WO2021205537A1 - インクジェット方式の車両用塗装機および車両塗装方法 - Google Patents

インクジェット方式の車両用塗装機および車両塗装方法 Download PDF

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孝達 多和田
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アーベーベー・シュバイツ・アーゲー
孝達 多和田
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    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects

Definitions

  • the present invention relates to an inkjet type vehicle coating machine and a vehicle coating method.
  • Patent Document 1 discloses that the coating width is automatically adjusted by adjusting the angle in the rotation direction of the coating head according to the shape of the coating portion of the vehicle to be coated. The same contents are also disclosed in Patent Documents 2 and 3.
  • the coating width is adjusted by rotating the coating head.
  • a nozzle row is composed of a plurality of nozzles on the premise that the traveling direction is perpendicular to the longitudinal direction of the coating head corresponding to the coating width, and further, a large number of nozzle rows are formed. Have been placed. Therefore, when painting is performed by rotating the coating head, paint droplets ejected from a predetermined nozzle in a certain nozzle row and paint droplets ejected from a predetermined nozzle in another nozzle row are ejected at a specific portion. Although they overlap with each other, there is a possibility that such overlap does not occur at another part.
  • the presence or absence of such overlap of the paint droplets becomes remarkable when the nozzle row is inclined with respect to the traveling direction of the paint head. Therefore, it is preferable to paint with the longitudinal direction of the coating head kept perpendicular to the traveling direction of the coating head.
  • the width of the painted part of the vehicle, including the roof of the vehicle is not constant, and the height is also not constant. Therefore, when painting is performed while the longitudinal direction of the painting head is kept perpendicular to the traveling direction of the painting head, it is possible to form a uniform coating film thickness on the painted parts such as the roof of the vehicle. Have difficulty.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and when painting is performed in a state where the longitudinal direction of the nozzle head corresponding to the painting width is kept perpendicular to the traveling direction of the painting head, including the roof of the vehicle. It is an object of the present invention to provide an inkjet type vehicle coating machine and a vehicle coating method capable of forming a uniform coating film thickness on a coating portion to be coated.
  • an inkjet type vehicle coating machine for painting a vehicle located on a painting line by ejecting paint from a nozzle.
  • a nozzle head provided with a plurality of nozzles, a robot arm capable of mounting the nozzle head at the tip, a robot arm for moving the mounted nozzle head, an arm control unit for controlling the operation of the robot arm, and driving of the nozzle head.
  • the nozzle is provided with a head control unit for controlling the nozzle and a painting data forming means for forming painting data for controlling the drive of the nozzle head by the head control unit based on the painting range of the vehicle to be painted.
  • a plurality of nozzle rows composed of A second nozzle row located on the other side of the nozzle head is provided, and in a state where the longitudinal direction of the nozzle head is orthogonal to the scanning direction, the droplets ejected from the adjacent nozzles in the first nozzle row In the middle, the first nozzle row and the second nozzle row are arranged in a state where the droplets discharged from the nozzles of the second nozzle row are discharged, and the painting data forming means drives the robot arm.
  • the locus data for moving the nozzle head is formed, and the attitude data for maintaining the longitudinal direction of the nozzle head perpendicular to the main scanning direction of the nozzle head is formed based on the locus data.
  • a featured inkjet vehicle coating machine is provided.
  • the coating data forming means uses a portion on the vehicle side where the distance between the vehicle and the nozzle discharge surface is closest in the coating width of the nozzle head as a reference portion, and has a predetermined height from the reference portion. It is preferable to create the locus data at a position as high as possible.
  • the painting data forming means forms a three-dimensional model for painting of the painting range for each painting range of the vehicle to be painted before creating the trajectory data, and the painting 3 Based on the dimensional model, trajectory data, and attitude data, the divided coating data corresponding to the coating width of the nozzle head is actually formed, and the divided coating data includes an overlapping portion that overlaps with the adjacent divided coating data. Is preferable.
  • the nozzle head is tilted at an inclination angle equivalent to the tilt angle of the painted portion of the vehicle at the portion where the center in the longitudinal direction of the nozzle head faces each other in the width direction of the vehicle. As described above, it is preferable to create posture data.
  • the nozzle head is tilted at an inclination angle equivalent to the tilt angle of the painted portion of the vehicle at the portion where the center of the nozzle head in the lateral direction faces each other in the longitudinal direction of the vehicle. It is preferable to create posture data so as to do so.
  • the coating data forming means increases the density in the divided coating data according to the inclination angle of the portion where the center in the lateral direction of the nozzle head faces.
  • the painting data forming means forms a three-dimensional model for painting of the painting range for each painting range of the vehicle to be painted before creating the trajectory data, and the painting 3 Based on the dimensional model, two-dimensional two-dimensional coating data for painting the vehicle is created, and based on the two-dimensional coating data, the divided coating data corresponding to the actual coating width of the nozzle head is formed. It is preferable to create trajectory data based on the divided coating data.
  • a nozzle head having a plurality of nozzle rows composed of nozzles is provided, and the nozzle rows are inclined with respect to the longitudinal direction of the nozzle heads.
  • the nozzle row is provided with a first nozzle row located on one side of the nozzle head in the scanning direction and a second nozzle row located on the other side in the scanning direction.
  • the droplets ejected from the nozzles of the second nozzle row are ejected in the middle of the droplets ejected from the adjacent nozzles in the first nozzle row.
  • An inkjet vehicle painting method which comprises forming attitude data for maintaining the longitudinal direction of the nozzle head perpendicular to the main scanning direction of the nozzle head based on the data.
  • the present invention when painting is performed in a state where the longitudinal direction of the nozzle head corresponding to the painting width is kept perpendicular to the traveling direction of the painting head, it is uniform with respect to the painted portion including the roof of the vehicle. It is possible to provide an inkjet type vehicle coating machine and a vehicle coating method capable of forming a coating film thickness.
  • FIG. 1 shows a partial plan view showing the arrangement of each nozzle on the nozzle ejection surface of the nozzle head unit of the vehicle coating machine shown in FIG. 1, and (B) ejects paint from each nozzle. The results are shown, and (C) shows the drive timing of each nozzle.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modified example of the configuration in the vicinity of the row direction supply flow path, the nozzle pressurizing chamber, and the row direction discharge flow path shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modified example of the configuration in the vicinity of the row direction supply flow path, the nozzle pressurizing chamber, and the row direction discharge flow path shown in FIG. 7.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which trajectory data is viewed in a plan view with respect to a vehicle in the inkjet type vehicle coating machine shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the longitudinal direction of the nozzle head is maintained perpendicular to the main scanning direction of the nozzle head in the inkjet type vehicle coating machine shown in FIG. 1 based on the posture data.
  • (A) is a diagram showing an image in which the longitudinal direction of the nozzle head unit is inclined without maintaining verticality with respect to FIG. 4 (A)
  • (B) is a diagram showing the nozzle head unit tilted as shown in (A). The results of ejecting paint from each nozzle when tilted are shown. It is a figure which shows the state which tilted the nozzle head by the angle corresponding to the angle of the part of the coating width, based on the attitude data in the cross section of a vehicle. It is a figure which shows the state which the nozzle head is tilted by the angle corresponding to the tilt angle of a painted surface based on the attitude data in the vertical cross section of a vehicle. It is a schematic flowchart which shows the coating method using the coating machine for a vehicle according to the modification of this invention.
  • vehicle parts that are a part of the vehicle are also referred to as "vehicles”.
  • vehicle parts that are a part of the vehicle are also referred to as "vehicles”.
  • the purpose is to "paint" an object to be painted, and to form a coating film on the surface of the object to be painted to protect the surface and give it an aesthetic appearance. Therefore, it is necessary to paint the vehicle moving along the painting line at predetermined time intervals with a desired painting quality within a certain time.
  • the multi-axis robot arm described later needs to move in the same manner with respect to a large number of vehicles, and also needs to move while maintaining a state in which the nozzle head unit 50 faces the vehicle at a short distance. There is. Further, although the nozzle head unit 50 is attached to the tip end side of the robot arm, the payload cannot be increased so much in consideration of the moment when the robot arm is extended. Further, since the vehicles move one after another along the painting line as described above, it is necessary to paint the vehicle coating machine as soon as possible. That is, the vehicle coating machine according to the present embodiment is used under such a peculiarity in vehicle coating.
  • the inkjet type vehicle coating machine and vehicle coating method of the present embodiment not only the above-mentioned coating film is formed, but also various designs and images are applied to objects to be painted such as vehicles and vehicle parts. It is possible to form.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of an inkjet type vehicle coating machine 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the vehicle coating machine 10. As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle coating machine 10 includes a coating robot 20, a paint supply unit 40, and a nozzle head unit 50.
  • the painting robot 20 includes a base 21, legs 22, a rotating shaft 23, a rotating arm 24, a first rotating arm 25, a second rotating arm 26, and the like.
  • the wrist unit 27 and the motors M1 to M6 for driving them are the main components.
  • the portion from the rotating shaft portion 23 to the wrist portion 27 corresponds to the robot arm, but other parts such as the leg portion 22 and the like may also correspond to the robot arm.
  • the base 21 is a part that is installed at an installation site such as a floor surface, but the base 21 may be able to travel with respect to the installation site.
  • the leg portion 22 is a portion erected from the base 21 toward the upper part.
  • a joint may be provided between the leg 22 and the base 21 so that the leg 22 can rotate with respect to the base 21.
  • a rotating shaft portion 23 is provided at the upper end of the leg portion 22.
  • a rotary arm 24 is attached to the rotary shaft portion 23 in a rotatable state. Further, the rotary arm 24 is rotated by driving the motor M1, and as such a motor M1, an electric motor or an air motor can be used.
  • an explosion-proof structure such as increasing the internal pressure in the housing of the rotating shaft portion 23 (each motor M2 to the following). The same applies to M6).
  • the explosion-proof structure may be provided by at least one of the rotary arm 24, the first rotary arm 25, the second rotary arm 26, the wrist portion 27, and the chuck portion 30.
  • first rotating arm 25 is attached to the rotating arm 24 in a rotatable state.
  • the motor M2 that rotates the first rotating arm 25 relative to the rotating shaft portion 23 may be housed in the housing of the rotating arm 24, and is housed in the housing of the first rotating arm 25. It may have been done.
  • one end side of the second rotating arm 26 is attached to the other end side of the first rotating arm 25 in a swingable state via a shaft portion.
  • the motor M3 that rotates the second rotation arm 26 relative to the first rotation arm 25 may be housed in the housing of the first rotation arm 25, and the second rotation arm 26 may be housed. It may be stored in the housing.
  • a wrist portion 27 is attached to the other end side of the second rotating arm 26.
  • the wrist portion 27 enables rotational movement around a plurality of (for example, three) shaft portions in different directions. As a result, the orientation of the nozzle head unit 50 can be controlled with high accuracy.
  • the number of shafts may be any number as long as it is two or more.
  • Motors M4 to M6 are provided to enable rotational movement around each shaft portion of the wrist portion 27. Although the motors M4 to M6 are housed in the housing of the second rotating arm 26, they may be housed in other parts.
