特開 2024-91832 塗装装置

(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】P2024091832

(43)【公開日】2024-07-05

(54)【発明の名称】塗装装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 12/12 20060101AFI20240628BHJP

   B05B 12/00 20180101ALI20240628BHJP

   B05B 12/04 20060101ALI20240628BHJP

   B05B 13/04 20060101ALI20240628BHJP

   G01B 21/20 20060101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

B05B12/12

B05B12/00 A

B05B12/04

B05B13/04

G01B21/20 101

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024067914

(22)【出願日】2024-04-19

(62)【分割の表示】P 2020078287の分割

【原出願日】2020-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】000117009

【氏名又は名称】旭サナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西尾 達哉

(72)【発明者】

【氏名】柳田 建三

(57)【要約】

【課題】簡単な構成で被測定物の三次元形状を良好に計測することができる塗装装置を提供する。
【解決手段】塗装装置１０は、被塗物４０を水平に搬送するコンベア１２と、被塗物４０に対して相対移動しながら被塗物４０に塗料を噴出する塗装ガン１３と、被塗物４０の被塗面４１までの距離を計測して被塗物４０の三次元形状を特定する三次元形状特定手段２１と、三次元形状特定手段２１によって計測された距離に基づいて、被塗面４１に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更し、塗装ガン１３の被塗物４０に対する移動を制御する制御装置３４とを備え、複数の三次元形状特定手段２１が、被塗物４０の高さ寸法に応じて直列に配置された三次元形状認識部２０を構成している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定物を水平に搬送するコンベアと、
前記被測定物に対して相対移動しながら前記被測定物に塗料を噴出する塗装ガンと、
前記被測定物の被塗面までの距離を計測して前記被測定物の三次元形状を特定する三次元形状特定手段と、
前記三次元形状特定手段によって計測された前記距離に基づいて、前記被塗面に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更し、前記塗装ガンの前記被測定物に対する移動を制御する制御装置と、
を備え、
複数の前記三次元形状特定手段が、前記被測定物の高さ寸法に応じて直列に配置された三次元形状認識部を構成しており、
前記制御装置は、複数の前記三次元形状特定手段が特定した前記被測定物に関する複数の形状データを合成し、前記被測定物の高さ方向全体の三次元形状データを生成し、
前記三次元形状認識部は、複数の前記三次元形状特定手段による前記被測定物の三次元形状データが重複して特定された区間において、前記被測定物との距離が小さい値を採用して三次元形状データを合成する塗装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗装装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ＴｏＦセンサと、複数のカメラとを用いた距離計測装置が開示されている。この距離計測装置は、ＴｏＦセンサによって得られた距離画像と、複数のカメラによって得られた距離画像とに基づいてＴｏＦセンサから被写体までの距離の出力値を算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１００９６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この距離計測装置は、コンベアによって搬送される被塗物を移動可能な塗装ガンを用いて塗装する塗装装置に適用することが可能である。このようにすると、塗装ガンの動きを予め設定（ティーチング）せずに、搬送される被塗物の三次元形状に応じて塗装ガンを移動させる構成を実現することができる。しかし、特許文献１のものは、ＴｏＦセンサに加えて、複数のカメラが用いられており、構成が複雑である。

【0005】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡単な構成で被測定物の三次元形状を良好に計測することができる塗装装置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】

本発明の塗装装置は、
被測定物を水平に搬送するコンベアと、
前記被測定物に対して相対移動しながら前記被測定物に塗料を噴出する塗装ガンと、
前記被測定物の被塗面までの距離を計測して前記被測定物の三次元形状を特定する三次元形状特定手段と、
前記三次元形状特定手段によって計測された前記距離に基づいて、前記被塗面に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更し、前記塗装ガンの前記被測定物に対する移動を制御する制御装置と、
を備え、
複数の前記三次元形状特定手段が、前記被測定物の高さ寸法に応じて直列に配置された三次元形状認識部を構成している。

【発明の効果】

【0007】

この塗装装置は、複数の三次元形状特定手段が、被測定物の高さ寸法に応じて配置されているため、被測定物の高さ方向の三次元形状を良好に計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本願発明の塗装装置及び三次元形状認識部を左方から見た側面図である。

