JPS61216762A - 塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、自動的に塗装作業を行う塗装装置の改良に係
り、特に小物部品等の比較的簡単な塗装作業を行うのに
通した簡易な塗装装置に関するものである。

「従来技術」 従来小物部品の塗装は、ネット上に並べられた塗装物を
ブースの前に設置したテーブル上において、作業者が手
作業を行うていた。

「従来技術の問題点」 しかしながら、上記のような手作業による塗装では塗装
斑が生じて、塗装物の品質を向上することが困難である
。

「発明の目的」 従って本発明の目的とするところは、一定の塗装作業手
順を正確に再現することにより塗装斑の生じない自動化
された塗装装置を提供することである。

「発明の構成」 上記目的を達成するために本発明が採用する主たる手段
は、その要旨とするところが、塗装ブースの前面に設け
られ、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ方向の自由度を有する
直角座標型位置決め機構と、上記直角座標型位置決め機
構の移動端に取り付けられる塗装ガンの姿勢を制御する
手首機構と、上記直角座標型位置決め機構の下方に設け
られ水平面内で旋回可能の回転テーブルををする塗装物
蔵置台とを有してなる点にある塗装装置である。

上記構成要素中の直角座標型位置決め機構は、サーボ機
構による自動制御機能を有する直角座標型ロボットや、
サーボ機能を育しないパルスモータのような駆動源で駆
動されるフィードバック制御の無い位置決め機構であっ
てもよい、また手首機構は、塗装物の形状に合わせて塗
装ガンの吹出方向を制御し得るものであれば、その自由
度の数は限定されないが、少なくとも回転テーブルの回
転に合わせて移動する塗装物に斑無く塗装作業を行い得
るような方向を選択するに必要な自由度を育するもので
あればよい、更に回転テーブルは、塗装物の並べられた
ネットを載置するもので、塗料を常に塗装ブースの方向
に向けて吹き付けを行うこと、及び塗装物に斑無く種々
の方向から塗料を吹き付は得るように塗装物の方向を変
換させるべく水平面内における旋回機能を有するもので
ある。

「実施例」 続いて、添付図面を参照して本発明を具体化した実施例
に付き説明し、本発明の理解に供する。

ここに第１図は本発明の一実施例にかかる塗装装置全体
の概略斜視図、第２図は同塗装装置における直角座標型
位置決め機構を示す斜視図、第３図は同位置決め機構に
おけるＺ方向の位置決め機構を示す側断面図、第４図は
上記塗装装置の信号系統を示すブロック図、第５図は塗
装ブース、直角座標型位置決め機構、自動搬送装置等の
種々の配置状態を示す平面図である。

まず、第１図を参照して一実施例にかかる塗装装置の概
略に付き説明する。

第１図において、１は塗装ブースで、その前面に直角座
標型位置決め機構３が設けられている。

上記塗装ブース１は、内部が負圧になり、直角座標型位
置決め機構３の移動端４に取り付けた塗装ガン５から噴
射された塗料を吸い込んで、作業環境の悪化を防止する
ためのもので、通常内部に水の貯留部若しくは流れを形
成し、吸い込んだ塗料をこの水に付着させて回収するよ
うに構成されている。直角作業型位置決め機構３は、矢
印Ｘで示す塗装ブースの前後方向、矢印Ｙで示す幅方向
、及び矢印Ｚで示す上下方向の自由度を有し、前記塗装
ガン５を作業空間上の任意の位置に誘導１位置決めする
ためものである。

また、上記直角座標型位置決め機構３の架台６には、直
角座標型位置決め機構３の下方の位置に塗装物載置台７
が設けられ、その上部に矢印８で示すように水平面内に
おいて旋回する回転テーブル９が取り付けられている。

この回転テーブル９は、自動搬送装置ｌＯによって搬送
されてきたネット１１の上に乗せた塗装物に対して塗装
ガン５により塗料を吹き付ける時に塗装ガン５の方向が
常に塗装ブースｌの方向を向くようにネット１１を水平
面内で旋回させるためのものである。

