JPS6374583A - 作業ロボツト装置 - 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］ 本発明は作業ロボットと被処理物をセットする回転テー
ブルとを用いて被処理部に対し塗装作業等の作業を行な
う作業ロボット装置に関する。

［従来の技術］ 近年、工場の生産ライン等では生産性を高めるために多
くの作業ロボット装置が導入されているが、その中に被
処理物の位置および姿勢を回転テーブルで制御して作業
口ゲットにより所定の処理を行なうものがある。第４図
は、その−例として塗装ロボット装置の構成を示したも
ので、中央部に作范ロデット１が配設され、その両脇に
搬送コンベア２．３が配設されている。

作業口ゲット１は、先端部に塗装作業部を取着し之アー
ムＩｌｆ支柱を介して駆動部１０に取付けたもので、塗
装制御装置８の指示に従って塗装作業部１２が三次元号
向に移動する。一方各搬送コンベア２．３はコンベア制
御装置７の指示に従って搬送コンベア２．３上の物体を
搬送するもので、搬送コンベア２，３上にはそれぞれ回
転装置４．５が搭載されている。これらの回転装置４゜
５はそれぞれモータを駆動源とした駆動機構により矢印
Ａ、Ｂ方向に回転動作する回転テーブル４１．５１を備
え、この回転テーブル４１ｍ５１上には被処理物として
の被塗装物６が載置される。

このよ５な構成において、被塗装物６に対し塗装を行な
うには、先ず被塗装物６を回転テーブル４１上の所定位
置にセットし、この状態でコンベア制′ｌ１１１装置７
の前進スイッチを操作する。そ５すると、搬送コンベア
２が動作して回転装置４が所定の作業位置に搬送され、
搬送動作が終了すると。

コンベア制御装置７から塗装制御装置８に対し動作完了
信号が供給される。これにより塗装制御装置８は起動し
て、予めティーチング等により設定した塗装動作プログ
ラムに従って作業口？ット１を駆動制御し、これにより
回転テーブル４１上の被塗装物６に対し塗装動作を開始
する。

−万、この塗装動作中にコンベア制御装置Ｉは、作業ロ
ゼツト１により被塗装物６の一定領域の塗装が終了する
毎に塗装制御装置８の指示に従って回転装置４に対し回
転指示を発し、これにより例えば回転テーブル４１を９
００（または１８０°）ずつ回転させて一定領域ずつ作
業ロゼツト１に塗装を行なわせる。しかして回転テーブ
ル４１が一周した時点で１個の被塗装物６に対する塗装
動作が完了する。さらに、この間作業者は、他方の搬送
コンベア３の回転テーブル５１上に被塗装物６全セツト
して搬送コンベア３により被塗装物６を作業位置に搬送
させておく。そうすると、コンベア制御装置７および塗
装制御装（ｔ８は、上記搬送コンベア２側の被塗装物６
に対する塗装動作が終了した時点で搬送コンベア３側の
被塗装物に対する塗装動作を開始し、以後同様に塗装動
作の制御を繰返す。尚、塗装が完了した被塗装物６は、
搬送コンベア２．３により後刃の作業者位置へ戻る。

第５図に作業ロボット１、搬送フンペア２，３、回転テ
ープξ秀鴛々の動作（回転チーブナｖ９０″ずつ回転さ
せる場合）の−例をタイムチャートに示す。

この様な装置であれば、各搬送コンベア２，３に被塗装
物６全セツトするだけで被塗装物６に対し自動的に塗装
が行なわれ、これにより生産性は大幅に向上する。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、この様な従来の装置は、１個の被塗装物６に
対する塗装動作全一定領域の塗装が終了する毎に回転テ
ーブル４１．５１ｆ一定角度回転させることにより行な
っているので、被塗装物６を回転させている期間ｔ１　
（１〜２秒）に作業ロゼツト１は待機状態となり、その
時間だけ塗装動作のサイクルタイムが長くなる欠点があ
った。１之、回転装置４．５は回転テーブル４１．５１
ｔ−間歇的に回転動作させる必要がちるため、駆動機構
として一定角度（例えば９０’）ずつ回転させるための
ドックやリミットスイッチ、ブレーキモータなど全使用
しなければならず、回転角度の精度および装置の信頼性
が低く、塗装品質の低下を招いて−た。

又、上記の従来のＩｆｃｍに於いては、作業ロボット１
側からの信号により回転テーブル４１．５１の回転を行
なう事により被塗装物６の特定部位に対する作業時間は
長く取る事は可能となるものの。

