特許 7399737 塗料供給装置、ロボット、吐出制御システム、吐出制御方法、および吐出制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-08

(45)【発行日】2023-12-18

(54)【発明の名称】塗料供給装置、ロボット、吐出制御システム、吐出制御方法、および吐出制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20231211BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20231211BHJP

   B05B 12/00 20180101ALI20231211BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20231211BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20231211BHJP

【ＦＩ】

B05C11/10

B05C5/00 101

B05B12/00 A

B05D1/26 Z

B05D3/00 D

B05D3/00 B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020022756

(22)【出願日】2020-02-13

(65)【公開番号】P2021126618

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100144440

【弁理士】

【氏名又は名称】保坂 一之

(72)【発明者】

【氏名】倉地 恭平

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 毅

(72)【発明者】

【氏名】西村 公徳

【審査官】大塚 美咲

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１９２９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０３１８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２８８３８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ １１／１０

Ｂ０５Ｃ ５／００

Ｂ０５Ｂ １２／００

Ｂ０５Ｄ １／２６

Ｂ０５Ｄ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボット上に設置されるタンクと、
ワークへの塗布の開始に応答して、１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、前記タンク内の追加塗料を、供給制御部による制御に従って前記ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構と
を備え、
前記供給制御部は、
前記塗布が開始された後に前記吐出部に最も近い圧力センサにより測定された、前記吐出部へと向かう流路内の前記１次塗料の圧力を取得し、
前記取得された圧力に基づいて、前記追加塗料の供給に関連するパラメータを決定し、
前記排出機構は、前記決定されたパラメータに基づいて、前記追加塗料を前記吐出部に向けて供給する、
塗料供給装置。

【請求項2】

前記タンクは、前記ロボットのアーム上または関節部上に設置される、
請求項１に記載の塗料供給装置。

【請求項3】

前記タンクは、前記圧力センサの近傍に設置される、
請求項１または２に記載の塗料供給装置。

【請求項4】

前記排出機構は、前記ロボットに搭載される配線と接続し、該配線から供給されるエネルギによって作動する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の塗料供給装置。

【請求項5】

前記排出機構は、空気圧によって作動する調整弁を有する、
請求項１～４のいずれか一項に記載の塗料供給装置。

【請求項6】

前記供給制御部は、前記ワークへの塗布の開始に応答して前記排出機構を制御して、前記タンクに陰圧をかけ、続いて前記追加塗料を前記吐出部に向けて供給する、
請求項１～５のいずれか一項に記載の塗料供給装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の塗料供給装置を備えるロボット。

【請求項8】

１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、ロボット上に設置されたタンク内の追加塗料を該ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構を制御する供給制御部を備え、
前記供給制御部は、
ワークへの塗布が開始された後に前記吐出部に最も近い圧力センサにより測定された、前記吐出部へと向かう流路内の前記１次塗料の圧力を取得し、
前記取得された圧力に基づいて、前記追加塗料の供給に関連するパラメータを決定し、
前記決定されたパラメータに基づいて前記排出機構を制御して、前記追加塗料を前記吐出部に向けて供給する、
吐出制御システム。

【請求項9】

前記供給制御部は、前記ワークへの塗布が終了したことに応答して前記排出機構を制御して、次の塗布で用いられる次の追加塗料を前記タンク内に補充する、
請求項８に記載の吐出制御システム。

【請求項10】

前記パラメータは、前記流路内の前記追加塗料の圧力と、前記追加塗料の供給量と、前記追加塗料の供給時間とのうちの少なくとも一つを含む、
請求項８または９に記載の吐出制御システム。

【請求項11】

前記供給制御部は、前記タンク内のすべての前記追加塗料を前記吐出部に向けて供給するための前記排出機構の動作が終了したことに応答して前記排出機構を停止する、
請求項８～１０のいずれか一項に記載の吐出制御システム。

【請求項12】

前記供給制御部は、前記ワークへの塗布の開始に応答して前記排出機構を制御して、前記タンクに陰圧をかけ、続いて前記追加塗料を前記吐出部に向けて供給する、
請求項８～１１のいずれか一項に記載の吐出制御システム。

【請求項13】

少なくとも一つのプロセッサを備える吐出制御システムによって実行される吐出制御方法であって、
１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、ロボット上に設置されたタンク内の追加塗料を該ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構を制御する供給制御ステップを含み、
前記供給制御ステップでは、
ワークへの塗布が開始された後に前記吐出部に最も近い圧力センサにより測定された、前記吐出部へと向かう流路内の前記１次塗料の圧力を取得し、
前記取得された圧力に基づいて、前記追加塗料の供給に関連するパラメータを決定し、
前記決定されたパラメータに基づいて前記排出機構を制御して、前記追加塗料を前記吐出部に向けて供給する、
吐出制御方法。

【請求項14】

１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、ロボット上に設置されたタンク内の追加塗料を該ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構を制御する供給制御ステップをコンピュータに実行させ、
前記供給制御ステップでは、
ワークへの塗布が開始された後に前記吐出部に最も近い圧力センサにより測定された、前記吐出部へと向かう流路内の前記１次塗料の圧力を取得し、
前記取得された圧力に基づいて、前記追加塗料の供給に関連するパラメータを決定し、
前記決定されたパラメータに基づいて前記排出機構を制御して、前記追加塗料を前記吐出部に向けて供給する、
吐出制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の一側面は、塗料供給装置、ロボット、吐出制御システム、吐出制御方法、および吐出制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、シーリング剤を塗布するための塗布装置が記載されている。この塗布装置は、対象物に塗布剤を塗布するノズルと、センサ装置とノズルとを保持するブラケットと、制御装置の制御下で、塗布区間に亘ってブラケットを移動させるロボットとを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１６７２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロボットによる塗布処理においてビード幅を安定させることが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係る塗料供給装置は、ロボット上に設置されるタンクと、ワークへの塗布の開始に応答して、１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、タンク内の追加塗料をロボットの吐出部に向けて供給する排出機構とを備える。

