JP2024077446A - 塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラム - Google Patents

塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP2024077446A
JP2024077446A JP2022189549A JP2022189549A JP2024077446A JP 2024077446 A JP2024077446 A JP 2024077446A JP 2022189549 A JP2022189549 A JP 2022189549A JP 2022189549 A JP2022189549 A JP 2022189549A JP 2024077446 A JP2024077446 A JP 2024077446A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
head
liquid
detection unit
relative
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022189549A
Other languages
English (en)
Inventor
大輔 徳永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2022189549A priority Critical patent/JP2024077446A/ja
Priority to PCT/IB2023/060893 priority patent/WO2024115985A1/en
Publication of JP2024077446A publication Critical patent/JP2024077446A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/12—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus
    • B05B12/122—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus responsive to presence or shape of target
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0431—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with spray heads moved by robots or articulated arms, e.g. for applying liquid or other fluent material to 3D-surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0075—Manipulators for painting or coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B25J19/023—Optical sensing devices including video camera means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3033—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head
    • B05B1/304—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve
    • B05B1/3046—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve the valve element, e.g. a needle, co-operating with a valve seat located downstream of the valve element and its actuating means, generally in the proximity of the outlet orifice
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • B05B15/58—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter preventing deposits, drying-out or blockage by recirculating the fluid to be sprayed from upstream of the discharge opening back to the supplying means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2203/00—Embodiments of or processes related to the control of the printing process
    • B41J2203/01—Inspecting a printed medium or a medium to be printed using a sensing device
    • B41J2203/011—Inspecting the shape or condition, e.g. wrinkled or warped, of a medium to be printed before printing on it

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)

Abstract

Figure 2024077446000001
【課題】対象物とノズルとを三次元的に位置合わせ可能な塗装装置を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様に係る塗装装置は、ノズルから対象物に液体を吐出するヘッドと、前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報を出力する検出部と、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させる移動機構と、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、に基づいて、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記移動機構の動作と、を制御する制御部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラムに関する。
従来、ノズルから吐出した液体により対象物を塗装する液体吐出方式の塗装装置が知られている。
また、ロボットアーム先端に取り付けられた塗装用のベルと車両ボディとの距離を一定にして塗装するために、ロボットアーム先端に取り付けられた距離センサを用い、車両ボディの搬入位置における形状に応じて、オフラインティーチングの走査経路データを補正する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
液体吐出方式の塗装装置では、対象物とノズルとの三次元的な位置合わせが求められる。
本発明は、対象物とノズルとを三次元的に位置合わせ可能な塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る塗装装置は、ノズルから対象物に液体を吐出するヘッドと、前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報を出力する検出部と、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させる移動機構と、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、に基づいて、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記移動機構の動作と、を制御する制御部と、を有する。
本発明によれば、対象物とノズルとを三次元的に位置合わせ可能な塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラムを提供できる。
