特許 7153816 車体塗装用ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-05

(45)【発行日】2022-10-14

(54)【発明の名称】車体塗装用ロボット

(51)【国際特許分類】

   B05B 12/00 20180101AFI20221006BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20221006BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20221006BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

B05B12/00 A

B05C11/10

B05C11/00

B25J13/08 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022052327

(22)【出願日】2022-03-28

【審査請求日】2022-04-25

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【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】飯田 輝澄

(72)【発明者】

【氏名】多和田 孝達

(72)【発明者】

【氏名】梅澤 徳夫

【審査官】清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／２０５５３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２２／０４９７１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２１／２５５８９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第６９４８４８２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特表２０１９－５１１３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２１９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｂ １／００－１７／０８

Ｂ０５Ｃ １／００－２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

Ｂ２５Ｊ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体に向けて塗料を吐出することが可能な塗装ヘッドと、
前記塗料を貯留する貯留部と前記塗装ヘッドとの間で前記塗料を循環させる循環路を有し、前記循環路を流れる前記塗料の圧力を制御することが可能な供給装置と、
前記塗装ヘッドと、前記供給装置を有するアームと、
を備える車体塗装用ロボットであって、
前記アームは、複数のアーム部材と、各アーム部材を互いに連結する可動軸部とを備えた多軸アームであり、
前記可動軸部により連結された複数のアーム部材のうち、先端側に位置するアーム部材は、前記供給装置の一部を有するとともに、自身が有する複数の軸部のいずれかの軸部を回動中心として前記塗装ヘッドを回動させるリスト部を介して前記塗装ヘッドを保持するものであり、
前記塗装ヘッドによる前記車体の塗装時に、前記塗装ヘッドにおける前記車体の塗装方向に沿って、前記多軸アームを移動させる移動機構と、
前記多軸アーム、前記リスト部及び前記移動機構を駆動制御する姿勢制御手段と、
を有し、
前記姿勢制御手段は、
前記塗装ヘッドによる前記車体の塗装時に、前記多軸アームの姿勢を制御しながら前記移動機構を駆動して、前記先端側に位置するアーム部材を水平状態に維持しながら前記塗装ヘッドを前記車体の塗装方向に沿って移動させることで、前記塗装ヘッドと、前記先端側に位置するアーム部材に設けた前記供給装置の一部との相対位置を一定に保持するとともに、
前記先端側に位置するアーム部材を水平状態に維持しながら前記塗装ヘッドを前記車体の塗装方向に沿って移動している過程で、前記リスト部を駆動して前記塗装ヘッドを回動させることで、前記相対位置の変動を所定の許容範囲内に抑える、車体塗装用ロボット。

【請求項2】

請求項１に記載の車体塗装用ロボットにおいて、
前記循環路は、前記貯留部に貯留された前記塗料を前記塗装ヘッドに供給する供給路と、前記塗装ヘッドにより使用されなかった前記塗料を前記貯留部に戻す戻り流路と、を有し、
前記供給装置は、
前記貯留部に貯留された前記塗料を前記供給路に送り出す送出手段と、
前記塗装ヘッドから前記塗料を前記戻り流路に引き込む引込み手段と
前記供給路に送り込まれた前記塗料の圧力を検出する第１の検出手段と、
前記戻り流路に引き込まれた前記塗料の圧力を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段による検出結果に基づいて前記送出手段による前記塗料の送り出し量を制御するとともに、前記第２の検出手段による検出結果に基づいて前記引込み手段による前記塗料の引き込み量を制御する圧力制御手段と、
を有する車体塗装用ロボット。

【請求項3】

請求項２に記載の車体塗装用ロボットにおいて、
前記姿勢制御手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段からの検出結果に基づいて、前記多軸アームを構成する前記複数のアーム部材の姿勢を制御する車体塗装用ロボット。

【請求項4】

請求項１に記載の車体塗装用ロボットにおいて、
前記アームは、前記可動軸部を介して連結される前記複数のアーム部材を、２軸方向に回転自在に支持する基部を有し、
前記移動機構は、
前記塗装ヘッドの塗装方向に沿って延びるガイド部材と、
前記基部を前記ガイド部材に沿って移動させる駆動手段と、
を有し、
前記ガイド部材は、前記車体を塗装する塗装室の床面に設けられる車体塗装用ロボット。

【請求項5】

請求項１に記載の車体塗装用ロボットにおいて、
前記アームは、前記可動軸部を介して連結される前記複数のアーム部材を、２軸方向に回転自在に支持する基部を有し、
前記移動機構は、
前記塗装ヘッドの塗装方向に沿って延びるガイド部材と、
前記基部を前記ガイド部材に沿って移動させる駆動手段と、
を有し、
前記ガイド部材は、前記車体を塗装する塗装室の側面、又は塗装される前記車体の上方となる位置に設けられる車体塗装用ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗料を噴出するノズルを複数有する塗装ヘッドを備えた車体塗装用ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

塗料を吐出するノズルを複数備えた塗装ヘッドを搭載した塗装ロボットを用いて、自動車の車体を塗装する技術が普及している。このような塗装ロボットは、例えば複数のアーム部材と、各アーム部材を互いに連結する可動軸部とを有する多軸アームを有し、複数のアーム部材のうち、先端となるアーム部材に塗装ヘッドや、塗装ヘッドに塗料の供給を行う塗料供給装置などが設けられた構成となっている（例えば特許文献１参照）。塗料供給装置は、例えば、塗料を貯留するタンクと、塗装ヘッドへと塗料を供給する供給路と、塗装ヘッドにより使用されなかった塗料をタンクへと還流させる還流路と、を有しており、塗料はタンクと塗装ヘッドとの間で循環されている。このような塗料供給装置では、塗料を供給路へと送り出す供給ポンプと、塗料を還流路へと引き込む引込ポンプと、が設けられている。供給ポンプや引込ポンプは、供給路や還流路に設けられた圧力センサなどの検出手段による検出結果に基づいて制御されている。この制御により、供給路や還流路を流れる塗料の圧力だけでなく、塗装ヘッド内に存在する塗料の圧力を適切な圧力の範囲に保持することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開２０２１／０４０００５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した塗装ロボットを用いた車体の塗装では、塗装ヘッドによる車体の塗装位置の変化に伴い、多軸アームの姿勢、すなわち、多軸アームを構成する複数のアーム部材のそれぞれにおける姿勢が変化する。上述した塗料供給装置が多軸アームを構成する複数のアーム部材のいずれかに設けた場合、多軸アームの姿勢が変化したときには、塗装ヘッドに対する塗料供給装置の姿勢（傾き）も変化している。したがって、塗料供給装置において供給路や還流路を流れる塗料の圧力を制御していても、塗装ヘッドの内部に存在する塗料の圧力を適正な圧力の範囲に保つことは困難である。例えば塗装ヘッド内で塗料の圧力を検出し、その検出結果に基づいて、塗料供給装置の供給ポンプや引込ポンプを制御することも可能であるが、これら圧力を適正な圧力に保つために複雑な制御を行う必要がある。

