JPH0438459B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は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係り、特に、該塗装
用ロボツトにおける色替えの制御方法に関するも
のである。

「従来の技術および問題点」 一般に、自動車の製造ラインにおいては、異な
る車体色の自動車を同一のライン上で製造するこ
とが必要とされる場合がある。このような異なる
色の塗装を一台の塗装用ロボツトに行わせる場
合、塗装用ロボツトが保持している塗装ガンへ塗
料を供給する配管系に切替バルブ（以下カラーコ
ントロールバルブ：CCVという）を設けておき、
この切替バルブの操作により、一旦塗装ガンへの
塗料供給系に溶剤を送り込んでその内部を洗浄し
た後、必要な色の塗料を塗装ガンに送り込む必要
がある。

しかしながら上記方式では、溶剤による洗浄の
工程が必須であるから、この洗浄工程に要する時
間に亙つて塗装ラインを停止させねばならないと
いう問題がある。

そこで、例えば、特開昭60−122071号公報に記
載された「塗装用ロボツトの色替装置」のよう
に、各色の塗料の供給系にそれぞれ塗装ガンを接
続しておき、これらの塗料ガンをロボツトに適宜
持ち替えさせることにより、上記洗浄工程に伴な
うライン停止時間の短縮を図ることが考えられる
が、この場合、必要な塗装色の数に対応する数多
くの塗装ガンを準備しなければならないという問
題がある。また、必要とされる塗装色の種類は、
ユーザーの嗜好の多様化により、さらに多くなる
ことが予想される。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、
他種類の塗装色に対応するスプレーガンの持ち替
えに伴うライン停止時間を短縮することを目的と
するものである。

「問題点を解決するための手段」 第１の発明の塗装用ロボツトは、一のスプレー
ガンと複数の塗料タンクとこれらの間に設けられ
前記複数の塗料タンクの塗料を選択的に前記一の
スプレーガンへ供給する切換弁とを有する第１の
塗料系と、他のスプレーガンと塗料タンクとを有
する第２の塗装系と、上記スプレーガンが所定の
位置に配列されて載置される架台と、上記スプレ
ーガンの内の一つを把持する把持機構を有するロ
ボツト本体と、該ロボツト本体に上記スプレーガ
ンが把持されたことを検知して確認信号を発信す
る検知センサと、前記ロボツト本体及び前記切換
弁を制御する制御盤とから構成されてなり、該制
御盤は前記検知センサからの信号に基づいて、前
記架台の使用済みの一のスプレーガンの洗浄を実
行させるべく前記切換弁へ制御信号を発信してな
ることを特徴としている。

第２の発明の塗装用ロボツトは、一のスプレー
ガンと複数の塗料タンクとこれらの間に設けられ
前記複数の塗料タンクの塗料を選択的に前記一の
スプレーガンへ供給する切換弁とを有する前記第
１の塗料系と、他のスプレーガンと複数の塗料タ
ンクとこれらの間に設けられ前記複数の塗料タン
クの塗料を選択的に前記他のスプレーガンへ供給
する切換弁とを有する第２の塗料系と、上記スプ
レーガンが所定の位置に配列されて載置される架
台と、上記スプレーガンの内の一つを把持する把
持機構を有するロボツト本体と、該ロボツト本体
に上記スプレーガンが把持されたことを検知して
確認信号を発信する検知センサと、前記ロボツト
本体及び前記切換弁を制御する制御盤とから構成
されてなり、該制御盤は前記検知センサからの信
号に基づいて、前記架台の使用済みのスプレーガ
ンの洗浄を実行させるべく前記切換弁へ制御信号
を発信してなることを特徴としている。

「作用」 上記構成であると、塗装作業中に待機中のスプ
レーガンを洗浄して次に塗装すべき色の準備、あ
るいは、ノズルの詰まり等の異常の保守を行うこ
とができ、塗装ロボツトがスプレーガンを持ち替
える動作をするだけで色を変更することができ
る。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明を適用した塗装用ロボツトシス
テムの第１実施例の全体の構成を示すものであ
る。