【0006】

本開示の一側面に係る吐出制御システムは、１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、ロボット上に設置されたタンク内の追加塗料を該ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構を制御する供給制御部を備える。供給制御部は、ワークへの塗布の開始に応答して排出機構を制御して、追加塗料を吐出部に向けて供給する。

【0007】

本開示の一側面に係る吐出制御方法は、少なくとも一つのプロセッサを備える吐出制御システムによって実行される。吐出制御方法は、１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、ロボット上に設置されたタンク内の追加塗料を該ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構を制御する供給制御ステップを含む。供給制御ステップでは、ワークへの塗布の開始に応答して排出機構を制御して、追加塗料を吐出部に向けて供給する。

【0008】

本開示の一側面に係る吐出制御プログラムは、１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、ロボット上に設置されたタンク内の追加塗料を該ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構を制御する供給制御ステップをコンピュータに実行させる。供給制御ステップでは、ワークへの塗布の開始に応答して排出機構を制御して、追加塗料を吐出部に向けて供給する。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一側面によれば、ロボットによる塗布処理においてビード幅を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】塗布システムの全体的な構成の一例を示す図である。

【図2】塗布システムの詳細な構成の一例を示す図である。

【図3】ワークに塗布された塗料の状態の例を示す図である。

【図4】吐出制御システムの機能構成の一例を示す図である。

【図5】吐出制御システムのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図6】吐出制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照しながら本開示での実施形態を詳細に説明する。図面の説明において同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0012】

［塗布システムの構成］
図１は実施形態に係る塗布システム１の全体的な構成の一例を示す図である。図２は塗布システム１の詳細な構成の一例を示す図である。塗布システム１は、塗布対象物であるワークＷに対する塗料の塗布の少なくとも一部を自動的に実行するロボットシステムである。ワークＷは限定されず、塗布システム１は任意の対象物を塗布してよい。例えば、ワークＷは自動車の車体の一部であってよく、より具体的には、フロアパネル、ルーフパネル、ドアパネルなどでもよい。塗料も限定されず、塗布システム１は任意の塗料を用いてよい。例えば、塗料は、シール材、または振動を抑えるための制振材（防音のための部材）であってもよい。制振材は、粘性および弾性を有する材料（樹脂）を含んでもよい。例えば、制振材は、常温において液だれせずに固化するまでに塗布形状を維持できる程度の粘性を有する材料を含んでよい。

【0013】

一例では、塗布システム１は、ロボット１０、１次供給システム１００、およびロボットコントローラ２００を備える。ロボット１０は塗料をワークＷに塗布する機械である。ロボット１０には、塗料を吐出するガンとして機能する吐出部１０４が取り付けられる。１次供給システム１００はその塗料をロボット１０へと供給する制御システムである。本開示では、１次供給システム１００から塗布される塗料を「１次塗料」ともいう。１次供給システム１００は１次塗料供給源の一例である。ロボットコントローラ２００はロボット１０の動作を制御する装置である。

【0014】

塗布システム１は１次塗料をワークＷに塗布する。１次塗料のみを用いた場合には、塗布が開始された直後の短時間において、ワークＷ上に塗布された塗料により形成される線であるビードの幅（本開示ではこれを「ビード幅」という）が安定しない現象が発生し得る。塗布の開始からビード幅を安定させるために、塗布システム１は補助供給システム３００をさらに備える。本開示において「ビード幅を安定させる」とは、所望のビード幅を実現することをいい、例えばビード幅を一定にすることをいう。塗布システム１は１次供給システム１００に加えて補助供給システム３００を用い、この補助供給システム３００からの塗料も用いてワークＷを塗布する。本開示では、補助供給システム３００から供給される塗料を「追加塗料」ともいう。

【0015】

（ロボット）
一例では、ロボット１０は６軸の垂直多関節ロボットであり、基部１１、旋回部１２、第１アーム１３、第２アーム１４、手首部１５、およびアクチュエータ３１，３２，３３，３４，３５，３６を有する。

【0016】

基部１１は、床面、直動機構を有する台座などの支持体に固定される。旋回部１２は基部１１上に設けられ、鉛直な軸線Ａｘ１まわりに旋回可能である。すなわち、ロボット１０は軸線Ａｘ１まわりに旋回部１２を旋回可能とする関節部２１を有する。

【0017】

第１アーム１３は、旋回部１２から延出し、軸線Ａｘ１に交差（例えば直交）する軸線Ａｘ２まわりに揺動可能である。すなわちロボット１０は、軸線Ａｘ２まわりに第１アーム１３を揺動可能とする関節部２２を有する。本開示において、交差は、いわゆる立体交差のように、二つの軸が互いにねじれの関係にある状態を含む概念を意味する。

【0018】

第２アーム１４は、第１アーム１３の先端部から延出し、軸線Ａｘ１に交差（例えば直交）する軸線Ａｘ３まわりに揺動可能である。すなわちロボット１０は、軸線Ａｘ３まわりに第２アーム１４を揺動可能とする関節部２３を有する。軸線Ａｘ３は軸線Ａｘ２と平行であってもよい。

