特開 2024-67070 塗料充填排出システム

(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】P2024067070

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】塗料充填排出システム

(51)【国際特許分類】

   B05B 5/16 20060101AFI20240510BHJP

   B05B 15/00 20180101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

B05B5/16

B05B15/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022176874

(22)【出願日】2022-11-04

(71)【出願人】

【識別番号】000110343

【氏名又は名称】トリニティ工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】518423191

【氏名又は名称】株式会社ヒューマンサポートテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100114605

【弁理士】

【氏名又は名称】渥美 久彦

(72)【発明者】

【氏名】近藤 恭正

(72)【発明者】

【氏名】小野 浩二

(72)【発明者】

【氏名】平松 夏樹

【テーマコード（参考）】

4D073

4F034

【Ｆターム（参考）】

4D073AA01

4D073BB03

4D073CA01

4D073CA30

4D073CB03

4F034AA03

4F034BA22

4F034BB04

4F034BB25

4F034BB28

(57)【要約】

【課題】塗料カートリッジに対する塗料の充填完了を正確に検知することができる塗料充填排出システムを提供すること。
【解決手段】この塗料充填排出システム５０は、塗料充填排出装置５１と、撮像装置７１と、充填完了判定装置８２とを備える。塗料充填排出装置５１は、塗料カートリッジ１０における塗料バッグ３１内に塗料Ｗ１を充填し、押出液充填空間１６に塗料押出液Ｗ２を供給して残留塗料を排出させる。撮像装置７１は、塗料充填時にカートリッジ本体１１を介して塗料バッグ３１を塗料カートリッジ１０の外側から撮像する。充填完了判定装置８２は、撮像装置７１が撮像した画像を画像処理して塗料バッグ表面３１ａの特徴を抽出し、その特徴抽出結果に基づいて、塗料Ｗ１の充填が完了したか否かを判定する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

カートリッジ本体の内部に塗料バッグを収容した構造の塗料カートリッジにおける前記塗料バッグ内に塗料を充填するとともに、前記カートリッジ本体と前記塗料バッグとの間の押出液充填空間に塗料押出液を供給して前記塗料バッグ内に残留した前記塗料を排出させる塗料充填排出装置と、
塗料充填時に前記カートリッジ本体を介して前記塗料バッグを前記塗料カートリッジの外側から撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像した画像を画像処理して前記塗料バッグ表面の特徴を抽出し、その特徴抽出結果に基づいて前記塗料の充填が完了したか否かを判定する充填完了判定装置と
を備えた塗料充填排出システム。

【請求項2】

前記充填完了判定装置が塗料充填完了と判断したときに、前記塗料バッグへの前記塗料の供給を直ちに停止させるように前記塗料充填排出装置を制御する制御装置を、さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の塗料充填排出システム。

【請求項3】

前記塗料カートリッジには、前記塗料カートリッジごとの識別情報を含む識別子が付されており、
前記識別子は、識別子読取装置を兼ねる前記撮像装置により読み取られ、
前記制御装置は、前記撮像装置の読み取り結果に基づいて前記塗料カートリッジを識別する
ことを特徴とする請求項２に記載の塗料充填排出システム。

【請求項4】

前記制御装置は、記憶装置に異常発生時の前記塗料バッグの画像を保存することを特徴とする請求項２に記載の塗料充填排出システム。

【請求項5】

前記カートリッジ本体は、透明な非可撓性材料を用いて形成され、
前記塗料バッグは、可撓性材料を用いて形成され、
前記塗料押出液は、透明な液体である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の塗料充填排出システム。

【請求項6】

前記塗料バッグは、２枚のラミネートフィルムを貼り合わせて袋状に形成したラミネートパックであり、
前記カートリッジ本体は、円筒状に形成されるとともに、パック開口部を下方に向けた状態で前記ラミネートパックを収容し、
前記撮像装置は、前記カートリッジ本体の外周面から径方向に離間した位置に配置され、その位置から前記ラミネートパックを撮像する
ことを特徴とする請求項５に記載の塗料充填排出システム。

【請求項7】

前記充填完了判定装置は、前記撮像装置が撮像した前記塗料バッグ表面の画像を格子状に分割することで区画された複数の領域につき、画像処理を行って前記複数の領域ごとに特徴量を抽出し、その抽出された特徴量に基づいて、前記塗料の充填が完了したか否かの判定のための推論を実行することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の塗料充填排出システム。

【請求項8】

前記カートリッジ本体は、透明な非可撓性材料を用いて形成され、
前記塗料バッグは、可撓性材料を用いて形成され、
前記塗料押出液は、透明な液体である
ことを特徴とする請求項７に記載の塗料充填排出システム。

【請求項9】

前記塗料バッグは、２枚のラミネートフィルムを貼り合わせて袋状に形成したラミネートパックであり、
前記カートリッジ本体は、円筒状に形成されるとともに、パック開口部を下方に向けた状態で前記ラミネートパックを収容し、
前記撮像装置は、前記カートリッジ本体の外周面から径方向に離間した位置に配置され、その位置から前記ラミネートパックを撮像する
ことを特徴とする請求項８に記載の塗料充填排出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗料カートリッジへの塗料の充填及び排出を行うための塗料充填排出システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、カートリッジ本体の内部に塗料バッグを収容した構造の塗料カートリッジがよく知られている。この塗料カートリッジは、塗装時には塗装機に装着され、塗装終了後には塗料充填排出装置に装着される。塗料充填排出装置では、塗料バッグ内に塗料を前回使用後の不足分だけ補充する。これに伴い、カートリッジ本体と塗料バッグとの間の押出液充填空間から塗料押出液が排出される（例えば特許文献１を参照）。