実施形態に係る塗装装置の構成例の図である。 図１の塗装装置の構成例のブロック図である。 図１の塗装装置が備える供給機構の構成例の図である。 図１の塗装装置が備えるヘッドの構成例の斜視図である。 図４の平面Ｓ１により切断したヘッドの断面図である。 第１実施形態に係る制御部の機能構成例のブロック図である。 図１の塗装装置による塗装動作例のフロー図である。 第１実施形態に係る制御部による対象物の位置および傾きずれの検出処理例のフローチャートである。 実施形態に係る特徴点の一例を説明する図である。 図９における領域Xの拡大図である。 図９における領域XIの拡大図である。 図９における領域XIIの拡大図である。 図９における領域XIIIの拡大図である。 実施形態に係る特徴点の座標処理方法例を説明する図である。 実施形態に係る相対移動経路情報の補正結果例を説明する図である。 相対移動経路情報例を示す図である。 補正経路情報例を示す図である。 第２実施形態に係る制御部の機能構成例のブロック図である。 第２実施形態に係る制御部による対象物のルーフ部に対するルーフサイド部の傾き量の検出処理例を示すフローチャートである。 ルーフ部の後部におけるルーフモール溝の一例を説明する図である。 図２０における領域XXIの拡大図である。 図２１におけるXXII－XXII線の断面図である。 ルーフ部の前部におけるルーフモール溝の一例を説明する図である。 ルーフサイド部における相対移動経路情報例を説明する図である。 ルーフサイド部における補正経路情報例を説明する図である。
本発明の実施形態に係る塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラムについて図面を参照しながら詳細に説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラムを例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。
［実施形態］
＜塗装装置１００の構成例＞
図１および図２を参照して、実施形態に係る塗装装置１００の構成について説明する。図１は、塗装装置１００の構成の一例を示す図である。図２は、塗装装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、塗装装置１００は、液体吐出方式によって吐出した液体を対象物２００に塗布する。対象物２００に塗布された液体は、乾燥後に対象物２００に固着する。塗装装置１００による液体吐出方式は、例えば連続吐出方式である。連続吐出方式には、弁体の動作を制御することによりノズルを開閉させて吐出制御するバルブ方式や、ノズルから連続的に吐出したインク粒を帯電させ、偏向電極で曲げて印字面に吹き付けるコンティニュアス方式等が含まれる。
対象物２００には、車両、航空機、船舶等のボディが挙げられる。車両には、自動車、トラック、電車等が含まれる。本明細書では、対象物２００が車両である場合を一例として説明する。
対象物２００において液体が塗布される面である被塗布面は、非浸透性を有する。非浸透性とは、被塗布面に塗布された液体が内部に浸透していかない性質をいう。塗装装置１００は、対象物２００に液体を塗布することにより、非浸透性を有する対象物２００の被塗布面を塗装することができる。但し、対象物２００における被塗布面は非浸透性を有する面に限らず、浸透性を有する面であってもよい。また被塗布面は、平面に限らず曲面であってもよい。
図１および図２に示すように、塗装装置１００は、４つのヘッド１１と、４つの検出部１２と、４つのロボットアーム１３と、供給機構１４と、維持機構１５と、制御部２０と、を有する。塗装装置１００は、制御部２０の制御下において、予め定められた対象物２００の形状データと、４つの検出部１２それぞれから出力された３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、に基づき、４つのヘッド１１を保持するロボットアーム１３を駆動させる。塗装装置１００は、４つのロボットアーム１３の駆動により、４つのヘッド１１と対象物２００との相対位置および相対傾きを変化させ、４つのヘッド１１のそれぞれから対象物２００に液体を吐出する。塗装装置１００は、４つのヘッド１１から吐出した液体を対象物２００に塗布することにより、対象物２００を塗装することができる。
４つのヘッド１１は、ヘッド１１－１と、ヘッド１１－２と、ヘッド１１－３と、ヘッド１１－４と、を含む。４つのヘッド１１それぞれの構成は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。本明細書では、４つのヘッド１１の構成は同じであるとする。塗装装置１００が有するヘッド１１の個数は、４つに限定されず、対象物２００の大きさ、形状等に応じて適宜変更可能である。
４つのヘッド１１のそれぞれは、ノズルから対象物２００に液体を吐出する。例えば、ヘッド１１は、液体を吐出するノズルが複数形成されたノズル面を含み、ノズル面が対象物２００の被塗布面に向き合うように配置される。４つのヘッド１１は、複数のノズルのそれぞれから吐出した液体を対象物２００に塗布する。なお、ヘッド１１の構成については、図４および図５も参照して別途詳述する。
４つのヘッド１１のそれぞれは、対象物２００における相互に異なる領域に液体を吐出してもよい。４つのヘッド１１のそれぞれから吐出される液体は、一部が重複する領域に吐出されてもよい。４つのヘッド１１のそれぞれが、対象物２００における相互に異なる領域に液体を吐出することにより、対象物２００のサイズが大きい場合にも短時間で塗装を行うことができる。
４つの検出部１２は、検出部１２－１と、検出部１２－２と、検出部１２－３と、検出部１２－４と、を含む。４つの検出部１２それぞれの構成は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。本明細書では、４つの検出部１２の構成は同じであるとする。塗装装置１００が有する検出部１２の個数は、４つに限定されず、ヘッド１１の数等に応じて適宜変更可能である。
４つの検出部１２のそれぞれは、対象物２００における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報である特徴点情報を出力する。４つの検出部１２のそれぞれは、例えばステレオカメラを含む。ステレオカメラは、複数のカメラを有し、複数のカメラのそれぞれによる撮影画像間での視差に基づき、三角測量方式によって対象物２００の距離画像を取得する。ステレオカメラは、特徴点情報として該距離画像を制御部２０に出力する。なお、距離画像とは、画像を構成する複数の画素それぞれに距離情報が含まれる画像をいう。塗装装置１００は、検出部１２がステレオカメラを含むことで、簡単な構成により、対象物２００の特徴点情報を取得できる。但し、検出部１２は、ステレオカメラを含む構成に限定されず、対象物２００の特徴点情報を取得して出力できれば、ステレオカメラ以外の構成を用いてもよい。
４つの検出部１２のそれぞれは、対象物２００における相互に異なる領域から特徴点情報を取得して出力してもよい。例えば、４つの検出部１２のそれぞれに含まれるステレオカメラは、対象物２００における相互に異なる領域の距離画像を取得し、特徴点情報として出力できる。４つの検出部１２のそれぞれから出力される特徴点情報は、一部が重複するものであってもよい。４つの検出部１２のそれぞれが、対象物２００における相互に異なる領域から特徴点情報を取得することにより、対象物２００のサイズが大きい場合にも短時間で特徴点情報を取得できる。
４つのロボットアーム１３は、ロボットアーム１３－１と、ロボットアーム１３－２と、ロボットアーム１３－３と、ロボットアーム１３－４と、を含む。４つのロボットアーム１３のそれぞれの構成は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。本明細書では、４つのロボットアーム１３の構成は同じであるとする。塗装装置１００が有するロボットアーム１３の個数は、４つに限定されず、ヘッド１１の数等に応じて適宜変更可能である。
４つのロボットアーム１３は、ヘッド１１を対象物２００に対して相対移動させる移動機構の一例である。４つのロボットアーム１３のそれぞれは、対象物２００の近傍に配置される。ここでは、４つのロボットアーム１３は、対象物２００の周囲に配置され、それぞれがヘッド１１および検出部１２を保持し、ヘッド１１および検出部１２のそれぞれを対象物２００に対して相対移動させる。なお、移動機構は、ヘッド１１を対象物２００に対して相対移動させることができれば、ロボットアーム１３に限定されず、複数の直動ステージの組合せ等により構成されてもよい。
図２において、供給機構１４は、４つのヘッド１１のそれぞれに液体を供給する。供給機構１４の構成については、図３も参照して別途詳述する。
維持機構１５は、４つのヘッド１１のそれぞれによる液体の吐出状態を維持する。維持機構１５は、４つのヘッド１１それぞれのノズル面を払拭するワイパー、４つのヘッド１１それぞれの内部から液体を吸引する吸引ポンプ等を含む。維持機構１５は、ワイパー、吸引ポンプ等を用いて、ノズル面に付着した増粘液体や異物、あるいはヘッド１１の内部に存在する増粘液体や異物等を除去する。維持機構１５は、増粘液体や異物等を除去することにより、４つのヘッド１１それぞれにおける不吐出、吐出曲がり、吐出速度変動等の吐出異常を低減し、４つのヘッド１１それぞれの吐出状態を正常状態に維持することができる。