【0019】

第２アーム１４の先端部は、第２アーム１４の延出方向に沿って軸線Ａｘ３に交差（例えば直交）する軸線Ａｘ４まわりに旋回可能である。すなわちロボット１０は、軸線Ａｘ４まわりに第２アーム１４の先端部を旋回可能とする関節部２４を有する。

【0020】

手首部１５は、第２アーム１４の先端部から延出し、軸線Ａｘ４に交差（例えば直交）する軸線Ａｘ５まわりに揺動可能である。すなわちロボット１０は、軸線Ａｘ５まわりに手首部１５を揺動可能とする関節部２５を有する。

【0021】

手首部１５の先端部には作業のための部材が設けられる。この部材は、手首部１５の延出方向に沿って軸線Ａｘ５に交差（例えば直交）する軸線Ａｘ６まわりに旋回可能である。すなわちロボット１０は、軸線Ａｘ６まわりにその部材を旋回可能とする関節部２６を有する。本実施形態では、その部材は、塗料を吐出するガンとして機能する吐出部１０４である。

【0022】

アクチュエータ３１，３２，３３，３４，３５，３６は、関節部２１，２２，２３，２４，２５，２６をそれぞれ駆動する。例えばアクチュエータ３１は軸線Ａｘ１まわりに旋回部１２を旋回させ、アクチュエータ３２は軸線Ａｘ２まわりに第１アーム１３を揺動させ、アクチュエータ３３は軸線Ａｘ３まわりに第２アーム１４を揺動させ、アクチュエータ３４は軸線Ａｘ４まわりに第２アーム１４の先端部を旋回させ、アクチュエータ３５は軸線Ａｘ５まわりに手首部１５を揺動させ、アクチュエータ３６は軸線Ａｘ６まわりに動作対象の部材を旋回させる。

【0023】

ロボット１０の具体的な構成は、部材の位置および姿勢を所望の範囲で変更し得る限り限定されない。例えばロボット１０は、上述した６軸に一つの冗長軸を追加した７軸の垂直多関節ロボットであってもよい。

【0024】

（１次供給システム）
一例では、１次供給システム１００は液源１０１、ポンプ１０２、供給管１０３、吐出部１０４、および戻り管１０５を備える。液源１０１は塗料の供給源である。ポンプ１０２は液源１０１内の塗料を吐出部１０４に向けて送り出す装置である。供給管１０３は塗料を吐出部１０４へと導く管であり、ポンプ１０２と吐出部１０４とを接続する。供給管１０３は１次塗料の流路の少なくとも一部を構成する。吐出部１０４は塗料を排出する部分である。上述したように、吐出部１０４はロボット１０に取り付けられ、より具体的には、手首部１５の先端部に設けられる。したがって、吐出部１０４の位置および姿勢はロボット１０の動作により変化し、その結果、吐出される塗料の位置および方向が変化する。本開示では、ロボットに取り付けられた吐出部を「ロボットの吐出部」ともいう。戻り管１０５は、ポンプ１０２から送り出された塗料を液源１０１に戻すための管である。１次供給システム１００の具体的な構成は限定されず、任意の方針で設計されてよい。例えば、液源１０１、ポンプ１０２、供給管１０３、吐出部１０４、および戻り管１０５のそれぞれについて具体的な構造は限定されない。一例では、ポンプ１０２としてサーボブースターポンプ（ＳＢＰ）が用いられてもよい。

【0025】

１次供給システム１００は典型的には、バルブ、圧力センサ、温度センサなどの様々な構成要素をさらに備える。

【0026】

バルブは塗料の流れの方向、圧力、または流量を制御する装置である。例えば、エアオペレーションバルブが用いられる。典型的には、バルブは複数の箇所に設置され、例えば管（供給管１０３および戻り管１０５）が延びる方向（言い換えると、塗料が流れる方向）に沿ってその管上の複数の箇所に設置される。一例では、１次供給システム１００はポンプ１０２に近い位置に設けられる送出バルブ１１１と、吐出部１０４に設けられる吐出バルブ１１２と、戻り管１０５上に設けられる循環バルブ１１３とを備える。それぞれのバルブは、該バルブの開閉状態を示す電気信号を出力する機能を有してもよい。

【0027】

圧力センサは１次供給システム１００内の塗料の圧力を測定する装置である。典型的には、圧力センサは複数の箇所に設置され、例えば供給管１０３が延びる方向に沿って該供給管１０３上の複数の箇所に設置される。一例では、１次供給システム１００はポンプ１０２に近い位置に設けられる圧力センサ１２１と、吐出部１０４に最も近い位置に設けられる圧力センサ１２２とを備える。

【0028】

温度センサは１次供給システム１００内の塗料の温度を測定する装置である。典型的には、温度センサは複数の箇所に設置され、例えば供給管１０３が延びる方向に沿って該供給管１０３上の複数の箇所に設置される。一例では、１次供給システム１００はポンプ１０２に近い位置に設けられる温度センサ１３１と、吐出部１０４に最も近い位置に設けられる温度センサ１３２とを備える。

