特許 7267493 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】2023-04-21

(45)【発行日】2023-05-01

(54)【発明の名称】車体塗装用ロボット

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20230424BHJP

   B05B 12/00 20180101ALI20230424BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20230424BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20230424BHJP

   B41J 2/01 20060101ALN20230424BHJP

   B41J 2/18 20060101ALN20230424BHJP

【ＦＩ】

B05C11/10

B05B12/00 A

B05C5/00 101

B25J13/00 Z

B41J2/01 401

B41J2/18

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022137116

(22)【出願日】2022-08-30

(62)【分割の表示】P 2022052328の分割

【原出願日】2022-03-28

【審査請求日】2022-09-05

【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】特開２０１６－１７２３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／２５５８９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第６９４８４８２（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ １／００－２１／００

Ｂ０５Ｂ １／００－１７／０８

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

Ｂ２５Ｊ １３／００

(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、
を有し、
前記アームの動作により前記塗装ヘッドを主走査方向に移動させながら前記車体の塗装を行う車体塗装用ロボットであって、
前記アームの動作を制御する制御手段を有し、
前記塗装ヘッドは、前記制御手段による前記アームの制御により、前記車体の塗装を開始する塗装開始位置まで移動して一旦停止するとともに、前記塗装開始位置で一旦停止してから所定時間経過すると、前記車体に向けた前記塗料の吐出を開始する位置で所定の移動速度に到達するように加速された後、前記塗料の吐出を開始する位置から前記塗料の吐出を終了する位置まで前記所定の移動速度で移動しながら前記車体の塗装を行い、
前記所定時間は、前記塗装ヘッドが前記塗装開始位置で停止することに起因した圧力変化が収束するまでの時間に設定され、
前記車体の塗装を行うときの前記塗装ヘッドの移動速度は、
前記塗装開始位置で停止した前記塗装ヘッドが当該塗装開始位置から前記車体に向けた前記塗料の吐出を開始する位置まで移動したときの速度変化に伴って生じる圧力変化が、前記塗装ヘッドが前記塗装開始位置で停止したときの速度変化に伴って生じる圧力変化よりも小さくなるように設定されている
ことを特徴とす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、
前記塗装ヘッドは、前記主走査方向に複数回往復動するとともに、前記主走査方向における往復動の切り替えの際に、前記主走査方向に直交する副走査方向に所定量移動し、
前記塗装開始位置は、前記主走査方向の往復動における往路及び復路の各々に設けられ、
前記塗装ヘッドは、前記往路及び前記復路の各々に設けられた前記塗装開始位置で一旦停止することを特徴とする車体塗装用ロボット。

【請求項3】

請求項１に記載の車体塗装用ロボットにおいて、
前記塗装ヘッドは、前記車体の塗装を行ってないときに初期位置に保持され、
前記制御手段は、前記車体への塗装開始を受けて、前記アームの動作を制御して、前記塗装ヘッドを前記初期位置から前記塗装開始位置へと移動させることを特徴と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還流路と、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還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、
前記還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、
を有することを特徴とす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るようになっている。また、塗料供給装置は、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、を有し、これらポンプは供給路や還流路に設けられた検出手段による検出結果に基づき制御されている。その結果、塗装ロボットの動作時に、供給路や還流路を流れる塗料の圧力を適正な圧力に保つことができる。

【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】

塗装ヘッドは、塗装ロボットの多軸アームの動作により、例えば主走査方向に複数回往復動され、また、主走査方向への移動を行うたびに副走査方向に所定量移動される。このような多軸アームの動作では、動作開始時の加速や移動停止時の減速や、多軸アーム自体の振動により、塗料供給装置を流れる塗料の圧力が変動しやすい。このような塗料の圧力変動は、塗装ヘッドへの塗料供給を不安定にし、塗装ヘッドに設けた複数のノズルから吐出される塗料の吐出量にばらつきを生じさせる。また、多軸アーム自体の振動は、塗装ヘッドに設けた複数のノズルから吐出される塗料の着弾位置が乱れてしまう。これら原因により、塗装ヘッドによる車体の塗装において、その塗装品質が劣化する。

【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、塗装ロボットの多軸アームの動作時に生じる圧力変動や多軸アームの振動を抑制することで、塗装ヘッドによる塗装品質の劣化を抑止することが可能な車体塗装用ロボット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、を有し、前記アームの動作により前記塗装ヘッドを主走査方向に移動させながら前記車体の塗装を行う車体塗装用ロボットであって、前記アームの動作を制御する制御手段を有し、前記塗装ヘッドは、前記制御手段による前記アームの動作により、前記車体の塗装を開始する塗装開始位置に向けて第１の速度で移動し、前記塗装開始位置までの移動経路内に設けた特定の位置に到達すると、前記第１の速度とは異なる第２の速度で移動するものである。

