特開 2022-91409 ロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022091409

(43)【公開日】2022-06-21

(54)【発明の名称】ロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20220614BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020204232

(22)【出願日】2020-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今野 剛志

(72)【発明者】

【氏名】吉野 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】飯田 学

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS14

3C707AS15

3C707AS23

3C707BS10

3C707CT02

3C707CY26

3C707CY36

3C707JS02

3C707NS01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】設備規模を縮小することができるロボットシステムを提供する。
【解決手段】ロボットシステム１は、塗装ブース１００と、前処理用ロボット１０とを備える。前処理用ロボットは、被塗装物であるワークＷに対して塗装前処理を行う。また、前処理用ロボットは、塗装ブース内に配置され、塗装前処理用のエンドエフェクタＥＥを有する防爆ロボットである。さらに、前処理用ロボットは、ワークの搬送向きについてワークを挟むようにそれぞれ配置され、搬送向きに沿う搬送中心面Ｐに対してお互いに軸構成が対称である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

塗装ブースと、
被塗装物であるワークに対して塗装前処理を行う前処理用ロボットと
を備え、
前記前処理用ロボットは、
前記塗装ブース内に配置され、前記塗装前処理用のエンドエフェクタを有する防爆ロボットであること
を特徴とするロボットシステム。

【請求項2】

前記前処理用ロボットは、
前記ワークの搬送向きについて前記ワークを挟むようにそれぞれ配置され、前記搬送向きに沿う搬送中心面に対してお互いに軸構成が対称であること
を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記前処理用ロボットは、
第１軸まわりに回転する第１アームと、
前記第１軸と垂直な第２軸まわりに旋回する第２アームと
を備え、
前記第１アームの基準姿勢において前記第２アームが前記第１軸よりも前記ワークに近い位置となるようにそれぞれ配置されること
を特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記塗装ブースは、
前記搬送向きについて前記ワークを挟むようにそれぞれ配置される側壁
を備え、
前記前処理用ロボットは、
前記側壁にそれぞれ壁掛けされること
を特徴とする請求項３に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記前処理用ロボットは、
前記第１軸が前記搬送向きに沿う向きとなるようにそれぞれ配置されること
を特徴とする請求項３または４に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記エンドエフェクタは、
前記塗装前処理として除塵処理および除電処理を行うこと
を特徴とする請求項３～５のいずれか一つに記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記エンドエフェクタに接続される前記除塵処理用のホースをさらに備え、
前記ホースは、
前記第２アームの外部における前記ワーク側に配索されること
を特徴とする請求項６に記載のロボットシステム。

【請求項8】

前記前処理用ロボットは、
前記搬送向きについてシフトする位置にそれぞれ配置されること
を特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、ロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の関節部をそれぞれ駆動して動作するロボットが知られている。かかるロボットの先端には、溶接や把持といった用途にあわせたエンドエフェクタが取り付けられ、ワークの加工や移動といった様々な作業が行われる。

【0003】

また、除塵用のエンドエフェクタが取り付けられた除塵ロボットを用いることで、ワークの除塵を行う除塵システムも提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－８９０１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記した従来の除塵ロボットは、爆発性雰囲気や危険雰囲気に対応していないので塗装ブースなどの爆発性雰囲気とは独立した非爆発性雰囲気のブースに配置する必要がある。このため、全体としての設備規模が大きくなりやすい。

【0006】

実施形態の一態様は設備規模を縮小することができるロボットシステム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】

【0007】

実施形態の一態様に係るロボットシステムは、塗装ブースと、前処理用ロボットとを備える。前処理用ロボットは、被塗装物であるワークに対して塗装前処理を行う。前記前処理用ロボットは、前記塗装ブース内に配置され、前記塗装前処理用のエンドエフェクタを有する防爆ロボットである。

【発明の効果】

【0008】

実施形態の一態様によれば、設備規模を縮小することができるロボットシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係るロボットシステムの上面模式図である。

【図2】図２は、前処理用ロボットの斜視模式図である。

【図3】図３は、下流側からみた塗装ブースの側面模式図である。

【図4】図４は、軸構成の対称性を示す説明図である。

【図5】図５は、エンドエフェクタおよびホースの配置例を示す斜視模式図である。

【図6】図６は、ロボットシステムの構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、自動車などの車両が被塗装物である場合について説明するが、被塗装物は車両には限られない。