回転テーブル４１．５１の回転角度が固定されている為
、最適な塗装姿勢を取る事が困難で有り、塗装品質の向
上に問題があった。

そこで、本発明は１個の被処理物に対し作業口ゲットを
待機状態にすることなく連続的又は断続的に所定の処理
動作を行なえるようにし、これによりサイクルタイムを
短縮して処理能率を高め、かつ複雑な機構全不要にして
装置の信頼性の向上および製品の品質向上を図り得る作
業ロゼツト装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、被処理物を回転テー
ブルに取付けた状態で作業口？ットにより上記被処理物
に対し所定の作業を行なう装置く於いて、上記回転テー
ブルに対し回転の開始を指令し、−！念回転の停止を指
令する信号を発信する制御手段と、上記回転テーブル全
上記作業ロゴットの指令信号により断続的又は連続的に
回転させる回転駆動手段と、この回転駆動手段により回
転中の上記回転テーブルの基準位置に対する回転角度を
検出する回転角検出手段と、この回転角検出手段により
検出された回転角度に応じて上記被処理物に対する作業
口ゲットの動作データを補正する動作データ補正手段と
、この動作データ補正手段により得られた補正動作デー
タに従って上記作業口ゲットの動作を制御する作業ｅｌ
＆ｌドツト手段とを具備したものである。

［作用］ この結果、作業口ゲットは被処理物に対し、連続的に処
理動作を行ない、しかも、被処理物セ常に位置的な対応
が取られ念状態で、むらのない、均一な処理を行なう事
が可能となり、これにより短いサイクルタイムで高品質
の処理が行ない得る。

又１回転テーブルは、作業ロボットからの信号により運
転が０Ｎ−ＯＦＦされ、断続的又は連続的に回転させれ
ば良いので、回転テーブル自体に間欠回転動作を行なわ
せる為の複雑な運転機構は不要となる。さらに回転テー
ブルからの回転角度検出信号により作業ロボットの動作
データーを補正する為、回転テーブル側での細かい速度
制御あるいは位置決め精度は必要としなくなり、その分
、装置の信頼性を高めることが出来る。又、作業口ゲッ
トからの信号により回転テーブルを任意に回転、停止さ
せる事が可能な為、部分的に作業口？ットが被処理物の
特定の部位に対し、作業時間を長く取る事が可能となる
と共に最適な姿勢での作業が可能となりその作業内容が
フレキシブルとなり、より高品質な処理を行なｈ得る。

［実施例コ 第１図は、本発明の一実施例における作業口ゲット装置
の要部構成図で、上記第４図と同一部分には同一符号を
付しである。尚、同図において回転装置については、２
台とも構成が同一であるため−１の構成のみを示してい
る。

重作業ロボット装置の回転装置は、減速機及びモータ４
０を駆動機構として備え、このモータ４０の回転軸４２
の先端部に回転テーブル４１ｔｌ−軸着している。また
回転軸４２の中間部には口がット起動用ドック４３が突
設されており、このドック４３とこれに対向配置された
リミットスイッチ４４とにより起動信号が生成される。

さらに回転軸４２には歯車４５が軸着され、この歯車４
５Ｋｉパルスエンコーダ４７の歯車４６が噛み合ってい
る。）々シスエンコーダ４２は、上記各歯車４５．４６
を介して回転テーブル４１の回転動作を検出し、その回
転角を表わすノ９ルス信号を発生するものである。尚、
４８は回転装置の筐体であ２．３の制御手段の他に１ロ
？ツト制御装置６０の発信する回転テーブル回転指令信
号を受信し、上記回転装置の駆動機構４０に対し駆動制
御信号を出力して、回転テーブル４１を回転させると共
に、ロデット制御装置６０の発信する回転テーブル停止
指令信号を受信し１回転テーブル４１の回転全停止させ
る回転テーブル制御手段と１回転テーブル４１の回転角
度算出手段とを備えている。

このうち回転角度算出手段は、回転装置のパルスエンコ
ーダ４７から出力された回転テーブルの位置であるノ々
ルスの数を計数し、この計数値とパルス当りの回転角度
（定数）との積を演算することにより、回転テーブル４
１の初期位置からの回転角度θを求める。

