完了すると、ＣＰＵ８１は、塗装ガンユニット４１を待機領域４０ａに返却する制御を行う。詳述すると、ＣＰＵ８１は、塗装用ロボット３１に駆動信号を出力し、ロボットアーム３３を待機領域４０ａ〜４０ｄ側（図１では反時計回り方向）に回動させる制御を行う。その結果、ロボットアーム３３の先端部に取り付けられている塗装ガン４２が、塗装位置Ａ１から待機領域４０ａ側に移動する。それとともに、ＣＰＵ８１は、待機領域４０ａに位置するエアシリンダ６１ａに駆動信号を出力し、エアシリンダ６１ａのスライダ６３を引出位置から引込位置に移動させる制御を行う。その結果、エアシリンダ６１ａにより、ホース４４を収容室５２に引き込む動作が行われる。なお、ＣＰＵ８１は、ホース４４の引っ掛かりを防止するために、ロボットアーム３３を回動させる制御よりも、スライダ６３を移動させる制御を先に行うことにより、ホース４４を張り気味にする。そして、ホース４４の引き込みが終了すると、ＣＰＵ８１は、ロボットアーム３３を停止させる制御を行う。

次に、ＣＰＵ８１は、塗装用ロボット３１に取り付けられている塗装ガンユニット４１を待機領域４０ａに受け渡す制御を行う。詳述すると、まず、ＣＰＵ８１は、待機領域４０ａの収容室５２内に設置したチャック（図示略）に駆動信号を出力し、塗装ガンユニット４１のチャック部４６をチャックに挟持させる制御を行う。次に、ＣＰＵ８１は、塗装用ロボット３１に駆動信号を出力し、ロボットハンドによる塗装ガンユニット４１のチャック部４５の挟持を解除させる制御を行う。この時点で、作業者は、待機領域４０ａを構成する洗浄室７１の扉７４を開くことにより、待機領域４０ａに待機している塗装ガンユニット４１の塗装ガン４２のメンテナンスを行うことが可能になる。

次に、ＣＰＵ８１は、塗装用ロボット３１に駆動信号を出力し、ロボットアーム３３を待機領域４０ｃ側（図１では時計回り方向）に回動させる制御を行う。その結果、ロボットアーム３３の先端部に設けられたロボットハンドが、待機領域４０ａ側から待機領域４０ｃ側に移動する。そして、ＣＰＵ８１は、待機領域４０ｃに待機している塗装ガンユニット４１を塗装用ロボット３１に受け渡す制御を行う。詳述すると、まず、ＣＰＵ８１は、塗装用ロボット３１に駆動信号を出力し、待機領域４０ｃに待機している塗装ガンユニット４１のチャック部４５をロボットハンドによって挟持する制御を行う。次に、ＣＰＵ８１は、待機領域４０ｃの収容室５２内に設置したチャック（図示略）に駆動信号を出力し、チャックによるチャック部４６の挟持を解除させる制御を行う。

次に、ＣＰＵ８１は、塗装用ロボット３１に駆動信号を出力し、ロボットアーム３３を塗装位置Ａ１側（図１では時計回り方向）に回動させる制御を行う。その結果、ロボットアーム３３の先端部に取り付けられている塗装ガン４２が、待機領域４０ｃから塗装位置Ａ１側に移動する。それとともに、ＣＰＵ８１は、待機領域４０ｃに位置するエアシリンダ６１ｃに駆動信号を出力し、エアシリンダ６１ｃのスライダ６３を引込位置から引出位置に移動させる制御を行う。その結果、エアシリンダ６１ｃにより、ホース４４を収容室５２から引き出す動作が行われる。なお、ＣＰＵ８１は、ホース４４の引っ掛かりを防止するために、スライダ６３を移動させる制御よりも、ロボットアーム３３を回動させる制御を先に行うことにより、ホース４４を張り気味にする。そして、ホース４４の引き出しが終了すると、ＣＰＵ８１は、ロボットアーム３３を停止させる制御を行う。

