JPS6084180A - ロボツトを用いた自動塗装方法とその装置 - 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】 この発明は、ロボットを用いた自動塗装装置に関するも
のである。

本発明者等は先にロボットを用いた自動塗装装置におい
て、塗料のタレ、スケ等の問題をロボットの動作軌跡の
修正に代え、塗料の吐出量にて対処する方法及びそのた
めの塗料の吐出量制御装置（具体的には、ロボット制御
装置が発するロボットの動作速度に関連した周波数を有
する同期信号のパルス数をカウントし、１′ｊｔ算パル
ス数をパラメータとして吐出量を設定記憶し再生する装
＊、　）についての発明を開示した。

更に、このような装置において、塗料の吐出量に関する
データ（以後吐出力データという）を設定、修正する際
に、手動操作可能なタイミング装置を設け、この装置の
出力信号をもってその操作の際の積算パルス数を表示装
置に表示せしめることによシ、塗装部位と積算パルス数
との関係をオペレーターに認識せしめる方法及び装置を
開示した。

以との発明で社、ロボットのティーチング時間や不具合
部位の修正時間を大幅に短縮させることができ、従来よ
υ優れた自動塗装システムを構成する事ができる。しか
し、このような装置においてもいまだ次の様な問題点が
ある。

ライン稼動中にタレ、スケ等の問題が生じた場合には、
データ修正のためにラインを一時的に停める必要がある
。

タイミング装置の操作によっては、塗装部位に応じた積
算パルス数が表示されるのみであるから、オペレータは
表示を見ながら積算カウント数に対して吐出量を割付け
る作業が必要であシ、面倒な上に誤設定等の問題が生ず
る可能性がある。

タイミング装置の操作はロボットの動作を見ながら行な
われるのであるが、操作の結果としての積算パルス数の
表示は表示装置になされるのみであるから、通常オペレ
ータは操作中においては操作の結果をロボットの動作に
て確認できず、操作ミス等があっても看過されてしはう
おそれが強く、誤設定の原因となる可能性があった。

−１−と〒太益ロＨマノ汁１０μｆ碗コ記て　ラメツタ
Ｘ二ｌハ伸動中においても、何らライン等を停めること
なくデータのメカ及び修正が可能なロボットを用いた自
動塗装方法とその装置の提供を目的とするものである。

本発明では上記目的を達成するために、塗装部位に応じ
て塗料吐出量を連続的に変更するための制御情報を、ロ
ボットの動作速度に関連して周波数が変化する同期パル
スのカウント値に対応させて、予めロボットの動作軌跡
情報とは独立かつ修正可能な状態で記憶し、ロボットの
再生運転時には、前記記憶情報をロボットの同期パルス
と同期して時経列に再生出力し、タレ、スケ等に対して
は前記記憶情報を修正して対処するタイプのロボットを
用いた自動塗装方法であって、前記制御情報及び同期パ
ルスのカウント数からなるデータを記憶し制御に供する
主記憶部と、前記データの設定修正の際に用いられる一
時記憶部とを、主記憶部のデータの読み出しと一時記憶
部へのデータの書込みとが独立して実施可能に設け、主
記憶部へのデータの書込みに際しては前記一時記憶部の
内容を主記憶部に転送することによシ行い、主記憶部の
データ修正に際しては主記憶部のデータを一時記憶部に
転送し、同一時記憶部で所望の修正をした後主記憶部に
戻すことを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を図面によシ詳細に説明する。

まず第１図において、１は塗装用ロボットを示しておシ
、これのアーム１ａの先端には被塗装物に対して塗料を
吹付けるだめの塗装ガン６が設けられている。なお、本
例ではアーム１ａの前部の所定位置に、ランプＲが取外
し可能に装着されている。２はロボット制御装置であっ
て、信月綜７を介して塗装ロボット１をフィードバック
制御している。このロボット制御回路２は記憶情報の再
生速度（ロボットの動作速度）に比例した周波数を有す
るデジタルパルス列信号（以下、同期信号という）を発
生しうるようになっている。このデジタルパルス列信号
は、ロボット制御装置２が内部信号として使用している
ものを図示しない７０回路を介して取シ出して使用する
ようになっている。