次に第２図及び第３図を参照して上記直角座標型位置決
め機構３の構造に付き説明する。第２図に示す架台６よ
り前方へ突出する水平支持材１２、Ｌ２の上面にはガイ
ドレール１３ａ及び１３ｋが前記矢印Ｘの方向に敷かれ
ており、このガイドレールｘ３ｍ及び１３Ｉ、を案内と
して矢印Ｘの方向に摺動するガイドブロック１４□及び
１４Ｉ、には矢印Ｙ方向の移動体１５が架設されている
。前記ガイドブロック１４１にはガイドレール１３゜と
平行のネジロッド１６が螺着され、このネジロッ、ド１
６の回転によりガイドブロック１４．及びこれに取り付
けた移動体１５がガイドレール１３゜、１３ｂに案内さ
れて矢印Ｘの方向に往復移動する。

前記移動体１５の両端には、それぞれスプロケット支持
台１７．及び１７ｂが取り付けられ、各スプロケット支
持台１７ｍ及び１７ｂには軸受ｌＢ、及び１８ｓ、を介
して水平面内において旋回する駆動側スプロケッ１−１
９．及び従動側スプロケット１９＆が取り付けられ、両
スプロケット１９゜、１９Ｉ間に無端状のチェーン２０
が張架されている。このチェーン２０には軸芯が垂直方
向のガイドローラ２７が取り付けられている。

２１は前記駆動側スプロケット１９ａをベルト２２を介
して回転駆動するためのパルスモータである、また前記
移動体１５の上面には矢印Ｙに沿った２本のガイドレー
ル２３．２３が敷設され、これらのガイドレール２３．
２３によってガイドブロック２４．２４を介して両ガイ
ドプロッタ２４．２４間に架設された溝付ブロック２５
が矢印Ｙ方向に摺動自在に支持されている。

上記溝付ブロック２５には矢印Ｘ方向のガイド＃２６が
形成されており、第３図に示す如くこのガイド溝２６に
前記チェーン２０に取り付けられたガイドローラ２７が
矢印Ｘで示す方向に摺動自在に嵌入されている。

従って駆動側スプロケット１９．が回転してチェーン２
０が矢印２８で示すように一方向に走行すると、これに
より運ばれるガイドローラ２７に押されて、溝付ブロッ
ク２５が矢印Ｙで示す方向、即ち塗装ブース１の幅方向
に移動する。前記ガイドローラ２７が一方のスプロケッ
ト１９．若しくは１９トの外周を通過する時にはガイド
ローラ２７が円弧状に移動するが、ガイド溝２６は、両
スプロケット１９ｍ、１９６の直径にガイドローラ２７
の直径を加えた長さより幾分長く形成されているので、
ガイドローラ２７がガイド４２６から外されることなく
、ガイドローラ２７が円弧状に運動するにつれて、矢印
Ｙの方向の速度がｃｏｓ曲線状に変化するが、やがてガ
イドローラ２７がスプロケット１９ａ又は１９１．から
離れていくと、ガイドローラ２７の移動速度も一定とな
るため、溝付ブロック２５はスプロケット１９□及び１
９トの間の区間では定速で往復運動し、各スプロケット
の外周部分では速度変化しつつ、連続的に往復移動する
ことになる。こうしてパルスモータ２１により駆動され
るチェーン２０によって移動体１５上に設けた溝付ブロ
ック２５が矢印Ｙで示す方向に往復移動する。

また、移動体１５の一端部から他端部にかけては、前記
ガイドレール２３に平行の駆動ロッド２９が回転可浦に
支承され、この駆動ロフト２９には第３図に示す如くほ
ぼ全長にわたってキー３０を摺動可能に装着するキー溝
が形成されている。

