JPH09141578A - マスキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人手によらず短時間で高品位のマスキングを
施すことができるマスキング装置を提供する。 【解決手段】 ノズル７がマスキング領域５ａを含む塗
装対象物５にマスキング剤を塗布し、カッタ８がマスキ
ング領域５ａ外のマスキング剤を切り取る。またはノズ
ル７がマスキング原紙上においてマスキング領域５ａの
輪郭線より所定距離隔てた形状の追尾軌道に沿って接着
剤を塗布し、カッタ８が追尾軌道に沿ってマスキング原
紙からマスキング紙を切り出す。これらノズル７とカッ
タ８とは制御部３によって制御されマスキング領域５ａ
を倣うロボットの一端部に取り付けられており、制御部
３が有する記憶手段には、マスキング領域５ａの映像を
撮像するビデオカメラ６から入力される映像から抽出さ
れるマスキング領域５ａの形状あるいは手元操作盤３ａ
によって教示されるマスキング領域５ａの形状が記憶さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、非塗装部位への
塗料等の付着を防止するマスキングを施すマスキング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大きなワーク（作業対象物）に塗装を行
う際に、そのワークに塗装しない部位（これ以降、マス
キング領域と称する）が存在する場合もある。一般に、
こうした塗装しない部位にはマスキングを施し、塗料が
付着しないようにしている。

【０００３】しかしながら、従来はこのようなマスキン
グ作業を人手によって行うことが多かったが、その代表
例を次に説明する。まず第１の方法は、マスキング領域
より面積の小さな紙等のマスキング部材を多数用意し、
作業員等が粘着テープを用いてマスキング領域内にマス
キング部材を張り付ける方法である。

【０００４】第２の方法は、まずマスキング領域より面
積の大きなマスキング部材、あるいは概略マスキング領
域の形状に成形されたマスキング部材をマスキング領域
に当接させ、次に作業員等がこのマスキング部材を当該
マスキング部材より小さめに成形し直し、その後このマ
スキング部材の外周をマスキングテープで固定する方法
である。さらに第３の方法として、マスキング領域に予
めマスキング用の液体や塗料（マスキング剤、レジスト
剤）を塗布する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、何れの
方法にあっても人手による作業を必要としており、この
ため幾つかの問題点を有しているが、これらを以下に列
挙する。 （１）作業品質が、作業員等の熟練度やマスキング領域
の形状に左右される。このため、特に曲線部を多く含む
等複雑な形状のマスキング領域では、品質が低下する。

【０００６】（２）上述の第１、第２の方法では、マス
キング部材をマスキング領域に押し当てながらマスキン
グ部材の外周部をマスキングテープで固定する必要があ
るため、多くの人手と作業時間を要する。 （３）大きなマスキング紙等から、必要なマスキング部
材の形状を切り出して使用するため、このマスキング紙
等の無駄が多い。

【０００７】（４）第３の方法では、塗装作業の開始前
にマスキング領域外に付着したマスキング剤を除去して
おく必要がある。この発明は、このような背景の下にな
されたもので、人手によらず短時間で高品位のマスキン
グを施すことができるマスキング装置を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明にあっては、塗装対象物
が有するマスキング領域の形状を記憶する記憶手段を有
し前記マスキング領域の形状を倣うロボットを制御する
制御手段と、前記ロボットの一端部に設けられた塗布手
段と、前記ロボットの一端部に設けられた切断手段とを
具備することを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に記載の発明にあっては、
請求項１に記載のマスキング装置では前記ロボットの一
端部に設けられ前記マスキング領域周辺の映像を撮像す
る撮像手段と、前記制御手段に設けられ前記撮像手段が
出力する映像信号から前記マスキング領域の形状を抽出
する映像処理手段とを具備することを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に記載の発明にあっては、
請求項２に記載のマスキング装置では、前記映像処理手
段は、前記映像信号を２値データ化する第１の工程と、
前記２値データに基づいて前記マスキング領域の輪郭線
を導出する第２の工程とによって前記マスキング領域の
形状を抽出することを特徴とする。

