JPH1157551A - 移動式自動塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立体的な大型の種々の形状のワークの内外面
に自動塗装することは難しく、ワークの搬出入のため稼
働率が低下し、設備コスト的に不利である。 【解決手段】 移動式自動塗装装置４は、前後方向へ自
走可能な可動架構１０、その可動架構１０内に装備され
たビーム架台１１と、ビーム架台１１に装備されたロボ
ット支持機構１２と、ロボット支持機構１２に取付けら
れた６軸多関節ロボット１３とを有し、ビーム架台１１
は可動架構１０内で前後に走行でき、ロボット支持機構
１２はビーム架台１１に沿って左右に移動でき、ロボッ
ト支持機構１２のＬ形アーム３０は鉛直軸心回りに旋回
でき、Ｌ形アーム３０の水平腕部材３２は昇降でき、水
平腕部材３２の先端の先端出力部３５は水平腕部材３２
に対して水平軸心回りに傾転でき、先端出力部３５に６
軸多関節ロボット１３が取付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、立体的な大型の
ワークに塗装を施すのに適した移動式自動塗装装置に関
し、特にレール上を自走可能な屋根付き可動架構にビー
ム架台を移動可能に設け、このビーム架台に複数の自由
度のあるロボット支持機構を介して塗装用の多関節ロボ
ットを装備し、立体的な大型のワークの内外面に塗装を
施し得るようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、家電製品や自動車のボディのよ
うな比較的小型のほぼ定形のワークに自動的に塗装を施
す自動塗装装置は広く実用化されている。この種の自動
塗装装置では、通常ほぼハウス状の塗装ブースを固定的
に設け、その塗装ブース内にワークを搬送するコンベア
を設け、塗装ブース内に多関節ロボット等の塗装ロボッ
トや自動塗装機を装備し、コンベアによりワークを塗装
ブース内に搬入して塗装を施すようになっている。前記
塗装ロボットや自動塗装機を塗装ブース内に固定的に装
備することもあるし、移動可能に装備することもある。

【０００３】一方、橋梁のブロック等の立体的な比較的
大型の不定形のワークに、前記のような自動塗装装置を
適用することは殆ど不可能に近く、従来では、ブロック
の組立工場等の屋内または屋外の定盤（作業台床）上に
複数のブロックを並べて配置し、塗装作業を人手により
行っていた。尚、この種のワークに施される塗装は、下
地処理も必要で、塗装回数も多く、膜厚も大きいことか
ら、塗装作業には多額のコストがかかる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 従来の自動塗装装置
においては、塗装ブースを固定的に装備するため、塗装
ブース内へワークを搬出入するコンベアを設けることが
必要であるが、橋梁のブロック等の非定形の立体的な比
較的大型のワークを搬送するコンベアは大掛かりの高価
なものになり現実性に欠ける。ほぼ密閉状の塗装ブース
内で使用する電気機器は全て防爆仕様のものに限定され
設備費が高価になる。橋梁のブロック等の立体的な比較
的大型のワークを対象とする場合、門形フレームやビー
ム状フレーム等を含み塗装ロボットを移動駆動するロボ
ット移動手段を設ければ、ワークの上面や側面の塗装は
可能になるにしても、例えば立体的なワークの幅方向中
央部の内面や底面までロボットハンドを延ばすことはで
きないので、塗装不能領域が大きくなり、塗装作業を全
面的に自動化することは難しい。ワークの上面側と下面
側の両方 にロボット移動手段と塗装ロボットとを夫々
設けることも不可能ではないが、この場合塗装装置の設
備費が高価になる。

【０００５】一方、造船工場等において、大型の塗装ブ
ースを含む塗装設備を設け、ワークを台車に搭載して塗
装ブース内へ搬出入し、手作業または半自動化された塗
装装置によりワークに塗装を施す技術も公知であるが、
その場合、塗装後の乾燥乃至養生期間の間およびワーク
の搬出入の間は塗装作業が中断するため、高価な塗装設
備の稼働率が低下してしまう。本発明の目的は、立体的
な大型の種々の形状のワークの内外面に塗装を施すこと
が可能で、装置の稼働率を高めることができ、設備コス
ト的に有利な移動式自動塗装装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 請求項１の移動式自動
塗装装置は、立体的な大型のワークに塗装を施すのに適
した移動式の自動塗装装置であって、屋根を有し左右１
対のレール上を前後方向に自走可能な屋根付き可動架構
と、前記屋根付き可動架構に設けられた左右１対のレー
ルに亙って架設されそれらレール上を前後方向に移動可
能なビーム架台と、前記ビーム架台に沿って左右方向に
移動可能にビーム架台に装備されたロボット支持機構で
あってビーム架台から垂設されたＬ形アームを含むロボ
ット支持機構と、前記Ｌ形アームの水平腕部材の先端の
先端出力部に装備され、前記ワークに塗装を施す多関節
ロボットとを備えたものである。

