JPH09308847A - 色替え装置及び塗装用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は塗装ガンに供給される塗料を別の塗
料に切り替える際の洗浄時間を短縮することを課題とす
る。 【解決手段】 塗装用ロボット１は、基台３上の旋回ベ
ース４で起立する第１アーム５と、第１アーム５の上端
から水平方向に延在して塗装ガン８を有する第２アーム
６とを有し、基台３には色替バルブユニット１０が取り
付けられている。第２アーム６の先端に固定された塗料
供給管切替弁１３は、塗料供給チューブ１１と１２との
間に配設され、且つ塗料排出チューブ１４が接続されて
いる。塗料供給管切替弁１３は、色替え要求信号が出力
されると、塗料供給チューブ１１に残留する塗料を塗料
排出チューブ１４へ排出させる。よって、色替え動作時
には、既に上流側の塗料供給チューブ１１が洗浄済みの
ため、その分洗浄時間を短縮することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は色替え装置及び塗装
用ロボットに係り、特に塗料の色替え時間を短縮するよ
う構成した色替え装置及び塗装用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば塗装用ロボットによりワーク表面
を塗装する塗装工程では、ワークがコンベヤにより搬送
されると、塗装用ロボットが予めティーチングされた塗
装プログラムにしたがって所定の塗装作業を行う。即
ち、塗装用ロボットは、ワークが作業エリアに到着する
と、自動的に塗装作業を開始し、ワークが作業エリアを
通過するまでに所定の塗装作業を終了させる。

【０００３】そして、所定の塗装作業が終了すると、塗
装用ロボットは、アームを旋回させて待機位置に戻す。
このように塗装用ロボットを使用して自動的に塗装作業
を行う塗装システムでは、ワークによって塗料の色が指
定されており、ワークの塗装色が切り替わる場合、ワー
クの搬送に連動して所謂色替えを行っている。

【０００４】すなわち、Ａ色が指定されたワークへの塗
装が終了してから、Ｂ色が指定されたワークへの塗装が
開始されるまでの間に塗装ガン、及び塗装ガンまでの塗
料供給経路内に残留している前回のＡ色塗料を洗浄しな
ければならない。また、塗装用ロボットにおいては、ロ
ボットの近傍又はロボットのアーム上に色替バルブユニ
ットが設けられており、アーム先端の手首部の先端には
塗装ガンが装着されている。色替バルブユニットは、マ
ニホールドに複数の塗料供給弁と、空気供給弁と、シン
ナ供給弁とを接続してなる。塗料供給弁は圧縮空気で駆
動するエアオペレート式の３ポート２位置弁を用い、塗
料供給ポート、塗料還流ポート、塗料吐出ポートの３ポ
ートが設けられている。そして、各ポートには塗料供給
チューブが接続されている。

【０００５】空気供給弁及びシンナ供給弁は、圧縮空気
で駆動するエアオペレート式の２ポート２位置弁を用い
ており、空気供給弁にはエアチューブが接続され、シン
ナ供給弁にはシンナ供給チューブが接続されている。
尚、塗料供給弁に３ポート２位置弁が使用されるのは、
塗装する場合のみ塗料を塗装ガンに供給し、塗装しない
場合には塗料を循環させて塗料の凝固を防止するためで
ある。

【０００６】また、空気供給弁及びシンナ供給弁に２ポ
ート２位置弁を用いたのは、圧縮空気及びシンナを循環
させる必要がないからであり、各弁をエアオペレート式
としたのは、防爆上有利であるためである。ここで、塗
装用ロボットの色替え手順を説明する。尚、色替えは、
塗装プログラムが終了した後、又は塗装プログラムが終
了し塗装用ロボットが待機状態になった後、実行され
る。 （１）色替え要求の有無を判断する。 （２）色替え要求がある場合、塗装用ロボットを塗装ガ
ンから排塗料、排洗浄液を排出することの可能な色替え
位置とする。 （３）塗料供給弁を閉とし、塗料供給管への塗料の供給
を停止する。 （４）塗料供給管の最も上流側に配置した圧縮空気供給
弁を一定時間開とし、洗浄用の圧縮空気で塗料供給管、
塗装ガン内の残留塗料を塗装ガンから排出する。 （５）同様に、塗料供給管の最も上流側に設置した洗浄
液供給弁を一定時間開とし、洗浄液で塗料供給管、塗装
ガン内を洗浄し、排洗浄液を塗装ガンから排出する。 （６）圧縮空気供給弁を一定時間開とし、圧縮空気で塗
料供給管、塗装ガン内の残留洗浄液を塗装ガンから排出
する。 （７）確実に洗浄を行う場合には、（５）（６）を数回
繰り返す。 （８）色替えを行う塗料の塗料供給弁を開とし、塗料で
残留洗浄液を完全に排出するために捨て吹きを行う。

【０００７】以上の手順（１）〜（８）で色替えが終了
する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の色替え装置で
は、塗装ガンや色替バルブユニットから塗装ガンに塗料
を供給する共通チューブに前回の塗料が残留しているた
め、色替えを行う際には、塗装ガンや共通チューブを十
分に洗浄する必要がある。そのため、エアパージとシン
ナ洗浄とを数回繰り返さなければならず、アームの重量
増加を軽減するために色替え装置を塗装用ロボットから
離間した場所に設置した場合、その分共通チューブが長
くなって洗浄時間が長くかかるため、塗装ラインの稼働
率が低下するという問題があった。

【０００９】また、塗装ガン及び共通チューブ等の塗料
供給経路を洗浄時間を短縮するには、塗料供給経路を短
くするのが有効である。そのため、塗装用ロボットのア
ーム先端に塗装ガンが取り付けられた構成の場合、アー
ムに色替え装置を搭載することにより共通チューブを短
くすることができる。ところが、色替え装置がアームに
搭載されることにより、アーム重量が増大するため、ア
ームを駆動するのにより大きな駆動力が必要となり、ア
ーム駆動モータが大型化するといった問題がある。

