JP3117553B2

JP3117553B2 - 塗装機器の塗装条件設定方法

Info

Publication number: JP3117553B2
Application number: JP04260091A
Authority: JP
Inventors: 均佐々木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 2000-12-18
Anticipated expiration: 2015-12-18
Also published as: JPH06106127A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、例えばＣＡＤ／ＣＡ
Ｍ等の計算機シミュレーションによる塗装条件の設定を
可能とした塗装条件設定方法に関するものである。

【０００２】例えば一例として自動車産業においては、
近年の産業ロボット導入量の増加と商品車種の多種多様
化に伴い、ロボットの作業設計の困難化、あるいはティ
ーチング工数の増大などの種々の問題が顕在化してい
る。現在、これらの問題を解決する手段として、ロボッ
トのティーチングを計算機シミュレーションで行うロボ
ットＣＡＤシミュレーションシステムが有力視されてい
る。

【０００３】一方、上記ロボットの中でも例えば塗装ロ
ボットなどでは、ワークに対する塗装ガンの軌道制御だ
けでなく、塗料吐出量等の塗装条件(変数)の制御も重要
であり、計算機シミュレーションによるロボットティー
チング装置でも、これら塗装条件のティーチングを的確
に行えることが必要とされる。

【０００４】

【従来の技術】ところで、上記のようなロボットの導入
にあたっては、当該ロボットの作業設計が必要となる。
このロボットの作業設計とは、工程設計に基づいてロボ
ットの行うべき作業を設定した後、レイアウト、ツー
ル、作業手順、周辺設備等の仕様を、ロボットの動作姿
勢や作業能率(サイクルタイム等)を事前評価しながら決
定していく作業である。

【０００５】この作業設計の時点での検討は、ロボット
とワークを実際に用いることができないため、設計者は
複雑なロボットの動きを頭の中で三次元的に想像しなが
ら検討を行うことを強いられる。このため作業設計にお
ける不備の多くが、この不確かな想像に起因して生じる
ことになる。

【０００６】これを解決する手法として、近年、計算機
によるロボットＣＡＤシミュレーションが導入されつつ
ある。ロボットＣＡＤシミュレーションとは、これまで
実機ロボットを用いてティーチングプレイバック方式
(直接形教示方式)でティーチングしていたものを計算機
を用いて行うものであり、ＣＡＤのディスプレイ画面上
にロボットとワーク、治具、周辺設備等を映し出してシ
ミュレーションしながらティーチングを行って。そのテ
ィーチングデータを実機ロボットにダウンロードしてロ
ボットを作動させており、それにより不確かな想像を無
くし、適用検討における不備を解消するようになってい
る。

【０００７】このロボットＣＡＤシミュレーションにつ
いて自動車用産業ロボットを例にして更に詳しく説明す
る。先ずコンピュータによりボデー、バンパー、塗装ガ
ン、治具などのワークデータを作成し、このワークデー
タに基づいて、コンピュータディスプレイ上にロボット
等を映し出してシミュレーションしながら、ティーチン
グデータを作成する。この作成したティーチングデータ
をコンピュータの自動シミュレーションモードで干渉チ
ェック、サイクルタイム等の良否を確認し、確認結果が
良であれば、そのティーチングデータをロボット言語に
変換・生成して、実機ロボットにダウンロードする。実
機ロボットではこのティーチング結果を確認しつつ実行
する。

【０００８】上述のロボットＣＡＤシミュレーション
は、例えば溶接ロボットのように、ロボットの軌道制
御、すなわち位置決め精度、軌跡のならい精度、速度な
どの制御を正確に行えば十分なロボットシステムでは、
かなりの確立をみせており、ほぼ十分な効果を得ること
ができている。

【０００９】一方、例えば特開平２−２８０８６５号公
報に示されるような塗装ロボットでは、塗装ガンの軌道
制御だけでなく、塗装後の塗膜厚を決定する塗装変数の
制御も重要な要素となっており、上記一般のロボットの
ように単に軌道制御を正確に行えるだけでは不十分であ
る。ここで、塗装変数とは、具体的には、例えば塗料吐
出量、塗装静電圧、霧化圧等の塗装条件である。