【０００７】屋根付き可動架構は、屋根を有する他、例
えばその屋根の左右両端部支持する側部構造と、側部構
造の下端の走行輪を含む脚部等を備えており、例えば屋
根付き可動架構の前面と後面にはワークの通過を許す大
きな開放部が形成されている。屋根付き可動架構は左右
１対のレール上を前後方向に自走可能であるので、ワー
クを搬送して屋根付き可動架構内へ搬入する代わりに、
予めワークを配置しておき、屋根付き可動架構とその内
部の諸機器（ビーム架台、ロボット支持機構、多関節ロ
ボット等）とをワークの上方へ移動させることができ
る。屋根付き可動架構であるので、雨天のときにも塗装
を行うことができ、夏期には強い日照を避けることがで
きる。

【０００８】ビーム架台は屋根付き可動架構内において
前後方向へ移動可能であり、このビーム架台に装備され
たロボット支持機構はビーム架台に沿って左右方向に移
動可能である。ロボット支持機構はビーム架台から垂設
されたＬ形アームを有し、このＬ形アームの水平腕部材
の先端の先端出力部に塗装用の多関節ロボットが装備さ
れている。それ故、ビーム架台とロボット支持機構を介
して多関節ロボットを前後左右に移動させることができ
るので、多関節ロボットのハンドの移動領域を大きく拡
大することができ、ワークの側面や上面に対して多関節
ロボットにより塗装することができ、Ｌ形アームの水平
腕部材をワークの内方へ挿入すると、ワークの内面に塗
装することができ、Ｌ形アームの水平腕部材をワークの
下面側へ延ばすと、ワークの下面に塗装することができ
る。尚、Ｌ形アームを鉛直軸心回りに旋回可能に設ける
ことが望ましく、Ｌ形アームの水平腕部材を昇降可能に
設けることが望ましい。

【０００９】請求項２の移動式自動塗装装置は、請求項
１の発明において、前記多関節ロボットは６軸多関節ロ
ボットであることを特徴とするものである。６軸多関節
ロボットを適用するため、立体的な複雑な形状のワーク
であっても、ワークの隅々まで多関節ロボットのハンド
を延ばして塗装することができる。

【００１０】請求項３の移動式自動塗装装置は、請求項
１または２の発明において、前記屋根付き可動架構の前
端面と後端面にはワークの通過を許す開放部が形成さ
れ、この屋根付き可動架構が自走する為の左右１対のレ
ールは屋根付き可動架構の前後方向長さの約複数倍の長
さに形成されていることを特徴とするものである。従っ
て、請求項１でも説明したように、予めワークを配置し
ておき、この移動式自動塗装装置をワークの上方まで移
動させて塗装を行うことができ、ワークの搬出入の為に
装置の稼働率が低下するのを防止することができる。

【００１１】請求項４の移動式自動塗装装置は、請求項
１または２の発明において、前記ロボット支持機構は、
ビーム架台に左右方向に移動可能に装備されたキャリッ
ジを有し、前記Ｌ形アームは、上端部がキャリッジに鉛
直軸心回りに旋回可能に連結されて下方へ延びる立腕部
材と、この立腕部材に昇降可能に装備された前記水平腕
部材とを有することを特徴とするものである。それ故、
キャリッジに対して立腕部材を鉛直軸心回りに旋回させ
ることにより、水平腕部材の方向を変更するとともに、
立腕部材に対する水平腕部材の高さ位置を変更すること
ができるため、多関節ロボットの移動領域が大きくな
り、多関節ロボットのハンドの移動領域が大きくなる。

