JPH0544248U - 自動塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 三次元曲面を簡単に塗装することができ且つ
装置としフレキシビリティの高い自動塗装装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 走行面を走行する台車部１と、この台車部１
に載置された第１ロボット２と、上記台車部１に付設さ
れた第２ロボット３と、これらを制御する制御手段を備
え、第１ロボット２，第２ロボット３が、塗装手段を具
備した多関節型ロボットで構成され、上記台車部１に載
置された第１ロボット２が、台車部１とロボット２の可
動部が被塗装体の形状に合わせて走行あるいは動作する
とともに、上記第２ロボット３が時間的に上記第１ロボ
ット２に同期して動作し且つ動作範囲的には被塗装体の
形状に合わせて動作するよう、上記制御手段が、制御す
るよう構成されていることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、汎用ロボットを使用した自動塗装装置（この明細書において、自動 塗装装置とは、面あるいは線に沿った処理、例えばシーリング処理をする装置等 の類似した処理装置を含む広い概念のものをいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、あらゆる分野で自動化がおこなわれている。例えば、自動車の車体ある いはその部品等の塗装においても、自動塗装装置が開発され、被塗装体を所定部 位にセットし、作業者が介入することなくその被塗装体を自動塗装装置が自動的 に塗装することがおこなわれている。

【０００３】 この自動塗装装置は、従来、図６に図示するような構成のものが使用されていた 。即ち、この自動塗装装置は、装置本体Ｐが床面上を前後（あるいは左右）に走 行するとともに、該装置本体Ｐの塗装ガン（エアガンという）保持用アームＡが 上下に昇降して、被塗装面に対して直交する方向から塗装剤（塗料）を噴射して 塗装するよう構成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従って、このような構成の自動塗装装置の場合には、平面を塗装する場合には なんら問題なく塗装できるが、被塗装体が三次元曲面を有する立体形状をしてい る場合には、一つの塗装装置では被塗装面に直交する方向から噴射して適正な塗 装することができないため、各塗装面毎に別の自動塗装装置を配設して塗装する 必要がある。

【０００５】 このため、被塗装体が三次元曲面を有する立体形状をしている場合には、従来の 自動塗装装置では、多数の自動塗装装置を配備しなければならず、又多数の自動 塗装装置の連携動作の制御をもおこなわれなければならないため、設備が非常に 大掛かりになるとともに、設備費用も高価になり、又各自動塗装装置の動作の干 渉が生じて、設備が大掛かりな割りには塗装効率もあまり高いものは期待できな い。

【０００６】 さらには、被塗装体が変わると、上記設備も根本的に改修する必要がある等、設 備自体の対応性（フレキシビリティ）の点でも不都合がある。

【０００７】 本考案は、上述のような現況のもとになされたもので、上記不都合のない自動 塗装装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案にかかる自動塗装装置は、走行面を走行する台車部と、この台車部に載 置された第１ロボットと、上記台車部に付設された第２ロボットと、これらを制 御する制御手段を備え、 上記第１ロボット，第２ロボットが、それぞれ先端に塗装手段を具備した多関節 型ロボットで構成されるとともに、 上記台車部に載置された第１ロボットが、台車部とロボットの可動部が被塗装体 の形状に合わせて走行あるいは動作するとともに、上記第２ロボットが時間的に 上記第１ロボットに同期して動作し且つ動作範囲的には被塗装体の形状に合わせ て動作するよう、上記制御手段が、制御するよう構成されていることを特徴とす る。

【０００９】

【作用】

しかして、本考案にかかる自動塗装装置によれば、自由度の高い多関節型の第 １ロボットと第２ロボットがそれぞれの関節を回動させて、その先端に配設され た塗装手段で、被塗装体の三次元曲面からなる被塗装面に対しても直交する方向 から塗装剤を噴射することができ、しかも、その動作が、第１ロボットが被塗装 体の形状に合わせておこない、第２ロボットが第１ロボットの動作に時間的に同 期し且つ動作範囲的に被塗装体の形状に合わせて動作するため、簡単な制御によ って、各ロボットの動作が干渉することなく極めて効率的に塗装させることがで きることとなる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説明する。

