JPS6314657B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗装用ロボツトを使用して自動車の車
体等のような大型の被塗物を自動塗装するのに適
した塗装用ロボツトの制御方法に関するものであ
る。

一般に、自動車の車体等のように大きな塗装面
積を有する被塗物を自動的に塗装する場合には、
被塗物をコンベヤ上に載置して搬送し、塗装用ロ
ボツトを被塗物の搬送方向と同方向に走行させな
がら該塗装用ロボツトにより塗装を行なわせる方
式が従来から広く採用されている。

ところで、塗装用ロボツトと被塗物とを移送し
ながら塗装を行なつている途中に電源故障や事故
等によりコンベヤが停止したり、また塗装作業に
手違いが生じた場合等やむを得ず電源スイツチを
切断してコンベヤを停止させる必要がある場合が
生じる。このような場合には塗装が途中で中断さ
れてしまうことになる。この状態からコンベヤの
駆動を再開し、被塗物の残余の塗装部位の塗装を
継続すると、停止前に塗装した部位と再開後の塗
装部位との間に境界が現われ、塗膜が不均一とな
つて塗装品質を著しく劣悪とならしめることにな
る。このため、コンベヤが中断したときには多数
の作業員により残余の部分を塗装することとな
り、そのための人員を確保しなくてはならず、工
業用ロボツトを導入しても省人化とはならない欠
点があつた。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされた
もので、塗装用ロボツトを用いて塗装作業をして
いる途中でコンベヤが停止したときにも、所定部
位の塗装を終了させ、塗装品質の向上を図るよう
にした塗装用ロボツトの制御方法を提供すること
にある。

この問題点を解決するために、本発明は、コン
ベヤ上を搬送される被塗物に向け塗装を行なう塗
装用ロボツトと、該塗装用ロボツトを前記コンベ
ヤと平行に走行させる走行機構と、前記コンベヤ
に付設され前記被塗物の基準位置通過を検出する
位置センサと、前記コンベヤが所定量移動する毎
にパルス信号を発生させるパルス発生器と、前記
塗装用ロボツトの前記被塗物に対する相対位置お
よび該塗装用ロボツトの関節の変位、塗料の吐
出、停止等の塗装作業内容を制御する制御装置
と、前記コンベヤの走行停止を検出する停止検出
手段とを有する塗装用ロボツトの制御方法であつ
て、前記被塗物の塗装面を分離して塗装可能な部
位毎に複数の塗装ブロツクに区画して該各塗装ブ
ロツク毎に塗装作業内容をテイーチングして予め
前記制御装置に記憶させる工程と、プレイバツク
時には前記コンベヤに搬送される被塗物を前記位
置センサにより基準位置を通過したことを検知し
た後前記パルス発生器からのパルス信号により被
塗物の位置を検出する工程と、前記塗装用ロボツ
トが最初の塗装ブロツクと対面した後は前記走行
機構を前記コンベヤと同速で同方向に走行させる
ことにより該塗装用ロボツトと前記被塗物との間
の相対位置を一定に保持しつつ前記制御装置に記
憶されたテイーチングに基づく塗装作業を行なわ
せる工程と、前記最初の塗装ブロツクの塗装終了
後、前記塗装用ロボツトを前記被塗物に対して相
対変位させることにより次の塗装ブロツクに変位
させる工程と、然る後再び前記塗装用ロボツトと
被塗物との間の相対位置を一定に保持しつつ前記
次の塗装ブロツクの塗装作業を行わせる工程、さ
らに前記いずれかの塗装ブロツクにおける塗装作
業中に前記コンベヤの停止を前記停止検出手段が
検出したときには、前記塗装用ロボツトの移動を
停止させて当該塗装ブロツクの塗装を終了させ、
その後該塗装用ロボツトの塗装作業を中止させる
工程とから構成したことにある。

このように構成することにより、塗装用ロボツ
トがいずれかの塗装ブロツクを塗装している間に
コンベヤが停止した場合には該コンベヤの停止を
停止検出手段により検出し、検出信号を制御装置
に入力することにより塗装用ロボツトと被塗物と
の間の相対位置を保つた状態で当該塗装ブロツク
の塗装を終了させ、然る後塗装用ロボツトをコン
ベヤが再び駆動されるまで塗装作業を中止させ、
コンベヤが再駆動された後に後続塗装ブロツクの
塗装を継続される。これにより、コンベヤの停止
の前後における塗装作業の間における被塗物の塗
装被膜が不均一となるのを防止し得て塗装品質を
良好に保つことができる。