【００１０】また、アーム重量が増大すると、塗装用ロ
ボットの動作精度や耐久性等の面で不利であり、しかも
塗装色の数が増えるほど色替え弁の数が増加して色替え
装置がより大型化すると共に重量増大によりアームに搭
載することが困難になる。そこで、本発明は上記課題を
解決した色替え装置及び塗装用ロボットを提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。上記請求項１
の発明は、色の異なる塗料が個別に供給される複数の色
替え弁と塗装ガンとを共通管路で接続し、該複数の色替
え弁のうち一の色替え弁を切り替えて任意の塗料を該塗
装ガンに供給する色替え装置において、前記共通管路の
塗料を外部に排出する排出管路と、前記共通管路に設け
られ、前記共通管路と前記塗装ガン又は前記共通管路と
前記排出管路とを連通するように切り替わる切替弁と、
色替え時に前記切替弁を切り替えて前記共通管路に残留
する塗料を前記排出管路へ排出させた後、前記切替弁を
切り替えて前記塗装ガンに残留する塗料を洗浄する色替
え制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

【００１２】従って、請求項１によれば、色替え時に切
替弁を切り替えて共通管路に残留する塗料を排出管路へ
排出させた後、切替弁を切り替えて塗装ガンに残留する
塗料を洗浄することができるので、色替え時に共通管路
と塗装ガンとを同時に洗浄するよりも洗浄時間を短縮で
き、塗装ラインの稼働率の低下を防止できる。

【００１３】また、請求項２の発明は、アーム先端に装
着された塗装ガンと、色の異なる塗料が個別に供給され
る複数の色替え弁と、該塗装ガンと該複数の色替え弁と
を連通する共通管路とを有し、該複数の色替え弁のうち
一の色替え弁を切り替えて任意の塗料を該塗装ガンから
噴霧させる塗装用ロボットにおいて、前記共通管路の塗
料を外部に排出する排出管路と、前記共通管路に設けら
れ、前記共通管路と前記塗装ガン又は前記共通管路と前
記排出管路とを連通するように切り替わる切替弁と、色
替え時に前記切替弁を切り替えて前記共通管路に残留す
る塗料を前記排出管路へ排出させた後、前記切替弁を切
り替えて前記塗装ガンに残留する塗料を洗浄する色替え
制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

【００１４】従って、請求項２によれば、色替え時に切
替弁を切り替えて共通管路に残留する塗料を排出管路へ
排出させた後、切替弁を切り替えて塗装ガンに残留する
塗料を洗浄することができるので、塗装ガン及びアーム
が色替え動作位置に至る前に共通管路に残留する塗料を
排出させておくことにより色替え時に共通管路と塗装ガ
ンとを同時に洗浄するよりも洗浄時間を短縮でき、塗装
ラインの稼働率の低下を防止できる。

【００１５】また、請求項３の発明の前記色替え制御手
段は、前記アームが色替え動作位置に至る前に前記色替
バルブユニットの色替え弁を切り替える色替要求信号に
基づいて前記切替弁を切り替えて前記共通管路に残留す
る塗料を前記排出管路へ排出させることを特徴とするも
のである。

【００１６】従って、請求項３によれば、色替要求信号
に基づいて切替弁を切り替えて共通管路に残留する塗料
を排出管路へ排出させるため、色替え動作に移る前に共
通管路を洗浄しておくことができ、その分洗浄時間を短
縮できる。また、請求項４の発明の前記色替え制御手段
は、前記塗装ガンが予めティーチングされた塗装オン・
オフポイントの最終ポイントを通過した後、予めティー
チングされた塗装ガンの動作ポイントの最終ポイントに
至ると前記色替要求信号を出力させ、前記色替バルブユ
ニットの色替え弁を切り替える色替要求信号に基づいて
前記切替弁を切り替えて前記共通管路に残留する塗料を
前記排出管路へ排出させることを特徴とするものであ
る。

【００１７】従って、請求項４によれば、塗装ガンが予
めティーチングされた塗装オン・オフポイントの最終ポ
イントを通過した後、予めティーチングされた塗装ガン
の動作ポイントの最終ポイントに至ると色替要求信号を
出力させて共通管路に残留する塗料を排出管路へ排出さ
せるため、色替え動作に移る前に共通管路を洗浄してお
くことができ、その分洗浄時間を短縮できる。

【００１８】また、請求項５の発明の前記色替え制御手
段は、前記塗装ガンが予めティーチングされた塗装オン
・オフポイントの最終ポイントに至ると前記色替要求信
号を出力させ、前記色替バルブユニットの色替え弁を切
り替える色替要求信号に基づいて前記切替弁を切り替え
て前記共通管路に残留する塗料を前記排出管路へ排出さ
せることを特徴とするものである。

【００１９】従って、請求項５によれば、塗装ガンが予
めティーチングされた塗装オン・オフポイントの最終ポ
イントに至ると色替要求信号を出力させ、色替バルブユ
ニットの色替え弁を切り替える色替要求信号に基づいて
切替弁を切り替えて共通管路に残留する塗料を排出管路
へ排出させるため、色替え動作に移る前に共通管路を洗
浄しておくことができ、その分洗浄時間を短縮できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の一実施
例を説明する。図１は本発明になる色替え装置及び塗装
用ロボットの一実施例を示す。塗装用ロボット１は、塗
装作業を行う塗装エリア内に設置されており、塗装エリ
ア２には、被塗装物がコンベヤにより一定の速度で供給
される。

【００２１】塗装用ロボット１は、ＰＴＰ（Point to P
oint）教示方法により予めティーチングされた塗装動作
を行うプレイバック形の垂直多関節ロボットである。塗
装用ロボット１は、大略、基台３と、基台３上で旋回す
る旋回ベース４と、旋回ベース４上で起立する第１アー
ム５と、第１アーム５の上端から水平方向に延在する第
２アーム６と、第２アーム６の先端に設けられた手首部
７とよりなる。手首部７の先端には塗装ガン８が取り付
けられている。塗装ガン８は、第１アーム５及び第２ア
ーム６の揺動により所定の塗装高さ位置に移動し、手首
部７により塗料噴射方向が変更される。

