JP7468863B2 - Sensor and painting device equipped with said sensor - Google Patents
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Description
本発明は、センサ、及びこのセンサを備える塗装装置に関するものである。 The present invention relates to a sensor and a coating device equipped with the sensor.
特許文献1には、構成片(被測定物)を挟み、対向する位置に一対のセンサが配置されたコーティング設備が開示されている。このコーティング設備は、構成片を挟み、噴霧器が配置されており、各センサから発する検知光によって測定された構成片の寸法に基づいて各噴霧器が前後方向に移動し、これによって、構成片に対して良好に塗料を噴霧することができる。各センサは、コンベアの移動軸に垂直である鉛直面に対して所定の角度で傾斜している。こうした構成は、各センサが互いに干渉し合うことを抑える目的であると考えられ、各センサが同時に動作していることを示唆するものと考えられる。
検知光が構成片から反射する向きは一様ではなく、検知光が照射される向きに対して構成片がなす角度等によって様々な向きに反射し得ると考えられる。このため、各センサが同時に動作している場合、構成片によって反射した一方のセンサが発した検知光を、他方のセンサが受光することが起こり得る。このような場合、構成片の寸法を正確に計測できなくなるおそれがある。 The direction in which the detection light is reflected from the component pieces is not uniform, and it is thought that it can be reflected in various directions depending on factors such as the angle the component pieces make with respect to the direction in which the detection light is irradiated. For this reason, when the sensors are operating simultaneously, it is possible that the detection light emitted by one sensor and reflected by a component piece will be received by the other sensor. In such cases, there is a risk that the dimensions of the component pieces cannot be measured accurately.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、被測定物の外形を良好に測定することができるセンサ、及びこのセンサを備える塗装装置を提供することを目的とする。 The present invention was developed based on the above circumstances, and aims to provide a sensor that can accurately measure the external shape of an object to be measured, and a coating device equipped with this sensor.
第1発明のセンサは、
被測定物の三次元形状を特定する三次元形状特定手段を複数有し、各前記三次元形状特定手段が前記被測定物に対向するように配置された三次元形状認識部と、
各前記三次元形状特定手段の測定動作を個別に制御する制御装置と、
を備えている。
The sensor of the first invention comprises:
a three-dimensional shape recognition unit having a plurality of three-dimensional shape specifying means for specifying a three-dimensional shape of a measurement object, each of the three-dimensional shape specifying means being disposed so as to face the measurement object;
a control device that individually controls the measurement operation of each of the three-dimensional shape specifying means;
It is equipped with:
第2発明の塗装装置は、
第1発明のセンサと、
前記被測定物に対して相対移動しながら前記被測定物に塗料を噴出する塗装ガンと、
を備え、
前記三次元形状特定手段は、前記被測定物の被塗面までの距離を計測して前記被測定物の三次元形状を特定し、
前記制御装置は、前記三次元形状特定手段によって計測された前記距離の情報に基づいて、前記被塗面に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更し、前記塗装ガンの前記被測定物に対する移動を制御する。
The coating device of the second invention is
A sensor according to the first aspect of the present invention;
a paint gun that sprays paint onto the object to be measured while moving relative to the object to be measured;
Equipped with
the three-dimensional shape specifying means measures a distance to a surface of the object to be measured and specifies a three-dimensional shape of the object to be measured;
The control device sets or changes the painting conditions for applying paint to the surface to be painted based on the distance information measured by the three-dimensional shape identification means, and controls the movement of the paint gun relative to the measured object.
第1発明のセンサは、制御装置によって複数の三次元形状特定手段の測定動作を個別に制御するため、各三次元形状特定手段の測定動作のばらつきに起因する被測定物の三次元形状特定結果の精度低下を抑えることができる。 The sensor of the first invention uses a control device to individually control the measurement operations of multiple three-dimensional shape determination means, making it possible to suppress a decrease in accuracy of the three-dimensional shape determination results of the measured object caused by variations in the measurement operations of each three-dimensional shape determination means.
第2発明の塗装装置は、制御装置によって複数の三次元形状特定手段の測定動作を個別に制御するため、各三次元形状特定手段の測定動作のばらつきに起因する被測定物の三次元形状特定結果の精度低下を抑えることができる。これによって、被測定物の三次元形状を良好に特定することができ、これにともない良好に塗装ガンの移動を制御することができる。 The coating device of the second invention uses a control device to individually control the measurement operations of multiple three-dimensional shape identification means, making it possible to suppress a decrease in the accuracy of the three-dimensional shape identification results of the measured object caused by variations in the measurement operations of each three-dimensional shape identification means. This makes it possible to accurately identify the three-dimensional shape of the measured object, and therefore to accurately control the movement of the paint gun.