【００１２】請求項５の移動式自動塗装装置は、請求項
４の発明において、前記ビーム架台を前後方向に移動駆
動する走行駆動手段と、前記キャリッジを左右方向に移
動駆動する横行駆動手段と、前記キャリッジに対してＬ
形アームを鉛直軸心回りに旋回駆動する旋回駆動手段
と、立腕部材に対して水平腕部材を昇降駆動する昇降駆
動手段と、水平腕部材に対してその先端出力部を水平腕
部材と平行な水平軸心回りに傾転駆動する傾転駆動手段
と、これら走行駆動手段と横行駆動手段と旋回駆動手段
と昇降駆動手段と傾転駆動手段とを数値制御方式にて夫
々制御する制御ユニットとを備えたことを特徴とするも
のである。

【００１３】ワークの塗装対象領域に関する位置情報や
塗装に関する情報に基づいて、制御ユニットにより数値
制御方式にて、走行駆動手段と横行駆動手段と旋回駆動
手段と昇降駆動手段と傾転駆動手段とを夫々制御するこ
とにより、ビーム架台を前後方向に走行移動させ、キャ
リッジを左右方向に横行移動させ、Ｌ形アームを鉛直軸
心回りに旋回させ、立腕部材に対して水平腕部材を昇降
させ、先端出力部と多関節ロボットとを水平腕部材と平
行な水平軸心回りに傾転させながら、簡単な構造のワー
クは勿論立体的な複雑な形状のワークに対しても、その
内外面に対して自動的に塗装を施すことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。本実施形態は、橋梁の
ブロック（ワーク）を製作する橋梁製作工場の塗装ステ
ーションに設けた移動式自動塗装装置に本発明を適用し
た場合の一例である。図１はその塗装ステーションＰＳ
を示すもので、この塗装ステーションＰＳには、５つの
塗装ステージＳ１〜Ｓ５と、左右１対のレール１上を前
後方向に自走可能な２つの移動屋根２と、１対のレール
１の内側の左右１対のレール３上を前後方向に自走可能
な移動式自動塗装装置４とが設けられている。尚、この
塗装ステーションＰＳには、自走式のタワークレーン
（図示略）によりワークＷが搬出入される。尚、図１に
示すように前後左右の方向を定義して以下説明する。

【００１５】ワークＷは立体的な大型のワークであり、
種々のサイズで種々の形状・構造のものがあり、図２に
３種類の典型的なワークＷが例示され、ワークＷの長さ
は約１６ｍ、幅は約3.6 ｍ、高さは約2.5 〜3.0 ｍであ
る。各塗装ステージＳ１〜Ｓ５には少なくとも２つのワ
ークＷを並べて配置可能で、各塗装ステージＳ１〜Ｓ５
に予めワークＷを配置してから、その塗装ステージＳ１
〜Ｓ５に移動式自動塗装装置４を移動させてワークＷに
塗装を施す。尚、移動式自動塗装装置４は移動屋根２の
内側を通過可能に構成されている。

【００１６】次に、移動式自動塗装装置４について詳し
く説明する。図３〜図５に示すように、移動式自動塗装
装置４は、ほぼ建屋状の屋根付き可動架構１０と、その
内部に装備されたビーム架台１１と、このビーム架台１
１に装備されたロボット支持機構１２と、このロボット
支持機構１２に取付けられワークＷに塗装を施す６軸多
関節ロボット１３と、図示してない電気配線系、図示し
てない塗装機器（コンプレッサ、複数の塗料タンク、複
数のポンプ、塗料供給系、エア供給系、等々）、制御用
機器を収容した制御操作室１４等を有する。

【００１７】前記屋根付き可動架構１０は、屋根１６
と、左右の側部構造１７と、これら側部構造１７の下端
部に設けられた左右１対の脚部１８とを有し、各脚部１
８は複数の走行輪（従動輪と駆動輪を含む）と駆動輪を
駆動する走行駆動モータとを有し、左右の走行駆動モー
タにより左右の駆動輪を駆動することで、屋根付き可動
架構１０を前後方向へ自走させ得るようになっている。
尚、右側の側部構造１７の下部に制御操作室１４が設け
られ、この制御操作室１４の外側付近には、給電用ケー
ブルを巻取ったり繰り出しするケーブルリール１５が設
けられている。

【００１８】屋根付き可動架構１０の走行の為の左右１
対のレール３は塗装ステーションＰＳの全長に亙って延
びており、屋根付き可動架構１０は塗装ステーションＰ
Ｓの全長に亙って移動できるようになっている。屋根付
き可動架構１０の前端面と後端面にはワークＷの通過を
許す大きな開放部１０ａが形成され、左右の側部構造１
７には複数の開放窓１０ｂが形成されている。このよう
に、屋根付き可動架構１０が密閉の構造でないので、塗
装機器の諸電気機器に防爆仕様でないものを適用可能と
なり、設備費の面で有利となる。但し、防爆仕様の諸電
気機器を用いてもよい。