【0011】

また、以下に示す実施形態では、「対称」、「水平」、「垂直」、「鉛直」、「同一」あるいは「中心」といった表現を用いるが、厳密にこれらの状態を満たすことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

【0012】

まず、実施形態に係るロボットシステム１について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るロボットシステム１の上面模式図である。なお、図１には、説明をわかりやすくするために、塗装ブース１００の長手向き（長さ向き）に沿うＸ軸、塗装ブース１００の短手向き（幅向き）に沿うＹ軸および鉛直上向きが正方向であるＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。

【0013】

また、以下では、搬送装置１１０の搬送向き（Ｘ軸負方向）を「下流側」、逆向きを「上流側」、搬送向きに沿って右（Ｙ軸正方向側）を「右側」、左（Ｙ軸負方向側）を「左側」と記載する。また、上面視で搬送向きに沿って搬送装置１１０の中央（ワークＷの中央）を通る面を「搬送中心面Ｐ」とする。なお、搬送中心面Ｐは、ＸＺ平面と平行である。また、参考のため、図１には搬送向きをあらわす白抜き矢印（Ｘ軸正方向から負方向へ向く矢印）を示している。

【0014】

図１に示すように、ロボットシステム１は、塗装ブース１００と、被塗装物であるワークＷに対して塗装前処理を行う前処理用ロボット１０とを含む。塗装ブース１００は、外部と隔離された空間を有する塗装用の部屋であり搬送向きに沿って延伸している。

【0015】

塗装ブース１００の床面には、コンベアなどの搬送装置１１０が設置される。そして、搬送装置１１０は、被塗装物であるワークＷを所定の搬送向き（図１に示した場合ではＸ軸負方向）へ所定の速度で搬送する。なお、ワークＷは、図示しない治具などによって搬送装置１１０の可動部分に固定された状態で搬送される。

【0016】

なお、図１に示したエリアは、塗装前のワークＷに塗装前処理を施す「前処理エリア」に相当し、前処理エリアの下流側には塗装ロボット（図示せず）等によって塗装処理が行われる「塗装エリア」が連続している。つまり、上流側の前処理エリアで塗装前処理が完了したワークＷは、搬送装置１１０によって下流側の塗装エリアへそのまま搬送され、塗装処理が施される。

【0017】

ここで、「塗装前処理」としては、塗装前のワークＷに付着した塵などの異物を取り除く除塵処理、異物の再付着防止のために静電気を取り除く除電処理が含まれる。図１に示したエンドエフェクタＥＥは、１台で除塵処理および除電処理の双方を行う。なお、エンドエフェクタＥＥの詳細については図５を用いて後述する。

【0018】

図１に示したように、前処理用ロボット１０は、塗装ブース１００内に配置される、いわゆる防爆ロボットである。また、前処理用ロボット１０は塗装前処理用のエンドエフェクタＥＥを有している。ここで、「防爆ロボット」とは、たとえば窒素などの不燃性の気体を内部へ供給することで内圧を高め、内部を非爆発性雰囲気としたロボットのことを指す。

【0019】

このように、前処理用ロボット１０を防爆ロボットとすることで、内部が爆発性雰囲気や危険雰囲気となる塗装ブース１００内に前処理用ロボット１０を配置することができる。したがって、塗装前処理を含む塗装処理全体としての設備規模を縮小することができる。また、塗装前処理および塗装処理を同一の塗装ブース１００内で行うことができるのでブースからの出入に伴う塵の再付着を防止することができ、ひいてはワークＷの不良率を低減することが可能となる。

【0020】

図１に示したように、塗装ブース１００内には、前処理用ロボット１０が２台配置される。このため、それぞれの前処理用ロボット１０には、符号の末尾に識別用の文字を付加することとする。

【0021】

具体的には、搬送装置１１０の右側に配置される前処理用ロボット１０には「Ｒ」を、左側に配置される前処理用ロボット１０には「Ｌ」を、それぞれ付加している。なお、本実施形態では、前処理用ロボット１０の台数を２台としたが、１台としてもよく、３台以上としてもよい。

