JPH04322986A - 塗装用ロボットシステム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗装用ロボットシステム
に係り、特に塗装用ロボットが搬送装置により搬送され
るワークを塗装するよう構成した塗装用ロボットシステ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ワーク（被塗物）が搬送装置により連続
的に搬送される塗装ラインでは、ワークが塗装ブースに
到着すると塗装ガンが搬送されるワークに追従しながら
塗装動作を行う塗装用ロボットシステムが設置されてい
る。この塗装用ロボットシステムはティーチングデータ
が登録されたロボット制御装置から出力される制御信号
により、ワークが塗装動作範囲を通過する間にそのワー
ク形状に応じた塗装動作を実行する。

【０００３】又、ワークを搬送する搬送装置は塗装ライ
ン制御装置により制御され塗装しやすい速度でワークを
搬送する。

【０００４】このように構成された塗装用ロボットシス
テムでは、塗装用ロボットの塗装動作中に何らかの異常
発生又は終了時間等により搬送装置が停止した場合、ワ
ークがその位置に停止するため塗装用ロボットがそのま
ま動作し続けると塗装動作がワークの位置に対応せずに
行われてしまう。

【０００５】又、ワーク停止とともに塗装用ロボットを
停止させた場合、塗装ムラとなりそのとき塗装していた
ワークが塗装不良になってしまう。

【０００６】そのため、従来の塗装用ロボットシステム
では、塗装動作中にワーク搬送が停止すると、塗装プロ
グラムの次の塗装オフのポイント位置で塗装用ロボット
を停止させていた。そして、塗装用ロボットはその位置
に停止したままワーク搬送が再開されるのを待つように
制御されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
システムでは、ワークがどの位置に停止しても塗装用ロ
ボットが停止するため、ワークの停止位置が塗装用ロボ
ットの塗装動作を最後まで継続できる塗装可能位置にあ
っても塗装用ロボットが停止してしまい、その分ワーク
搬送が再開されたとき塗装動作が遅れてしまう。

【０００８】又、ワーク搬送が停止した場合、ワークの
停止位置を検出し、塗装用ロボットの動作位置をワーク
停止位置に合わせて補正して停止状態のワークに対し塗
装作業を継続することが考えられている。

【０００９】ところが、ワークの停止位置によっては、
ロボットの塗装動作範囲外にワークが停止することがあ
り、その場合塗装用ロボットは塗装動作範囲外まで動作
しないと塗装動作を継続できないため、ワークに対し塗
装動作範囲内の部分を塗装しようとしても動作範囲の境
界で停止状態となってしまう。

【００１０】このように、ワーク停止位置に合わせて塗
装用ロボットの動作位置を補正しても、塗装用ロボット
が塗装動作範囲を越えて動作することはできないため、
そのワークが塗装不良となってしまうといった課題が生
ずる。

【００１１】そこで、本発明は上記課題を解決した塗装
用ロボットシステムを提供することを目的とする

【００
１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、搬送装置によ
り搬送されるワークに対し塗装動作を行うように塗装用
ロボットを制御する塗装用ロボットシステムにおいて、
前記ワークの搬送位置を検出する検出手段と、前記搬送
装置が停止したとき、前記検出手段により検出された前
記ワークの停止位置が前記塗装用ロボットの塗装可能位
置にあるか否かを判別する判別手段と、該判別手段によ
り前記ワークが前記塗装用ロボットの塗装可能位置に停
止していることを判別したときのみ前記塗装用ロボット
の塗装作業を継続する塗装継続手段と、を具備してなる
。

【００１３】

【作用】塗装用ロボットの塗装作業中に搬送装置が停止
したとき、ワークの停止位置が塗装用ロボットの塗装可
能位置にあるかどうかを判別する。そして、ワークが塗
装用ロボットの塗装可能位置に停止したときのみワーク
への塗装動作を継続する。これより、ワーク搬送が再開
されたとき、ワークへの塗装作業を能率良く行える。

【００１４】

【実施例】図１及び図２に本発明になる塗装用ロボット
システムの一実施例を示す。

【００１５】両図中、被塗装物としてワーク１がコンベ
ヤ装置（搬送装置）２に吊下されて矢印Ｘ方向に搬送さ
れる塗装ラインにおいては、コンベヤ装置２の近傍に塗
装用ロボット３が設置されている。

