JP7091161B2 - Spray information creation method and painting simulation method for virtual painting - Google Patents

Spray information creation method and painting simulation method for virtual painting Download PDF

Info

Publication number
JP7091161B2
JP7091161B2 JP2018115045A JP2018115045A JP7091161B2 JP 7091161 B2 JP7091161 B2 JP 7091161B2 JP 2018115045 A JP2018115045 A JP 2018115045A JP 2018115045 A JP2018115045 A JP 2018115045A JP 7091161 B2 JP7091161 B2 JP 7091161B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spray
painting
information
virtual
paint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018115045A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019217431A (en
Inventor
俊博 西川
光 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takubo Engineering Co Ltd
Original Assignee
Takubo Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Takubo Engineering Co Ltd filed Critical Takubo Engineering Co Ltd
Priority to JP2018115045A priority Critical patent/JP7091161B2/en
Publication of JP2019217431A publication Critical patent/JP2019217431A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7091161B2 publication Critical patent/JP7091161B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

本発明は、ワークの塗装をバーチャルな空間で再現するために必要な噴霧情報の作成方法、及び、作成された噴霧情報を用いた塗装シミュレーション方法に係り、より詳しくは、現実の塗装における塗料粒子の噴霧情報を加味したバーチャルの噴霧情報を算出してデータベース化して成ることを特徴とするバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法、及び、その方法により作成されたバーチャルの噴霧情報のデータベースを用いた塗装シミュレーション方法に関する。 The present invention relates to a method for creating spray information necessary for reproducing the painting of a work in a virtual space and a painting simulation method using the created spray information. More specifically, the present invention relates to paint particles in actual painting. We used a spray information creation method for virtual painting, which is characterized by calculating virtual spray information that takes into account the spray information of the above, and creating a database, and a virtual spray information database created by that method. Regarding the painting simulation method.

近年、塗装の分野においては、被塗装物(以下「ワーク」と言う。)を大量に塗装する場合において、塗装ロボットを用いて自動的に塗装を行なう方法が採用されている。そして、このような塗装ロボットを用いて自動的に塗装を行う場合には、塗装の膜厚を均一にするために、塗装ガンの噴射口とワークとの距離や角度を一定に保つ必要がある。 In recent years, in the field of painting, a method of automatically painting using a painting robot has been adopted in the case of painting a large amount of an object to be painted (hereinafter referred to as "work"). When painting is automatically performed using such a painting robot, it is necessary to keep the distance and angle between the injection port of the painting gun and the work constant in order to make the coating film thickness uniform. ..

そのために、このような塗装ロボットを用いた塗装では、予めワークの外形寸法等に基づいて塗装ロボットにおけるスプレーガンの軌道データを設定するとともに、この軌道データを塗装ロボットに記憶させておくことが必要であり、この作業を一般に「ティーチング」という。 Therefore, in painting using such a painting robot, it is necessary to set the trajectory data of the spray gun in the painting robot in advance based on the external dimensions of the work and to store this trajectory data in the painting robot. This work is generally called "teaching".

そして、このティーチングによって、塗装ロボットは、このティーチングされた軌道データに基づいてスプレーガンを移動することができ、これにより自動的にワークを塗装することが可能となる。従って、このような塗装ロボットを用いた塗装では、特に複数個のワークの塗装を行なう場合には、人件費等の経費を削減することができるとともに、すべてのワークに対して正確に同一の塗装を行なうことができるという利点がある。 Then, by this teaching, the painting robot can move the spray gun based on the taught trajectory data, which enables the work to be painted automatically. Therefore, in painting using such a painting robot, it is possible to reduce labor costs and other costs, especially when painting a plurality of workpieces, and the same coating is applied to all the workpieces. Has the advantage of being able to do.

ここで、従来行われているティーチングについて図6を参照して説明すると、図6において31が塗装ロボット、32がワーク、33が前記塗装ロボットの作動を制御するためのロボットコントローラー、34がティーチングペンダントである。そして、ティーチングは一般的に、前記ティーチングペンダント34を用いて行われる。即ち、このティーチングペンダント34は、リモコンのような物であり、前記ロボットコントローラー33と接続されている。そして、ティーチングを行う際には、塗装ロボット31の近傍において、ティーチングペンダント34を用いて、前記ロボットコントローラー33を介して塗装ロボット31を操作し、所望するスプレーガンの位置を順にロボットコントローラー33に登録し、それにより、ロボットコントローラー33にスプレーガンの軌道を記憶させる方法が一般的である。 Here, the conventional teaching will be described with reference to FIG. 6. In FIG. 6, 31 is a painting robot, 32 is a work, 33 is a robot controller for controlling the operation of the painting robot, and 34 is a teaching pendant. Is. The teaching is generally performed using the teaching pendant 34. That is, the teaching pendant 34 is like a remote controller and is connected to the robot controller 33. Then, when teaching, the painting robot 31 is operated via the robot controller 33 using the teaching pendant 34 in the vicinity of the painting robot 31, and the positions of the desired spray guns are sequentially registered in the robot controller 33. However, a method of storing the trajectory of the spray gun in the robot controller 33 by this method is common.

特開2013-184280号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-184280 特開2006-315157号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-315157 特開2005-238092号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-238902 特開2004-114246号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-114246 特開2000-288432号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-288432 特開平10-264060号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-264060 特開平10-264059号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-264059 特開平6-31233号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-31233

ところで、前述のようなティーチングを行った後には、ティーチングされた軌道データによって正確にワークの塗料を行うことができるかどうかを検証する必要があり、この検証を一般的にシミュレーションと言う。そして、従来このシミュレーションは、塗装ブース内に塗装ロボットとワークを配置して、スプレーガンより実際に塗料を噴射してワークを塗装し、その後に、塗装が必要な面が均一の膜厚で塗装されているかどうかを確認することで行っていた。このように、従来のシミュレーションにおいては、実際にワークを塗装する必要があるため、検証の際には塗料を使用しなければならないとともに、塗装ブース内に発生した塗料ミストを回収するために空調設備を稼働しなければならず、コストがかかってしまっていた。 By the way, after the teaching as described above, it is necessary to verify whether or not the workpiece can be accurately painted by the taught trajectory data, and this verification is generally called a simulation. Conventionally, in this simulation, a painting robot and a work are placed in a painting booth, and the paint is actually sprayed from a spray gun to paint the work, and then the surface that needs to be painted is painted with a uniform film thickness. I went by checking if it was done. In this way, in the conventional simulation, it is necessary to actually paint the work, so paint must be used for verification, and air conditioning equipment is used to collect the paint mist generated in the painting booth. Had to run, and it was costly.

また、シミュレーションの結果、正確な塗装ができていない場合にはティーチングデータを修正し、更にその修正したデータに基づいて、再度、スプレーガンより実際に塗料を噴射して塗装し、その結果をシミュレーションしなければならないため、更に塗料と空調エネルギーが無駄になっていた。 In addition, as a result of the simulation, if the painting is not accurate, the teaching data is corrected, and based on the corrected data, the paint is actually sprayed from the spray gun again to paint, and the result is simulated. More paint and air conditioning energy was wasted because it had to be done.

そしてこのとき、従来のティーチングでは、スプレーガンとワークの距離やスプレーガンのワークへの狙い目に関しては、作業者が現物のワークを近くで見ながら、経験や勘に頼って行うことが現状であり、その方法では、スプレーガンとワークの距離は現物合わせで行い、スプレーガンの狙い目はスケールや専用冶具を用いて確認する必要があるために、専用冶具をワークに当てないように慎重に作業しなければならず、作業が煩雑になり時間がかかるとともに、ワークとスプレーガンとの距離は目視判断によっていたので曖昧にならざるを得ず、検証によって軌道データの修正が必要になることが少なくなかった。 At this time, in the conventional teaching, the distance between the spray gun and the work and the aim of the work of the spray gun are currently determined by the worker while looking at the actual work up close and relying on experience and intuition. Yes, in that method, the distance between the spray gun and the work is adjusted to the actual product, and the aim of the spray gun needs to be confirmed using a scale or a special tool, so be careful not to hit the work with the special tool. The work had to be done, which made the work complicated and time-consuming, and the distance between the work and the spray gun was determined visually, so it had to be ambiguous, and it was necessary to correct the orbital data by verification. Not a few.

この点、コンピューターを用いて、流体解析によって、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料粒子を表示部に再現してシミュレーションする方法も考えられ、この方法を用いることで、実際の塗装ロボットとワークを用いて塗料をワークに噴射することなく、ティーチングされた軌道データに基づく塗装状態を目視で確認することを可能であるために、塗料を無駄にすることなく、また空調エネルギーを使用することなく、ティーチングされた軌道データの検証、及び修正を容易に行うことが可能である。 In this regard, a method of reproducing and simulating the paint particles that are sprayed from the spray gun toward the work and applied to the work by fluid analysis using a computer can be considered on the display unit, and this method should be used. Since it is possible to visually check the painting state based on the taught trajectory data without spraying the paint on the work using an actual painting robot and the work, the paint is not wasted. In addition, it is possible to easily verify and correct the taught orbital data without using air conditioning energy.

