JPH0630291Y2 - 塗装用ロボット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は塗装用ロボットに係り、特に塗装工程における
作業能率を高めるよう構成した塗装用ロボットに関す
る。

従来の技術 例えばアーム先端の手首機構に塗装ガンを装着された塗
装用ロボットにおいては、搬送装置等によりワークすな
わち被塗装物が送られてくると、アーム及び手首機構等
の各可動部を動作させ、ワークに対して予めティーチン
グされたとおりの塗装作業を実行するようになってい
る。この種の塗装用ロボットではアーム先端に設けられ
た手首機構によりブラケットが支持されており、このブ
ラケットには複数の塗装ガンが固定的に取付けられてい
た。そのため、比較的表面積が大きいワークに塗装を施
す場合には、複数の塗装ガンより塗料を吹き付けること
ができるので、塗料の噴霧範囲が広がり一度に広範囲の
塗装面に塗装することが可能となる。これにより、塗装
工程における塗装作業能率はより高められていた。

考案が解決しようとする課題 しかるに、上記従来の塗装用ロボットでは、複数の塗装
ガンが前記ブラケットに固定されているので、平面状の
塗装面を塗装するときは複数の塗装ガンにより塗装する
ことができるが、例えば自動車の車体の如く箱状のワー
クのコーナ部を塗装するときは、二度に分けて塗装しな
ければならなかった。即ち、従来の塗装用ロボットにお
いて、例えば自動車の下側コーナ部を塗装する際は、ま
ず複数の塗装ガンの吹き付け方向をワークのコーナ部の
側面に向くようにアーム及び手首機構等を動作させ、そ
して上側に位置する塗装ガンより塗料を吹き付ける。次
に、複数の塗装ガンの吹き付け方向が自動車のコーナ部
の底面に向くようアーム及び手首機構等を動作させ、そ
して下側に位置する塗装ガンより塗装を吹き付けてい
た。

このように、従来の塗装用ロボットではワークの平面部
を複数の塗装ガンで塗装できるものの、自動車等のコー
ナ部に対する塗装を施す場合は複数の塗装ガンを同時に
使用せずに２回に分けて塗装しなければならず、その分
作業能率の向上を図ることができないといった課題があ
った。

さらに、従来の塗装用ロボットでは、例えば自動車の車
体を塗装面ＡとＢとに分けて夫々別の色で塗装する場
合、Ａ′色の塗料で塗装面Ａを塗装した後、Ｂ′色の塗
料で塗装面Ｂを塗装する際、塗装ガンより噴霧された塗
料が霧状になって拡散するため、塗装済みの塗装面Ａを
マスキングする必要があった。このマスキング作業は上
記塗装面Ｂを塗装する際、作業者が例えばテープあるい
はシート状の覆い等を使用して上記塗装面Ａとなる車体
の上半分をマスキングすることになるので、かなりの手
間と時間を要する。よって、従来の塗装用ロボットでは
上記のような２色塗り作業を必要とする場合、上記マス
キング作業により作業能率が低下するといった課題もあ
った。

そこで、本考案は上記課題を解決した塗装用ロボットを
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本考案は、アーム先端に手首機構を設け、該手首機構に
より支持された支持体に複数の塗装ガンを装着してなる
塗装用ロボットにおいて、 前記支持体に設けられ、前記複数の塗装ガンの夫々を独
立に駆動して各塗装ガンの塗装方向を変更する複数の駆
動手段と、 前記一の塗装ガンより噴霧された霧状の噴流を偏移させ
る圧縮空気を噴射するエアガンと、 前記圧縮空気の噴射方向が前記一の塗装ガンの塗装方向
と同一方向となるように前記エアガンを前記一の塗装ガ
ンに連動して回動させる連動機構と、 を備えてなる。

作用 本考案は、複数の塗装ガンを駆動手段により塗装方向を
変更するとともに、エアガンを一の塗装ガンに連動させ
て回動させるため、ワーク形状に応じて複数の塗装ガン
を作業に適した向きに変位させて作業能率をより高めら
れる。