３１は上記駆動ロッド２９をベル）３０を介して回転駆
動するパルスモータである。上記キー３０は、前記溝付
ブロック２５の前端部に固定されたケーシング３３内に
収容されたピニオン３４に固着され、このピニオン３４
は、上記ケーシング３３に取り付けた軸受３５．３５を
介して矢印Ｚの方向に摺動自在に設けたロッド３６の片
側面に形成したラック３７と噛み合っている。

従ってパルスモータ３１の回転により駆動ロッド２９が
回転すると、ピニオン３４が回転して、これと噛み合う
ラック３７を育するロッド３６が矢印２の方向即ち上下
方向に往復移動する。

以上述べたようにして、ネジロッド１６の回転、チェー
ン２０の走行、及び駆動ロッド２９の回転によりロフト
３６の先端の移動端４がｘ、ｙ。

Ｚの３方向に独立して移動することができる直角座標型
位置決め機構３が構成される。

また、ロッド３６の下端である移動端４には水平面内に
おいて、出力軸を回動させる油圧式揺動モータ３８が固
定され、この揺動モータ３８の出力軸にはブラケット３
９を介して出力軸４０が水平方向の揺動モータ４１が取
り付けられている。

上記出力軸４０に塗装ガン５が取り付けられていること
により、この塗装ガン５が揺動モータ３８の駆動によっ
て垂直軸回りに旋回し、また揺動モータ４１の駆動によ
り水平の出力軸４０のまわり旋回して、その姿勢を変更
する。

これらの揺動モータ３８，４１は、通常その操作を簡易
にするために、その出力軸の回転位置が所定の複数の位
置で停止されるような例えば２位置停止型や３位置停止
型の揺動モータが採用される。上記パルスモータ２１，
３１及びネジロッド１６を駆動するＸ方向のパルスモー
タ４２は全て第４図に示すパルスモータコントローラ４
３，４４．４５から送出されるパルス信号の数に比例し
た速度で回転駆動される。

また、揺動モータ３８．４１は第４図に示す如く電磁弁
４６．４７により駆動されるが、これらの電磁弁４６及
び４７は１１１１の電磁弁ではなく、それぞれ揺動モー
タの停止位置の数に応じた数よりなる電磁弁群により構
成されている。前記回転テーブル９についてもパルスモ
ータ５３により駆動され、このパルスモータ５３はパル
スモータコントローラ５２からのパルス数に応じた角度
だけ回転する。

また、前記塗装ガン５から噴射される塗料の噴射時機の
制御や噴射量の制御等は塗装ガン５へ送られる塗料の流
路を遮断する電磁弁の開閉や塗装ガン５に送られるエア
の圧力の調整により達成されるが、これらの塗料の制御
に関する機器をまとめて塗装機器４８として第４図に記
載する。

前記パルスモータコントローラ４３，４４，４５．５３
、電磁弁４６．４７及び塗装機器４８の制御は全てマイ
クロコンピュータ等よりなる制御装置４９からの指令信
号により行われる。

また、第２図に示したスプロケット支持台１７ｍ、１７
ｂには第４図に示す如きリミットスイッチＬＳ、、ＬＳ
２がそれぞれ取り付けられ、チェーン２０に取り付けた
ドッグ５０又は溝付ブロックが上記リミットスイッチＬ
ＳＩ又はＬＳ２に接触することにより、溝付ブロック２
５が、左側原点又は右側原点に到着したことが検出され
る。各り（ソトスイソチＬＳ、、ＬＳ２からの信号は制
御装置４９に入力されている。

また、第４図に示す如く制御装置４９には、キーボード
５１から入力される初期条件等の数値データを一次的に
記憶する一次記憶メモリＲＡＭが内蔵されていると共に
、制御装置４９を作動する手順であるプログラムや固定
のデータが書き込まれたＲＯＭが接続されている。

