特許 7468863 センサ、及びこのセンサを備える塗装装置

(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】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】センサ、及びこのセンサを備える塗装装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20240409BHJP

   B05B 12/00 20180101ALI20240409BHJP

   B05B 13/04 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 A

B05B12/00 Z

B05B13/04

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020078289

(22)【出願日】2020-04-27

(65)【公開番号】P2021173659

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-01-25

(73)【特許権者】

【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】西連寺 渉

(72)【発明者】

【氏名】柳田 建三

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１０９４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１９４７２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５６－１２４４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８４４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４４００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３５０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０８５１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２１２２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１４７６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１８６５２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

２１／００－２１／３２

Ｇ０１Ｃ ３／００－３／３２

Ｂ０５Ｂ １２／００－１２／１４

１３／００－１３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定物の三次元形状を特定する三次元形状特定手段を複数有し、各前記三次元形状特定手段が前記被測定物に対向するように配置された三次元形状認識部と、
各前記三次元形状特定手段の測定動作を個別に制御する制御装置と、
を備え、
各前記三次元形状特定手段は、回転中心軸と直交する径方向外方に測定媒体を発することによって前記測定動作を行い、
各前記三次元形状特定手段における前記回転中心軸は、互いに平行であり、且つ前記被測定物の搬送方向に平行にされ、
各前記三次元形状特定手段は、前記被測定物を挟んで、一方と他方とに配置され、
前記一方に配置された前記三次元形状特定手段は、前記他方に配置された前記三次元形状特定手段に対して前記搬送方向にずれており、
前記制御装置は、所定の時刻において、全ての前記三次元形状特定手段のうちのいずれか１つのみに測定動作を行わせるセンサ。

【請求項2】

前記制御装置は、複数の前記三次元形状特定手段が直列に配置された順番に一つずつ前記測定動作を行わせ、前記測定動作を行っている前記三次元形状特定手段以外の前記三次元形状特定手段が前記測定動作を行わせないように各前記三次元形状特定手段の前記測定動作を制御する請求項１に記載のセンサ。

【請求項3】

請求項１から請求項２までのいずれか一項に記載のセンサと、
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、
を備え、
前記三次元形状特定手段は、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し、
前記制御装置は、前記三次元形状特定手段によって計測された前記距離の情報に基づいて、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塗装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ、及びこのセンサを備える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、構成片（被測定物）を挟み、対向する位置に一対のセンサが配置されたコーティング設備が開示されている。このコーティング設備は、構成片を挟み、噴霧器が配置されており、各センサから発する検知光によって測定された構成片の寸法に基づいて各噴霧器が前後方向に移動し、これによって、構成片に対して良好に塗料を噴霧することができる。各センサは、コンベアの移動軸に垂直である鉛直面に対して所定の角度で傾斜している。こうした構成は、各センサが互いに干渉し合うことを抑える目的であると考えられ、各センサが同時に動作していることを示唆するものと考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１８－５０６４２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

検知光が構成片から反射する向きは一様ではなく、検知光が照射される向きに対して構成片がなす角度等によって様々な向きに反射し得ると考えられる。このため、各センサが同時に動作している場合、構成片によって反射した一方のセンサが発した検知光を、他方のセンサが受光することが起こり得る。このような場合、構成片の寸法を正確に計測できなくなるおそれがある。

【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、被測定物の外形を良好に測定することができるセンサ、及びこのセンサを備え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】

第１発明のセンサは、
被測定物の三次元形状を特定する三次元形状特定手段を複数有し、各前記三次元形状特定手段が前記被測定物に対向するように配置された三次元形状認識部と、
各前記三次元形状特定手段の測定動作を個別に制御する制御装置と、
を備えている。

【0007】

第２発明の塗装装置は、
第１発明のセンサと、
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、
を備え、
前記三次元形状特定手段は、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し、
前記制御装置は、前記三次元形状特定手段によって計測された前記距離の情報に基づいて、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。