又、エアガンから噴射された圧縮空気により他の塗装ガ
ンにより塗装された塗装面に一の塗装ガンからの塗料が
付着することを防止できるとともに、エアガンが連動機
構により一の塗装ガンと連動して圧縮空気の噴射方向を
変更するため、エアガンを駆動するための駆動手段（ア
クチュエータ）が不要であり、その分構成の簡略化が図
れる。

実施例 第１図および第２図に本考案になる塗装用ロボットの一
実施例を示す。

両図中、塗装用ロボット１は例えば自動車の塗装ライン
（図示せず）の近傍に設けられ、予めティーチングされ
た所定の塗装作業を実行するプレイバック型の塗装ロボ
ットである。塗装用ロボット１は、大略走行装置等の取
付台２に載置された基台３と、基台３上に水平方向に回
動する旋回テーブル４と、回テーブル４上に突出する支
持部５と、支持部５により上，下方向に回動自在に支承
されたアーム６とよりなる。アーム６の先端には塗装ガ
ンユニット７を３軸方向に駆動する手首機構８が設けら
れている。

アーム６と支持部５との間には、一端が支持台５に連結
され、他端がアーム６の長手方向上略中間位置に連結さ
れたシリンダ装置９が設けられている。従って、アーム
６はシリンダ装置９の伸縮動作により第１図中実線ある
いは２点鎖線で示すように上，下方向（矢印Ａ方向）に
回動し、且つ旋回テーブル４の回動により左右方向（矢
印Ｂ方向，第２図に示す）に旋回する。

手首機構８はアーム６の先端に設けられたコ字状（上方
から見て）の支持部材１０により、支持され、矢印Ｃ方
向駆動用のロータリアクチュエータ１１と、矢印Ｄ方向
駆動のロータリアクチュエータ１２と、矢印Ｅ方向駆動
用のロータリアクチュエータ１３とより構成されてい
る。

ここで、上記手首機構８を介して支持された塗装ガンユ
ニット７について、第３図乃至第５図を併せ参照して説
明する。

第３図乃至第５図に示す如く、塗装ガンユニット７は平
板状のブラケット（支持体）１４の前面１４ａに複数の
塗装ガンを取り付けてなり、具体的には３個の塗装ガン
１５，１６，１７と，圧縮空気を噴射するエアガン１８
とが設けられている。塗装ガン１５，１６，１７は塗装
用ロボットで使用される通常の型式のものであり、夫々
高さ位置が異なるように取付けられている。上記３個の
塗装ガン１５，１６，１７のうち下方に位置する塗装ガ
ン１５と上方に位置する塗装ガン１７とは、夫々独立に
回動して塗料の吹き付け角度を変更できるように設けら
れている。そして、中間の塗装ガン１６はブラケット１
４に固定的に設けられている。又、エアガン１８はリン
グ１９により塗装ガン１５と平行な向きのまま回動して
その吹き付け角度が変更される。

ブラケット１４はその後面１４ｂより後方に突出する軸
１４ｃを有しており、この軸１４ｃの端部の接続部１４
ｄは手首機構８に設けられたロータリアクチュエータ１
３の出力軸１３ａに接続固定されている。又、ブラケッ
ト１４の前面１４ａにはＬ字状の取付部材２０ａ〜２０
ｄがボルト等により固着されている。

２１は塗装ガン１５を駆動するロータリアクチュエータ
で、取付部材２０ａの取付部２０ａ_１に固定されてい
る。ロータリアクチュエータ２１は矢印Ｘ方向、すなわ
ち前方向に延在するロッド２２を矢印Ｆ方向に回動させ
るように設けられており、その先端部にはロッド２２の
回動角を検出する位置検出器２１ａを有する。

ロッド２２の先端にはブロック状の連結部材２３が嵌合
固定され、この連結部材２３にはロッド２２と直交する
方向（第５図中，矢印Ｙ方向）に交差する軸２４が貫通
している。塗装ガン１５は軸２４とキー２４ａ，ナット
２３ａの締付けにより連結部材２３に固定されている。
又、軸２４の端部にはリンク１９の下端部１９ａが結合
されている。

