JPH01288360A - 自動塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、産業用ロボット等を用いた自動塗装装置の
改良に関する。

（従来の技術） 従来の自動塗装装置としては、例えば第４図に示すよう
なものが知られている。

この図において、１は産業用ロボットであるマニプレー
タである。このマニプレータ１の先端にはスプレーガン
２が把持されており、このスプレーガン２には塗料噴射
バルブ３を介して、塗料供給系４から加圧された塗料が
供給されている。

５は制御装置である。制御装置５内には、オペレータに
より教示されたスプレーガン２の移動教示パターンと塗
料噴射バルブ３の塗料噴射開始タイミングポイントと塗
料噴射終了タイミングポイントとが記憶されている。

そして、マニプレータ１は、制御装置５からの指令によ
りスプレーガン２を教示パターンに従いつつ塗装対象物
（図示せず）に沿って移動させ、塗装対象物に対する塗
料噴射開始希望ポイントよりも手前の塗料噴射開始タイ
ミングポイントで塗料噴射バルブ３をＯＮさせることに
よって、スプレーガン２から塗料の噴射を開始させ、塗
装対象物に対する塗料噴射終了希望ポイントよりも手前
の塗料噴射終了タイミングで噴射バルブ３をＯＦＦさせ
ることにより噴射を終了させ、これにより塗装対象物の
所定領域に塗料を塗布するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の自動塗装装置にあって
は、塗料の粘性、配管抵抗などの影響により、塗料噴射
開始タイミングポイント指令信号、塗料噴射終了タイミ
ングポイント信号が塗料噴射バルブ３に出力された時点
から、実際にスプレーガン２の先端から塗料の噴射開始
又は噴射終了までの時点にかなりの応答遅れが存在する
。

このため、例えば第５図（Ａ）に示すように。

塗装開始希望ポイントから塗装終了希望ポイントまでの
間を塗装しようとする場合、第５図（Ｂ）に示すように
、塗料噴射開始、噴射終了の応答遅れを考慮して１図面
破線で示す塗料噴射開始希望ポイント、塗料噴射終了希
望ポイントのそれぞれ前に別に塗料噴射開始タイミング
ポイント、塗料噴射終了タイミングポイントを教示して
設けなければならず、このため作業教示に多大な時間を
要すると言う問題がある。

また、塗料噴射開始タイミングポイント、噴射終了タイ
ミングポイントの設定はなかなか困這であり、これが正
確に設定されていない場合、あるいは当初の設定は正確
であってもその後温度などの外部条件に変化が生じ、噴
射開始希望ポイント、噴射終了希望ポイントに対するタ
イミングがずれた場合には、塗りむら、塗料無駄を生ず
ると言う問題点があった。

この発明の目的は、作業教示に多大な時間を要すること
がなく、また塗りむら、塗料無駄を生ずることがないよ
うにした自動塗装装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記の目的を達成するために、塗装対象物に
対する塗料噴射開始希望ポイントと塗料噴射終了希望ポ
イントとを含めて前記塗装対象物に対する移動軌跡を教
示パターンとして教示し。

スプレーガンを前記教示パターンに従って前記塗装対象
物に沿って移動させつつ前記スプレーガンから塗料を噴
射させることにより、前記塗装対象物に塗料を塗布する
自動塗装装置において、前記塗料の粘性、配管抵抗等に
基づくスプレーガンの噴射開始遅れと噴射終了遅れとを
考慮して前記スプレーガンから前記塗料の噴射を開始さ
せるとともにその噴射を終了させるために、前記塗料噴
射開始希望ポイント、前記噴射終了希望ポイント。

前記塗料の粘性、配管等の定数データ及び外部環境セン
サにより検知される変数データ等に基づき、塗料噴射開
始タンミングポイントと塗料噴射終了タイミングポイン
トとを創成する創成手段を有することを特徴とするもの
である。

（作　　用） このような構成によれば、塗料噴射開始タイミングポイ
ントと塗料噴射終了タイミングポイントとを、塗料噴射
開始希望ポイント、塗料噴射終了希望ポイント塗料の粘
性、配管等の定数データ、外部環境センサにより検知さ
れる変数データ等に基づき、自動的に創成するようにし
たので１作業の教示にはさほど時間を要することがなく
、シかも噴射開始希望ポイント、噴射終了希望ポイント
に対する正確なタイミングが得られるため、塗りむら、
！ａ料無駄等を生ずることがない。