しかし、スプレーガンからワークに向けて噴霧された塗料粒子の粒子速度や粒径分布は、塗料の種類、霧化圧、パターン圧、吐出量等の塗料のスプレー条件によって異なるため、塗装シミュレーションを正確に再現するためには、スプレー条件に対応した実際の噴霧状態を数値化して流体解析に取り込む必要がある。 However, the particle velocity and particle size distribution of the paint particles sprayed from the spray gun toward the work differ depending on the paint spray conditions such as the type of paint, atomization pressure, pattern pressure, and discharge rate, so the painting simulation is accurate. In order to reproduce the paint condition, it is necessary to quantify the actual spray condition corresponding to the spray condition and incorporate it into the fluid analysis.

そしてこのとき、一般的に塗装ロボットにおいて、スプレーガンは圧縮エアーで塗料を霧化するが、スプレーガンの先端からすぐさま大気開放され、この現象を解析対象とすると膨大な時間が必要になってしまうため、塗装のシミュレーションを行う際に、個々のスプレー条件を同時に解析することは現実的ではない。 At this time, generally in a painting robot, the spray gun atomizes the paint with compressed air, but it is immediately released to the atmosphere from the tip of the spray gun, and if this phenomenon is analyzed, a huge amount of time will be required. Therefore, it is not realistic to analyze individual spray conditions at the same time when simulating painting.

一方、スプレー条件を考慮せずに代表的な固定値を入力すれば、短時間でシミュレーションが実行されるが、この場合は正確な塗装のシミュレーションを行うことが不可能になる。 On the other hand, if a typical fixed value is input without considering the spray conditions, the simulation is executed in a short time, but in this case, it becomes impossible to perform an accurate painting simulation.

そこで、本発明は、バーチャルな空間で塗装ロボットによる塗装のシミュレーションを行うに際して、実際の塗料のスプレー条件を加味したシミュレーションを短時間で行うことを可能にすることを課題としている。 Therefore, an object of the present invention is to make it possible to perform a simulation in a short time in consideration of actual paint spray conditions when simulating painting by a painting robot in a virtual space.

本発明のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法は、塗装ロボットのスプレーガンから噴霧された塗料がワークに塗着していく現実の塗装を、塗装ロボットに関する外形、機構及び寸法等の基本データ、ワークに関する外形及び寸法等の基本データ、塗装ロボットとワークとの位置情報、スプレーガンとワークとの距離情報、及び、ティーチングにより設定されたスプレーガンの軌道データ等のティーチングデータを予め取り込んだコンピューターにおいて、流体解析によってバーチャルな空間で再現するために必要なバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法であって、
スプレー条件を異ならせながら、スプレーガンからの塗料の噴霧を行うとともに、噴霧された塗料粒子の、少なくとも粒子速度、粒子径分布及び噴霧パターンを含む噴霧情報を計測することで、スプレー条件ごとの噴霧情報を多数作成して、現実の噴霧情報のデータベースを作成し、
次に、データベース化された現実の噴霧情報を参考にしながら、現実の塗装をバーチャルな空間で再現するために必要なバーチャルな噴霧情報としての、噴霧された塗料粒子の粒子速度、粒子径分布及び噴霧パターンを算出することで、スプレー条件ごとのバーチャルな噴霧情報を多数作成して、バーチャルな噴霧情報のデータベースを作成して成り、
前記作成したスプレー条件ごとのバーチャルな噴霧情報は、このスプレー条件ごとのバーチャルな噴霧情報を用いて流体解析を行うことで、スプレーガンから噴霧された塗料がワークに塗着していく現実の塗装をバーチャルな空間で再現するためのものであり、
前記スプレー条件は、少なくとも、塗料を霧化するための霧化エアーの圧力、霧化塗料のパターンを形成するためのパターンエアーの圧力、塗料の吐出量、塗料の粘度、塗料の含有成分及びスプレーガンとワークとの距離とし、
前記スプレーガンから噴霧された塗料の噴霧情報の計測は、スプレーガンの位置を上下、左右及び前後にずらしながら、それぞれの位置においてスプレーガンより噴霧された塗料を高速カメラで多数回撮影するとともに、
撮影により得られた塗料粒子のデータを用いて、
噴霧された塗料粒子の、少なくとも粒子速度、粒子径分布及び噴霧パターンを含む噴霧情報を計測することにより行う、ことを特徴としている。
The method for creating spray information for virtual painting of the present invention is to apply the actual painting in which the paint sprayed from the spray gun of the painting robot is applied to the work, and the basic data such as the outer shape, mechanism and dimensions of the painting robot. In a computer that has previously captured teaching data such as basic data such as the outer shape and dimensions of the work, position information between the painting robot and the work, distance information between the spray gun and the work, and trajectory data of the spray gun set by teaching. , A method of creating spray information for virtual painting necessary to reproduce in a virtual space by fluid analysis.
By spraying paint from a spray gun while different spray conditions, and by measuring spray information including at least particle velocity, particle size distribution, and spray pattern of the sprayed paint particles, spraying for each spray condition. Create a lot of information, create a database of real spray information,
Next, while referring to the actual spray information stored in the database, the particle velocity, particle size distribution, and particle size distribution of the sprayed paint particles as virtual spray information necessary for reproducing the actual painting in a virtual space. By calculating the spray pattern, a lot of virtual spray information for each spray condition is created, and a database of virtual spray information is created.
The virtual spray information for each spray condition created above is the actual painting in which the paint sprayed from the spray gun is applied to the work by performing fluid analysis using the virtual spray information for each spray condition. Is for reproducing in a virtual space,
The spray conditions are at least the pressure of atomized air for atomizing the paint, the pressure of the pattern air for forming the pattern of the atomized paint, the discharge amount of the paint, the viscosity of the paint, the components contained in the paint and the spray. The distance between the gun and the work
In the measurement of the spray information of the paint sprayed from the spray gun, the paint sprayed from the spray gun is photographed many times with a high-speed camera at each position while shifting the position of the spray gun up and down, left and right, and back and forth.
Using the paint particle data obtained by shooting,
It is characterized by measuring spray information including at least particle velocity, particle size distribution and spray pattern of the sprayed paint particles.

また、本発明の塗装シミュレーション方法は、前述の方法により作成されたバーチャル噴霧情報のデータベースを用いてバーチャルな空間でワークの塗装を再現する塗装シミュレーション方法であって、
処理装置と、処理装置により制御される表示部を用いて、
現実の噴霧情報に対応したスプレー条件を設定し、
設定したスプレー条件に対応したバーチャル噴霧情報を、バーチャル噴霧情報のデータベースから呼び出し、
呼び出したバーチャル噴霧情報を用いて、表示部にワークの塗装を再現する、ことを特徴としている。
Further, the painting simulation method of the present invention is a painting simulation method that reproduces the painting of a work in a virtual space by using a database of virtual spray information created by the above method.
Using the processing device and the display unit controlled by the processing device,
Set the spray conditions corresponding to the actual spray information,
Call the virtual spray information corresponding to the set spray condition from the virtual spray information database,
It is characterized by reproducing the painting of the work on the display part using the called virtual spray information.

本発明のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法では、現実のスプレーガンから噴霧された塗料粒子の粒子速度と粒子径分布をスプレー条件ごとに多数測定して、スプレー条件ごとの現実の噴霧情報をデータベース化しておき、次に、このデータベース化された現実の噴霧情報について、これをバーチャルな空間で再現するために必要なバーチャルの噴霧情報を算出することで、スプレー条件ごとのバーチャルな噴霧情報を多数作成して、スプレー条件ごとのバーチャルの噴霧情報をデータベース化することで、バーチャル塗装のための噴霧情報を作成することとしている。そして、塗装のシミュレーションを行う際に、スプレー条件を設定し、この設定したスプレー条件に対応した噴霧情報をバーチャルの噴霧情報のデータベースから呼び出し、呼び出した噴霧情報を用いて流体解析を行うことで、ワークの塗装をバーチャルな空間で再現してシミュレーションを行うこととしている。 In the spray information creation method for virtual painting of the present invention, a large number of particle velocities and particle size distributions of paint particles sprayed from an actual spray gun are measured for each spray condition, and the actual spray information for each spray condition is obtained. Create a database, and then calculate the virtual spray information required to reproduce this database of actual spray information in a virtual space to create virtual spray information for each spray condition. By creating a large number and creating a database of virtual spray information for each spray condition, spray information for virtual painting will be created. Then, when simulating painting, spray conditions are set, spray information corresponding to the set spray conditions is called from the virtual spray information database, and fluid analysis is performed using the called spray information. The painting of the work is reproduced in a virtual space and the simulation is performed.

