ホーム > 特許ランキング > ＡＢＢ Ｓｃｈｗｅｉｚ ＡＧ
(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】P2023145055
(43)【公開日】2023-10-11
(54)【発明の名称】塗装ロボット
(51)【国際特許分類】
B05C 11/10 20060101AFI20231003BHJP
B25J 19/00 20060101ALI20231003BHJP
B05C 5/00 20060101ALI20231003BHJP
B05C 11/00 20060101ALI20231003BHJP
【ＦＩ】
B05C11/10
B25J19/00 G
B05C5/00 101
B05C11/00
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022052326
(22)【出願日】2022-03-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-11-10
(71)【出願人】
【識別番号】505056845
【氏名又は名称】アーベーベー・シュバイツ・アーゲー
【氏名又は名称原語表記】ＡＢＢ Ｓｃｈｗｅｉｚ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｕｇｇｅｒｓｔｒａｓｓｅ ６６， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
(74)【代理人】
【識別番号】110000121
【氏名又は名称】ＩＡＴ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】多和田 孝達
(72)【発明者】
【氏名】梅澤 徳夫
(72)【発明者】
【氏名】飯田 輝澄
【テーマコード（参考）】
3C707
4F041
4F042
【Ｆターム（参考）】
3C707AS13
3C707AS23
3C707BS12
3C707CT05
3C707CV08
3C707CW08
3C707CY13
3C707HS27
4F041AA07
4F041AB01
4F041BA01
4F041BA10
4F041BA12
4F041BA22
4F041BA32
4F041BA35
4F041BA38
4F042AA09
4F042AB00
4F042BA07
4F042BA12
4F042CA01
4F042CA07
4F042CB02
4F042CB08
4F042CB10
4F042CB20
4F042DH09
(57)【要約】
【課題】塗料の吐出または吐出停止の際における、圧力変動の影響を低減することが可能な塗装ロボットを提供する。
【解決手段】塗装ロボット１０は、塗装ヘッドユニット５０を先端に装着するロボットアームＲ１と、ロボットアームＲ１と塗装ヘッドユニット５０の間に亘って設けられる塗料供給機構７０と、制御部１００とを備え、塗料供給機構７０は、塗料循環経路７１と、塗料循環経路７１の中途に設けられる塗料移送手段９０，９１（制御対象）および調整弁９２，９３（制御対象）と、を備え、制御部１００は、制御対象の作動のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出して制御対象の作動を制御するフィードバック制御部１４２と、塗装ヘッド５３の状態変化に関連するトリガ信号に基づき、圧力設定値に対して圧力変動の予想とは逆方向の補償圧力値で圧力演算値を補正して制御対象の作動を制御するフィードフォワード制御部１４３とを備える。
【選択図】図８
【解決手段】塗装ロボット１０は、塗装ヘッドユニット５０を先端に装着するロボットアームＲ１と、ロボットアームＲ１と塗装ヘッドユニット５０の間に亘って設けられる塗料供給機構７０と、制御部１００とを備え、塗料供給機構７０は、塗料循環経路７１と、塗料循環経路７１の中途に設けられる塗料移送手段９０，９１（制御対象）および調整弁９２，９３（制御対象）と、を備え、制御部１００は、制御対象の作動のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出して制御対象の作動を制御するフィードバック制御部１４２と、塗装ヘッド５３の状態変化に関連するトリガ信号に基づき、圧力設定値に対して圧力変動の予想とは逆方向の補償圧力値で圧力演算値を補正して制御対象の作動を制御するフィードフォワード制御部１４３とを備える。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の塗装を行う塗装ロボットであって、
塗料の液滴を吐出する複数のノズルを備える塗装ヘッドを備える塗装ヘッドユニットと、
前記塗装ヘッドユニットを先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドを所望の位置へ移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられている塗料供給機構と、
前記ロボットアームおよび前記塗料供給機構の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記塗料供給機構は、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられ、前記塗料を前記塗装ヘッドに対して供給しつつ当該塗装ヘッドから吐出されなかった前記塗料を回収する塗料循環経路と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、前記塗料の貯留部位と前記塗装ヘッドの間での前記塗料の供給および回収を行う塗料移送手段と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、当該塗料循環経路の内部流路の開閉を調整可能な調整弁と、
を備えていて、
前記制御部は、
圧力設定値が記憶されている制御用メモリと、
前記制御用メモリから読み出された前記圧力設定値となるように前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードバック制御部と、
前記塗装ヘッドの状態変化に関連するトリガ信号に基づいて、前記圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で前記圧力演算値を補正して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードフォワード制御部と、
を備えることを特徴とする塗装ロボット。
塗料の液滴を吐出する複数のノズルを備える塗装ヘッドを備える塗装ヘッドユニットと、
前記塗装ヘッドユニットを先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドを所望の位置へ移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられている塗料供給機構と、
前記ロボットアームおよび前記塗料供給機構の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記塗料供給機構は、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられ、前記塗料を前記塗装ヘッドに対して供給しつつ当該塗装ヘッドから吐出されなかった前記塗料を回収する塗料循環経路と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、前記塗料の貯留部位と前記塗装ヘッドの間での前記塗料の供給および回収を行う塗料移送手段と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、当該塗料循環経路の内部流路の開閉を調整可能な調整弁と、
を備えていて、
前記制御部は、
圧力設定値が記憶されている制御用メモリと、
前記制御用メモリから読み出された前記圧力設定値となるように前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードバック制御部と、
前記塗装ヘッドの状態変化に関連するトリガ信号に基づいて、前記圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で前記圧力演算値を補正して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードフォワード制御部と、
を備えることを特徴とする塗装ロボット。
【請求項2】
請求項１記載の塗装ロボットであって、
前記塗料循環経路は、
前記塗装ヘッドに向けて塗料を供給する塗料供給路と、
前記塗装ヘッドの塗料排出側に接続され、前記ノズルから吐出されなかった前記塗料を回収する戻り流路と、
を備え、
前記塗料移送手段は、
前記ロボットアームの所定位置に搭載され、前記塗料供給路の中途に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドに向けて前記塗料を供給するための圧力を印加する塗料供給手段と、
前記ロボットアームの所定位置に搭載され、前記戻り流路の中途に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドから吐出されなかった前記塗料を回収するための圧力を前記戻り流路の下流側に印加する塗料回収手段と、
を備え、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料供給手段を駆動増加させる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料供給手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記塗料循環経路は、
前記塗装ヘッドに向けて塗料を供給する塗料供給路と、
前記塗装ヘッドの塗料排出側に接続され、前記ノズルから吐出されなかった前記塗料を回収する戻り流路と、
を備え、
前記塗料移送手段は、
前記ロボットアームの所定位置に搭載され、前記塗料供給路の中途に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドに向けて前記塗料を供給するための圧力を印加する塗料供給手段と、
前記ロボットアームの所定位置に搭載され、前記戻り流路の中途に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドから吐出されなかった前記塗料を回収するための圧力を前記戻り流路の下流側に印加する塗料回収手段と、
を備え、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料供給手段を駆動増加させる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料供給手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項3】
請求項２記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料回収手段を駆動減少側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料回収手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料回収手段を駆動減少側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料回収手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項4】
請求項２または３記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料供給手段を駆動停止させる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料供給手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料供給手段を駆動停止させる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料供給手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項5】
