JPH10230200A

JPH10230200A - 塗装用ロボット

Info

Publication number: JPH10230200A
Application number: JP3661397A
Authority: JP
Inventors: Takuya Matsumoto; 拓也松本; Masayoshi Takahashi; 真義高橋
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は手首部での発熱を低減することを課
題とする。【解決手段】塗装用ロボットは、アーム先端の手首部
７に塗装ガン８が取り付けられている。手首部７にはア
ーム側スイベル機構７ａ、塗装ガン側スイベル機構７ｂ
が設けられている。塗装ガン８と塗装ガン側スイベル機
構７ｂとの間を連通する塗料供給チューブ２５には、ダ
ンプバルブ１３が配設されている。非塗装時は、ダンプ
バルブ１３が還流状態となる。そのため、色替バルブユ
ニット１１からダンプバルブ１３に供給された塗料は、
塗料還流系路を形成する還流チューブ１４、塗装ガン側
スイベル機構７ｂ内の通路、還流チューブ１５、アーム
側スイベル機構７ａ内の通路を通過して塗料供給源に還
流される。そのため、塗料の移動によりスイベル機構７
ａ，７ｂの温度上昇が抑制され、シール部材の劣化を防
止できると共に、塗料の品質低下が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は手首部の内部に形成
された環状通路を介して手首部に装着された塗装ガンに
塗料を供給するよう構成された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。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
ムを旋回させて塗装開始位置に戻す。

【０００３】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。また、塗装用ロボットにおいては、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
には塗装ガンが装着されている。色替バルブユニットか
ら引き出された塗料チューブ、エアチューブ、シンナチ
ューブは、手首部のスイベル機構により構成されたアー
ム側チューブ接続部に接続される。さらに、アーム側端
部から引き出された各チューブは、手首部の外周に螺旋
状に巻付けられており、手首部の動作を邪魔しないよう
に取り付けられている。

【０００４】そして、アーム側チューブ接続部から引き
出された各チューブの端部は、手首部の先端に設けられ
た手首部側チューブ接続部に接続される。さらに、手首
部側チューブ接続部から引き出された各チューブは、塗
装ガンに接続される。このように、各チューブが接続さ
れるチューブ接続部は、手首部の回動動作を妨げないよ
うにスイベル機構により回動可能に取り付けられてお
り、スイベル機構の内部には、チューブ接続部に連通す
る環状の通路が形成されている。そのため、各チューブ
から供給された塗料、エア、シンナは、スイベル機構内
に形成された通路を介して供給されるため、手首部の回
動位置に拘わらず塗装ガンに安定供給される。

【０００５】そして、各スイベル機構に形成された回動
部分は、手首部の回動動作により相対的に回転できるよ
うに構成されており、この回動部分にはスイベル機構内
を流れる塗料、シンナ、エアが外部に漏れないようにＯ
リング又はリップシール等よりなるシール部材が取り付
けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成とされた従来
の塗装用ロボットでは、非塗装時になると塗料供給装置
から供給された塗料を塗料供給装置に還流させて塗料が
チューブ内で固化しないようにしている。しかしなが
ら、色替バルブユニットがアーム上に設けられているの
で、塗料は塗料供給装置と色替バルブユニットとの間で
循環しているだけであり、アーム先端の手首部に装着さ
れた塗装ガンと色替バルブユニットとの間を接続する塗
料チューブ内に充填された塗料は循環できない構成とな
っていた。

【０００７】そのため、従来の塗装用ロボットにおいて
は、非塗装時間が長くなると、塗装ガンと色替バルブユ
ニットとの間を接続する塗料チューブ内で塗料が固化し
て塗料ガンに塗料が供給されにくくなるといった問題が
ある。また、上記塗装用ロボットでは、スイベル機構の
回動部分にシール部材が取り付けられているため、手首
部を駆動させる際にシール部材が相対回転するシール部
分に密着した状態で摺接することになり、シール部分に
おいて摩擦熱が発生するといった問題がある。特に、ワ
ークの形状が複雑である場合には、塗装ガンの向きを頻
繁に変える必要があるので、手首部の回動動作が多くな
り、その分摩擦熱が高温になりやすい。

【０００８】また、スイベル機構の内部に形成された通
路内に塗料、エア、シンナ等の流体が流れているとき
は、シール部分で発生した熱が通路内を流れる流体によ
って冷却されるが、塗装時あるいは色替時以外のときは
塗料、エア、シンナ等の流体が流れないため、スイベル
機構で発生した熱を下げることができなかった。そのた
め、塗装ガンから塗料を噴射させないまま手首部を駆動
させて塗装ガンの向きを著しく変化させるときは、スイ
ベル機構の通路内で塗料が停止した状態であるので塗料
の温度が上昇してしまう。

【０００９】また、塗料にメタリック系塗料が使用され
ている場合、塗料中に混入された金属片による研磨性が
高いので、摩擦係数が大きくなり、摩擦による回動部分
での温度上昇がより高くなる。このようなスイベル機構
の回動部分における温度上昇は、シール部材の劣化によ
りシール性の低下を招くばかりか、スイベル機構の通路
を流れる塗料の品質も低下させてしまうおそれがあっ
た。

【００１０】そこで、本発明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。

【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、塗料供給源からの塗料を手首部先端に装着さ
れた塗装ガンに供給して塗装を行う塗装用ロボットにお
いて、前記手首部先端と前記塗装ガンとの間に、塗装時
に前記塗料供給源からの塗料を前記塗装ガンに供給し、
非塗装時に前記塗料供給源からの塗料を前記塗料供給源
に還流させるように塗料の流れ方向を切り替える切替手
段を設けたことを特徴とするものである。