  • the nozzle head unit 50 is attached to the wrist portion 27 via a holder portion (not shown). That is, the nozzle head unit 50 is detachably provided on the wrist portion 27 via the holder portion.
  • the rotating shaft portion 23, the rotating arm 24, the first rotating arm 25, the second rotating arm 26, the wrist portion 27, and the motors M1 to M6 for driving them are used as described above.
  • the vehicle coating machine 10 provided is a robot that can be driven by 6 axes.
  • the vehicle coating machine 10 may be a robot driven by any number of axes as long as it has four or more axes.
  • the nozzle head unit 50 is attached to the wrist portion 27 via the chuck portion 30.
  • the nozzle head unit 50 includes a head cover (not shown), and various configurations are built in the head cover. Examples of the configuration built into the head cover include a head-side circulation path (not shown), which is a path for circulating paint, a head control unit 130, and the like.
  • FIG. 3 is a view showing a state in which the nozzle discharge surface 52 for discharging the paint is viewed from the front of the nozzle head unit 50.
  • (A) shows a partial plan view showing the arrangement of each nozzle 54 on the nozzle ejection surface 52
  • (B) shows the result of ejecting paint from each nozzle 54.
  • (C) shows the drive timing of each nozzle 54.
  • the sub-scanning direction (X direction) is shown in a greatly enlarged state. For example, on the leftmost side of the nozzle head 53 in FIG. 3, a nozzle row 55 composed of a total of eight nozzles 54 on the back side of the paper surface of FIG.
  • FIG. 4 (A) Corresponds to FIG. 4 (A).
  • the nozzle discharge surface 52 is provided with a plurality of nozzle rows 55 in which the nozzles 54 are connected in a direction in which the nozzles 54 are inclined with respect to the longitudinal direction of the nozzle head unit 50.
  • the vertical axis indicates time (drive timing)
  • the horizontal axis indicates the positions of a total of eight nozzles 54A and a total of eight nozzles 54B in the X direction.
  • the length of the nozzle head 50 refers to the long direction (horizontal width direction) of the nozzle head in FIG.
  • the nozzle row 55 includes a first nozzle row 55A existing on one side (Y2 side) of the main scanning direction (Y direction) and a second nozzle row existing on the other side of the main scanning direction. 55B (Y1 side) is provided.
  • first nozzle row 55A and the second nozzle row 55B those located on the most one side (left side) in the sub-scanning direction of FIG. 3 are designated as the first nozzle row 55A1 and the second nozzle row 55B1, respectively, in FIG. It is shown in.
  • the projected straight line PL Is located between the first nozzle 54A11 counting from the Y1 side in the first nozzle row 55A1 and the second nozzle 54A12, and the first nozzle 54B11 counting from the Y1 side in the second nozzle row 55B1.
  • the second nozzle 54B12 counted from the Y1 side in the second nozzle row 55B1 is located between the second nozzle 54A12 counting from the Y1 side and the third nozzle 54A13.
  • the nozzle 54B in the second nozzle row 55B is located on the projection straight line PL between the adjacent nozzles 54A in the first nozzle row 55A.
  • FIG. 4 (B) the nozzle head unit 50 is scanning, by controlling the ejection timing of the droplets ejected from the respective nozzles 54A and 54B as shown in FIG. 4 (C), FIG. 4 (B)
  • the droplet can be landed on a straight line in the sub-scanning direction as shown in. So to speak, the nozzle rows 55 are arranged so that the landing positions of the droplets are shifted by half a pitch between the adjacent nozzle rows 55. Thereby, the dot density can be improved at the time of painting.
  • the nozzle discharge surface 52 may have a head group composed of a plurality of nozzle heads 53.
  • a configuration in which a plurality of nozzle heads 53 are arranged in a staggered pattern while being aligned with each other can be mentioned, but the arrangement of the nozzle heads 53 in the head group does not have to be staggered. ..
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration for supplying paint to each nozzle 54.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the vicinity of the row direction supply flow path 58, the nozzle pressurizing chamber 59, and the row direction discharge flow path 60.
  • the nozzle head 53 includes a supply-side large flow path 57, a row-direction supply flow path 58, a nozzle pressurizing chamber 59, a row-direction discharge flow path 60, and a discharge-side large flow path. It is provided with a road 61.
  • the supply-side large flow path 57 is a flow path in which paint is supplied from the supply path 71 of the head-side circulation path described later.
  • the column direction supply flow path 58 is a flow path through which the paint in the supply side large flow path 57 is diverted.
  • the nozzle pressurizing chamber 59 is connected to the row direction supply flow path 58 via the nozzle supply flow path 59a. As a result, the paint is supplied to the nozzle pressurizing chamber 59 from the column direction supply flow path 58.
  • the nozzle pressurizing chamber 59 is provided according to the number of nozzles 54, and the paint inside can be discharged from the nozzles 54 using a drive element described later.
  • the nozzle pressurizing chamber 59 is connected to the row direction discharge flow path 60 via the nozzle discharge flow path 59b. Therefore, the paint that has not been discharged from the nozzle 54 is discharged from the nozzle pressurizing chamber 59 to the row direction discharge flow path 60 via the nozzle discharge flow path 59b.
  • the row direction discharge flow path 60 is connected to the discharge side large flow path 61.
  • the discharge-side large flow path 61 is a flow path in which the paint discharged from each row-direction discharge flow path 60 merges.
  • the discharge-side large flow path 61 is connected to the return path 72 of the head-side circulation path.
  • the paint supplied from the supply path 71 of the head-side circulation path passes through the supply-side large flow path 57, the column-direction supply flow path 58, the nozzle supply flow path 59a, and the nozzle pressurizing chamber 59, and then nozzles. It is discharged from 54. Further, the paint not discharged from the nozzle 54 passes from the nozzle pressurizing chamber 59 through the nozzle discharge flow path 59b, the row direction discharge flow path 60, and the discharge side large flow path 61, and then to the return path 72 of the head side circulation path. Be returned.
  • one row-direction supply flow path 58 is arranged so that one row-direction discharge flow path 60 corresponds to the one row-direction supply flow path 58.
  • a plurality of (for example, two) row-direction discharge flow paths 60 may be arranged so as to correspond to one row-direction supply flow path 58.
  • one row direction discharge flow path 60 may be arranged so as to correspond to the plurality of row direction supply flow paths 58.
  • a piezoelectric substrate 62 is arranged on the top surface of the nozzle pressurizing chamber 59 (the surface opposite to the nozzle 54).
  • the piezoelectric substrate 62 includes two piezoelectric ceramic layers 63a and 63b, which are piezoelectric materials, and further includes a common electrode 64 and an individual electrode 65.
  • the piezoelectric ceramic layers 63a and 63b are members that can be expanded and contracted by applying a voltage from the outside.
  • piezoelectric ceramic layers 63a and 63b ceramic materials such as lead zirconate titanate (PZT), NaNbO3, BaTIO3, (BiNa) NbO3, and BiNaNb5O15, which have ferroelectricity, can be used. can.
  • PZT lead zirconate titanate
  • NaNbO3, BaTIO3, (BiNa) NbO3, and BiNaNb5O15 which have ferroelectricity
  • the common electrode 64 is arranged between the piezoelectric ceramic layer 63a and the piezoelectric ceramic layer 63b. Further, a surface electrode (not shown) for a common electrode is formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 62. The common electrode 64 and the surface electrode for the common electrode are electrically connected to each other through a through conductor (not shown) existing in the piezoelectric ceramic layer 63a. Further, the individual electrodes 65 are arranged at portions facing the nozzle pressurizing chamber 59. Further, in the piezoelectric ceramic layer 63a, the portion sandwiched between the common electrode 64 and the individual electrode 65 is polarized in the thickness direction.
  • the piezoelectric ceramic layer 63a is distorted due to the piezoelectric effect. Therefore, when a predetermined drive signal is applied to the individual electrodes 65, the piezoelectric ceramic layer 63b relatively fluctuates so as to reduce the volume of the nozzle pressurizing chamber 59, whereby the paint is discharged.
  • the common electrode 64 is arranged on the top surface of the nozzle pressurizing chamber 59, but the configuration is not limited to this.
  • the common electrode 64 may adopt a configuration in which the common electrode 64 is arranged on the side surface of the nozzle pressurizing chamber 59, and if the paint can be satisfactorily discharged from the nozzle 54, what is the case? The configuration may be adopted.
  • the control means includes an image processing unit 100, an arm control unit 110, a paint supply control unit 120, a head control unit 130, and a main control unit 140.
  • the image processing unit 100, the arm control unit 110, the paint supply control unit 120, and the head control units 130 and 140 are composed of a CPU, a memory (ROM, RAM, non-volatile memory, etc.), and other elements.
  • the memory stores programs and data for executing desired control.
  • the image processing unit 100 creates a three-dimensional model (three-dimensional model for painting) based on the CAD data corresponding to the painting range of the vehicle. Further, the image processing unit 100 corresponds to the nozzle head 53 performing painting along the trajectory data D1 based on the trajectory data D1 formed by the arm control unit 110 described later and the above-mentioned three-dimensional model for painting. Form two-dimensional divided coating data.
  • the image processing unit 100 and the arm control unit 110 correspond to the painting data forming means, but include at least one of the other parts (for example, the head control unit 130, the main control unit 140, etc.) for painting data. It may correspond to the forming means.
  • the arm control unit 110 is a part that controls the drive of the motors M1 to M6 described above.
  • the arm control unit 110 includes a memory 111, and the memory 111 contains locus data D1 created by robot teaching in consideration of the paintable width of the nozzle head 53, and posture data relating to the posture of the nozzle head 53. Is remembered. Then, the arm control unit 110 controls the drive of the motors M1 to M6 based on the trajectory data D1 stored in the memory 111, the posture data, and the image processing by the image processing unit 100. By the control, the nozzle head 53 can pass a desired position for performing painting at a desired speed or stop at a predetermined position.
  • the memory 111 may be provided in the vehicle coating machine 10, but the memory 111 exists outside the vehicle coating machine 10, and the memory 81 is communicated with the memory 81 via a wired or wireless communication means. It may be possible to send and receive information.
  • the paint supply control unit 120 is a part that controls the supply of paint to the nozzle head 53, and specifically controls the operation of a pump, a valve, or the like included in the paint supply unit 40. At this time, it is preferable that the paint supply control unit 120 controls the operation of the pump and the valve so that the paint is supplied to the nozzle head 53 at a constant pressure (a fixed amount as an example of the constant pressure).
  • the head control unit 130 is a part that controls the operation of the piezoelectric substrate 62 in the nozzle head unit 50 based on the image processing in the image processing unit 100.
  • the head control unit 130 controls the ejection of the paint based on the divided coating data corresponding to the position. ..
  • the drive frequency of the piezoelectric substrate 62 is controlled to control the number of dots (the number of droplets) ejected from the nozzle 54 or applied to the piezoelectric substrate 62 so that the film thickness of the vehicle becomes uniform.
  • the size of the droplet ejected from the nozzle 54 is controlled by controlling the voltage to be generated.
  • the main control unit 140 includes the above-mentioned arm control unit 110 and paint so that the motors M1 to M6, the paint supply unit 40, and the piezoelectric substrate 62 cooperate to perform painting on the object to be painted. This is a portion for transmitting a predetermined control signal to the supply control unit 120 and the head control unit 130.