【0029】

１次供給システム１００はさらに塗布制御装置１４０を備える。塗布制御装置１４０は１次供給システム１００内の少なくとも一つの構成要素を制御する装置である。具体的には、塗布制御装置１４０は、吐出部１０４からの１次塗料の吐出中における１次供給システム１００内の状態を所定の目標値に追従させる。１次供給システム１００内の状態を示す情報の具体例としては、ポンプ１０２の駆動状態（例えば、モータの回転位置、回転速度、およびトルク値（駆動力））、圧力センサ１２１，１２２により測定される圧力、および温度センサ１３１，１３２により測定される温度が挙げられる。１次塗料の吐出状態は、例えば、１次塗料を吐出させている状態、１次塗料の吐出のための準備をしている状態、および１次塗料を循環させている状態を含む。塗布制御装置１４０は、１次塗料の吐出中において、１次供給システム１００内の圧力に基づいて、吐出部１０４から吐出される１次塗料の状態を調節してもよい。例えば、塗布制御装置１４０は、圧力センサ１２１および圧力センサ１２２のいずれかの測定値に応じて、当該圧力値が目標値に追従するようにポンプ１０２を制御してもよい。あるいは、塗布制御装置１４０は、吐出される１次塗料の流量をほぼ一定に維持するようにポンプ１０２を制御してもよい。

【0030】

（ロボット制御装置）
ロボットコントローラ２００は、予め生成された動作プログラムに従ってロボット１０を制御する装置である。ロボットコントローラ２００は、１次供給システム１００または補助供給システム３００から供給される塗料をワークＷに塗布するようにロボット１０を制御する。具体的には、ロボットコントローラ２００はその塗料をワークＷに塗布するために、ロボット１０の位置および姿勢を変更し、これにより吐出部１０４の位置および姿勢を変更する。ロボットコントローラ２００は、例えば、吐出部１０４から吐出される塗料のワークＷへの付着位置が予め定められた経路に沿って移動するように、吐出部１０４の位置および姿勢を変更する。本開示ではその経路を「塗布経路」ともいう。一例では、ロボットコントローラ２００は、吐出部１０４の目標位置および目標姿勢に基づき逆運動学演算によりアクチュエータ３１～３６の目標角度を算出し、当該目標角度に追従するようにアクチュエータ３１～３６を制御する。ロボットコントローラ２００は、吐出部１０４の位置および姿勢を目標位置および目標姿勢に調節するために、アクチュエータ３１～３６のそれぞれの駆動状態を示す情報を取得してもよい。アクチュエータ３１～３６の駆動状態を示す情報の一例として、モータの回転位置および回転速度が挙げられる。

【0031】

（補助供給システム）
補助供給システム３００は追加塗料を供給する制御システムである。一例では、補助供給システム３００は、塗布が開始された直後の短時間におけるビード幅を安定させるために機能する。図３を参照しながらその機能について説明する。図３はワークＷに塗布された塗料の状態の例を示す図である。

【0032】

図３の例（ａ）は、１次塗料のみを用いた場合に形成されるビード４１０を示し、この例における矢印Ａは塗布経路（言い換えると、塗布の過程）を示す。ビード幅は、その塗布経路と直交する方向におけるビードの長さである。典型的な例では、塗布開始時に、ビード幅が所望の値よりも小さい部分であるくびれ４１１がビード４１０に生ずる。このくびれ４１１の一因として、塗布開始の時点では１次塗料の流路内で該１次塗料の圧力が一定でないことが挙げられる。

【0033】

１次供給システム１００の構成によっては、与圧を適切に設定することで１次塗料の圧力を調整し、これにより塗布開始時点からビード幅を安定し得る。例えば、ＳＢＰを備える１次供給システム１００ではそのような調整が可能である。しかし、一般にＳＢＰは高価であるため、塗布システム１を構築する費用が増大してしまう。加えて、その調整は、流路を形成するホースの長さおよび伸縮を考慮して実施する必要があり、したがって、個々の塗布システムまたは個々のロボットについてその調整を行う必要がある。

【0034】

本開示では、塗布開始時にビード幅が不安定になることを「過渡特性」といい、その後にビード幅が安定した状態になることを「定常特性」という。典型的には、一つのビードでは、吐出バルブ１１２が開いた塗布開始直後の短時間において（すなわち、塗布経路の始点の付近で）、供給管１０３の収縮、流路内部の圧力変動などの影響により過渡特性が生じ、その後に定常特性に移る。補助供給システム３００は追加塗料を用いてその過渡特性を補償することで、ビードの始点から終点にわたってビード幅を安定させる。「過渡特性を補償する」とは、１次塗料のみでは実現できない所望のビード幅を、追加塗料をさらに用いて実現する処理をいう。言い換えると、過渡特性の補償は、くびれ４１１などのような不安定な塗布を解消または低減してビード幅を安定させる処理をいう。図３の例（ｂ）は、１次塗料に加えて追加塗料を用いることで形成され得る所望のビード４２０（すなわち、過渡特性を補償することで得られるビード４２０）を示し、この例でも例（ａ）と同様に矢印Ａを示す。

【0035】

補助供給システム３００は追加供給装置３１０および吐出制御システム３２０を備える。追加供給装置３１０は本開示に係る塗料供給装置の一例であり、吐出制御システム３２０は本開示に係る吐出制御システムの一例である。追加供給装置３１０と吐出制御システム３２０とは電気的に接続されるかまたは通信可能なように接続される。

【0036】

追加供給装置３１０は、蓄えた追加塗料を吐出部１０４に向けて供給する装置であり、ロボット１０上に設置される。「追加供給装置３１０（塗料供給装置）がロボット上に設置される」とは、追加供給装置３１０（塗料供給装置）がロボット１０に取り付けられることを意味する。言い換えると、ロボット１０は追加供給装置３１０（塗料供給装置）を備える。追加供給装置３１０が設置されるロボット１０の位置は限定されない。例えば、追加供給装置３１０は基部１１、旋回部１２、第１アーム１３、第２アーム１４、および手首部１５のいずれかに設置されてもよいし、関節部２１～２６のいずれかに設置されてもよい。すなわち、追加供給装置３１０はロボット１０のアーム上に設置されてもよいし、ロボット１０の関節部に設置されてもよい。図１の例では、追加供給装置３１０は関節部２３上に設置される。

