WO2006046536A1 - 塗装膜厚シミュレーション方法 - Google Patents

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WO2006046536A1
WO2006046536A1 PCT/JP2005/019555 JP2005019555W WO2006046536A1 WO 2006046536 A1 WO2006046536 A1 WO 2006046536A1 JP 2005019555 W JP2005019555 W JP 2005019555W WO 2006046536 A1 WO2006046536 A1 WO 2006046536A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film thickness
coating
paint
point
coated
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/019555
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takayuki Kuwashima
Shinichi Nakane
Anhui Cai
Original Assignee
Trinity Industrial Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trinity Industrial Corporation filed Critical Trinity Industrial Corporation
Publication of WO2006046536A1 publication Critical patent/WO2006046536A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying

Definitions

  • the present invention relates to a paint film thickness simulation using a computer system that is performed prior to an actual painting operation.
  • the coating of such a workpiece is performed based on a predetermined control program, etc.
  • the coating film thickness attached to the workpiece varies depending on the movement of the coating machine, the spray amount of the paint, the shape of the paint outlet, etc. . For this reason, in order to obtain a desired coating film thickness in the painting operation, a coating film thickness simulation using a computer system is performed prior to the coating of an actual workpiece.
  • the standard coating pattern for this simulation is a pattern in which paint is sprayed on a flat plate as a workpiece for a predetermined time while the coating machine is fixed.
  • the film thickness formed on the flat plate is measured and mathematically measured. It is processed and acquired.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 7-323244
  • the movement of the coating machine (painting gun) is faithfully reproduced to increase the accuracy, so the above-mentioned reference coating pattern is moved continuously.
  • the film thickness distribution value was calculated.
  • the film thickness distribution value is accumulated while taking into account the coating machine trajectory and workpiece shape at minute intervals. As a result, the calculation amount has become enormous.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the amount of calculation of a paint film thickness simulation while maintaining the same accuracy.
  • Means Reference coating obtained by measuring the film thickness of a coating film formed on a coating object by spraying the coating material for a predetermined time with the coating machine fixed. Using a pattern, a painting process of the coating object, which is performed by continuously spraying the coating material on the object while the coating machine moves on the track, is simulated by a computer system, and the object is In the paint film thickness simulation method to obtain the film thickness distribution value of the paint,
  • the continuous spray of paint on the track by the coating machine is regarded as spray of paint at intermittent points on the track, and the film thickness distribution value is integrated for each point based on the reference coating pattern.
  • a method for simulating a coating film thickness comprising obtaining a film thickness distribution value of the object to be coated.
  • the coating film thickness simulation method uses the reference coating pattern, and the coating of the coating object is performed by continuously spraying the coating material on the coating object while the coating machine moves on the track.
  • the process is simulated by a computer system and the film thickness distribution value of the object to be coated is obtained.
  • the reference coating pattern is obtained by measuring the film thickness of the coating film formed on the coating object by spraying the coating material for a predetermined time with the coating machine fixed.
  • continuous paint spray on the track by the coating machine is regarded as paint spray at intermittent points on the track, and the reference coating pattern is set at each intermittent point. Based on this, the film thickness distribution values are integrated to obtain the film thickness distribution value of the object to be coated.
  • the film thickness distribution value at a point is the film thickness value of each part of the area of the reference coating pattern centered on the point (the same applies hereinafter).
  • the present invention is characterized in that continuous spraying of paint on a track by a coating machine is regarded as spray of paint at intermittent points on the track. This may be calculated even if the film thickness value is calculated as if the reference coating pattern was moved at a same position without moving the reference coating pattern if the moving distance of the reference coating pattern was very small. This is because there is not much change in the accuracy of the film thickness value. In other words, since the coating film is actually applied repeatedly every minute time, the film thickness of the coating film at a certain moment can be obtained with high accuracy using the conventional method, but it is viewed in a relatively long time. Even if the film thickness is acquired as if it was injected at the same position, there is not much difference in accuracy.
  • Means 2 In the simulation method according to Means 1,
  • the coating film thickness simulation method wherein position information of the coating machine is associated with time information, and the point is grasped as position information of the coating machine at a predetermined time.
  • the means 2 is based on the premise that the position information of the coating machine is associated with the time information, and the point is grasped as the position information of the coating machine at a predetermined time. In this way, the points described above can be managed by time, that is, as one-dimensional information. Because it can be managed, the simulation program becomes simple.
  • the coating film thickness simulation is characterized in that position information of the object to be coated is associated with time information, and the point is grasped as position information of the coating machine and the object to be coated at a predetermined time.
  • the position information of the object to be painted is associated with the time information, and the point is grasped as the position information of the coating machine and the object to be painted at a predetermined time.
  • the points can be managed according to the time as in the above configuration, that is, since they can be managed as one-dimensional information, the simulation program becomes simple.
  • the position information of the object to be painted is grasped, it is possible to simulate the painting process in which the object to be painted moves as well as the painting machine.
  • Means 4 In the simulation method according to any one of means 1 to 3,
  • the film thickness distribution value at each point is acquired by interpolation calculation based on the plurality of reference coating patterns using the distance between the coating machine and the object to be coated acquired at each point. Paint film thickness simulation method.
  • Method 4 As the distance between the coating machine and the object to be coated increases, the adhesion efficiency of the paint decreases. Therefore, in Method 4, a plurality of reference coating patterns are obtained by differentiating the distance between the painting machine and the object to be painted, and a plurality of standards are obtained from the distance between the painting machine and the object to be painted at each point. Interpolation calculation based on the coating pattern is performed to obtain the film thickness distribution value at each point.
  • the film thickness distribution value at each point is acquired by interpolation calculation based on the two reference coating patterns using the distance between the coating machine and the object to be coated acquired at each point. Paint film thickness simulation method.
  • two reference coating patterns corresponding to the minimum distance and the maximum distance between the coating machine and the object to be coated are acquired, and the film thickness distribution value at each point is obtained. From the distance between the painting machine and the object to be painted obtained at each point, it can be obtained by interpolation calculation based on two reference painting patterns.
  • the minimum distance refers to the minimum distance allowed in actual painting
  • the maximum distance refers to the maximum distance allowed in actual painting (the same applies to the following means).
  • Means 6 In the simulation method according to any one of means 1 to 5,
  • the paint adhesion rate according to the angle formed by the normal direction and the paint spray direction of the coating machine is obtained as an angle coefficient.
  • the film thickness distribution value at each point is corrected by using an angle coefficient corresponding to the angle between the normal direction and the paint spraying direction of the coating machine obtained at each point.
  • a coating film thickness simulation method is used.
  • the paint spraying direction of the coating machine coincides with the normal direction of the paint surface, the paint adhesion rate is the highest.
  • the paint injection direction is the direction of the central axis of the paint machine (paint gun).
  • Means 6 is based on the case where the paint is sprayed in the normal direction of the painted surface of the object to be coated, and the adhesion rate of the paint according to the angle formed by the normal direction and the paint spray direction of the coating machine is used as an angle coefficient. Earn it. For example, the actual ability to experiment with painting is obtained empirically. Then, the film thickness distribution value at each point is corrected using an angle coefficient corresponding to the angle between the normal direction acquired at each point and the paint spraying direction of the coating machine.
  • the film thickness distribution value at each point can be accurately obtained.
  • the correction calculation can be simplified by obtaining the angle coefficient in advance.
  • the correction of the film thickness distribution value considering such an angle is also performed at every intermittent point, so the amount of calculation is greatly reduced.
  • Means 7 In the simulation method according to any one of means 1 to 6,
  • the paint ratio according to the area ratio when the overlapping portion is less than the area of the reference coating pattern is less than the area of the reference coating pattern.
  • An adhesion rate is obtained as a ratio coefficient
  • the film thickness distribution value at each point is a ratio coefficient corresponding to the area ratio between the overlapping portion and the reference coating pattern acquired at each point.
  • the reference coating pattern is, for example, a substantially circular pattern in the case of a bell-type coating machine (painting gun). If the overlapping area between the painted surface of the object to be coated and this pattern is smaller than the pattern, for example, if the pillar is a painted surface in the case of an automobile body, the turbulence of the airflow is reduced, so the paint adhesion rate is reduced. It is known to be higher.
  • the area where the overlap of the painted surface of the object to be painted and the reference paint pattern matches the reference paint pattern is used as a reference, and the area of the overlap is less than the area of the reference paint pattern.
  • the ratio of paint adhesion based on the area ratio is obtained as a ratio coefficient. For example, the actual painting experiment ability is acquired empirically. Then, the film thickness distribution value at each point is corrected using a ratio coefficient corresponding to the area ratio between the overlapped portion and the reference coating pattern acquired at each point.
  • the film thickness distribution value at each point can be accurately acquired.
  • the correction calculation can be simplified by acquiring the ratio coefficient in advance.
  • shape recognition processing Compared with the case of performing processing etc., processing time is significantly shortened.
  • the correction of the film thickness distribution value in consideration of the area of the painted surface is performed at every intermittent point, the amount of calculation is greatly reduced.
  • Means 8 In the simulation method according to any one of means 1 to 7,
  • the painted surface of the object When the painted surface of the object is subdivided into a predetermined area, and when attention is paid to a certain area, the painted surface of the area and the peripheral area adjacent to the area do not form an angle. And the adhesion rate of the paint according to the angle between the painted surface of the area and the painted surface of the surrounding area is obtained as an adhesion coefficient,
  • a coating film thickness simulation method wherein the film thickness distribution value at each point is corrected by using an adhesion coefficient corresponding to an angle formed by the painted surface of the region with the painted surface of the peripheral region.
  • means 8 captures the painted surface of the object to be subdivided into predetermined areas. For example, it can be subdivided into triangular areas, or it can be subdivided into quadrangular areas.
  • the painted surface of the area and the painted surface of the peripheral area adjacent to the area do not form an angle when focusing on a certain area
  • the adhesion rate of the paint depending on the angle is obtained as an adhesion coefficient.
  • the case where there is no angle means the case where the normals of the painted surface are parallel.
  • the film thickness distribution value at each point is corrected using an adhesion coefficient corresponding to the angle formed by the painted surface of the area and the painted surface of the surrounding area.
  • the present invention can also be realized as an apparatus capable of executing such a simulation.
  • Means 9 Reference coating obtained by measuring the film thickness of the coating film formed on the coating object by spraying the coating material for a predetermined time with the coating machine fixed A pattern reading means for reading patterns,
  • Shape information reading means for reading shape information of the object to be coated
  • the coating process of the coating object which is performed by continuously spraying the coating material on the coating object while the coating machine moves on the track, is simulated by a computer system, and the film thickness distribution value of the coating object is calculated.
  • a paint film thickness simulation apparatus which is a process of accumulating values to obtain a film thickness distribution value of the object to be coated.
