WO2008072446A1

WO2008072446A1 - 静電塗装ロボット及びその電源供給ケーブルの交換方法

Info

Publication number: WO2008072446A1
Application number: PCT/JP2007/072309
Authority: WO
Inventors: Kimiyoshi Nagai
Original assignee: Ransburg Industrial Finishing K.K.
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2008-06-19
Also published as: TW200914140A

Abstract

　ロボットアーム16から静電塗装機18を取り外して、ロボットアーム16の先端にボルト42によって固定されている中継プレート36を外部に露出させる（図5(I)）。次いで、中継プレート36の静電塗装機18側の板面36aに位置している周方向に２分割されたコネクタ固定具50を取り外す。断線した電源供給ケーブル24の雌コネクタ52に、新しいケーブル60の雄コネクタ62を接続する（図5(II)）。断線した電源供給ケーブル24をロボットアーム16の基端側から外部に引っ張り出す。断線した電源供給ケーブル24をロボットアーム16の基端部から外部に引き出すのに随伴して新しい電源供給ケーブル60がロボットアーム16内に引き込まれる。中継プレート36を外すことなく塗装ロボットアーム16内の電源供給ケーブルを交換できるので、これに要する作業時間を短縮できる。

Description

明細書

静電塗装ロボット及びその電源供給ケーブルの交換方法

技術分野

[0001] 本発明は静電塗装ロボット及びその電源供給ケーブルの交換方法に関する。

背景技術

[0002] 典型例として自動車ボディの塗装に静電塗装ロボットが多用されている（日本特開平 08— 164349号公報）。曰本特開 2005— 246189号公報、曰本特開 2005— 27 9635号公報は静電塗装ロボットに装着される静電塗装機を開示している。

[0003] 上記日本特開 2005— 246189号公幸 I特開 2005— 279635号公幸に開示の静電塗装機は高電圧発生器を内蔵している。そして、この高電圧発生器には、静電塗装ロボットのアームの内部に揷通された電源供給ケーブルとしての低電圧ケーブルを通じて電源が供給され、これにより静電塗装機とワークとの間に静電界が生成される。静電塗装ロボットには、ロボットアームの内部に高電圧発生器を内蔵した形式のロボットも知られている。この種の塗装ロボットにあっては、ロボットアームの内部に揷通された電源供給ケーブルがロボットの手首部分で断線し易いことが問題視されている。ちなみに、この問題に対して、上記特開 2005— 279635号公報は、電源供給ケーブルの一部（典型的にはアームの手首部分）を例えば螺旋状にすることで伸縮可能にすることを提案している。

[0004] ロボットアームに揷通した電源供給ケーブルが断線した場合、この電源供給ケープルの交換は、従来、図 8に示す手順で行われていた。この図 8を参照して従来の作業手順は、次の通りであった。

[0005] 第 1工程：ロボットアーム 1から静電塗装機 2を取り外して、ロボットアーム 1の先端にボルト止めされている中継プレート 3を露出させる。なお、中継プレート 3には、ロボットアーム 1の内部に揷通された電源供給ケーブル 4のコネクタ 5が固定されている。具体的には、従来は、コネクタ 5力中継プレート 3のロボットアーム板面 3aにボルト止めされた固定具 6によって脱着可能に固定されていた。

[0006] 第 2工程：中継プレート 3をロボットアーム 1から取り外し、中継プレート 3のロボットァ一ム側板面 3aにアクセスして、中継プレート 3に固定されているコネクタ 5を中継プレート 3から外す（図 8(1))。

[0007] 第 3工程：断線した電源供給ケーブル 4の先端部にワイヤ 7を結びつけた後に、ロボットアーム 1の基端部から電源供給ケーブル 4を引っ張って、この断線した電源供給ケーブル 4をロボットアーム 1の基端部から外部に引き抜く（図 8(11))。これに随伴して、ワイヤ 7はロボットアーム 1の内部に揷入された状態になる。