以下、図面に基づき本発明の実施例について説
明する。

まず、第１図および第２図に塗装用ロボツトを
使用して自動車の車体を塗装する場合について示
す。同図において、１は塗装用ロボツトで、該塗
装用ロボツト１は基台２と、該基台２上に設けた
ターンテーブル３と、該ターンテーブル３上に回
動可能に立設した第１のアーム４と、該第１のア
ーム４の上端に回動可能に取付けた第２のアーム
５と、該第２のアーム５の先端を曲折可能ならし
める手首６と、該手首６に取付けた塗装機７とか
ら大略構成されている。そして、ロボツト１は塗
装ブースのピツト内に敷設されたレール８，８上
に設置した走行台車９上に設けられている。そし
て、該走行台車９は走行駆動手段（図示せず）に
よりレール８に沿つて走行することができるよう
になつており、該走行台車９と走行駆動手段とに
よつてロボツト１の走行機構が構成される。

１０は被塗物としての自動車の車体で、該車体
１０は台車１１上に載置されコンベヤ１２，１２
上を第１図中矢示方向に搬送される。そして、車
体１０の塗装面は分離して塗装することができる
部位毎に区画して複数の塗装ブロツクａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅが形成されている。例えば、第１図に
示した如く塗装ブロツクａは車体１０のフロント
部からサイドコーナ部までの領域、塗装ブロツク
ｂはフロントサイド部のフロントドア取付部まで
の領域、塗装ブロツクｃはフロントおよびリヤの
ドア部分の領域、塗装ブロツクｄはリヤドアの後
方以降のリヤサイド部領域、塗装ブロツクｅはリ
ヤ部領域とする。そして、該各塗装ブロツクａ乃
至ｅはロボツト１と車体１０との間相対位置を一
定に保つた状態で塗装することができる範囲にし
ておく。

第３図に塗装用ロボツト１の制御装置の回路図
を示す。同図において、２１はコンベヤ１２が所
定量移送される毎にパルスを発信するパルス発生
器で、該パルス発生器２１はゲート回路２２と接
続されている。２３はコンベヤ１２の基準位置に
配設され、車体１０が当該基準位置を通過したこ
とを検知する位置センサで、該位置センサ２３は
フリツプフロツプ回路２４と接続されており、車
体１０が位置センサ２３を通過すると、位置セン
サ２３からフリツプフロツプ回路２４に信号が入
力され、該フリツプフロツプ回路２４のデータ出
力によりゲート開信号を出力し、ゲート回路２２
を開くように構成されている。そして、ゲート回
路２２が開かれるとパルス発生器２１からのパル
スがゲート回路２２を介して計数回路２５に刻々
入力され、この入力パルス数を計数することによ
り、車体１０の位置が検知される。次に、２６は
レール８に付設され、塗装用ロボツト１の位置を
電圧の変化により検出するポテンシヨンメータ、
２７はロボツト１のターンテーブル３、第１およ
び第２のアーム４，５、手首６等からなる関節に
設けられ、これら各関節の変位を電圧の変化とし
て出力するポテンシヨメータで、前記計数回路２
５、ポテンシヨメータ２６，２７からの信号は入
力制御装置（図示せず）を介して演算処理装置２
８から記憶装置２９に書込まれるように構成さ
れ、この回路構成を使用して塗装作業のテイーチ
ング内容を記憶することができるようになつてい
る。

一方、記憶装置２９に予め記憶されている塗装
作業内容を読み出しプレイバツク動作をするに
は、該演算処理装置２８は制御プログラムに従つ
て車体１０が位置センサ２３を通過したときに作
動を開始し、パルス発生器２１から入力されるパ
ルス信号に基づき車体１０の位置を常時検出しな
がら、車体１０の各位置における塗装作業内容を
記憶装置２９から読み出して出力することができ
るように構成されている。そして、塗装作業内容
のうち、ロボツト１の位置についてはＤ／Ａ変換
器３０、比較器３１、サーボアンプ３２を介して
走行台車９の走行駆動手段を駆動させることによ
り制御される。また、ロボツト１の関節の変位や
塗料の吐出、停止等ロボツト１自体の動作につい
ては、Ｄ／Ａ変換器３３、比較器３４、サーボア
ンプ３５を介してロボツト１の作動機構を構成す
る各アクチユエータを適宜作動させることにより
制御される。なお、前記比較器３１，３４は演算
処理装置２８から出力される指令内容と、それぞ
れポテンシヨメータ２６，２７から出力されるロ
ボツト１の現実の動作とを常時比較することによ
りロボツト１の動作に誤動作が生じるのを防止す
るために設けられている。