【００２２】ロボットコントローラ９には、ティーチン
グ操作時に操作される手元操作装置９ａが接続されてい
る。そして、ロボットコントローラ９のメモリには、手
元操作装置９ａによりティーチング操作された際のティ
ーチングデータが記憶されている。このティーチングデ
ータは、塗装ガン８をコンベヤにより搬送された被塗装
物に追従させるように移動させ、且つ被塗装物に対する
塗装位置を一定速度で変化させる際の動作ポイントを記
憶する動作ティーチングデータと、被塗装物に対する塗
装位置の変化に応じて塗装ガン８の塗装オン・オフを指
示するための塗装オン・オフポイントを記憶する塗装テ
ィーチングデータとがある。

【００２３】塗装ガン８の塗装オン・オフポイントは、
被塗装物に対する塗装ガン８の塗装位置が左右方向に移
動して下方へ変位する場合、塗装ガン８の移動軌跡がジ
グザク状になる。その場合、塗装ガン８は、左右方向の
被塗装物に対向する範囲を移動している間は塗装オンと
され、被塗装物に対向する範囲を通過した時点で塗装オ
フとされる。一方、動作ポイントは、色替え処理を行う
待機位置から被塗装物を塗装するための動作を行い、そ
の後待機位置に戻るように設定される。

【００２４】よって、塗装オン・オフポイントは、被塗
装物に対向する範囲で動作ポイントと重複しており、塗
装ガン８は塗装オン・オフポイントの最終ポイントを通
過した後に動作ポイントの最終ポイントに至り、その後
待機位置に移動する。塗装用ロボット１は、各可動部が
モータ（図示せず）により駆動されて塗装ガン８の位置
や塗装方向を調整するようになっており、各モータはテ
ィーチングデータに基づいたロボットコントローラ９か
らの制御信号により旋回ベース４、第１アーム５、第２
アーム６、手首部７を駆動するように制御される。ま
た、塗装用ロボット１の各関節部分には、各可動部の角
度を検出するためのエンコーダ（図示せず）が組み込ま
れており、ロボットコントローラ９はエンコーダから出
力された検出信号がフィードバックされることにより、
各モータを制御して旋回ベース４、第１アーム５、第２
アーム６、手首部７を正確に駆動する。

【００２５】基台３上には、色替え装置としての色替バ
ルブユニット１０が取り付けられている。この色替バル
ブユニット１０では、色の異なる複数の塗料（例えば塗
料Ａ〜Ｃ）の中から一の塗料を選択的に供給することが
できるように構成されている。そして、塗装ガン８は、
塗料を供給する塗料供給チューブ（共通管路）１１，１
２を介して色替バルブユニット１０に接続されている。

【００２６】塗装用ロボット１においては、色替バルブ
ユニット１０が第２アーム６上ではなく基台３上に設け
られているため、第２アーム６の負担が軽減されてい
る。そのため、第２アーム６を駆動するモータの駆動力
が小さくて済み、モータの容量を小さくすることも可能
になるばかりか、塗装動作時の第２アーム６を高速動作
させたり、塗装ガン８の動作位置の精度及び塗装用ロボ
ット１の耐久性を高めるのに有利である。

【００２７】１３は塗料供給管切替弁で、塗料供給チュ
ーブ１１と１２との間に配設され、且つ第２アーム６の
先端に固定されている。塗料供給管切替弁１３は、オペ
レートエアの供給により駆動されて切り替わるエアオペ
レート型の３ポート２位置弁よりなる三方弁である。

【００２８】また、塗料供給管切替弁１３には、塗料供
給チューブ１１，１２より分岐するように塗料排出チュ
ーブ（排出管路）１４が接続されている。そして、塗料
排出チューブ１４の端部は、塗装用ロボット１の近傍に
設置された排塗料回収装置１５に接続されている。

【００２９】通常、塗料供給管切替弁１３は、塗料供給
チューブ１１と１２とを連通させており、色替バルブユ
ニット１０で選択された塗料は塗料供給チューブ１１，
１２を通過して塗装ガン８に供給される。また、塗装動
作が終了して色替え姿勢に移る前、あるいは塗装ガン８
が塗装オン・オフポイントの最終ポイントを通過したと
き、あるいは塗装ガン８が塗装オン・オフポイントの最
終ポイントを通過した後に動作ポイントの最終ポイント
に到着したときに色替え要求信号が出力されると、後述
するように塗料供給管切替弁１３が上流側の塗料供給チ
ューブ１１と塗料排出チューブ１４とを連通するように
切り替わり、塗料供給チューブ１１に残留する塗料が塗
料排出チューブ１４へ排出される。そして、塗料供給管
切替弁１３から塗料排出チューブ１４へ排出された塗料
は、塗料排出チューブ１４を介して排塗料回収装置１５
に回収される。

【００３０】このように塗装用ロボット１では、塗装ガ
ン８が塗装オン・オフポイント（ティーチングデータ）
の最終ポイントを通過してから色替え姿勢に移るまでの
間に色替え要求信号が出力されると、これに基づいて塗
料供給管切替弁１３が上流側の塗料供給チューブ１１と
塗料排出チューブ１４とを連通するように切り替わる。
そのため、塗装用ロボット１は、色替え動作状態になる
前に上流側の塗料供給チューブ１１に残留する塗料を塗
料供給管切替弁１３から塗料排出チューブ１４へ排出さ
せる。

【００３１】すなわち、色替え動作を行う際には、塗料
供給管切替弁１３より下流側の塗料供給チューブ１２及
び塗装ガン８に残留する塗料を塗装ガン８から噴射すれ
ば良い。よって、色替え動作時には、既に上流側の塗料
供給チューブ１１が洗浄済みのため、その分洗浄時間を
短縮することが可能になり、その結果、色替え動作時間
が短縮されて塗装ラインの稼働率を高めることができ
る。しかも、色替バルブユニット１０が塗装ガン８から
離間した位置に設置されているにも拘わらず、洗浄時間
を短縮することができる。

【００３２】また、色替えに伴う廃液（残留塗料、シン
ナ等）を全て塗装ガン８から排出させるのではなく、色
替え動作前に塗料排出チューブ１４から塗料供給チュー
ブ１１等に残留する塗料を排出することができるので、
廃液の回収が容易となり、塗装エリアに排出される塗
料、シンナを減らすことができる。