【0007】

また、前記第２の速度は、前記第１の速度未満に設定される、又は、前記第１の速度は、前記第２の速度未満に設定されるものである。

【0008】

また、前記塗装ヘッドは、前記塗装開始位置に到達すると、前記第２の速度を保ったまま前記車体の塗装を開始するものである。

【0009】

また、前記塗装ヘッドは、前記主走査方向に複数回往復動するとともに、前記主走査方向における往復動の切り替えの際に、前記主走査方向に直交する副走査方向に所定量移動し、前記塗装開始位置は、前記主走査方向の往復動における往路及び復路の各々に設けられるものである。

【0010】

また、前記塗装ヘッドは、前記副走査方向に所定量移動する際に前記第２の速度よりも低速である第３の速度で移動するものである。

【0011】

また、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、を有し、前記アームの動作により前記塗装ヘッドを主走査方向に移動させながら前記車体の塗装を行う車体塗装用ロボットであって、前記アームの動作を制御する制御手段を有し、前記塗装ヘッドは、前記制御手段による前記アームの制御により、前記車体の塗装を開始する塗装開始位置まで移動して一旦停止するとともに、前記塗装開始位置で一旦停止してから所定時間経過した後に前記塗装開始位置から前記主走査方向への移動を再開して前記車体の塗装を行い、前記車体の塗装を行うときの前記塗装ヘッドの移動速度は、前記塗装開始位置まで移動するときの前記塗装ヘッドの移動速度とは異なる移動速度に設定されているものである。

【0012】

また、前記塗装ヘッドは、前記主走査方向に複数回往復動するとともに、前記主走査方向における往復動の切り替えの際に、前記主走査方向に直交する副走査方向に所定量移動し、前記塗装開始位置は、前記主走査方向の往復動における往路及び復路の各々に設けられ、前記塗装ヘッドは、前記往路及び前記復路の各々に設けられた前記塗装開始位置で一旦停止するものである。

【0013】

また、前記塗装ヘッドは、前記車体の塗装を行ってないときに初期位置に保持され、前記制御手段は、前記車体への塗装開始を受けて、前記アームの動作を制御して、前記塗装ヘッドを前記初期位置から前記塗装開始位置へと移動させるものである。

【0014】

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還流路と、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還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、前記還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、を有するものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明によると、多軸アームの動作時に生じる圧力変動や多軸アームの振動を抑制することで、塗装ヘッドによる塗装品質の劣化を抑止することが可能な車体塗装用ロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】（ａ）は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、（ｂ）は（ａ）に示す車体塗装用ロボットの側面図である。

【図2】塗料循環装置の構成の一例を示す図である。

【図3】制御システムの構成の一例を示す図である。

【図4】（ａ）は塗装ヘッドのｘｙ平面上における移動軌跡の一例を示す図、（ｂ）は当該塗装ヘッドのｘｚ平面上における移動軌跡の一例を示す図である。

【図5】塗装ヘッドの移動速度の変化の一例を示す図である。

【図6】（ａ）は塗装ヘッドを位置Ｐ２で減速させて車体を塗装したときの塗装ヘッドの入力側における圧力値の変位を示す図、（ｂ）は塗装ヘッドを位置Ｐ２で減速させて車体を塗装したときの塗装ヘッドの出力側における圧力値の変位を示す図である。

【図7】（ａ）は塗装ヘッドを位置Ｐ４で減速させて車体を塗装したときの塗装ヘッドの入力側における圧力値の変位を示す図、（ｂ）は塗装ヘッドを位置Ｐ４で減速させて車体を塗装したときの塗装ヘッドの出力側における圧力値の変位を示す図である。

【図8】位置Ｐ４から位置Ｐ５までの間における塗装ヘッドの移動速度の一例を示す図である。

【図9】（ａ）は塗装ヘッドを塗装開始位置で所定時間停止させてから車体を塗装したときの塗装ヘッドの入力側における圧力値の変位を示す図、（ｂ）は塗装ヘッドを塗装開始位置で所定時間停止させてから車体を塗装したときの塗装ヘッドの出力側における圧力値の変位を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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向に配置され、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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

図１（ａ）及び図１（ｂ）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、塗装ヘッドユニット１７を有する。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、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３参照）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（以下、鉛直方向と称する）を回転中心として回転する。

【0021】

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。

【0022】

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３参照）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１（ｂ）の状態にあるときには、ｙｚ平面）上で回動させる。

【0023】

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３参照）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１（ｂ）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、詳細は後述するが、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。

【0024】

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。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３参照）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。

【0025】

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３参照）等を備える。

【0026】

上述したように、第２回動アーム２３の内部には、塗料循環装置５１が設けられている。図２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へと供給せずに、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。ここで、塗料タンク５５は、請求項に記載の貯留部に相当する。また、塗料循環装置５１は、塗料タンク５５、ギヤポンプ６２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６７，６８，７０，７８や比例弁７１，７７や圧力計６９，７２，７６，７９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。なお、ギヤポンプ６２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良い。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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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３参照）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よい。