【００１６】コンベヤ装置２はライン制御装置２Ａによ
りワーク１を塗装しやすい速度で搬送するように制御さ
れている。又、コンベヤ装置２にはワーク１の搬送位置
を検出するためのパルス発生器２Ｂが設けられている。 このパルス発生器２Ｂはワーク１の位置を検出するため
の検出手段であり、ワーク１の移動に応じたパルス数を
後述するロボット制御装置１８に出力する。

【００１７】塗装用ロボット３はロボット制御装置１８
に接続され、各可動部が制御装置１８により駆動制御さ
れ、ワーク１が塗装動作範囲Ｌを通過する間に予めティ
ーチングされた所定の塗装作業を実行する。尚、塗装動
作範囲Ｌは塗装ガン１６がワーク１の被塗面に対して垂
直方向より支障なく塗装を行える範囲である。

【００１８】図１において、塗装用ロボット３はベース
４上に、旋回駆動部５が設けられている。旋回駆動部５
の上には、ベース４に固定された軸線Ａを中心として回
動する旋回ベース６が設けられている。旋回ベース６上
のブラケット６ａには、旋回ベース６の軸線Ａと直交す
る軸線Ｂを中心として回動する支柱７が設けられている
。また、旋回ベース６上のブラケット６ａには、支柱駆
動部８が設けられている。

【００１９】そして、支柱７の上端部には、支柱７の軸
線Ｂと平行な軸線Ｃを中心として回動するアーム９が回
動自在に設けられている。このアーム９と支柱７の連続
部分には、アーム駆動部１０が設けられている。また、
アーム９の後部には、手首駆動部１１が設けられている
。

【００２０】さらに、アーム９の先端には、手首機構１
２が設けられている。手首機構１２には、ケース１３，
１４及び取付軸１５が設けられている。ケース１３は、
アーム９の軸線Ｃに平行な軸線Ｄ中心として回動するよ
うになっている。ケース１４は、ケース１３の軸線Ｄに
直交する軸線Ｅを中心として回動するようになっている
。取付軸１５は、塗装ガン１６の取付部であり、ケース
１４の軸線Ｅに直交する軸線Ｆを中心として回動するよ
うになっている。

【００２１】図３に示す如く、塗装ガン１６はアーム９
先端の取付軸１５に支持され、この取付軸１５とともに
回動する。塗装ガン１６の先端には塗装供給ユニット（
図示せず）からの塗料を噴霧する塗料吹出口１６ａと、
この塗料吹出口１６ａの両側より前方に突出する一対の
突出部１６ｂ，１６ｃとが設けられている。又、一対の
突出部１６ｂ，１６ｃには互いに対向するように開口す
るパターンエアのエア吹出口１６ｂ１，１６ｃ１が開口
している。

【００２２】従って、塗装ガン１６の塗料吹出口１６ａ
より霧状に噴霧された塗料は、拡がりながら前方に進む
が、塗料吹出口１６ａの両側に配されたエア吹出口１６
ｂ１，１６ｃ１より吹出された圧縮空気によりそのスプ
レパターン１７が略楕円形状に規制される。このスプレ
パターン１７は図４に示すように、パターンエアが吹付
けられてパターンを規制される方向が短軸ａとなり、こ
の短軸ａと直交する方向がパターンエアに規制されない
長軸ｂとなる。そして、上記塗装ガン１６を支持する取
付軸１５が軸線Ｆを中心に例えば９０度回動することに
より、スプレパターン１７は図３中実線で示す横長パタ
ーンから１点鎖線で示す縦長パターンに切換わる。

【００２３】１８はロボット制御装置で、ティーチング
データを記憶するとともにワーク１の搬送に連動して塗
装用ロボット３の動作を制御する。従って、塗装用ロボ
ット３は制御装置１８からの指令により各駆動部が駆動
され、旋回ベース６，支柱７，アーム９，手首機構１２
等の各可動部が動作する。そして、アーム９先端に設け
られた塗装ガン１６は、例えば図４に示す如く各ポイン
トＡ，Ｂ，Ｃ…Ｊを移動してワーク１に塗装を施す。

【００２４】図２中、ロボット制御装置１８は、上記の
如く構成された塗装用ロボット３が予め入力されたティ
ーチングデータに基づき所定の塗装動作をするように各
駆動部を制御する制御回路１８Ａと、制御回路１８Ａか
らの指示により塗装用ロボット３の各駆動部へ駆動信号
を出力するモータ駆動回路１８Ｂと、塗装用ロボット３
の可動部の動作角，動作速度等のティーチングデータを
入力するティーチングデータ入力装置１８Ｃと、ティー
チングデータ等を記憶するメモリ１８Ｄとを有する。