第1発明のセンサは、測定媒体を発することによって測定動作を行い、制御装置は、複数の三次元形状特定手段が直列に配置された順番に一部ずつ測定動作を行わせ、他の三次元形状特定手段が測定動作を行わせないように各三次元形状特定手段の測定動作を制御してもよい。この構成によれば、複数の三次元形状特定手段が同時に測定動作を行うことがないため、複数の三次元形状特定手段同士から発した測定媒体が互いに干渉し合うおそれがない。これによって、被測定物の三次元形状を良好に測定することができる。 The sensor of the first invention performs a measurement operation by emitting a measurement medium, and the control device may control the measurement operation of each three-dimensional shape determination means so that the measurement operations of the multiple three-dimensional shape determination means are performed one by one in the order in which they are arranged in series, and the measurement operations of the other three-dimensional shape determination means are not performed. With this configuration, the multiple three-dimensional shape determination means do not perform measurement operations at the same time, so there is no risk of the measurement media emitted from the multiple three-dimensional shape determination means interfering with each other. This allows the three-dimensional shape of the object to be measured to be measured satisfactorily.
<実施例1>
以下、本発明を具体化した実施例1を図1から図5を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図1における左方を前方、右方を後方と定義し、上下の方向については、図1にあらわれる向きをそのまま上方、下方と定義し、左右の方向については、図2、3にあらわれる向きをそのまま左方、右方と定義する。なお、左側のレシプロケータ14の塗装ガン13における移動方向については、レシプロケータ14のアーム14Aが上下方向に移動する方向に平行であり、且つコンベア12の左右方向の中心を通る基準線CCを基準にして、被塗物40に向けて塗装ガン13が接近する方向を前進方向F1と定義し、被塗物40から遠ざかる方向を後進方向R1と定義する(図2参照。)。右側のレシプロケータ14の塗装ガン13における移動方向については、レシプロケータ14のアーム14Aが上下方向に移動する方向に平行であり、且つコンベア12の左右方向の中心を通る基準線CCを基準にして、被塗物40に向けて塗装ガン13が接近する方向を前進方向F2と定義し、被塗物40から遠ざかる方向を後進方向R2と定義する(図2参照。)。
Example 1
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to Figures 1 to 5. In the following description, the left side in Figure 1 is defined as the front, and the right side as the rear, the up-down direction is defined as the up-down direction as it appears in Figure 1, and the left-right direction is defined as the left-right direction as it appears in Figures 2 and 3. With respect to the direction of movement of the
本実施例1の塗装装置10は、図1、2、3に示すように、塗装ブース11と、コンベア12と、塗装ガン13と、一対のレシプロケータ14と、センサ19とを備えている。塗装ブース11は、箱状をなしている。塗装ブース11は、左側部11Aと右側部11Bとが離隔して左右に並んでいる(図2参照。)。左側部11A、及び右側部11Bの各々は、コンベア12の左方と右方とに配置されている(図2参照。)。コンベア12は、塗装ブース11内において、被測定物である被塗物40を、所定間隔を空けて吊り下げた状態で後方向(以下、搬送方向Trともいう)へ水平に搬送する。コンベア12が被塗物40を搬送する搬送速度は、例えば、0.1m/minから6m/minである。コンベア12に吊り下げられた被塗物40は、左側部11Aと右側部11Bとの間を搬送方向Trに通過する。