【0040】

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。

【0041】

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が接続されている。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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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（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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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３は、制御システムの構成を示す図である。図３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及びヘッド制御部１０４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及びヘッド制御部１０４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。

【0052】

主制御部１０１は、ロボットアーム１５、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及びヘッド制御部１０４の各々に所定の制御信号を送信する。

【0053】

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、請求項に記載の制御手段に相当する。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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１０９を作動する。ここで、ヘッド制御部１０４は、圧電基板１０９の作動を制御するだけでなく、圧電基板１０９に対する作動周波数の制御や、圧電基板１０９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。

【0058】

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。傾きセンサ１０８は、例えばジャイロセンサが用いられる。傾きセンサ１０８は、ロボットアーム１５や塗装ヘッド５６の傾きを検出して、その検出信号を主制御部１０１に出力する。

【0059】

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、その一例を説明する。なお、図４（ａ）は、車体ＦＲへの塗装時の、ｘｙ平面上における塗装ヘッド５６の移動軌跡の一例を示す図、図４（ｂ）は、車体ＦＲへの塗装時の、ｘｚ平面上における塗装ヘッド５６の移動軌跡の一例を示す図である。また、図５は、車体ＦＲへの塗装時における塗装ヘッド５６の移動速度の変化の一例を示す図である。

【0060】

図４（ａ）及び図４（ｂ）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４（ａ）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、アーム制御部１０２は、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６を駆動する。これにより、ロボットアーム１５の第１回動アーム２２、第２回動アーム２３及びリスト部２８が動作して、塗装ヘッド５６が位置Ｐ１から位置Ｐ２へと移動する。ここで、位置Ｐ１から位置Ｐ２への塗装ヘッド５６の移動速度をＶ１とすると、移動速度Ｖ１は、一例としてＶ１＝３００ｍｍ／ｓである。

【0061】

その後、塗装ヘッド５６が位置Ｐ２に到達した後、アーム制御部１０２は、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６の駆動により移動する塗装ヘッド５６の移動速度を減速させて、塗装ヘッド５６を位置Ｐ２から位置Ｐ３へと移動させる。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、位置Ｐ２に対して、位置Ｐ３は低い位置にあるので、ロボットアーム１５の駆動により、塗装ヘッド５６は、ｙｚ平面上で移動する。このとき、塗装ヘッド５６は、図４（ａ）中ｙ方向に移動させてから、図４（ｂ）中－ｚ方向に移動させる（又はその逆）、又は、図４（ａ）中ｙ方向への移動と、図４（ｂ）中－ｚ方向への移動を同時に行うことも可能である。ここで、位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動する塗装ヘッド５６の移動速度Ｖ２は、例えば３０ｍｍ／ｓから１００ｍｍ／ｓの範囲で設定される。

【0062】

塗装ヘッド５６が位置Ｐ３に到達すると、アーム制御部１０２は、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６の駆動により移動する塗装ヘッド５６の移動速度を変更せずに、塗装ヘッド５６を位置Ｐ３から位置Ｐ４へと移動させる。

【0063】

例えば塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装では、位置Ｐ４及び位置Ｐ５の間を図４中－ｘ方向又はｘ方向に往復動し、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６１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。つまり、位置Ｐ４から位置Ｐ５までの塗装ヘッド５６の移動は、主走査方向の往復動における往路の移動に相当する。また、位置Ｐ５から位置Ｐ４までの塗装ヘッド５６の移動は、主走査方向の往復動における復路の移動に相当する。

【0064】

なお、塗装ヘッド５６が位置Ｐ４から位置Ｐ５まで移動するときの移動速度、及び位置Ｐ５から位置Ｐ４まで移動するときの移動速度は、移動速度Ｖ２である。また、塗装ヘッド５６を－ｙ方向に１ライン分移動する際の塗装ヘッド５６の移動速度は、位置Ｐ２から位置Ｐ３への移動速度Ｖ２と同一速度としてもよいし、これら移動速度Ｖ２未満の移動速度としてもよい。

【0065】

塗装ヘッド５６が位置Ｐ４から位置Ｐ５の間で移動するとき、すなわち、主走査方向における塗装ヘッド５６の往復動における往路を移動するとき、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Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６を駆動する。したがって、塗装ヘッド５６は、車体ＦＲに対して所定の間隔を空けて、車体ＦＲの外形形状に沿って移動する。

【0066】

塗装ヘッド５６が位置Ｐ４から位置Ｐ５に向けて移動するとき、塗装ヘッドは、位置Ｐ４を通過すると、塗装開始に先立った処理が開始されて、塗装ヘッド５６が車体ＦＲの一端部（位置Ｐ６）に到達すると、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から塗料が吐出される。塗装ヘッド５６が移動して、主走査方向における車体のＦＲの他端部（位置Ｐ７）に到達すると、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からの塗料の吐出が停止されて、塗装終了に伴う処理が開始されて、位置Ｐ５に到達したときに、塗装ヘッド５６の動作が完全に終了する。