【発明の効果】

【0008】

第１発明のセンサは、制御装置によって複数の三次元形状特定手段の測定動作を個別に制御するため、各三次元形状特定手段の測定動作のばらつきに起因する被測定物の三次元形状特定結果の精度低下を抑えることができる。

【0009】

第２発明の塗装装置は、制御装置によって複数の三次元形状特定手段の測定動作を個別に制御するため、各三次元形状特定手段の測定動作のばらつきに起因する被測定物の三次元形状特定結果の精度低下を抑えることができる。これによって、被測定物の三次元形状を良好に特定することができ、これにともない良好に塗装ガンの移動を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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、センサ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塗物の被塗面を計測している状態を示す。

【図4】図４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5】図５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】

【0011】

第１発明のセンサは、測定媒体を発することによって測定動作を行い、制御装置は、複数の三次元形状特定手段が直列に配置された順番に一部ずつ測定動作を行わせ、他の三次元形状特定手段が測定動作を行わせないように各三次元形状特定手段の測定動作を制御してもよい。この構成によれば、複数の三次元形状特定手段が同時に測定動作を行うことがないため、複数の三次元形状特定手段同士から発した測定媒体が互いに干渉し合うおそれがない。これによって、被測定物の三次元形状を良好に測定することができる。

【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５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、３にあらわれる向きをそのまま左方、右方と定義する。なお、左側のレシプロケータ１４の塗装ガン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Ｆ１と定義し、被塗物４０から遠ざかる方向を後進方向Ｒ１と定義する（図２参照。）。右側のレシプロケータ１４の塗装ガン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Ｆ２と定義し、被塗物４０から遠ざかる方向を後進方向Ｒ２と定義する（図２参照。）。

【0013】

本実施例１の塗装装置１０は、図１、２、３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、一対のレシプロケータ１４と、センサ１９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外に設置された各レシプロケータ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。各レシプロケータ１４は、搬送方向Ｔｒにおいて、互いにずれて配置されている（図示せず。）。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。）。塗装ブース１１の右側部１１Ｂの右面には、上下方向に延びてスリット１１Ｄが開口して形成されている（図２参照。）。塗装ブース１１の左方に配置されたレシプロケータ１４のアーム１４Ａは、スリット１１Ｃに挿通されている（図２参照。）。塗装ブース１１の右方に配置されたレシプロケータ１４のアーム１４Ａは、スリット１１Ｄ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。）。各レシプロケータ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Ｆ１，Ｆ２・後進方向Ｒ１，Ｒ２（図２参照））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。各レシプロケータ１４は、コンベア１２を挟み、塗装ガン１３が対向するように配置される。

【0015】

センサ１９は、一対の三次元形状認識部２０と、制御装置３４を有している（図５参照。）。各三次元形状認識部２０は、塗装ブース１１における一対のレシプロケータ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。各三次元形状認識部２０は、複数の三次元形状特定手段２１を備えている。一方の三次元形状認識部２０の三次元形状特定手段２１は、コンベア１２の左側に配置されている。他方の三次元形状認識部２０の三次元形状特定手段２１は、コンベア１２の右側に配置されている。

【0016】

各三次元形状特定手段２１は、図５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、自身から発した測定媒体であるレーザ光が対象物に照射され、対象物から反射したレーザ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。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、レーザ光（測定媒体）を発することによって被塗物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）を計測する測定動作を行い、これによって、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、測定媒体である検知光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（検知光ＤＬ）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４参照）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。一つの三次元形状認識部２０において、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。一方及び他方の三次元形状認識部２０において、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、互いに異なっている。一対の三次元形状認識部２０は、コンベア１２を挟み、各三次元形状特定手段２１が被塗物４０に対向するように配置されている。一方の三次元形状認識部２０の三次元形状特定手段２１の対象範囲２９と、他方の三次元形状認識部２０の三次元形状特定手段２１の対象範囲２９は、搬送方向Ｔｒに所定の距離Ｋ（例えば、２００ｍｍ）ずれて配置されている（図１参照。）。