請求項２から４のいずれか１項に記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料回収手段を駆動増加させる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料回収手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記塗料回収手段を駆動増加させる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記塗料回収手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項6】
請求項２から５のいずれか１項に記載の塗装ロボットであって、
前記調整弁は、
前記塗料供給手段よりも前記塗料供給路の下流側に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドに向かう前記塗料の圧力を調整する第１調整弁と、
前記塗料回収手段よりも前記戻り流路の上流側に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドから回収される前記塗料の圧力を調整する第２調整弁と、
を備え、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始または前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第１調整弁と前記第２調整弁の少なくとも一方の作動を制御する、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記調整弁は、
前記塗料供給手段よりも前記塗料供給路の下流側に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドに向かう前記塗料の圧力を調整する第１調整弁と、
前記塗料回収手段よりも前記戻り流路の上流側に設けられると共に、前記制御部での制御に基づいて前記塗装ヘッドから回収される前記塗料の圧力を調整する第２調整弁と、
を備え、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始または前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第１調整弁と前記第２調整弁の少なくとも一方の作動を制御する、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項7】
請求項６記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記第１調整弁を開く側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第１調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記第１調整弁を開く側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第１調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項8】
請求項６または７記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記第２調整弁を閉じる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第２調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記フィードフォワード制御部は、前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、前記第２調整弁を閉じる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第２調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項9】
請求項６から８のいずれか１項に記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記第１調整弁を閉じる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第１調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記第１調整弁を閉じる側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第１調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項10】
請求項６から９のいずれか１項に記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記第２調整弁を開く側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第２調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記第２調整弁を開く側に補正する前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して、前記第２調整弁を作動させる、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【請求項11】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の塗装ロボットであって、
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドの姿勢変化に関連するトリガ信号に基づいて、前記圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御する、
ことを特徴とする塗装ロボット。
前記フィードフォワード制御部は、
前記塗装ヘッドの姿勢変化に関連するトリガ信号に基づいて、前記圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の前記補償圧力値で前記圧力演算値を補正して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御する、
ことを特徴とする塗装ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗装ロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車等の車両の塗装ラインにおいては、ロボットを用いたロボット塗装が主流となっている。このロボット塗装に関する構成の一例として、たとえば特許文献１には、以下の構成が開示されている。すなわち、特許文献１に開示の塗装ロボットにおいては、ロボットアーム（１００）の先端側に循環装置（２００）が取り付けられている。この循環装置（２００）内に第１比例制御弁（２０４）と、第２比例制御弁（２０５）が設けられていて、さらに複数の圧力センサ（２０８～２１１）が設けられ、さらに流量計（２１２）が設けられている。そして、循環装置（２００）の姿勢が変化した場合に、流量一定とするのか、または差圧一定とするのかという制御モードに応じて、第１比例制御弁（２０４）および第２比例制御弁（２０５）の開度をコントロールすることで、供給圧力と回収圧力を調整し、それによって、上記の制御モードに応じた制御を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】ＷＯ２０２１／０４００３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記の特許文献１の構成においては、圧力センサや流量計における測定結果を、プロセッサに送信している。このため、たとえば塗料の吐出または吐出停止の際には、ポンプや比例制御弁（ペイントレギュレータ）の応答性に遅延が生じ、その応答性の遅延によって圧力変動が生じる。かかる圧力変動が生じると、塗料の圧力が基準圧力の範囲内に収まらない場合が生じることが多い。
【0005】
本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、塗料の吐出または吐出停止の際における、圧力変動の影響を低減することが可能な塗装ロボット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】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、車両の塗装を行う塗装ロボットであって、塗料の液滴を吐出する複数のノズルを備える塗装ヘッドを備える塗装ヘッドユニットと、塗装ヘッドユニットを先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドを所望の位置へ移動させるロボットアームと、ロボットアームと塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられている塗料供給機構と、ロボットアームおよび塗料供給機構の駆動を制御する制御部と、を備え、塗料供給機構は、ロボットアームと塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられ、塗料を塗装ヘッドに対して供給しつつ当該塗装ヘッドから吐出されなかった塗料を回収する塗料循環経路と、塗料循環経路の中途に設けられると共に、塗料の貯留部位と塗装ヘッドの間での塗料の供給および回収を行う塗料移送手段と、塗料循環経路の中途に設けられると共に、当該塗料循環経路の内部流路の開閉を調整可能な調整弁と、を備えていて、制御部は、圧力設定値が記憶されている制御用メモリと、制御用メモリから読み出された圧力設定値となるように塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出して塗料移送手段と調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードバック制御部と、塗装ヘッドの状態変化に関連するトリガ信号に基づいて、圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で圧力演算値を補正して塗料移送手段と調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードフォワード制御部と、を備えることを特徴とする塗装ロボットが提供される。
【0007】
また、上述の発明において、塗料循環経路は、塗装ヘッドに向けて塗料を供給する塗料供給路と、塗装ヘッドの塗料排出側に接続され、ノズルから吐出されなかった塗料を回収する戻り流路と、を備え、塗料移送手段は、ロボットアームの所定位置に搭載され、塗料供給路の中途に設けられると共に、制御部での制御に基づいて塗装ヘッドに向けて塗料を供給するための圧力を印加する塗料供給手段と、ロボットアームの所定位置に搭載され、戻り流路の中途に設けられると共に、制御部での制御に基づいて塗装ヘッドから吐出されなかった塗料を回収するための圧力を戻り流路の下流側に印加する塗料回収手段と、を備え、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドからの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、塗料供給手段を駆動増加させる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、塗料供給手段を作動させる、ことが好ましい。
【0008】