【００２５】又、制御回路１８Ａには、コンベヤ装置２
が停止したとき、パルス発生器２Ｂにより検出されたワ
ーク１の停止位置が塗装用ロボット３の塗装可能位置に
あるか否かを判別する判別手段１８Ｅと、この判別手段
１８Ｅによりワーク１が塗装動作範囲Ｌ内の塗装可能位
置に停止していることが判別されたときのみ塗装動作を
継続する塗装継続手段１８Ｆと、ワーク１が塗装動作範
囲外に停止していることが判別されたとき次の塗装オフ
のポイントで塗装ロボット３の塗装作業を停止させる塗
装停止手段１８Ｇとが設けられている。

【００２６】１９はワーク１が塗装動作範囲のスタート
位置に到着したことを検出するワーク検出スイッチで、
塗装用ロボット３より上流側のコンベヤ装置２近傍に設
置されている。そして、制御回路１８Ａはワーク検出ス
イッチ１９からの検出信号が入力されると、メモリ１８
Ｄに記憶されたティーチングデータに基づき塗装用ロボ
ット３がワーク１に対する塗装動作を行なうように塗装
用ロボット３の各駆動部を制御する。

【００２７】上記構成になる塗装用ロボットは予めティ
ーチングされた塗装動作を繰返すプレイバック型であり
、ティーチング方式としては例えはＰＴＰ（ＰＯＩＮＴ
　ＴＯ　ＰＯＩＮＴ）　ティーチング方式が採用されて
いる。従って、ワーク１に対する塗装動作をティーチン
グ操作する際は、塗装ガン１６が常にワーク１の被塗装
面に直角の方向より塗装を吹付けるようにするとともに
、図４中、動作軌跡上の任意のポイント位置Ａ，Ｂ，Ｃ
，…Ｊだけを教示する。

【００２８】尚、再生時（プレイバック時）においては
、制御回路１８Ａが各ティーチングされたポイント間を
細分化して直線補間するため、塗装用ロボット３の各可
動部は塗装ガン１６が各ポイントＡ，Ｂ，…Ｊ間をスム
ーズに連続移動するように動作する。又、ティーチング
操作時は上記の塗装用ロボット３の動きだけでなく、各
ポイント間の動作軌跡上における塗装オン，オフの位置
も教示される。

【００２９】具体的には、図４においてワーク１が長方
形状の場合、塗装ガン１６が水平方向に移動する間は塗
装オンが教示され、塗装ガン１６が上下方向に移動する
間は塗装オフが教示される。即ち、水平なポイントＡＢ
間，ＣＤ間，ＥＦ間，ＧＨ間，ＩＪ間が塗装オンとなり
、垂直なＢＣ間，ＤＥ間，ＦＧ間，ＨＩ間が塗装オフと
なる。

【００３０】次に上記ロボット制御装置１８において、
ワーク停止時のティーチング（教示）操作により実行さ
れる処理について説明する。

【００３１】制御回路１８Ａはティーチングモードが設
定されると図５に示す処理を実行する。

【００３２】ワーク１はコンベヤ装置２により搬送され
、ワーク検出スイッチ１９を通過して塗装用ロボット３
の塗装動作範囲Ｌに至る。そして、ワーク１が塗装動作
範囲Ｌのティーチング操作しやすいロボット正面の位置
で静止するようにコンベヤ装置２を停止する。

【００３３】同図中、ステップ（以下ステップを省略す
る）Ｓ１では、ワーク検出手段スイッチ１９からの検出
信号をチェックしており、ワーク１がコンベヤ装置２に
搬送されてワーク検出スイッチ１９を通過することによ
りスイッチ１９から検出信号が出力されるとＳ２に移る
。

【００３４】Ｓ２ではパルス発生器２Ｂから出力された
パルスをカウントするカウンタをゼロにする。尚、カウ
ンタがクリアされると、それ以降カウンタは図６に示す
ようにＳ２１でパルス発生器２Ｂからコンベヤ装置２の
搬送に同期したパルスが出力されると、Ｓ２２でパルス
を加算してワーク１の搬送位置に応じたカウント値を得
る。

【００３５】図５に戻り、Ｓ３では前述した図４に示す
ようにワーク形状に応じた塗装動作の各ポイントＡ〜Ｊ
を教示する。即ち、塗装用ロボット３の塗装ガン１６が
ポイントＡ〜Ｊを通過して一連の塗装動作を行なうよう
に教示する。

