JPH0523984A - ロボツト制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は１台の工業用ロボットでワークの異
なる面に作業を施すロボット制御システムを提供するこ
とを目的とする。 【構成】 ロットの先頭ワークがハンガ検出スイッチ１
９、ワーク検出スイッチ２０により検出されると、今回
ワーク有り及び前回のワーク無しが上，下流側の各カウ
ンタに記憶される。又、ロットの最終ワークが搬送さ
れ、次のワーク無しが検出されると、今回のワーク無し
及び前回ワーク有りが各カウンタに記憶される。上記カ
ウンタを有する制御装置１８は、ワーク反転装置２１の
座標を基準として塗装用ロボット３の動作位置を判定
し、ワーク無しの位置に塗装を吹き付ないようにすると
ともにワーク有りの位置にのみ塗装を吹き付けるように
塗装用ロボット３を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボット制御システムに
係り、特に１台の工業用ロボットでワークの異なる面に
所定の作業を施すよう構成したロボット制御システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばロボット制御システムの一つとし
て１台の塗装用ロボットによりワークの表面だけでなく
異なる向きの裏面にも塗装を施すよう構成された塗装用
ロボットシステムがある。

【０００３】このようにコンベヤにより搬送されるワー
クの裏表面を１台の塗装用ロボットを用いて自動的に塗
装する塗装ラインでは、ワークが塗装用ロボットの前を
通過するときワークの向きを反転させるワーク反転装置
をコンベヤに設け、塗装用ロボットはワークが上流側を
移動する間にワークの表面を塗装し、ワークがワーク反
転装置により反転されて下流側を移動する間にワークの
裏面を塗装するようになっている。

【０００４】すなわち、このような塗装用ロボット制御
システムでは、複数のワークが１ロットとしてコンベヤ
に一定間隔毎にハンガにより吊下されて搬送されてお
り、塗装用ロボットは塗装開始位置に設けられた検出ス
イッチがハンガを検出して検出信号を出力すると、まず
上流側を移動するワークの表面を塗装し、続いて反転さ
れて下流側を移動するワークの裏面を塗装する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のロボ
ット制御システムでは、検出スイッチからの信号がある
と上流側のワーク及び下流側のワークへの塗装動作が行
なわれるようにプログラムされているため、例えばロッ
トの先頭ワークが検出されたとき上流側を移動する先頭
ワークに塗装を施した後、ワークの無い下流側にも塗料
を吹き付けていた。

【０００６】又、ロットの最終ワークがコンベヤにより
搬送されると、最終ワークの裏面を塗装するため、ワー
ク無しのハンガを吊下させていた。そのため、塗装用ロ
ボットはワーク無しのハンガが検出スイッチにより検出
されたときも、先ずワークの無い上流側に塗料を吹き付
け、それから下流側を移動する最終ワークの裏面を塗装
していた。

【０００７】従って、従来はロットの先頭ワーク及びロ
ットの最終ワークを塗装する場合、ワークが無い方向へ
も塗料を吹き付けており、その分塗料が無駄になるとい
った課題が生ずる。

【０００８】又、上記検出スイッチの代わりにワークが
コンベヤに吊下されていることを直接検出するワーク検
出スイッチを設けた場合、塗装用ロボットはロットの先
頭ワークが検出されると、ワークの無い下流側へも塗料
を無駄に吹き付けてしまい、ロットの最終ワークが検出
されると、最終ワークの裏面を塗装することができな
い。

【０００９】そこで、本発明は上記課題を解決した塗装
用ロボットシステムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンベヤによ
りロットごとに連続して搬送されるワークの一面及び他
面に１台の工業用ロボットで所定の作業を施すに際し、
上流側を移動する該ワークの一面に作業を施した後下流
側を移動するワークの他面に作業を施すよう構成された
ロボット制御システムにおいて、前記コンベヤにより搬
送されるワークの有無を検出するワーク検出手段と、該
ワーク検出手段によりロットの先頭ワークが検出された
とき、該先頭ワークの一面のみに作業を施し、ロットの
最終ワークが下流側へ移動して、次のワークが検出され
ないとき、最終ワークの他面のみに作業を施すように前
記工業用ロボットを制御する制御手段と、を備えてな
る。