次に実際の塗装手順に付き第２図及び第４図を参照して
説明する。

塗装作業の開始に先立ってオペレータは、キーボード５
１から溝付ブロック２５の一往復周期毎の塗装ガンのＸ
方向及び２方向の移動量に対応する数値を入力する。こ
の値はＲＡＭに記憶される。

このような数値は、Ｘ方向及び２方向の各移動毎に変化
する値であってもよい。

まず、オペレータが制御装置４９の図示せぬスタートス
イッチを押すと、最終位置にたどり着いていた塗装ガン
５を作業開始位置へ送るべ（３つのパルスモータ２１，
４２．３１を逆転するための信号が制御装置４９からパ
ルスモータコントローラ４３，４４．４５へ送られ、こ
れによりネジロッド１６．駆動ロフト２９が逆転すると
共に、チェーン２０が走行して移動端４を作業開始点へ
誘導する。この時、制御装置４９から電磁弁４６．４７
へ信号が与えられ、揺動モータ３８．４１が最初の回動
位置へ回動し、塗装ガン５に準備姿勢をとらせる。また
制御装置４９はパルスモータコントローラ５２を経て回
転テーブル９を回転させるためのパルスモータ５３に初
期位置へ復帰するように指令する信号が発せられ、回転
テーブル９が初期位置まで回転する。この時には当然塗
料の吹き付は作業を行わなから制御装置４９から発せら
れた信号により塗装機器４８は、停止した状態を保つ。

移動６１４が作業開始点に到着し作業準備が完了すると
、制御装置４９からパルスモータコントローラ４３を経
てＹ方向のパルスモータ２１を駆動する信号が出力され
る。パルスモータコントローラ４３からは単位時間当り
一定量のパルスが出力されるので、パルスモータ２１は
定速回転し、塗装ガン５が一定の速度で塗装ブースｌの
幅方向に移動を開始する０例えば作業開始点が第２図及
び第４図に示す最も左側の点である場合、上記パルスモ
ータ２１の回転開始により塗装ガン５が右方向に定速で
移動を開始することになる。前記した塗装開始及び終了
の原点を示すリミットスイッチＬＳＩ及びＬＳ２は、塗
装ガン５により吹き付は作業を行う塗装物を載置した四
角板状のネットの左端及び右端に対応した位置に取り付
けられており、前記パルスモータ２１の回転によってや
がて溝付ブロック２５若しくはチェーン２０に取り付け
られたドッグ５０が左端のリミットスイッチのＬＳ、を
作動させる。これによりリミットスイッチＬＳ、からの
信号が制御装置４９に伝えられ、制御装置４９は塗装機
器４８に信号を送って塗装ガン５からの塗料の吹き出し
を開始させる。塗料の吹き付けは塗装物の形状に応じて
揺動モータ３８．４１の回転位置を調整することにより
塗装ガン５の姿勢を適当に設定することによって行うが
、少なくとも溝付ブロック２５が右行き動作若しくは左
行き動作のいずれかの一方向の動作を行っている間は塗
装ガン５の姿勢が一定に保たれる。

こうして、塗料の吹き付けを行いつつ塗装ガン５が右方
向に移動していくと、やがてドッグ５０又は溝付ブロッ
ク２５が右端のリミットスイッチＬＳ２と干渉すること
になり、リミットスイッチＬＳ２からのＯＮ信号によっ
て制御装置４９は塗装機器４８に塗料の吹き付は作業の
停止を命じる。

その後もパルスモータ２１は一定方向の回転を継続する
ため、やがてチェーン２０に設けた前記ガイドローラ２
７が従動側のスプロケット１９ｉ。

の外周を通って円弧状に移動していき、これに応じてガ
イドローラ２７がガイド１ｌ１２６内を摺動し、やがて
ガイドローラ２７がスプロケット１９ｂの外周を離れて
直線運動を離れると、溝付ブロック２５も一定速度で駆
動側スブロケッ）１９１の方向へ走行し始め、やがて溝
付ブロック２５又はドッグ５０が右端のリミットスイッ
チＬＳ２を作動させるに至り、再び塗装ガン５からの塗
料の吹き付けが開始される。

