JPS60122071A - 塗装用ロボットの色替装置 - 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】 本発明は塗料カップ付き塗装ガンを交換しつつ塗装作業
を行うようにした塗装用ロゲットの色替装置に関する。

例えば、自動車の製造ラインにおいて、コンペアによシ
搬送される自動車の車体に対し上塗シ塗装を行う場合、
車体毎に異なる塗料で塗装されるのが普通である。この
ような上塗シ塗装を一台の塗装用ロピットを使用して行
なおうとすると、複数色の塗料を選択的に塗装ガンに供
給する色替えバルブを設け、先に塗装すべき先行被塗物
への塗装終了後で次に塗装すべき後続被塗物への塗装開
始前に、先行被塗物に使用した前色塗料と、後続被塗物
に使用されるべき次色塗料との間に色替えを行わなけれ
ばならない。この色替え作業は、色替えバルブから塗装
ガンに至る塗料供給系路にシンカ、エアを流し、前色装
料を完全に洗浄、除去した後に塗料供給系路に次色塗料
を供給することによシ行われるものである。

前記色替えパルプに関し、本件出願人は特開昭５８−５
８１６７号によシ、例えば塗装ブースの側壁等に設けた
色替えパルプと塗装ガンとの間を長尺の塗料供給ホース
で接続していた従来技術を改良し、色替えパルプをロボ
ットのアームに取付けて塗装ガンとの間の塗料供給ホー
スを可及的に最小にすることによ）、塗料や洗浄用シン
カを節約できると共に、色替作業時間を短縮することの
できる塗装用ロボットを提案した。

しかし、先に提案した塗装用ロゼツトにあっても、色替
えパルプと塗装ガンとの間に接続された塗料供給ホース
は最小長さ罠配設されているとはいえ・なお色替え時に
は該ホース内にシンカ、エアを順次供給して前色塗料を
洗浄、除去しなければならず、塗料、シンカ、エア等の
損失を皆無にすることはできない。また、アームに取付
けた色替バルブと塗装ブースとの間には複数色の塗料を
供給するだめの塗料供給ホースの束を接続するため、ロ
ボットの支柱やアーム等の可動部がこれらホースの束を
引張ることになってロボットに極力望まれている自由な
動きが制約されてしまうという問題があった。更に、ロ
ボットの動きを円滑かつ確実にするためには、アームを
できる限９軽量化することが望まれるが、色替えパルプ
をアームに取付けることは該アーム、の重量増加を招き
、軽量化の要請に沿わないという面があった。

本発明は叙上の点に録与てなされたもので、その目的と
するところは、所望の塗料が充填された塗料カップ付き
塗装ガンを塗装用ロボット本体自らのティーチング内容
に基づいて着脱させることによシ、前色塗料を洗浄した
シする必要がなく、塗料、シンカおよびエア等の損失を
皆無にすることができ、またロボットのアームに作用す
る重値負担を極力軽くすることができるのみならす、塗
装ガンに塗料を供給するための塗料供給ホースを廃止で
きる結果ロボットが自由かつ正確な動きを行なうことが
できるようにした塗装用ロボットの色替装量を提供する
ことにある。

この目的を達成するために本発明が採用した構成は、塗
装用ロボット本体と、該ロボット本体に取付けられ支持
面の形成されたブラケットと、塗料力ツノ付き塗装ガン
が取付けられ前記ブラケットの支持面に衝合する衝合面
を有するホルダと、前記ブラケットの支持面に該ホルダ
の衝合面に衝合させることによって該ホルダを着脱可能
に支持するように前記ロボット本体に設けられたクラン
プ機構と、前記ブラケットに形成され前記支持面に開口
する開口部を有する通気路と、前記塗装ガンに気体を供
給するために前記ホルダに形成され、前記衝合面に前記
通気路の開口部と連通ずる開口部を有する他の通気路と
からなる。

以下に、本発明の実施例を図面に基づき説明す」 に設けたターンテーブルＩＢと、該ターンテーブルＩＢ
上に回動可能に支持された支柱ＩＣと、該支柱ＩＣに回
動可能にして該支柱ＩＣから前方に突出させて数句けた
アームＩＤと、該アームＩＤの先端に設けた手首ＩＥと
からなる塗装用ロボット本体（以下、ロボット本体とい
う）でおる。

２は前記手首ＩＥに設けられたブラケットで・該ブラケ
ット２は平板状の基部２人と該基部２人の先端から下方
に突出され、肉厚の支持部２Ｂと、該支持部２Ｂの前面
に形成された平坦な支持面２ｃとからなシ、前記基部２
人は支持面２ｃｍ７前記手首ＩＥの前方に向けて該手首
ＩＥの先端に固着されている。