【００３６】次のＳ４において、上記ティーチングの教
示操作が終了するとＳ５に移り各ポイントＡ〜Ｊのティ
ーチングデータ及び各ポイントごとのカウンタ値をメモ
リ１８Ｄに記憶する。このようにして、ワーク１に対す
る塗装動作のティーチングが終了する。

【００３７】次に、制御回路１８Ａが実行する通常の塗
装動作及びワーク停止位置に応じて塗装作業を継続する
か、あるいは塗装作業を一時的に停止するかを判断する
ための処理につき説明する。

【００３８】図７において、Ｓ３１では、前述した塗装
用ロボット３の塗装動作範囲Ｌに対応する許容値ａを入
力し、Ｓ３２では前記塗装動作のプログラム内のパルス
数ｂを記憶する。尚、許容値ａはこの場合前述した塗装
可能な塗装動作範囲Ｌ内でワーク１が停止した位置に対
してプログラムの最後まで塗装動作を継続するかどうか
の判断基準となる。

【００３９】次にコンベヤ装置２によりワーク１の搬送
が開始され、ワーク１がワーク検出スイッチ１９により
検出されるとＳ３４に移りカウンタをゼロにする。

【００４０】これ以降カウンタはワーク１の搬送に伴う
パルスをカンウトする。

【００４１】次のＳ３５では、コンベヤ装置２が停止し
ているかどうかを監視しており、コンベヤ装置２が動作
中であれば、Ｓ３６に移り、前述したティーチング操作
により記憶された各ポイントＡ〜Ｊを再生する。

【００４２】これにより、塗装用ロボット３は塗装ガン
１６が各ポイントＡ〜Ｊを通過して塗装するように動作
する。

【００４３】そして、Ｓ３７で最終ポイントＪに達した
かどうかをチエックしており、まだ途中のポイントの動
作であるときは、再びＳ３５に戻りコンベヤ装置２が動
作中であることを確認する。尚、コンベヤ装置２が動作
中であれば、Ｓ３６，３７の処理を繰り返す。

【００４４】又、Ｓ３７において、最終ポイントの塗装
が終了すると、Ｓ３３に戻りワーク検出スイッチ１９が
検出信号を出力するまで待機し、ワーク検出により上記
Ｓ３３〜３７の処理を実行する。

【００４５】ところが、塗装用ロボット３あるいは塗料
供給ユニット等で何らかの異常があると、ライン制御装
置２Ｂにライン停止要求が行なわれ、コンベヤ装置２が
停止することがある。

【００４６】このように、コンベヤ装置２が停止すると
、制御回路１８ＡはＳ３５において、ワーク停止を確認
してＳ３８移る。Ｓ３８では、カウンタ値ｃを読み込み
ワーク１の停止位置を検出し、プログラムのパルス数ｂ
からカウント値ｃを減算し、この値と許容値ａとを比較
する。ワーク１が塗装可能な位置、即ち塗装動作範囲Ｌ
内で停止しているときは、ｂ−ｃの値が許容値ａより小
さいか又は許容値ａと等しくなり、ワーク１に対する塗
装動作を最後まで行なえる位置にワーク１が停止してい
ることを検出する。この場合、Ｓ３９に移り、塗装ガン
１６の塗装位置をワーク１の停止位置に合わせて補正し
て、ワーク１への塗装動作を最終ポイントまで継続する
。塗装終了後はＳ３３に戻り、コンベヤ装置２が再起動
してワーク検出スイッチ１９がオンになるまで待機する
。

【００４７】又、Ｓ３８において、ワーク１が塗装可能
位置にないときはｂ−ｃ＞ａとなり、ワーク検出スイッ
チ１９により検出されていても塗装動作範囲Ｌより一部
はみ出しているため、最終ポイントまで塗装できない。

【００４８】その場合、Ｓ４０に移りワーク１の停止位
置に合わせて塗装ガン１６の位置補正を行ないながら次
の塗装オフのポイントまで動作する。そして、塗装用ロ
ボット３はこの塗装オフのポイントで一時停止状態とな
り、Ｓ４１でコンベヤ装置２が再起動されるのを待つ。

【００４９】尚、前述した異常内容が解消されるとライ
ン制御装置２Ａは、コンベヤ装置２を再起動する。その
ため、Ｓ４１においてワーク搬送が再開されると、Ｓ３
３に戻り、通常の処理Ｓ３３〜３７が再び実行される。