（実施例） 第１図は、本発明に係わる自動塗装装置の一実施例を示
す図である。

尚、同図において、前記第４図の従来例と同−構成部分
については同符号を付して説明は省略する。

外部環境センサ６は、温度センサ、湿度センサなどの環
境条件を検知する１もしくは２状上のセンサで構成され
ており、このセンサ６の出力は後述する制御装置７にお
いて読み込みが可能になされている。

制御装置７は、所謂マイクロコンピュータを主体として
構成されており、その内部にはスプレーガン２の移動パ
ターン及び前述した塗装噴射バルブ３のＯＮ、　ＯＦＦ
タイミングなどが教示データ７ａとして格納されている
ほか、特に本発明に関連しては、後述する定数データ７
ｂ及びＯＮ・ＯＦＦポイント創成ロジック７ｃが格納さ
れている。

すなわち、制御装置ｉ！７内には、塗料の配管径。

配管長、吐出量などの設備に関する定数ベクトルＣｅ、
及び塗料粘性に関する定数ベクトルＣｐが定数データ７
ｂとして格納されている。

また、制御装置７に対では、温度、湿度などの塗料粘性
に影響を及ぼす環境データが環境ベクトルデータｅとし
て外部環境センサ６から随時送られている。

そして、ＯＮ・ＯＦＦポイント創成ロジック７ｃは、後
述するように、上述した教示データ７ａ、定数データ７
ｂ、及び環境ベクトルデータｅに基づき適宜演算を行う
ことによって、塗料の粘性、配管抵抗等に基づくスプレ
ーガンの噴射開始遅れと噴射終了遅れとを考慮してスプ
レーガンから塗料の噴射を開始させるとともにその噴射
を終了させるために、塗料噴射開始タイミングポイント
と塗料噴射終了タイングポイントと塗料噴射終了とを創
成する。

すなわち、今仮に第２図に示されているような塗装パタ
ーンが教示データ７ａとして格納されているものとする
。

この場合、塗料噴射開始タイミングポイント、塗料噴射
終了タイミングポイント創成ロジック７ｃでは、塗装開
始（塗料ＯＮ）ポイントＰｉＳ（第ｎステップ）及び塗
装終了（塗料０ＦＦ）ポイントＰｊｅ（ｊステップ）に
おいて、−殻内に表現した次式に基づき応答遅れ時間ｊ
ｏｎ＊ｊｏｌｆを演算により求める。

ｔ　ｏｎ”　ｆ　ｏｎ　（Ｃｅ、　ＣＰｙ　８　）ｔ　
ｏｆｆ＝　ｆ　ｏｔｔ　（ｃｅ＋　ＣＰｔ　ｅ　）Ｃｅ
；塗料の配管径、配管長、吐出量等の設備に関する定数
ベクトル Ｃｅ；塗料粘性に関する定数ベクトル ｅ；温度、湿度など塗料粘性に影響を及ぼす環境ベクト
ルデータ そして、このｔＯｎ＋ｊｏｆｆを用い、予め定められた
ロジックに従い、応答性の補正を行った塗料信号ＯＮポ
イントＰｉ”、及び塗料信号ＯＦＦポイントＰｊｅ′＋
Ｐｊ＋ｘｅ′を自動的に創成するものである。

補正さレタポイＪ　トＰｉＳ’　ＨＰｊｅ′ｔ　Ｐｊ＋
１　ｅ　”ｔ”のスプレーガン２の位置、姿勢や動作速
度は、前記Ｌｏｎ＋ｊｏｆｆとポイントＰｉＳ、　Ｐｊ
ｅ及びその前後のポイントでの位置姿勢や動作速度等に
よって決定されるが、それは例えば次ぎのように行われ
る。