  • the no-turn reading means reads the reference coating pattern
  • the shape information reading means reads the shape information of the object to be coated.
  • the standard coating pattern is obtained by measuring the film thickness of the coating film formed on the object to be coated by spraying the paint on the object to be coated for a predetermined time while the coating machine is fixed.
  • the shape information of the object to be painted may be acquired as, for example, 3D CAD data.
  • the processing execution means simulates the painting process of the object to be painted by continuously spraying the paint on the object while the coating machine moves on the track, and the film thickness of the object is Execute film thickness acquisition processing to acquire distribution values.
  • the film thickness acquisition process regards continuous spraying of paint on the track by the coating machine as spraying of paint at intermittent points on the track, and sets the reference for each intermittent point. Based on the coating pattern, the film thickness distribution value is integrated to obtain the film thickness distribution value of the object to be coated! [0041] By doing so, the film thickness distribution value is integrated at each intermittent point, so that the integration process is greatly reduced. In addition, if points are taken at appropriate intervals, the accuracy is maintained at the same level as before. Therefore, it is possible to reduce the amount of calculation for the coating film thickness simulation while maintaining the same accuracy.
  • Means 10 In the simulation apparatus according to means 9,
  • a coating machine position reading means for reading the position information of the coating machine associated with the time information
  • the point is grasped as position information of the coating machine at a predetermined time.
  • the coating machine position reading means reads the position information of the coating machine associated with the time information, and in the film thickness acquisition process, the point is grasped as the position information of the coating machine at the predetermined time. Is done.
  • Means 11 In the simulation apparatus according to means 10,
  • An object position reading means for reading the position information of the object to be associated with the time information
  • the point is grasped as position information of a coating machine and an object to be coated at a predetermined time.
  • the position information of the object to be coated is further read by the position reading means of the object to be coated, and the point is the coating machine at the predetermined time in the film thickness acquisition process. And the position information of the object to be painted.
  • the point can be managed according to the time as in the above configuration, that is, since it can be managed as one-dimensional information, the film thickness acquisition process is simplified.
  • the position information of the object to be painted is grasped, it is possible to simulate the painting process in which the object to be painted moves as well as the painting machine.
  • Means 12 In the simulation apparatus according to any one of means 9 to 11, the pattern reading means includes a plurality of bases having different distances between the coating machine and the object to be coated. It is configured to read a semi-painted pattern,
  • the film thickness distribution value at each point is interpolated based on the plurality of reference coating patterns using the distance between the coating machine and the object to be coated acquired at each point.
  • a paint film thickness simulation device that is obtained by calculation.
  • the pattern reading means reads a plurality of reference coating patterns having different distances between the coating machine and the object to be coated, and in the film thickness acquisition process, the film thickness distribution value at each point is It is obtained by interpolation calculation based on multiple reference coating patterns from the distance between the painting machine and the object to be painted obtained at the point.
  • the film thickness distribution value at each point can be obtained accurately. Also, since interpolation calculation is performed using multiple reference coating patterns, more accurate film thickness distribution values can be obtained compared to correcting the film thickness distribution values obtained from one reference coating pattern. . In addition, since the film thickness distribution value taking such distance into account is also obtained at each intermittent point, the amount of calculation is greatly reduced compared to the conventional method.
  • Means 13 In the simulation apparatus according to Means 12,
  • the pattern reading means is configured to read two reference coating patterns corresponding to a minimum distance and a maximum distance between the coating machine and the workpiece.
  • the interpolation distribution based on the two reference coating patterns using the distance between the coating machine acquired at each point and the object to be coated is used for the film thickness distribution value at each point.
  • a paint film thickness simulation device that is obtained by calculation.
  • the pattern reading means reads two reference coating patterns corresponding to the minimum distance and the maximum distance between the coating machine and the object to be coated, and the film thickness distribution at each point in the film thickness acquisition process.
  • the value is acquired by interpolation calculation based on two reference coating patterns from the distance between the coating machine and the workpiece to be acquired at each point.
  • the film thickness distribution value at each point can be interpolated. Also this In this case, since two reference paint patterns are used, that is, interpolation is performed as a linear expression, it is suitable for the purpose of reducing the amount of calculation.
  • Means 14 In the simulation apparatus according to any one of means 9 to 13,
  • the adhesion rate is based on the case where the paint is sprayed in the normal direction of the painted surface of the object to be coated, and the adhesion rate of the paint according to the angle formed by the normal direction and the paint spray direction of the coating machine is an angle coefficient.
  • Angle coefficient storage means for storing as
  • the film thickness distribution value at each point corresponds to an angle between the normal direction acquired at each point and the paint spraying direction of the coating machine.
  • a coating film thickness simulation apparatus wherein correction is performed using the angle coefficient stored in the above.
  • the angle coefficient storage means stores, as an angle coefficient, the paint adhesion rate according to the angle formed by the normal direction of the painted surface and the paint spraying direction of the coating machine. This adhesion rate is based on the case where the paint is sprayed in the direction normal to the painted surface of the object to be coated.
  • the film thickness distribution value at each point is corrected using an angle coefficient corresponding to the angle between the normal direction acquired at each point V and the paint spraying direction of the coating machine. To do.
  • the film thickness distribution value at each point can be accurately obtained.
  • the correction calculation can be simplified by obtaining the angle coefficient in advance.
  • the correction of the film thickness distribution value considering such an angle is also performed at every intermittent point, so the amount of calculation is greatly reduced.
  • Means 15 In the simulation apparatus according to any one of means 9 to 14,
  • the film thickness distribution value at each point corresponds to the area ratio between the overlapped portion acquired at each point and the reference coating pattern.
  • the coating film thickness simulation apparatus wherein correction is performed using the ratio coefficient stored in the ratio coefficient storage means.
  • the ratio coefficient storage means has a coating adhesion rate based on the area ratio when the area of the overlapping portion of the painted surface of the object to be coated and the reference coating pattern falls below the area of the reference coating pattern. Is stored as a ratio coefficient. This adhesion rate is based on the case where the overlapping portion matches the standard paint pattern. Then, in the film thickness acquisition process, the film thickness distribution value at each point is corrected using a ratio coefficient corresponding to the area ratio between the overlapping portion acquired at each point and the reference coating pattern.
  • the film thickness distribution value at each point can be accurately acquired.
  • the correction calculation can be simplified by acquiring the ratio coefficient in advance.
  • the processing time is significantly shortened compared to the case of performing shape recognition processing.
  • the amount of calculation is greatly reduced.
  • Means 16 In the simulation apparatus according to any one of means 9 to 15,
  • Adhesion coefficient storage that stores the adhesion ratio of the paint on the painted surface of the area according to the angle between the painted surface of the area and the painted surface of the peripheral area as an adhesion coefficient.
  • the film thickness distribution value at each point is determined using the adhesion coefficient stored in the adhesion coefficient storage means corresponding to the angle formed by the painted surface of the area and the painted surface of the peripheral area.
  • a coating film thickness simulation device characterized by correcting.
  • the adhesion coefficient storage means stores, as an adhesion coefficient, the paint adhesion rate according to the angle between the paint surface in a certain area and the paint surface in the peripheral area.
  • the painted surface of the object to be painted is subdivided into a predetermined area, and the adhesion rate is determined by applying the painted surface of the area and the surrounding area adjacent to the area when focusing on a certain area. This is based on the case where the surface does not form an angle.
  • each position is The film thickness distribution value at the edge is corrected using an adhesion coefficient corresponding to the angle between the painted surface of the area and the painted surface of the surrounding area.
  • the film thickness distribution value at each point can be obtained accurately.
  • the correction calculation is simplified by obtaining the adhesion coefficient in advance.
  • the correction of the film thickness distribution value taking into account the unevenness of the painted surface is also performed at every intermittent point, the amount of calculation is greatly reduced.
  • the present invention can also be understood as an invention of a program that causes a computer system to function. It can also be understood as an invention of a recording medium on which the program is recorded. It is as shown below.
  • Means 17. Realize the coating thickness simulation method according to any one of means 1 to 8, or the film thickness acquisition process in the coating film thickness simulation apparatus according to means 9 to 16, by a computer system. Paint film thickness simulation program.
  • Means 18 A recording medium readable by a computer system, on which the coating film thickness simulation program according to Means 17 is recorded.
  • the coating film thickness simulation of the present embodiment is executed by a computer system.
  • the computer system corresponds to a paint film thickness simulation apparatus.
  • the configuration of a computer system is a general one that includes a central device consisting of a CPU, ROM, and RAM for processing, and a storage device such as an HDD, and is well known to those skilled in the art. I will omit the explanation.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the film thickness calculation process executed by the above-described computer system.
  • the reference paint pattern data is read.
  • the standard coating pattern is a coating film formed on the object to be coated by spraying the paint on the object to be painted for a predetermined time with the coating machine fixed. Acquired by measuring the film thickness.
  • This reference coating pattern data is expressed by, for example, a film thickness function that can derive a film thickness value at an arbitrary coordinate.
  • two reference coating patterns acquired by changing the distance between the coating machine and the object to be coated are read.
  • the 3D shape data of the object is read.
  • the object to be painted may be the body of an automobile. It is conceivable that such 3D shape data of the object to be coated is prepared as CAD data, for example.
  • the position of the coating gun after a certain time interval is read.
  • the position of the paint gun is associated with the time information, and this process reads the position of the paint gun at a certain time.
  • the position of the paint gun is read at regular time intervals. That is, the paint gun positions at the time intervals tl, t2, t3,.
  • the position of the object to be coated after a predetermined time interval is read.
  • the position of the object to be painted is also associated with the time information, and this process reads the position of the object to be painted at a certain time. Each time this process is executed, the position of the object to be coated is read at regular time intervals. That is, the position of the object to be coated at the time tl, t2, t3,.
  • the distance between the object to be painted and the painting gun is calculated. This process is based on the 3D shape data read in S 110, the position of the paint gun read in S 120, and the position of the paint object read in S130. The distance of is calculated.
  • the angle between the object to be painted and the coating gun is calculated. This processing is based on the 3D shape data read in S110, the position of the coating gun read in S120, and the normal of the painted surface of the object to be painted based on the position of the object read in S130. It calculates the angle formed by the center axis (paint injection direction) of the paint gun.
  • next S 160 the area ratio between the reference coating pattern and the object to be coated is calculated. This process is based on the 3D shape data read in S110, the position of the paint gun read in S120, and the position of the object read in S130. The area ratio is calculated when the area of the overlapping area with the ink is less than the area of the standard coating pattern.
  • the unevenness angle of the object to be coated is calculated. This processing is based on the 3D shape data read at S110, the position of the paint gun read at S120, and the position of the paint object read at S130. This is to calculate the uneven angle. Specifically, the painted surface is regarded as a subdivided region, and the unevenness angle of a certain region is calculated as an angle formed by the region and the peripheral region of the region.
