JPH04111787A - 塗装用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は塗装用ロボットに係り、特にワークの平面部を
能率良く塗装するのに適した塗装用ロボットに関する。

従来の技術 例えば自動車の車体のボンネットあるいは屋根等の上面
のような平面部を塗装するには、６軸を有する多関節形
ロボットよりもスプレガンを車体の上方で往復動させる
形式のロボットの方が能率良く塗装することができる。

この種の塗装用ロボットとしては例えば実開平２−２０
９６０号公報にみられるようなロボットかある。このロ
ボットは被塗物としての車体か搬送される搬送路上方を
横切り水平方向に横架された横架部材を水平方向に揺動
させる構成となっており、横架部材には車体の上面を塗
装する複数のスプレガンが取り付けられている。

又、別の塗装用ロボットでは直交座標形のロボットの水
平アーム先端にスプレガンを設け、水平アームが搬送さ
れた車体の上方を横切るように搬送装置側へ延出してい
る。この場合、水平アームは車体の横幅寸法よりも長い
ストロークで水平方向に摺動できるように比較的長く延
在していた。

発明か解決しようとする課題 ところか、上記公報の如く複数のスプレガンを横架部材
に取り付ける場合、各スプレガンと塗料を供給するため
の塗料チューブあるいはエアチューブ等多数のチューブ
を横架部材に配設しなければならず、さるには色替時の
塗料の捨吹き及びシンナによるパージを行う際、より多
量の塗料、シンナか無駄になるといった課題がある。

又、別の直交座標形の塗料用ロボットでは、１個のスプ
レガンを水平アームの往復動作により高速動作させるた
め、水平アームの強度（剛性）を充分にする必要があり
、水平アームか重くなって負荷が増大するといった課題
がある。そのため、水平アーム駆動用モータを大容量の
ものにしたり、あるいは水平アームを両持ち式（門形）
にして装置全体が大型化してしまうといった課題が生じ
、その場合広い設置スペースを要し狭い工場等に設置す
ることが難しくなる。

そこで、本発明は上記課題を解決した塗装用ロボットを
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、ワーク搬送方向に延在するよう設置されたベ
ースと、 該ベースより垂直に起立し前記ベースに沿ってワーク搬
送方向に移動する垂直アームと、該垂直アームに昇降自
在に設けられ端部かワーク搬送側に延在する水平アーム
と、 該水平アームの端部からワーク搬送側に突出するように
前記水平アームに沿って摺動自在に設けられた摺動部材
と、 該摺動部材の先端に支持され前記摺動部材の摺動により
前記ワークの上方を横切るように往復動するスプレガン
と、 よりなる。

作用 水平アームの壁面に沿って摺動する摺動部材が水平アー
ムの一端よりワーク搬送側へ突出することにより水平ア
ームを短くできるとともに水平アームの構造を簡略化し
つる。又、ワークに対するストロークを確保し１個のス
プレガンで能率良く塗装できる。

実施例 第１図乃至第３図に本発明になる塗装用ロボットの一実
施例を示す。

各図中、塗装用ロボットｌは塗装物としての車体２が搬
送される搬送装置３の近傍に設置されている。塗装用ロ
ボットｌは、大略車体２の搬送方向（Ｘ方向）に延在す
るように床面４に設置されたベース５と、ベース５上を
Ｘ方向に移動する垂直アーム６と、垂直アーム６に支持
されＺ方向に昇降する水平アーム７と、よりなる。水平
アーム７は基端部が垂直アーム６の側面６ａに設けられ
たガイド溝６ｂ、６ｃにガイドされて第２図中実線で示
す上昇位置Ａと降下位置Ｂとの間を昇降する。

水平アーム７の先端部は車体２を搬送する搬送装置３と
その上方で交差するように水平に延出している。水平ア
ーム７の側面７ａには水平アーム７の延在方向（Ｘ方向
）にスライドするスライドアーム（摺動部材）８か摺動
自在に設けられている。スライドアーム８はその先端部
８ａにスプレガン９を支持する手首機構１０を存する。

従って、スプレガン９はスライドアーム８が水平アーム
７に沿ってＸ方向に移動するとともに、車体２の上方を
横切るように第１図中実線で示すスタート位置Ｃから２
点鎖線で示す移動位置りまでの間を往復する。尚、スラ
イドアーム８が水平アーム先端より突出してスプレガン
９を移動位置りへ移動させるため、水平アーム７の全長
か短くなっている。

