KR101473054B1

KR101473054B1 - 도장 시스템

Info

Publication number: KR101473054B1
Application number: KR1020120066805A
Authority: KR
Inventors: 신기 다카하시
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-12-15
Also published as: JP2013006235A; CN102836797A; JP5418545B2; US8939106B2; CN102836797B; EP2537594A1; US20120325142A1; KR20130007446A

Abstract

실시형태에 따른 도장 시스템은 천장 및 측벽에 의해 둘러싸인 도장 부스, 도장 부스에 배치되고 피도장물을 반송하는 반송 라인, 및 피도장물에 도장을 행하는 도장 로봇을 구비한다. 도장 로봇은 도장 부스의 측벽 측에 고정된 베이스부 및 베이스부에 연결되고 7축 구성을 갖는 암부를 구비한다.

Description

도장 시스템{PAINTING SYSTEM}

여기서 논의되는 실시형태는 도장 시스템에 관한 것이다.

종래, 베이스(base)부는 바닥에 고정되고 7축 구성의 암(arm)부는 베이스부에 연결되는 로봇이 공지되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제 2009-125783 호 참조). 로봇은 작업 용도에 따른 엔드 이펙터(end effector)를 7축 구성을 갖는 암부의 팁(tip)에 구비하고, 로봇은 엔드 이펙터를 작업에 따른 위치 및 자세로 제어함으로써 작업을 수행한다.

상기 종래 로봇은 엔드 이펙터로서 도장 건(painting gun)을 암부의 팁에 부착함으로써 도장 보봇으로서 이용될 수 있다. 도장 로봇이 설치되는 도장 부스(booth) 내에는, 온도, 습도 등의 공조 제어뿐만 아니라, 도료의 비산 억제 기류 제어가 행해진다. 도장 부스가 더 커짐에 따라서, 공조 제어 및 기류 제어를 행하는 장치도 더 커지고 더 많은 에너지를 소비한다. 따라서, 도장 시스템 내의 도장 부스의 사이즈를 줄이는 것이 바람직하다.

그러나, 상기 종래 로봇이 도장 로봇으로 사용되는 경우에, 베이스부를 도장 부스의 마루에 고정하기 위한 공간이 필요하다. 따라서, 도장 부스의 사이즈를 줄이는 데 문제가 있다.

일본 특허 공개 공보 제 2009-125783 호

실시형태의 일 관점의 목적은 도장 부스의 사이즈를 줄이는 것이 가능한 도장 시스템을 제공하는 것이다.

실시형태의 일 관점에 따른 도장 시스템은 측벽과 청장에 의해서 둘러싸인 도장 부스, 도장 부스 내에 배치되고 피도장물을 반송하는 반송 라인, 및 피도장물에 도장을 행하는 도장 로봇을 구비한다. 도장 로봇은 도장 부스 내 측벽 측에 고정된 베이스부 및 베이스부에 연결되고 7축 구성을 갖는 암부를 구비한다.

실시형태의 일 관점에 따르면, 도장 부스의 사이즈를 줄이는 것이 가능한 도장 시스템을 제공하는 것이 가능하다.

본 발명 및 본 발명에 수반하는 장점의 보다 완전한 이해는, 다음의 상세한 설명을 첨부 도면과 함께 고려하여 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있기 때문에, 용이하게 얻어질 것이다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템의 구성을 개략적으로 도시하는 다이어그램이다.
도 2는 제 1 실시형태에 따른 도장 로봇의 외관 모식도이다.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 튜브의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 도장 로봇의 축 구성을 나타내는 다이어그램이다.
도 5a, 도 6a, 도 7a, 도 8a, 도 9a 및 도 10a는 6축 구성을 갖는 도장 로봇의 자세 예를 도시하는 다이어그램이다.
도 5b, 도 6b, 도 7b, 도 8b, 도 9b 및 도 10b는 제 1 실시형태에 따른 도장 로봇의 자세 예를 도시하는 다이어그램이다.
도 11은 제 1 실시형태에 따른 제어 장치의 구성을 도시하는 다이어그램이다.
도 12 및 도 13은 제 1 실시형태에 따른 제어 장치에 의한 도장 로봇의 제어 방법의 설명도이다.
도 14는 제 2 실시형태에 따른 제어 장치의 구성을 도시하는 다이어그램이다.
도 15는 제 2 실시형태에 따른 제어 장치에 의해 행해지는 처리 과정을 도시하는 흐름도이다.

이하, 본원에 개시된 도장 시스템의 실시형태가 도면에 기초하여 상세하게 설명된다. 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되지 않는다. 이하에서, Y축의 양의 측은 오른쪽으로서 규정되고, Y축의 음의 측은 외쪽으로 규정되고, Z축의 양의 측은 위쪽으로 규정되고, Z축의 음의 측은 아래쪽으로 규정되고, X축의 양의 측은 뒤쪽으로 규정되고, X축의 음의 측은 앞쪽으로 규정된다.

(제 1 실시형태)

먼저, 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템이 설명된다. 도 1은 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템(1)의 구성을 개략적으로 나타내는 다이어그램이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템(1)은 도장 부스(10), 도장 로봇(20a, 20b), 반송 라인(50) 및 제어 장치(60a, 60b)를 구비한다. 도장 로봇(20a)은 제어 장치(60a)에 의해서 제어되고 도장 로봇(20b)은 제어 장치(60b)에 의해서 제어된다. 도시되지 않았지만, 도장 시스템(1) 내에는, 예를 들어, 도장 부스(10) 내의 공조 제어를 행하는 장치, 도장 동안에 분무되는 도료의 비산을 방지하기 위하여 기류 제어를 행하는 장치 등이 배치된다.

도장 부스(10)는 천장(11), 좌측 측벽(12a) 및 우측 측벽(12b)에 의해서 둘러싸인 부스이다. 좌측 지주(13a) 및 우측 지주(13b)는 도장 부스(10)의 외측에 배치된다. 좌측 지주(13a)는 좌측 측벽(12a)의 외측 면을 따라서 배치되고, 우측 지주(13b)는 우측 측벽(12b)의 외측 면을 따라서 배치된다.

도장 로봇(20a, 20b)은, 내부 압력 폭발 방지 구조를 가지며 각 관절을 구동하는 모터는 기밀 챔버에 배치된 도장 로봇이다. 도장 로봇(20a, 20b) 각각은 도장 부스(10)의 측벽(12a) 또는 측벽(12b) 고정된 베이스(base)부(21) 및 베이스부(21)에 연결된 7축 구성을 갖는 암(arm)부(22)를 구비한다. 도장 건(gun)(23)은 각 암부(22)의 팁(tip)에 부착되고, 도장 건(23)의 위치 및 자세는 제어 장치(60a, 60b)에 의해서 암부(22)를 제어함으로써 제어된다.