また、上述の発明において、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドからの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、塗料回収手段を駆動減少側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、塗料回収手段を作動させる、ことが好ましい。
【0009】
また、上述の発明において、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドからの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、塗料供給手段を駆動停止させる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、塗料供給手段を作動させる、ことが好ましい。
【0010】
また、上述の発明において、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドからの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、塗料回収手段を駆動増加させる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、塗料回収手段を作動させる、ことが好ましい。
【0011】
また、上述の発明において、調整弁は、塗料供給手段よりも塗料供給路の下流側に設けられると共に、制御部での制御に基づいて塗装ヘッドに向かう塗料の圧力を調整する第１調整弁と、塗料回収手段よりも戻り流路の上流側に設けられると共に、制御部での制御に基づいて塗装ヘッドから回収される塗料の圧力を調整する第２調整弁と、を備え、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドからの塗料の吐出停止状態からの吐出開始または塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、補償圧力値で圧力演算値を補正して、第１調整弁と第２調整弁の少なくとも一方の作動を制御する、ことが好ましい。
【0012】
また、上述の発明において、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドからの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、第１調整弁を開く側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、第１調整弁を作動させる、ことが好ましい。
【0013】
また、上述の発明において、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドからの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、第２調整弁を閉じる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、第２調整弁を作動させる、ことが好ましい。
【0014】
また、上述の発明において、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドからの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、第１調整弁を閉じる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、第１調整弁を作動させる、ことが好ましい。
【0015】
また、上述の発明において、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドからの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、第２調整弁を開く側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、第２調整弁を作動させる、ことが好ましい。
【0016】
また、上述の発明において、フィードフォワード制御部は、塗装ヘッドの姿勢変化に関連するトリガ信号に基づいて、圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で圧力演算値を補正して塗料移送手段と調整弁の少なくとも一方の作動を制御する、ことが好ましい。
【発明の効果】
【0017】
本発明によると、塗料の吐出または吐出停止の際における、圧力変動の影響を低減することが可能な塗装ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の一実施の形態に係る塗装ロボットの全体構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の各実施の形態に係る塗装ロボット１０について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、必要に応じて、Ｘ方向はノズル形成面５２（塗装ヘッド５３）の長手方向とし、Ｘ１側は図２における右側、Ｘ２側は図２における左側とする。また、Ｙ方向はノズル形成面５２（塗装ヘッド５３）の短手方向（幅方向）とし、Ｙ１側は図２における紙面上側、Ｙ２側は図２における紙面下側とする。
【0020】
本実施の形態の塗装ロボット１０は、自動車製造の工場における塗装ラインに位置する車両または車両部品（以下、車両の一部となる車両部品も車両として説明する）といった塗装対象物に対して、「塗装」を行うものであり、塗膜を塗装対象物の表面に形成して、その表面の保護や美観を与えることを目的としている。したがって、所定時間毎に、塗装ラインに沿って移動してくる車両に対し、一定の時間内に所望の塗装品質にて、塗装を行う必要がある。
【0021】
また、本実施の形態の塗装ロボット１０では、上述した塗膜を形成するのみならず、各種のデザインや画像を、車両や車両部品といった塗装対象物に対して形成することが可能である。なお、塗装対象物は、車両や車両部品には限られず、自動車以外の各種部品（一例としては、飛行機や鉄道の外装部品）等、塗装を行う必要があるものであれば良い。
【0022】
（１－１．インクジェット式の車両用塗装機の全体構成について）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る塗装ロボット１０の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、塗装ロボット１０は、ロボット本体２０と、塗装ヘッドユニット５０とを主要な構成要素としている。図１に示す塗装ロボット１０は、その一例として、６軸の垂直多関節ロボットを示しているが、当該塗装ロボット１０は、６軸以外の垂直多関節型、水平多関節型、直交ロボット等、どのようなタイプのロボットでも良い。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る塗装ロボット１０の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、塗装ロボット１０は、ロボット本体２０と、塗装ヘッドユニット５０とを主要な構成要素としている。図１に示す塗装ロボット１０は、その一例として、６軸の垂直多関節ロボットを示しているが、当該塗装ロボット１０は、６軸以外の垂直多関節型、水平多関節型、直交ロボット等、どのようなタイプのロボットでも良い。
【0023】
（１－２．塗装装置本体について）
図１に示すように、ロボット本体２０は、基台２１と、第１～第６回転軸２２ａ～２２ｆと、脚部２３と、第１回動アーム２４と、第２回動アーム２５と、回転アーム２６と、リスト部２７と、これらを駆動させるための不図示のモータと、を主要な構成要素としている。なお、脚部２３からリスト部２７までの部分は、ロボットアームＲ１に対応するが、基台２１等のようなそれ以外の部分も、ロボットアームＲ１に対応するものとしても良い。
図１に示すように、ロボット本体２０は、基台２１と、第１～第６回転軸２２ａ～２２ｆと、脚部２３と、第１回動アーム２４と、第２回動アーム２５と、回転アーム２６と、リスト部２７と、これらを駆動させるための不図示のモータと、を主要な構成要素としている。なお、脚部２３からリスト部２７までの部分は、ロボットアームＲ１に対応するが、基台２１等のようなそれ以外の部分も、ロボットアームＲ１に対応するものとしても良い。
【0024】
これらのうち、基台２１は床面等の設置部位に設置される部分であるが、この基台２１が設置部位に対して走行可能であっても良い。また、脚部２３は、基台２１から上部に向かい立設された部分であり、図示を省略するモータ（第１モータ）の駆動によって第１回転軸２２ａを介して基台２１に対して回転可能に設けられている。なお、脚部２３は、基台２１に対して回転しないように構成しても良い。
【0025】
また、脚部２３の上端には、図示を省略するモータ（第２モータ）の駆動によって第２回転軸２２ｂを介して第１回動アーム２４が回動可能に設けられている。さらに、第１回動アーム２４の先端側には、図示を省略するモータ（第３モータ）の駆動によって第３回転軸２２ｃを介して第２回動アーム２５が回動可能に設けられている。
【0026】
また、第２回動アーム２５の先端側には、回転アーム２６が第２回動アーム２５の中心軸周りに回転可能に設けられている。この回転アーム２６は、図示を省略するモータ（第４モータ）の駆動によって、第４回転軸２２ｄを介して回転可能となっている。また、回転アーム２６の先端側には、リスト部２７が設けられている。このリスト部２７は、複数（たとえば２つ）の異なる向きの軸部を中心に、回転運動を可能としている。図１においては、その回転運動が可能な回転軸を、それぞれ第５回転軸２２ｅおよび第６回転軸２２ｆとしている。それにより、塗装ヘッドユニット５０の向きを精度良くコントロールすることが可能となっている。なお、軸部の個数は、２つ以上であれば幾つでも良い。
【0027】
また、リスト部２７には、塗装ヘッドユニット５０が取り付けられているが、この塗装ヘッドユニット５０は、リスト部２７に対して着脱自在に設けられていても良い。
【0028】
（１－３．塗装ヘッドユニットについて）
次に、塗装ヘッドユニット５０について説明する。図２は、塗装ヘッドユニット５０のうち、塗料を吐出させるノズル形成面５２を正面視した状態を示す図である。図２に示すように、塗装ヘッドユニット５０は、不図示のヘッドカバーを備え、そのヘッドカバー内に、種々の構成が内蔵されている。図２に示すように、ノズル形成面５２には、ノズル５４が塗装ヘッドユニット５０の長手方向に対して傾斜する方向に連なるノズル列５５が複数設けられている。かかるノズル列５５には、本実施の形態では、主走査方向（Ｙ方向）の一方側（Ｙ２側）に存在する第１ノズル列５５Ａと、主走査方向の他方側（Ｙ１側）に存在する第２ノズル列５５Ｂとが設けられている。
次に、塗装ヘッドユニット５０について説明する。図２は、塗装ヘッドユニット５０のうち、塗料を吐出させるノズル形成面５２を正面視した状態を示す図である。図２に示すように、塗装ヘッドユニット５０は、不図示のヘッドカバーを備え、そのヘッドカバー内に、種々の構成が内蔵されている。図２に示すように、ノズル形成面５２には、ノズル５４が塗装ヘッドユニット５０の長手方向に対して傾斜する方向に連なるノズル列５５が複数設けられている。かかるノズル列５５には、本実施の形態では、主走査方向（Ｙ方向）の一方側（Ｙ２側）に存在する第１ノズル列５５Ａと、主走査方向の他方側（Ｙ１側）に存在する第２ノズル列５５Ｂとが設けられている。
【0029】
なお、塗料を吐出する場合、第１ノズル列５５Ａにおける隣り合うノズル５４から吐出される液滴の間に、第２ノズル列５５Ｂにおけるノズル５４から吐出される液滴が着弾されるように、各ノズル５４の駆動タイミングが制御される。それにより、塗装の際にドット密度を向上させることができる。
【0030】
ところで、図２に示すように、ノズル形成面５２には、単一の塗装ヘッド５３が存在している。しかしながら、ノズル形成面５２には、複数の塗装ヘッド５３から構成されるヘッド群が存在するようにしても良い。この場合、一例として、図３に示すように、複数の塗装ヘッド５３を位置合わせしつつ千鳥状に配置する構成が挙げられるが、ヘッド群における塗装ヘッド５３の配置は千鳥状でなくても良い。