【0037】

追加供給装置３１０は、追加塗料を収容可能な容器であるタンク３１１と、その追加塗料を吐出部１０４に向けて供給する仕組みである排出機構３１２とを備える。追加供給装置３１０は供給管１０３と連通し、これにより、供給管１０３を介して吐出部１０４に追加塗料を供給することができる。一例では、追加供給装置３１０は供給管１０３内の１次塗料を吸引して該１次塗料を追加塗料としてタンク３１１内に補充することもできる。

【0038】

追加供給装置３１０はロボット１０に取り付けられるので、タンク３１１はロボット１０上に設置される。追加供給装置３１０がロボット１０のアームに取り付けられる場合には、タンク３１１は該アーム上に設置される。追加供給装置３１０がロボット１０の関節部に取り付けられる場合にはタンク３１１は該関節部上に設置される。図１の例では、タンク３１１は関節部２３上に設置される。

【0039】

一例では、タンク３１１は、吐出部１０４に最も近い圧力センサ１２２の近傍に設置される。ここで、「吐出部に最も近い圧力センサ」とは、複数の圧力センサのうち、１次塗料の流路の最も下流側に、すなわち、供給管１０３の最も下流側に位置する圧力センサを意味する。タンク３１１はその圧力センサ１２２よりも下流に位置してもよく、言い換えると、該圧力センサ１２２と吐出部１０４との間に設けられてもよい。この場合には、タンク３１１から延びる管はその圧力センサ１２２と吐出部１０４との間で供給管１０３に接続する。あるいは、タンク３１１はその圧力センサ１２２よりも上流に設けられてもよい。この場合には、タンク３１１から延びる管はその圧力センサ１２２よりも上流の位置で供給管１０３に接続する。

【0040】

排出機構３１２は、１次供給システム１００から供給される１次塗料に加えて、タンク３１１内の追加塗料を吐出部１０４に向けて供給する。一例では、排出機構３１２は吐出制御システム３２０から送られてくる指示信号に従って、タンク３１１内の追加塗料を吐出部１０４に向けて排出するか、または、追加塗料をタンク３１１内に補充する。排出機構の具体的な構成は限定されず、任意の方針で設計されてよい。一例では、排出機構３１２はロボット１０に搭載される配線と接続し、この配線から供給されるエネルギによって作動する。その配線は電線でもよく、この場合には、排出機構３１２はその電線を介して供給される電力によって作動する。その配線はエアチューブでもよく、この場合には、排出機構３１２はそのエアチューブを介して供給される空気圧によって作動する。一例では、排出機構３１２はその空気圧によって作動する調整弁を備える。

【0041】

吐出制御システム３２０は、追加供給装置３１０を制御する装置である。本実施形態では、吐出制御システム３２０はロボットコントローラ２００上に実装される。しかし、吐出制御システムの実現方法はこれに限定されず、任意の方針で設計されてよい。例えば、吐出制御システム３２０は１次供給システム１００に組み込まれてもよいし、１次供給システム１００およびロボットコントローラ２００の双方から独立して構築されてもよい。

【0042】

図４は吐出制御システム３２０の機能構成の一例を示す図である。吐出制御システム３２０は機能要素として供給制御部３２１を備える。供給制御部３２１は追加供給装置３１０の排出機構３１２を制御する機能モジュールである。供給制御部３２１は取得部３２２、決定部３２３、および指示部３２４を備える。取得部３２２は排出機構３１２を制御するために用いられるデータまたは信号を取得する機能モジュールである。決定部３２３はそのデータまたは信号に基づいて排出機構３１２の制御を決定する機能モジュールである。指示部３２４は、決定された制御を排出機構３１２に行わせるための電気信号である指示信号を吐出制御システム３２０に向けて出力する機能モジュールである。

【0043】

図５は吐出制御システム３２０のハードウェア構成の一例を示す図である。例えば、吐出制御システム３２０はロボットコントローラ２００内に実装される回路２１０を備える。回路２１０は、少なくとも一つのプロセッサ２１１、メモリ２１２、ストレージ２１３、通信ポート２１４、および入出力ポート２１５を含む。ストレージ２１３は、コンピュータによって読み取り可能な不揮発型の記憶媒体であり、例えばフラッシュメモリによって実現される。ストレージ２１３は、排出機構３１２を制御するためのプログラムおよびデータを記憶する。メモリ２１２は、ストレージ２１３からロードされたプログラム、プロセッサ２１１による演算結果などを一時的に記憶する。プロセッサ２１１は、メモリ２１２と協働してそのプログラムを実行することで、吐出制御システム３２０の各機能モジュールを構成する。通信ポート２１４は例えば、プロセッサ２１１からの指令に応じて、無線または優先の通信ネットワークＮを介して１次供給システム１００との間でデータ通信を実行する。入出力ポート２１５は例えば、プロセッサ２１１からの指令に応じて追加供給装置３１０との間で電気信号の入出力を行う。

【0044】

［塗布制御方法］
本開示に係る塗布制御方法の一例として、図６を参照しながら、補助供給システム３００により実行される一連の処理手順の一例を説明する。図６は補助供給システム３００の動作の一例を処理フローＳ１として示すフローチャートである。すなわち、補助供給システム３００は処理フローＳ１を実行する。