【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、図３に示すように、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、各三次元形状特定手段２１の測定動作を個別に制御し得る構成とされている。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、センサ１９が被塗物４０の被塗面４１の三次元形状を計測する方法について説明する。

【0026】

図１から図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】

一方の三次元形状認識部２０において、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】

他方の三次元形状認識部２０において、上の三次元形状特定手段２１は、一方の三次元形状認識部２０における上の三次元形状特定手段２１よりも上方に位置し、上部突起４２よりも上方の位置に配置されている。中央の三次元形状特定手段２１は、一方の三次元形状認識部２０における中央の三次元形状特定手段２１よりも上方に位置し、中央部突起４３よりも僅かに上方の位置に配置されている。下の三次元形状特定手段２１は、一方の三次元形状認識部２０における下の三次元形状特定手段２１と上下方向の位置が同じであり、下部突起４４よりも僅かに下方の位置に配置されている。

【0029】

例えば、図３に示す点Ａは、一方の三次元形状認識部２０の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。各三次元形状認識部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。

【0030】

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。これに対して、一方の三次元形状認識部２０の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。

【0031】

領域Ｂ２は、一方の三次元形状認識部２０の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。これに対して、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。

【0032】

領域Ｄ１は、中央、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、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、一方の三次元形状認識部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、被塗物４０における被塗面４１の上端から下端にかけての距離のデータを合成するのである。他方の三次元形状認識部２０も、一方の三次元形状認識部２０と同様に被塗物４０の右側の被塗面４１の三次元形状を計測する。

【0033】

制御装置３４は、複数の三次元形状特定手段２１が直列に配置された順番に一つずつ測定動作を行わせ、他の三次元形状特定手段２１が測定動作を行わせないように各三次元形状特定手段２１の測定動作を制御して、上記のように被塗面４１の上端から下端にかけての距離のデータを合成する。

【0034】

例えば、制御装置３４は、一方の三次元形状認識部２０において、上の三次元形状特定手段２１→中央の三次元形状特定手段２１→下の三次元形状特定手段２１の順に測定動作を行わせる。次に、制御装置３４は、他方の三次元形状認識部２０において、上の三次元形状特定手段２１→中央の三次元形状特定手段２１→下の三次元形状特定手段２１の順に測定動作を行わせる。こうして、制御装置３４は、所定の時刻において、いずれか一つの三次元形状特定手段２１の測定動作を行わせるのである。

【0035】

この場合、各三次元形状特定手段２１の投受光用ミラー２３は、モータ２２によって常に回転する状態とされ、制御装置３４が各三次元形状特定手段２１の投光器２５、及び受光器２６を上記の順番で動作させることによって各三次元形状特定手段２１に測定動作を行わせることが考えられる。

【0036】

各三次元形状認識部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各三次元形状認識部２０によって行うのである。

【0037】

この場合、各三次元形状特定手段２１の測定動作によって得られる被塗物４０の三次元形状の横方向の位置は、所定のずれが生じ得る。具体的には、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。このため、一方の三次元形状認識部２０の上の三次元形状特定手段２１の測定動作の開始から、他方の三次元形状認識部２０の下の三次元形状特定手段２１の測定動作の終了までの間には、０．０２５秒×６＝０．１５秒程度の時間のずれが生じ得る。

【0038】

例えば、コンベア１２の搬送速度が６ｍ／ｍｉｎである場合、０．１５秒間に被塗物４０は１．５ｃｍ移動する。したがって、コンベア１２の搬送速度が６ｍ／ｍｉｎの場合、一方の三次元形状認識部２０の上の三次元形状特定手段２１の測定動作によって得られる被塗物４０の三次元形状の横方向の位置と、他方の三次元形状認識部２０の下の三次元形状特定手段２１の測定動作によって得られる被塗物４０の三次元形状の横方向の位置との間には、１．５ｃｍ程度のずれが生じ得る。このずれは、コンベア１２の搬送速度や、モータ２２の回転速度等を変更することによって調整し得る。こうして、制御装置３４は、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。