As shown in Figures 1, 2, and 3, the
塗装ガン13は、塗装ブース11外に設置された各レシプロケータ14のアーム14Aの先端部に取り付けられ、被塗物40の被塗面41に向けて塗料を噴出する。各レシプロケータ14は、搬送方向Trにおいて、互いにずれて配置されている(図示せず。)。塗装ブース11の左側部11Aの左面には、上下方向に延びてスリット11Cが開口して形成されている(図2参照。)。塗装ブース11の右側部11Bの右面には、上下方向に延びてスリット11Dが開口して形成されている(図2参照。)。塗装ブース11の左方に配置されたレシプロケータ14のアーム14Aは、スリット11Cに挿通されている(図2参照。)。塗装ブース11の右方に配置されたレシプロケータ14のアーム14Aは、スリット11Dに挿通されている(図2参照。)。塗装ガン13は、塗装ブース11内に配置されている(図2参照。)。各レシプロケータ14は、塗装ガン13を被塗物40の搬送方向Tr(図1参照)と交差する二次元方向(上下方向、及び前進方向F1,F2・後進方向R1,R2(図2参照))に移動させる。つまり、塗装ガン13は、被塗物40に対して相対移動しながら被塗物40に塗料を噴出するのである。各レシプロケータ14は、コンベア12を挟み、塗装ガン13が対向するように配置される。
The
センサ19は、一対の三次元形状認識部20と、制御装置34を有している(図5参照。)。各三次元形状認識部20は、塗装ブース11における一対のレシプロケータ14及び塗装ガン13よりも被塗物40の搬送方向Trにおける上流側に配されている(図1参照。)。三次元形状認識部20は、搬送される被塗物40の被塗面41の三次元形状を計測するものである。各三次元形状認識部20は、複数の三次元形状特定手段21を備えている。一方の三次元形状認識部20の三次元形状特定手段21は、コンベア12の左側に配置されている。他方の三次元形状認識部20の三次元形状特定手段21は、コンベア12の右側に配置されている。
The
各三次元形状特定手段21は、図5に示すように、モータ22と、モータ22によって回転駆動される投受光用ミラー23と、回転位置検出器24と、投光器25と、受光器26と、受光器26に接続された距離演算部27と、を備えている。各三次元形状特定手段21は、所謂、ToF(Time Of Flight)センサである。ToFセンサは、自身から発した測定媒体であるレーザ光が対象物に照射され、対象物から反射したレーザ光が自身に戻るまでに要した時間に基づいて、自身と対象物との距離を計測することができる。各三次元形状特定手段21の仕様は互いに同じである。各三次元形状特定手段21は、レーザ光(測定媒体)を発することによって被塗物40の被塗面41上の任意の点と自身との距離(すなわち、被塗面41までの距離)を計測する測定動作を行い、これによって、被塗物40の三次元形状を特定する。
As shown in FIG. 5, each three-dimensional shape determination means 21 includes a
モータ22の回転中心軸28は被塗物40の搬送方向Trと平行な方向を向いている(図1参照。)。尚、本実施例では、モータ22の回転中心軸28と三次元形状特定手段21の回転中心軸28を同義で用いる。モータ22の回転数は、例えば、2400rpmである。投受光用ミラー23は、モータ22の回転中心軸28に対して45°の角度で傾いている。回転位置検出器24は、投受光用ミラー23の回転中心軸28周りにおける周方向の位置を検出する。例えば、投受光用ミラー23は、モータ22によって回転中心軸28周りに0.025秒で一回回転する。これにより、各三次元形状特定手段21は、0.025秒毎に被塗物40の被塗面41の三次元形状を計測することができる。ここで、コンベア12の搬送速度が6m/minである場合、コンベア12によって被塗物40が0.025秒で搬送される距離は2.5mmである。したがって、この場合、各三次元形状特定手段21は、横方向に2.5mm毎に被塗面41の三次元形状を計測することができる。ここでいう、横方向とは、コンベア12の搬送方向Trである。
The
投光器25は、測定媒体である検知光DLとして赤外線レーザ光を水平に照射する。投光器25から発せられた検知光DLは、モータ22によって回転する投受光用ミラー23で反射され、三次元形状特定手段21の外部へ向けて回転中心軸28と直交する径方向外方へ放射される。回転中心軸28から10m離れたところでは、投受光用ミラー23で反射した赤外線レーザ(検知光DL)は、回転中心軸28に直交する方向におよそ160mmに拡がり、回転中心軸28に平行な方向におよそ25mmに拡がる。つまり、投受光用ミラー23で反射した赤外線レーザの放射軌跡は、回転中心軸28から離れるにしたがって回転中心軸28に平行な方向に寸法が拡がる対象範囲29(図4参照)をなす。
The
このように構成された三次元形状特定手段21は、上下方向に直列に複数が配置されて三次元形状認識部20を構成している。具体的には、各三次元形状特定手段21の回転中心軸28は、互いに平行にされている。一つの三次元形状認識部20において、上下方向に隣合う三次元形状特定手段21の回転中心軸28の間の寸法は同じにされている。一方及び他方の三次元形状認識部20において、上下方向に隣合う三次元形状特定手段21の回転中心軸28の間の寸法は、互いに異なっている。一対の三次元形状認識部20は、コンベア12を挟み、各三次元形状特定手段21が被塗物40に対向するように配置されている。一方の三次元形状認識部20の三次元形状特定手段21の対象範囲29と、他方の三次元形状認識部20の三次元形状特定手段21の対象範囲29は、搬送方向Trに所定の距離K(例えば、200mm)ずれて配置されている(図1参照。)。
