JPH06182273A - 自動塗装方式及び此を実施する手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、歩道橋等のやや複雑で分離細分化さ
れた被塗装面を持つ建造物を、自動的に塗装し且つ補修
する塗装方式及び此の方式を実施する自走塗装手段を提
供することを目的とする。 【構成】本発明は、歩道橋等の塗装対象物に仮設的に取
付けられた空中伝播型発振器からの信号と、自走ブーム
車のブーム先端の作業ヘッドの接近センサーの情報と、
予め入力されている塗装対象物に関するデーターベース
とを分析して、前記作業ヘッドに依って塗装対象物を塗
装し且つ補修する自動塗装方式とこれを実施する手段と
に関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定形状、所定高さの
複雑な分離面を持つ建造物等の自動塗装方式に係り特に
塗装対象物に仮設的に取付けられた信号発振器の信号
と、ブーム付き移動手段の塗装ヘッドに装着された接近
センサーの情報と、塗装対象物に関するデーターベース
とを分折して、前記塗装ヘッドに依り前処理し且つ塗装
処理する自動塗装方式に関し、其の目的とする所は、種
々な塗装対象物の情報に応じて自在に対処し得る自走式
自動塗装方式及び此を実施する手段を提供せんとするも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、単純で平面的な大面積塗装の場
合、例えば船舶塗装、ビル垂直面塗装等においては、Ｘ
軸及びＹ軸方向に移動可能な枠組を設け、此に装架され
た塗装ヘッドに依り二軸方向に塗料を噴霧して自動的に
又は人為的に塗装していた。

【０００３】又、歩道橋、鉄橋等やや複雑な分離し細分
化された被塗装面を持つ建造物の塗装は、大掛かりな仮
設足場を作り、此をシートで覆って全て人力で行なうの
が普通で、未だ自動塗装或はロボット塗装を行なう段階
迄には致っていないのが実情である。

【０００４】更に又、かかる建造物の部分的補修例えば
局部的な補修即ち塗装落ち或は錆発生部補修等は、全て
人力に依って行なわれていた。

【０００５】

【発明が解決すベき課題】ビル壁面、船舶等の比較的単
純な平面の塗装に比べ、歩道橋等の複雑で分離細分化さ
れた被塗装面を持った建造物の自動塗装に於ては、先ず
第一に自動塗装装置の自己位置認識システムを容易に確
立出来る事が必須の一条件であった。

【０００６】更に又此等複雑な塗装面え、如何にして正
確に塗装ヘッド及び補修工具の自動追従システムを確立
するかに他の問題点が存在していた。

【０００７】又斯の如き塗装上の諸問題に加え、此等塗
装面の補修時の補修必須箇所の自動認識を如何に正確に
確立するかについても解決せねばならない問題点であっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の如き課題を解決す
るために、本発明に於ては、先ず当該塗装手段に自走式
塗装ブーム車を採用し、此の台車上にやや複雑な塗装対
象物に関する諸情報をインプットした制御用コンピュー
タ−を積載し、其の塗装、補修両作業部分のセンサーか
ら送られる信号を正確に判断して、塗装作業と補修作業
とを行なわしむると同時に、塗装対象物に対する自己位
置の認識も仮設的に設けられた前記塗装対象物上の空中
伝播型発振器からの信号に依り自動的に行ない得る如く
構成して、初期の目的を達成することに成功した。

【０００９】

【発明の作用】斯くて本発明は、データベースの作成、
コンピューターえの入力、前記空中伝播型発振器の設
置、補修個所のマーキング及び塗装ブーム車の所定位置
近傍えの移動等を人力で行なう必要はあっても、所謂３
Ｋ即ち危険、苦渋、汚染作業は全て回避し、自動的に複
雑な面の塗装、補修を行ない得る如く作用して、作業能
率及び作業品質を極めて向上させる利益を備えている。

【００１０】

【実施例】図１及び２に於て、道路（Ｒ）の上方に架設
された歩道橋（Ｂ）には、必要個所に直線状、折れ曲が
り状或は螺線状の階段又はスロープ（Ｓ）が設置され、
柱（Ｃ）に依って支承装架されている。此の階段又はス
ロープ（Ｓ）は、歩道（Ｗ）の中に配置され、道路
（Ｒ）より少し離れた位置に設けられているので、塗装
ブーム車（Ｍ）に搭載された各種作業ヘッド（Ｈ）（図
６及び８参照）は、充分此の面に届き、自由に塗装又は
前処理作業を行なう車が出来る。