図中符号１はロボツト本体であり、このロボツ
ト本体１は、ロボツト制御盤２から供給される制
御信号に対応して、ロボツトアーム３の先端に保
持されたスプレーガン４Ｃをテイーチングプレイ
バツク方式により所定の経路に沿つて移動させる
ようになつている。

前記スプレーガン４Ｃは、他のスプレーガン４
Ａ，４Ｂとともに、CCV（切換弁）５を介して塗
料タンク６Ａ〜６Ｄおよび溶剤タンク６Ｅからの
塗料供給系に接続されており、前記ロボツト制御
盤２から供給される色選択信号（制御信号）によ
つてCCV５を切換動作させることによつて、い
ずれのスプレーガン４Ａ〜４Ｃをいずれのタンク
６Ａ〜６Ｅの塗料供給系に接続することもできる
ようになつている。なお、このCCV５は、各ス
プレーガン４Ａ〜４Ｃに対してそれぞれ一つずつ
設けられる３つのCCV単位から構成されており、
これにより、各スプレーガン４Ａ〜４Ｃは、それ
ぞれがCCV単体を介して塗料タンク６Ａ〜６Ｄ
および溶剤タンク６Ｅに接続されることになる。
そして、スプレーガン４Ａ，これに対応する
CCV単体、塗料タンク６Ａ〜６Ｄおよび溶剤タ
ンク６Ｅの組と、スプレーガン４Ｂ、これに対応
するCCV単体、塗料タンク６Ａ〜６Ｄおよび溶
剤タンク６Ｅの組と、スプレーガン４Ｃ，これに
対応するCCV単体、塗料タンク６Ａ〜６Ｄおよ
び溶剤タンク６Ｅの組とがそれぞれ各塗装系を構
成している。

さらに、前記スプレーガン４Ａ〜４Ｃは、スプ
レー方向が水平となるような姿勢で架台７上に一
列に並べて配置され、該架台７の各スプレーガン
４Ａ〜４Ｃの載置位置の前方には、それぞれ、ス
プレーガン４Ａ〜４Ｃからスプレーされた塗料
（あるいは溶剤）を回収する回収コーン８Ａない
し８Ｃがそれぞれ配置されている。そして、前記
回収コーン８Ａ〜８Ｃには、それぞれ回収ホース
９が接続されて、回収コーン８Ａ〜８Ｃに受け入
れられた塗料（溶剤）を廃液缶１０へ導くように
なつている。なお、前記回収コーン８Ａ〜８Ｃか
ら廃液缶１０への送液は、重力による自然流下を
利用する方式、あるいは、回収コーン８Ａ〜８Ｃ
内に真空源（図示略）から負圧を作用させて吸引
する方式のいずれの方式であつてもよい。

次いで、第２図ないし第４図により、前記ロボ
ツトアーム３にスプレーガン４を保持させる機構
の詳細を説明する。

ロボツトアーム３の先端で回転する手首機構１
１には、スプレーガン４を保持する支持フレーム
１２が取り付けられている。該支持フレーム１２
には、ロボツトアーム３の移動によつて水平に
（第２図矢印で示す方向およびその反対方向に）
直線移動するブラケツト１３が設けられており、
該ブラケツト１３には、挿入シヤフト１４が水平
方向に突出した状態に設けられている。また、挿
入シヤフト１４の下方には、該挿入シヤフト１４
と交差する方向に移動自在なガイド１５が設けら
れている。該ガイド１５は、上側が開口したコ字
状に形成され、エアシリンダ１６によつて上下動
させられるようになつている。一方、前記ブラケ
ツト１３の移動方向前方には、架台７上に一列に
並べられてスプレーガン４が設けられている。該
スプレーガン４の端部には、前記挿入シヤフト１
４が挿入される挿入孔１７ａを有するホルダー１
７が一体に取り付けられ、該ホルダー１７の両側
部には、上下方向に向かう溝１７ｂが形成されて
いる。前記挿入孔１７ａは、一方の端部が漸次テ
ーパー状に拡大されており、前記挿入シヤフト１
４に対して緩み嵌めとなるような内径寸法を有し
ている。また、前記溝１７ｂには、第３図に示す
ように前記ガイド１５が上昇した際にそれぞれ挿
入されて、ブラケツト１３に対する前記スプレー
ガン４の回転を規制するようになつている。