The three-dimensional shape identification means 21 thus configured are arranged in series in the vertical direction to form the three-dimensional
各三次元形状特定手段21から発せられた検知光DLの一部は、図3に示すように、直接、被塗物40の被塗面41に照射される。そして、被塗面41から反射した検知光DLは、検知光DLを発した三次元形状特定手段21に入射して、受光器26によって受光される。各三次元形状特定手段21の受光器26は、対象範囲29の内の、所定の範囲R内における検知光DLを受光し得る構成とされている。例えば、この所定の範囲Rは、投受光用ミラー23で反射した赤外線レーザが被塗物40に向けて水平方向に発せられた状態を中央として、赤外線レーザが水平方向に対して上側に35°傾いた角度から下側に35°傾いた角度までの間の範囲である。つまり、所定の範囲Rは、投受光用ミラー23で反射した赤外線レーザが被塗物40に向けて水平方向に発せられた状態を中央として±35°の範囲である。
As shown in FIG. 3, a portion of the detection light DL emitted from each three-dimensional shape determination means 21 is directly irradiated onto the
受光器26は、対象範囲29を通り三次元形状特定手段21に入射し、投受光用ミラー23で反射した検知光DLのみを受光する。距離演算部27には、受光器26にて受光した検知光DLの位相情報と、回転位置検出器24からの投受光用ミラー23の回転位置情報とが入力される。投受光用ミラー23の回転位置情報は、対象範囲29における赤外線レーザ(検知光DL)の放射角度の情報として処理される。
The
距離演算部27では、入力された情報に基づいて演算が行われ、検知光DLの対象範囲29における被塗面41(被塗物40)の三次元形状のデータが得られる。距離演算部27には、速度センサ30から、コンベア12の搬送速度(三次元形状特定手段21に対する被塗物40の相対変位速度)に応じて所定の周期毎にハイレベルとローレベルの信号が交互に入力される。例えば、速度センサ30は、コンベア12が10mm移動する毎にハイレベルと、ローレベルの2つの信号を1回ずつ交互に出力する構成とされている。
The
距離演算部27は、こうして得られた三次元形状のデータと、速度センサ30から入力される信号とを対応付けることによって、被塗物40の被塗面41の横方向における所定の間隔毎の三次元形状のデータを順に生成する。投光器25から検知光DLを発しているにもかかわらず、受光器26が検知光DLを受光しない場合、距離演算部27は、受光していないことを示す値(例えば、65533)を出力する。
The
制御装置34は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されており、CPU(Central Processing Unit)などの演算装置、ROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)などのメモリ、A/D変換器等を有した構成とされている。制御装置34は、各三次元形状特定手段21の測定動作を個別に制御し得る構成とされている。制御装置34は、距離演算部27において生成された三次元形状のデータ(すなわち、三次元形状特定手段21によって計測された被塗物40の被塗面41までの距離の情報)に基づいて、コンベア12、レシプロケータ14、及び塗装ガン13等の動作を制御して、被塗面41に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更し、塗装ガン13の被塗物40に対する移動を制御し得る構成とされている。
The
次に、センサ19が被塗物40の被塗面41の三次元形状を計測する方法について説明する。
Next, we will explain how the
図1から図3に示すように、被塗物40は、全体として板面を上下方向に向けた板状をなす。被塗物40の被塗面41の上端縁部には、左方へリブ状に突出する上部突起42が形成され、被塗面41の高さ方向中央部には、左方へリブ状に突出する中央部突起43が形成され、被塗面41の下端縁部には、左方へリブ状に突出する下部突起44が形成されている。
As shown in Figures 1 to 3, the
一方の三次元形状認識部20において、上に位置する三次元形状特定手段21(以下、上の三次元形状特定手段21ともいう)は、上部突起42よりも僅かに上方の位置に配置されている。上下中央に位置する三次元形状特定手段21(以下、中央の三次元形状特定手段21ともいう)は、中央部突起43よりも僅かに下方の位置に配置されている。下に位置する三次元形状特定手段21(以下、下の三次元形状特定手段21ともいう)は、下部突起44よりも僅かに下方の位置に配置されている。
In one of the three-dimensional