도장 로봇(20a, 20b)은 각각 제어 장치(60a, 60b)의 제어에 기초하여 피도장물(2)의 좌측 절반과 우측 절반을 도장한다. 구체적으로, 도장 로봇(20a)은 제어 장치(60a)의 제어에 기초하여 암부(22)의 팁에 부착된 도장 건(23)에 의해서 피도장물(2)의 좌측 절반을 도장한다. 도장 로봇(20b)은 제어 장치(60b)의 제어에 기초하여 암부(22)의 팁에 부착된 도장 건(23)에 의해서 피도장물(2)의 우측 절반을 도장한다.

반송 라인(50)은 피도장물(2)을 전방향(X축의 음의 방향)으로 반송하는 장치이고, 그 상면 상에 피도장물(2)을 탑재하기 위한 탑재 테이블(51) 및 탑재 테이블(51)을 전방향으로 이동시키는 이동 기구(52)를 구비한다. 제어 장치(60a, 60b) 각각은 도장 로봇(20a, 20b)의 암부(22)를 제어함으로써 암부(22)의 팁에 부착된 도장 건(23)의 위치 및 자세를 제어한다. 다음으로, 제어 장치(60a, 60b) 각각은 도장 건(23)의 위치 및 자세를 제어하면서 도장 건(23)으로부터 도료를 분무함으로써 반송 라인(50)의 탑재 테이블(51) 상에 탑재된 피도장물(2)을 도장한다.

이와 같은 방식으로, 도장 시스템(1)은 반송 라인(50)에 의해서 피도장물(2)을 반송하고, 도장 로봇(20a, 20b)에 의해서 피도장물(2)을 도장한다. 도장 시스템(2)에 있어서, 도장 로봇(20a, 20b) 각각의 베이스부(21)는 피도장물(2)보다 높은 위치에서 측벽(12a, 12b)에 고정되어 있다. 따라서, 도장 부스(10)의 수평 방향의 폭은, 베이스부가 바닥에 고정되어 있는 도장 로봇을 구비하는 도장 부스에 비하여 작아질 수 있으므로, 도장 부스(10)의 사이즈가 줄어들 수 있다.

만약 측벽(12a, 12b)이 도장 로봇(20a, 20b)을 유지하기에 충분한 강성을 갖는다면, 도장 로봇(20a, 20b)의 베이스부(21)는 측벽(12a, 12b)에 직접적으로 고정될 수 있다. 이것은 베이스부(21)가 지주(13a, 13b)에 고정되거나 또는 측벽(12a, 12b) 자체에 고정됨으로써 측벽(12a, 12b)에 고정될 수도 있다는 것을 의미한다.

다음으로, 도장 로봇(20a, 20b) 각각의 구성이 구체적으로 설명된다. 도장 로봇(20b)은 도장 로봇(20a)에 대해서 거울 대치의 관계에 있으므로, 도장 로봇(20a)의 구성이 이하 주로 설명된다. 도 2는 도장 로봇(20a)의 외관 모식도이다. 도장 로봇(20a)은 도장 건(23)에 유체를 공급하는 튜브(38)(도 3 참조)를 구비한다. 하지만, 나중에 설명될 도 3을 제외하고 튜브(38)는 이하에서 생략된다.

상기 설명된 바와 같이, 도장 로봇(20a)은 베이스부(21), 암부(22) 및 도장 건(23)을 구비한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스부(21)는 좌측 지주(13a)의 지주면(15a)에 고정된다. 또한, 암부(22)는 회전 베이스부(31), 제 1 암(32), 제 2 암(33), 제 3 암(34) 및 손목부(35)를 구비한다.

회전 베이스부(31)는, 반송 라인(50)의 반송 방향(X축 방향)에 평행한 제 1 축(L1)을 중심 축으로서 회전가능하게 베이스부(21)에 의해서 지지된다. 제 1 암(32)은 제 1 축(L1)에 대해서 꼬인 위치에 있으면서 직교하는 제 2 축(L2)을 중심축으로서 회전가능하게 회전 베이스부(31)에 의해서 지지된다. 이와 같은 방식으로, 제 2 축(L2)이 제 1 축(L1)에 대해서 꼬인 위치에 있으면서 직교하므로, 암부(22)는, 제 2 축(L2)이 제 1 축(L1)에 대해서 직교하면서 교차하는 경우에 비하여 길게 만들어질 수 있다. 제 2 축(L2)은 제 1 축(L1)에 대해서 직교하고 교차할 수도 있다.

제 2 암(33)은 제 2 축(L2)에 직교하는 제 3 축(L3)을 중심 축으로서 회전가능하게 제 1 암(32)에 의해서 지지된다. 제 3 암(34)은 제 3 축(L3)에 직교하는 제 4 축(L4)을 중심 축으로서 회전가능하게 제 2 암(33)에 의해서 지지된다. 제 4 축(L4)을 형성하는 관절부(44)는 제 2 암(33)의 선단부 및 제 3 암(34)의 베이스 단부를 구비하는 영역에 의해서 형성된다.

손목부(35)는 제 5 축(L5)으로부터 제 7 축(L7)까지의 전체적으로 3개의 축으로 구성되고 이의 베이스 단부는 제 3 암(34)의 팁에 의해서 회전가능하게 지지된다. 도장 건(23)은 손목부(35)의 팁에 부착되고 도료는 도장 건(23)으로부터 분무된다.

공기가 도장 건(23)을 구동하기 위해서 사용되고, 시너(thinner) 등이 도장 건(23)을 세정하기 위해서 사용된다. 따라서, 도장 로봇(20a)은 공기 및 시너와 같은 유체를 도장 건(23)에 공급하기 위한 튜브(38)를 구비한다(도 3 참조). 튜브(38)는 도장 건(23)에 공기를 공급하기 위한 파이프, 도장 건(23)에 시너를 공급하기 위한 파이프 등을 수납한다.

도 3은 튜브(38)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 3은 도 2에 도시된 상태로부터 제 3 암(34)이 제 4 축(L4)을 회전시킴으로써 거의 수평 상태로 설정된 상태를 나타낸다. 하기에서, 설명의 편의를 위해서, 도 3에 도시된 바와 같은 자세의 암(32) 내지 암(34) 각각에 있어서, 좌측 측벽(12a)에 대향하는 측면은 좌측 측면으로 규정되고, 우측 측벽(12b)에 대향하는 측면은 우측 측면으로 규정된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 튜브(38)는 회전 베이스부(31)로부터 제 1 암(32) 및 제 2 암(33)의 우측 측면을 따라서 배치된다. 또한, 튜브(38)는 제 4 축(L4)의 위치에서 제 2 암(33)의 우측 면측으로부터 제 2 암(33)에 삽입되고 제 3 암(34)의 좌측 면측으로부터 나오며 제 3 암(34)의 좌측 면을 따른 방향으로 그 방향을 전환한다. 다음으로, 튜브(38)는 제 3 암(34)의 좌측 면을 따라 손목부(35)에 도달하도록 배치된다.