【0005】

本発明は、上記に記載した課題を解決するために発明されたものであり、多軸アームの姿勢の変化を極力抑えることで、塗料供給装置の供給路や還流路を流れる塗料の圧力だけでなく、塗装ヘッドの内部に存在する塗料の圧力を適正な圧力の範囲に保持することができるようにした技術を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記に記載した課題を解決するために、本発明の車体塗装用ロボットは、車体に向けて塗料を吐出することが可能な塗装ヘッドと、前記塗料を貯留する貯留部と前記塗装ヘッドとの間で前記塗料を循環させる循環路を有し、前記循環路を流れる前記塗料の圧力を制御することが可能な供給装置と、前記塗装ヘッド及び前記供給装置を有するアームと、を備える車体塗装用ロボットであって、前記アームは、複数のアーム部材と、各アーム部材を互いに連結する可動軸部とを備えた多軸アームであり、前記塗装ヘッドによる前記車体の塗装時に、前記多軸アームを構成する前記複数のアーム部材の姿勢を制御して、前記塗装ヘッド及び前記供給装置の相対位置を一定に保持する、又は当該相対位置の変動を所定の許容範囲内に抑える姿勢制御手段と、前記塗装ヘッドによる前記車体の塗装時に、前記塗装ヘッドにおける前記車体の塗装方向に沿って、前記多軸アームを移動させる移動機構と、を有するものである。

【0007】

また、前記循環路は、前記貯留部に貯留された前記塗料を前記塗装ヘッドに供給する供給路と、前記塗装ヘッドにより使用されなかった前記塗料を前記貯留部に還流する戻り流路と、を有し、前記供給装置は、前記タンクに貯留された前記塗料を前記供給路に送り出す送出手段と、前記塗装ヘッドから前記塗料を前記戻り流路に引き込む引込み手段と、前記供給路に送り込まれた前記塗料の圧力を検出する第１の検出手段と、前記戻り流路に引き込まれた塗料の圧力を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段による検出結果に基づいて前記送出手段による前記塗料の送り出し量を制御するとともに、前記第２の検出手段による検出結果に基づいて前記引込み手段による前記塗料の引き込み量を制御する圧力制御手段と、を有するものである。

【0008】

この場合、前記姿勢制御手段は、前記第１及び前記第２の検出手段からの検出結果に基づいて、前記多軸アームを構成する前記複数のアーム部材の姿勢を制御することが好ましい。

【0009】

また、前記アームは、前記可動軸部を介して連結される複数のアーム部材を、２軸方向に回転自在に支持する基部を有し、前記移動機構は、前記塗装ヘッドの塗装方向に沿って延びるガイド部材と、前記基部を前記ガイド部材に沿って移動させる駆動手段と、を有し、前記ガイド部材は、前記車体を塗装する塗装室の床面に設けられるものである。

【0010】

また、前記アームは、前記可動軸部を介して連結される複数のアーム部材を、２軸方向に回転自在に支持する基部を有し、前記移動機構は、前記塗装ヘッドの塗装方向に沿って延びるガイド部材と、前記基部を前記ガイド部材に沿って移動させる駆動手段と、を有し、前記ガイド部材は、前記車体を塗装する塗装室の側面、又は塗装される車体の上方となる位置に設けられるものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によると、多軸アームの姿勢の変化を極力抑えることで、塗料供給装置の供給路や還流路を流れる塗料の圧力だけでなく、塗装ヘッドの内部に存在する塗料の圧力を適正な圧力の範囲に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明を実施した車体塗装用ロボットの構成を示す上面図である。

【図2】図１に示す車体塗装用ロボットを塗装ラインの上流側から見た図である。

【図3】図１に示す車体塗装用ロボットを車体側から見た図である。

【図4】塗料循環装置の構成の一例を示す図である。

【図5】制御システムの構成の一例を示す図である。

【図6】塗装ロボットに設けられる塗装ヘッドの移動軌跡の一例を示す図である。

【図7】（ａ）は、ロボットアーム１５の第２回動アーム２３を水平状態として塗装を行ったときの、塗装ヘッド５６の入力側における塗料の圧力の変化を示す図、（ｂ）は、塗装ヘッド５６の出力側における塗料の圧力の変化を示す図である。

【図8】（ａ）は、ロボットアーム１５の第2回動アーム２３の姿勢を変化させて塗装を行ったときの、塗装ヘッド５６の入力側における塗料の圧力の変化を示す図、（ｂ）は、塗装ヘッド５６の出力側における塗料の圧力の変化を示す図である。

【図9】塗装ロボットを塗装室の床面ではなく、塗装室の側壁又は天井面など、車体の上方に設置した場合の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明を実施した車体塗装用ロボット１０について、図面に基づいて説明する。以下、車体塗装用ロボット１０を塗装ロボット１０と称して説明する。本実施の形態の塗装ロボット１０は、例えば、自動車製造工場における塗装ラインの側方に配置され、塗装ラインに沿って搬送される車体ＦＲを塗装するものである。

【0014】

なお、本実施の形態において、塗装ロボット１０が塗装を行う対象物（以下、塗装対象物と称する）として、自動車の車体ＦＲを一例として説明するが、塗装対象物としては、例えば車体以外の自動車部品でもよく（一例としては、ドア、ボンネットや各種パネルなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない）、その他、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）など、塗装を行う必要があるものであれば、自動車の車体に限定される必要はない。

【0015】

塗装は、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行われるものである。したがって、塗装としては、特定色の塗料、又は特定の機能を有する塗料を用いて塗装対象物を塗装することの他に、複数色の塗料を順に用いて塗装対象物を塗装することを含む。また、塗装は、例えば模様、イラストあるいは画像などの塗装を含む。

【0016】

図１から図３に示すように、塗装ロボット１０は、一例として、ロボットアーム１５と、移動装置１６と、塗装ヘッドユニット１７を有する。ここで、移動装置１６は、請求項に記載の移動機構に相当する。ロボットアーム１５は、基台２１と、複数（図１においては２本）のアーム部材２２，２３と、を有する多軸アームから構成される。基台２１は、後述する移動台３１に固定される固定部２４と、固定部２４に対して回転可能な回転部２５と、を有する。ここで、基台２１は、請求項に記載の基部に相当する。固定部２４は内部にモータＭ１（図５参照）を有している。回転部２５は、モータＭ１の駆動により、塗装ラインの床面に垂直となる方向（図２又は図３中ｚ方向又は－ｚ方向）を回転中心として回転する。

【0017】

以下、複数のアーム部材２２，２３のうち、回転部２５に連結されるアーム部材２２を第１回動アーム２２、第１回動アーム２２に連結されるアーム部材２３を第２回動アーム２３と称する。

【0018】

第１回動アーム２２は、当該第１回動アーム２２の延伸方向における一端部において、回転部２５に設けた可動軸部２６に連結されている。回転部２５に設けた可動軸部２６には、モータＭ２（図５参照）が設けられており、連結される第１回動アーム２２を、塗装ラインの床面に直交する平面（例えばロボットアーム１５が図２の状態にあるときには、ｙｚ平面）上で回動させる。

【0019】

第１回動アーム２２の延伸方向において、回転部２５の可動軸部２６に連結される一端部とは反対側となる他端部には、可動軸部２７を介して第２回動アーム２３が連結される。可動軸部２７には、後述するモータＭ３（図５参照）が設けられており、連結される第２回動アーム２３を、塗装ラインの床面に直交する平面（例えばロボットアーム１５が図２の状態にあるときには、ｙｚ平面）上で回動させる。なお、図示は省略するが、回転部２５の可動軸部２６の中心軸線と、第１回動アーム２２に設けた可動軸部２７の中心軸線とは、平行となる。なお、第２回動アーム２３には、後述する塗料循環装置５１が内部に設けられる。