１１は垂直アーム６をＸ方向に駆動する垂直アーム駆動
部で、ベース５の内部に収納されている。この垂直アー
ム駆動部１１は第２図中破線で示すようにＡＣサーボモ
ータ１２を有し、モータ１２の出力はカップリング１３
を介してポールねじ１４のおねじ１４ａに結合されてい
る。おねじ１４ａはベース５の延在方向（Ｘ方向）に装
架され、その両端部がベース５内の軸受１５ａ、１５ｂ
により軸承されている。おねじ１４ａに螺合するナツト
１４ｂは垂直アーム６の底部に連結されており、垂直ア
ーム６はベース５上に設けられたリニアベアリング１６
によりＸ方向へ滑動てきるように支持されている。

従って、垂直アーム６はモータ１２により回転駆動され
るボールねじ１４のおねじ１４ａによりナツト１４ｂが
駆動されるとともにＸ方向へ移動する。１７は第１のケ
ーブルキャリアで、一端かベース５に接続され、他端が
垂直アーム６の側面６ａに接続されている。即ち、塗料
供給源からの塗料チューブ、空気源からのエアチューブ
及びモータへのケーブル（いずれも図示せず）等は一旦
ベース５内に引き込まれた後、上記ケーブルキャリア１
７にガイドされて垂直アーム６内に導かれている。

１８は水平アーム７をＺ方向に昇降させる水平アーム駆
動部で、垂直アーム６の内部に収納されている。この水
平アーム駆動部１８は、第２図中１点鎖線で示すように
垂直アーム６の下部に設けられたＡＣサーボモータ１９
を有し、モータ１９の出力軸はカップリング２１を介し
てボールねじ３７のおねじ３７ｂに結合されている。こ
のおねじ３７ｂは垂直アーム６の延在方向（Ｚ方向）に
装架され、その両端部か垂直アーム６内の軸受２０ａ、
２０ｂにより軸承されている。又おねじ３７ｂに螺合す
るナツト３７ａは水平アーム７を支持するブラケット２
３に連結されている。

２２はリニアベアリングで、上下方向（Ｚ方向）に延在
するように垂直アーム６内に設けられている。ブラケッ
ト２３はリニアベアリング２２に摺動自在に支持され、
且つボールねじ３７のナツト３７ａに係止された係止部
２３ａと、垂直アーム６の側面６ａに設けられ、上下方
向に延在するガイド溝６ｂ、６ｃを貫通し水平アーム７
に連結された連結部２３ｂとを育する。

従って、水平アーム７はモータ１９の駆動力により駆動
されるボールねじ３７を介してブラケット２３とともに
昇降する。２４は第２のケーブルキャリアで、一端が垂
直アーム６に接続され、他端か水平アーム７の下面に接
続されている。即ち、ベース５から垂直アーム６内に引
き込まれたチューブ及びケーブル等（図示せず）はケー
ブルキャリア２４にガイドされて水平アーム７内に導ひ
かれている。

水平アーム７の側面に設けられた中空状のスライドアー
ム８は、水平アーム７内に設けられたスライドアーム駆
動部２５によりＸ方向に摺動する。

このスライドアーム駆動部２５は前述したベース５内の
垂直アーム駆動部１１と同様な構成となっており、水平
アーム７の一上部に設けられたＡＣサーボモータ２６を
有する。モータ２６の回転駆動力は減速ギヤ群又はベル
ト伝送方式の減速機２８を介して水平アーム内に横架さ
れたボールねじ２７のおねじ２７ａに伝達される。おね
じ２７ａは両端を水平アーム７内に軸受２９ａ。

２９ｂにより軸承され、おねじ２７ａの回転によりおね
じ２７ａに螺合するナツト２７ｂはＸ方向に摺動する。

スライドアーム８の基端部８ｂは水平アーム７の側面７
ａに設けられたリニアベアリング３０により摺動自在に
支持され、且つ上記ボールねじ２７のナツト２７ｂに連
結されている。そのため、スライドアーム８はボールね
じ２７を介してＸ方向に移動する。