[0008] 第 4工程：ロボットアーム 1内に挿入されたワイヤ 7の端部を新しい電源供給ケープノレ 8に結びつけ（図 8(ΠΙ))、次いで、ロボットアーム 1の基端部から外部にワイヤ 7を引つ張り出す。これに随伴して、新しい電源供給ケーブル 8がロボットアーム 1内に引き込まれる（図 8(IV))。新し!/、電源供給ケーブル 8がロボットアーム 1内に揷通した状態となったら、この新しい電源供給ケーブル 8をロボットアーム 1内にセットする。このセット作業は、新しい電源供給ケーブル 8のコネクタ 9を、固定具 6を使って中継プレート 3 のロボットアーム側板面 3aに固定する作業を含み（図 8(V))、この固定作業が完了した後に、中継プレート 3をロボットアーム 1にボルト止めする。

[0009] 第 5工程:静電塗装機 2をロボットアーム 1に組み付ける。

[0010] ロボットアーム 1の内部に揷通された電源供給ケーブル 4の交換に関する従来の作業手順によれば、ロボットアーム 1内に揷通された電源供給ケーブル 4を取り外すのに、ロボットアーム 1から中継プレート 3を取り外し、そして、中継プレート 3をロボットァーム 1の端から離間させる必要がある。すなわち、中継プレート 3のロボットアーム側板面 3aから固定具 6を取り外してコネクタ 5を中継プレート 3から解放するには、ロボットアーム 1から中継プレート 3を取り外し、そして、作業空間を作るために、中継プレート 3のロボットアーム側板面 3aをロボットアーム 1から引き離す作業が必要であった。

[0011] ロボットアーム 1内には、電源供給ケーブル 4だけでなぐ塗料チューブ、信号線、電磁バルブなどが収容されている。そして、塗料チューブや信号線は、中継プレート 3に固定された連結具を通じて静電塗装機 2の塗料チューブや信号線と連結されている。したがって、中継プレート 3をロボットアーム 1の先端から取り外し、更に、中継プレート 3をロボットアームの先端から引き離す時には、この中継プレート 3に固定されている塗料チューブや信号線などと一緒に電源供給ケーブル 4をロボットアーム 1 の端から引き出す必要がある。その上、中継プレート 3からコネクタ 5を取り外すには、その回りに存在している塗料チューブや信号線を中継プレート 3から取り外して、コネクタ 5の周囲に作業スペースを確保する必要がある。このこと力、電源供給ケープル 4の交換には長時間の作業時間を要していた。

発明の開示

[0012] そこで、本発明の目的は、ロボットアームに揷通した静電界生成用の電源供給ケーブルの交換作業に要する時間を短縮することのできる静電塗装ロボット及び電源供給ケーブルの交換方法を提供することにある。

[0013] 上記の技術的課題は、本発明の一つの観点によれば、

静電塗装機が装着されるロボットアーム内に静電界生成用の電源供給ケーブルが揷通された静電塗装ロボットであって、

前記ロボットアームの先端に設けられた中継プレートであって、前記電源供給ケーブルの両端のコネクタが揷通可能なコネクタ揷通孔を備えた中継プレートと、前記電源供給ケーブルの両端のコネクタのうち、静電塗装機側コネクタを前記中継プレートに固定するための固定具とを有し、

該固定具が前記中継プレートの前記静電塗装機側から脱着可能であることを特徴とする静電塗装ロボットを提供することにより達成される。

[0014] 上記の技術的課題は、本発明の他の観点によれば、

静電塗装機が装着されるロボットアームを備えた静電塗装ロボットにおいて前記口ボットアーム内に配設された静電界生成用の電源供給ケーブルを交換する方法であつて、

前記ロボットアームの先端に固定されている中継プレートの静電塗装機側板面に脱着可能に締結された固定具を前記中継プレートから取り外して、前記ロボットァーム内の断線した前記電源供給ケーブルの静電塗装機側コネクタを前記中継プレート力、ら解放する第 1工程と、

前記中継プレートから外部に露出させた前記断線した電源供給ケーブルの端に、新しい電源供給ケーブルの端を連結する第 2工程と、

前記断線した電源供給ケーブルを前記ロボットアームの基端側から外部に引っ張り出して、該断線した電源供給ケーブルと一緒に前記新しレ、電源供給ケーブルを前記ロボットアーム内に引き込む第 3工程と、