【0020】

第２回動アーム２３の延伸方向における他端部には、リスト部２８が設けられる。リスト部２８は、塗装ヘッドユニット１７を保持する。構成についての詳細は省略するが、リスト部２８は、駆動軸の軸線方向が各々異なる複数（ここでは３個）のモータＭ４，Ｍ５，Ｍ６（図５参照）を有しており、これらモータのいずれかを駆動させることで、リスト部２８が有する複数の軸部のいずれかの軸部を回動中心として、保持した塗装ヘッドユニット１７を回動させる。なお、軸部の個数は、２つ以上であればよい。

【0021】

移動装置１６は、例えば塗装室の床面に設置され、ロボットアーム１５を、塗装室の床面に沿って一方向（図１又は図３においてはｘ方向又は－ｘ方向）に往復動させる。なお、移動装置１６によるロボットアーム１５の移動方向は、後述する塗装ヘッド５６の塗装方向（主走査方向）となる。移動装置１６は、ロボットアーム１５の基台２１が固定される移動台３１と、移動台３１の移動をガイドするレール３２と、移動台３１をレール３２に沿って往復動させる駆動機構３３とを有する。レール３２は、図示を省略したフレームにより、例えばレール３２の延伸方向が図１中ｘ方向又は－ｘ方向に沿った状態で塗装室の床面に固定される。ここで、レール３２は、請求項に記載のガイド部材に相当する。

【0022】

駆動機構３３は、図示を省略したフレームにより、例えば塗装室の床面に固定される。駆動機構３３は、一例として、駆動モータ１１０（図５参照）と、駆動側スプロケット４１と、従動側スプロケット４２と、これらスプロケット４１，４２に巻き掛けられる駆動ベルト４３とから構成される。ここで、駆動機構３３は、請求項に記載の駆動手段に相当する。図示は省略するが、駆動側スプロケット４１及び従動側スプロケット４２は、例えば外周面に複数の歯が形成される２枚の円板と、これら円板を同軸に保持する駆動軸とから各々構成される。なお、駆動側スプロケット４１及び従動側スプロケット４２は、塗装室の床面に沿って（図１では、これらスプロケットの回転中心がｙ方向及び－ｙ方向に沿って）配置される。駆動ベルト４３は、一例として、駆動側スプロケット４１及び従動側スプロケット４２が有する２つの円板の各々に巻き掛けられる２つのチェーンベルトと、駆動側スプロケット４１及び従動側スプロケット４２に各々巻き掛けられる２つのチェーンベルトに対して複数の位置で跨って配置される複数の連結ロッドとを有する。なお、チェーンベルトを用いるのではなく、ゴムを用いた無端ベルトであってもよい。

【0023】

したがって、駆動側スプロケット４１と従動側スプロケット４２に巻き掛けられた駆動ベルト４３は、図３中ｘ方向又は－ｘ方向に走行する。上述したように、駆動ベルト４３には、移動台３１が固定されているので、駆動ベルト４３が図３中ｘ方向又は－ｘ方向に走行すると、移動台３１がレール３２の延伸方向に沿って図３中ｘ方向又は－ｘ方向に移動する。

【0024】

塗装ヘッドユニット１７は、後述する塗装ヘッド５６や、当該塗装ヘッド５６の動作を制御するヘッド制御部（図５参照）等を備える。

【0025】

次に、塗料循環装置５１について説明する。図４に示すように、塗料循環装置５１は、例えば、塗料タンク５５に貯留される塗料を塗装ヘッド５６に供給する供給路５７と、塗装ヘッド５６にて使用されてない塗料を塗装ヘッド５６から塗料タンク５５に戻す戻り流路（還流路）５８と、を有する他、塗料を塗装ヘッド５６へ供給せずに、供給路５７から戻り流路５８に流すバイパス流路５９を有する。また、塗料循環装置５１は、塗料タンク５５、ギヤポンプ６２，８０を塗装室の床面に載置し、また、例えば、除去フィルタ６３、脱気モジュール６４、切替弁や比例弁や圧力計などの部品を第２回動アーム２３の内部に収納している。ここで、塗料循環装置５１は、請求項に記載の供給装置に相当する。また、塗料タンク５５は、請求項に記載の貯留部に相当する。なお、ギヤポンプ６２，８０は、たとえば第２回動アーム２３の内部に収納される構成を採用してもよい。また、除去フィルタ６３、脱気モジュール６４、切替弁や比例弁や圧力計などの内の少なくとも１つの部品を、床面に載置する構成を採用してもよい。

【0026】

塗料循環装置５１は、車体ＦＲの塗装時に、塗料タンク５５に貯留された塗料を塗装ヘッド５６に供給するとともに、塗装ヘッド５６にて使用されなかった塗料を塗装ヘッド５６から塗料タンク５５に戻すことで、塗料を塗料タンク５５と塗装ヘッド５６との間で循環させる。また、塗料循環装置５１は、車体ＦＲに塗装を行わないとき、塗料タンク５５に貯留された塗料を、供給路５７、バイパス流路５９及び戻り流路５８の順で流し、塗料タンク５５に戻す。なお、

【0027】

ところで、車体ＦＲへの塗装に用いられる塗料は、例えば顔料を用いた水性塗料や溶剤系塗料である。したがって、塗料循環装置５１により塗料を循環させることで、塗料に含まれる顔料の分離や、顔料の凝集化を防止している。

【0028】

以下、塗料循環装置５１の供給路５７の構成を説明するにあたり、塗料の供給方向において、塗料タンク５５側を上流側、塗装ヘッド５６側を下流側とする。また、塗料循環装置５１の戻り流路５８の構成を説明するにあたり、塗装ヘッド５６側を上流側、塗料タンク５５側を下流側とする。

【0029】

塗料タンク５５は、塗装ヘッド５６を用いた車体ＦＲの塗装時に用いる塗料を貯留する。塗料タンク５５は、例えば塗装ロボット１０の外部（例えば塗装室の床面等）に配置される。なお、塗料タンク５５には、塗装ヘッド５６を用いた車体ＦＲの塗装を行う過程で、必要に応じて、外部から塗料が供給される。また、戻り流路５８から塗料タンク５５に塗料が戻された場合、その塗料と共に流れ込んだ気泡は、塗料タンク５５内の液面上に浮かぶが、当該塗料タンク５５は、その気泡を除去する機能を有していてもよい。

【0030】

塗装ヘッド５６は、複数のノズル６１が二次元状に配列されたノズル形成面５６ａを有し、供給路５７を介して供給される塗料を、複数のノズル６１の各々から吐出することで、車体ＦＲの表面に塗膜を形成する。なお、塗装ヘッド５６の詳細な構成については省略する。

【0031】

供給路５７は、塗料タンク５５に貯留された塗料を塗装ヘッド５６に向けて供給する経路である。供給路５７は、後述する流路５７ａ，５７ｂ，・・・，５７ｈ，５７ｉを有する。また、供給路５７の中途には、当該供給路５７の上流側から、ギヤポンプ６２、除去フィルタ６３、脱気モジュール６４の順で配置されている。

【0032】

ギヤポンプ６２は、塗料タンク５５に貯留された塗料を引き込み、引き込んだ塗料を塗装ヘッド５６に向けて送り出す。したがって、ギヤポンプ６２を駆動すると、当該ギヤポンプ６２の上流側、すなわち、塗料タンク５５とギヤポンプ６２との間の流路５７ａ，５７ｂの内部の圧力は負圧となり、塗料タンク５５に貯留される塗料が、当該流路５７ａ，５７ｂに引き込まれる。そして、ギヤポンプ６２からギヤポンプ６２の下流側に接続された流路５７ｃに送り出される。ここで、ギヤポンプ６２は、請求項に記載の送出手段に相当する。