제 4 축(L4)을 형성하는 관절부(44)에는, 회전축의 위치에 중공부를 갖는 감속기가 제공되고, 관절부(44) 내의 기밀 챔버의 기밀성을 저해하지 않는 관통로가 감속기의 중공부 내에 형성된다. 모터가 배치되는 기밀 챔버의 기밀성은 관통로 내에 튜브(38)를 배치함으로써 유지된다.

그것은 도장 건(23)으로부터의 도료 분무로 인해 도장 부스(10) 내에 위험 분위기가 형성된다고 하더라도 관절부(44) 내의 기밀 챔버의 기밀성은 관절부(44) 내의 모터 등을 위험 분위기에 노출시키지 않도록 유지된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 기밀 챔버 내의 분위기를 도장 부스(10) 외부의 분위기와 같게 유지하기 위하여 비폭발성 가스가 외부로부터 관절부(44) 내의 기밀 챔버 내로 보내진다.

또한, 튜브(38)는 암부(22) 등과 비교해서 쉽게 손상되는 부분이기 때문에 튜브(38)는 피도장물(2)로부터 먼 위치에 배치된다. 구체적으로, 도장 로봇(20a)에 있어서, 상기와 같이, 튜브(38)가 제 1 암(32) 내지 제 3 암(34) 중에서 도장 로봇(20a)이 기준 자세로 있는 상태에서 피도장물(2)에 가장 가까운 제 3 암(34)에 제 3 암(34)의 좌측 면을 따라서 배치된다. 따라서, 튜브(38)는 피도장물(2) 등과 접촉하는 것이 방지될 수 있다.

도장 로봇(20a)의 기준 자세가 설명된다. 도장 로봇(20a)의 기준 자세는 도장 로봇(20a)의 대기 자세이고 제어 장치(60a)에 의해서 제어된다.

도장 로봇(20a)의 기준 자세는 도 2에 도시된 자세이다. 구체적으로, 도장 로봇(20a)의 자세가 기준 자세일 때, 제 1 암(32)은 제 1 암(32)이 회전 베이스부(31)의 우측 (X축 양의 방향)에 위치하는 상태에서 회전 베이스부(31)에 외팔보 지지되고(cantilevered), 제 2 암(33)은 제 2 암(33)이 전후방향(X축 방향)으로 제 1 암(32)의 피도장물(2) 측(X축 양의 측)에 위치하는 상태에서 제 1 암(32)에 외팔보 지지된다.

도장 로봇(20a)의 자세가 기준 자세일 때, 제 3 암(34)은 제 3 암(34)이 제 2 암(33)의 좌측 측벽(12a) 측에 위치하는 상태에서 제 2 암(33)에 외팔보 지지된다.

또한, 도장 로봇(20a)의 자세가 기준 자세일 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 축(L2) 및 제 4 축(L4)은 수평으로 위치되고 제 3 암(34)은 수직 방향(Z축 음의 방향)으로 향한다. 또한, 제 5 축(L5) 및 제 7 축(L7)은 수직 방향(Z축의 음의 방향)으로 위치된다. 도 4는 도장 로봇(20a)의 축 구성을 나타내는 다이어그램이다.

상기와 같이, 도장 부스(10)의 사이즈를 축소하기 위하여, 도장 로봇(20a)의 베이스부(21)는 피도장물(2)보다 더 높은 위치에서 좌측 측벽(12a)에 고정되고, 또한 도장 로봇(20a)은 7축 구성을 갖는 암부(22)를 포함하며, 이는 도장 부스(10) 사이즈의 추가적인 감축을 가능하게 한다.

도 5a 내지 도 7b는 도장 로봇의 위치 예를 도시하는 다이어그램이다. 도 5a 내지 도 5b는 피도장물(2)로서 차량 몸체의 외부 패널(panel)을 도장하는 경우의 예를 나타내고, 도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b는 피도장물(2)로서 차량 몸체의 내부 패널을 도장하는 경우의 예를 나타낸다. 도 5a, 도 6a 및 도 7a에 도시된 도장 로봇(100)은 도장 로봇(20a)의 제 3 축(L3)에 대응하는 축이 없는 6축 구성을 갖는 암부를 포함한다. 또한, 도장 로봇(100)에 있어서, 관절부(144)는 도장 로봇(20a)의 제 4 축(L4)을 형성하는 관절부(44)에 대응하는 부분이다.

도 5a, 도 6a 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 6축 구성을 갖는 도장 로봇(100)에 있어서, 피도장물(2)을 도장할 때, 관절부(144)는 몇몇 경우에 베이스부(21)의 고정 면인 좌측 지주(13a)의 지지 면(15a)의 피도장물(2) 측에 위치하지 못한다. 따라서, 좌측 측벽(12a)은 도장 로봇(100)을 지지하는 좌측 지주(13a)의 지지 면(15a)의 좌측 편에 배치된다.

반면, 7축 구성을 갖는 도장 로봇(20a)에 있어서, 관절부(44)는 제 3 축(L3)을 포함하는 하나 또는 그 이상의 축을 구동함으로써 좌측 지주(13a)의 지지 면(15a)의 피도장물(2) 측에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도장 로봇(20a)에 있어서, 관절부(44)가 제 3 축(L3)의 회전 위치가 유지되는 상태에서 제 1 축(L1) 및 제 2 축(L2)을 구동함으로써 지지 면(15a)의 좌측 측벽(12a) 측 상의 위치로 이동하는 경우에, 제 3 축(L3)은 관절부(44)가 지지 면(15a)의 좌측 측벽(12a) 측 상의 위치로 이동하기 전에 제어 장치(60a)에 의해서 구동된다. 따라서, 도 5b, 도 6b 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제 4 축(L4)을 형성하는 관절부(44)는 좌측 지주(13a)의 지지 면(15a)의 피도장물(2) 측 상에 위치될 수 있다.

이와 같은 방식으로, 도장 부스(10)의 폭은 7축 구성을 갖는 도장 로봇(20a)을 이용함으로써 작아질 수 있다. 구체적으로, 도 5b, 도 6b 및 도 7b에 도시된 예에서, 좌측 측벽(12a)과 차량 몸체의 중심 사이의 거리는 도 5a, 도 6a 및 도 7a 각각에 도시된 예와 비교하여 (Y2-Y1), (Y4-Y3) 및 (Y6-Y5) 만큼 단축될 수 있다.

