JPH032019B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、塗装用ロボツトにおける塗装ガンの
着脱装置に関する。

従来、塗装ガンを交換しつつ塗装作業を行うよ
うにした塗装用ロボツトにおける塗装ガンの着脱
装置にあつては、塗装ガンが塗装用ロボツトに装
着または離脱された場合に、この装着または離脱
が確実に行なわれたか否かを確認するための手段
は設けられていなかつたために、塗装ガンの交換
等の塗装作業の準備に時間が掛るという不便があ
つた。また、従来技術による塗装ガンの着脱装置
は塗装ガンを所定の装着位置で堅固に支持するよ
うに構成されていたために、塗装ガンと塗装用ロ
ボツトの相対的位置精度を高めてやらなければ、
塗装ガンの装着ができないという欠点があつた。
また塗装用ロボツトに支持されている塗装ガンが
誤つて架台や被塗物に衝突した場合に、当該支持
が堅固であるために反つて塗装ガンや塗装用ロボ
ツトの損傷の程度が大きくなるという欠点があ
る。更に、塗装作業中は、塗装ガンに帯電される
静電気をアースさせ、塗装ブース内に充満する気
化した塗料溶剤が静電気により引火するのを防止
する必要があるが、従来技術によるものにあつて
は、塗装ガンに帯電された静電気の除去が完全に
行われていないという欠点がある。

本発明は上述した従来技術により欠点に鑑みて
提案されたもので、塗装ガンの着脱時に塗装用ロ
ボツトには従来技術によるものほどの高精度の動
作を行う必要がなく、塗装ガンの交換が迅速に行
うことができ、また、塗装ガンの着脱を容易に確
認することができる塗装ガンの着脱装置を提供す
ることを目的とする。

本発明の他の目的は塗装ガンに帯電された静電
気を確実に除去することができる塗装ガンの着脱
装置を提供することを目的とする。

本発明の更に他の目的は、塗装ガンが架台や被
塗物に衝突した場合に、塗装ガンが塗装用ロボツ
トから容易に脱落することができ、塗装ガン、塗
装用ロボツトあるいは被塗物の損傷の程度を最小
限にすることができる塗装ガンの着脱装置を提供
することを目的とする。

この目的を達成するために本発明が採用する構
成は、塗装用ロボツト本体と、該ロボツト本体に
取付けられた支持部材と、吸着面を該支持部材の
先端面から出没可能に該支持部材に挿装され、永
久磁石または永久磁石と該永久磁石により磁化さ
れる磁性体からなる摺動部材と、塗装ガンが取付
けられ、前記摺動部材の吸着面に衝合する衝合面
を有する磁性体かつ誘電体からなるホルダと、前
記摺動部材に設けられた一対の端子と、該一対の
端子と接触可能に前記ホルダの衝合面に突設され
た一対の端子とからなる。

以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図において、１は塗装用ロボツト本体（以
下、ロボツト本体という）を示し、該ロボツト本
体１は、基台１Ａと、該基台１Ａ上に設けたター
ンテーブル１Ｂと、該ターンテーブル１Ｂ上に回
動可能に支持された支柱１Ｃと、該支柱１Ｃに回
動可能にして該支柱１Ｃから前方に突出させて取
付けたアーム１Ｄと、該アーム１Ｄの先端に設け
られ、ブラケツト１Ｆが取付けられている手首１
Ｅとから構成されている。

２は前記ブラケツト１Ｆに設けられたアルミニ
ウム等の非磁性体からなる支持部材で、該支持部
材２は上端に前記アーム１Ｄ方向に延出した取付
部２Ａと該取付部２Ａの下側に突設されたシリン
ダブロツク２Ｂとからなり、該シリンダロツク２
Ｂには前記ブラケツト１Ｆの長手方向に沿つて円
筒中空部２Ｃが形成され、該円筒中空部２Ｃの中
央は大径部２Ｄとなつていて、該大径部２Ｄの軸
方向両端には外側に開口するポート２Ｅ，２Ｆが
穿設されている。