【0033】

供給路５７を構成する流路５７ａ及び流路５７ｂは、三方弁６６にて接続される。三方弁６６は、流路５７ａと流路５７ｂとを連通する状態と、流路５７ｂと排液槽８３に接続された排液路とを連通する状態とのいずれかの状態に切り替えることが可能である。三方弁６６は、例えば車体ＦＲを塗装するとき、流路５７ａと流路５７ｂとを連通する状態に保持される。また、三方弁６６は、供給路５７内を洗浄する際に、流路５７ｂと排液槽８３（詳細には排液槽８３に接続した不図示の流路）とを連通する状態となる。

【0034】

供給路５７において、ギヤポンプ６２は、出力側において流路５７ｃと接続されている。流路５７ｃの下流側端部には、切替弁６７が設けられている。切替弁６７は、４つの弁部６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄを有する。例えば弁部６７ａは、流路５７ｃに接続しており、また、弁部６７ｂは、除去フィルタ６３に向けた流路５７ｄに接続している。また、弁部６７ｃは、洗浄タンク８２（詳細には洗浄タンク８２に接続した不図示の流路）に接続している。さらに、弁部６７ｄは、排液槽８３（詳細には排液槽８３に接続した不図示の流路）に接続している。これら弁部のうち、弁部６７ａ及び弁部６７ｂは、通常、開き状態に保持されている。一方、弁部６７ｃ、６７ｄは、通常、閉じ状態に保持され、塗料循環装置５１の洗浄時に閉じ状態から開き状態へと切り替えられる。

【0035】

切替弁６７の弁部６７ｂに接続した流路５７ｄの下流側には、除去フィルタ６３が設けられる。除去フィルタ６３は、塗料に含まれている粗大異物や顔料凝集物などの異物の他、塗料に含まれる気泡のうち、所定の大きさを超える気泡を除去する。除去フィルタ６３は、例えば金網や樹脂性の網等の網目状体、多孔質体や、微細な貫通孔を穿設した金属板である。網目状体としては、例えば金属メッシュフィルターや金属繊維、たとえばＳＵＳといった金属の細線をフェルト状にしたもの、圧縮焼結させた金属焼結フィルタ、エレクトロフォーミング金属フィルタ、電子線加工金属フィルタ、レーザービーム加工金属フィルタなどを挙げることができる。

【0036】

除去フィルタ６３の出力側に接続した流路５７ｅの下流側には、切替弁６８が設けられる。切替弁６８は、切替弁６７と同様に、４つの弁部６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄを有する。例えば弁部６８ａは、流路５７ｅに接続しており、また、弁部６８ｂは、脱気モジュール６４に向けた流路５７ｆに接続している。また、弁部６８ｃは、洗浄タンク８２（詳細には洗浄タンク８２に接続した不図示の流路）に接続している。また、弁部６８ｄは、排液槽８３（詳細には排液槽８３に接続した不図示の流路）に接続している。これら弁部のうち、弁部６８ａ及び弁部６８ｂは、通常、開き状態に保持されている。一方、弁部６８ｃ、６８ｄは、通常、閉じ状態に保持され、塗料循環装置５１の洗浄時に閉じ状態から開き状態へと切り替えられる。

【0037】

切替弁の弁部６８ｂに接続した流路５７ｆの下流側には、脱気モジュール６４が設けられる。脱気モジュール６４は、塗料に溶存している溶存気体や気泡を除去（脱気）する。脱気モジュール６４としては、例えば複数の中空糸膜を束ねた中空糸膜束を挙げることができる。

【0038】

脱気モジュール６４の出力側に接続される流路５７ｇには、圧力計６９が設けられている。圧力計６９は、脱気モジュール６４から送出された塗料の圧力を測定する。圧力計６９による測定結果は、塗料供給制御部１０３（図５参照）に出力される。ギヤポンプ６２は、圧力計６９により検出された圧力値が一定値となるように、塗料供給制御部１０３により駆動制御される。なお、圧力計６９は、請求項に記載の第１の検出手段に相当する。また、供給路５７においては、圧力計６９以外の圧力計が、単数または複数設けられていても良い。

【0039】

上述した流路５７ｇの下流側端部には、切替弁７０が設けられている。切替弁７０は、切替弁６７及び切替弁６８と同様に、４つの弁部７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄを有する。例えば弁部７０ａは、流路５７ｇを接続しており、また、弁部７０ｂは、流路５７ｈを接続している。また、弁部７０ｃは、洗浄タンク８２（詳細には洗浄タンク８２に接続した不図示の流路）に接続している。また、弁部７０ｄは、排液槽８３（詳細には排液槽８３に接続した不図示の流路）に接続している。これら弁部のうち、弁部７０ａ及び弁部７０ｂは、通常、開き状態に保持されている。一方、弁部７０ｃ、７０ｄは、通常、閉じ状態に保持され、塗料循環装置５１の洗浄時に閉じ状態から開き状態へと切り替えられる。

【0040】

切替弁の弁部７０ｂに接続した流路５７ｈの下流側端部には、比例弁７１が接続される。比例弁７１は、比例弁７１の下流側を流れる塗料の圧力値が一定となるように塗料供給制御部１０３により開閉制御される。

【0041】

比例弁７１の下流側には、流路５７ｉが設けられている。流路５７ｉには、圧力計７２及び一方弁７３が設けられている。圧力計７２は、比例弁７１から塗装ヘッド５６に向けて流れる塗料の圧力を測定する。一方弁７３は、塗料を一方向（この場合は、比例弁７１から塗装ヘッド５６に向けた方向）に流し、当該一方向とは逆方向に流れることを防止する。なお、流路５７ｈには、圧力計７２と一方弁７３との間で、バイパス流路５９の上流側の端部が接続される。

【0042】

戻り流路５８は、車体ＦＲへの塗装時に塗装ヘッド５６により使用されなかった塗料、又は、バイパス流路５９を介して循環される塗料を、塗料タンク５５に向けて戻す流路である。戻り流路５８は、流路５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ，５８ｅを有する。

【0043】

流路５８ａには、上流側端部において塗装ヘッド５６が接続されている。流路５８ａには、一方弁７５と圧力計７６とが設けられている。一方弁７５は、塗料を一方向（この場合は、塗装ヘッド５６から圧力計７６に向けた方向）に流し、当該一方向とは逆方向に流れることを防止する。なお、流路５８ａには、一方弁７５と圧力計７６との間で、バイパス流路５９の下流側の端部が接続されている。圧力計７６は、比例弁７７の上流側の（すなわち、塗装ヘッド５６から比例弁７７に向けて流れる）塗料の圧力を測定する。

【0044】

流路５８ａの下流側には、比例弁７７が設けられている。比例弁７７は、塗料供給制御部１０３により開閉制御され、塗装ヘッド５６から比例弁７７に向けて流れる塗料の圧力値を一定に保持する。

【0045】

比例弁７７の出力側に接続される流路５８ｂの下流側には、切替弁７８が設けられている。切替弁７８は、供給路５７に設けられた切替弁６７，６８，７０と同様に、４つの弁部７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄを有する。例えば弁部７８ａは、流路５８ｂに接続しており、また、弁部７８ｂは、ギヤポンプ８０に向けた流路５８ｃに接続している。また、弁部７８ｃは、洗浄タンク８２（詳細には洗浄タンク８２に接続した不図示の流路）に接続している。また、弁部７８ｄは、排液槽８３（詳細には排液槽８３に接続した不図示の流路）に接続している。これら弁部のうち、弁部７８ａ及び弁部７８ｂは、通常、開き状態に保持されている。一方、弁部７８ｃ，７８ｄは、通常、閉じ状態に保持され、塗料循環装置５１の洗浄時に閉じ状態から開き状態へと切り替えられる。