【００１１】

【作用】先頭ワークがワーク検出手段により検出された
とき、工業用ロボットが上流側を移動する先頭ワークの
一面にのみ作業を施すように制御してワークの無い下流
側への作業を行なわないようにする。そして、ロットの
最終ワークが下流側へ移動し、次のワークが検出されな
いとき、工業用ロボットが下流側を移動する最終ワーク
の他面にのみ作業を施すように制御してワークの無い上
流側への作業を防止する。

【００１２】

【実施例】図１乃至図３に本発明になるロボット制御シ
ステムの一実施例としての塗装用ロボット制御システム
を示す。

【００１３】各図中、塗装用ロボット制御システムでは
ワーク１が搬送されるコンベヤ２の近傍に多関節形の１
台の塗装用ロボット３を配設してなる。ワーク１は例え
ば１００個を１ロットとして、ロット単位毎に上記塗装
ラインに連続して供給される。又、ワーク１は表面１Ａ
と凹部を有する裏面１Ｂとを塗装する必要がある。

【００１４】従って、塗装用ロボット３はワーク１がコ
ンベヤ２にハンガ２ａにより吊下されて搬送される過程
でワーク１が塗装用ロボット３よりも上流側を移動して
いる間に表面１Ａを塗装し、ワーク１が塗装用ロボット
３よりも下流側を移動する間に裏面１Ｂを塗装する。コ
ンベヤ２の塗装開始位置ＸＡには、ワーク検出手段とし
て、コンベヤ２に吊下されたハンガ２ａに当接して検出
信号を出力するハンガ検出スイッチ１９と、ハンガ２ａ
に支持されたワーク１に当接してワーク検出信号を出力
するワーク検出スイッチ２０とが配設されている。尚、
検出スイッチ１９，２０としては図１に示すような接触
式のスイッチでも良いし、あるいは光学式等の非接触形
センサを使用しても良い。

【００１５】又、塗装用ロボット３の正面に対向するコ
ンベヤ２にはワーク１の向きを１８０度反転させるワー
ク反転装置２１が配設されている。このワーク反転装置
２１はワーク１がコンベヤ２により上流側から搬送され
塗装用ロボット３の正面を通過するとき、ハンガ２ａを
１８０度回転させる。そのため、ワーク１はワーク反転
装置２１より上流側を移動するとき表面１Ａを塗装用ロ
ボット３側に向けており、ワーク反転装置２１より下流
側を移動するとき裏面１Ｂ（凹部を有する）を塗装用ロ
ボット３側に向けることになる。

【００１６】又、コンベヤ２にはパルス発生器２２が設
けられており、このパルス発生器２２はコンベヤ２の搬
送速度に比例した数のパルスを出力する。従って、塗装
用ロボット３はパルス発生器２２より出力されたパルス
に同期して上流側ワーク、下流側ワークに対する塗装作
業を行なうように制御される。

【００１７】ここで、塗装用ロボット３及びこれを制御
する制御装置１８について説明する。

【００１８】図２において、ベース４の上には、旋回駆
動部５が設けられている。旋回駆動部５の上には、ベー
ス４に固定された軸線Ａを中心として回動する旋回ベー
ス６が設けられている。旋回ベース６上のブラケット６
ａには、軸線Ｂを中心として前後方向に回動する支柱７
が設けられている。また、旋回ベース６上のブラケット
６ａには、支柱駆動部８が設けられている。

【００１９】そして、支柱７の上端部には、軸線Ｃを中
心として上下方向に回動するアーム９が回動自在に設け
られている。このアーム９と支柱７の連結部には、アー
ム駆動部１０が設けられている。また、アーム９は後部
に、手首駆動部１１が設けられている。さらに、アーム
９の先端に、手首機構１２が設けられている。手首機構
１２は、ケース１３，１４及び取付軸１５を有する。ケ
ース１３は、軸線Ｄを中心として上下方向に回動するよ
うになっている。ケース１４は、軸線Ｅを中心とした左
右方向に回動するようになっている。取付軸１５は、塗
装ガン１６の取付部であり、ケース１４の軸線Ｅに直交
する軸線Ｆを中心として回動するようになっている。