【００３３】図２は色替バルブユニット１０の構成を示
す系統図である。尚、図２に示す塗装システムでは、塗
料Ａ〜Ｃに３色の塗料を選択的に塗装ガン８に供給する
構成を一例として示してある。色替バルブユニット１０
では、塗装ガン８に塗料供給チューブ１１，１２を介し
て連通された全色共通の塗料供給管（共通管路）１６を
有し、塗料供給管１６には塗料Ａを供給するための塗料
供給弁１７と、塗料Ｂを供給するための塗料供給弁１８
と、塗料Ｃを供給するための塗料供給弁１９とが配設さ
れている。

【００３４】塗料供給弁１７には、塗料供給装置（図示
せず）からの塗料Ａを供給する塗料供給管路１７ａと、
塗料供給装置へ塗料Ａを還流させる塗料供給管路１７ｂ
とが接続されている。また、塗料供給弁１８には、塗料
供給装置（図示せず）からの塗料Ｂを供給する塗料供給
管路１８ａと、塗料供給装置へ塗料Ｂを還流させる塗料
供給管路１８ｂとが接続されている。また、塗料供給弁
１９には、塗料供給装置（図示せず）からの塗料Ｃを供
給する塗料供給管路１９ａと、塗料供給装置へ塗料Ｃを
還流させる塗料供給管路１９ｂとが接続されている。

【００３５】さらに、塗料供給管１６には、塗装ガン８
及び塗料供給管１６及び塗料供給チューブ１１，１２を
洗浄するシンナを供給するシンナ供給弁２０と、塗装ガ
ン８及び塗料供給管１６及び塗料供給チューブ１１，１
２をエアパージする洗浄用エア供給弁２１とが配設され
ている。そして、シンナ供給弁２０には、シンナ供給装
置（図示せず）からのシンナ供給管路２０ａが接続され
ており、シンナ供給管路２０ａには逆流防止弁２０ｂが
配設されている。また、洗浄用エア供給弁２１には、エ
ア供給装置（図示せず）からのエア供給管路２１ａが接
続されており、エア供給管路２１ａには逆流防止弁２１
ｂが配設されている。

【００３６】尚、塗料供給弁１７〜１９は、夫々オペレ
ートエアの供給により駆動されて切り替わるエアオペレ
ート型の３ポート２位置弁よりなり、シンナ供給弁２
０、洗浄用エア供給弁２１は夫々オペレートエアの供給
により駆動されて切り替わるエアオペレート型の２ポー
ト２位置弁よりなる。

【００３７】このようにエアオペレート型の弁を使用す
るのは、塗装エリアが可燃性の雰囲気であり、防爆上有
利であるからである。また、塗料供給弁１７〜１９が３
ポート２位置弁で構成されているのは、塗装ガン８に塗
料を供給しない場合、塗料供給装置に塗料を還流させて
塗料が固まるのを防止するためである。また、シンナ供
給弁２０、洗浄用エア供給弁２１は、通常閉弁している
が、色替え時にオペレートエアが供給されると開弁する
オン・オフ弁である。

【００３８】塗料供給弁１７〜１９及びシンナ供給弁２
０、洗浄用エア供給弁２１には、オペレートエア管路２
８ａ〜２８ｅが接続されており、各オペレートエア管路
２８ａ〜２８ｅからのエア（空気信号）により各弁が切
り替わる。そして、色替バルブユニット１０の各弁は、
塗装時には常に１色のみを供給するように連携して切替
制御される。

【００３９】エア供給ユニット２９のエア出力管路３０
には、オペレートエア供給管路３１と、塗装ガン８にパ
ターンエアを供給するパターンエア供給管路３２と、霧
化エアを供給する霧化エア供給管路３３と、洗浄用エア
供給弁２１に洗浄用エアを供給する洗浄用エア供給管路
３４とが接続されている。

【００４０】そして、オペレートエア供給管路３１には
オペレートエア供給用のソレノイドバルブＳＶ１〜ＳＶ
１１が配設され、パターンエア供給管路３２にはパター
ンエア供給弁３５，３６が配設され、霧化エア供給管路
３３には霧化エア供給弁３７，３８が配設されている。

【００４１】ソレノイドバルブＳＶ１〜ＳＶ１１は、通
常閉弁しており、ロボットコントローラ９から出力され
た制御信号により開弁する。ソレノイドバルブＳＶ１〜
ＳＶ５はオペレートエア管路２８ａ〜２８ｅを介して色
替バルブユニット１０の塗料供給弁１７〜１９，シンナ
供給弁２０，洗浄用エア供給弁２１にオペレートエアを
供給する電磁弁である。

【００４２】また、ソレノイドバルブＳＶ６はオペレー
トエア管路２８ｆを介して塗料供給管切替弁１３に塗料
供給・塗料排出用のオペレートエアを供給する電磁弁で
ある。ソレノイドバルブＳＶ７はオペレートエア管路２
８ｇを介して塗装ガン８に塗装オン・オフ用のオペレー
トエアを供給する電磁弁である。

【００４３】また、ソレノイドバルブＳＶ８，９はオペ
レートエア管路２８ｈ，２８ｉを介して霧化エア供給弁
３７，３８にオペレートエアを供給する電磁弁である。
ソレノイドバルブＳＶ１０，１１はオペレートエア管路
２８ｊ，２８ｋを介して、パターンエア供給弁３５，３
６にオペレートエアを供給する電磁弁である。

【００４４】色替えを行う際は、まず塗料の共通管路で
ある塗料供給管１６及び塗料供給チューブ１１，１２や
塗装ガン８の内部を洗浄液（シンナ）により洗浄する必
要がある。そこで、塗料供給管１６の上流側端部にはシ
ンナ供給弁２０，洗浄用エア供給弁２１が配設されてい
る。そのため、洗浄時には、シンナ及び洗浄用の圧縮空
気を塗料供給管１６及び塗料供給チューブ１１，１２や
塗装ガン８に供給して洗浄する。

【００４５】シンナ供給弁２０及び洗浄用エア供給弁２
１は、エアオペレート型の２ポート２位置弁が使用され
ているので、シンナ供給弁２０にはソレノイドバルブＳ
Ｖ４からの空気信号がオペレートエアとして供給され
る。また、洗浄用エア供給弁２１には、ソレノイドバル
ブＳＶ５からの空気信号がオペレートエアとして供給さ
れる。

