CN114585448B - 涂装机器人 - Google Patents

Abstract

提供一种在涂料换色、涂料填充时能够防止涂料从喷嘴吸入空气并防止泵的磨损促进、能够良好地将溶解气体从涂料除去的涂装机器人。涂装机器人(10)包括：与喷嘴头(53)的涂料供给侧连接的涂料供给通路(105)；回收未从喷嘴54排出的涂料的返回流路(107)；用于除去涂料内的异物的第1过滤器(90)；以及用于从涂料中分离溶解气体的第2过滤器(80)，控制部(130)在不从喷嘴头(53)排出涂料的情况下将开闭阀(116)打开，使涂料流入旁通流路(115)，返回流路(107)与涂料供给通路(105)的至少比第2过滤器(80)靠上游侧的部位连接，流经旁通流路(115)的涂料经过返回流路(107)再次向涂料供给通路(105)供给，从而涂料至少再次通过第2过滤器(80)。

Description

涂装机器人

技术领域

本发明涉及涂装机器人。

背景技术

在汽车等车辆的涂装线中，使用机器人的机器人涂装成为主流。在该机器人涂装中，使用在多关节机器人的顶端安装有旋转雾化型的涂装头的涂装机(旋转雾化型的涂装机)。另外，例如专利文献1公开了为了在印刷头(10)中使不需要的涂布剂循环而具备涂布剂返还器(11)的构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2020-501883号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，专利文献1中公开了在印刷头(10)中利用电磁致动器、压电致动器驱动例如阀针(5)而使喷嘴(1)打开或闭合的构成。因此，在专利文献1公开的构成中，印刷头(10)以与通过压电元件变形挤出涂料的喷射方式不同的方式排出涂料。

在此构成为，未从喷嘴(1)的涂布剂经由涂布剂返还器(3、11)再循环。但是，专利文献1公开的印刷头(10)如上所述并非喷射方式的印刷头。然而，为了进行车辆涂装，在使用喷射方式的印刷头(喷嘴头)的情况下，当进行涂料换色、向喷嘴头填充涂料时，存在经由喷嘴而从喷嘴吸入空气的情况。若发生这样的空气吸入，则难以排出的空气蓄积在喷嘴内部，会产生难以通过压电元件的驱动将涂料挤出的问题。但是，这样的问题很难通过专利文献1解决。

另外，在涂料换色、向喷嘴头填充涂料时使用泵将涂料挤出或从喷嘴头吸入涂料，但若经常进行这种涂料挤出、涂料吸入，则存在促进泵磨损的问题。这样的问题也很难在专利文献1中解决。

另外，通常在涂料中溶解有气体(溶解气体)，而在专利文献1公开的构成中，很难将溶解气体从涂料中除去(脱气)。

本发明是鉴于上述情况提出的，目的在于提供一种能够在涂料换色、涂料填充时防止涂料从喷嘴吸入空气并防止泵的磨损促进，能够进一步良好地从涂料除去溶解气体的涂装机器人。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的第1观点提供一种涂装机器人，其用于通过从喷嘴排出涂料来对涂装对象物进行涂装，所述涂装机器人的特征在于，包括：喷嘴头，其具备多个喷嘴，并通过压电基板的驱动将涂料从喷嘴排出；涂料供给通路，其与喷嘴头的涂料供给侧连接；返回流路，其与喷嘴头的涂料排出侧连接，回收未从喷嘴排出的涂料；第1过滤器，其设置在涂料供给通路的中途部，用于除去涂料内的异物；以及第2过滤器，其与第1过滤器相比设置在涂料供给通路的下游侧，用于从涂料中分离溶解气体，在涂料供给通路中的比第1过滤器靠下游侧，以与喷嘴头并排的状态设有使涂料流通的旁通流路，在旁通流路中设有开闭阀，开闭阀基于控制部的控制而开闭，控制部在不从喷嘴头排出涂料的情况下将开闭阀打开，使涂料流入旁通流路，返回流路与涂料供给通路的至少比第2过滤器靠上游侧的部位连接，流经旁通流路的涂料通过经由返回流路再次向涂料供给通路供给，从而涂料至少再次通过第2过滤器。

另外，优选的是，在上述发明的基础上，在第1过滤器的上游侧设有对涂料施加正压的加压机构，在涂料供给通路的比加压机构靠下游侧且在第1过滤器的上游侧设有检测在涂料供给通路中流动的涂料压力的压力传感器，基于压力传感器向控制部发送的检测信号来控制加压机构的工作，以使得加压机构以规定的压力排出涂料。

另外，优选的是，在上述发明的基础上，喷嘴头安装在使该喷嘴头向期望的位置及期望的姿态移动的机械臂的顶端侧，第1过滤器及第2过滤器安装在机械臂的中途部。

另外，优选的是，在上述发明的基础上，第2过滤器具备中空纤维膜，第2过滤器具备密闭的框体，在机械臂上设有与框体的侧面卡合的卡合部。

另外，优选的是，在上述发明的基础上，喷嘴头设有循环路径，其中，在供给至该喷嘴头的涂料未被从喷嘴排出的情况下，该循环路径使涂料返回至返回流路。

发明效果

根据本发明，能够提供能够在涂料换色、涂料填充时防止涂料从喷嘴吸入空气并防止泵的磨损促进，能够进一步良好地从涂料除去溶解气体的涂装机器人。

附图说明

图1是示出本发明一实施方式的涂装机器人的整体构成的概略图。

图2是示出正面观察图1所示的涂装机器人中的、使涂料排出的喷嘴排出面的状态的图。

图3是示出在图1所示的涂装机器人中将多个喷嘴头以锯齿状配置的状态的图。

图4是示出在图1所示的涂装机器人中向各喷嘴供给涂料的概略构成的图。

图5是示出列方向供给流路、喷嘴加压室及列方向排出流路附近的构成的变形例的剖视图。

图6是示出列方向供给流路、喷嘴加压室及列方向排出流路附近的构成的变形例的剖视图。

图7是示出与图2所示的喷嘴头单元不同的其他喷嘴头单元中的喷嘴排出面的构成的俯视图。

图8是示出图1所示的涂装机器人所具备的脱气模块的概略构成的剖视图。

图9是示出图1所示的涂装机器人所具备的涂料供给机构的概略构成的图。

图10是示出图1所示的涂装机器人的喷嘴头中的循环路径的概略构成的图。

图11是示出本发明的变形例的脱气模块的概略构成的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明各实施方式的涂装机器人10。需要说明的是，在以下的说明中，根据需要，X方向设为喷嘴排出面52(喷嘴头53)的长度方向，X1侧设为图2中的右侧、X2侧设为图2中的左侧。另外，Y方向设为喷嘴排出面52(喷嘴头53)的短边方向(宽度方向)，Y1侧设为图2中的纸面上侧、Y2侧设为图2中的纸面下侧。