図１および図２において、制御部２０は、予め定められた対象物２００の形状データと、検出部１２から出力された特徴点情報と、に基づいて、ヘッド１１による液体の吐出と、ロボットアーム１３の動作と、を制御する。
例えば、制御部２０は、予め定められた対象物２００の形状データと、検出部１２から出力された特徴点情報と、から得られる対象物２００とヘッド１１に含まれるノズルとの相対位置および相対傾きに関する情報に基づいて、ヘッド１１を対象物２００に対して相対移動させる。ここでは、制御部２０は、４つのロボットアーム１３の動作を制御することにより、４つのロボットアーム１３により保持された４つのヘッド１１および４つの検出部１２を対象物２００に対して相対移動させることができる。
制御部２０は、例えば電気基板上に実装されたプロセッサまたは電気回路等により構成される。制御部２０は、４つのヘッド１１、４つの検出部１２および４つのロボットアーム１３のそれぞれに対し、有線または無線により通信可能に接続されている。制御部２０は、４つの検出部１２から検出信号を受信し、４つのヘッド１１および４つのロボットアーム１３に制御信号を送信できる。制御部２０が実装された電気基板の配置位置は任意であり、該電気基板はヘッド１１等に対して遠隔した位置に配置されてもよい。
図２に示すように、制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）／ＳＳＤ（Solid State Drive）３４と、機器接続Ｉ／Ｆ（Interface）３５と、通信Ｉ／Ｆ３６と、を有する。これらは、システムバスＳを介して相互に電気的に接続している。
ＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３３を作業領域として使用し、ＲＯＭ３２に格納されているプログラムに規定された処理を実行することにより、制御部２０全体の動作を制御する。
ＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３１への記録動作等の制御を実行するためのプログラムおよびその他の固定データを格納する不揮発性のメモリである。
ＲＡＭ３３は、ヘッド１１による液体吐出、ロボットアーム１３の駆動等において用いられる各種データ、検出部１２による検出結果等を一時格納する揮発性のメモリである。
ＨＤＤ／ＳＳＤ３４は、対象物２００の形状データや、対象物２００に描く絵柄および文字等の画像データ等を一時格納する揮発性のメモリである。
機器接続Ｉ／Ｆ３５は、ヘッド１１、検出部１２、ロボットアーム１３、供給機構１４および維持機構１５のそれぞれに通信可能に接続するためのインターフェースである。
通信Ｉ／Ｆ３６は、ホストＰＣ（Personal Computer）等の外部装置と制御部２０とを通信可能に接続するためのインターフェースである。
塗装装置１００は、上記以外に、塗装装置１００による液体の塗布条件等の設定画面等を表示する表示部、塗装装置１００の操作を受け付けるタッチパネル、キーボード、マウス等の操作入力装置である操作部等を有してもよい。
＜供給機構１４の構成例＞
図３は、供給機構１４の構成の一例を示す図である。
４つのヘッド１１のそれぞれは、イエロー（Ｙ）の液体を吐出するヘッド１１Ｙと、マゼンタ（Ｍ）の液体を吐出するヘッド１１Ｍと、シアン（Ｃ）の液体を吐出するヘッド１１Ｃと、ブラック（Ｋ）の液体を吐出するヘッド１１Ｋと、を含む。
ヘッド１１は、上記各色の液体を吐出するヘッドの他、オーバーコート液体を吐出するヘッドおよびプライマ液体またはホワイト液体を吐出するヘッド等の他の液体を吐出するヘッドをさらに有してもよい。供給機構１４は、ヘッド１１に各色の液体を供給できる。
供給機構１４は、ヘッド１１から吐出される各色の液体３２５を収容した密閉容器としての液体タンク３３０を含む。液体タンク３３０とヘッド１１の注入口（供給ポート）とは、それぞれチューブ３３３を介して液体が流通可能に接続している。
一方、液体タンク３３０は、エアーレギュレータ３３２を含むパイプ３３１を介してコンプレッサ２３０に接続しており、コンプレッサ２３０は加圧空気を供給する。これにより、加圧された各色の液体３２５はヘッド１１の注入口へ供給され、塗装装置１００はヘッド１１のノズルから液体３２５を吐出する。
＜ヘッド１１の構成例＞
図４および図５は、ヘッド１１の構成の一例を示す図である。図４は斜視図、図５は図４の平面Ｓ１により切断したヘッド１１の断面図である。
図４および図５に示すように、ヘッド１１は、ハウジング１１０内に１列または複数列に並べて配置した複数の吐出モジュール３４０を有する。
ヘッド１１は、供給ポート１１１および回収ポート１１２を有し、供給ポート１１１は吐出モジュール３４０に対して外部から加圧した液体を供給し、回収ポート１１２は吐出しなかった液体を外部に排出する。また、ハウジング１１０はコネクタ１１３を有する。
図５に示すように、吐出モジュール３４０は、液体を吐出するノズル３１１を備えたノズル板３２１と、ノズル３１１が連通し、加圧した液体を供給する流路３２２と、ノズル３１１を開閉するニードル状の弁体を駆動する圧電素子３２４と、を有する。
ノズル板３２１はハウジング１１０と接合している。流路３２２はハウジング１１０に設けた複数の吐出モジュール３４０に共通の流路である。塗装装置１００は、流路３２２を通して供給ポート１１１から加圧液体を供給し、回収ポート１１２から液体を排出する。なお、対象物２００に対して液体を吐出している期間は、ノズル３１１からの液体の吐出効率を低下させないようにするため、回収ポート１１２からの液体の排出を一時的に行わなくてもよい。
＜制御部２０の機能構成例＞
図６は、制御部２０の機能構成の一例を示すブロック図である。制御部２０は、入力部２１と、取得部２２と、生成部２３と、補正部２４と、吐出制御部２５と、供給制御部２６と、維持制御部２７と、移動制御部２８と、出力部２９と、を有する。
入力部２１および出力部２９の各機能は、図２の機器接続Ｉ／Ｆ３５および通信Ｉ／Ｆ３６等により実現される。
取得部２２、生成部２３、補正部２４、吐出制御部２５、供給制御部２６、維持制御部２７および移動制御部２８の各機能は、ＣＰＵ３１がＲＯＭ３２に格納されているプログラムをＲＡＭ３３に展開し、該プログラムに規定された処理を実行すること等により実現される。
なお、ヘッド１１等の制御部２０以外の構成部が、制御部２０が有する各機能の少なくとも一部を有してもよい。また制御部２０が有する各機能の少なくとも一部は、制御部２０と制御部２０以外の構成部との分散処理により実現されてもよい。
入力部２１は、外部装置との間で通信を制御することにより、外部装置から対象物２００の形状データＤ、および対象物２００を示す情報である対象物情報Ｋ１を入力する。また、入力部２１は、検出部１２との間で通信を制御することにより、検出部１２から特徴点情報Ｅを入力する。
取得部２２は、入力部２１を介して外部装置から入力した対象物情報Ｋ１に基づき、対象物２００に塗装する液体の色に関する情報である塗装色情報Ｋ２を取得する。例えば、取得部２２は、予め作成され、図２のＨＤＤ／ＳＳＤ３４等に格納された対象物情報Ｋ１と塗装色情報Ｋ２との対応関係を示すテーブルを参照して、塗装色情報Ｋ２を取得する。取得部２２は、取得した塗装色情報Ｋ２を供給制御部２６に出力する。
生成部２３は、入力部２１を介して外部装置から入力した対象物２００の形状データＤに基づいて、ロボットアーム１３がヘッド１１を対象物２００に対して相対移動させるための相対移動経路に関する情報である相対移動経路情報Ｔ１を生成する。形状データＤは、例えば、対象物２００の寸法および配置の情報を含む対象物２００の設計ＣＡＤ（Computer Aided Design）データである。生成部２３は、生成した相対移動経路情報Ｔ１を補正部２４に出力する。
相対移動経路は、ヘッド１１が対象物２００に対して相対位置を変化させながら対象物２００上を通る経路を意味する。ヘッド１１は、対象物２００に対する相対位置ごとでの対象物２００の形状に応じて、対象物２００に対する相対傾きを変化させてもよい。ヘッド１１が対象物２００に対する相対傾きを変化させる場合には、相対移動経路は、ヘッド１１が対象物２００に対して相対位置および相対傾きを変化させながら対象物２００上を通る経路を意味する。
補正部２４は、入力部２１を介して複数の検出部１２のそれぞれから入力した特徴点情報Ｅに基づいて、生成部２３により生成された相対移動経路情報Ｔ１を補正する。補正部２４は、補正後の相対移動経路に関する情報である補正経路情報Ｔ２を移動制御部２８に出力する。この特徴点情報Ｅについては、図９～図１４も参照して別途詳述する。また補正経路情報Ｔ２については、図１５～図１７も参照して別途詳述する。
例えば、塗装装置１００により対象物２００に塗装を行う位置まで、対象物２００が搬送されてきて、停止した状態で塗装が行われる場合に、搬送されてきた対象物２００ごとに、搬送されてきた対象物２００の位置および傾きが、コンベア等の搬送装置の搬送誤差等に応じて変動する場合がある。対象物２００の位置や傾きが変動すると、相対移動経路情報Ｔ１に基づいてヘッド１１を対象物２００に対して移動させた場合に、ヘッド１１に含まれるノズルと対象物２００との相対位置および相対傾きに、形状データＤに対するずれが生じ、塗装抜けや塗装ムラ等が生じる場合がある。塗装抜けとは、対象物２００上の塗装されるべき箇所が塗装されないことをいう。塗装ムラとは、塗膜の膜厚が不均一になったり、塗装色の色味または濃度等が不均一になったりすることをいう。