次に、３６は電源故障、スイツチの切断等によ
りコンベヤ12が停止したときにその停止を検出す
る停止検出手段で、該停止検出手段３６の入力側
はゲート回路２２を介してパルス発生器２１と接
続され、該パルス発生器２１からのパルス信号が
刻々入力され、該停止検出手段３６はパルス信号
受信の開始後所定の時間間隔以上パルスの到来が
途絶えたときに、この未到来パルスを検知する。
停止検出手段３６の出力側はブザー等からなる警
報装置３７に接続され、コンベヤ１２が停止した
ことを警報させると共に、演算処理装置２８と接
続されてコンベヤ１２の停止信号を出力する。さ
らに、３８はパルス発生器２１とほぼ同一パルス
間隔でパルスを発生する制御パルス発生器で、該
制御パルス発生器３８はコンベヤ１２の停止信号
が演算処理装置２８に入力されたときに、該演算
処理装置２８からの信号により、塗装作業内容に
関するデータ送り出し速度を制御するためのパル
ス信号を演算処理装置２８に出力するよう構成さ
れている。

次に、前述の回路に基づき塗装用ロボツトのテ
イーチング作業について説明する。

まず、コンベヤ１２上に塗装されるべき車体１
０を載置し、該車体１０を搬送させる。そして、
車体１０が位置センサ２３を通過したときにフリ
ツプフロツプ回路２４からゲート開信号がゲート
回路２２に入力され、パルス発生器２１からのパ
ルス信号が計数回路２５に刻々入力される。そし
て、車体１０が適宜の位置になつたときにコンベ
ヤ１２が停止され、このときの車体１０の基準位
置からの距離は記憶装置２９により記憶される。
そこで、走行台車９を移動させ、ロボツト１がま
ず最初に塗装すべき塗装ブロツクａの全体を塗装
するのに最適位置に配置する。このロボツト１の
位置はポテンシヨメータ２６により検出され、記
憶装置２９に記憶させる。この位置で塗装機７に
テイーチングハンドルを取付けロボツト１の関節
を動かすことにより塗装ブロツクａの塗装作業を
テイーチングする。そして、この関節の動きはポ
テンシヨメータ２７により信号変換され、塗装機
７に関する塗装情報と共に記憶装置２９に記憶さ
せる。この塗装ブロツクａでの塗装作業内容のテ
イーチングが終了するとブロツクエンドマークが
記憶装置２９に入力される。これによつて、第４
図に示したように車体１０の基準位置から塗装開
始位置までの距離に関する情報、その位置におけ
るロボツト１の車体１０に対する相対位置に関す
る情報、関節の動きに関する情報、塗料情報等か
らなるデータA₁，A₂，A₃，…およびブロツクエ
ンドマークA_BEMからなるデータ群Ａが得られる。

次に車体１０はそのままにして、ロボツト１を
第１図中の矢示とは逆方向に移動させ、塗装ブロ
ツクｂの全体を塗装するのに最適な位置で停止さ
せる。このロボツト１の車体１０に対する相対変
位はポテンシヨメータ２６から記憶装置２９に入
力される。そして、この位置において塗装ブロツ
クｂの塗装作業内容がテイーチングされ、然る後
ブロツクエンドマークを入力することにより、デ
ータB₁，B₂，B₃，…およびブロツクエンドマー
クB_BEMからなるデータ群Ｂを得る。このように
して、順次各塗装ブロツクｃ，ｄ，ｅに関するデ
ータ群Ｃ，Ｄ，Ｅを作成し、最後のデータ群Ｅの
後にエンドマークENDを入力することによりテ
イーチング作業は完了する。

ここで、前記各塗装ブロツクにおけるテイーチ
ングが終了する毎にブロツクエンドマークが入力
されるが、これは当該塗装ブロツクのみの塗装作
業が終了したことを示すもので、引き続き次の塗
装ブロツクに関するテイーチング情報が記憶され
ていることを意味する。これに対して、エンドマ
ークは当該被塗物の全塗装が終了したことを意味
するものであつて、プレイバツク動作時にこのエ
ンドマークを読み出すことにより全テイーチング
情報の読み出しが完了したことになる。