【0046】

流路５８ｃには、圧力計７９が設けられている。圧力計７９は、流路５８ｃに流れ込んだ塗料の圧力を測定する。圧力計７９による測定結果は、塗料供給制御部１０３に出力される。なお、圧力計７９は、請求項に記載の第２の検出手段に相当する。

【0047】

流路５８ｃの下流側端部には、ギヤポンプ８０が設けられている。ギヤポンプ８０は、流路５８ｃに塗料を引き込み、引き込んだ塗料を塗料タンク５５に向けて送り出す。したがって、ギヤポンプ８０を駆動することで当該ギヤポンプ８０の上流側、すなわち、流路５８ｃの内部の圧力は負圧となり塗料が流路５８ｃに引き込まれる。そして、塗料は、ギヤポンプ８０から当該ギヤポンプ８０の下流側に接続された流路５８ｄに送り出される。このとき、ギヤポンプ８０は、圧力計７９により検出された圧力値が一定値となるように塗料供給制御部１０３により駆動制御される。ここで、ギヤポンプ８０は、請求項に記載の引込み手段に相当する。

【0048】

ギヤポンプ８０の出力側に接続される流路５８ｄの下流側には、三方弁８１が接続されている。三方弁８１は、流路５８ｄと、塗料タンク５５に接続した流路５８ｅとを連通する状態と、流路５８ｄと排液槽８３とを連通する状態とのいずれかの状態で切り替わる。三方弁８１は、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装時、又は塗料の循環時に、流路５８ｄと流路５８ｅとを連通する状態に保持される。また、三方弁８１は、洗浄時に、流路５８ｄと流路５８ｅとを連通する状態から、流路５８ｄと排液槽８３とを連通する状態に切り替わる。これにより、流路５８ｄを流れる洗浄液や空気は、三方弁８１を介して排液槽８３に排出される。

【0049】

バイパス流路５９は、流路５７ｉと流路５８ａとに接続され、塗装ヘッド５６による塗料の塗装を行わないとき、供給路５７を流れる塗料の一部を、塗装ヘッド５６に流すことなく、戻り流路５８に流すものである。バイパス流路５９には、制御弁８４が設けられている。制御弁８４は、塗装ヘッド５６による車体ＦＲへの塗装時には、閉じ状態に保持され、塗装ヘッド５６による車体ＦＲへの塗装を行わないときに、開き状態に切り替えられる。

【0050】

次に、上述した塗装ロボット１０を制御する構成（以下、制御システムと称する）について説明する。図５は、制御システムの構成を示す図である。図５に示すように、制御システム１００は、主制御部１０１、アーム制御部１０２、塗料供給制御部１０３、ヘッド制御部１０４及び移動台制御部１０５を有する。図示は省略するが、主制御部１０１、アーム制御部１０２、塗料供給制御部１０３、ヘッド制御部１０４及び移動台制御部１０５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。

【0051】

主制御部１０１は、ロボットアーム１５、移動装置１６、塗料循環装置５１及び塗装ヘッド５６が協働して塗装対象物に対する塗装が実行されるように、アーム制御部１０２、塗料供給制御部１０３、ヘッド制御部１０４及び移動台制御部１０５の各々に所定の制御信号を送信する。

【0052】

アーム制御部１０２は、自身が有するアーム用メモリ１０６に格納された各種データに基づいて、ロボットアーム１５に設けられるモータＭ１、Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６の各々に対する駆動制御を行う。ここで、アーム用メモリ１０６に記憶される各種データは、塗装ロボット１０による車体ＦＲの塗装時に必要となるものであり、例えば、塗装を行う車体ＦＲの外形形状のデータ、当該車体ＦＲの塗装時における塗装ヘッドユニット１７の移動軌跡を示す軌跡データ、ロボットアーム１５及び塗装ヘッドユニット１７の姿勢を示す姿勢データなどを含む。ここで、アーム制御部１０２は、請求項に記載の姿勢制御手段に相当する。

【0053】

ここで、本実施の形態に示す塗装ロボット１０を用いた車体ＦＲの塗装は、第２回動アーム２３の延伸方向が水平面に含まれる状態、すなわち、第２回動アーム２３を水平状態に維持しながら実行される。したがって、上記姿勢データは、例えば第２回動アーム２３が水平状態に維持されるときの、第１回動アーム２２の姿勢（モータＭ１やモータＭ２の回転量）のデータだけでなく、第１回動アーム２２に対する第２回動アーム２３の姿勢（モータＭ３の回転量）のデータも含まれる。

【0054】

なお、上述した各種データは、塗装ロボット１０により、外形形状が異なる複数の車体ＦＲを塗装する場合には、外形形状の異なる複数の車体ＦＲの各々に対応してアーム用メモリ１０６に格納される。

【0055】

塗料供給制御部１０３は、上述した塗料循環装置５１に設けられた圧力計６９，７２，７６，７９による測定結果に基づいて、ギヤポンプ６２，８０の駆動制御や、比例弁７１，７７の開閉制御を行い、塗料循環装置５１の塗料タンク５５に貯留される塗料を、塗料タンク５５と塗装ヘッド５６との間で循環させる。ここで、塗料供給制御部１０３は、請求項に記載の圧力制御手段に相当する。

【0056】

ヘッド制御部１０４は、位置センサ１０７により検出される塗装ヘッド５６の位置情報に基づいて、圧電基板１０８を作動する。ここで、ヘッド制御部１０４は、圧電基板１０８の作動を制御するだけでなく、圧電基板１０８に対する作動周波数の制御や、圧電基板１０８に印加する電圧の制御を行い、塗装ヘッド５６のノズル形成面５６ａに設けられる複数のノズル６１の各々から吐出される塗料の液滴量を制御することも可能である。

【0057】

位置センサ１０７は、アーム制御部１０２の制御により移動する塗装ヘッド５６の位置を検出して、その検出信号を主制御部１０１に出力する。

【0058】

移動台制御部１０５は、上述した移動装置１６が有する駆動モータ１１０の作動を制御して、駆動側スプロケット４１を回転させて、駆動側スプロケット４１及び従動側スプロケット４２の各々に巻き掛けられた駆動ベルト４３を所望の速度で走行させる。駆動ベルト４３の走行により、当該駆動ベルト４３に固定された移動台３１が、図１中ｘ方向又は－ｘ方向に移動する。また、傾斜装置１１１を備えている場合には、移動台制御部１０５は、移動装置１６の他に、傾斜装置１１１の作動を制御する。

【0059】

位置センサ１１２は、移動台制御部１０５の制御により移動する移動台３１の位置を検出して、その検出信号を、移動台制御部１０５を介して主制御部１０１に出力する。

【0060】

傾斜装置１１１は、移動装置１６を傾斜させる装置である。図示を省略するが、傾斜装置１１１は、例えば、空気の供給によりロッドがシリンダ本体に対して伸縮するエアシリンダの他、複数のギヤやカムを用いた装置を用いることができる。なお、傾斜装置１１１は、移動台制御部１０５で駆動制御される構成とはせずに、移動装置１６のセッティングの際に、たとえば送りネジ機構等の調整で、人手または外部の駆動手段等で作動させるものであっても良い。