３は前記円筒中空部２Ｃ内に摺動可能に挿装さ
れた摺動部材で、該摺動部材３は外筒４と後述す
る永久磁石６とから構成される。ここで、前記外
筒４は鉄等の磁性体からなり、該外筒４は前記シ
リンダブロツク２Ｂよりも若干長い軸方向長さを
有し、底部４Ａと円筒部４Ｂとから形成されてい
る。該円筒部４Ｂの外周中央には前記大径部２Ｄ
内に位置して該大径部２Ｄの溝幅よりも幅の狭い
段部４Ｃと、該段部４Ｃの中央から半径方向に突
出し前記大径部２Ｄの内周面に摺接する外周面を
有するピストン部４Ｄとが形成されている。前記
段部４Ｃは大径部２Ｄの両側壁に当接することに
よつて外筒４の軸方向への摺動を規制するストツ
パの役割を行つており、また、前記ピストン部４
Ｄによつて大径部２Ｄはシリンダ室Ａ，Ｂに画成
され、各シリンダ室Ａ，Ｂ内にはポート２Ｅ、ポ
ート２Ｆを介して圧縮空気源（図示せず）からの
圧縮空気が導かれるようになつている。なお、シ
リンダ室Ａ，Ｂはピストン部４Ｄの外周に嵌装さ
れたＯリング５Ａと大径部２Ｄの両外側に位置し
て円筒中空部２Ｃの内周にそれぞれ嵌装されたＯ
リング５Ｂ，５Ｃとによつて気密が保たれてい
る。

６は帯磁性材料からなる円柱状の永久磁石で、
該永久磁石６は前記外筒４の円筒部４Ｂ内にアル
ミニウム、銅等の非磁性材からなる肉薄の筒体７
を介して密嵌され、該筒体７によつて磁路形成を
均一ならしめている。

８は後述するホルダ１８を吸着支持する吸着面
で、該吸着面８は前記外筒４の先端面と永久磁石
６の先端面とからなる平坦面に構成されており、
該吸着面８は前記摺動部材３がシリンダブロツク
２Ｂ内を軸方向に摺動することにより、該シリン
ダブロツク２Ｂの先端面２Ｇよりも突出しうるよ
うになつている。

また、９，９は絶縁筒で、該各絶縁筒９は前記
永久磁石６の外周寄りに上下に位置して前記吸着
面８に開口するように軸方向に穿設された一対の
貫通孔６Ａ，６Ｂ内に設けられている。そして、
各絶縁筒９は、例えばナイロン等の非導電性かつ
非磁性材料からなり、一端が小径部９Ａとなつて
前記外筒４の底部４Ａに形成された開口部に密嵌
され、該各絶縁筒９の底部中心には小径の貫通孔
９Ｂがそれぞれ形成されている。

１０，１１は前記各絶縁筒９内に挿装された導
電性材料からなる摺動端子で、該摺動端子１０，
１１は一端を各絶縁筒９の底部外側に突出させて
各貫通孔９Ｂに摺動可能に挿通された摺動杆１０
Ａ，１１Ａと、各絶縁筒９の開口端寄りに位置し
て該摺動杆１０Ａ，１１Ａの他端に形成された大
径の頭部１０Ｂ，１１Ｂとからなつており、前記
一端側には底部外側に当接するストツパ１２，１
２が固着されている。そして、該摺動端子１０，
１１は摺動杆１０Ａ，１１Ａに外嵌され、頭部１
０Ｂ，１１Ｂと各絶縁筒９の底部内側面との間に
張設された圧縮ばね１３，１３によつて各絶縁筒
９の開口端方向に常時付勢されている。また、前
記摺動杆１０Ａの一端側はリード線１４Ａを介し
てリレーＲに接続され、摺動杆１１Ａの一端側は
リード線１４Ｂを介して該リレーＲの接点R₁、
電源１５と接続され、該接点R₁はアースに接続
されている。これにより、第３図に示すように、
摺動端子１０，１１は本質安全防爆回路の接点を
構成している。またリレーＲの他の接点R₂は報
知器１６、電源１７と接続され、吸着確認回路を
構成している。なお、接点R₂はロボツト本体１
の起動回路としてもよい。

１８はホルダで、該ホルダ１８は平板状の基部
１８Ａと、該基部１８Ａの一端に下向きに形成さ
れた爪１８Ｂと、該基部１８Ａの他端から下方に
突出された支持部１８Ｃと、前記摺動部材３の吸
着面８と衝合するように前記支持部１８Ｃの前面
に形成された衝合面１８Ｄとからなり、しかも該
ホルダ１８は導電性かつ磁性を有する材料から形
成されている。