【００４６】塗装ガン８には、塗料オン・オフ制御用の
オペレートエアがソレノイドバルブＳＶ７から供給さ
れ、霧化エア供給弁３７，３８からの霧化エア及びパタ
ーンエア供給弁３５，３６からのパターンエアが供給さ
れる。霧化エアは霧化エア供給弁３７，３８によって２
種類の塗料の霧化圧を選択し、塗装ガン８に供給するこ
とができる。また、パターンエアも同様にパターンエア
供給弁３５，３６によって２種類の塗装パターンを選択
することができる。

【００４７】オペレートエアは、後述するロボットコン
トローラ９から出力された制御信号によりソレノイドバ
ルブＳＶ１〜ＳＶ１１が開弁又は閉弁することにより制
御され、ソレノイドバルブをオンにすると開弁してオペ
レートエアが各弁に供給される。

【００４８】図３は色替バルブユニット１０を制御する
色替え制御装置のブロック図である。色替え制御装置３
９は、ロボットコントローラ９内に設けられており、演
算手順などを示すプログラムを記憶するＲＯＭ４０と、
演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ４１と、サンプ
リング時間やソレノイドバルブ制御時間を生成するタイ
マ４２と、各ソレノイドバルブへ信号を出力するｉ／ｏ
制御部４３と、制御演算装置４４とからなる。

【００４９】この色替え制御装置３９は、ロボットコン
トローラ９から出力される次塗料信号、色替えのタイミ
ングを知らせる色替え要求信号、塗装用ロボット１の姿
勢を検出するロボット位置信号によってソレノイドバル
ブＳＶ１〜ＳＶ１１を開閉制御することにより色替バル
ブユニット１０及びエア供給ユニット２９の各弁を切替
えるものである。

【００５０】色替え制御装置３９からの出力は、オペレ
ートエア用の圧縮空気をオン・オフするソレノイドバル
ブＳＶ１〜ＳＶ７へ送られ、色替バルブユニット１０及
び塗装ガン８のオン・オフを制御する。また、色替え制
御装置３９は、色替バルブユニット１０が色替えシーケ
ンス中、色替え完了、エラー状態等であることを示すス
テータス信号をロボットコントローラ９へ出力する。

【００５１】次に、塗料Ａから塗料Ｂへの色替えのシー
ケンスについて図４乃至図６のフローチャートを参照し
て説明する。尚、図４はロボットコントローラ９が実行
する処理のフローチャート、図５は色替え制御装置３９
が実行する処理のフローチャート、図６は塗装ガンのオ
フポイントを設定する処理のフローチャートである。

【００５２】今、色替え制御装置３９は、ロボットコン
トローラ９からの信号によって塗装ガン８へ塗料Ａを供
給するように色替バルブユニット１０を制御し、塗料Ａ
でワーク（図示せず）を塗装する。この状態での色替バ
ルブユニット１０へのオペレートエアの供給は、ソレノ
イドバルブＳＶ１からだけである。

【００５３】そのため、ソレノイドバルブＳＶ１からオ
ペレートエアが供給された色替バルブユニット１０の塗
料供給弁１７はオン状態となり、塗料供給管１６を介し
て塗装ガン８へ塗料Ａを供給する。また、他の塗料Ｂ〜
Ｅは、塗料供給管１６へ吐出されずに塗料供給装置へ循
環している。

【００５４】ロボットコントローラ９は、図４のステッ
プＳ１（以下「ステップ」を省略する）で塗装プログラ
ムを再生して塗装用ロボット１を塗装作業させる。この
塗装プログラム再生中に例えば１秒毎に塗装の有無を判
定する（Ｓ２）。そして、塗装有りの場合には、Ｓ３に
進み、次塗装プログラムでの色替え要求の有無を判定す
る。

【００５５】Ｓ３において、色替え要求がある場合はＳ
４に進み、ロボットコントローラ９は色替え要求信号、
及び塗料Ｂ信号を色替え制御装置３９に出力する。尚、
色替え制御装置３９では、後述するようにこの色替え要
求信号、及び塗料Ｂ信号により色替え制御を開始する。

【００５６】その後、所定の塗装プログラムが完了する
と（Ｓ５）、塗装用ロボット１を待機位置へ移動させた
後（Ｓ６）、塗装用ロボット１の各アームが待機位置へ
移動したかどうかを確認する（Ｓ７）。尚、塗装用ロボ
ット１の各アームを待機位置へ移動させたのは、塗装用
ロボット１の各アームを色替え姿勢へ動作する際にワー
クとの干渉を避けるためである。

【００５７】次に、塗装用ロボット１の各アームを色替
えのための色替え位置に動作させ（Ｓ８）、塗装用ロボ
ット１の各アームが色替え位置に到達したことを確認す
る（Ｓ９）。そして、Ｓ９において、塗装用ロボット１
の各アームが色替え位置に到達したときは、色替え位置
到達信号を出力する（Ｓ１０）。

【００５８】続いて、Ｓ１１で色替えが完了した否かを
判定する。すなわち、Ｓ１１において、色替え完了のス
テータス信号が入力されていないときは、色替えが完了
していないものと判断して、Ｓ１２に移行し、エラーの
有無を判定する。そして、エラーがないときは再度Ｓ１
１に戻り、エラーが有るときはＳ１３に移行してエラー
処理を実行する。

【００５９】また、Ｓ１１において、色替え完了のステ
ータス信号が入力されたときは、Ｓ１４に進み、塗装用
ロボット１の各アームを塗装開始のための待機位置へ移
動させる。そして、塗装用ロボット１の各アームが待機
位置へ移動したかどうかを確認する（Ｓ１５）。

【００６０】その後、Ｓ１６で次塗装プログラムの再生
シーケンスを実行する。また、上記Ｓ３において、色替
え要求がない場合は、Ｓ１７で塗装プログラムが完了し
たものと判断して、Ｓ４〜Ｓ１３の処理を実行せずにＳ
１４に移行する。このように、ロボットコントローラ９
は、予めティーチングされた塗装プログラムに基づいて
塗装用ロボット１を塗装作業させると共に色替え動作さ
せるように制御を行っている。