【００１１】此の歩道橋（Ｂ）の構造は図３及び図４に
示す如く、箱型状桁（１）又はＩ型状桁（２）の上部に
波型状鋼板製のデッキプレート（３）を固定し、その上
に鉄筋コンクリートの床板（４）を構築し、其の両端に
は、一般的に縦方向の鋼製パイプによる手摺子（５）の
上部に鋼製角パイプ手摺（６）が配設されている。尚、
図４中の（７）は、外部からは見えない補強板、（８）
は外部に露出した鋼製アングル材等より成る補強材を表
わしている。又（９）はデッキプレート（３）の切り口
を隠すためのコーナーアングルである。

【００１２】図５は、階段（Ｓ）の断面を表わし、ささ
ら桁（１０）は下面が鋼板で上面がコンクリート打の段
板（１１）と鋼板製の蹴込板（１２）で構成し、手摺
（６）、手摺子（５）は、図３及び図４と同様の材料及
び形状で構成されている。

【００１３】歩道橋は、以上の説明の様に稍複雑且つ細
分隔離された異質の諸面より構成されているので、一定
期間毎に塗装が必要な個所例えば鋼板製の箱型状桁
（１）、Ｉ型状桁（２）、デッキプレート（３）、階段
又はスロープ（Ｓ）の下面、ささら桁（１０）等があ
る。然し此等は比較的高所作業を行なう部分であると同
時に、上向きで作業を行なわねばならない危険で苦渋を
伴う作業であるため、此の部分の作業の改善を最先の問
題としている。

【００１４】手摺（６）及び手摺子（５）は、パイプ状
であるために機械による塗装は不利であり、逆に人力に
依ってもそれ程危険も苦渋も伴う作業でないので、此の
部分は自動塗装の目的からは除外される部分である。

【００１５】塗装ブーム（Ｍ）は、一般のトラックと同
様の走行性能を持つと供に、ベースマシン（１３）の後
部台車部（１４）には、塗装作業時に安定基盤を確保す
るための四本以上のアウトリーガー（１５）を装架して
いるか、或は無限軌道タイプの走行手段を装備してい
る。

【００１６】又台車（１４）には、水平方向に回転自在
にブームベース（１６）が装架され、ピン（１７）で垂
直方向のみに回転自在に支持され、ジャッキ（１８）の
伸縮により（ｆ）方向に起伏自在にブーム（１９）が装
架されている。 更に又、前記ブーム（１９）内には、
油圧ジャッキ（図示せず）が装備されており、此に依っ
て伸縮アーム（２０）をその内外に伸縮させる様に構成
されている。

【００１７】此の伸縮アーム（２０）の先端には、常に
水平に維持し得る様にされた受台（２２）が、ピン（２
１）を介して装架され、それと同時に此の受台上に市販
の六軸ロボットアーム（２３）が装着され、此のアーム
の先端に作業ヘッド（Ｈ）が固定され、自由に必要な作
業姿勢をとることが出来る様に構成されている。

【００１８】此の作業ヘッド（Ｈ）は、図８に示す如く
塗装ノズル（２７）とサンダー（２８）とを備え、軸
（Ａ１）を中心としてサーボモーター（２９）で回転す
る円盤（３０）上に固定されているので、必要に応じて
円盤（３０）を回転させ、対応する作業内容に合わせて
塗装ノズル（２７）とサンダー（２８）を交互に切り替
え、軸（Ａ２）に回転移動させ、塗装作業又は錆落し作
業を行い得る如く配慮されている。

【００１９】塗装ノズル（２７）及びサンダー（２８）
には、夫々接近センサー（３１）（３２）及び色識別セ
ンサー（３３）（３４）が取付けられており、作業時の
自己位置認識を正確に行って良好な塗装を行い得る様に
構成されている。図８中、符合（３５）（３６）は回転
ピン、（３７）はモーター、（３８）は途面を表わして
おり、ピン（２１）（３６）には、図示されていない
が、必要回転を行う為のサーボモーターが装着されてい
る。

【００２０】此の様な構成より成るブーム車の歩道橋塗
装作業に於て、先ず図１に示す如く障害物がない予め計
画された柱近傍の３個所に、磁石等の鉄板装着具で超音
波、赤外線、レーザー光線等の空中伝播型発振器（３
９）が取付けられ、所定波長の信号を発信させる。

