JP7169476B1 - 塗装ロボット - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る塗装ロボット10の全体構成を示す概略図である。図1に示すように、塗装ロボット10は、ロボット本体20と、塗装ヘッドユニット50とを主要な構成要素としている。図1に示す塗装ロボット10は、その一例として、6軸の垂直多関節ロボットを示しているが、当該塗装ロボット10は、6軸以外の垂直多関節型、水平多関節型、直交ロボット等、どのようなタイプのロボットでも良い。
図1に示すように、ロボット本体20は、基台21と、第1~第6回転軸22a~22fと、脚部23と、第1回動アーム24と、第2回動アーム25と、回転アーム26と、リスト部27と、これらを駆動させるための不図示のモータと、を主要な構成要素としている。なお、脚部23からリスト部27までの部分は、ロボットアームR1に対応するが、基台21等のようなそれ以外の部分も、ロボットアームR1に対応するものとしても良い。
次に、塗装ヘッドユニット50について説明する。図2は、塗装ヘッドユニット50のうち、塗料を吐出させるノズル形成面52を正面視した状態を示す図である。図2に示すように、塗装ヘッドユニット50は、不図示のヘッドカバーを備え、そのヘッドカバー内に、種々の構成が内蔵されている。図2に示すように、ノズル形成面52には、ノズル54が塗装ヘッドユニット50の長手方向に対して傾斜する方向に連なるノズル列55が複数設けられている。かかるノズル列55には、本実施の形態では、主走査方向(Y方向)の一方側(Y2側)に存在する第1ノズル列55Aと、主走査方向の他方側(Y1側)に存在する第2ノズル列55Bとが設けられている。
次に、塗装ヘッドユニット50の他の構成について説明する。図6は、他の塗装ヘッドユニット50のノズル形成面52の構成を示す平面図である。図6に示すように、複数のノズル54が塗装ヘッド53の短手方向(幅方向;Y方向)に沿って並ぶことでノズル列55を構成するようにしても良い。なお、図6に示す構成では、複数のノズル54が塗装ヘッド53の短手方向(幅方向;主走査方向)に並んでノズル列55を構成しているが、1つの(単一の)ノズル54のみが塗装ヘッド53の短手方向(幅方向;主走査方向)に配置される構成としても良い。すなわち、ノズル列55が1つのノズル54から構成されていても良い。
次に、塗料供給機構70およびその塗料供給機構70が備える気泡除去部材および流量計について説明する。
以下に、塗料供給制御部140における、圧力制御について説明する。図10は、制御対象CT1に対して、フィードフォワード制御を行わなく、フィードバック制御のみで制御を行って、塗装ヘッド53(ノズル54)から塗料を吐出する際の、圧力変化の検証結果の一例を示すグラフである。なお、図10では、圧電基板62を所定の周波数で駆動させた状態を示しており、縦軸は圧力(bar)、横軸は時間(s)を示している。なお、図10で示す圧力値は、圧力センサS6で測定された圧力値となっている。
以上のように、車両FRの塗装を行う塗装ロボット10は、塗料の液滴を吐出する複数のノズル54と、駆動することでノズル54から液滴を押し出すための圧電基板62を備える塗装ヘッド53を備える塗装ヘッドユニット50と、塗装ヘッドユニット50を先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドユニット50を所望の位置へ移動させるロボットアームR1と、ロボットアームR1と塗装ヘッドユニット50の間に亘って設けられている塗料供給機構70と、ロボットアームR1および塗料供給機構70の駆動を制御する制御部100と、を備える。
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態以外に、種々変形可能である。以下に、変形例について説明する。
Claims (11)
- 車両の塗装を行う塗装ロボットであって、
塗料の液滴を吐出する複数のノズルを備える塗装ヘッドを備える塗装ヘッドユニットと、
前記塗装ヘッドユニットを先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドを所望の位置へ移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられている塗料供給機構と、
前記ロボットアームおよび前記塗料供給機構の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記塗料供給機構は、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられ、前記塗料を前記塗装ヘッドに対して供給しつつ当該塗装ヘッドから吐出されなかった前記塗料を回収する塗料循環経路と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、前記塗料の貯留部位と前記塗装ヘッドの間での前記塗料の供給および回収を行う塗料移送手段と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、当該塗料循環経路の内部流路の開閉を調整可能な調整弁と、
を備えていて、
前記制御部は、
圧力設定値が記憶されている制御用メモリと、
前記制御用メモリから読み出された前記圧力設定値となるように前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードバック制御部と、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号、または前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で前記圧力演算値を補正して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードフォワード制御部と、
を備えることを特徴とする塗装ロボット。
- 請求項1記載の塗装ロボットであって、
前記塗料循環経路は、
前記塗装ヘッドに向けて塗料を供給する塗料供給路と、
前記塗装ヘッドの塗料排出側に接続され、前記ノズルから吐出されなかった前記塗料を回収する戻り流路と、
を備え、
前記塗料移送手段は、
前記ロボットアームの所定位置に搭載され、前記塗料供給路の中途に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドに向けて前記塗料を供給するための圧力を印加する塗料供給手段と、
前記ロボットアームの所定位置に搭載され、前記戻り流路の中途に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドから吐出されなかった前記塗料を回収するための圧力を前記戻り流路の下流側に印加する塗料回収手段と、
を備え、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料供給手段を駆動増加させる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料供給手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。 - 請求項2記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料回収手段を駆動減少側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料回収手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。 - 請求項2または3記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料供給手段を駆動停止させる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料供給手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。 - 請求項2から4のいずれか1項に記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料回収手段を駆動増加させる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料回収手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。 - 請求項2から5のいずれか1項に記載の塗装ロボットであって、
前記調整弁は、
前記塗料供給手段よりも前記塗料供給路の下流側に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドに向かう前記塗料の圧力を調整する第1調整弁と、
前記塗料回収手段よりも前記戻り流路の上流側に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドから回収される前記塗料の圧力を調整する第2調整弁と、
を備え、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始または前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第1調整弁と前記第2調整弁の少なくとも一方の作動を制御する、
ことを特徴とする塗装ロボット。 - 請求項6記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記第1調整弁を開く側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第1調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。 - 請求項6または7記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記第2調整弁を閉じる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第2調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。 - 請求項6から8のいずれか1項に記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記第1調整弁を閉じる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第1調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。 - 請求項6から9のいずれか1項に記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記第2調整弁を開く側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第2調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドの姿勢変化に関連するトリガ信号に基づいて、前記圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御する、
ことを特徴とする塗装ロボット。
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