３はホルダで、該ホルダ３は平板状の基部３Ａと、該基
部３Ａの一端に下向きに形成された爪３Ｂと、該基部３
Ａの他端から下方に突出された肉厚の把持部３Ｃと、前
記ブラケット２の支持面２Ｃと衝合するように前記把持
部３Ｃの前面に形成された衝合面３Ｄとから形成されて
いる。

４は前記基部３Ａ上にボルト、ナツト５を介して固着さ
れた塗装ガンで、該塗装ガン４にはこれと一体的に塗料
カッｆ４ｋが取付けられ、先端にはノズルチッ７’４Ｂ
が設けられている。ここで、塗装ガン４はその内部に塗
料カップ４Ａからノズルチップ４Ｂに向けて供給される
塗料の供給を制御するエア駆動式開閉弁（図示せず）が
内蔵されると共に、ノズルチップ４Ｂの近傍に霧化エア
が供給されるξとによｐ、塗料の霧化を促進するエア霧
化ガンとして構成されている。

６は前記ブラケット２の下側に配設され、酸ブラケット
２の支持面２Ｃに前記ホルダ３の衝合面３Ｄを衝合させ
ることによって該ホルダ３を着脱可能に支持するクラン
プ機構で、該クランプ機構６はエアシリンダ７と後述す
るクランノ部材１３とから構成されている。ここで、該
−エアシリンダ７は前記ブラケット２の基部２人下向に
デルト。

ナラ）９１９Ｂを介して固着され、該シリンダ７内には
空圧によって摺動するピストン１０が挿入されている。

該ピストン１０には一端を該ピストン１０に固着させ、
他端を前記シリンダ７の蓋部７Ａから１ＴｉＪ記ブラケ
ツト２の支持部２Ｂ方向に貫通させたピストンロッドＩ
ＯＡが取着されている。また、前記シリンダ７の蓋部７
Ａと底部７Ｂには該シリンダ７内に圧縮空気を導くため
のボー）１１Ａ、１１Ｂが前記ピストン１０を挾んで穿
設されておシ、また、前記蓋部７ＡのピストンロッドＩ
ＯＡとの摺接面およびピストン１０の外周面にはＯリン
グ１２Ａ、１２Ｂがそれぞれ嵌装されている。

１３は前記ピストンロッドＩＯＡの突出側先端にこれと
一体的に設けられたクランプ部制で、該クランノ部材１
３は前記ピストンロッドＩＯＡの反対側に空間部Ａを有
する断面コ字形に形成され、対向辺の先端内側面には爪
１３Ａ、１３Ｂがそれぞれ突設されている。そして、フ
ランジ部栃１３は前記ブラケット２の支持部２Ｂのほぼ
中間位置に外嵌されていて、ピストンロッドＩＯＡを介
して前記ピストン１０によυ第２図の左右方向に移動可
能となっている。

１４はブラケット２の支持部２８ＫＬ字形に穿設された
霧化エア用の通気路で、該通気路１４は該支持部２Ｂの
上面に開口部１４Ａｋ、支持面２Ｃの中央に開口部１４
Ｂをそれぞれ有しておシ、該開口部１４Ａは空気ｔ？、
（図示せず）に接続され、ｆＩ前記開口部１４Ｂの口縁
にはＯＩＪソング５Ａが嵌装されている。

一方、１６は前記通気路１４と同様にブラケット２の支
持部２ＢにＬ字形に穿設された弁駆動エア用の通気路で
、該通気路１６も支持部２Ｂの上面に開口部１６Ａｋ、
支持面２Ｃの中央に開口部１６Ｂ全それぞれ有しており
、該開口部１６Ａは空気源に接続され、前記開口部１６
Ｂの口縁にはＯリング１５Ｂが嵌装されている。

１７はホルダ３の把持部３Ｃに逆り字状に穿設された霧
化エア用通気路で、該通気路１７は該把持部３Ｃの衝合
面３Ｄの中央に開口部１．７　Ａ’ｔ、該把持部３Ｃの
下面に開口部１７Ｂ’ｉそれぞれ有していて、前記開口
部１７Ａけ衝合面３Ｄと支持＋Ｒｉ　２　Ｃとを衝合さ
せたときに、該支持部２Ｃに形成された開口部１４Ｂと
連通ずる位置に形成されている。