【００１１】また、請求項４に記載の発明にあっては、
請求項１ないし３の何れかに記載のマスキング装置で
は、前記塗布手段は前記マスキング領域を含む前記塗装
対象物に塗料の付着を阻止するマスキング剤を塗布し、
前記切断手段は前記マスキング領域の輪郭線に沿って前
記塗布されたマスキング剤を切断することを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】この発明によれば、塗布手段がマスキング領域
を含む塗装対象物にマスキング剤を塗布し、切断手段が
マスキング領域外のマスキング剤を切り取る。または塗
布手段がマスキング原紙上においてマスキング領域の輪
郭線より所定距離隔てた形状の追尾軌道に沿って接着剤
を塗布し、切断手段が追尾軌道に沿ってマスキング原紙
からマスキング紙を切り出す。これら塗布手段と切断手
段とは制御手段によって制御されマスキング領域を倣う
ロボットの一端部に取り付けられており、制御手段が有
する記憶手段には、マスキング領域の映像を撮像する撮
像手段から入力される映像から抽出されるマスキング領
域の形状あるいは教示手段によって教示されるマスキン
グ領域の形状が記憶される。

【００１３】

【発明の実施の形態】

Ａ．第１の実施の形態 以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説
明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるマ
スキング装置１ａの外観構成を示す斜視図である。

【００１４】図１において、２はアーム２ａを俯仰自在
ならびに回動自在に備えるロボットである。このロボッ
ト２の動作は、手元操作盤３ａを有する制御部３によっ
て制御される。またアーム２ａの先端部には、アーム２
ａの長手軸に対して回動自在の手首部４が取り付けられ
ている。

【００１５】手首部４において塗装対象物５と対向する
面には、ビデオカメラ６とノズル７とカッタ８とが設け
られている。このビデオカメラ６は、塗装対象物５に存
在するマスキング領域５ａの映像を撮影する。ノズル７
は、塗装対象物５の所定の位置にマスキング剤を塗布す
る（吹き付ける）。

【００１６】またカッタ８は、プランジャ８ａを介して
手首部４に取り付けられている。これにより制御部３か
らの指示によってカッタ８を突出あるいは後退させるこ
とが可能で、マスキング領域５ａに塗布されたマスキン
グ剤の周端部を切断する。

【００１７】図２は、マスキング装置１ａの制御系の構
成を示す接続図である。図２に示す制御部３において、
１１はロボット２（図１参照）の各部を制御するＣＰＵ
であり、ＲＯＭ１２に記憶された制御プログラムに従っ
て、各処理を行う。また、入力されたマスキング領域や
マスキング剤に伴うパラメータ等は、ＲＡＭ１３に記憶
される。

【００１８】１４は画像処理回路であり、ビデオカメラ
６で撮影したマスキング領域５ａ（図１参照）の映像を
デジタル変換ならびに必要な処理を施してＣＰＵ１１に
供給する。

【００１９】１５はＩ／Ｏ（入出力インターフェイ
ス）、１６はドライバである。このＩ／Ｏ１５は、手元
操作盤３ａに設けられた図示しないキーボードや表示板
等とＣＰＵ１１とのインターフェイス回路であるととも
に、ＣＰＵ１１が電磁バルブ７ａ（後述）やプランジャ
８ａに対して出力する駆動信号をドライバ１６に伝達さ
せる。

【００２０】ドライバ１６は、ノズル７から吐出される
マスキング剤の流動を制御する電磁バルブ７ａや、カッ
タ８の位置を制御するプランジャ８ａに駆動電流を供給
するものである。

【００２１】１７はモータドライバである。また、アー
ム２ａの回動部や間接部には図示しないエンコーダを備
えるモータ１８、１８・・・を有しており、これによっ
て所定の動作を行う。このときモータ１８、１８・・・
には、ＣＰＵ１１からの指示でモータドライバ１７を介
して駆動電流が供給され、エンコーダが出力する位置情
報や角度情報等がモータドライバ１７を介してＣＰＵ１
１に入力される。

【００２２】図３は、本実施の形態におけるＣＰＵ１１
のマスキング処理の手順を示したフローチャートであ
る。ＣＰＵ１１は、手元操作部３ａ等からの塗装対象物
５の所定部位のマスキング領域５ａ（図１参照）のマス
キングの指示がなされると、まずロボット２の手首部４
に有するビデオカメラ６を、当該マスキング領域５ａの
近傍に移動させる（ステップＳａ１）。

【００２３】次にＣＰＵ１１は、画像処理回路１４を介
してビデオカメラ６によって撮影したマスキング領域５
ａ付近の画像を取り込み、２値の画像データに変換する
（ステップＳａ２）。