또한, 도장 부스(10)의 높이는 도장 로봇(100)을 이용하는 경우와 비교하여 도장 로봇(20a)을 이용함으로써 감소될 수 있다. 도 8a 및 도 9a는 도장 로봇(100)의 자세 예를 나타내는 다이어그램이고, 도 8b 및 도 9b는 도장 로봇(20a)의 자세 예를 나타내는 다이어그램이다. 도 8a 및 도 8b는 피도장물(2)로서 차량 몸체의 외부 패널을 도장하는 경우의 예를 나타내고, 도 9a 및 도 9b는 피도장물(2)로서 차량 몸체의 내부 패널을 도장하는 경우의 예를 나타낸다.

도 8a 및 도 9a에 도시된 바와 같이, 6축 구성을 갖는 도장 로봇(100)에 있어서, 피도장물(2)을 도장할 때, 관절부(144)는 몇몇 경우에 낮은 위치로 이동되지 못한다. 반면, 7축 구성을 갖는 도장 로봇(20a)에 있어서, 관절부(44)는 제 3 축(L3)을 포함하는 하나 또는 그 이상의 축을 구동함으로써 낮은 위치로 이동될 수 있다. 구체적으로, 도장 로봇(20a)에 있어서, 관절부(44)가 제 3 축(L3)의 회전 위치를 유지한 상태로 제 1 축(L1) 및 제 2 축(L2)을 구동함으로써 천정(11)보다 더 높은 위치로 이동하는 경우에, 제 3 축(L3)은 관절부(44)가 천정(11)보다 더 높은 위치로 이동하기 전에 제어 장치(60a)에 의해서 구동된다. 결과적으로, 도장 로봇(20a)에 있어서, 도 8b 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 관절부(44)는 도장 로봇(100)의 경우보다 더 낮은 위치로 이동될 수 있다.

이와 같은 방식으로, 도장 부스(10)의 높이는 7축 구성을 갖는 도장 로봇(20a)을 이용함으로써 감소될 수 있다. 구체적으로, 도 8b 및 도 9b에 도시된 예에서, 도장 부스(10)의 바닥과 천장(11) 사이의 거리는 도 8a 및 도 9a에 도시된 예시와 비교하여 각각 (Z2-Z1) 및 (Z4-Z3) 만큼 짧아질 수 있다.

또한, 피도장물(2)로부터 거리는 도장 로봇(100)을 사용하는 경우와 비교하여 도장 로봇(20a)을 사용함으로써 증가될 수 있다. 도 10a는 도장 로봇(100)의 자세 예를 나타내는 다이어그램이고, 도 10b는 도장 로봇(20a)의 자세 예를 나타내는 다이어그램이다. 도 10a 및 도 10b는 피도장물(2)로서 차량 몸체의 외부 패널을 도장하는 경우의 예를 도시한다.

도 10a에 도시된 바와 같이, 6축 구성을 갖는 도장 로봇(100)에 있어서, 피도장물(2)을 도장할 때, 관절부(114)는 피도장물(2)에 접근하고 관절부(144)는 몇몇 경우에 피도장물(2)과 접촉한다. 반면, 7축 구성을 갖는 도장 로봇(20a)에 있어서, 관절부(44)는 제 3 축(L3)을 포함하는 하나 또는 둘 이상의 축을 구동함으로써 피도장물(2)의 높이와 같거나 더 높은 위치로 이동될 수 있다. 구체적으로, 도장 로봇(20a)에 있어서, 관절부(44)가 제 3 축(L3)의 회전 위치가 유지되는 상태에서 제 1 축(L1) 및 제 2 축(L2)을 구동함으로써 관절부(44)가 피도장물(2)의 높이보다 낮은 위치로 이동하는 경우에, 제 3 축(3L)은 관절부(44)가 피도장물(2)의 높이보다 낮은 위치로 이동하기 전에 제어 장치(60a)에 의해서 구동된다. 결과적으로, 도 10b에 도시된 바와 같이, 관절부(44)는 피도장물(2)의 높이와 같거나 더 높은 위치로 이동될 수 있다.

제어 장치(60a, 60b)에 의한 도장 로봇(20a, 20b)의 구동 방법이 도면을 참조하여 구체적으로 설명될 것이다. 이하, 제어 장치(60a, 60b)의 구성이 먼저 설명되고, 다음으로 도장 로봇(20a, 20b)의 구동 방법의 구체적 예가 설명될 것이다. 도 11은 제어 장치(60a)의 구성을 나타내는 다이어그램이다. 제어 장치(60b)는 제어 장치(60a)와 동일한 구성이므로, 제어 장치(60a)의 구성을 여기서 설명한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제어 장치(60a)는 통신 유닛(61), 기억 유닛(62) 및 제어 유닛(63)을 구비한다. 통신 유닛(61)은 도장 로봇(20a)과 제어 장치(60a) 사이에서 데이터의 송신 및 수신을 수행하는 LAN 보드(board)와 같은 통신 장치이다. 예를 들어, 통신 유닛(61)은 제어 유닛(63)으로부터 수신된 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 송신하는 처리를 수행한다.

기억 유닛(62)은 도장 데이터(62a)를 그 안에 저장한다. 도장 데이터(62a)는 보간 동작 데이터, 조정 동작 데이터 및 이동 동작 데이터를 포함한다. 보간 동작 데이터는 도장 건(23)으로부터 도료를 분무할 때 이용되는 암부(22)에 대한 제어 데이터이다. 구체적으로, 보간 동작 데이터는 도장 건(23)으로부터 도료의 분무 시작부터 종료까지의 기간 동안 암부(22)의 팁을 수직 방향 일정 속도로 이동하도록 암부(22)를 제어하기 위한 데이터이다. 도장 데이터(62a)는 도장 건(23)에 의한 도료의 분무를 제어하기 위한 제어 데이터 등을 더 포함한다.

제어 유닛(63)은 제어 장치(60a)의 전체적 제어를 행한다. 제어 유닛(63)은 도장 데이터(62a)에 구비된 보간 동작 데이터, 조정 동작 데이터 및 이동 동작 데이터를 기억 유닛(62)으로부터 판독하고, 데이터에 기초하여 통신 유닛(61)이 암부(22)에 대한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 한다. 암부(22)에 대한 동작 지시가 제어 장치(60a)로부터 수신되면, 도장 로봇(20a)은 제 1 축(L1) 내지 제 7 축(L7) 중에서 수신된 동작 지시에 대응하는 축을 동작 지시에 대응하는 회전 양만큼 구동한다.

보간 동작 데이터, 조정 동작 데이터 및 이동 동작 데이터에 기초한 제어 장치(60a)에 의한 도장 로봇(20a)의 제어 방법이 구체적으로 설명될 것이다. 도 12 및 도 13은 제어 장치(60a)에 의한 도장 로봇(20a) 제어 방법의 설명도이다. 제어 장치(60b)에 의한 도장 로봇(20b)의 제어 방법은 제어 장치(60a)에 의한 도장 로봇(20a)의 제어 방법과 동일하다.