  • various sensors 150 are connected to the painting robot 20 in order to keep the nozzle discharge surface 52 of the nozzle head 53 parallel to the painting surface under the control of the arm control unit 110.
  • the sensor 150 include an angular velocity sensor, an acceleration sensor, an image sensor, a ToF (Time of Flight) sensor, and the like, but other sensors may be used.
  • FIG. 9 is a schematic flowchart showing a painting method using the vehicle painting machine 10 of the present embodiment.
  • the image processing unit 100 of the vehicle coating machine 10 creates a three-dimensional model (three-dimensional model for painting) based on the CAD data of the vehicle (step S11).
  • a three-dimensional three-dimensional model is created for the part to be actually painted, excluding the part not to be painted.
  • the arm control unit 110 creates trajectory data D1 based on the above-mentioned three-dimensional model for painting (step S12).
  • the locus data D1 may be created by robot teaching in consideration of the paintable coating width L1 in the nozzle head 53, or the locus data D1 may be automatically generated.
  • the locus data D1 is created so that the adjacent coating regions have a slightly overlapping portion L2. That is, the coating width L1 includes the overlapping portion L2.
  • the track data D1 may be created from, for example, CAD data, without being based on the three-dimensional model for painting.
  • step S12 may be executed first, and then step S11 may be executed. That is, after the locus data D1 is created in the arm control unit 110, a three-dimensional model for painting may be created at a position predetermined lower than the locus data D1.
  • the vehicle 200 which is the actual object to be painted, may have a step 201. Therefore, when creating the locus data D1, the vehicle 200 in which the distance between the vehicle 200 side and the nozzle discharge surface 52 in the coating width L1 is the shortest so that the step 201 and the nozzle head 53 do not interfere with each other.
  • the side portion (step 201 or the like) is set as the reference portion P1, and the locus data D1 is created at a position higher than the reference portion P1 by a predetermined height.
  • the locus data D1 when the locus data D1 is viewed in a plane as shown in FIG. 11, it is preferable that the locus data D1 has a linear shape. However, the locus data D1 may have a curved portion within a range in which the overlapping portion L2 of the divided coating data D3, which will be described later, does not fall below the lower limit.
  • the arm control unit 110 creates posture data so as to correspond to the trajectory data D1 described above (step S13).
  • the posture data may be created together with the trajectory data D1.
  • the attitude data is created so that the longitudinal direction (horizontal width direction) T of the nozzle head 53 is maintained perpendicular to the main scanning direction S (traveling direction) of the nozzle head 53. do.
  • the paint can be discharged to the painted surface at equal intervals.
  • the landing position of the droplet becomes non-uniform. That is, a portion where the droplets overlap each other and a portion where the droplets do not overlap and a gap is formed are formed. Such overlapping of droplets and gaps cause poor coating. Therefore, the posture data is created so that the longitudinal direction T of the nozzle head 53 is kept perpendicular to the main scanning direction S of the nozzle head 53.
  • the attitude data is such that at least a part of the nozzle discharge surface 52 of the nozzle head 53 maintains a state parallel to the cross section of the vehicle to be painted in the cross section (cross section) in the width direction of the vehicle. Is created in. For example, as shown in FIG. 14, when the portion of the coating width is inclined by a predetermined angle ⁇ 1 with respect to the horizontal plane as shown on the end side in the width direction of the vehicle, the nozzle head 53 is also inclined by the inclination. Only create posture data so that it is tilted.
  • the attitude data as shown in FIG. 14, for example, when the inclination angle of the painted surface of the portion where the center of the longitudinal direction T of the nozzle discharge surface 52 faces is inclined at an angle ⁇ 1, the longitudinal direction of the nozzle head 53 It is preferable that the posture data is created so that T also tilts at an angle ⁇ 1.
  • T also tilts at an angle ⁇ 1.
  • the distance between either the side or the other end side and the painted surface is often the minimum, and the portion where the center of the longitudinal direction T faces is a reference. It also depends on the part P1.
  • Posture data may be set.
  • the painted surface is inclined with respect to the horizontal plane even in the cross section (longitudinal cross section) along the main scanning direction S, such as both ends of the nozzle head 53 in the main scanning direction S.
  • the nozzle head 53 is short. It is preferable that the posture data is created so that the hand direction S also tilts at an angle ⁇ 2. However, it is not necessary to create the posture data such that the lateral direction S is inclined at the angle ⁇ 2. In this case, in order to ensure the uniformity of the film thickness, the density in the image data may be increased according to the size of the angle ⁇ 2.
  • the drive frequency H of the piezoelectric substrate 62 is kept constant in order to keep the coating film thickness constant. May be changed.
  • the drive frequency H of the piezoelectric substrate 62 when the painted surface is horizontal is multiplied by 1 / cos ⁇ (that is, larger than the frequency H).
  • the frequency of the paint head increases toward the end side where the inclination angle ⁇ 2 is large.
  • the frequency is 1.4 times the frequency H
  • the frequency is double the frequency H, for example.
  • the inclination angle is 70 degrees
  • the frequency is about three times the frequency H.
  • the upper limit of the frequency may be reached.
  • the arm control unit 110 may control the operation of the painting robot 20.
  • an average inclination angle of the inclination angle ⁇ 2 in the regions (end regions) on both ends of the main scanning direction S is determined, and the end regions are made flat. It may be painted in a manner similar to.
  • the piezoelectric substrate 62 may be driven and controlled at a frequency obtained by multiplying the drive frequency H by R. By doing so, the coating film thickness can be made uniform.
  • the magnification to the drive frequency H may be converted by a simple approximation such as a circle approximation instead of obtaining by integration as described above.
  • the image processing unit 100 After creating the locus data D1 and the posture data as described above, the image processing unit 100 actually performs the painting width L1 of the nozzle head 53 based on the three-dimensional model for painting, the locus data D1 and the posture data. Create the divided coating data corresponding to (step S14).
  • the three-dimensional model for painting is divided based on the locus data D1, and the divided painting data is created so as to include the overlapping portion L2 that overlaps with the adjacent divided painting data.
  • step S15 painting is executed on the vehicle (step S15).
  • a nozzle head 53 having a plurality of nozzles 54 can be attached to the tip portion, and a robot arm (rotating shaft) for moving the attached nozzle head 53 can be attached.
  • Head control based on the parts 23 to 27
  • the arm control unit 110 that controls the operation of the robot arm the head control unit 130 that controls the drive of the nozzle head 53, and the painting range of the vehicle to be painted.
  • the unit 130 includes a coating data forming means (image processing unit 100, arm control unit 110) for forming coating data for controlling the drive of the nozzle head 53.
  • a plurality of nozzle rows 55 composed of nozzles 54 are provided so as to be inclined with respect to the longitudinal direction of the nozzle head 53, and the nozzle rows 55 are located on one side of the nozzle head 53 in the scanning direction.
  • a first nozzle row 55A and a second nozzle row 55B located on the other side in the scanning direction are provided, and the first nozzle row is in a state where the longitudinal direction of the nozzle head 53 is orthogonal to the scanning direction.
  • the first nozzle row 55A and the second nozzle row 55B are in a state where the droplets ejected from the nozzles 54 of the second nozzle row 55B are ejected between the droplets ejected from the adjacent nozzles 54 in 55A. It is arranged.
  • the painting data forming means forms the locus data D1 for driving the robot arm to move the nozzle head 53, and based on the locus data D1, the nozzle head with respect to the main scanning direction of the nozzle head 53. Form the posture data for keeping the longitudinal direction of 53 vertical. Then, based on the locus data D1 and the attitude data, the arm control unit 110 discharges paint from the nozzle 54 while the nozzle head 53 moves in the main scanning direction, and the arm control unit 110 is the length of the nozzle head 53 with respect to the main scanning direction. The robot arm is controlled so that the direction is kept vertical.
  • the painting data forming means (image processing unit 100, arm control unit 110) is on the vehicle 200 side where the distance between the vehicle and the nozzle discharge surface 52 in the coating width of the nozzle head 53 is closest. It is preferable to set the portion of the reference portion P1 and create the locus data D1 at a position higher than the reference portion P1 by a predetermined height.
  • the painting data forming means (image processing unit 100, arm control unit 110) prepares the locus data D1 for each painting range of the vehicle to be painted.
  • a three-dimensional model for painting is formed, and based on the three-dimensional model for painting, the locus data D1, and the attitude data, the divided painting data corresponding to the painting width of the nozzle head 53 is actually formed, and the divided painting data is used as the divided painting data.
  • the overlapping portion L2 is included in the divided coating data formed based on the three-dimensional coating model, the trajectory data D1 and the attitude data, the coating in scanning a certain nozzle head 53 It is possible to prevent the formation of a gap between the nozzle head 53 and the coating in the next scanning of the nozzle head 53. Further, by having the overlapping portion L2 as described above, it is possible to form not only the linear locus data D1 but also the curved locus data D1 within a range not lower than the lower limit of the overlapping portion L2.
  • the painting data forming means is a portion of the vehicle to be painted where the centers of the nozzle heads 53 in the longitudinal direction face each other in the width direction of the vehicle. It is preferable to create the attitude data so that the nozzle head 53 is tilted at an tilt angle ⁇ 1 equivalent to the tilt angle ⁇ 1.
  • the center of the nozzle head 53 can be set to be perpendicular to the painted portion in the width direction of the vehicle as shown in FIG. Therefore, both ends of the nozzle head 53 in the longitudinal direction can be brought closer to the painted portion. As a result, the paint can be landed at a desired position, and the coating quality can be improved. Further, since the nozzle head 53 can be brought closer to the painted portion, the amount of paint that is excessively scattered can be reduced, and the waste of paint can be reduced.
  • the painting data forming means is a coating portion of the vehicle at a portion where the center of the nozzle head 53 in the lateral direction faces in the longitudinal direction of the vehicle. It is preferable to create the attitude data so that the nozzle head 53 is tilted at an tilt angle ⁇ 2 equivalent to the tilt angle ⁇ 2 of.
  • the center of the nozzle head 53 can be set to be perpendicular to the painted portion in the longitudinal direction of the vehicle as shown in FIG. Therefore, both ends of the nozzle head 53 in the lateral direction can be brought closer to the painted portion. As a result, the paint can be landed at a desired position, and the coating quality can be improved. Further, since the nozzle head 53 can be brought closer to the painted portion, the amount of paint that is excessively scattered can be reduced, and the waste of paint can be reduced.
  • the coating data forming means (image processing unit 100, arm control unit 110) has a density in the divided coating data according to the inclination angle of the portion of the nozzle head 53 in which the center in the lateral direction faces. It is preferable to increase.
  • the coating film thickness is equivalent to that of other portions. Can be formed. As a result, a uniform coating film thickness can be obtained over the entire coating range of the vehicle.
  • the locus data D1 is created before the divided coating data is created.
  • the image processing unit 100 may create the divided coating data before the locus data D1.
  • the painting data forming means (image processing unit 100, arm control unit 110) prepares the locus data D1 for each painting range of the vehicle to be painted, and is a three-dimensional model for painting of the painting range. , And based on the 3D model for painting, 2D 2D painting data for painting the vehicle was created, and based on the 2D painting data, it actually corresponded to the painting width of the nozzle head.