一方、１８は前記通気路１７と同様にホルダ３の把持部
３Ｃに逆り字状に穿設された弁駆動用エア用の通気路で
、該通気路１８も該把持部３Ｃの衝合面３Ｄの中央に開
口部１８Ａ’ｅ、該把持部３Ｃの下面に開口部１８Ｂ’
ｉそれぞれ有していて、前記開口部１８Ａは衝合面３Ｄ
と支持面２Ｃとを衝合させたときに、該支持面２Ｃに形
成された開口部１６Ｂと連通ずる位置に形成されている
。そして、１９は霧化エア用通気路１７の開口部１７Ｂ
と塗装ガン４に接ｌｅｔするエアホース、２０は同じく
弁駆動エア用通気路１８の開口部１８Ｂと塗装ガン４に
接続するエアホースを示し、該エアホース１９からの霧
化用エアによってノズルチップ４Ｂから吐出される塗料
′ｆｒ：？、Ｗ化せしめ、エアホース２０からの弁駆動
用エアによって開閉弁全開閉駆動せしめる。

また、２１Ａ、２１Ｂはブラケット２の支持面２Ｃに穿
設された有底状の嵌合穴、２２　Ａ　、　２２Ｂは該嵌
合穴２１Ａ、２１Ｂに嵌入するように先端が半円球また
は円錐形をなし基部が雄ねじに形成された突起部材で、
該突起部材２２Ａ、２２Ｂは前ｌ己衝合面３Ｄに螺着さ
れている。そして、＠８己支持面２Ｃと衝合面３Ｄが衝
合したとき、突起部材２２Ａ、２２Ｂが嵌合穴２１Ａ、
２１Ｂに嵌合することによシ、ホルダ３の位１〆Ｃ決め
と保持を行うようになされている。

２３は塗装ブース内に位置して設けられた架台で、該架
台２３は非使用時の塗装ガン４が取付けられているホル
ダ３を保持しておくために、ロボット本体１の作動イ１
１囲内Ｂで塗装作業範囲Ｃ外の位数に複数個配設されて
いる。該架台２３の先端と中間には上向きに突状段部２
３Ａ、２３Ｂが形成され、該突状段部２３Ａ、２３Ｂの
間に形成される凹江部２３Ｃ内はボルト・ナツト５のボ
ルト頭全収容可能になっている。また、該架台２３の先
端１１！１段部２３Ａには先端にばね座２４　Ａ　ｆｒ
有し、前記凹冒部２３Ｃ側にヌトッ／’？　２４　Ｂを
有するロッド２４が把持部３Ｃ方向に摺動可能に挿通さ
れ、＼段部２３Ａの外１１１１面とばね座２４Ａとの間
には前記ロッド２４に外嵌させて圧縮ばね２５が張設さ
れている。

上記のように構成される架台２３には、第４図（イ）に
示すようにロボット本体１の左右両側の塗装作業範囲Ｃ
外や、第４図（に）に示すように塗装作業範囲Ｃの反対
側に位置させて塗装に使用される多数の塗装ガン４が配
置されている。

次に上記のように構成される本実施例装置の動作につい
て説明する。なお、下記に述べる動作は例えはティーチ
ングに基づくプレイパック動作によシ行われるものであ
る。

まず、塗装作業開始前には、塗装ガン４の塗料カップ４
Ａ内にはそれぞれ異る色の塗料を充填し、該塗装ガン４
全支持するホルダ３はその爪３Ｂ全架台２３の段部２３
Ｂに係止させ、把持部３ｃの内側面はばね２５の押圧力
を受けた状態で該架台２３上に保持されている。なお、
この塗装ガン４の塗料カップ４Ａに充填した塗料の色は
、コンベアラインによって順次送られてくる塗装すべき
被塗物に応じて並べられている。

他方、ロボット本体１も待機姿勢にあυ、シリンダ７内
のピストン１０は、ｊＰ−）１１Ｂ側にエアが供給され
ていてクランプ機構６のクランプ部材１３■中長の状態
にある。

次に、制御装置（図示せず）から塗装作業開始の指令が
出されると、Ｏｙｔ’ット本体１はこの指令に従って移
動し、予め定められた塗装ガン４が固着されているホル
ダ３の下方に位置される。次いで、第５図に示すように
、クランｆ機構６はアームＩＤによって（イ）方向に上
昇せられ、ホルダ３の把持ｔ≦Ｂ３Ｃは空間部Ａ内に挿
入され、嵌合穴２１Ａ。

２１　Ｂト突起部材２２Ａ　、　２２Ｂカ対１Ｔｏｉ−
ルＱｔｉＲでクランプ機構６の上昇は停止される。

次に、アームＩＤによりブラケット２が図中（ｏ）方向
に押出され、嵌合穴２１Ａ、２１Ｂに突起部材２２Ａ、
２２Ｂが嵌入する。この時、突起部材２２Ａ、２２Ｂの
先端は半円球あるいは円錐状をしでいるから各嵌合穴２
１Ａ、２１Ｂと若干の位ｆｉ’ｎ：ずれがあってもアー
ムＩＤの押出力によって該位置ずれは修正されて嵌合に
２１Ａ、２１Ｂと突起部材２２Ａ、２２Ｂとは嵌合する
ことができる。