このようにリミットスイッチＬＳ２がオンしてからガイ
ドローラ２７が円弧状の軌跡を通って再度リミットスイ
ッチＬＳ２がオンされるまでの間に制御装置４９からパ
ルスモータコントローラ４４及び４５に信号が送られ、
Ｘ方向移動用のパルスモータ４２と２方向の移動用のパ
ルスモータ３１が所定量駆動され、塗装ガン５が塗装ブ
ース■に対して前進又は後退すると共に、上昇又は下降
し、塗装ガン５を塗装物に対する次の吹き付は作業に最
も通した位置へ誘導する。この時、同時に電磁弁４６．
４７が作動されて揺動モータ３８゜４１が駆動され、次
の吹き付は作業に都合の良い塗装ガン５の姿勢が得られ
る。但し当然ながらパルスモータ４２，３１及び揺動モ
ータ３Ｂ、４１は右行き又は左行きの作業終了と共に、
常に駆動されねばならないものではなく、塗装ガン５の
位置及び姿勢の変化を要求される場合にのみそれに応じ
たパルスモータや揺動モータが駆動されれば良い。

また上記のように塗装ガン５の姿勢を塗装物の形状に合
わせて変化させた場合、その塗装ガン５の吹き付は方向
が塗装ブースｌの方向に向かなくなる場合、即ち吹き付
けた塗料が塗装ブースｌへ吸い込まれるよりも、はとん
どブース外へ吹き出してしまうような方向となる場合に
は、制御装置４９からパルスモータコントローラ５２に
信号を送り、パルスモータ５３を駆動して回転テーブル
９を１８０度回軸回転、その位置における塗装ブースへ
の吹き付は作業を行う塗装ガンの方向が塗装ブースｌの
方向に向かうように調整する。

こうしてリミットスイッチＬＳ２が作動された後、再び
作動される間の吹き付は停止領域内において、次の左行
き周期の吹き付は作業の場合の塗装ガンの位置、姿勢及
び回転テーブル９の位置といった全ての条件が設定され
、再びリミットスイッチＬＳ２が作動されたとき以降、
制御装置４９からの信号により塗装機器４８が働いて塗
装ガン５からの塗料の吹き付けが開始される。

以後、溝付ブロック２５の左端における反転時にも前記
右端における反転時と同様の処理が施され、次の右行き
作業に適した塗装ガンの位置姿勢及び回転テーブル９の
位置条件が設定され、右行き工程の塗装作業が続行され
る。

上記したような右端若しくは左端における反転時での塗
装ガン５の位置や姿勢を変化させるための数値及び回転
テーブル９を反転させるための信号を出すか否かは、作
業に先立って予めオペレータがキーボード５１から制御
装置４９に入力し、ＲＡＭに記憶しておく。

以下、上記手順を繰り返してパルスモータ２１の定速連
続回転により塗装ガン５を往復運動させつつ、塗装ガン
を塗装物に対して適正な位置、方向に持ちつつ、塗装作
業を繰り返していく、そして、パルスモータ４２の回転
により塗装ガン５が最も奥の位置までたどりついた時点
で全てのパルスモータの回転を停止すると共に、塗装機
器４８を停止させ、１つのネット上に載置した複数の小
物部品に対する塗装作業を終了する。