【００２４】この後にＣＰＵ１１は、ステップＳａ２に
おいて２値化したマスキング領域５ａ周辺の画像データ
に基づいて、当該マスキング領域５ａの境界線を求め
（ステップＳａ３）、この境界線内の閉領域をマスキン
グ領域５ａと認識する（ステップＳａ４）が、その処理
を以下に説明する。

【００２５】図４は、マスキング領域５ａを有する塗装
対象物５の部分構成を示す構成図であり、図４（ａ）は
正面図、図４（ｂ）は上面図である。このマスキング領
域５ａの境界部分は、色や明度が過渡的に変化してい
る。このため、ビデオカメラ６でマスキング領域５ａの
周辺の画像を撮影すると、境界部分に対応する画像デー
タにも変化が見られる。

【００２６】図５（ａ）は、上述の画像データ中の変化
の大きい部分を黒く表した場合の平面図である。ＣＰＵ
１１は、画像データ中の変化の大きい部分を“１”と
し、またそれ以外の部分を“０”とすることで、画像デ
ータを２値化する。またＣＰＵ１１は、２値化されたデ
ータ中の“１”で囲まれた閉領域を特定し、この部分を
図５（ｂ）に示すようにマスキング領域５ａとする。

【００２７】この後ＣＰＵ１１は、図６（ａ）に示すよ
うにマスキング領域５ａを含む代表領域５ｂ（破線内）
を構成する４つの頂点Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3およびＰ4を設定し
（ステップＳａ５）、この内、本実施の形態では頂点Ｐ
1と頂点Ｐ4とを結ぶ塗布軌道２０を生成する（ステップ
Ｓａ６）。

【００２８】次にＣＰＵ１１は電磁バルブ７ａを開き、
塗布軌道２０に沿って、マスキング剤を塗装対象物５に
塗布する（ステップＳａ７）。マスキング剤の塗布後、
このマスキング剤の乾燥を待ち（ステップＳａ８）、プ
ランジャ８ａに駆動電流を供給してカッタ８を手首部４
の前方へ繰り出す（ステップＳａ９）。

【００２９】最後にＣＰＵ１１は、カッタ８をマスキン
グ領域５ａの境界に沿って移動させ、マスキング領域５
ａ以外に付着したマスキング剤を切り落とす（ステップ
Ｓａ１０）。こうして本実施の形態では、人手を介すこ
となく、複雑な形状のマスキング領域であってもマスキ
ングを施すことができる。

【００３０】Ｂ．第２の実施の形態 図７は、本発明の第２の実施の形態にかかるマスキング
装置１ｂの外観構成を示す斜視図、また図８はマスキン
グ装置１ｂの制御系の構成を示す接続図である。なお図
７ならびに図８において、図１あるいは図２に示す各部
と対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略
する。

【００３１】９は制御部３に接続されたマスキング紙供
給部であり、制御部３からの指示によりマスキング紙９
ａを供給する。なお本実施の形態では、ロボット２の手
首部４に設けられたノズル７は、マスキング紙９ａに接
着剤を塗布する。

【００３２】図９ならびに図１０は、本実施の形態にお
けるＣＰＵ１１のマスキング処理の手順を示したフロー
チャートである。なおこれら図９あるいは図１０におい
ては、太実線はＣＰＵ１１による処理を示し、細実線は
作業員等による処理を示している。

【００３３】まずＣＰＵ１１はステップＳｂ１（図９参
照）において、マスキング要求があるか否かを確認す
る。このステップＳｂ１において、制御部３が有する手
元操作盤３ａ等からマスキング要求があった場合には、
ＣＰＵ１１はロボット２の手首部４に有するビデオカメ
ラ６を、当該マスキング領域５ａの近傍に移動させる
（ステップＳｂ２）。

【００３４】次にＣＰＵ１１は、画像処理回路１４を介
してビデオカメラ６によって撮影したマスキング領域５
ａ付近の画像を取り込み、２値の画像データに変換する
（ステップＳｂ３）。

【００３５】この後にＣＰＵ１１は、ステップＳａ２に
おいて２値化したマスキング領域５ａ周辺の画像データ
に基づいて、当該マスキング領域５ａの境界線を求め
（ステップＳｂ４）、この境界線内の閉領域をマスキン
グ領域５ａと認識する（ステップＳｂ５）が、この処理
については第１の実施の形態において、図４および図５
を参照して説明した通りである。