さらに、前記架台７の上面には、各スプレーガ
ン４が第２図左右方向に沿う所定位置に設置され
た場合に、これらのスプレーガン４と一体の操作
棒１８に押圧されて切替操作されるマイクロスイ
ツチからなる位置センサ（検知センサ）１９が設
けられている。さらに、前記架台７の側面には、
前記ブラケツト１３が第２図左右方向に沿う所定
位置まで移動した場合に、ブラケツト１３と一体
の操作棒２０によつて切替操作されるマイクロス
イツチからなる位置センサ２１が設けられてい
る。

次いで、第６図を参照して、上記制御盤２によ
り実行される制御の内容ととともに、上記塗装シ
ステムの動作を説明する。なお、第５図例におい
ては、６個のスプレーガン４Ａ〜４Ｇが使用され
ているものとする。

すなわち、現在ａ色（例えば赤）の塗装に使用
されているスプレーガン４Ｃをスプレーガン４Ａ
に交換してｂ色（例えば黄）を塗装し、その後再
度スプレーガン４Ｃを使用してｃ色（例えば青）
を塗装する場合を仮定すると、 t1：例えばロボツトが所定のプレイバツク動作を
終了することにより、ａ色の塗装終了が検知さ
れると、スプレーガン４Ｃへのスプレー用空気
および塗料の供給を停止すべく信号が出力され
る。

t2：スプレー停止の信号が出力された後、所定時
間（信号が出力された後、現実にスプレーが停
止するまでのタイムラグに相当する時間）経過
すると、スプレーガンを４Ｃから４Ａへ持ち替
える動作を開始すべくガン持ち替え命令の信号
が出力され、ガン持ち替え動作が実行される。
すなわち、あらかじめテイーチングされた経路
に沿つてロボツトアーム３を移動させて架台７
上にスプレーガン４Ｃを載せ、さらに、スプレ
ーガン４Ｃが所定位置に載せられて位置センサ
１９にこれが検知されると、ガイド１５が下降
し、さらに、挿入シヤフト１４がホルダー１７
の挿入孔１７ａから引き抜かれて使用済みのス
プレーガン４Ｃがロボツトアーム３から取り外
されて、次回の使用に適した所定位置に配置さ
れる。次いで、ロボツトアーム３を次のスプレ
ーガン４Ａの前方に位置させるべく、スプレー
ガン４Ａ〜４Ｆの配列方向に沿つて移動させた
後、挿入シヤフト１４を前方に突出させて行く
と、挿入シヤフト１４が挿入孔１７ａに徐々に
挿入されて行き、所定の深さまで挿入される
と、挿入シヤフト１４の軸線方向に沿う所定位
置までアーム３が到達した旨が検知される。そ
して、上記位置センサ２１から信号が出力され
ると、エアシリンダ１６が作動してガイド１５
が上昇し、ホルダー１７の溝１７ｂに挿入さ
れ、次回に使用すべきスプレーガン４Ａがロボ
ツトアーム３に保持され、その後、ロボツトア
ーム３が所定の塗装開始位置まで戻ると、ガン
持ち替え動作が終了する。ここで、持ち替えら
れたスプレーガン４Ａが架台７から離れたこと
を位置センサ１９が検知すると、この位置セン
サ１９からガン持ち替え動作が完了した旨を知
らせるべく制御盤２へ信号（確認信号）が出力
される（t3）。なお、持ち替えるべきスプレー
ガン４Ａが架台７上の所定位置にない場合は、
その旨をセンサ１９が検知し、切替動作を中止
するとともに、アラームを作動させる。