  • the divided coating data may be formed, and the locus data D1 may be created based on the divided coating data.
  • the image processing unit 100 creates a three-dimensional model (three-dimensional model for painting) (step S21).
  • the image processing unit 100 creates two-dimensional painting data in a plane (step S22).
  • the divided coating data is created in which the coating width L1 has the above-mentioned overlapping portion L2 (step S23).
  • the arm control unit 110 creates trajectory data D1 for scanning by the nozzle head 53 above the divided coating data (step S24). Further, the arm control unit 110 creates posture data so as to correspond to the locus data D1 (step S25).
  • the vehicle is painted (step S26). Even in this way, the vehicle can be satisfactorily painted.
  • Arm control unit (corresponding to a part of the data forming means for painting), 111 ... Memory, 120 ... Paint supply control unit, 130 ... Head control unit, 140 ... Main control unit, 150 ... Sensor, 200 ... Vehicle, 201 ... Step, D1 ... Trajectory data, D3 ... Divided coating data, L1 ... Coating width, L2 ... Part, M1 ... Motor, M2 ... Motor, M3 ... Motor, M4 ... Motor, M5 ... Motor, M6 ... Motor, P1 ... Reference part, PL ... Projected straight line, S ... Main scanning direction (short direction), T ... Longitudinal direction

Landscapes

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Abstract

車両の端部を始めとする塗装部位に対し、均一な塗装膜厚を形成することが可能なインクジェット式の車両用塗装機および車両塗装方法を提供する。　ノズルヘッド５３の長手方向が走査方向に直交する状態において、第１ノズル列５５Ａにおいて隣り合うノズル５４から吐出される液滴の中間に、第２ノズル列５５Ｂのノズル５４から吐出される液滴が吐出されるよう、第１ノズル列５５Ａと第２ノズル列５５Ｂとが配置されている。またノズルヘッド５３を移動させるための軌跡データに基づいて、ノズルヘッド５３の主走査方向に対して、ノズルヘッド５３の長手方向が垂直を維持するための姿勢データを形成し、アーム制御部１１０は、軌跡データおよび姿勢データに基づいて、ノズルヘッド５３が主走査方向に移動しつつ塗装する状態において、主走査方向に対してノズルヘッド５３の長手方向が垂直な状態を維持するようにロボットアームを制御する。

Description

インクジェット方式の車両用塗装機および車両塗装方法
　本発明は、インクジェット方式の車両用塗装機および車両塗装方法に関する。
　自動車等の車両の塗装ラインにおいては、ロボットを用いたロボット塗装が主流となっている。このロボット塗装では、多関節ロボットの先端に回転霧化型の塗装ヘッドを取り付けた塗装機（回転霧化型の塗装機）が用いられているが、インクジェット方式の塗装機を用いて、車両を塗装することが提案されている。このようなインクジェット方式の塗装機としては、たとえば特許文献１から３に示すものがある。
　特許文献１には、塗装対象である車両の塗装部位の形状に合わせて、塗装ヘッドの回転方向の角度調整を行うことで、塗装幅を自動的に調整することが開示されている。なお、同様の内容が、特許文献２，３にも開示されている。
特開２０１８－５０２７０２号公報 ＷＯ２０１８／１０８５７０号公報 ＷＯ２０１８／１０８５７２号公報
　ところで、特許文献１～３に開示の構成では、塗装ヘッドを回転させることで、塗装幅を調整している。しかしながら、一般に、塗装ヘッドにおいては、塗装幅に対応した塗装ヘッドの長手方向に対して進行方向が垂直であることを前提として、複数のノズルからノズル列が構成され、さらにはそのノズル列が多数配置されている。このため、塗装ヘッドを回転させて塗装を行う場合、特定の部位では、あるノズル列の所定のノズルから吐出される塗料液滴と、別のノズル列の所定のノズルから吐出される塗料液滴とが重なるものの、別の部位では、そのような重なりが生じない虞がある。特に、このような塗料液滴の重なりの有無は、ノズル列が塗装ヘッドの進行方向に対して傾斜している場合に顕著となる。したがって、塗装ヘッドの進行方向に対し、塗装ヘッドの長手方向が垂直に保たれた状態で塗装することが好ましい。
　しかしながら、たとえば、車両のルーフを始めとして、車両の塗装部位の幅は一定ではなく、また高さも一定ではない。そのため、塗装ヘッドの進行方向に対し、塗装ヘッドの長手方向が垂直に保たれた状態で塗装する場合において、車両のルーフを始めとする塗装部位に対し、均一な塗装膜厚を形成することは困難である。
　本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、塗装ヘッドの進行方向に対し、塗装幅に対応したノズルヘッドの長手方向が垂直に保たれた状態で塗装する場合において、車両のルーフを始めとする塗装部位に対し、均一な塗装膜厚を形成することが可能なインクジェット式の車両用塗装機および車両塗装方法を提供しよう、とするものである。
　上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、塗装ラインに位置する車両に対し、ノズルから塗料を吐出することで塗装を行うためのインクジェット方式の車両用塗装機であって、複数のノズルを備えるノズルヘッドと、ノズルヘッドを先端部に装着可能であると共に、装着されたノズルヘッドを移動させるロボットアームと、ロボットアームの作動を制御するアーム制御部と、ノズルヘッドの駆動を制御するヘッド制御部と、塗装されるべき車両の塗装範囲に基づいて、ヘッド制御部でノズルヘッドの駆動を制御するための塗装用データを形成する塗装用データ形成手段と、を備え、ノズルから構成される複数のノズル列は、ノズルヘッドの長手方向に対して傾斜して設けられていて、ノズル列には、ノズルヘッドの走査方向における一方側に位置する第１ノズル列と、走査方向における他方側に位置する第２ノズル列とが設けられていて、ノズルヘッドの長手方向が走査方向に対して直交している状態において、第１ノズル列において隣り合うノズルから吐出される液滴の中間に、第２ノズル列のノズルから吐出される液滴が吐出される状態で、第１ノズル列と第２ノズル列とが配置されていて、塗装用データ形成手段は、ロボットアームを駆動させてノズルヘッドを移動させるための軌跡データを形成し、軌跡データに基づいて、ノズルヘッドの主走査方向に対して、ノズルヘッドの長手方向が垂直を維持するための姿勢データを形成する、ことを特徴とするインクジェット方式の車両用塗装機が提供される。
　また、上述の発明において、塗装用データ形成手段は、ノズルヘッドの塗装幅における車両とノズル吐出面との間の距離が最も近づく車両側の部位を基準部位とし、その基準部位より既定の高さだけ高くなる位置に、軌跡データを作成する、ことが好ましい。
　また、上述の発明において、塗装用データ形成手段は、軌跡データを作成するのに先立ち、塗装されるべき車両の塗装範囲毎に、当該塗装範囲の塗装用３次元モデルを形成し、塗装用３次元モデル、軌跡データおよび姿勢データに基づいて、実際にノズルヘッドの塗装幅に対応した分割塗装データを形成すると共に、分割塗装データには、隣り合う分割塗装データと重なり合う重なり部分が含まれる、ことが好ましい。
　また、上述の発明において、塗装用データ形成手段は、車両の幅方向において、ノズルヘッドの長手方向の中心が対向する部位の車両の塗装部位の傾斜角度と同等の傾斜角度でノズルヘッドが傾斜するように、姿勢データを作成する、ことが好ましい。
　また、上述の発明において、塗装用データ形成手段は、車両の長手方向において、ノズルヘッドの短手方向の中心が対向する部位の車両の塗装部位の傾斜角度と同等の傾斜角度でノズルヘッドが傾斜するように、姿勢データを作成する、ことが好ましい。
　また、上述の発明において、塗装用データ形成手段は、ノズルヘッドの短手方向の中心が対向する部位の傾斜角度に応じて、分割塗装データにおける濃度を大きくする、ことが好ましい。
　また、上述の発明において、塗装用データ形成手段は、軌跡データを作成するのに先立ち、塗装されるべき車両の塗装範囲毎に、当該塗装範囲の塗装用３次元モデルを形成し、塗装用３次元モデルに基づいて、車両に塗装を行うための２次元的な２次元塗装データを作成し、２次元塗装データに基づいて、実際にノズルヘッドの塗装幅に対応した分割塗装データを形成し、分割塗装データに基づいて、軌跡データを作成する、ことが好ましい。
　また、上記課題を解決するために、本発明の第２の観点によると、ノズルから構成される複数のノズル列を有するノズルヘッドを備え、そのノズル列は、ノズルヘッドの長手方向に対して傾斜して設けられていて、ノズル列には、ノズルヘッドの走査方向における一方側に位置する第１ノズル列と、走査方向における他方側に位置する第２ノズル列とが設けられていて、ノズルヘッドの長手方向が走査方向に対して直交している状態において、第１ノズル列において隣り合うノズルから吐出される液滴の中間に、第２ノズル列のノズルから吐出される液滴が吐出される状態で、第１ノズル列と第２ノズル列とが配置されていると共に、ノズルヘッドを先端部に装着しているロボットアームを駆動させてノズルヘッドを移動させるための軌跡データを形成し、軌跡データに基づいて、ノズルヘッドの主走査方向に対して、ノズルヘッドの長手方向が垂直を維持するための姿勢データを形成する、ことを特徴とするインクジェット方式の車両塗装方法が提供される。