【0003】

ここで特許文献１には、塗料押出液の供給排出経路上に流量計を設け、その流量計によって塗料押出液の排出流量を監視することにより、塗料カートリッジに対する塗料の充填完了を検知する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－４３１８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記従来技術においては、塗料バッグが満タンとなり、押出液充填空間内の塗料押出液がなくなった際の流量低下を検出しているため、塗料カートリッジに対する塗料の充填完了の検知が遅れることがあった。それゆえ、塗料供給をストップさせるタイミングが遅くなり、満タンから流量低下までの時間（０．２～０．３秒）にかかる塗料供給圧力が塗料バッグの負担となって塗料バッグの劣化が進む結果、塗料バッグが破損しやすくなるという問題があった。また、この場合には塗料が塗料押出液に混入するため、メンテナンスの負担が増大する等といった問題があった。

【0006】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗料カートリッジに対する塗料の充填完了を正確に検知することができる塗料充填排出システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、カートリッジ本体の内部に塗料バッグを収容した構造の塗料カートリッジにおける前記塗料バッグ内に塗料を充填するとともに、前記カートリッジ本体と前記塗料バッグとの間の押出液充填空間に塗料押出液を供給して前記塗料バッグ内に残留した前記塗料を排出させる塗料充填排出装置と、塗料充填時に前記カートリッジ本体を介して前記塗料バッグを前記塗料カートリッジの外側から撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像を画像処理して前記塗料バッグ表面の特徴を抽出し、その特徴抽出結果に基づいて前記塗料の充填が完了したか否かを判定する充填完了判定装置とを備えた塗料充填排出システムをその要旨とする。

【0008】

従って、請求項１に記載の発明によると、充填完了判定装置が、撮像装置が撮像した塗料充填時の画像を画像処理して塗料バッグ表面の特徴を抽出し、その特徴抽出結果に基づいて塗料の充填が完了したか否かを算出する。これにより、過充填となって塗料バッグに塗料圧力がかかる前のタイミングで、塗料カートリッジに対する塗料の充填完了を正確に検知することができる。よって、塗料充填完了を検知した時点で、塗料バッグへの塗料の供給を直ちに停止させれば、塗料バッグにかかる塗料圧力を低減することができる。このため、塗料バッグの劣化や破損を防ぐことができ、ひいては、塗料バッグの長寿命化を図ることができる。

【0009】

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記充填完了判定装置が塗料充填完了と判断したときに、前記塗料バッグへの前記塗料の供給を直ちに停止させるように前記塗料充填排出装置を制御する制御装置を、さらに備えたことをその要旨とする。

【0010】

従って、請求項２に記載の発明によると、制御装置によって、過充填となる前に塗料供給を停止させるように塗料充填排出装置を制御することができる。

【0011】

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記塗料カートリッジには、前記塗料カートリッジごとの識別情報を含む識別子が付されており、前記識別子は、識別子読取装置を兼ねる前記撮像装置により読み取られ、前記制御装置は、前記撮像装置の読み取り結果に基づいて前記塗料カートリッジを識別することをその要旨とする。

【0012】

従って、請求項３に記載の発明によると、塗料バッグを撮像する撮像装置を用いて識別子を撮像することにより、識別子専用の読取装置を省略することができ、塗料充填排出システムの簡略化及び低コスト化を図ることができる。

【0013】

ここで、識別子としては、文字、数字、記号、絵等を用いることができる。なお、識別子として、ＱＲコード（株式会社デンソーウェーブの登録商標）等の二次元コードやバーコード等の一次元コードを用いてもよい。

【0014】

請求項４に記載の発明は、請求項２において、前記制御装置は、記憶装置に異常発生時の前記塗料バッグの画像を保存することをその要旨とする。

【0015】

従って、請求項４に記載の発明によると、異常発生時の塗料バッグの画像を後から確認することができるため、異常発生時の状況の把握や異常発生の原因の解析が容易になる。

【0016】

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれ１項において、前記カートリッジ本体は、透明な非可撓性材料を用いて形成され、前記塗料バッグは、可撓性材料を用いて形成され、前記塗料押出液は、透明な液体であることをその要旨とする。

【0017】

従って、請求項５に記載の発明によると、カートリッジ本体が透明な材料を用いて形成され、カートリッジ本体の内部に供給される塗料押出液が透明な液体であるため、カートリッジ本体の内部に収容される塗料バッグを、塗料カートリッジの外側にある撮像装置を用いて確実に撮像することができる。なお、塗料バッグが透明な塗料バッグである場合、塗料バッグ内への塗料の充填が完了したか否かの判定を、直接目視することにより行うことができる。また、塗料バッグ内への塗料の充填が完了したか否かの判定を、反射型光センサを使用し、発光部が発光して塗料バッグで反射した光を受光部が受光できたか否かを検知することにより行うこともできる。一方、塗料バッグが不透明な塗料バッグである場合、塗料バッグ表面の特徴を、塗料バッグ内の塗料の影響を受けることなく抽出できる。

【0018】

請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記塗料バッグは、２枚のラミネートフィルムを貼り合わせて袋状に形成したラミネートパックであり、前記カートリッジ本体は、円筒状に形成されるとともに、パック開口部を下方に向けた状態で前記ラミネートパックを収容し、前記撮像装置は、前記カートリッジ本体の外周面から径方向に離間した位置に配置され、その位置から前記ラミネートパックを撮像することをその要旨とする。

【0019】

従って、請求項６に記載の発明によると、撮像装置が、円筒状のカートリッジ本体内に収容されたラミネートパックを、カートリッジ本体の外周面から径方向に離間した位置から撮像する。これにより、ラミネートフィルムの表面の広い面積を撮像できるため、塗料バッグ表面の特徴を抽出しやすくなる。