次に、４は吐出量制御装置であって、これは制御部５、
操作部６及びカウント認識回路１１よシなっている。そ
こで、まず制御部５について説明すると、これには一時
記憶部５ａ、主記憶部５ｆ、処理装置５ｂ、カウンタ５
ｃ、現在値カウンタ５ｇ、出力装置（以後工１０という
）５ｄ、表示装置１４及びデータ入力修正装置（以後キ
ーボードという）５ｅを有している。ここで、この制御
部５の機能の一部について説明を加えると、主記憶部５
ｆにはキーボード５θと一時記憶部５ａを介して、吐出
量に関するデータ等がセットされるようになっている。

このデータは現在値カウンタ５ｇのカウント数Ｏｎに対
して吐出量データＱｎを割り付ける形式が採られておシ
、従って主記憶部５ｆには、このカウント数Ｏｎとこれ
に対応する吐出量データＱｎとが一対づつ順次記憶され
る。

一方、再生運転時にはカウント数Ｏｐがカウンタ５Ｃに
セットされ、カウンタ５ｃは同期信号８のパルス数をカ
ウントして、これのカウント値がカウント数Ｏｎと一致
した時点で処理装置５ｂに対して一致信号を発する。こ
の一致信号によ）処理装置５ｂは主記憶部５ａよシ当該
カウント数Ｏｎに対応する吐出量データＱｎを読出して
■１０５ｄにセットする。そして、この後に今度は次の
番地のカウント数データＯｎ＋１読み出してこれをカウ
ンタ５Ｃセツトし、以後前述と同様の動作を繰シ返す。

（カウンタ５Ｃのカウント値がカウント数Ｏｎ＋１と一
致するまでは工１０５ｄけこれにセットされた吐出量デ
ータＱ、　ｎを操作部６に対して送出する。） なお、本例では制御部５は、と述のような制御と並行し
て一時記憶部５ａへのデータの入力及び゛訂正と一時記
憶部５ａから主記憶部５ｆへのデータの転送とが行なえ
るようになっている。乙のだめ本例では、処理部５ｂに
は前述の処理（これは後述する説明では第１モードとい
う）を主として行う図示しない第１のＣＰＵと、一時記
憶部５ａへのデータの入力及び訂正等（とれは後述する
説、明では第２〜第７モードという）を主として行う図
示しない第２のｃｐａとが設けられてお９、この２つの
ＣＰＨによって処理を分散して行うことによって第１モ
ードと第２〜第７モードとをそれぞれ独立かつ同時に行
なえるようになっている。

次に表示装置１４について説明すると、これは本例では
ＣＲＴディスプレイよシなっており、前っている。この
だめ、塗装ロボット１のオペレーターは例えばタイミン
グ装置１２のトリガ１６を操作した際の塗装ロボット１
の動作位置を０値で認識するとともできる。なお、本例
では表示装置改１４をＣＲＴディスプレイより構成した
が必要でや あればＬ　ＯＤ７セグメントＬＥＤ等よシ構成すること
もできる。

次に、操作部６について説明すると、これには電空変換
器６ａ、エアコンブレッザ６ｂ、エアオペレートレギュ
レータ６Ｃ及び塗料供給装（ＦＩ１６ｅＬが内蔵されて
いる。電空変換器６ａは前記工１０５ａからの塗出量Ｑ
ｎの信号をエア圧信号に変換する為のものであシ、エア
コングレッサ６ｂはｉｌｌ空供換器６ａ一定圧のエアを
供給する為のものである。前記エア圧信号はエアオペレ
ートレギュレータ６Ｃに供給されておシ、このエア圧信
号によってエアオペレートレギュレータ６Ｃを操作して
エアホース９内の塗料の流速（吐出量）を制御しうるよ
うになっている。なお、エアオペレートレギュレータ６
ｃには塗料供給装置６ｄよυ−一定圧塗料が供給されて
いる。