  • the film thickness of the object to be coated at the coating gun position at a certain time is calculated. That is, the film thickness distribution value at a certain point is acquired.
  • the two reference coating patterns read in S100 are patterns when there is a coating surface at a distance dl, d2 from the coating machine 10 as shown in Fig. 2 (a).
  • the coating distance dl is the minimum allowable distance when the paint adhesion rate is taken into consideration
  • the coating distance d2 is the maximum allowable distance.
  • the film thickness distribution value at the distance d3 calculated in S140 is acquired. As shown in Fig. 2 (a), this corresponds to obtaining the film thickness value of each part at the coating gun position ⁇ .
  • the film thickness value at the position xl is A in the reference coating pattern at the coating distance dl and B in the reference coating pattern at the coating distance d2, and can be obtained by interpolation calculation. That is, by deriving the function fl as shown in FIG. 2 (b), it is obtained as the film thickness value force 3 ⁇ 4 at the coating distance d3.
  • the film thickness value at the position x2 is C in the reference coating pattern with the coating distance dl and D in the reference coating pattern with the coating distance d2.
  • the film thickness distribution value is corrected using the angle calculated in S150. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 (a) shows the paint spraying direction of the coating machine 10, that is, the central axis direction of the coating machine 10 (direction indicated by symbol F) and the normal direction of the coating surface (direction indicated by symbol H). Shows the case where and match. In such a case, the adhesion rate of the paint increases at all. As the angle between the paint spraying direction and the normal direction of the paint surface increases, the paint adhesion rate decreases.
  • Figure 3 (b) shows the case where the paint spraying direction forms an angle of 30 degrees with respect to the normal direction of the painted surface.
  • the above-mentioned computer system stores the paint adhesion rate when the paint spray direction and the normal direction of the paint surface make an angle as an angle coefficient corresponding to the angle. Yes.
  • This adhesion rate is based on the case where the paint spraying direction and the normal direction of the paint surface coincide with each other, and is obtained in advance by an actual paint experiment. For example, by measuring the film thickness while changing the angle, it is obtained as a function g as shown in Fig. 3 (c). Therefore, in S180, the film thickness distribution value is corrected by multiplying the film thickness value at each position by the angle coefficient from which the angular force is also derived.
  • the film thickness distribution value is corrected using the area ratio calculated in S160. This will be described with reference to FIG.
  • FIGS. 4 (a) and 4 (b) show an overlapping portion (hatched portion) of the area P of the reference coating pattern and the area Q of the painted surface.
  • the overlapping part matches the reference coating pattern, and the area of the overlapping part is P.
  • the area of the overlapping portion becomes smaller than the area P of the reference painting pattern.
  • the adhesion rate corresponding to the area ratio between the area of the overlapping portion and the area P of the reference coating pattern is stored as a ratio coefficient in the above-described computer system.
  • This adhesion rate is based on the case where the area of the overlapping portion matches the area P of the reference coating pattern, and is obtained in advance by an actual coating experiment. For example, by measuring the film thickness while changing the area of the overlapping part, it is obtained as a function h as shown in Fig. 4 (c). is there. Therefore, in S180, the film thickness distribution value is corrected by multiplying the film thickness value at each position by the ratio coefficient from which the area ratio force is also derived.
  • FIG. 5 (a) shows a legislative body as an object to be coated.
  • the painted surface is divided into rectangular subdivided areas.
  • the concave / convex angle of the region Ml is specifically calculated.
  • the peripheral region of region Ml is defined as regions Sl, S2, S3, and S4 that share sides with region Ml.
  • the angle formed by each of the surrounding areas S1 to S4 and the area Ml is calculated and averaged.
  • the painted surface is on the same surface and the degree of opening between the painted surface and the painted surface is 180 degrees, that is, when the normal of the painted surface matches, it is assumed to be 0 degrees (not forming an angle).
  • the positive angle is calculated when the opening degree between the painted surface and the painted surface is greater than 180 degrees, while the negative angle is calculated when the opening degree between the painted surface and the painted surface is smaller than 180 degrees.
  • the angle with the surrounding regions S1, S3, S4 is 0 degrees.
  • the surrounding area S2 forms an angle of 90 degrees. Therefore, the unevenness angle of the region Ml is calculated as 22.5 degrees. Further, for example, when viewing the region M2, the angular force with each of the surrounding regions S3, S4, S5, S6 is obtained. Therefore, the unevenness angle of the region M2 is calculated as 0 degree.
  • the adhesion rate corresponding to the unevenness angle is stored as an adhesion coefficient in the above-described converter system.
  • This adhesion rate is based on the case where the area and the surrounding area do not form an angle, that is, 0 degree, and is obtained in advance by an actual painting experiment. For example, by measuring the film thickness while changing the angle of the peripheral region, it is obtained as a function i as shown in FIG. 5 (b). Therefore, in S180, the film thickness distribution value is corrected by multiplying the film thickness value of each region by the adhesion coefficient derived from the uneven angle angle.
  • the film thickness of each part of the object to be coated and the film thickness at the calculated time are integrated. Then, in the next S200, it is determined whether or not the paint gun position is the final end position. If it is determined that the paint gun position is the final end position (S200: YES), the process proceeds to S210. On the other hand, if it is determined that the paint gun position is not the final end position (S200: NO), the process of SI 20 force is repeated.
  • the central device of the computer system in the present embodiment is “pattern reading means”, “shape information reading means”, “processing execution means”, “coating machine position reading means” and “object position reading means”.
  • the storage device corresponds to “angle coefficient storage means”, “ratio coefficient storage means” and “adhesion coefficient storage means”.
  • the process of S100 in FIG. 1 corresponds to the process as the pattern reading means
  • the process of S110 corresponds to the process as the shape information reading means
  • S120 is the process as the coating machine position reading means.
  • the process of S130 corresponds to the process as the object position reading means, and corresponds to the film thickness acquisition process executed by the processing force processing execution means of S140 to S190.
  • the position of the coating gun and the position of the object to be coated are read at regular time intervals (S120 and S130 in FIG. 1). That is, the position of the coating gun and the position of the object to be coated are read at times t 1, t 2, t 3,. Then, the film thickness value distribution value at the coating gun position is acquired (S180). In other words, the film thickness distribution value is obtained for each intermittent point. Then, the film thickness distribution values at the times tl, t2, t3,... Are integrated to obtain the film thickness distribution value of the object to be coated (S190).
  • the coating machine 10 moves while continuously injecting paint, but in this embodiment, it is regarded as paint injection at intermittent points, and the film thickness distribution value of the object to be coated.
  • the moving distance of the reference coating pattern is very small, it is possible to calculate the film thickness value by assuming that the paint is sprayed at the same position without moving the reference coating pattern. This is because there is not much change in the accuracy of the film thickness value.
  • the coating film is actually overcoated every minute time, the coating film thickness at a certain moment can be accurately obtained by using a conventional continuous calculation method.
  • the film thickness is acquired as if it was injected at the same position.
  • the number of loops of S120 to S190 is relatively small, and the integration process (S190) is reduced compared to the conventional case.
  • the time tl, t2, t3,... Is taken at appropriate intervals, the accuracy can be maintained at the same level as before as described above. Therefore, it is possible to reduce the amount of calculation in the paint film thickness simulation, that is, the film thickness calculation process, while maintaining the same accuracy.
  • the time information is associated with the position information of the painting gun and the position information of the object to be painted. Therefore, specify the time tl, t2, t3, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ at a certain time interval, and read the position of the paint gun and the position of the object to be painted.
  • the position of the painting gun and the position of the object to be coated are managed by one-dimensional information called time. This simplifies the film thickness calculation process.
  • it since it is configured to grasp the position of the object to be painted only by the position of the painting gun, it is possible to simulate the painting process in which the object to be painted moves as well as the painting machine 10.
  • the distance calculated in S140 in Fig. 1 is used, and interpolation is performed based on the two reference coating patterns read in S100.
  • the film thickness distribution value at the coating gun position at a certain time is acquired (S180).
  • the film thickness distribution value at each point can be accurately obtained. Since the interpolation calculation is also performed using two reference coating patterns, a more accurate film thickness distribution value can be obtained compared to correcting the film thickness distribution value obtained from one reference coating pattern. . In addition, acquisition of film thickness distribution values considering such distances is also performed at each intermittent point, that is, at each coating gun position at a fixed time interval, so the amount of calculation is smaller than in the past. It will be greatly reduced. In addition, since the standard coating pattern read in S100 corresponds to the minimum and maximum allowable distance, the film thickness distribution value at each point can be interpolated (see Fig. 2). In addition, in this case, since two reference coating patterns are used, for example, interpolation is performed as linear functions fl and f2 as shown in FIG. 2 (b), so that it is suitable for the purpose of reducing the amount of calculation. Become.
  • the angle between the object to be painted and the paint gun is calculated (S150 in Fig. 1).
  • the film thickness distribution value is corrected using the angle coefficient (S180). Specifically, the adhesion rate of the paint when the paint injection direction and the normal direction of the paint surface form an angle is stored in the computer system as an angle coefficient corresponding to the angle. Then, the film thickness distribution value is corrected by multiplying the film thickness value at each position by the angle coefficient derived from the angle.
  • the film thickness distribution value at each time can be accurately acquired.
  • the correction calculation can be simplified by acquiring the angle coefficient in advance.
  • correction of the film thickness distribution value in consideration of such an angle is also performed at every intermittent point, that is, every coating gun position at a certain time interval, so that the calculation amount is greatly reduced.
  • the area ratio between the reference coating pattern and the object to be coated is calculated.
  • the film thickness distribution value is corrected (S180). Specifically, paying attention to the overlapping part of the painted surface of the workpiece and the reference coating pattern, the adhesion rate corresponding to the area ratio of this overlapping part and the reference coating pattern is stored in the computer system as a ratio coefficient. Yes. Then, the film thickness distribution value is corrected by multiplying the film thickness value at each position by the ratio coefficient derived from the area ratio.
  • the film thickness distribution value at each time can be accurately acquired.
  • the correction calculation can be simplified by acquiring the ratio coefficient in advance.
  • the processing time is significantly shortened compared to the case of performing shape recognition processing.
  • correction of the film thickness distribution value in consideration of the area of the paint surface is also performed at intermittent points, that is, at each paint gun position at a fixed time interval, so the amount of calculation is greatly reduced. It will be.
  • the unevenness angle of the object to be coated is calculated (S170 in FIG. 1), and the film thickness distribution value is corrected (S180).
  • the computer system stores the adhesion rate corresponding to the unevenness angle as an adhesion coefficient.
  • the film thickness distribution value is corrected by multiplying the film thickness value of each region by the adhesion coefficient derived from the unevenness angle.