【００１０】そして、この塗装変数の設定は、従来の方
法では実機ロボットによりティーチングプレイバック方
式で行なわれていた。

【００１１】このプレイバック方式の塗装ロボットにつ
いてのティーチングは、先ず車体等被塗物面の塗装がな
されるべき部分の形状及び位置に応じて塗装ガンが描く
べき軌跡が設定され、次にそれをあらわす軌跡データが
制御ユニットの記憶手段に格納される。さらに、該設定
された軌跡上に多数のティーチング・ポイントが設けら
れて、上記車体等被塗物面に良好な塗装膜が形成される
ように確実な塗装を行うために上記塗装ガンが当該各テ
ィーチング・ポイントにおいてとるべき移動速度、塗料
吐出状態、塗料吐出方向等が予め設定され、それらを夫
々あらわす動作データが上記制御ユニットの記憶手段に
格納される。その上で、さらに上記塗装ロボットに塗装
ガンを軌跡データ及び動作データに従って移動させるた
めの動作制御信号が形成され、同動作制御データを含ん
だ制御プログラムが最終設定されることによってなされ
る。

【００１２】そして、該ティーチングが行なわれた後、
上記塗装ロボットは、上記制御ユニットにより設定され
た制御プログラムに従って作動せしめられ、装着された
塗装ガンを設定された軌跡を描かせるべく移動させると
ともに、上記各ティーチング・ポイントにおいて、塗装
ガンに当該ティーチング・ポイントに関して設定された
移動速度、塗料吐出状態、塗料吐出方向等をとらせて、
車体に対する塗装を行う。

【００１３】上述の如くプレイバック式塗装ロボットの
塗装のためのティーチングは、通常、実際の塗装ロボッ
トと実際の車体とが使用されて行なわれるが、その際に
ティーチング・ポイントが極めて多数とされてそれに要
される工数が著しく大とされ、また、実際の塗装ロボッ
トと実際の車体とが使用されることによる種々の動作上
のあるいは時間的な制約が伴われて、本来あるべき姿の
制御プログラムの設定が困難とされるという問題があ
る。そこで、このような問題に対処すべく、塗装ロボッ
トについての車体の塗装のためのティーチングについて
も、実際の塗装ロボットと実際の車体とを使用すること
なく、上述したようなコンピュータによるシミュレーシ
ョンの手法を用いて行うことが提案されている。

【００１４】しかしながら、塗装ロボットについての車
体の塗装のためのティーチングがコンピュータによるシ
ミュレーションの手法が用いられて行なわれる場合にお
いては、設定された軌跡上に多数のティーチング・ポイ
ントが設けられて、各ティーチング・ポイントにおいて
塗装ガンに車体に良好な塗装膜が形成されることになる
移動速度、塗料吐出状態、塗料吐出方向等をとらせるた
めの塗装ロボットに対する動作制御信号をあらわす動作
制御データが形成されるにあたり、車体に形成される塗
装膜が良好か否かの評価が車体における塗装の仕上がり
具合に基づいてなされるものであることからして、既に
提案されているものでは車体に形成される塗装膜が良好
であることを動作制御データに反映させることが一般に
困難であり、そのため、上記ティーチングにより設定さ
れる制御プログラムが比較的低い精度の動作制御データ
に基づいてものとなってしまうという問題があった。

【００１５】そこで、例えば装着された塗装ガンを予じ
め設定された軌跡を描くものとして移動させて被塗装体
に対する塗装作業を行うものとされる上記の如き塗装ロ
ボットについてのティーチングを、計算機シミュレーシ
ョン手法を用いて行うに際して用いられる上記各ティー
チング・ポイントにおける塗装ロボットに対する動作制
御信号をあらわす動作制御データ形成するための制御変
数を、当該ティーチング・ポイントにおける被塗装体に
ついての塗着効率を算出し、当該ティーチング・ポイン
トに対する入力変数データと算出された塗装塗着効率と
に基づいて設定するようにしたものも提案されている。