【図2】図２は、塗装装置を下流側から見た側面図である。

【図3】図３は、三次元形状認識部を下流側から見た概略側面図であって、各三次元形状特定手段によって被測定物の被塗面を計測している状態を示す。

【図4】図４は、中央の三次元形状特定手段を下流側から見た概略側面図であって、中央の三次元形状特定手段が測定した距離のデータが数１の式を満たす領域を示す。

【図5】図５は、三次元形状特定手段から放射する検知光がなす対象範囲を示す概略平面図である。

【図6】図６は、三次元形状認識部、及び制御装置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】

【0009】

本発明の制御装置は、複数の三次元形状特定手段が特定した被測定物に関する複数の形状データを合成し、被測定物の高さ方向全体の三次元形状データを生成しても良い。この構成によれば、被測定物の大きさに関わらず、被測定物の高さ方向全体の三次元形状を特定することができる。

【0010】

本発明の三次元形状特定手段は、レーザ光を利用した測長センサでも良い。この構成によれば、精度よく被測定物の三次元形状を計測することができる。

【0011】

本発明の三次元形状認識部は、複数の三次元形状特定手段による被測定物の三次元形状データが重複して特定された区間において、被測定物との距離が小さい値を採用して三次元形状データを合成しても良い。この構成によれば、重複して特定した区間において、より小さい値を採用して被測定物の最大の三次元形状データを合成することによって、移動する塗装ガンが被測定物にぶつかる機会を減らすことができる。

【0012】

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１から図６を参照して説明する。尚、以下の説明において、前後の方向については、図１における左方を前方、右方を後方と定義し、上下の方向については、図１にあらわれる向きをそのまま上方、下方と定義し、左右の方向については、図２から４にあらわれる向きをそのまま左方、右方と定義する。なお、塗装ガン１３における移動方向については、レシプロケータ１４のアーム１４Ａが上下方向に移動する方向に平行であり、且つコンベア１２の左右方向の中心を通る基準線ＣＣを基準にして、被塗物４０に向けて塗装ガン１３が接近する方向を前進方向Ｆと定義し、被塗物４０から遠ざかる方向を後進方向Ｒと定義する（図４参照。）。

【0013】

本実施例１の塗装装置１０は、図１、２、６に示すように、塗装ブース１１と、コンベア１２と、塗装ガン１３と、レシプロケータ１４と、三次元形状認識部２０と、制御装置３４とを備えている。塗装ブース１１は、箱状をなしている。塗装ブース１１は、左側部１１Ａと右側部１１Ｂとが離隔して左右に並んでいる（図２参照。）。左側部１１Ａ、及び右側部１１Ｂの各々は、コンベア１２の左方と右方とに配置されている（図２参照。）。コンベア１２は、塗装ブース１１内において、被測定物である被塗物４０を所定間隔を空けて吊り下げた状態で後方向（以下、搬送方向Ｔｒともいう）へ水平に搬送する。コンベア１２が被塗物４０を搬送する搬送速度は、例えば、０．１ｍ／ｍｉｎから６ｍ／ｍｉｎである。コンベア１２に吊り下げられた被塗物４０は、左側部１１Ａと右側部１１Ｂとの間を搬送方向Ｔｒに通過する。

【0014】

塗装ガン１３は、塗装ブース１１外に設置されたレシプロケータ１４のアーム１４Ａの先端部に取り付けられ、被塗物４０の被塗面４１に向けて塗料を噴出する。塗装ブース１１の左側部１１Ａの左面には、上下方向に延びてスリット１１Ｃが開口して形成されている（図２参照。）。レシプロケータ１４のアーム１４Ａは、スリット１１Ｃに挿通されている（図２参照。）。塗装ガン１３は、塗装ブース１１内に配置されている（図２参照。）。レシプロケータ１４は、塗装ガン１３を被塗物４０の搬送方向Ｔｒ（図１参照）と交差する二次元方向（上下方向、及び前進方向Ｆ・後進方向Ｒ（図４参照））に移動させる。つまり、塗装ガン１３は、被塗物４０に対して相対移動しながら被塗物４０に塗料を噴出するのである。

