JPH11277484A

JPH11277484A - 工業用ロボット

Info

Publication number: JPH11277484A
Application number: JP8775498A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Takahashi; 真義高橋; Jun Watanabe; 潤渡辺; Yoshiko Iriyama; 佳子入山
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】容易に配管の破損を未然防止することを可能
とし、生産性を向上させることができる工業用ロボット
を提供する。【解決手段】第２アーム５ｆの先端側から塗装ガン７
の後端にかけての手首部分内部の動力伝達機構に通孔３
０を設け、これに塗装機器６からの塗料供給チューブ等
の各チューブを配管すると共に、コントローラ１と接続
された光ファイバケーブル３３−１及び３３−２を配線
する。そして、塗装作業中に光ファイバケーブル３３−
１及び３３−２からの信号をチェックし、信号が途絶え
た時点で塗装ガン７の塗料噴射動作を停止する。又、配
管中に通常使用の各種チューブ３２−ｉに加えて予備チ
ューブ３５とこれに流路を切り替えるための切替バルブ
６１−ｉ及び６２−ｉを設け、手首部分の曲げ回数θjn
が所定の限界回数jlimを超えたときに、使用するチュー
ブを予備チューブ３５側に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力伝達機構に配
管が設けられた工業用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】塗装作業やシーリング作業等を行うロボ
ットのように、可動部に沿って所定の配管を設ける必要
のある工業用ロボットにおいては、可動部の動力伝達機
構を構成する動力伝達軸（シャフト）内に通孔を設けて
塗料やエア等の作業用流体を供給するための配管や動作
制御信号伝達用の配線を行うこととするのが通例であ
る。一般に、この種の工業用ロボットは、所定の作業プ
ログラムに従って動作するのに必要な作業用信号のみを
可動部等と制御手段との間で授受し、専ら予め定められ
た作業を実行するものとなっている。

【０００３】ところが、かかる工業用ロボットでは、可
動部の抵抗や曲げ、ひねり等による力が動力伝達軸内の
配管に加わるので、作業を継続すると配管は徐々に劣化
していき、やがて折れや亀裂、破れ、切断等が生じて破
損する。このため、従来においては、配管が破損してか
ら交換したり、或いは、所定の時間毎に配管の劣化状況
を点検したりすることとしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、配管が破損し
てから交換することとしたのでは、交換前の作業によっ
て作業対象物（ワーク）を破損してしまうことがある。
又、塗料の配管が動力伝達機構内に設けられている塗装
ロボット等にあっては、ワークを不良にするばかりでな
く、動力伝達機構内部に塗料やシンナーが漏れ、動力伝
達機構全体を交換しなければならなくなる。このため、
従来の工業用ロボットにおいては、配管の破損が不良品
を出す上にメンテナンスに多くの工数、費用等を要し、
生産性に多大な悪影響を及ぼすという問題があった。

【０００５】一方、所定の時間毎に配管の劣化状況を点
検することとした場合には、定期的に動力伝達機構の部
分を分解する必要がある。このため、メンテナンスに多
くの工数、費用等を要することになり、上記同様、やは
り生産性が損なわれるという問題があった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、多くの工数や費用等を要せず、かつ、作業対象
物を破損したり不良としたりすることもなく、容易に配
管の破損を未然防止することを可能とし、生産性を向上
させることができる工業用ロボットを提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
作業の実施に要する所定の流体を可動部に沿って設けら
れた配管によって供給する工業用ロボットにおいて、前
記配管に沿って配線され、前記配管を介して流体が供給
される側からの信号を伝達する信号伝達手段と、前記信
号伝達手段によって伝達されてきた信号を受け、受けた
信号の強度に基づいて前記配管の破損可能性を判断する
判断手段とを有することを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の工
業用ロボットにおいて、前記判断手段での判断結果によ
り前記配管の破損可能性があったとき、作業の実施を停
止させる制御手段を更に有することを特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の工業用ロボットにおいて、前記信号伝達手段
は、光ファイバによって構成されることを特徴としてい
る。

【００１０】請求項４記載の発明は、作業の実施に要す
る所定の流体を可動部に沿って設けられた配管によって
供給する工業用ロボットにおいて、前記配管に沿って配
線され、前記配管を介して流体が供給される側からの信
号を伝達する信号伝達手段と、前記信号伝達手段によっ
て伝達されてきた信号を受け、受けた信号の強度に基づ
いて前記配管の破損可能性を判断する判断手段と、前記
配管に沿って設けられた予備配管と、前記判断手段での
判断結果により前記配管の破損可能性があったとき、流
体の供給に使用する配管を前記配管から前記予備配管へ
切り替える切替手段とを有することを特徴としている。

【００１１】請求項５記載の発明は、作業の実施に要す
る所定の流体を可動部に沿って設けられた配管によって
供給する工業用ロボットにおいて、前記配管に沿って設
けられた予備配管と、流体の供給に使用する配管を前記
配管から前記予備配管へ切り替える切替手段と、前記可
動部の動作回数を計数する計数手段と、前記計数手段に
よって計数された動作回数が所定の回数を超えたとき、
前記切替手段に前記予備配管への切替を指示する切替制
御手段とを有することを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】＜全体構成及び基本動作＞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。初めに、本実施形態の全体的な構成と、それによる
全体的な基本動作について概説する。図１は本発明の一
実施形態による工業用ロボットを用いて構成した塗装ロ
ボットシステムの全体構成を示す図である。

【００１３】この図において、１はコントローラであ
り、入力装置２からケーブル３を介して各種指示データ
を受け、ケーブル４を介してマニピュレータ５の各可動
部に対する動作指令信号を供給すると共に、マニピュレ
ータ５との間で各種信号の授受を行い、これによりマニ
ピュレータ５の状態を監視しつつ、その動作を制御す
る。このコントローラ１は、教示プログラム、各種制御
パラメータ等を記憶する記憶装置と、それらプログラム
等と前記指示データ及びマニピュレータ５から受けた信
号等とに基づいて各種演算処理を行う演算処理部とを有
しており、該演算処理部における演算処理の結果に基づ
いてマニピュレータ５の動作を決定し、前記動作指令信
号を生成する。

【００１４】又、コントローラ１には、マニピュレータ
５に設けられた塗装機器６による塗料供給等を制御する
塗装機器制御ユニット１ａが設けられている。すなわ
ち、コントローラ１は、主としてマニピュレータ５の物
理的な動作を制御する部分（上記演算処理部等）と、そ
れによるマニピュレータ５の動作中に塗装作業の実施を
制御する部分（塗装機器制御ユニット１ａ）とを具備し
ている。尚、コントローラ１の内部構成の詳細や演算処
理動作の具体的内容等については後述する。

【００１５】入力装置２は、オペレータがマニピュレー
タ５への動作指令やデータ管理のための指示入力を行う
入力装置であり、入力されたデータを前記指示データと
してケーブル３を介してコントローラ１へ供給する。ケ
ーブル３、４は、それぞれ、入力装置２−コントローラ
１間、コントローラ１−マニピュレータ５間で授受され
る信号を伝達する接続線である。

【００１６】マニピュレータ５は、本塗装ロボットシス
テムにおける塗装ロボットの主要部であって、工場床面
に取り付けられたボックス５ａによって床面の所定位置
に固定されている。このマニピュレータ５は、図中に符
合５ａ〜５ｉで示すボックス、旋回ベース及びアーム等
と各可動部の駆動ユニット等の構成要素によって構成さ
れており、図２に示すように、各可動部の駆動によって
回転角度θ1、θ2、θ3、θ4、θ5及びθ6の方向にそれ
ぞれ動作可能な６自由度を有するものとなっている（但
し、図２はマニピュレータ５の動作形態を把握できるよ
うに若干模式的にしてあり、構成要素を一部省略してあ
る。）。以下、マニピュレータ５の各構成要素につい
て、図１と図２を併せて参照しつつ説明する。

【００１７】ボックス５ａは、上述のように工場床面の
所定位置に固定され、図示せぬ第１の可動部駆動ユニッ
トを収納しており、旋回ベース５ｂがその第１可動部駆
動ユニットを介してボックス５ａ上に取り付けられてい
る。ここに、第１可動部駆動ユニットは、ボックス５ａ
内に固定されたサーボモータ、その出力軸側に設けられ
た減速機及びエンコーダ等からなっており、旋回ベース
５ｂは、減速機を介してサーボモータの出力軸と連結さ
れ、図２中の矢印θ1方向に回転自在に取り付けられて
いる。そして、第１可動部駆動ユニットのサーボモータ
がコントローラ１から供給される動作指令信号によって
駆動され、これにより、旋回ベース５ｂがθ1方向に回
転し、この回転角度をエンコーダが検出してコントロー
ラ１へ供給するようになっている。

【００１８】又、旋回ベース５ｂには、同様にサーボモ
ータ等からなる第２の可動部駆動ユニット５ｃが取り付
けられている。第２可動部駆動ユニット５ｃにおいて
は、サーボモータが旋回ベース５ｂ側に固定されてお
り、その出力軸が減速機を介して第１アーム５ｄの一端
（後方端）と連結されている。そして、この第２可動部
駆動ユニット５ｃのサーボモータがコントローラ１から
供給される動作指令信号によって駆動され、これによ
り、第１アーム５ｄが図２中の矢印θ2方向に回転し、
この回転角度をエンコーダが検出してコントローラ１へ
供給するようになっている。

【００１９】一方、第１アーム５ｄの他端（先方端）に
は、第３の可動部駆動ユニット５ｅが取り付けられてい
る。第３可動部駆動ユニット５ｅにおいてもサーボモー
タの出力軸が減速機を介して第２アーム５ｆ側と連結さ
れており、これがコントローラ１から供給される動作指
令信号によって駆動され、第２アーム５ｆが図２中の矢
印θ3方向に回転し、この回転角度をエンコーダが検出
してコントローラ１へ供給するようになっている。

【００２０】第２アーム５ｆには、第３可動部駆動ユニ
ット５ｅとの連結部側（後方端側）に手首駆動ユニット
ケース５ｇが取り付けられており、先方端側に第１手首
部材５ｈ、第２手首部材５ｉ、塗装ガン７がそれぞれ図
２中の矢印θ4、θ5、θ6方向に回転自在な連結部を介
して順次取り付けられている。