【0031】
図４は、各ノズル５４へ塗料を供給する概略的な構成について示す図である。図５は、列方向供給流路５８、ノズル加圧室５９および列方向排出流路６０付近の構成を示す断面図である。図４および図５に示すように、塗装ヘッド５３は、供給側大流路５７と、列方向供給流路５８と、ノズル加圧室５９と、列方向排出流路６０と、排出側大流路６１とを備えている。供給側大流路５７は、後述する塗料供給機構７０の塗料供給路７２から塗料が供給される流路である。また、列方向供給流路５８は、供給側大流路５７内の塗料が、分流される流路である。
【0032】
また、ノズル加圧室５９は、列方向供給流路５８とノズル供給流路５９ａを介して接続されている。それにより、ノズル加圧室５９には、列方向供給流路５８から塗料が供給される。このノズル加圧室５９は、ノズル５４の個数に対応して設けられていて、内部の塗料を後述する圧電基板６２を用いてノズル５４から吐出させることができる。
【0033】
また、ノズル加圧室５９は、ノズル排出流路５９ｂを介して列方向排出流路６０と接続されている。したがって、ノズル５４から吐出されなかった塗料は、ノズル加圧室５９内からノズル排出流路５９ｂを介して、列方向排出流路６０へと排出される。また、列方向排出流路６０は、排出側大流路６１と接続されている。排出側大流路６１は、それぞれの列方向排出流路６０から、排出された塗料が合流する流路である。この排出側大流路６１は、後述する塗料供給機構７０の戻り流路７３と接続されている。
【0034】
このような構成により、後述する塗料供給機構７０の塗料供給路７２から供給された塗料は、供給側大流路５７、列方向供給流路５８、ノズル供給流路５９ａおよびノズル加圧室５９を経て、ノズル５４から吐出される。また、ノズル５４から吐出されなかった塗料は、ノズル加圧室５９からノズル排出流路５９ｂ、列方向排出流路６０および排出側大流路６１を経て、後述する塗料供給機構７０の戻り流路７３へと戻される。
【0035】
なお、図４に示す構成では、１本の列方向供給流路５８には、１本の列方向排出流路６０が対応するように配置されている。しかしながら、１本の列方向供給流路５８に、複数本（たとえば２本）の列方向排出流路６０が対応するように配置されていても良い。また、複数本の列方向供給流路５８に、１本の列方向排出流路６０が対応するように配置されていても良い。
【0036】
また、図５に示すように、ノズル加圧室５９の天面（ノズル５４とは反対側の面）には、圧電基板６２が配置されている。この圧電基板６２は、圧電体である２枚の圧電セラミック層６３ａ，６３ｂを備え、さらに共通電極６４と、個別電極６５とを備えている。圧電セラミック層６３ａ，６３ｂは、外部から電圧を印加することで、伸縮可能な部材である。このような圧電セラミック層６３ａ，６３ｂとしては、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ3系、ＢａＴｉＯ3系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ3系、ＢｉＮａＮｂ5Ｏ15系等のセラミックス材料を用いることができる。
【0037】
また、図５に示すように、共通電極６４は、圧電セラミック層６３ａと圧電セラミック層６３ｂの間に配置されている。また、圧電基板６２の上面には、共通電極用の表面電極（不図示）が形成されている。これら共通電極６４と共通電極用の表面電極とは、圧電セラミック層６３ａに存在する不図示の貫通導体を通じて、電気的に接続されている。また、個別電極６５は、上記のノズル加圧室５９と対向する部位にそれぞれ配置されている。さらに、圧電セラミック層６３ａのうち、共通電極６４と個別電極６５とに挟まれた部分は、厚さ方向に分極している。したがって、個別電極６５に電圧を印加すると、圧電効果によって圧電セラミック層６３ａが歪む。このため、所定の駆動信号を個別電極６５に印加すると、ノズル加圧室５９の体積を減少させるように圧電セラミック層６３ｂが相対的に変動し、それによって塗料が吐出される。
【0038】
なお、図５において、共通電極６４がノズル加圧室５９の天面に配置されているが、共通電極６４は、図５に示すような、ノズル加圧室５９の天面に配置されている構成には限られない。たとえば、共通電極６４は、ノズル加圧室５９の側面（上記の天面と直交または概ね直交する面）に配置される構成を採用しても良く、その他、塗料をノズル５４から良好に吐出可能であれば、どのような構成を採用しても良い。
【0039】
（１－４．塗装ヘッドユニットの他の構成について）
次に、塗装ヘッドユニット５０の他の構成について説明する。図６は、他の塗装ヘッドユニット５０のノズル形成面５２の構成を示す平面図である。図６に示すように、複数のノズル５４が塗装ヘッド５３の短手方向（幅方向；Ｙ方向）に沿って並ぶことでノズル列５５を構成するようにしても良い。なお、図６に示す構成では、複数のノズル５４が塗装ヘッド５３の短手方向（幅方向；主走査方向）に並んでノズル列５５を構成しているが、１つの（単一の）ノズル５４のみが塗装ヘッド５３の短手方向（幅方向；主走査方向）に配置される構成としても良い。すなわち、ノズル列５５が１つのノズル５４から構成されていても良い。
次に、塗装ヘッドユニット５０の他の構成について説明する。図６は、他の塗装ヘッドユニット５０のノズル形成面５２の構成を示す平面図である。図６に示すように、複数のノズル５４が塗装ヘッド５３の短手方向（幅方向；Ｙ方向）に沿って並ぶことでノズル列５５を構成するようにしても良い。なお、図６に示す構成では、複数のノズル５４が塗装ヘッド５３の短手方向（幅方向；主走査方向）に並んでノズル列５５を構成しているが、１つの（単一の）ノズル５４のみが塗装ヘッド５３の短手方向（幅方向；主走査方向）に配置される構成としても良い。すなわち、ノズル列５５が１つのノズル５４から構成されていても良い。
【0040】
また、図６に示すような塗装ヘッド５３を用いて車両に塗装を行う場合、塗装ヘッド５３の長手方向が、塗装ヘッド５３の主走査方向に対して若干傾斜させた状態で塗装を実行するようにしても良い。たとえば、図２に示す塗装ヘッド５３の構成では、ノズル列５５は主走査方向に対して角度αだけ傾斜しているとすると、塗装ヘッド５３の長手方向を、塗装ヘッド５３の主走査方向に対して角度αだけ傾斜させるようにすればよい。このように傾斜させる場合には、各ノズル５４からの塗料の吐出タイミングを調整するだけで、図２に示す塗装ヘッド５３と同等の塗装を実現することができる。
【0041】
（１－５．塗料供給機構について）
次に、塗料供給機構７０およびその塗料供給機構７０が備える気泡除去部材および流量計について説明する。
次に、塗料供給機構７０およびその塗料供給機構７０が備える気泡除去部材および流量計について説明する。
【0042】
図７は、塗料供給機構７０等の概略的な構成を示す図である。この塗料供給機構７０は、塗料循環経路７１と、外部供給路７５と、気泡除去部材７６と、供給ポンプ９０と、吸引ポンプ９１と、第１ペイントレギュレータ９２と、第２ペイントレギュレータ９３と、脱気モジュール９４と、除去フィルタ９５と、圧力センサＳ１～Ｓ８と、第１流量計ＦＭ１と、第２流量計ＦＭ２とを主要な構成要素としている。
【0043】
塗料循環経路７１は、塗料を循環させるための流路であり、塗料供給路７２と、戻り流路７３と、バイパス流路７４とを有している。塗料供給路７２は、外部供給路７５から供給された、または戻り流路７３から戻ってきた塗料を、塗装ヘッド５３に向けて供給するための流路であり、上述した供給側大流路５７と接続されている。
【0044】
戻り流路７３は、塗装ヘッド５３の排出側大流路６１と接続されていて、塗装ヘッド５３で吐出されなかった塗料を、気泡除去部材７６へと戻すための流路である。
【0045】
バイパス流路７４は、塗料供給路７２と戻り流路７３とを接続する流路である。すなわち、バイパス流路７４は、塗装ヘッド５３と並列状態で設けられていて、塗装ヘッド５３から塗料が不吐出となる場合には、後述する三方弁７７の作動を切り替えることで、このバイパス流路７４に塗料が流される。
【0046】
外部供給路７５は、サーキュレーションタンクのような塗料の貯留部位側から供給される塗料を、気泡除去部材７６のタンク本体の内部に供給するための管路である。
【0047】
気泡除去部材７６は、塗料に含まれる気泡を除去するための部材である。この気泡除去部材７６は、ロボットアームＲ１外の姿勢が変化しない安定部位に設けられている。また、気泡除去部材７６は、塗料供給路７２に対して塗料を供給可能に接続されていると共に、戻り流路７３から塗料を供給されるように当該戻り流路７３に接続されている。この気泡除去部材７６は、外部から密閉可能なタンク本体を備えていて、そのタンク本体には、内部に溜まった気泡による気体を排出する排出口が設けられている。
【0048】
また、塗料供給路７２は、後述する第１ペイントレギュレータ９２よりも下流側で三方弁７７に接続されている。この三方弁７７は、塗料供給路７２の中途部に接続されると共に、バイパス流路７４にも接続されている。したがって、塗装時には塗料供給路７２の三方弁７７よりも上流側と下流側とが開状態となって、塗装ヘッド５３へ塗料が供給される。一方、塗装を行わない場合には、塗料供給路７２からバイパス流路７４へと塗料が流れるが、塗料供給路７２の下流側（塗装ヘッド５３側）には塗料が供給されないように切り替えられる。
【0049】
また、上述したバイパス流路７４の中途部分には、開閉弁７８が設けられている。この開閉弁７８を開くように作動させることで、塗料はバイパス流路７４を流れることが可能となっている。
【0050】
さらに、開閉弁７８よりもバイパス流路７４の下流側には、三方弁７９が接続されていて、さらにこの三方弁７９には戻り流路７３の上流側（すなわち戻り流路７３の塗装ヘッド５３側）と下流側（すなわち戻り流路７３の後述する吸引ポンプ９１側）とが接続されている。このため、塗装を行う場合には、戻り流路７３の三方弁７９よりも上流側と下流側とが開状態となり、塗装ヘッド５３から吐出されなかった塗料が戻り流路７３の下流側へと流れる。一方、塗装を行わない場合には、三方弁７９は、バイパス流路７４を流れる塗料が、戻り流路７３の下流側（吸引ポンプ９１側）に塗料が流れるように切り替えられる。
【0051】
また、戻り流路７３のうち、後述する供給ポンプ９０よりも下流側には、切替弁８０が配置されている。この切替弁８０も三方弁であり、戻り流路７３の上流側および下流側以外に、排出路８１にも接続されている。この切替弁８０は、通常の状態では、戻り流路７３の上流側と下流側とで、塗料が流れる状態となっている。しかしながら、たとえば洗浄用の液体が塗料供給路７２から塗装ヘッド５３またはバイパス流路７４を介して戻り流路７３まで流れた場合に、切替弁８０の作動が切り替えられて、上記の洗浄用の液体（廃液）が排出路８１を介して排出される。
【0052】
なお、戻り流路７３は、切替弁８０よりも下流側で、上述した気泡除去部材７６に接続されている。
【0053】
また、塗料供給路７２の中途部には、供給ポンプ９０が接続されている。なお、供給ポンプ９０は、塗料移送手段および塗料供給手段に対応する。供給ポンプ９０は、塗料供給路７２を流れる塗料に対し、当該供給ポンプ９０よりも下流側に向かって正圧を加えるための手段である。なお、供給ポンプ９０としては、回転数を制御することで、塗料の供給量を制御することが可能なギヤポンプを用いることが好ましい。しかしながら、供給ポンプ９０は、ギヤポンプ以外のポンプを用いるようにしても良い。この供給ポンプ９０は、後述する制御部１００で作動が制御させられる。それによって、供給ポンプ９０の作動は、所定の圧力設定値となるように制御可能となっている。
【0054】