【0067】

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。その後、アーム制御部１０２は、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６の駆動を引き続き行って、塗装ヘッド５６を１ライン分、図４中－ｙ方向に移動させる。

【0068】

そして、アーム制御部１０２は、モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６を駆動し、ロボットアーム１５の姿勢を変化させて、塗装ヘッド５６を位置Ｐ５から位置Ｐ４に向けて移動させる。なお、この時の塗装ヘッド５６の移動速度はＶ２である。

【0069】

塗装ヘッド５６が位置Ｐ５から位置Ｐ４に向けて移動するとき、塗装開始に先立った処理が開始されて、塗装ヘッド５６が車体ＦＲの他端部（位置Ｐ７）に到達すると、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から塗料が吐出される。そして、主走査方向における車体のＦＲの一端部（位置Ｐ６）に到達すると、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からの塗料の吐出が停止されて、塗装終了に伴う処理が開始されて、位置Ｐ４に到達したときに、塗装ヘッド５６の動作が完全に終了する。

【0070】

つまり、塗装ヘッド５６が主走査方向における往復動における往路を移動するとき、位置Ｐ４が塗装開始位置となり、位置Ｐ５が塗装終了位置となる。このとき、塗装ヘッド５６が有する複数のノズル６１による塗料の吐出は、位置Ｐ６から位置Ｐ７までの間で実施される。また、塗装ヘッド５６が主走査方向における往復動における復路を移動するとき、位置Ｐ５が塗装開始位置となり、位置Ｐ４が塗装終了位置となる。このとき、塗装ヘッド５６が有する複数のノズル６１による塗料の吐出は、位置Ｐ７から位置Ｐ６までの間で実施される。

【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Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６を駆動して、塗装ヘッド５６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】

以下、上述した塗装ロボット１０を用いた塗装を行うに当たり、塗装ヘッド５６に供給される圧力及び塗装ヘッド５６から送り出される圧力について考慮する。

【0074】

図６（ａ）は、塗装ヘッド５６を位置Ｐ２で減速させた後、車体ＦＲを塗装したときの塗装ヘッド５６の入力側の圧力の変位を示す図、図６（ｂ）は、塗装ヘッド５６を位置Ｐ２で減速させた後、車体ＦＲを塗装したときの塗装ヘッド５６の出力側の圧力の変位を示す図である。また、図７（ａ）は、塗装ヘッド５６を位置Ｐ４で減速させた後、車体ＦＲを塗装したときの塗装ヘッド５６の入力側の圧力の変位を示す図、図７（ｂ）は、塗装ヘッド５６を位置Ｐ４で減速させた後、車体ＦＲを塗装したときの塗装ヘッド５６の出力側の圧力の変位を示す図である。

【0075】

ここで、車体ＦＲにおいては、塗装ヘッド５６に向けて流れる塗料の圧力は、その目標値を例えば０．１ｂａｒとし、塗装ヘッド５６から送り出される塗料の圧力は、その目標値を例えば－０．１ｂａｒとしている。

【0076】

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、塗装ヘッド５６が位置Ｐ２で減速した後に車体ＦＲの塗装を行ったとき、塗装ヘッド５６の入力側における塗料の圧力は、０．０９ｂａｒから０．１１ｂａｒの範囲で変化している。また、塗装ヘッド５６の出力側における塗料の圧力は、－０．１０５０ｂａｒから－０．０９１５ｂａｒの範囲で変化している。なお、これら圧力の変化は、例えばロボットアーム１５の第１回動アーム２２及び／又は第２回動アーム２３の姿勢の変化や、塗装ヘッド５６の減速による塗料の慣性等が原因であると考えられる。

【0077】

一方、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、塗装ヘッド５６が位置Ｐ４で減速した後に車体ＦＲの塗装を行ったとき、塗装ヘッド５６の入力側における塗料の圧力は、０．０８７５ｂａｒから０．１１２５ｂａｒの間で変化している。また、塗装ヘッド５６の出力側における塗料の圧力は、－０．１０８７５ｂａｒから－０．０８７５ｂａｒの範囲で変化している。このとき、例えば塗装を開始してから３秒後に、圧力の変化が大きくなるという結果が得られた。また、この場合、圧力の変化が大きい。これは、塗装ヘッド５６が位置Ｐ４にて急減速したときの塗料の慣性等が収束しない状態で、塗装が開始されたことが原因であると考えられる。