補正部２４は、特徴点情報Ｅに基づいて、搬送されてきた対象物２００の位置および傾きの形状データＤに対する三次元的なずれを検出する。対象物２００の位置および傾きの形状データＤに対する三次元的なずれは、対象物２００の位置および傾きに関する情報に対応する。
補正部２４は、対象物２００の位置および傾きの形状データＤに対する三次元的なずれの検出結果に応じて、相対移動経路情報Ｔ１を補正して補正経路情報Ｔ２を取得する。補正部２４は、取得した補正経路情報Ｔ２を移動制御部２８に出力する。塗装装置１００は、補経路情報Ｔ２に従って、対象物２００に対してヘッド１１を相対移動させる。これにより、塗装装置１００は、対象物２００とヘッド１１におけるノズルとを三次元的に位置合わせし、塗装を行うことができる。
吐出制御部２５は、出力部２９を介して吐出制御信号Ｃ１を出力することにより、複数のヘッド１１からの液体の吐出を制御する。吐出制御部２５は、例えば複数のヘッド１１のそれぞれが有する複数のノズルのうち、液体を吐出するノズルの選択、該ノズルから液体を吐出するタイミング、該ノズルから吐出する液体の量、吐出周波数等を制御できる。また、吐出制御部２５は、補正経路情報Ｔ２に基づき、上記の液体を吐出するノズルの選択、該ノズルから液体を吐出するタイミング等を制御できる。
供給制御部２６は、出力部２９を介して供給制御信号Ｃ２を出力することにより、供給機構１４から複数のヘッド１１への液体の供給を制御する。供給制御部２６は、例えば複数のヘッド１１に供給する液体の色の選択、供給するタイミング、供給量等を制御できる。
維持制御部２７は、出力部２９を介して維持制御信号Ｃ３を出力することにより、維持機構１５から複数のヘッド１１からの液体の吐出状態を維持する。維持制御部２７は、例えば複数のヘッド１１のうち、維持対象とするヘッドの選択、維持動作のタイミング等を制御できる。
移動制御部２８は、補正経路情報Ｔ２に基づいて、出力部２９を介して移動制御信号Ｃ４を出力することにより、複数のロボットアーム１３による複数のヘッド１１それぞれの対象物２００に対する相対移動を制御する。移動制御部２８は、例えば、ロボットアーム１３によるヘッド１１の移動方向、移動速度、移動加速度等を制御する。また、ここでは、移動制御部２８は、対象物２００に対する複数のヘッド１１それぞれの相対位置および相対傾きが変化するように制御する。
出力部２９は、ヘッド１１との間で通信を制御することにより、吐出制御信号Ｃ１をヘッド１１に出力する。また出力部２９は、ロボットアーム１３との間で通信を制御することにより、移動制御信号Ｃ４をロボットアーム１３に出力する。また出力部２９は、供給機構１４との間で通信を制御することにより、供給制御信号Ｃ２を供給機構１４に出力する。また出力部２９は、維持機構１５との間で通信を制御することにより、維持制御信号Ｃ３を維持機構１５に出力する。
上記の出力部２９は、予め定められた対象物２００の形状データＤと、検出部１２から出力された対象物２００における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、を取得すると、ヘッド１１の対象物２００に対する相対移動経路に関する情報を出力する出力部に対応する。出力部２９を有する制御部２０は、実施形態に係る情報処理装置に対応する。
＜塗装装置１００の動作例＞
（塗装動作例）
図７は、塗装装置１００による塗装動作の一例を示すフローチャートである。塗装装置１００は、対象物２００が塗装装置１００による塗装位置で停止したことを契機として、図７の動作を開始する。対象物２００が塗装位置で停止したか否かは、対象物２００を搬送するコンベア等からの信号に基づいて検知できる。
まず、ステップＳ７１において、塗装装置１００は、取得部２２により、入力部２１を介して外部装置から入力した対象物情報Ｋ１に基づき、対象物２００に塗装する液体の色に関する情報である塗装色情報Ｋ２を取得する。取得部２２は、取得した塗装色情報Ｋ２を供給制御部２６に出力する。
続いて、ステップＳ７２において、塗装装置１００は、供給制御部２６により、供給機構１４の動作を制御し、塗装色情報Ｋ２に対応する色の液体を４つのヘッド１１のそれぞれに供給する。なお、吐出する液体の色が複数のヘッドごとで異なる場合には、塗装装置１００は、塗装色情報Ｋ２に対応する色の液体を吐出するヘッドのみに該液体を供給してもよい。また、塗装装置１００が複数の色で塗装を行う場合には、塗装装置１００は、４つのヘッド１１ごとに異なる色の液体を供給してもよい。
続いて、ステップＳ７３において、塗装装置１００は、維持制御部２７により、維持機構１５の動作を制御し、塗装色情報Ｋ２に対応する色の液体を吐出する４つのヘッド１１に対して維持動作を実行する。なお、吐出する液体の色が複数のヘッドごとで異なる場合には、塗装装置１００は、塗装色情報Ｋ２に対応する色の液体を吐出するヘッドのみに対して維持動作を実行してもよい。
続いて、ステップＳ７４において、塗装装置１００は、生成部２３により、入力部２１を介して外部装置から入力した対象物２００の形状データＤに基づいて、相対移動経路情報Ｔ１を生成する。生成部２３は、生成した相対移動経路情報Ｔ１を補正部２４に出力する。
続いて、ステップＳ７５において、塗装装置１００は、補正部２４により、入力部２１を介して複数の検出部１２のそれぞれから入力した特徴点情報Ｅに基づいて、搬送されてきた対象物２００の位置および傾きの形状データＤに対する三次元的なずれを検出する。
続いて、ステップＳ７６において、塗装装置１００は、補正部２４により、対象物２００の位置および傾きの形状データＤに対する三次元的なずれの検出結果に応じて、相対移動経路情報Ｔ１を補正し、補正経路情報Ｔ２を取得する。補正部２４は、取得した補正経路情報Ｔ２を移動制御部２８に出力する。
続いて、ステップＳ７７において、塗装装置１００は、移動制御部２８により、４つのロボットアーム１３の動作を制御し、対象物２００に対する複数のヘッド１１それぞれの相対位置および相対傾きを変化させながら、４つのヘッド１１のそれぞれを相対移動させる。また、塗装装置１００は、ヘッド１１の相対移動とともに、吐出制御部２５により４つのヘッド１１それぞれによる液体の吐出を制御して、対象物２００を塗装する。なお、塗装装置１００は、対象物２００上で塗装を行わない部分では、ヘッド１１の相対移動のみを行い、該箇所ではヘッド１１から液体を吐出させなくてもよい。また、塗装装置１００は、ロボットアーム１３によるヘッド１１の相対移動速度や、ヘッド１１による吐出周波数等を適宜変更しながら塗装を行ってもよい。
続いて、ステップ７８において、塗装装置１００は、制御部２０により、塗装を終了するか否かを判定する。例えば、制御部２０は、操作部を介して塗装終了指示の操作入力を受け付けること、あるいは予め定められた対象物２００の塗装範囲を塗装したか否かを判定すること等により、塗装を終了するか否かを判定できる。
ステップＳ７８において、塗装を終了しないと判定された場合には（ステップＳ７８、ＮＯ）、塗装装置１００は、ステップＳ７７以降の動作を再度行う。一方、ステップＳ７８において、塗装を終了すると判定された場合には（ステップＳ７８、ＹＥＳ）、塗装装置１００は、動作を終了する。
以上のように、塗装装置１００は、対象物２００に塗装を行うことができる。なお、１つの対象物２００に対する塗装が終了した後、次の対象物２００がコンベア等により塗装位置まで搬送されて停止した際に、塗装装置１００は、ステップＳ７１以降の動作を行って、この次の対象物２００を塗装することができる。
（対象物２００の位置および傾きずれの検出処理例）
図８は、図７に示した塗装装置１００による塗装動作のうち、補正部２４による対象物２００の位置および傾きの形状データＤに対するずれの検出処理の一例を示すフローチャートである。補正部２４は、図７において、ステップＳ７５の動作を行うタイミングで、図８の処理を開始する。
まず、ステップＳ８１において、補正部２４は、入力部２１を介して、４つの検出部１２のそれぞれから出力された特徴点情報Ｅを入力する。
続いて、ステップＳ８２において、補正部２４は、４つの特徴点情報Ｅに基づいて４つの特徴点座標を抽出する。例えば、特徴点情報Ｅは、１つの検出部１２におけるステレオカメラからの距離画像である。特徴点座標は、この距離画像内で抽出された特徴点の座標である。補正部２４は、４つの検出部１２のそれぞれから距離画像を入力し、４つの距離画像のそれぞれから特徴点座標を抽出できる。
続いて、ステップＳ８３において、補正部２４は、形状データＤにおける特徴点に対応する点である特徴点データの座標と、特徴点の座標と、を比較する。
続いて、ステップＳ８４において、補正部２４は、ステップＳ８３における比較結果に応じて、対象物２００の位置および傾きの形状データＤに対する三次元的なずれを算出する。