他方の三次元形状認識部20において、上の三次元形状特定手段21は、一方の三次元形状認識部20における上の三次元形状特定手段21よりも上方に位置し、上部突起42よりも上方の位置に配置されている。中央の三次元形状特定手段21は、一方の三次元形状認識部20における中央の三次元形状特定手段21よりも上方に位置し、中央部突起43よりも僅かに上方の位置に配置されている。下の三次元形状特定手段21は、一方の三次元形状認識部20における下の三次元形状特定手段21と上下方向の位置が同じであり、下部突起44よりも僅かに下方の位置に配置されている。
In the other three-dimensional
例えば、図3に示す点Aは、一方の三次元形状認識部20の中央の三次元形状特定手段21が測定し得る範囲に位置している。点Aと回転中心軸28との間における上下方向の距離H、及び塗装ガン13が前進及び後進する方向の距離Lは、H=a×sinθ、L=a×cosθとして求めることができる。つまり、被塗面41上の上下方向における任意の点と、回転中心軸28との間における上下方向の距離H、及び塗装ガン13が前進及び後進する方向の距離Lは三次元形状特定手段21によって計測された距離aに基づいて求めることができる。各三次元形状特定手段21は、被塗面41を上下方向に所定の距離毎(例えば、1cm毎)に自身からの距離aを測定する。各三次元形状認識部20は、例えば、被塗面41の上下方向に1cm毎に、自身からの距離aを測定することができる。
For example, point A shown in FIG. 3 is located within a range that can be measured by the central three-dimensional shape identification means 21 of one of the three-dimensional
領域B1は、中央の三次元形状特定手段21からの検知光DLが中央部突起43によって妨げられる。このため中央の三次元形状特定手段21は、領域B1における自身からの距離を計測することができない。これに対して、一方の三次元形状認識部20の上の三次元形状特定手段21は、領域B1に対して検知光DLを照射することができる。このため、上の三次元形状特定手段21は、領域B1における自身からの距離を計測することができる。
In region B1, the detection light DL from the central three-dimensional shape identification means 21 is blocked by the
領域B2は、一方の三次元形状認識部20の下の三次元形状特定手段21からの検知光DLが下部突起44によって妨げられる。このため下の三次元形状特定手段21は、領域B2における自身からの距離を計測することができない。これに対して、中央の三次元形状特定手段21は、領域B2に対して検知光DLを照射することができる。このため、中央の三次元形状特定手段21は、領域B2における自身からの距離を計測することができる。制御装置34は、各三次元形状特定手段21の距離演算部27において演算した被塗面41における自身からの距離のデータを取得して、いずれかの三次元形状特定手段21から取得した距離のデータを用いて領域B1,B2における距離のデータを補うのである。
In region B2, the detection light DL from the lower three-dimensional shape identification means 21 of one of the three-dimensional
領域D1は、中央、及び上の三次元形状特定手段21の各々から距離を計測することができる。領域D2は、中央、及び下の三次元形状特定手段21の両方から距離を計測することができる。つまり、領域D1,D2は、一方の三次元形状認識部20によって重複して距離のデータが計測される。制御装置34は、各三次元形状特定手段21の距離演算部27において演算した距離のデータを取得して、各三次元形状特定手段21から取得した領域D1,D2における距離のデータの内の一つを選択する。具体的には、制御装置34は、上下方向における領域D1,D2の所定の点Dxにおいて重複して測定された2つの距離のデータの内、小さい値を採用するのである。こうして、制御装置34は、被塗物40における被塗面41の上端から下端にかけての距離のデータを合成するのである。他方の三次元形状認識部20も、一方の三次元形状認識部20と同様に被塗物40の右側の被塗面41の三次元形状を計測する。
The distance of the area D1 can be measured from each of the central and upper three-dimensional shape identification means 21. The distance of the area D2 can be measured from both the central and lower three-dimensional shape identification means 21. In other words, the distance data of the areas D1 and D2 are measured in an overlapping manner by one of the three-dimensional
制御装置34は、複数の三次元形状特定手段21が直列に配置された順番に一つずつ測定動作を行わせ、他の三次元形状特定手段21が測定動作を行わせないように各三次元形状特定手段21の測定動作を制御して、上記のように被塗面41の上端から下端にかけての距離のデータを合成する。