【００１２】従って、請求項１の発明によれば、非塗装
時に塗料供給源からの塗料を塗料供給源に還流させるよ
うに塗料の流れ方向を切り替えるため、非塗装時間が長
くなっても塗装ガンと色替バルブユニットとの間を接続
する塗料チューブ内で塗料が固化することを防止でき、
塗料ガンへの塗料供給量が絞られることを防止できる。

【００１３】また、請求項２の発明は、アーム先端の手
首部に装着された塗装ガンと、該手首部の両端の夫々を
回動可能に支持する回動継手と、該回動継手の内部に形
成された通路と、該通路に任意の塗装色の塗料を選択的
に供給する塗料供給源とを有し、該塗料供給源から供給
された塗料を前記通路を介して前記塗装ガンに供給して
塗装を行う塗装用ロボットにおいて、前記回動継手の通
路と前記塗装ガンとの間を連通する管路に切替弁を設
け、該切替弁と前記塗料供給源との間を連通する還流管
路を設けてなり、前記切替弁は、塗装時に前記塗料供給
源からの塗料を前記塗装ガンに供給し、非塗装時に前記
塗料供給源からの塗料を前記還流管路を介して前記塗料
供給源に還流させることを特徴とするものである。

【００１４】従って、請求項２の発明によれば、回動継
手に形成された通路と塗装ガンとの間を連通する管路に
切替弁を設けると共に、塗装時に塗料供給源からの塗料
を塗装ガンに供給し、非塗装時に塗料供給源からの塗料
を還流管路を介して塗料供給源に還流させるように切替
弁を切り替えるため、非塗装時においても還流管路内の
塗料を移動させて回動継手の回動部分で発生した熱を低
下させてシール部材の劣化防止及び塗料の品質低下を防
止することができる。

【００１５】また、請求項３の発明は、前記請求項２記
載の塗装用ロボットにおいて、前記切替弁は前記手首部
先端から前記塗装ガンまでの間に設けられていることを
特徴とするものである。従って、請求項３の発明によれ
ば、切替弁が手首部先端から塗装ガンまでの間に設けら
れているので、塗装ガンの近傍で塗料の流れ方向を切り
替えることができ、非塗装時に流れの止まっている塗料
を減らして塗料の停滞による影響を最小に抑えることが
できると共に、切替弁が手首部の動作を妨げない位置に
装着できる。

【００１６】

【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は本発明になる塗装用ロボットの構
成を示す斜視図、図２は塗料供給系路及び色替バルブユ
ニットの構成を示す系統図である。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（共に図示せず）
により一定の速度で供給される。

【００１７】塗装用ロボット１は、被塗装物が搬送され
ると、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。

【００１８】手首部７は、アーム側スイベル機構（回動
継手）７ａと塗装ガン側スイベル機構７ｂとの間に回動
部材７ｃが回動自在に連結されており、塗装ガン側スイ
ベル機構（回動継手）７ｂの先端にはブラケット９を介
して塗装ガン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。

【００１９】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、各モータは制御装置
１０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、各可動部の回動位置検出信号が制御装
置１０にフィードバックされる。

【００２０】塗装用ロボット１の手首部７に取り付けら
れた塗装ガン８には、第２アーム６の上面に設けられた
色替バルブユニット１１から送出された塗料が供給され
る。尚、色替バルブユニット１１には、後述するように
塗料供給チューブ１２ａ〜１２ｄを介して各塗装色毎に
設けられた塗料供給ユニット（図示せず）から各色の塗
料が供給されており、色替バルブユニット１１は各電磁
弁の切替え動作により被塗装物の種類に応じた一の塗装
色の塗料を選択的に供給する。

【００２１】色替バルブユニット１１から引き出された
供給側共通チューブ１９、及びエア供給チューブ２０、
シンナ供給チューブ２１は、手首部７のアーム側スイベ
ル機構７ａに接続されている。また、アーム側スイベル
機構７ａから引き出された塗料供給チューブ２２、エア
供給チューブ２３、シンナ供給チューブ２４は、塗装ガ
ン側スイベル機構７ｂに接続されている。塗装ガン側ス
イベル機構７ｂから引き出された塗料供給チューブ２
５、エア供給チューブ２６、シンナ供給チューブ２７が
塗装ガン８に接続されている。

【００２２】塗装用ロボット１の近傍には、塗装動作の
邪魔にならないように廃液回収容器２８が設置されてい
る。この廃液回収容器２８は、塗装用ロボット１が塗装
ガン８を挿入しやすい高さ位置に支持されており、その
前面に塗装ガン８が挿入される塗装ガン挿入口２８ａが
設けられている。尚、廃液回収容器２８で回収された塗
料及び洗浄液は、ドレンチューブ２９を介して廃液回収
槽（図示せず）等に送液される。

【００２３】図２は本発明の要部及び色替バルブユニッ
ト１１及び各チューブの接続を示す系統図、図３は色替
バルブユニット１１の平面図である。塗装ガン８と塗装
ガン側スイベル機構７ｂとの間を連通する塗料供給チュ
ーブ２５には、ダンプバルブ（切替弁）１３が配設され
ている。ダンプバルブ１３は、塗装用ロボット１の手首
部７の先端と塗装ガン８との間に設けられており、塗装
ガン８に近接した位置に設けられている。そのため、後
述するように非塗装時にダンプバルブ１３を切り替える
際、塗装ガン８の近傍まで塗料を循環させることが可能
になり、非塗装時間が長くなっても塗料が固化して流れ
にくくなることを防止できる。