【００１９】前記左右の側部構造１７の内面の中段部に
はレール支持体２０を介して前後方向に延びるレール２
１が設けられ、左右方向に延びるビーム状のビーム架台
１１は左右１対のレール２１に亙って架設され、ビーム
架台１１はその左右の脚部２２を介して左右１対のレー
ル２１上を前後方向へ走行可能である。各脚部２２には
レール２１上を転動する複数の従動輪が設けられ、左右
１対のレール２１と左右の脚部２２にはビーム架台１１
を前後方向へ移動駆動する左右１対の走行駆動機構が設
けられている。各走行駆動機構について説明すると、各
レール２１の外側面にラックが全長に亙って設けられ、
脚部２２には走行用駆動モータとしてのＸ軸サーボモー
タ２８が設けられ、このＸ軸サーボモータ２８の出力軸
のピニオンがラックに係合されている。左右１対のＸ軸
サーボモータ２８により左右１対のラック・ピニオン機
構を介してビーム架台１１を前後方向に走行駆動できる
ようになっている。尚、符号４２は前後移動用のケーブ
ルベアであり、符号４３は横行移動用のケーブルベアで
ある。

【００２０】前記ロボット支持機構１２は、ビーム架台
１１に沿って左右方向へ移動自在に設けられたキャリッ
ジ２４と、キャリッジ２４から下方へ延びるＬ形アーム
３０とを有する。ビーム架台１１の前後両面には全長に
わたる水平なガイドレール２６が設けられ、キャリッジ
２４の前壁には前側のガイドレール２６に支持され又は
案内される４つのガイドローラ２７が設けられ、同様
に、キャリッジ２４の後壁には後側のガイドレール２６
に支持され又は案内される４つのガイドローラ２７が設
けられている。

【００２１】Ｌ形アーム３０は上端部がキャリッジ２４
に鉛直軸心回りに旋回可能に支持され床面付近まで延び
た鉛直の立腕部材３１と、この立腕部材３１に昇降可能
に支持され水平方向へ所定長さ延びた水平腕部材３２と
を有する。立腕部材３１は、ビーム架台１１の内部まで
延び且つキャリッジ２４に対して相対回動自在の断面円
形の内筒部材３３と、この内筒部材３３に外嵌されキャ
リッジ１１に対して相対回動自在の断面円形の外筒部材
３４とを含む。この外筒部材３４には水平腕部材３２の
昇降を許すスリット状の切欠き開口が立て長に形成さ
れ、水平腕部材３２の先端部には多関節ロボット１３を
取付ける為の先端出力部３５が水平腕部材３２と平行な
水平軸心回りに傾転可能（回転可能）に支持されてい
る。

【００２２】ビーム架台１１とロボット支持機構１２に
は、キャリッジ２４を左右方向へ移動駆動する横行駆動
機構が設けられ、この横行駆動機構は、ビーム架台１１
の後面のレール２６の付近にそれと平行に全長に亙って
設けられたラック部材（図示略）と、キャリッジ２４に
設けられた横行用駆動モータとしてのＹ軸サーボモータ
２９と、Ｙ軸サーボモータ２９の出力軸に固定されラッ
ク部材に噛合したピニオン（図示略）等で構成され、Ｙ
軸サーボモータ２９によりラック・ピニオン機構を介し
てキャリッジ２４を左右方向へ横行駆動できるようにな
っている。

【００２３】ロボット支持機構１２にはキャリッジ２４
に対してＬ形アーム３０を鉛直軸心回りに旋回駆動する
旋回駆動機構と、立腕部材３１に対して水平腕部材３２
を昇降駆動する昇降駆動機構と、先端出力部３５を水平
腕部材３２に対してそれと平行な水平軸心回りに傾転駆
動する傾転駆動機構とが設けられている。前記旋回駆動
機構は、ビーム架台１１内において内筒部材３３の上端
付近に設けられたリングギヤ３６と、ビーム架台１１内
でキャリッジ３４に固定された旋回用駆動モータとして
のα軸サーボモータ３７と、このα軸サーボモータ３７
の出力軸に固定されリングギヤ３６に噛合したピニオン
３７ａ等で構成され、α軸サーボモータ３７によってピ
ニオン３７ａとリングギヤ３６を介してＬ形アーム３０
をその鉛直な軸心の回りに正逆旋回駆動できるようにな
っている。