【００１６】塗着効率は、塗装ガンから被塗装体に対し
て吐出された塗料の量に対する実際に被塗装体における
塗装膜を形成する塗料の量の割合をあらわすのであっ
て、予じめ設定された、例えば、少なくとも塗装ロボッ
トに塗着された塗装ガンにおける塗料霧化圧力及び塗装
静電圧を変数項として用いた、あるいは、これら塗料霧
化圧力及び塗装静電圧に加えて塗装ガンからの塗料の吐
出量及び塗装ガンから被塗装体までの距離を変数項とし
て用いた重回帰分析の手法により算出される。なお、斯
かる際における被塗装体における塗装膜とは、被塗装体
に付着した塗料が乾燥せしめられて所定の収縮率を呈し
た状態のもとで形成する塗料層をいう。

【００１７】上述のように設定される制御変数が予じめ
手動で入力された入力変数データと上記塗料塗着効率と
にも基づくようにすると、その制御変数に基づいて形成
される動作制御データが、車体に形成される塗装膜が良
好であることが適正に反映された高精度なものとなり、
従って、塗装ロボットに対する高精度な動作制御データ
に基づいた制御プログラムが設定されることになる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法は、
被塗物面の形状が平面的な場合を前提としており、例え
ば自動車のエンジンルームやトランクルームのように複
雑な凹凸面形状がある場合には高精度な塗装変数の設定
はできない。

【００１９】すなわち、上記のように被塗物面の形状を
考慮することなく、単に塗着効率のみをファクターとし
て塗装条件を設定するようにした場合、被塗物面側に凸
部や凹部があると、塗膜厚さを一定にすることができな
い問題がある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記の問題
を解決することを目的としてなされたもので、塗装手段
の塗装軌跡上に設けられた複数のティーチングポイント
の各ティーチングポイント毎に要求塗膜厚に応じた塗装
条件を被塗物面への塗着効率をファクターとして設定す
るようにした塗装機器の塗装条件設定方法において、上
記塗着効率を上記上記被塗物面の形状データによって求
め、該形状データにより求められた塗着効率に基いて塗
装条件を設定するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００２１】

【作用】本願発明の塗装機器の塗装条件設定方法では、
塗装手段の塗装軌跡上に設けられた複数のティーチング
ポイントの各ティーチングポイント毎に要求塗膜厚に対
応した塗装条件を、塗着効率をファクターとして設定す
るようにした塗装機器の塗装条件設定方法において、上
記塗着効率を上記上記被塗物面の形状データによって求
め、該形状データにより求められた塗着効率に基いて最
終的な塗装条件を設定するようにしている。

【００２２】すなわち、該方法では、現在人間系で入力
している上記塗装軌跡上の各ティーチングポイントにお
ける例えば座標、姿勢、要求塗装膜厚などのデータに加
え、さらに当該塗装部位の形状に関するデータを入力し
て、該入力データに基いて最終的な塗着効率を決定し、
塗装条件を設定するようにする。

【００２３】

【発明の効果】従って、本願発明の塗装機器の塗装条件
設定方法によると、被塗物面に凹凸形状があっても、そ
れらを考慮した適正な設定厚の塗膜を実現することがで
きる。

【００２４】

【実施例】図１〜図４は、本願発明の実施例に係る塗装
機器の塗装条件設定方法および同塗装条件設定システム
を示している。

【００２５】先ず図２は、本願発明に係る塗装ロボット
の塗装条件(塗装用制御変数)の設定方法の一例が適用さ
れたもとで、ＣＡＤシミュレーション手法が用いられて
ティーチングが行なわれる同塗装ロボット装置の構成を
示している。

【００２６】図２においては、多関節型でティーチング
プレイバック方式の塗装ロボット１０がロボット搬送コ
ンベア１２上に設置されており、この塗装ロボット１０
は、基部１４、該基部１４により支持された可動アーム
部１６、及び、同可動アーム部１６の先端部に連結され
た可動リスト部１８を備えたものとしてされており、上
記基部１４に外部からの動作制御信号が供給されて、各
部にその動作制御信号に基づく動作を行わせるロボット
内制御部が内蔵されている。また、上記可動リスト部１
８には、塗装ガン２０が装着されている。