【0022】

ここで、ワークＷは、搬送中心面Ｐについて、たとえば、対称な形状である。ただし、ワークＷは厳密に対称な形状である必要はなく、ワークＷの左側のロボットおよび右側のロボットが同じ動作で塗装前処理を行うことが可能な程度の対称性を有していれば足りる。なお、ワークＷの右側については前処理用ロボット１０Ｒが作業を行い、左側については前処理用ロボット１０Ｌが作業を行う。

【0023】

このように、ワークＷは、搬送中心面Ｐについて対称な形状であるので、搬送装置１１０を挟んで配置される前処理用ロボット１０Ｒおよび前処理用ロボット１０Ｌは、お互いに左右対称な動作を行いつつワークＷに対する塗装前処理を行うことができる。

【0024】

各前処理用ロボット１０は、垂直多関節ロボットである。なお、前処理用ロボット１０は、塗装ブース１００の側面や天面、床面に設置可能であるが、図１では、側面にあたる側壁１０１に設置された場合を示している。

【0025】

具体的には、前処理用ロボット１０は、塗装ブース１００を囲うように配設された支柱や梁などに固定され、塗装ブース１００における固定箇所の内側には側壁１０１などの壁面が取り付けられる。なお、前処理用ロボット１０の場合と同様に、搬送装置１１０の右側の側壁１０１を側壁１０１Ｒ、左側の側壁１０１を側壁１０１Ｌのように記載する。

【0026】

図１に示したように、前処理用ロボット１０Ｒおよび前処理用ロボット１０Ｌは、ワークＷの搬送向きについてワークＷを挟むようにそれぞれ配置されており、搬送向きに沿う搬送中心面Ｐに対してお互いに軸構成が対称である。ここで、「軸構成」とは、各アームを旋回または回転させる各軸の配置を指す。

【0027】

また、各軸の配置には、隣り合う各軸のなす角、隣り合う各軸の軸間距離が含まれる。つまり、アームの外形や、形状の差異は問わない。そして、アームの外形や、形状が異なっていても、対称面（図１の場合は搬送中心面Ｐ）に対して各軸の配置が対称であれば、「軸構成が対称」であるという。

【0028】

このように、前処理用ロボット１０をお互いに軸構成が対称のロボットとすることで、ワークＷの両側から効率的に作業を行うことができるとともに、教示データの流用や転用が可能となり、ティーチング（教示作業）の作業負荷を抑制することができ、ひいてはロボットシステム１全体としてのコストを抑制することができる。なお、搬送中心面Ｐに対してお互いに軸構成が対称な前処理用ロボット１０Ｒおよび前処理用ロボット１０Ｌの場合には、教示データのＹ軸を反転することで、教示データの流用が可能である。

【0029】

前処理用ロボット１０の説明をつづける。図１に示したように、前処理用ロボット１０は、第１軸Ａ１まわりに回転する第１アーム１１と、第１軸Ａ１と垂直な第２軸Ａ２まわりに旋回する第２アーム１２とを備える。そして、各前処理用ロボット１０は、第１アーム１１の基準姿勢において第２アーム１２が第１軸Ａ１よりもワークＷに近い位置となるようにそれぞれ配置される。なお、第２アーム１２よりも先端側の構成については図２を用いて後述することとする。

【0030】

ここで、第１アーム１１の「基準姿勢」とは、第１アーム１１の回転角を０度とした姿勢のことを指す。なお、その他のアームの基準姿勢についても同様である。図１に示した各前処理用ロボット１０の姿勢は基準姿勢に相当する。

【0031】

具体的には、前処理用ロボット１０Ｒのベース部１０Ｂは、側壁１０１Ｒに固定される。ベース部１０Ｂの下流側で支持されて下流側へ延伸する第１アーム１１は、搬送向きと平行な第１軸Ａ１まわりに回転する。また、第１アーム１１に支持される第２アーム１２は、第１軸Ａ１と垂直な第２軸Ａ２まわりに旋回する。そして、第２アーム１２は、図１に示した基準姿勢において第１軸Ａ１よりもワークＷに近い位置にある。

【0032】

ここで、「旋回」とは、隣り合うアームのなす角度を変化させる動作を指し、「回転」とは、隣り合うアームのなす角度を変化させずに相対的に回転させる動作を指す。なお、「旋回」とは、回転軸まわりにアームを振り回す動作を指し、「回転」とは、アームの延伸向きが回転軸に沿うようにアームを回す動作を指すともいえる。