【００５０】従って、ワーク１が最終ポイントまで塗装
できる塗装可能位置に停止したときは、塗装用ロボット
３の塗装動作を継続し、ワーク１に対するプログラムの
最後のポイントまで塗装を行う。これにより、ワーク搬
送が再開されるときは、次のワーク１から塗装すること
になり、コンベヤ停止時の塗装作業の能率を高めること
ができる。

【００５１】又、ワーク１が塗装可能位置の外、即ち最
終ポイントまで塗装できない位置に停止したときは次の
塗装オフのポイントで塗装作業を停止させるため、ワー
ク１への塗装動作中に停止してワーク１が塗装不良とな
ることを防止できる。

【００５２】そのため、ワーク位置に関係なくコンベヤ
装置２を停止できる。

【００５３】図８，図９に本発明の変形例を示す。

【００５４】両図中、自動車のボディー２１を塗装する
塗装ラインでは、コンベヤ装置２２上に被塗物のボディ
ー２１が載置されてＸ方向に搬送される構成となってい
る。コンベヤ装置２２の両側には前述した塗装用ロボッ
ト３が設置されている。塗装用ロボット３はコンベヤ装
置２２と平行に延在するように設置された移動装置２３
上の台車２４に設けられている。

【００５５】従って、塗装用ロボット３はボディー２１
が塗装可能な塗装動作範囲を通過する間に台車２４とと
もにＸ方向に移動しながら、ボディー２１を塗装する。

【００５６】塗装用ロボット３は移動装置２３により移
動できるので、この場合の塗装動作範囲Ｌは移動装置２
３の台車２４が移動するストロークによって決まる。

【００５７】従って、コンベヤ装置２２が停止したとき
、ボディー２１が塗装動作範囲Ｌ内の塗装可能位置に停
止している場合には、塗装用ロボット３は台車２４の移
動とともにティーチングされた塗装作業を継続しプログ
ラムの最後まで実行する。

【００５８】しかし、ボディー２１の先頭側が塗装動作
範囲内にあるが、ボディー２１の後部が塗装動作範囲外
にある場合、塗装用ロボット３の塗装動作を次の塗装オ
フのポイントで停止させるとともに台車２４をその位置
に停止させる。

【００５９】そして、コンベヤ装置２４が再起動される
と同時に塗装用ロボット３及び台車２４が動作する。

【００６０】

【発明の効果】上述の如く、本発明になる塗装用ロボッ
トシステムは、塗装用ロボットが塗装作業中に搬送装置
が停止しても、ワークの停止位置が塗装用ロボットの塗
装可能位置であれば、そのまま塗装用ロボットの塗装動
作を継続してワークに対する一連の塗装作業を実行する
ことができ、搬送装置の再起動時には次のワークから塗
装すれば良いので作業能率が向上しうる等の特長を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる塗装用ロボットシステムの一実施
例を示す構成図である。

【図２】塗装用ロボットの斜視図である。

【図３】塗装ガンの塗装パターンを示す図である。

【図４】ワークに対する塗装動作のポイントを示す図で
ある。

【図５】ティーチング操作時に制御回路が実行する処理
を説明するためのフローチャートである。

【図６】カウンタがパルス発生器からのパルスをカウン
トする際のフローチャートである。

【図７】塗装動作時制御回路が実行する処理を説明する
ためのフローチャートである。

【図８】本発明の変形例を示す平面図である。

【図９】本発明の変形例の正面図である。

【符号の説明】

１　　ワーク ２，２２　　コンベヤ装置 ３　　塗装用ロボット １６　　塗装ガン １８　　ロボット制御装置 １８Ａ　　制御回路 １８Ｂ　　モータ駆動回路 １８Ｃ　　ティーチングデータ入力装置１８Ｄ　　メモ
リ １８Ｅ　　比較手段 １８Ｆ　　塗装継続手段 １８Ｇ　　塗装停止手段 １９　　ワーク検出スイッチ ２３　　移動装置 ２４　　台車

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　搬送装置により搬送されるワークに対
   し塗装動作を行うように塗装用ロボットを制御する塗装
   用ロボットシステムにおいて、前記ワークの搬送位置を
   検出する検出手段と、前記搬送装置が停止したとき、前
   記検出手段により検出された前記ワークの停止位置が前
   記塗装用ロボットの塗装可能位置にあるか否かを判別す
   る判別手段と、該判別手段により前記ワークが前記塗装
   用ロボットの塗装可能位置に停止していることを判別し
   たときのみ前記塗装用ロボットの塗装作業を継続する塗
   装継続手段と、を具備してなることを特徴とする塗装用
   ロボットシステム。