以上のようにして、補正部２４は、対象物２００の位置および傾きの形状データＤに対する三次元的なずれを検出することができる。
＜特徴点の一例＞
図９～図１３を参照して、塗装装置１００により用いられる特徴点について説明する。図９は、実施形態に係る特徴点の一例を説明する図である。図１０は、図９における領域Xの拡大図である。図１１は、図９における領域XIの拡大図である。図１２は、図９における領域XIIの拡大図である。図１３は、図９における領域XIIIの拡大図である。
図９は、上方から視た対象物２００のルーフ部２０１とその周辺を示している。特徴点２１０－１は、ルーフ部２０１とフロントウィンドウ２０２との境界における一つの角部である。特徴点２１０－２は、ルーフ部２０１とリアパネル２０３との境界における一つの角部である。特徴点２１０－３は、ルーフ部２０１とフロントウィンドウ２０２との境界における他の角部である。特徴点２１０－４は、ルーフ部２０１とリアパネル２０３との境界における他の角部である。
図１に示した検出部１２－１は、特徴点２１０－１を含む特徴点２１０－１周辺の距離画像を特徴点情報Ｅとして取得し、出力する。図１に示した検出部１２－２は、特徴点２１０－２を含む特徴点２１０－２周辺の距離画像を特徴点情報Ｅとして取得し、出力する。図１に示した検出部１２－３は、特徴点２１０－３を含む特徴点２１０－３周辺の距離画像を特徴点情報Ｅとして取得し、出力する。図１に示した検出部１２－４は、特徴点２１０－４を含む特徴点２１０－４周辺の距離画像を特徴点情報Ｅとして取得し、出力する。
４つの検出部１２は、それぞれ別体として独立しているため、４つの検出部１２同士の三次元位置の関係が明らかでない場合には、４つの検出部１２それぞれにより取得される距離画像の三次元座標系は、相互に独立しており、対応付いていないものとなる。この場合には、４つの検出部１２の出力に基づいて、４つの検出部１２および４つのヘッド１１のそれぞれを保持する４つのロボットアームを、連携駆動させて塗装を行うことが困難になる。
本実施形態では、４つの検出部１２および４つのヘッド１１のそれぞれを保持する４つのロボットアーム１３の三次元位置を予め測定することによって、４つのロボットアーム１３同士の三次元位置の関係を予め明らかにしておく。そして、４つのロボットアーム１３のそれぞれが有する三次元座標系を対応付けることで、４つのロボットアーム１３の三次元的な位置を１つの三次元座標系によって表現する。これにより、４つのロボットアーム１３により保持される４つの検出部１２のそれぞれから出力される特徴点情報Ｅを、１つの三次元座標系によって表現可能となる。
＜特徴点の座標処理方法例＞
図１４は、実施形態に係る特徴点の座標処理方法の一例を説明する図である。図１４において、座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は、特徴点２１０－１の三次元位置を表す座標である。座標（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）は、特徴点２１０－２の三次元位置を表す座標である。座標（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）は、特徴点２１０－３の三次元位置を表す座標である。座標（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）は、特徴点２１０－４の三次元位置を表す座標である。
特徴点データ２１０－１Ｄは、形状データＤにおける特徴点２１０－１に対応するデータである。特徴点データ２１０－２Ｄは、形状データＤにおける特徴点２１０－２に対応するデータである。特徴点データ２１０－３Ｄは、形状データＤにおける特徴点２１０－３に対応するデータである。特徴点データ２１０－４Ｄは、形状データＤにおける特徴点２１０－４に対応するデータである。
座標（ΔＸｄ１，ΔＹｄ１，ΔＺｄ１）は、特徴点データ２１０－１Ｄの三次元位置を表す座標である。座標（ΔＸｄ２，ΔＹｄ２，ΔＺｄ２）は、特徴点データ２１０－２Ｄの三次元位置を表す座標である。座標（ΔＸｄ３，ΔＹｄ３，ΔＺｄ３）は、特徴点データ２１０－３Ｄの三次元位置を表す座標である。座標（ΔＸｄ４，ΔＹｄ４，ΔＺｄ４）は、特徴点データ２１０－４Ｄの三次元位置を表す座標である。
図６に示した補正部２４は、座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）と座標（ΔＸｄ１，ΔＹｄ１，ΔＺｄ１）、座標（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）と座標（ΔＸｄ２，ΔＹｄ２，ΔＺｄ２）、座標（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）と座標（ΔＸｄ３，ΔＹｄ３，ΔＺｄ３）、座標（Ｘ４，Ｙ４，Ｚ４）と座標（ΔＸｄ４，ΔＹｄ４，ΔＺｄ４）のそれぞれの比較により、位置ずれ（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）および傾き量（Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ）を算出する。ΔＸはＸ軸方向における位置ずれ、ΔＹはＹ軸方向における位置ずれ、ΔＺはＺ軸方向における位置ずれをそれぞれ表す。ＲｘはＸ軸回りの傾き量、ＲｙはＹ軸回りの傾き量、ＲｚはＺ軸回りの傾き量をそれぞれ表す。（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は、ルーフ部２０１の中心を表す。
補正部２４は、図６に示した生成部２３により生成された相対移動経路情報Ｔ１を、位置ずれ（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）および傾き量（Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ）を用いた三次元座標変換処理によって補正し、補正経路情報Ｔ２を取得することができる。
＜相対移動経路情報Ｔ１の補正結果例＞
図１５～図１７を参照して、相対移動経路情報Ｔ１の補正結果について説明する。図１５は、相対移動経路情報Ｔ１の補正結果の一例を説明する図である。図１６は、相対移動経路情報Ｔ１の一例を説明する図である。図１７は、補正経路情報Ｔ２の一例を説明する図である。
図１５は、塗装範囲２１１と、ヘッド１１の相対移動経路情報Ｔ１と、を示している。塗装範囲２１１は、図１に示した４つのロボットアーム１３のそれぞれがヘッド１１を対象物２００に対して相対移動させて塗装する範囲である。塗装範囲２１１および相対移動経路情報Ｔ１のそれぞれは、４つのヘッド１１ごとで相互に異なる。
塗装範囲２１１－１は、ロボットアーム１３－１によりヘッド１１－１を対象物２００に対して相対移動させて塗装を行う範囲を示している。相対移動経路情報Ｔ１－１は、ヘッド１１－１が対象物２００に対して相対移動する経路を示している。
塗装範囲２１１－２は、ロボットアーム１３－２によりヘッド１１－２を対象物２００に対して相対移動させて塗装を行う範囲を示している。相対移動経路情報Ｔ１－２は、ヘッド１１－２が対象物２００に対して相対移動する経路を示している。
塗装範囲２１１－３は、ロボットアーム１３－３によりヘッド１１－３を対象物２００に対して相対移動させて塗装を行う範囲を示している。相対移動経路情報Ｔ１－３は、ヘッド１１－３が対象物２００に対して相対移動する経路を示している。
塗装範囲２１１－４は、ロボットアーム１３－４によりヘッド１１－４を対象物２００に対して相対移動させて塗装を行う範囲を示している。相対移動経路情報Ｔ１－４は、ヘッド１１－４が対象物２００に対して相対移動する経路を示している。
図１６は、４つの塗装範囲２１１および４つの相対移動経路情報Ｔ１のうちの、ヘッド１１－１による塗装範囲２１１－１および相対移動経路情報Ｔ１－１を示している。図１７は、図６の補正部２４による三次元座標変換処理によって補正された塗装範囲２１１ａ－１および補正経路情報Ｔ２－１を示している。塗装範囲２１１および相対移動経路情報Ｔ１が三次元変換処理された場合にも、ヘッド１１の位置および傾きの形状データＤに対するずれは、長手方向における移動距離や短手方向における改行幅が変化することなく補正される。このように処理することで、補正部２４による処理を簡略化することができる。
塗装装置１００は、補正経路情報Ｔ２に基づき、ヘッド１１を対象物２００に対して相対移動させて液体を吐出することにより、対象物２００とノズルとを三次元的に位置合わせした状態で塗装を行うことができる。換言すると、本実施形態では、対象物２００とノズルとを三次元的に位置合わせ可能な塗装装置１００を提供することができる。これにより、塗装位置に搬送されてきた対象物２００ごとで位置や傾きが変動する場合にも、塗装抜けや塗装ムラを低減して対象物２００を塗装することができる。なお、本実施形態では、４つの検出部１２から出力される４つの特徴点情報Ｅを用いる例を示したが、特徴点情報Ｅは３つ以上あれば、上記の効果が得られる。