【００２４】前記昇降駆動機構は、内筒部材３３の下側
約２／３長さ部分の中心部に配設されたボールネジ軸３
８と、このボールネジ軸３８に外嵌螺合されて水平腕部
材３２に固定されたボールネジナット３９と、内筒部材
３３内に配設されて出力軸がボールネジ軸３８に直結さ
れた昇降用駆動モータとしてのＺ軸サーボモータ４０等
で構成され、Ｚ軸サーボモータ４０によりボールネジ機
構を介して水平腕部材３２を昇降駆動できるようになっ
ている。前記傾転駆動機構は、水平腕部材３２の先端側
部分の内部に配設されて出力軸が先端出力部３５に直結
された傾転用駆動モータとしてのβ軸サーボモータ４１
等で構成され、β軸サーボモータ４１により先端出力部
３５と多関節ロボット１３とを水平軸心回りに正逆傾転
できるようになっている。

【００２５】前記６軸多関節ロボット１３について簡単
に説明する。図６に示すように、多関節ロボット１３
は、水平腕部材３２の先端出力部３５に固定されるベー
ス４５と、基部ケース４６と、第１アーム４７と、第２
アーム４８と、第３アーム４９と、手首部材５０と、ハ
ンド５１と、ロボットの内部に組み込まれた駆動用の諸
機器等を有する。

【００２６】ベース４５に対して基部ケース４６を水平
腕部材３２と平行な第１軸軸心ａ回りに正逆回転駆動す
る第１軸駆動機構と、基部ケース４６に対して第１アー
ム４７の基端部を第２軸軸心ｂ回りに正逆回転駆動する
第２軸駆動機構と、第１アーム４７の先端部に対して第
２アーム４８の基端部を第２軸軸心ｂと平行な第３軸軸
心ｃ回りに正逆回転駆動する第３軸駆動機構と、第２ア
ーム４８の先端部に対して第３アーム４９を第２アーム
４８と平行な第４軸軸心ｄ回りに正逆回転駆動する第４
軸駆動機構と、第３アーム４９に対して手首部材５０を
第５軸軸心ｅ回りに正逆回転駆動する第５軸駆動機構
と、手首部材５０に対してハンド５１を第６軸軸心ｆ回
りに正逆回転駆動する第６軸駆動機構とを有し、これら
第１〜第６軸駆動機構は、ロボット制御ユニットにより
数値制御方式にて駆動制御される。

【００２７】前記ハンド５１には、塗装用の複数のスプ
レーガンの１つが選択的に装着され、そのスプレーガン
は塗料供給系と加圧エア供給系とにホース等にて接続さ
れ、多関節ロボット１３により、ワークＷの表面に塗装
を施す。図示してないが、塗料供給系は、複数種類の塗
料を収容した複数の塗装タンク、塗料を加圧して圧送す
る複数のギヤポンプ、複数の電磁開閉バルブ、センサや
スイッチ類等を有し、選択された塗料が加圧エアととも
にスプレーガンに供給され、塗装に供される。

【００２８】次に、移動式自動塗装装置４の制御系につ
いて説明する。図７に示すように、屋根付き可動架構１
０を前後へ走行駆動する為に、操作用スイッチ等を含む
操作兼制御部６０と駆動部６１が設けられ、駆動部６１
により左右１対の走行駆動モータ６２が駆動される。例
えばパーソナルコンピュータからなるホスト制御ユニッ
ト６３と、塗装機器制御ユニット６７と、ロボット制御
ユニット６９と、外部５軸制御ユニット７０とが図示の
ように設けられている。

【００２９】前記ホスト制御ユニット６３には、操作盤
６４とＦＤドライブ装置とＣＲＴディスプレイ６６とが
接続されており、ワークＷのサイズと形状・構造と塗装
範囲に関するワーク情報と、ワークＷに施す塗装の塗装
情報（塗料の種類、色、膜厚、塗装回数等）とを含む生
産情報がＦＤ６５（フロッピーディスク）によりホスト
制御ユニット６３に入力される。ホスト制御ユニット６
３は生産情報と予め入力格納された制御プログラムに基
づいて塗装機器６８（コンプレッサ、ポンプ類、パルブ
類、センサ・スイッチ類）を制御する制御情報と、多関
節ロボット１３を数値制御方式で制御する制御情報と、
外部５軸のサーボモータ（Ｘ軸サーボモータ２８、Ｙ軸
サーボモータ２９、Ｚ軸サーボモータ４０、α軸サーボ
モータ３７、β軸サーボモータ４１）を数値制御方式で
制御する制御情報とを作成する。