【0033】

一方、前処理用ロボット１０Ｌのベース部１０Ｂは、側壁１０１Ｌに固定される。ベース部１０Ｂの下流側で支持されて下流側へ延伸する第１アーム１１は、搬送向きと平行な第１軸Ａ１まわりに回転する。また、第１アーム１１に支持される第２アーム１２は、第１軸Ａ１と垂直な第２軸Ａ２まわりに旋回する。そして、第２アーム１２は、図１に示した基準姿勢において第１軸Ａ１よりもワークＷに近い位置にある。

【0034】

このように、第２アーム１２がそれぞれワークＷ側となるように各前処理用ロボット１０をそれぞれ配置することで、第２アーム１２が塗装ブース１００の側壁１０１と干渉しにくい。したがって、前処理用ロボット１０と塗装ブース１００との干渉を抑制することができる。なお、図１では、第１アーム１１が下流側でベース部１０Ｂに支持されて下流側へ延伸する場合を示したが、上流側で支持されて上流側へ延伸することとしてもよい。

【0035】

このように、塗装ブース１００は、搬送向きについてワークＷを挟むようにそれぞれ配置される側壁１０１を備えており、前処理用ロボット１０は、側壁１０１にそれぞれ壁掛けされる。前処理用ロボット１０を壁掛けすることで、塗装ブース１００の小型化に寄与することができる。

【0036】

ここで、塗装ブース１００のランニングコストは、空調などの塗装環境維持のためのコストが大きく、室内の体積に比例する。したがって、塗装ブース１００を小型化することによってランニングコストの抑制が可能となる。なお、本実施形態では、前処理用ロボット１０を壁掛けする場合について説明するが、床置きとしたり、天吊りとしたりすることとしてもよい。

【0037】

ところで、前処理用ロボット１０は、図１に示したように、第１軸Ａ１が搬送向きに沿う向きとなるようにそれぞれ配置されるので、前処理用ロボット１０と塗装ブース１００との干渉を抑制しつつ、ワークＷに対する作業範囲を広く確保することができる。

【0038】

なお、図１に示したように、各前処理用ロボット１０は、搬送向きについてシフトした位置にそれぞれ配置される。図１に示した場合では、前処理用ロボット１０Ｒは、前処理用ロボット１０Ｌよりも「ＳＡ」だけ上流側にずらして配置されている。

【0039】

このように、各前処理用ロボット１０を搬送向きにずらして配置することで、塗装前処理におけるエンドエフェクタＥＥ同士の干渉を抑制することができる。なお、前処理用ロボット１０Ｒを前処理用ロボット１０Ｌよりも下流側にずらして配置することとしてもよい。また、各前処理用ロボット１０を搬送向きにずらさなくてもよいが、ずらさない場合については図４を用いて後述する。

【0040】

次に、前処理用ロボット１０の構成について図２を用いて説明する。図２は、図１に示した前処理用ロボット１０Ｒの斜視模式図である。図２は、前処理用ロボット１０Ｒを下流側の上方から見下ろした斜視図に相当する。

【0041】

なお、破線で示したエンドエフェクタＥＥの詳細については図５を用いて後述する。また、上述したように、図１に示した前処理用ロボット１０Ｌは、図２に示した前処理用ロボット１０Ｒと軸構成が対称であるが、その他の構成については前処理用ロボット１０Ｒと同様である。

【0042】

図２に示すように、前処理用ロボット１０は、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、第３軸Ａ３、第４軸Ａ４、第５軸Ａ５および第６軸Ａ６の６つの回転軸を有する６軸の垂直多関節ロボットである。

【0043】

前処理用ロボット１０は、各軸に対応する関節部を有しており、各関節部を駆動するアクチュエータ（図示せず）によって各アームを旋回または回転させることで姿勢を変更する。また、図２に示した６軸のロボットは、前処理用ロボット１０の一例であり、軸数が６軸以外のロボットを用いることとしてもよい。

【0044】

前処理用ロボット１０は、基端側から先端側へ向けて、ベース部１０Ｂ、第１アーム１１、第２アーム１２、第３アーム１３、第４アーム１４、第５アーム１５および第６アーム１６を備える。