【００２４】そのため、非塗装時に流れの止まっている
塗料を減らして塗料の停滞による影響を最小に抑えるこ
とができると共に、ダンプバルブ１３が手首部７の動作
を妨げない位置に装着されている。塗料供給チューブ２
５の上流側チューブ２５ａは、塗装ガン側スイベル機構
７ｂに接続されており、塗装ガン側スイベル機構７ｂ及
びアーム側スイベル機構７ａ内の通路７ａ_1,７ｂ₁を介
して色替バルブユニット１１に連通されている。

【００２５】ダンプバルブ１３は、シンナ等の可燃性雰
囲気での使用を考慮して空気駆動式の三方弁であり、具
体的にはエア駆動部１３ａへの空気圧信号の供給あるい
は供給停止により切り替わる３ポート２位置弁よりな
る。ダンプバルブ１３は、塗料供給チューブ２５の上流
側チューブ２５ａが接続されたポートａと、塗料供給チ
ューブ２５の下流側チューブ２５ｂが接続されたポート
ｂと、還流チューブ（還流管路）１４が接続されたポー
トｃとを有する。

【００２６】尚、還流チューブ１４の下流側端部は、塗
装ガン側スイベル機構７ｂに接続されており、塗装ガン
側スイベル機構７ｂの通路７ｂ₂とアーム側スイベル機
構７ａの通路７ａ₂との間は還流チューブ１５を介して
連通されている。よって、ダンプバルブ１３のポートｃ
は、塗料還流系路を形成する還流チューブ１４、塗装ガ
ン側スイベル機構７ｂの通路７ｂ₂、還流チューブ１
５、アーム側スイベル機構７ａ内の通路７ａ₂、還流側
共通チューブ３９を介して色替バルブユニット１１に連
通されている。

【００２７】そして、塗装時は、ダンプバルブ１３のエ
ア駆動部１３ａに空気圧信号が供給されて弁体１３ｂが
駆動されており、ポートａとポートｂとが連通されてい
る。よって、色替バルブユニット１１から供給された塗
料は、塗料供給系路を形成する供給側共通チューブ１
９、アーム側スイベル機構７ａ及び塗装ガン側スイベル
機構７ｂ内の通路７ａ_1,７ｂ₁を通過した後、ダンプバ
ルブ１３を介して塗装ガン８に供給されて被塗装物に吹
き付けられる。

【００２８】そのため、塗装時、塗料はアーム側スイベ
ル機構７ａ及び塗装ガン側スイベル機構７ｂ内の通路７
ａ_2,７ａ₂を流れているため、アーム側スイベル機構７
ａ及び塗装ガン側スイベル機構７ｂの発熱を低下させる
冷却液としても作用することになり手首部７の回動動作
により発生した熱を除去することができる。また、非塗
装時は、ダンプバルブ１３のエア駆動部１３ａへの空気
圧信号が停止されて弁体１３ｂがバネ１３ｃによりポー
トａとポートｃとが連通する還流状態に復帰する。その
ため、色替バルブユニット１１から塗料供給系路を介し
てダンプバルブ１３に供給された塗料は、塗料還流系路
を形成する還流チューブ１４、塗装ガン側スイベル機構
７ｂ内の通路７ｂ₂、還流チューブ１５、アーム側スイ
ベル機構７ａ内の通路７ａ₂を通過し、色替バルブユニ
ット１１を介して塗料供給ユニット（図示せず）に還流
される。

【００２９】そのため、非塗装時も上記塗装時と同様に
塗料がアーム側スイベル機構７ａ及び塗装ガン側スイベ
ル機構７ｂ内の通路７ａ_1,７ｂ₁及び７ｂ_2,７ａ₂を流
れているため、アーム側スイベル機構７ａ及び塗装ガン
側スイベル機構７ｂは塗料の移動により発熱が抑制され
て手首部７の回動動作により発生した熱が除去される。
これにより、スイベル機構７ａ，７ｂの温度上昇が抑制
され、シール部材の劣化を防止できると共に、塗料の品
質低下も防止できる。

【００３０】ここで、色替バルブユニット１１の構成に
ついて説明する。色替バルブユニット１１は、塗料用切
替弁３１〜３４と、廃液用切替弁３５と、エア用切替弁
３６と、シンナ用切替弁３７とを有する。各切替弁３１
〜３７は、可燃性雰囲気での使用を考慮して空気駆動式
の切替弁よりなり、夫々信号用エアチューブ１８ａ〜１
８ｇが接続されている。尚、信号用チューブ１８ａ〜１
８ｇには、制御装置１０からの制御信号に対応した空気
信号が供給される。

【００３１】塗料用切替弁３１〜３４は、夫々４ポート
２位置弁であり、信号用チューブ１８ａ〜１８ｄを介し
て空気圧信号が供給されて駆動されるエア駆動部３１ａ
〜３４ａと、エア駆動部３１ａ〜３４ａに駆動される弁
体３１ｂ〜３４ｂと、エア駆動部３１ａ〜３４ａに空気
圧信号が供給されていないとき弁体３１ｂ〜３４ｂを復
帰させるコイルバネ３１ｃ〜３４ｃとよりなる。

【００３２】そして、塗料用切替弁３１〜３４は、塗料
が供給されるポートａと、ポートａに流入した塗料を吐
出するポートｂと、塗装ガン８から還流された塗料が供
給されるポートｃと、ポートｃに流入した塗料を塗料供
給ユニット側（図示せず）に還流させるポートｄとを有
する。尚、塗料用切替弁３１〜３４は、夫々色の異なる
塗料Ａ〜Ｄが供給されており、塗料Ａ〜Ｄのうち非塗装
物の塗装色に応じた任意の色が選択されると、その選択
された色の切替弁に空気圧信号が供給される。