また、本実施形態では、ヘッド１１は、複数のノズルのそれぞれから液体を吐出する。これにより、対象物２００上での複数の領域のそれぞれを並行して塗装できるため、１つのノズルのみから液体を吐出して塗装を行う場合と比較して、塗装時間を短縮することができる。
また、本実施形態では、移動機構は、ヘッド１１および検出部１２を保持し、ヘッド１１および検出部１２のそれぞれを対象物２００に対して相対移動させるロボットアーム１３を含む。制御部２０は、ヘッド１１による液体の吐出と、ロボットアーム１３の動作と、を制御する。この構成より、複数の直動ステージを組み合わせてヘッド１１および検出部１２のそれぞれを移動させる場合と比較して、ヘッド１１および検出部１２の移動方向や傾きに対する制御の自由度を向上させることができる。
また、本実施形態では、移動機構は、対象物２００の近傍に配置され、それぞれがヘッド１１および検出部１２を保持し、ヘッド１１および検出部１２のそれぞれを対象物２００に対して相対移動させる複数のロボットアーム１３を有する。制御部２０は、ヘッド１１による液体の吐出と、複数のロボットアーム１３の動作と、を制御する。複数のロボットアーム１３を用いて対象物２００上の異なる領域を並行して塗装できるため、１つのロボットアームのみを用いる場合と比較して塗装時間を短縮することができる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る塗装装置について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一の名称、符号については、同一もしくは同質の部材又は構成部を示しており、詳細説明を適宜省略する。
本実施形態では、制御部は、対象物２００の形状データＤと、３つ以上の特徴点情報Ｅと、から得られる車両のルーフ部に対するルーフサイド部の傾きに関する情報に基づいて、ヘッド１１を対象物２００に対して相対移動させる点が、第１実施形態とは異なる。
＜制御部２０ａの機能構成例＞
図１８は、本実施形態に係る制御部２０ａの機能構成の一例を示すブロック図である。制御部２０ａは、補正部２４ａを有する点が、第１実施形態に係る制御部２０とは異なる。補正部２４ａの機能は、図２に示したＣＰＵ３１がＲＯＭ３２に格納されているプログラムをＲＡＭ３３に展開し、該プログラムに規定された処理を実行すること等によって実現される。
補正部２４ａは、対象物２００の形状データＤと３つ以上の特徴点情報Ｅとから、車両である対象物２００のルーフ部に対するルーフサイド部の三次元的な傾き量情報を取得する。このルーフ部に対するルーフサイド部の三次元的な傾き量情報は、ルーフ部に対するルーフサイド部の傾きに関する情報に対応する。
補正部２４ａは、ルーフ部に対するルーフサイド部の三次元的な傾き量の検出結果に応じて相対移動経路情報Ｔ１を補正し、補正経路情報Ｔ２を取得する。補正部２４ａは、取得した補正経路情報Ｔ２を移動制御部２８に出力する。塗装装置１００は、補経路情報Ｔ２に従って、対象物２００に対してヘッド１１を相対移動させることで、対象物２００とヘッド１１におけるノズルとを三次元的に位置合わせすることができる。
＜制御部２０ａによる処理例＞
図１９は、制御部２０ａによる対象物２００のルーフ部に対するルーフサイド部の傾き量の検出処理の一例を示すフローチャートである。補正部２４ａは、例えば図７において、ステップＳ７５の動作を行うタイミングで、図１９の処理を開始する。図１９におけるステップＳ１９１～Ｓ１９４の処理は、図８におけるステップＳ８１～Ｓ８４の処理と同じであるため、ここでは重複する説明を省略する。
ステップＳ１９５において、補正部２４ａは、３つ以上の特徴点情報Ｅから、対象物２００の前部および後部のそれぞれにおいて、ルーフモール溝の組付け幅を検出する。ルーフモール溝とは、ルーフ部とルーフサイド部の間にできる溝をいう。組付け幅とは、ルーフサイド部にルーフ部を組付けた際のルーフモール溝の幅をいう。予め定められた対象物２００の形状データＤに対して、ルーフ部が回転方向に傾いて組み付けられた場合には、ルーフモール溝の組付け幅と、形状データＤにおけるルーフモール溝の幅と、の間で差が生じる。
続いて、ステップＳ１９６において、補正部２４ａは、対象物２００の形状データＤにおけるルーフモール溝の幅と、ステップＳ１９５で検出したルーフモール溝の組付け幅と、を比較する。
続いて、ステップＳ１９７において、補正部２４ａは、ステップＳ１９６における比較結果に応じて、ルーフ部に対するルーフサイド部の傾き量を検出する。
以上のようにして、補正部２４は、対象物２００におけるルーフ部に対するルーフサイド部の傾き量を検出することができる。
＜ルーフ部２０１に対するルーフサイド部２０４の傾きの一例＞
図２０～図２５を参照して、ルーフ部２０１に対するルーフサイド部２０４の傾きについて詳細に説明する。図２０は、ルーフ部２０１の前部におけるルーフモール溝の一例を説明する図である。図２１は、図２０における領域XXIの拡大図である。図２２は、図２１におけるXXII－XXII線の断面図である。図２３は、ルーフ部２０１の後部におけるルーフモール溝の一例を説明する図である。図２４は、ルーフサイド部２０４における相対移動経路情報Ｔ１ａの一例を説明する図である。図２５は、ルーフサイド部２０４における補正経路情報Ｔ２ａの一例を説明する図である。
図２０～図２２は、図９における特徴点２１０－２とその周辺を示している。ルーフモール溝２０５－２は、ルーフ部２０１とルーフサイド部２０４の間にできる溝である。リア組付け距離Δｒは、ルーフモール溝２０５－２の組付け距離である。
一方、図２３は、図９における特徴点２１０－１とその周辺を示している。ルーフモール溝２０５－１は、ルーフ部２０１とルーフサイド部２０４の間にできる溝である。フロント組付け距離Δｆは、ルーフモール溝２０５－１の組付け距離である。
図１８に示した補正部２４ａは、このリア組付け距離Δｒとフロント組付け距離Δｆとを用いて、ルーフ部２０１に対するルーフサイド部２０４の傾き量を算出することができる。
図２４は、塗装範囲２１２－１および塗装範囲２１２－１内における相対移動経路情報Ｔ１ａ－１と、塗装範囲２１２－２および塗装範囲２１２－２内における相対移動経路情報Ｔ１ａ－２と、を示している。塗装範囲２１２－１および相対移動経路情報Ｔ１ａ－１、並びに塗装範囲２１２－２および相対移動経路情報Ｔ１ａ－２は、搬送されてきた対象物２００の位置および傾きに応じて、形状データＤに対してずれている。
図２５は、塗装範囲２１２ａ－１および塗装範囲２１２ａ－１内における補正経路情報Ｔ２ａ－１と、塗装範囲２１２ａ－２および塗装範囲２１２ａ－２内における補正経路情報Ｔ２ａ－２と、を示している。ルーフ部２０１に対するルーフサイド部２０４の傾き量に基づいて、搬送されてきた対象物２００の位置および傾きの形状データＤに対するずれが補正されている。塗装範囲２１２ａ－１および補正経路情報Ｔ２ａ－１、並びに塗装範囲２１２ａ－２および補正経路情報Ｔ２ａ－２は、長手方向における移動距離や短手方向における改行幅が変化することなく補正される。このように処理することで、補正部２４ａによる補正処理を簡略化することができる。
以上説明したように、本実施形態では、制御部２０は、対象物２００の形状データＤと、３つ以上の特徴点情報Ｅと、から得られる車両のルーフ部２０１に対するルーフサイド部２０４の傾きに関する情報に基づいて、ヘッド１１を対象物２００に対して相対移動させる。これにより、本実施形態では、車両のサイド部分において、対象物２００とノズルとを三次元的に位置合わせした状態で塗装を行うことができる。換言すると、本実施形態では、車両のサイド部分において、対象物２００とノズルとを三次元的に位置合わせ可能な塗装装置１００を提供することができる。本実施形態に係る塗装装置は、車両のサイド部分において、対象物２００とノズルとを三次元的に位置合わせした状態で塗装を行うことにより、塗装抜けや塗装ムラを低減して塗装することができる。
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。すなわち、本発明の範囲内で種々の変形および改良が可能である。
実施形態において、ヘッド１１から吐出される液体は、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどでもよい。これらは例えば、インクジェット用インク、塗装用塗料、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
対象物２００は、液体が付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては,車体、建材、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ ノズルから対象物に液体を吐出するヘッドと、前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報を出力する検出部と、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させる移動機構と、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、に基づいて、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記移動機構の動作と、を制御する制御部と、を有する塗装装置である。