  • Interpolation was performed using linear functions fl and f 2 as shown in (b), but more than 3 reference patterns were read and quadratic and higher functions f3 and f4 as shown in Fig. 2 (c). Interpolation calculation may be performed by In addition, although interpolation calculation is performed using the reference paint pattern corresponding to the minimum and maximum allowable distances, two or more reference paint patterns corresponding to an arbitrary paint distance are read, and in some cases the outer coating It is good also as a structure which performs interpolation.
  • the simulation data is read in the order of the reference coating pattern, the 3D shape data of the object to be painted, the position of the paint gun, and the position of the object to be painted (S100 to S100 in FIG. 1). 130).
  • these four data may be read in any order.
  • the data for obtaining the film thickness value was calculated in the order of distance, angle, area ratio, and unevenness angle (S140 to S170 in FIG. 1).
  • the data calculation order is not particularly limited.
  • the order of obtaining and correcting the film thickness value using these data is not particularly limited.
  • the angle coefficient, the ratio coefficient, and the adhesion coefficient may be derived first, and then the film thickness value may be calculated and multiplied by the distance force.
  • the calculated film thickness distribution value at each time is added to the film thickness distribution value of the object to be coated each time (S180, S190 in FIG. 1).
  • the calculated film thickness distribution value at each time may be temporarily stored in a buffer or the like and integrated at the end. In other words, it may be configured to be executed when the processing of S190 in FIG. 1 is affirmed in S200.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a film thickness calculation process including a film thickness acquisition process.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an interpolation calculation based on the distance between the coating machine and a reference coating pattern.
  • ⁇ 3 It is an explanatory diagram showing a correction method based on the angle between the coating machine and the painted surface.
  • IV 4 It is an explanatory diagram showing a correction method based on the area of the overlap between the painted surface and the reference coating pattern.

Abstract

　被塗装物の塗装過程をコンピュータシステムによってシミュレーションし、被塗装物の膜厚分布値を取得する塗装膜厚シミュレーションにおいて、精度を従来のものと同等に保ちながら、計算量を削減する。一定時間間隔で塗装ガンの位置及び被塗装物の位置を読み込み（Ｓ１２０，Ｓ１３０）、この塗装ガン位置における膜厚値分布値を、読み込んだ基準塗装パターンに基づいて取得する（Ｓ１００，Ｓ１８０）。つまり、断続的なポイント毎に膜厚分布値を取得するのである。そして、これら塗装ガン位置における膜厚分布値を積算して被塗装物の膜厚分布値を取得する（Ｓ１９０）。

Description

明 細 書
塗装膜厚シミュレーション方法
技術分野
[0001] 本発明は、実際の塗装作業に先立ってなされる、コンピュータシステムを利用した 塗装膜厚シミュレーションに関する。
背景技術
[0002] 自動車ボディ等のワークを塗装する場合、トンネル形に構成された塗装ブースで行 われるのが一般的である。塗装ブースには、塗装機が配設され、コンベアにより移送 可能にされたワークに対し、塗装機の塗料出口（塗装ガン)より、塗料が噴射される。 このとき、塗装機は、通常、所定のプログラムにより、塗装ブース内を移動しながらヮ ークに対して塗料を噴射する。
[0003] このようなワークの塗装は所定の制御プログラムなどに基づいてなされる力 塗装機 の移動、塗料の噴射量、塗料出口の形などによって、ワークに付着する塗装膜厚は 、異なってくる。そのため、塗装作業にあたり所望の塗装膜厚を得るために、実際の ワークに対する塗装に先立って、コンピュータシステムを利用した塗装膜厚シミュレ一 シヨンが行われている。
[0004] 塗装膜厚シミュレーションでは、最初に、シミュレーション用の基準塗装パターンを 獲得する手法が知られている。このシミュレーション用の基準塗装パターンは、塗装 機を固定した状態で、ワークとしての平板に対し所定時間だけ塗料を噴射した場合 のパターンであり、平板上に形成される膜厚を計測し、数学的に処理されて獲得され る。
[0005] そして、この基準塗装パターンが獲得されると、この基準塗装パターンを用い、塗装 機の軌道やワークの形状を考慮して、塗装膜厚シミュレーションがコンピュータシステ ムにて実行され、ワーク各部の塗装膜厚である膜厚分布値が計算によって獲得され ることになる (例えば、特許文献 1参照)。
特許文献 1：特開平 7— 323244号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0006] し力しながら、従来の塗装膜厚シミュレーションでは、塗装機 (塗装ガン)の移動を 忠実に再現して精度を上げようとしているため、上述した基準塗装パターンを連続的 に移動させて膜厚分布値を計算していた。例えば、微少時間ごとの塗装機の軌道や ワーク形状などを考慮して膜厚分布値を補正しながら積算していくという具合である。 その結果、計算量が膨大なものとなってしまっている。
[0007] 本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、そ の精度を同等に保ちながら、塗装膜厚シミュレーションの計算量を削減することにあ る。
課題を解決するための手段
[0008] 以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、 必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。
[0009] 手段 1.塗装機を固定した状態で被塗装物に対し所定時間だけ塗料を噴射するこ とによって被塗装物上に形成される塗膜の膜厚を計測して獲得される基準塗装バタ ーンを用い、前記塗装機が軌道上を移動しながら前記被塗装物に対し連続的に塗 料を噴射してなされる前記被塗装物の塗装過程をコンピュータシステムによってシミ ユレーシヨンし、前記被塗装物の膜厚分布値を取得する塗装膜厚シミュレーション方 法において、
前記塗装機による軌道上の連続的な塗料の噴射を、当該軌道上の断続的なポイン トにおける塗料の噴射とみなし、前記ポイント毎に前記基準塗装パターンに基づき膜 厚分布値を積算して、前記被塗装物の膜厚分布値を取得することを特徴とする塗装 膜厚シミュレーション方法。
[0010] 手段 1に記載の塗装膜厚シミュレーション方法は、基準塗装パターンを用い、塗装 機が軌道上を移動しながら被塗装物に対し連続的に塗料を噴射してなされる被塗装 物の塗装過程をコンピュータシステムによってシミュレーションし、被塗装物の膜厚分 布値を取得するものである。ここで基準塗装パターンは、塗装機を固定した状態で被 塗装物に対し所定時間だけ塗料を噴射することによって被塗装物上に形成される塗 膜の膜厚を計測して獲得される。 [0011] そして、本発明では特に、塗装機による軌道上の連続的な塗料の噴射を、当該軌 道上の断続的なポイントにおける塗料の噴射とみなし、断続的なポイント毎に基準塗 装パターンに基づき膜厚分布値を積算して、被塗装物の膜厚分布値を取得する。な お、ポイントにおける膜厚分布値とは、当該ポイントを中心とする基準塗装パターンの 領域各部の膜厚値を 、うものとする (以下でも同様)。
[0012] 従来、塗装機による連続的な塗料の噴射を忠実にシミュレーションするのが一般的 であった。例えば、獲得された基準塗装パターンを微少時間毎に移動させて膜厚分 布値を積算するという具合である。しかし、その場合、計算量が膨大になってしまうと いう問題があった。
[0013] これに対し本発明は、塗装機による軌道上の連続的な塗料の噴射を、当該軌道上 の断続的なポイントにおける塗料の噴射とみなす点に特徴がある。このようにしてよい のは、基準塗装パターンの移動距離が微少なものであれば、基準塗装パターンを移 動させず同一位置で塗料を噴射したものとして膜厚値を算出しても、算出される膜厚 値の精度にそれほど変わりがないためである。つまり、実際には塗膜は微少時間毎 に重ね塗りされていくため、ある瞬間における塗膜の膜厚は従来の手法を用いること で精度よく取得されるのであるが、比較的長い時間で見ると、同一位置で噴射したも のとして膜厚を取得しても精度にそれほど大きな違いがないのである。
[0014] そして、このように断続的なポイント毎に膜厚分布値を積算すれば、積算処理が大 幅に削減される。また、適当な間隔でポイントをとれば、上述したように精度は従来と 同等に保たれる。したがって、その精度を同等に保ちながら、塗装膜厚シミュレーショ ンの計算量を削減することができる。
[0015] 手段 2.手段 1に記載のシミュレーション方法において、