도 12에 도시된 바와 같이, 피도장물(2)은 피도장 영역으로서 도장 영역(A) 내지 도장 영역(D)을 가지고 있다. 도장 영역(A) 내지 도장 영역(D)은 도장 영역(A), 도장 영역(B), 도장 영역(C) 및 도장 영역(D)의 순서로 수직 방향(Z축 방향)을 도장 방향으로 하여 도장된다.

이 경우에, 도장 데이터(62a)는 제 1 보간 동작 데이터, 제 2 보간 동작 데이터, 제 3 보간 동작 데이터 및 제 4 보간 동작 데이터를 구비한다. 제 1 보간 동작 데이터는 도장 로봇(20a)이 제 1 보간 동작을 행하도록 하는 동작 지시를 생성하기 위한 데이터이다. 제 1 보간 동작은 도장 건(23)의 팁을 도장 영역(A)을 따른 수직 방향으로 일정한 속도로 이동시키는 암부(22)의 동작이다. 제 2 보간 동작 데이터는 도장 로봇(20a)이 제 2 보간 동작을 행하도록 하는 동작 지시를 생성하기 위한 데이터이다. 제 2 보간 동작은 도장 건(23)의 팁을 도장 영역(B)을 따른 수직 방향으로 일정한 속도로 이동시키는 암부(22)의 동작이다.

또한, 제 3 보간 동작 데이터는 도장 로봇(20a)이 제 3 보간 동작을 행하도록 하는 동작 지시를 생성하기 위한 데이터이다. 제 3 보간 동작은 도장 건(23)의 팁을 도장 영역(C)을 따른 수직 방향으로 일정한 속도로 이동시키는 암부(22)의 동작이다. 제 4 보간 동작 데이터는 도장 로봇(20a)이 제 4 보간 동작을 행하도록 하는 동작 지시를 생성하기 위한 데이터이다. 제 4 보간 동작은 도장 건(23)의 팁을 도장 영역(D)을 따른 수직 방향으로 일정한 속도로 이동시키는 암부(22)의 동작이다.

제 1 보간 동작, 제 2 보간 동작 및 제 4 보간 동작에 있어서, 암부(22)의 제 1 축(L1) 및 제 2 축(L2)이 제 3 축(L3)의 회전 위치가 상기 기준 자세에서 회전 위치(이하, "기준 회전 위치"라고 함)인 상태로 구동될 때, 관절부(44)는 좌측 측벽(12a), 천장(11) 및 피도장물(2)에 충돌하지 않는다. 반면, 제 3 보간 동작에 있어서, 암부(22)의 제 1 축(L1) 및 제 2 축(L2)이 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치인 상태로 구동될 때, 관절부(44)는 좌측 측벽(12a), 천장 또는 피도장물(2)에 충돌한다.

제어 유닛(63)은 먼저 통신 유닛(61)이 제 1 보간 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 함으로써 도장 로봇(20a)이 도장 건(23)의 팁을 수직 방향으로 일정한 속도로 움직이게 하는 제 1 보간 동작을 실행하도록 한다(도 13에 도시된 시간(Ta) 내지 시간(Tb) 참조).

제 1 보간 동작에 있어서, 도장 로봇(20a) 내에서 제 3 축(L3)을 제외하고 제 1 축(L1), 제 2 축(L2), 및 제 4 축(L4) 내지 제 7 축(L7)이 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치에 유지된 상태에서 구동되고, 도장 건(23)의 팁은 수직 방향으로 일정한 속도로 움직인다. 제어 유닛(63)은 제 1 보간 동작 동안 도장 건(23)을 제어하여 도장 건(23)으로부터 도료를 분무함으로써 도장 영역(A)에 도장을 실행한다.

제 1 보간 동작이 완료되면, 제어 유닛(63)은 통신 유닛(61)이 이동 동작 데이터에 기초하여 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 한다. 결과적으로, 암부(22)는 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치에 유지된 상태에서 도장 건(23)이 제 2 보간 동작을 시작하는 위치 및 자세로 설정되도록 구동된다(도 13에 도시된 시간(Tb) 내지 시간(Tc)).

다음으로, 제어 유닛(63)은 먼저 통신 유닛(61)이 제 2 보간 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 함으로써 도장 로봇(20a)이 도장 건(23)의 팁을 수직 방향으로 일정한 속도로 움직이게 하는 제 2 보간 동작을 실행하도록 한다(도 13에 도시된 시간(Tc) 내지 시간(Td) 참조). 제 2 보간 동작에서, 제 1 보간 동작과 동일하게, 도장 로봇(20a) 내의 제 3 축(L3)을 제외하고 제 1 축(L1), 제 2 축(L2), 및 제 4 축(L4) 내지 제 7 축(L7)이 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치에 유지된 상태에서 구동되고, 도장 건(23)의 팁은 수직 방향으로 일정한 속도로 움직인다. 제 2 보간 동작 동안, 제어 유닛(63)은 도장 건(23)을 제어하여 도장 건(23)으로부터 도료를 분무하도록 함으로써 도장 영역(B)에 대한 도장을 행한다.

제 2 보간 동작이 완료되면, 제어 유닛(63)은 통신 유닛(61)이 조정 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 한다. 결과적으로, 도장 로봇(20a)의 동작이 일시 정지된 후, 제 3 축(L3)을 구비한 하나 또는 둘 이상의 축이 관절부(44)가 제 3 보간 동작 실행 동안에 좌측 측벽(12a), 천장(11) 및 피도장물(2)에 부딪히지 않게 위치되도록 구동된다(도 13에 도시된 시간(Td) 내지 시간(Te)).

다음으로, 제어 유닛(63)은 통신 유닛(61)이 이동 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 한다. 결과적으로, 암부(22)는 제 3 축(L3)의 회전 위치가 상기 조정 동작에 의해서 조정된 위치에 유지된 상태에서 도장 건(23)을 제 3 보간 동작을 시작하는 위치 및 자세로 설정하도록 구동된다(도 13에 도시된 시간(Te) 내지 시간(Tf)).

다음으로, 제어 유닛(63)은 통신 유닛(61)이 제 3 보간 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 함으로써 도장 로봇(20a)이 도장 건(23)의 팁을 수직 방향으로 일정한 속도로 움직이는 제 3 보간 동작을 실행하도록 한다(도 13에 도시된 시간(Tf) 내지 시간(Tg) 참조). 제 3 보간 동작 동안, 제어 유닛(63)은 도장 건(23)을 제어하여 도장 건(23)으로부터 도료를 분무하도록 함으로써 도장 영역(C)에 도장을 행한다.