　本発明によると、塗装ヘッドの進行方向に対し、塗装幅に対応したノズルヘッドの長手方向が垂直に保たれた状態で塗装する場合において、車両のルーフを始めとする塗装部位に対し、均一な塗装膜厚を形成することが可能なインクジェット式の車両用塗装機および車両塗装方法を提供することができる。
本発明の一実施の形態に係るインクジェット式の車両用塗装機の全体構成を示す概略図である。 図１に示す車両用塗装機の概略的な構成を示す図である。 図１に示す車両用塗装機のノズルヘッドユニットのうち、塗料を吐出させるノズル吐出面を正面視した状態を示す図である。 （Ａ）は図１に示す車両用塗装機のノズルヘッドユニットのうち、ノズル吐出面における各ノズルの配置を示す部分的な平面図を示しており、（Ｂ）はそれぞれのノズルから塗料を吐出した結果を示しており、（Ｃ）はそれぞれのノズルの駆動タイミングを示している。 図１に示すインクジェット式の車両用塗装機において、複数のノズルヘッドを千鳥状に配置した状態を示す図である。 図１に示すインクジェット式の車両用塗装機において、各ノズルへ塗料を供給する概略的な構成について示す図である。 図６に示す、列方向供給流路、ノズル加圧室および列方向排出流路付近の構成の変形例を示す断面図である。 図７に示す、列方向供給流路、ノズル加圧室および列方向排出流路付近の構成の変形例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態の車両用塗装機を用いた塗装方法を示す概略的なフローチャートである。 図１に示すインクジェット式の車両用塗装機において、軌跡データを作成する際の高さのイメージを示す図である。 図１に示すインクジェット式の車両用塗装機において、車両に対して軌跡データを平面視した状態を示す図である。 図１に示すインクジェット式の車両用塗装機において、姿勢データに基づいて、ノズルヘッドの主走査方向に対して、ノズルヘッドの長手方向が垂直を維持している状態を示す図である。 （Ａ）は図４（Ａ）に対して、ノズルヘッドユニットの長手方向が垂直を維持せずに傾斜したイメージを示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すようにノズルヘッドユニットが傾斜したときに、それぞれのノズルから塗料を吐出した結果を示している。 車両の横断面において、姿勢データに基づいて、塗装幅の部位の角度に対応する角度だけ、ノズルヘッドを傾斜させた状態を示す図である。 車両の縦断面において、姿勢データに基づいて、塗装面の傾斜角度に対応する角度だけ、ノズルヘッドを傾斜させた状態を示す図である。 本発明の変形例に係り、車両用塗装機を用いた塗装方法を示す概略的なフローチャートである。
　以下、本発明の各実施の形態に係るインクジェット式の車両用塗装機および車両用塗装方法について、図面に基づいて説明する。
　本実施の形態のインクジェット式の車両用塗装機および車両用塗装方法は、自動車製造の工場における塗装ラインに位置する車両または車両部品（以下、車両の一部となる車両部品も「車両」として説明する）といった塗装対象物に対して、「塗装」を行うものであり、塗膜を塗装対象物の表面に形成して、その表面の保護や美観を与えることを目的としている。したがって、所定時間毎に、塗装ラインに沿って移動してくる車両に対し、一定の時間内に所望の塗装品質にて、塗装を行う必要がある。
　なお、車両に対して塗装を行うためには、これから塗装を行おうとする車両に対し、既に塗装を行った車両と同一の動作で、より早く塗装を行う必要がある。そのため、後述する多軸のロボットアームは、多数の車両に対し、同じような動きをする必要があり、しかも車両に対してノズルヘッドユニット５０が近距離で対向した状態を維持しながら移動する必要がある。また、ロボットアームの先端側にノズルヘッドユニット５０が取り付けられているが、該ロボットアームを伸ばした場合のモーメント等を考慮すると、可搬重量をさほど大きくすることはできない。また、上記のように塗装ラインに沿って車両が次々に移動してくるので、車両用塗装機では、可能な限り早く塗装を行う必要がある。すなわち、本実施の形態における車両用塗装機は、このような車両塗装における特殊性の下で、用いられている。
　また、本実施の形態のインクジェット式の車両用塗装機および車両用塗装方法では、上述した塗膜を形成するのみならず、各種のデザインや画像を、車両や車両部品といった塗装対象物に対して形成することが可能である。
　（１－１．インクジェット式の車両用塗装機の全体構成について）
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット式の車両用塗装機１０の全体構成を示す概略図である。図２は、車両用塗装機１０の概略的な構成を示す図である。図１および図２に示すように、車両用塗装機１０は、塗装用ロボット２０と、塗料供給部４０と、ノズルヘッドユニット５０とを備えている。
　（１－２．塗装装置本体について）
　図１に示すように、塗装用ロボット２０は、基台２１と、脚部２２と、回転軸部２３と、回転アーム２４と、第１回動アーム２５と、第２回動アーム２６と、リスト部２７と、これらを駆動させるためのモータＭ１～Ｍ６と、を主要な構成要素としている。なお、回転軸部２３からリスト部２７までの部分は、ロボットアームに対応するが、脚部２２等のようなそれ以外の部分も、ロボットアームに対応するものとしても良い。
　これらのうち、基台２１は床面等の設置部位に設置される部分であるが、この基台２１が設置部位に対して走行可能であっても良い。また、脚部２２は、基台２１から上部に向かい立設された部分である。なお、脚部２２と基台２１の間に関節部を設けて、脚部２２が基台２１に対して回動可能としても良い。
　また、脚部２２の上端には、回転軸部２３が設けられている。この回転軸部２３には、回転アーム２４が回転自在な状態で取り付けられている。また、回転アーム２４は、モータＭ１の駆動により回転させられるが、そのようなモータＭ１としては、電気モータやエアモータを用いることが可能である。なお、車両用塗装機１０が防爆エリアに設置されると共に電気モータを用いる場合には、回転軸部２３のハウジング内の内圧を高める等の防爆構造を備えることが好ましい（以下の各モータＭ２～Ｍ６においても同様）。しかしながら、車両用塗装機１０が防爆エリア以外の場所に設置される場合には、上記のような防爆構造を備えなくて良い。なお、かかる防爆構造を、回転アーム２４、第１回動アーム２５、第２回動アーム２６、リスト部２７およびチャック部３０のうちの少なくとも１つが備えるものとしても良い。
　また、回転アーム２４には、第１回動アーム２５の一端側が回動可能な状態で取り付けられている。なお、第１回動アーム２５を回転軸部２３に対して相対的に回転させるモータＭ２は、回転アーム２４のハウジング内に収納されていても良く、第１回動アーム２５のハウジング内に収納されていても良い。
　また、第１回動アーム２５の他端側には、第２回動アーム２６の一端側が軸部を介して揺動自在な状態で取り付けられている。この第２回動アーム２６を第１回動アーム２５に対して相対的に回転させるモータＭ３は、第１回動アーム２５のハウジング内に収納されていても良く、第２回動アーム２６のハウジング内に収納されていても良い。
　この第２回動アーム２６の他端側には、リスト部２７が取り付けられている。リスト部２７は、複数（たとえば３つ）の異なる向きの軸部を中心に、回転運動を可能としている。それにより、ノズルヘッドユニット５０の向きを精度良くコントロールすることが可能となっている。なお、軸部の個数は、２つ以上であれば幾つでも良い。
　かかるリスト部２７のそれぞれの軸部を中心とした回転運動を可能とするために、モータＭ４～Ｍ６が設けられている。なお、モータＭ４～Ｍ６は、第２回動アーム２６のハウジング内に収納されているが、その他の部位に収納されていても良い。
　また、リスト部２７には、不図示のホルダ部を介してノズルヘッドユニット５０が取り付けられている。すなわち、ノズルヘッドユニット５０は、ホルダ部を介して、リスト部２７に着脱自在に設けられている。
　なお、上記のような、回転軸部２３と、回転アーム２４と、第１回動アーム２５と、第２回動アーム２６と、リスト部２７と、これらを駆動させるモータＭ１～Ｍ６と、を備える車両用塗装機１０は、６軸で駆動可能なロボットである。しかしながら、車両用塗装機１０は、４軸以上であれば、何軸で駆動するロボットであっても良い。
　（１－３．ノズルヘッドユニットについて）
　次に、ノズルヘッドユニット５０について説明する。リスト部２７には、チャック部３０を介してノズルヘッドユニット５０が取り付けられる。図３から図５に示すように、ノズルヘッドユニット５０は、不図示のヘッドカバーを備え、そのヘッドカバー内に、種々の構成が内蔵されている。なお、ヘッドカバーに内蔵される構成には、塗料を循環させる経路であるヘッド側循環経路（図示省略）や、ヘッド制御部１３０等が挙げられる。
　図３は、ノズルヘッドユニット５０のうち、塗料を吐出させるノズル吐出面５２を正面視した状態を示す図である。図４においては、（Ａ）はノズル吐出面５２における各ノズル５４の配置を示す部分的な平面図を示しており、（Ｂ）はそれぞれのノズル５４から塗料を吐出した結果を示しており、（Ｃ）はそれぞれのノズル５４の駆動タイミングを示している。なお、図４（Ａ）においては、説明の都合上、副走査方向（Ｘ方向）を大きく引き伸ばした状態で示している。たとえば、図３においてノズルヘッド５３の最も左側には、図３の紙面奥側の合計８個のノズル５４から構成されるノズル列５５と、図３の紙面手前側の合計８個のノズル５４から構成されるノズル列５５とが存在しているが、その２つのノズル列５５を取り出して、主操作方向（Ｘ方向）はそのままで引き伸ばさず、副走査方向（Ｘ方向）を大きく引き伸ばした状態が、図４（Ａ）に対応している。
　図３および図４（Ａ）に示すように、ノズル吐出面５２には、ノズル５４がノズルヘッドユニット５０の長手方向に対して傾斜する方向に連なるノズル列５５が複数設けられている。また、図４（Ｃ）では、縦軸は時間（駆動タイミング）を示し、横軸は合計８個のノズル５４Ａおよび合計８個のノズル５４ＢのＸ方向の位置を示している。なお、上記において、ノズルヘッド５０の長手とは、図３において、ノズルヘッドの長い方向（横幅方向）を指す。
　かかるノズル列５５には、本実施の形態では、主走査方向（Ｙ方向）の一方側（Ｙ２側）に存在する第１ノズル列５５Ａと、主走査方向の他方側に存在する第２ノズル列５５Ｂ（Ｙ１側）とが設けられている。これら第１ノズル列５５Ａおよび第２ノズル列５５Ｂのうち、図３の副走査方向における最も一方側（左側）に位置するものを、それぞれ第１ノズル列５５Ａ１および第２ノズル列５５Ｂ１として、図４に示している。
　ここで、第１ノズル列５５Ａ１および第２ノズル列５５Ｂ１の各ノズル５４Ａ，５４Ｂを、図４（Ｂ）における副走査方向に沿った直線（投影直線ＰＬ）上に投影すると、その投影直線ＰＬにおいては、第１ノズル列５５Ａ１におけるＹ１側から数えて１番目のノズル５４Ａ１１と、２番目のノズル５４Ａ１２の間に、第２ノズル列５５Ｂ１におけるＹ１側から数えて１番目のノズル５４Ｂ１１が位置する。また、Ｙ１側から数えて２番目のノズル５４Ａ１２と、３番目のノズル５４Ａ１３の間に、第２ノズル列５５Ｂ１におけるＹ１側から数えて２番目のノズル５４Ｂ１２が位置する。以後、同様に、第１ノズル列５５Ａにおける隣り合うノズル５４Ａの間に、第２ノズル列５５Ｂにおけるノズル５４Ｂが、上記の投影直線ＰＬ上に位置する。