【００６１】しかし、塗装プログラムの再生中、塗装用
ロボット１は常時塗装しているわけではない。そのた
め、実際には塗装プログラム終了前に塗装が終了してい
る場合が多い。そこで、塗装プログラム中にある塗装プ
ログラム単位の共通情報であるヘッダデータに塗装プロ
グラム中塗装ガン８が最後のオフとなるポイントを示す
塗装ガンオフポイントデータを追加する。

【００６２】そして、塗装プログラムの再生中、ロボッ
トコントローラ９が塗装ガンオフポイントデータより塗
装ガン８を最後にオフする塗装オンオフの最終ポイント
を認識することができれば塗装プログラムの再生中であ
ってもロボットコントローラ９が色替え要求の有無を判
断し、色替え要求がある場合は色替え要求信号及び塗料
Ｂ信号を色替え制御装置３９に出力することができる。

【００６３】すなわち、塗装用ロボット１では、後述す
るように塗装ガン８がティーチングデータの最終ポイン
ト（塗装ガンオフポイント）に至ると、色替え要求信号
が出力され、これに基づいて塗料供給管切替弁１３が上
流側の塗料供給チューブ１１と塗料排出チューブ１４と
を連通するように切り替わる。そのため、塗装用ロボッ
ト１は、色替え動作状態になる前に共通管路としての塗
料供給チューブ１１に残留する塗料を排塗料回収装置１
５へ排出させることが可能になる。その結果、通常より
も早く色替え動作を開始することができ、色替え姿勢に
おける共通管路の洗浄時間を短縮することができ、色替
え時間の短縮が可能となると共に塗装ラインの稼働率の
低下を防止できる。

【００６４】また、塗装ガン８がティーチングデータの
最終ポイント（塗装ガンオフポイント）から塗装動作の
最終ポイントを通過して色替え姿勢に移る前までに色替
え要求信号に基づいて塗料供給管切替弁１３が上流側の
塗料供給チューブ１１と塗料排出チューブ１４とを連通
するように切り替えるようにしても良い。

【００６５】以下、色替え動作の具体例について説明す
る。一方、図４のＳ３で色替え要求信号、及び塗料Ｂ信
号を受け取った色替え制御装置３９の制御演算装置４４
は、図５に示す以下の色替え制御を実行する。色替え制
御装置３９は、ロボットコントローラ９から色替え要求
信号、及び塗料信号が入力されると、ソレノイドバルブ
ＳＶ１をオフにして塗料Ａの塗料供給弁１７を循環状態
に切り替えて塗料供給弁１７から塗料供給管１６への塗
料供給を停止する。（Ｓ２１）。

【００６６】次に、ソレノイドバルブＳＶ６をオンにし
て塗料供給管切替弁１３を上流側の塗料供給チューブ１
１と塗料排出チューブ１４とを連通するように切り替え
る（Ｓ２２）。続いて、ソレノイドバルブＳＶ５を一定
時間（タイマ４２により設定）オンとし、洗浄用エアで
塗料供給管１６及び塗料供給チューブ１１内の残留塗料
を一定時間塗料排出チューブ１４へ排出させて排塗料回
収装置１５で回収させる（Ｓ２３）。

【００６７】さらに、ソレノイドバルブＳＶ４を一定時
間オンとし、シンナで塗料供給管１６及び塗料供給チュ
ーブ１１内を一定時間洗浄して、廃液としてのシンナを
塗料排出チューブ１４を介して排塗料回収装置１５へ排
出させる（Ｓ２４）。Ｓ２５では、洗浄を確実に行うた
め、Ｓ２３，Ｓ２４の洗浄回数をカウントし、予め設定
された回数だけ上記洗浄工程を繰り返す。尚、上記洗浄
工程の回数は、塗料の種類や要求されている塗装品質に
よって異なるものであり、適宜設定される。そして、所
定の設定回数だけ洗浄工程を繰り返すと、Ｓ２６でソレ
ノイドバルブＳＶ５を一定時間（タイマ４２により設
定）オンにして洗浄用エア供給弁２１を開弁させて、洗
浄用エアにより塗料供給管１６及び塗料供給チューブ１
１内の残留シンナを塗料排出チューブ１４へ排出させ
る。このようにして塗装用ロボット１が色替え姿勢に到
達する前に塗料供給管１６及び塗料供給チューブ１１を
洗浄することができる。

【００６８】次のＳ２７では、塗装用ロボット１が色替
え姿勢に到達したか否かを判定する。そして、Ｓ２７に
おいて、塗装用ロボット１が色替え姿勢に到達したとき
は、Ｓ２８に進み、ソレノイドバルブＳＶ６をオフと
し、塗料供給管切替弁１３を上流側の塗料供給チューブ
１１と下流側の塗料供給チューブ１２とを連通するよう
に切り替える。

【００６９】この後、Ｓ２９でソレノイドバルブＳＶ５
を一定時間（タイマ４２により設定）オンにして洗浄用
エア供給弁２１を開弁させて、洗浄用エアにより塗料供
給管１６及び塗料供給チューブ１１，１２、塗装ガン８
内を洗浄する。続いて、ソレノイドバルブＳＶ４を一定
時間オンとし、シンナで塗料供給管１６及び塗料供給チ
ューブ１１，１２、塗装ガン８内を一定時間洗浄して、
廃液としてのシンナを塗料排出チューブ１４を介して排
塗料回収装置１５へ排出させる（Ｓ３０）。

【００７０】Ｓ３１では、洗浄を確実に行うため、Ｓ２
９，Ｓ３０の洗浄回数をカウントし、予め設定された回
数だけ上記洗浄工程を繰り返す。次のＳ３２では、ソレ
ノイドバルブＳＶ５を一定時間（タイマ４２により設
定）オンにして洗浄用エア供給弁２１を開弁させて、洗
浄用エアにより塗料供給管１６及び塗料供給チューブ１
１，１２、塗装ガン８内のシンナを排出させる。