次にカウント認識回路１１について説明する。

このカウント認識回路１１は、タイミング装置１２、状
態変化検出回路１８、ゲート回Ｆ４５２０．２１及びラ
ッチ回路２２を主体としてなっている。廿ず、タイミン
グ装置１２について説明すると、これは片手で握持可能
な把手１２ａ及びこの把手に揺動可能に支持されたトリ
ガ１６とこのトリガの操作に対応して■、Ｌの２値のタ
イミング信号を発生しうるマイクロスイッチ１５とトリ
ガ１６を前方へ付勢するためのスプリングＳとからなっ
ている。

このタイミング装置１２は防爆措置が施されておシ、又
フレキシブルコード１７によって状態変化検出回路１８
と接続されている。このため、オペレーターはこのタイ
ミング装に１２を握持しｆＬまま自由に移動させること
ができる。状態変化検出回路１８はトリガ１６が引かれ
たかあるいは戻されたかを検出するためのものであって
、マイクロスイッチ１５からのタイミング信号がＨから
Ｌ若しくはＬから■へ変化した際にタイミングパルスを
出力するように構成されている。なお、この状態変化検
出回路１８からのタイミングパルスはゲート回路２σ、
２１にそれぞれ入力されている。

ラッチ回路２２はゲート回路２０．２１を介して人力さ
れる、前記タイミング信号と現在値カウンタ５ｇの積算
パルス数とを一時的に保持するためのものであって、状
態変化検出回路１８からのタイミングパルスによってゲ
ート回路２０．２１のゲートが開かれた際の値が同ラッ
チ回路２２に保持される。なお、ゲート回路２０からの
タイミング信号Ｓは、例えばトリガ１６が引かれた時を
１、離された時を０としてラッチ回路２２に保持される
。。なお、後述するタイミング装置１２を用いて初期デ
ータを設定する場合には、トリガ１６が引かれた際のラ
ッチ回路２２の積算ノ（ルス数Ｃｎに、予めキーボード
５ｅにより入力されている吐出′ｉＪ−デークＱｎが割
シ付けられ、（これは、キーボード５ｅから予め入力さ
れたデータＱｎは一時記憶部５ａに記憶されているので
（積算］＜ルス数Ｏｎが設定された後に吐出力支データ
Ｑｎが入力される場合もある。）、ラッチ回路２２の積
算ノくルス数Ｏｎを一時記憶部５ａに転送して、同積算
ノ（ルス数Ｏｎに吐出音データＱｎを割り付ける。）こ
のデータＯｎ、Ｑｎが一時記憶部５ａより主記憶部５ｆ
に転送されて、同主記憶部５ｆのデータがキ＋替えられ
るようになっている。またこの他に、タイミング装置１
２を用いて一時記憶部５ａ内の積算パルス数Ｏｎを書き
替えることもできるが（この際に吐出量０なるデータを
同時に設定することもできる）、この＠替えの方法とし
ては、例えばラッチ回路２２から転送される積算ノくル
ス数０１１に最も近い積算パルス数のデータを一８６記
（ｆ（部５ａ内よシさがし出し、これをＯｎに引替えれ
はよい。

引き続いて、作用及び効果について説明する。

本例では処理部５ｂは次のようなモードを有している。

第１モード：このモードは、主として主記憶部５ｆが記
憶している吐出量データＱ、　ｎを読み出すとともに、
この吐出量データＱｎに対応するカウント数Ｃｎと現在
値カウンタ５ｇの伊ｐ、パルスへ′りＱＴとを比較して
、Ｏｎ≦ＣＴ≦Ｃ！ｎ＋１　のΦ件にて吐出量データＱ
ｎを工１０５［１に出力するようになっている。なお、
この第１モードのｉ”ｌ’　７１１１については即に説
明した。