【００３３】そのため、指定された色の切替弁は、空気
圧信号の供給によりポートａとポートｂとを連通させる
と共に、ポートｃとポートｄとを連通させる開弁状態と
なる。また、指定された色以外の切替弁は、空気圧信号
の供給が停止されているので、各ポートを遮断した閉弁
状態となっている。各塗料用切替弁３１〜３４は、ポー
トａに塗料供給装置（図示せず）から各色の塗料を供給
する塗料供給チューブ１２ａ〜１２ｄが接続され、ポー
トｂに供給側共通チューブ１９が接続され、ポートｃに
アーム側スイベル機構７ａ内の通路７ａ₂に連通された
還流側共通チューブ３９が接続され、ポートｄに塗料を
塗料供給装置に還流させる塗料還流チューブ１２ｅ〜１
２ｈが接続されている。

【００３４】また、切替弁３５〜３７は、夫々２ポート
２位置弁であり、信号用チューブ１８ｅ〜１８ｇを介し
て空気圧信号が供給されて駆動されるエア駆動部３５ａ
〜３７ａと、エア駆動部３５ａ〜３７ａに駆動される弁
体３５ｂ〜３７ｂと、エア駆動部３５ａ〜３７ａに空気
圧信号が供給されていないとき弁体３５ｂ〜３７ｂを復
帰させるコイルバネ３５ｃ〜３７ｃとよりなる。

【００３５】そして、切替弁３５〜３７は、エア駆動部
３５ａ〜３７ａに空気圧信号が供給されると、ポートａ
とポートｂとを連通させて開弁状態となり、空気圧信号
の供給が停止されると、ポートａとポートｂとを遮断し
た閉弁状態となる。エア用切替弁３６は、ａポートに圧
縮空気を供給するエア供給チューブ１６が接続され、ｂ
ポートに供給側共通チューブ１９が接続されている。
尚、エア供給チューブ１６には、エアの逆流を防止する
逆止弁１６ａが配設されている。

【００３６】また、シンナ用切替弁３７は、ａポートに
洗浄液としてのシンナを供給するシンナ供給チューブ１
７が接続され、ｂポートに供給側共通チューブ１９が接
続されている。尚、シンナ供給チューブ１７には、シン
ナの逆流を防止する逆止弁１７ａが配設されている。ま
た、廃液用切替弁３５は、ａポートに還流側共通チュー
ブ３９が接続され、ｂポートに排出チューブ４０が接続
されている。

【００３７】ここで、手首部７の内部構造について説明
する。図４は手首部７の内部構造を示す縦断面図であ
る。手首部７は、アーム６の基端部に取り付けられたモ
ータ（図示せず）の回転駆動力が伝達されてＡ，Ｂ，Ｃ
の各方向に回動する。そのため、アーム６の内部には、
第１〜第３の回転軸４１〜４３が同心円状に配設されて
いる。第１の回転軸４１は、Ａ方向駆動用であり、筒状
の第２の回転軸４２内に挿通され、回転軸４２内の軸受
４４により軸承されている。

【００３８】第２の回転軸４２は、Ｃ方向駆動用であ
り、筒状の第３の回転軸４３内に挿通され、軸受４４と
回転軸４３内の軸受４５により軸承されている。第３の
回転軸４３は、Ｂ方向駆動用であり、アーム６内に挿通
され、軸受４５とアーム６内の軸受４６により軸承され
ている。第３の回転軸４３外周とアーム６先端との間に
は、アーム側スイベル機構７ａが嵌合している。このア
ーム側スイベル機構７ａは、第３の回転軸４３の外周に
嵌合する筒状の回動体４８と、アーム６先端にボルト４
９により固定されたチューブ接続部５０とよりなる。回
動体４８は、内部に塗料が流れる通路４８ａと、エアが
流れる通路４８ｂと、シンナが流れる通路４８ｃとが軸
方向に延在して設けられている。但し、通路４８ｂ，４
８ｃは、図４中通路４８ａに隠れて見えない。

【００３９】また、チューブ接続部５０は、回動体４８
の外周に回動自在に嵌合しており、回動体４８の通路４
８ａ〜４８ｃに連通する環状通路５０ａ〜５０ｃが設け
られている。そして、チューブ接続部５０の外周には、
各環状通路５０ａ〜５０ｃに連通するように色替バルブ
ユニット１１からの塗料供給チューブ１９、エア供給チ
ューブ２０、シンナ供給チューブ２１が接続されてい
る。また、環状通路５０ａ〜５０ｃの内周には、回動体
４８の外周との間をシールするシール部材５１ａ〜５１
ｃが配設されている。

【００４０】アーム６先端と塗装ガン８との間には、中
空状のケース５２，５３，５４が介在している。ケース
５２は、第３の回転軸４３の端部に固着され、第３の回
転軸４３と一体に回動する。ケース５２の傾斜部５２ａ
は、軸受５５によりケース５３の一方の傾斜部５３ａを
回動自在に支持し、ケース５３の他方の傾斜部５３ｂに
は軸受５６によりケース５４の傾斜部５４ａが回動自在
に支持されている。

【００４１】各ケース５２，５３，５４の傾斜部５２
ａ，５３ａ，５３ｂ，５４ａは、それぞれアーム６の軸
線に対して４５度の角度で傾斜している。そのため、各
ケース５２，５３，５４の回動の組合せにより塗装ガン
８の向きを自在に変更することができる。ケース５２，
５３の連結部内には、軸受５７に軸承された軸５８が挿
通され、ケース５３，５４の連結部内には、軸受５９に
軸承された軸６０が挿通されている。そして、ケース５
４の内部には、ブラケット９に連結された軸６１が軸承
されている。