【００２１】ここで、手首駆動ユニットケース５ｇ内に
は、第１手首部材５ｈ、第２手首部材５ｉ及び塗装ガン
７をそれぞれ回転動作させるためのサーボモータと、そ
れらサーボモータによる回転角度を検出するエンコーダ
等とからなる第４、第５及び第６の可動部駆動ユニット
が収納されている（図示略）。又、第２アーム５ｆ等の
内部には、それら第４、第５、第６可動部駆動ユニット
にて発生された駆動力をθ4、θ5、θ6方向の回転力と
して、それぞれ、第１手首部材５ｈ、第２手首部材５
ｉ、塗装ガン７へ伝達する動力伝達機構が設けられてい
る。尚、この動力伝達機構の内部には、後述する塗装機
器６からの塗料供給チューブ等の配管や信号伝達用の光
ファイバケーブル等の配線も設けられているが、この部
分の具体的な構成については後に更に詳述する。

【００２２】このような手首部分（第２アーム５ｆの先
端側から塗装ガン７の後端にかけての部分。以下におい
ても同様）の構成において、上記同様、第４、第５、第
６可動部駆動ユニットのサーボモータがコントローラ１
から供給される動作指令信号によって駆動され、その駆
動力が動力伝達機構を介して伝達されて第１手首部材５
ｈ、第２手首部材５ｉ、塗装ガン７がそれぞれθ4、θ
5、θ6方向に回転する。そして、これらの回転角度を各
エンコーダが検出し、コントローラ１へ供給するように
なっている。

【００２３】一方、図１の塗装機器６は、図示せぬ塗料
タンクやポンプ等から供給される複数色の塗料、シンナ
ー及び加圧エアを上記動力伝達機構内部の配管へ供給す
るもので、それらの供給をコントローラ１の塗装機器制
御ユニット１ａからの指示信号に従って制御する。

【００２４】塗装ガン７は、エアモータのタービンによ
って回転されるディスクで塗料を拡散しつつ噴射する回
転霧化式の塗装ガンである。この塗装ガン７は、動力伝
達機構内部の配管を介して塗装機器６と接続され、同機
構内部の配線を介してコントローラ１と接続されてお
り、同配管を介して供給される塗料や加圧エア等とコン
トローラ１から同配線を介して供給される指示信号とに
応じてワーク（図示略）に対する塗装作業を実施する。

【００２５】本塗装ロボットシステムの全体構成は以上
のようなものとなっており、この構成において、マニピ
ュレータ５は、塗装ガン７を空間上の任意の位置、姿勢
に移動させ、上記各可動部の回転角度θ1、θ2、θ3、
θ4、θ5及びθ6によって決定される位置、姿勢にてガ
ン先（図中の符合７ｘ）から塗料を噴射させ、ワークの
塗装を行う。すなわち、本塗装ロボットシステムにおい
ては、旋回ベース５ｂ、第１アーム５ｄ、第２アーム５
ｆ、第１手首部材５ｈ、第２手首部材５ｉ及び塗装ガン
７の回転角度θ1〜θ6によって塗装ガン７の位置及び姿
勢（ねらい方向）が決定されると共に、塗装機器６の動
作及び塗装ガン７の塗料噴射動作によって当該位置及び
姿勢での塗装作業の実施内容が決定される。そして、こ
れらの位置、姿勢及び回転角度θ1〜θ6並びに塗装作業
の実施内容等は、コントローラ１での演算処理により決
定され、その決定に基づく第１〜第６の可動部駆動ユニ
ットへの動作指令信号と塗装機器６及び塗装ガン７への
指示信号とによって制御される。

【００２６】＜手首部分への動力伝達機構＞次に、上記
動力伝達機構の構成について説明し、上記配管及び配線
についての一般的な事項を述べる。

【００２７】（１）動力伝達機構第１手首部材５ｈへの動力伝達機構図３に手首部分の断面図を示す。この図において、１０
は第４可動部駆動ユニットにより発生される駆動力を伝
達する動力伝達軸であり、同ユニットのサーボモータの
出力軸と連結されている。動力伝達軸１０の先端には平
歯車１１ａが取り付けられており、この平歯車１１ａは
平歯車１１ｂと噛合している。１２は、中心軸を回転角
度θ4の回転中心軸と同じくする中空円柱状の回転軸で
あり、この回転軸１２に平歯車１１ｂ及び第１手首部材
５ｈが取り付けられ、これらが一体に回転するようにな
っている。

【００２８】このような構成において、第４可動部駆動
ユニットから駆動力が供給されると、これが動力伝達軸
１０、平歯車１１ａを介して伝達され、平歯車１１ｂを
回転させる。これにより、その回転と共に回転軸１２と
第１手首部材５ｈも回転し、第１手首部材５ｈが回転角
度θ4の方向に回転することになる。

【００２９】第２手首部材５ｉへの動力伝達機構一方、１３は第５可動部駆動ユニットにより発生される
駆動力を伝達する動力伝達軸であり、同ユニットのサー
ボモータの出力軸と連結されている。動力伝達軸１３の
先端には平歯車１４ａが取り付けられており、この平歯
車１４ａは平歯車１４ｂと噛合している。１５は、上記
回転軸１２と同心の中空円柱状部材からなる回転軸であ
り、回転軸１２の内壁側にベアリングを介して設けら
れ、回転軸１２に対して回転自在になっている。平歯車
１４ｂは、この回転軸１５に取り付けられており、その
取付端と逆側の回転軸１５の端部には、笠歯車１６が取
り付けられ、平歯車１４ｂ、回転軸１５及び笠歯車１６
が一体に回転するようになっている。

【００３０】更に、笠歯車１６は笠歯車１７と噛合して
おり、この笠歯車１７は回転軸１８に取り付けられてい
る。回転軸１８は、中心軸を回転角度θ5の回転中心軸
と同じくする中空円柱状の回転軸であり、第２手首部材
５ｉに取り付けられてこれと一体に回転するようになっ
ており、第１手首部材５ｈに対しては外周壁側でベアリ
ングを介して回転自在となっている。すなわち、笠歯車
１６が回転すると、笠歯車１７、回転軸１８及び第２手
首部材５ｉが一体に回転するように構成されている。

【００３１】このような構成において、第５可動部駆動
ユニットから駆動力が供給されると、これが動力伝達軸
１３、平歯車１４ａ、平歯車１４ｂ、回転軸１５及び笠
歯車１６を介して伝達され、笠歯車１７を回転させる。
これにより、その回転と共に回転軸１８と第２手首部材
５ｉも回転し、第２手首部材５ｉが回転角度θ5の方向
に回転することになる。

【００３２】塗装ガン７への動力伝達機構又、１９は第６可動部駆動ユニットにより発生される駆
動力を伝達する動力伝達軸であり、同ユニットのサーボ
モータの出力軸と連結されている。動力伝達軸１９の先
端には平歯車２０ａが取り付けられており、この平歯車
２０ａは平歯車２０ｂと噛合している。２１は、上記回
転軸１２及び１５と同心の中空円柱状部材からなる回転
軸であり、回転軸１５の内壁側にベアリングを介して設
けられ、回転軸１５に対して回転自在になっている。平
歯車２０ｂは、この回転軸２１に取り付けられており、
その取付端と逆側の回転軸２１の端部には、笠歯車２２
が取り付けられ、平歯車２０ｂ、回転軸２１及び笠歯車
２２が一体に回転するようになっている。

【００３３】更に、笠歯車２２は笠歯車２３と噛合して
おり、この笠歯車２３は回転軸２４に取り付けられてい
る。回転軸２４は、上記回転軸１８と同心の中空円柱状
部材からなる回転軸であり、回転軸１８の内壁側にベア
リングを介して設けられ、回転軸１８に対して回転自在
になっている。又、回転軸２４の笠歯車２３の取付端と
逆側の端部には、笠歯車２５が取り付けられ、笠歯車２
３、回転軸２４及び笠歯車２５が一体に回転するように
なっている。

【００３４】そして、笠歯車２５は笠歯車２６と噛合し
ており、この笠歯車２６は回転軸２７に取り付けられて
いる。回転軸２７は、中心軸を回転角度θ6の回転中心
軸と同じくする中空円柱状の回転軸であり、塗装ガン７
に取り付けられてこれと一体に回転するようになってお
り、第２手首部材５ｉに対しては外周壁側でベアリング
を介して回転自在となっている。すなわち、笠歯車２５
が回転すると、笠歯車２６、回転軸２７及び塗装ガン７
が一体に回転するように構成されている。

【００３５】このような構成において、第６可動部駆動
ユニットから駆動力が供給されると、これが動力伝達軸
１９、平歯車２０ａ、平歯車２０ｂ、回転軸２１及び笠
歯車２２、笠歯車２３、回転軸２４及び笠歯車２５を介
して伝達され、笠歯車２６を回転させる。これにより、
その回転と共に回転軸２７と塗装ガン７も回転し、塗装
ガン７が回転角度θ6の方向に回転することになる。

【００３６】（２）配管及び配線の一般事項上述したように、動力伝達機構内の各回転軸は中空円柱
状の部材によって構成され、それぞれの箇所で同心的に
設けられている。そして、内側に他の回転軸が存在しな
い最内回転軸である回転軸２１、２４及び２７について
は、中心軸に沿った空洞がそのままとなっており、これ
らの回転軸の空洞によって第２アーム５ｆの先端部分か
ら塗装ガン７の後端部分にかけての通孔３０が形成され
ている。塗装ガン７への塗料供給チューブやエア供給チ
ューブ等の配管とコントローラ１からの指示信号等を伝
達するための配線は、この通孔３０に設けられる。

【００３７】このため、手首部分の可動部が動作する
と、それに伴って塗料供給チューブ等も運動し、曲げや
ひねりを受ける。これについて、図４に示すマニピュレ
ータ５の数学モデルを参照して説明すると、図示のよう
に、手首部分は３つの軸を中心として回転動作するの
で、塗料供給チューブ等はこれらの回転動作に沿って運
動し、曲げやひねりを受ける。例えば、θ4方向に第１
手首部材５ｈが回転すると紙面上下方向の曲げとθ4方
向のひねりを受け、θ5方向に第２手首部材５ｉが回転
すると塗装ガン７の部分で曲げとひねりを受け、θ6方
向に塗装ガン７が回転するとひねりを受ける。このよう
に、手首部分の通孔３０はマニピュレータ５の動作によ
る力を非常に受けやすい部分となっており、この部分に
設けられた配管は徐々に劣化していき、そのまま作業を
継続するといずれ破損する。

【００３８】本塗装ロボットシステムにおいては、以下
に述べる通孔３０内の配管及び配線並びに制御動作の特
異な形態により、かかる配管の破損及び破損した配管で
の塗装作業を回避する。