【0039】

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、各三次元形状認識部２０は、計測した三次元形状のデータを制御装置３４に出力する。制御装置３４は、各三次元形状認識部２０から入力された三次元形状のデータを被塗物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。

【0040】

ここで、一方の三次元形状認識部２０と左側の塗装ガン１３との間、及び他方の三次元形状認識部２０と右側の塗装ガン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、一方の三次元形状認識部２０に対向する位置から左側の塗装ガン１３に対向する位置に到達するまでの時間Ｔ１は、一方の三次元形状認識部２０と左側の塗装ガン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。また、他方の三次元形状認識部２０に対向する位置から右側の塗装ガン１３に対向する位置に到達するまでの時間Ｔ２は、他方の三次元形状認識部２０と右側の塗装ガン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Ｔ１，Ｔ２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。

【0041】

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、各レシプロケータ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。

【0042】

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。

【0043】

センサ１９は、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を複数有し、各三次元形状特定手段２１が被塗物４０に対向するように配置された三次元形状認識部２０と、各三次元形状特定手段２１の測定動作を個別に制御する制御装置３４とを備えている。この構成によれば、センサ１９は、制御装置３４によって複数の三次元形状特定手段２１の測定動作を個別に制御するため、各三次元形状特定手段２１の測定動作のばらつきに起因する被塗物４０の三次元形状特定結果の精度低下を抑えることができる。

【0044】

センサ１９は、赤外線レーザ光を発することによって測定動作を行う。制御装置３４は、複数の三次元形状特定手段２１が直列に配置された順番に一つずつ測定動作を行わせ、他の三次元形状特定手段２１の測定動作を行わせないように各三次元形状特定手段２１の測定動作を制御する。この構成によれば、複数の三次元形状特定手段２１が同時に測定動作を行うことがないため、複数の三次元形状特定手段２１同士から発した赤外線レーザ光が互いに干渉し合うおそれがない。これによって、被塗物４０の三次元形状を良好に測定することができる。

【0045】

塗装装置１０は、センサ１９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とを備えている。三次元形状特定手段２１は、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。制御装置３４は、三次元形状特定手段２１によって計測された距離の情報に基づいて、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。

【0046】

この構成によれば、塗装装置１０は、制御装置３４によって複数の三次元形状特定手段２１の測定動作を個別に制御するため、各三次元形状特定手段２１の測定動作のばらつきに起因する被塗物４０の三次元形状特定結果の精度低下を抑えることができる。これによって、被塗物４０の三次元形状を良好に特定することができ、これにともない良好に塗装ガン１３の移動を制御することができる。

【0047】

＜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、各三次元形状認識部が３つの三次元形状特定手段を有しているが、三次元形状特定手段の数はこれに限定されない。
（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、一対の三次元形状認識部によって被塗物の前側と後側の被塗面の三次元形状を計測しているが、一つの三次元形状認識部によって、被塗物の前側又は後側のいずれかの被塗面のみの三次元形状を計測する形態としてもよい。
（４）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。
（５）上記実施例では、制御装置によって各三次元形状特定手段を１つずつ測定動作させているが、これに限らず、一方の三次元形状認識部の上及び中央の三次元形状特定手段→一方の三次元形状認識部の下の三次元形状特定手段、及び他方の三次元形状認識部の上の三次元形状特定手段→他方の三次元形状認識部の中央及び下の三次元形状特定手段の順に測定動作させたり、一方の三次元形状認識部と他方の三次元形状認識部とを交互に測定動作させたりしてもよい。つまり、制御装置によって、複数の三次元形状特定手段が直列に配置された順番に一部ずつ測定動作を行わせるのである。
（６）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】

【0048】

１０…塗装装置
１３…塗装ガン
１９…センサ
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】