【0061】

次に、塗装ロボット１０を用いた車体ＦＲの塗装における制御について説明する。なお、図６は、車体ＴＲへの塗装時における塗装ヘッド５６の移動軌跡の一例を示している。図６に示すように、塗装ロボット１０が車体ＦＲの塗装を行っていないとき、塗装ヘッド５６は、例えば待機位置（図６中、位置Ｐ１）に保持されている。塗装ロボット１０による塗装が開始されると、移動台制御部１０５は、駆動モータ１１０を駆動する。駆動モータ１１０の駆動により駆動側スプロケット４１及び従動側スプロケット４２に巻き掛けられた駆動ベルト４３が走行して、移動台３１が図６中ｘ方向に移動する。移動台３１の図６中ｘ方向への移動に伴い、移動台３１に固定されるロボットアーム１５が図６中ｘ方向に移動する。なお、位置Ｐ１から位置Ｐ２へのロボットアーム１５、すなわち、塗装ヘッド５６の移動速度は、一例として３００ｍｍ／ｓである。

【0062】

このとき、制御の一例としては、アーム制御部１０２は、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６のいずれのモータも駆動させないものがある。この場合、移動台３１の図６中ｘ方向への移動時には、ロボットアーム１５の第１回動アーム２２及び第２回動アーム２３の姿勢は一定に保持される。

【0063】

移動台３１の図６中ｘ方向への移動により、塗装ヘッド５６が位置Ｐ２まで移動すると、移動台制御部１０５は、駆動モータ１１０の駆動を停止する。

【0064】

駆動モータ１１０の駆動が停止させられると、アーム制御部１０２は、モータＭ２，Ｍ３を駆動して、塗装ヘッド５６を位置Ｐ２から位置Ｐ３まで移動させる。このとき、アーム制御部１０２は、第２回動アーム２３が水平状態を維持するように、モータＭ２，Ｍ３を駆動する。そして、塗装ヘッド５６が位置Ｐ３まで移動すると、アーム制御部１０２は、モータＭ２，Ｍ３の駆動を停止させる。ここで、位置Ｐ２から位置Ｐ３へのロボットアーム１５、すなわち、塗装ヘッド５６の移動速度は、一例として３００ｍｍ／ｓである。

【0065】

塗装ヘッド５６が位置Ｐ３まで移動すると、移動台制御部１０５は、駆動モータ１１０を駆動して、移動台３１及び当該移動台３１に固定されたロボットアーム１５を図６中－ｘ方向に移動させる。これにより、塗装ヘッド５６は位置Ｐ３から位置Ｐ４まで移動する。ここで、位置Ｐ３から位置Ｐ４へのロボットアーム１５、すなわち、塗装ヘッド５６の移動速度は、一例として３００ｍｍ／ｓである。

【0066】

ここで、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装では、位置Ｐ４及び位置Ｐ５の間を図６中－ｘ方向又はｘ方向に往復動させ、位置Ｐ４から位置Ｐ５までの移動、又は位置Ｐ５から位置Ｐ４までの移動のいずれかの移動時に、塗装ヘッド５６のノズル形成面５６ａに設けた複数のノズル６１を用いた塗装（以下、ノズル形成面５６ａに設けた複数のノズルの全てを用いた塗装を１ライン分の塗装と称する）を行い、１ライン分の塗装が終了すると、塗装ヘッド５６を－ｙ方向に１ライン分移動させる動作が行われる。したがって、位置Ｐ４から位置Ｐ５の間が、塗装ヘッド５６による塗装が行われる塗装領域となる。なお、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装において、塗装ヘッド５６の移動速度は、例えば３０ｍｍ／ｓから２００ｍｍ／ｓの範囲に設定される。

【0067】

塗装ヘッド５６が位置Ｐ４に到達した後、アーム制御部１０２は、アーム用メモリ１０６に格納された車体ＦＲの外形形状のデータを参照してＭ４，Ｍ５，Ｍ６を駆動する。同時に、移動台制御部１０５は、傾斜装置１１１を駆動する。

【0068】

これにより、塗装ヘッド５６の図６中－ｘ方向への移動とともにリスト部２８が回動する。また、傾斜装置１１１の駆動により、塗装ヘッド５６が鉛直方向（図１中ｚ方向又は－ｚ方向）に移動する。したがって、塗装ヘッド５６のノズル形成面５６ａが車体ＦＲの塗装部位に対して一定の間隔を保持した状態が維持される。このとき、第２回動アーム２３は、水平状態に保持される。したがって、リスト部２８が回動しないときには、塗料循環装置５１と塗装ヘッド５６との相対位置は変化しない状態となり、また、リスト部２８の回動により塗装ヘッド５６が移動する時には、塗料循環装置５１と塗装ヘッド５６との相対位置は、リスト部２８の回動に基づいた所定範囲の変化となる。この状態で、ヘッド制御部１０４は、圧電基板１０８を作動させる。

【0069】

塗装ヘッド５６が位置Ｐ５まで移動すると、塗装ヘッド５６による１ライン分の塗装が終了する。したがって、移動台制御部１０５は駆動モータ１１０の駆動を停止する。同時に、アーム制御部１０２は、モータＭ２，Ｍ３（必要に応じてモータＭ１）を駆動して、ロボットアーム１５の姿勢を変化させる。これにより、塗装ヘッド５６が、１ライン分、図６中－ｙ方向に移動する。

【0070】

移動台制御部１０５は、駆動モータ１１０を駆動して、移動台３１及び当該移動台３１に固定されたロボットアーム１５を図６中ｘ方向に移動させる。これにより、塗装ヘッド５６は位置Ｐ５から位置Ｐ４に向けて移動する。このとき、ヘッド制御部１０４は、圧電基板１０８を作動させる。これにより、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装が行われる。この場合も、アーム制御部１０２は、第２回動アーム２３に固定されるリスト部２８のモータＭ４，Ｍ５，Ｍ６を駆動して、塗装ヘッド５６の姿勢を変化させ、当該塗装ヘッド５６のノズル形成面５６ａが車体ＦＲの塗装部位に対して一定の間隔に保持する。そして、塗装ヘッド５６が位置Ｐ４に到達すると、移動台制御部１０５は、駆動モータ１１０の駆動を停止する。これにより、次の１ライン分の塗装が車体ＦＲに対して行われる。

【0071】

車体ＦＲの塗装では、塗装ヘッド５６を位置Ｐ４から位置Ｐ５に向けて（又はその逆）移動させた後、１ライン分－ｙ方向に移動させる動作を複数回行う。そして、車体ＦＲ全体の塗装が行われて、位置Ｐ５まで移動すると、アーム制御部１０２は、モータＭ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６を駆動して、塗装ヘッドを位置Ｐ５から位置Ｐ１へと移動させる。

【0072】

なお、上述した塗装ヘッド５６の移動時には、塗料循環装置５１の供給路５７に設けた圧力計６９や、戻り流路５８に設けた圧力計７９による検出結果に基づいて、供給路５７や戻り流路５８を流れる塗料の圧力が制御される他、圧力計７２による比例弁７１の開閉制御や、圧力計７６による比例弁７７の開閉制御が行われる。

【0073】

なお、本実施の形態では、塗装ヘッド５６の移動速度は、塗装ヘッド５６が位置Ｐ４に到達したときに減速している。しかしながら、塗装ヘッド５６の移動速度を減速させる位置は位置Ｐ４に限定される必要はなく、例えば位置Ｐ２に到達したときに、減速させてもよい。