前記ロボットアーム内に引き込んだ前記新しい電源供給ケーブルの静電塗装機側コネクタを前記中継プレートの静電塗装機側板面に前記固定具で固定する第 4工程とを含む静電塗装ロボットの電源供給ケーブルの交換方法を提供することにより達成される。

[0015] すなわち、本発明によれば、中継プレートの静電塗装機側板面に脱着可能に締結された固定具により、ロボットアーム内に揷通された電源供給ケーブルの静電塗装機側コネクタが中継プレートに固定されているため、中継プレートをロボットアームから取り外すことなくロボットアーム内の電源供給ケーブルを交換することができる。すなわち、ロボットアームの先端に固定されている中継プレートに対して、静電塗装機側力、らアクセスして固定具を中継プレートから取り外して電源供給ケーブルの静電塗装機側コネクタを固定具から解放させることができる。ロボットアーム内の電源供給ケーブルを交換する際に、従来のように中継プレートをロボットアームから取り外し、また、電源供給ケーブルの静電塗装機側コネクタを中継プレートから取り外すために、その回りのチューブなどを中継プレートから取り外す作業を不要にすることができるため、ロボットアーム内の電源供給ケーブルの交換作業を短時間に終えることができる。

[0016] 本発明の他の目的及び作用効果は、本発明の実施例の詳しい説明から明らかになろう。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1は、実施例の高電圧発生器内蔵型静電塗装機を備えた静電塗装ロボットの概要を説明するための図である。

[図 2]図 2は、図 1の静電塗装ロボットのロボットアームとこれに組み付けられた静電塗装機の概要を説明するための部分側面図である。

[図 3]図 3は、ロボットアーム先端の手首部分の先端に配置された中継プレートを説明するための図であり、図 4の III m泉に沿った断面図である。

[図 4]図 4は、ロボットアームの先端に配置された中継プレートを静電塗装機側から見た正面図である。 [図 5]図 5は、ロボットアーム内に揷通された第 2低電圧ケーブルの交換作業に関し、実施例の手順を説明するための図である。

[図 6]図 6は、高電圧発生器をロボットアームに内蔵した静電塗装ロボットの概要を説明するための図である。

[図 7]図 7は、図 6の静電塗装ロボットのロボットアームとこれに組み付けられた静電塗装機の概要を説明するための部分側面図である。

[図 8]図 8は、従来のロボットアーム内低電圧ケーブルの交換作業の手順を説明するための図である。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

[0019] 図 1は、自動車塗装ラインに設置された静電塗装ロボット 10を示す。静電塗装ロボット 10は塗装ブース 12に設置され、この塗装ブース 12内に順次送り込まれてくる自動車ボディ (図示せず)に塗装が施される。

[0020] 静電塗装ロボット 10は、従来と同様に、縦軸を中心に回転可能な支柱 14と、支柱 1 4の上端に取り付けられたアーム 16とを有し、アーム 16は基端部を中心に上下及び左右に揺動可能である。塗装ロボット 10は、アーム 16の先端部を構成する手首部分 16aに脱着可能に装着された静電塗装機 18を有する。図示の静電塗装機 18は、回転霧化頭 18aを備えた回転霧化式塗装機であるがスプレー式であってもよい。

[0021] 静電塗装機 18は高電圧発生器 (カスケード） 20を内蔵し、高電圧発生器 20で生成された高電圧が回転霧化頭 18aに供給される。静電塗装機 18には、ロボット支柱 14 及びロボットアーム 16の内部に揷通された電源供給ケーブルとしての第 1、第 2の低電圧ケーブル 22、 24、図示を省略したエアチューブ、塗料チューブなどを通じて電源、エア、塗料などが供給される。そして、静電塗装ロボット 10には、塗装ブース 12 の外部に配置したコントローラ 26から延出する外部ケーブル 28などを通じて電源、塗料、エアなどが供給される。