【0078】

つまり、塗装ヘッド５６が位置Ｐ２で減速した場合、位置Ｐ４で減速した場合に比べて、塗装時における、塗装ヘッド５６の入力側及び出力側における塗料の圧力の変化が抑制されていることが分かった。すなわち、図５に示すように、塗装ヘッド５６による塗装準備が開始される位置Ｐ４よりも手前側（位置Ｐ２）で、塗装ヘッド５６の移動速度を減速して、塗装ヘッド５６の移動速度を、車体ＦＲへの塗装時の移動速度Ｖ２としている。例えば、移動する塗装ヘッド５６が減速したとき、塗料の慣性やロボットアーム１５の振動に伴って塗装ヘッド５６に供給される塗料の圧力や、塗装ヘッド５６から送り出される塗料の圧力の変化が生じることになるが、このような塗装ヘッド５６の速度制御を行うことで、塗装ヘッド５６の減速に伴なった塗料の圧力変化を車体ＦＲの塗装が開始されるまでの期間内で収束させることができる。その結果、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装性能を劣化させずに、安定した車体ＦＲの塗装を実施することができる。

【0079】

なお、本実施の形態では、塗装ヘッド５６を位置Ｐ２で減速させているが、塗装ヘッド５６の移動速度を減速させる位置は、位置Ｐ２に限定される必要はなく、例えば塗装ヘッド５６による塗装が開始されるまでの間に、当該塗装ヘッド５６の移動速度が減速されることに伴った圧力変化が収束する位置であればよい。

【0080】

また、本実施の形態では、塗装ヘッド５６を位置Ｐ２で減速させ、減速した移動速度のまま、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装を行っている。例えば車体ＦＲの塗装時における塗装ヘッド５６の移動速度は、塗装ヘッド５６の塗装性能によって固定の速度に決定されている。したがって、塗装ヘッド５６が位置Ｐ２を通過したときに、一旦、車体ＦＲの塗装時における塗装ヘッド５６の移動速度よりも遅い速度まで減速させた後、例えば位置Ｐ３又は位置Ｐ４に到達したときに、塗装ヘッド５６の移動速度が、車体ＦＲの塗装時における塗装ヘッド５６の移動速度となるように加速させることも可能である。これによれば、減速したときの塗料の圧力変動は大きいが、加速した前後における塗料の圧力変化や、ロボットアーム１５の振動を極力抑えることができ、塗装性能を向上させることができる。

【0081】

また、塗装ヘッド５６を位置Ｐ２（又は位置Ｐ３）で減速させるのではなく、当該位置Ｐ２又は位置Ｐ３において、車体ＦＲの塗装時における塗装ヘッド５６の移動速度となるように加速させることも可能である。この場合、塗装ヘッド５６の移動速度を、段階的に早くするため、各加速時における塗料の圧力変化や、ロボットアーム１５の振動を抑制することができる。

【0082】

本実施の形態では、塗装ヘッド５６が位置Ｐ２で減速させているが、例えば位置Ｐ４において、所定の時間停止させることも可能である。なお、所定の時間とは、塗装ヘッド５６の停止に伴う圧力変化が収束するまでの時間であり、例えば５秒に設定される。なお、所定の時間とは、塗装ヘッド５６が位置Ｐ１から位置Ｐ４に移動する際の移動速度に応じて設定されてもよいし、上述した塗料循環装置５１の圧力計６９，７２，７６，７９の少なくともいずれか１つにおける測定結果に基づいて設定してもよい。

【0083】

このとき、図８に示すように、塗装ヘッド５６を主走査方向の往復動における往路を移動させるとき、塗装ヘッド５６は、図４（ｂ）に示す位置Ｐ４から位置Ｐ６に向けて移動するときに、位置Ｐ６で目的の移動速度（例えば、移動速度Ｖ２）となるように加速される。また、塗装ヘッド５６は、図４（ｂ）に示す位置Ｐ７に到達した後、位置Ｐ５で停止するように減速される。なお、塗装ヘッド５６を主走査方向の往復動における復路を移動させるときも同様であり、塗装ヘッド５６が位置Ｐ５から位置Ｐ７に向けて移動するときに、位置Ｐ７で目的の移動速度となるように加速され、位置Ｐ６に到達した後、位置Ｐ４で停止するように減速される。

【0084】

この場合、塗装ヘッド５６が主走査方向における往復動における往路を移動するとき、位置Ｐ４が塗装開始位置、位置Ｐ５が塗装終了位置となる。そして、位置Ｐ６から位置Ｐ７の間で、塗装ヘッド５６が有する複数のノズル６１による塗料の吐出が実施される。また、塗装ヘッド５６が主走査方向における往復動における復路を移動するとき、位置Ｐ５が塗装開始位置、位置Ｐ４が塗装終了位置となる。そして、位置Ｐ７から位置Ｐ６の間で、塗装ヘッド５６が有する複数のノズル６１による塗料の吐出が実施される。