The
例えば、制御装置34は、一方の三次元形状認識部20において、上の三次元形状特定手段21→中央の三次元形状特定手段21→下の三次元形状特定手段21の順に測定動作を行わせる。次に、制御装置34は、他方の三次元形状認識部20において、上の三次元形状特定手段21→中央の三次元形状特定手段21→下の三次元形状特定手段21の順に測定動作を行わせる。こうして、制御装置34は、所定の時刻において、いずれか一つの三次元形状特定手段21の測定動作を行わせるのである。
For example, the
この場合、各三次元形状特定手段21の投受光用ミラー23は、モータ22によって常に回転する状態とされ、制御装置34が各三次元形状特定手段21の投光器25、及び受光器26を上記の順番で動作させることによって各三次元形状特定手段21に測定動作を行わせることが考えられる。
In this case, the light projecting/receiving
各三次元形状認識部20は、被塗物40における横方向(コンベア12の搬送方向Tr)においても、所定の距離毎(例えば、1cm毎)に三次元形状を測定する。被塗物40はコンベア12によって所定の搬送速度で搬送されている。このため、被塗物40における横方向の三次元形状の測定は、被塗物40が所定の距離搬送された毎に上記した上下方向における三次元形状の測定を各三次元形状認識部20によって行うのである。
Each three-dimensional
この場合、各三次元形状特定手段21の測定動作によって得られる被塗物40の三次元形状の横方向の位置は、所定のずれが生じ得る。具体的には、各三次元形状特定手段21は、0.025秒毎に被塗物40の被塗面41の三次元形状を計測することができる。このため、一方の三次元形状認識部20の上の三次元形状特定手段21の測定動作の開始から、他方の三次元形状認識部20の下の三次元形状特定手段21の測定動作の終了までの間には、0.025秒×6=0.15秒程度の時間のずれが生じ得る。
In this case, a certain amount of deviation may occur in the lateral position of the three-dimensional shape of the
例えば、コンベア12の搬送速度が6m/minである場合、0.15秒間に被塗物40は1.5cm移動する。したがって、コンベア12の搬送速度が6m/minの場合、一方の三次元形状認識部20の上の三次元形状特定手段21の測定動作によって得られる被塗物40の三次元形状の横方向の位置と、他方の三次元形状認識部20の下の三次元形状特定手段21の測定動作によって得られる被塗物40の三次元形状の横方向の位置との間には、1.5cm程度のずれが生じ得る。このずれは、コンベア12の搬送速度や、モータ22の回転速度等を変更することによって調整し得る。こうして、制御装置34は、被塗物40における被塗面41の上下方向及び横方向の三次元形状のデータを生成するのである。
For example, when the
塗装を行う際には、コンベア12を作動させ、コンベア12に被塗物40を適宜配置して吊り下げて被塗物40を塗装ブース11へ搬送する。この搬送の過程において、各三次元形状認識部20は、計測した三次元形状のデータを制御装置34に出力する。制御装置34は、各三次元形状認識部20から入力された三次元形状のデータを被塗物40における横方向における所定の位置の三次元形状のデータとして記憶する。
When painting, the
ここで、一方の三次元形状認識部20と左側の塗装ガン13との間、及び他方の三次元形状認識部20と右側の塗装ガン13との間の搬送方向Trにおける距離は、所定の値に設定されている。コンベア12の搬送速度も所定の値に設定されている。したがって、被塗物40における任意の点が、一方の三次元形状認識部20に対向する位置から左側の塗装ガン13に対向する位置に到達するまでの時間T1は、一方の三次元形状認識部20と左側の塗装ガン13との間の搬送方向Trにおける距離を、コンベア12の搬送速度によって除することによって求めることができる。また、他方の三次元形状認識部20に対向する位置から右側の塗装ガン13に対向する位置に到達するまでの時間T2は、他方の三次元形状認識部20と右側の塗装ガン13との間の搬送方向Trにおける距離を、コンベア12の搬送速度によって除することによって求めることができる。つまり、制御装置34は、現在測定した被塗物40の三次元形状のデータを記憶しておき、時間T1,T2が経過した後、記憶したデータに基づいて、制御装置34から塗装用制御信号を出力する。
Here, the distance in the conveying direction Tr between one three-dimensional
そして、この塗装用制御信号によって、図2に実線及び想像線で示すように、各レシプロケータ14が被塗面41の三次元形状に合わせて塗装ガン13を適正に移動させるとともに、塗装ガン13が適正な塗料噴出を行う。制御装置34は、搬送される被塗物40に合わせて、現在塗装ガン13に対向する位置に対応した三次元形状のデータに基づいて塗装用制御信号の出力を行う。これによって、塗装装置10は、被塗物40の被塗面41に満遍なく塗料を塗着させることができる。
Then, as shown by the solid and phantom lines in Figure 2, this painting control signal causes each reciprocator 14 to move the