前述のようにして得たテイーチング情報に基づ
き車体１０に実際の塗装を行なうプレイバツク動
作は次のようにして行なわれる。まず車体１０を
コンベヤ１２に載置し、コンベヤ１２を駆動する
ことにより車体１０を搬送する。そして、車体１
０が位置センサ２３を通過すると、フリツプフロ
ツプ回路２４から演算処理装置２８に信号が発信
され、記憶装置２９からのデータの読み出しが開
始される。これと同時に演算処理装置２８にはパ
ルス発生器２１からのパルス信号が刻々入力さ
れ、演算処理装置２８は常時車体１０の位置を検
知している。そこで、演算処理装置２８は記憶装
置２９から車体１０の塗装開始位置に関する情報
およびその位置におけるロボツト１の車体１０に
対する相対位置に関する情報を読み出し、Ｄ／Ａ
変換器３０、サーボアンプ３２を介して走行駆動
手段を作動させ、ロボツト１を第１図中の右端位
置から塗装ブロツクａの塗装を開始すべく指定さ
れた位置にまで変位させる。ロボツト１と車体１
０との間の相対位置が最適な状態になると、パル
ス発生器２１のパルスに同期して走行駆動手段を
作動させることによりロボツト１は車体１０と同
速で移送され、この間に演算処理装置２８から
Ｄ／Ａ変換器３３を介してサーボアンプ３５に関
節の動き、塗料の吐出、停止等に関する情報等が
出力され、該サーボアンプ３５によりロボツト１
の各アクチユエータをテイーチング内容に従つた
動作を行なわせることによつて塗装ブロツクａの
塗装が行なわれる。塗装ブロツクａの塗装が完了
するとブロツクエンドマークA_BEMが読み出され
る。

演算処理装置２８が塗装ブロツクａのブロツク
エンドマークA_BEMを読み出すと、データ群Ａに
基づく塗装作業を完了したことが認識せしめられ
ると共に、引き続き塗装ブロツクｂの塗装データ
Ｂの読み出しが開始される。そこで、まず記憶装
置２９から塗装ブロツクｂにおけるロボツト１の
車体１０に対する相対位置に関する情報が読み出
され、ロボツト１は速やかに第１図の矢示とは逆
方向に後退して塗装ブロツクｂの塗装を開始すべ
く指定された位置にまで移動し、再びロボツト１
は車体１０と同速で移送されることによつて、塗
装ブロツクｂでの塗装が行なわれる。

このようにして順次各塗装ブロツクｂ，ｃ，
ｄ，ｅの塗装を行ない、演算処理装置２８がエン
ドマークENDを読み出したときに車体１０に対
する全塗装作業が終了したことになる。そこで、
ロボツト１はスタート位置に復帰せしめられ、次
に塗装すべき車体が搬送されて来るのを待つ。

ところで、いずれかの塗装ブロツクにおける塗
装作業中にコンベヤ１２が、電源故障等の事故や
コンベヤ制御用スイツチの切断等により、停止し
てしまうことがある。このときパルス発生器２１
からのパルス信号に同期して作動する走行駆動手
段も同時に停止することになる。そこで、未到来
パルスを検出する停止検出手段３６はパルス発生
器２１からのパルス信号が一定時間以上に亘つて
入力されないことにより作動せしめられ、警報装
置３７を駆動して作業者にコンベヤ１２の停止を
警報すると共に、演算処理装置２８に停止信号を
入力する。この停止信号に基づき演算処理装置２
８から制御パルス発生器３８をアクセスし、該制
御パルス発生器３８からのパルスが入力せしめら
れる。これにより演算処理装置２８には当該塗装
ブロツクにおけるロボツト１と車体１０との相対
位置での塗装作業内容に関するデータの送り手し
が制御パルス発生器３８からのパルス信号により
制御されて、当該塗装ブロツクにおける塗装が継
続される。この場合、走行駆動手段はコンベヤ１
２の停止と同時にその駆動が停止されているか
ら、ロボツト１と車体１０との間の相対位置は当
該塗装ブロツクにおける塗装に適した状態に保持
されている。そして、演算処理装置２８は当該塗
装ブロツクのブロツクエンドマークを読み出すま
で、テイーチング情報に基づきロボツト１に塗装
作業を行なわせ、ブロツクエンドマークを読み出
したときに後続の塗装ブロツクの有無とは無関係
に、記憶装置２９からのデータの読み出しを中止
し、ロボツト１の作動を停止させる。然る後、コ
ンベヤ１２が再駆動されると、再びパルス発生器
２１からのパルス信号が演算処理装置２８に入力
されることになるから、該演算処理装置２８によ
るデータの読み出しが再開され、ロボツト１に後
続の塗装ブロツクにおける塗装を行なわせる。