すなわち、第ｎステップでのスプレーガン２の位Ｖ’ｌ
　Ｐ　ｎ　を姿勢をＩｌｎ、動作速度をＳｎとすると、
塗料噴射開始希望ポイントＰｉＳに代わる塗料噴射開始
タイミングポイントＰｉＳ′、塗料噴射終了希望ポイン
トＰｊＯに代わる塗料噴射終了タイミングポイントＰｊ
ｅ′及び補助ポイントＰｊ、□ｅ′はそれぞれＰｉＳ′
＝ＰｉＳ−ｔ　ｏｎ−５ｉ（Ｐｉｎｔ−Ｐｉ）■ｉ”＝
ＩＩｉＳ ＳＩＳ′＝ｓｉ＋ＩＳ（信号ＯＮポイント）Ｐｊｅ′＝
Ｐｊｅ−ｔ　ｏｆｔ−３ｊ（Ｐｊ−Ｐｊ−ｔ）ｎｊＱ’
＝ｎｊｅ Ｓｊｅ′＝Ｓｊｅ（信号ＯＦＦホイント）Ｐｊ、ｘｅ′
＝Ｐｊｅ＋　ｋ　（Ｐｊ−Ｐｊ−ｘ）ＩＩ　ｊ、、Ｑ　
’　＝　１１　ｊ８ ５ｊ、、ｅ’　　＝３ｊｅ　　　（信号−０ＦＦ補助ポ
イント）ｋ；定数 によって定められている。

このように１本実施例装置によれば、塗料噴射開始希望
ポイント、噴射終了希望ポイント、塗料の粘性、配管等
の定数データ及び外部環境センサにより検知される変数
データ等に基づき、塗料噴射開始タイミングポイントと
塗料噴射終了タイミングポイントとを自動的に創成する
のである。

従って、従来装置のように、パターン教示作業それ自体
については、さほど精度を要することなくこれを短時間
で行なうことができる。

また、温度、湿度などの外部環境変化によって塗料粘性
がパターン教示時と異った場合には、それに応じて塗料
噴射バルブの０Ｎ−ＯＦＦタイミングポイント（塗料噴
射開始・終了タイミングポイント）が適宜創成されるた
め、塗料噴射開始希望ポイント・噴射終了希望ポイント
に対するタイミングにずれを生ずることもなくなり、こ
のタイミングずれに基づく塗りむら、塗料無駄を生ずる
ことがない。

尚、第２図に示される例では、創成されたポイント前後
において、スプレーガンの２の移動を単に継続させたが
、これは第３図に示されるように、創成されたポイント
の前後において大きく振るように位置、姿勢を決定して
もよい。

また、以上の実施例において、塗装スプレーガンを把持
して動作する産業上ロボットの加減速時間をも考慮れば
、更に精度の良い塗料ＯＮ・ＯＦＦを行うことができる
。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば１作業教示時間
を短縮できること、設備変更、塗料変更等に柔軟に対応
できること、及び最適なタイミングで塗料噴射開始及び
噴射終了を行うことにより品質向上、直材使用量の低減
を計ることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる自動塗装装置の一実施例を示す
図、第２図（Ａ）、第２図（Ｂ）は同実施例装置におけ
るポイント修正動作を説明するための図、第３図はポイ
ント修正の他の例を示す説明図、第４図は従来の自！！
ＩＪ塗装装置の一例を示す図。 第５図（Ａ）、第５図（Ｂ）は同従来装置における手作
業によるポイント修正作業を示す図である。 １・・・マニプレータ、　　２・・・スプレーガン、３
・・・塗料噴射バルブ、　４・・・塗料供給系。 ６・・・外部環境センサ、　　７・・・制御装置。 ７ａ・・・教示データ、　　　　７ｂ・・・定数データ
。 ７ｃ・・・ＯＮ・ＯＦＦポイント創成ロジック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塗装対象物に対する塗料噴射開始希望ポイントと塗料噴
   射終了希望ポイントとを含めて前記塗装対象物に対する
   移動軌跡を教示パターンとして教示し、スプレーガンを
   前記教示パターンに従って前記塗装対象物に沿って移動
   させつつ前記スプレーガンから塗料を噴射させることに
   より、前記塗装対象物に塗料を塗布する自動塗装装置に
   おいて、前記塗料の粘性、配管抵抗等に基づくスプレー
   ガンの噴射開始遅れと噴射終了遅れとを考慮して前記ス
   プレーガンから前記塗料の噴射を開始させるとともにそ
   の噴射を終了させるために、前記塗料噴射開始希望ポイ
   ント、前記噴射終了希望ポイント、前記塗料の粘性、配
   管等の定数データ及び外部環境センサにより検知される
   変数データ等に基づき、塗料噴射開始タンミングポイン
   トと塗料噴射終了タイミングポイントとを創成する創成
   手段を有することを特徴とする自動塗装装置。