前記塗装機の位置情報が時刻情報に対応付けられており、前記ポイントは、所定 時刻における前記塗装機の位置情報として把握されることを特徴とする塗装膜厚シミ ユレーシヨン方法。
[0016] 手段 2では、塗装機の位置情報が時刻情報に対応付けられていることを前提とし、 ポイントが所定時刻における塗装機の位置情報として把握される。このようにすれば 、上述したポイントが時刻によって管理できることになり、すなわち、一次元情報として 管理できるため、シミュレーションのプログラムが簡単になる。
[0017] 手段 3.手段 2に記載のシミュレーション方法において、
前記被塗装物の位置情報が時刻情報に対応付けられており、前記ポイントは、所 定時刻における前記塗装機及び前記被塗装物の位置情報として把握されることを特 徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[0018] 手段 3では、さらに、被塗装物の位置情報が時刻情報に対応付けられていることを 前提とし、ポイントが所定時刻における塗装機及び被塗装物の位置情報として把握 される。このようにすれば、上記構成と同様、ポイントが時刻によって管理できることに なり、すなわち、一次元情報として管理できるため、シミュレーションのプログラムが簡 単になる。また、この場合、被塗装物の位置情報が把握されるため、塗装機だけでな く被塗装物が移動するような塗装過程のシミュレーションが可能となる。
[0019] 手段 4.手段 1乃至 3のいずれかに記載のシミュレーション方法において、
前記塗装機と前記被塗装物との距離を異ならせて、複数の基準塗装パターンを獲 得しておき、
前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにおいて取得される塗装機 と被塗装物との距離を用いた前記複数の基準塗装パターンに基づく補間計算によつ て取得することを特徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[0020] 塗装機と被塗装物との距離が大きくなると、塗料の付着効率は低下する。そこで、 手段 4では、塗装機と被塗装物との距離を異ならせることにより、複数の基準塗装パ ターンを獲得しておき、各ポイントにおける塗装機と被塗装物との距離から、複数の 基準塗装パターンに基づく補間計算を行い、各ポイントにおける膜厚分布値を取得 する。
[0021] このようにすれば、塗装機と被塗装物との距離が変化しても、各ポイントにおける膜 厚分布値を的確に取得することができる。し力も、複数の基準塗装パターンを用いた 補間計算を行っているため、 1つの基準塗装パターンから得られる膜厚分布値を補 正するのと比べて、より正確な膜厚分布値を取得できる。また、このような距離を考慮 した膜厚分布値の取得も断続的なポイント毎に行われるため、従来と比較して、計算 量は大幅に削減されることになる。 [0022] 手段 5.手段 4に記載のシミュレーション方法において、
前記塗装機と前記被塗装物との最小距離及び最大距離に対応する 2つの基準塗 装パターンを獲得しておき、
前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにおいて取得される塗装機 と被塗装物との距離を用いた前記 2つの基準塗装パターンに基づく内挿補間計算に よって取得することを特徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[0023] 具体的には、手段 5に示すように、塗装機と被塗装物との最小距離及び最大距離 に対応する 2つの基準塗装パターンを獲得しておき、各ポイントにおける膜厚分布値 を、当該各ポイントにおいて取得される塗装機と被塗装物との距離から、 2つの基準 塗装パターンに基づく内挿補間計算によって取得することが考えられる。
[0024] ここで最小距離とは実際に塗装する上で許容される最小の距離をいい、最大距離 とは実際に塗装する上で許容される最大の距離をいう（以下の手段でも同様)。この ような最小'最大距離に対応する 2つの基準塗装パターンを獲得することによって、 各ポイントにおける膜厚分布値は、内挿補間計算できることになる。また、この場合、 2つの基準塗装パターンを用いるため、すなわち一次式として内挿補間されるため、 計算量を削減するという目的にも適ったものとなる。
[0025] 手段 6.手段 1乃至 5のいずれかに記載のシミュレーション方法において、
前記被塗装物の塗装面の法線方向に塗料を噴射した場合を基準とし、前記法線 方向と前記塗装機の塗料噴射方向のなす角度による塗料の付着率を角度係数とし て獲得しておき、
前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにぉ ヽて取得される前記法 線方向と前記塗装機の塗料噴射方向との角度に対応する角度係数を用 、て補正す ることを特徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[0026] 塗装機の塗料噴射方向が塗装面の法線方向に一致している場合、塗料の付着率 が最も高くなる。ここで塗料噴射方向とは、塗装機 (塗装ガン)の中心軸の方向である
[0027] 手段 6では、被塗装物の塗装面の法線方向に塗料を噴射した場合を基準とし、法 線方向と塗装機の塗料噴射方向のなす角度による塗料の付着率を角度係数として 獲得しておく。例えば、実際の塗装実験力 経験的に獲得するという具合である。そ して、各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにおいて取得される法線方 向と塗装機の塗料噴射方向との角度に対応する角度係数を用 ヽて補正する。
[0028] このようにすれば、塗装機と被塗装物の塗装面との角度が変化しても、各ポイントに おける膜厚分布値を的確に取得することができる。しかも、予め角度係数を獲得して おくことによって、補正計算が簡単なものとなる。また、このような角度を考慮した膜厚 分布値の補正も断続的なポイント毎に行われるため、計算量は大幅に削減されること になる。
[0029] 手段 7.手段 1乃至 6のいずれかに記載のシミュレーション方法において、
前記被塗装物の塗装面と前記基準塗装パターンとの重なり部分が当該基準塗装 パターンに一致する場合を基準とし、前記重なり部分が前記基準塗装パターンの面 積を下回ったときの面積比率による塗料の付着率を比率係数として獲得しておき、 前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにお!ヽて取得される前記重 なり部分と前記基準塗装パターンとの面積比率に対応する比率係数を用いて補正 することを特徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[0030] 基準塗装パターンは、例えばベル型の塗装機 (塗装ガン)であれば、略円形のバタ ーンとなる。そして、被塗装物の塗装面とこのパターンとの重なり部分がパターンより も小さくなると、例えば自動車ボディで言えばピラーなどが塗装面となると、気流の乱 れが小さくなるため、塗料の付着率が高くなることが知られている。
[0031] そこで、手段 7では、被塗装物の塗装面と基準塗装パターンとの重なり部分が当該 基準塗装パターンに一致する場合を基準とし、重なり部分の面積が基準塗装パター ンの面積を下回ったときの面積比率による塗料の付着率を比率係数として獲得して おく。例えば、実際の塗装実験力も経験的に獲得するという具合である。そして、各 ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにおいて取得される重なり部分と基 準塗装パターンとの面積比率に対応する比率係数を用いて補正する。
[0032] このようにすれば、重なり部分の面積が基準塗装パターンの面積を下回ったとして も、各ポイントにおける膜厚分布値を的確に取得することができる。し力も、予め比率 係数を獲得しておくことによって、補正計算が簡単なものとなる。特に、形状認識処 理などを行う場合と比べて、処理時間が大幅に短縮される。また、このような塗装面の 面積を考慮した膜厚分布値の補正も断続的なポイント毎に行われるため、計算量は 大幅に削減されることになる。
[0033] 手段 8.手段 1乃至 7のいずれかに記載のシミュレーション方法において、
前記被塗装物の塗装面を所定の領域に細分化して捉え、ある領域に着目したとき に当該領域の塗装面と当該領域に隣接する周辺領域の塗装面とが角度をなしてい ない場合を基準とし、前記領域の塗装面と前記周辺領域の塗装面との角度による塗 料の付着率を付着係数として獲得しておき、
前記各ポイントにおける膜厚分布値を、前記領域の塗装面が前記周辺領域の塗装 面となす角度に対応する付着係数を用いて補正することを特徴とする塗装膜厚シミュ レーシヨン方法。
[0034] 塗装面に凹凸がある場合、気流の影響によって、塗料の付着率が変化することが 知られている。例えば、塗装面の凹部では付着率が下がる力 凸部では付着率が上 力 という具合である。
[0035] そこで、手段 8では、被塗装物の塗装面を所定の領域に細分化して捉える。例えば 、三角形領域に細分化することも考えられるし、あるいは、四角形領域に細分化する ことも考えられる。次に、ある領域に着目したときに当該領域の塗装面と当該領域に 隣接する周辺領域の塗装面とが角度をなしていない場合を基準とし、領域の塗装面 と周辺領域の塗装面との角度による塗料の付着率を付着係数として獲得しておく。 例えば、実際の塗装実験力 経験的に獲得するという具合である。なお、角度をなし ていない場合とは、塗装面の法線が平行になっている場合をいうものとする。そして、 各ポイントにおける膜厚分布値を、領域の塗装面が周辺領域の塗装面となす角度に 対応する付着係数を用いて補正する。
[0036] このようにすれば、被塗装物の塗装面に凹凸があつたとしても、各ポイントにおける 膜厚分布値を的確に取得することができる。しかも、予め付着係数を獲得しておくこと によって、補正計算が簡単なものとなる。また、このような塗装面の凹凸を考慮した膜 厚分布値の補正も断続的なポイント毎に行われるため、計算量は大幅に削減される ことになる。 [0037] 以上は、塗装膜厚シミュレーション方法の発明として説明してきたが、本発明は、こ のようなシミュレーションを実行可能な装置として実現することもできる。
[0038] 手段 9.塗装機を固定した状態で被塗装物に対し所定時間だけ塗料を噴射するこ とによって被塗装物上に形成される塗膜の膜厚を計測して獲得される基準塗装バタ ーンを読み込むパターン読込手段と、
前記被塗装物の形状情報を読み込む形状情報読込手段と、
前記塗装機が軌道上を移動しながら前記被塗装物に対し連続的に塗料を噴射し てなされる前記被塗装物の塗装過程をコンピュータシステムによってシミュレーション し、前記被塗装物の膜厚分布値を取得する膜厚取得処理を実行する処理実行手段 と
を備えた塗装膜厚シミュレーション装置にぉ 、て、
前記膜厚取得処理は、前記塗装機による軌道上の連続的な塗料の噴射を、当該 軌道上の断続的なポイントにおける塗料の噴射とみなし、前記ポイント毎に前記基準 塗装パターンに基づき膜厚分布値を積算して、前記被塗装物の膜厚分布値を取得 する処理であることを特徴とする塗装膜厚シミュレーション装置。
[0039] 手段 9に記載の塗装膜厚シミュレーション装置は、ノターン読込手段が、基準塗装 パターンを読み込み、形状情報読込手段が、被塗装物の形状情報を読み込む。基 準塗装パターンは、塗装機を固定した状態で被塗装物に対し所定時間だけ塗料を 噴射することによって被塗装物上に形成される塗膜の膜厚を計測して獲得される。ま た、被塗装物の形状情報は、例えば 3次元の CADデータとして獲得されていることが 考えられる。そして、処理実行手段が、塗装機が軌道上を移動しながら被塗装物に 対し連続的に塗料を噴射してなされる被塗装物の塗装過程をコンピュータシステム によってシミュレーションし、被塗装物の膜厚分布値を取得する膜厚取得処理を実行 する。