【0045】

ステップＳ１１では、供給制御部３２１が排出機構３１２を制御して、追加塗料をタンク３１１に補充する。供給制御部３２１は、ワークＷへの塗布が開始される前の任意の時点においてこの補充を実行する。一例では、取得部３２２が補充のトリガーとなる役割を持つデータまたは信号を取得する。例えば、取得部３２２は、一つ前のワークＷへの塗布が終了したことを示す終了信号を１次供給システム１００から受け付ける。決定部３２３は取得されたデータまたは信号に応答して、追加塗料をタンク３１１に補充すると決定する。指示部３２４はその決定に基づいて補充信号を生成し、この補充信号を追加供給装置３１０に向けて出力する。補充信号は追加塗料の補充を排出機構３１２に実行させるための指示信号である。その補充のために、追加供給装置３１０では排出機構３１２がその補充信号に従って作動し、タンク３１１内に追加塗料を補充する。一例では、排出機構３１２はタンク３１１に陰圧をかけることで、供給管１０３内の１次塗料を吸引して該１次塗料を追加塗料としてタンク３１１内に補充する。

【0046】

ステップＳ１２では、供給制御部３２１がワークＷへの塗布の開始を検知する。一例では、１次供給システム１００が、ワークＷへの塗布の開始を示す電気信号である開始信号を吐出制御システム３２０に向けて出力する。例えば、その開始信号は、送出バルブ１１１、吐出バルブ１１２、および塗布制御装置１４０のいずれかから吐出制御システム３２０へと出力されてもよい。取得部３２２はその開始信号を受け付け、これにより供給制御部３２１はワークＷへの塗布が開始されたことを検知する。

【0047】

ステップＳ１３では、供給制御部３２１が１次塗料の圧力を取得する。この圧力を取得するタイミングは限定されない。例えば、供給制御部３２１は塗布の開始を検知した後に、または該検知の前に、あるいは該検知と同時に、１次塗料の圧力を取得してよい。すなわち、ステップＳ１２およびＳ１３の実行順序は限定されない。一例では、取得部３２２は吐出部１０４に最も近い圧力センサ１２２により測定された圧力を取得する。あるいは、取得部３２２は圧力センサ１２１などの他の圧力センサにより測定された圧力を取得してもよい。

【0048】

ステップＳ１４では、供給制御部３２１が追加塗料の供給に関連するパラメータを決定する。具体的には、決定部３２３が、ステップＳ１３において取得された圧力に基づいてそのパラメータを決定する。決定部３２３により決定されるパラメータは限定されない。一例では、決定部３２３は流路内の追加塗料の圧力と、追加塗料の供給量と、追加塗料の供給時間とのうちの少なくとも一つを決定してよい。流路内の追加塗料の圧力とは、追加塗料をタンク３１１から供給管１０３に向けて出力する際に該追加塗料にかける圧力（排出機構３１２が出力する圧力）をいう。追加塗料の供給量とは、タンク３１１から供給管１０３に向けて出力する追加塗料の総量をいう。追加塗料の供給時間とは、タンク３１１から供給管１０３に向けて追加塗料を出力し続ける時間の長さをいう。一例では、決定部３２３は、１次塗料の圧力からパラメータを決定させるためのアルゴリズムを用いて、取得された圧力からパラメータを算出する。アルゴリズムは何ら限定されず、例えば圧力とパラメータとの対応表を含んでもよいし、圧力からパラメータを求める計算式を含んでもよい。

【0049】

ステップＳ１５では、供給制御部３２１が、決定されたパラメータに基づいて排出機構３１２を制御して、タンク３１１内の追加塗料を吐出部１０４に向けて供給する。具体的には、指示部３２４がそのパラメータに基づく作動信号を生成し、この作動信号を排出機構３１２に向けて出力する。作動信号は、決定されたパラメータを実現するための指示信号であり、一例では、追加塗料の圧力、供給量、および供給時間のうちの少なくとも一つを実現するためのデータを含む。追加供給装置３１０では排出機構３１２がその作動信号に従って作動し、タンク３１１内の追加塗料を吐出部１０４に向けて供給する。このように、一例では、供給制御部３２１は流路内の１次塗料の圧力に基づいて排出機構３１２を制御して、追加塗料の供給に関連するパラメータを調節する。

【0050】

ステップＳ１５はステップＳ１２に応答して実行される。すなわち、供給制御部３２１はワークＷへの塗布の開始に応答して排出機構３１２を制御して、１次供給システム１００から供給される１次塗料に加えて追加塗料を吐出部１０４に向けて供給する。言い換えると、排出機構３１２は、ワークＷへの塗布の開始に応答して、１次供給システム１００から供給される１次塗料に加えて追加塗料を吐出部１０４に向けて供給する。一例では、排出機構３１２は圧力センサ（例えば圧力センサ１２２）により測定される１次塗料の圧力に基づいて追加塗料を供給する。

【0051】

供給制御部３２１は、ワークＷへの塗布の開始に応答して排出機構３１２を制御して、始めにタンク３１１に陰圧をかけ、続いて追加塗料を吐出部１０４に向けて供給してもよい。タンク３１１に陰圧がかかることで、塗布開始時点において流路内の１次塗料の圧力が下がるので、塗布経路の始点におけるビード幅が所望の値を超える状況を防止または軽減することが期待できる。一例では、供給制御部３２１は排出機構３１２を制御することで、その陰圧を瞬間的に発生させてその後に追加塗料を吐出部１０４に向けて供給する。陰圧の時間は任意の方針で設定されてよい。