エアガン１８を保持するロッド２５は取付部材２０ｂの
軸受２６に軸承された軸２７により矢印Ｇ方向に回動自
在に支持されている。そして、ロッド２５に嵌合固定さ
れた連結部材２８には、ロッド２５と直交する矢印Ｙ方
向に延在する軸２９が貫通しており、軸２９の端部には
前記リンク１９の上端部１９ｂが嵌合している。

従って、ロッド２２，２５とリンク１９とにより平行リ
ンク機構が構成されており、ロータリアクチュエータ２
１の駆動によりロッド２２と共に塗装ガン１５が矢印Ｆ
方向に回動すると、エアガン１８も同方向，同一角度回
転する。即ち、上記平行リンク機構は、圧縮空気の噴射
方向が塗装ガン１５の塗装方向と同一方向となるように
エアガン１８を塗装ガン１５に連動して回動させる連動
機構として機能する。

３０は塗装ガン１７を駆動するロータリアクチュエータ
（端部に位置検出器３０ａを有する）で、取付部材２０
ｄの取付部２０ｄ_１に固定され、矢印Ｘ方向に延在する
ロッド３１を矢印Ｈ方向に回動させる。塗装ガン１７は
ロッド３１の先端に嵌合固定された連結部材３２に取付
けられている。尚、塗装ガン１７はロッド３１と直交す
る矢印Ｙ方向の軸３３とキー３３ａ（第５図中，破線で
示す）を介して結合され、軸３３に螺合するナット３２
ａを弛めることによりロッド３１に対する取付角度が調
整可能されるように取付けられている。

本実施例においては、塗装ガン１７の取付角度はそのノ
ズル口（図示せず）より噴霧される塗料の噴霧範囲上限
（第３図中，２点鎖線ｌ）がロッド３１の延在方向（矢
印Ｘ方向）と一致する角度に調整されている。

そのため、ロータリアクチュエータ３０により塗装ガン
１７の吹き付け方向を変更する際、ロッド３１の回動角
度、すなわちロータリアクチュエータ３０の回転駆動角
度が塗装範囲の上限方向と一致することになるので、テ
ィーチング操作が容易である。尚、第４図，第５図にお
いては塗装ガン１７は矢印Ｘ方向に向けて取付けられて
いるが、使用時には第３図のように取付角度が変更され
る。

塗装ガン１６はブラケット１４に固定されているが、第
５図に示すように塗装ガン１６を支持するロッド３４は
締付ボルト（図示せず）を弛めることにより矢印Ｉ方向
に回動変位できる。又、ロッド３４の先端に嵌合固定さ
れた連結部材３５にはロッド３４と直交する矢印Ｙ方向
に延在する軸３６が貫通しており、塗装ガン１６は軸３
６とキー３６ａ（第５中破線で示す）を介して結合さ
れ、軸３４に螺合するナット３５ａを締め付けることに
より連結部材３５に固定される。そのため、ナット３５
ａを弛めれば、連結部材３５に対する塗装ガン１６の取
付角度を変更しうる。

このように、塗装ガンユニット７においては、中間位置
の塗装ガン１６は固定されているものの、下方に取付け
られ塗装ガン１４，上方に設けられた塗装ガン１７は夫
々ロータリアクチュエータ２１，３０により別個に回動
変位し、且つエアガン１８はリンク１９の作用で常に塗
装ガン１５と同じ方向を向くように設けられている。そ
のため、被塗装物の形状に応じてロータリアクチュエー
タ２１，３０が駆動されることにより、各塗装ガン１
５，１７は夫々塗装作業を行なうのに最適な向きとなる
ようにその吹き付角度が変更される。

次に、被塗装物の形状に応じた塗装ガンユニット７の動
作につき第６図，第７図を参照して具体的に説明する。

上記構成になる塗装ガンユニット７を使用して、平面状
の塗装面を塗装する場合は、３個の各塗装ガン１５，１
６，１７を矢印Ｘ方向に向けておけば、塗装範囲が１個
の塗装ガンの３倍になるため、広い面積を有する被塗装
物（ワーク）でも能率良く塗装を施すことができる。