제 3 축(L3)의 회전 위치는 상기 조정 동작 데이터에 기초한 지시에 의해서 기준 회전 위치로부터 이동됨으로써 관절부(44)가 제 3 보간 동작 동안에 좌측 측벽(12a), 천장(11) 및 피도장물(2)에 부딪히는 것을 방지한다.

즉, 상기한 바와 같이, 제 3 보간 동작에 있어서, 만약 암부(22)가 제 3 축(L3)이 기준 회전 위치에 유지된 상태에서 구동된다면, 제 4 축(L4)을 구성하는 관절부(44)의 위치가, 관절부(44)가 좌측 측벽(12a), 천장(11) 및 피도장물(2)과 같은 물체와 접촉하지 않는 범위(이하, "사전결정된 범위(V)"라고 함)를 벗어난다.

따라서, 제어 장치(60a)는 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치일 때 관절부(44)의 위치가 사전결정된 범위(V)를 벗어나는 제 3 보간 동작 전에 제 3 축을 구비하는 하나 또는 둘 이상의 축을 구동함으로써 관절부(44)의 위치를 사전결정된 범위(V) 내에 유지시킨다. 또한, 제 3 보간 동작에 있어서, 제 3 축(L3)의 회전 위치는 제 1 보간 동작과 동일한 방식으로 고정되어 있으므로, 제어 유닛(63)은 6축을 제어하고 따라서 암부(22)에 대한 제어는 복잡해지는 것이 방지된다.

제 3 보간 동작이 완료되면, 제어 유닛(63)은 통신 유닛(61)이 조정 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 한다. 결과적으로, 제 3 축(L3)의 회전 위치는 기준 회전 위치로 복귀한다(도 13에 도시된 시간(Tg) 내지 시간(Th)).

이와 같은 방식으로, 제 2 보간 동작이 완료된 후, 제어 장치(60a)는 일시적으로 도장 로봇(20a)을 정지시키고, 제 3 보간 동작을 실행하기 전에 제 3 축(L3)을 구동하고, 그 다음으로, 도장 로봇(20a)이 제 3 보간 동작을 실행하도록 한다. 그 후, 제 3 보간 동작이 완료된 후, 제어 장치(60a)는 제 3 축(L3)의 회전 위치를 기준 회전 위치로 복귀시키고 또한 도장 로봇(20a)이 제 4 보간 동작을 실행하도록 한다. 따라서, 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치라고 하더라도, 관절부(44)의 위치가 사전결정된 범위(V) 내에 있는 보간 동작에 있어서, 제 3 축(L3)의 회전 위치는 기준 회전 위치에 유지될 수 있어, 도장 데이터(62a)는 용이하게 생성될 수 있다.

다음으로, 제어 유닛(63)은 통신 유닛(61)이 이동 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 한다. 결과적으로, 암부(22)는 도장 건(23)을 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치에 유지되는 상태로 제 4 보간 동작을 시작하는 위치 및 자세로 설정하도록 구동된다(도 13의 시간(Th) 내지 시간(Ti)).

그 후에, 제어 유닛(63)은 도장 로봇(20a)이 통신 유닛(6)이 제 4 보간 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 함으로써 도장 건(23)의 팁을 수직 방향으로 일정한 속도로 움직이는 제 4 보간 동작을 실행하도록 한다(도 13의 시간(Ti) 내지 시간(Tj) 참조). 제 4 보간 동작 동안, 제어 유닛(63)은 도장 건(23)이 도장 건(23)으로부터의 도료를 분무하도록 제어함으로써 도장 영역(D)에 대한 도장을 실행한다.

이와 같은 방식으로, 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템(1)은 측벽(12a, 12b)과 천장(11)에 의해서 둘러싸인 도장 부스(10), 도장 부스(10) 내에 배치되고 피도장물(2)을 반송하는 반송 라인(50), 및 피도장물(2)에 도장을 실행하는 도장 로봇(20a, 20b)을 구비한다. 도장 로봇(20a, 20b) 각각은 도장 부스(10) 내의 측벽(12a, 12b) 측에 고정된 베이스부(21) 및 베이스부(21)에 연결된 7축 구성을 갖는 암부(22)를 구비한다. 결과적으로, 도장 부스(10)의 사이즈는 감소될 수 있다.

상기에서, X축 방향으로 서로 인접하는 도장 영역(A 내지 D)에 대한 보간 동작이 설명되나, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, Z축 방향으로 서로 인접한 도장 영역에 대한 보간 동작 또는 이격된 도장 영역에 대한 보간 동작이 행해질 수도 있다.

또한, 상기 도장 로봇(20a)의 관절부(44)는 제 2 암(33)의 팁부 및 제 3 암(34)의 베이스 단부를 포함하는 영역으로 구성되는 점이 설명되나, 제 4 축(L4)으로 형성된 관절부(44)가 제 2 암(33) 및 제 3 암(34)과 별도로 제공될 수도 있고 관절부(44)는 제 2 암(33) 및 제 3 암(34)에 연결될 수도 있다.

또한, 상기에서, 관절부(44)의 위치가 관절부(44)가 좌측 측벽(12a), 천장(11) 및 피도장물(2)과 같은 물체와 접촉하지 않는 사전결정된 범위(V)를 벗어나는 경우에 있어서, 제 3 축(L3)이 구동되나, 여기에 한정되지 않는다. 예를 들어, 관절부(44)의 위치가 사전결정된 범위(V)보다 작은 사전결정된 범위(Va) 내에 있도록 한정되는 경우에 있어서, 관절부(44)의 위치가 사전결정된 범위(Va)를 벗어난다면, 제 3 축(L3)이 구동될 수도 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 제 2 실시형태에 따른 도장 시스템이 설명될 것이다. 제 2 실시형태에 따른 도장 시스템은 제어 장치의 제어 유닛이 암부(22)의 제 3 축(L3)을 구동할 것인지에 대한 판정을 하는 점에서 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템과 다르다. 도 14는 제 2 실시형태에 따른 제어 장치(60A)의 구성을 나타내는 다이어그램이다. 하기에서, 설명의 용이한 이해를 위해서, 제 1 실시형태에 따른 도장 시스템(1) 내의 제어 장치(60a)와 동일한 구성은 동일한 참조 번호에 의해서 지칭된다. 본 실시형태에 있어서, 도장 로봇(20a)을 제어하는 제어 장치(60A)가 설명되나, 도장 로봇(20b)을 제어하는 미도시의 제어 장치는 제어 장치(60A)와 같은 구성을 갖는다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 제어 장치(60A)는 통신 유닛(61), 기억 유닛(62A) 및 제어 유닛(63A)을 구비한다. 기억 유닛(62A)은 도장 데이터(62b)를 그 내부에 기억한다. 도장 데이터(62b)는 조정 동작 데이터를 제외하고 도장 데이터(62a)와 동일하다. 즉, 도장 데이터(62b)는 제 1 보간 동작 데이터, 제 2 보간 동작 데이터, 제 3 보간 동작 데이터, 제 4 보간 동작 데이터 및 이동 동작 데이터를 구비한다.