一万ロゲット制御装置６０は、被塗装物６の形状に応じ
て回転テーブル４１の回転停止のタイミングを予め設定
する作業口ゲットの制御手段の他に作業口ゲットの動作
データ補正演算手段を備えている。この動作データ補正
演算手段は、塗装動作中にコンベア制御装置７０から刻
々発生される回転テーブル４１の位置情報である回転角
度θの情報に従って、予めティーチング等により設定さ
れている作業口？ットの動作データを補正演算し、これ
により被塗装物６の各回転角度における最適な動作デー
タを求めるものである。例えば、いま第２図（ａ）　、
　（ｂ）に示す如く回転テーブル４１が初期位置Ｓ１か
らθだけ回転した位置での作業口ゲット１の先端位置Ｐ
０の動作データ、つまり姿勢を辰わすデータが、その直
交座標値（ＸＧ　Ｉ　Ｙ、　Ｉ　Ｚ、　）および方向ベ
クトル（Ｉ０＊ＪＧ＊ＫＧ）として設定され記憶されて
いたとする。そして、この状態でコンベア制御装置７０
から実際の回転角度θ＋Δθの情報が入力されると、ロ
ボット制御装置は上記２０分だけ作業ロボット１の先端
位置Ｐ。の姿勢データを補正するための演算を次のよう
に行なう、尚、説明の便宜上回転テーブル４１は水平面
内で回転動作を行なうものとする。すなわち、 ■　直交座標値（ＸＧ’　ａ　ＹＧ’　ａ　ｚ６’　）
は１回転テーブル４１の回転軸中心をＣ２とすると。

ＸＧ’＝　Ｃ２１−（（Ｃ２ｘＸＯ）　ＸｃｏｓΔθ）
−（（ｃ２Ｙ−ｙＧ）ｘ血Δθ） Ｙａ’＝Ｃ２ｙ　　（（Ｃ２ｘ　−ｘ、　）　ｘ＆！！
１Δθ）＋（（１，’、−Ｙ、）Ｘ□□□Δθ）ｚｏ′
＝ｚ。

となる。

■　方向ベクトル（工。’＠　Ｊ０’Ｉ　Ｋ、’）は、 Ｉ’−ＩＸ可Δθ−Ｊ、Ｘ内Δθ Ｏ Ｊ’＝ＩＸｄｘΔθ−ＪｏＸ（２）Δθ　　　　Ｇ Ｋ、′＝　Ｋ。

となる。

このような構成であるから、連続回転しながら塗装する
べき被塗装物６がセットされた回転装置が搬送コンベア
２（３）により作業位置に搬送されると、＝ンベア制御
装置２０からロボット制御装置６０に起動信号が出力さ
れるとともに、回転ｆｃ置に対し駆動信号が出力される
。そうすると、回転装置の回転テーブル４１が連続的に
回転を開始し。

この回転動作中の回転角度がパルスエンコーダ４７によ
り検出されてコンベア制御装置７０に出力される。コン
ベア制御装置７０は、上記パルスエンコーダ４７から発
生されるパルスを計数してその計数値から回転テーブル
４１の回転角度情報を算出し、ロボット制御装置６０に
出力する。

−万、ロボット制御装置６０は、上記コンベア制御装置
７０から起動信号が到来した時点で、制御動作を開始し
、予め設定されている動作データに従って作業ロデッ）
２ｆ、駆動して被塗装物６に対する塗装動作を行なわせ
る。ところで、この制御を開始するとロボット制御装置
６０は、上記コンベア制御装置７０から出力される回転
角度情報を順次入力し、入力する毎にその回転角度情報
に従って作業口Ｒツ）Ｊの動作データ１ｒ：補正するた
めの演算を行なう。そして、この演算により補正された
動作データに従って作業口？ット１に対し動作制御信号
を出力し、これにより作業ロゼツト１ｔ−動作させて被
塗装物６に対し塗装を行なわせる。

−１、回転テーブル４１の回転停止を必要とする形状の
被塗装物６の場合には、四ゲット制御装置６０がその作
業の途中で、上記コンベア制御装置７０に対し回転テー
ブル４１の回転停止を指令する信号を発信すると、回転
テーブル制御手段から回転テーブル４１に、停止信号が
出されその回転を停止する事により、コンベア制御装置
７０から発信される回転位置の情報θ＋Δθは、変位分
Δθが＠　０　＃となる為１作業口ゲットの動作データ
ー補正演算が見かけ上、停止された状態となり、動作デ
ーターの補正は行なわれず、被塗装物６が停止した状態
での塗装作業を行なう事が出来る。その特定部の塗装が
終了すると、次いで回転テーブル４１に回転指令を与え
、回転させる事により上記の如く動作データーを補正し
ながらの作業に切替える為、断続的かつ任意に回転テー
ブル４１の回転停止を繰り返しながら作業を行なわせる
。

そうして、被塗装物６がセットされた回転テーブル４１
が１回転し、これがドック４３およびリミットスイッチ
４４により検出されるとコンベア制御装置７０＃′ｉ、
その時点で回転テーブル４１の回転全停止させ、かつそ
の旨金ロゲット制御装置６０に知らせる。これによりロ
ボット制御装置６０は、１個の被塗装物６に対する塗装
を完了したと判断して作業口ゲット１の動作を停止させ
る。