また、戻り流路７３の中途部には、吸引ポンプ９１が接続されている。なお、吸引ポンプ９１は、塗料移送手段および塗料回収手段に対応する。吸引ポンプ９１は、戻り流路７３を流れる塗料に対し、当該供給ポンプ９０よりも上流側に負圧を加える手段である。なお、吸引ポンプ９１としては、上記の供給ポンプ９０と同様に、回転数を制御することで、塗料の供給量を制御することが可能なギヤポンプを用いることが好ましい。しかしながら、吸引ポンプ９１は、ギヤポンプ以外のポンプを用いるようにしても良い。この吸引ポンプ９１も、後述する制御部１００で作動が制御させられる。それによって、吸引ポンプ９１の作動は、その下流側が所定の圧力設定値となるように制御可能となっている。
【0055】
また、塗料供給路７２において、供給ポンプ９０よりも下流側には、第１ペイントレギュレータ９２が配置されている。第１ペイントレギュレータ９２は、供給ポンプ９０での脈動を緩和して、一定の圧力で塗料を供給するものである。なお、第１ペイントレギュレータ９２は、調整弁および第１調整弁に対応する。この第１ペイントレギュレータ９２は、後述する制御部１００での制御により、制御エア圧や電気信号に応じて開度を調整可能となっている。それにより、当該第１ペイントレギュレータ９２の上流側の圧力に対応して、第１ペイントレギュレータ９２の下流側の圧力を、所定の圧力設定値となるように制御可能となっている。
【0056】
また、戻り流路７３において、吸引ポンプ９１よりも上流側には、第２ペイントレギュレータ９３が配置されている。第２ペイントレギュレータ９３は、吸引ポンプ９１での脈動を緩和して、一定の圧力（負圧）で塗料を吸引するものである。なお、第２ペイントレギュレータ９３は、調整弁および第２調整弁に対応する。この第２ペイントレギュレータ９３も、後述する制御部１００での制御により、制御エア圧や電気信号に応じて開度を調整可能となっている。それにより、当該第２ペイントレギュレータ９３の下流側の圧力に対応して、第２ペイントレギュレータ９３の上流側の圧力を、所定の圧力設定値となるように制御可能となっている。
【0057】
また、塗料供給路７２において、供給ポンプ９０よりも下流側かつ第１ペイントレギュレータ９２よりも上流側には、脱気モジュール９４が配置されている。脱気モジュール９４は、後述する除去フィルタ９５よりも塗料供給路７２の下流側に配置されていて、塗料に溶存している溶存気体を除去（脱気）するための部材である。
【0058】
また、塗料供給路７２において、脱気モジュール９４よりも上流側であって供給ポンプ９０よりも下流側には、除去フィルタ９５が配置されている。除去フィルタ９５は、塗料供給路７２を流れる塗料に含まれている異物を除去するものである。除去フィルタ９５は、たとえば顔料が含まれる塗料中から、粗大異物や顔料凝集物を確実に除去することで、塗装ヘッド５３が正常に作動し続けるのを保つものである。
【0059】
次に、圧力センサＳ１～Ｓ８および流量計ＦＭ１，ＦＭ２について説明する。塗料供給路７２において、供給ポンプ９０の上流側には圧力センサＳ１が配置されている。加えて、塗料供給路７２において、供給ポンプ９０よりも下流側であって除去フィルタ９５よりも上流側には圧力センサＳ２が配置されている。圧力センサＳ１は供給ポンプ９０への塗料の供給圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。また、圧力センサＳ２は供給ポンプ９０から吐出される塗料の圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。
【0060】
このように、圧力センサＳ１，Ｓ２によって、供給ポンプ９０の上流側と下流側で塗料の圧力を測定することで、供給ポンプ９０の推定圧力を精度良く測定することが可能となっている。なお、供給ポンプ９０の推定圧力は、圧力センサＳ１の圧力値と圧力センサＳ２の圧力値の平均値としても良く、いずれか一方の圧力値としても良い。また、上記の推定圧力は、後述する水頭圧および水頭圧差の算出に用いられる。
【0061】
また、上述した脱気モジュール９４には、吸引管路９６を介して真空ポンプ９７が接続されている。真空ポンプ９７は、上述したように、脱気モジュール９４の筐体内部（中空糸膜の内部）を減圧するための装置である。この減圧により、筐体内部に供給されている塗料に溶存している溶存気体を除去（脱気）される。
【0062】
また、圧力センサＳ３は、上記の真空ポンプ９７と脱気モジュール９４の間の吸引管路９６の圧力を測定している。
【0063】
なお、塗料供給路７２において、脱気モジュール９４よりも下流側であって、第１ペイントレギュレータ９２よりも上流側には、第１流量計ＦＭ１が配置されている。第１流量計ＦＭ１は、第１ペイントレギュレータ９２へ送り込まれる塗料の流量を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。この第１流量計ＦＭ１は、たとえば超音波方式、光学式、電磁式、熱式等のような、可動部分が存在しない非接触型の流量計であるので、塗料供給路７２の外部に第１流量計ＦＭ１が設置されている。なお、第１流量計ＦＭ１は、可動部分の存在する流量計を用いるようにしても良い。
【0064】
ここで、第１流量計ＦＭ１が光学式である場合には、塗料供給路７２のうち少なくとも第１流量計ＦＭ１で流量を測定する部分は、透明に設けられる。しかしながら、第１流量計ＦＭ１が光学式以外の超音波方式である場合には、塗料供給路７２のうち少なくとも第１流量計ＦＭ１で流量を測定する部分は、透明に設ける必要がない。
【0065】
また、塗料供給路７２において、第１流量計ＦＭ１よりも下流側であって第１ペイントレギュレータ９２よりも上流側には、圧力センサＳ４が配置されている。また、塗料供給路７２において、第１ペイントレギュレータ９２よりも下流側であって三方弁７７よりも上流側には、圧力センサＳ５が配置されている。圧力センサＳ４は第１ペイントレギュレータ９２への塗料の供給圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。また、圧力センサＳ５は第１ペイントレギュレータ９２から吐出される塗料の圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。
【0066】
このように、圧力センサＳ４，Ｓ５によって、第１ペイントレギュレータ９２の上流側と下流側で塗料の圧力を測定することで、第１ペイントレギュレータ９２の推定圧力を精度良く測定することが可能となっている。なお、第１ペイントレギュレータ９２の推定圧力は、圧力センサＳ４の圧力値と圧力センサＳ５の圧力値の平均値としても良く、いずれか一方の圧力値としても良い。
【0067】
なお、塗料供給機構７０には、上記の圧力センサＳ４が設けられることが好ましいが、この圧力センサＳ４を省略する構成を採用しても良い。また、圧力センサＳ４は、塗装ヘッドユニット５０側に設けても良いが、第２回動アーム２５側（ロボットアームＲ１側）に設けても良い。また、圧力センサＳ４は、第１流量計ＦＭ１よりも上流側に設けるようにしても良い。
【0068】
また、戻り流路７３において、三方弁７９よりも下流側であって第２ペイントレギュレータ９３よりも上流側には、圧力センサＳ６が配置されている。また、戻り流路７３において、第２ペイントレギュレータ９３よりも下流側の流量計ＦＭ２（後述）のさらに下流側には、圧力センサＳ７が配置されている。圧力センサＳ６は第２ペイントレギュレータ９３への塗料の供給圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。また、圧力センサＳ７は第２ペイントレギュレータ９３から吐出される塗料の圧力（すなわち、吸引ポンプ９１への塗料の供給圧力）を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。
【0069】
このように、圧力センサＳ６，Ｓ７によって、第２ペイントレギュレータ９３の上流側と下流側で塗料の圧力を測定することで、第２ペイントレギュレータ９３の推定圧力を精度良く測定することが可能となっている。なお、第２ペイントレギュレータ９３の推定圧力は、圧力センサＳ６の圧力値と圧力センサＳ７の圧力値の平均値としても良く、いずれか一方の圧力値としても良い。
【0070】
なお、戻り流路７３において、第２ペイントレギュレータ９３よりも下流側であって流量計ＦＭ２の上流側に、圧力センサを配置するようにしても良い。
【0071】
また、戻り流路７３において、第２ペイントレギュレータ９３よりも下流側には、第２流量計ＦＭ２が配置されている。第２流量計ＦＭ２は、吸引ポンプ９１へ送り込まれる塗料の流量を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。この第２流量計ＦＭ２も、上記の第１流量計ＦＭ１と同様に、たとえば超音波方式、光学式、電磁式、熱式等のような、可動部分が存在しない非接触型の流量計であるので、その詳細についての説明は省略する。なお、第２流量計ＦＭ２も、可動部分の存在する流量計を用いるようにしても良い。
【0072】
また、戻り流路７３において、吸引ポンプ９１よりも下流側であって、上述した切替弁８０よりも上流側には圧力センサＳ８が配置されている。圧力センサＳ８は吸引ポンプ９１から吐出される塗料の圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。
【0073】
このように、圧力センサＳ７，Ｓ８によって、吸引ポンプ９１の上流側と下流側で塗料の圧力を測定することで、吸引ポンプ９１の推定圧力を精度良く測定することが可能となっている。なお、吸引ポンプ９１の推定圧力は、圧力センサＳ７の圧力値と圧力センサＳ８の圧力値の平均値としても良く、いずれか一方の圧力値としても良い。
【0074】
（１－８．制御部の概略的な構成について）
【0075】
次に、塗装ロボット１０の作動を制御するための制御部１００の概略的な構成について説明する。図８は、塗装ロボット１０の制御部１００を中心とした制御的な概略構成を示す図である。図８に示すように、制御部１００は、主制御部１１０と、アーム制御部１２０と、ヘッド制御部１３０と、塗料供給制御部１４０と、制御用メモリ１５０と、位置センサ３００と、傾きセンサ３１０とを主要な構成要素としている。また、塗装ロボット１０は、画像処理装置２００に接続されることで、塗装ロボットシステム（符号省略）を構成している。
【0076】
なお、主制御部１１０、アーム制御部１２０、ヘッド制御部１３０、塗料供給制御部１４０および後述する画像処理部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部位（ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発メモリ等）、その他の要素から構成されている。なお、画像処理部２１０は、画像処理性能に優れたＣＰＵと共に、またはＣＰＵに代えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を用いるようにしても良い。
【0077】
上記の制御的な構成のうち、主制御部１１０は、ロボットアームＲ１の各モータ（第１～第６モータ）、塗料供給機構７０の各作動部、および圧電基板６２が協働して塗装対象物に対して塗装が実行されるように、上述したアーム制御部１２０、ヘッド制御部１３０および塗料供給制御部１４０に所定の制御信号を送信する部分である。
【0078】
また、アーム制御部１２０は、上述したロボットアームＲ１の各モータ（第１～第６モータ）の駆動を制御する部分である。このアーム制御部１２０は、アーム用メモリ（図示省略）を備えていて、アーム用メモリには、塗装ヘッド５３における塗装可能な塗装幅を勘案したロボットティーチングによって作成された、塗装ヘッド５３の軌跡に関するデータ（軌跡データ）、および塗装ヘッド５３の傾き等の姿勢に関する姿勢データが記憶されている。
【0079】
そして、アーム制御部１２０では、アーム用メモリに記憶された軌跡データ、姿勢データおよび後述する画像処理部２１０での画像処理に基づいて、上述したロボットアームＲ１の各モータ（第１～第６モータ）の駆動を制御する。その制御により、塗装ヘッド５３は、塗装を実行するための所望の位置を、所望の速度で通過したり、所定の位置で停止することができる。なお、アーム用メモリは、塗装ロボット１０が備えていても良いが、塗装ロボット１０の外部にアーム用メモリ（たとえば、図８に示すメモリ２２０）が存在し、そのアーム用メモリに対して、有線または無線の通信手段を介して、情報の送受信を可能としても良い。