【0015】

三次元形状認識部２０は、塗装ブース１１におけるレシプロケータ１４及び塗装ガン１３よりも被塗物４０の搬送方向Ｔｒにおける上流側に配されている（図１参照。）。三次元形状認識部２０は、搬送される被塗物４０の被塗面４１の三次元形状を計測するものである。三次元形状認識部２０は、複数の三次元形状特定手段２１を備えている。

【0016】

各三次元形状特定手段２１は、図６に示すように、モータ２２と、モータ２２によって回転駆動される投受光用ミラー２３と、回転位置検出器２４と、投光器２５と、受光器２６と、受光器２６に接続された距離演算部２７と、を備えている。各三次元形状特定手段２１は、所謂、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサである。ＴｏＦセンサは、自身から発したレーザ光が対象物に照射され、対象物から反射した反射光が自身に戻るまでに要した時間に基づいて、自身と対象物との距離を計測することができる。つまり、三次元形状特定手段２１は、レーザ光を利用した測長センサである。各三次元形状特定手段２１の仕様は互いに同じである。各三次元形状特定手段２１は、こうして被塗物４０の被塗面４１上の任意の点と自身との距離（すなわち、被塗面４１までの距離）を計測することによって、被塗物４０の三次元形状を特定する。

【0017】

モータ２２の回転中心軸２８は被塗物４０の搬送方向Ｔｒと平行な方向を向いている（図１参照。）。尚、本実施例では、モータ２２の回転中心軸２８と三次元形状特定手段２１の回転中心軸２８を同義で用いる。モータ２２の回転数は、例えば、２４００ｒｐｍである。投受光用ミラー２３は、モータ２２の回転中心軸２８に対して４５°の角度で傾いている。回転位置検出器２４は、投受光用ミラー２３の回転中心軸２８周りにおける周方向の位置を検出する。例えば、投受光用ミラー２３は、モータ２２によって回転中心軸２８周りに０．０２５秒で一回回転する。これにより、各三次元形状特定手段２１は、０．０２５秒毎に被塗物４０の被塗面４１の三次元形状を計測することができる。ここで、コンベア１２の搬送速度が６ｍ／ｍｉｎである場合、コンベア１２によって被塗物４０が０．０２５秒で搬送される距離は２．５ｍｍである。したがって、この場合、各三次元形状特定手段２１は、横方向に２．５ｍｍ毎に被塗面４１の三次元形状を計測することができる。ここでいう、横方向とは、コンベア１２の搬送方向Ｔｒである。

【0018】

投光器２５は、検知光ＤＬとして赤外線レーザ光を水平に照射する。投光器２５から発せられた検知光ＤＬは、モータ２２によって回転する投受光用ミラー２３で反射され、三次元形状特定手段２１の外部へ向けて回転中心軸２８と直交する径方向外方へ放射される。回転中心軸２８から１０ｍ離れたところでは、投受光用ミラー２３で反射した赤外線レーザは、回転中心軸２８に直交する方向におよそ１６０ｍｍに拡がり、回転中心軸２８に平行な方向におよそ２５ｍｍに拡がる。つまり、投受光用ミラー２３で反射した赤外線レーザの放射軌跡は、回転中心軸２８から離れるにしたがって回転中心軸２８に平行な方向に寸法が拡がる対象範囲２９（図５参照）をなす。

【0019】

このように構成された三次元形状特定手段２１は、上下方向に直列に複数が配置されて三次元形状認識部２０を構成している。具体的には、各三次元形状特定手段２１の回転中心軸２８は、互いに平行にされている。上下方向に隣合う三次元形状特定手段２１の回転中心軸２８の間の寸法は同じにされている。複数の三次元形状特定手段２１は、被塗物４０の高さ寸法に応じて上下方向に直列に配置されて、三次元形状認識部２０を構成している。