【００２０】１８は制御装置で、ティーチングデータを
記憶するとともにパルス発生器２２からのパルスをカウ
ントしており、ワーク１の搬送に連動して上流側ワー
ク、下流側ワークに対応するよう塗装用ロボット３の動
作を制御する。従って、塗装用ロボット３は制御装置１
８からの指令により各駆動部が駆動され、旋回ベース
６、支柱７、アーム９、手首機構１２等の各可動部が動
作する。

【００２１】上記各可動部を駆動する駆動部５，８，１
０，１１には各軸Ａ〜Ｆの回動角（回動位置）を検出す
る検出器（例えばレゾルバ等）５ａ，８ａ，１０ａ，１
１ａ〜１１ｃが設けられている（但し、図２中検出器５
ａ，１１ａ〜１１ｃは隠れてみえない）。

【００２２】図２中、制御装置１８は、上記の如く構成
された塗装用ロボット３が予め入力された上流側ワー
ク、下流側ワークに対するティーチングデータに基づき
所定の塗装動作をするように各駆動部を制御する制御回
路１８Ａと、制御回路１８Ａからの指示により塗装用ロ
ボット３の各駆動部へ駆動信号を出力するモータ駆動回
路１８Ｂと、ティーチングデータ等を記憶するメモリ１
８Ｄとを有する。又、モータ駆動回路１８Ｂは前記駆動
部５，８，１０，１１の検出器と接続されており、各可
動部が動作すると各軸Ａ〜Ｆの回転角に応じた検出信号
が各検出器からモータ駆動回路１８Ｂにフィードバック
される。

【００２３】制御回路１８Ａには後述するように通常ワ
ークが連続して搬送されている場合上，下流ワークを塗
装するとともに、ロットの先頭ワーク１₁ が検出スイッ
チ１９，２０により検出されたとき、上流側を移動する
先頭ワーク１₁ の表面１Ａのみを塗装させ、又、ロット
の最終ワーク１_n が下流側へ移動して次のワークが検出
されないとき最終ワーク１_nの裏面１Ｂのみを塗装させ
るように塗装用ロボット３を制御する塗装制御手段１８
Ｅが設けられている。

【００２４】制御回路１８Ａには前述したハンガ検出ス
イッチ１９及びワーク検出スイッチ２０、パルス発生器
２２が接続されており、そして制御回路１８Ａはハンガ
検出スイッチ１９、ワーク検出スイッチ２０からの検出
信号が入力されると、メモリ１８Ｄに記憶されたティー
チングデータに基づき塗装用ロボット３が上流側ワー
ク、下流側ワークに対する塗装動作を行なうように塗装
用ロボット３の各駆動部を制御する。

【００２５】２３は塗装ガン制御装置で、制御回路１８
Ａと接続されている。塗装ガン制御装置２３はスプレー
ガン、静電気オン・オフ、塗料吐出量、霧化圧の各動作
モードの指令に応じて塗装ガン１６の動作を制御する。

【００２６】ここで、上記構成になる塗装用ロボット制
御システムにおいて制御回路１８Ａが実行する処理につ
き説明する。

【００２７】図４中、制御回路１８Ａは、まずステップ
Ｓ１（以下ステップを省略する）で塗装用ロボット３か
らみたワーク反転装置２１の座標値ａをメモリ１８Ｄに
登録する。次のＳ２ではワークの有無を記憶するカウン
タｂ，ｃをクリアしてワーク無しとする。

【００２８】尚、カウンタｃはワーク反転装置２１より
上流側を搬送されるワーク１の有無を記憶し、カウンタ
ｂはワーク反転装置２１より下流側を搬送されるワーク
１の有無を記憶する。即ち、カウンタｂ，ｃはワーク有
りのとき「１」となり、ワーク無しのとき「０」とな
る。

【００２９】上記塗装ラインではワーク１がハンガ２ａ
に吊下されてコンベヤ２により塗装開始位置ＸＡに搬送
されると、ハンガ検出スイッチ１９及びワーク検出スイ
ッチ２０がオンに切換わる。