【００７１】そして、Ｓ３３では、ソレノイドバルブＳ
Ｖ２をオンとし、塗料Ｂの塗料供給弁１８を塗料供給側
に切り替えて塗料供給管１６及び塗料供給チューブ１
１，１２を介して塗装ガン８へ塗料Ｂを供給させる。次
のＳ３４では、塗料Ｂにより塗装ガン８から残留シンナ
を完全に排出するため、ソレノイドバルブＳＶ７を一定
時間（タイマ４２により設定）オンにして塗装ガン８か
ら残留シンナ及び塗料Ｂを噴射させて、塗装ガン８で捨
て吹きを行う。

【００７２】その後、Ｓ３５に進み、ロボットコントロ
ーラ９に色替え完了信号を出力する。これで、塗料Ａか
ら塗料Ｂに色替えする場合の一連の制御処理が終了す
る。また、塗料Ｂから塗料Ｃへの色替え、あるいは塗料
Ｃから塗料Ａへの色替えの場合も上記と同様に色替え処
理が実行される。

【００７３】ここで、ＰＴＰ（Point to Point）教示方
法について説明する。例えば、塗装用ロボット１におけ
るＰＴＰ教示方法は、作業者が手元操作装置９ａを操作
して各ポイントに塗装用ロボット１の姿勢、動作速度、
ポイント間の軌道補間情報、塗装ガン８のオン・オフ情
報等をポイント単位で設定するものである。

【００７４】このＰＴＰ教示方法により設定された制御
プログラムは、これらポイントデータの集まりであるた
め、ロボットコントローラ９はティーチングされたポイ
ントデータを順次、あるいは一括して読み込む。そし
て、ロボットコントローラ９は、ＰＴＰ教示方法により
設定されたロボット制御プログラムに基づいて塗装用ロ
ボット１及び塗装ガン８等を制御する。

【００７５】塗装ポイントデータの最終ポイントである
塗装ガンオフポイントデータの設定方法は、ＰＴＰ教示
終了時、あるいは教示プログラムの修正終了時に図６に
示す処理を実行すれば良い。すなわち、ヘッドデータに
塗装ガン８がオフするポイントを記憶する塗装ガンオフ
ポイントデータを設定し、さらにロボットコントローラ
９内の教示制御部に塗装ガン８が最後にオンするポイン
トを記憶する塗装ガンオンポイントデータ及びポイント
No. カウンタを設定する。

【００７６】図６のＳ４１において、ロボットコントロ
ーラ９は、塗装ガンオフポイントデータをイニシャライ
ズする。次のＳ４２では、塗装ガンオンポイントデータ
をイニシャライズし、続いてＳ４３でポイントNo. カウ
ンタをイニシャライズする。次のＳ４４では、教示プロ
グラムのポイントデータが塗装ガン８をオンするか否か
を判断する。このＳ４４において、教示プログラムのポ
イントデータが塗装ガン８をオフする場合、Ｓ４５に移
行して既に塗装ガンオンポイントデータを記憶している
か否かを判定する。そして、Ｓ４５で塗装ガンオンポイ
ントデータを記憶している場合には、Ｓ４６に進み、塗
装ガンオフポイントデータにポイントNo. を記憶する。
この後、後述するＳ５０へ移行してポイントNo. カウン
タをインクリメントする。

【００７７】また、Ｓ４４において、教示プログラムの
ポイントデータが塗装ガン８をオンする場合、Ｓ４７に
移行して塗装ガンオンポイントデータにポイントNo. を
記憶する。その後、Ｓ４８で現在の塗装ガンオフポイン
トデータが今記憶した塗装ガンオンポイントデータより
も前のポイントであるか否かを判定する。

【００７８】Ｓ４８において、現在の塗装ガンオフポイ
ントデータが今記憶した塗装ガンオンポイントデータよ
りも前のポイントであるときは、Ｓ４９に進み、塗装ガ
ンオフポイントデータをクリアする。続いて、Ｓ５０で
ポイントNo. カウンタをインクリメントする。

【００７９】次のＳ５１では、次の塗装ポイントが登録
されているか否かを判定しており、次の塗装ポイントが
登録されているときは上記Ｓ４４に戻り、Ｓ４４以降の
処理を繰り返す。また、上記Ｓ５１において、次の塗装
ポイントが登録されていないときは、塗装ガンオフポイ
ントデータの設定処理を終了する。このようにしてＰＴ
Ｐ教示終了時、あるいは教示プログラムの修正終了時に
塗装ポイントの最終ポイントである塗装ガンオフポイン
トデータの設定が行われる。

【００８０】そして、塗装用ロボット１では、塗装ガン
８が上記のように設定された塗装ガンオフポイントに至
ると、色替え要求信号が出力され、これに基づいて塗料
供給管切替弁１３が上流側の塗料供給チューブ１１と塗
料排出チューブ１４とを連通するように切り替わって共
通管路としての塗料供給チューブ１１に残留する塗料を
排塗料回収装置１５へ排出させることができる。

【００８１】尚、上記実施例では、３色の塗料Ａ〜Ｃの
中から任意の塗料を選択的に供給する色替え装置を一例
として説明したが、３色以上の塗料を供給する構成とさ
れた装置にも適用することができるのは勿論である。ま
た、上記実施例では、塗装用ロボット１の旋回ベース４
に色替バルブユニット１０が設置された構成を一例とし
て説明したが、これに限らず、例えば色替バルブユニッ
ト１０を第１アーム５や第２アーム６に搭載することも
可能である。

【００８２】また、上記実施例では、ロボットコントロ
ーラ９の中に色替え制御装置３９が設けられているもの
として説明したが、これに限らず、色替え制御装置３９
をロボットコントローラ９と別体に設ける構成としても
良いのは勿論である。また、上記実施例では、シンナを
洗浄液として使用するものとして説明したが、洗浄液と
してはシンナ以外のものを使用することが可能であり、
例えば水溶性の塗料の場合には水を洗浄液として使用で
きる。

【００８３】

【発明の効果】上述の如く、請求項１によれば、色替え
時に切替弁を切り替えて共通管路に残留する塗料を排出
管路へ排出させた後、切替弁を切り替えて塗装ガンに残
留する塗料を洗浄することができるので、色替え時に共
通管路と塗装ガンとを同時に洗浄するよりも洗浄時間を
短縮できる。よって、通常よりも早く色替え動作を開始
することができ、色替え姿勢における共通管路の洗浄時
間を短縮することができ、色替え時間の短縮が可能とな
ると共に塗装ラインの稼働率を向上させることができ
る。また、色替えに伴う廃液（残留塗料、シンナ等）を
全て塗装ガンから排出させるのではなく、色替え動作前
に排出管路から共通管路に残留する塗料を排出すること
ができるので、廃液の回収が容易となり、塗装エリアに
排出される塗料、シンナを減らすことができる。