　このため、ノズルヘッドユニット５０が走査している状態において、それぞれのノズル５４Ａ，５４Ｂから吐出される液滴の吐出タイミングを図４（Ｃ）に示すように制御することで、図４（Ｂ）に示すような副走査方向の直線上に、液滴を着弾させることができる。いわば、隣り合うノズル列５５同士で、液滴の着弾位置が半ピッチずつずれるように、ノズル列５５が配置されている。それにより、塗装の際にドット密度を向上させることができる。
　ところで、図３に示すように、ノズル吐出面５２には、単一のノズルヘッド５３が存在している。しかしながら、ノズル吐出面５２には、複数のノズルヘッド５３から構成されるヘッド群が存在するようにしても良い。この場合、一例として、図５に示すように、複数のノズルヘッド５３を位置合わせしつつ千鳥状に配置する構成が挙げられるが、ヘッド群におけるノズルヘッド５３の配置は千鳥状でなくても良い。
　図６は、各ノズル５４へ塗料を供給する概略的な構成について示す図である。図７は、列方向供給流路５８、ノズル加圧室５９および列方向排出流路６０付近の構成を示す断面図である。図６および図７に示すように、ノズルヘッド５３は、供給側大流路５７と、列方向供給流路５８と、ノズル加圧室５９と、列方向排出流路６０と、排出側大流路６１とを備えている。供給側大流路５７は、後述するヘッド側循環経路の供給路７１から塗料が供給される流路である。また、列方向供給流路５８は、供給側大流路５７内の塗料が、分流される流路である。
　また、ノズル加圧室５９は、列方向供給流路５８とノズル供給流路５９ａを介して接続されている。それにより、ノズル加圧室５９には、列方向供給流路５８から塗料が供給される。このノズル加圧室５９は、ノズル５４の個数に対応して設けられていて、内部の塗料を後述する駆動素子を用いてノズル５４から吐出させることができる。
　また、ノズル加圧室５９は、ノズル排出流路５９ｂを介して列方向排出流路６０と接続されている。したがって、ノズル５４から吐出されなかった塗料は、ノズル加圧室５９内からノズル排出流路５９ｂを介して、列方向排出流路６０へと排出される。また、列方向排出流路６０は、排出側大流路６１と接続されている。排出側大流路６１は、それぞれの列方向排出流路６０から、排出された塗料が合流する流路である。この排出側大流路６１は、ヘッド側循環経路の戻り経路７２と接続されている。
　このような構成により、ヘッド側循環経路の供給路７１から供給された塗料は、供給側大流路５７、列方向供給流路５８、ノズル供給流路５９ａおよびノズル加圧室５９を経て、ノズル５４から吐出される。また、ノズル５４から吐出されなかった塗料は、ノズル加圧室５９からノズル排出流路５９ｂ、列方向排出流路６０および排出側大流路６１を経て、ヘッド側循環経路の戻り経路７２へと戻される。
　なお、図６に示す構成では、１本の列方向供給流路５８には、１本の列方向排出流路６０が対応するように配置されている。しかしながら、１本の列方向供給流路５８に、複数本（たとえば２本）の列方向排出流路６０が対応するように配置されていても良い。また、複数本の列方向供給流路５８に、１本の列方向排出流路６０が対応するように配置されていても良い。
　また、図７に示すように、ノズル加圧室５９の天面（ノズル５４とは反対側の面）には、圧電基板６２が配置されている。この圧電基板６２は、圧電体である２枚の圧電セラミック層６３ａ，６３ｂを備え、さらに共通電極６４と、個別電極６５とを備えている。圧電セラミック層６３ａ，６３ｂは、外部から電圧を印加することで、伸縮可能な部材である。このような圧電セラミック層６３ａ，６３ｂとしては、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ3系、ＢａＴｉＯ3系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ3系、ＢｉＮａＮｂ5Ｏ15系等のセラミックス材料を用いることができる。
　また、図７に示すように、共通電極６４は、圧電セラミック層６３ａと圧電セラミック層６３ｂの間に配置されている。また、圧電基板６２の上面には、共通電極用の表面電極（不図示）が形成されている。これら共通電極６４と共通電極用表面電極とは、圧電セラミック層６３ａに存在する不図示の貫通導体を通じて、電気的に接続されている。また、個別電極６５は、上記のノズル加圧室５９と対向する部位にそれぞれ配置されている。さらに、圧電セラミック層６３ａのうち、共通電極６４と個別電極６５とに挟まれた部分は、厚さ方向に分極している。したがって、個別電極６５に電圧を印加すると、圧電効果によって圧電セラミック層６３ａが歪む。このため、所定の駆動信号を個別電極６５に印加すると、ノズル加圧室５９の体積を減少させるように圧電セラミック層６３ｂが相対的に変動し、それによって塗料が吐出される。
　なお、図７に示す構成では、共通電極６４は、ノズル加圧室５９の天面に配置されているが、このような構成には限られない。たとえば、図８に示すように、共通電極６４は、ノズル加圧室５９の側面に配置される構成を採用しても良く、その他、塗料をノズル５４から良好に吐出可能であれば、どのような構成を採用しても良い。
　（１－４．車両用塗装機の制御的な構成について）
　次に、本実施の形態の車両用塗装機１０の制御手段について説明する。制御手段は、画像処理部１００と、アーム制御部１１０と、塗料供給制御部１２０と、ヘッド制御部１３０と、主制御部１４０とを有している。なお、画像処理部１００、アーム制御部１１０、塗料供給制御部１２０、ヘッド制御部１３０および１４０は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発メモリ等）、その他の要素から構成されている。また、メモリには、所望の制御を実行するためのプログラムおよびデータが記憶されている。
　これらのうち、画像処理部１００は、車両の塗装範囲に対応するＣＡＤデータに基づいて、３次元的なモデル（塗装用３次元モデル）を作成する。また、画像処理部１００は、後述するアーム制御部１１０で形成された軌跡データＤ１と、上記の塗装用３次元モデルに基づいて、軌跡データＤ１に沿ってノズルヘッド５３が塗装を行うのに対応する２次元的な分割塗装データを形成する。
　なお、画像処理部１００およびアーム制御部１１０は、塗装用データ形成手段に対応するが、これら以外の部分（たとえばヘッド制御部１３０、主制御部１４０等）の少なくともいずれかを含めて塗装用データ形成手段に対応するものとしても良い。
　また、アーム制御部１１０は、上述したモータＭ１～Ｍ６の駆動を制御する部分である。このアーム制御部１１０は、メモリ１１１を備えていて、メモリ１１１には、ノズルヘッド５３における塗装可能な塗装幅を勘案したロボットティーチングによって作成された軌跡データＤ１、およびノズルヘッド５３の姿勢に関する姿勢データが記憶されている。そして、アーム制御部１１０では、メモリ１１１に記憶された軌跡データＤ１、姿勢データおよび画像処理部１００での画像処理に基づいて、モータＭ１～Ｍ６の駆動を制御する。その制御により、ノズルヘッド５３は、塗装を実行するための所望の位置を、所望の速度で通過したり、所定の位置で停止することができる。なお、メモリ１１１は、車両用塗装機１０が備えていても良いが、車両用塗装機１０の外部にメモリ１１１が存在し、そのメモリ８１に対して、有線または無線の通信手段を介して、情報の送受信を可能としても良い。
　また、塗料供給制御部１２０は、ノズルヘッド５３への塗料の供給を制御する部分であり、具体的には塗料供給部４０が備えるポンプや弁等の作動を制御する。このとき、塗料供給制御部１２０は、ノズルヘッド５３に対して定圧（定圧の一例としては定量）にて塗料が供給されるように、上記のポンプや弁の作動を制御することが好ましい。
　また、ヘッド制御部１３０は、画像処理部１００での画像処理に基づいて、ノズルヘッドユニット５０内の圧電基板６２の作動を制御する部分である。このヘッド制御部１３０は、後述するセンサ１５０等の位置を検出する手段によって軌跡データＤ１における所定の位置に到達したときに、その位置に対応した分割塗装データに基づいて、塗料の吐出を制御する。なお、この場合、車両の膜厚が均一となるように、圧電基板６２の駆動周波数を制御してノズル５４から吐出されるドット数（液滴の数）を制御したり、圧電基板６２に印加する電圧を制御して、ノズル５４から吐出される液滴のサイズを制御する。
　また、主制御部１４０は、上記のモータＭ１～Ｍ６、塗料供給部４０および圧電基板６２が協働して塗装対象物に対して塗装が実行されるように、上述したアーム制御部１１０、塗料供給制御部１２０およびヘッド制御部１３０に所定の制御信号を送信する部分である。
　また、アーム制御部１１０の制御によって、ノズルヘッド５３のノズル吐出面５２が塗装面に対して平行を維持するために、塗装用ロボット２０には各種のセンサ１５０が接続されている。かかるセンサ１５０には、角速度センサ、加速度センサ、イメージセンサ、ＴｏＦ（Time of Flight）センサ等が挙げられるが、それ以外のセンサを用いても良い。
［２．塗装方法について］
　次に、上述のような構成を有する車両用塗装機１０を用いて、車両や車両部品等の塗装対象物に対して、塗装を行う塗装方法について、図９に基づいて説明する。図９は、本実施の形態の車両用塗装機１０を用いた塗装方法を示す概略的なフローチャートである。まず、車両用塗装機１０の画像処理部１００は、車両のＣＡＤデータに基づいて、３次元的なモデル（塗装用３次元モデル）を作成する（ステップＳ１１）。この塗装用３次元モデルでは、塗装を行わない部位を除いた、実際に塗装を行う部位についての立体的な３次元のモデルを作成する。
　次に、上述した塗装用３次元モデルに基づいて、アーム制御部１１０では、軌跡データＤ１を作成する（ステップＳ１２）。軌跡データＤ１は、ノズルヘッド５３における塗装可能な塗装幅Ｌ１を勘案したロボットティーチングによって作成したり、軌跡データＤ１を自動的に生成するようにしても良い。かかる軌跡データＤ１の作成の際に、隣接する塗装領域同士が、若干の重なり部分Ｌ２を有するように、軌跡データＤ１を作成する。すなわち、塗装幅Ｌ１に重なり部分Ｌ２が含まれる状態とする。なお、車両において、予め塗装される範囲が分かっている場合、軌跡データＤ１は、塗装用３次元モデルに基づかずに、たとえばＣＡＤデータから軌跡データＤ１を作成しても良い。
　なお、先にステップＳ１２を実行し、その後に、ステップＳ１１を実行するようにしても良い。すなわち、アーム制御部１１０において、軌跡データＤ１を作成した後に、その軌跡データＤ１よりも所定だけ下側の位置に、塗装用３次元モデルを作成しても良い。
　ここで、軌跡データＤ１を作成する際の高さのイメージを、図１０に示す。図１０に示すように、実際の塗装対象である車両２００には、段差２０１が存在する場合がある。したがって、軌跡データＤ１を作成する場合には、そのような段差２０１とノズルヘッド５３とが干渉しないように、塗装幅Ｌ１における車両２００側とノズル吐出面５２との間の距離が最も近づく車両２００側の部位（段差２０１等）を基準部位Ｐ１とし、その基準部位Ｐ１より既定の高さだけ高くなる位置に、軌跡データＤ１を作成する。