【0085】

図９（ａ）は、塗装ヘッド５６を位置Ｐ４において５秒間停止させた後、車体ＦＲを塗装したときの塗装ヘッド５６の入力側の圧力の変化を示す図である。また、図９（ｂ）は、塗装ヘッド５６を位置Ｐ４において５秒間停止させた後、車体ＦＲを塗装したときの塗装ヘッド５６の出力側の圧力の変化を示す図である。なお、この場合も、塗装ヘッド５６の入力側の圧力の目標値は０．１ｂａｒ、当該塗装ヘッド５６の出力側の圧力の目標値は、－０．１ｂａｒとしている。

【0086】

図９（ａ）に示すように、塗装ヘッド５６の入力側における塗料の圧力は、０．０８７５ｂａｒから０．１１２５ｂａｒの範囲で変化している。また、図９（ｂ）に示すように、塗装ヘッド５６の出力側における塗料の圧力は、－０．１１ｂａｒから－０．０８７５ｂａｒの範囲で変化している。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、塗装ヘッド５６が位置Ｐ１から位置Ｐ４に到達したときに減速して車体ＦＲの塗装を行う場合、塗装ヘッド５６の入力側における塗料の圧力は、０．０８７５ｂａｒから０．１１２５ｂａｒの間で変化している。また、塗装ヘッド５６の出力側における塗料の圧力は、－０．１０８７５ｂａｒから－０．０８７５ｂａｒの範囲で変化している。

【0087】

塗装ヘッド５６を位置Ｐ４において５秒間停止した後、車体ＦＲの塗装を行った場合、塗装ヘッド５６を移動させるために、ロボットアーム１５の姿勢を変化させることから、塗装ヘッド５６による塗装が開始されると、ロボットアーム１５の姿勢の変化に伴う塗料の圧力は変化するが、位置Ｐ４において減速して車体ＦＲの塗装を行った場合に比べて、塗装ヘッド５６の入力側及び出力側における塗料の圧力の変化が抑制されていることが分かった。したがって、塗装ヘッド５６が位置Ｐ４まで移動して、当該位置Ｐ４にて所定の時間停止させた後、塗装ヘッド５６を位置Ｐ４まで移動する際の移動速度よりも低い速度で移動させながら車体ＦＲの塗装を行うことで、塗装ヘッド５６の移動に伴なった塗料循環装置５１の内部の圧力変動を抑えることも有効であることが分かる。

【0088】

なお、塗装ヘッド５６を位置Ｐ４にて所定時間停止させてから、主走査方向における往路を移動させる場合について説明したが、主走査方向における復路を移動させる場合も同様にして、位置Ｐ５にて塗装ヘッド５６を所定時間停止させることも可能である。このとき、主走査方向における往路の移動から、主走査方向における復路の移動へと切り替える際に、塗装ヘッド５６を、副走査方向に所定の距離移動させることになるが、塗装ヘッド５６を副走査方向に移動させるときの速度は、車体ＦＲの塗装時の移動速度よりも低速としてもよいし、車体ＦＲの塗装時の移動速度よりも高速としてもよい。また、複数の塗装ロボット１０を用いて、複数の車体ＦＲを同時に塗装する場合や、複数の塗装ロボット１０により１台の車体ＦＲを塗装する場合、各ロボットアーム１５が駆動したときに、各ロボットアーム１５に設けた塗装ヘッド５６が衝突する虞がある。例えば各ロボットアーム１５に設けた塗装ヘッド５６が衝突することを防止するために、主走査方向における往路の移動が終了してから、主走査方向における復路の移動を開始するまで（又は、その逆）の塗装ヘッド５６の移動軌跡内に、衝突を防止するための退避位置がある場合には、退避位置の前後で、塗装ヘッド５６の移動速度を変えるようにしてもよい。

【0089】

本実施の形態では、ロボットアーム１５による塗装ヘッド５６の移動に伴って発生する圧力変化を、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装に影響しないように、塗装ヘッド５６の移動速度を位置Ｐ４に到達するよりも前に減速する、又は位置Ｐ４で一旦停止させている。しかしながら、塗装ロボット１０を用いた車体ＦＲの塗装では、ロボットアーム１５の駆動により、第１回動アーム２２や第２回動アーム２３が回動することに起因して、塗装ヘッド５６が振動して、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から吐出される塗料の着弾位置がずれる場合もある。このような事象を防止するために、第２回動アーム内に、振動を検出する手段と、当該手段により検出される振動を打ち消す、又は検出された振動の位相とは逆位相となる振動を第２回動アームに付与する振動付与手段とを設けることも可能である。

【0090】

（効果について）
本発明の車体塗装用ロボット１０は、車体ＦＲに向けて塗料を吐出する塗装ヘッド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、前記供給路５７及び戻り流路５８からなる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塗料循環装置５１と、塗装ヘッド５６及び塗料循環装置５１を有するロボットアーム１５と、を有し、ロボットアーム１５の動作により塗装ヘッド５６を主走査方向に移動させながら車体ＦＲの塗装を行うものであり、ロボットアーム１５の動作を制御するアーム制御部１０２を有し、塗装ヘッド５６は、アーム制御部によるロボットアーム１５の動作により、車体ＦＲの塗装を開始する塗装開始位置（位置Ｐ４）に向けて第１の速度で移動し、塗装開始位置までの移動経路内に設けた特定の位置（位置Ｐ２）に到達すると、第１の速度とは異なる第２の速度で移動するものである。