以上詳細に述べた如く、本発明に係る塗装用ロ
ボツトの制御方法によれば、被塗物の塗装面のう
ち分離して塗装することが可能な部位毎に区分け
して複数の塗装ブロツクを形成してそれぞれの塗
装ブロツク毎に塗装作業内容のテイーチングを行
ない、このテイーチング内容に基づき塗装用ロボ
ツトをプレイバツク動作させて被塗物の塗装を行
なうようにし、コンベヤの停止検出手段を塗装用
ロボツトの制御装置に付設することによつて、塗
装用ロボツトがいずれかの塗装ブロツクを塗装し
ている間にコンベヤが停止した場合には該コンベ
ヤの停止を停止検出手段によつて検出し、塗装用
ロボツトと被塗物との間の相対位置を保つた状態
で当該塗装ブロツクの塗装を終了させ、然る後塗
装用ロボツトの作動をコンベヤの再駆動があるま
で停止させる方式を採用したから、被塗物のコン
ベヤ停止前後における塗装作業による塗装被膜が
不均一になるのが防止され、かかる被塗物の塗装
を不良品とすることはないから塗装効率を向上さ
せることができると共に、塗装品質の維持を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車の車体を塗装する塗装用ロボツ
トを示す平面図、第２図は第１図の右側面図、第
３図は本発明に係る塗装用ロボツトの制御方法の
一具体例を示す回路図、第４図は第３図の記憶装
置に記憶させるデータを示す図である。 １……塗装用ロボツト、８……レール、９……
走行台車、１０……被塗物、１２……コンベヤ、
２１……パルス発生器、２２……位置センサ、２
５……カウンタ、２６，２７……ポテンシヨメー
タ、２８……演算処理装置、２９……記憶装置、
３６……停止検出手段、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ……
塗装ブロツク、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ……データ
群。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンベヤ上を搬送される被塗物に向け塗装を
   行なう塗装用ロボツトと、該塗装用ロボツトを前
   記コンベヤと平行に走行させる走行機構と、前記
   コンベヤに付設され前記被塗物の基準位置通過を
   検出する位置センサと、前記コンベヤが所定量移
   動する毎にパルス信号を発生させるパルス発生器
   と、前記塗装用ロボツトの前記被塗物に対する相
   対位置および該塗装用ロボツトの関節の変位、塗
   料の吐出、停止等の塗装作業内容を制御する制御
   装置と、前記コンベヤの走行停止を検出する停止
   検出手段とを有する塗装用ロボツトの制御方法で
   あつて、前記被塗物の塗装面を分離して塗装可能
   な部位毎に複数の塗装ブロツクに区画して該各塗
   装ブロツク毎に塗装作業内容をテイーチングして
   予め前記制御装置に記憶させる工程と、プレイバ
   ツク時には前記コンベヤに搬送される被塗物を前
   記位置センサにより基準位置を通過したことを検
   知した後前記パルス発生器からのパルス信号によ
   り被塗物の位置を検出する工程と、前記塗装用ロ
   ボツトが最初の塗装ブロツクと対面した後は前記
   走行機構を前記コンベヤと同速で同方向に走行さ
   せることにより該塗装用ロボツトと前記被塗物と
   の間の相対位置を一定に保持しつつ前記制御装置
   に記憶されたテイーチングに基づく塗装作業を行
   なわせる工程と、前記最初の塗装ブロツクの塗装
   終了後、前記塗装用ロボツトを前記被塗物に対し
   て相対変位させることにより次の塗装ブロツクに
   変位させる工程と、然る後再び前記塗装用ロボツ
   トと被塗物との間の相対位置を一定に保持しつつ
   前記次の塗装ブロツクの塗装作業を行わせる工
   程、さらに前記いずれかの塗装ブロツクにおける
   塗装作業中に前記コンベヤの停止を前記停止検出
   手段が検出したときには、前記塗装用ロボツトの
   移動を停止させて当該塗装ブロツクの塗装を終了
   させ、その後該塗装用ロボツトの塗装作業を中止
   させる工程とから構成してなる塗装用ロボツトの
   制御方法。