ブラケット２が更に前方に押出されると、ブラケ開口部
１７Ａとが連通ずると共に、通気路１６の開口部１６Ｂ
と通気路１８の開口部１８Ａとが連通ずる。さらに、ブ
ラケット２が図中（ロ）方向に押出されると、ホルダ３
はばね２５を圧縮しつつ架台２３上全摺動しながら後方
にスライドする。

次に、ホルダ３が所定距離後方にスライドすると、口が
ット本体１のアームＩＤの駆動が停止する。すると、方
向切換弁（図示せず）によシシリンダ７の、１５−ト１
１Ａ側は加圧され、ポートＩＩＢ側は排気されてピスト
ン１０が後退し、クランプ部材］３も図中（ハ）方向に
後退して該クランプ部材１３の爪１３Ａ、１３Ｂが把持
部３Ｃの両側縁部に係合し、該把持部３Ｃは支持部２Ｂ
側に強固に押圧されることにより、塗装ガン４はロボッ
ト本体１の手首ＩＥ先端に装置される。この状態では、
通気路１４と１７１６と１８の連通部分はＯリング１５
Ａ、１５Ｂ’ｉ介して気密に保持される。

さらに、ｅ＋ポット本体１を再駆動し、アームＩＤによ
りブラケッ）２Ｘｔ−図中（イ）方向に上昇すると、塗
装ガン４は架台２３上から離れる。

塗装作業全行なうには、ロボット本体１−を所定のプロ
グラムに従って、プレイバック動作することによシ行わ
れる。この際、塗装ガン４に窒気源からエアホース（図
示せず）、通気路１４．１７゜エアホース１９を介して
錫化用のエアが送られ、塗料カップ４Ａ内の塗料が被塗
物に噴霧されることによシ行われる。また、塗装が７４
の開閉弁の駆動は通気路１６．１８、エアホース２０ｆ
、介して弁駆動用エアを供給することによシ行われ、被
塗物の塗装部位に応じて該開閉弁を駆動することによシ
塗料力ツグ４Ａからノズルチップ４Ｂに供給する塗料の
吐出量が制御される。

被塗物に対する塗装が終了すると、塗装ロボット１のア
ームＩＤは架台２３の近傍に戻り、まず、ホルダ３の把
持部３Ｃ背面をばね座２４ＡＫ当接させ、ばね２５を架
台２３の後方に押圧して圧縮しつつホルダ３の爪３Ｂｉ
架台２３の段部２３Ｂ後方に位置させる。次に、アーム
ＩＤがロボット本体１側に後退すると、ホルダ３は架台
２３上をばね２５のばね力によって前方に摺動し、ホル
ダ３の爪３Ｂが前記段部２３Ｂに係合することによって
該ホルダ３は架台２３上に保持される。以下・クランプ
機構６を作動し、ロボット本体１を駆動してブラケット
２を後退させる等前記装着時とは逆の順序で操作するこ
とによυ、ホルダ３とブラケット２との離脱が行われる
。

上述したように、本実施例によれば、ロボット本体１と
塗料カップ伺き塗装ガン４の着脱は該口、＋ｆヮト本体
１に固着され空気圧で作動するフランジ機構６でロボッ
ト本体１に固着したブラケット２と塗装ガン４を固着し
たホルダ３とをクランプするように構成したから、塗装
ガン４の着脱は所定のプログラムに従って回動的に、し
かも確実に行うことができる。

なお、上記実施例では、ホルダ３を保持する架台２３は
ロボット本体１の近傍に固定して配置したが、第６図に
示すように、複数の架台２３をベルトコンベヤやチエン
コンベヤ等のコンベヤ３１上に列設し、該コンベヤ３１
を回転させて一定の位置で塗装がン４の取シ換えができ
るように構成してもよく、このように構成することによ
シ、塗装用口？ット】の作動範囲を小さくすることがで
きて塗装ブースの活用を図ることができる。しかも、塗
装ガ゛ン４を着脱するためにロボット本体１の動作を制
御するプログラムは１種類で足シ、該口ｊにット本体１
の動作は単純化されるので塗装作朶の能率向上も図るこ
とができる。