【００３９】＜配管及び配線並びに制御動作の種々の形
態＞（１）第１形態配管及び配線第１の形態における通孔３０内の配管及び配線を図５に
示す。図５は、通孔３０の図３におけるＡ−Ａ′断面を
示す図であり、通孔３０の中心である図中の原点は、こ
の場合、回転角度θ5の回転中心軸に当たる。

【００４０】図５において、中央に位置する大径の３１
は、塗装ガン７へ塗料噴射動作のＯＮ／ＯＦＦ用エアを
供給するための動力線であり、塗装機器６から第２アー
ム５ｆ内の空洞を通って通孔３０内へ誘導されている。
この動力線３１の外側に位置する中径の３２は、それぞ
れ、塗装ガン７の塗料噴射動作のための塗料供給チュー
ブやエア供給チューブ、静電用の電圧印加用ケーブル等
である（以下、これらを総称するときは「各種チューブ
等３２」という。）。ここに、エア供給チューブには、
回転霧化式の塗装ガン７の動作に必要なエア軸受け用、
エアモータ駆動用、シェービングエア用のエアチューブ
等が含まれ、これらのエア供給チューと塗料供給チュー
ブも動力線３１と同様に塗装機器６から第２アーム５ｆ
内の空洞を通って通孔３０内へ誘導されている。

【００４１】各種チューブ等３２の更に外側に位置する
小径の３３−１、３３−２は、塗装ガン７のタービンの
回転を検出するための光ファイバケーブルであり、上記
ケーブル４中に含まれ、コントローラ１からボックス５
ａや第１アーム５ｄ等の内部空隙を通って通孔３０内へ
誘導されている。これら光ファイバケーブル３３−１、
３３−２は、上記動力線３１や各種チューブ等３２に比
べて外力に対する強度が若干弱いものとなっており、手
首部分内部で動作半径が最も小さくなるところ（曲げや
ひねり等による力が最も強く加わることになるところ。
ここでは図示のように配管の最も外側）に配置する。

【００４２】通孔３０内には以上のような形態の配管及
び配線が設けられ、これらがすべて塗装ガン７へ入力
（接続）されている。そして、動力線３１、各種チュー
ブ等３２は、それぞれ、コントローラ１によって制御さ
れる塗装機器６からのＯＮ／ＯＦＦ用エア、塗料及び加
圧エア等を塗装ガン７へ供給する。一方、光ファイバケ
ーブル３３−１、３３−２は、塗装ガン７からのタービ
ンの回転検出信号をコントローラ１へ伝達する。

【００４３】ここに、回転検出信号とは、本塗装ロボッ
トシステムにおける塗装作業の実施状態を把握するため
の信号の一例であり、その伝達に光ファイバケーブルを
用いる本形態ではタービンで回転される塗料拡散用のカ
ップ又はベル形の回転体からの反射光等がこれに当た
る。この信号は、コントローラ１側に適当な強度の入射
光光源を設ける等して光ファイバケーブルが損傷しない
限り常に‘０’でない一定レベル以上の値を有するよう
にする。

【００４４】信号系の構成次に、本形態での塗装ロボットシステムにおける信号系
等について説明する。図６に同塗装ロボットシステムの
信号の系統図を示す。尚、この図においては、２点鎖線
で囲まれた部分が上記コントローラ１に対応する。

【００４５】図示のように、コントローラ１内には、各
種制御演算を行う演算処理部であるＣＰＵ４０、入出力
インターフェイス４１、データインターフェイス４２、
モータドライバＤ1〜Ｄ6及びモータドライバＤP等が設
けられている。入出力インターフェイス４１は、ＣＰＵ
４０と上記塗装機器６及び塗装ガン７や他の周辺装置等
との間を接続するインターフェイスであり、これらの間
で授受される信号を所定の信号形態として伝達する。

【００４６】ここに、他の周辺装置としては、ワークの
供給装置であるワークコンベア４３や生産ライン全体を
管理する中央管理装置４４等がある。ワークコンベア４
３は、ワークの供給が完了したときに供給完了信号‘WO
RK SET’を送信し、これをＣＰＵ４０が入出力インター
フェイス４１を介して受けることにより塗装作業のため
の制御演算処理が開始される。又、ワークの塗装作業が
完了したときには、ＣＰＵ４０が入出力インターフェイ
ス４１を介して塗装作業完了信号‘PAINT FIN’をワー
クコンベア４３へ送出し、続くワークの供給が可能であ
る旨を知らせる。一方、中央管理装置４４は、インター
フェース４１とバス４５とを介してＣＰＵ４０との間で
所定の信号を授受する。

【００４７】データインターフェイス４２は、ＣＰＵ４
０とモータドライバＤ1〜Ｄ6及びＤPとの間を接続する
インターフェイスであり、これらの間で授受される信号
を所定の信号形態として伝達する。

【００４８】モータドライバＤ1、Ｄ2、…、Ｄ6は、そ
れぞれ、データインターフェイス４２を介してＣＰＵ４
０から受けた指令信号に応じて、マニピュレータ５の第
１、第２、…、第６可動部駆動ユニットのサーボモータ
Ｍ1、Ｍ2、…、Ｍ6へ駆動電流（上記動作指令信号）を
供給する。又、各モータドライバは、自己が駆動電流を
供給するサーボモータから（正確にはそのサーボモータ
に付設された上述のエンコーダから）回転角度に応じた
信号を受け、それぞれの可動部の回転角度データとして
データインターフェイス４２を介してＣＰＵ４０へ供給
する。

【００４９】モータドライバＤPは、データインターフ
ェイス４２を介してＣＰＵ４０から受けた信号に応じ
て、モータＭPへ駆動電流を供給する。又、モータＭPか
ら駆動状況に応じた信号を受け、データインターフェイ
ス４２を介してＣＰＵ４０へ供給する。

【００５０】モータＭPは、塗装機器６等によって構成
される塗料供給系側に設けられたモータであり、ポンプ
４６を駆動するものである。ポンプ４６は、配管内を流
れる塗料やエア等を所定の流量及び圧力で流動させる
Ｆ．Ｇ．Ｐ（Flow GeneratingPomp）である。

【００５１】尚、塗料供給系は、上述した通孔３０内の
配管（図６ではポンプ４６と塗装ガン７との間に略記さ
れた管がこれに当たる。）やモータＭP、ポンプ４６の
ほか、図示のように、シンナーの供給をＯＮ／ＯＦＦす
るバルブ４７、エアの供給をＯＮ／ＯＦＦするバルブ４
８、塗料PAINT1、PAINT2の供給切替とその供給のＯＮ／
ＯＦＦを行う色替えバルブ４９、これらのバルブを介し
て供給される流体の流出をＯＮ／ＯＦＦするバルブ５０
等によって構成された色替えバルブユニット５１を具備
しており、この色替えバルブユニット５１の各バルブ４
７〜５０のＯＮ／ＯＦＦ等は、ＣＰＵ４０が入出力イン
ターフェイス４１を介して送信する指示信号によってそ
れぞれ制御するようになっている。このような構成によ
り、バルブ５０を介して流入する流体（塗料やエア等）
をポンプ４６が所定の流量及び圧力で塗装ガン７側（通
孔３０内の配管）へ供給する。

【００５２】又、ＣＰＵ４０は、入出力インターフェイ
ス４１を介して塗装ガン７と接続されており、塗装ガン
７に対して塗料噴射動作のＯＮ／ＯＦＦ指示信号を送信
できるようになっている。ここで、図中の入出力インタ
ーフェイス４１と塗装ガン７との間の接続線は、簡略化
のために一本に略記してあるが、上記光ファイバケーブ
ル３３−１と３３−２の双方に相当する。これらの光フ
ァイバケーブルは、塗装ガン７からのタービンの回転検
出信号をコントローラ１へ伝達するものであるが、コン
トローラ１からのＯＮ／ＯＦＦ指示信号の送信において
も、入出力インターフェイス４１と塗装ガン７との間の
信号伝達に光ファイバケーブル３３−１か３３−２のい
ずれか一方を利用する。但し、これらとは別にＯＮ／Ｏ
ＦＦ指示信号送信用の光ファイバケーブルを設けること
としてもよく、その場合も該光ファイバケーブルによっ
て塗装ガン７と入出力インターフェイス４１との間を接
続し、ＣＰＵ４０からのＯＮ／ＯＦＦ指示信号を入出力
インターフェイス４１を介して送信する。

【００５３】制御動作次に、上記構成による本形態における制御動作につい
て、図７及び図８を参照して説明する。図７は、マニピ
ュレータ５全体についての制御を含む制御動作の処理手
順を示す図であり、図８は、図７の処理中に行われる塗
装システムチェックの処理手順を示す図である。尚、図
７に示す処理は、非常に短い一定時間毎（例えば１０ms
毎）にコントローラ１において行われるもので、ここに
いう一定時間とは、コントローラ１とマニピュレータ５
等との間で各可動部の回転角度データや動作指令信号等
の授受が行われる一定時間（以下、「制御周期」とい
う。）がこれに当たる。

【００５４】図７において、まず、各可動部駆動ユニッ
トから供給されている各可動部の回転角度θ1〜θ6をＣ
ＰＵ４０がモータドライバＤ1〜Ｄ6、データインターフ
ェイス４２を介して取り込み、これらの取り込んだ回転
角度に基づいて、塗装ガン７の現在位置（ガン先７ｘの
現在位置）を算出する（ステップＳ1）。尚、この位置
は、幾何学的手法により、各可動部の回転角度θ1〜θ6
の関数として算出することができる。

【００５５】次に、ＣＰＵ４０が入出力インターフェイ
ス４１を介してチェックケーブルからの信号を取り込
み、塗装システムチェック処理を行って異常発生の有無
を診断する（ステップＳ2）。ここに、チェックケーブ
ルとは、塗装ロボットシステム内の異常検出に用いる信
号をマニピュレータ５側からコントローラ１側へ伝達す
るケーブルであり、本形態では、このチェックケーブル
として上述の光ファイバケーブル３３−１と３３−２を
用いる。ＣＰＵ４０は、塗装ロボットシステム内の異常
検出用の信号に上記回転検出信号を用い、図８に示す手
順に従ってステップＳ2における塗装システムチェック
処理を行う。

【００５６】塗装システムチェック処理では、まず、チ
ェックケーブルが何本目のものかを数えるためのカウン
タｉを‘１’に初期化する（図８のステップＳ20）。次
いで、システムエラー信号が“ＯＦＦ”の状態であるか
どうか、又は、カウンタｉの値がチェックケーブルの総
本数以下であるかどうかを判断する（ステップＳ21）。
そして、これら２つの判断の結果が共に“ＹＥＳ”とな
る限り、ステップＳ22以下の処理を繰り返す。