　また、軌跡データＤ１を図１１に示すように平面視する場合に、その軌跡データＤ１は直線状となることが好ましい。しかしながら、後述する分割塗装データＤ３の重なり部分Ｌ２が下限を下回らない範囲内において、軌跡データＤ１が曲線部分を有するようにしても良い。
　次に、上述した軌跡データＤ１に対応するように、アーム制御部１１０では、姿勢データを作成する（ステップＳ１３）。なお、姿勢データは、軌跡データＤ１と共に作成するようにしても良い。図１２に示すように、姿勢データは、ノズルヘッド５３の主走査方向Ｓ（進行方向）に対して、ノズルヘッド５３の長手方向（横幅方向）Ｔが垂直を維持するように、姿勢データを作成する。このような姿勢データを作成することで、図４（Ｂ）に示すように、塗料を等間隔で塗装面に吐出させることができる。
　ここで、ノズルヘッド５３の主走査方向Ｓに対して、ノズルヘッド５３の長手方向Ｔが垂直を維持していないとき（主走査方向Ｓに対して長手方向Ｔが傾斜しているとき）のイメージを、図１３に示す。図１３に示すように、ノズルヘッド５３の長手方向Ｔが傾斜していると、液滴の着弾位置は、不均一な状態となる。すなわち、液滴同士が重なり合う部分と、液滴が重なり合わずに隙間が空く部分とが形成されてしまう。このような液滴の重なりや、隙間は塗装不良の原因となってしまう。そのため、ノズルヘッド５３の主走査方向Ｓに対して、ノズルヘッド５３の長手方向Ｔが垂直を維持するように、姿勢データが作成される。
　また、姿勢データは、車両の幅方向の断面（横断面）において、ノズルヘッド５３のノズル吐出面５２の少なくとも一部が、塗装対象である車両の横断面に対して平行な状態を維持するように作成される。たとえば図１４に示すように、車両の幅方向の端部側のように、塗装幅の部位が、水平面に対して所定の角度θ１だけ傾斜している場合には、ノズルヘッド５３もその傾斜分だけ、傾斜させるように姿勢データを作成する。
　なお、姿勢データでは、図１４に示すように、たとえばノズル吐出面５２の長手方向Ｔの中心が対向する部位の塗装面の傾斜角度が角度θ１で傾斜しているとき、ノズルヘッド５３の長手方向Ｔも角度θ１で傾斜するように、姿勢データが作成されるのが好ましい。このように、ノズル吐出面５２の長手方向Ｔの中心を基準とし、その中心が対向する部位の傾斜角度θ１と同じ角度だけノズルヘッド５３を傾斜させることで、ノズル吐出面５２の塗装幅の一端側または他端側のいずれかと、塗装面と間の距離が、大きくなってしまうのを防止することができる。これは、通常は、ノズル吐出面５２の長手方向Ｔの中心と、その中心が対向する塗装面との間の距離が最小となることが多く、その長手方向Ｔの中心が対向する部位が基準部位Ｐ１となることにもよる。
　しかしながら、たとえば基準部位Ｐ１となる段差２０１が一端側寄りに位置している場合には、その段差２０１から離れる他端側に向かい、徐々に塗装面に近づくように、ノズルヘッド５３を傾斜させるように、姿勢データを設定しても良い。
　また、図１５に示すように、ノズルヘッド５３の主走査方向Ｓにおける両端側のように、主走査方向Ｓに沿った断面（縦断面）においても、塗装面が水平面に対して傾斜している場合がある。この場合、ノズル吐出面５２の短手方向（縦幅方向；この場合、主走査方向Ｓと一致）の中心が対向する部位の傾斜角度が角度θ２で傾斜しているとき、ノズルヘッド５３の短手方向Ｓも角度θ２で傾斜するように、姿勢データが作成されるのが好ましい。しかしながら、短手方向Ｓが角度θ２で傾斜するような姿勢データを作成しなくても良い。この場合には、膜厚の均一性を確保するために、角度θ２の大きさに応じて、画像データにおける濃度を大きくするようにしても良い。
　ここで、ノズルヘッド５３の姿勢制御を簡単にするために、主走査方向Ｓに沿った断面においてノズルヘッド５３を傾斜させない場合、塗装膜厚を一定に保つために、圧電基板６２の駆動周波数Ｈを変更するようにしても良い。この場合、塗装面が水平である場合の圧電基板６２の駆動周波数Ｈを１／cos θ倍（つまり周波数Ｈよりも大きくなる）する。それにより、塗装膜厚の均一化を図ることができる。
　しかしながら、上記のように駆動周波数Ｈを１／cos θ倍する場合、傾斜角度θ２の大きな端部側に向かうと、塗装ヘッドの周波数が大きくなる。たとえば、端部の傾斜角度が大きくなり、たとえば４５度の傾斜角度となると、周波数Ｈを１．４倍した周波数となり、たとえば６０度の傾斜角度となると、周波数Ｈを２倍した周波数となり、たとえば７０度の傾斜角度となると、周波数Ｈを約３倍した周波数となってしまう。これでは、周波数の上限に到達してしまう虞がある。このような問題に対応するために、たとえば、主走査方向Ｓの両端側の領域（端部領域）に到達した場合、その到達前よりもノズルヘッド５３の移動速度（走査速度）が遅くなるように、アーム制御部１１０が塗装用ロボット２０の作動を制御するようにしても良い。
　また、上記のような周波数の上昇を抑える別の手法としては、主走査方向Ｓの両端側の領域（端部領域）における傾斜角度θ２の平均の傾斜角度を定め、その端部領域を平面的に近似して塗装するものとしても良い。
　なお、端部領域のような曲率の大きな部位で、仮に平面近似できない場合、主走査方向Ｓに沿った断面における端部領域の曲線の長さを積分により求め、それが水平面に平行な直線の何倍なのかを求めれば（仮にＲ倍とすると）、駆動周波数ＨをＲ倍した周波数で圧電基板６２を駆動制御しても良い。このようにすれば、塗装膜厚の均一化が図れる。しかしながら、計算の簡略化を図るために、上記のように積分により求めずに、円近似などの簡易な近似にて、駆動周波数Ｈへの倍率を換算しても良い。
　上記のようにして、軌跡データＤ１および姿勢データを作成した後に、画像処理部１００は、上記の塗装用３次元モデル、軌跡データＤ１および姿勢データに基づいて、実際にノズルヘッド５３の塗装幅Ｌ１に対応した分割塗装データを作成する（ステップＳ１４）。この場合、塗装用３次元モデルを、軌跡データＤ１に基づいて分割するが、その分割塗装データには、隣り合う分割塗装データと重なり合う重なり部分Ｌ２が含まれるように作成する。
　次に、分割塗装データが作成された後に、車両に対し、塗装を実行する（ステップＳ１５）。
［３．効果について］
　以上のような構成のインクジェット方式の車両用塗装機１０においては、複数のノズル５４を備えるノズルヘッド５３を先端部に装着可能であると共に、装着されたノズルヘッド５３を移動させるロボットアーム（回転軸部２３～リスト部２７）と、ロボットアームの作動を制御するアーム制御部１１０と、ノズルヘッド５３の駆動を制御するヘッド制御部１３０と、塗装されるべき車両の塗装範囲に基づいて、ヘッド制御部１３０でノズルヘッド５３の駆動を制御するための塗装用データを形成する塗装用データ形成手段（画像処理部１００、アーム制御部１１０）と、を備えている。
　そして、ノズル５４から構成される複数のノズル列５５は、ノズルヘッド５３の長手方向に対して傾斜して設けられていて、ノズル列５５には、ノズルヘッド５３の走査方向における一方側に位置する第１ノズル列５５Ａと、走査方向における他方側に位置する第２ノズル列５５Ｂとが設けられていて、ノズルヘッド５３の長手方向が走査方向に対して直交している状態において、第１ノズル列５５Ａにおいて隣り合うノズル５４から吐出される液滴の中間に、第２ノズル列５５Ｂのノズル５４から吐出される液滴が吐出される状態で、第１ノズル列５５Ａと第２ノズル列５５Ｂとが配置されている。そして、塗装用データ形成手段は、ロボットアームを駆動させてノズルヘッド５３を移動させるための軌跡データＤ１を形成し、軌跡データＤ１に基づいて、ノズルヘッド５３の主走査方向に対して、ノズルヘッド５３の長手方向が垂直を維持するための姿勢データを形成する。そして、アーム制御部１１０は、軌跡データＤ１および姿勢データに基づいて、ノズルヘッド５３が主走査方向に移動しつつノズル５４から塗料を吐出する状態において、主走査方向に対してノズルヘッド５３の長手方向が垂直な状態を維持するようにロボットアームを制御する。
　このように、ノズルヘッド５３が軌跡データＤ１に基づいて主走査方向に移動しつつ塗装を行う場合、ノズルヘッド５３の長手方向は、姿勢データに基づいて主走査方向に対して垂直を維持するように、アーム制御部１１０によって制御される。それにより、図１３（Ａ）に示すように、ノズルヘッド５３が傾斜するのを防止することができるので、図１３（Ｂ）に示すように、液滴同士が重なり合う部分と、液滴が重なり合わずに隙間が空く部分とが形成されてしまうのを防止可能となる。したがって、車両に対する塗装膜厚の均一性を確保することができ、塗装品質を向上させることができる。
　また、本実施の形態では、塗装用データ形成手段（画像処理部１００、アーム制御部１１０）は、ノズルヘッド５３の塗装幅における車両とノズル吐出面５２との間の距離が最も近づく車両２００側の部位を基準部位Ｐ１とし、その基準部位Ｐ１より既定の高さだけ高くなる位置に、軌跡データＤ１を作成することが好ましい。
　このように構成する場合には、ノズルヘッド５３（ノズル吐出面５２）が、段差２０１のような突出部位と干渉してしまうのを防止可能となる。そのため、塗装部位にノズルヘッド５３（ノズル吐出面５２）がダメージを与えることで、塗装不良となるのを防止することができる。
　また、本実施の形態では、塗装用データ形成手段（画像処理部１００、アーム制御部１１０）は、軌跡データＤ１を作成するのに先立ち、塗装されるべき車両の塗装範囲毎に、当該塗装範囲の塗装用３次元モデルを形成し、塗装用３次元モデル、軌跡データＤ１および姿勢データに基づいて、実際にノズルヘッド５３の塗装幅に対応した分割塗装データを形成すると共に、その分割塗装データには、隣り合う分割塗装データと重なり合う重なり部分Ｌ２が含まれることが好ましい。
　このように構成する場合には、塗装用３次元モデル、軌跡データＤ１および姿勢データに基づいて形成される分割塗装データには、重なり部分Ｌ２が含まれるので、あるノズルヘッド５３の走査における塗装と、その次のノズルヘッド５３の走査における塗装との間に、隙間が形成されるのを防止可能となる。また、上記のように重なり部分Ｌ２を有することで、その重なり部分Ｌ２の下限を下回らない範囲において、直線の軌跡データＤ１のみならず、曲線の軌跡データＤ１を形成することが可能となる。
　また、本実施の形態では、塗装用データ形成手段（画像処理部１００、アーム制御部１１０）は、車両の幅方向において、ノズルヘッド５３の長手方向の中心が対向する部位の車両の塗装部位の傾斜角度θ１と同等の傾斜角度θ１でノズルヘッド５３が傾斜するように、姿勢データを作成することが好ましい。
　このように構成する場合には、車両の幅方向において、図１４に示すようにノズルヘッド５３の中心が塗装部位に対して垂直な状態とすることができる。このため、ノズルヘッド５３の長手方向の両端側を、塗装部位に近づけることができる。それにより、所望の位置に塗料を着弾させることができ、塗装品質を向上させることができる。また、ノズルヘッド５３を塗装部位に近づけることができるので、余分に飛散する塗料を低減することができ、塗料の無駄を低減することができる。