【００２７】上記塗装ガン２０は、例えば静電塗装を行
うものとされており、この塗装ガン２０には、電圧発生
部２２からの静電塗装用高電圧が供給されるとともに、
塗装パターン切換制御弁２４が設けられた第１のエアー
通路２５を通じた塗装パターンの切換制御を行う制御エ
アー、及び、塗料霧化圧力切換制御弁２６が設けられた
第２のエアー通路２７を通じた塗料霧化圧力の切換制御
を行う制御エアーが各々供給される。また、塗料色選択
部３０において色選択された塗料が、開閉弁３２及び吐
出量制御部３４が設けられた塗料通路３５を通じて各々
供給されて、上記吐出量制御部３４には、塗料吐出量切
換制御弁２８が設けられた第３のエアー通路２９を通じ
た塗装ガン２０からの塗料吐出量の切換制御を行う制御
エアーが供給されるようになっている。

【００２８】さらに、塗装ロボット１０に対するロボッ
ト制御ユニット４０が設けられており、該ロボット制御
ユニット４０は、上記塗装ロボット１０による塗装が行
なわれるときに、先ず上記塗料通路３５に設けられた開
閉弁３２にそれについての開閉制御を行う動作制御信号
Ｓaを、また塗装パターン切換制御弁２４に動作制御信
号Ｓpを、電圧発生部２２に制御信号Ｓvを、塗料吐出量
切換制御弁２８に動作制御信号Ｓcを、さらに、塗料霧
化圧力切換制御弁２６に動作制御信号Ｓqを夫々供給す
るとともに、上記塗装ロボット１０の基部１４に内蔵さ
れたロボット内制御部に動作制御信号ＳＸを供給する。
そして、これらの開閉弁３２、塗装パターン切換制御弁
２４、電圧発生部２２、塗料吐出量切換制御弁２８、塗
料霧化圧力切換制御弁２６、及び、塗装ロボット１０の
基部１４に内蔵されたロボット内制御部に夫々供給され
る動作制御信号Ｓa,Ｓp,Ｓv,Ａc,Ｓq及びＳＸの各々
が、塗装ロボット１０についての計算機シミュレーショ
ン手法を用いたティーチングによって各々設定され、斯
かるティーチングに際して後に詳述する本願発明に係る
塗装ロボットの制御変数の設定方法の一例が適用され
る。

【００２９】次に図１は、同本願発明に係る塗装ロボッ
トの制御変数の設定方法の一例が適用される、塗装ロボ
ット１０についての計算機シミュレーション手法を用い
たティーチングを行うティーチング・プレイバックシス
テムを示し、このティーチング・プレイバックシステム
は上記ロボット制御ユニット４０を含んで構成されてい
る。

【００３０】すなわち、図１に示される本実施例におけ
るティーチング・プレイバックシステムにあっては、ロ
ボット制御ユニット４０に加えて、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置
５１及びそれに付随したデータ選択部５３、データ入力
部５５、制御変数設定部５７、及び、塗装ロボットシミ
ュレーション装置６１が備えられて構成されている。上
記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置５１は、上記塗装ロボット１０に
装着された塗装ガン２０による塗装の対象とされる自動
車の車体等の各種の被塗物ワークの塗面に関しての、図
３に示す如き、その外形面形状をあらわす軌跡データが
予め設定されて格納されている。また、制御変数設定部
５７は、塗料塗着効率算出部５８、塗装速度・時間設定
部５９及び塗装条件設定部６０を内蔵したものとされて
いる。

【００３１】斯かるもとで、上記塗装ロボット１０につ
いての計算機シミュレーション手法を用いたティーチン
グが行なわれるにあたっては、先ず上記データ選択部５
３が塗装対象として設定された図３の被塗物ワークに応
じて操作され、それによりデータ選択信号ＣＬをＣＡＤ
／ＣＡＭ装置５１に供給する。そして、ＣＡＤ／ＣＡＭ
装置５１においては、上記データ選択部５３からのデー
タ選択信号ＣＬに応じたイメージデータ及び軌跡データ
の検索がなされて塗装対象として設定された被塗物ワー
クについてのイメージデータＤＩ及び軌跡データＤＯが
選択され、該選択されたイメージデータＤＩ及び軌跡デ
ータＤＯが上記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置５１から制御変数設
定部５７に供給される。