本实施方式的涂装机器人10针对汽车制造工厂中的处于涂装线的车辆或车辆零部件(以下也将作为车辆的一部分的车辆零部件作为车辆来说明)这样的涂装对象物进行“涂装”，目的为在涂装对象物的表面形成涂膜，以实现其表面的保护、美观。因此，需要每隔规定时间对沿着涂装线移动来的车辆在一定时间内以期望的涂装品质进行涂装。

另外，在本实施方式的涂装机器人10中，不仅能够形成上述涂膜，而且能够针对车辆、车辆零部件这样的涂装对象物形成各种设计、图像。

(1-1.喷射式的车辆用涂装机的整体构成)

图1是示出本发明第1实施方式的涂装机器人10的整体构成的概略图。如图1所示，涂装机器人10的主要构成要素为机器人主体20和喷嘴头单元50。

(1-2.涂装装置主体)

如图1所示，机器人主体20的主要构成要素为基座21、腿部22、旋转轴部23、旋转臂24、第1转动臂25、第2转动臂26、腕关节部27及用于驱动这些部件的未图示的电动机。需要说明的是，从旋转轴部23到腕关节部27的部分与机械臂R1对应，也可以使除了腿部22等以外的部分与机械臂R1对应。

其中的基座21是设置于地板面等设置部位的部分，而该基座21也可以相对于设置部位走行。另外，腿部22是从基座21朝向上部直立设置的部分。需要说明的是，也可以在腿部22与基座21之间设置关节部，使腿部22能够相对于基座21转动。

另外，在腿部22的上端设有旋转轴部23。旋转臂24以旋转自如的状态安装于该旋转轴部23。另外，旋转臂24通过电动机(第1电动机)的驱动而旋转，作为这种电动机，能够使用电动机、气动发动机。

另外，第1转动臂25的一端侧以能够转动的状态安装于旋转臂24。需要说明的是，使第1转动臂25相对于旋转轴部23相对旋转的第2电动机(图示省略)既可以收纳在旋转臂24的壳体内，也可以收纳在第1转动臂25的壳体内。

另外，第2转动臂26的一端侧借助轴部以摆动自如的状态安装在第1转动臂25的另一端侧。使该第2转动臂26相对于第1转动臂25相对旋转的第3电动机(图示省略)既可以收纳在第1转动臂25的壳体内，也可以收纳在第2转动臂26的壳体内。

在此，第2转动臂26设有模块安装部261。模块安装部261是用于安装后述的脱气模块80的部分。需要说明的是，模块安装部261能够通过嵌合固定来安装脱气模块80，也可以采用例如螺丝固定，或利用螺丝等将覆盖脱气模块80的未图示的罩固定于模块安装部261并借助该罩来固定脱气模块80。需要说明的是，模块安装部261与用于安装脱气模块80的卡合部对应。

在第2转动臂26的另一端侧安装有腕关节部27。腕关节部27能够以多个(例如3个)不同朝向的轴部为中心进行旋转运动。由此，能够高精度地控制喷嘴头单元50的朝向。需要说明的是，轴部的数量只要是2个以上，可以是任意数量。

为了使该腕关节部27实现以各轴部为中心的旋转运动而设有电动机(第4电动机～第6电动机；图示省略)。需要说明的是，第4电动机～第6电动机收纳在第2转动臂26的壳体内，也可以收纳在其他部位。

另外，在腕关节部27借助未图示的支架部安装有喷嘴头单元50。即，喷嘴头单元50借助支架部以拆装自如的方式设置于腕关节部27。

需要说明的是，上述的包括旋转轴部23、旋转臂24、第1转动臂25、第2转动臂26、腕关节部27及驱动这些部件的第1电动机～第6电动机的涂装机器人10是能够6轴驱动的机器人。但是，涂装机器人10只要是4轴以上，则可以是以任意数量的轴驱动的机器人。

(1-3.喷嘴头单元)

接下来，说明喷嘴头单元50。在腕关节部27借助未图示的卡夹部安装有喷嘴头单元50。

图2是正面观察喷嘴头单元50中的使涂料排出的喷嘴排出面52的状态的图。如图2所示，在喷嘴排出面52设有多个喷嘴列55，在该喷嘴列55中，喷嘴54在与喷嘴头单元50的宽度方向倾斜的方向上相连。在本实施方式中，该喷嘴列55设有位于主扫描方向(Y方向)的一侧(Y2侧)的第1喷嘴列55A和位于主扫描方向的另一侧的第2喷嘴列55B(Y1侧)。

需要说明的是，在排出涂料的情况下，控制各喷嘴54的驱动时机，以使得从第2喷嘴列55B中的喷嘴54排出的液滴落在从第1喷嘴列55A中的相邻的喷嘴54排出的液滴之间。由此，能够在涂装时提高点密度。

然而，如图2所示，在喷嘴排出面52上存在单一的喷嘴头53。但是，也可以在喷嘴排出面52上存在由多个喷嘴头53构成的头组。在该情况下，作为一例，如图3所示，能够举出使多个喷嘴头53对位并以锯齿状配置的构成，而头组中的喷嘴头53的配置也可以不是锯齿状。

图4是示出向各喷嘴54供给涂料的概略构成的图。图5是示出列方向供给流路58、喷嘴加压室59及列方向排出流路60附近的构成的剖视图。如图4及图5所示，喷嘴头53包括供给侧主流路57、列方向供给流路58、喷嘴加压室59、列方向排出流路60及排出侧主流路61。供给侧主流路57是从后述的涂料供给机构100的涂料供给通路105供给涂料的流路。另外，列方向供给流路58是使得供给侧主流路57内的涂料分流的流路。