【００５７】ここで、システムエラー信号とは、塗装ロ
ボットシステム内に異常が発生したときに“ＯＮ”状態
とする信号であり、塗装ロボットシステムの動作開始時
に“ＯＦＦ”状態にセットし、後述する異常発生時の処
理にて“ＯＮ”状態としない限り、各制御周期を通じて
常に“ＯＦＦ”状態に維持される。又、カウンタｉの値
は、図８の処理を行う度にその最初のステップＳ20で
‘１’に初期化され、各チェックケーブルについての処
理で異常なしとされる度にインクリメントされる（後
述）ので、現制御周期においてこれから処理するチェッ
クケーブルが何本目かを表す値になる。従って、ステッ
プＳ21でカウンタｉの値がチェックケーブルの総本数以
下かどうかを判断することは、現制御周期においてすべ
てのチェックケーブルについての処理が終了したかどう
かを判断することに相当する。

【００５８】本形態では、チェックケーブルとして光フ
ァイバケーブル３３−１と３３−２を用いるので、カウ
ンタｉとの比較対象となる総本数は‘２’である。この
ため、塗装ロボットシステムの動作開始当初で初めて図
８の処理が行われる場合、システムエラー信号は“ＯＦ
Ｆ”状態であり、かつ、ステップＳ20でカウンタｉを
‘１’とした直後ではカウンタｉの値が総本数以下であ
るから、ステップＳ21における上記２つの判断の結果は
共に“ＹＥＳ”となり、ステップＳ22以下の処理へ進
む。

【００５９】ステップＳ22では、ＣＰＵ４０が入出力イ
ンターフェイス４１を介してｉ番目のチェックケーブル
からの信号を取り込み、これを信号値変数signalに代入
する。ここに、信号値変数signalは、ＣＰＵ４０が演算
処理で使用するデータ記憶部（ＲＡＭ）内に確保された
所定の記憶領域であり、ステップＳ22の処理を行う度に
チェックケーブルから取り込んだ信号が示す値に上書き
する。尚、チェックケーブルの番号は予め適当に定めて
おく。

【００６０】続いてステップＳ23へ進み、信号値変数si
gnalの値が‘０’であるかどうか、すなわち、ｉ番目の
チェックケーブルからの信号が途切れたかどうかを判断
する。そして、信号値変数signalの値が‘０’であった
場合にはステップＳ24へ進んでシステムエラー信号を
“ＯＮ”状態とし、‘０’でなかった場合にはステップ
Ｓ25へ進んでカウンタｉを‘１’インクリメントする。
これにより、チェックケーブルからの信号が途絶したと
きには異常が発生したと診断され、チェックケーブルか
ら何等かの信号が伝達されてきている間はカウンタｉの
値が次に処理すべきチェックケーブルの番号に更新され
ることになる。

【００６１】以後、ステップＳ21での判断結果が“ＹＥ
Ｓ”となる限り、上記同様の異常検出処理が繰り返し行
われる。すなわち、システムエラー信号が“ＯＮ”状態
となるか、或いは、すべてのチェックケーブルについて
の処理が終了するまで、上記ステップＳ22以下の処理が
繰り返される。そして、ステップＳ24でシステムエラー
信号が“ＯＮ”状態とされるとステップＳ21での判断結
果が“ＮＯ”となり、図８の塗装システムチェック処理
を終了して図７の処理へ戻る。又、すべてのチェックケ
ーブルについての処理が終了したときもステップＳ21で
の判断結果が“ＮＯ”となって図７の処理へ戻る。

【００６２】ここで、本形態におけるチェックケーブル
である光ファイバケーブル３３−１と３３−２は、上述
したように、共に通孔３０内に配管されている動力線３
１や各種チューブ等３２に比べて強度が弱い上に、力が
最も強く加わるところに配置されている。従って、手首
部分の動作により配管に折れ、亀裂、破れ、切断等が生
ずる前にチェックケーブルの方が断線し、上記図８のス
テップＳ22以下の処理による異常検出においては、その
断線により信号が途絶してシステムエラー信号が“Ｏ
Ｎ”状態とされることになる。これにより、配管が実際
に破損する前に、それが配置されたところでの曲げやひ
ねりによって劣化してきており、やがて破損することに
なるということを予め知ることができる。

【００６３】このようにして図８の塗装システムチェッ
ク処理が終了すると、図７の処理がステップＳ2からス
テップＳ3へ進み、システムエラー信号が“ＯＮ”状態
が否かを判断する。すなわち、上記塗装システムチェッ
ク処理後のシステムエラー信号により、塗装ロボットシ
ステム内に異常が発生したかどうか（チェックケーブル
からの信号が途絶えたかどうか）を判断する。

【００６４】このとき、異常が発生してシステムエラー
信号が“ＯＮ”状態となっていた場合には、動作中の現
在位置が教示プログラムの再生途中の位置（塗装作業中
の位置）であるかどうかを判断する（ステップＳ4）。
この判断は、具体的には、上記ステップＳ1で求めた塗
装ガン７の現在位置が教示プログラムにおける第１番目
の教示点位置より後の位置かどうかを判断すると共に、
同現在位置が教示プログラムにおける最終の教示点位置
でないかどうかを判断することによって行う。

【００６５】このステップＳ4での判断において、現在
位置が再生途中の位置であった場合には、判断結果が
“ＹＥＳ”となってステップＳ5へ進み、塗装ガン７を
移動させるべき目標位置を教示プログラムに基づく次の
目標位置に更新する。一方、現在位置が再生途中の位置
でなかった場合（すなわち、待機中であった場合）に
は、判断結果が“ＮＯ”となってステップＳ6へ進み、
目標位置を更新せずに現在の位置をそのまま目標位置と
する。このようにしてステップＳ4での判断結果に応じ
た目標位置設定を行った後に、ステップＳ7の処理へ進
む。

【００６６】ステップＳ7では、教示プログラムや入力
装置２からの指示データ等に基づく現在の塗装ガン７に
対する制御指令の如何に関わらず、次に塗装ガン７へ供
給するＯＮ／ＯＦＦ指示信号の指示値をＯＦＦの方にす
る（ＣＰＵ４０がこの指示値の格納領域にＯＦＦ指示の
値をセットする。）。その後、ステップＳ8へ進み、上
記ワークコンベア４３や中央管理装置４４等へ塗料供給
系のエラー信号を送信する。

【００６７】一方、ステップＳ3において、システムエ
ラー信号が“ＯＦＦ”状態であった場合には、ステップ
Ｓ9へ進み、塗装ガン７を移動させるべき目標位置を次
の目標位置に更新する。これは、何等異常が検出されな
いときには、プログラムの再生中かどうかを考慮するま
でもなく、通常の動作制御と同様に目標位置を更新する
処理を継続することを意味する。又、この後も通常の動
作制御同様、教示プログラム中の教示データから塗装ガ
ン７に対する塗料噴射動作のＯＮ／ＯＦＦ指示情報を読
み込む（ステップＳ10）。

【００６８】次に、上記ステップＳ5、Ｓ6又はＳ9で設
定した目標位置と、上記ステップＳ1で求めた現在位置
とに基づき、ＣＰＵ４０がモータドライバＤ1〜Ｄ6へ出
力すべきマニピュレータ５の動作に対する指令信号を算
出する（ステップＳ11）。

【００６９】その後、ステップＳ12へ進み、ＣＰＵ４０
は、上記ステップＳ7でＯＦＦ指示値にセットしたＯＮ
／ＯＦＦ指示信号を、入出力インターフェイス４１と信
号が途絶えた方でない光ファイバケーブルとを介して塗
装ガン７へ送信し、塗装ガン７の塗料噴射動作を停止す
る。又、必要に応じて上記塗料供給系の各バルブをＯＦ
Ｆ（閉鎖）したり、モータＭPの駆動を停止したりする
指示信号も送信する。

【００７０】続いて、上記ステップＳ11で算出した指令
信号をＣＰＵ４０がモータドライバＤ1〜Ｄ6へ出力し、
これを受けたモータドライバＤ1〜Ｄ6がそれぞれマニピ
ュレータの可動部駆動ユニットのサーボモータへ動作指
令信号を供給する（ステップＳ13）。これにより、設定
された目標位置へのマニピュレータ５の動作が実行され
る。

【００７１】以後、制御周期毎に、上述した図７及び図
８の処理が同様に実行され、常にチェックケーブルから
の信号が監視されつつマニピュレータ５の物理的動作と
塗装ガン７の塗料噴射動作とが制御される。これによ
り、異常が発生してシステムエラー信号が“ＯＮ”状態
となった場合であって、かつ、教示プログラムの再生中
である場合には、ステップＳ5で教示プログラムに基づ
く次の目標位置が設定され、ステップＳ7で塗装ガン７
へのＯＮ／ＯＦＦ指示信号にＯＦＦ指示値が設定される
ので、塗装ガンの塗料噴射動作のみが停止し、マニピュ
レータ５自体は教示プログラムに従って動作することに
なる。

【００７２】一方、システムエラー信号が“ＯＮ”状態
となった場合であって、かつ、教示プログラムの再生中
でない場合（再生終了時若しくは再生前の待機時等の場
合）には、ステップＳ6で現在位置がそのまま目標位置
とされ、ステップＳ7でＯＮ／ＯＦＦ指示信号にＯＦＦ
指示値が設定されるので、塗装ガンの塗料噴射動作のみ
ならず、マニピュレータ５自体の動作も停止することに
なる。又、この場合の制御動作は、上記教示プログラム
再生中の場合で、塗装ガンの塗料噴射動作のみが停止し
た後にマニピュレータ５の教示プログラムに従った動作
が進行して最終教示点位置に到達した場合にも行われる
ので、教示プログラム再生中に異常が発生したときに
は、まず塗装ガン７の塗料噴射のみが停止し、その後に
位置軌道の再生が終了した時点でマニピュレータ５の動
作も停止することになる。

【００７３】従って、配管に破損のおそれが生じた時点
で塗装作業が中止されるので、ワークを不良にすること
はなく、かつ、動力伝達機構内で塗料漏れを起こすこと
もない。更に、塗装作業を中止するときでも、常にマニ
ピュレータ５自体の動作は最終教示点位置まで再生され
るので、ワークの不良を出さないばかりでなく、マニピ
ュレータ５とワークとの干渉も回避することができ、安
全性が向上することになる。