そのために、本発明によれば、塗装のシミュレーションを行う際に、個々のスプレー条件を同時に解析する場合と異なり、塗装シミュレーションの時間短縮を図ることが可能である。 Therefore, according to the present invention, it is possible to shorten the coating simulation time, unlike the case where individual spray conditions are analyzed at the same time when the coating simulation is performed.

また、本発明では、現実にスプレーガンから噴霧された塗料粒子の粒子速度と粒子径分布をスプレー条件ごとに多数測定して作成したバーチャルな噴霧情報のデータベースを用いて塗装のシミュレーションを行うために、スプレー条件を考慮せずに代表的な固定値を入力した場合と異なり、正確な塗装のシミュレーションを行うことが可能である。 Further, in the present invention, in order to simulate painting using a virtual spray information database created by measuring a large number of particle velocities and particle size distributions of paint particles actually sprayed from a spray gun for each spray condition. , Unlike the case where a typical fixed value is input without considering the spray conditions, it is possible to perform accurate painting simulation.

本発明のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法の実施例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the Example of the spray information creation method for virtual painting of this invention. 本発明のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法の実施例における噴霧情報の計測方法を説明するためのイメージ図である。It is an image diagram for demonstrating the measurement method of the spray information in the Example of the spray information creation method for virtual painting of this invention. 本発明の塗装シミュレーション方法の実施例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the Example of the coating simulation method of this invention. 本発明の塗装シミュレーション方法の実施例における画面表示を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the screen display in an Example of the coating simulation method of this invention. 本発明のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法及び塗装シミュレーション方法の実施例を実施するためのシステムを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the system for carrying out the example of the spray information creation method and the coating simulation method for virtual coating of this invention. 従来のティーチング方法を説明するためにブロック図である。It is a block diagram for demonstrating a conventional teaching method.

本発明のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法では、まず、塗料を霧化するための霧化エアーの圧力、霧化エアーにより霧化された塗料のパターンを形成するためのパターンエアーの圧力、塗料の吐出量、塗料の粘度、塗料の含有成分、スプレーガンとワークとの距離等のスプレー条件を異ならせながら、多数回に亘り、現実のスプレーガンからの塗料の噴霧を行う。 In the spray information creation method for virtual painting of the present invention, first, the pressure of atomized air for atomizing the paint, the pressure of the pattern air for forming the pattern of the paint atomized by the atomized air, The paint is sprayed from the actual spray gun many times while different spraying conditions such as the amount of paint discharged, the viscosity of the paint, the components contained in the paint, and the distance between the spray gun and the work.

そして、噴霧された塗料粒子について、少なくとも粒子速度、粒子径分布及び噴霧パターンを含む噴霧情報を計測し、それにより、スプレー条件ごとの噴霧情報を多数作成して、スプレー条件に対応した現実の噴霧情報のデータベースを作成する。 Then, for the sprayed paint particles, spray information including at least the particle velocity, particle size distribution, and spray pattern is measured, thereby creating a large amount of spray information for each spray condition, and the actual spray corresponding to the spray condition. Create a database of information.

そして次に、データベース化された現実の噴霧情報について、その噴霧情報をバーチャルな空間で再現するために必要なバーチャルの噴霧情報を算出し、それにより、スプレー条件ごとのバーチャルな噴霧情報を多数作成して、スプレー条件に対応したバーチャルの噴霧情報のデータベースを作成し、このバーチャルの噴霧情報のデータベースに記憶された噴霧情報を、バーチャル塗装のための噴霧情報とする。 Next, for the actual spray information stored in the database, the virtual spray information required to reproduce the spray information in a virtual space is calculated, and a large number of virtual spray information for each spray condition is created. Then, a database of virtual spray information corresponding to the spray conditions is created, and the spray information stored in this virtual spray information database is used as spray information for virtual painting.

次に、本発明の塗装シミュレーション方法では、処理装置と、この処理装置により制御される表示部を用いて、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料粒子を表示部に再現する方法としており、この塗装シミュレーションを実施する場合には、まず、スプレー条件を設定する。 Next, in the coating simulation method of the present invention, a processing device and a display unit controlled by the processing device are used to display paint particles that are sprayed from a spray gun toward the work and applied to the work. When performing this painting simulation, first, the spray conditions are set.

そして次に、設定した塗装条件に対応したバーチャルの噴霧情報を、バーチャルの噴霧情報のデータベースから呼び出す。 Then, the virtual spray information corresponding to the set painting conditions is called from the virtual spray information database.

そして、呼び出したバーチャルの噴霧情報を用いて、流体解析を行って、表示部にワークの塗装を再現する。 Then, using the called virtual spray information, fluid analysis is performed to reproduce the painting of the work on the display unit.

ここで、バーチャルの噴霧情報のデータベースから呼び出したバーチャルの噴霧情報を用いて、表示部にワークの塗装を再現するに際しては、予め設定した塗装ロボット及びワークの3Dデータと、ティーチングしたスプレーガンの軌道データを用いて、塗装ロボットの全部又は一部とワークを表示部に表示し、スプレーガンからワークに向けて塗料が噴霧されてワークに塗着していく状態を再現するとよく、これにより、より現実に近い状況のシミュレーションを行うことが可能となる。 Here, when reproducing the painting of the work on the display using the virtual spray information called from the virtual spray information database, the preset 3D data of the painting robot and the work and the trajectory of the taught spray gun. It is good to use the data to display all or part of the painting robot and the work on the display, and reproduce the state where the paint is sprayed from the spray gun toward the work and is applied to the work. It is possible to simulate a situation close to reality.

また、バーチャルの噴霧情報のデータベースから呼び出したバーチャルの噴霧情報を用いて、表示部にワークの塗装を再現するに際しては、塗装ブース内の気流や、ワークを回転させる場合には回転に伴って発生する気流を加味するとよく、それにより、より精度の高い塗着状況を実現することが可能となる。 In addition, when reproducing the painting of the work on the display using the virtual spray information called from the virtual spray information database, the air flow in the painting booth and when the work is rotated, it occurs with the rotation. It is advisable to add the airflow to be applied, which makes it possible to realize a more accurate coating condition.

本発明のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法の実施例について図1のフローチャートを参照して説明すると、本実施例のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法は、スプレーガンから塗料が噴霧されてワークに向かっていく現実の塗装の状態を、コンピューターの表示部等の、バーチャルな空間で再現するために必要な噴霧情報を、作成する方法としている。また、本実施例におけるスプレーガンは、吐出口から吐出された塗料を、霧化するとともに所定パターンにして噴霧する霧化式のスプレーガンとしている。 An embodiment of the spray information creating method for virtual painting of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 1. In the spray information creating method for virtual painting of the present embodiment, paint is sprayed from a spray gun. The method is to create the spray information necessary to reproduce the actual state of painting toward the work in a virtual space such as the display of a computer. Further, the spray gun in this embodiment is an atomization type spray gun that atomizes the paint discharged from the discharge port and sprays the paint in a predetermined pattern.

そして、本実施例のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法では、まず、ステップ1においてスプレー条件を設定し、次にステップ2において、設定したスプレー条件に従って、現実にスプレーガンから塗料を噴霧する。 Then, in the spray information creation method for virtual painting of this embodiment, first, the spray conditions are set in step 1, and then the paint is actually sprayed from the spray gun according to the set spray conditions in step 2.

ここで、前記スプレー条件について説明すると、本実施例におけるスプレー条件としては、スプレーガンの種類、塗料の吐出量、塗料を霧化するための霧化エアーの圧力、噴霧された塗料を所定のパターンにするためのパターンエアーの圧力、噴霧する塗料の種類、即ち、メタル、パール等の含有成分による塗料の種類、塗料の色、塗料の粘度、スプレーガンとワークとの距離等としている。 Here, the spray conditions will be described. The spray conditions in this embodiment include the type of spray gun, the amount of paint discharged, the pressure of atomized air for atomizing the paint, and a predetermined pattern of the sprayed paint. The pressure of the air to be sprayed, the type of paint to be sprayed, that is, the type of paint depending on the components contained in metal, pearl, etc., the color of the paint, the viscosity of the paint, the distance between the spray gun and the work, etc.

そして、設定したスプレー条件に従って実際に塗料を噴霧した後に、ステップ3において、噴霧された塗料について、噴霧情報を計測する。そして、本実施例においては、ステップ2におけるスプレーガンからの塗料の噴霧を、スプレー条件を異ならせながら多数回に亘って行い、それとともに、その都度、ステップ3における噴霧された塗料についての噴霧情報の計測を行い、それにより、スプレー条件ごとの噴霧情報を多数作成する。そして、ステップ4において、作成したスプレー条件ごとの現実の噴霧情報を、ハードディスク、USBメモリ等の記憶手段に記憶させ、これにより、現実の噴霧情報のデータベースを作成する。 Then, after actually spraying the paint according to the set spray conditions, the spray information is measured for the sprayed paint in step 3. Then, in this embodiment, the spray of the paint from the spray gun in step 2 is performed many times while changing the spray conditions, and at the same time, the spray information about the sprayed paint in step 3 is performed each time. Is measured, and a large amount of spray information is created for each spray condition. Then, in step 4, the created actual spray information for each spray condition is stored in a storage means such as a hard disk or a USB memory, thereby creating a database of the actual spray information.