[0040] そして本発明では、膜厚取得処理が、塗装機による軌道上の連続的な塗料の噴射 を、当該軌道上の断続的なポイントにおける塗料の噴射とみなし、断続的なポイント 毎に基準塗装パターンに基づき膜厚分布値を積算して、被塗装物の膜厚分布値を 取得する処理となって!/ヽる。 [0041] このようにすれば、断続的なポイント毎に膜厚分布値を積算するため、積算処理が 大幅に削減される。また、適当な間隔でポイントをとれば、精度は従来と同等に保た れる。したがって、その精度を同等に保ちながら、塗装膜厚シミュレーションの計算量 を削減することができる。
[0042] 手段 10.手段 9に記載のシミュレーション装置において、
時刻情報に対応付けられた前記塗装機の位置情報を読み込む塗装機位置読込 手段を備えており、
前記膜厚取得処理では、前記ポイントが、所定時刻における塗装機の位置情報と して把握されることを特徴とする塗装膜厚シミュレーション装置。
[0043] 手段 10によれば、塗装機位置読込手段が時刻情報に対応付けられた塗装機の位 置情報を読み込み、膜厚取得処理において、ポイントが、所定時刻における塗装機 の位置情報として把握される。
[0044] このようにすれば、上述したポイントが時刻によって管理できることになり、すなわち
、一次元情報として管理できるため、膜厚取得処理が簡単になる。
[0045] 手段 11.手段 10に記載のシミュレーション装置において、
時刻情報に対応付けられた前記被塗装物の位置情報を読み込む被塗装物位置 読込手段を備えており、
前記膜厚取得処理では、前記ポイントが、所定時刻における塗装機及び被塗装物 の位置情報として把握されることを特徴とする塗装膜厚シミュレーション装置。
[0046] 手段 11によれば、さらに、被塗装物位置読込手段が時刻情報に対応付けられた被 塗装物の位置情報を読み込み、膜厚取得処理において、ポイントが、所定時刻にお ける塗装機及び被塗装物の位置情報として把握される。
[0047] このようにすれば、上記構成と同様、ポイントが時刻によって管理できることになり、 すなわち、一次元情報として管理できるため、膜厚取得処理が簡単になる。また、こ の場合、被塗装物の位置情報が把握されるため、塗装機だけでなく被塗装物が移動 するような塗装過程のシミュレーションが可能となる。
[0048] 手段 12.手段 9乃至 11のいずれかに記載のシミュレーション装置において、 前記パターン読込手段は、前記塗装機と前記被塗装物との距離が異なる複数の基 準塗装パターンを読み込むよう構成されており、
前記膜厚取得処理では、前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイント〖こ ぉ 、て取得される塗装機と被塗装物との距離を用いた前記複数の基準塗装パター ンに基づく補間計算によって取得することを特徴とする塗装膜厚シミュレーション装 置。
[0049] 手段 12によれば、パターン読込手段が塗装機と被塗装物との距離が異なる複数の 基準塗装パターンを読み込み、膜厚取得処理において、各ポイントにおける膜厚分 布値を、当該各ポイントにおいて取得される塗装機と被塗装物との距離から、複数の 基準塗装パターンに基づく補間計算によって取得する。
[0050] このようにすれば、塗装機と被塗装物との距離が変化しても、各ポイントにおける膜 厚分布値を的確に取得することができる。し力も、複数の基準塗装パターンを用いた 補間計算を行っているため、 1つの基準塗装パターンから得られる膜厚分布値を補 正するのと比べて、より正確な膜厚分布値を取得できる。また、このような距離を考慮 した膜厚分布値の取得も断続的なポイント毎に行われるため、従来と比較して、計算 量は大幅に削減されることになる。
[0051] 手段 13.手段 12に記載のシミュレーション装置において、
前記パターン読込手段は、前記塗装機と前記被塗装物との最小距離及び最大距 離に対応する 2つの基準塗装パターンを読み込むよう構成されており、
前記膜厚取得処理では、前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイント〖こ おいて取得される塗装機と被塗装物との距離を用いた前記 2つの基準塗装パターン に基づく内挿補間計算によって取得することを特徴とする塗装膜厚シミュレーション 装置。
[0052] 手段 13によれば、パターン読込手段が塗装機と被塗装物との最小距離及び最大 距離に対応する 2つの基準塗装パターンを読み込み、膜厚取得処理において、各ポ イントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにおいて取得される塗装機と被塗装物 との距離から、 2つの基準塗装パターンに基づく内挿補間計算によって取得する。
[0053] この場合、最小'最大距離に対応する 2つの基準塗装パターンを獲得することによ つて、各ポイントにおける膜厚分布値は、内挿補間計算できることになる。また、この 場合、 2つの基準塗装パターンを用いるため、すなわち一次式として内挿補間される ため、計算量を削減するという目的にも適ったものとなる。
[0054] 手段 14.手段 9乃至 13のいずれかに記載のシミュレーション装置において、
前記被塗装物の塗装面の法線方向に塗料を噴射した場合を基準とした付着率で あって、前記法線方向と前記塗装機の塗料噴射方向のなす角度による塗料の付着 率を角度係数として記憶する角度係数記憶手段を備え、
前記膜厚取得処理では、前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイント〖こ おいて取得される前記法線方向と前記塗装機の塗料噴射方向との角度に対応する 前記角度係数記憶手段に記憶された角度係数を用いて補正することを特徴とする塗 装膜厚シミュレーション装置。
[0055] 手段 14によれば、角度係数記憶手段が、塗装面の法線方向と塗装機の塗料噴射 方向のなす角度による塗料の付着率を角度係数として記憶する。この付着率は、被 塗装物の塗装面の法線方向に塗料を噴射した場合を基準としたものとなって ヽる。 そして、膜厚取得処理では、各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにお Vヽて取得される法線方向と塗装機の塗料噴射方向との角度に対応する角度係数を 用いて補正する。
[0056] このようにすれば、塗装機と被塗装物の塗装面との角度が変化しても、各ポイントに おける膜厚分布値を的確に取得することができる。しかも、予め角度係数を獲得して おくことによって、補正計算が簡単なものとなる。また、このような角度を考慮した膜厚 分布値の補正も断続的なポイント毎に行われるため、計算量は大幅に削減されること になる。
[0057] 手段 15.手段 9乃至 14のいずれかに記載のシミュレーション装置において、
前記被塗装物の塗装面と前記基準塗装パターンとの重なり部分が当該基準塗装 パターンに一致する場合を基準した付着率であって、前記重なり部分の面積が前記 基準塗装パターンの面積を下回ったときの面積比率による塗料の付着率を比率係 数として記憶する比率係数記憶手段を備え、
前記膜厚取得処理では、前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイント〖こ おいて取得される前記重なり部分と前記基準塗装パターンとの面積比率に対応する 前記比率係数記憶手段に記憶された比率係数を用いて補正することを特徴とする塗 装膜厚シミュレーション装置。
[0058] 手段 15によれば、比率係数記憶手段が、被塗装物の塗装面と基準塗装パターンと の重なり部分の面積が基準塗装パターンの面積を下回ったときの面積比率による塗 料の付着率を比率係数として記憶する。この付着率は、重なり部分が基準塗装バタ ーンに一致する場合を基準としたものとなっている。そして、膜厚取得処理において 、各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにおいて取得される重なり部分と 基準塗装パターンとの面積比率に対応する比率係数を用いて補正する。
[0059] このようにすれば、重なり部分の面積が基準塗装パターンの面積を下回ったとして も、各ポイントにおける膜厚分布値を的確に取得することができる。し力も、予め比率 係数を獲得しておくことによって、補正計算が簡単なものとなる。特に、形状認識処 理などを行う場合と比べて、処理時間が大幅に短縮される。また、このような塗装面の 面積を考慮した膜厚分布値の補正も断続的なポイント毎に行われるため、計算量は 大幅に削減されることになる。
[0060] 手段 16.手段 9乃至 15のいずれかに記載のシミュレーション装置において、
前記被塗装物の塗装面を所定の領域に細分化して捉えることを前提として、ある領 域に着目したときに当該領域の塗装面と当該領域に隣接する周辺領域の塗装面と 力 S角度をなしていない場合を基準とした付着率であって、前記領域の塗装面と前記 周辺領域の塗装面との角度による前記領域の塗装面への塗料の付着率を付着係数 として記憶する付着係数記憶手段を備え、
前記膜厚取得処理では、前記各ポイントにおける膜厚分布値を、前記領域の塗装 面が前記周辺領域の塗装面となす角度に対応する前記付着係数記憶手段に記憶さ れた付着係数を用いて補正することを特徴とする塗装膜厚シミュレーション装置。
[0061] 手段 16によれば、付着係数記憶手段が、ある領域の塗装面とその周辺領域の塗 装面との角度による塗料の付着率を付着係数として記憶する。ここでは被塗装物の 塗装面を所定の領域に細分ィ匕して捉えることを前提とし、付着率は、ある領域に着目 したときに当該領域の塗装面と当該領域に隣接する周辺領域の塗装面とが角度をな していない場合を基準としたものとなっている。そして、膜厚取得処理において、各ポ イントにおける膜厚分布値を、領域の塗装面が周辺領域の塗装面となす角度に対応 する付着係数を用いて補正する。
[0062] このようにすれば、被塗装物の塗装面に凹凸があつたとしても、各ポイントにおける 膜厚分布値を的確に取得することができる。しかも、予め付着係数を獲得しておくこと によって、補正計算が簡単なものとなる。また、このような塗装面の凹凸を考慮した膜 厚分布値の補正も断続的なポイント毎に行われるため、計算量は大幅に削減される ことになる。
[0063] なお、本発明は、コンピュータシステムを機能させるプログラムの発明として捉えるこ とも可能である。また、当該プログラムを記録した記録媒体の発明として捉えることも できる。次に示す如くである。
[0064] 手段 17.手段 1乃至 8のいずれかに記載の塗装膜厚シミュレーション方法を、ある いは、手段 9乃至 16に記載の塗装膜厚シミュレーション装置における膜厚取得処理 をコンピュータシステムで実現させるための塗装膜厚シミュレーションプログラム。
[0065] 手段 18.手段 17に記載の塗装膜厚シミュレーションプログラムを記録した、コンビュ ータシステムによる読取可能な記録媒体。
発明を実施するための最良の形態
[0066] 以下、図面を参照しつつ、本発明を具現化した一実施形態としての塗装膜厚シミュ レーシヨンにっ 、て説明する。
[0067] 本実施形態の塗装膜厚シミュレーションは、コンピュータシステムにて実行される。
したがって、コンピュータシステムが塗装膜厚シミュレーション装置に相当する。コン ピュータシステムの構成は、処理を実行するための CPU、 ROM, RAMからなる中 央装置や HDDなどの記憶装置などを備える一般的なものであり、当業者によく知ら れているため、詳しい説明は割愛する。
[0068] 図 1は、上述のコンピュータシステムにて実行される膜厚計算処理を示すフローチ ヤートである。
[0069] まず最初のステップ (以下、ステップを単に記号 Sで示す） 100において、基準塗装 ノターンデータを読み込む。基準塗装パターンは、塗装機を固定した状態で被塗装 物に対し所定時間だけ塗料を噴射することによって被塗装物上に形成される塗膜の 膜厚を計測して獲得される。この基準塗装パターンデータは、例えば、任意の座標に おける膜厚値を導出可能な膜厚関数で表現される。なお、本実施形態では、塗装機 と被塗装物との距離を変えることによって獲得された 2つの基準塗装パターンを読み 込む。