t4：スプレーガン４Ａに塗装を開始させるべく、
スプレー用空気および塗料の供給が開始され
る。なお、CCV５は、このタイミング４まで
に、ｂ色の塗料をスプレーガン４Ａに供給すべ
く切替操作される。

t5：取り外されたスプレーガン４Ｃを溶剤タンク
６Ｅに接続すべくCCV５を切替操作するとと
もに、スプレーガン４Ｃにスプレー用空気を供
給し、次のタイミングt6までスプレーガン自身
および配管系を洗浄する。そして、この洗浄に
おいてスプレーガン４Ｃから放出された廃液
は、回収コーン８Ｃに受け取られて廃液缶１０
に回収される。

t7：洗浄が終了したスプレーガン４Ｃに次のｃ色
を供給すべくCCV５を切り替えるとともに、
必要に応じて塗料供給用のポンプなどを起動す
る。

t8：切替が終了する。

t9：スプレーガン４Ａによる塗装が終了すると、
該スプレーガン４Ａへのスプレー用空気の供給
を停止する。

t10：前記t2において実行された工程と同様にし
て、スプレーガン４Ａから４Ｃへの持ち替えが
行われる。

t11：持ち替えが終了する。

t12：スプレーガン４Ｃへスプレー用空気の供給
が開始され、ｃ色による塗装が行われる。

t13：取り外されたスプレーガン４Ａを洗浄すべ
く、前記t5と同様の動作が行われる。

以下、スプレーガンを持ち替える毎に同様の動
作が繰り返される。

そして、以上のような工程を採用することによ
り、次回の色替えまでの時間を利用して架台７上
のスプレーガンを洗浄しながら、ラインを停止さ
せることなく、かつ、必要とする色数以下の個数
のスプレーガンにより所定の塗装作業を実行する
ことができる。具体的には、ロボツト本体１が塗
装色ｂ色の塗装工程を行うべくスプレーガン４Ａ
に持替えた時点（t3）より後に発せられる信号に
より、すなわち時点t3より後の時点t5より、前の
塗装工程で使用したスプレーガン４Ｃの洗浄が開
始されて塗装色ｂの塗装工程と平行して実行され
るので、洗浄のための工数増加を伴わずにスプレ
ーガン４Ｃを次工程で別色（ｃ色）の塗装にも使
用できる。また、例えばズプレーガン４Ｃにノズ
ルの詰まりなどの異常が生じた場合には、スプレ
ーガン４Ａに同一色を供給して塗装作業を実行さ
せるとともに、その間にスプレーガン４Ｃを洗浄
することにより、塗装ラインを停止させることな
くスプレーガンを保守することができる。

なお、上記動作説明では、取り外したスプレー
ガン４Ｃを直ちに再使用すべく洗浄して塗料供給
系へ接続したが、直ちに再使用するのでなけれ
ば、取り外し後次回の使用までのいずれの時期に
洗浄して塗料供給系に接続してもよい。さらに付
記すれば、スプレーガンの洗浄は、許容されるタ
イミング内のできるだけ早い時期に行つて残留塗
料を固化させないようにすることが望ましく、ま
た、塗料供給系への接続は、許容されるタイミン
グ内のできるだけ遅い時期に行つて塗装開始前の
期間における塗料の固化を防止することが望まし
い。

次いで、第７図は第２実施例を示すものである。

この実施例の塗料システムは、スプレーガン４
Ａ，４Ｂをそれぞれ塗料ａおよびｂ（例えば使用
頻度の高い白と黒の塗料）のタンク６Ａ，６Ｂに
直接接続し、スプレーガン４Ｃ，４Ｄを他の色ｃ
〜ｈの塗料（使用頻度の低い赤、青、黄、その他
の塗料）のタンク６Ａ〜６ＨにCCV５を介して
接続するとともに、CCV５に付属する切替弁５
ａを介して溶剤タンク６Ｉに接続した構成となつ
ている。