【００７４】尚、システムエラー信号が“ＯＦＦ”状態
を維持しているとき（異常なく正常の状態を維持してい
るとき）は、ステップＳ9、Ｓ10で目標位置設定等が通
常通り行われるので、教示プログラムに従った塗装作業
が通常通り実施される。

【００７５】以上が本塗装ロボットシステムにおける配
管及び配線並びに制御動作の第１形態である。上述した
ように塗装作業が中止された場合にあっては、マニピュ
レータ５の動作停止後に配管の交換を行えばよい。

【００７６】第１形態の変形形態上記第１形態においては、異常検出のためのチェックケ
ーブルに光りファイバケーブルを用いることとしてい
た。これは、本実施形態のような回転霧化式の塗装ガン
を具備した塗装ロボットシステムにおいては、防爆性の
面からして特に有効である。

【００７７】但し、チェックケーブルは、光ファイバケ
ーブルに限定されるものではなく、塗装ガン７側からの
信号を伝達できるものであって、手首部分の動作によっ
て各チューブよりも早く破損するような構造、配置等で
設けられたものであればよく、例えば、微弱電流を流す
電線やエアチューブ等でもよい。ここで、電線の場合に
はコントローラ側でマニピュレータ側からの電流値を検
出し、エアチューブの場合にはコントローラ側で圧力を
検出し、上記同様にそれらの検出値の低下を監視するこ
ととすればよい。

【００７８】又、上記第１形態においては、チェックケ
ーブルと塗装ガン７への信号伝達用の信号線とを共用し
たが、特別にチェックケーブルとして用いる異常診断用
の信号線を配線することとしてもよい。かかる特別の信
号伝達用ケーブルを設けた例を図９に示す。この図は、
上記図５と同様、通孔３０の図３におけるＡ−Ａ′断面
に相当する図である。図中の符号３４が信号伝達用ケー
ブルであり、この例では、各種チューブ等３２の外側で
手首部分の屈折部となるところに配線されている。

【００７９】尚、チェックケーブルの本数も限られるも
のではなく、必要に応じて適当な本数のチェックケーブ
ルを配線することとしてもよい。

【００８０】（２）第２形態配管及び配線次に、本塗装ロボットシステムにおける配管及び配線並
びに制御動作の第２の形態について説明する。本形態に
おける通孔３０内の配管及び配線を図１０に示す。この
図も通孔３０の図３におけるＡ−Ａ′断面を示す図とな
っている。

【００８１】図１０においては、上記第１形態と同様の
配管及び配線を図５と同一符号で表してある。すなわ
ち、本形態においても、上述した動力線３１、各種チュ
ーブ等３２、光ファイバケーブル３３−１、３３−２が
同様に配置されている。但し、各種チューブ等３２のう
ちの１つが予備チューブ３５と入れ代わっており、当該
１つのチューブは予備チューブ３５の外側に位置してい
る。予備チューブ３５は、通常時に使用する各種チュー
ブ等３２が破損したときに代替使用するもので、図示の
ようにそれら通常使用の管内側に１本配置されている。

【００８２】ここで、本形態における各種チューブ等３
２と予備チューブ３５について、塗装機器６側から通孔
３０を経て塗装ガン７側に至るまでの接続形態を説明す
る。図１１にその接続形態図を示す。尚、この図は、接
続の形態を示すのみで、各チューブ等の実際の配置を示
すものではない（配置は上述したとおりである。）。
又、この図では、各種チューブ等３２と予備チューブ３
５の接続に関わる部分以外の構成要素は省略してある。

【００８３】図１１においては、図中右側が塗装機器６
側、中央が通孔３０内、左側が塗装ガン７側に相当す
る。６０−１、６０−２、…、６０−ｎは、塗装機器６
から誘導され、それぞれ塗料、エア、シンナー等を供給
する供給側チューブである。

【００８４】６１−１、６１−２、…、６１−ｎは、各
チューブが手首部分内部に入る直前に設けられた切替バ
ルブであり、それぞれ、流入端側が供給側チューブ６０
−１、６０−２、…、６０−ｎと接続され、流出端側が
各種チューブ３２−１、３２−２、…、３２−ｎ及び予
備チューブ３５と接続されている。ここに、各種チュー
ブ３２−１、３２−２、…、３２−ｎは、上記各種チュ
ーブ等３２に含まれるそれぞれのチューブを表している
ものである。又、予備チューブ３５は、すべての切替バ
ルブ６１−１〜６１−ｎと接続されている。

【００８５】各切替バルブ６１−ｉ（ｉ＝１、２、…、
ｎ）は、それぞれコントローラ１からの切替制御信号
（図示略）によって動作し、各供給側チューブ６０−ｉ
を各種チューブ３２−ｉ又は予備チューブ３５のいずれ
か一方と接続する。図は予備チューブ３５を使用しない
通常時の状態（初期状態）を示しており、このときは各
供給側チューブ６０−ｉと各種チューブ３２−ｉとの間
が開放され、予備チューブ３５側は閉鎖されている。こ
れに対し、いずれかの切替バルブにコントローラ１から
流路切替を指示する切替制御信号が供給されると、当該
切替バルブの流路は図中上側の流路に切り替わり、供給
側チューブと予備チューブ３５との間が開放され、各種
チューブ側は閉鎖される。

【００８６】各種チューブ３２−１〜３２−ｎと予備チ
ューブ３５は、これら切替バルブ６１−１〜６１−ｎの
流出端側直後から手首部分の内部へ入り、通孔３０内を
上述した配置で誘導されている。そして、手首部分先端
の通孔３０の出口側又は塗装ガン７の配管入口側にもう
一段切替バルブ６２−１、６２−２、…、６２−ｎが設
けられている。

【００８７】切替バルブ６２−１、６２−２、…、６２
−ｎは、それぞれ、流入端側が各種チューブ３２−１、
３２−２、…、３２−ｎ及び予備チューブ３５と接続さ
れ、流出端側が被供給側チューブ６３−１、６３−２、
…、６３−ｎと接続されている。ここに、被供給側チュ
ーブ６３−１、６３−２、…、６３−ｎは、供給されて
きた塗料等を塗装ガン７内の所定位置へ誘導するチュー
ブである。又、予備チューブ３５は、すべての切替バル
ブ６２−１〜６２−ｎとも接続されており、切替バルブ
６１−１〜６１−ｎと６２−１〜６２−ｎとの間にのみ
配置されたものとなっている。

【００８８】各切替バルブ６２−ｉもそれぞれコントロ
ーラ１からの切替制御信号（図示略）によって動作し、
各種チューブ３２−ｉ又は予備チューブ３５のいずれか
一方を各被供給側チューブ６３−ｉと接続する。図はこ
れらについても予備チューブ３５を使用しない通常時の
状態（初期状態）を示しており、各種チューブ３２−ｉ
と各被供給側チューブ６３−ｉとの間が開放され、予備
チューブ３５側は閉鎖されている。これに対し、いずれ
かの切替バルブにコントローラ１から流路切替を指示す
る切替制御信号が供給されると、当該切替バルブの流路
は図中上側の流路に切り替わり、予備チューブ３５と被
供給側チューブとの間が開放され、各種チューブ側は閉
鎖される。

【００８９】本形態における配管の接続形態は以上のよ
うになっており、コントローラ１からの切替制御信号で
上記各切替バルブを操作することによって、各種チュー
ブ３２−１〜３２−ｎのうちの破損したもの或いは破損
のおそれがあるものを直ちに予備チューブ３５で代替す
る配管接続とすることができるようになっている。

【００９０】信号系の構成次に、本形態での塗装ロボットシステムにおける信号系
等について説明する。図１２に信号の系統図を示す。但
し、この図は、本形態においても上記図６と同様に設け
られるワークコンベア４３、中央管理装置４４、バス４
５、ポンプ４６、バルブ４７〜５０、モータドライバＤ
P及びモータＭPについての図示を省略して簡略化してあ
る（従ってこれらについての説明も省略する。）。尚、
図１２において、２点鎖線で囲まれた部分は図６同様コ
ントローラ１に対応するが、ＣＰＵ等による実現機能が
上記第１形態とは異なるので、新たに符号を付して説明
する。

【００９１】コントローラ１内には、各種制御演算を行
う演算処理部であるＣＰＵ７０、入出力インターフェイ
ス７１、データインターフェイス７２及びモータドライ
バＤ1〜Ｄ6等が設けられている。本形態におけるＣＰＵ
７０は、図示のように、入出力インターフェイス７１を
介して上記切替バルブ６０−１〜６０−ｎ及び６２−１
〜６２−ｎとそれぞれ接続されており、入出力インター
フェイス７１がこれらの間で授受される信号を所定の信
号形態として伝達する（但し、切替バルブ６２−１〜６
２−ｎは煩雑化回避のため図示省略。これらは塗装ガン
７側に設けられている。）。これにより、ＣＰＵ７０が
その演算処理結果に応じて各切替バルブへ上記切替制御
信号を送信することができるようになっている。

【００９２】データインターフェイス７２は、ＣＰＵ７
０とモータドライバＤ1〜Ｄ6との間を接続するインター
フェイスであり、これらの間で授受される信号を所定の
信号形態として伝達する。モータドライバＤ1〜Ｄ6及び
これらによって駆動される第１〜第６可動部駆動ユニッ
トのサーボモータＭ1〜Ｍ6は、上記図６に示したものと
同様であり、各モータドライバがデータインターフェイ
ス７２を介してＣＰＵ７０から受けた指令信号に応じた
駆動電流を各サーボモータへ供給すると共に、各サーボ
モータからの回転角度に応じた信号を各可動部の回転角
度データとしてデータインターフェイス７２を介してＣ
ＰＵ７０へ供給する。

【００９３】尚、塗料供給系の上記図６におけるポンプ
４６、バルブ４７〜５０及びモータＭP等からなる部分
は、供給側チューブ６０−１〜６０−ｎの前段に設けら
れる。

【００９４】制御動作次に、上記構成による本形態における制御動作について
説明する。上述したように、本形態は、通孔３０内のチ
ューブに実際に破損が生じた場合には直ちに予備チュー
ブ３５へ切り替えることができるようになっているが、
実際には破損が生じていない場合でも、破損のおそれが
あるときには予備チューブ３５への切替ができるものと
なっており、その切替動作を可能とするのが以下に述べ
る制御動作である。