【００１１】 図１は本考案の実施例にかかる自動塗装装置の構成を示す一部省略した平面図、 図２は同自動塗装装置の構成を示す一部省略した正面図、図３は第１ロボットの 構成を示す一部省略した図１のＩ−Ｉ矢視図、図４は第２ロボットの構成を示す 一部省略した図１のII-II 矢視図である。

【００１２】 図において、１は台車部、２は上記台車部１と一体的に構成された多関節型の第 １ロボット、３は上記台車部１に付設された多関節型の第２ロボット、４は塗装 手段である塗装用のエアガンである。

【００１３】 上記台車部１は、図２に図示するように、概略門型に形成された梁Ｂの上面の走 行面を図示しないリニアベアリングを介して走行自在に配設されている。そして 、上記走行する台車部１側へは、固定側から、ケーブルベアＣ内に配設された各 配線および配管により、電力および圧縮空気，塗料等が供給されるよ構成されて いる。

【００１４】 上記第１ロボット２は、本実施例の場合、汎用の５節型（５軸型）の多関節型ロ ボットが使用され、上記台車部１の走行と合わせて６軸のロボットを形成してい る。即ち、図１，図３に図示するように、第１ロボット２の、ベース部2Aは、延 設用ブロック2Zを介して上記台車部１の側面に横向きに取着され、このベース部 2Aの先端部には、軸0₁を中心に回動する第１アーム部材2Bの基端部が取着され、 さらに、この第１アーム部材2Bの先端部には、軸0₂を中心に回動する第２アーム 部材2Cの基端部が取着されている。また、図３に図示するように、上記第２アー ム部材2Cの先端部には、軸0₃を中心に回動する第３アーム部材2Dの基端部が取着 され、さらに、この第３アーム部材2Dの先端部には、軸0₄を中心に回動するハン ド部材2Eの基端部が取着されている。上記ハンド部材2Eの先端部2eは基端部に対 して軸0₅を中心に回動自在に構成され、この先端部2eに、上記エアガン４が付設 されている。

【００１５】 上記第２ロボット３は、図１，図４に図示するように、基本的に上記第１ロボ ット２と同じ汎用の５節型（５軸型）の多関節型ロボットが使用され、第２ロボ ット３の、ベース部3Aは、直接上記台車部１の側面で上記第１ロボット２の後方 部位に横向きに取着され、このベース部3Aの先端部には、軸0₁′を中心に回動す る第１アーム部材3Bの基端部が取着され、さらに、この第１アーム部材3Bの先端 部には、軸0₂′を中心に回動する第２アーム部材3Cの基端部が取着されている。

【００１６】 また、上記第２アーム部材3Cの先端部には、軸0₃′を中心に回動する第３アーム 部材3Dの基端部が取着され、さらに、この第３アーム部材3Dの先端部には、軸0₄ ′を中心に回動するハンド部材3Eの基端部が取着されている。上記ハンド部材3E の先端部3eは基端部に対して軸0₅′を中心に回動自在に構成され、この先端部３
ｅ に、上記エアガン４が付設されている。

【００１７】 そして、本実施例では、上記台車部１と第１ロボット２は図示しない制御装置の 第１部と電気的に接続されて該制御装置の第１部により制御されて作動するとと もに、上記第２ロボット３は図示しない制御装置の第２部と電気的に接続されて 該制御装置の第２部により制御されて作動する。そして、図示しない、上記制御 装置の第１部と第２部は、電気的に接続され、台車部１を含む第１ロボット２と 、第２ロボット３が、時間的に同期して動作するよう構成されている。ところで 、上記各制御装置の制御データはロボットの制御において周知のティーチング方 式によって入力されるよう構成されている。