【0045】

ベース部１０Ｂは、塗装ブース１００（図１参照）などの取付対象に固定可能である。ここで、図２に示すように、ベース部１０Ｂは直方体状の形状をしており、６つの面のうち第１アーム１１が設けられる面以外の５つの面のいずれかを、取付対象の取付面へ固定することが可能である。すなわち、かかるベース部１０Ｂによれば前処理用ロボット１０を塗装ブース１００の床面や側面あるいは天面に自在に配置することができる。

【0046】

第１アーム１１は、Ｘ軸に沿う向きの第１軸Ａ１まわりに回転可能にベース部１０Ｂに基端側が支持される。第２アーム１２は、第１軸Ａ１と垂直な第２軸Ａ２まわりに旋回可能に第１アーム１１の先端側に基端側が支持される。第３アーム１３は、第２軸Ａ２と平行な第３軸Ａ３まわりに旋回可能に第２アーム１２の先端側に基端側が支持される。

【0047】

第４アーム１４は、第３軸Ａ３と垂直な第４軸Ａ４まわりに回転可能に第３アーム１３の先端側に基端側が支持される。第５アーム１５は、第４軸Ａ４と直交する第５軸Ａ５まわりに旋回可能に第４アーム１４の先端側に基端側が支持される。第６アーム１６は、第５軸Ａ５と直交する第６軸Ａ６まわりに回転可能に第５アーム１５の先端側に基端側が支持される。そして、エンドエフェクタＥＥは、第６アーム１６の先端側に着脱可能に取り付けられる。

【0048】

図２に示したように、第４アーム１４は、第２アーム１２よりも外形が細身であるので、ワークＷ（図１参照）との接触を回避しつつ、エンドエフェクタＥＥによる塗装前処理をワークＷに対して行うことができる。

【0049】

ここで、各アームに内蔵されるアクチュエータは、エンドエフェクタＥＥの位置や姿勢を目的の位置や姿勢へ移動させるために十分なトルクを有している。また、各アームは、エンドエフェクタＥＥを所定の位置や姿勢に移動させるのに十分な強度を有している。したがって、前処理用ロボット１０は、図１に示したワークＷに対して塗装前処理を確実に行うことができる。

【0050】

なお、図５を用いて後述するように、エンドエフェクタＥＥへ接続されるホース５０４（図５参照）は、前処理用ロボット１０における各アームの内部ではなく外部に配置される。これにより、各アームの外形を細くすることができる。

【0051】

次に、図１に示した塗装ブース１００を下流側からみた側面図について図３を用いて説明する。図３は、下流側からみた塗装ブース１００の側面模式図である。ここで、図３は、図１に示したロボットシステム１を搬送向きの下流側からみた側面図に対応する。なお、図１に示した第１アーム１１は、第２アーム１２および第３アーム１３の後方に隠れているため図示していない。また、図３に示した各前処理用ロボット１０の姿勢は上記した基準姿勢に相当する。

【0052】

図３に示すように、塗装ブース１００は、一対の側壁１０１と、床壁１０２と、天壁１０３とで囲まれており、搬送向き（Ｘ軸に沿う向き）に沿って延伸する。床壁１０２には搬送装置１１０が配置されており、ワークＷは、搬送装置１１０によって搬送される。また、一対の側壁１０１には、一対の前処理用ロボット１０がそれぞれ壁掛けされる。

【0053】

具体的には、ワークＷに対して右側（Ｙ軸正方向側）から塗装前処理を行う前処理用ロボット１０Ｒは、側壁１０１Ｒに固定される。また、ワークＷに対して左側（Ｙ軸負方向側）から塗装前処理を行う前処理用ロボット１０Ｌは、側壁１０１Ｌに固定される。

【0054】

なお、図３に示したように、前処理用ロボット１０Ｒおよび前処理用ロボット１０Ｌは、ベース部１０ＢがワークＷの上面よりも高い位置で、それぞれ同じ高さとなるように配置される。つまり、各前処理用ロボット１０は、斜め上方からワークＷに対してアクセス可能な動作範囲を有している。