【0020】

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記充填完了判定装置は、前記撮像装置が撮像した前記塗料バッグ表面の画像を格子状に分割することで区画された複数の領域につき、画像処理を行って前記複数の領域ごとに特徴量を抽出し、その抽出された特徴量に基づいて、前記塗料の充填が完了したか否かの判定のための推論を実行することをその要旨とする。

【0021】

従って、請求項７に記載の発明によると、塗料バッグ表面の画像を格子状に分割することで区画された複数の領域につき、画像処理を行って複数の領域ごとに特徴量を抽出し、その抽出された特徴量に基づいて、塗料の充填が完了したか否かの判定のための推論を実行する。この制御により、塗料の充填が完了したか否かの判定を常時最適に行うことが可能となるため、塗料カートリッジに対する塗料の充填完了をより正確に検知することができる。

【0022】

ここで、特徴量としては、ＬＢＰ（Local Binary Pattern）特徴量、ＧＩＳＴ（Generalized Search Tree）特徴量、ＨＬＡＣ（Higher-order Local AutoCorrelation）特徴量などを挙げることができる。特には、演算コストが低く、画像の濃淡値の変動に強いＬＢＰ特徴量を用いることが好ましい。

【0023】

また、推論を実行するモデルとしては、決定木、ニューラルネットワーク、近傍法などを挙げることができる。特には、次元が多くても対応可能なニューラルネットワークを用いることが好ましい。

【0024】

請求項８に記載の発明は、請求項７において、前記カートリッジ本体は、透明な非可撓性材料を用いて形成され、前記塗料バッグは、可撓性材料を用いて形成され、前記塗料押出液は、透明な液体であることをその要旨とする。

【0025】

請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記塗料バッグは、２枚のラミネートフィルムを貼り合わせて袋状に形成したラミネートパックであり、前記カートリッジ本体は、円筒状に形成されるとともに、パック開口部を下方に向けた状態で前記ラミネートパックを収容し、前記撮像装置は、前記カートリッジ本体の外周面から径方向に離間した位置に配置され、その位置から前記ラミネートパックを撮像することをその要旨とする。

【発明の効果】

【0026】

以上詳述したように、請求項１～９に記載の発明によると、塗料カートリッジに対する塗料の充填完了を正確に検知することができる塗料充填排出システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本実施形態における塗装機を示す概略断面図。

【図2】（ａ）は塗料カートリッジを示す側面図、（ｂ）は識別子が付されたシールを示す正面図。

【図3】塗料充填排出システムを示す構成図。

【図4】カメラが撮像した画像を示すイメージ図。

【図5】パラメータＲが１、２、４、８、１６、３２であるときの画像を示す写真。

【図6】ＬＢＰ値から得られたヒストグラムを示すイメージ図。

【図7】ニューラルネットワークを示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

【0029】

まず、図１に示される塗装機１の構成について説明する。塗装機１は、塗装用ロボットのアーム（図示略）の先端に装着されている。塗装機１を構成する塗装機本体２の正面には、回転霧化頭３が回転可能に取り付けられている。なお、この回転霧化頭３には、図示しない高電圧発生器から高電圧が印加されるようになっている。即ち、本実施形態の塗装機１は、塗料Ｗ１を負に帯電し、被塗装物である自動車ボディをアースした状態で、塗装を行う静電塗装機である。

【0030】

また、塗装機本体２の背面に設けられた装着部には、塗料カートリッジ１０が着脱可能に取り付けられている。この塗料カートリッジ１０が備えるカートリッジ本体１１は、本体部１２及びベース部１３から構成されている。本体部１２は、膨張したラミネートパック３１を押さえるために、変形しない非可撓性材料である透明な樹脂材料を用いて円筒状に形成されている。本体部１２は、上端部にて開口するとともに、開口部分が蓋部１４によって塞がれている。また、ベース部１３は、塗装機本体２の装着部に接続可能になっている。

【0031】

図１に示されるように、カートリッジ本体１１の内部には、ラミネートパック３１（塗料バッグ）が収容されている。詳述すると、カートリッジ本体１１は、パック開口部３２を下方に向けた状態でラミネートパック３１を収容している。ラミネートパック３１は、塗料Ｗ１が充填された際に膨張させるために、変形可能な可撓性材料である透明な樹脂材料を用いて形成されている。また、ラミネートパック３１は、２枚のラミネートフィルム３３を重ねた状態でそれらの端縁を貼り合わせることにより袋状に形成されている。さらに、ラミネートパック３１は、カートリッジ本体１１の内部領域を、塗料Ｗ１が充填される塗料充填空間１５と、塗料Ｗ１を塗料充填空間１５から押し出すための塗料押出液Ｗ２が給排される押出液充填空間１６とに区画している。ラミネートパック３１は、塗料Ｗ１と塗料押出液Ｗ２との接触を防止する機能を有している。なお、押出液充填空間１６は、カートリッジ本体１１とラミネートパック３１との間に生じる空間である。また、本実施形態で用いられる塗料Ｗ１は、導電性を有する不透明な静電塗装用水性塗料であり、本実施形態で用いられる塗料押出液Ｗ２は、ソルベントＥＤなどの透明な液体である。

【0032】

なお、ラミネートパック３１は、塗料排出時において押出液充填空間１６内に塗料押出液Ｗ２が充填された際に萎縮する。これに伴い、ラミネートパック３１内（塗料充填空間１５内）の塗料Ｗ１は、カートリッジ本体１１の外部領域に押し出される。一方、ラミネートパック３１は、塗料充填空間１５内に塗料Ｗ１が充填された際（塗料充填時）に膨張する。これに伴い、縮小された押出液充填空間１６内の塗料押出液Ｗ２は、カートリッジ本体１１の外部領域に押し出される。