【００３６】こうした後ＣＰＵ１１は、ステップＳｂ５
において認識したマスキング領域５ａの輪郭線より外周
方向へ、予め手元操作盤３ａ等によって設定されるδだ
け広い範囲の形状をＲＡＭ１３に記憶し（ステップＳｂ
６）、後述するステップＳｂ７の処理に移る。

【００３７】上述のステップＳｂ１において、マスキン
グ要求がされていない場合にＣＰＵ１１は、次にマスキ
ング紙の切り出し要求がされているか否かを確認する
（ステップＳｂ７）。

【００３８】ステップＳｂ７において、制御部３が有す
る手元操作盤３ａからのマスキング紙切り出し要求がな
されている場合には、ＣＰＵ１１はＲＡＭ１３から該当
するマスキング領域５ａの形状データを読み出し、この
形状データの輪郭線に基づいてカッタ軌道を生成する
（ステップＳｂ８：図１０参照）。

【００３９】次にＣＰＵ１１は、カッタ８をマスキング
紙供給部９によって供給されるマスキング紙９ａ上の、
カッタ軌道の始点に移動させ、プランジャ８ａに駆動電
流を供給してカッタ８を手首部４から前方へ繰り出す
（ステップＳｂ９）。

【００４０】ＣＰＵ１１は、この状態でカッタ軌道に沿
ってロボット２を動作させ（ステップＳｂ１０）、カッ
タ８がカッタ軌道を１周したならば（ステップＳｂ１
１）、プランジャ８ａの駆動電流を停止してカッタ８を
格納する（ステップＳｂ１２）。この後、後述するステ
ップＳｂ１３（図９参照）の処理に移る。

【００４１】上述のステップＳｂ７において、マスキン
グ紙の切り取り要求がされていない場合に、ＣＰＵ１１
は、次に接着剤の塗布要求がされているか否かを確認す
る（ステップＳｂ１３）。

【００４２】ステップＳｂ１３において、制御部３が有
する手元操作盤３ａからの接着剤塗布要求がなされてい
る場合には、ＣＰＵ１１はＲＡＭ１３から該当するマス
キング領域５ａの形状データを読み出し、この形状デー
タの輪郭線に基づいて塗布軌道を生成する（ステップＳ
ｂ１４：図１０参照）。

【００４３】次にＣＰＵ１１は、ノズル７をマスキング
紙供給部９によって供給されるマスキング紙９ａ上の、
塗布軌道の始点に移動させ、駆動電流を供給して電磁バ
ルブ７ａを開く（ステップＳｂ１５）。

【００４４】ＣＰＵ１１は、この状態で塗布軌道に沿っ
てロボット２を動作させ（ステップＳｂ１６）、ノズル
７が塗布軌道を１周したならば（ステップＳｂ１７）、
電磁バルブ７ａを閉じて（ステップＳｂ１８）接着剤の
塗布を終了する。

【００４５】ステップＳｂ１８において接着剤の塗布が
終了したならば、作業員等は切り取られたマスキング紙
を取り出す（ステップＳｂ１９）。また、取り出したマ
スキング紙の周縁部には接着剤が塗布されている、そこ
で作業員等は、図示省略したが対応するマスキング領域
５ａに張り付ける。

【００４６】この後、作業員等は制御部３が有する手元
操作盤３ａによって紙送り要求をする。ＣＰＵ１１は、
手元操作盤３ａから紙送り要求が出されるまで待機し
（ステップＳｂ２０）、紙送り要求が出されたならばマ
スキング紙供給部９によってマスキング紙９ａを所定量
送り、次のステップＳｂ２２（図９参照）の処理に移
る。

【００４７】上述のステップＳｂ１３において接着剤塗
布要求がなかった場合、あるいはステップＳｂ２１にお
いてマスキング紙９ａを送り終えた場合、ＣＰＵ１１は
ステップＳｂ２２において、全ての処理が終了したか否
かを確認し、終了していなければステップＳｂ１の処理
へ戻る。

【００４８】このようにして本実施の形態によれば、マ
スキングテープでマスキング紙を固定し、マスキング領
域の形状に合わせて切り取る等の煩わしい工程を経るこ
となく、マスキング領域の形状に合わせたマスキングを
施すことができる。

【００４９】なお前述の第１の実施の形態においては、
ノズル７によってマスキング剤を吹き付ける構成を示し
て説明したが、例えばローラ等によってマスキング剤を
塗布する構成であってもよい。