以後、同様に被塗装物６がセットされた回転装置が搬送
コンベア２．３により作業位置に搬送される毎に、コン
ベア制御装置７０およびロボット制御装置６０はそれぞ
れ上記制御動作を繰返す。

このように本実施例であれば、被塗装物６をセツトした
回転テーブル４１を連続的ま九は断続的に回転させ、そ
の回転角度をパルスエンコーダ４７により検出してこの
回転角度に厄じて作業口ゲットＩの動作データを補正し
、この補正動作データに従って作業口？ット１を動作制
御して被塗装物６に対する塗装を行なうようにしたので
、作業セ？ット１は１個の被塗装物６に対する塗装動作
中に待機状態になることなく連続して塗装動作を行なう
ことになり、この結果、塗装動作のサイクルタイムが短
縮されてその分生産効率を高めることができる。また、
回転装置は回転テーブル４１を単に回転させる機構があ
ればよく、従来のような一定角度毎罠停止させる機構は
不要とがるので、回転装置の構成を簡単化することがで
きる。また。

回転テーブルの回転角度を常時検出して作業口ざット１
の姿勢を補正しているので、むらのない高品質の塗装を
行なうことができ、これにより製品の品質向上を図るこ
とができる。

更に被塗装物６に応じて回転テーブル４ノを任意に回転
停止させることができるので、特定の部位に対し最適な
塗装が可能となり、塗装がフレキシピリイティが向上し
、より高品質な塗装が得られる。

尚１本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば回転テーブル４１（５１）の回転角度を検出する手
段の構成、補正演算手段の構成および演算方法、作業ロ
デット自体や回転装置の構成、作業ロゼツトに行逢わせ
る処理の種類等についても、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で攬々変形して実施できる。

［発明の効果］ 以上述べた本発明は、被処理物全回転テーブルに取付け
た状態で作業ロボットにより上記被処理物に対し所定の
作業を行なう装置に於いて、上記回転テーブルに対し回
転の開−始を指令し、また回転の停止を指令する信号を
発信する制御手段と、上記回転テーブルを上記作業ロボ
ットの指令信号により断続的又は連続的に回転させる回
転駆動手段と、この回転駆動手段により回転中の上記回
転テーブルの基準位置に対する＠転角度を検出する回転
角検出手段と、この回転角検出手段によシ検出された回
転角度に応じて上記被処理物に対する作業口ゲットの動
作データを補正する動作データ補正手段と、この動作デ
ータ補正手段により得られた補正動作データに従って上
記作業ロボットの動作を制御する作業口ゲット制御手段
とを具備したものである。

このような構成となっているので、１個の被処理物に対
し作業ロボット？待機状態にすることなく連続的又は断
続的に所定の処理動作を行なうことができ、これＫより
サイクルタイムを短縮して処理能率を高め、かつ複雑な
機構を不要にして装置の信頼性の向上および製品の品質
向上を図り得る作業ロボット装置全提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における作業ロデット装置の
要部構成図、第２図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ回転
テーブルと作業ロボットとの位置関係および作浦 業ロデットの側面の磯成金示す平面図２よび側面図、第
３図は本発明の概略を示すブロック図、第４図は従来の
作業ロボット装置の全体の構成を示す平面図、第５図は
従来の装置の動作を示すタイムチャートである。 １・・・作業ロゴッ）、２．Ｊ−・・搬送コンベア、４
゜５・・・回転装置、６・・・被塗装物、８・・・ロボ
ット制御装置、１０・・・駆動部、１１・・・アーム、
１２・・・塗装作業部、４０・・・回転駆動機構、４１
・・・回転テーブル、４２・・・回転軸、４３・・・起
動用ドック、４イ・・・リミットスイッチ、４５．４６
・・・歯車、４７・・・パルスエ／コーダ、４８・・・
回転装置の筐体、６０・・・ロボット制御装置、７０・
・・コンベア制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理物を回転テーブルに取付けた状態で作業ロボット
   により上記被処理物に対し、所定の作業を行なう装置に
   於いて、上記回転テーブルに対し回転の開始を指令し、
   また回転の停止を指令する信号を発信する制御手段と、
   上記回転テーブルを上記作業ロボットの指令信号により
   断続的又は連続的に回転させる回転駆動手段と、この回
   転駆動手段により回転中の上記回転テーブルの基準位置
   に対する回転角度を検出する回転角検出手段と、この回
   転角検出手段により検出された回転角度に応じて上記被
   処理物に対する作業ロボットの動作データを補正する動
   作データ補正手段と、この動作データ補正手段により得
   られた補正動作データに従って上記作業ロボットの動作
   を制御する作業ロボット制御手段とを具備したことを特
   徴とする作業ロボット装置。