【0033】

図１に示されるように、カートリッジ本体１１内には、塗料充填空間１５（ラミネートパック３１内）とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通しうる塗料経路１７が設けられている。塗料経路１７の先端はラミネートパック３１内にて開口し、塗料経路１７の基端部は、ベース部１３内に設けられた塗料ストップ弁１８に連結されている。また、カートリッジ本体１１内には、押出液充填空間１６とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通しうる塗料押出液経路１９，２０が設けられている。塗料押出液経路１９，２０の先端は押出液充填空間１６内にて開口し、塗料押出液経路１９，２０の基端部は、ベース部１３内に設けられた塗料押出液ストップ弁２１，２２にそれぞれ連結されている。

【0034】

図１に示されるように、塗料経路１７は、塗料ストップ弁１８を介して塗装機本体２内の塗料排出配管４に連通している。塗料排出配管４は、塗料充填空間１５から押し出された塗料Ｗ１を回転霧化頭３に供給する通路である。また、塗料押出液経路１９は、塗料押出液ストップ弁２１を介して塗装機本体２内の塗料押出液通路（図示略）に連通している。塗料押出液通路は、塗装用ロボットのアームに沿って延びる配管を介してカートリッジ本体１１の押出液充填空間１６内に塗料押出液Ｗ２を給排する通路である。

【0035】

また、図２（ａ），（ｂ）に示されるように、塗料カートリッジ１０には、同塗料カートリッジ１０ごとの識別情報（塗色など）を含む識別子４１が付されている。具体的に言うと、識別子４１は、カートリッジ本体１１のベース部１３の外周面１３ａに貼付されたシール４０（図２（ａ），（ｂ）参照）に付されている。なお、本実施形態の識別子４１は、シール４０に記載された色の種類の示す数字４２と、同じくシール４０に記載されたバーコード４３（一次元コード）とからなっている。例えば、白色の塗料Ｗ１が充填された塗料カートリッジ１０には、黒色の数字４２である「０２」と黒色のバーコード４３とが付された白色のシール４０が貼付されている。なお、充填する塗色ごとに、使用する塗料カートリッジ１０が割り付けられている。

【0036】

なお、塗料カートリッジ１０には、図３に示される塗料充填排出システム５０に取り付けられた状態で塗料Ｗ１が充填されるようになっている。塗料充填排出システム５０は、塗料充填排出装置５１、塗料押出液送り配管５２、塗料押出液戻り配管５３及びカメラ７１（撮像装置）などを備えている。塗料充填排出装置５１は、塗料カートリッジ１０におけるラミネートパック３１内に塗料Ｗ１を充填するとともに、押出液充填空間１６に塗料押出液Ｗ２を供給してラミネートパック３１内に残留した塗料Ｗ１を排出させる機能を有している。

【0037】

また、塗料充填排出装置５１にはカートリッジ取付部５４が設けられ、カートリッジ取付部５４の上面には塗料カートリッジ１０が着脱可能に取り付けられている。なお、塗料カートリッジ１０の取付時においては、塗料押出液ストップ弁２１，２２が開状態となるため、押出液充填空間１６内に対する塗料押出液Ｗ２の充填及び排出が可能となる。

【0038】

図３に示されるように、カートリッジ取付部５４の下面には、複数のカラーバルブ５６を有する塗料マニホールド５５が取り付けられている。なお、本実施形態のカラーバルブ５６は、電磁弁から供給されるパイロットエアにて作動するエア駆動弁である。また、塗料マニホールド５５内には、カラーバルブ５６を開状態に切り替えた際に、塗料タンク（図示略）内に溜められた塗料Ｗ１をラミネートパック３１内（塗料充填空間１５内）に導く塗料充填経路５７が設けられている。なお、塗料充填経路５７には、エア源（図示略）からエアが供給されるとともに、シンナー貯留タンク（図示略）からシンナーが供給されるようになっている。

【0039】

また、カートリッジ取付部５４の側面には、ダンプバルブ５８及び絞りバルブ５９が取り付けられている。ダンプバルブ５８及び絞りバルブ５９は、開状態に切り替えられた際に、塗料充填経路５７内のエア及び塗料や、塗料カートリッジ１０内（塗料充填空間１５内）のエア及び塗料を排出するようになっている。そして、カートリッジ取付部５４内には、塗料充填経路５７内のエア及び塗料や、塗料充填空間１５内のエア及び塗料をバルブ５８，５９を介して外部に排出する排出経路６０が設けられている。さらに、塗料ストップ弁１８と塗料充填経路５７と排出経路６０との接続部分には、塗料ストップ弁１８を開状態または閉状態に切り替えるトリガバルブ６１が設けられている。なお、本実施形態のダンプバルブ５８、絞りバルブ５９及びトリガバルブ６１は、電磁弁から供給されるパイロットエアにて作動するエア駆動弁である。また、トリガバルブ６１は、ニードルで塗料ストップ弁１８を押し上げることにより、塗料ストップ弁１８を開状態に切り替えるニードルバルブである。

【0040】

図３に示されるように、塗料押出液送り配管５２上には、塗料押出液送り配管５２を開状態または閉状態に切り替える押出液供給バルブ６２が設けられている。押出液供給バルブ６２は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液送り配管５２を介して押出液充填空間１６に塗料押出液Ｗ２を充填可能とするようになっている。なお、本実施形態の押出液供給バルブ６２は、電磁弁から供給されるパイロットエアにて作動するエア駆動弁である。

【0041】

また、塗料押出液戻り配管５３上には、塗料押出液戻り配管５３を開状態または閉状態に切り替える押出液排出バルブ６３が設けられている。押出液排出バルブ６３は、開状態に切り替えられた際に、押出液充填空間１６内の塗料押出液Ｗ２を排出可能とするようになっている。なお、本実施形態の押出液排出バルブ６３は、電磁弁から供給されるパイロットエアにて作動するエア駆動弁である。