上記のように構成された実施例1によれば、以下の効果を奏する。 The above-described configuration of Example 1 provides the following advantages:
センサ19は、被塗物40の三次元形状を特定する三次元形状特定手段21を複数有し、各三次元形状特定手段21が被塗物40に対向するように配置された三次元形状認識部20と、各三次元形状特定手段21の測定動作を個別に制御する制御装置34とを備えている。この構成によれば、センサ19は、制御装置34によって複数の三次元形状特定手段21の測定動作を個別に制御するため、各三次元形状特定手段21の測定動作のばらつきに起因する被塗物40の三次元形状特定結果の精度低下を抑えることができる。
The
センサ19は、赤外線レーザ光を発することによって測定動作を行う。制御装置34は、複数の三次元形状特定手段21が直列に配置された順番に一つずつ測定動作を行わせ、他の三次元形状特定手段21の測定動作を行わせないように各三次元形状特定手段21の測定動作を制御する。この構成によれば、複数の三次元形状特定手段21が同時に測定動作を行うことがないため、複数の三次元形状特定手段21同士から発した赤外線レーザ光が互いに干渉し合うおそれがない。これによって、被塗物40の三次元形状を良好に測定することができる。
The
塗装装置10は、センサ19と、被塗物40に対して相対移動しながら被塗物40に塗料を噴出する塗装ガン13とを備えている。三次元形状特定手段21は、被塗物40の被塗面41までの距離を計測して被塗物40の三次元形状を特定する。制御装置34は、三次元形状特定手段21によって計測された距離の情報に基づいて、被塗面41に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更し、塗装ガン13の被塗物40に対する移動を制御する。
The
この構成によれば、塗装装置10は、制御装置34によって複数の三次元形状特定手段21の測定動作を個別に制御するため、各三次元形状特定手段21の測定動作のばらつきに起因する被塗物40の三次元形状特定結果の精度低下を抑えることができる。これによって、被塗物40の三次元形状を良好に特定することができ、これにともない良好に塗装ガン13の移動を制御することができる。
With this configuration, the
<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施例では、各三次元形状認識部が3つの三次元形状特定手段を有しているが、三次元形状特定手段の数はこれに限定されない。
(2)上記実施例では、コンベアに吊り下げられる被塗物の外形が同じであるが、異なる外形の被塗物を並べてコンベアに吊り下げてもよい。
(3)上記実施例では、一対の三次元形状認識部によって被塗物の前側と後側の被塗面の三次元形状を計測しているが、一つの三次元形状認識部によって、被塗物の前側又は後側のいずれかの被塗面のみの三次元形状を計測する形態としてもよい。
(4)上記実施例では、三次元形状特定手段は、回転中心軸周りに検知光を回転させる方式であるが、三次元形状特定手段として、一方向に検知光を照射する方式のものを所定の間隔(例えば1cm)を設けて上下方向に多数並べてもよい。
(5)上記実施例では、制御装置によって各三次元形状特定手段を1つずつ測定動作させているが、これに限らず、一方の三次元形状認識部の上及び中央の三次元形状特定手段→一方の三次元形状認識部の下の三次元形状特定手段、及び他方の三次元形状認識部の上の三次元形状特定手段→他方の三次元形状認識部の中央及び下の三次元形状特定手段の順に測定動作させたり、一方の三次元形状認識部と他方の三次元形状認識部とを交互に測定動作させたりしてもよい。つまり、制御装置によって、複数の三次元形状特定手段が直列に配置された順番に一部ずつ測定動作を行わせるのである。
(6)上記実施例では、測定媒体として赤外線レーザ光を利用しているが、超音波等を用いてもよい。
<Other Examples>
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and the following embodiments, for example, are also included within the technical scope of the present invention.
(1) In the above embodiment, each three-dimensional shape recognition unit has three three-dimensional shape specifying means, but the number of three-dimensional shape specifying means is not limited to this.
(2) In the above embodiment, the outer shapes of the objects to be coated hung from the conveyor are the same, but objects to be coated having different outer shapes may be hung side by side on the conveyor.