しかしながら、例えば第６図に示す如く、側面に凹部を
有する自動車３７の塗装工程では、下方の塗装ガン１５
はそのまま矢印Ｘ方向に向けたまま、ロータリアクチュ
エータ３０を駆動させて上方の塗装ガン１７を時計方
向、即ち下方向に向けて回動させる。即ち、下方の塗装
ガン１５が自動車３７の側面３７ａに向くように手首機
構８を動作させたとき、上方の塗装ガン１７が凹部３７
ａとの段部３７ｃに向くようにする。

このように、塗装ガンユニット７では塗装ガン３７の側
面３７ａと段部３７ｃとを２度に分けて塗装するのでは
なく、側面３７ａ及び段部３７ｃを一度に塗装すること
ができる。

又第６図中塗装ガンユニット７を１点鎖線で示すよう
に、自動車３７の下側のコーナ部３７ｄを塗装するとき
は、上方の塗装ノズル１７の吹き付け方向は変更せず、
下方の塗装ノズル１５の吹き付け角度を変更する。この
場合、上方の塗装ノズル１７が側面３７ａに向くように
アーム６及び手首機構７を動作させた状態で、ロータリ
アクチュエータ２１を駆動させ下方の塗装ガン１５が自
動車３７のコーナ部３７ｄに向くようにする。

そのため、従来２度に分けて塗装していたコーナ部３７
ｄにおいても、塗装ガン１５の吹き付け角度を変更する
ことにより、自動車３７の側面３７ａ及びコーナ部３７
ｄを一度に塗装することができる。

又、上記塗装用ロボット１では上記以外でもアーム６及
び手首機構８の動作により塗装ガンユニット７全体の向
きを変更するとともに、被塗装物の形状に応じて塗装ガ
ン１５，１７のうちいずれか一方、あるいは両方の吹き
付け角度を変更することにより、凹凸のある複雑な形状
の被塗装物でも能率良く塗装することができる。

又、上記以外の塗装方向として、第７図に示す如く、エ
アガン１８を使用して２色塗り等の塗装作業を行なうこ
ともできる。例えば、自動車３８の上部３８ａには白色
の塗料，下部３８ｂには黒色の塗料で塗装する場合があ
る。このような場合、従来は下部３８ｂを塗装する際テ
ープ及びシート状の覆いを使用して上部３８ａ全体をマ
スキングしていた。

ところが、本考案の塗装用ロボット１では、圧縮空気を
噴射するエアガン１８が塗装ガンユニット７に設けられ
ているためマスキング作業を従来より簡略化することが
できる。即ち、第７図に示す如く、下方の塗装ガン１５
が下部３８ｂに対して塗料を吹き付けるのと同時に、エ
アガン１８は圧縮空気を境界近傍の上部３８ａに噴射す
る。これにより、上部３８ａにおいては、塗装ガン１５
より噴霧された塗料がエアガン１８からの空気により吹
き飛ばされる。

具体的には、第７図に示すようなエアガン１８より噴射
された空気流の吹き付け範囲は塗装ガン１５より噴霧さ
れた塗料の吹き付け範囲の上側部分と重複するように設
定されている。

従って、塗装ガン１５より噴霧された霧状の塗料は、上
部３８ａと下部３８ｂとの境界に貼着されたマスキング
用テープの近傍でエアガン１８からの空気流により矢印
Ｚ（第７図に示す）のように下部３８ｂ側に押し戻され
る流れとなる。

そのため、塗装ガンユニット７を使用して２色塗りをす
る場合、塗装ガン１５からの塗料はエアガン１８より噴
射された空気流により霧状の噴流が矢印Ｚの如く偏移し
て上部３８ａへの付着が防止される。

従って、マスキング作業としては幅狭のテープ３９を上
部３８ａと下部３８ｂとの境界より上方の上部３８ａに
貼着しておくだけで良い。そのため、従来のように上部
３８ａ全体をマスキングする必要がないので、マスキン
グ作業が必要最小限で済むことになる。