【００３２】また、予じめ手動入力されているデータ入
力部５５が出力操作されて、該データ入力部５５から上
記制御変数設定部５７に、上記軌跡データＤＯがあらわ
す図３の軌跡上におけるＮo１〜Ｎonの複数のティーチ
ング・ポイントの夫々を設定する座標データＩＤＰ(Ｘ
・Ｙ・Ｚ)が順次入力されるとともに、Ｎo１〜Ｎonの複
数のティーチング・ポイントの夫々について、塗装ガン
２０がとるべき姿勢をあらわす姿勢データＩＤＡ(α,
β,γ)、塗装ガン２０から塗料が吐出されるべきか否か
を指示する塗料実行／停止データ(塗装ＯＮ／ＯＦＦデ
ータ)ＩＤＣ、当該ティーチング・ポイントの直前のテ
ィーチング・ポイントと当該ティーチング・ポイントと
の間の位置についての補間形式を指示する補間形式デー
タＩＤＩ、被塗装体における塗装パターンの縦幅をあら
わす塗装パターン縦幅データＩＤＬ、被塗装体における
塗装パターンの横幅をあらわす塗装パターン横幅データ
ＩＤＷ、塗装ガン２０における塗装静電圧をあらわす塗
装静電圧データＩＤＶ、塗装ガン２０から被塗物ワーク
までの距離を表わす塗装ガン距離データＩＤＤ、要求さ
れる塗装膜厚をあらわす要求塗装膜厚データＩＤＲ、上
記被塗物ワークの塗面の凹凸形状をあらわす形状コード
データＩＤＦが各々入力される。

【００３３】この制御変数設定部５７は、上記データ入
力部５５からの上記座標データＩＤＰ、姿勢データＩＤ
Ａ、塗装実行／停止データＩＤＣ及び補間形式データＩ
ＤＩを、夫々、座標データＤＰ、姿勢データＤＡ、塗装
実行／停止データＤＣ及び補間形式データＤＩとして塗
装ロボットシミュレーション装置に供給する。また、制
御変数設定部５７にあっては、塗装条件設定部６０が要
求塗装膜厚データＩＤＲに基づいて、上記軌跡データＤ
Ｏがあらわす軌跡上における座標データＩＤＰによって
あらわされる各ティーチング・ポイント(Ｎo１〜Ｎon)
についての、被塗物ワークにおける塗装パターンを示す
塗装パターン制御変数、塗装ガン２０における塗装静電
圧を示す塗装静電圧制御変数、塗装ガン２０からの塗料
の吐出量を示す塗料吐出量制御変数、及び、塗装ガン２
０における塗料霧化圧を示す塗料霧化圧制御変数を設定
し、設定された塗装パターン制御変数、塗装静電圧制御
変数、塗料吐出量制御変数及び塗料霧化圧制御変数を夫
々あらわす塗装パターンデータＤＰＰ、塗装静電圧デー
タＤＶＶ、塗料吐出量データＤＣＣ及び塗料霧化圧デー
タＤＱＱを設定して、それらを塗装ロボットシミュレー
ション装置６１に供給する。

【００３４】また、制御変数設定部５７にあっては、塗
料塗着効率算出部５８が、上記軌跡データＤＯがあらわ
す軌跡上における座標データＩＤＰによってあらわされ
る各ティーチング・ポイント(Ｎo１〜Ｎon)についての
塗装塗着効率Ｐμを算出する。この塗装塗着効率Ｐμ
は、各ティーチング・ポイント(Ｎo１〜Ｎon)における
塗装ガン２０からの被塗物ワークに対して吐出された塗
料の量に対する実際に被塗物ワークの塗面における塗装
膜を形成する塗料の量の割合をあらわすものであり、こ
こでの被塗物面における塗装膜とは、被塗物面に付着し
た塗料が乾燥せしめられて所定の収縮率を呈した状態の
もとで形成する塗料層、即ち、仕上げられた塗料層をい
うものである。