第２モード：キーボード５ｅから入力された吐出量デー
タＱｎ等を一時記憶部５ａに書き込む。

第６モード：キーボード５θの操作によって、一時記憶
部５ａの吐出量データの一部を璽）き替える。

第４モードニ一時記憶部５ａのデータを主記憶部５ｆに
松、き込む。

第５モード：主記憶部５ｆの記憶内容を読み出して一時
記憶部５ａに書き込む。

第６モード二一時記憶部５ａの記憶内容を読み出して表
示部１４に表示する。

第７モード：タイミング装置１２からの２値信号を（本
例では０，１）入力し、０（トリガ１６が開放された状
態）に対しては吐出量０なる値を同トリガ１６が開放さ
れた際の積算パルス数に割シ付け、これを一時記憶部５
ａに書き込む機能と、１（トリが１６が引かれた状態）
の状態に対しては、同トリガ１６が引かれた際の積算パ
ルス数を一時記憶部５ａに書き込む機能と（即に一時・
記憶部５ａ内にデータが設定されている場合には、同パ
ルス数に対応する積算パルス数のデータを書き替える機
能も有する。）を有する。なお、一時記憶部５ａに吐出
量データＱ、ｎが即に設定されている場合には、トリガ
１６が操作された際の積算パルス数が順次これにξ割シ
付けられる機能も有する。なお、この第７モードは塗装
用ロボット１はＭ１モードで動作中であることが前提と
なる。

次に、本例における制御の具体的な手＋ｉを個別に説明
する。

（１）初期データを手動設定する場合。

初期データの手動による設定は第６図に示す手順によシ
行なわれる。即ち、まず第２モードにおいて、キーボー
ド５ｅよ多入力された吐出量データを一時記憶部５ａに
書き込み、第６モードで一時記憶部５ａの内容を表示部
１４へ表示する。そして、この表示されたデータの引替
えが必要な場合（入カミ・スが生じた場合等）には、オ
ペレーターは第６モードを選択して、キーボード５θに
よって一時記憶部５ａの吐出量データを１替えだ後、再
び第６モードヘ戻シ、書替えの必要がない場合には第４
モードへ進んで、一時記憶部５ａのデータを主記憶部５
ｆに転送してデータを確定する。

もし、この際ロボットを実際に動かして確認をしたけれ
ば、第１モードを選択して、主記憶部５ｆの吐出量デー
タＱｎを、Ｏｎ≦ＱＴ≦ｃｎ＋１　の色性にて工／　Ｑ
　５　ｔｌに出力する。一方、確認の必要がない場合、
若しくは前記確認を終了（確認中であってもよい）して
、″さらにデータ訂正が必要な場合には、第５モードを
選択して主記憶部５ｆのデータを一時記憶部５ａに転送
した後、再び第６モードへ戻る。なお、訂正の必要がな
ければこのルーテンよシメインルーテン等へ戻る。なお
、この初期データを手動設定する場合には確認が必要な
とき以外は塗装用ロボット１は、停止されていることを
前提とするが、必要であれば第１モードにて稼動させな
がらｔ記作業を行うこともできる。

（２）初期データの設定において、タイミング装置１２
の操作にて、所定の積算カウント数に対して吐出量０な
るデータを設定し、具体的な吐出量データは、キーボー
ド５ｅにて設定する場合。

この場合には、まず第７モードにおいて、塗装用ロボッ
ト１の動作軌跡を見ながらタイミング装置１２を操作す
る。即ち、通？にのスプレーガンと同様に塗料の吹き付
けが必要な箇所にくればタイミング装置１２のトリガ１
６を引き、不必要な箇所ではトリガ１６を離す。そうす
ると、一時記憶部５ａにはトリガ１６を引いた際の積算
パルス数ＱＫと離した際の積算パルス数０４が順次記憶
されるとともに、トリガ１６を離した際の積算パル数ａ
１には吐出量０なるデータが割シ付けて記憶さする。一
方、トリガ１６を引いた際のＭ満４パルス数○Ｘには、
それぞれ個々に吐出量データＱＫが割シ付けられる。こ
の吐出量データＱＩＣと積算パルス数との割シ付は方法
としては、予めトリガ１６の操作回数が把握できる場合
には、一時記憶部５ａの吐出量データＱＫが割シ付けら
れる番地にキーボード５ｅによって予め吐出量データＱ
Ｋを入力しておけばよく、又、操作回数が不つ」である
ときには、吐出量データが割シ付けられる一時記憶部５
ａ内の記憶領域は空白にした′１ま、積算パルス数ＱＫ
のみを記憶させ、その後キーボード５ｅによシ吐出量デ
ータＱＫを入力して割り付ければよい。