【0055】

前処理用ロボット１０Ｒの第２アーム１２は、各アームの中で最も側壁１０１Ｒから遠い位置、すなわち、ワークＷ寄りの位置に配置されており、第３アーム１３～第６アーム１６は、第２アーム１２よりも側壁１０１Ｒ寄りに配置されている。

【0056】

また、前処理用ロボット１０Ｌの第２アーム１２は、各アームの中で最も側壁１０１Ｌから遠い位置、すなわち、ワークＷ寄りの位置に配置されており、第３アーム１３～第６アーム１６は、第２アーム１２よりも側壁１０１Ｌ寄りに配置されている。

【0057】

このように、前処理用ロボット１０Ｒおよび前処理用ロボット１０Ｌは、搬送中心面Ｐについてお互いに鏡像の関係となる。つまり、前処理用ロボット１０Ｒおよび前処理用ロボット１０Ｌは、搬送中心面Ｐについて対称な軸構成を有している。

【0058】

次に、前処理用ロボット１０Ｒおよび前処理用ロボット１０Ｌの軸構成の対称性についてさらに図４を用いて説明する。図４は、軸構成の対称性を示す説明図である。ここで、図４は、図１に対応する上面模式図であるが、対称性を説明しやすくするために、搬送向きについて同じ位置に各前処理用ロボット１０を配置している点で図１とは異なる。また、図４では、図１に示したワークＷの記載を省略している。なお、各前処理用ロボット１０の姿勢は上記した基準姿勢に相当する。

【0059】

図４に示すように、前処理用ロボット１０Ｒのベース部１０Ｂと、前処理用ロボット１０Ｌのベース部１０Ｂとは、搬送中心面Ｐについて対称である。また、前処理用ロボット１０Ｒの第１アーム１１および第２アーム１２と、前処理用ロボット１０Ｌの第１アーム１１および第２アーム１２とについても、搬送中心面Ｐについて対称である。さらに、各前処理用ロボット１０は、図３に示した第３アーム１３～第６アーム１６についても、搬送中心面Ｐについて対称である。

【0060】

このように、前処理用ロボット１０Ｒおよび前処理用ロボット１０Ｌは、搬送中心面Ｐについてお互いに鏡像の関係となる。つまり、前処理用ロボット１０Ｒおよび前処理用ロボット１０Ｌは、搬送中心面Ｐについて対称な軸構成を有している。

【0061】

なお、図４では、各前処理用ロボット１０の第１アーム１１がベース部１０Ｂよりも下流側にあって下流側に延伸する場合について示したが、上流側にあって上流側に延伸するようにしてもよい。

【0062】

次に、図１等に示したエンドエフェクタＥＥについて図５を用いて説明する。図５は、エンドエフェクタＥＥおよびホース５０４の配置例を示す斜視模式図である。なお、図５は、図２と同様に、エンドエフェクタＥＥが取り付けられた前処理用ロボット１０Ｒを上流側の上方から見下ろした斜視図に相当する。

【0063】

図５に示すように、エンドエフェクタＥＥは、回転ブラシ５０１と、接続部５０２と、除電部５０３とを備える。また、接続部５０２には、除塵処理用のホース５０４が接続される。回転ブラシ５０１は、ローラの外周に設けられたブラシをアクチュエータによる回転力によって回転させて塵などの異物をワークＷ（図１参照）から取り除くとともに、吸引によってホース５０４経由で排出することで除塵処理を行う。

【0064】

除電部５０３はエンドエフェクタＥＥの内部に設けられるイオナイザであり、生成したイオンを回転ブラシ５０１に供給することで除電処理を行う。つまり、エンドエフェクタＥＥは、塗装前処理として除塵処理および除電処理を行う装置である。

【0065】

このように、前処理用ロボット１０は、除塵処理および除電処理の双方を１台で行うエンドエフェクタＥＥをハンドリング可能な強度およびトルクを有しているので、前処理ごとにロボットを設ける必要がなく、ひいては塗装ブース１００（図１参照）の小型化に寄与することが可能となる。

【0066】

また、図５に示したように、ホース５０４は、第２アーム１２の外部におけるワークＷ（図１参照）側に配索される。具体的には、ホース５０４は、第２アーム１２のワークＷ側、第３アーム１３を経由してエンドエフェクタＥＥの接続部５０２に接続される。なお、ホース５０４は、結束バンド等の取付具によって第２アーム１２や第３アーム１３の表面に配索される。