なお、本実施例において噴霧情報としては、噴霧された塗料粒子の粒子速度、粒子径分布、噴霧パターンとしており、本実施例においては、前述したように、スプレー条件を異ならせながら、現実にスプレーガンから噴霧した塗料について、これらの噴霧情報を計測してデータベース化する。 In this example, the spray information is the particle velocity, particle size distribution, and spray pattern of the sprayed paint particles. In this example, as described above, the spray is actually sprayed while different spray conditions. For the paint sprayed from the gun, these spray information is measured and made into a database.

ここで、噴霧情報の計測方法について説明すると、本実施例では、スプレーガンより噴霧された塗料を高速カメラで多数回撮影し、その撮影したデータを用いて、計測ソフトによって、噴霧された塗料粒子の粒子速度、粒子径分布、噴霧パターンを算出することとしている。 Here, the method of measuring the spray information will be described. In this embodiment, the paint sprayed from the spray gun is photographed many times with a high-speed camera, and the photographed data is used to spray the paint particles by the measurement software. The particle velocity, particle size distribution, and spray pattern of the above are to be calculated.

この方法について詳細に説明すると、本実施例においては、スプレーガンから噴霧された塗料粒子について、噴霧方向と直交する方向から高速カメラを向けて、1mm四方の範囲について、高速カメラによって撮影することとしている。 Explaining this method in detail, in the present embodiment, the paint particles sprayed from the spray gun are pointed at a high-speed camera from a direction orthogonal to the spray direction, and a 1 mm square range is photographed by the high-speed camera. There is.

そして、この撮影方法は、シャッターを開放した状態で、対向する側からシャッター側に向けて約7ナノ秒に1回の割合でレーザー光を照射し、計測ソフトによって、高速カメラの撮影データを用いて、各塗料粒子の粒子速度や粒子径分布、及び噴霧パターンを算出し、塗料粒子約3,000個分についての算出が終了するまで撮影を継続することによって行うこととしている。 Then, in this shooting method, with the shutter open, the laser beam is irradiated from the opposite side toward the shutter side at a rate of about once every 7 nanoseconds, and the shooting data of the high-speed camera is used by the measurement software. Therefore, the particle velocity, particle size distribution, and spray pattern of each paint particle are calculated, and the shooting is continued until the calculation for about 3,000 paint particles is completed.

即ち、約3,000個分の塗料粒子について、それぞれ、粒子速度、粒子径分布を算出することとしている。スプレーガンから噴霧された塗料粒子を高速カメラによって撮影しているイメージを示した図が図2であり、図において8がスプレーガン、9が高速カメラ、10がレーザー装置、及び、11で示した部分が高速カメラで撮影する範囲である。 That is, the particle velocity and the particle size distribution are calculated for each of about 3,000 paint particles. FIG. 2 is a diagram showing an image of paint particles sprayed from a spray gun taken by a high-speed camera, in which 8 is a spray gun, 9 is a high-speed camera, 10 is a laser device, and 11. The part is the range to be shot with a high-speed camera.

そして、高速カメラ9は、CPU等の処理装置に接続され、処理装置には高速カメラの撮影データを用いて噴霧情報を算出するための計測ソフトがインストールされ、これにより、高速カメラ9で撮影した撮影データを用いて、スプレーガンから噴霧された塗料粒子の噴霧情報を計測可能としている。 Then, the high-speed camera 9 is connected to a processing device such as a CPU, and measurement software for calculating spray information using the shooting data of the high-speed camera is installed in the processing device, thereby taking a picture with the high-speed camera 9. It is possible to measure the spray information of the paint particles sprayed from the spray gun using the shooting data.

また、本実施例では、高速カメラで撮影する際には、スプレーガンの位置を上下、左右、前後にずらして複数個所を撮影することで、噴霧された塗料粒子の噴霧情報を立体的に算出することを可能にしている。 Further, in this embodiment, when taking a picture with a high-speed camera, the spray information of the sprayed paint particles is calculated three-dimensionally by taking pictures at a plurality of places by shifting the position of the spray gun up and down, left and right, and back and forth. It is possible to do.

なお、高速カメラ9で撮影した撮影データを用いてスプレーガンら噴霧された塗料粒子の噴霧情報を計測するための計測ソフトは、市販のものを用いており、詳細な説明は省略する。 As the measurement software for measuring the spray information of the paint particles sprayed by the spray gun using the shooting data taken by the high-speed camera 9, a commercially available measurement software is used, and detailed description thereof will be omitted.

次に、本実施例のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法では、前述したように、ステップ4において現実の噴霧情報のデータベースを作成した後に、ステップ5において、現実の噴霧情報と同等の噴霧情報をバーチャル空間で再現するために必要なバーチャルの噴霧情報を演算する。即ち、現実の塗装をバーチャルの空間で再現するために必要な、スプレーガンから噴霧される粒子の初速、粒子速度、粒子径分布、噴霧パターンを、現実の噴霧情報を参考にしながら演算する。そして、この演算を、スプレー条件に対応した現実の噴霧情報ごとに行い、これにより、スプレー条件ごとの、バーチャルな噴霧情報を多数作成する。そしてステップ6において、多数作成したバーチャルの噴霧情報を、バーチャル塗装のためのバーチャルの噴霧情報としてのデータベース化し、これにより、バーチャル塗装のための噴霧情報を作成する。なお、現実の噴霧情報を用いてバーチャルの噴霧情報を算出するための演算は、解析ソフトを用いて、この解析ソフトに現実の噴霧情報のデータを取り込むことにより行うが、解析用の市販の演算ソフトを用いているため、詳細な演算方法は省略する。 Next, in the spray information creation method for virtual painting of this embodiment, as described above, after the database of the actual spray information is created in step 4, the spray information equivalent to the actual spray information is created in step 5. Calculates the virtual spray information required to reproduce in virtual space. That is, the initial velocity, particle velocity, particle size distribution, and spray pattern of the particles sprayed from the spray gun, which are necessary for reproducing the actual painting in a virtual space, are calculated with reference to the actual spray information. Then, this calculation is performed for each actual spray information corresponding to the spray condition, thereby creating a large number of virtual spray information for each spray condition. Then, in step 6, a large number of virtual spray information created is created in a database as virtual spray information for virtual painting, thereby creating spray information for virtual painting. The calculation for calculating the virtual spray information using the actual spray information is performed by using the analysis software and importing the data of the actual spray information into the analysis software, which is a commercially available calculation for analysis. Since the software is used, the detailed calculation method is omitted.

次に、本発明の塗装シミュレーション方法の実施例について図3のフローチャートを参照して説明すると、本実施例の塗装シミュレーション方法は、前述のようにして作成されたバーチャル塗装のための噴霧情報を用いて、コンピューターにより、バーチャルな空間である表示部に塗装を再現する塗装シミュレーションを行う方法である。 Next, an embodiment of the coating simulation method of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 3. The coating simulation method of the present embodiment uses the spray information for virtual coating created as described above. This is a method of performing a painting simulation that reproduces painting on a display unit that is a virtual space using a computer.

そして、本実施例の塗装シミュレーション方法では、まず、ステップ11において、予め、塗装ロボットとワークの3D情報をコンピューターに取り込み、更に、ステップ12において、ティーチングにより設定されたスプレーガンの軌道データをコンピューターに取り込む。即ち、ティーチングにおいては、塗装ロボットの位置や、ワークの位置、及び、ティーチングにより設定されたスプレーガンの軌道データ等のティーチングデータがロボットコントローラーに記憶されるが、本実施例の塗装シミュレーションにおいては、ステップ11及び12において、ティーチングによってロボットコントローラー等に記憶されたティーチングデータを、コンピューターに取り込む。なお、塗装ロボットとワークの3Dデータやスプレーガンの軌道データの取り込み先は特に限定されないが、シミュレーションを実施するためのコンピューターの内蔵ハードディスク、外付けハードディスク、USBメモリ等のいずれでもよい。 Then, in the painting simulation method of this embodiment, first, in step 11, 3D information of the painting robot and the work is taken into the computer in advance, and further, in step 12, the trajectory data of the spray gun set by teaching is taken into the computer. take in. That is, in teaching, teaching data such as the position of the painting robot, the position of the work, and the trajectory data of the spray gun set by teaching are stored in the robot controller, but in the painting simulation of this embodiment, the teaching data is stored. In steps 11 and 12, the teaching data stored in the robot controller or the like by teaching is taken into the computer. The destination for importing the 3D data of the painting robot and the work and the trajectory data of the spray gun is not particularly limited, but any of the internal hard disk, the external hard disk, the USB memory, etc. of the computer for carrying out the simulation may be used.