尚、上記エアガン１８は前述した平行リンクの作用によ
り塗装ガン１５と平行を保ったまま、回動しうるので、
塗装ガン１５がロータリアクチュエータ２１により駆動
されその吹き付け角度を変更するときでも、同一方向に
同一角度変位する。そのため、塗装ガン１５が動作して
もエアガン１８の空気流によるマスキング効果は変わる
ことなく得られる。

なお、上記塗装ガン１７は実際には塗装面の境界がぼけ
ずにはっきりと塗装できる型式の塗装ガン（通称，見切
りガンとも呼ばれている）であり、特に２色塗りをする
場合等に使用される。

第８図に示す如く、上部３８ａに塗装膜４０を形成した
後、この見切りガンと呼ばれている塗装ガン１７を使用
して塗装する場合、塗装ガン１７より噴射された塗料は
破線で示す範囲ｌ_１に広がって吹き付けられる。その
際、噴射された塗料の吹き付け範囲ｌ_１の上端部分が自
動車３８の上部３８ａと下部３８との境界線上に位置
し、且つ下部３８ｂに対して直角な向きで付き付けられ
るようにする。これにより、境界で下側の下部３８ｂに
吹きつけられた塗料は境界線上で僅かではあるが、盛り
上り（第８図中、「ａ」の部分）塗装膜４０との境界線
がはっきりする。なお、吹き付け範囲のｌ_１の下側は通
常の塗装ガンと同様塗装膜厚が徐々に薄くなる。

第１回目の塗装作業で、上記の如く境界より下側の下部
３８ａに塗装膜４１（第８図中、ハッチングで示す）を
形成した後、２回目の塗装作業では第８図中１点鎖線で
示す塗装ガン１５とエアガン１８とを使用する。この２
回目の塗装作業ではむらなく塗装するため、塗装ガン１
５より噴霧された塗料の吹き付け範囲ｌ_２の上側部分が
上記塗装膜４１の下側部分と（即ち上記範囲ｌ_１の下側
部分）と重複するようにする。

しかしながら、塗装ガン１５は通常の型式の塗装ガンで
あるので、塗料を噴霧しただけでは、噴射された塗料は
塗装面としての下部３８ｂに達する間に霧状となって拡
散する。従って、そのままでは霧状となった塗料の一部
が舞い上り１回目の塗装膜４１だけでなく、色違いの塗
装膜４０にまで付着してしまうおそれがある。

そこで、塗装ガン１５を用いて２回目以降の塗装作業を
行なう際は、第８図に示すようにエアガン１８から圧縮
空気を塗装膜４１に向けて噴射する。

これにより、塗装ガン１５より噴射された塗料はエアガ
ン１８からの空気流により上方に拡散することを制限さ
れ、矢印Ｚの如くその流れが偏移する。よって、塗装ガ
ン１５からの塗料は一部が１回目の塗装膜４１の下端部
分と重複するものの、そのほとんどが、塗装膜４１より
下側の範囲ｌ_２に吹き付けられる。このようにして、２
色塗りの場合でも上記塗装ガンユニット７を使用するこ
とにより、失敗することなく色の違う塗料で塗装するこ
とができ、特にマスキングを不要とすることもでき、そ
の分塗装工程の能率が高められる。このように塗装ガン
１５，１７の塗装方向を変更できるとともに、エアガン
１８を一方の塗装ガン１５に連動させて回動させるた
め、ワーク形状に応じて塗装ガン１５，１７を作業に適
した向きに変位させて作業能率をより高めるとともに、
エアガン１８から噴射された圧縮空気により他方の塗装
ガン１７により塗装された塗装膜４１に塗装ガン１５か
らの塗料が付着することを防止できる。

しかも、エアガン１８が前述した平行リンク機構（連動
機構）により塗装ガン１５と連動して圧縮空気の噴射方
向を変更するため、エアガン１８を駆動するための駆動
手段（アクチュエータ）が不要であり、その分構成の簡
略化が図れる。さらに、アーム６先端の手首機構８によ
り支持されたブラケット１４に取り付けられる駆動手段
が増加しないため、ブラケット１４にかかる荷重を軽減
することができるので、アーム６及びアーム駆動部とし
てのシリンダ装置９の負担が減少して複数の塗装ガン１
５〜１７及びエアガン１８が設けられているにも拘わら
ず塗装動作時の動作特性を向上させることができる。