【００１８】 しかして、本自動塗装装置は、塗装に際し、上記制御装置の制御により以下の ように、制御される。以下、実際の塗装の動作に沿って制御装置の制御の内容を 説明する。

【００１９】 いま、仮に図５（ａ），（ｂ）に図示する如き三次元曲面を有する自動車のバン パー１０を塗装する場合について説明すると、まず、ワーク載置面Ｑ（図２〜図
４ 参照）に被塗装体であるバンパー10を自動車の先端面となる面Ｆが上方を向くよ うワーク載置面上に載置し、台車部１を梁Ｂの長手方向に移動させながら、例え ば、バンパー10における塗装ラインａ，ａ′（図５（ｂ）参照）におけるその位 置における各上記ロボット２，３のエアガン４の位置と方向を位置決めする。即 ち、具体的には、説明の都合上、走行方向をＸ座標とし、バンパーのＸ座標上の 最初の位置を「０」として説明すると、Ｘ座標の「０」点における第１ロボット ２のエアガン４の位置と方向を作業員が手で位置決めし、セットボタンを押す。

【００２０】 そして、Ｘ座標の次の点を仮に「１」点とすると、「１」点における第１ロボッ ト２のエアガン４の位置と方向を作業員が手で位置決めし、セットボタンを押す 。このように順次、第１ロボット２に関して、Ｘ座標上の各点におけるエアガン ４の位置と方向をセットする。次に、第２ロボット３に関しても、上記同様に、 Ｘ座標上の各点におけるエアガン４の位置と方向を作業員が手で位置決めしセッ トボタンを押して、セットを行う。

【００２１】 上述のように、バンパー10における他の塗装ライン（例えば、図５（ｂ）のｂ， ｂ′参照）における全てのＸ座標上の各点におけるエアガン４の位置と方向をセ ットする。

【００２２】 このセットにより、上記制御装置は、第１ロボット２と第２ロボット３の制御デ ータを得ることとなる。

【００２３】 上記制御データの作成作業終了後に、作業員が塗装作業開始ボタンを押すと、別 の搬送装置等が、バンパーをワーク載置面の所定位置（バンパーの最初の位置が 上記「０」点に一致する位置）にセットし、塗装作業が開始される。即ち、台車 部１が梁Ｂ上を走行して第１ロボット２が上記Ｘ座標上の「０」点に位置すると 、第１ロボット２は上記ティーチングされたとおりエアガン４を所定位置で所定 方向に向けて塗装剤を噴射する。この際、第２ロボット３は、自分がＸ座標上の 「０」点でないことを、上記第２ロボット３と第１ロボット２とのＸ座標方向の 位置的ずれに関するデータから認識し、待機状態をとる。そして、第１ロボット ２が順次Ｘ座標上を進行して、例えば、第１ロボット２がＸ座標上の「５」の位 置に位置したとき、第２ロボット３がＸ座標上の「０」点位置に位置するものと すると、第１ロボット２はＸ座標上の「５」の位置でのエアガン４の所定の位置 と所定の方向を向けるとともに、第２ロボット３は、Ｘ座標上の「０」点に位置 したものと認識して、第１ロボット２に同期して該第２ロボット３の「０」点で のエアガン４の所定の位置と方向を向けて塗装剤をバンパー10に向けて噴射を開 始する。

【００２４】 そして、第１ロボット２がＸ座標上の「６」の位置に進行すると、第１ロボット ２がその「６」の位置でのエアガン４の所定の位置と所定の方向を向けるととと もに、第２ロボット３はＸ座標上の「１」の位置に位置したものと認識して第１ ロボット２に同期して該第２ロボット３の「１」の位置でのエアガン４の所定の 位置と方向を向けて塗装剤をバンパー10に向けて噴射する。

【００２５】 第１ロボット２は、上述のようにＸ座標上の位置に合わせてエアガン４の位置と 方向を決めて塗装してゆくとともに、第２ロボット３は、上記第１ロボット２と 時間的には同期して且つ動作的には第２ロボット３にティーチングにより与えら れたデータに基づいて（被塗装体の形状に基づいて）動作し塗装してゆく。