另外，喷嘴加压室59经由喷嘴供给流路59a与列方向供给流路58连接。由此，从列方向供给流路58向喷嘴加压室59供给涂料。该喷嘴加压室59对应于喷嘴54的数量设置，能够将内部的涂料使用后述的驱动元件从喷嘴54排出。

另外，喷嘴加压室59经由未图示的喷嘴排出流路与列方向排出流路60连接。因此，未从喷嘴54排出的涂料从喷嘴加压室59内经由喷嘴排出流路59b向列方向排出流路60排出。另外，列方向排出流路60与排出侧主流路61连接。排出侧主流路61是供从各列方向排出流路60排出的涂料合流的流路。该排出侧主流路61与后述的涂料供给机构100的返回流路107连接。

根据这样的构成，从后述的涂料供给机构100的涂料供给通路105供给的涂料经由供给侧主流路57、列方向供给流路58、喷嘴供给流路59a及喷嘴加压室59从喷嘴54排出。另外，未从喷嘴54排出的涂料从喷嘴加压室59经由喷嘴排出流路59b、列方向排出流路60及排出侧主流路61返回至后述的涂料供给机构100的返回流路107。

需要说明的是，在图4所示的构成中，1条列方向排出流路60对应于1条列方向供给流路58配置。但是，也可以使得多条(例如2条)列方向排出流路60对应于1条列方向供给流路58配置。另外，也可以使得1条列方向排出流路60对应于多条列方向供给流路58配置。

另外，如图5所示，在喷嘴加压室59的顶面(与喷嘴54相反侧的面)配置有压电基板62。该压电基板62具备作为压电体的2张压电陶瓷层63a、63b以及公共电极64、独立电极65。压电陶瓷层63a、63b是通过从外部施加电压而能够伸缩的部件。作为这样的压电陶瓷层63a、63b，能够使用具有铁电性的锆钛酸铅(PZT)系、NaNbO3系、BaTiO3系、(BiNa)NbO3系、BiNaNb5O15系等陶瓷材料。

另外，如图5所示，公共电极64配置在压电陶瓷层63a与压电陶瓷层63b之间。另外，在压电基板62的上表面形成有公共电极用的表面电极(未图示)。该公共电极64与公共电极用表面电极经由压电陶瓷层63a中的未图示的贯通导体电连接。另外，独立电极65分别配置在与上述喷嘴加压室59相对的部位。此外，压电陶瓷层63a中的由公共电极64和独立电极65夹入的部分在厚度方向上分极。因此，在对独立电极65施加电压时，压电陶瓷层63a基于压电效应而变形。因此，在对独立电极65施加规定的驱动信号时，压电陶瓷层63b以使喷嘴加压室59的体积减少的方式相对变化，由此排出涂料。

需要说明的是，在图5所示的构成中，公共电极64配置在喷嘴加压室59的顶面，但不限于这样的构成。例如，如图6所示，公共电极64也可以采用配置在喷嘴加压室59的侧面的构成，另外，只要能够良好地将涂料从喷嘴54排出，则可以采用任意构成。

(1-4.喷嘴头单元的其他构成)

接下来，说明喷嘴头单元50的其他构成。图7是示出其他喷嘴头单元50的喷嘴排出面52的构成的俯视图。如图7所示，也可以通过使得多个喷嘴54沿着喷嘴头53的短边方向(宽度方向；Y方向)排列来构成喷嘴列55。需要说明的是，在图7所示的构成中，多个喷嘴54沿着喷嘴头53的短边方向(宽度方向；主扫描方向)排列而构成喷嘴列55，但也可以采用在喷嘴头53的短边方向(宽度方向；主扫描方向)上仅配置一个(单一的)喷嘴54的构成。即，喷嘴列55也可以由1个喷嘴54构成。

另外，在使用图7所示的喷嘴头53对车辆进行涂装的情况下，也可以以喷嘴头53的长度方向相对于喷嘴头53的主扫描方向略微倾斜的状态执行涂装。例如，在图2所示的喷嘴头53的构成中，若喷嘴列55相对于主扫描方向以角度α倾斜，则也可以使喷嘴头53的长度方向相对于喷嘴头53的主扫描方向以角度α倾斜。在像这样倾斜的情况下，仅调整涂料从各喷嘴54排出的排出时机就能够实现与图2所示的喷嘴头53同样的涂装。

(1-5.脱气模块)

接下来，说明脱气模块80的构成。图8是示出脱气模块80的概略构成的剖视图。脱气模块80配置在涂料供给通路的比后述的除去过滤器90靠下游侧，是用于将涂料中溶解的溶解气体除去(脱气)的部件。需要说明的是，脱气模块80与第2过滤器对应。如图8所示，该脱气模块80具有框体81、中空纤维膜束82、流入侧封固部件84及排气侧封固部件85。

其中的框体81是收容有中空纤维膜束82、流入侧封固部件84及排气侧封固部件85的筒状部件。在该框体81的沿着省略图示的中心线的一端侧设有涂料供给口81a，该涂料供给口81a与涂料供给通路105的上游侧连接。另外，在框体81的沿着中心线的另一端侧设有吸引口81b，该吸引口81b经由吸引管路109与后述的真空泵110连接。因此，框体81的内部被减压，通过该减压，从而涂料中溶解的溶解气体被从吸引口81b排出(脱气)。

另外，在框体81的侧面设有涂料排出口81c，该涂料排出口81c与涂料供给通路105的下游侧连接。因此，流入框体81内的涂料从该涂料排出口81c朝向下游侧流动。

中空纤维膜束82是将大量的中空纤维膜83以例如圆筒状捆束而成的部件，其一端侧(涂料流入侧的端部)固定于流入侧封固部件84，且其另一端侧(气体排出侧的端部)固定于排气侧封固部件85。构成该中空纤维膜束82的中空纤维膜83是气体透过而比气体大的分子的液体不透过的中空丝状的膜。需要说明的是，作为中空纤维膜83的材质，例如，能够举出聚丙烯、聚(4-甲基戊烯-1)等聚烯烃系树脂、聚二甲基硅氧烷、其共聚物等硅系树脂、PTFE、偏氟乙烯等氟系树脂。但是，中空纤维膜83的材质并非限定于此，也可以使用其他材质。