【0080】
また、ヘッド制御部１３０は、画像処理装置２００での画像処理に基づいて、塗装ヘッドユニット５０内の圧電基板６２の作動を制御する部分である。このヘッド制御部１３０は、後述する位置センサ３００、傾きセンサ３１０等の位置を検出する手段によって軌跡データにおける所定の位置に到達したときに、その位置に対応した分割塗装データに基づいて、塗料の吐出を制御する。なお、この場合、車両の膜厚が均一となるように、圧電基板６２の駆動周波数を制御してノズル５４から吐出されるドット数（液滴の数）を制御したり、圧電基板６２に印加する電圧を制御して、ノズル５４から吐出される液滴のサイズを制御する。
【0081】
また、塗料供給制御部１４０は、塗装ヘッド５３への塗料の供給を制御する部分であり、具体的には塗料供給機構７０における、供給ポンプ９０、吸引ポンプ９１、第１ペイントレギュレータ９２、第２ペイントレギュレータ９３、真空ポンプ９７、三方弁７７，７９、開閉弁７８、切替弁８０等の各作動部位の作動を制御する。このとき、塗料供給制御部１４０は、塗装ヘッド５３に対して一定の圧力にて塗料が供給されるように、上記のポンプや弁等の作動部位の作動を制御することが好ましい。しかしながら、塗料供給制御部１４０は、塗装ヘッド５３に対して一定の流量にて塗料が供給されるように、上記のポンプや弁等の作動部位の作動を制御可能であっても良い。
【0082】
ここで、塗料供給制御部１４０は、制御用メモリ１５０に対してアクセス可能となっており、かかるアクセスによって、この制御用メモリ１５０に記憶されている、後述するような圧力設定値を読み出すことが可能となっている。
【0083】
また、位置センサ３００は、塗装ヘッド５３の現在の位置を検出するセンサである。かかる位置センサ３００としては、ロータリエンコーダ、レゾルバ、レーザセンサ、その他、種々のセンサを用いることが可能である。また、傾きセンサ３１０は、塗装ヘッド５３の傾斜角度を検出するセンサであり、角度検出手段に対応する。かかる傾きセンサ３１０としては、たとえば、ジャイロセンサ、加速度センサ、傾斜センサ、その他、種々のセンサを用いることが可能である。
【0084】
次に、塗料供給制御部１４０の詳細について説明する。図９は、塗料供給制御部１４０の概略的な構成を示す図である。図９に示すように、塗料供給制御部１４０は、加算器１４１と、フィードバック制御部１４２と、フィードフォワード制御部１４３と、加算器１４４とを備えている。なお、図９においては、制御される対象である、供給ポンプ９０、吸引ポンプ９１、第１ペイントレギュレータ９２および第２ペイントレギュレータ９３を、制御対象ＣＴ１としている。また、圧力センサＳ１，Ｓ２，Ｓ４～Ｓ８を、センサ群ＳＧ１としている。
【0085】
これらのうち、加算器１４１は、制御用メモリ１５０から読み出された圧力設定値と、センサ群ＳＧ１からの測定圧力とに基づいて、その差分を算出する部分である。この加算器１４１では、センサ群ＳＧ１からの測定圧力が、上記の圧力設定値と等しい場合には、差分がゼロとなる。
【0086】
また、フィードバック制御部１４２は、制御用メモリ１５０から読み出された圧力設定値となるように（すなわち、加算器１４１における差分がゼロとなって圧力設定値に追従するように）、制御対象ＣＴ１のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出する部分である。なお、フィードバック制御部１４２は、制御対象ＣＴ１毎に設定された圧力設定値に基づいて、個別にフィードバック制御を行う部分である。このフィードバック制御部１４２では、たとえばＰＩＤ制御を行うことで、各制御対象ＣＴ１が圧力設定値に対して差（偏差）をなくすように、良好に追従可能となっている。
【0087】
なお、フィードバック制御部１４２が、たとえばＰＩＤ制御を行う場合においては、所定の比例ゲインＫｐ、所定の微分ゲインＫｄ、所定の積分ゲインＫｉを適切な値に設定することで、良好な制御が可能となっている。特に、微分ゲインＫｄは、オーバーシュートやダウンシュートの抑制に効果的であるので、適切な値に設定することが好ましい。
【0088】
また、フィードフォワード制御部１４３は、主制御部１１０から送信されるトリガ信号に基づいて、制御対象ＣＴ１のフィードフォワード制御を行う部分であり、上記の圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で圧力演算を行う部分である。なお、このフィードフォワード制御部１４３では、上述した補償圧力値に関する信号を加算器１４４に送信する。また、上述したトリガ信号については、後述する。また、トリガ信号は、主制御部１１０以外の部分（たとえば、アーム制御部１２０、ヘッド制御部１３０等）から送信されても良い。
【0089】
また、加算器１４４は、フィードバック制御部１４２からのフィードバック制御に関する信号と、フィードフォワード制御部１４３からのフィードフォワード制御に関する信号（フィードフォワード補償）とを加算し、制御対象ＣＴ１へと送信する。
【0090】
＜圧力制御に関して＞
以下に、塗料供給制御部１４０における、圧力制御について説明する。図１０は、制御対象ＣＴ１に対して、フィードフォワード制御を行わなく、フィードバック制御のみで制御を行って、塗装ヘッド５３（ノズル５４）から塗料を吐出する際の、圧力変化の検証結果の一例を示すグラフである。なお、図１０では、圧電基板６２を所定の周波数で駆動させた状態を示しており、縦軸は圧力（ｂａｒ）、横軸は時間（ｓ）を示している。なお、図１０で示す圧力値は、圧力センサＳ６で測定された圧力値となっている。
以下に、塗料供給制御部１４０における、圧力制御について説明する。図１０は、制御対象ＣＴ１に対して、フィードフォワード制御を行わなく、フィードバック制御のみで制御を行って、塗装ヘッド５３（ノズル５４）から塗料を吐出する際の、圧力変化の検証結果の一例を示すグラフである。なお、図１０では、圧電基板６２を所定の周波数で駆動させた状態を示しており、縦軸は圧力（ｂａｒ）、横軸は時間（ｓ）を示している。なお、図１０で示す圧力値は、圧力センサＳ６で測定された圧力値となっている。
【0091】
図１０から明らかなように、塗装ヘッド５３から塗料の吐出を開始した直後には、ダウンシュートが発生して、ノズル５４内の圧力が大幅に低下している。ここでは、たとえば、吐出前の圧力が安定した状態（吐出せずに、塗料がバイパス流路７４を介して塗料循環経路７１を安定的に循環している状態）と比較して、ダウンシュート量は、約２ｋＰａとなっている。
【0092】
一方、塗装ヘッド５３から塗料の吐出を停止させた直後には、オーバーシュートが発生して、吐出前の圧力が安定した状態と比較して、圧力が大幅に上昇している。ここでは、たとえば、吐出前の圧力が安定した状態と比較して、オーバーシュート量は、約１．５ｋＰａとなっている。
【0093】
このような、フィードバック制御のみを行った場合に対して、フィードフォワード制御部１４３を設けて、このフィードフォワード制御部１４３によってフィードフォワード制御を行った場合の一例を、図１１に示す。図１１は、制御対象ＣＴ１に対して、フィードフォワード制御と共に、フィードバック制御を行って、塗装ヘッド５３（ノズル５４）から塗料を吐出する際の、圧力変化の検証結果の一例を示すグラフである。なお、図１１においては、圧電基板６２を図１０の場合と同様に所定の周波数で駆動させた状態を示しており、縦軸は圧力（ｂａｒ）、横軸は時間（ｓ）を示している。また、図１１における圧力値も、図１０と同様に圧力センサＳ６で測定された圧力値となっている。
【0094】
また、図１１に示す検証結果においては、ダウンシュート量およびオーバーシュート量の双方を抑制することを狙っている。このため、ダウンシュート量の抑制を図るために、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始時の（吐出開始に関連する）トリガ信号に基づいて、補償圧力値をフィードフォワード制御部１４３で算出し、その補償圧力値を、フィードフォワード制御部１４３からの圧力演算値と、加算器１４４で加算することで、制御対象ＣＴ１の制御を行っている。また、オーバーシュート量の抑制を図るために、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止時の（吐出停止に関連する）トリガ信号に基づいて、補償圧力値をフィードフォワード制御部１４３で算出し、その補償圧力値を、フィードフォワード制御部１４３からの圧力演算値と、加算器１４４で加算することで、制御対象ＣＴ１の制御を行っている。
【0095】
すなわち、ダウンシュート量およびオーバーシュート量の双方を抑制するために、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせて、制御対象ＣＴ１の制御を行っている。しかしながら、図１１においては、ダウンシュート量のみの抑制を図るべく、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出開始時のトリガ信号に基づいて、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うようにしても良い。また、オーバーシュート量のみの抑制を図るべく、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止時のトリガ信号に基づいて、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うようにしても良い。
【0096】
図１１においては、たとえば、吐出前の圧力が安定した状態（吐出せずに、塗料がバイパス流路７４を介して塗料循環経路７１を安定的に循環している状態）と比較して、ダウンシュート量は、約１ｋＰａ以下と、効果的に抑制されている。すなわち、フィードバック制御部１４２の他に、フィードフォワード制御部１４３を設け、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせて、制御対象ＣＴ１を制御することで、図１０に示す場合と比較して、ダウンシュート量を激減させている。また、図１１においては、たとえば、吐出前の圧力が安定した状態（吐出せずに、塗料がバイパス流路７４を介して塗料循環経路７１を安定的に循環している状態）と比較して、オーバーシュート量は、約１ｋＰａ以下と、効果的に抑制されている。すなわち、フィードバック制御部１４２の他に、フィードフォワード制御部１４３を設け、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせて、制御対象ＣＴ１を制御することで、図１０に示す場合と比較して、オーバーシュート量を激減させている。
【0097】
以上のような、図１０に示す検証結果と図１１に示す検証結果からすると、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせて、制御対象ＣＴ１を制御することで、ダウンシュート量および／またはオーバーシュート量を抑制可能となっている。
【0098】
また、図１１においては、各制御対象ＣＴ１をフィードバック制御部１４２およびフィードフォワード制御部１４３で制御する際の各ゲインの調整を図ることで、ダウンシュート量および／またはオーバーシュート量を、一層良好に抑制することが可能である。
【0099】
ここで、主制御部１１０からフィードフォワード制御部１４３に送信されるトリガ信号としては、ダウンシュート量および／またはオーバーシュート量の抑制を図る場合には、たとえば、塗装ヘッド５３からの吐出開始に関する信号が挙げられる。しかしながら、トリガ信号はこれには限られず、たとえば、ロボットティーチングに基づいてロボットアームＲ１が作動した際の、塗装ヘッド５３の移動経路上の所定位置をトリガ信号としても良い。図１２は、塗装ヘッド５３の移動経路上の所定位置への到達をトリガ信号とした場合のイメージを示す図である。
【0100】