その後、次の枠体１１が塗装位置Ａ１に搬送されてくると、ＣＰＵ８１は、塗装用ロボット３１に取り付けられている塗装ガンユニット４１の塗装ガン４２に駆動信号を出力し、塗装ガン４２から枠体１１上の被塗物Ｗ１に対して塗装を開始させる制御（塗装工程）を行う。即ち、待機領域４０ａに待機している塗装ガンユニット４１のメンテナンス時において、それとは別の塗装ガンユニット４１をロボットアーム３３の先端部に取り付けた状態で、被塗物Ｗ１の塗装を行う。

なお、塗装後の被塗物Ｗ１は、枠体１１に載置された状態でブースコンベア２２の下流側に移動する。そして、枠体１１が移載機１９に到達すると、移載機１９は、枠体１１をブースコンベア２２のキャリア２１から降ろして、メインコンベア１２上に載置する。その後、枠体１１は、メインコンベア１２の下流側に移動し、塗装設備１０から搬出される。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の塗装設備１０では、塗装用ロボット３１が備えるロボットアーム３３の先端部にブラケット４３の基端が接続され、ブラケット４３の先端に塗装ガン４２が設けられており、ブラケット４３の長さＬ１が枠体１１の最大幅（縦及び横の長さ）よりも長くなっている（図６参照）。このため、ブースコンベア２２を挟んで枠体１１の反対側にある塗装用ロボット３１のロボットアーム３３が、枠体１１で支持した被塗物Ｗ１の上方を移動しなくても、塗装ガン４２から被塗物Ｗ１に対して確実に塗料を吹き付けることができる。ゆえに、ロボットアーム３３から落下した埃が被塗物Ｗ１に付着するという問題が解消されるため、被塗物Ｗ１の塗装品質を向上させることができる。また、塗装ガン４２がブースコンベア２２の上方を移動しなくなるため、塗料の付着に起因するブースコンベア２２の汚れを防止することができる。

（２）本実施形態では、アルミニウムを用いて形成されたチャック部４５，４６を、ロボットアーム３３に設けたロボットハンドや、収容室５２内に設置したチャックによって把持している。しかし、アルミニウムは、比較的柔らかい金属材料であるため、ロボットハンドやチャックの把持力により、チャック部４５，４６が削れてしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、アルミニウムよりも機械的強度が高い金属材料（ステンレス鋼）からなる駒９５をチャック部４５，４６に設け、駒９５に取り付けた凹部材９６に対して、ロボットハンドやチャックを当接させるようになっている。その結果、ロボットハンドやチャックが直接チャック部４５，４６に接触しなくなるため、チャック部４５，４６が削れてしまうといった問題を解消することができる。

なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、塗装用ロボット３１用のチャック部４５がブラケット４３の先端側に設けられ、待機領域４０ａ〜４０ｄ用のチャック部４６がブラケット４３の基端側に設けられていたが、チャック部４５をブラケット４３の基端側に設け、チャック部４６をブラケット４３の先端側に設けてもよい。

・上記実施形態では、塗装空間Ｓ１内に４つの塗装ガンユニット４１（塗装ガン４２及びブラケット４３）が収容され、塗装空間Ｓ１を区画形成する隔壁５１の内面側に、４つの待機領域４０ａ〜４０ｄが設けられていた。しかし、塗装ガンユニット及び待機領域は、それぞれ５つ以上あってもよいし、２つ以上３つ以下であってもよい。

・上記実施形態では、塗装用ロボット３１、塗装ガン４２、エアシリンダ６１ａ〜６１ｄ、及び、待機領域４０ａ〜４０ｄの収容室５２内に設置したチャックの制御を１つのＣＰＵ８１で制御していたが、各制御を別々のＣＰＵで行うように構成してもよい。

・上記実施形態では、塗装ブース１５において塗装される被塗物Ｗ１としてインストルメントパネル（装飾パネル）を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、コンソールボックスやアームレストなどの自動車用内装部品を被塗物としてもよいし、バンパーや空力付加物（スポイラー等）などの自動車用外装部品を被塗物としてもよい。また、被塗物は、必ずしも自動車用部品でなくてもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）上記手段１において、前記塗装ブースの塗装空間を区画形成する隔壁の内面側に、使用していない前記ブラケット及び前記塗装ガンを待機させる待機領域が設けられ、前記ブラケットに、前記塗装用ロボット用のチャック部と、前記待機領域用のチャック部とが別々に設けられ、前記塗装用ロボット用のチャック部が前記ブラケットの先端側に設けられ、前記待機領域用のチャック部が前記ブラケットの基端側に設けられていることを特徴とする塗装ブース。