【0052】

ステップＳ１６では、供給制御部３２１が排出機構を停止して追加塗料の供給を止める。この停止は、ビードの定常特性を妨げないために行われる。具体的には、決定部３２３が、作動信号から導出される必要量の追加塗料の供給が完了したことに応答して、排出機構３１２を停止すると決定する。決定部３２３は、必要量の供給が完了したことを示す状態信号を取得部３２２が追加供給装置３１０から取得したことに応答して、排出機構３１２を停止すると決定してもよい。あるいは、決定部３２３は、排出機構３１２が必要量の追加塗料を吐出部１０４に向けて供給したと推定されるタイミングで、排出機構３１２を停止すると決定してもよい。一例では、その「必要量の追加塗料」は、タンク３１１内のすべての追加塗料であってもよい。いずれにしても、排出機構３１２の停止の決定に従って、指示部３２４が、排出機構３１２を停止するための停止信号を生成し、この停止信号を排出機構３１２に向けて出力する。このように、供給制御部３２１は、必要量の追加塗料の供給が完了したことに応答して排出機構３１２を停止する。例えば、供給制御部３２１は、タンク３１１内のすべての追加塗料を吐出部１０４に向けて供給するための排出機構３１２の動作が終了したことに応答して排出機構３１２を停止してもよい。

【0053】

ステップＳ１７では、供給制御部３２１がワークＷへの塗布の終了を検知する。一例では、１次供給システム１００が、ワークＷへの塗布の終了を示す電気信号である終了信号を吐出制御システム３２０に向けて出力する。例えば、その終了信号は、送出バルブ１１１、吐出バルブ１１２、および塗布制御装置１４０のいずれかから吐出制御システム３２０へと出力されてもよい。取得部３２２はその終了信号を受け付け、これにより供給制御部３２１はワークＷへの塗布が終了したことを検知する。

【0054】

ステップＳ１８では、供給制御部３２１が次の塗布を実行するか否かを判定する。次の塗布を実行する場合には（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１１に戻る。上述したように、ステップＳ１１では、決定部３２３が追加塗料をタンク３１１に補充すると決定し、指示部３２４がその決定に基づく補充信号を生成および出力し、排出機構３１２がその補充信号に従ってタンク３１１内に追加塗料を補充する。すなわち、供給制御部３２１は、ワークＷへの塗布が終了したことに応答して排出機構３１２を制御して、次の塗布で用いられる次の追加塗料をタンク３１１内に補充する。一方、次の塗布を実行しない場合には（ステップＳ１８においてＮＯ）、処理フローＳ１が終了する。

【0055】

［プログラム］
吐出制御システム３２０の各機能モジュールは、プロセッサ２１１またはメモリ２１２の上に吐出制御プログラムを読み込ませてプロセッサ２１１にそのプログラムを実行させることで実現される。吐出制御プログラムは、吐出制御システム３２０の各機能モジュールを実現するためのコードを含む。プロセッサ２１１は吐出制御プログラムに従って通信ポート２１４および入出力ポート２１５の少なくとも一つを動作させ、メモリ２１２またはストレージ２１３におけるデータの読み出しおよび書き込みを実行する。このような処理により吐出制御システム３２０の各機能モジュールが実現される。

【0056】

吐出制御プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどの非一時的な記録媒体に固定的に記録された上で提供されてもよい。あるいは、吐出制御プログラムは、搬送波に重畳されたデータ信号として通信ネットワークを介して提供されてもよい。

【0057】

［効果］
以上説明したように、本開示の一側面に係る塗料供給装置は、ロボット上に設置されるタンクと、ワークへの塗布の開始に応答して、１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、タンク内の追加塗料をロボットの吐出部に向けて供給する排出機構とを備える。

【0058】

本発明の一側面に係るロボットは、上記の塗料供給装置を備える。

【0059】

本開示の一側面に係る吐出制御システムは、１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、ロボット上に設置されたタンク内の追加塗料を該ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構を制御する供給制御部を備える。供給制御部は、ワークへの塗布の開始に応答して排出機構を制御して、追加塗料を吐出部に向けて供給する。

【0060】

本開示の一側面に係る吐出制御方法は、少なくとも一つのプロセッサを備える吐出制御システムによって実行される。吐出制御方法は、１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、ロボット上に設置されたタンク内の追加塗料を該ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構を制御する供給制御ステップを含む。供給制御ステップでは、ワークへの塗布の開始に応答して排出機構を制御して、追加塗料を吐出部に向けて供給する。

【0061】

本開示の一側面に係る吐出制御プログラムは、１次塗料供給源から供給される１次塗料に加えて、ロボット上に設置されたタンク内の追加塗料を該ロボットの吐出部に向けて供給する排出機構を制御する供給制御ステップをコンピュータに実行させる。供給制御ステップでは、ワークへの塗布の開始に応答して排出機構を制御して、追加塗料を吐出部に向けて供給する。

【0062】

このような側面においては、吐出部に近い位置にタンクが設けられ、１次塗料の供給を安定させることが難しい塗布開始時に、そのタンクから吐出部に追加塗料が供給される。１次塗料の過渡特性がその追加塗料により補償されるので、ロボットによる塗布処理においてビード幅を安定させることができる。

【0063】

他の側面に係る塗料供給装置では、タンクは、ロボットのアーム上または関節部上に設置されてもよい。より吐出部に近い位置にタンクを設けることで、塗布開始時に追加塗料が素早く吐出部へと供給されるので、ビード幅を安定させることができる。

【0064】

他の側面に係る塗料供給装置では、タンクは、吐出部に最も近い圧力センサの近傍に設置されてもよい。この圧力センサは、吐出部における塗料の圧力を最も精度良く示す。したがって、その圧力センサの近くにタンクを設けることで、ビード幅を安定させるための適量の追加塗料を吐出部へと供給することができる。