【００９５】図１３は、マニピュレータ５全体について
の制御を含む制御動作の処理手順を示す図であり、図１
４は、本塗装ロボットシステムの動作開始時と終了時と
に行う演算処理の手順を示す図である。以下、説明の便
宜上、図１３の制御動作処理の方から説明する。尚、図
１３に示す処理も、上記図７同様、非常に短い制御周期
（例えば１０ms程度の一定時間）毎にコントローラ１に
おいて行われる。

【００９６】図１３において、まず、各可動部駆動ユニ
ットから供給されている各可動部の回転角度θ1〜θ6を
ＣＰＵ７０がモータドライバＤ1〜Ｄ6、データインター
フェイス７２を介して取り込み、これらの取り込んだ回
転角度に基づいて、塗装ガン７の現在位置（ガン先７ｘ
の現在位置）を算出する（ステップＳ30）。尚、この位
置は、幾何学的手法により、各可動部の回転角度θ1〜
θ6の関数として算出することができる。

【００９７】次に、取り込んだ回転角度θ4が所定の制
限値の範囲を超えているかどうかチェックする（ステッ
プＳ31）。ここにいう所定の制限値の範囲とは、通孔３
０内の配管（上記各チューブ）に加わる曲げやひねり等
による力が配管を劣化させない程度の大きさとなるよう
な可動部の回転角度範囲であり、これを超える場合には
配管が劣化すると判断するものである。本形態では、こ
の制限値の範囲を配管が曲げられたか否かという基準で
設定する。すなわち、ステップＳ31で用いる制限値の範
囲は、配管が曲げられていないと認められる第１手首部
材５ｈの回転角度θ4の上限値θ4maxと下限値θ4minと
を予め設定し、それら上下限値間の範囲とする。そし
て、ステップＳ31では、取り込んだ回転角度θ4が上限
値θ4maxを上回るか否かと、下限値θ4minを下回るか否
かとを判断することによって、第１手首部材５ｈの回転
角度θ4が制限値の範囲を超えたかどうか（配管が曲げ
られたかどうか）を判断する。

【００９８】ステップＳ31での判断において、取り込ん
だ回転角度θ4が上限値θ4maxを上回っていた場合、又
は、下限値θ4minを下回っていた場合には、第１手首部
材５ｈの回転角度θ4が制限値の範囲を超えていること
を示すフラグθ4chk_fを‘ＯＮ’とする（ステップＳ3
2）。

【００９９】一方、取り込んだ回転角度θ4が上限値θ4
maxを上回っておらず、かつ、下限値θ4minを下回って
いない場合には、ステップＳ31からＳ33へ進み、フラグ
θ4chk_fが‘ＯＮ’となっているかどうかを判断する。
ここで、ステップＳ31からＳ33へ進んだときにフラグθ
4chk_fが‘ＯＮ’となっているのは、回転角度θ4が一
度制限値の範囲を超えてフラグθ4chk_fが‘ＯＮ’とさ
れた後に、再び制限値の範囲内となった場合、すなわ
ち、配管が１回曲げられた場合である。このため、ステ
ップＳ33でフラグθ4chk_fが‘ＯＮ’となっていた場合
には、第１手首部材５ｈのところ（第４可動部）で配管
に曲げがかかった回数を記録する曲げ回数θ4nの値を１
インクリメントする（ステップＳ34）。その後、フラグ
θ4chk_fを‘ＯＦＦ’とし（ステップＳ35）、後続の処
理へと進む。

【０１００】尚、ステップＳ33でフラグθ4chk_fが‘Ｏ
ＦＦ’となっていた場合には、上記ステップＳ34及びＳ
35の処理を行わずにそのまま後続の処理へと進む。

【０１０１】続いて、ステップＳ36〜Ｓ40において、取
り込んだ回転角度θ5についても上記ステップＳ31〜Ｓ3
5と同様のチェック処理を行う。すなわち、まず、回転
角度θ5が上限値θ5maxを上回るか否かと下限値θ5min
を下回るか否かによって制限値の範囲を超えたかどうか
判断し（ステップＳ36）、超えていた場合にはフラグθ
5chk_fを‘ＯＮ’とし（ステップＳ37）、超えていない
場合にはフラグθ5chk_fが‘ＯＮ’となっているかどう
か判断する（ステップＳ38）。尚、ここで用いる制限値
の範囲についても、上記同様に配管が曲げられていない
と認められる第２手首部材５ｉの回転角度θ5の上限値
θ5maxと下限値θ4minとを設定しておく。そして、フラ
グθ5chk_fが‘ＯＮ’となっていた場合には、第２手首
部材５ｉのところ（第５可動部）で配管に曲げがかかっ
た回数を記録する曲げ回数θ5nの値を１インクリメント
（ステップＳ39）した後、フラグθ5chk_fを‘ＯＦＦ’
として（ステップＳ40）後続の処理へ進み、フラグθ5c
hk_fが‘ＯＦＦ’となっていた場合には、これらの処理
を行わずに後続の処理へと進む。

【０１０２】更に、ステップＳ41〜Ｓ45においては、取
り込んだ回転角度θ6について上記ステップＳ31〜Ｓ35
やＳ36〜Ｓ40と同様のチェック処理を行う。すなわち、
まず、回転角度θ6が上限値θ6maxを上回るか否かと下
限値θ6minを下回るか否かによって制限値の範囲を超え
たかどうか判断し（ステップＳ41）、超えていた場合に
はフラグθ6chk_fを‘ＯＮ’とし（ステップＳ42）、超
えていない場合にはフラグθ6chk_fが‘ＯＮ’となって
いるかどうか判断する（ステップＳ43）。尚、ここで用
いる制限値の範囲についても、上記同様に配管が曲げら
れていないと認められる塗装ガン７の回転角度θ6の上
限値θ6maxと下限値θ6minとを設定しておく。そして、
フラグθ6chk_fが‘ＯＮ’となっていた場合には、塗装
ガン７のところ（第６可動部）で配管に曲げがかかった
回数を記録する曲げ回数θ6nの値を１インクリメント
（ステップＳ44）した後、フラグθ6chk_fを‘ＯＦＦ’
として（ステップＳ45）後続の処理へ進み、フラグθ6c
hk_fが‘ＯＦＦ’となっていた場合には、これらの処理
を行わずに後続の処理へと進む。

【０１０３】次に、塗装ガン７を移動させるべき目標位
置を教示プログラムに基づく次の目標位置に更新する
（ステップＳ46）。尚、現在、塗装作業の教示プログラ
ムの再生中でなければ、現在の待機位置がそのまま次の
目標位置とされることになる。その後、ステップＳ47へ
進み、マニピュレータ５が教示プログラムの再生中（塗
装作業の動作中）であるか待機中（静止中）であるかを
判断する。

【０１０４】このとき、マニピュレータ５が待機中であ
った場合にはステップＳ47からＳ48以下の処理へ進み、
第４〜第６可動部それぞれでの配管の曲げ回数θjn（ｊ
＝４、５、６）についてのチェック処理を行う。まず、
曲げ回数θjnが所定の限界回数θjlim（ｊ＝４、５、
６）を超えていないかどうかをチェックする（ステップ
Ｓ49）。ここにいう限界回数とは、配管中のチューブが
劣化してきており、それ以上曲げると破損する可能性が
あるものと認められる曲げ回数である。尚、各可動部で
の曲げ回数それぞれについての限界回数（θ4lim、θ5l
im及びθ6lim）は予め適宜設定しておく。

【０１０５】ステップＳ49において、曲げ回数θjnが限
界回数θjlimを超えていた場合にはステップＳ50へ進
み、チューブを既に交換したかどうかを判断する。すな
わち、配管中のチューブで塗料等の供給に使用していた
ものを前回の制御周期までに予備チューブ３５に交換し
たかどうかを判断する。このチューブ交換処理について
は後述するが、ステップＳ50でチューブを既に交換して
いた場合にはステップＳ51へ進み、コントローラ１は上
記中央管理装置４４へ又は入力装置２のディスプレイ等
を介してオペレータへチューブの交換を指示する。

【０１０６】これに対し、ステップＳ50で未だチューブ
を交換していなかった場合にはステップＳ52へ進み、予
備チューブ３５へのチューブ交換処理を行う。この処理
は、配管中のチューブで塗料等の供給路として使用して
いたもの、すなわち、各種チューブ３２−１〜３２−ｎ
のうちのいずれかが接続されている切替バルブ６１−ｉ
及び６２−ｉに対し、コントローラ１がＣＰＵ７０から
入出力インターフェイス７１を介して流路切替を指示す
る切替制御信号を送信する。これにより、当該切替バル
ブ６１−ｉ及び６２−ｉの流路を図１１中上側の流路に
切り替え、供給側チューブ６０−ｉと被供給側チューブ
６３−ｉとの間を各種チューブ３２−ｉに代えて予備チ
ューブ３５によって接続する。ここで、このようにして
予備チューブ３５を代替使用することとする各種チュー
ブ３２−ｉとしては、最も古いチューブや最も使用頻度
が高かったチューブ等、最も劣化が進行していると思わ
れるものを適宜選択する。又、コントローラ１は、上記
切替制御信号を送信した際に、チューブ交換処理を行っ
た旨を以後の制御周期における上記ステップＳ50での判
断処理に供する情報として記憶装置に記憶しておく。

【０１０７】尚、ステップＳ49でいずれの曲げ回数θjn
も限界回数θjlimを超えていなかった場合には、上記ス
テップＳ50以下の処理を行わずにそのまま後述の処理へ
と進む。

【０１０８】一方、ステップＳ47において、マニピュレ
ータ５が教示プログラムの再生中であった場合にはステ
ップＳ53へ進み、教示プログラム中の教示データから塗
装ガン７に対する塗料噴射動作のＯＮ／ＯＦＦ指示情報
等を読み込む。

【０１０９】次に、上記ステップＳ46で設定した目標位
置と、上記ステップＳ30で求めた現在位置とに基づき、
ＣＰＵ７０がモータドライバＤ1〜Ｄ6へ出力すべきマニ
ピュレータ５の動作に対する指令信号を算出し、それら
をデータインターフェイス７２を介して出力する（ステ
ップＳ54）。これにより、モータドライバＤ1〜Ｄ6から
マニピュレータ５の第１〜第６可動部駆動ユニットのサ
ーボモータへ動作指令信号が供給され、設定された目標
位置へのマニピュレータ５の動作が実行される。又、Ｃ
ＰＵ７０は、上記ステップＳ53で読み込んだＯＮ／ＯＦ
Ｆ指示情報等に基づき、塗装ガン７へのＯＮ／ＯＦＦ指
示信号等を入出力インターフェイス７１を介して送信
し、塗装ガン７の塗料噴射動作等を制御する（ステップ
Ｓ55）。