【００４２】第１の回転軸４１の端部に設けられたベベ
ルギヤ４１ａは、軸５８のベベルギヤ５８ａに噛合して
おり、軸５８のベベルギヤ５８ｂは軸６０のベベルギヤ
６０ａに噛合している。また、軸６０のベベルギヤ６０
ｂは軸６１のベベルギヤ６１ａに噛合している。そのた
め、第１の回転軸４１の回転は、各軸５８，６０，６１
を介してブラケット９に伝達され、塗装ガン８をＡ方向
に回動させる。

【００４３】また、第２の回転軸４２の端部に設けられ
たベベルギヤ４２ａは、ケース５３の傾斜部５３ａに設
けられたベベルギヤ５３ａに噛合している。従って、第
２の回転軸４２の回転は、ケース５３に伝達され、塗装
ガン８をＣ方向に回動させる。また、第３の回転軸４３
の端部に結合されたケース５２の端部には、ベベルギヤ
５２ａが設けられている。このベベルギヤ５２ａは、ケ
ース５４の端部に設けられたベベルギヤ５４ａに噛合し
ている。従って、第３の回転軸４３の回転は、ケース５
４に伝達され、塗装ガン８をＢ方向に回動させる。

【００４４】ケース５４の端部には、軸６１とブラケッ
ト９との間を結合するための軸６２が介在している。こ
の軸６２外周とケース５４との間には、塗装ガン側スイ
ベル機構７ｂが嵌合している。この塗装ガン側スイベル
機構７ｂは、軸６２の外周に嵌合する筒状の回動体６３
と、ケース５４先端にボルト６４により固定されたチュ
ーブ接続部６５とよりなる。回動体６３は、内部に塗料
が流れる通路６３ａと、エアが流れる通路６３ｂと、シ
ンナが流れる通路６３ｃとが軸方向に延在して設けられ
ている。但し、通路６３ｂ，６３ｃは、図４中通路６３
ａに隠れて見えない。

【００４５】また、チューブ接続部６５は、回動体６３
の外周に回動自在に嵌合しており、回動体６３の通路６
３ａ〜６３ｃに連通する環状通路６５ａ〜６５ｃが設け
られている。そして、チューブ接続部６５の外周には、
各環状通路６５ａ〜６５ｃに連通するようにアーム側ス
イベル機構７ａから引き出された塗料供給チューブ２
２、エア供給チューブ２３、シンナ供給チューブ２４が
接続されている。また、環状通路６５ａ〜６５ｃの内周
には、回動体６３の外周との間をシールするシール部材
６６ａ〜６６ｃが配設されている。

【００４６】尚、図４には図示していないが、前述した
ダンプバルブ１３は、手首部先端と塗装ガン８との間に
位置する回動体６３又はブラケット９に取り付けられて
いる。図５は図４中Ｖ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
シンナ供給チューブ２１は、アーム６先端に設けられた
チューブ接続部５０の環状通路５０ｃに連通されてお
り、シンナ供給チューブ２１により供給されたシンナは
環状通路５０ｃを介して回動体４８の通路４８ｃに流入
する。

【００４７】図６は図４中ＶI −ＶI 線に沿った縦断面
図である。回動体４８から引き出されたシンナ供給チュ
ーブ２４は、手首部７先端に設けられたチューブ接続部
６４の環状通路６５ｃに連通されており、シンナ供給チ
ューブ２４により供給されたシンナは、環状通路５０ｃ
を介して回動体４８の通路４８ｃに流入する。

【００４８】図７は色替時の動作を示す斜視図である。
塗装用ロボット１は、旋回ベース４、アーム５，６を動
作させて塗装ガン８を水平状態にして廃液回収容器２８
の塗装ガン挿入口２８ａに挿入させる。そして、塗装ガ
ン８から前回の塗料を廃液回収容器２８内に噴射させ、
さらにシンナにより残留塗料を洗浄する。その後、次回
の塗料を塗装ガン８に供給して廃液回収容器２８内に噴
射させる。

【００４９】ここで、制御装置１０が実行するメイン処
理につき説明する。図８は制御装置１０が実行するメイ
ン処理のフローチャートである。制御装置１０は、ステ
ップＳ１（以下「ステップ」を省略する）において、上
位コンピュータより情報を取り込む。次に、Ｓ２で終了
信号の有無を確認する。そのため、終了信号がある場合
は塗装用ロボット１の制御を終了する。しかし、Ｓ２で
終了信号が無い場合は、Ｓ３に進み、ワーク（被塗装
物）の変更の有無を確認する。

【００５０】Ｓ３において、ワークの変更の指示がある
場合は、Ｓ４で変更されるワークのティーチングデータ
を読み出す。尚、Ｓ３において、ワークの変更の指示が
ない場合は、Ｓ４の処理を省略してＳ５に進む。Ｓ５で
は、色替えを行うか否かを判定する。Ｓ５において、色
替えの指示が有る場合は、Ｓ６に進み、塗装用ロボット
１を図７に示すように塗装ガン８を廃液回収容器２８の
塗装ガン挿入口２８ａに挿入させた後、後述する色替プ
ログラムの処理を実行する。