【0091】

例えば、塗装ヘッド５６は、車体ＦＲの塗装を行っていないときには、予め設定された初期位置（位置Ｐ１）に保持され、新たに車体ＦＲの塗装を行うときに、ロボットアーム１５の動作により初期位置から塗装開始位置に向けて移動する。なお、ロボットアーム１５の動作が開始されると、ロボットアーム１５に設けた塗料循環装置５１や塗装ヘッド５６は、ロボットアーム１５の動作開始時の加速度の影響を受け、塗料循環装置５１の供給路５７や戻り流路５８を流れる塗料の圧力が変動する。また、同時に、ロボットアーム１５自体も振動する。その結果、塗装ヘッド５６への塗料の供給が不安定になり、塗装ヘッド５６に設けた複数のノズル６１から吐出される塗料の吐出量にばらつきが生じる。また、塗装ヘッド５６に設けた複数のノズルか６１ら吐出される塗料の着弾位置が乱れてしまう原因となる。

【0092】

本発明では、例えば初期位置から塗装開始位置までの塗装ヘッド５６の移動経路内に設けた特定の位置（位置Ｐ２）まで塗装ヘッド５６が移動すると、当該塗装ヘッド５６の移動速度を異なる移動速度に変更して塗装開始位置まで移動させる。このような制御により、塗料循環装置５１を流れる塗料の圧力変動や、ロボットアーム１５自体の振動を、塗装ヘッド５６が塗装開始位置まで移動する間に収束させることができる。これにより、塗装ヘッド５６への塗料供給を安定にし、また塗装ヘッド５６に設けた複数のノズル６１から吐出される塗料の吐出量のばらつきを抑止できるだけでなく、塗装ヘッド５６に設けた複数のノズル６１から吐出される塗料の着弾位置の乱れを抑止する。その結果、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装において、その塗装品質の劣化を抑止することができる。

【0093】

なお、第２の速度を第１の速度未満に設定する、或いは、第１の速度を第２の速度未満に設定することで、移動速度の変化に伴う塗料の圧力変化が塗装ヘッド５６における塗装時に影響することを防止することができる。

【0094】

また、塗装ヘッド５６は、塗装開始位置に到達すると、第２の速度を保ったまま車体ＦＲの塗装を開始するものである。

【0095】

この構成によれば、特定の位置を通過した後の塗装ヘッド５６の移動速度は一定で維持される。すなわち、特定の位置での減速に起因した圧力変動の影響は、塗装開始位置では抑制されており、その状態を保ったまま車体ＦＲの塗装を行うことができる。その結果、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装において、その塗装品質の劣化を抑止することができる。

【0096】

また、塗装ヘッド５６は、主走査方向に複数回往復動するとともに、主走査方向における往復動の切り替えの際に、主走査方向に直交する副走査方向に所定量移動し、塗装開始位置は、主走査方向の往復動における往路及び復路の各々に設けられるものである。

【0097】

これによれば、主走査方向における往復動の切り替えの際に、主走査方向に直交する副走査方向に所定量移動する際の圧力の変化や、ロボットアーム１５の姿勢の変化に伴って生じる振動が、塗装ヘッド５６を用いた塗装時に影響することを防止することができる。

【0098】

このとき、塗装ヘッド５６は、副走査方向に所定量移動する際に第２の速度よりも低速である第３の速度で移動するものである。

【0099】

これによれば、主走査方向に直交する副走査方向に所定量移動する際の圧力の変化を低減できるので、塗装ヘッド５６を用いた塗装を安定して行うことができる。

【0100】

また、本発明による車体塗装用ロボット１０は、車体ＦＲに向けて塗料を吐出する塗装ヘッド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及び塗料循環装置５１を有するロボットアーム１５と、を有し、ロボットアーム１５の動作により塗装ヘッド５６を主走査方向に移動させながら車体ＦＲの塗装を行うものであり、ロボットアーム１５の動作を制御するアーム制御部１０２を有し、塗装ヘッド５６は、アーム制御部１０２によるロボットアーム１５の制御により、車体ＦＲの塗装を開始する塗装開始位置（位置Ｐ６）まで移動して一旦停止するとともに、塗装開始位置で一旦停止してから所定時間経過した後に塗装開始位置から主走査方向への移動を再開して車体ＦＲの塗装を行い、車体ＦＲの塗装を行うときの塗装ヘッド５６の移動速度は、塗装開始位置まで移動するときの塗装ヘッド５６の移動速度と異なる移動速度に設定されているものである。