（２）上記手段１において、前記ロボットアームの先端部に、前記塗装ガンと前記ブラケットとを備える塗装ガンユニットが着脱可能に取り付けられていることを特徴とする塗装ブース。

（３）上記手段１において、前記ブラケットの長さは、前記ロボットアームの先端部を構成するアーム部の長さよりも長いことを特徴とする塗装ブース。

（４）上記手段１において、前記枠体は平面視矩形状をなしており、前記ブラケットの長さは、平面視での前記枠体の縦及び横の長さよりも長いことを特徴とする塗装ブース。

（５）上記手段１において、前記ブラケットに、前記塗装用ロボット用のチャック部が設けられており、前記塗装用ロボット用のチャック部が、前記ロボットアームの先端部に設けられたロボットハンドによって挟持されることを特徴とする塗装ブース。

（６）上記手段１において、前記キャリアの先端は、前記枠体の中央部に接続されていることを特徴とする塗装ブース。

１１…枠体
１５…塗装ブース
２１…キャリア
２２…コンベアとしてのブースコンベア
３１…塗装用ロボット
３３…ロボットアーム
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ…待機領域
４１…塗装ガンユニット
４２…塗装ガン
４３…ブラケット
４４…ホース
４５…塗装用ロボット用のチャック部
４６…待機領域用のチャック部
４７…ガイド部材
５１…隔壁
Ｂ１…ロボット動作領域
Ｂ２…枠体移動領域
Ｌ１…ブラケットの長さ
Ｌ２…塗装ガンの全長
Ｓ１…塗装空間
Ｗ１…被塗物

Claims (4)

1. 被塗物を塗装するための塗装用ロボットが設置された塗装ブースであって、
   前記被塗物を支持可能な枠体が先端に設けられたキャリアと、環状のレール部の外側領域に突出するように前記キャリアを前記レール部で支持するとともに、前記キャリアを前記レール部に沿って前記外側領域内を移動させるレールコンベアとを備え、
   前記レールコンベアを挟んで前記塗装用ロボットが前記レール部の内側領域に配置されかつ前記枠体が前記レール部の外側領域に配置されており、
   前記塗装用ロボットが備えるロボットアームの先端部に、棒状のブラケットの基端が接続され、前記ブラケットの先端に、前記被塗物に対して塗料を吹き付ける塗装ガンが設けられ、
   前記ブラケットの長さは、平面視での前記枠体の最大幅よりも長く、
   前記塗装ガンは、塗料吹き付け時にブラケット先端側の斜め下方を向くように、ブラケット長さ方向を基準として傾斜した状態で前記ブラケットに取り付けられ、
   前記塗装ガンに、同塗装ガンに前記塗料を供給するホースが接続され、前記ホースは前記ブラケットの内部に収容されている
   ことを特徴とする塗装ブース。
2. 前記ブラケットの基端部に、前記ホースを側方から支持することによって前記ホースの折れを防止するガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の塗装ブース。
3. 前記塗装ブースの塗装空間を区画形成する隔壁の内面側に、使用していない前記ブラケット及び前記塗装ガンを待機させる待機領域が設けられ、
   前記ブラケットに、前記塗装用ロボット用のチャック部と、前記待機領域用のチャック部とが別々に設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の塗装ブース。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗装ブースを用いた塗装方法であって、
   前記塗装用ロボットが動作する前記レール部の内側領域としてのロボット動作領域、及び、前記枠体が移動する前記レール部の外側領域としての枠体移動領域が、前記レールコンベアを挟んで互いに反対側に配置され、
   前記枠体移動領域の上方に前記ブラケット及び前記塗装ガンを移動させた状態で、前記被塗物に対して塗料を吹き付ける
   ことを特徴とする塗装方法。

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