【0074】

次に、上述した塗装ロボット１０により車体ＦＲの塗装を行うに当たり、第２回動アーム２３の状態に基づく、塗料循環装置５１の内部の圧力の変化（変動）について考慮する。

【0075】

図７（ａ）は、ロボットアーム１５の第２回動アーム２３を水平状態として塗装を行ったときの、塗装ヘッド５６の入力側における塗料の圧力の変化を示す図である。また、図７（ｂ）は、ロボットアーム１５の第２回動アーム２３を水平状態として塗装を行ったときの、塗装ヘッド５６の出力側における塗料の圧力の変化を示す図である。また、図８（ａ）は、ロボットアーム１５の第２回動アーム２３の姿勢を変化させて塗装を行ったときの、塗装ヘッド５６の入力側における塗料の圧力の変化を示す図である。また、図８（ｂ）は、ロボットアーム１５の第２回動アーム２３の姿勢を変化させて塗装を行ったときの、塗装ヘッド５６の出力側における塗料の圧力の変化を示す図である。これら図においては、位置Ｐ４から位置Ｐ５まで塗装ヘッドを移動させた場合についての測定結果を示している。なお、塗装ヘッド５６の入力側における塗料の圧力は、その目標値を例えば０．１ｂａｒとし、塗装ヘッド５６の出力側における塗料の圧力は、その目標値を例えば－０．１ｂａｒとしている。

【0076】

図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、第２回動アーム２３を水平状態として塗装を行った場合、塗装ヘッド５６の入力側における、すなわち、塗装ヘッド５６に向けて流れる塗料の圧力は、０．０９ｂａｒから０．１０７５ｂａｒの範囲で変化している。すなわち、塗装ヘッド５６に向けて流れる塗料の圧力は、目標値の前後で変位しており、塗料を安定して塗装ヘッド５６に向けて供給されていることが分かった。また、塗装ヘッド５６の出力側における、すなわち、塗装ヘッド５６から送り出される塗料の圧力は、－０．０９２５ｂａｒから－０．１０７５ｂａｒの範囲で変化している。すなわち、塗装ヘッド５６から送り出される塗料の圧力は、目標値の前後で変化しており、塗料を安定して塗装ヘッド５６から送り出されていることがわかった。

【0077】

一方、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、塗装ヘッド５６が下方に位置するように第２回動アーム２３を傾斜させて塗装を行った場合、塗装ヘッド５６の入力側における、すなわち、塗装ヘッド５６に向けて流れる塗料の圧力は、０．０９３ｂａｒから０．１０６ｂａｒの範囲で変位している。すなわち、塗装ヘッド５６に向けて流れる塗料の圧力は、目標値の前後で変位しており、塗料を安定して塗装ヘッド５６に向けて流れていることが分かった。しかしながら、塗装ヘッド５６の出力側における、すなわち、塗装ヘッド５６から送り出される塗料の圧力は、－０．０７８ｂａｒから－０．０９７５ｂａｒの範囲で変位している。すなわち、塗装ヘッド５６から送り出される塗料の圧力は、目標値から外れた値で変位しており、塗料を安定して塗装ヘッド５６から送り出されていないことが分かった。

【0078】

このような結果から、第２回動アーム２３を水平状態として塗装を行った場合、第２回動アーム２３を傾斜させて塗装を行った場合に比べて、塗装ヘッド５６及び塗料循環装置５１の水頭差の影響が小さく、安定して塗料を循環させることができることがわかった。すなわち、塗装ロボット１０においては、塗装ヘッド５６による車体ＦＲへの塗装時に、第２回動アーム２３を水平状態とすることが望ましく、第２回動アーム２３を水平状態が困難な場合にのみ、第２回動アーム２３を所定の角度傾ける。これにより、塗装ヘッド５６及び塗料循環装置５１の水頭差の影響を抑制することで、塗料循環装置５１の供給路５７、戻り流路５８を流れる塗料の圧力を安定させる、すなわち、塗料タンク５５と塗装ヘッド５６との間で塗料を安定して循環させることができる。

【0079】

本実施の形態では、移動装置１６を塗装室の床面に設置した場合を説明しているが、これに限定する必要はなく、図９に示すように、例えば移動装置１６を塗装室の側壁や塗装室の天井面など、塗装対象物である車体ＦＲよりも上方に設置することも可能である。これによれば、床面に塗装を行う上で必要となる要素を配置する必要がなくなるので、車体ＦＲの塗装を行う際に必要となる床面積を小さくした塗装室を提供することが可能となる。

【0080】

本実施の形態では、ロボットアーム１５の第２回動アーム２３を水平状態に保持した状態で塗装ヘッド５６による塗装を行うことで、塗料循環装置５１と塗装ヘッド５６との水頭差の発生やその変化を抑制している。例えば車体ＦＲに設けられるボンネット及びルーフなど、高低差がある塗装面を有する塗装対象物の場合には、塗装ヘッド５６を上下動させるために、ロボットアーム１５の第１回動アーム２２や第２回動アーム２３を回動させる必要があり、これら回動によって第２回動アーム２３を水平状態に保つことが困難となる場合もある。このような場合に対応するために、例えば、ロボットアーム１５の基台２１に回転部２５を昇降させるための昇降装置を設け、回転部２５を固定部２４に対して昇降させることで、第２回動アーム２３を水平状態に保持することも可能である。

【0081】

なお、例えば車体ＦＲに設けられるボンネット及びルーフなど、高低差がある塗装面を有する塗装対象物の場合には、ボンネットを塗装する塗装ロボットと、ルーフを塗装する塗装ロボットとを設けるなど、塗装箇所によって異なる塗装ロボットを用いて塗装を行うことで、各々の塗装ロボットによる塗装動作において、第２回動アームを水平状態に保持したまま塗装を行うことができる。

【0082】

また、塗装ヘッド５６をルーフやボンネットなどの外形形状に沿って移動させる場合、塗装ロボット１０の第１回動アーム２２や第２回動アーム２３を回動させることもあるが、このような場合には、塗装ヘッド５６は図１中ｚ方向又は－ｚ方向に多少移動するが、圧力変動は生じることはない。また、塗装ヘッド５６を急激に移動させる、或いは、塗装ヘッド５６を広範囲に上下動させるなどの場合、塗装ロボット１０の第１回動アーム２２や第２回動アーム２３の姿勢を急激に変化させるため、塗料の圧力変動が生じることになるが、本実施の形態では、塗装ロボット１０の第１回動アーム２２や第２回動アーム２３の姿勢が一定に保たれるので、これらアームの姿勢の変化に伴なった圧力変動の発生を防止できる。

【0083】

本実施の形態では、アーム制御部１０２は、アーム用メモリ１０６に記憶された車体ＦＲの外形形状のデータに基づいてロボットアーム１５における第２回動アーム２３の姿勢を制御しているが、アーム制御部１０２は、車体ＦＲの外形形状のデータの他に、塗料循環装置５１に設けた圧力計６９，７９により測定される圧力値を用いて第２回動アーム２３の姿勢を水平状態に維持するように制御することも可能である。この場合、圧力計６９，７９により測定される圧力値が一定、又は圧力値の変動が所定の範囲となるように、アーム制御部１０２は、モータＭ２，Ｍ３を駆動して、第２回動アーム２３を水平状態で保持する。