[0070] 続く S110では、被塗装物の 3D形状データを読み込む。被塗装物は、例えば自動 車のボディであることが考えられる。このような被塗装物の 3D形状データは、例えば CADデータとして用意しておくことが考えられる。
[0071] 次の S120では、一定時間間隔後の塗装ガンの位置を読み込む。塗装ガンの位置 は時刻情報に対応付けられており、この処理は、ある時刻の塗装ガンの位置を読み 込むものである。そして、この処理が実行される度に、一定時間間隔で塗装ガンの位 置が読み込まれる。すなわち、一定時間間隔の時刻 tl, t2, t3, · · ·における塗装ガ ン位置が読み込まれる。
[0072] 続く S130では、一定時間間隔後の被塗装物の位置を読み込む。被塗装物の位置 も時刻情報に対応付けられており、この処理は、ある時刻の被塗装物の位置を読み 込むものである。そして、この処理が実行される度に、一定時間間隔で被塗装物の位 置が読み込まれる。すなわち、一定時間間隔の時刻 tl, t2, t3, · · ·における被塗装 物の位置が読み込まれる。
[0073] 次の S 140では、被塗装物と塗装ガンとの距離を算出する。この処理は、 S 110にて 読み込んだ 3D形状データ、 S 120にて読み込んだ塗装ガンの位置、さらに、 S130 にて読み込んだ被塗装物の位置に基づき、被塗装物の塗装面と塗装ガンとの距離 を算出するものである。
[0074] 続く S150では、被塗装物と塗装ガンとの角度を算出する。この処理は、 S110にて 読み込んだ 3D形状データ、 S 120にて読み込んだ塗装ガンの位置、さらに、 S130 にて読み込んだ被塗装物の位置に基づき、被塗装物の塗装面の法線と、塗装ガン の中心軸 (塗料噴射方向）とがなす角度を算出するものである。
[0075] 次の S 160では、基準塗装パターンと被塗装物との面積比を算出する。この処理は 、 S110にて読み込んだ 3D形状データ、 S 120にて読み込んだ塗装ガンの位置、さ らに、 S130にて読み込んだ被塗装物の位置に基づき、被塗装物と基準塗装パター ンとの重なり部分の面積が基準塗装パターンの面積を下回っている場合の面積比率 を算出するものである。
[0076] 続く S170では、被塗装物の凹凸角度を算出する。この処理は、 S110にて読み込 んだ 3D形状データ、 S 120にて読み込んだ塗装ガンの位置、さらに、 S130にて読 み込んだ被塗装物の位置に基づき、被塗装物の塗装面の凹凸角度を算出するもの である。具体的には、塗装面を細分ィ匕した領域として捉え、ある領域の凹凸角度は、 その領域とその領域の周辺領域とのなす角度として算出される。
[0077] そして、次の S180にて、ある時刻の塗装ガン位置における被塗装物の膜厚を算出 する。すなわち、あるポイントにおける膜厚分布値を取得する。
[0078] この処理ではまず、 S140にて算出された距離を用い、 S100にて読み込まれた 2 つの基準塗装パターンに基づいて内挿補間計算を行い、ある時刻の塗装ガン位置 における膜厚分布値を取得する。これについて図 2を用いて説明する。
[0079] S100にて読み込まれる 2つの基準塗装パターンは、塗装機 10から図 2 (a)に示す ような距離 dl, d2に塗装面があるときのパターンである。塗装機 10から塗装面までの 距離 (塗装距離)が大きくなれば、塗料の付着率は小さくなる。ここで塗装距離 dlは、 塗料の付着率などを考慮した場合の許容される最小距離であり、塗装距離 d2は、許 容される最大距離である。
[0080] このような 2つの基準塗装パターンに基づき、 S140にて算出された距離 d3におけ る膜厚分布値を取得する。これは図 2 (a)に示すように塗装ガン位置 χθにおいて、周 辺各部の膜厚値を取得することに相当する。
[0081] 例えば、位置 xlにおける膜厚値は、塗装距離 dlの基準塗装パターンで Aとなり、 塗装距離 d2の基準塗装パターンで Bとなっていることから、内挿補間計算によって取 得できる。つまり、図 2 (b)に示すような関数 flを導出することにより、塗装距離 d3に おける膜厚値力 ¾として取得される。
[0082] また例えば、位置 x2における膜厚値は、塗装距離 dlの基準塗装パターンで Cとな り、塗装距離 d2の基準塗装パターンで Dとなっていることから、内挿補間計算によつ て取得できる。つまり、図 2 (b)に示すような関数 f2を導出することにより、塗装距離 d 3における膜厚値力 として取得される。 [0083] S180の処理では次に、 S150にて算出された角度を用い、膜厚分布値を補正する 。これについて図 3を用いて説明する。
[0084] 図 3 (a)は、塗装機 10の塗料噴射方向、すなわち塗装機 10の中心軸方向（記号 F で示した方向）と、塗装面の法線方向（記号 Hで示した方向）とが一致している場合を 示している。このような場合、塗料の付着率はもつとも大きくなる。そして、塗料噴射方 向と塗装面の法線方向との角度が大きくなるほど、塗料の付着率は低下する。図 3 (b )は、塗料噴射方向が塗装面の法線方向に対し 30度の角度をなしている場合を示し ている。したがって、本実施形態では、上述したコンピュータシステムに、塗料噴射方 向と塗装面の法線方向とが角度をなして ヽる場合の塗料の付着率を角度に対応す る角度係数として記憶している。この付着率は、塗料噴射方向と塗装面の法線方向と がー致している場合を基準とするものであり、実際の塗装実験によって予め獲得され る。例えば、角度を変えながら膜厚を測定することにより、図 3 (c)に示すような関数 g として獲得されるという具合である。したがって、 S180では、角度力も導出される角度 係数を各位置の膜厚値に乗じて、膜厚分布値を補正する。
[0085] S180の処理では続けて、 S160にて算出された面積比率を用い、膜厚分布値を補 正する。これについて図 4を用いて説明する。
[0086] 図 4 (a)及び (b)は、基準塗装パターンの面積 Pと塗装面の面積 Qとの重なり部分（ ハッチングを施した部分)を示したものである。図 4 (a)では、重なり部分が基準塗装 パターンに一致しており、その重なり部分の面積は Pとなる。一方、図 4 (b)に示すよう に、例えば塗装面 Qが縦長になると、重なり部分の面積は、基準塗装パターンの面 積 Pよりも小さくなる。
[0087] このように、重なり部分の面積が基準塗装パターン Pの面積よりも小さくなると、気流 の乱れが少なくなることから、塗料の付着率は大きくなる。したがって、本実施形態で は、上述したコンピュータシステムに、重なり部分の面積と基準塗装パターンの面積 P との面積比率に対応する付着率を比率係数として記憶している。この付着率は、重な り部分の面積が基準塗装パターンの面積 Pに一致する場合を基準とするものであり、 実際の塗装実験によって予め獲得される。例えば、重なり部分の面積を変えながら 膜厚を測定することにより、図 4 (c)に示すような関数 hとして獲得されるという具合で ある。したがって、 S 180では、面積比率力も導出される比率係数を各位置の膜厚値 に乗じて、膜厚分布値を補正する。
[0088] S180の処理では次に、 S170にて算出された凹凸角度を用い、膜厚分布値を補 正する。これについて図 5を用いて説明する。
[0089] 図 5 (a)は被塗装物としての立法体を示している。ここでは、塗装面が四角形形状 の細分ィ匕された領域に分けられている。ここで、ある領域 Mlに着目し、領域 Mlの凹 凸角度を具体的に算出する。ここで領域 Mlの周辺領域を、領域 Mlと辺を共有する 領域 Sl、 S2、 S3、 S4と定義する。そして、各周辺領域 S1〜S4と領域 Mlとのなす 角度を算出して平均をとる。ここでは、塗装面が同一面上にあって塗装面と塗装面と の開き具合が 180度の場合、すなわち塗装面の法線が一致する場合を 0度 (角度を なしていない）とする。塗装面と塗装面との開き具合が 180度よりも大きくなつた場合 をプラス角度、一方、塗装面と塗装面との開き具合が 180度よりも小さくなつた場合を マイナス角度として算出する。
[0090] 例えば領域 Mlについて見ると、周辺領域 S1, S3, S4との角度は 0度となる。これ に対し、周辺領域 S2とは 90度の角度をなすことになる。したがって、領域 Mlの凹凸 角度は、 22. 5度と算出される。また例えば、領域 M2について見ると、各周辺領域 S 3, S4, S5, S6との角度力 度となる。したがって、領域 M2の凹凸角度は 0度と算出 される。
[0091] 凹凸角度は大きくなるほど、塗料の付着率は大きくなる。一方、凹凸角度は小さくな るほど、塗料の付着率は小さくなる。したがって、本実施形態では、上述したコンビュ ータシステムに、凹凸角度に対応する付着率を付着係数として記憶している。この付 着率は、領域と周辺領域とが角度をなしていない場合、すなわち 0度の場合を基準と するものであり、実際の塗装実験によって予め獲得される。例えば、周辺領域の角度 を変えながら膜厚を測定することにより、図 5 (b)に示すような関数 iとして獲得されると いう具合である。したがって、 S180では、凹凸角度カゝら導出される付着係数を各領 域の膜厚値に乗じて、膜厚分布値を補正する。
[0092] 図 1の説明に戻り、 S190では、被塗装物の各部位の膜厚と、算出した時刻の膜厚 とを積算する。 [0093] そして、次の S200では、塗装ガン位置は最終終了位置か否かを判断する。ここで 塗装ガン位置が最終終了位置であると判断された場合 (S200 : YES)、 S210へ移 行する。一方、塗装ガン位置が最終終了位置でないと判断された場合 (S200 : NO) 、 SI 20力もの処理を繰り返す。
[0094] S210では被塗装物の最終膜厚積算結果を保存し、その後、本膜厚計算処理を終 了する。
[0095] なお、本実施形態におけるコンピュータシステムの中央装置が「パターン読込手段 」、「形状情報読込手段」、「処理実行手段」、「塗装機位置読込手段」及び「被塗装 物位置読込手段」に相当し、記憶装置が「角度係数記憶手段」、「比率係数記憶手 段」及び「付着係数記憶手段」に相当する。また、図 1中の S100の処理がパターン読 込手段としての処理に相当し、 S 110の処理が形状情報読込手段としての処理に相 当し、 S 120が塗装機位置読込手段としての処理に相当し、 S 130の処理が被塗装 物位置読込手段としての処理に相当し、 S140〜S190の処理力 処理実行手段の 実行する膜厚取得処理に相当する。
[0096] 以上詳述したように、本実施形態では、一定時間間隔で塗装ガンの位置及び被塗 装物の位置を読み込む（図 1中の S120, S130)。すなわち、一定時間間隔の時刻 t 1, t2, t3, · · ·における塗装ガン位置及び被塗装物の位置が読み込まれることにな る。そして、この塗装ガン位置における膜厚値分布値を取得する（S180)。つまり、断 続的なポイント毎に膜厚分布値を取得するのである。そして、これら時刻 tl, t2, t3, • · ·における膜厚分布値を積算して、被塗装物の膜厚分布値を取得する（S190)。
[0097] すなわち、実際には塗装機 10は連続的に塗料を噴射しながら移動するのであるが 、本実施形態では、断続的なポイントにおける塗料の噴射とみなして被塗装物の膜 厚分布値を取得する。このようにしてよいのは、基準塗装パターンの移動距離が微少 なものであれば、基準塗装パターンを移動させず同一位置で塗料を噴射したものと して膜厚値を算出しても、算出される膜厚値の精度にそれほど変わりがないためであ る。つまり、実際には塗膜は微少時間毎に重ね塗りされていくため、ある瞬間におけ る塗膜の膜厚は従来のような連続的な計算手法を用いることで精度よく取得されるの であるが、比較的長い時間で見ると、同一位置で噴射したものとして膜厚を取得して も精度にそれほど大きな違 、がな 、のである。