【0067】

このように、ホース５０４を第２アーム１２におけるワークＷ側に配索することで、ホース５０４と側壁１０１Ｒとの干渉を抑制することができる。すなわち、ホース５０４と、塗装ブース１００（図１参照）との干渉を抑制することができる。

【0068】

次に、実施形態に係るロボットシステム１の構成について図６を用いて説明する。図６は、ロボットシステム１の構成を示すブロック図である。図６に示すように、ロボットシステム１は、塗装ブース１００内に、搬送装置１１０と、前処理用ロボット１０とを備える。

【0069】

また、ロボットシステム１は、コントローラ２０を備える。なお、搬送装置１１０および前処理用ロボット１０は、コントローラ２０に接続されている。

【0070】

搬送装置１１０は、既に説明したように、ワークＷを所定の搬送向きに搬送するコンベアなどの装置である。なお、搬送装置１１０は、ワークＷの位置を検出するセンサなどの検出装置（図示せず）を有しており、ワークＷが通過したタイミングなどをコントローラ２０へ通知する。また、搬送装置１１０は一定速度でワークＷを搬送するものとする。

【0071】

前処理用ロボット１０は、塗装前のワークＷに対して塗装前処理を行うロボットである。図１に示した場合では、前処理用ロボット１０は、塗装ブース１００内に２台設置される。なお、前処理用ロボット１０の構成については図２を用いて既に説明したので、ここでの説明を省略する。

【0072】

コントローラ２０は、制御部２１と、記憶部２２とを備える。制御部２１は、タイミング取得部２１ａと、動作制御部２１ｂとを備える。記憶部２２は、教示情報２２ａを記憶する。なお、図６には、説明を簡略化するために、１台のコントローラ２０を示したが、たとえば、前処理用ロボット１０ごとに複数台のコントローラ２０を用いることとしてもよい。この場合、各コントローラ２０を束ねる上位コントローラを設けることとしてもよい。

【0073】

ここで、コントローラ２０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

【0074】

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２１のタイミング取得部２１ａおよび動作制御部２１ｂとして機能する。

【0075】

また、タイミング取得部２１ａおよび動作制御部２１ｂの少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

【0076】

また、記憶部２２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、教示情報２２ａを記憶することができる。なお、コントローラ２０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。さらに、上記したように、コントローラ２０を複数台の相互に通信可能な装置として構成してもよく、上位または下位の装置と通信可能な階層式の装置として構成してもよい。

【0077】

制御部２１は、搬送装置１１０から、ワークＷ（図１参照）を搬送装置１１０の可動部分に固定する台座などの治具の位置情報（パルス信号）や、各装置を排他的に動作させるためのインターロック信号を取得しつつ、各ロボットの動作制御を行う。なお、コントローラ２０が複数台で構成される場合には、制御部２１は、コントローラ２０間の同期をとる処理を併せて行う。

【0078】

タイミング取得部２１ａは、上記した位置情報やインターロック信号を搬送装置１１０から取得する。そして、タイミング取得部２１ａは、取得した位置情報やインターロック信号に応じて各ロボットの動作タイミングを決定し、決定した動作タイミングを動作制御部２１ｂへ通知する。たとえば、タイミング取得部２１ａは、ワークＷ（図１参照）が塗装ブース１００内の所定位置に達したタイミングを取得し、取得したタイミングに基づいて各ロボットを動作させるよう動作制御部２１ｂへ指示する。

【0079】

動作制御部２１ｂは、タイミング取得部２１ａからの指示および教示情報２２ａに基づいて各ロボットを動作させる。動作制御部２１ｂは、各ロボットのアクチュエータ（図示せず）におけるエンコーダ値を用いつつフィードバック制御を行うなどして各ロボットの動作精度を向上させる。

【0080】

教示情報２２ａは、各ロボットへ動作を教示するティーチング段階で作成され、各ロボットの動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。なお、ロボットシステム１では、上記したように、アーム構成が対称なロボットを用いることとしているので、各ロボット用の教示データを反転させて利用することが可能となる。したがって、ロボットシステム１によれば、かかる教示データを含んだ教示情報２２ａの生成の手間とコストとを抑制することができる。