제어 유닛(63A)은 제어 장치(60A)의 전체적 제어를 실행한다. 제어 유닛(63A)은 기억 유닛(62A)으로부터 도장 데이터(62b)를 판독하고, 통신 유닛(61)이 도장 데이터(62b)에 기초하여 암부(22)에 대한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 한다.

다음으로, 도 14에 도시된 제어 장치(60A)에 의해 실행된 처리 절차가 도 15를 참조하여 설명된다. 도 15는 제 2 실시형태에 따른 제어 장치(60A)에 의해 실행되는 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(63A)은 기억 유닛(62A)으로부터 다음으로 실행될 보간 동작에 대응하는 도장 데이터(62b) 내의 보간 동작 데이터를 판독한다. 예를 들어, 도장 로봇(20a)에서 제 1 보간 동작의 실행이 완료될 때, 제 2 보간 동작 데이터가 판독된다.

그 다음에, 다음으로 실행될 보간 동작 데이터에 있어서, 제어 유닛(63A)은 제 4 축(L4)으로 구성된 관절부(44)의 위치가 사전결정된 범위(W)를 벗어나는지 판정한다(단계 S11). 예를 들어, 다음으로 실행될 보간 동작이 제 2 보간 동작일 때, 제어 유닛(63A)은 관절부(44)의 위치가 사전결정된 범위(W)를 벗어나지 않는지 판정하고, 반면, 다음으로 실행될 보간 동작이 제 3 보간 동작일 때, 제어 유닛(63A)은 관절부(44)가 사전결정된 범위(W)를 벗어나는지 판정한다. "사전결정된 범위(W)는, 예를 들어, 관절부(44)가 도장 부스(10) 및 피도장물(2)과 같은 물체와 접촉하지 않는 범위이다.

제어 유닛(63A)이 관절부(44)의 위치가 다음으로 실행될 보간 동작에서 사전결정된 범위(W)를 벗어난다고 판정하면, 제어 유닛(63A)은 도장 로봇(20a)에 동작 지시를 출력하지 않고, 도장 로봇(20a)의 동작을 일시적으로 멈춘다. 따라서, 제어 유닛(63A)은 통신 유닛(61)이 관절부(44)의 위치가 다음으로 실행될 보간 동작을 실행할 때 사전결정된 범위(W) 내에 들어가도록 설정하는 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 함으로써 제 3 축(L3)을 구비하는 하나 또는 둘 이상의 축을 구동한다(단계 S12).

반면, 제어 유닛(63A)은 관절부(44)의 위치가 다음으로 실행될 보간 동작에서 사전결정된 범위(W)를 벗어나지 않는지 판정할 때(단계 S11에서 "아니오"), 제어 유닛(63A)은 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치인지 판정한다(단계 S13). 제어 유닛(63A)이 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치가 아니라고 판정하면(단계 S13에서 "아니오"), 제어 유닛(63A)은 통신 유닛(61)이 조정 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하도록 함으로써 제 3 축(L3)의 회전 위치를 기준 회전 위치로 복귀시킨다(단계 S14).

단계 S12 및 단계 S14의 처리가 완료되거나, 제 3 축(L3)의 회전 위치가 기준 회전 위치라고 단계 S13에서 판정되면, 제어 유닛(63A)은 암부(22)의 팁에 부착된 도장 건(23)을 다음으로 실행될 보간 동작의 시작 위치로 이동 시키는 이동 처리를 행한다(단계 S15). 구체적으로, 제어 유닛(63A)은 통신 유닛(61)이 기장 유닛(62A)으로부터 판독한 이동 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하게 함으로써 암부(22)를 구동한다.

다음으로, 제어 유닛(63A)은, 암부(22)를 구동함으로써 보간 동작을 실행하는 동안, 도장 건(23)으로부터 도료를 분무하는 도장 처리를 실행한다(단계 S16). 구체적으로, 제어 유닛(63A)은 통신 유닛(61)이 기억 유닛(62A)으로부터 판독된 보간 동작 데이터에 기초한 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하게 함으로써 암부(22)를 구동한다. 또한, 제어 유닛(63A)은 기억 유닛(62A) 내에 저장된 제어 데이터에 기초하여 도장 건(23)을 제어하여 도장 건(23)으로부터 도료를 분무한다.

도장 처리가 완료되면(단계 S16), 제어 유닛(63A)은 미실행 보간 동작 데이터가 있는지 판정한다(단계 S17). 예를 들어, 단계 S16에서, 제 4 보간 동작에 의한 도장 처리가 완료될 때, 제어 유닛(63A)은 미실행 보간 동작 데이터가 없는지 판정한다. 반면, 단계 S16에서 제 3 보간 동작에 의한 도장 처리가 완료되면, 미실행 제 4 보간 동작 데이터가 있고 따라서 제어 유닛(63A)은 미실행 보간 동작 데이터가 있다고 판정한다.

제어 유닛(63A)이 미실행 보간 동작 데이터가 있다고 판정하면(단계 S17에서 "예"), 단계 S10으로부터 처리가 반복된다. 반면, 제어 유닛(63A)이 미실행 보간 동작 데이터가 없다고 판정하면(단계 S17에서 "아니오"), 제어 유닛(63A)은 통신 유닛(61)이 암부(22)를 기준 자세로 복귀하는 동작 지시를 도장 로봇(20a)에 출력하게 함으로써 암부(22)를 기준 자세로 복귀시키고, 암부(22) 및 도장 건(23)의 제어를 마친다.

상기한 바와 같이, 제 2 실시형태에 따른 제어 장치(60A)는 제 4 축(L4)으로 형성된 관절부(44)의 위치가 다음으로 실행될 보간 동작에서 사전결정된 범위(W)를 벗어나는지를 판정한다. 다음으로, 관절부(44)의 위치가 사전결정된 범위(W)를 벗어났을 때, 제어 장치(60A)는 제 3 축(L3)을 구동함으로써 암부(22)를 제어하여 관절부(44)의 위치가 다음으로 실행될 보간 동작에서 사전결정된 범위(W) 내에 있도록 한다. 제어 장치(60A)에 있어서, 도장 데이터(62b)는 조정 동작 데이터를 구비하지 않으므로, 도장 데이터(62b)는 제 1 실시형태의 제어 장치(60a)와 비교하여 용이하게 생성될 수 있다.