(3) In the above embodiment, a pair of three-dimensional shape recognition units are used to measure the three-dimensional shape of the front and rear coating surfaces of the object to be coated, but it is also possible to use a single three-dimensional shape recognition unit to measure the three-dimensional shape of only either the front or rear coating surface of the object to be coated.
(4) In the above embodiment, the three-dimensional shape identification means is a type that rotates the detection light around the central axis of rotation, but the three-dimensional shape identification means may also be a type that irradiates detection light in one direction, and multiple means may be arranged in the vertical direction at a predetermined interval (for example, 1 cm).
(5) In the above embodiment, the control device performs the measurement operation on each of the three-dimensional shape specifying means one by one, but this is not limited to the above. The measurement operation may be performed in the order of the upper and central three-dimensional shape specifying means of one three-dimensional shape recognition unit → the lower three-dimensional shape specifying means of one three-dimensional shape recognition unit, and the upper three-dimensional shape specifying means of the other three-dimensional shape recognition unit → the central and lower three-dimensional shape specifying means of the other three-dimensional shape recognition unit, or the measurement operation may be performed alternately between one three-dimensional shape recognition unit and the other three-dimensional shape recognition unit. In other words, the control device performs the measurement operation on a portion of the multiple three-dimensional shape specifying means in the order in which they are arranged in series.
(6) In the above embodiment, infrared laser light is used as the measurement medium, but ultrasonic waves or the like may also be used.
10…塗装装置
13…塗装ガン
19…センサ
20…三次元形状認識部
21…三次元形状特定手段
34…制御装置
40…被塗物(被測定物)
41…被塗面
REFERENCE SIGNS LIST 10: Coating device 13: Coating gun 19: Sensor 20: Three-dimensional shape recognition unit 21: Three-dimensional shape identification means 34: Control device 40: Workpiece (workpiece to be measured)
41...Painted surface
Claims (3)
各前記三次元形状特定手段の測定動作を個別に制御する制御装置と、
を備え、
各前記三次元形状特定手段は、回転中心軸と直交する径方向外方に測定媒体を発することによって前記測定動作を行い、
各前記三次元形状特定手段における前記回転中心軸は、互いに平行であり、且つ前記被測定物の搬送方向に平行にされ、
各前記三次元形状特定手段は、前記被測定物を挟んで、一方と他方とに配置され、
前記一方に配置された前記三次元形状特定手段は、前記他方に配置された前記三次元形状特定手段に対して前記搬送方向にずれており、
前記制御装置は、所定の時刻において、全ての前記三次元形状特定手段のうちのいずれか1つのみに測定動作を行わせるセンサ。 a three-dimensional shape recognition unit having a plurality of three-dimensional shape specifying means for specifying a three-dimensional shape of a measurement object, each of the three-dimensional shape specifying means being disposed so as to face the measurement object;
a control device that individually controls the measurement operation of each of the three-dimensional shape specifying means;
Equipped with
Each of the three-dimensional shape determination means performs the measurement operation by projecting a measurement medium in a radial direction perpendicular to the central axis of rotation,
the rotation central axes of the three-dimensional shape specifying means are parallel to each other and to a conveying direction of the object to be measured;
The three-dimensional shape specifying means are disposed on either side of the object to be measured,
the three-dimensional shape specifying means disposed on one side is shifted in the conveying direction with respect to the three-dimensional shape specifying means disposed on the other side ,
The control device causes only one of all the three-dimensional shape specifying means to perform a measurement operation at a given time .
前記被測定物に対して相対移動しながら前記被測定物に塗料を噴出する塗装ガンと、
を備え、
前記三次元形状特定手段は、前記被測定物の被塗面までの距離を計測して前記被測定物の三次元形状を特定し、
前記制御装置は、前記三次元形状特定手段によって計測された前記距離の情報に基づいて、前記被塗面に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更し、前記塗装ガンの前記被測定物に対する移動を制御する塗装装置。 A sensor according to any one of claims 1 to 2;
a paint gun that sprays paint onto the object to be measured while moving relative to the object to be measured;
Equipped with
the three-dimensional shape specifying means measures a distance to a surface of the object to be measured and specifies a three-dimensional shape of the object to be measured;
The control device of the coating device sets or changes the painting conditions when applying paint to the surface to be coated based on the distance information measured by the three-dimensional shape identification means, and controls the movement of the paint gun relative to the measured object.
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