【0042】

また、図３に示される塗料充填排出装置５１は、塗料押出液送り配管５２、塗料押出液戻り配管５３及び塗料押出液配管６４を介して塗料押出液タンク６５に接続されている。塗料押出液送り配管５２及び塗料押出液配管６４は、塗料押出液タンク６５に溜められた塗料押出液Ｗ２を押出液充填空間１６に供給する経路である。また、塗料押出液戻り配管５３及び塗料押出液配管６４は、押出液充填空間１６から排出される塗料押出液Ｗ２を塗料押出液タンク６５に戻す経路である。

【0043】

そして、塗料押出液配管６４上には、流量計６６及び切替バルブ６７が設置されている。また、切替バルブ６７と塗料押出液タンク６５とを接続する配管６８上には、濁り検知タンク６９が設置されている。流量計６６は、押出液充填空間１６内からの塗料押出液Ｗ２の回収時の流量を計測するとともに、押出液充填空間１６内への塗料押出液Ｗ２の充填時の流量を計測する。なお、本実施形態の流量計６６は、塗料押出液配管６４に連通するハウジング内にギヤを収容してなり、塗料押出液Ｗ２の通過に伴って回転するギヤの回転数を数えることにより、塗料押出液Ｗ２の流量を計測するギヤ式流量計である。

【0044】

図３に示されるように、切替バルブ６７は、塗料押出液Ｗ２が塗料押出液タンク６５に戻る際に切り替えられることにより、塗料押出液Ｗ２を濁り検知タンク６９に導くようになっている。また、濁り検知タンク６９は、同濁り検知タンク６９内に溜められた塗料押出液Ｗ２の濁り具合を検知する濁り検知センサ（図示略）を備えている。濁り検知センサは、発光素子（光源）及び受光素子（光検出器）からなっている。発光素子及び受光素子は、濁り検知タンク６９を挟んで対向配置されている。発光素子は、発光信号に基づいて発光するようになっている。受光素子は、濁り検知タンク６９を通過した発光素子からの光を受光するようになっている。

【0045】

なお、濁り検知センサは、受光素子が発光素子からの光の受光量を光学的に検知することにより、塗料押出液Ｗ２の濁りを検出するようになっている。具体的に言うと、塗料押出液Ｗ２に濁りがある場合、受光素子は発光素子からの光の受光量が減少する。この場合、濁り検知センサは濁り検知信号を出力する。一方、塗料押出液Ｗ２に濁りがない場合、受光素子は発光素子からの光を確実に受光できるようになる。

【0046】

図３に示されるように、カメラ７１は、塗料カートリッジ１０が塗料充填排出装置５１のカートリッジ取付部５４に取り付けられた際に、カートリッジ本体１１の外周面１１ａから径方向に離間した位置に配置され、その位置からラミネートパック３１を撮像する。カメラ７１は、塗料充填時に、カートリッジ本体１１を介してラミネートパック３１を塗料カートリッジ１０の外側から撮像する機能を有している。また、カメラ７１は、塗料カートリッジ１０に付された識別子４１（図２（ｂ）参照）を読み取る機能も有している。即ち、カメラ７１は、バーコードリーダ（識別子読取装置）を兼ねている。

【0047】

次に、塗料充填排出システム５０の電気的構成について説明する。

【0048】

図３に示されるように、塗料充填排出システム５０はコントローラ８１を備えており、コントローラ８１は、ＣＰＵ８２、ＲＯＭ８３、ＲＡＭ８４、入出力回路等により構成されている。ＣＰＵ８２には、キーボード８５及びディスプレイ８６が接続されている。また、ＣＰＵ８２には、カラーバルブ５６、ダンプバルブ５８、絞りバルブ５９、トリガバルブ６１、押出液供給バルブ６２、押出液排出バルブ６３、流量計６６、切替バルブ６７、濁り検知センサ及びカメラ７１が接続されている。さらに、ＲＯＭ８３には、塗料充填排出システム５０を制御するためのプログラム（塗装プログラムなど）が記憶されている。なお、塗装プログラムは、被塗装物の種類（例えば、自動車ボディ、自動車部品等）や被塗装物の部位（例えば、ボンネット、ドア等）ごとに異なる塗装用ロボットの駆動態様を示している。

【0049】

次に、塗料充填排出システム５０を用いた塗料Ｗ１の充填方法を説明する。

【0050】

まず、塗料カートリッジ１０を塗料充填排出装置５１のカートリッジ取付部５４に取り付ける（図３参照）。次に、ＣＰＵ８２は、カメラ７１の読み取り結果に基づいて塗料カートリッジ１０を識別する制御を行う。即ち、ＣＰＵ８２は、『制御装置』としての機能を有している。詳述すると、ＣＰＵ８２は、カメラ７１に駆動信号を出力し、塗料カートリッジ１０に付された識別子４１をカメラ７１に読み取らせる制御を行う。具体的には、識別子４１の像をカメラ７１によって撮影する。次に、カメラ７１の撮影データをＣＰＵ８２に取り込んで画像認識処理を行い、その認識した画像に基づいて、数字４２及びバーコード４３の種類を検出する。そして、ＣＰＵ８２は、カメラ７１により読み取った識別子４１を判別し、カートリッジ取付部５４に適切な塗料カートリッジ１０が装着されているか否かを判定する制御を行う。

【0051】

カートリッジ取付部５４に適切な塗料カートリッジ１０が装着されていると判定された場合、ＣＰＵ８２は、ダンプバルブ５８及びカラーバルブ５６に駆動信号を出力し、ダンプバルブ５８及びカラーバルブ５６を開状態に切り替える制御を行う。その結果、塗料充填経路５７及び排出経路６０内のエアが、カラーバルブ５６から供給される塗料によってダンプバルブ５８から塗料充填排出装置５１外に排出される。