【００８４】また、請求項２によれば、色替え時に切替
弁を切り替えて共通管路に残留する塗料を排出管路へ排
出させた後、切替弁を切り替えて塗装ガンに残留する塗
料を洗浄することができるので、塗装ガン及びアームが
色替え動作位置に至る前に共通管路に残留する塗料を排
出させておくことにより色替え時に共通管路と塗装ガン
とを同時に洗浄するよりも洗浄時間を短縮できる。よっ
て、請求項１と同様に、通常よりも早く色替え動作を開
始することができ、色替え姿勢における共通管路の洗浄
時間を短縮することができ、色替え時間の短縮が可能と
なると共に塗装ラインの稼働率を向上させることができ
る。

【００８５】また、請求項３によれば、色替要求信号に
基づいて切替弁を切り替えて共通管路に残留する塗料を
排出管路へ排出させるため、色替え動作に移る前に共通
管路を洗浄しておくことができ、その分洗浄時間を短縮
できる。また、請求項４によれば、塗装ガンが予めティ
ーチングされた塗装オン・オフポイントの最終ポイント
を通過した後、予めティーチングされた塗装ガンの動作
ポイントの最終ポイントに至ると色替要求信号を出力さ
せて共通管路に残留する塗料を排出管路へ排出させるた
め、色替え動作に移る前に共通管路を洗浄しておくこと
ができ、その分洗浄時間を短縮できる。

【００８６】また、請求項５によれば、塗装ガンが予め
ティーチングされた塗装オン・オフポイントの最終ポイ
ントに至ると色替要求信号を出力させ、色替バルブユニ
ットの色替え弁を切り替える色替要求信号に基づいて切
替弁を切り替えて共通管路に残留する塗料を排出管路へ
排出させるため、色替え動作に移る前に共通管路を洗浄
しておくことができ、その分洗浄時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる色替え装置及び塗装用ロボットの
一実施例の構成図である。

【図２】塗装システムの構成図である。

【図３】色替え制御装置のブロック図である。

【図４】ロボットコントローラが実行するフローチャー
トである。

【図５】色替え制御装置が実行するフローチャートであ
る。

【図６】塗装ガンオフポイントデータの設定を行うフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ 塗装用ロボット ３ 基台 ４ 旋回ベース ５ 第１アーム ６ 第２アーム ７ 手首部 ８ 塗装ガン ９ ロボットコントローラ １０ 色替バルブユニット １１，１２ 塗料供給チューブ １３ 塗料供給管切替弁 １４ 塗料排出チューブ １５ 排塗料回収装置 １６ 塗料供給管 １７〜１９ 塗料供給弁 ２０ シンナ供給弁 ２１ 洗浄用エア供給弁 ２９ エア供給ユニット ３５，３６ パターンエア供給弁 ３７，３８ 霧化エア供給弁 ３９ 色替え制御装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色の異なる塗料が個別に供給される複数
   の色替え弁と塗装ガンとを共通管路で接続し、該複数の
   色替え弁のうち一の色替え弁を切り替えて任意の塗料を
   該塗装ガンに供給する色替え装置において、 前記共通管路の塗料を外部に排出する排出管路と、 前記共通管路に設けられ、前記共通管路と前記塗装ガン
   又は前記共通管路と前記排出管路とを連通するように切
   り替わる切替弁と、 色替え時に前記切替弁を切り替えて前記共通管路に残留
   する塗料を前記排出管路へ排出させた後、前記切替弁を
   切り替えて前記塗装ガンに残留する塗料を洗浄する色替
   え制御手段と、 を備えたことを特徴とする色替え装置。
2. 【請求項２】 アーム先端に装着された塗装ガンと、色
   の異なる塗料が個別に供給される複数の色替え弁と、該
   塗装ガンと該複数の色替え弁とを連通する共通管路とを
   有し、該複数の色替え弁のうち一の色替え弁を切り替え
   て任意の塗料を該塗装ガンから噴霧させる塗装用ロボッ
   トにおいて、 前記共通管路の塗料を外部に排出する排出管路と、 前記共通管路に設けられ、前記共通管路と前記塗装ガン
   又は前記共通管路と前記排出管路とを連通するように切
   り替わる切替弁と、 色替え時に前記切替弁を切り替えて前記共通管路に残留
   する塗料を前記排出管路へ排出させた後、前記切替弁を
   切り替えて前記塗装ガンに残留する塗料を洗浄する色替
   え制御手段と、 を備えたことを特徴とする塗装用ロボット。
3. 【請求項３】 前記色替え制御手段は、前記アームが色
   替え動作位置に至る前に前記色替バルブユニットの色替
   え弁を切り替える色替要求信号に基づいて前記切替弁を
   切り替えて前記共通管路に残留する塗料を前記排出管路
   へ排出させることを特徴とする請求項２記載の塗装用ロ
   ボット。
4. 【請求項４】 前記色替え制御手段は、前記塗装ガンが
   予めティーチングされた塗装オン・オフポイントの最終
   ポイントを通過した後、予めティーチングされた塗装ガ
   ンの動作ポイントの最終ポイントに至ると前記色替要求
   信号を出力させ、前記色替バルブユニットの色替え弁を
   切り替える色替要求信号に基づいて前記切替弁を切り替
   えて前記共通管路に残留する塗料を前記排出管路へ排出
   させることを特徴とする請求項２記載の塗装用ロボッ
   ト。
5. 【請求項５】 前記色替え制御手段は、前記塗装ガンが
   予めティーチングされた塗装オン・オフポイントの最終
   ポイントに至ると前記色替要求信号を出力させ、前記色
   替バルブユニットの色替え弁を切り替える色替要求信号
   に基づいて前記切替弁を切り替えて前記共通管路に残留
   する塗料を前記排出管路へ排出させることを特徴とする
   請求項２記載の塗装用ロボット。