【0065】

他の側面に係る塗料供給装置では、排出機構は、圧力センサにより測定される１次塗料の圧力に基づいて追加塗料を供給してもよい。１次塗料の圧力を参照することで、ビード幅を安定させるための塗料をより精度良く供給することができる。

【0066】

他の側面に係る塗料供給装置では、排出機構は、ロボットに搭載される配線と接続し、該配線から供給されるエネルギによって作動してもよい。この場合には、ロボットの既存の配線を用いて塗料供給装置を稼働させることができる。

【0067】

他の側面に係る塗料供給装置では、排出機構は、空気圧によって作動する調整弁を有してもよい。排出機構としてこのような調整弁を採用することで、塗料供給装置の製造コストを下げることができる。

【0068】

他の側面に係る吐出制御システムでは、供給制御部は、ワークへの塗布が終了したことに応答して排出機構を制御して、次の塗布で用いられる次の追加塗料をタンク内に補充してもよい。このタイミングで次の追加塗料をタンク内に補充することで、次の塗布を円滑に開始することができる。

【0069】

他の側面に係る吐出制御システムでは、供給制御部は、吐出部へと向かう流路内の１次塗料の圧力に基づいて排出機構を制御して、追加塗料の供給に関連するパラメータを調節してもよい。１次塗料の圧力を参照して追加塗料の供給を調節することで、ビード幅を安定させるための塗料をより精度良く供給することができる。

【0070】

他の側面に係る吐出制御システムでは、パラメータは、流路内の追加塗料の圧力と、追加塗料の供給量と、追加塗料の供給時間とのうちの少なくとも一つを含んでもよい。これらの具体的なパラメータを考慮することで、ビード幅をより安定させることができる。

【0071】

他の側面に係る吐出制御システムでは、供給制御部は、吐出部に最も近い圧力センサにより測定された圧力に基づいて排出機構を制御してもよい。この圧力センサは、吐出部における塗料の圧力を最も精度良く示す。したがって、その圧力センサで測定された圧力を参照することで、ビード幅を安定させるための塗料をより精度良く供給することができる。

【0072】

他の側面に係る吐出制御システムでは、供給制御部は、タンク内のすべての追加塗料を吐出部に向けて供給するための排出機構の動作が終了したことに応答して排出機構を停止してもよい。このように排出機構を制御することで、塗布の定常特性を妨げることなく塗布が行われるので、ビード幅をさらに安定させることができる。また、タンク内に追加塗料を残すための制御が不要なので、排出機構の制御を簡単に行うことができる。

【0073】

他の側面に係る吐出制御システムでは、供給制御部は、ワークへの塗布の開始に応答して排出機構を制御して、タンクに陰圧をかけ、続いて追加塗料を吐出部に向けて供給してもよい。この処理によって、吐出開始時に１次塗料が想定以上に吐出される状況が解消または軽減されるので、ビード幅をさらに安定することができる。

【0074】

［変形例］
以上、本開示の実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。本開示は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

【0075】

上記実施形態では吐出制御システム３２０が供給制御部３２１、取得部３２２、決定部３２３、および指示部３２４を備えるが、吐出制御システムの機能構成はこれに限定されない。本開示に係る塗布制御方法を実行できる限り、その機能構成は任意の方針で設計されてよい。

【0076】

上記実施形態では塗布制御装置１４０を１次供給システム１００の一構成要素として示すが、塗布制御装置の構築方法は限定されない。例えば、塗布制御装置は吐出制御システムの制御下にあってもよい。塗布制御装置はロボットコントローラの制御下にあってもよいし、ロボットコントローラから独立して存在してもよい。

【0077】

吐出制御システムのハードウェア構成は、プログラムの実行により各機能モジュールを実現する態様に限定されない。例えば、供給制御部３２１、取得部３２２、決定部３２３、および指示部３２４の少なくとも一部は、その機能に特化した論理回路により構成されていてもよいし、該論理回路を集積したＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されてもよい。

【0078】

少なくとも一つのプロセッサにより実行される方法の処理手順は上記実施形態での例に限定されない。例えば、上述したステップ（処理）の一部が省略されてもよいし、別の順序で各ステップが実行されてもよい。また、上述したステップのうちの任意の２以上のステップが組み合わされてもよいし、ステップの一部が修正または削除されてもよい。あるいは、上記の各ステップに加えて他のステップが実行されてもよい。

【0079】

コンピュータシステムまたはコンピュータ内で二つの数値の大小関係を比較する際には、「以上」および「よりも大きい」という二つの基準のどちらを用いてもよく、「以下」および「未満」という二つの基準のうちのどちらを用いてもよい。このような基準の選択は、二つの数値の大小関係を比較する処理についての技術的意義を変更するものではない。

【符号の説明】

【0080】

１…塗布システム、１０…ロボット、１００…１次供給システム、１０１…液源、１０２…ポンプ、１０３…供給管、１０４…吐出部、１０５…戻り管、１１１…送出バルブ、１１２…吐出バルブ、１１３…循環バルブ、１２１，１２２…圧力センサ、１３１，１３２…温度センサ、１４０…塗布制御装置、２００…ロボットコントローラ、３００…補助供給システム、３１０…追加供給装置、３１１…タンク、３１２…排出機構、３２０…吐出制御システム、３２１…供給制御部、３２２…取得部、３２３…決定部、３２４…指示部、４１０，４２０…ビード、Ｗ…ワーク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】