【0020】

各三次元形状特定手段２１から発せられた検知光ＤＬの一部は、直接、被塗物４０の被塗面４１に照射される。そして、被塗面４１から反射した検知光ＤＬは、検知光ＤＬを発した三次元形状特定手段２１に入射して、受光器２６によって受光される。各三次元形状特定手段２１の受光器２６は、対象範囲２９の内の、所定の範囲Ｒ内における検知光ＤＬを受光し得る構成とされている。例えば、この所定の範囲Ｒは、投受光用ミラー２３で反射した赤外線レーザが被塗物４０に向けて水平方向に発せられた状態を中央として、赤外線レーザが水平方向に対して上側に３５°傾いた角度から下側に３５°傾いた角度までの間の範囲である。つまり、所定の範囲Ｒは、投受光用ミラー２３で反射した赤外線レーザが被塗物４０に向けて水平方向に発せられた状態を中央として±３５°の範囲である。

【0021】

受光器２６は、対象範囲２９を通り三次元形状特定手段２１に入射し、投受光用ミラー２３で反射した検知光ＤＬのみを受光する。距離演算部２７には、受光器２６にて受光した検知光ＤＬの位相情報と、回転位置検出器２４からの投受光用ミラー２３の回転位置情報とが入力される。投受光用ミラー２３の回転位置情報は、対象範囲２９における赤外線レーザ（検知光ＤＬ）の放射角度の情報として処理される。

【0022】

距離演算部２７では、入力された情報に基づいて演算が行われ、検知光ＤＬの対象範囲２９における被塗面４１（被塗物４０）の三次元形状のデータが得られる。距離演算部２７には、速度センサ３０から、コンベア１２の搬送速度（三次元形状特定手段２１に対する被塗物４０の相対変位速度）に応じて所定の周期毎にハイレベルとローレベルの信号が交互に入力される。例えば、速度センサ３０は、コンベア１２が１０ｍｍ移動する毎にハイレベルと、ローレベルの２つの信号を１回ずつ交互に出力する構成とされている。

【0023】

距離演算部２７は、こうして得られた三次元形状のデータと、速度センサ３０から入力される信号とを対応付けることによって、被塗物４０の被塗面４１の横方向における所定の間隔毎の三次元形状のデータを順に生成する。投光器２５から検知光ＤＬを発しているにもかかわらず、受光器２６が検知光ＤＬを受光しない場合、距離演算部２７は、受光していないことを示す値（例えば、６５５３３）を出力する。

【0024】

制御装置３４は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ、Ａ／Ｄ変換器等を有した構成とされている。制御装置３４は、距離演算部２７において生成された三次元形状のデータ（すなわち、三次元形状特定手段２１によって計測された被塗物４０の被塗面４１までの距離の情報）に基づいて、コンベア１２、レシプロケータ１４、及び塗装ガン１３等の動作を制御して、被塗面４１に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更し、塗装ガン１３の被塗物４０に対する移動を制御し得る構成とされている。

【0025】

次に、塗装装置１０が被塗物４０の外面のうち三次元形状特定手段２１と対向する表面側の被塗面４１の形状を計測する手順について説明する。

【0026】

図１～３に示すように、被塗物４０は、全体として板面を上下方向に向けた板状をなす。被塗物４０の被塗面４１の上端縁部には、左方へリブ状に突出する上部突起４２が形成され、被塗面４１の高さ方向中央部には、左方へリブ状に突出する中央部突起４３が形成され、被塗面４１の下端縁部には、左方へリブ状に突出する下部突起４４が形成されている。

【0027】

上に位置する三次元形状特定手段２１（以下、上の三次元形状特定手段２１ともいう）は、上部突起４２よりも僅かに上方の位置に配置されている。上下中央に位置する三次元形状特定手段２１（以下、中央の三次元形状特定手段２１ともいう）は、中央部突起４３よりも僅かに下方の位置に配置されている。下に位置する三次元形状特定手段２１（以下、下の三次元形状特定手段２１ともいう）は、下部突起４４よりも僅かに下方の位置に配置されている。

【0028】

例えば、図３に示す点Ａは、中央の三次元形状特定手段２１が測定し得る範囲に位置している。点Ａと回転中心軸２８との間における上下方向の距離Ｈ、及び塗装ガン１３が前進及び後進する方向の距離Ｌは、Ｈ＝ａ×ｓｉｎθ、Ｌ＝ａ×ｃｏｓθとして求めることができる。つまり、被塗面４１上の上下方向における任意の点と、回転中心軸２８との間における上下方向の距離Ｈ、及び塗装ガン１３が前進及び後進する方向の距離Ｌは三次元形状特定手段２１によって計測された距離ａに基づいて求めることができる。各三次元形状特定手段２１は、被塗面４１を上下方向に所定の距離毎（例えば、１ｃｍ毎）に自身からの距離ａを測定する。三次元形状認識部２０は、例えば、被塗面４１の上下方向に１ｃｍ毎に、自身からの距離ａを測定することができる。