另外，作为中空纤维膜83的膜形状，例如能够举出多孔质膜、微多孔膜、不具有多孔质的非多孔膜等，但其膜形状并非限定于此。另外，作为中空纤维膜83的膜形态，例如能够举出膜整体的化学或物理构造均质的对称膜(均质膜)、膜的化学或物理构造根据膜的部分而不同的非对称膜(非均质膜)，但膜形态并非限定于此。需要说明的是，非对称膜(非均质膜)是具有非多孔质的致密层和多孔质的膜。在该情况下，致密层可以形成在膜的表层部分或多孔质膜内部等膜中的任意部位。非均质膜也包含化学构造不同的复合膜、3层构造的多层构造膜。特别是使用聚(4-甲基戊烯-1)树脂的非均质膜具有阻断液体的致密层，因此尤其适合于水以外的液体、例如墨的脱气。另外，在外部灌流型使用的中空丝的情况下，优选致密层形成在中空丝外表面。

需要说明的是，中空纤维膜束82能够使用将多个中空纤维膜83并排而形成为薄片状的中空纤维膜片，能够将中空纤维膜片形成为例如圆筒状。并且，通过将大量直径不同的圆筒状的中空纤维膜片配置在框体81的内部，从而形成图8所示的中空纤维膜束82。需要说明的是，在中空纤维膜束82的中心侧设有供给涂料的中央供给部82a。

另外，流入侧封固部件84使用例如树脂形成。在该流入侧封固部件84的径向的中央设有用于将涂料向中央供给部82a供给的供给孔84a。需要说明的是，形成流入侧封固部件84用的树脂只要能够防止涂料流入到供给孔84a以外，则可以是任意材质。

另外，排气侧封固部件85也与流入侧封固部件84同样地，使用例如树脂形成。但是，排气侧封固部件85与流入侧封固部件84不同，未在其径向的中央形成孔。因此，涂料难以经由排气侧封固部件85向吸引口81b侧流出。

通过这种构成的脱气模块80，从而供给至中央供给部82a的涂料穿过构成中空纤维膜束82的中空纤维膜83之间流向框体81的径向外侧。此时，通过使真空泵110工作以经由吸引口81b使中空纤维膜83的内部减压，从而在涂料从中空纤维膜83之间通过时，通过将涂料中溶解的气体吸入到中空纤维膜束82的内部，从而将溶解气体从涂料中除去(脱气)。像这样脱气后的涂料被从涂料排出口81c向涂料供给通路105的下游侧供给。

需要说明的是，脱气模块80安装于上述第2转动臂26的模块安装部261，但也可以借助进一步覆盖框体81的壳体将脱气模块80安装于模块安装部261。需要说明的是，

(1-6.除去过滤器)

接下来，说明除去过滤器90。在涂料供给通路105的比上述脱气模块80靠上游侧设有除去过滤器90。除去过滤器90将在涂料供给通路105中流动的涂料所包含的异物除去。需要说明的是，除去过滤器90与第1过滤器对应。

在此，通常水性涂料、溶剂系涂料均在其涂料中含有颜料成分，要求除去过滤器90可靠地将粗大异物、颜料凝聚物从这种包含颜料的涂料中除去，从而确保喷嘴头53持续正常工作。另外，就溶剂系涂料而言，其涂料中包含胶状异物的情况很多，此外，涂料中包含规定以上大小的气泡的情况也很多。因此，还要求除去过滤器90将这种胶状异物、气泡除去。

以上的用于除去粗大异物、颜料凝缩物、胶状异物、气泡的除去过滤器90能够从以下构造中适当选择。具体来说，除去过滤器90能够使用例如金属网、树脂性网等网眼状体、多孔质体、穿设有微细的贯通孔的金属板。作为网眼状体，能够使用例如金属网过滤器、使金属纤维例如SUS这样的金属细线成为毡状的构造、压缩烧结的金属烧结过滤器、电铸金属过滤器、电子射线加工金属过滤器、激光束加工金属过滤器等。

需要说明的是，除去过滤器90为了可靠地将整体为一定以上粒径的异物除去而具有高精度的孔径。另外，为了避免涂料中的异物到达喷嘴54，在例如喷嘴54的开口为圆形的情况下，优选上述孔径小于喷嘴54的开口的直径。

需要说明的是，上述除去过滤器90使例如其周缘部利用省略图示的固定壳体等固定机构固定，从而形成为不妨碍涂料通过除去过滤器90的状态。

(1-7.涂料供给机构)

接下来，说明具有上述脱气模块80及除去过滤器90的涂料供给机构100。图9是示出涂料供给机构100的概略构成的图。该涂料供给机构100具有涂料贮存部101、连接通路102、三通阀103、涂料供给通路105、副容器106、返回流路107、供给泵108及压力传感器S1～S8。

涂料贮存部101是贮存涂料的部分，例如与贮存涂料的箱、蓄积涂料的盒等相当。需要说明的是，在图9中，仅示出1个涂料贮存部101，涂料贮存部101的数量可以对应于涂料的颜色种类等涂料种类设置，也可以采用涂料贮存部101借助切换阀与公共流路连接的构成。

另外，涂料贮存部101与三通阀103借助连接通路102连接，该三通阀103与上述连接通路102、涂料供给通路105及返回流路107连接。并且，在涂料消耗量大的涂装时，切换三通阀103的工作，使涂料经由连接通路102从涂料贮存部101流向涂料供给通路105侧。另一方面，在未从喷嘴头53排出涂料的情况下，切换三通阀103，使在喷嘴头53中未排出而返回至返回流路107的涂料流入涂料供给通路105。像这样，即使在涂料未从喷嘴头53排出的情况下，也能够通过使涂料循环来防止涂料中的成分产生沉淀。另外，根据涂料的种类，还存在在涂料流动的情况下能够使粘度下降的情况。