【００２１】一方ブーム車に於ては、比較的高い位置
に、前記発振器（３９）からの信号を受信するセンサー
（４０）を２個所に取付け、（図６参照）此の受信した
信号をコンピューターで分析する事に依り、ブーム車
（Ｍ）の自己の概略位置を把握する。

【００２２】次に予め入力された歩道橋（Ｂ）に関する
高さ、長さ、梁の形状、寸法、傾斜角度等のデーターと
比較して図６のブーム（１９）、六軸ロボットアーム
（２３）等の一連の作業手段を作動させ、図８の接近セ
ンサー（３１）（３２）、色識別センサー（３３）（３
４）より情報と、照合させながら、作業ヘッド（Ｈ）に
必要で正確な位置と姿勢を設定し、サンダー掛け及び塗
装作業を実行させる。

【００２３】図６中、符合（４１）は各部を駆動するた
めの油圧装置、（４２）は塗装を実施する為のコンプレ
ッサー、塗料供給装置等を含む一連の塗装装置、（４
３）は予め入力してあるデーターベース及び各種センサ
ーからの情報データーにより記憶、演算を行う為のマイ
クロコンピューター又はワークステーション等のコンピ
ューターシステムを表わしている。更に又、点線で示す
ブーム（１９）は、ブーム車上の固定位置から矢印
（ｆ）方向に回転移動した時の作業位置での一状況を示
している。

【００２４】錆補修の如き局部的補修作業は、熟練技術
者に依って発錆補修個所（４４）を選定し、予め図７に
示す如く適当な形状の色付きマーキング（４５）を形成
しておく。此の様なマーキング部分は、色識別センサー
（３３）（３４）で識別され、其の情報分析に依って処
理すべき個所が色付き閉鎖線の内側であることを判断
し、コンピューターの後処理プログラムに従って実行さ
れる。

【００２５】此の様にして塗装ブーム車（Ｍ）は、図１
の（Ｍ）の位置で伸縮アーム（２０）の届く範囲で必要
作業を完了した後、次工程の（Ｍ’）位置に人力又は自
動で移動し、最初と同様に発振器（３９）からの信号を
受信し、分析して新たな概略の自己位置と姿勢とを認識
し、再度伸縮アーム（２０）、作業ヘッド（Ｈ）等の一
連の作業手段を作動させ、接近センサー（３１）（３
２）、色識別センサー（３３）（３４）よりの情報と照
合しながら作業ヘッド（Ｈ）に必要で正確な位置と姿勢
を設定し、新たな作業を再開する。以下同様に（Ｍ”）
（Ｍ”’）位置と移動して作業を続行し、全塗装作業を
完了する。

【００２６】以上の様にデーターベース化された歩道橋
の情報をもとに、現場における機械の自己位置認識の精
度を向上させ、品質の高い塗装を行う事が出来、危険、
苦渋作業を機械に代行させる事に依り塗装品質の向上、
省力化、作業の効率の増大に貢献し、経済的に大きく寄
与することが出来る。

【００２７】一方、図９及び１０には、本発明の自動塗
装手段を乾ドック（Ｄ）内の船舶（Ｔ）等の単純な塗装
面を持つ対象物の塗装に使用する一実施例を示してい
る。此の塗装方式に於ては、船舶（Ｔ）の塗装対象面を
上層区画（４６）、中層区画（４８）及び下層区画（４
７）の三部分に区別し、上層区画（４６）を本出願人等
の昭和６２年特許願第１５９１３７号（昭和６４年特許
出願公開第４２７３号）に記載の垂直面塗装ロボット
（ＰＲ）で、最も広範囲の中層区画（４８）を上記自動
塗装手段（Ｍ）で、最下層区画（４７）を人力で夫々実
施する様にプログラムされる。

【００２８】先ず上層区画（４６）の塗装は、船舶の甲
板（４９）上の固定点にロープ止めされたルーフカー
（ＲＣ），ウインチ機構（ＷＨ），及び塗装ロボット本
体（ＲＢ）より成る可搬式垂直面塗装ロボット（ＰＲ）
で行われる。即ち、甲板（４９）を自在に走行するルー
フカー（ＲＣ）と連動して、甲板縁部に設けられたレー
ル又は手摺上を走行するウィンチ機構（ＷＨ）に懸垂さ
れた前記ロボット本体（ＲＢ）のホウジング内に組み込
まれたマイクロコンピューターの指令のもとに、矢印
（Ｐ）（Ｐ’）方向に、その塗装ヘッド（ＰＨ）で順次
作業して行く。