【0052】

次に、ＣＰＵ８２は、カラーバルブ５６及びトリガバルブ６１に駆動信号を出力し、カラーバルブ５６及びトリガバルブ６１を開状態に切り替える制御を行う。これに伴い、トリガバルブ６１によって塗料ストップ弁１８が開状態に切り替わり、塗料充填経路５７と塗料経路１７とが連通する。その結果、カラーバルブ５６から供給される塗料Ｗ１が、塗料充填経路５７、トリガバルブ６１、塗料ストップ弁１８及び塗料経路１７を順番に通過し、ラミネートパック３１内に充填される。このとき、ＣＰＵ８２が備えるタイマは、ラミネートパック３１内への塗料Ｗ１の充填時間を計測し、計測した充填時間をＲＡＭ８４に記憶する。

【0053】

また、ＣＰＵ８２は、カラーバルブ５６及びトリガバルブ６１に駆動信号を出力するのとほぼ同時に、押出液供給バルブ６２及び押出液排出バルブ６３に駆動信号を出力し、押出液供給バルブ６２及び押出液排出バルブ６３を開状態に切り替える。さらに、ＣＰＵ８２は、切替バルブ６７に駆動信号を出力し、切替バルブ６７を配管６８を有する経路側に切り替える。その結果、押出液充填空間１６内の塗料押出液Ｗ２は、塗料充填空間１５内に塗料Ｗ１が充填されてラミネートパック３１が膨張するのに伴い、押出液充填空間１６から押し出される。そして、塗料押出液Ｗ２は、塗料押出液経路２０、塗料押出液ストップ弁２２、塗料押出液戻り配管５３、押出液排出バルブ６３及び塗料押出液配管６４→流量計６６→切替バルブ６７→配管６８→濁り検知タンク６９を順番に通過し、塗料押出液タンク６５に流れ込む。

【0054】

また、ＣＰＵ８２は、塗料充填時にカメラ７１に駆動信号を出力し、カートリッジ本体１１内のラミネートパック３１をカメラ７１に撮像させる制御を行う。次に、ＣＰＵ８２は、カメラ７１が撮像したラミネートパック表面３１ａ（塗料バッグ表面）の画像９１（図４参照）を画像処理してラミネートパック表面３１ａの特徴（例えば、皺の形、数、大きさ、長さ、密度等）を抽出する。つまり、ＣＰＵ８２は、ラミネートパック表面３１ａの張り具合を抽出する。そして、ＣＰＵ８２は、特徴の抽出結果に基づいて、塗料Ｗ１の充填が完了したか否か（ラミネートパック３１が満タンか否か）を判定する。即ち、ＣＰＵ８２は、『充填完了判定装置』としての機能を有している。

【0055】

具体的に言うと、ＣＰＵ８２は、画像９１を格子状に分割することで区画された複数の領域Ａ１につき、画像処理を行って各領域Ａ１ごとに特徴量（本実施形態では、ＬＢＰ（Local Binary Pattern）特徴量）を抽出する。具体的に言うと、まず、ＣＰＵ８２は、１つの画像９１をｍ個（本実施形態では、１８個（＝縦６個×横３個）の領域Ａ１に分割する。次に、ＣＰＵ８２は、領域Ａ１の各画素を中心とした円の半径をパラメータＲ（Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｎ）とし、上記の円を構成する点の個数をパラメータＰ（Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐｎ）とした状態で、領域Ａ１ごとのＬＢＰ値を算出する。なお、半径を小さくした場合（パラメータＲを１（Ｒ１）に近付けた場合）には、細かい特徴が得られるため、細かい皺の抽出に適している。一方、半径を大きくした場合（パラメータＲをｎ（Ｒｎ）に近付けた場合）には、大まかな特徴が得られるため、大きい皺の抽出に適している。そして、図５には、パラメータＲを１（Ｒ１）、２（Ｒ２）、４（Ｒ３）、８（Ｒ４）、１６（Ｒ５）、３２（Ｒ６）としたときの画像９１が示されている。そして、ＣＰＵ８２は、算出されたＬＢＰ値をヒストグラム化し、得られたヒストグラム９２（図６参照）をＬＢＰ特徴量とする。さらに、これらのヒストグラム９２を平坦化し、ｍΣ（Ｐｎ＋１）次元のベクトルを得る。

【0056】

次に、ＣＰＵ８２は、抽出されたＬＢＰ特徴量に基づいて、塗料Ｗ１の充填が完了したか否かの判定のための推論を実行する。まず、ＣＰＵ８２は学習済モデルを構築する。なお、学習済モデルは、ラミネートパック３１への塗料Ｗ１の充填が完了したか否かの判定に用いられる。詳述すると、学習済モデルは、図７に示されるニューラルネットワーク１０１の入力層１０２に対して入力情報（ｍΣ（Ｐｎ＋１）次元のベクトル）を蓄積し、ニューラルネットワーク１０１の出力層１０４から出力情報（塗料Ｗ１の充填が完了したか否かの情報）を出力するように、コンピュータを機能させるためのものである。なお、ニューラルネットワーク１０１は、人間の脳神経系のニューロンをシナプスで結合して形成されたネットワークをモデル化したものである。本実施形態のニューラルネットワーク１０１は、入力情報（ｍΣ（Ｐｎ＋１）次元のベクトル）と同数のノードを備えた１つの入力層１０２と、入力層１０２のノードと同数のノードを備えた１つの中間層１０３と、２つのノード１０５，１０６を備えた１つの出力層１０４を有する多層パーセプトロンである。なお、ノード１０５は、塗料充填完了（filled）の情報を有しており、ノード１０６は、塗装充填未完了（unfilled）の情報を有している。