図１２においては、たとえば位置センサ３００での位置情報が検出されると、ロボットティーチングに基づく塗装ヘッド５３の軌跡から、塗装ヘッド５３の空間的な位置座標が判別可能である。したがって、塗装ヘッド５３の空間的な所定の位置座標への到達に対応する位置センサ３００の位置情報をトリガ信号としても良い。たとえば、塗装ヘッド５３が空間的な所定の位置座標への到達から所定のタイミング後に、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出を開始する場合に、その空間的な所定の位置座標への到達を、吐出開始のトリガ信号としても良い。また、塗装ヘッド５３が空間的な所定の位置座標への到達から所定のタイミング後に、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出を停止する場合においても、その空間的な所定の位置座標への到達を、吐出停止のトリガ信号としても良い。
【0101】
なお、図１２においては、車両ＦＲのハッチング部分への塗装を行う場合について、各塗装パスにおけるトリガ信号の位置を示している。位置Ｐ１１から塗装ヘッド５３が位置Ｐ１４に向けて移動を開始する塗装パスにおいて、位置Ｐ１２に到達したときの位置センサ３００の位置情報をトリガ信号として、ダウンシュートの抑制を図るようにし、さらに塗装が終了する直前である位置Ｐ１３に到達したときの位置センサ３００の位置情報をトリガ信号として、オーバーシュートの抑制を図るようにしている。
【0102】
そして、位置Ｐ１４から位置Ｐ２１へ移動し、その後、位置Ｐ２１から塗装ヘッド５３が位置Ｐ１４に向けて移動を開始する塗装パスにおいて、位置Ｐ２２に到達したときの位置センサ３００の位置情報をトリガ信号として、ダウンシュートの抑制を図るようにし、さらに塗装が終了する直前である位置Ｐ２３に到達したときの位置センサ３００の位置情報をトリガ信号として、オーバーシュートの抑制を図るようにしている。
【0103】
同様に、位置Ｐ２４、位置Ｐ３４、位置Ｐ４４、位置Ｐ５４、および位置Ｐ６４から、それぞれ位置Ｐ２１、位置Ｐ３１、位置Ｐ４１、位置Ｐ５１、位置Ｐ６１および位置Ｐ７１へ移動し、その後、位置Ｐ３１、位置Ｐ４１、位置Ｐ５１、位置Ｐ６１および位置Ｐ７１から塗装ヘッド５３がそれぞれ位置Ｐ３４、位置Ｐ４４、位置Ｐ５４、位置Ｐ６４および位置Ｐ７４に向けて移動を開始する塗装パスにおいて、位置Ｐ３２、位置Ｐ４２、位置Ｐ５２、位置Ｐ６２および位置Ｐ７２に到達したときの位置センサ３００の位置情報をトリガ信号として、ダウンシュートの抑制を図るようにし、さらに塗装が終了する直前である位置Ｐ３３、位置Ｐ４３、位置Ｐ５３、位置Ｐ６３および位置Ｐ７３に到達したときの位置センサ３００の位置情報をトリガ信号として、オーバーシュートの抑制を図るようにしている。
【0104】
なお、実際の塗装においては、塗装ヘッド５３から塗料の液滴の吐出を停止して、オーバーシュートが生じても、以後、所定の間は塗料の液滴を吐出しないので、ダウンシュートの抑制が効果的である。したがって、図１２においては、位置Ｐ１３、位置Ｐ２３、位置Ｐ３３、位置Ｐ４３、位置Ｐ５３、位置Ｐ６３および位置Ｐ７３に到達したときの位置センサ３００の位置情報をトリガ信号として、オーバーシュートの抑制を図るようにしなくても良い。
【0105】
また、図１３に示すように、ロボットアームＲ１が角度θ１傾くような姿勢が変化して、供給ポンプ９０、吸引ポンプ９１、第１ペイントレギュレータ９２および第２ペイントレギュレータ９３の高低差が急激に変化すると、上記のようなダウンシュートやオーバーシュートの発生の原因となる。そこで、たとえば、ロボットティーチングに基づいて、ロボットアームＲ１の姿勢が所定のタイミング後に変化することを、塗装ヘッド５３の空間的な所定の位置座標への到達に対応する位置センサ３００の位置情報から予測できる場合、位置センサ３００での所定位置への到達の検出を、トリガ信号としても良い。また、たとえば、ロボットティーチングに基づいて、ロボットアームＲ１の姿勢が所定のタイミング後に変化することを、傾きセンサ３１０での傾斜角度の情報から予測できる場合、傾きセンサ３１０での所定の傾斜角度への到達の検出を、トリガ信号としても良い。
【0106】
なお、図１３では、ロボットアームＲ１の姿勢変化によって、塗装ヘッド５３が傾斜した場合を示しているが、塗装ヘッド５３が傾斜しないもののロボットアームＲ１の姿勢変化が生じた場合においても、上記と同様にトリガ信号を設定することが可能である。
【0107】
（２．効果について）
以上のように、車両ＦＲの塗装を行う塗装ロボット１０は、塗料の液滴を吐出する複数のノズル５４と、駆動することでノズル５４から液滴を押し出すための圧電基板６２を備える塗装ヘッド５３を備える塗装ヘッドユニット５０と、塗装ヘッドユニット５０を先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドユニット５０を所望の位置へ移動させるロボットアームＲ１と、ロボットアームＲ１と塗装ヘッドユニット５０の間に亘って設けられている塗料供給機構７０と、ロボットアームＲ１および塗料供給機構７０の駆動を制御する制御部１００と、を備える。
以上のように、車両ＦＲの塗装を行う塗装ロボット１０は、塗料の液滴を吐出する複数のノズル５４と、駆動することでノズル５４から液滴を押し出すための圧電基板６２を備える塗装ヘッド５３を備える塗装ヘッドユニット５０と、塗装ヘッドユニット５０を先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドユニット５０を所望の位置へ移動させるロボットアームＲ１と、ロボットアームＲ１と塗装ヘッドユニット５０の間に亘って設けられている塗料供給機構７０と、ロボットアームＲ１および塗料供給機構７０の駆動を制御する制御部１００と、を備える。
【0108】
そして、塗料供給機構７０は、ロボットアームＲ１と塗装ヘッドユニット５０の間に亘って設けられ、塗料を塗装ヘッド５３に対して供給しつつ当該塗装ヘッド５３から吐出されなかった塗料を回収する塗料循環経路７１と、この塗料循環経路７１の中途に設けられると共に、塗料の貯留部位と塗装ヘッド５３の間での塗料の供給および回収を行う供給ポンプ９０および／または吸引ポンプ９１（塗料移送手段）と、塗料循環経路７１の中途に設けられると共に、当該塗料循環経路７１の内部流路の開閉を調整可能な第１ペイントレギュレータ９２および／または第２ペイントレギュレータ９３（調整弁）と、を備えていて、制御部１００は、圧力設定値が記憶されている制御用メモリ１５０と、制御用メモリ１５０から読み出された圧力設定値となるように供給ポンプ９０および／または吸引ポンプ９１（塗料移送手段）の作動のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出して供給ポンプ９０および／または吸引ポンプ９１（塗料移送手段）と第１ペイントレギュレータ９２および／または第２ペイントレギュレータ９３（調整弁）の少なくとも一方の作動を制御するフィードバック制御部１４２と、塗装ヘッド５３の状態変化に関連するトリガ信号に基づいて、圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で圧力演算値を補正して供給ポンプ９０および／または吸引ポンプ９１（塗料移送手段）と第１ペイントレギュレータ９２および／または第２ペイントレギュレータ９３（調整弁）の少なくとも一方の作動を制御するフィードフォワード制御部１４３と、を備えている。
【0109】
このように、制御部１００は、フィードバック制御部１４２と、フィードフォワード制御部１４３を備えている。このため、供給ポンプ９０および／または吸引ポンプ９１（塗料移送手段）と、第１ペイントレギュレータ９２および／または第２ペイントレギュレータ９３（調整弁）の少なくとも一方を、圧力設定値となるようにフィードバック制御する際に、ダウンシュートやオーバーシュートといった、圧力変動が予想される場合には、フィードフォワード制御部１４３で圧力変動とは逆方向の補償圧力値の演算を行い、この補償圧力値で圧力演算値を補正することで、圧力変動を抑制することが可能となる。
【0110】
このため、ダウンシュートやオーバーシュートといった、圧力変動の影響を低減することが可能となる。それにより、たとえば塗料を塗装ヘッド５３から吐出する際の吐出圧力を安定化させることができ、連続的に塗料吐出を行うことも可能となる。すなわち、塗装ヘッド５３内の圧力の低下による、塗料の不吐出を含む不安定な塗料の吐出状態となったり、塗装ヘッド５３内の圧力の上昇によって、塗料がノズル５４から溢れる等の不具合が生じるのを防止することが可能となる。それにより、塗装ヘッド５３のノズル形成面５２が汚れたり、次の車両等の塗装を行えない等の不具合を防止することが可能となる。
【0111】
また、本実施の形態では、塗料循環経路７１は、塗装ヘッド５３に向けて塗料を供給する塗料供給路７２と、塗装ヘッド５３の塗料排出側に接続され、ノズル５４から吐出されなかった塗料を回収する戻り流路７３と、を備える。そして、塗料移送手段は、ロボットアームＲ１の所定位置に搭載され、塗料供給路７２の中途に設けられると共に、制御部１００での制御に基づいて塗装ヘッド５３に向けて塗料を供給するための圧力を印加する供給ポンプ９０（塗料供給手段）と、ロボットアームＲ１の所定位置に搭載され、戻り流路７３の中途に設けられると共に、制御部１００での制御に基づいて塗装ヘッド５３から吐出されなかった塗料を回収するための圧力を戻り流路７３の下流側に印加する吸引ポンプ９１（塗料回収手段）と、を備え、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、供給ポンプ９０（塗料供給手段）を駆動増加させる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、供給ポンプ９０（塗料供給手段）を作動させることができる。
【0112】
このように、供給ポンプ９０（塗料供給手段）に対して、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせ制御を行うことで、塗料の吐出開始時の圧力低下の影響を低減することが可能となる。
【0113】
また、本実施の形態では、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、吸引ポンプ９１（塗料回収手段）を駆動減少側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、吸引ポンプ９１（塗料回収手段）を作動させることができる。
【0114】
このように、吸引ポンプ９１（塗料回収手段）に対して、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うことで、塗料の吐出開始時の圧力低下の影響を低減することが可能となる。
【0115】
また、本実施の形態では、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、供給ポンプ９０（塗料供給手段）を駆動停止させる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、供給ポンプ９０（塗料供給手段）を作動させることができる。
【0116】
このように、供給ポンプ９０（塗料供給手段）に対して、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うことで、塗料の吐出停止時の圧力低下の影響を低減することが可能となる。
【0117】
また、本実施の形態では、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、吸引ポンプ９１（塗料回収手段）を駆動増加させる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、吸引ポンプ９１（塗料回収手段）を作動させることができる。
【0118】
このように、吸引ポンプ９１（塗料回収手段）に対して、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うことで、塗料の吐出停止時の圧力低下の影響を低減することが可能となる。
【0119】