【００５１】また、前回と同じ塗装色の塗料Ａで塗装す
る場合は、Ｓ５において、色替えの指示がないので、Ｓ
７に移行する。すなわち、色替えを行なわない場合は、
Ｓ７でダンプバルブ１３への空気圧信号の供給を停止し
てダンプバルブ１３を図９に示すようにポートａとポー
トｃとを連通させた還流状態とする。このとき、塗料用
切替弁３１〜３４のうち、例えば前回と同じ塗料Ａの塗
料用切替弁３１のエア駆動部３１ａに空気圧信号が供給
されて塗料用切替弁３１が開弁状態となっているものと
する。

【００５２】そのため、色替バルブユニット１１から塗
料供給系路を介してダンプバルブ１４に供給された塗料
は、還流チューブ１４へ送出された後、塗装ガン側スイ
ベル機構７ｂ内の通路７ｂ₂、還流チューブ１５、アー
ム側スイベル機構７ａ内の通路７ａ₂を通過し、色替バ
ルブユニット１１の塗料用切替弁３１を介して塗料供給
ユニット７０に還流される。

【００５３】よって、アーム側スイベル機構７ａ及び塗
装ガン側スイベル機構７ｂは、非塗装時も塗料の移動に
より発熱が抑制されて手首部７の回動動作により発生し
た熱が除去される。これにより、スイベル機構７ａ，７
ｂの温度上昇が抑制され、シール部材の劣化を防止でき
ると共に、塗料の品質低下も防止できる。また、ダンプ
バルブ１３で塗料が循環するため、非塗装時間が長くな
っても塗装ガン８に供給される塗料が固化することを防
止でき、塗料ガン８に接続された塗料供給チューブ２５
の上流側チューブ２５ａで塗料ガン８への塗料供給量が
絞られることを防止できる。

【００５４】そして、Ｓ６の色替プログラムの処理が終
了したとき、あるいは上記Ｓ７の処理を終了したとき
は、、Ｓ８に進み、塗装用ロボット１を塗装作業開始前
の待機姿勢に動作させる。次のＳ９では、ワークが塗装
エリアに到着したことが検出されたか否かを判定する。
そして、Ｓ９でワークが塗装エリアに到着したことが検
出されると、Ｓ１０に進み、ダンプバルブ１３へ空気圧
信号を供給してダンプバルブ１３を図１０に示すように
ポートａとポートｂとを連通させた噴射状態とする。

【００５５】尚、ダンプバルブ１３はＳ１０でオンされ
るまで、オフ状態、すなわち還流状態を維持しており、
色替バルブユニット１１から供給された塗料は塗装開始
まで循環している。次のＳ１１では、予めティーチング
された当該ワークの塗装プログラムの処理を実行する。
そして、塗装時は、ダンプバルブ１３のポートａとポー
トｂとが連通されているため、色替バルブユニット１１
から供給された塗料は、アーム側スイベル機構７ａ及び
塗装ガン側スイベル機構７ｂ内の通路７ａ_1,７ｂ₁を通
過した後、ダンプバルブ１３を介して塗装ガン８に供給
されて被塗装物に吹き付けられる。

【００５６】よって、塗装時の塗料は、塗装ガン８に供
給される過程でアーム側スイベル機構７ａ及び塗装ガン
側スイベル機構７ｂの発熱を低下させることができる。
Ｓ１２では、Ｓ１１で所定の塗装作業が終了したか否か
を判定しており、塗装作業が終了すると、Ｓ１３に進
み、ダンプバルブ１３への空気圧信号の供給を停止して
ダンプバルブ１３をポートａとポートｃとを連通させた
還流状態に切り替える。そのため、非塗装時、アーム側
スイベル機構７ａ及び塗装ガン側スイベル機構７ｂは塗
料の移動により発熱が抑制されて手首部７の回動動作に
より発生した熱が除去される。この後、再びＳ１の処理
に戻る。

【００５７】次に、上記Ｓ６で色替プログラムで実行す
る処理につき説明する。尚、図１０は上記Ｓ６で実行さ
れる色替プログラムのフローチャートである。制御装置
１０は、Ｓ２１において、塗装用ロボット１の旋回ベー
ス４、アーム５，６、手首部７を色替原点位置に動作さ
せる。すなわち、図７に示すように塗装ガン８を水平状
態にして廃液回収容器２８の塗装ガン挿入口２８ａに挿
入させる。

【００５８】次にＳ２２で、塗料用切替弁３１〜３４の
うち現行の切替弁を閉弁状態に切り替える。そして、Ｓ
２３でダンプバルブ１３に空気圧信号を供給してポート
ａとポートｂとを連通させた循環状態に切り替える。次
のＳ２４では、エア用切替弁３６に空気圧信号を供給し
てエア用切替弁３６を開弁させる。これで、エア供給チ
ューブ１６から供給された圧縮空気は、供給側共通チュ
ーブ１９、アーム側スイベル機構７ａ及び塗装ガン側ス
イベル機構７ｂ内の通路７ａ_1,７ｂ₁を通過した後、ダ
ンプバルブ１３を介して還流チューブ１４へ送出された
後、塗装ガン側スイベル機構７ｂ内の通路７ｂ₂、還流
チューブ１５、アーム側スイベル機構７ａ内の通路７ａ
₂、還流側共通チューブ３９に至る。