[0098] これによつて、 S120〜S 190のループ回数は比較的少なくなり、従来と比較して、 積算処理 (S190)が削減される。また、適当な間隔で時刻 tl, t2, t3, · · ·をとれば、 上述したように精度は従来と同等に保たれる。したがって、その精度を同等に保ちな がら、塗装膜厚シミュレーション、すなわち膜厚計算処理における計算量を削減する ことができる。
[0099] また、本実施形態では、時刻情報と、塗装ガンの位置情報及び被塗装物の位置情 報とが対応づけられている。そのため、一定時間間隔の時刻 tl, t2, t3, · · ·を指定 して、塗装ガン位置及び被塗装物の位置を読み込む。つまり、塗装ガン位置及び被 塗装物の位置が時刻という一次元情報によって管理されるのである。これによつて、 膜厚計算処理が簡単になる。また、塗装ガンの位置だけでなぐ被塗装物の位置を 把握する構成であるため、塗装機 10だけでなく被塗装物が移動するような塗装過程 のシミュレーションが可能となる。
[0100] さらにまた、本実施形態では、膜厚値の取得にあたり、図 1中の S140にて算出され た距離を用い、 S 100にて読み込まれた 2つの基準塗装パターンに基づいて内挿補 間計算を行い、ある時刻の塗装ガン位置における膜厚分布値を取得する（S180)。
[0101] これによつて、塗装機 10と被塗装物との距離が変化しても、各ポイントにおける膜 厚分布値を的確に取得することができる。し力も、 2つの基準塗装パターンを用いた 補間計算を行っているため、 1つの基準塗装パターンから得られる膜厚分布値を補 正するのと比べて、より正確な膜厚分布値を取得できる。また、このような距離を考慮 した膜厚分布値の取得も断続的なポイント毎に、すなわち一定時間間隔の時刻にお ける塗装ガン位置毎に行われるため、従来と比較して、計算量は大幅に削減されるこ とになる。また、 S100にて読み込まれる基準塗装パターンは、許容される最小'最大 距離に対応するものであるため、各ポイントにおける膜厚分布値は、内挿補間計算 できることになる（図 2参照)。また、この場合、 2つの基準塗装パターンを用いるため 、例えば図 2 (b)に示すような一次関数 fl, f2として内挿補間されるため、計算量を 削減するという目的にも適ったものとなる。
[0102] また、本実施形態では、被塗装物と塗装ガンとの角度を算出し（図 1中の S150)、 角度係数を用いて膜厚分布値を補正する（S180)。具体的には、コンピュータシステ ムに、塗料噴射方向と塗装面の法線方向とが角度をなしている場合の塗料の付着率 を角度に対応する角度係数として記憶している。そして、角度から導出される角度係 数を各位置の膜厚値に乗じて、膜厚分布値を補正する。
[0103] これによつて、塗装機と被塗装物の塗装面との角度が変化しても、各時刻における 膜厚分布値を的確に取得することができる。し力も、予め角度係数を獲得しておくこと によって、補正計算が簡単なものとなる。また、このような角度を考慮した膜厚分布値 の補正も断続的なポイント毎に、すなわち一定時間間隔の時刻における塗装ガン位 置毎に行われるため、計算量は大幅に削減されることになる。
[0104] さらにまた、本実施形態では、基準塗装パターンと被塗装物との面積比率を算出し
(図 1中の S160)、膜厚分布値を補正する（S180)。具体的には、被塗装物の塗装 面と基準塗装パターンとの重なり部分に着目し、コンピュータシステムに、この重なり 部分と基準塗装パターンとの面積比率に対応する付着率を比率係数として記憶して いる。そして、面積比率から導出される比率係数を各位置の膜厚値に乗じて膜厚分 布値を補正する。
[0105] これによつて、重なり部分の面積が基準塗装パターンの面積を下回ったとしても、 各時刻における膜厚分布値を的確に取得することができる。し力も、予め比率係数を 獲得しておくことによって、補正計算が簡単なものとなる。特に、形状認識処理などを 行う場合と比べて、処理時間が大幅に短縮される。また、このような塗装面の面積を 考慮した膜厚分布値の補正も断続的なポイント毎に、すなわち一定時間間隔の時刻 における塗装ガン位置毎に行われるため、計算量は大幅に削減されることになる。
[0106] また、本実施形態では、被塗装物の凹凸角度を算出し（図 1中の S170)、膜厚分 布値を補正する（S 180)。具体的には、コンピュータシステムに、凹凸角度に対応す る付着率を付着係数として記憶している。そして、凹凸角度から導出される付着係数 を各領域の膜厚値に乗じて、膜厚分布値を補正する。
[0107] これによつて、被塗装物の塗装面に凹凸があつたとしても、各ポイントにおける膜厚 分布値を的確に取得することができる。し力も、予め付着係数を獲得しておくことによ つて、補正計算が簡単なものとなる。また、このような塗装面の凹凸を考慮した膜厚分 布値の補正も断続的なポイント毎に、すなわち一定時間間隔の時刻における塗装ガ ン位置毎に行われるため、計算量は大幅に削減されることになる。
[0108] なお、本発明は、上記実施の形態には何ら限定されるものではなぐ本発明の趣旨 を逸脱しない限りにお 、て、種々の形態で実施できることは言うまでもな 、。
[0109] (a)上記実施形態では 2つの基準塗装パターンを読み込み（図 1中の S100)、図 2
(b)に示すような一次関数 fl, f 2により内挿補間していたが、 3つ以上の基準パター ンを読み込んで、図 2 (c)に示すような二次以上の関数 f3, f4により補間計算を行うこ とも考えられる。また、許容される最小'最大距離に対応する基準塗装パターンを用 いて内挿補間計算を行っているが、任意の塗装距離に対応する 2以上の基準塗装 パターンを読み込んで、場合によっては外揷補間を行う構成としてもよい。
[0110] (b)上記実施形態では、基準塗装パターン、被塗装物の 3D形状データ、塗装ガン 位置、被塗装物位置と 、う順序でシミュレーションデータを読み込んで 、た（図 1中の S100〜130)。しかしながら、このような 4つのデータはどのような順序で読み込んで もよい。また、被塗装物が移動しないようなシミュレーションでは、被塗装物位置を読 み込まな 、構成とすることも考えられる。
[0111] (c)上記実施形態では距離、角度、面積比率、凹凸角度という順序で膜厚値取得 のためのデータを算出していたが（図 1中の S140〜S170)、これらの 4つのデータ の算出順序も特に限定されない。そして、これらのデータを用いた膜厚値の取得'補 正の順序も特に限定されない。例えば、角度係数、比率係数、付着係数を最初に導 出し、その後、距離力ゝら膜厚値を算出して掛け合わせるようにしてもよい。
[0112] (d)上記実施形態では、算出された各時刻の膜厚分布値を、その都度、被塗装物 の膜厚分布値に積算していた（図 1中の S180, S190)。これに対し、算出した各時 刻の膜厚分布値を一旦バッファなどに保存し、最後に積算するようにしてもよい。す なわち、図 1中の S190の処理が S200にて肯定判断された場合に実行される構成と してちよい。
図面の簡単な説明
[0113] [図 1]膜厚取得処理を含む膜厚計算処理を示すフローチャートである。
[図 2]塗装機と基準塗装パターンとの距離による補間計算を示す説明図である。 圆 3]塗装機と塗装面との角度に基づく補正手法を示す説明図である。
圆 4]塗装面と基準塗装パターンとの重なり部分の面積に基づく補正手法を示す説 明図である。
圆 5]塗装面の凹凸角度に基づく補正手法を示す説明図である。
符号の説明
10· ··塗装機 (塗装ガン)。

Claims

請求の範囲
[1] 塗装機を固定した状態で被塗装物に対し所定時間だけ塗料を噴射することによつ て被塗装物上に形成される塗膜の膜厚を計測して獲得される基準塗装パターンを用 い、前記塗装機が軌道上を移動しながら前記被塗装物に対し連続的に塗料を噴射 してなされる前記被塗装物の塗装過程をコンピュータシステムによってシミュレーショ ンし、前記被塗装物の膜厚分布値を取得する塗装膜厚シミュレーション方法にお!ヽ て、
前記塗装機による軌道上の連続的な塗料の噴射を、当該軌道上の断続的なポイン トにおける塗料の噴射とみなし、前記ポイント毎に前記基準塗装パターンに基づき膜 厚分布値を積算して、前記被塗装物の膜厚分布値を取得することを特徴とする塗装 膜厚シミュレーション方法。
[2] 請求項 1に記載のシミュレーション方法にぉ ヽて、
前記塗装機の位置情報が時刻情報に対応付けられており、前記ポイントは、所定 時刻における前記塗装機の位置情報として把握されることを特徴とする塗装膜厚シミ ユレーシヨン方法。
[3] 請求項 2に記載のシミュレーション方法において、
前記被塗装物の位置情報が時刻情報に対応付けられており、前記ポイントは、所 定時刻における前記塗装機及び前記被塗装物の位置情報として把握されることを特 徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[4] 請求項 1乃至 3のいずれかに記載のシミュレーション方法において、
前記塗装機と前記被塗装物との距離を異ならせて、複数の基準塗装パターンを獲 得しておき、
前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにおいて取得される塗装機 と被塗装物との距離を用いた前記複数の基準塗装パターンに基づく補間計算によつ て取得することを特徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[5] 請求項 4に記載のシミュレーション方法にぉ ヽて、
前記塗装機と前記被塗装物との最小距離及び最大距離に対応する 2つの基準塗 装パターンを獲得しておき、 前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにおいて取得される塗装機 と被塗装物との距離を用いた前記 2つの基準塗装パターンに基づく内挿補間計算に よって取得することを特徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[6] 請求項 1乃至 5のいずれかに記載のシミュレーション方法において、
前記被塗装物の塗装面の法線方向に塗料を噴射した場合を基準とし、前記法線 方向と前記塗装機の塗料噴射方向のなす角度による塗料の付着率を角度係数とし て獲得しておき、
前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにぉ ヽて取得される前記法 線方向と前記塗装機の塗料噴射方向との角度に対応する角度係数を用 、て補正す ることを特徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[7] 請求項 1乃至 6のいずれかに記載のシミュレーション方法において、
前記被塗装物の塗装面と前記基準塗装パターンとの重なり部分が当該基準塗装 パターンに一致する場合を基準とし、前記重なり部分が前記基準塗装パターンの面 積を下回ったときの面積比率による塗料の付着率を比率係数として獲得しておき、 前記各ポイントにおける膜厚分布値を、当該各ポイントにお!ヽて取得される前記重 なり部分と前記基準塗装パターンとの面積比率に対応する比率係数を用いて補正 することを特徴とする塗装膜厚シミュレーション方法。
[8] 請求項 1乃至 7のいずれかに記載のシミュレーション方法において、
前記被塗装物の塗装面を所定の領域に細分化して捉え、ある領域に着目したとき に当該領域の塗装面と当該領域に隣接する周辺領域の塗装面とが角度をなしてい ない場合を基準とし、前記領域の塗装面と前記周辺領域の塗装面との角度による塗 料の付着率を付着係数として獲得しておき、
前記各ポイントにおける膜厚分布値を、前記領域の塗装面が前記周辺領域の塗装 面となす角度に対応する付着係数を用いて補正することを特徴とする塗装膜厚シミュ レーシヨン方法。
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