次に、ステップ13において、塗装のシミュレーションを行うスプレー条件を設定する。そして、その後に、ステップ14において、バーチャルの噴霧情報のデータベースより、設定したスプレー条件に合致するスプレー条件において作成されたバーチャルの噴霧情報を呼び出す。 Next, in step 13, spray conditions for simulating painting are set. Then, in step 14, the virtual spray information created under the spray conditions matching the set spray conditions is called from the virtual spray information database.

そして次に、ステップ15おいて、呼び出した噴霧情報を用いて流体解析を行い、噴霧塗料がワークに塗着していく状態を再現するためのデータを作成する。 Then, in step 15, fluid analysis is performed using the called spray information, and data for reproducing the state in which the spray paint is applied to the work is created.

そしてその後、ステップ16において、塗装、即ちスプレーガンから塗料が噴霧され、この噴霧された塗料粒子がワークに塗着していく状態を再現し、シミュレーションの表示を行う。即ち、ステップ11、12で取り込んだ、塗装ロボットやワークの3Dデータ、スプレーガンの軌道データを用いて、ワークとスプレーガンをコンピューターの表示部に表示する。即ち、ティーチングにより設定されたティーチングデータを用いて、スプレーガンとワークの3D表示データを生成するとともに、これらの3D表示データに基づいて表示部に、少なくともスプレーガンと、ワークを3Dで表示する。 Then, in step 16, painting, that is, a state in which paint is sprayed from a spray gun and the sprayed paint particles are applied to the work is reproduced, and a simulation is displayed. That is, the work and the spray gun are displayed on the display unit of the computer by using the 3D data of the painting robot and the work and the trajectory data of the spray gun captured in steps 11 and 12. That is, the teaching data set by teaching is used to generate 3D display data of the spray gun and the work, and at least the spray gun and the work are displayed in 3D on the display unit based on these 3D display data.

そしてそれとともに、流体解析の結果のデータを用いて、スプレーガンから塗料が噴霧され、噴霧された塗料粒子がワークに塗着していく様子を、表示部に表示したスプレーガン及びワークとともに表示し、それにより、表示部に塗装を再現して、塗装のシミュレーションの表示を行う。 At the same time, using the data of the result of the fluid analysis, the state in which the paint is sprayed from the spray gun and the sprayed paint particles are applied to the work is displayed together with the spray gun and the work displayed on the display unit. As a result, the paint is reproduced on the display unit, and the paint simulation is displayed.

またこのとき、本実施例の塗装シミュレーション方法では、表示部のワークを回転させるとともに、スプレーガンを軌道データに従って移動し、噴霧された塗料粒子をワークに向けて移動させていく。即ち、コンピューターに取り込んだ塗装ロボットやワークの3Dデータ、スプレーガンの軌道データ、及びバーチャルの噴霧情報の流体解析の結果を用いて、現実の塗装と同等のシミュレーションを表示部に表示する。 At this time, in the painting simulation method of this embodiment, the work of the display unit is rotated, the spray gun is moved according to the orbital data, and the sprayed paint particles are moved toward the work. That is, using the 3D data of the painting robot or work captured in the computer, the trajectory data of the spray gun, and the result of the fluid analysis of the virtual spray information, a simulation equivalent to the actual painting is displayed on the display unit.

このシミュレーションの一部を静止画として示した図が図4であり、図4では、コンピューターの表示部に、ワーク12、スプレーガン8、及び、スプレーガン8からワーク12に向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料粒子を示している図である。 FIG. 4 is a diagram showing a part of this simulation as a still image. In FIG. 4, the work 12, the spray gun 8, and the work sprayed from the spray gun 8 toward the work 12 are sprayed onto the display unit of the computer. It is a figure which shows the paint particle which is coated on.

即ち、図において8はスプレーガンであり、本実施例の軌道データのシミュレーション方法では、表示部3にスプレーガン8を表示するとともに、シミュレーションにおいては、この表示部3に表示したスプレーガン8を、ティーチングされた軌道データに従い移動させている。 That is, in the figure, 8 is a spray gun. In the orbital data simulation method of this embodiment, the spray gun 8 is displayed on the display unit 3, and in the simulation, the spray gun 8 displayed on the display unit 3 is displayed. It is moved according to the taught orbital data.

また、図4において前記ワーク12は、回動自在の支柱14の上部に治具15を介して放射状に複数個が取り付けられており、シミュレーションにおいては、矢印で示すように、支柱14及び治具15の回転によって時計回りに円状に移動させている。但し、ワークは必ずしも回転させる必要はなく、ワークを静止させた状態で塗装を行ってもよい。またワークの数も特に限定されない。 Further, in FIG. 4, a plurality of the work 12s are radially attached to the upper part of the rotatable column 14 via a jig 15, and in the simulation, the column 14 and the jig are as shown by arrows. It is moved clockwise by 15 rotations. However, the work does not necessarily have to be rotated, and painting may be performed with the work stationary. Further, the number of works is not particularly limited.

次に、スプレーガン8は、軌道データに従って移動しながら、ワーク12に向けて塗料を噴霧することとしている。そして、図4では、ワーク12が時計回りに円状に移動し、スプレーガン8は塗料を噴霧しながら軌道データに従って移動し、及びスプレーガン8から噴霧された塗料粒子13がワーク12に向けて移動してワーク12に塗着していく状態の過程を静止画で示している。なお、図4においてはスプレーガン8のみを表示しているが、スプレーガン8のみではなく、スプレーガンを含んだ塗装ロボットの全体、あるいは、スプレーガンを含んだ塗装ロボットの一部を表示してもよい。 Next, the spray gun 8 sprays the paint toward the work 12 while moving according to the orbital data. Then, in FIG. 4, the work 12 moves clockwise, the spray gun 8 moves according to the orbital data while spraying the paint, and the paint particles 13 sprayed from the spray gun 8 are directed toward the work 12. A still image shows the process of moving and coating on the work 12. Although only the spray gun 8 is displayed in FIG. 4, not only the spray gun 8 but also the entire painting robot including the spray gun or a part of the painting robot including the spray gun is displayed. May be good.

なお、塗装ブース内ではワークに付着しなかった塗料ミストを回収するために塗装ブース内の気流を一定方向に流しており、スプレーガンから噴霧された塗料はこの気流の影響を受けるため、本実施例においては、バーチャルの噴霧情報を用いて塗料粒子の流体解析を行う際には、塗装ブース内の気流を加味することとしている。 In addition, in order to collect the paint mist that did not adhere to the work in the painting booth, the airflow in the painting booth is flowing in a certain direction, and the paint sprayed from the spray gun is affected by this airflow. In the example, when the fluid analysis of the paint particles is performed using the virtual spray information, the airflow in the paint booth is taken into consideration.

また、本実施例において前記ワークは、前述したように、回動自在の治具を介して放射状に複数個が取り付けられ、塗装の際には、ワークを回転させることとしており、このワークの回転によっても塗装ブース内に気流が発生するため、本実施例においては、ワークの回転により発生する気流をもスプレー条件に加味することとしている。但し、前述したように、本発明の塗装シミュレーションでは、必ずしもワークを回転させる必要はない。そのために、ワークを回転させずに塗装を行う場合には、当然、ワークの回転により発生する気流は無いので、スプレー条件に加味する必要は無い。 Further, in the present embodiment, as described above, a plurality of the workpieces are radially attached via a rotatable jig, and the workpieces are rotated during painting, and the workpieces are rotated. In this embodiment, the airflow generated by the rotation of the work is also taken into consideration in the spray condition because the airflow is generated in the painting booth. However, as described above, in the painting simulation of the present invention, it is not always necessary to rotate the work. Therefore, when painting is performed without rotating the work, of course, there is no airflow generated by the rotation of the work, so it is not necessary to take into consideration the spray conditions.

このように、本実施例の軌道データのシミュレーション方法では、実際に塗料がどのように噴霧されてワークに向けて移動してワーク12に塗着していくかを表示部3で確認することができるので、ティーチングされた軌道データの検証を行う場合に、実際にワークに塗料を噴射することが不要であるので、検証時の塗料の無駄を無くするとともに、空調エネルギーを使用することも不要で、コストを大幅に抑えることが可能である。 As described above, in the orbital data simulation method of this embodiment, it is possible to confirm on the display unit 3 how the paint is actually sprayed, moves toward the work, and is applied to the work 12. Since it is possible, when verifying the taught orbital data, it is not necessary to actually spray the paint on the work, so there is no need to waste the paint at the time of verification and it is not necessary to use air conditioning energy. , It is possible to significantly reduce the cost.