【0081】

上述してきたように、実施形態に係るロボットシステム１は、塗装ブース１００と、前処理用ロボット１０とを備える。前処理用ロボット１０は、被塗装物であるワークＷに対して塗装前処理を行う。また、前処理用ロボット１０は、塗装ブース１００内に配置され、塗装前処理用のエンドエフェクタＥＥを有する防爆ロボットである。

【0082】

このように、実施形態に係るロボットシステム１によれば、ワークＷに対して塗装前処理を行う前処理用ロボット１０が防爆ロボットであるので、爆発性雰囲気である塗装ブース１００内に前処理用ロボット１０を配置することができる。したがって、塗装ブース１００とは別の非爆発性雰囲気のブースが不要となり、塗装処理全体としての設備規模を縮小することができる。

【0083】

なお、上述した実施形態では、搬送装置によってワークが搬送される場合を例示したが、ワークを固定するとともに、前処理用ロボットや塗装ロボット（図示せず）を搬送向きに沿ってスライドさせることとしてもよい。また、上述した実施形態では、壁掛けされる前処理用ロボットの第１軸の向きが搬送向きに沿う場合について説明したが、前処理用ロボットを床置きや天吊りにする場合には、第１軸の向きを鉛直向きとすることとしてもよい。

【0084】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0085】

１ ロボットシステム
１０ 前処理用ロボット
１０Ｂ ベース部
１１ 第１アーム
１２ 第２アーム
１３ 第３アーム
１４ 第４アーム
１５ 第５アーム
１６ 第６アーム
２０ コントローラ
２１ 制御部
２１ａ タイミング取得部
２１ｂ 動作制御部
２２ 記憶部
２２ａ 教示情報
１００ 塗装ブース
１０１ 側壁
１０２ 床壁
１０３ 天壁
１１０ 搬送装置
５０１ 回転ブラシ
５０２ 接続部
５０３ 除電部
５０４ ホース
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ａ４ 第４軸
Ａ５ 第５軸
Ａ６ 第６軸
ＥＥ エンドエフェクタ
Ｐ 搬送中心面（対称面）
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

塗装ブースと、
被塗装物であるワークに対して塗装前処理を行う前処理用ロボットと
を備え、
前記前処理用ロボットは、
前記塗装ブース内に配置され、前記塗装前処理用のエンドエフェクタを有する防爆ロボットであり、前記ワークの搬送向きについて前記ワークを挟むようにそれぞれ配置され、前記搬送向きに沿う搬送中心面に対してお互いに軸構成が対称であること
を特徴とするロボットシステム。

【請求項2】

前記前処理用ロボットは、
第１軸まわりに回転する第１アームと、
前記第１軸と垂直な第２軸まわりに旋回する第２アームと
を備え、
前記第１アームの基準姿勢において前記第２アームが前記第１軸よりも前記ワークに近い位置となるようにそれぞれ配置されること
を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記塗装ブースは、
前記搬送向きについて前記ワークを挟むようにそれぞれ配置される側壁
を備え、
前記前処理用ロボットは、
前記側壁にそれぞれ壁掛けされること
を特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記前処理用ロボットは、
前記第１軸が前記搬送向きに沿う向きとなるようにそれぞれ配置されること
を特徴とする請求項２または３に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記エンドエフェクタは、
前記塗装前処理として除塵処理および除電処理を行うこと
を特徴とする請求項２～４のいずれか一つに記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記エンドエフェクタに接続される前記除塵処理用のホースをさらに備え、
前記ホースは、
前記第２アームの外部における前記ワーク側に配索されること
を特徴とする請求項５に記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記前処理用ロボットは、
前記搬送向きについてシフトする位置にそれぞれ配置されること
を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

実施形態の一態様に係るロボットシステムは、塗装ブースと、前処理用ロボットとを備える。前処理用ロボットは、被塗装物であるワークに対して塗装前処理を行う。前記前処理用ロボットは、前記塗装ブース内に配置され、前記塗装前処理用のエンドエフェクタを有する防爆ロボットであり、前記ワークの搬送向きについて前記ワークを挟むようにそれぞれ配置され、前記搬送向きに沿う搬送中心面に対してお互いに軸構成が対称である。