このように構成された塗装システムにあつて
は、使用頻度の高い色の塗装を専用のスプレーガ
ン４Ａ，４Ｂにより行い、使用頻度の低い他の色
についてはCCV５の切替によつてスプレーガン
４Ｃ，４Ｄを必要な色のタンク６Ｃ〜６Ｈに切替
ながら使用するとともに、切替の間に溶剤タンク
６Ｉに接続して洗浄することができる。具体的に
言うと、例えばスプレーガン４Ｃ，４Ｄの内のい
ずれか一つ（第１の塗装系の一のスプレーガン）
により塗装した後、スプレーガン４Ｃ，４Ｄの内
の前記塗装に使用した以外のものあるいは４Ａ，
４Ｂの内のいずれか一つ（第２の塗装系の他のス
プレーガン）により塗装をしている間に、スプレ
ーガン４Ｃ，４Ｄの内の上記使用済みのものを洗
浄するのである。そして、スプレーガンを洗浄す
ると、必然的に塗料供給系内の残留塗料が廃液と
して捨てられることになるから、洗浄回数は必要
最小限にすることが望ましいが、使用頻度の高い
色について専用のスプレーガンを設けておけば、
洗浄回数を可及的に減少させて塗料を節約するこ
とができる。また、一部の色について専用のスプ
レーガンを設けることにより、CCV自体の構造
を簡単にすることができるとともに、CCVの切
替制御を行うことなく、単純なスプレーガンの持
ち替え制御もににより色替えを行うことができ
る。

さらに、第８図は本発明の第３実施例を示すも
のである。この第３実施例は、スプレーガン４
Ａ，４Ｂをそれぞれ同一色（一般には、使用頻度
の高い白）の塗料供給系に直接接続するととも
に、スプレーガン４Ｃ，４Ｄを他の色についての
複数の塗料供給系（図示略）にCCV５を介して
接続し、さらに、各スプレーガン４Ａ〜４Ｄに目
詰まりなどの異常が生じたことを検知するセンサ
（例えば、スプレー用空気の圧力変化、あるいは
塗料供給系の圧力変化により検知することができ
る）を設けるようにしたものである。

この第３実施例においては、図示のようにスプ
レーガン４Ａ（第１の塗装系の一のスプレーガン）
４Ａによる塗装中に異常が検知された場合、塗装
を中止するとともに塗装動作のためのロボツトの
テイーチングプログラムにガン持ち替えのための
テイーチングプログラムを割り込ませて、スプレ
ーガン４Ａからスプレーガン（第２の塗装系の他
のスプレーガン）４Ｂへの取り替えを行なつてス
プレーガン４Ｂにより同一色についての塗装を続
行しつつスプレーガン４Ａを洗浄することがで
き、また、色替えが必要になつた場合には、スプ
レーガン４Ｃ，４Ｄのいずれかを必要な色の塗料
供給系へ接続するとともに、該スプレーガンに取
り替えて塗装することができる。

なお、異常が検知されたスプレーガン４Ａの保
守は、上記各実施例のように溶剤を供給して自動
的に行う方式、あるいは、作業員によつて手作業
で行う方式のいずれであつてもよい。

「発明の変形実施例」 (a) スプレーガンおよびこれに接続すべき塗料供
給系の数は上記各実施例に限定されるものでは
なく、使用条件に応じて変更してもよいのはも
ちろんである。また、最小限２個のスプレーガ
ンと必要な数の塗料供給系とがあれば、所定の
色替えを行うことができる。

(b) スプレーガンの位置、およびロボツトアーム
の位置を検出するセンサは、上記一実施例のよ
うなマイクロスイツチのみならず、磁気的手
段、光学的手段により検出するセンサであつて
もよいのはもちろんである。