そしてこのとき、本実施例の塗装シミュレーション方法では、実際にスプレーガンから噴霧された塗料粒子の噴霧情報をスプレー条件ごとに多数個作成して現実の噴霧情報としてデータベース化し、このデータベースの噴霧情報を用いて、現実の噴霧情報と同等の噴霧情報をバーチャル空間で再現するために必要なバーチャルの噴霧情報を演算してデータベース化し、シミュレーションを行う際に、設定されたスプレー条件に応じて、この設定したスプレー条件に対応したバーチャルの噴霧情報を用いて噴霧塗料の流体解析を行うために、正確な塗装シミュレーションを行うことが可能である。 At this time, in the painting simulation method of this embodiment, a large number of spray information of the paint particles actually sprayed from the spray gun is created for each spray condition and made into a database as actual spray information, and the spray information of this database is stored. Using this, the virtual spray information required to reproduce the spray information equivalent to the actual spray information in the virtual space is calculated and created into a database, and when performing the simulation, this setting is made according to the set spray conditions. It is possible to perform accurate painting simulation in order to perform fluid analysis of spray paint using virtual spray information corresponding to the spray conditions.

なお、本実施例における塗装シミュレーションを行うに際しては、設定したスプレー条件に対応したバーチャルの噴霧情報を用いて噴霧塗料の流体解析を行うが、この流体解析は流体解析ソフトを用いて行われている。そして、流体解析方法には種々の方法があるため、具体的な計算方法等の詳細は省略するが、一例としては、塗料粒子が移動する空間を多数の要素に分け、その間を計算させることで、塗料粒子の移動を、呼び出したバーチャルの噴霧情報に対応するように、バーチャルとして実現する方法が考えられる。また、本実施例においては、塗装シミュレーションの表示は、ティーチングデータ及び流体解析の結果を用いて、塗装ソフトを用いて行うこととしている。 When performing the painting simulation in this embodiment, the fluid analysis of the spray paint is performed using the virtual spray information corresponding to the set spray conditions, and this fluid analysis is performed using the fluid analysis software. .. Since there are various fluid analysis methods, details such as specific calculation methods are omitted, but as an example, the space in which the paint particles move is divided into a large number of elements, and the space between them is calculated. , A method of realizing the movement of paint particles as a virtual so as to correspond to the called virtual spray information can be considered. Further, in this embodiment, the display of the painting simulation is performed by using the painting software using the teaching data and the result of the fluid analysis.

次に、前述したバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法、及び塗装シミュレーション方法の実施例を実施するためのシステムの実施例について説明すると、図5は本実施例のシステムを示すブロック図である。 Next, an example of a system for carrying out an example of the spray information creation method for virtual painting and a painting simulation method described above will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the system of this embodiment.

そして、図において1は、全体の処理を行うためのコンピューターであり、本実施例においてこのコンピューター1は、制御装置と演算装置を有する処理装置としてのCPU2を有している。そして、CPU2には、表示部3、キーボードやマウス等の入力手段4、RAM、ROM等の記憶手段5、電源6が接続されている。 In the figure, reference numeral 1 denotes a computer for performing the entire processing, and in the present embodiment, the computer 1 has a CPU 2 as a processing device having a control device and an arithmetic unit. A display unit 3, an input means 4 such as a keyboard and a mouse, a storage means 5 such as a RAM and a ROM, and a power supply 6 are connected to the CPU 2.

また、本実施例においてコンピューター1には、スプレーガンから噴霧された塗料粒子の現実の噴霧情報の計測を行うための高速カメラ9、レーザー装置10が接続され、CPU2は、高速カメラ9とレーザー装置10の作動を制御するとともに、高速カメラ9の撮影データの解析を行い現実の噴霧情報を計測することとしている。 Further, in the present embodiment, the computer 1 is connected to a high-speed camera 9 and a laser device 10 for measuring the actual spray information of the paint particles sprayed from the spray gun, and the CPU 2 is a high-speed camera 9 and a laser device. The operation of the 10 is controlled, and the shooting data of the high-speed camera 9 is analyzed to measure the actual spray information.

また、本実施例においては、ティーチングによりティーチングデータが記憶されるロボットコントローラー7、あるいはティーチングによりロボットコントローラー7に記憶されたティーチングデータを記憶したUSB等のメモリ手段が有線あるいは無線でCPU2に接続され、これにより、ティーチングデータをCPUに取り込むことを可能にしている。 Further, in the present embodiment, a memory means such as a robot controller 7 that stores teaching data by teaching or a USB that stores teaching data stored in the robot controller 7 by teaching is connected to the CPU 2 by wire or wirelessly. This makes it possible to capture the teaching data into the CPU.

ここで、前記記憶手段5について説明すると、本実施例において、前記記憶手段5には、高速カメラで撮影された撮影データを用いて、スプレーガンから噴霧された塗料粒子の現実の噴霧情報を計測するための計測ソフト、現実の噴霧情報を用いてバーチャルの噴霧情報を算出するための演算ソフト、及びバーチャルな噴霧情報やティーチングデータを用いて流体解析を行い、表示部で塗装のシミュレーションを行うためのデータを作成するための流体解析ソフト、流体解析ソフトにより作成されたデータを用いて塗装のシミュレーションを表示するための塗装ソフトがインストールされており、これにより、バーチャル塗装のための噴霧情報の作成、塗装シミュレーションを可能にしている。 Here, the storage means 5 will be described. In the present embodiment, the storage means 5 measures the actual spray information of the paint particles sprayed from the spray gun by using the shooting data taken by the high-speed camera. To perform fluid analysis using measurement software, calculation software for calculating virtual spray information using actual spray information, and virtual spray information and teaching data, and to simulate painting on the display unit. The fluid analysis software for creating the data of, and the painting software for displaying the painting simulation using the data created by the fluid analysis software are installed, and the spray information for virtual painting is created by this. , Enables painting simulation.

また、本実施例において前記記憶手段5には、ティーチングデータ領域を有しており、このティーチングデータ領域には、ロボットコントローラー7やUSB等の記憶手段から取り込んだティーチングデータが格納される。なお、ティーチングデータ領域に取り込まれるデータとしては、ティーチングの際の初期設定においてロボットコントローラーに記憶される情報と、ティーチングによってロボットコントローラーに記憶される各種情報がある。 Further, in the present embodiment, the storage means 5 has a teaching data area, and the teaching data area is stored with teaching data taken in from a storage means such as a robot controller 7 or USB. The data taken into the teaching data area includes information stored in the robot controller in the initial setting at the time of teaching and various information stored in the robot controller by teaching.

そして、ティーチングの際の初期設定においてロボットコントローラーに記憶される情報としては、塗装ロボットに関する外形、機構、寸法等の基本データや、ワークに関する外形、寸法等の基本データ、及び塗装ロボットとワークとの位置情報、スプレーガンとワークとの距離情報がある。 The information stored in the robot controller in the initial setting at the time of teaching includes basic data such as the outer shape, mechanism, and dimensions of the painting robot, basic data such as the outer shape and dimensions of the work, and the painting robot and the work. There is position information and distance information between the spray gun and the work.

また、ティーチングによってロボットコントローラーに記憶される情報としては、スプレーガンの軌道データや、ワークとスプレーガンとの距離データ等がある。 Further, the information stored in the robot controller by teaching includes the trajectory data of the spray gun, the distance data between the work and the spray gun, and the like.

次に、前記記憶手段5は、計測ソフトによって計測された現実の噴霧情報を格納する現実の噴霧情報のデータベースを有しており、この現実の噴霧情報のデータベースは、スプレー条件とそのスプレー条件に対応した噴霧情報が、多数記憶されている。なお、現実の噴霧情報のデータベースは、必ずしもコンピューター1に内蔵する必要は無く、外付けのハードディスク、USBメモリ等の記憶手段に作成してもよい。 Next, the storage means 5 has a database of actual spray information that stores actual spray information measured by the measurement software, and the database of the actual spray information is based on the spray conditions and the spray conditions. A large number of corresponding spray information is stored. The actual spray information database does not necessarily have to be built in the computer 1, and may be created in a storage means such as an external hard disk or a USB memory.

また、前記記憶手段5は、演算ソフトによって算出されたバーチャルの噴霧情報を格納するバーチャルの噴霧情報のデータベースを有しており、このバーチャルの噴霧情報のデータベースには、現実の噴霧情報と同等の噴霧情報をバーチャル空間で再現するために必要なバーチャルの噴霧情報が、多数個、スプレー条件に対応して格納されている。なお、バーチャルの噴霧情報のデータベース7は、必ずしもコンピューター1に内蔵する必要は無く、外付けのハードディスク、USBメモリ等の記憶手段に作成してもよい。 Further, the storage means 5 has a database of virtual spray information that stores virtual spray information calculated by calculation software, and the database of the virtual spray information is equivalent to the actual spray information. A large number of virtual spray information required to reproduce the spray information in the virtual space are stored according to the spray conditions. The virtual spray information database 7 does not necessarily have to be built in the computer 1, and may be created in a storage means such as an external hard disk or a USB memory.