又、スライドアーム８は比較的長く、第１図中水平アー
ム７の先端よりさらに長さし突出する。

水平アーム７は被塗物である車体２の略中間位置まで延
出しているか、スライドアーム８か上記のように水平ア
ーム７より搬送装置側へ突出するため、スプレガン９は
車体２の横幅より長いストローク（Ｃ，Ｄ間）で移動で
きる。従って、スライドアーム８を設けることにより水
平アーム７の全長を短くできるとともにスプレガン９の
ストローク（Ｃ，Ｄ間）を確保することができる。

又、スライドアーム８は水平アーム７の側面７ａに設け
られているので水平アーム７内に設けけるよりも水平ア
ーム７がコンパクトな構成にできる。従って、水平アー
ム７の小形化及び軽量化を図ることができるので水平ア
ーム７の動作特性が向上しつる。又、スライドアーム８
が中空状であり、軽量化されているのでスプレガン９の
高速移動か容易となる。

又、スプレガン９を支持する手首機構ＩＯは、水平アー
ム７の延在方向と直交するＥ方向にスプレガン９を揺動
させる手首駆動部３１と、手首駆動部３１からの回転を
減速する減速機３２と、減速機３２を介して回動されス
プレガン９を下向きに支持する支持部材３３とよりなる
。又、手首機構１０はＬ字状のブラケット３４を介して
スライドアーム８の先端８ａに吊下されている。

３５はスプレガン９に接続されたチューブで、内部に塗
料チューブ″、エアチューブ等が挿通されているこのチ
ューブ３５はＵ字状に湾曲されて中空状のスライドアー
ム８内に挿通されている。

３６は第３のケーブルキャリアで、一端が前述した水平
アーム７に連結され、他端がスライドアーム８の基端部
８ｂに連結されている。従って、水平アーム７内に引き
込まれたチューブ及びケーブル（図示せず）は第３のケ
ーブルキャリア３６にガイドされてスライドアーム８内
に挿通され、スライドアーム８の先端部８ａ側のスプレ
ガン９に接続される。このように、スライドアーム８は
スプレガン９を支持するとともにスプレガン９に接続さ
れたチューブ　３５をガイドする機能も有する。

尚、本実施例ではスプレガン９より噴霧された塗料か車
体２の被塗面に効率良く吹き付けられ、且つ塗装品質を
良好に保つため、スプレガン９は鉛直方向を中心として
車体２の搬送方向及び逆方向に約６０°回動するように
設けられている。

上記構成になる塗装用ロボットｌは例えば車体２のボン
ネットあるいは屋根等の平面部を効率良く塗装するのに
適したロボットであり、スプレガン９を水平アーム７に
沿って水平方向（Ｙ方向）に往復動させるとともに、ス
プレガン９を水平アーム７の延在方向と直交するＥ方向
に揺動させる構成とされている。そのため、手首機構１
０はスプレガン９をＥ方向のみ駆動するだけなので、３
軸方向に駆動する構成よりも簡略化されている。

しかも、スプレガン９を駆動する駆動部１１がスライド
アーム８に設けられ、減速機１２．支持部材１３を介し
てスプレガン９を揺動させるため、水平アーム７の基端
側にモータを設けるときのように水平アーム７内に伝達
機構を設けずに済み、水平アーム７内の内部構造の簡略
化か図れるともに水平アーム７の重量を軽減しうる。こ
れにより、水平アーム７の負荷が軽減され、水平アーム
７の動作特性が向上する。

次に、上記塗装用ロボット１の塗装動作について説明す
る。

被塗装物としての車体２が搬送装置３により塗装用ロボ
ット１の前に到着すると、水平アーム７に支持されたス
ライドアーム８がＹ、方向に移動する。これにより、ス
プレガン９は下方に向けて塗料を噴霧しながらスタート
位置Ｃから移動位置りへと移動する。同時に、駆動部３
１の支持部材３３に伝達され、スプレガン９は車体２の
被塗面に対して最適な方向を向くようにＥ方向に揺動す
る。そのため、スプレガン９が通過した位置に対向する
車体２の被塗面が塗装される。又、スプレガン９が移動
位置りからスタート位置Ｃに戻る過程でも上記と同様な
塗装か車体２の平面部に対して施される。