【００３５】制御変数設定部５７における塗料塗着効率
算出部５８による図３のＮo１〜Ｎonの各ティーチング
・ポイントについての塗料塗着効率Ｐμの算出は、上記
塗装条件設定部６０において設定された塗料霧化圧デー
タＤＱＱ、塗料吐出量データＤＣＣ及び塗装静電圧デー
タＤＶＶと上記データ入力部５５からの塗装部位形状コ
ードデータＩＤＦおよび塗装ガン距離データＩＤＤとを
変数項として重回帰分析の手法により算出される。具体
的には、例えば、塗料霧化圧データＤＱＱがあらわす塗
装ガン２０における塗料霧化圧Ｑq(g／cm²)、塗料吐出
量データＤＣＣがあらわす塗装ガン２０からの塗料の吐
出量をＣc(cc／min)、塗装静電圧データＤＶＶがあらわ
す塗装ガン２０における塗装静電圧Ｖv(ＫＶ)、塗装ガ
ン距離データＩＤＤがあらわす塗装ガン２０から被塗装
体までの距離をＤd(mm)、塗装部位形状コードに応じた
演算補正係数をＭとすると、塗装ガン２０における塗装
静電圧Ｖvが０〜６０ＫＶであるもとで塗料塗着効率Ｐ
μ(塗料塗着効率Ｐμaとする)は、Ｐμa＝−Ｋ１・Ｑq＋Ｋ２・Ｃc＋Ｋ３・Ｖv−Ｋ４・Ｄd＋Ｋ５ (但し、Ｋ１,Ｋ２,Ｋ３,Ｋ４及びＫ５は定数) ・・・・・(１) としてあらわされ、また、塗装ガン２０における塗装静
電圧Ｖvが６０〜９０ＫＶであるもとでの塗料塗着効率
Ｐμとする)は、Ｐμb＝(−Ｋ６・Ｑq＋Ｋ７・Ｃc＋Ｋ８・Ｖv−Ｋ９・Ｄd＋Ｋ１０)×Ｍ (但し、Ｋ６,Ｋ７,Ｋ８,Ｋ９及びＫ１０は定数) ・・・・・(２) としてあらわされる。

【００３６】実験結果の一例によれば、上記の式(１)に
おける定数Ｋ１〜Ｋ５は、Ｋ１＝０．００３１３０９５Ｋ２＝０．００００２３８０Ｋ３＝０．５７６６５２００Ｋ４＝０．０２７２５０００Ｋ５＝４３．４８６２００００とされ、また、上記の式(２)における定数Ｋ６〜Ｋ１０
は、Ｋ６＝０．００５７４３７５Ｋ７＝０．０１５９３７５０Ｋ８＝０．３０６２０４００Ｋ９＝０．０３１３３３３０Ｋ１０＝６５．５９３８００００とされる。

【００３７】さらに、上記制御変数設定部５７にあって
は、塗装速度・時間設定部５９が、塗料塗着効率Ｐμ５
５からの塗装パターン縦幅データＩＤＬ、塗装パターン
横幅データＩＤＷ、塗装静電圧ＩＤＶ、塗装ガン距離デ
ータＩＤＤ及び要求塗装膜厚データＩＤＲと、上述の如
くにして塗料塗着効率算出部５８において算出された塗
料塗着効率Ｐμとに基づいて、軌跡データＤＯがあらわ
す軌跡上における座標データＩＤＰによってあらわされ
る各ティーチング・ポイントＮo１〜Ｎonについての、
塗装ガン２０から所定容積の塗料が吐出されるのに要さ
れる時間、即ち、塗装時間を示す塗装時間制御変数Ｔg
と、塗装ガン２０の移動速度を示す塗装ガン速度制御変
数Ｖgとを、各ティーチング・ポイントにおいて被塗装
体上に要求塗装膜厚データＩＤＲがあらわす要求される
塗装膜厚が得られるための最適のものとして設定する。
即ち、各ティーチング・ポイントＮo１〜Ｎonについて
の塗装ガン２０に関する塗装時間制御変数Ｔgと塗装ガ
ン速度制御変数Ｖgとが、上述したデータ入力部５５か
らの入力データに対し、さらに塗料塗着効率算出部５８
において算出された形状データに基く補正を含む塗料塗
着効率Ｐμが加味されて設定されるのである。