＜２＞ 前記制御部は、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、から得られる前記対象物の位置および傾きに関する情報に基づいて、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させる、前記＜１＞に記載の塗装装置である。
＜３＞ 前記ヘッドは、複数のノズルのそれぞれから前記液体を吐出する、前記＜１＞または前記＜２＞に記載の塗装装置である。
＜４＞ 前記検出部は、ステレオカメラを含む、前記＜１＞から前記＜３＞のいずれか１つに記載の塗装装置である。
＜５＞ 前記移動機構は、前記ヘッドおよび前記検出部を保持し、前記ヘッドおよび前記検出部のそれぞれを前記対象物に対して相対移動させるロボットアームを含み、前記制御部は、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記ロボットアームの動作と、を制御する、前記＜１＞から前記＜４＞のいずれか１つに記載の塗装装置である。
＜６＞ 前記移動機構は、前記対象物の近傍に配置され、それぞれが前記ヘッドおよび前記検出部を保持し、前記ヘッドおよび前記検出部のそれぞれを前記対象物に対して相対移動させる複数のロボットアームを有し、前記制御部は、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記複数のロボットアームの動作と、を制御する前記＜１＞から前記＜５＞のいずれか１つに記載の塗装装置である。
＜７＞ 前記対象物は、ルーフ部と、ルーフサイド部と、を含む車両であり、前記制御部は、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、から得られる前記ルーフ部に対する前記ルーフサイド部の傾きに関する情報に基づいて、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させる、前記＜１＞から前記＜６＞のいずれか１つに記載の塗装装置である。
＜８＞ 予め定められた対象物の形状データと、検出部から出力された前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、を取得すると、ノズルから前記対象物に液体を吐出するヘッドの前記対象物に対する相対移動経路に関する情報を出力する出力部を有する、情報処理装置である。
＜９＞ 塗装装置による塗装方法であって、前記塗装装置が、ヘッドにより、ノズルから対象物に液体を吐出し、検出部により、前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報を出力し、移動機構により、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させ、制御部により、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、に基づいて、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記移動機構の動作と、を制御する、塗装方法である。
＜１０＞ ヘッドにより、ノズルから対象物に液体を吐出し、検出部により、前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報を出力し、移動機構により、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させ、制御部により、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、に基づいて、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記移動機構の動作と、を制御する処理を塗装装置に実行させるプログラムである。
１１、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ ヘッド
１１－１、１１－２、１１－３、１１－４ ヘッド
１２、１２－１、１２－２、１２－３、１２－４ 検出部
１３、１３－１、１３－２、１３－３、１３－４ ロボットアーム
１４ 供給機構
１５ 維持機構
２０、２０ａ 制御部
２１ 入力部
２２ 取得部
２３ 生成部
２４、２４ａ 補正部
２５ 吐出制御部
２６ 供給制御部
２７ 維持制御部
２８ 移動制御部
２９ 出力部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ ＨＤＤ／ＳＳＤ
３５ 機器接続Ｉ／Ｆ
３６ 通信Ｉ／Ｆ
１００ 塗装装置
１１０ ハウジング
１１１ 供給ポート
１１２ 回収ポート
１１３ コネクタ
２００ 対象物
２０１ ルーフ部
２０２ フロントウィンドウ
２０３ リアパネル
２０４ ルーフサイド部
２０５―１、２０５－２ ルーフモール溝
２１０－１、２１０－２、２１０－３、２１０－４ 特徴点
２１０－１Ｄ、２１０－２Ｄ、２１０－３Ｄ、２１０－４Ｄ 特徴点データ
２１１、２１１－１、２１１－２、２１１－３、２１１－４ 塗装範囲
２３０ コンプレッサ
３１１ ノズル
３２１ ノズル板
３２２ 流路
３２４ 圧電素子
３２５ 液体
３３０Ｙ、３３０Ｍ、３３０Ｃ、３３０Ｋ 液体タンク
３３１ パイプ
３３２ エアーレギュレータ
３３３ チューブ
３４０ 吐出モジュール
Ｃ１ 吐出制御信号
Ｃ２ 供給制御信号
Ｃ３ 維持制御信号
Ｃ４ 移動制御信号
Ｄ 形状データ
Ｅ 特徴量情報
Ｋ１ 対象物情報
Ｋ２ 塗装色情報
Ｓ システムバス
Ｓ１ 平面
Ｔ１、Ｔ１－１、Ｔ１－２、Ｔ１－３、Ｔ１－４ 相対移動経路情報
Ｔ２ 補正経路情報
Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ 傾き量
Δｆ フロント組付け距離
Δｒ リア組付け距離
特開２００９－２０８４６号公報

Claims (10)

  1. ノズルから対象物に液体を吐出するヘッドと、
    前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報を出力する検出部と、
    前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させる移動機構と、
    予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、に基づいて、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記移動機構の動作と、を制御する制御部と、を有する塗装装置。
  2. 前記制御部は、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、から得られる前記対象物の位置および傾きに関する情報に基づいて、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させる、請求項１に記載の塗装装置。
  3. 前記ヘッドは、複数のノズルのそれぞれから前記液体を吐出する、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
  4. 前記検出部は、ステレオカメラを含む、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
  5. 前記移動機構は、前記ヘッドおよび前記検出部を保持し、前記ヘッドおよび前記検出部のそれぞれを前記対象物に対して相対移動させるロボットアームを含み、
    前記制御部は、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記ロボットアームの動作と、を制御する、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
  6. 前記移動機構は、前記対象物の近傍に配置され、それぞれが前記ヘッドおよび前記検出部を保持し、前記ヘッドおよび前記検出部のそれぞれを前記対象物に対して相対移動させる複数のロボットアームを有し、
    前記制御部は、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記複数のロボットアームの動作と、を制御する請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
  7. 前記対象物は、ルーフ部と、ルーフサイド部と、を含む車両であり、