【００３０】次のＳ３では、ハンガ検出スイッチ１９が
オンになると、前回の上流側ワークのカウンタｃに記憶
させた記憶内容ｃ’を下流側ワークのカウンタｂにシフ
トしてｂ＝ｃ’，ｃ＝０とする（Ｓ４）。

【００３１】そして、次のＳ５では、ワーク検出スイッ
チ２０がオンになると、Ｓ６に移り、カウンタｃに「１
（ワーク有り）」を記憶する。又、Ｓ５でワーク検出ス
イッチ２０がオフの場合、即ちハンガ２ａにワーク１が
無い場合は直接Ｓ７に移る。続いて、Ｓ７においてはプ
ログラム内の塗料吐出指定がオンかどうかをチェックし
ており、塗料吐出指定がオンの場合、Ｓ８に移り塗装用
ロボット３の各軸Ａ〜Ｆの検出器５ａ，８ａ，１０ａ，
１１ａ〜１１ｃにより検出された各可動部の座標とワー
ク反転装置２１の座標ａとを比較する。

【００３２】そして、塗装用ロボット３の動作位置、つ
まりアーム９先端に装着された塗装ガン１６がワーク反
転装置２１より上流側（＜ａ）の場合、ｄ＝ｃとなる
（Ｓ９）。しかし、塗装ガン１６がワーク反転装置２１
より下流側（≧ａ）にあるときは、ｄ＝ｂとする（Ｓ１
０）。尚、本実施例ではコンベヤ２の上流側ほど座標値
が大きく、下流側へ移動するにつれて座標値が小さくな
る。

【００３３】次のＳ１１では、塗装用ロボット３がこれ
から塗装動作しようとするワーク１がハンガ２ａに吊下
されているかどうかを確認する。

【００３４】従って、Ｓ１１において、ハンガ２ａ及び
ワーク１が夫々検出スイッチ１９，２０により検出され
た場合、Ｓ９でｄ＝ｃ＝１となり次のＳ１２に移り塗装
ガン制御装置２３にスプレーオンの信号を出力して上流
側を搬送されるワーク１に塗料を吹き付ける。これとと
もに、塗装用ロボット３をティーチングされたプログラ
ムに従って動作させ上流側のワーク１を塗装する（Ｓ１
３）。

【００３５】又、下流側にもワーク１が有る場合は、Ｓ
１０，Ｓ１１でｄ＝ｂ＝１となり、Ｓ１２，Ｓ１３で下
流側ワークに対する塗装が行なわれる。

【００３６】又、前述したＳ７において塗料吐出指定が
オフ（スプレオフ）の場合、Ｓ１４に移り塗装ガン制御
装置２３にスプレオフの信号を出力して塗装ガン１６か
らの塗料吐出を停止させる。続いてＳ１３に移り塗装用
ロボット３を動作制御する。又、Ｓ１１においてｄ＝０
の場合ワーク無しであるので、Ｓ１４に移り塗料吐出を
停止させて、Ｓ１３の処理を実行する。

【００３７】そして、Ｓ１５では上記Ｓ１３における
上，下流側ワークに対する動作が最終ポイントまで行な
われると、ワークに対する塗装作業が終了するためＳ３
に戻りハンガ検出スイッチ１９が次のワークが吊下され
たハンガ２ａを検出するのを待つ。しかし、Ｓ１５にお
いてプログラム終了でないときはＳ７に戻り、上記Ｓ７
〜Ｓ１４の処理を繰り返す。

【００３８】ここで、上記制御回路１８Ａの処理につい
て、さらに具体例を挙げて説明する。

【００３９】ワーク１は前述したようにある一定の複数
個を１ロットとして塗装ラインに連続的に吊下されて搬
送される。従って、ロットの先頭ワークがハンガ２ａに
吊下される以前のハンガ２ａはワーク無しの状態で塗装
開始位置に搬送される。

【００４０】ワーク無しのハンガ２ａが連続して搬送さ
れると、ハンガ検出スイッチ１９のみがオンに切換わ
り、ワーク検出スイッチ２０はオフのままである。この
場合、前回のカウンタｃの値ｃ’＝０であるのでワーク
有無を記憶するカウンタｂ，ｃは「ｂ＝０，ｃ＝０」と
なり、Ｓ７で塗料吐出指定がオフであれば、Ｓ１４に移
り塗料吐出を停止する。