「発明の効果」 以上の説明で明らかなように、本発明の塗装用
ロボツトによれば、指定された塗装色の塗装工程
を行なうために、スプレーガンを把持してこのス
プレーガンにより塗装を行なつている間に、前回
の塗装工程で使用したスプレーガンの塗料の洗浄
を行なうことができるので、使用済みスプレーガ
ンの洗浄工程中にそれ以外のスプレーガンで塗装
用ロボツトを効率良く駆動させることができ、洗
浄工程に伴う塗装用ロボツトの遊びによるライン
の一時停止を防止して、作業効率を大幅に向上さ
せることができる。また、塗装用ロボツトがスプ
レーガンを持ち替える動作をするだけで色を変更
することができる。したがつて、最小限２個のス
プレーガンがあれば、これらのスプレーガンを交
替に使用して、多数色の塗装を能率よく行うこと
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明を適用してなる塗
装ロボツトシステムの第１実施例を示すもので、
第１図は塗装ロボツトシステム全体の構成の説明
図、第２図はロボツトアームおよびスプレーガン
の架台の側面図、第３図はロボツトアームとスプ
レーガンとの結合部分の側面図、第４図は同じく
平面図、第５図はロボツトアームとスプレーガン
との配置を示す平面図、第６図は色替え動作のタ
イミングチヤート、第７図は塗装用ロボツトシス
テムの第２実施例におけるロボツトアームとスプ
レーガンとの配置を示す平面図、第８図は塗装用
ロボツトシステムの第３実施例におけるロボツト
アームとスプレーガンとの配置を示す平面図であ
る。 １……ロボツト本体、２……ロボツト制御盤、
３……ロボツトアーム、４Ａ〜４Ｇ……スプレー
ガン、５……CCV（カラーコントロールバルブ）、
６Ａ〜６Ｉ……タンク（塗料タンクおよび溶剤タ
ンク）、７……架台、８Ａ〜８Ｃ……回収コーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一のスプレーガンと複数の塗料タンクとこれ
   らの間に設けられ前記複数の塗料タンクの塗料を
   選択的に前記一のスプレーガンへ供給する切換弁
   とを有する第１の塗料系と、他のスプレーガンと
   塗料タンクとを有する第２の塗装系と、上記スプ
   レーガンが所定の位置に配列されて載置される架
   台と、上記スプレーガンの内の一つを把持する把
   持機構を有するロボツト本体と、該ロボツト本体
   に上記スプレーガンが把持されたことを検知して
   確認信号を発信する検知センサと、前記ロボツト
   本体及び前記切換弁を制御する制御盤とから構成
   されてなり、該制御盤は前記検知センサからの信
   号に基づいて、前記架台の使用済みの一のスプレ
   ーガンの洗浄を実行させるべく前記切換弁へ制御
   信号を発信してなることを特徴とする塗装用ロボ
   ツト。 ２ 一のスプレーガンと複数の塗料タンクとこれ
   らの間に設けられ前記複数の塗料タンクの塗料を
   選択的に前記一のスプレーガンへ供給する切換弁
   とを有する前記第１の塗料系と、他のスプレーガ
   ンと複数の塗料タンクとこれらの間に設けられ前
   記複数の塗料タンクの塗料を選択的に前記他のス
   プレーガンへ供給する切換弁とを有する第２の塗
   料系と、上記スプレーガンが所定の位置に配列さ
   れて載置される架台と、上記スプレーガンの内の
   一つを把持する把持機構を有するロボツト本体
   と、該ロボツト本体に上記スプレーガンが把持さ
   れたことを検知して確認信号を発信する検知セン
   サと、前記ロボツト本体及び前記切換弁を制御す
   る制御盤とから構成されてなり、該制御盤は前記
   検知センサからの信号に基づいて、前記架台の使
   用済みのスプレーガンの洗浄を実行させるべく前
   記切換弁へ制御信号を発信してなることを特徴と
   する塗装用ロボツト。