更に前記記憶手段5には、塗装シミュレーションに際して流体解析ソフトにより行われた流体解析の結果のデータも記憶され、新たに塗装シミュレーションを行う際において、スプレー条件やティーチングデータが記憶された流体解析の場合と同一の場合には、新たに流体解析ソフトによる流体解析を行うこと無く、記憶された流体解析の結果のデータを用いることを可能にしている。 Further, the storage means 5 also stores the data of the result of the fluid analysis performed by the fluid analysis software at the time of the painting simulation, and in the case of the fluid analysis in which the spray conditions and the teaching data are stored at the time of newly performing the painting simulation. In the same case as, it is possible to use the stored data of the fluid analysis result without newly performing the fluid analysis by the fluid analysis software.

このように構成される本実施例のシステムでは、現実の噴霧情報の計測を行う場合には、CPU2は、高速カメラ9とレーザー装置10の作動を制御しながら、計測ソフトによって、高速カメラ9の撮影データの解析を行い現実の噴霧情報を計測し、その計測データを記憶手段の現実の噴霧情報のデータベースに格納する。 In the system of the present embodiment configured as described above, when measuring the actual spray information, the CPU 2 controls the operation of the high-speed camera 9 and the laser device 10, and the measurement software is used to control the operation of the high-speed camera 9. The shooting data is analyzed, the actual spray information is measured, and the measurement data is stored in the database of the actual spray information of the storage means.

また、バーチャルの噴霧情報を算出する場合には、CPU2は、現実の噴霧情報を用いて、現実の噴霧情報と同等の噴霧情報をバーチャル空間で再現するために必要なバーチャルの噴霧情報を演算し、その演算結果のデータを記憶手段のバーチャルの噴霧情報のデータベースに格納する。 Further, when calculating the virtual spray information, the CPU 2 uses the actual spray information to calculate the virtual spray information necessary for reproducing the spray information equivalent to the actual spray information in the virtual space. , The data of the calculation result is stored in the virtual spray information database of the storage means.

そして、塗装シミュレーションを行う場合には、CPU2は、設定されたスプレー条件に対応したバーチャルの噴霧情報をデータベースから呼び出し、この呼び出したバーチャルの噴霧情報と、記憶手段5に記憶されたティーチングデータやロボットコントローラーやUSB等の記憶手段から取り込んだティーチングデータを用いて流体解析を行い、設定されたスプレー条件に対応した塗装を表示部で再現するためのデータを作成し、更に、この解析結果のデータを用いて、表示部に塗装を再現して塗装シミュレーションを行う。 Then, when performing the painting simulation, the CPU 2 calls the virtual spray information corresponding to the set spray conditions from the database, and the called virtual spray information and the teaching data and the robot stored in the storage means 5 are used. Fluid analysis is performed using teaching data captured from a storage means such as a controller or USB, data is created to reproduce the coating corresponding to the set spray conditions on the display unit, and the data of this analysis result is further used. The painting is reproduced on the display and a painting simulation is performed.

このように、本実施例のシステムを用いることにより、実際にスプレーガンから噴霧された塗料粒子の噴霧情報をスプレー条件ごとに多数個作成して現実の噴霧情報としてデータベース化し、このデータベースの噴霧情報を用いて、現実の噴霧情報と同等の噴霧情報をバーチャル空間で再現するために必要なバーチャルの噴霧情報を演算してデータベース化し、塗装シミュレーションを行う際に、設定されたスプレー条件に応じたバーチャルの噴霧情報を用いることができるので、正確な塗装シミュレーションを行うことが可能である。 In this way, by using the system of this embodiment, a large number of spray information of the paint particles actually sprayed from the spray gun is created for each spray condition and made into a database as actual spray information, and the spray information of this database is created. Is used to calculate the virtual spray information required to reproduce the spray information equivalent to the actual spray information in the virtual space and create a database, and when performing the painting simulation, the virtual according to the set spray conditions. Since the spray information of can be used, it is possible to perform an accurate painting simulation.

なお、前述の説明では、1台のコンピューター1を用いて、現実の噴霧情報の計測とデータベース化、バーチャルの噴霧情報の算出とデータベース化、塗装シミュレーションのためのデータの作成、及び表示部での塗装シミュレーションを行う場合を説明したが、本発明の噴霧情報作成方法及び塗装シミュレーション方法を実施するためのシステムは、必ずしも1台のコンピューターにする必要は無い。 In the above description, one computer 1 is used to measure and create a database of actual spray information, calculate and create a database of virtual spray information, create data for painting simulation, and display. Although the case of performing the painting simulation has been described, the system for carrying out the spray information creating method and the painting simulation method of the present invention does not necessarily have to be one computer.

従って、例えば、現実の噴霧情報の計測を行うコンピューター、バーチャルの噴霧情報の算出とデータベース化及び塗装シミュレーションのための流体解析を行うコンピューター、及び流体解析の結果のデータを用いて表示部で塗装シミュレーションを行うためのコンピューターを別個に設けても良い。 Therefore, for example, a computer that measures actual spray information, a computer that calculates virtual spray information and creates a database, and performs fluid analysis for painting simulation, and a painting simulation on the display unit using the data of the fluid analysis results. A separate computer may be provided to perform the above.

そしてこの場合は、現実の噴霧情報の計測を行うコンピューターは、計測ソフトによる、現実の噴霧情報の計測を行い、バーチャルの噴霧情報の算出とデータベース化及び塗装シミュレーションのためのデータの作成を行うコンピューターは、演算ソフトによる、現実の噴霧情報を用いたバーチャルの噴霧情報の算出と、流体解析ソフトによる、塗装のシミュレーションを行うためのデータの作成を行い、表示部で塗装シミュレーションを行うためのコンピューターは、塗装ソフトによる、流体解析の結果を用いた塗装のシミュレーションの表示を行う。 In this case, the computer that measures the actual spray information is a computer that measures the actual spray information using the measurement software, calculates the virtual spray information, creates a database, and creates data for painting simulation. Is a computer that calculates virtual spray information using actual spray information using calculation software, creates data for painting simulation using fluid analysis software, and performs painting simulation on the display unit. , Display the simulation of painting using the result of fluid analysis by painting software.

あるいは、その他、現実の噴霧情報の計測とデータベース化、バーチャルの噴霧情報の算出とデータベース化、塗装シミュレーションのためのデータの作成、及び表示部での塗装シミュレーションを、任意の複数台のコンピューターで分散して行ってもよい。 Alternatively, measurement and database creation of actual spray information, calculation and database creation of virtual spray information, creation of data for painting simulation, and painting simulation on the display unit are distributed on any multiple computers. You may go there.

本発明は、スプレー条件に対応した現実の噴霧情報に基づいた塗装シミュレーションを行うことが可能であるため、塗装シミュレーションの全般に適用可能である。 Since the present invention can perform a painting simulation based on actual spray information corresponding to the spray conditions, it can be applied to all painting simulations.

1 コンピューター
2 CPU
3 表示部
4 入力手段
5 記憶手段
6 電源
7 ロボットコントローラー
8 スプレーガン
9 高速カメラ
10 レーザー装置
11 撮影範囲
12 ワーク
13 塗料粒子
14 支柱
15 治具
1 computer 2 CPU
3 Display 4 Input means 5 Storage means 6 Power supply 7 Robot controller 8 Spray gun 9 High-speed camera 10 Laser device 11 Shooting range 12 Work 13 Paint particles 14 Strut 15 Jig

Claims (4)