【００４１】又、Ｓ７において塗料吐出指定がオンであ
るときは、Ｓ８に移り塗装ガン１６の座標位置をワーク
反転装置２１の座標と比較する。しかし、ワーク無しが
連続した場合カウンタ値が「ｂ＝０，ｃ＝０」であるの
で、Ｓ９，Ｓ１０においてｄ＝０となり、Ｓ１４に移り
塗料吐出が停止される。

【００４２】次に、ロットの先頭ワーク１₁ がハンガ２
ａに吊下されて塗装開始位置ＸＡに搬送された場合につ
いて説明する。

【００４３】この場合、「ワーク有り」なので、ハンガ
検出スイッチ１９がオンに切換わると、Ｓ４において、
前回の上流側のカウンタ値ｃ’＝０が下流側のカウンタ
ｂにシフトする。そして、ワーク検出スイッチ２０がオ
ンになるとカウンタ値ｃ＝１とする。よってカウンタ
ｂ，ｃは「ｂ＝０，ｃ＝１」を記憶する。そして、上流
側ワークの有無を記憶するカウンタｃが「１」であるた
め、Ｓ９においてｄ＝１となり、Ｓ１２，Ｓ１３でワー
ク反転装置２１の上流側を搬送される先頭ワーク１₁ の
表面１Ａに対する塗装動作を実行する。

【００４４】続いて、塗装用ロボット３がアーム９を、
ワーク反転装置２１の下流側に旋回させたとき、下流側
にはワークが無い状態である。従って、下流側のカウン
タ値ｂ＝０であるため、Ｓ１０においてｄ＝０となり、
Ｓ１４の塗料吐出停止が行なわれる。

【００４５】これにより、ロットの先頭ワーク１₁ の表
面１Ａへの塗装を行なった後、ワークの無い下流側への
塗料吐出が阻止され、塗料を無駄に吹き付けてしまうこ
とが防止される。

【００４６】尚、先頭ワーク１₁ 以降の２番，３番，…
のワーク１₂ ，１₃ ，…が搬送された場合、カウンタ
ｂ，ｃの値は「ｂ＝１，ｃ＝１」となる。そのため、Ｓ
９，Ｓ１０では共に「ｄ＝１」となり、塗装用ロボット
３は上流側を移動する２番目のワーク１₂ の表面１Ａを
塗装した後、アーム９を下流側へ旋回してワーク反転装
置２１により反転したワーク１₁ の裏面１Ａを塗装す
る。以下、ワーク１が連続してコンベヤ２により搬送さ
れるとカウンタｂ，ｃの値は「ｂ＝１，ｃ＝１」が記憶
され、上，下流側のワークに対する塗装が続けられる。

【００４７】次に、ロットの最終ワーク１_n がハンガ２
ａに吊下されて塗装開始位置ＸＡに搬送された場合につ
いて説明する。

【００４８】最終ワーク１_n が塗装開始位置ＸＡを通過
したときは、上記と同様カウンタ値は「ｂ＝１，ｃ＝
１」となり、塗装用ロボット３は上流側の最終ワーク１
_n の表面１Ａを塗装した後、下流側のワーク１_n-1 の裏
面１Ｂを塗装する。そして、最終ワーク１_n がコンベヤ
２によりワーク反転装置２１を通過して反転するととも
に、ワーク無しのハンガ２ａが塗装開始位置ＸＡに到着
する。

【００４９】このように、最終ワーク１_n の後ワーク無
しのハンガ２ａがハンガ検出スイッチ１９により検出さ
れると、Ｓ４において前回のカウンタ値ｃ’＝１がシフ
トされて「ｂ＝１，ｃ＝０」がカウンタｂ，ｃに記憶さ
れる。そして、ワーク検出スイッチ２０がオフであるた
め、Ｓ９でｄ＝０、Ｓ１０でｄ＝１となる。

【００５０】そのため、塗装用ロボット３はワークの無
い上流側に対してはｄ＝０であるので塗料吐出停止（Ｓ
１４）して動作（Ｓ１３）した後、アーム９を下流側に
旋回させて下流側の最終ワーク１_n の裏面１Ｂに対して
はｄ＝１であるのでＳ１２，１３に移り塗装作業を実行
する。