【0029】

領域Ｂ１は、中央の三次元形状特定手段２１からの検知光ＤＬが中央部突起４３によって妨げられる。このため中央の三次元形状特定手段２１は、領域Ｂ１における自身からの距離を計測することができない。一方、上の三次元形状特定手段２１は、領域Ｂ１に対して、検知光ＤＬを照射することができる。このため、上の三次元形状特定手段２１は、領域Ｂ１における自身からの距離を計測することができる。

【0030】

領域Ｂ２は、下の三次元形状特定手段２１からの検知光ＤＬが下部突起４４によって妨げられる。このため下の三次元形状特定手段２１は、領域Ｂ２における自身からの距離を計測することができない。一方、中央の三次元形状特定手段２１は、領域Ｂ２に対して、検知光ＤＬを照射することができる。このため、中央の三次元形状特定手段２１は、領域Ｂ２における自身からの距離を計測することができる。制御装置３４は、各三次元形状特定手段２１の距離演算部２７において演算した被塗面４１における自身からの距離のデータを取得して、いずれかの三次元形状特定手段２１から取得した距離のデータを用いて領域Ｂ１，Ｂ２における距離のデータを補うのである。

【0031】

領域Ｄ１は、中央の三次元形状特定手段２１、及び上の三次元形状特定手段２１の各々から距離を計測することができる。領域Ｄ２は、中央の三次元形状特定手段２１、及び下の三次元形状特定手段２１の両方から距離を計測することができる。つまり、領域Ｄ１，Ｄ２は、三次元形状認識部２０によって重複して距離のデータが計測されたものであり、複数の三次元形状特定手段２１による被塗物４０の三次元形状データが重複して特定された区間である。制御装置３４は、各三次元形状特定手段２１の距離演算部２７において演算した距離のデータを取得して、各三次元形状特定手段２１から取得した領域Ｄ１，Ｄ２における距離のデータの内の一つを選択する。具体的には、制御装置３４は、上下方向における領域Ｄ１，Ｄ２の所定の点Ｄｘにおいて重複して測定された２つの距離のデータの内、小さい値を採用するのである。こうして、制御装置３４は、複数の三次元形状特定手段２１が特定した被塗物４０に関する複数の三次元形状データを合成し、被塗物４０における被塗面４１の上端から下端にかけての高さ方向全体の三次元形状データを生成する。

【0032】

制御装置３４は、こうして合成した被塗物４０における被塗面４１の距離のデータが、所定の領域内に有るか否かを判定する。具体的には、図４に示すように、三次元形状特定手段２１の回転中心軸２８を基準として、回転中心軸２８を通り、レシプロケータ１４のアーム１４Ａが上下方向に移動する方向に平行であり、且つコンベア１２の基準線ＣＣに平行な基準線ＳＣから、コンベア１２の基準線ＣＣまでの塗装ガン１３が前進及び後進する方向（図４における左右方向）の寸法をＬC、塗装ガン１３が最も後退した位置における塗装ガン１３の先端からコンベア１２の基準線ＣＣまでの塗装ガン１３が前進及び後進する方向の寸法をＬF、塗装ガン１３が最も前進した位置におけるコンベア１２の基準線ＣＣから塗装ガン１３の先端までの塗装ガン１３が前進及び後進する方向の寸法をＬBと定義する。この場合、被塗面４１の距離データＤｔが以下の式を満たすか否かを判定する。Ｄｔは、回転中心軸２８から被塗面４１上の任意の位置までの直線距離（すなわち、三次元形状特定手段２１が測定した距離のデータ）である。θは、回転中心軸２８から塗装ガン１３が前進及び後進する方向に延びる基準線を挟んで－３５°から＋３５°の間の角度である。この式を満たすＤｔは、図４における扇型の領域Ｆである。この扇形の領域Ｆは、所定の範囲Ｒの一部である。ここで、寸法ＬCは、１５００ｍｍから２０００ｍｍが好ましい。