【００５９】次のＳ２５では、廃液用切替弁３５に空気
圧信号を供給して廃液用切替弁３５を開弁させる。これ
で、エア供給チューブ１６から供給された供給による空
気圧により供給側及び還流側の系路に残留する塗料がパ
ージされて排出チューブ４０へ排出される。次のＳ２６
では、エア用切替弁３６への空気圧信号の供給を停止し
てエア用切替弁３６を閉弁させる。続いて、Ｓ２７に進
み、シンナ用切替弁３７に空気圧信号を供給してシンナ
用切替弁３７を開弁させる。これで、シンナ供給チュー
ブ１７を介して供給されたシンナは、供給側共通チュー
ブ１９、アーム側スイベル機構７ａ及び塗装ガン側スイ
ベル機構７ｂ内の通路７ａ_1,７ｂ₁を通過した後、ダン
プバルブ１３を介して還流チューブ１４へ送出される。
その後、シンナは、塗装ガン側スイベル機構７ｂ内の通
路７ｂ₂、還流チューブ１５、アーム側スイベル機構７
ａ内の通路７ａ₂、還流側共通チューブ３９を通過して
排出チューブ４０へ排出される。すなわち、シンナ供給
チューブ１７から供給されたインナにより供給側及び還
流側の系路を洗浄する。

【００６０】次のＳ２８では、洗浄時間Ｔが予め設定さ
れた所定時間Ｔ_Oに達したか否かを判定しており、Ｔ＜
Ｔ_Oのときは、Ｓ２９では排出チューブ４０に排出され
た液の色が無色になったか否かを判定する。尚、本実施
例では、排出チューブ４０が透明管により形成されてお
り、排出チューブ４０の透明部分において、廃液の色を
検出するセンサ（図示せず）が設けられている。そのた
め、排出チューブ４０に排出された廃液の色変化を監視
することにより洗浄が終了した否かを判定できる。

【００６１】従って、Ｓ２９において、排出チューブ４
０に排出された廃液に色があるときは、上記Ｓ２７に戻
り、Ｓ２７〜Ｓ２９の処理を繰り返す。そして、Ｓ２８
で洗浄時間Ｔが予め設定された所定時間Ｔ_Oに達したと
きは（Ｔ＞Ｔ_O）、塗料流出等の異常が発生しているも
のと判断してＳ３０に移行し、警報を発して異常処理を
実行する。

【００６２】また、Ｓ２９において、排出チューブ４０
に排出された廃液が無色になったときは、Ｓ３１に進
み、シンナ用切替弁３７を閉弁させる。続いて、Ｓ３２
でエア用切替弁３６に空気圧信号を供給してエア用切替
弁３６を開弁させる。これで、エア供給チューブ１６か
ら供給された圧縮空気は、塗料供給系路及び塗料還流系
路に供給され、各系路に残留するシンナをパージする。

【００６３】次のＳ３３では、エアパージ時間をチェッ
クしており、エア用切替弁３６が開弁されてから所定時
間が経過すると、エアパージが終了したものと判断して
Ｓ３４に進み、エア用切替弁３６への空気圧信号の供給
を停止してエア用切替弁３６を閉弁させる。次のＳ３５
では、廃液用切替弁３５への空気圧信号を停止して廃液
用切替弁３５を閉弁させる。これで、前回塗料の洗浄工
程が終了する。

【００６４】続いて、Ｓ３６において、ダンプバルブ１
３への空気圧信号を停止してポートａとポートｃとを連
通させた噴射状態に切り替える。そして、Ｓ３７に進
み、エア用切替弁３６に空気圧信号を供給してエア用切
替弁３６を開弁させる。これで、エア供給チューブ１６
から供給された圧縮空気は、塗料供給系路である供給側
共通チューブ１９、アーム側スイベル機構７ａ及び塗装
ガン側スイベル機構７ｂ内の通路７ａ_1,７ｂ₁を通過し
た後、ダンプバルブ１３を介して塗装ガン８へ供給され
る。そのため、塗装ガン８内に残留する塗料が廃液回収
容器２８に噴射される。

【００６５】次のＳ３８では、エアパージ時間をチェッ
クしており、エア用切替弁３６が開弁されてから所定時
間が経過すると、塗装ガン８内のエアパージが終了した
ものと判断してＳ３９に進み、エア用切替弁３６への空
気圧信号の供給を停止してエア用切替弁３６を閉弁させ
る。続いて、Ｓ４０において、シンナ用切替弁３７に空
気圧信号を供給してシンナ用切替弁３７を開弁させる。
これで、シンナ供給チューブ１７を介して供給されたシ
ンナは、供給側共通チューブ１９、アーム側スイベル機
構７ａ及び塗装ガン側スイベル機構７ｂ内の通路７ａ_1,
７ｂ₁を通過した後、ダンプバルブ１３を介して塗装ガ
ン８から噴射される。そのため、塗装ガン８の内部流路
がインナにより洗浄される。

【００６６】次のＳ４１では、シンナ洗浄時間をチェッ
クしており、シンナ用切替弁３７が開弁されてから所定
時間が経過すると、Ｓ４２に進み、シンナ用切替弁３７
を閉弁させる。その後、Ｓ４３で塗料用切替弁３１〜３
４のうち次回塗装色の塗料に対応する切替弁を開弁状態
に切り替える。続いて、Ｓ４４において、色替えが完了
したことを確認する。尚、本実施例では、廃液回収容器
２８内に塗装ガン８から噴射された液の色を検出するセ
ンサ（図示せず）が設けられている。そのため、塗装ガ
ン８から噴射された液の色変化を監視することにより洗
浄が終了した否かを判定できる。