【００２９】次いで中層区画（４８）は、無限軌道
（Ｋ）上に設置されたコンピューター制御のブ−ム車
（Ｍ）に依って矢印（Ｐ）（Ｐ’）方向に順次塗装して
行く。此の場合、ブーム（Ｌ）は、前述した様に、六軸
塗装ロボットに依って適宜操作される塗装ヘッド（Ｈ）
を伸縮させつつ、ブーム車上のコンピューターのプログ
ラムに従って自動的に塗装して行く。

【００３０】最後の下層区画（４７）は、適当な小型自
動塗装手段に依るか或は人力に依って吹付け又は焼付け
塗装が施される。斯くて乾ドック中の船舶等の塗装は、
本発明の塗装ブーム車（Ｍ）と、可搬式垂直面塗装ロボ
ット（ＰＲ）との組合せに依って極めて効率良く実行さ
れる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の自動塗装方式及び此を実施する
手段に依れば、同一路上の歩道橋、船舶等は、略形状、
構造が同一であるので、最初に塗装に必要なデーターを
夫々データーベース化して制御用コンピューターに入力
しておけば、反復して此のデーターは使用し得るので、
補修、塗り替え等に於ても、其の都度データーを入力す
る必要がないので極めて効率的である。

【００３２】又、塗装前後の足場等の作成及び撤去等の
予備作業を必要としないので経済的であり、空中伝播型
発振器の取付け、補修個所のマーキング及びブーム車の
次の塗装工程えの移動等は、小人数で事足りるので極め
て省力化に役立つ事が出来る。

【００３３】更に又、本発明の塗装方式は、作業が機械
化されているので、苦渋作業を削減し、作業能率及び品
質を向上させ、仕上げ速度も迅速なため、経済的効果は
極めて大である。

【図面の簡単な説明】

図１ 本発明の方式を実施する歩道橋の平面図である。 図２ 図１の歩道橋の線（イ）−（イ）に沿って切断し
た一部切断正面図である。 図３ 箱型桁を備えた歩道橋の断面図である。 図４ Ｉ型桁を備えた歩道橋の断面図である。 図５ 歩道橋の階段の断面図である。 図６ 塗装用ブーム車の搭載物及び動作を説明する立面
図である。 図７ 歩道橋補修範囲のマーキング説明図である。 図８ 塗装ヘッドのノズル及びサンダーの作業交換方法
を示す側面図である。 図９ 本発明のブーム車に依る船舶塗装説明図である。 図１０ 図９のブーム車塗装に組合わされる可搬式塗装
ロボットの船舶塗装説明図である。

【符合の説明】

（Ｂ） 歩道橋 （Ｍ） 塗装用ブーム車 （１３） ベースマシン （１４） 台車部 （１６） ブームベース （１９） ブーム （２０） 伸縮アーム （２３） 六軸ロボットアーム （Ｈ） 塗装ヘッド （２７） 塗装ノズル （２８） サンダー （３１）（３２） 接近センサー （３３）（３４） 色識別センサー （４３） コンピューターシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野島 博 神奈川県横浜市港北区高田町477−17 (72)発明者 東谷 軍次郎 神奈川県横浜市港北区日吉７−17−32 京 浜ビル管理株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定形状及び所定高さの複雑な分離面を持
   つ塗装対象物に、仮設的に取付けられた空中伝播型発振
   器の受信信号と、ブーム車のブーム先端の作業ヘッドに
   装着された接近センサーの情報と、予め入力されている
   塗装対象物に関するデーターベースとを分析し、前記ブ
   ーム先端の作業ヘッドに依って前記塗装対象物を前処理
   し且つ塗装仕上げする事を特徴とする自動塗装方式。
2. 【請求項２】上記所定形状及び所定高さの複雑な分離面
   を持つ塗装対象物の局部的被塗装箇所を人力を含む適当
   な手段で着色指定し、此の部分を認識して前処理し且つ
   塗装仕上する事を特徴とする請求項１記載の自動塗装方
   式。
3. 【請求項３】車輪又は無限軌道で走行する台車上に、コ
   ンピューター制御六軸塗装ロボット付きの伸縮自在且つ
   回動自在のブームを設備した塗装用ブーム車より成り、
   前記六軸塗装ロボットはブーム内を伸縮するアーム先端
   の水平受け台上に設置され、其の塗装ヘッドは、識別セ
   ンサー付きの塗装前処理手段と塗装吹き付け手段とを包
   含している事を特徴とする請求項１記載の自動塗装方式
   を実施する手段。