[0022] 図 2は、静電塗装機 18の内部構造の一部を示す図である。静電塗装機 18は、リングネジ 30を操作することで、ロボットアーム 16の手首部分 16aから取り外すことができ、また、高電圧発生器 20を外部に露出させることができる。図 2に図示の参照符号 3 2はエアモータを示す。エアモータ 32によって回転霧化頭 18aが回転駆動される。

[0023] 静電塗装機 18は、上述したようにリングネジ 30を操作することによりロボットアーム 1 6の手首部分 16aに対して脱着可能であり、静電塗装機 18をロボットアーム 16から取り外すことにより、ロボットアーム 16の手首部分 16aの先端にボルト止めされた中継プレート 36及びこの中継プレート 36に連結された高電圧発生器 20を外部に露出させることができる（図 2)。

[0024] 図 3は中継プレート 36の断面図であり、図 4は、静電塗装機 18側から見た中継プレート 36の正面図である。中継プレート 36は、正面視したときに円形の外形輪郭を有し、その外周縁部には、複数のボルト揷通孔 40が設けられ、このボルト揷通孔 40にボルト 42 (図 3)を静電塗装機 18側から揷入することにより中継プレート 36をロボットアーム 16に固定することができる。

[0025] 中継プレート 36には、その中心部分にコネクタ揷入孔 44を有し、該コネクタ揷通孔 44の回りの数多くの透孔 46は、ロボットアーム 16内に揷通されたエアチューブ、塗料チューブ、各種信号線などを静電塗装機 18に連結するのに用いられる。

[0026] コネクタ揷通孔 44には、中継プレート 36の静電塗装機側板面 36aに着座するフランジ 50aを備えた固定具 50を使って雌コネクタ 52が固定されている（図 3)。この雌コネクタ 52は、ロボットアーム 16に揷通された第 2低電圧ケーブル 24の一部を構成している。また、雌コネクタ 52は上述したコネクタ揷通孔 44を通過可能な大きさを有している。換言すれば、コネクタ揷通孔 44は、第 2低電圧ケーブル 24の雌コネクタ 52 よりも大きな径を有している。第 2低電圧ケーブル 24の他端の雄コネクタ 64 (後に図 1 を参照して説明する）についても同様である。

[0027] コネクタ固定具 50は周方向に分割した 2分割構造を有している。すなわち、コネクタ固定具 50は、周方向に分割した第 1、第 2のハーフ固定具 50a、 50bによって構成されている。各ハーフ固定具 50a、 50bは、夫々、静電塗装機 18側から揷入されるボルト 54によって中継プレート 36に締結される（図 4)。

[0028] 第 1、第 2のハーフ固定具 50a、 50bは、図 3から分かるように、雌コネクタ 52の外表面の凹凸と嵌合する内表面を有しており、雌コネクタ 52の外表面と凹凸嵌合することにより、雌コネクタ 52の位置固定つまり雌コネクタ 52が離脱するのを阻止することができる。中継プレート 36に固定されている雌コネクタ 52には、高電圧発生器 20の雄コネクタ 56(図 3)が接続される。

[0029] 図 3に示す参照符号 58は位置決めピンであり、この位置決めピン 58によって、各ハーフ固定具 50a、 50bが位置決めされ且つ各ハーフ固定具 50a、 50bの回転が阻止される。

[0030] ロボットアーム 16に揷通された第 2低電圧ケーブル 24が断線した時に、断線した第

2低電圧ケーブル 24は、新しい第 2低電圧ケーブル 60と交換される。図 5を参照して、断線した第 2低電圧ケーブル 24の交換作業を説明する。

[0031] 第 1工程：ロボットアーム 16から従来と同様の手法により静電塗装機 18を取り外す。

これにより、ロボットアーム 16の先端にボルト 42 (図 3)によって固定されている中継プレート 36を外部に露出させることができる（図 5(1))。

[0032] 次いで、中継プレート 36の静電塗装機板面 36aに固定されているコネクタ固定具 5 0を取り外す。この作業は、中継プレート 36を取り外すこと無しに、中継プレート 36の静電塗装機側板面 36aに露出しているボルト 54 (図 3、図 4)を取り外すことによって、固定具 50を中継プレート 36から取り外すことができる。そして、固定具 50が 2分割構造であるため、第 1、第 2のハーフ固定具 50a、 50bを分離させることで、第 2低電圧ケーブル 60の雌コネクタ 52を解放することができる。