　また、本実施の形態では、塗装用データ形成手段（画像処理部１００、アーム制御部１１０）は、車両の長手方向において、ノズルヘッド５３の短手方向の中心が対向する部位の車両の塗装部位の傾斜角度θ２と同等の傾斜角度θ２でノズルヘッド５３が傾斜するように、姿勢データを作成することが好ましい。
　このように構成する場合には、車両の長手方向において、図１５に示すようにノズルヘッド５３の中心が塗装部位に対して垂直な状態とすることができる。このため、ノズルヘッド５３の短手方向の両端側を、塗装部位に近づけることができる。それにより、所望の位置に塗料を着弾させることができ、塗装品質を向上させることができる。また、ノズルヘッド５３を塗装部位に近づけることができるので、余分に飛散する塗料を低減することができ、塗料の無駄を低減することができる。
　また、上述の発明において、塗装用データ形成手段（画像処理部１００、アーム制御部１１０）は、ノズルヘッド５３の短手方向の中心が対向する部位の傾斜角度に応じて、分割塗装データにおける濃度を大きくすることが好ましい。
　このように構成する場合には、たとえば車両の長手方向の端部のように、水平面に対して傾斜した部位でも、分割塗装データにおける濃度を大きくすることで、他の部位と同等の塗装膜厚を形成することができる。それにより、車両の塗装範囲の全体において、均一な塗装膜厚とすることができる。
［４．変形例について］
　以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態以外に、種々変形可能である。以下に、その一例について説明する。
　上述した実施の形態では、分割塗装データを作成するよりも先に、軌跡データＤ１を作成している。しかしながら、軌跡データＤ１よりも先に、画像処理部１００で分割塗装データを作成するようにしても良い。
　すなわち、塗装用データ形成手段（画像処理部１００、アーム制御部１１０）は、軌跡データＤ１を作成するのに先立ち、塗装されるべき車両の塗装範囲毎に、当該塗装範囲の塗装用３次元モデルを形成し、塗装用３次元モデルに基づいて、車両に塗装を行うための２次元的な２次元塗装データを作成し、２次元塗装データに基づいて、実際にノズルヘッドの塗装幅に対応した分割塗装データを形成し、分割塗装データに基づいて、軌跡データＤ１を作成するようにしても良い。
　この場合、図１６に示すように、先ず、画像処理部１００において、３次元的なモデル（塗装用３次元モデル）を作成する（ステップＳ２１）。その次に、塗装用３次元モデルに基づいて、画像処理部１００において、平面的な２次元塗装データを作成する（ステップＳ２２）。その後に、上記の２次元塗装データをノズルヘッド５３における塗装可能な塗装幅Ｌ１で分割しつつ、さらにその塗装幅Ｌ１が上記の重なり部分Ｌ２を有する、分割塗装データを作成する（ステップＳ２３）。その後に、アーム制御部１１０では、分割塗装データの上方に、ノズルヘッド５３が走査するための軌跡データＤ１を作成する（ステップＳ２４）。さらに、アーム制御部１１０では、軌跡データＤ１に対応するように、アーム制御部１１０では、姿勢データを作成する（ステップＳ２５）。
　以上のようにして、分割塗装データ、軌跡データＤ１および姿勢データが作成された後に、車両に対し、塗装を実行する（ステップＳ２６）。このようにしても、車両に対して、良好に塗装を行うことができる。
　１０…車両用塗装機、２０…塗装用ロボット、２１…基台、２２…脚部、２３…回転軸部、２４…回転アーム、２５…第１回動アーム、２６…第２回動アーム、２７…リスト部、３０…チャック部、４０…塗料供給部、５０…ノズルヘッドユニット、５２…ノズル吐出面、５３…ノズルヘッド、５３Ｂ…ノズル、５４…ノズル、５４Ａ…ノズル、５４Ａ１１…ノズル、５４Ａ１２…ノズル、５４Ａ１３…ノズル、５４Ｂ…ノズル、５４Ｂ１１…ノズル、５４Ｂ１２…ノズル、５５…ノズル列、５５Ａ…第１ノズル列、５５Ａ１…第１ノズル列、５５Ｂ…第２ノズル列、５５Ｂ１…第２ノズル列、５７…供給側大流路、５８…列方向供給流路、５９…ノズル加圧室、５９ａ…ノズル供給流路、５９ｂ…ノズル排出流路、６０…列方向排出流路、６１…排出側大流路、６２…圧電基板、６３ａ…圧電セラミック層、６３ｂ…圧電セラミック層、６４…共通電極、６５…個別電極、７１…供給路、７２…戻り経路、８１…メモリ、１００…画像処理部（塗装用データ形成手段の一部に対応）、１１０…アーム制御部（塗装用データ形成手段の一部に対応）、１１１…メモリ、１２０…塗料供給制御部、１３０…ヘッド制御部、１４０…主制御部、１５０…センサ、２００…車両、２０１…段差、Ｄ１…軌跡データ、Ｄ３…分割塗装データ、Ｌ１…塗装幅、Ｌ２…部分、Ｍ１…モータ、Ｍ２…モータ、Ｍ３…モータ、Ｍ４…モータ、Ｍ５…モータ、Ｍ６…モータ、Ｐ１…基準部位、ＰＬ…投影直線、Ｓ…主走査方向（短手方向）、Ｔ…長手方向

Claims (8)

  1. 　塗装ラインに位置する車両に対し、ノズルから塗料を吐出することで塗装を行うためのインクジェット方式の車両用塗装機であって、
    　複数の前記ノズルを備えるノズルヘッドと、
    　前記ノズルヘッドを先端部に装着可能であると共に、装着された前記ノズルヘッドを移動させるロボットアームと、
    　前記ロボットアームの作動を制御するアーム制御部と、
    　前記ノズルヘッドの駆動を制御するヘッド制御部と、
    　塗装されるべき前記車両の塗装範囲に基づいて、前記ヘッド制御部で前記ノズルヘッドの駆動を制御するための塗装用データを形成する塗装用データ形成手段と、
    　を備え、
    　前記ノズルから構成される複数のノズル列は、前記ノズルヘッドの長手方向に対して傾斜して設けられていて、
    　前記ノズル列には、前記ノズルヘッドの走査方向における一方側に位置する第１ノズル列と、前記走査方向における他方側に位置する第２ノズル列とが設けられていて、
    　前記ノズルヘッドの長手方向が前記走査方向に対して直交している状態において、前記第１ノズル列において隣り合う前記ノズルから吐出される液滴の中間に、前記第２ノズル列の前記ノズルから吐出される液滴が吐出される状態で、前記第１ノズル列と前記第２ノズル列とが配置されていて、
    　前記塗装用データ形成手段は、
    　前記ロボットアームを駆動させて前記ノズルヘッドを移動させるための軌跡データを形成し、
    　前記軌跡データに基づいて、前記ノズルヘッドの主走査方向に対して、前記ノズルヘッドの長手方向が垂直を維持するための姿勢データを形成し、
    　前記アーム制御部は、前記軌跡データおよび前記姿勢データに基づいて、前記ノズルヘッドが主走査方向に移動しつつ前記ノズルから前記塗料を吐出する状態において該主走査方向に対して前記ノズルヘッドの長手方向が垂直な状態を維持するように前記ロボットアームを制御する、
    　ことを特徴とするインクジェット方式の車両用塗装機。
  2. 　請求項１記載のインクジェット方式の車両用塗装機であって、
    　前記塗装用データ形成手段は、
    　前記ノズルヘッドの塗装幅における前記車両と前記ノズル吐出面との間の距離が最も近づく前記車両側の部位を基準部位とし、その基準部位より既定の高さだけ高くなる位置に、軌跡データを作成する、
    　ことを特徴とするインクジェット方式の車両用塗装機。
  3. 　請求項１または２記載のインクジェット方式の車両用塗装機であって、
    　前記塗装用データ形成手段は、
    　前記軌跡データを作成するのに先立ち、塗装されるべき前記車両の塗装範囲毎に、当該塗装範囲の塗装用３次元モデルを形成し、
    　前記塗装用３次元モデル、前記軌跡データおよび前記姿勢データに基づいて、実際に前記ノズルヘッドの塗装幅に対応した分割塗装データを形成すると共に、
    　前記分割塗装データには、隣り合う前記分割塗装データと重なり合う重なり部分が含まれる、
    　ことを特徴とするインクジェット方式の車両用塗装機。
  4. 　請求項３記載のインクジェット方式の車両用塗装機であって、
    　前記塗装用データ形成手段は、
    　前記車両の幅方向において、前記ノズルヘッドの長手方向の中心が対向する部位の前記車両の塗装部位の傾斜角度と同等の傾斜角度で前記ノズルヘッドが傾斜するように、前記姿勢データを作成する、
    　ことを特徴とするインクジェット方式の車両用塗装機。
  5. 　請求項３または４記載のインクジェット方式の車両用塗装機であって、
    　前記塗装用データ形成手段は、
    　前記車両の長手方向において、前記ノズルヘッドの短手方向の中心が対向する部位の前記車両の塗装部位の傾斜角度と同等の傾斜角度で前記ノズルヘッドが傾斜するように、前記姿勢データを作成する、
    　ことを特徴とするインクジェット方式の車両用塗装機。
  6. 　請求項５記載のインクジェット方式の車両用塗装機であって、
    　前記塗装用データ形成手段は、前記ノズルヘッドの短手方向の中心が対向する部位の傾斜角度に応じて、前記分割塗装データにおける濃度を大きくする、
    　ことを特徴とするインクジェット方式の車両用塗装機。
  7. 　請求項１記載のインクジェット方式の車両用塗装機であって、
    　前記塗装用データ形成手段は、
    　前記軌跡データを作成するのに先立ち、塗装されるべき前記車両の塗装範囲毎に、当該塗装範囲の塗装用３次元モデルを形成し、
    　前記塗装用３次元モデルに基づいて、前記車両に塗装を行うための２次元的な２次元塗装データを作成し、
    　前記２次元塗装データに基づいて、実際に前記ノズルヘッドの塗装幅に対応した分割塗装データを形成し、
    　前記分割塗装データに基づいて、前記軌跡データを作成する、
    　ことを特徴とするインクジェット方式の車両用塗装機。
  8. 　塗装ラインに位置する車両に対し、ノズルから塗料を吐出することで塗装を行うためのインクジェット方式の車両塗装方法であって、
    　前記ノズルから構成される複数のノズル列を有するノズルヘッドを備え、そのノズル列は、前記ノズルヘッドの長手方向に対して傾斜して設けられていて、
    　前記ノズル列には、前記ノズルヘッドの走査方向における一方側に位置する第１ノズル列と、前記走査方向における他方側に位置する第２ノズル列とが設けられていて、
    　前記ノズルヘッドの長手方向が前記走査方向に対して直交している状態において、前記第１ノズル列において隣り合う前記ノズルから吐出される液滴の中間に、前記第２ノズル列の前記ノズルから吐出される液滴が吐出される状態で、前記第１ノズル列と前記第２ノズル列とが配置されていると共に、
    　前記ノズルヘッドを先端部に装着しているロボットアームを駆動させて前記ノズルヘッドを移動させるための軌跡データを形成し、
    　前記軌跡データに基づいて、前記ノズルヘッドの主走査方向に対して、前記ノズルヘッドの長手方向が垂直を維持するための姿勢データを形成し、
    　前記軌跡データおよび前記姿勢データに基づいて、前記ノズルヘッドが主走査方向に移動しつつ前記ノズルから前記塗料を吐出する状態において該主走査方向に対して前記ノズルヘッドの長手方向が垂直な状態を維持するように前記ロボットアームを制御する、
    　ことを特徴とするインクジェット方式の車両塗装方法。
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