    前記制御部は、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、から得られる前記ルーフ部に対する前記ルーフサイド部の傾きに関する情報に基づいて、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させる、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
  8. 予め定められた対象物の形状データと、検出部から出力された前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、を取得すると、ノズルから前記対象物に液体を吐出するヘッドの前記対象物に対する相対移動経路に関する情報を出力する出力部を有する、情報処理装置。
  9. 塗装装置による塗装方法であって、前記塗装装置が、
    ヘッドにより、ノズルから対象物に液体を吐出し、
    検出部により、前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報を出力し、
    移動機構により、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させ、
    制御部により、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、に基づいて、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記移動機構の動作と、を制御する、塗装方法。
  10. ヘッドにより、ノズルから対象物に液体を吐出し、
    検出部により、前記対象物における３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報を出力し、
    移動機構により、前記ヘッドを前記対象物に対して相対移動させ、
    制御部により、予め定められた前記対象物の形状データと、前記検出部から出力された前記３つ以上の特徴点の三次元位置に関する情報と、に基づいて、前記ヘッドによる前記液体の吐出と、前記移動機構の動作と、を制御する
    処理を塗装装置に実行させるプログラム。
JP2022189549A 2022-11-28 2022-11-28 塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラム Pending JP2024077446A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022189549A JP2024077446A (ja) 2022-11-28 2022-11-28 塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラム
PCT/IB2023/060893 WO2024115985A1 (en) 2022-11-28 2023-10-30 Coating apparatus, information processing apparatus, coating method, and recording medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022189549A JP2024077446A (ja) 2022-11-28 2022-11-28 塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024077446A true JP2024077446A (ja) 2024-06-07

Family

ID=88695424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022189549A Pending JP2024077446A (ja) 2022-11-28 2022-11-28 塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024077446A (ja)
WO (1) WO2024115985A1 (ja)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009020846A (ja) 2007-07-14 2009-01-29 Kanto Auto Works Ltd 車両用静電塗装ロボットの修正ティーチング方法
EP2641661B1 (en) * 2012-03-20 2016-05-11 Hexagon Technology Center GmbH Graphical application system
US9527275B1 (en) * 2016-02-16 2016-12-27 Southwest Research Institute High accuracy inkjet printing
DE102016014944A1 (de) * 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Beschichtungsverfahren und entsprechende Beschichtungseinrichtung
EP4169625A4 (en) * 2020-06-18 2024-03-20 Abb Schweiz Ag PAINTING ROBOT AND PAINTING METHOD USING THE PAINTING ROBOT
JP2022127794A (ja) * 2021-02-22 2022-09-01 セイコーエプソン株式会社 立体物印刷装置
JP2022189549A (ja) 2021-06-11 2022-12-22 富士電機株式会社 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024115985A1 (en) 2024-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1955000B (zh) 一种使用喷墨打印制造平板显示器的方法、设备和***
US9630396B2 (en) Apparatus and method for printing three dimensional articles
JP6834765B2 (ja) インクジェットプリンタ、及び三次元プリント方法
CN112140741B (zh) 一种物体打印机及其操作方法
KR20150113843A (ko) 시험 패턴 및 통전 프로브를 이용하여 3차원 대상체 인쇄에서의 미작동 잉크젯들 검출시스템
US20230100988A1 (en) Painting robot and painting method using painting robot
EP4063021A1 (en) Painting robot system and painting method
JP5452128B2 (ja) 塗装板
JP2024077446A (ja) 塗装装置、情報処理装置、塗装方法、およびプログラム
CN115246266A (zh) 打印控制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质
JP7494687B2 (ja) 立体物印刷装置および立体物印刷方法
JP6828267B2 (ja) 立体造形物を造形する装置、プログラム、立体造形物を造形する方法、立体造形物の造形データを作成する方法
US20230191777A1 (en) Liquid discharge apparatus, liquid discharge method, and storage medium
US20230202165A1 (en) Liquid discharge apparatus, liquid discharge method, and storage medium
JP4115930B2 (ja) 位置調整方法と位置調整装置と組立装置及びそれにより組み立てられた印字ヘッド
US20230202177A1 (en) Liquid discharge apparatus, liquid discharge method, and storage medium
JP6848205B2 (ja) 立体造形物を造形する装置、プログラム、立体造形物を造形する方法
JP7044932B1 (ja) 塗装ヘッドの塗装判定装置及び塗装システム
JP2023097351A (ja) 液体吐出装置、液体吐出方法およびプログラム
JP2004337722A (ja) 液滴吐出制御方法、液滴吐出装置、液滴吐出システム及び液滴吐出制御プログラム
US20230271417A1 (en) Liquid discharge apparatus, liquid discharge method, and storage medium
JP7332772B2 (ja) 塗装装置および塗装方法
WO2020241538A1 (ja) 吐出ヘッドを備えた装置、液体の吐出方法、およびシステム
JP2023088745A (ja) 液体吐出方法および液体吐出装置
JP2023172149A (ja) 制御装置、プログラムおよび液滴観測方法