【0057】

なお、図３に示されるＣＰＵ８２は、構築された学習済モデルをＲＡＭ８４に記憶する。そして、ＣＰＵ８２は、ＲＡＭ８４に記憶されている学習済モデル（ニューラルネットワーク１０１）を用いて、塗料Ｗ１の充填が完了したか否かの判定を行う。以上のようにすれば、様々なテクスチャ（画像９１）に基づいて判定を行うことができる。

【0058】

また、ＣＰＵ８２は、流量計６６が計測した押出液充填空間１６内からの塗料押出液Ｗ２の回収時の流量（即ち、塗料Ｗ１の充填時の流量）に基づいて、塗料Ｗ１の充填が完了したか否かの判定を行う。具体的に言うと、まず、流量計６６は、塗料押出液Ｗ２の回収時の流量を計測し、ＣＰＵ８２に対して回収流量計測信号を出力する。そして、ＣＰＵ８２は、回収流量計測信号が示す塗料押出液Ｗ２の流量（即ち、塗料Ｗ１の流量）を所定時間ごと（本実施形態では、０．１秒ごと）にサンプリングし、設定時間経過後、平均流量を算出する。その後、ＣＰＵ８２は、ラミネートパック３１への塗料Ｗ１の充填中に計測される塗料押出液Ｗ２の流量が、算出された平均流量のＸ％（本実施形態では、８０％）以上であるか否かを判定する（減衰比検知）。また、ＣＰＵ８２は、塗料押出液Ｗ２の流量が、予め設定した流量値以上であるか否かを判定する（絶対値検知）。さらに、ＣＰＵ８２は、タイマによって計測された塗料Ｗ１の充填時間が、ラミネートパック３１が満タンになる時間（本実施形態では６０秒）に到達したか否かを判定する。

【0059】

そして、ＣＰＵ８２は、塗料充填完了と判断したとき、即ち、ニューラルネットワーク１０１によって塗料充填完了の情報が得られたときに、ラミネートパック３１への塗料Ｗ１の供給を直ちに停止させるように塗料充填排出装置５１を制御する。また、ＣＰＵ８２は、塗料充填完了の情報が得られない場合でも、塗料押出液Ｗ２の流量が、平均流量のＸ％以上ではない、または、予め設定した流量値以上ではないと判定されるか、塗料Ｗ１の充填時間が満タンになる時間に到達したと判定されれば、塗料Ｗ１の供給を停止させる制御を行う。具体的に言うと、ＣＰＵ８２は、カラーバルブ５６及びトリガバルブ６１に駆動信号を出力し、カラーバルブ５６及びトリガバルブ６１を閉状態に切り替える制御を行う。これに伴い、トリガバルブ６１によって塗料ストップ弁１８が閉状態に切り替わり、塗料充填経路５７と塗料経路１７との連通が遮断される。また、カラーバルブ５６からの塗料Ｗ１の供給が終了する。

【0060】

さらに、ＣＰＵ８２は、ダンプバルブ５８及び絞りバルブ５９に駆動信号を出力し、ダンプバルブ５８及び絞りバルブ５９を開状態に切り替える制御を行う。その結果、塗料充填経路５７及び排出経路６０内の塗料が、ダンプバルブ５８及び絞りバルブ５９を介して塗料充填排出装置５１外に排出され、カラーバルブ５６内の残圧が排出される。次に、ＣＰＵ８２は、トリガバルブ６１に駆動信号を出力し、トリガバルブ６１を開状態に切り替える制御を行う。これに伴い、トリガバルブ６１によって塗料ストップ弁１８が開状態に切り替わり、排出経路６０と塗料経路１７とが連通する。その結果、カートリッジ本体１１のラミネートパック３１内の塗料が、塗料経路１７、塗料ストップ弁１８、トリガバルブ６１及び排出経路６０を順番に通過した後、ダンプバルブ５８及び絞りバルブ５９を介して塗料充填排出装置５１外に排出され、ラミネートパック３１内の残圧が排出される。

【0061】

また、ＣＰＵ８２は、濁り検知センサからの濁り検知信号が入力された場合、即ち、塗料押出液Ｗ２の濁りを検出した場合に、濁り検出時（異常発生時）のラミネートパック３１の画像９１をＲＡＭ８４に保存（記憶）する。即ち、ＲＡＭ８４は、『記憶装置』としての機能を有している。

【0062】

なお、ラミネートパック３１内への塗料Ｗ１の充填が完了すると、塗料カートリッジ１０を、塗料充填排出装置５１のカートリッジ取付部５４から取り外して塗装機１の塗装機本体２に装着する（図１参照）。この状態において、塗料カートリッジ１０の押出液充填空間１６内には、別の駆動源によって塗料押出液Ｗ２が供給される。それに伴い、ラミネートパック３１が萎縮するため、ラミネートパック３１内の塗料Ｗ１は、塗料排出配管４を通過して回転霧化頭３より吐出され、塗装が実施される。

【0063】

従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。

【0064】

（１）本実施形態の塗料充填排出システム５０によれば、ＣＰＵ８２が、カメラ７１が撮像した塗料充填時の画像９１を画像処理してラミネートパック表面３１ａの特徴を抽出し、その特徴抽出結果に基づいて塗料Ｗ１の充填が完了したか否かを算出する。これにより、過充填となってラミネートパック３１に塗料圧力がかかる前のタイミングで、塗料カートリッジ１０に対する塗料Ｗ１の充填完了を正確に検知することができる。よって、塗料充填完了を検知した時点で、ラミネートパック３１への塗料Ｗ１の供給を直ちに停止させることにより、ラミネートパック３１にかかる塗料圧力を低減することができる。このため、ラミネートパック３１の劣化や破損を防ぐことができ、ひいては、ラミネートパック３１の長寿命化を図ることができる。