【0033】

【数1】

【0034】

三次元形状認識部２０は、被塗物４０における横方向（コンベア１２の搬送方向Ｔｒ）においても、所定の距離毎（例えば、１ｃｍ毎）に三次元形状を測定する。被塗物４０はコンベア１２によって所定の搬送速度で搬送されている。このため、被塗物４０における横方向の三次元形状の測定は、被塗物４０が所定の距離搬送された毎に上記した上下方向における三次元形状の測定を三次元形状認識部２０によって行うのである。

【0035】

例えば、コンベア１２の搬送速度が６ｍ／ｍｉｎである場合、コンベア１２によって被塗物４０が１ｃｍ移動するために要する時間は０．１秒である。これに対して、三次元形状認識部２０は、０．１秒間に４回三次元形状を計測することができる。制御装置３４は、三次元形状認識部２０によって連続して繰り返し計測した三次元形状のデータの４回分の平均値を演算し、このデータを被塗物４０における横方向の所定の位置における三次元形状のデータとして記憶する。こうして、制御装置３４は、被塗物４０が搬送方向Ｔｒに１ｃｍ搬送される毎に、上下方向における三次元形状の測定を三次元形状認識部２０によって実行して得られたデータを連続して記憶することによって、被塗物４０における被塗面４１の上下方向及び横方向の三次元形状のデータを生成するのである。

【0036】

また、コンベア１２の搬送速度が３ｍ／ｍｉｎである場合、コンベア１２によって被塗物４０が１ｃｍ移動するために要する時間は０．２秒である。三次元形状認識部２０は、０．２秒間に８回三次元形状を計測することができる。この場合、三次元形状特定手段２１は、１ｃｍ÷８＝０．１２５ｃｍ毎に被塗面４１の三次元形状を計測することができる。

【0037】

また、コンベア１２の搬送速度が１．５ｍ／ｍｉｎである場合、コンベア１２によって被塗物４０が１ｃｍ移動するために要する時間は０．４秒である。三次元形状認識部２０は、０．４秒間に１６回三次元形状を計測することができる。この場合、三次元形状特定手段２１は、１ｃｍ÷１６＝０．０６２５ｃｍ毎に被塗面４１の三次元形状を計測することができる。

【0038】

塗装を行う際には、コンベア１２を作動させ、コンベア１２に被塗物４０を適宜配置して吊り下げて被塗物４０を塗装ブース１１へ搬送する。この搬送の過程において、三次元形状認識部２０は、被塗物４０が２．５ｍｍ搬送される毎に、三次元形状を計測して制御装置３４に三次元形状のデータを出力する。制御装置３４は、三次元形状認識部２０によって連続して計測した三次元形状のデータの４回分の平均値を演算し、このデータを被塗物４０における横方向における所定の位置の三次元形状のデータとして記憶する。

【0039】

ここで、三次元形状認識部２０と、レシプロケータ１４の塗装ガン１３との間の搬送方向Ｔｒにおける距離は、所定の値に設定されている。コンベア１２の搬送速度も所定の値に設定されている。したがって、被塗物４０における任意の点が、三次元形状認識部２０に対向する位置から塗装ガン１３に対向する位置に到達するまでの時間Ｔは、三次元形状認識部２０と塗装ガン１３との間の搬送方向Ｔｒにおける距離を、コンベア１２の搬送速度によって除することによって求めることができる。つまり、制御装置３４は、現在測定した被塗物４０の三次元形状のデータを記憶しておき、時間Ｔが経過した後、記憶したデータに基づいて、制御装置３４から塗装用制御信号を出力する。

【0040】

そして、この塗装用制御信号によって、図２に実線及び想像線で示すように、レシプロケータ１４が被塗面４１の三次元形状に合わせて塗装ガン１３を適正に移動させるとともに、塗装ガン１３が適正な塗料噴出を行う。制御装置３４は、搬送される被塗物４０に合わせて、現在塗装ガン１３に対向する位置に対応した三次元形状のデータに基づいて塗装用制御信号の出力を行う。これによって、塗装装置１０は、被塗物４０の被塗面４１に満遍なく塗料を塗着させることができる。