【0084】

（効果について）
本発明に係る塗装ロボット１０は、車体ＦＲに向けて塗料を吐出することが可能な塗装ヘッド５６と、塗料を貯留する塗料タンク５５と塗装ヘッド５６との間で塗料を循環させる供給路５７及び戻り流路５８を有し、供給路５７及び戻り流路５８を流れる塗料の圧力を制御することが可能な塗料循環装置５１と、塗装ヘッド５６及びギヤポンプ６２，８０を有するロボットアーム１５と、を備える塗装ロボット１０であって、ロボットアーム１５は、第１回動アーム２２及び第２回動アーム２３と、これらアームを互いに連結する可動軸部２６，２７と、を備えた多軸アームであり、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装時に、多軸アームを構成する第１回動アーム２２及び第２回動アーム２３の姿勢を制御して、塗装ヘッド５６及び塗料循環装置５１の相対位置を一定に保持する、又は当該相対位置の変動を所定の許容範囲内に抑えるアーム制御部１０２と、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装時に、塗装ヘッド５６における車体ＦＲの塗装方向に沿って、多軸アームを移動させる移動装置１６と、を有するものである。

【0085】

例えば移動装置がない場合には、多軸アームの基部は所定位置に固定されることになる。このとき、多軸アームの基部の位置から塗装ヘッドによる塗装位置が近い場合には、多軸アームを構成するアーム部材は起立した状態となる一方で、多軸アームの基部の位置から塗装ヘッドによる塗装位置が遠い場合には、多軸アームを構成するアーム部材は水平状態になる。すなわち、多軸アームの基部が固定されたとき、循環路を流れる塗料の圧力制御では、多軸アームの動作だけでなく、供給装置及び塗装ヘッド間の水頭差を考慮する必要があり、循環路を流れる塗料の圧力制御が複雑になる。

【0086】

一方、本発明では、塗装ヘッド５６と塗料循環装置５１の相対位置を一定に保持する、又は当該相対位置の変動を所定の許容範囲内に抑えられる。したがって、供給路５７や戻り流路５８を流れる塗料の圧力制御において、塗料循環装置５１及び塗装ヘッド５６間の水頭差の影響を大幅に軽減できるので、供給路５７や戻り流路５８における塗料の圧力制御が容易となる。

【0087】

また、供給路５７は、塗料タンク５５に貯留された塗料を塗装ヘッド５６に供給するもので、戻り流路５８は、塗装ヘッド５６により使用されなかった塗料を塗料タンク５５に戻すものであり、塗料タンク５５に貯留された塗料を供給路５７に送り出すギヤポンプ６２と、塗装ヘッド５６から塗料を戻り流路５８に引き込むギヤポンプ８０と、供給路５７に送り込まれた塗料の圧力を検出する圧力計６９と、戻り流路５８に引き込まれた塗料の圧力を検出する圧力計７９と、圧力計６９による検出結果に基づいてギヤポンプ６２による塗料の送り出し量を制御するとともに、圧力計７９による検出結果に基づいてギヤポンプ８０による塗料の引き込み量を制御する塗料供給制御部１０３と、を有するものである。

【0088】

この構成によれば、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装時に、塗料循環装置５１の供給路５７に送り込まれた塗料の圧力と戻り流路５８に引き込まれた塗料の圧力とに基づき、ギヤポンプ６２，８０を制御することができるので、各流路における塗料の圧力を適正な圧力に保つことができる。

【0089】

また、アーム制御部１０２は、圧力計６９，７９からの検出結果に基づいて、ロボットアーム１５の第１回動アーム２２及び第２回動アーム２３の姿勢を制御するものである。

【0090】

例えば、塗料循環装置５１では、圧力計６９，７９による検出結果に基づいて塗装ヘッド５６に供給される塗料の圧力や、塗料タンク５５に還流される塗料の圧力が制御されている。例えば圧力計６９，７９により検出される圧力値は、ロボットアーム１５の姿勢変化に基づいて変化する。したがって、アーム制御部１０２は、塗料循環装置５１や塗装ヘッド５６に高さなどを検出するセンサなどを設けなくとも、これら検出手段による検出結果を利用することで、車体ＦＲの高さ方向において塗料循環装置５１と塗装ヘッド５６とを同一高さに保持、又は所定の許容高さ範囲内での変動に抑えることが可能となる。

【0091】

また、ロボットアーム１５は、可動軸部２６，２７を介して連結される第１回動アーム２２及び第２回動アーム２３を、２軸方向に回転自在に支持する基台２１を有し、移動装置１６は、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装方向に沿って延びるレール３２と、基台２１をレール３２に沿って移動させる、駆動側スプロケット４１、従動側スプロケット４２、駆動ベルト４３及び駆動モータ１１０を有し、レール３２は、車体ＦＲを塗装する塗装室の床面に設けられるものである。

【0092】

これによれば、塗装ヘッド５６と塗料循環装置５１とが常に同一高さに保持された状態で、ロボットアーム１５を、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装位置に合わせて移動させることができる。

【0093】

また、ロボットアーム１５は、可動軸部２６，２７を介して連結される第１回動アーム２２及び第２回動アーム２３を、２軸方向に回転自在に支持する基台２１を有し、移動装置１６は、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装方向に沿って延びるレール３２と、基台２１をレール３２に沿って移動させる、駆動側スプロケット４１、従動側スプロケット４２、駆動ベルト４３及び駆動モータ１１０を有し、前記レール３２は、車体ＦＲを塗装する塗装室の側面、又は塗装される車体の上方となる位置に設けられるものである。

【0094】

これによれば、塗装ヘッド５６と塗料循環装置５１とが常に同一高さに保持された状態で、ロボットアーム１５を、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装位置に合わせて移動させることができる。また、レール３２を、塗装室の側面、又は塗装される車体ＦＲの上方となる位置に設けることで、塗装室の床面に、塗装を行う上で必要となる要素を配置する必要がなくなるので、車体ＦＲの塗装を行う際に必要となる床面積を小さくした塗装室を提供することが可能となる。

【符号の説明】

【0095】

１０…塗装ロボット（車体塗装用ロボット）
１５…ロボットアーム
１６…移動装置
２１…基台（基部）
２２…第１回動アーム
２３…第２回動アーム
３３…駆動機構（駆動手段）
５５…塗料タンク（貯留部）
５６…塗装ヘッド
５７…供給路
５８…戻り流路（還流路）
６２…ギヤポンプ（送出手段）
６９…圧力計（第１の検出手段）
７９…圧力計（第２の検出手段）
８０…ギヤポンプ（引込み手段）
１０２…アーム制御部（姿勢制御手段）
１０３…塗料供給制御部（圧力制御手段）

【要約】      （修正有）

【課題】多軸アームの姿勢の変化を極力抑えることで、塗料供給装置の供給路や還流路を流れる塗料の圧力だけでなく、塗装ヘッドの内部に存在する塗料の圧力を適正な圧力の範囲に保持する。
【解決手段】車体塗装用ロボット１０は、塗装ヘッドと、塗料を貯留する貯留部と、塗装ヘッド及び貯留部の間に設けた循環路を流れる塗料の圧力を制御することが可能な供給装置と、塗装ヘッド及び供給装置を有するアーム１５を備えており、アームは、複数のアーム部材２２、２３と、各アーム部材を互いに連結する可動軸部２６、２７とを備えた多軸アームであり、塗装ヘッドによる車体ＦＲの塗装時に、複数のアーム部材の姿勢を制御して塗装ヘッド及び供給装置の相対位置を一定に保持、又は相対位置の変動を所定の許容範囲内に抑える姿勢制御手段と、塗装ヘッドによる車体の塗装時に、塗装ヘッドにおける車体の塗装方向に沿って多軸アームを移動させる移動機構と、を有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】