塗装ロボットのスプレーガンから噴霧された塗料がワークに塗着していく現実の塗装を、塗装ロボットに関する外形、機構及び寸法等の基本データ、ワークに関する外形及び寸法等の基本データ、塗装ロボットとワークとの位置情報、スプレーガンとワークとの距離情報、及び、ティーチングにより設定されたスプレーガンの軌道データ等のティーチングデータを予め取り込んだコンピューターにおいて、流体解析によってバーチャルな空間で再現するために必要なバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法であって、
スプレー条件を異ならせながら、スプレーガンからの塗料の噴霧を行うとともに、噴霧された塗料粒子の、少なくとも粒子速度、粒子径分布及び噴霧パターンを含む噴霧情報を計測することで、スプレー条件ごとの噴霧情報を多数作成して、現実の噴霧情報のデータベースを作成し、
次に、データベース化された現実の噴霧情報を参考にしながら、現実の塗装をバーチャルな空間で再現するために必要なバーチャルな噴霧情報としての、噴霧された塗料粒子の粒子速度、粒子径分布及び噴霧パターンを算出することで、スプレー条件ごとのバーチャルな噴霧情報を多数作成して、バーチャルな噴霧情報のデータベースを作成して成り、
前記作成したスプレー条件ごとのバーチャルな噴霧情報は、このスプレー条件ごとのバーチャルな噴霧情報を用いて流体解析を行うことで、スプレーガンから噴霧された塗料がワークに塗着していく現実の塗装をバーチャルな空間で再現するためのものであり、
前記スプレー条件は、少なくとも、塗料を霧化するための霧化エアーの圧力、霧化塗料のパターンを形成するためのパターンエアーの圧力、塗料の吐出量、塗料の粘度、塗料の含有成分及びスプレーガンとワークとの距離とし、
前記スプレーガンから噴霧された塗料の噴霧情報の計測は、スプレーガンの位置を上下、左右及び前後にずらしながら、それぞれの位置においてスプレーガンより噴霧された塗料を高速カメラで多数回撮影するとともに、
撮影により得られた塗料粒子のデータを用いて、
噴霧された塗料粒子の、少なくとも粒子速度、粒子径分布及び噴霧パターンを含む噴霧情報を計測することにより行う、ことを特徴とするバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法。
The actual painting in which the paint sprayed from the spray gun of the painting robot is applied to the work, basic data such as outer shape, mechanism and dimensions related to the painting robot, basic data such as outer shape and dimensions related to the work, painting robot and work It is necessary to reproduce in a virtual space by fluid analysis on a computer that has previously captured teaching data such as the position information of the paint gun, the distance information between the spray gun and the work, and the trajectory data of the spray gun set by teaching. It is a method of creating spray information for virtual painting .
By spraying paint from a spray gun while different spray conditions, and by measuring spray information including at least particle velocity, particle size distribution, and spray pattern of the sprayed paint particles, spraying for each spray condition. Create a lot of information, create a database of real spray information,
Next, while referring to the actual spray information stored in the database, the particle velocity, particle size distribution, and particle size distribution of the sprayed paint particles as virtual spray information necessary for reproducing the actual painting in a virtual space. By calculating the spray pattern, a lot of virtual spray information for each spray condition is created, and a database of virtual spray information is created.
The virtual spray information for each spray condition created above is the actual painting in which the paint sprayed from the spray gun is applied to the work by performing fluid analysis using the virtual spray information for each spray condition. Is for reproducing in a virtual space,
The spray conditions are at least the pressure of atomized air for atomizing the paint, the pressure of the pattern air for forming the pattern of the atomized paint, the discharge amount of the paint, the viscosity of the paint, the components contained in the paint and the spray. The distance between the gun and the work
In the measurement of the spray information of the paint sprayed from the spray gun, the paint sprayed from the spray gun is photographed many times with a high-speed camera at each position while shifting the position of the spray gun up and down, left and right, and back and forth.
Using the paint particle data obtained by shooting,
A method for creating spray information for virtual painting, which is performed by measuring spray information including at least particle velocity, particle size distribution, and spray pattern of the sprayed paint particles.
請求項1に記載のバーチャル塗装のための噴霧情報作成方法により作成されたバーチャル噴霧情報のデータベースを用いてバーチャルな空間でワークの塗装を再現する塗装シミュレーション方法であって、
処理装置(2)と、該処理装置(2)により制御される表示部(3)を用いて、
現実の噴霧情報に対応したスプレー条件を設定し、
設定したスプレー条件に対応したバーチャル噴霧情報を、バーチャル噴霧情報のデータベースから呼び出し、
呼び出したバーチャル噴霧情報を用いて、表示部(3)にワークの塗装を再現する、ことを特徴とする塗装シミュレーション方法。
A painting simulation method for reproducing the painting of a work in a virtual space using a database of virtual spray information created by the spray information creating method for virtual painting according to claim 1.
Using the processing device (2) and the display unit (3) controlled by the processing device (2),
Set the spray conditions corresponding to the actual spray information,
Call the virtual spray information corresponding to the set spray condition from the virtual spray information database,
A painting simulation method characterized in that the painting of a work is reproduced on the display unit (3) by using the called virtual spray information.
バーチャル噴霧情報のデータベースから呼び出したバーチャル噴霧情報を用いて、表示部(3)にワークの塗装を再現するに際して、データベースから呼び出したバーチャル噴霧情報とともに、予め設定した塗装ロボット及びワークの3Dデータと、スプレーガンを移動させるためのスプレーガンの軌道データを用いて、ワークの塗装を再現することを特徴とする請求項2に記載の塗装シミュレーション方法。 When reproducing the painting of the work on the display unit (3) using the virtual spray information called from the virtual spray information database, along with the virtual spray information called from the database, the preset painting robot and work 3D The coating simulation method according to claim 2, wherein the coating of the work is reproduced by using the data and the trajectory data of the spray gun for moving the spray gun. バーチャル噴霧情報のデータベースから呼び出したバーチャル噴霧情報を用いて表示部(3)にワークの塗装を再現するに際して、塗装ブース内の気流を加味することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の塗装シミュレーション方法。 2 . The painting simulation method described in.
JP2018115045A 2018-06-16 2018-06-16 Spray information creation method and painting simulation method for virtual painting Active JP7091161B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018115045A JP7091161B2 (en) 2018-06-16 2018-06-16 Spray information creation method and painting simulation method for virtual painting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018115045A JP7091161B2 (en) 2018-06-16 2018-06-16 Spray information creation method and painting simulation method for virtual painting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019217431A JP2019217431A (en) 2019-12-26
JP7091161B2 true JP7091161B2 (en) 2022-06-27

Family

ID=69094993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018115045A Active JP7091161B2 (en) 2018-06-16 2018-06-16 Spray information creation method and painting simulation method for virtual painting

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7091161B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114713471A (en) * 2022-03-03 2022-07-08 天津市久跃科技有限公司 Front bumper grid root virtual-proof spraying method based on spraying simulation technology

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001286798A (en) 2000-04-10 2001-10-16 Toshiba Corp System for estimating thickness and quality of film on surface of article to be processed
JP2002172350A (en) 2000-12-06 2002-06-18 Kanto Auto Works Ltd Coating film simulation method of car body
JP2006218426A (en) 2005-02-14 2006-08-24 Kansai Paint Co Ltd Coating method, coating control unit and coating equipment
JP2019000814A (en) 2017-06-16 2019-01-10 タクボエンジニアリング株式会社 Orbit data simulation method in coating robot

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05324798A (en) * 1992-05-20 1993-12-07 Torika:Kk Method for simulation visually predicting the state of coating with coating material on three-dimensional object
JPH0975839A (en) * 1995-09-11 1997-03-25 Toyota Motor Corp Estimation method of thickness of coating film in coating by bell type coating apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001286798A (en) 2000-04-10 2001-10-16 Toshiba Corp System for estimating thickness and quality of film on surface of article to be processed
JP2002172350A (en) 2000-12-06 2002-06-18 Kanto Auto Works Ltd Coating film simulation method of car body
JP2006218426A (en) 2005-02-14 2006-08-24 Kansai Paint Co Ltd Coating method, coating control unit and coating equipment
JP2019000814A (en) 2017-06-16 2019-01-10 タクボエンジニアリング株式会社 Orbit data simulation method in coating robot

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019217431A (en) 2019-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2795826C (en) Simulator for skill-oriented training
US11769421B2 (en) Simulator for skill-oriented training
JP6974044B2 (en) Simulation method of trajectory data in a painting robot
US20130323695A1 (en) Simulator for skill-oriented training
CA2809876C (en) Graphical application system
US8875655B2 (en) Graphical application system
US7542032B2 (en) Virtual painting system and paint spray gun
US20150209960A1 (en) System and method for determining an optimal trajectory for material dispensing robots
US20120156362A1 (en) Method and device for coating path generation
US11504848B2 (en) Robotic programming apparatus
US11232244B2 (en) Simulation of robotic painting for electrostatic wraparound applications
JP6981787B2 (en) Simulation method of trajectory data in a painting robot
KR100974543B1 (en) Coating simulation system and method and medium the same
JP7091161B2 (en) Spray information creation method and painting simulation method for virtual painting
JP3173303B2 (en) Paint film thickness distribution calculator
JP2023125566A (en) Calculation method for coating cost
JP2023125407A (en) Calculation method for coating cost
JP2024092760A (en) How to create painting data
Konieczny et al. Automotive spray paint simulation
JP2024118958A (en) Method for creating teaching data for painting and painting method using teaching data created by said method
Takahashi et al. Numerical Analysis of Sagging Based on Rheological Properties of a Paint Film and Proposal for a Novel Index to Evaluate the Amount of Sag
Xu et al. Virtual Reality Based Manual Spraying Modeling and Simulation
Ravichandran et al. Overcoming challenges in coating application using simulators

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210405

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220419

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220527

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220614

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220615

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7091161

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150