次に、この第７モードで初期データが設定されると、第
６モードに進んで一時記憶部５ａの記憶内容を表示部１
４に表示した後、第６モードヘ進んで一時記憶部５ａの
データを書き替え可能な状態にする。とこで、書き替え
が必要であればキーボード５θを熟作して書き替えを行
い、讐き替えの必要がなければそのまま第６モードへ進
む。なお、この第６モード以降は前述の初期データを手
動設定する場合と同様であるので説明を省略する。

（３）設定済データを修正する場合 この場合は、まず第５モードにおいて、主記憶部５ｆの
記憶内容を読み出して一時記憶部５ａに書き込む。次に
第６モードへ進んで一時記憶部５ａの内容を内容を読み
出して辰示部１４に表示した後、第６モードへ進んでキ
ーボード５ｅの操作によって一時記憶部５ａのデータの
一部をへき替える。この後は前述の初期データを手動設
定する場合と同様であるので説明を省略する。なお、こ
の設定済データを修正する場合には第１モードにて塗装
用ロボット１が稼動中であることが前提となる。（従っ
て、ライン等を止めることなくデータの４６正が行なえ
るわけである。）なお、当然のことながら、必要であれ
ば塗装用ロボット１は停止させておいてもよいことはも
ちろんである。

（４）　データを修正する際に、タイミング装置１２を
用いて積算パルス数の参照を行う場合。

この場合は、前述の第４図に示した場合と同様の手順に
なる。即ち、第７モードにおいて、塗装用ロボット１の
動作軌跡を見ながらタイミング装置１２を操作する。こ
の操作は、例えばタレ、スケ等の不具合の生じた箇所の
み行なえばよい。この操作を行なうと、一時記憶部５ａ
のデータが修正されるとともに第６モードへ進／・で一
時記憶部５ａの記憶内容（修正されたデータが含まれる
）が表示部１４に表示される。即ち、オペレーターは修
正したデータ（積算パルス＆）ヲ参照ナルコとができる
わけである。なお、以後は前述の第４図に基づく説明と
同様であるのでその説明を省略する。

このように、本例によれば塗装用ロホフト１を稼動させ
た状態のまま吐出量データの修正を行なえるので、ライ
ン等の稼動中に塗装部位に不具合が生じても何らライン
等を停止させることなく不具合の修正を行うことができ
る。

また、初期テークの設定においては、タイミング装置１
２によって積算パルス数の設定と吐出量ゼロのデータと
を設定できるので、キーボード５θから手動で設定する
場合に比べ、データの設定ミスが飛閂的に減少するとと
もに設定に要する時間も大幅に短んできる。

さらにまた、タイミング装れ１２を用いたデータ設定僧
・においても、同データによって即座に塗装用、ロボッ
ト１に不゛ミニ３Δ動作を行なわせることができるので
、ｔ’Ｔ４作ミスぐｊ・が看過されてしまうといった不
具合は未然に防止される。

なお、以上の実施例では、塗装用ロボット１の制御（即
ち第１モード）とデータの入力及び訂正（即ち第２〜第
７モード）とをそれぞれ個別のＣＰＨによって処理を分
散させる形式にて説明したが、他にマルチタスク形式や
、Ｄ　Ｍ　Ａ　Ｏや割込みを併用しての処理の効串化に
よって、１つのＯＰＵにても行うととも可能−である。