塗装が終了すると、例えば第１図に示すように架台６１
すに設けられた図示せぬアームが突出してきて、ネッ）
１１を矢印５２の方向へ押し出し、図示せぬ自動搬送装
置へ移載して、次工程へ搬送すると共に、次の自動搬送
装置ｌＯから次のパレット１１を塗装物蔵置台７上に移
載して、次の塗装作業に移る。この時の塗装物の並びか
たや形状が前記と全く同様であれば、オペレータは再度
スタートスイッチを押すことなく、またキーボード５１
から再度データを設定し直すことなく、塗装装置が自動
的に初期位置に戻って前記した塗装作業を繰り返す、無
給のことながらネット１１の交換時には、オペレータが
立ち会って塗装物の配置を修正したり確認したり、また
スタートボタンを押す等を行ってもよい。

この発明にかかる塗装装置を用いれば、第１図に示した
ように自動搬送装置との組み合わせにより塗装装置に自
動的にネットに供給し、またこれから搬送するというよ
うに作業の自動化が可能となる。第５図（ｂ）は第１図
に示したように塗装ブース１の前方から自動Ｉｌ！送装
置１０が接近し、これから塗装装置Ａにネットが移載さ
れてここで塗装作業を行われ、塗装の終了したネットを
塗装ブース１０幅方向に排出するような場合を示してい
る０図中Ｂはオペレータを示す、また第５図（ａ）に示
したのは、ネットを供給する自動搬送装置とネットを排
出する自動搬送装置とを兼用させて共に塗装装置Ａの両
面から接近し得るように構成したものである。

更に第５図（Ｃ）に示したのは、自動搬送装置を塗装装
置Ａに対して斜め方向から接近させ、また塗装済みのワ
ークを反対側の斜め側方へ排出するものであり、第５図
（ｄ）に示したものは、ブース１の幅方向４：延設され
た作業ラインの一部に塗装装置Ａを設置したもので、前
処理装置Ｃを経たネットがラインを通って塗装装ＷＡに
至り、更に塗装完了後に乾燥器りに供給されるように構
成したものである。

「発明の効果」 本発明は以上述べたように、塗装ブースの前面に設けら
れ、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ方向の自由度を有する直
角座標型位置決め機構と、上記直角座標型位置決め機構
の移動端に取り付けられる塗装ガンの姿勢を制御する手
首機構と、上記直角座標型位置決め機構の下方に設けら
れ水平面内で旋回可能の回転テーブルを有する塗装物蔵
置台とを有してなる塗装装置であるから、従来手作業で
行われていた例えば小物部品等の塗装作業のような単純
な作業を完全に自動化でき、人手によっては解消するこ
とができなかった塗装斑がなくなり、塗装物の品質向上
を図り得たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる塗装装置全体の概略
斜視図、第２図は同塗装装置における直角座標型位置決
め機構を示す斜視図、第３図は同位置決め機構における
２方向の位置決め機構を示す側断面図、第４図は上記塗
装装置の信号系統を示すブロック図、第５図は塗装ブー
ス、直角座標型位置決め機構、自動搬送装置等の種々の
配置状態を示す平面図である。 （符号の説明） １・・・塗装ブース ３・・・直角座標型位置決め機構 ５・・・塗装ガン ７・・・塗装物蔵置台　　　９・・・回転テーブル１０
・・・自動搬送装置　　１１・・・ネット１５・・・移
動体　　　　　１６・・・ネジロッド１９・・・スプロ
ケット　　２０・・・チェーン２１．３１，４２．５３
・・・パルスモータ２５・・・溝付ブロック ２６・・・ガイド溝２７　・・・ガイドローラ２９・・
・駆動ロッド ３８．４１・・・揺動モータ ４８・・・塗装機器　　　　４９・・・制御装置ＬＳＩ
、ＬＳ２・・・リミットスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗装ブースの前面に設けられ、互いに直交するＸ
   、Ｙ、Ｚ方向の自由度を有する直角座標型位置決め機構
   と、 上記直角座標型位置決め機構の移動端に取り付けられる
   塗装ガンの姿勢を制御する手首機構と、上記直角座標型
   位置決め機構の下方に設けられ水平面内で旋回可能の回
   転テーブルを有する塗装物載置台と、 を有してなる塗装装置。