【００２６】 つまり、Ｘ座標上での移動速度は第１ロボット２と第２ロボット３が同期して同 じ速度で移動し、Ｘ座標以外の方向での動作は各ロボット２，３は、上記各ティ ーチングにより得られたデータに基づいて各塗装面に合わせて別個に動作するこ ととなる。

【００２７】 従って、本自動塗装装置によれば、第１ロボット２と第２ロボット３が、別個 のティーチングにより与えられたデータに基づいて、台車部１の走行によって、 被塗装体の各部を一度に２塗装ライン（図５（ｂ）の２つの矢印参照）分塗装す ることができるため、極めて効率的に塗装することができる。

【００２８】 しかも、上述のように、台車部１を含む第１ロボット２と、第２ロボット３は、 上述のように制御されるため、比較的簡単な制御により、各ロボットを有機的に 動作させることができる。

【００２９】 また、第２ロボット３は、第１ロボットと一体的に構成されている台車部１に付 設されるため、全体のスペースが極めて少なくてすむ。

【００３０】 また、形状の異なる被塗装体を塗装する場合にも、単に、ティーチングのみ新た にやり直せばよいため、非常に柔軟性（フレキシビリティ）のある自動塗装装置 となる。

【００３１】 ところで、上記実施例において、通常、上述の自動塗装装置は塗装ブース内に 設置し、上方から下方に向けて空気の流れを形成しているため、エアガン４から 噴射される塗装剤は、殆どが上方に上昇することなく下方に流れるため、ロボッ トの各関節部等の隙間あるいは配管，配線等を従来の自動塗装装置の如く厳格に シールしておくシール構造にしておく必要はない。

【００３２】 上記実施例では、専ら塗装について言及したが、塗装と同じような動作が要求 されるシーリング処理をおこなう装置にも、本考案が適用できることは言うまで もない。

【００３３】

【考案の効果】 本考案にかかる自動塗装装置によれば、三次元曲面を有する被塗装体でも、常 に被塗装面に直交する方向から噴射して塗装することが、簡単にでき、しかも第 ２ロボットが第１ロボットと時間的に同期するとともに被塗装体に合わせて第１ ロボットと別個の動作をすることができるため、非常に効率高く塗装することが できる。

【００３４】 また、各ロボットの制御データを制御手段に入力し直しさえすれば、新たな形状 の被塗装体にも、簡単に対応できるため、装置のフレキシビリティが非常に高い 自動塗装装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例にかかる自動塗装装置の構成
を示す一部省略した平面図である。

【図２】 図１に示す自動塗装装置の構成を示す一部省
略した正面図である。

【図３】 第１ロボットの構成を示す一部省略した図１
のＩ−Ｉ矢視図である。

【図４】 第２ロボットの構成を示す一部省略した図１
のII-II 矢視図である。

【図５】 （ａ）は三次元曲面を有する被塗装体である
自動車のバンパーの平面図、（ｂ）は側面図である。

【図６】 従来の自動塗装装置の構成を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…台車部 ２…第１ロボット ３…第２ロボット ４…エアガン（塗装手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】走行面を走行する台車部と、この台車部に
   載置された第１ロボットと、上記台車部に付設された第
   ２ロボットと、これらを制御する制御手段を備え、 上記第１ロボット，第２ロボットが、それぞれ先端に塗
   装手段を具備した多関節型ロボットで構成されるととも
   に、 上記台車部に載置された第１ロボットが、台車部とロボ
   ットの可動部が被塗装体の形状に合わせて走行あるいは
   動作するとともに、上記第２ロボットが時間的に上記第
   １ロボットに同期して動作し且つ動作範囲的には被塗装
   体の形状に合わせて動作するよう、上記制御手段が、制
   御するよう構成されていることを特徴とする自動塗装装
   置。