【００５１】このように、最終ワーク１_n が搬送された
後次のワーク無しの上流側に塗料を吹き付けることが阻
止され、塗料を無駄に吐出することが防止される。又、
上流側にワークが無くても、最終ワーク１_n の裏面１Ｂ
を確実に塗装することができ、ワーク無しによる塗装ミ
スを防止できる。

【００５２】上記実施例以外の制御方法として、プログ
ラムの各塗装ポイントごとに対応した位置をマークとし
て記憶させて塗料吐出の有無を判定する方法も考えられ
るが、この方法の場合、プログラム作成ごとにマークを
記憶させる入力作業が必要であり、その作業がかなり煩
雑である。

【００５３】これに対し、本実施例ではワーク反転装置
２１の座標を登録し、塗装ポイント再生時に塗装ガン１
６の位置がワーク反転装置２１の座標を基準として、塗
装ガン１６がその座標の上流側にあるのか、下流側にあ
るのかを判定することにより、従来からのプログラムを
訂正する必要がなく、ワークの種類ごとに作成されたす
べてのプログラムをそのまま使用でき、プログラム作成
時の労力を減らすことができる。

【００５４】尚、上記実施例では、ワーク１の表面１Ａ
と裏面１Ｂとを塗装する場合を１例として説明したが、
これに限らず例えばワーク１の前面と側面を塗装するよ
うにしても良い。又、ワーク形状は説明上わかりやすく
するため、平板状のワークとしたが、ワークの種類によ
ってワーク形状も様々である。

【００５５】又、塗装用ロボットは上記のような多関節
型のロボットに限らないのは勿論である。

【００５６】又、上記実施例では塗装用ロボット制御シ
ステムを一例として説明したが、これ以外のロボット制
御システム、例えばシーリングロボット、溶接ロボッ
ト、あるいは組立ロボットが用いられたロボット制御シ
ステムにも適用できるのは勿論である。

【００５７】

【発明の効果】上述の如く、本発明になるロボット制御
システムは、１台の工業用ロボットでワークの一面と他
面とに作業を施す際、ロットの先頭ワークが検出された
とき、工業用ロボットが上流側を移動する先頭ワークの
一面のみに作業を施すように制御することによりワーク
の無い下流側への作業を行なわないようにして無駄な作
業を防止できる。又、ロットの最終ワークが下流側へ移
動し、次のワークが検出されないとき、工業用ロボット
が下流側を移動する最終ワークの他面のみに作業を施す
ように制御されてワークの無い上流側への作業を防止
し、ロボットの無駄な動作を防止できる。特に塗装用ロ
ボットの場合、ロットの先頭ワーク、最終ワークへの塗
装を行う際、塗料が無駄になることを防止できる等の特
長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるロボット制御システムの一実施例
としての塗装用ロボット制御システムの概略構成図であ
る。

【図２】塗装用ロボットを説明するための斜視図であ
る。

【図３】塗装用ロボット用システムの平面図である。

【図４】制御回路が実行する処理を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ ワーク ２ コンベヤ ３ 塗装用ロボット ９ アーム １６ 塗装ガン １８ 制御装置 １９ ハンガ検出スイッチ ２０ ワーク検出スイッチ ２１ ワーク反転装置 ２２ パルス発生器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 コンベヤによりロットごとに連続して搬
   送されるワークの一面及び他面に１台の工業用ロボット
   で所定の作業を施すに際し、上流側を移動する該ワーク
   の一面に作業を施した後下流側を移動するワークの他面
   に作業を施すよう構成されたロボット制御システムにお
   いて、 前記コンベヤにより搬送されるワークの有無を検出する
   ワーク検出手段と、 該ワーク検出手段によりロットの先頭ワークが検出され
   たとき、該先頭ワークの一面のみに作業を施し、ロット
   の最終ワークが下流側へ移動して、次のワークが検出さ
   れないとき、最終ワークの他面のみに作業を施すように
   前記工業用ロボットを制御する制御手段と、 を備えてなることを特徴とするロボット制御システム。