另外，涂料供给通路105是用于从三通阀103朝向喷嘴头53供给涂料的流路，与上述供给侧主流路57连接。

另外，副容器106是用于使涂料在涂料供给机构100中顺畅循环的设置作为缓冲部的部分。即，从涂料贮存部101供给的涂料无法在通过三通阀103后再次返回三通阀103侧。因此，假设通过后述的供给泵108的驱动来供给比来自喷嘴头53的涂料的排出量多的涂料，则存在导致涂料的循环停止等的可能。因而，在涂料供给通路105的中途部配置有作为蓄积涂料的缓冲部的副容器106。由此，即使在副容器106的内部涂料的贮存量变化，也能够使涂料以在循环路径内不发生循环故障的状态从喷嘴头53排出，其中，涂料在该循环路径中从涂料供给通路105经过喷嘴头53而流经返回流路107。

另外，返回流路107与喷嘴头53的排出侧主流路61连接，是用于使喷嘴头53中未排出的涂料返回三通阀103的流路。

另外，供给泵108与涂料供给通路105的中途部分连接，是用于对该涂料供给通路105中流动的涂料施加正压的机构。在此，在涂料供给通路105中，在供给泵108的上游侧配置有压力传感器S1。而且，在涂料供给通路105中，在比供给泵108靠下游侧且比除去过滤器90靠上游侧配置有压力传感器S2。压力传感器S1测定向供给泵108供给涂料的供给压力，并将其测定结果向控制部130发送。另外，压力传感器S2测定从供给泵108排出的涂料的压力，并将其测定结果向控制部130发送。

像这样，通过利用压力传感器S1、S2在供给泵108的上游侧和下游侧测定涂料的压力，从而高精度地对通过供给泵108的工作而向除去过滤器90侧的涂料施加的正压进行调整。因此，通过对除去过滤器90施加规定以上的压力，从而能够防止除去过滤器90损伤或异物通过除去过滤器90。

另外，脱气模块80借助吸引管路109与真空泵110连接。如上所述，真空泵110是用于使脱气模块80的框体81的内部(中空纤维膜83的内部)减压的装置。通过该减压，从而将供给至框体81的内部的涂料中溶解的溶解气体除去(脱气)。需要说明的是，吸引管路109除了与真空泵110连接以外，也与上述框体81的吸引口81b连接。

另外，压力传感器S3测定真空泵110与脱气模块80之间的吸引管路109的压力。

需要说明的是，在涂料供给通路105中，在比脱气模块80靠下游侧且比涂料调节器112靠上游侧配置有压力传感器S4，测定涂料供给通路105的该部分的压力，后述的控制部130基于该压力的测定结果对供给泵108的工作进行反馈控制。即，根据除去过滤器90及脱气模块80的堵塞状况，即使供给泵108工作，压力下降也在比除去过滤器90及脱气模块80靠下游侧变化。因此，控制部130基于压力传感器S2与压力传感器S4的压力差，判定对除去过滤器90和脱气模块80施加何种程度的压力。由此，能够控制供给泵108将适当的压力施加于除去过滤器90及脱气模块80。另外，根据除去过滤器90及脱气模块80的堵塞状况，控制部130播报其更换时期。

需要说明的是，优选涂料供给机构100设有上述的压力传感器S4，但也可以采用省略该压力传感器S4的构成。另外，压力传感器S4既可以设置在喷嘴头单元50侧，也可以设置在第2转动臂26侧(机械臂R1侧)。

另外，在涂料供给通路105中，在比脱气模块80靠下游侧配置有涂料调节器112。涂料调节器112缓和供给泵108中的波动，以恒定的压力供给涂料。该涂料调节器112具有能够对应于控制空气压力、电信号调节开度的开闭阀，通过对该开闭阀的阀开度进行调节，从而控制涂料供给通路105中流动的涂料的压力、排出量。需要说明的是，作为涂料调节器112，能够使用具备例如气动式的开闭阀的涂料调节器，但也可以使用具备电气式或电磁式的开闭阀的构造。需要说明的是，作为开闭阀，能够使用例如比例控制阀，但也可以使用伺服阀。

需要说明的是，压力传感器S5测定涂料调节器112的下游侧且比旁通流路115靠上游侧的涂料供给通路105的压力。

另外，涂料供给通路105在比涂料调节器112靠下游侧与三通阀113连接。该三通阀113与涂料供给通路105的中途部连接，并与旁通流路115连接。因此，在涂装时，涂料供给通路105的比三通阀113靠上游侧和靠下游侧成为开状态，向喷嘴头53供给涂料。另一方面，在未进行涂装的情况下，切换为涂料从涂料供给通路105流向旁通流路115，而不向涂料供给通路105的下游侧(喷嘴头53侧)供给涂料。

另外，旁通流路115是将涂料供给通路105与返回流路107连接的流路。即，旁通流路115以与喷嘴头53并排的状态设置，在未从喷嘴头53排出涂料的情况下，通过切换上述三通阀113的工作，从而涂料流入该旁通流路115。

在该旁通流路115的中途部分设有开闭阀116。通过使该开闭阀116工作打开，从而涂料能够在旁通流路115中流动。

此外，在旁通流路115的比开闭阀116靠下游侧连接有三通阀117，且该三通阀117与返回流路107的上游侧(即、返回流路107的喷嘴头53侧)及下游侧(即、返回流路107的后述吸引泵侧)连接。因此，在进行涂装的情况下，返回流路107的与三通阀117相比的上游侧和下游侧成为开状态，未从喷嘴头53排出的涂料流向返回流路107的下游侧。另一方面，在未进行涂装的情况下，三通阀117切换，以使得在旁通流路115中流动的涂料流向返回流路107的下游侧(吸引泵侧)。

另外，在返回流路107中，在比上述三通阀117靠下游侧配置有涂料调节器119。涂料调节器119缓和吸引泵120中的波动而以恒定的压力吸引涂料。由此，能够在由于吸引泵120中的波动而负压增大时，防止空气被从喷嘴54吸入而使空气混入涂料中。需要说明的是，涂料调节器119与上述涂料调节器112同样地具有能够对应于控制空气压力、电信号来调节开度的开闭阀，通过对该开闭阀的阀开度进行调节，从而控制对返回流路107中流动的涂料施加的负压。需要说明的是，作为涂料调节器119，能够使用具备例如气动式开闭阀的涂料调节器，但也可以使用具备电气式或电磁式的开闭阀的构造。需要说明的是，作为开闭阀，能够使用例如比例控制阀，但也可以使用伺服阀。