１９Ａ，１９Ｂはホルダ１８の衝合面１８Ｄに
固着された突状端子で、該各突状端子１９Ａ，１
９Ｂは前記永久磁石６の貫通孔６Ａ，６Ｂに嵌入
し、摺動端子１０，１１の頭部１０Ｂ，１１Ｂに
圧接するように先端が半円球をなしている。そし
て、該突状端子１９Ａ，１９Ｂは導電性材料から
なり、前記吸着面８と衝合面１８Ｄとが衝合した
とき、突状端子１９Ａ，１９Ｂが貫通孔６Ａ，６
Ｂに嵌入することにより、ホルダ１８の位置決め
および摺動端子１０と摺動端子１１との間の通電
を行うスイツチ２０を構成している（第３図参
照）。

２１は上述の如く構成されたホルダ１８の基部
１８Ａ上に固着された塗装ガンで、該塗装ガン２
１にはこれと一体的に塗装カツプ２１Ａが取付け
られ、先端にはノズルチツプ２１Ｂが設けられて
いる。ここで、該塗装ガン２１はその内部に塗料
カツプ２１Ａから供給される塗料の供給を制御す
るエア駆動式開閉弁（図示せず）が内蔵されると
共に、ノズルチツプ２１Ｂの近傍に霧化エアが供
給されることにより、塗料の霧化を促進するエア
霧化ガンとして構成されている。

２２は塗装ブース内に位置して設けられ、非使
用時の塗装ガン２１が取付けられているホルダ１
８を保持しておくための架台で、該架台２２の先
端と中間には上向きに突状段部２２Ａ，２２Ｂが
形成され、先端側段部２２Ａの外側面にはホルダ
１８の支持部１８Ｃに圧接して該ホルダ１８を架
台２２の先端方向に押圧する圧縮ばね２３が設け
られている。

次に、上記のように構成される本実施例装置の
動作について説明する。なお、下記に述べるロボ
ツト本体１の動作は、例えばテイーチングに基づ
くプレイバツク動作により行われるものである。

まず、塗装作業開始前には、塗料カツプ２１Ａ
内に塗料が充填されている塗装ガン２１を支持す
るホルダ１８はその爪１８Ｂを架台２２の段部２
２Ｂに係止させ、支持部１８Ｃの内側面はばね２
３の押圧力を受けた状態で該架台２２上に保持さ
れている。

次に、制御装置（図示せず）から塗装作業開始
の指令が出されると、この指令に従つて圧縮空気
源からポート２Ｅを介してシリンダ室Ａ内に圧縮
空気が導かれる。該室Ａ側が加圧されると共に、
方向切換弁（図示せず）によつてシリンダ室Ｂ側
は排気されて摺動部材３は第２図中左方向に摺動
し、該摺動部材３に形成された吸着面８は支持部
材２の先端面２Ｇよりも突出した状態になる。

次に、ロボツト本体１は塗装ガン２１が支持さ
れているホルダ１８に接近し、前記吸着面８が該
ホルダ１８の衝合面１８Ｄに対面するように位置
されると、該吸着面８に衝合面１８Ｄが摺動部材
３の磁力により衝合する。この時突状端子１９
Ａ，１９Ｂが貫通孔６Ａ，６Ｂの開口部に嵌入す
るが、該突状端子１９Ａ，１９Ｂの先端は半円球
状をしているから、吸着面８と衝合面１８Ｄに若
干の位置ずれがあつても該突状端子１９Ａ，１９
Ｂが案内となつて当該ずれは修正される結果、該
吸着面８と衝合面１８Ｄとは所定の位置で衝合
し、ホルダ１８は磁力によつて摺動部材３に吸着
支持され、塗装ガン２１がロボツト本体１に装着
される。

また、貫通孔６Ａ，６Ｂ内に嵌入した突状端子
１９Ａ，１９Ｂは摺動端子１０，１１の頭部１０
Ｂ，１１Ｂに該摺動端子１０，１１を押圧しつつ
当接する結果、スイツチ２０を構成する摺動端子
１０と突状端子１９Ａ、摺動端子１１と突状端子
１９Ｂが接続し、また、ホルダ１８は導電性材料
で形成されているので、第３図に示すリレーＲが
作動し接点R₁が接続される。かくして、塗装ガ
ン２１は接点R₁を介してアースに接続されると
共に、接点R₂を介して報知器１６によりロボツ
ト本体１への塗装ガン２１の装着が電気的に確認
できる。