また、本例では制御部５内に現在値カウンタ５ｇを設け
たが、これはロボット制御装置８内のものを流用すると
とも可能である。

すなわち本発明は特許請求の範囲の記載によって、ロボ
ットに通常の作業を行なわせた状態の゛ままデータの入
力及び訂正が行なえるので、ライン等の稼動中において
塗装部位にタレ、スケ等の不具合が生じても、何らライ
ンを止めることなく同不具合を修正できるという優れた
特徴がある。このため、不具合が生じた際にはいちいち
ラインを止めてデータ等の修正を行なってい／こ場合と
ｔよ異なシ、歩止まシが大幅に向トするので、生ｈ−４
性向玉に資するところ大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全イ；４・の構成を示すブ
ロック図、第２図は吐出量制御１装置を主として示すブ
ロック図、第６図〜第５図は各制御手順を示すフローチ
ャートである。 １・・・塗装用ロボット　２・・・ロボット制御装置５
・・・制御部　５ａ・・・一時記憶部５ｂ・・・処理部 ５θ・・・データ入力修正装置（キーホード）５ｆ・・
・主記憶部　１１・・・操作部１２・・・タイミング装
置　１４・・・表示部用　願　人　トヨタ自動車株式会
社 代理人　弁理士　岡田英彦 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗装部位に応じて塗料吐出量を連続的に変更する
   ための側抜情報を、ロボットの動作速度に関連して周波
   数が変化する同期パルスのカウント値に対応させて、予
   めロボットの動作軌跡情報とは独立かつ修正可能な状態
   で記憶し、ロボットの再生運転時には、前記記憶情報を
   ロボットの同期パルスと同期して時経列に再生出力し、
   タレ、スケ等に対しては前記記憶情報を（シ正して対処
   するタイプのロボットを用いた自動塗装方法であって、
   前記制御イ青報及び同期パルスのカウント数からなるデ
   ータを記憶し制御に供する主記憶部と、前記データの設
   定、修正の際に用いられる一時記憶部とを、主記憶部の
   データの読み出しと一時記憶部へのデータの書込みとが
   独立して実施可能に設け、主記憶部へのデータの書込み
   に際しては前記一時記憶部の内容を主記憶部に転送する
   ことにより行い、主記憶部のデータ修正に隙しては、主
   記憶部のデータを一時記憶部に転送し、同一時記憶部で
   所望の修正をしだ後主記憶部に戻すことにより行うこと
   を特徴とするロボットを用いた自動塗装方法。
2. （２）塗装ガンを有するロボットと、このロボットを制
   御しかつ同ロボットの動作速度に関連して周波数が変化
   する同期パルスを出力するロボット制御装置と、前期同
   期パルスを前記ロボットの動作開始位置からカウントし
   、このカウントによる積算パルス数をパラメータとして
   塗装部位に応じた吐出量をロボットの動作軌跡情報とは
   独立かつ修正可能な状態で記憶し再生する制御部と、こ
   の制御部からの吐出量制御信号によって前記塗装ガンか
   らの塗料等の吐出量を制御する操作部とを有するタイプ
   のロボットを用いた自動塗装方法であって、前記制御部
   には前記間中パルスのカウント値及び前記吐出量に関す
   るデータを記憶する主記憶部と前記データを設定、修正
   する際に一時的にデータを記憶する一時記憶部と前記デ
   ータを設定若しくは修正するためのデータ入力修正装置
   と前記データを表示するための−　゛極ト 揃覗４−→鴫→←ト←か外台そ表示装置とを設け、さら
   に同制御部は、前記同期パルスのカウント値をｇｏｔ、
   て同カウント値に対応する吐出量に関するデータを前記
   主記憶部から読み出して前記操作部に出力する第１モー
   ドと、前記データ入力修正装置から入力されるデータを
   前記一時記憶部に書き込むための第２モードと、前記デ
   ータ入力修正装置からの入力に応じて前記一時記憶部の
   記憶内容を変更する第６モードと、前記一時記憶部の記
   憶内容を前記主記憶部へ転送する第４モードと、前記主
   記憶部の記憶内容を読み出して前記一時記憶部へ転送す
   る第５モードと、前記一時記憶部の記憶内容を読み出し
   て前記表示装置に表示する第６モードとを有しさらに少
   くとも前記第１モードと第２〜第６モードのいづれかを
   同時に実行しつる機能を有することを特徴とするロボッ
   トを用いた自動塗装装置。