ここで、第４図乃至第６図を併せ参照して上記スプレガ
ン９の塗装動作をさらに詳しく説明する。

第４図及び第５図に示すように、スプレガン９は上記水
平アーム７が垂直アーム６に沿って昇降することにより
、常に車体２の被塗面から一定の距離ｌを保ちながら車
体２の上方を移動する。又、スライドアーム８が上記ス
ライドアーム駆動部２５によってＹ方向に往復動される
ことにより、スプレガン９は第５図中塗装軌跡Ｐ１〜Ｐ
、あるいはＱ１〜Ｑ１゜へと車体２の上面形状に沿って
移動する。

同時に、スプレガン９は上記手首機構１０の動作により
、第４図に示すように車体２のボンネット、屋根等の形
状に合わせてＥ方向に回動し、被塗面の垂直方向から塗
料を吹き付けるようにその回動角度が変更される。その
ため、スプレガン９は被塗面に対し一定の塗料を均一に
吹き付けることができる。

又、車体２は搬送装置３により一定の速度てＸ１方向に
搬送されているため、車体２の上面に対するスプレガン
９の軌跡Ｆは第６図に示すようにジグザグ状となる。そ
して、スプレガン９より吹き付けられたスプレパターン
Ｇはスプレガン９の移動方向と直交するＸ方向か幅広と
なる楕円状となり、スプレガン９はこのスプレパターン
Ｇの向きを保つように車体２の上方を横切るように往復
動する。

このようにして、車体２は塗装用ロボット１の前を通過
する間にボンネット、屋根等の平面部にスプレガン９か
ら噴霧された塗料が均一に吹き付けられる。尚、塗装用
ロボット１は車体２とスプレガン９との相対速度の変動
等による塗装ムラを無くすため、搬送装置３よりもゆっ
くりした速度で垂直アーム６がＸ方向へ移動するように
なっている。

尚、スライドアーム８を上記のように摺動させるスライ
ドアーム駆動部の変形例としては、例えばチェーン、ス
プロケットを介して駆動する構成としでも良いし、ある
いはクランクとコネクティングロッドを組み合わせてな
るクランク機構を用いても良い。

又、上記実施例では自動車の車体を被塗物として説明し
たか、これ以外にも平面状の被塗物を塗装するようにし
ても良いのは勿論である。

発明の効果 上述の如く、本発明になる塗装用ロボットは、水平アー
ムの壁面にスプレガンを支持する所定長さの摺動部材を
摺動自在に設けてなるため、スプレガンのストロークを
確保するとともに水平アームを短くすることができ、又
、摺動部材を水平アームの内部に設けるよりも水平アー
ムをコンパクトにできる。そのため、水平アームの構成
を大幅に簡略化することが可能となり、その結果水平ア
ームの軽量化を図ることができ、ひいては水平アームの
動作特性の向上を図ることができる。これにより、スプ
レガンの動作がより機敏になり被塗面に対する塗装を均
一にして塗装品質をより高めることができる等の特長を
存する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる塗装用ロボットの一実施例の正面
図、第２図、第３図は塗装用ロボットの側面図、平面図
、第４図乃至第６図は夫々スプレガンの移動軌跡及び塗
装動作を説明するための側面図、正面図、平面図である
。 ｌ・・・塗装用ロボット、２・・・車体、３・・・搬送
装置、５・・・ベース、６・・・垂直アーム、７・・・
水平アーム、８・・・スライドアーム、９・・・スプレ
ガン、１０・・・手首機構、１１・・・垂直アーム駆動
部、１４，２７゜３７・・・ボールねじ、１８・・・水
平アーム駆動部、２５・・・スライドアーム駆動部。 第３図 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社 第５図 水平軸Ｖ乍

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ワーク搬送方向に延在するよう設置されたベースと、 該ベースより垂直に起立し前記ベースに沿ってワーク搬
   送方向に移動する垂直アームと、 該垂直アームに昇降自在に設けられ端部がワーク搬送方
   向に延在する水平アームと、 該水平アームの端部からワーク搬送側に突出するように
   前記水平アームに沿って摺動自在に設けられた摺動部材
   と、 該摺動部材の先端に支持され前記摺動部材の摺動により
   前記ワークの上方を横切るように往復動するスプレガン
   と、 よりなることを特徴とする塗装用ロボット。