捷だ、上記実施例では、支持面２ＣＫ複数の嵌合穴２１
Ａ、２１Ｂを穿設し、衝合面３Ｄには突起部月２２Ａ、
２２Ｂ全突設してクランｆ機ＫＮ　６がホルダ３を把持
する際に両者が嵌合することによって衝合位置のずれが
修正され、また把持時の支えとなるように構成したが、
該嵌合穴２１Ａ。

２１Ｂと突起部材２２Ａ、２２Ｂに代えて、支持面２Ｃ
に凹陥部または凸状部を形成し、衝合面３Ｄには凸状部
または凹陥部を形成して、ブラケット２とホルダ３とを
いわゆるいんろう嵌合によって保持するよりに構成して
もよい。

さらに、クランプ機構６はシリンダ７、ピストン１０、
ピストンロッド１０Ａ’に有するシリンダ機構と、ピス
トンロッドＩＯＡ先端に設けられたクランプ部材１３と
からなるものとして述べたが、ブラケット２にホルダ３
をクランプすることができるものであればクランプ機構
６はこれに限ることなく種々の把み装置またはクランプ
装置が適用でき、また前記シリンダ１ａ構は空圧シリン
ダに限らず油圧シリンダとしてもよい。

さらに、前述の実施例では塗装ガンとしてエア効化型塗
装ガンを例に挙げて述べたが、塗料カッば液圧錫化型塗
装ガ′ンとすることができ、この場合には勧化用エアま
たは弁駆動エアの一部をシリンダピストン機構に供給す
ればよい。一方、エア霧化と液圧霧化を併合した形式の
塗装ガンとじてもよいものである。

以上詳述′したように、本発明は塗料カップ付き塗装ガ
ンを複数個ロボット本体の作業範囲内に配置し、該ロボ
ット本体は各塗装ガン全所望のプログラムに従って盾脱
することによって色替を行いつつ塗装作業を行うように
構成したから、色替えバルブおよび原色替えバルブと塗
装ガンとの間の塗料供給ホース全廃止することができ、
色替えの際の前色塗料の洗浄が不要になって塗料や洗浄
用シンナ、圧縮空気の損失を皆無にすることができる。

１だ、塗装ガンに塗料を供給する多数の塗料供給ホース
を廃止することができるめで、塗装用ロボット本体のア
ームにかかる重量を軽減することができ、該ロボット本
体を自由かつ正確に作動することができる。さらに、コ
ンベアライン等によって連続して運ばれる同一形状の被
塗物、例えば自動車車体全欠つぎ色替えしつつ塗装する
に際しては、塗料カッノ内に１台の自動車車体全塗装し
たら該塗料カッノ内の塗料を使い切る程度に充填してお
けばよく、色替時の塗料の無駄をさらに少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る塗装用ロボットの色替
装置の概略図、第２図は実施例装置に用いられるクラン
プ機構を示す拡大断面図、第３図は第２図のＩｌｌ　−
Ｉ矢示方向断面図、第４図（イ）および（ｏ）は架台の
配置説明図、第５図は塗料カップ付き塗装ガン全塗装用
ロボットに装着する場合のクランプ機構の動作説明図、
第６図は架台全コンベアとした場合の配置説明図である
。 １・・・塗装用ロボット本体、２・・・ブラケット、２
Ｃ・・・支持面、３・・・ホルダ、３Ｄ・・・衝合面、
４・・・塗料カッノ付き塗装ガン、６・・・クランプ機
構、１４．１６，１７．１８・・・通気路、１４　Ａ　
、１４Ｂ。 １６Ａ、１６Ｂ、１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、４８Ｂ・・
・開口部、２３・・・架台。 特許出願人　東洋工業株式会社 トキコ株式会社 代理人　弁理士　広　瀬　和　彦 第４図 Ｃ ノ 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗装用ロボット本体と、該ロボット本体に取付け
   られ支持面の形成されたブラケットと、塗料カップ付き
   塗装ガンが取付けられ前記ブラケットの支持面に衝合す
   る衝合面を有するホルダと、前記ブラケットの支持面に
   該ホルダの衝合面に衝合させることによって該ホルダを
   着脱可能に支持するように前記ロボット本体に設けられ
   たフランジ機構と、前記ブラケットに形成され前記支持
   面に開口する開口部を有する通気路と、前記塗装ガンに
   気体を供給するために前記ホルダに形成され、前記衝合
   面に前記通気路の開口部と連通ずる開口部を有する他の
   通気路とから構成さ扛てなる塗装用ロピットの色替装置
2. （２）　前記ホルダは前記ロボット本体の作業範囲内に
   位置して設けらｎた架台に多数個配列されてなる特許請
   求の範囲第１項記載の塗装用ロデットの色替装置