【００６７】そのため、上記Ｓ４４において、塗装ガン
８から次回の塗料が噴射されて色替えが完了したとき
は、Ｓ４５に進み、ダンプバルブ１３への空気圧信号を
停止してダンプバルブ１３をポートａとポートｃとを連
通させた循環状態に切り替える。これで、色替バルブユ
ニット１１から供給された塗料は、塗料供給系路側のア
ーム側スイベル機構７ａ及び塗装ガン側スイベル機構７
ｂ内の通路７ａ_1,７ｂ₁を通過してダンプバルブ１３に
供給され、ダンプバルブ１３を介して塗料還流系路側の
還流チューブ１４へ送出された後、塗装ガン側スイベル
機構７ｂ内の通路７ｂ₂、還流チューブ１５、アーム側
スイベル機構７ａ内の通路７ａ₂を通過し、色替バルブ
ユニット１１の塗料用切替弁３１を介して塗料供給ユニ
ット７０に還流される。

【００６８】そのため、色替完了後は、塗料がダンプバ
ルブ１３を折り返し点として塗料供給系路側及び塗料還
流系路側を循環するため、アーム側スイベル機構７ａ及
び塗装ガン側スイベル機構７ｂの発熱が抑制されて手首
部７の回動動作により発生した熱が除去される。これに
より、スイベル機構７ａ，７ｂの温度上昇が抑制され、
シール部材の劣化を防止できると共に、塗料の品質低下
が防止される。

【００６９】尚、上記実施例では、廃液回収容器２８に
塗装ガン８を挿入して塗料をパージ、洗浄するようにし
たが、これに限らず、例えば塗装エリアに隣接して設け
られた色替エリアに向けて塗装ガン８に残留する塗料を
パージ、洗浄するようにしても良い。

【００７０】

【発明の効果】上述の如く、請求項１の発明によれば、
非塗装時に塗料供給源からの塗料を塗料供給源に還流さ
せるように塗料の流れ方向を切り替えるため、非塗装時
間が長くなっても塗装ガンと色替バルブユニットとの間
を接続する塗料チューブ内で塗料が固化することを防止
でき、塗料ガンへの塗料供給量が絞られることを防止で
きる。

【００７１】また、請求項２の発明によれば、回動継手
に形成された通路と塗装ガンとの間を連通する管路に切
替弁を設けると共に、塗装時に塗料供給源からの塗料を
塗装ガンに供給し、非塗装時に塗料供給源からの塗料を
還流管路を介して塗料供給源に還流させるように切替弁
を切り替えるため、非塗装時においても還流管路内の塗
料を移動させて回動継手の回動部分で発生した熱を低下
させてシール部材の劣化防止及び塗料の品質低下を防止
することができる。

【００７２】また、請求項３の発明によれば、切替弁が
手首部先端から塗装ガンまでの間に設けられているの
で、塗装ガンの近傍で塗料の流れ方向を切り替えること
ができ、非塗装時に流れの止まっている塗料を減らして
塗料の停滞による影響を最小に抑えることができると共
に、切替弁が手首部の動作を妨げない位置に装着でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる塗装用ロボット一実施例を説明す
るための斜視図である。

【図２】塗料供給系路及び色替バルブユニットの構成を
示す系統図である。

【図３】色替バルブユニットの平面図である。

【図４】手首部の構成を示す縦断面図である。

【図５】図４中Ｖ−Ｖ線に沿った縦断面図である。

【図６】図４中ＶI −ＶI 線に沿った縦断面図である。

【図７】色替時の動作を示す斜視図である。

【図８】制御装置が実行するメイン処理のフローチャー
トである。

【図９】非塗装時の塗料の循環を説明するための系統図
である。

【図１０】塗装時の塗料の流れを説明するための系統図
である。

【図１１】色替プログラムの制御処理のフローチャート
である。

【符号の説明】

１塗装用ロボット４旋回ベース５第１アーム６第２アーム７手首部７ａアーム側スイベル機構７ｂ塗装ガン側スイベル機構８塗装ガン１０制御装置１１色替バルブユニット１２ａ〜１２ｅ，２２，２５塗料供給チューブ１２ｆ〜１２ｈ塗料還流チューブ１３ダンプバルブ１４，１５還流チューブ１６，２０，２６エア供給チューブ１７，２１，２７シンナ供給チューブ１８ａ〜１８ｇ信号用チューブ１９供給側共通チューブ２８廃液回収容器３１〜３４塗料用切替弁３５廃液用切替弁３６エア用切替弁３７シンナ用切替弁３９還流側共通チューブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗料供給源からの塗料を手首部先端に装
着された塗装ガンに供給して塗装を行う塗装用ロボット
において、前記手首部先端と前記塗装ガンとの間に、塗装時に前記
塗料供給源からの塗料を前記塗装ガンに供給し、非塗装
時に前記塗料供給源からの塗料を前記塗料供給源に還流
させるように塗料の流れ方向を切り替える切替手段を設
けたことを特徴とする塗装用ロボット。
【請求項２】アーム先端の手首部に装着された塗装ガ
ンと、該手首部の両端の夫々を回動可能に支持する回動
継手と、該回動継手の内部に形成された通路と、該通路
に任意の塗装色の塗料を選択的に供給する塗料供給源と
を有し、該塗料供給源から供給された塗料を前記通路を
介して前記塗装ガンに供給して塗装を行う塗装用ロボッ
トにおいて、前記回動継手の通路と前記塗装ガンとの間を連通する管
路に切替弁を設け、該切替弁と前記塗料供給源との間を連通する還流管路を
設けてなり、前記切替弁は、塗装時に前記塗料供給源からの塗料を前
記塗装ガンに供給し、非塗装時に前記塗料供給源からの
塗料を前記還流管路を介して前記塗料供給源に還流させ
ることを特徴とする塗装用ロボット。
【請求項３】前記請求項２記載の塗装用ロボットにお
いて、前記切替弁は前記手首部先端から前記塗装ガンまでの間
に設けられていることを特徴とする塗装用ロボット。