また、本実施の形態では、調整弁は、供給ポンプ９０（塗料供給手段）よりも塗料供給路７２の下流側に設けられると共に、制御部１００での制御に基づいて塗装ヘッド５３に向かう塗料の圧力を調整する第１ペイントレギュレータ９２（第１調整弁）と、吸引ポンプ９１（塗料回収手段）よりも戻り流路７３の上流側に設けられると共に、制御部１００での制御に基づいて塗装ヘッド５３から回収される塗料の圧力を調整する第２ペイントレギュレータ９３（第２調整弁）と、を備える。そして、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始または塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、補償圧力値で圧力演算値を補正して、第１ペイントレギュレータ９２（第１調整弁）と第２ペイントレギュレータ９３（第２調整弁）の少なくとも一方の作動を制御することができる。
【0120】
このように、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、または塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を、第１ペイントレギュレータ９２（第１調整弁）と第２ペイントレギュレータ９３（第２調整弁）の少なくとも一方に対して行うことで、塗料の吐出開始時の圧力低下の影響を低減することが可能となる。
【0121】
また、本実施の形態では、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、第１ペイントレギュレータ９２（第１調整弁）を開く側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、第１ペイントレギュレータ９２（第１調整弁）を作動させることができる。
【0122】
このように、第１ペイントレギュレータ９２（第１調整弁）に対して、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うことで、塗料の吐出開始時の圧力低下の影響を低減することが可能となる。
【0123】
また、本実施の形態では、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、第２ペイントレギュレータ９３（第２調整弁）を閉じる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、第２調整弁を作動させることができる。
【0124】
このように、第２ペイントレギュレータ９３（第２調整弁）に対して、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うことで、塗料の吐出開始時の圧力低下の影響を低減することが可能となる。
【0125】
また、本実施の形態では、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、第１ペイントレギュレータ９２（第１調整弁）を閉じる側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、第１ペイントレギュレータ９２（第１調整弁）を作動させることができる。
【0126】
このように、第１ペイントレギュレータ９２（第１調整弁）に対して、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うことで、塗料の吐出停止時の圧力上昇の影響を低減することが可能となる。
【0127】
また、本実施の形態では、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、第２ペイントレギュレータ９３（第２調整弁）を開く側に補正する補償圧力値で圧力演算値を補正して、第２ペイントレギュレータ９３（第２調整弁）を作動させることができる。
【0128】
このように、第２ペイントレギュレータ９３（第２調整弁）に対して、塗装ヘッド５３からの塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うことで、塗料の吐出停止時の圧力上昇の影響を低減することが可能となる。
【0129】
また、本実施の形態では、フィードフォワード制御部１４３は、塗装ヘッド５３の姿勢変化に関連するトリガ信号に基づいて、圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で圧力演算値を補正して塗料移送手段と調整弁の少なくとも一方の作動を制御することができる。
【0130】
このように、塗装ヘッド５３の姿勢変化に関連するトリガ信号に基づいて、フィードフォワード制御部１４３で補償圧力値の演算を行い、その補償圧力値で圧力演算値を補正するといった、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた制御を行うことで、塗装ヘッド５３の姿勢変化が生じた際の圧力変動の影響を低減することが可能となる。
【0131】
（３．変形例について）
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態以外に、種々変形可能である。以下に、変形例について説明する。
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態以外に、種々変形可能である。以下に、変形例について説明する。
【0132】
上述した実施の形態では、圧力センサＳ１～Ｓ８と、第１流量計ＦＭ１、第２流量計ＦＭ２を備える構成を採用している。しかしながら、第１流量計ＦＭ１および第２流量計ＦＭ２を備える場合には、圧力センサＳ１～Ｓ８のうち少なくとも１つを省略しても良く、圧力センサＳ１～Ｓ８を備える場合には、第１流量計ＦＭ１と第２流量計ＦＭ２のうち少なくとも１つを省略しても良い。
【符号の説明】
【0133】
１０…塗装ロボット、１１…塗装ロボットシステム、２０…ロボット本体、２１…基台、２２ａ…第１回転軸、２２ｂ…第２回転軸、２２ｃ…第３回転軸、２２ｄ…第４回転軸、２２ｅ…第５回転軸、２２ｆ…第６回転軸、２４…第１回動アーム、２５…第２回動アーム、２６…回転アーム、２７…リスト部、５０…塗装ヘッドユニット、５２…ノズル形成面、５３…塗装ヘッド、５４…ノズル、５５…ノズル列、５５Ａ…第１ノズル列、５５Ｂ…第２ノズル列、５７…供給側大流路、５８…列方向供給流路、５９…ノズル加圧室、５９ａ…ノズル供給流路、５９ｂ…ノズル排出流路、６０…列方向排出流路、６１…排出側大流路、６２…圧電基板、６３ａ…圧電セラミック層、６３ｂ…圧電セラミック層、６４…共通電極、６５…個別電極、７０…塗料供給機構、７１…塗料循環経路、７２…塗料供給路、７３…戻り流路、７４…バイパス流路、７５…外部供給路、７６…気泡除去部材、７７…三方弁、７８…開閉弁、７９…三方弁、８０…切替弁、８１…排出路、９０…供給ポンプ（塗料供給手段に対応）、９１…吸引ポンプ（塗料回収手段に対応）、９２…第１ペイントレギュレータ（第１調整弁に対応）、９３…第２ペイントレギュレータ（第２調整弁に対応）、９４…脱気モジュール、９５…除去フィルタ、９６…吸引管路、９７…真空ポンプ、１００…制御部、１１０…主制御部、１２０…アーム制御部、１３０…ヘッド制御部、１４０…塗料供給制御部、１４１，１４４…加算器、１４２…フィードバック制御部、１４３…フィードフォワード制御部、１５０…制御用メモリ、２００…画像処理装置、２１０…画像処理部、２２０…メモリ、３００…位置センサ、３１０…傾きセンサ（角度検出手段に対応）、ＦＭ１…第１流量計、ＦＭ２…第２流量計、ＦＲ…車両、ＰＳ…塗装パス、Ｒ１…ロボットアーム、Ｓ１～Ｓ８…圧力センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【手続補正書】
【提出日】2022-09-06
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項1】
車両の塗装を行う塗装ロボットであって、
塗料の液滴を吐出する複数のノズルを備える塗装ヘッドを備える塗装ヘッドユニットと、
前記塗装ヘッドユニットを先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドを所望の位置へ移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられている塗料供給機構と、
前記ロボットアームおよび前記塗料供給機構の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記塗料供給機構は、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられ、前記塗料を前記塗装ヘッドに対して供給しつつ当該塗装ヘッドから吐出されなかった前記塗料を回収する塗料循環経路と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、前記塗料の貯留部位と前記塗装ヘッドの間での前記塗料の供給および回収を行う塗料移送手段と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、当該塗料循環経路の内部流路の開閉を調整可能な調整弁と、
を備えていて、
前記制御部は、
圧力設定値が記憶されている制御用メモリと、
前記制御用メモリから読み出された前記圧力設定値となるように前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードバック制御部と、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号、または前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で前記圧力演算値を補正して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードフォワード制御部と、
を備えることを特徴とする塗装ロボット。
塗料の液滴を吐出する複数のノズルを備える塗装ヘッドを備える塗装ヘッドユニットと、
前記塗装ヘッドユニットを先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドを所望の位置へ移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられている塗料供給機構と、
前記ロボットアームおよび前記塗料供給機構の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記塗料供給機構は、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられ、前記塗料を前記塗装ヘッドに対して供給しつつ当該塗装ヘッドから吐出されなかった前記塗料を回収する塗料循環経路と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、前記塗料の貯留部位と前記塗装ヘッドの間での前記塗料の供給および回収を行う塗料移送手段と、
前記塗料循環経路の中途に設けられると共に、当該塗料循環経路の内部流路の開閉を調整可能な調整弁と、
を備えていて、
前記制御部は、
圧力設定値が記憶されている制御用メモリと、
前記制御用メモリから読み出された前記圧力設定値となるように前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動のフィードバック制御を実行するための圧力演算値を算出して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードバック制御部と、
前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出停止状態からの吐出開始に関連するトリガ信号、または前記塗装ヘッドからの前記塗料の吐出状態からの吐出停止に関連するトリガ信号に基づいて、前記圧力設定値に対して圧力の変動が予期される圧力変動とは逆方向の補償圧力値で前記圧力演算値を補正して前記塗料移送手段と前記調整弁の少なくとも一方の作動を制御するフィードフォワード制御部と、
を備えることを特徴とする塗装ロボット。