【００５０】また各実施の形態においては、ビデオカメ
ラ６によってマスキング領域５ａの画像を撮影して処理
する構成を示したが、マスキング領域の形状を認識する
手段は、上述の実施の形態のものに限定されない。ま
た、作業員等が手元操作盤によってマスキング領域の形
状を教示する構成であってもよい。

【００５１】さらに、乾燥したマスキング剤、あるいは
マスキング紙を切り取る手段としては、図１あるいは図
７に示したような刃を有するものの他、例えばレーザカ
ッタを用いたものであってもよい。

【００５２】第２の実施の形態においては、切り取った
マスキング紙を作業員等が取り出し、対応するマスキン
グ領域に張り付けたが、例えばロボット２の手首部４
に、吸着等の手段によって切り取ったマスキング紙を取
り出して張り付ける治具を備えてもよい。また、上述の
治具を備える第２のロボットを有する構成であってもよ
い。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、塗布手段がマスキング領域を含む塗装対象物にマス
キング剤を塗布し、切断手段がマスキング領域外のマス
キング剤を切り取る。または塗布手段がマスキング原紙
上においてマスキング領域の輪郭線より所定距離隔てた
形状の追尾軌道に沿って接着剤を塗布し、切断手段が追
尾軌道に沿ってマスキング原紙からマスキング紙を切り
出す。これら塗布手段と切断手段とは制御手段によって
制御されマスキング領域を倣うロボットの一端部に取り
付けられており、制御手段が有する記憶手段には、マス
キング領域の映像を撮像する撮像手段から入力される映
像から抽出されるマスキング領域の形状あるいは教示手
段によって教示されるマスキング領域の形状が記憶され
るので、人手によらず短時間で高品位のマスキングを施
すことができるマスキング装置が実現可能であるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるマスキング
装置１ａの外観構成を示す斜視図である。

【図２】同時実施の形態におけるマスキング装置１ａの
制御系の構成を示す接続図である。

【図３】同実施の形態におけるＣＰＵ１１のマスキング
処理の手順を示したフローチャートである。

【図４】同実施の形態におけるマスキング領域５ａを有
する塗装対象物５の部分構成を示す構成図である。

【図５】同実施の形態において、ビデオカメラ６によっ
て撮影したマスキング領域５ａ周辺の画像を処理する様
子を示す図である。

【図６】同実施の形態において、ビデオカメラ６によっ
て撮影したマスキング領域５ａ周辺の画像を処理する様
子を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態にかかるマスキング
装置１ｂの外観構成を示す斜視図である。

【図８】同時実施の形態におけるマスキング装置１ｂの
制御系の構成を示す接続図である。

【図９】同実施の形態におけるマスキング領域に対する
マスキング処理の手順を示したフローチャートである。

【図１０】同実施の形態におけるマスキング領域に対す
るマスキング処理の手順を示したフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ マスキング装置 ２ ロボット ３ 制御部 ５ 塗装対象物 ５ａ マスキング領域 ６ ビデオカメラ ７ ノズル ８ カッタ １３ ＲＡＭ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗装対象物が有するマスキング領域の形
   状を記憶する記憶手段を有し前記マスキング領域の形状
   を倣うロボットを制御する制御手段と、 前記ロボットの一端部に設けられた塗布手段と、 前記ロボットの一端部に設けられた切断手段と を具備することを特徴とするマスキング装置。
2. 【請求項２】 前記ロボットの一端部に設けられ前記マ
   スキング領域周辺の映像を撮像する撮像手段と、 前記制御手段に設けられ前記撮像手段が出力する映像信
   号から前記マスキング領域の形状を抽出する映像処理手
   段とを具備することを特徴とする請求項１に記載のマス
   キング装置。
3. 【請求項３】 前記映像処理手段は、 前記映像信号を２値データ化する第１の工程と、 前記２値データに基づいて前記マスキング領域の輪郭線
   を導出する第２の工程とによって前記マスキング領域の
   形状を抽出することを特徴とする請求項２に記載のマス
   キング装置。
4. 【請求項４】 前記塗布手段は前記マスキング領域を含
   む前記塗装対象物に塗料の付着を阻止するマスキング剤
   を塗布し、 前記切断手段は前記マスキング領域の輪郭線に沿って前
   記塗布されたマスキング剤を切断することを特徴とする
   請求項１ないし３の何れかに記載のマスキング装置。