【０１１０】以後、制御周期毎に、上述した図１３の処
理が同様に実行され、待機中となる度に手首部分の各曲
げ回数が監視されつつマニピュレータ５の物理的動作と
塗装ガン７の塗料噴射動作とが制御される。これによ
り、教示プログラムに従った塗装作業が実行されると共
に、手首部分のいずれかの可動部の曲げ回数θjnが予め
設定した限界回数θjlimを超えたときには、待機中の上
記ステップＳ48以下のチェック処理により、使用してい
たチューブの予備チューブ３５への切替処理やチューブ
の交換指示がなされる。従って、破損したチューブで塗
装作業が行われることは回避され、ワークを不良にする
ことなく、かつ、動力伝達機構内で塗料漏れを起こすこ
ともなく、塗装作業を続行し、或いは、適宜チューブの
交換を行うことが可能となる。

【０１１１】続いて、図１４を参照して本塗装ロボット
システムの動作開始時と終了時とに行う演算処理につい
て説明する。尚、図１４においては、前半部分が動作開
始時の演算処理を示し、後半部分が動作終了時の演算処
理を示しており、これらの間に上述した制御周期毎の制
御動作等が実行されるものとなっている。

【０１１２】動作開始時には、まず、コントローラ１に
おいて、記憶装置から制御演算用の緒元データを演算処
理で使用するデータ記憶部（ＲＡＭ）の所定領域に読み
込む（ステップＳ60）。ここに、緒元データとは、上述
した上限値θjmax、下限値θimin及び限界回数θjlimや
その他マニピュレータ５の制御等に必要なデータであ
り、予め設定されて記憶装置に記憶されている。

【０１１３】次いで、記憶装置からロボットメンテナン
スデータを同データ記憶部の所定領域に読み込む（ステ
ップＳ61）。ここに、ロボットメンテナンスデータと
は、前回の塗装作業までにカウントされた曲げ回数θjn
のデータやチューブ交換処理を行ったかどうかの情報等
を含む本塗装ロボットのメンテナンスに関するデータで
あり、記憶装置には後述する動作終了時の演算処理によ
って記録されるものとなっている。

【０１１４】次に、制御動作で使用する各変数を初期化
する（ステップＳ62）。尚、上記フラグθjchk_fは、こ
の初期化処理にて‘ＯＦＦ’に初期化する。

【０１１５】以後、動作終了時処理が要求されるまで
（ステップＳ63）、すなわち、コントローラ１に対して
入力装置２等から塗装作業の終了指示信号が入力される
まで、メニュープログラム中の各種プログラムの処理を
実行する（ステップＳ64）。このステップＳ64での各種
プログラム実行により、タスクの切替等を行う処理や上
述した制御周期毎の制御動作処理等が行われる。

【０１１６】そして、動作終了時処理が要求されるとス
テップＳ65へ進み、ロボットメンテナンスデータを記録
する。すなわち、動作終了時処理が要求された時点での
図１３の処理における曲げ回数θjnの値やチューブ交換
処理を行ったかどうかの情報等を、コントローラ１がロ
ボットメンテナンスデータとして記憶装置内に記録す
る。

【０１１７】又、他の所定のエラー情報を記録すると共
に（ステップＳ66）、現在実行中であったプログラム名
称等を記録することにより（ステップＳ67）現在の状態
を保存して動作終了時処理を完了し、図１４の処理を終
了する。

【０１１８】第２形態の変形形態以上が本塗装ロボットシステムにおける配管及び配線並
びに制御動作の第２形態であるが、以下に上記同様の制
御動作を適用できる配管の他の形態を挙げ、順に説明す
る。

【０１１９】・配管の他の形態(i) まず、通孔３０内の各チューブ等の配置を上記図１０と
同様にし、塗装機器６側から塗装ガン７側に至るまでの
接続形態を上記図１１と異にする形態について説明す
る。図１５にその接続形態図を示す。尚、この図も図１
１同様接続の形態を示すのみであり、又、各種チューブ
等３２と予備チューブ３５の接続に関わる部分以外の構
成要素を省略してある。

【０１２０】図１５においては、図１１同様、図中右側
が塗装機器６側、中央が通孔３０内、左側が塗装ガン７
側に相当し、６０−１〜６０−ｎ、３２−１〜３２−
ｎ、３５がそれぞれ供給側チューブ、各種チューブ、予
備チューブを表している。

【０１２１】６１′−１、６１′−２、…、６１′−ｎ
は各チューブが手首部分内部に入る直前に設けられた切
替バルブであり、それぞれ、流入端側が供給側チューブ
６０−１、６０−２、…、６０−ｎと接続され、流出端
側が各種チューブ３２−１、３２−２、…、３２−ｎ及
び予備チューブ３５と接続されている。各切替バルブ６
１′−ｉは、それぞれコントローラ１からの切替制御信
号（図示略）によって動作し、各供給側チューブ６０−
ｉを各種チューブ３２−ｉ又は予備チューブ３５のいず
れか一方と接続する。図は予備チューブ３５を使用しな
い通常時の状態（初期状態）を示しており、このときは
各供給側チューブ６０−ｉと各種チューブ３２−ｉとの
間が開放され、予備チューブ３５側は閉鎖されている。
これに対し、いずれかの切替バルブにコントローラ１か
ら流路切替を指示する切替制御信号が供給されると、当
該切替バルブの流路は図中上側の流路に切り替わり、供
給側チューブと予備チューブ３５との間が開放され、各
種チューブ側は閉鎖される。

【０１２２】本接続形態では、各種チューブ３２−１〜
３２−ｎと予備チューブ３５が切替バルブ６１′−１〜
６１′−ｎの流出端側直後から手首部分の内部へ入り、
通孔３０内を介してそのまま塗装ガン７の入口へ誘導さ
れている。すなわち、図示のように、各種チューブ３２
−１〜３２−ｎの予備チューブ３５への切替バルブは動
力伝達機構内への入口直前にのみ設けられ、初期状態で
は予備チューブ３５が供給側チューブ６０−１〜６０−
ｎのいずれとも接続されていないものとなっている。
又、予備チューブ３５は、その先端側も閉鎖されてお
り、塗装ガン７の入口へ誘導されているだけである。

【０１２３】このような配管の接続形態において、上述
した制御動作を同様に行うが、図１３のステップＳ52に
おけるチューブ交換処理を行う場合にあっては、コント
ローラ１が１の切替バルブ６１′−ｉに対してのみ流路
切替を指示する切替制御信号を送信するようにする。こ
れにより、当該１の切替バルブ６１′−ｉの流路を図１
５中上側の流路に切り替え、供給側チューブ６０−ｉと
予備チューブ３５とを接続し、破損のおそれがあるチュ
ーブに塗料等が供給される事態を回避する。そして、予
備チューブ３５を使用して塗装作業を行う際には、その
先端側を供給側チューブ６０−ｉと接続されるべき塗装
ガン７の入口に改めて接続する。

【０１２４】・配管の他の形態(ii) 次に、通常使用のチューブそれぞれに予備チューブを設
ける配管の形態について説明する。その通孔３０内の配
管を図１６に示す。この図も通孔３０の図３におけるＡ
−Ａ′断面を示す図となっている。尚、ここでは配管の
みについて説明することとし、上記光ファイバケーブル
等の信号線についての説明は省略する（必要な信号線は
上記同様に適宜配線することとすればよい。）。

【０１２５】図１６においては、上記同様、３１が動力
線、３２が各種チューブ等、３５が予備チューブを表し
ている。この形態では、図示のように、動力線３１を中
央に配置し、その外側に予備チューブ３５を配置し、そ
の更に外側に各種チューブ３２を配置してある。すなわ
ち、ここでは、塗装ガン７のＯＮ／ＯＦＦ用エア供給の
ための動力線を中央に配置することは上記同様である
が、その外側にまず複数の予備チューブを配置し、それ
ら予備チューブの外側に通常時の状態（初期の状態）に
使用する各種チューブ等を配置する。

【０１２６】ここで、この配管の形態における各種チュ
ーブ等３２と予備チューブ３５について、塗装機器６側
から通孔３０を経て塗装ガン７側に至るまでの接続形態
を説明する。図１７にその接続形態図を示す。尚、この
図も接続の形態を示すのみであり、各種チューブ等３２
と予備チューブ３５の接続に関わる部分以外の構成要素
は適宜省略してある。

【０１２７】図１７においては、図中右側が塗装機器６
側で中央の２点鎖線の間が手首部分内に内蔵される部分
であり、左側に塗装ガン７がある。又、上記図１１同
様、６０−１〜６０−ｎ、３２−１〜３２−ｎ、６３−
１〜６３−ｎがそれぞれ供給側チューブ、各種チュー
ブ、被供給側チューブを表している。

【０１２８】８０−１、８０−２、…、８０−ｎは、各
チューブが手首部分内部に入る直前に設けられた切替バ
ルブであり、それぞれ、流入端側が供給側チューブ６０
−１、６０−２、…、６０−ｎと接続され、流出端側が
各種チューブ３２−１、３２−２、…、３２−ｎ及び予
備チューブ３５−１、３５−２、…、３５−ｎと接続さ
れている。このように、本配管形態では、各種チューブ
３２−１、３２−２、…、３２−ｎのそれぞれに対応し
て予備チューブ３５−１、３５−２、…、３５−ｎが設
けられ、すべての各種チューブが予備チューブと対にな
っている。そして、各種チューブ３２−ｉが初期状態で
供給側チューブ６０−ｉと接続される方の流出端側に接
続され、予備チューブ３５−ｉが初期状態では閉鎖され
ている流出端側と接続されている。

【０１２９】各種チューブ３２−１〜３２−ｎと予備チ
ューブ３５−１〜３５−ｎは、これら切替バルブ８０−
１〜８０−ｎの流出端側直後から手首部分の内部へ入
り、通孔３０内を上述した配置で誘導されている。そし
て、塗装ガン７側（手首部分先端の通孔３０の出口側又
は塗装ガン７の配管入口側）にもう一段切替バルブ８１
−１、８１−２、…、８１−ｎが設けられている。