【0065】

（２）本実施形態のラミネートパック３１では、２枚のラミネートフィルム３３を貼り合わせることにより形成されている。そして、貼り合わせ部分にあるパック開口部３２を下方に向けた状態でラミネートパック３１をカートリッジ本体１１内に収容すると、皺が生じる領域が、カートリッジ本体１１の外周面１１ａ側を向いたラミネートフィルム３３の表面（ラミネートパック表面３１ａ）に位置するようになる。よって、カメラ７１が、カートリッジ本体１１の外周面１１ａから径方向に離間した位置からラミネートパック３１を撮像すれば、ラミネートフィルム３３の表面の広い面積を撮像することができ、ラミネートパック表面３１ａの特徴（皺の量）を抽出しやすくなる。

【0066】

（３）本実施形態では、ラミネートパック３１を撮像するカメラ７１を用いて識別子４１を撮像するため、従来使用していた識別子４１専用の読取装置であるバーコードリーダを省略することができる。よって、塗料充填排出システム５０の簡略化及び低コスト化を図ることができる。

【0067】

（４）本実施形態では、識別子４１がカートリッジ本体１１の外周面１１ａ（具体的には、ベース部１３の外周面１３ａ）に付されているため、塗料充填排出装置５１のカートリッジ取付部５４に塗料カートリッジ１０を装着した際に、識別子４１が外周面１１ａに露出するようになる。よって、カートリッジ本体１１の外周面１１ａから径方向に離間した位置に配置したカメラ７１を用いれば、カメラ７１の位置や角度を変更しなくても、識別子４１を確実に読み取ることができる。

【0068】

（５）本実施形態では、ニューラルネットワーク１０１によって塗料Ｗ１の充填完了（満タン）を検知するのに加えて、流量計６６によっても塗料Ｗ１の充填完了を検知している。即ち、本実施形態では、２つの方法を用いて検知処理が行われるため、塗料Ｗ１の充填完了を確実に検知することができる。また、ニューラルネットワーク１０１及び流量計６６のいずれか一方に異常が生じたとしても、もう一方によって塗料Ｗ１の充填完了を検知することができる。

【0069】

なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

【0070】

・上記実施形態のＣＰＵ８２は、ＲＡＭ８４に記憶されている学習済モデル（ニューラルネットワーク１０１）を用いて、塗料Ｗ１の充填が完了したか否かの判定を行うとともに、流量計６６が計測した塗料押出液Ｗ２の回収時の流量に基づいて、塗料Ｗ１の充填が完了したか否かの判定を行っていた。しかし、ＣＰＵ８２は、塗料Ｗ１の充填が完了したか否かの判定を、ニューラルネットワーク１０１のみを用いて行ってもよい。このようにすれば、流量計６６を省略することができる。また、画像検知のみで流量計６６を廃止した場合には、万が一ラミネートパック３１が破裂して塗料押出液配管６４に塗料Ｗ１が混入したとしても、復旧までの時間を大幅に低減することができる。

【0071】

・上記実施形態のＣＰＵ８２は、１つの画像９１を１８個の領域Ａ１に分割していた。しかし、ＣＰＵは、１つの画像９１を２個以上１７個以下の領域に分割してもよいし、１９個以上の領域に分割してもよい。

【0072】

・上記実施形態のＣＰＵ８２は、画像９１を矩形状の領域Ａ１に分割していたが、三角形状、六角形状等の他の形状をなす領域に分割してもよい。

【0073】

・上記実施形態の識別子４１は、数字４２とバーコード４３（一次元コード）とからなっていたが、識別子４１は適宜変更することができる。例えば、識別子４１は、文字、記号、絵等の他のものであってもよいし、ＱＲコード等の二次元コードであってもよい。

【0074】

・上記実施形態の識別子４１は、カートリッジ本体１１のベース部１３の外周面１３ａに貼付されたシール４０に付されていたが、識別子４１の位置は適宜変更可能である。具体的に言うと、識別子４１は、塗料カートリッジ１０の外側面上の所定位置、例えば、蓋部１４の上面や本体部１２の外周面などに付されていてもよい。

【0075】

・上記実施形態のカメラ７１は、ラミネートパック３１を撮像するとともに、塗料カートリッジ１０に付された識別子４１を読み取るためのものであった。しかし、カメラ７１は、ラミネートパック３１を撮像する機能のみを有していてもよい。そして、カメラ７１とは別に設けたバーコードリーダ（識別子読取装置）を用いて、識別子４１を読み取るようにしてもよい。

【0076】

・上記実施形態の塗料充填排出システム５０は、自動車ボディを塗装するために用いられるものであったが、バンパーなどの自動車部品やそれ以外の部品を塗装するために用いられるものであってもよい。

【0077】

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

【0078】

（１）請求項７において、前記特徴量は、ＬＢＰ（Local Binary Pattern）特徴量であることを特徴とする塗料充填排出システム。

【0079】

（２）請求項５において、前記塗料バッグは、透明な可撓性材料を用いて形成されることを特徴とする塗料充填排出システム。

【符号の説明】

【0080】

１０…塗料カートリッジ
１１…カートリッジ本体
１１ａ…カートリッジ本体の外周面
１６…押出液充填空間
３１…塗料バッグとしてのラミネートパック
３１ａ…塗料バッグ表面としてのラミネートパック表面
３２…パック開口部
３３…ラミネートフィルム
４１…識別子
５０…塗料充填排出システム
５１…塗料充填排出装置
７１…撮像装置としてのカメラ
８２…充填完了判定装置及び制御装置としてのＣＰＵ
８４…記憶装置としてのＲＡＭ
９１…画像
Ａ１…領域
Ｗ１…塗料
Ｗ２…塗料押出液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】