上記実施例では、３個の塗装ガン１５，１６，１７のう
ち２個の塗装ガン１５，１７をロータリアクチュエータ
２１，３０で駆動するようにしたが、これに限らず３個
の塗装ガン１５，１６，１７を夫々を独立に駆動できる
ようにしても良い。又、塗装ガンの数は３個に限らず、
２個あるいは３個以上としても良い。

又、上記実施例ではロータリアクチュエータを用いて塗
装ガンを駆動したが、これに限るものではなく、他の種
類のアクチュエータあるいは、モータ等を用いても良
い。但し、モータを使用する場合塗装用ロボットでは防
爆構造を採用する。

又、上記実施例では塗装工程として自動車を例に上げて
説明したが、これに限るものではない。

考案の効果 上述の如く、本考案になる塗装用ロボットは、手首機構
に支持された支持体に複数の塗装ガンを夫々独立に駆動
する駆動手段を設けてなるため、例えば被塗装物の形状
に合せて複数の塗装ガンの向きを変更することにより複
雑な形状の塗装面を一度に塗装することができる。従っ
て、複数の塗装ガンの夫々を作業しやすい角度に変更で
きるので、塗装工程における作業能率をより一層高める
ことができ、さらには従来の塗装用ロボットにはなかっ
た自由度を塗装ガンにもたせることができるので、塗装
作業だけでなく、ティーチング作業も容易に行なうこと
ができる、しかも、エアガンを一の塗装ガンに連動させ
て回動させるため、複数の塗装ガンのうち一の塗装ガン
で塗装する際にエアガンから噴射された圧縮空気により
他の塗装ガンにより塗装された塗装面に一の塗装ガンか
らの塗料が付着することを防止できるとともに、エアガ
ンが連動機構により一の塗装ガンと連動して圧縮空気の
噴射方向を変更するため、エアガンを駆動するための駆
動手段（アクチュエータ）が不要であり、その分構成の
簡略化が図れる。さらに、アーム先端の手首機構により
支持された支持体に取り付けられる駆動手段が増加しな
いため、支持体にかかる荷重を軽減することができるの
で、アーム及びアーム駆動部の負担が減少して複数の塗
装ガン及びエアガンが設けられているにも拘わらず塗装
動作時の動作特性を向上させることができる等の特長を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案になる塗装用ロボットの一実
施例の側面図，平面図、第３図乃至第５図は本考案の要
部である塗装ガンユニットの側面図，平面図，正面図，
第６図及び第７図は塗装工程における動作を説明するた
めの概略図、第８図は２色塗りをする場合の塗装作業を
説明するための拡大図である。 １……塗装用ロボット、６……アーム、７……塗装ガン
ユニット、８……手首機構、１４……ブラケット、１
５，１６，１７……塗装ガン、１８……エアガン、１９
……リンク、２１，３０……ロータリアクチュエータ、
３７，３８……自動車。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 阪本 俊郎 神奈川県横浜市緑区美しが丘１―20―９― 406 (56)参考文献 特開 昭61−147946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−66369（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−33253（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】アーム先端に手首機構を設け、該手首機構
   により支持された支持体に複数の塗装ガンを装着してな
   る塗装用ロボットにおいて、 前記支持体に設けられ、前記複数の塗装ガンの夫々を独
   立に駆動して各塗装ガンの塗装方向を変更する複数の駆
   動手段と、 前記一の塗装ガンより噴霧された霧状の噴流を偏移させ
   る圧縮空気を噴射するエアガンと、 前記圧縮空気の噴射方向が前記一の塗装ガンの塗装方向
   と同一方向となるように前記エアガンを前記一の塗装ガ
   ンに連動して回動させる連動機構と、 を備えてなる塗装用ロボット。