需要说明的是，压力传感器S6测定涂料调节器119的上游侧且比三通阀117靠下游侧的返回流路107的压力。

另外，在返回流路107中，在比涂料调节器119靠下游侧连接有吸引泵120，对在该返回流路107中流动的涂料施加负压。需要说明的是，在返回流路107中，在吸引泵120的上游侧配置有压力传感器S7。而且，在返回流路107中，在比吸引泵120靠下游侧且比后述的切换阀121靠上游侧配置有压力传感器S8。压力传感器S7测定送入吸引泵120的涂料的压力(负压)，并将其测定结果向控制部130发送。另外，压力传感器S8测定从吸引泵120排出的涂料的压力，并将其测定结果向控制部130发送。

另外，在返回流路107中，在比吸引泵120靠下游侧配置有切换阀121。该切换阀121也是三通阀，不仅与返回流路107的上游侧及下游侧连接，也与排出路122连接。该切换阀121在通常的状态下为涂料在返回流路107的上游侧和下游侧流动的状态。但是，在例如清洗用的液体从涂料供给通路105经由喷嘴头53或旁通流路115流动至返回流路107的情况下，切换切换阀121的工作，使上述清洗用的液体(废液)经由排出路122排出。

需要说明的是，返回流路107在比切换阀121靠下游侧与上述三通阀103连接。

另外，涂装机器人10设有控制部130。控制部130是控制涂料供给机构100的各种驱动部位的工作的部分。另外，向控制部130输入来自涂料供给机构100的各种传感器的检测信号，控制与各传感器对应的驱动部位的工作。具体来说，如图9所示，向控制部130发送由压力传感器S1～S8测定的压力的测定结果。另外，控制部130对三通阀103、113、117、供给泵108、真空泵110、涂料调节器112、119、开闭阀116、吸引泵120及切换阀121的工作进行控制。需要说明的是，控制部130也可以控制机械臂R1的各驱动部位的工作，也可以利用单独的控制机构控制机械臂R1的各驱动部位的工作。

需要说明的是，控制部130由CPU、存储器(ROM、RAM、非挥发存储器等)、其他要素构成。另外，存储器中存储用于执行期望的控制的程序及数据。

[2.作用]

接下来，以下说明具有上述构成的涂装机器人10的作用。

(2-1.执行车辆涂装的情况)

在执行未图示的车辆的涂装的情况下，在使机械臂R1的各部位工作的同时使喷嘴头53工作。此时，三通阀103切换为从连接通路102向涂料供给通路105供给涂料。由此，涂料贮存部101中蓄积的涂料经由连接通路102、三通阀103流向副容器106，并朝向除去过滤器90流动。

在此，控制部130基于压力传感器S1、S2的测定结果来控制供给泵108的工作。由此，以适当的压力向除去过滤器90供给涂料，通过对除去过滤器90施加规定以上的压力，从而防止除去过滤器90损伤或异物通过除去过滤器90。另外，通过对除去过滤器90施加规定以下的压力，从而能够防止在涂料供给通路105中流动的涂料的流量变缓或在涂料供给通路105中流动的涂料的粘度增加。

另外，通过上述除去过滤器90的涂料被向脱气模块80供给。在此，真空泵110通过控制部130的控制工作，使中空纤维膜83的内部减压。因此，在框体81的内部，在涂料从中空纤维膜83之间通过时，溶解气体被从涂料除去(分离)。并且，完成溶解气体脱气的涂料被向涂料供给通路105的下游侧(涂料调节器112侧)供给。需要说明的是，控制部130基于使用压力传感器S3的涂料压力的测定结果来控制真空泵110的工作。

另外，在涂料调节器112中，在缓和由供给泵108引起的涂料供给的波动的同时，将向喷嘴头53供给的涂料的供给压力、供给量调节为适当。需要说明的是，控制部130基于压力传感器S5中的涂料压力的测定结果来控制涂料调节器112的工作。

在此，在向喷嘴头53供给涂料的情况下，控制部130通过以将涂料向喷嘴头53供给的方式切换三通阀113而向喷嘴头53供给涂料，从而涂料被从喷嘴54排出。需要说明的是，在从喷嘴54排出涂料时，也能够通过以压力传感器S5测定涂料供给通路105中流动的涂料的压力来检测是否正在适当进行从喷嘴54的涂料排出。

需要说明的是，在如上所述将涂料从喷嘴54排出时，开闭阀116变为关闭的状态，三通阀117能够使涂料流向吸引泵120侧。

另一方面，在涂料向喷嘴头53侧供给而未从喷嘴54排出的情况下，涂料在经过喷嘴头53内的供给侧主流路57、列方向供给流路58、列方向排出流路60及排出侧主流路61这样的喷嘴头53内的循环路径C1(参照图10)后流向返回流路107。此时，控制部130使吸引泵120工作并控制涂料调节器119的工作。具体来说，控制部130基于压力传感器S7、S8中的压力测定结果来控制吸引泵120的工作，以将适当的负压施加于返回流路107。

此时，控制部130控制涂料调节器119的工作。在涂料调节器119中，在缓和由吸引泵120引起的涂料供给的波动的同时，将施加于喷嘴头53的负压调节为适当。此时，控制部130基于压力传感器S6中的涂料压力的测定结果来控制涂料调节器119的工作。

需要说明的是，控制部130以使涂料从返回流路107流向涂料供给通路105的方式切换三通阀103，将多余的涂料蓄积在副容器106中。

(2-2.未执行车辆涂装的情况)

接下来，关于未向喷嘴头53侧供给涂料而未执行车辆涂装的情况，说明涂装机器人10的作用。

在未执行车辆涂装的待机状态的情况下，若涂料供给通路105内部的涂料变为不流动的状态，则该涂料中的规定成分沉淀或粘度增加等。因此，即使在待机状态下，也需要使涂料供给通路105内部的涂料持续流动。因此，控制部130与涂装时同样地使供给泵108及涂料调节器112工作，并一边使真空泵110工作以进行涂料的脱气，一边向三通阀113侧供给涂料。

但是，尽管未从喷嘴54排出涂料，在涂料经过图10所示的喷嘴头53侧的循环路径C1被吸引泵120吸引时，也存在空气被从喷嘴54吸入的可能。在该情况下，由于空气进入喷嘴54的内部，从而导致涂料的排出故障。