[0033] 第 2工程：断線した第 2低電圧ケーブル 24の雌コネクタ 52に、新しい第 2低電圧ケ一ブル 60の雄コネクタ 62を接続する（図 5(11))。

[0034] 第 3工程：断線した第 2低電圧ケーブル 24をロボットアーム 16の基端側から引っ張る（図 5(ΙΠ))。前述したように、第 2低電源ケーブル 24の雌コネクタ 52は、その径が中継プレート 36のコネクタ揷通孔 44よりも小さいため、この雌コネクタ 52はコネクタ揷通孔 44を通過してロボットアーム 16内に入ることができる。

[0035] この雌コネクタ 52と一緒に、当該雌コネクタ 52に接続されている雄コネクタ 62 (新し V、第 2低電源ケーブル 60)もコネクタ揷通孔 44を通過してロボットアーム 16内に入ること力 Sできる。そして、断線した第 2低電圧ケーブル 24をロボットアーム 16の基端部力、ら外部に引き出すことで、これに随伴する新しい第 2低電圧ケーブル 60をロボットアーム 16内に引き込むことができる。 [0036] なお、図 1から理解できるように、ロボットアーム 16内に揷通された第 2低電圧ケーブノレ 24の雄コネクタ 64は、ロボットアーム 16の基端部で、ロボット支柱 14内を揷通している第 1低電圧ケーブル 22の雌コネクタ 66と連結されており、これら雄雌コネクタ 6 4、 66の連結解除は、ロボットアーム 16の基端部の開閉可能な側壁プレート（図示せず）を開放することによって行うことができる。

[0037] 第 4工程：断線した第 2低電圧ケーブル 24をロボットアーム 16の基端側から外部に弓 Iき出すことに随伴してロボットアーム 16内に引き込まれた新し!/、第 2低電圧ケープノレ 60は、そのロボットアーム 16の基端側に位置する雄コネクタ 62を第 1低電圧ケーブル 22の雌コネクタ 66 (図 1)に連結される。また、ロボットアーム 16内の新しい第 2 低電圧ケーブル 60の他端の雌コネクタ 68は、中継プレート 36の外側に位置している。この雌コネクタ 68は、 2分割構造のコネクタ固定具 50を使ってコネクタ揷通孔 44 に固定される（図 5(IV))。

[0038] 以上の作業により、中継プレート 36を取り外すことなぐロボットアーム 16内の断線した第 2低電圧ケーブル 24を新しい第 2低電圧ケーブル 60に交換することができる。この交換作業が終わったら、ロボットアーム 16の先端に露出している第 2低電圧ケーブル 60の雌コネクタ 68に対して静電塗装機 18の雄コネクタ 56 (図 3)が接続される。そして、その後、静電塗装機 18がロボットアーム 16に組み付けられる。静電塗装機 1 8の組み付けはリングネジ 30 (図 3)を操作することにより行われる。

[0039] 上述した例では、高電圧発生器 20を内蔵した静電塗装機 18を例に説明したが、図 6、図 7のように、ロボットアーム 16に高電圧発生器 20を内蔵した形式の塗装ロボットに対しても同様である。すなわち、ロボットアーム 16内の高電圧発生器 20で生成した高電圧を静電塗装機 18に供給する形式の塗装ロボットに対しても、上述したロボットアーム内電源供給ケーブルの交換方法を同様に適用することができるのは勿論である。

[0040] すなわち、ロボットアーム 16内の高電圧発生器 20には、高電圧ケーブル 70が接続され、この高電圧ケーブル 70のコネクタ 72 (図 7)力上述した固定具 50(図 4参照)と同様に固定具を使って中継プレート 36に固定される。すなわち、この固定具は、上述した中継プレート 36の静電塗装機側板面 36aからアクセス可能な且つ周方向に 2 分割構造である固定具 50と同様である。