【０１３０】切替バルブ８１−１、８１−２、…、８１
−ｎは、それぞれ、流入端側が各種チューブ３２−１、
３２−２、…、３２−ｎ及び予備チューブ３５−１、３
５−２、…、３５−ｎと接続され、流出端側が被供給側
チューブ６３−１、６３−２、…、６３−ｎと接続され
ている。ここでも各種チューブ３２−ｉが初期状態で被
供給側チューブ６３−ｉと接続される方の流出端側に接
続され、予備チューブ３５−ｉが初期状態では閉鎖され
ている流出端側と接続されている。そして、このような
配管接続により、予備チューブ３５−１〜３５−ｎは、
切替バルブ８０−１〜８０−ｎと８１−１〜８１−ｎと
の間（主として手首部分内部）にのみ配置されたものと
なっている。

【０１３１】又、切替バルブ８０−１と８１−１、８０
−２と８１−２、…、８０−ｎと８１−ｎは、それぞ
れ、図中に破線で示す途中から２系統に分岐した共通の
信号線と接続されている。この信号線は、上記ケーブル
４中に含まれ、第１アーム５ｄやボックス５ａ等の内部
空隙を通ってコントローラ１と接続されている。すなわ
ち、コントローラ１は、これらの信号線を介して各切替
バルブに対する切替制御信号を送信し、それぞれの流路
を形成する切替バルブ８０−ｉと８１−ｉの組は、コン
トローラ１からの切替制御信号を同時に受けて同時に動
作することができるようになっている。

【０１３２】従って、コントローラ１から流路切替を指
示する切替制御信号が供給されない通常時の状態（初期
状態）では、図示のように、各切替バルブの組において
各種チューブ３２−ｉと供給側チューブ６０−ｉ及び各
被供給側チューブ６３−ｉとの間が開放され、予備チュ
ーブ３５−ｉ側は閉鎖されている。これに対し、コント
ローラ１から流路切替を指示する切替制御信号が供給さ
れると、これを受けた切替バルブ８０−ｉと８１−ｉと
が同時に動作して流路が切り替わり、予備チューブ３５
−ｉと供給側チューブ６０−ｉ及び被供給側チューブ６
３−ｉとの間が開放され、各種チューブ側は閉鎖され
る。

【０１３３】このような配管の接続形態において、上述
した制御動作を同様に行うが、図１３のステップＳ52に
おけるチューブ交換処理では、コントローラ１がいずれ
かの切替バルブの組に対して流路切替を指示する切替制
御信号を送信するようにする。これにより、当該組の切
替バルブ８０−ｉ及び８１−ｉの流路を切り替え、供給
側チューブ６０−ｉと被供給側チューブ６３−ｉとの間
を予備チューブ３５−ｉで接続する。

【０１３４】この場合、本配管形態では、その切替制御
信号を送信する切替バルブの組数は１組に限らず任意で
ある。すなわち、予備チューブへ交換すべきところを適
宜複数選択して複数の切替バルブの組に対して切替制御
信号を送信してもよいし、或いは、すべての組に対して
切替制御信号を送信することとしてもよい。但し、本配
管形態を適用する場合には、上記ロボットメンテナンス
データ中のチューブ交換処理を行ったかどうかの情報は
各予備チューブそれぞれについて更新して管理するよう
にする。

【０１３５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、上述した配管等の第１形態と第２形態とを組み合
わせることとしてもよい。すなわち、塗装ロボットシス
テムにおいて、第１形態の構成（異常検出用の信号線
等）と第２形態の構成（予備チューブと切替バルブ等）
とを共に具備し、第１形態の塗装システムチェック処理
を行って異常が検出されたときに第２形態のチューブ交
換処理を行うこととしたり、更には、そのチューブ交換
処理にて予備チューブへの交換が既になされていた場合
に、第１形態における塗装ガン７の噴射動作とマニピュ
レータ５の動作とを停止させる処理や、塗装ガン７の噴
射動作のみを停止してマニピュレータ５を位置軌道再生
後に停止させる処理等を行うこととしてもよい。

【０１３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、可
動部に沿って配管が設けられた工業用ロボットにおい
て、流体が供給される側からの信号を伝達する信号伝達
手段を配管に沿って配線し、伝達されてきた信号の強度
に基づいて配管の破損可能性を判断することとしたの
で、配管が可動部の動作によって劣化していき、折れや
亀裂、破れ、切断等が生じて実際に破損する前に、破損
するおそれがあるかどうかを検知することができる。こ
れにより、多くの工数や費用等を要せずして容易に配管
の破損を未然防止することが可能となり、作業対象物を
不良とすることを回避して生産性を向上させることがで
きるという効果が得られる。

【０１３７】更に、配管から塗料やエア等の作業に要す
る流体が漏れることも未然に防ぐことが可能となるの
で、配管が設けられた部分の部品交換を回避することが
できる。これにより、保守性が向上し、メンテナンスの
工数や費用等が削減されて保守コストが低減すると共
に、生産性も一層向上するという効果が得られる。

【０１３８】そして、請求項２記載の発明によれば、配
管の破損可能性があったときに作業の実施を停止させる
こととしたので、破損した配管で作業が行われることを
確実に回避することができる。これにより、作業対象物
を破損したり不良としたりすることなく生産性の向上を
図ることができると共に、破損した配管に流体が供給さ
れ続けることによって生ずるランニングコストの無駄を
省くこともできる。

【０１３９】尚、請求項３記載の発明では、信号伝達手
段を光ファイバによって構成することとしたので、塗装
ロボット等のような防爆性を担保する必要がある工業用
ロボットにおいても本発明を良好に適用することができ
る。

【０１４０】一方、請求項４記載の発明によれば、配管
に沿って予備配管を設け、同配管に沿って配線された信
号伝達手段によって伝達されてきた信号の強度に基づい
て配管の破損可能性を判断し、破損可能性があったとき
に流体の供給に使用する配管を予備配管へ切り替えるこ
ととしたので、使用している配管が実際に破損する前
に、破損するおそれが生じた時点で予備配管へ切り替え
ることができる。これにより、配管の破損を未然防止し
て破損可能性のない配管で作業を続けることが可能とな
り、作業対象物を不良とすることがない上にメンテナン
ス周期も延長され、生産性が向上するという効果が得ら
れる。

【０１４１】又、請求項５記載の発明によれば、可動部
の動作回数を計数し、計数された動作回数が所定の回数
を超えたときに予備配管への切替を指示することとした
ので、可動部の動作回数が所定の回数を超えたかどうか
によって使用中の配管が破損するかどうかが監視される
ことになり、使用中の配管が破損する前に予備配管へ切
り替えることが可能となる。これにより、配管から流体
が漏れることを未然に防ぐことができ、保守性が向上し
て保守コストが低減すると共に、上記同様生産性の向上
も図り得るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による工業用ロボットを
用いて構成した塗装ロボットシステムの全体構成を示す
図である。

【図２】図１におけるマニピュレータ５を動作形態が
把握できるように示した模式図である。

【図３】マニピュレータ５の手首部分の断面図であ
る。

【図４】マニピュレータ５の数学モデルを示す図であ
る。

【図５】本塗装ロボットシステムにおける配管及び配
線の第１形態を示す図である。

【図６】同第１形態における本塗装ロボットシステム
の信号の系統図である。

【図７】同第１形態におけるマニピュレータ５全体に
ついての制御を含む制御動作の処理手順を示す図であ
る。

【図８】図７の処理中に行われる塗装システムチェッ
クの処理手順を示す図である。

【図９】同第１形態の変形形態の１つを示す図であ
る。

【図１０】本塗装ロボットシステムにおける配管及び
配線の第２形態を示す図である。

【図１１】同第２形態における各チューブの接続形態
を示す図である。

【図１２】同第２形態における本塗装ロボットシステ
ムの信号の系統図である。

【図１３】同第２形態におけるマニピュレータ５全体
についての制御を含む制御動作の処理手順を示す図であ
る。

【図１４】同第２形態における本塗装ロボットシステ
ムの動作開始時と終了時とに行う演算処理の手順を示す
図である。

【図１５】同第２形態の変形形態の１つを示す図であ
る。

【図１６】同第２形態の変形形態の他の１つを示す図
である。

【図１７】図１６の変形形態における各チューブの接
続形態を示す図である。

【符号の説明】

１コントローラ５マニピュレータ５ｆ第２アーム５ｈ第１手首部材５ｉ第２手首部材６塗装機器７塗装ガン１２、１５、１８、２１、２４、２７回転軸３０通孔３１動力線３２−１〜３２−ｎ各種チューブ３３−１、３３−２光ファイバケーブル３４信号伝達用ケーブル３５、３５−１〜３５−ｎ予備チューブ６１−１〜６１−ｎ、６２−１〜６２−ｎ、６１′−１
〜６１′−ｎ、８０−１〜８０−ｎ、８１−１〜８１−
ｎ切替バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業の実施に要する所定の流体を可動部
に沿って設けられた配管によって供給する工業用ロボッ
トにおいて、前記配管に沿って配線され、前記配管を介して流体が供
給される側からの信号を伝達する信号伝達手段と、前記信号伝達手段によって伝達されてきた信号を受け、
受けた信号の強度に基づいて前記配管の破損可能性を判
断する判断手段とを有することを特徴とする工業用ロボ
ット。
【請求項２】請求項１記載の工業用ロボットにおい
て、前記判断手段での判断結果により前記配管の破損可能性
があったとき、作業の実施を停止させる制御手段を更に
有することを特徴とする工業用ロボット。
【請求項３】請求項１又は２記載の工業用ロボットに
おいて、前記信号伝達手段は、光ファイバによって構成されるこ
とを特徴とする工業用ロボット。
【請求項４】作業の実施に要する所定の流体を可動部
に沿って設けられた配管によって供給する工業用ロボッ
トにおいて、前記配管に沿って配線され、前記配管を介して流体が供
給される側からの信号を伝達する信号伝達手段と、前記信号伝達手段によって伝達されてきた信号を受け、
受けた信号の強度に基づいて前記配管の破損可能性を判
断する判断手段と、前記配管に沿って設けられた予備配管と、前記判断手段での判断結果により前記配管の破損可能性
があったとき、流体の供給に使用する配管を前記配管か
ら前記予備配管へ切り替える切替手段とを有することを
特徴とする工業用ロボット。
【請求項５】作業の実施に要する所定の流体を可動部
に沿って設けられた配管によって供給する工業用ロボッ
トにおいて、前記配管に沿って設けられた予備配管と、流体の供給に使用する配管を前記配管から前記予備配管
へ切り替える切替手段と、前記可動部の動作回数を計数する計数手段と、前記計数手段によって計数された動作回数が所定の回数
を超えたとき、前記切替手段に前記予備配管への切替を
指示する切替制御手段とを有することを特徴とする工業
用ロボット。