次に、被塗物に対する塗装の終了後、塗装ガン
２１をロボツト本体から離脱させる場合について
説明する。ロボツト本体１のアーム１Ｄが架台２
２の近傍に戻り、ホルダ１８の支持部１８Ｃ背面
をばね２３に当接させ、ばね２３を架台２２の後
方に押圧して圧縮しつつホルダ１８の爪１８Ｂを
架台２２の段部２２Ｂに係合させることにより、
該ホルダ１８は架台２２上に保持される。

次に、方向切換弁によつてシリンダ室Ｂ側が加
圧されると共に、シリンダ室Ａ側が排気されると
摺動部材３は外筒４の段部４Ｃが大径部２Ｄの側
壁に当接する迄摺動しつつ後退する。すると、摺
動部材３の吸着面８は支持部材２の先端面２Ｇよ
りも円筒中空部２Ｃ内に引込むので、吸着面８と
衝合面１８Ｄが離間し、摺動部材３の磁力による
ホルダ１８の吸着が解かれる。

ところで、摺動端子１０，１１はばね１３のば
ね力によつて貫通孔６Ａ，６Ｂの開口端方向に付
勢されているから、前記摺動部材３の後退中でも
該摺動端子１０，１１は突状端子１９Ａ，１９Ｂ
と接続されており、該摺動部材３が終端まで後退
した時に始めて摺動端子１０，１１と突状端子１
９Ａ，１９Ｂとが離間する。するとリレーＲが消
磁され、接点R₂が開成されるので、ロボツト本
体１からのホルダ１８の離脱が電気的に確認する
ことができる。

本実施例は上述のように構成されるが、摺動部
材３の駆動源としては空圧に代えて油圧としても
よい。

また、実施例では摺動部材３を外筒４と永久磁
石６とから構成するものとして述べたが、該摺動
部材３全体を永久磁石で構成してもよいものであ
る。

以上詳述したように、本発明は塗装用ロボツト
への塗装ガンの装着を磁力によつて行うように構
成すると共に、該塗装ガンの装着、離脱によつて
開閉する接点を設けた構成としたから、下記各項
の効果を奏することができる。

塗装ガンを支持しているホルダに塗装用ロボ
ツトの先端を接近させると、摺動部材の磁力に
よつてホルダが吸着支持されるので、塗装ガン
を支持するための特別の動力源が不要となり、
塗装用ロボツトのアームにかかる重量を軽減す
ることができる。

上記と同様の理由から、塗装ガン装置時に
おける塗装用ロボツトのアームの位置決めは従
来技術によるもののように高精度に保つ必要が
なくなり、該ロボツトの機構が簡潔になり、コ
ストの低減を図ることができる。

ホルダを導電体とし、かつ、塗装ガンの装着
によつて塗装用ロボツトに接続する接点を設け
たから、塗装ガンに帯電される静電気を完全に
除去することができると共に、該塗装ガンの着
脱を電気的手段によつて容易に確認することが
できる構成にすることができる。

塗装ガンは永久磁石の吸着力によつて塗装用
ロボツトに支持されているだけなので、塗装ガ
ンが架台や被塗物に衝突した場合にも該塗装ガ
ンは塗装用ロボツトから容易に脱落する結果、
塗装ガンや被塗物の損傷を最小限にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る塗装ガンの着
脱装置の使用状態を示す説明図、第２図は塗装ガ
ンの着脱装置の縦断面図、第３図は摺動部材を示
す第２図中の矢示Ｃ方向側面図、第４図は同装置
に設けられた静電除去および塗装ガン着脱確認の
ための回路図である。 １……塗装用ロボツト本体、２……支持部材、
２Ｇ……先端面、３……摺動部材、４……外筒、
６……永久磁石、８……吸着面、１０，１１……
摺動端子（端子）、１８……ホルダ、１８Ｄ……
衝合面、１９Ａ，１９Ｂ……突状端子（端子）、
２１……塗装ガン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 塗装用ロボツト本体と、該ロボツト本体に取
   付けられた支持部材と、吸着面を該支持部材の先
   端面から出没可能に該支持部材に挿装され、永久
   磁石または永久磁石と該永久磁石により磁化され
   る磁性体からなる摺動部材と、塗装ガンが取付け
   られ、前記摺動部材の吸着面に衝合する衝合面を
   有する磁性体かつ導電体からなるホルダと、前記
   摺動部材に設けられた一対の端子と、該一対の端
   子と接触可能に前記ホルダの衝合面に突設された
   一対の端子とから構成されてなる塗装ガンの着脱
   装置。