【００３８】斯かる塗装時間制御変数Ｔgと塗装ガン速
度制御変数Ｖgとの設定は、例えば、以下に示される如
くの関係式をもってなされる。

【００３９】Ｔg＝Ｋm[γd・Ｒp・{ＢＬ・ＢＷ＋ＬＷ(ＢＬ・cosθ＋
ＢＷ・sinθ)}]／Ｐμ・ＮＶ・γＷ・Ｕp Ｖg＝ＬＷ／Ｔg 但し、γdは塗料の乾燥時の比重、γＷは塗料の液状時
の比重、Ｒpは要求される塗装膜厚、ＢＬ及びＢＷは塗
装パターンの縦幅及び横幅、θは図４に示される塗装ガ
ン２０の軌跡上の所定ティーチング・ポイント(Ｐn)に
おいて設定される塗装パターンである長方形a−b−cの
中心軸ＡＬのティーチング・ポイント(Ｐn)において実
際に形成される塗装パターンである長方形a′−b′−
c′−d′の中心軸ＡＬ′との間の角度、ＮＶは塗料の液
体状態から乾燥状態に変化する際における体積収縮率、
Ｕpは塗料の吐出量、ＬＷは図４に示される如くのティ
ーチング・ポイント(Ｐn)の直前のティーチング・ポイ
ント(Ｐn−₁)からティーチング・ポイント(Ｐn)への塗
装ガン２０の移動距離、Ｋmは演算定数である。

【００４０】そして、塗装速度・時間設定部５９は、設
定された塗装ガン速度制御変数Ｖgをあらわす塗装ガン
速度データＤＳＳ及び設定された塗装時間制御変数Ｔg
をあらわす塗装時間ＤＴＴとを設定して、それらを塗装
ロボットシミュレーション装置６１に供給する。

【００４１】このようにして、制御変数設定部５７にお
いて、軌跡データＤＯがあらわす軌跡上における座標デ
ータＩＤＰによってあらわされる各ティーチング・ポイ
ントについての塗装ガン２０に関する各種の制御変数を
設定するにあたり、上述のようにして塗料塗着効率算出
部５８により塗料塗着効率Ｐμを算出し、その後、塗装
速度・時間設定部５９により塗装ガン２０の移動速度を
示す塗装ガン速度制御変数Ｖg、及び、塗装ガン２０か
ら所定容積の塗料が吐出されるのに要される時間である
塗装時間を示す塗装時間制御変数Ｔgとを、データ入力
部５５からの塗装パターン縦幅データＩＤＬ、塗装パタ
ーン横幅データＩＤＷ、塗装静電圧データＩＤＶ、塗装
ガン距離データＩＤＤ及び要求塗装膜厚データＩＤＲと
制御変数設定部５７において算出された塗料塗着効率Ｐ
μとに基づいて設定することにおいて、本願発明に係る
塗装ロボット制御変数の設定方法が適用されているので
ある。

【００４２】一方、塗装ロボットシミュレーション装置
６１は、上記制御変数設定部５７から供給される座標デ
ータＤＰ、姿勢データＤＡ、塗装実行／停止データＤ
Ｃ、補間形式データＤＩ。塗装パターンデータＤＰＰ、
塗装静電圧データＤＶＶ、塗料吐出量データＤＣＣ、塗
料霧化圧データＤＱＱ、塗装ガン速度データＤＳＳ及び
塗装時間データＤＴＴに基づいて、塗装ロボット１０に
ついての被塗装体に対して塗装ガン２０を移動させると
ともに塗装ガン２０から塗料を吐出させて行わせるもの
とされる塗装動作のシミュレーションを行い、その過程
において、上記制御変数設定部５７からの座標データＤ
Ｐ、姿勢データＤＡ、塗装実行／停止データＤＶＶ、塗
装吐出量データＤＣＣ及び塗料霧化圧データＤＱＱ、塗
装ガン速度データＤＳＳ及び塗装時間ＤＴＴの夫々に必
要に応じた修正を加える。そして、シミュレーションの
終了時には、座標データＤＰ、姿勢データＤＡ、塗装実
行／停止データＤＶＶ、塗装吐出量データＤＣＣ、塗料
霧化圧データＤＱＱ、塗装ガン速度データＤＳＳ及び塗
装時間ＤＴＴに夫々対応する座標データＤＸＰ、姿勢デ
ータＤＸＡ、塗装実行／停止データＤＸＣ、補間形式デ
ータＤＸＩ、塗装パターンデータＤＸＰＰ、塗装静電圧
データＤＸＶＶ、塗料吐出量ＤＸＣＣ、塗料霧化圧デー
タＤＸＱＱ、塗装ガン速度データＤＸＳＳ及び塗装時間
データＤＸＴＴを得るとともに、新な制御データＤＸＸ
を形成して、それらを最終的にロボット制御ユニット４
０に供給する。