[0041] なお、図 7の参照符号 74は、静電塗装機 18側の高電圧端子を示し、この高電圧端子 74のコネクタ 76とロボットアーム 16内の高電圧ケーブル 70のコネクタ 72とが接続されることにより、ロボットアーム 16内の高電圧発生器 20で生成した高電圧が静電塗装機 18に供給される。

[0042] 如上の説明から明らかなように、実施例の作業方法によれば、ロボットアーム 16の先端から中継プレート 36を取り外す作業無しに、このロボットアーム 16内の電源供給ケーブル 24、 70の交換作業を行うことができるため、従来の作業方法に比べて大幅に作業時間を大幅に短縮することができる。

[0043] 以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、図 5(11)を例示して説明した、断線した電源供給ケーブル 24の雌コネクタ 52に新しい第 2低電圧ケーブル 60の雄コネクタ 62を連結する代わりに、断線した電源供給ケーブル 24と新し!/、電源供給ケーブル 6 0とをワイヤや紐で連結するようにしてもよい。この変形例にあっても、断線した電源供給ケーブル（第 2低電圧ケーブル 24又は高電圧ケーブル 70)をロボットアーム 16 の基端側から外部に引っ張り出し、これに随伴するワイヤや紐を引っ張ることによつて、新しい電源供給ケーブルをロボットアーム 16内に引き込むことができる。

Claims

請求の範囲

[1] 静電塗装機が装着されるロボットアーム内に静電界生成用の電源供給ケーブルが揷通された静電塗装ロボットであって、

該固定具が前記中継プレートの前記静電塗装機側から脱着可能であることを特徴とする静電塗装ロボット。

[2] 前記固定具が、その周方向に複数に分割された構造を有する、請求の範囲第 1項に記載の静電塗装ロボット。

[3] 前記固定具の内周面と前記静電塗装機側コネクタの外周面とが凹凸嵌合している

、請求の範囲第 2項に記載の静電塗装ロボット。

[4] 前記固定具が、前記中継プレートの静電塗装機側板面に着座するフランジを有する、請求の範囲第 3項に記載の静電塗装ロボット。

[5] 前記静電塗装機に高電圧発生器が内蔵されている、請求の範囲第 1〜4項のいずれか一項に記載の静電塗装ロボット。

[6] 前記ロボットアームに高電圧発生器が内蔵されている、請求の範囲第;!〜 4項のいずれか一項に記載の静電塗装ロボット。

[7] 静電塗装機が装着されるロボットアームを備えた静電塗装ロボットにお!/、て前記口ボットアーム内に配設された静電界生成用の電源供給ケーブルを交換する方法であつて、

前記中継プレートから外部に露出させた前記断線した電源供給ケーブルの端に、新しい電源供給ケーブルの端を連結する第 2工程と、前記断線した電源供給ケーブルを前記ロボットアームの基端側から外部に引っ張り出して、該断線した電源供給ケーブルと一緒に前記新しレ、電源供給ケーブルを前記ロボットアーム内に引き込む第 3工程と、

前記ロボットアーム内に引き込んだ前記新しい電源供給ケーブルの静電塗装機側コネクタを前記中継プレートの静電塗装機側板面に前記固定具で固定する第 4工程とを含む静電塗装ロボットの電源供給ケーブルの交換方法。

[8] 前記第 2工程にお!/、て、前記断線した電源供給ケーブルと前記新し!/、電源供給ケ一ブルとがコネクタ連結されることにより、前記断線した電源供給ケーブルと前記新し

V、電源供給ケーブルとが互いに連結される、請求項 2に記載の静電塗装ロボットの電源供給ケーブルの交換方法。

[9] 前記固定具が、その周方向に複数に分割された構造を有する、請求の範囲第 7項又は第 8項に記載の静電塗装ロボットの電源供給ケーブルの交換方法。

[10] 前記固定具の内周面と前記静電塗装機側コネクタの外周面とが凹凸嵌合している

、請求の範囲第 9項に記載の静電塗装ロボットの電源供給ケーブルの交換方法。