因而，在本实施方式中，在上述待机状态的情况下，控制部130以使涂料流入旁通流路115的方式切换三通阀113，成为不向喷嘴头53供给涂料的状态。与此同时，控制部130将开闭阀116设为开状态。此外，控制部130以使涂料从旁通流路115流入返回流路107的吸引泵120的方式切换三通阀117。

在上述状态的基础上，控制部130与上述涂装时同样地使吸引泵120工作，并控制涂料调节器119的工作。由此，涂料从旁通流路115经由三通阀117朝向三通阀103而在返回流路107中流动。另外，控制部130切换三通阀103，以使涂料从返回流路107流入涂料供给通路105。因此，多余的涂料蓄积在副容器106中，进一步通过上述供给泵108、涂料调节器112的工作，从而涂料再次朝向三通阀113而在涂料供给通路105中流动。

因此，涂料成为在涂料供给通路105、旁通流路115及返回流路107中循环的状态，每次循环时通过除去过滤器90及脱气模块80。因此，进一步从涂料中除去异物，并进一步促进涂料脱气。

[3.效果]

以上构成的喷射方式的涂装机器人10为通过从喷嘴54排出涂料而对涂装对象物进行涂装用的涂装机器人10，该涂装机器人10包括：喷嘴头53，其具备多个喷嘴54，并且，通过压电基板62的驱动使涂料从喷嘴54排出；涂料供给通路105，其与喷嘴头53的涂料供给侧连接；返回流路107，其与喷嘴头53的涂料排出侧连接，回收未从喷嘴54排出的涂料；除去过滤器90(第1过滤器)，其设置在涂料供给通路105的中途部，用于将涂料内的异物除去；以及脱气模块80(第2过滤器)，其设置在涂料供给通路105的比除去过滤器90(第1过滤器)靠下游侧，用于使溶解气体从涂料中分离。并且，在流路中的与除去过滤器90(第1过滤器)相比的下游侧，以与喷嘴头53并排的状态设有使涂料流通的旁通流路115，在旁通流路115中设有开闭阀116。另外，开闭阀116基于控制部130的控制而开闭，控制部130在不从喷嘴头53排出涂料的情况下将开闭阀116打开，使涂料流入旁通流路115。另外，返回流路107与涂料供给通路105的至少比脱气模块80(第2过滤器)靠上游侧的部位连接，流经旁通流路115的涂料经过返回流路107再次向涂料供给通路105供给，从而涂料至少再次通过脱气模块80(第2过滤器)。

在像这样构成的情况下，在不从喷嘴54排出涂料的情况下，开闭阀116变为开状态，涂料在旁通流路115中流动，并经由返回流路107再次流向涂料供给通路105。然后，涂料再次通过脱气模块80(第2过滤器)。由此，在例如更换涂料贮存部101的种类的换色、向涂料供给机构100内部填充涂料时，能够防止从喷嘴头53的喷嘴54吸入空气。因此，能够防止由于所吸入的空气而成为涂料无法从喷嘴54排出的状态。

另外，在上述的换色、向涂料供给机构100内部填充涂料时，若从喷嘴54吸入空气，则为了除去该空气，供给泵108、吸引泵120的工作时间增长。但是，通过如上所述使涂料以与喷嘴头53并排的方式经由旁通流路115流动，从而能够防止从喷嘴54吸入空气，因此能够缩短供给泵108、吸引泵120的工作时间，能够减少上述供给泵108、吸引泵120的磨损。

另外，通过使得涂料通过脱气模块80(第2过滤器)，从而能够良好地将涂料中溶解的溶解气体除去(脱气)。另外，在涂料供给机构100中，涂料在不经由喷嘴头53而经由脱气模块80(第2过滤器)及旁通流路115的路径中循环，从而能够进一步促进涂料中的溶解气体的除去(脱气)。因此，能够防止由溶解气体引起的空气蓄积在喷嘴54内，防止发生涂料未被从喷嘴54挤出的状态。

另外，在本实施方式中，在除去过滤器90(第1过滤器)的上游侧设有对涂料施加正压的供给泵108(加压机构)，在涂料供给通路105的比供给泵108(加压机构)靠下游侧且在除去过滤器90(第1过滤器)的上游侧设有压力传感器S2，该压力传感器S2检测在涂料供给通路105中流动的涂料的压力。并且，控制部130基于压力传感器S2朝向控制部130发送的检测信号来控制供给泵108(加压机构)的工作，使得供给泵108(加压机构)以规定的压力排出涂料。

通过采用这样的构成，从而通过由控制部130控制使得供给泵108(加压机构)以规定的压力排出涂料，从而能够以适当的压力向除去过滤器90(第1过滤器)及脱气模块80(第2过滤器)供给涂料。由此，能够防止对上述除去过滤器90(第1过滤器)及脱气模块80(第2过滤器)施加过大的压力，能够防止除去过滤器90(第1过滤器)及脱气模块80(第2过滤器)破损、短寿命化。

另外，在本实施方式中，喷嘴头53安装在使该喷嘴头53向期望的位置及期望的姿态移动的机械臂R1的顶端侧，除去过滤器90(第1过滤器)及脱气模块80(第2过滤器)安装在机械臂R1的中途部(第2转动臂26)。

在此，也考虑将除去过滤器90(第1过滤器)及脱气模块80(第2过滤器)与喷嘴头53同样地设置在机械臂R1的顶端侧而非机械臂R1的中途部。但是，在该构成中，喷嘴头53侧的重量增大。也就是说，由于机械臂R1的顶端侧的重量增大，相应地需要机械臂R1的强度方面等的对策。与此相对，在本实施方式中，除去过滤器90(第1过滤器)及脱气模块80(第2过滤器)安装在机械臂R1的中途部，从而与将其安装于机械臂R1的顶端侧的情况比较，无需采取强度方面等的对策。另外，能够提高机械臂R1的运动性能。

另外，在本实施方式中，脱气模块80(第2过滤器)具备中空纤维膜83，脱气模块80(第2过滤器)收纳在密闭的框体81内，脱气模块80(第2过滤器)具备密闭的框体81，在机械臂R1上设有与框体81的侧面卡合的模块安装部261(卡合部)。