【0041】

上記のように構成された実施例１によれば、以下の効果を奏する。

【0042】

この塗装装置１０は、被塗物４０を水平に搬送するコンベア１２と、被塗物４０に対して相対移動しながら被塗物４０に塗料を噴出する塗装ガン１３と、被塗物４０の被塗面４１までの距離を計測して被塗物４０の三次元形状を特定する三次元形状特定手段２１と、三次元形状特定手段２１によって計測された距離に基づいて、被塗面４１に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更し、塗装ガン１３の被塗物４０に対する移動を制御する制御装置３４とを備えている。複数の三次元形状特定手段２１が、被塗物４０の高さ寸法に応じて直列に配置された三次元形状認識部２０を構成している。この構成によれば、塗装装置１０は、複数の三次元形状特定手段２１が、被塗物４０の高さ寸法に応じて配置されているため、被塗物４０の高さ方向の三次元形状を良好に計測することができる。

【0043】

制御装置３４は、複数の三次元形状特定手段２１が特定した被塗物４０に関する複数の形状データを合成し、被塗物４０の高さ方向全体の三次元形状データを生成する。この構成によれば、被塗物４０の大きさに関わらず、被塗物４０の高さ方向全体の三次元形状を特定することができる。

【0044】

三次元形状特定手段２１は、レーザ光を利用した測長センサである。この構成によれば、精度よく被塗物４０の三次元形状を計測することができる。

【0045】

三次元形状認識部２０は、複数の三次元形状特定手段２１による被塗物４０の三次元形状データが重複して特定された区間において、被塗物４０との距離が小さい値を採用して三次元形状データを合成する。この構成によれば、重複して特定した区間において、より小さい値を採用して被塗物４０の最大の三次元形状データを合成することによって、移動する塗装ガン１３が被塗物４０にぶつかる機会を減らすことができる。

【0046】

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、３つの三次元形状特定手段を用いているが、三次元形状特定手段の数はこれに限定されない。また、各三次元形状特定手段を搬送方向に傾斜させるように直列に配置してもよい。また、被塗物の高さ寸法に応じて、上下方向に隣り合う三次元形状特定手段の回転中心軸間の寸法を離したり近づけたりして三次元形状特定手段の位置を調整してもよい。つまり、被塗物の高さ寸法に応じて三次元形状特定手段を直列に配してもよい。
（２）上記実施例では、コンベアに吊り下げられる被塗物の外形が同じであるが、異なる外形の被塗物を並べてコンベアに吊り下げてもよい。
（３）上記実施例では、制御装置は、三次元形状認識部によって計測した三次元形状のデータの４回分の平均値を演算し、このデータを被塗物における横方向の所定の位置における三次元形状のデータとして記憶しているが、これに限らず、０．０２５秒毎に三次元形状認識部によって計測した三次元形状のデータの内、４回毎に計測されたデータを被塗物における横方向の所定の位置における三次元形状のデータとして扱ってもよい。
（４）上記実施例では、制御装置は、各三次元形状特定手段の距離演算部において演算した距離のデータを取得して、各三次元形状特定手段から取得した重複して測定された領域における距離のデータの内の一つを選択しているが、これに限らず、２つのデータの平均値を距離データとして採用してもよい。
（５）上記実施例では、被塗物の外面のうち三次元形状特定手段と対向する表面側の形状のみを計測したが、被塗物の表面側の形状に加え、裏面側の形状も併せて計測してもよい。この場合、三次元形状特定手段の設置位置と設置数は適宜に設定すればよい。
（６）上記実施例では、三次元形状特定手段は、回転中心軸周りに検知光を回転させる方式であるが、三次元形状特定手段として、一方向に検知光を照射する方式のものを所定の間隔（例えば１ｃｍ）を設けて上下方向に多数並べてもよい。
（７）上記実施例では、測定媒体として赤外線レーザ光を利用しているが、超音波等を用いてもよい。

【符号の説明】

【0047】

１０…塗装装置
１２…コンベア
１３…塗装ガン
２０…三次元形状認識部
２１…三次元形状特定手段
３４…制御装置
４０…被塗物（被測定物）
４１…被塗面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】