【００４３】そして、ロボット制御ユニット４０は、上
記塗装ロボットシミュレーション装置６１から供給され
る各データを記憶し、塗装実行／停止データＤＸＣに基
づいて動作制御信号Ｓaを形成し、また、塗装パターン
データＤＸＰＰに基づいて動作制御信号Ｓpを、塗装静
電圧データＤＸＶＶに基づいて動作制御信号Ｓvを、塗
装吐出量データＤＸＣＣに基づいて動作制御信号Ｓc
を、さらに、塗料霧化圧データＤＸＱＱに基づいて動作
制御信号Ｓqを夫々形成し、さらに、座標データＤＸ
Ｐ、姿勢データＤＸＡ、補間形式データＤＸＩ、塗装ガ
ン速度データＤＸＳＳ及び制御データＤＸＸに基づいて
動作制御信号ＳＸを形成して、それらを上記図２の塗装
ロボット１０に関連して設けられた開閉弁３２、塗装パ
ターン切換制御弁２４、電圧発生部２２、塗料吐出量切
換制御弁２８、塗料霧化圧力切換制御弁２６及び塗装ロ
ボット１０の基部１４に内蔵されたロボット内制御部に
適宜供給する動作制御プログラムを適切に設定する。

【００４４】以上の説明から明らかな如く、本願発明に
係る塗装ロボットの制御変数の設定方法によれば、装着
された塗装ガンを予じめ設定された軌跡を描くものとし
て移動させて被塗装体に対する塗装作業を行うものとさ
れる塗装ロボットについてのティーチングを、計算機シ
ミュレーション手法を用いて行うに際し、各ティーチン
グ・ポイントにおける塗装ロボットに対する動作制御信
号をあらわす動作制御データを形成するための制御変数
が、該ティーチング・ポイントにおける塗装ガンから被
塗装体に対して吐出された塗料の量に対する実際に被塗
装体における塗装膜を形成する塗料の量の割合をあらわ
す塗料塗着効率が被塗物面の形状に対応して算出され、
当該ティーチング・ポイントに対する入力変数データと
該算出された塗料塗着効率とに基づいて正確に設定され
ることにより、その制御変数に基づいて形成される動作
制御データが、車体エンジンルーム等被塗物面に形成さ
れる塗装膜が良好であることが適正に反映された高精度
なものとなる。従って、又塗装ロボットに対する高精度
な動作制御データに基づいた制御プログラムが設定され
ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明に係る塗装ロボット制御変数
の設定方法の一例が適用される塗装ロボットについての
計算機シミュレーション手法を用いたティーチングを行
うティーチング・システムを示すブロックダイアグラム
である。

【図２】図２は、上記本願発明に係る塗装ロボット制御
変数の設定方法の一例が適用されたもとで、計算機シミ
ュレーション手法が用いられてティーチングが行なわれ
る塗装ロボットの構成の一例を示す概略構成図である。

【図３】図３は、本願発明に係る塗装機器の塗装条件設
定方法の一例における塗装ガンの移動軌跡を示す説明図
である。

【図４】図４は、上記図１に示されるティーチング・シ
ステムに適用された本願発明に係る塗装ロボットの制御
変数の設定方法の一例の要部の説明に供される概念図で
ある。

【符号の説明】

１０は塗装ロボット、１４は基部、２０は塗装ガン、２
２は電圧発生部、２４は塗装パターン切換制御弁、２６
は塗料霧化圧力切換制御弁、２８は塗料吐出量切換制御
弁、３０は塗料色選択部、３２は開閉弁、４０はロボッ
ト制御ユニット、５１はＣＡＤ／ＣＡＭ装置、５３はデ
ータ選択部、５５はデータ入力部、５７は制御変数設定
部、５８は塗料塗着効率算出部、５９は塗装速度・時間
設定部、６０は塗装条件設定部である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塗装手段の塗装軌跡上に設けられた複数
のティーチングポイントの各ティーチングポイント毎に
要求塗膜厚に対応した塗装条件を被塗物面への塗着効率
をファクターとして設定するようにした塗装機器の塗装
条件設定方法において、上記塗着効率を上記上記被塗物
面の形状データによって求め、該形状データにより求め
られた塗着効率に基いて塗装条件を設定するようにした
ことを特徴とする塗装機器の塗装条件設定方法。