通过采用这样的构成，从而能够容易地使1个封装化的脱气模块80(第2过滤器)卡合于模块安装部261(卡合部)，能够减少脱气模块80(第2过滤器)向模块安装部261安装的劳动力。

另外，在本实施方式中，在喷嘴头53设有循环路径C1，在供给至该喷嘴头53的涂料未从喷嘴54排出的情况下，该循环路径C1使涂料返回至返回流路107。

像这样，除了以与喷嘴头53并排的状态配置的旁通流路115以外，通过在喷嘴头53中设置循环路径C1，从而即使在涂装时涂料未从喷嘴54排出的情况下，也能够防止涂料沉淀。

[4.变形例]

以上对本发明的一实施方式进行了说明，本发明除了上述实施方式以外，能够进行多种变形。以下说明变形例。

在上述实施方式中，说明图9所示的涂料供给机构100。但是，涂料供给机构100不限于图9所示的构成。涂装机器人10是另一涂料供给机构100的一例。也可以使用图11所示的涂料供给机构100。在图11所示的构成中，与图9所示的构成不同，未设有连接通路102、三通阀103及副容器106。另外，涂料供给通路105及返回流路107与涂料贮存部101连接。因此，经由喷嘴头53或旁通流路115在返回流路107中流动的涂料成为返回涂料贮存部101的状态。即，涂料能够经由涂料贮存部101循环。

另外，在上述实施方式中，关于与第2过滤器对应的脱气模块80在图8中示出外部灌流方式。但是，脱气模块也可以是采用内部灌流方式的构成。

另外，在上述实施方式中，在涂料供给机构100的返回流路107设有涂料调节器119、压力传感器S6。但是，也可以采用省略涂料调节器119、压力传感器S6等的构成。

另外，在上述实施方式中，脱气模块80采用安装于机械臂R1的中途部的构成。但是，脱气模块80也可以安装在机械臂R1以外的部位。例如，既可以在基座21侧、腿部22侧安装有脱气模块80，也可以在供涂装机器人10设置的设置面配置有脱气模块80。

附图标记说明

10…涂装机器人、20…机器人主体、21…基座、22…腿部、23…旋转轴部、24…旋转臂、25…第1转动臂、26…第2转动臂、27…腕关节部、30…卡夹部、40…涂料供给部、50…喷嘴头单元、51…头罩、52…喷嘴排出面、52a…侧面、53…喷嘴头、53a…侧面、53b…顶面、54…喷嘴、54A…喷嘴、54B…喷嘴、55…喷嘴列、55A…第1喷嘴列、55B…第2喷嘴列、57…供给侧主流路、58…列方向供给流路、59…喷嘴加压室、59a…喷嘴供给流路、59b…喷嘴排出流路、60…列方向排出流路、61…排出侧主流路、62…压电基板、63a…压电陶瓷层、63b…压电陶瓷层、64…公共电极、65…独立电极、70…防爆壳体、71…筒状部、72…鼓出部、72a…鼓出外周壁、73…フロント罩、74…气体导入口、75…气体排出口、76…顶面、81…气体供给接头(与气体供给机构对应)、82…气体控制阀(与气体排出机构对应)、83…加压用管路、84…加压机构、90…散热板(与散热机构对应)、100…温度传感器(与温度测定机构对应)、110…断路器(与电力阻断机构对应)、120…电力供给电路(与电力供给机构对应)、130…主控制部、140…头控制部、150…阀控制部(与控制机构对应)、160…加压机构控制部、170…驱动部、200…车辆、P1…内部空间、R1…机械臂、S1～S8…压力传感器

Claims (3)

1.一种涂装机器人，其用于通过从喷嘴排出涂料来对涂装对象物进行涂装，所述涂装机器人的特征在于，包括：

喷嘴头，其具备多个所述喷嘴，并且，通过压电基板的驱动从所述喷嘴排出所述涂料；

涂料供给通路，其与所述喷嘴头的涂料供给侧连接；

返回流路，其与所述喷嘴头的涂料排出侧连接，回收未从所述喷嘴排出的所述涂料；

第1过滤器，其设置于所述涂料供给通路的中途部，用于将所述涂料内的异物除去；以及

第2过滤器，其与所述第1过滤器相比设置在所述涂料供给通路的下游侧，用于从所述涂料中分离溶解气体，

所述喷嘴头安装在使该喷嘴头向期望的位置及期望的姿态移动的机械臂的顶端侧，

所述第1过滤器及所述第2过滤器安装在所述机械臂的中途部，

在所述涂料供给通路的与所述第1过滤器相比的下游侧，以与所述喷嘴头并排的状态设有使所述涂料流通的旁通流路，

在所述旁通流路中设有开闭阀，

所述开闭阀基于控制部的控制而开闭，

所述控制部在不从所述喷嘴头排出所述涂料的情况下，将所述开闭阀打开，使所述涂料流入所述旁通流路，

所述返回流路与所述涂料供给通路的至少比所述第2过滤器靠上游侧的部位连接，

流经所述旁通流路的所述涂料经所述返回流路再次向所述涂料供给通路供给，从而所述涂料至少再次通过所述第2过滤器，

所述第2过滤器具备密闭的框体和中空纤维膜，

在所述机械臂上设有与所述框体的侧面卡合的卡合部，所述第2过滤器安装于所述卡合部，

在所述涂料供给通路的比所述第2过滤器靠下游侧且在比所述旁通流路靠上游侧安装有涂料调节器。

2.根据权利要求1所述的涂装机器人，其特征在于，

在所述第1过滤器的上游侧设有对所述涂料施加正压的加压机构，

在所述涂料供给通路的比所述加压机构靠下游侧且在所述第1过滤器的上游侧设有压力传感器，该压力传感器检测在所述涂料供给通路中流动的所述涂料压力，

基于所述压力传感器朝向所述控制部发送的检测信号来控制所述加压机构的工作，以使得所述加压机构以规定的压力排出所述涂料。

3.根据权利要求1或2所述的涂装机器人，其特征在于，

所述喷嘴头设有循环路径，在供给至该喷嘴头的所述涂料未从所述喷嘴排出的情况下，所述循环路径使所述涂料返回所述返回流路。