【0101】

例えばロボットアーム１５の動作が開始されると、ロボットアーム１５に設けた塗料循環装置５１や塗装ヘッド５６は、ロボットアーム１５の動作開始時の加速度の影響を受け、塗料循環装置５１の供給路５７及び戻り流路５８を流れる塗料の圧力が変動する。また、同時に、ロボットアーム１５自体も振動する。その結果、塗装ヘッド５６への塗料の供給が不安定になり、塗装ヘッド５６に設けた複数のノズル６１から吐出される塗料の吐出量にばらつきが生じる。また、塗装ヘッド５６に設けた複数のノズル６１から吐出される塗料の着弾位置を乱れてしまう。

【0102】

本発明では、初期位置から塗装開始位置まで移動した塗装ヘッド５６を塗装開始位置で一旦停止させることで、塗料循環装置５１を流れる塗料の圧力変動や、ロボットアーム１５自体の振動を収束させる。塗装開始位置で一旦停止した塗装ヘッド５６は、一定時間経過後、塗装を開始する。このとき、塗装ヘッド５６は、塗装開始位置から主走査方向に沿って移動することになるが、その移動速度は、前記初期位置から前記塗装開始位置までの塗装ヘッド５６の移動速度よりも低速に設定されている。したがって、塗料循環装置５１を流れる塗料の圧力変動は、塗装ヘッド５６が初期位置から塗装開始位置に向けて移動するときの圧力変動よりも小さい。これにより、塗装ヘッド５６への塗料供給を安定にし、また塗装ヘッド５６に設けた複数のノズル６１から吐出される塗料の吐出量のばらつきを抑制できるだけでなく、塗装ヘッド５６に設けた複数のノズル６１から吐出される塗料の着弾位置の乱れを抑制することができる。その結果、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装において、その塗装品質の劣化を抑制することができる。

【0103】

また、塗装ヘッド５６は、主走査方向に複数回往復動するとともに、主走査方向における往復動の切り替えの際に、主走査方向に直交する副走査方向に所定量移動し、塗装開始位置は、主走査方向の往復動における往路及び復路の各々に設けられ、塗装ヘッドは、前記往路及び前記復路の各々に設けられた前記塗装開始位置で一旦停止するものである。

【0104】

これによれば、塗装ヘッド５６への塗料供給を安定にし、また塗装ヘッド５６に設けた複数のノズル６１から吐出される塗料の吐出量のばらつきを抑制できるだけでなく、塗装ヘッド５６に設けた複数のノズル６１から吐出される塗料の着弾位置の乱れを抑制することができる。その結果、塗装ヘッド５６による車体ＦＲの塗装において、その塗装品質の劣化を抑制することができる。

【0105】

また、塗装ヘッド５６は、車体ＦＲの塗装を行ってないときに初期位置に保持され、アーム制御部１０２は、車体ＦＲへの塗装開始を受けて、ロボットアーム１５の動作を制御して、塗装ヘッド５６を初期位置から塗装開始位置へと移動させるものである。

【0106】

この構成によれば、車体ＦＲの塗装を行っていないときには、塗装ヘッド５６は、車体ＦＲから離れた初期位置に保持されるので、塗装済みの車体や、未塗装の車体ＦＲに塗装ヘッド５６が接触するなどの事象の発生を抑止することができる。

【0107】

また、塗料タンク５５に貯留された塗料を塗装ヘッド５６に供給する供給路５７と、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に還流する戻り流路５８と、を有しており、塗料循環装置５１は、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。

【0108】

これによれば、ロボットアーム１５の動作時に、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。すなわち、塗料循環装置５１による塗装ヘッド５６への塗料の供給を安定して行うことができる。

【符号の説明】

【0109】

１０…塗装ロボット（車体塗装用ロボット）
１５…ロボットアーム
２１…基台（基部）
２２…第１回動アーム
２３…第２回動アーム
５１…塗料循環装置（供給装置）
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（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】多軸アームの動作時に生じる圧力変動や多軸アームの振動を抑制して、塗装ヘッドによる塗装品質の劣化を抑止する。
【解決手段】車体塗装用ロボット１０は、車体ＦＲに向けて塗料を吐出する塗装ヘッド１７と、塗料を貯留する貯留部と塗装ヘッドとの間で塗料を循環させる循環路と、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２２、２３と、を有し、アームの動作により塗装ヘッドを主走査方向に移動させながら車体の塗装を行うものであって、アームの動作を制御する制御手段を有し、塗装ヘッドは、制御手段によるアームの制御により、車体の塗装を開始する塗装開始位置まで移動して一旦停止してから所定時間経過した後に主走査方向に移動して車体の塗装を行い、車体の塗装を行うときの塗装ヘッドの移動速度は、塗装開始位置まで移動するときの塗装ヘッドの移動速度とは異なる移動速度に設定される。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】