제어 장치(60A)는 관절부(44)의 위치가, 예를 들어, 제 3 축(L3)이 제 4 축(L4)과 교차하는 지점의 위치가 사전결정된 범위 내에 있는지 판정함으로써 또는 관절부(44)의 외부 표면의 한 부분이 사전결정된 범위(W) 내에 있는지 판정함으로써, 사전결정된 범위(W) 내에 있는지 판정할 수 있다.

또한, 비록 제어 장치(60A)가 관절부(44)의 위치가 사전결정된 범위(W) 내에 있는지 판정하더라도, 제어 장치(60A)는 상기 판정 대신에 관절부(44)의 위치가 금지된 영역 내에 있는지 판정할 수도 있다.

상기 설명된 제 1 및 제 2 실시형태는 다른 제어 장치에 의해서 도장 로봇(20a, 20b) 각각을 제어하는 예를 나타내나, 이것에 한정되지 않으며, 예를 들어, 두 도장 로봇(20a, 20b)은 하나의 제어 장치에 의해서 제어될 수도 있다.

Claims

도장 시스템에 있어서,
측벽 및 천장에 의해서 둘러싸인 도장 부스와,
상기 도장 부스 내에 배치되고 피도장물을 반송하는 반송 라인과,
상기 피도장물에 도장을 실행하는 도장 로봇을 포함하고,
상기 도장 로봇은 상기 도장 부스 내의 측벽 측에 고정된 베이스부와, 상기 베이스부에 연결되고 7축 구성을 갖는 암부를 구비하고,
상기 암부는,
상기 베이스부에 회전가능하게 지지되고, 상기 반송 라인의 반송 방향에 대하여 평행한 제 1 축을 중심축으로 하여 회전 가능한 회전 베이스부와,
상기 회전 베이스부에 회전가능하게 지지되고, 상기 제 1 축에 대하여 직교하면서 교차하는 관계, 또는 꼬인 위치에 있으면서 직교하는 관계에 있는 제 2 축을 중심축으로 하여 회전가능한 제 1 암과,
상기 제 1 암에 회전가능하게 지지되고, 상기 제 2 축에 대하여 직교하는 제 3 축을 중심축으로 하여 회전가능한 제 2 암과,
상기 제 2 암에 회전가능하게 지지되고, 상기 제 3 축에 대하여 직교하는 제 4 축을 중심축으로 하여 회전가능한 제 3 암과,
상기 제 3 암의 선단에 회전가능하게 지지되고, 제 5 축 내지 제 7 축을 가지는 3축 구성의 손목부를 구비하고,
상기 손목부의 상기 제 7 축은,
상기 도장 로봇이 기준 자세인 경우에 상기 제 5 축에 대하여 평행이며, 또한 상기 제 5축으로부터 오프셋(offset)된 위치에 있는 것을 특징으로 하는
도장 시스템.
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제 1 항에 있어서,
상기 도장 로봇을 제어하는 제어 장치를 더 포함하고,
상기 제어 장치는,
상기 제 2 축 및 상기 제 4 축이 수평으로 위치하고, 또한 상기 제 3 암이 연직 방향으로 아래로 늘어진 자세를 상기 기준 자세로 하고, 상기 도장 로봇을 대기시키는 경우에,상기 도장 로봇을 상기 기준 자세로 하는 것을 특징으로 하는
도장 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 제 3 축의 회전 위치를 상기 기준 자세로 유지하면서 상기 암부를 구동함으로써 상기 제 4 축을 형성하는 관절부의 위치가 사전결정된 범위를 벗어나는 경우에, 상기 제어 장치는, 상기 관절부의 위치가 상기 사전결정된 범위를 벗어나기 전에, 상기 제 3 축을 구동하여 상기 관절부의 위치를 상기 사전결정된 범위 내에 유지시키는
도장 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 도장 로봇이 복수의 보간 동작을 순차적으로 실행하도록 하여 상기 피도장물을 도장하고, 하나의 보간 동작이 완료된 때로부터 다음 보간 동작이 시작될 때까지의 시간 동안 상기 제 3 축을 구동하는
도장 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 하나의 보간 동작이 완료된 후 상기 제 3 축의 회전 위치를 상기 기준 자세로 유지함으로써 상기 관절부의 위치가 상기 다음 보간 동작의 실행 동안 상기 사전결정된 범위를 벗어나는 경우에, 상기 제어 장치는, 상기 하나의 보간 동작이 완료된 후 상기 도장 로봇이 일시적으로 정지한 후 상기 제 3 축을 구동하고, 상기 다음 보간 동작이 완료된 후 상기 제 3 축을 상기 기준 자세의 회전 위치로 복귀시키고, 그 후에 또한 상기 도장 로봇이 다음 보간 동작을 실행하도록 하는
도장 시스템.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 축의 회전 위치를 상기 기준 자세로 유지하면서 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축을 구동함으로써 상기 관절부가 상기 베이스부의 고정면의 위치보다 상기 측벽 측에 더 가까운 위치로 이동하는 경우에, 상기 제어 장치는, 상기 관절부가 상기 베이스부의 고정면의 위치보다 상기 측벽 측에 더 가까운 위치로 이동하기 전에, 상기 제 3 축을 구동하여 상기 관절부를 상기 베이스부의 고정면의 위치보다 상기 피도장물 측에 더 가까운 위치로 이동시키는
도장 시스템.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 축의 회전 위치를 상기 기준 자세로 유지하면서 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축을 구동함으로써 상기 관절부가 사전결정된 높이보다 더 높은 위치로 이동하는 경우에, 상기 제어 장치는, 상기 관절부가 상기 사전결정된 높이보다 더 높은 위치로 이동하기 전에, 상기 제 3 축을 구동하여 상기 관절부를 상기 사전결정된 높이와 같거나 더 낮은 위치로 이동시키는
도장 시스템.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 축의 회전 위치를 상기 기준 자세로 유지하면서 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축을 구동함으로써 상기 관절부가 상기 피도장물의 높이보다 더 낮은 위치로 이동하는 경우에, 상기 제어 장치는, 상기 관절부가 상기 피도장물의 높이보다 더 낮은 위치로 이동하기 전에, 상기 제 3 축을 구동하여 상기 관절부를 상기 피도장물의 높이와 같거나 더 높은 위치로 이동시키는
도장 시스템.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기준 자세의 상태에 있는 상기 도장 로봇은, 상기 제 2 암이 상기 제 1 암의 상기 피도장물 측에 위치하는 상태로 상기 제 1 암에 외팔보 지지되고, 상기 제 3 암이 상기 제 2 암의 상기 측벽 측에 위치하는 상태로 상기 제 2 암에 의해 지지되고, 상기 손목부에 부착된 도장 건에 유체를 공급하는 튜브가 상기 제 3 암의 상기 측벽 측을 따라서 상기 제 3 암에 배치되도록 되는
도장 시스템.