【００３０】塗装機器制御ユニット６７はホスト制御ユ
ニット６３から供給される制御情報に基づいて塗装機器
６８を駆動制御し、ロボット制御ユニット６９はホスト
制御ユニット６３から供給される制御情報に基づいて多
関節ロボット１３を数値制御方式で駆動制御し、外部５
軸制御ユニット７０はホスト制御ユニット６３から供給
される制御情報に基づいて外部５軸のサーボモータ２
８，２９，４０，３７，４１を数値制御方式で夫々駆動
制御する。尚、位置補正用センサ類７１は、外部５軸の
サーボモータ２８，２９，４０，３７，４１の原点位置
を設定する為のセンサ類である。

【００３１】以上説明した移動式自動塗装装置４の作
用、効果について説明する。ワークＷに関する生産情報
に基づいて、ホスト制御ユニット６３において、そのワ
ークＷにおける複数の塗装領域と、それら塗装領域の３
次元空間における位置と、それら塗装領域に施す塗装の
種類と、各塗装領域を塗装する際のスプレーガンの移動
順序等が決定され、塗装機器６８の為の制御情報と、多
関節ロボット１３の為の制御情報と、外部５軸のサーボ
モータ２８，２９，４０，３７，４１の為の制御情報と
が作成され、それら制御情報が対応する制御ユニット６
７，６９，７０に供給され、塗装機器制御ユニット６７
により塗装機器６８が駆動制御され、ロボット制御ユニ
ット６９により多関節ロボット１３が駆動制御され、外
部５軸制御ユニット７０によりサーボモータ２８，２
９，４０，３７，４１が駆動制御され、多関節ロボット
１３によりワークＷの複数の塗装領域に対する塗装が順
次自動的に実行される。

【００３２】移動式自動塗装装置４に、前後方向に自走
可能な屋根付き可動架台１０と、前後移動可能なビーム
架台１１と、Ｌ形アーム３０を有しビーム架台１１に沿
って左右方向へ移動可能なロボット支持機構１２と、Ｌ
形アーム３０の水平腕部材３２の先端の先端出力部３５
に装備した塗装用の多関節ロボット１３とを設けたの
で、屋根付き可動架台１０に対してワークＷを搬出入す
る代わりに、予めワークＷを配置した各塗装ステージＳ
１〜Ｓ５へ移動式自動塗装装置４を自走させて塗装を行
うことができるから、移動式自動塗装装置４の稼働率を
高めることができる。

【００３３】そして、屋根付き可動架構１０であるの
で、雨天のときにも塗装を行うことができ、夏期には強
い日照を避けることができる。ロボット支持機構１２の
Ｌ形アーム３０の先端の先端出力部３５に多関節ロボッ
ト１３を装備したため、多関節ロボット１３のハンド５
１の移動可能領域を大幅に拡大することができ、ワーク
Ｗの内外両面の全域に塗装を施すことが可能になり、立
体的な大型の種々の形状のワークＷに塗装することが可
能になり、汎用性に優れる。多関節ロボット１３は６軸
多関節ロボットであるので、立体的な複雑な形状のワー
クＷであっても、ワークＷの隅々までハンドを延ばして
塗装することができる。

【００３４】屋根付き可動架構１０の前端面と後端面に
ワークＷの通過を許す大きな開放部１０ａが形成され、
この屋根付き可動架構１０の自走の為の左右１対のレー
ル３は塗装ステーションＳＰの全長に亙って延長されて
いるため、各塗装ステージＳ１〜Ｓ５に予めワークＷを
配置しておき、この移動式自動塗装装置４を各ステージ
のワークＷの上方まで移動させて塗装を行うことがで
き、ワークＷの搬出入の為に装置の稼働率が低下するを
防止することができる。

【００３５】ロボット支持機構１２はビーム架台１１に
左右方向に移動可能に装備されたキャリッジ２４を有
し、Ｌ形アーム３０は、上端部がキャリッジ２４に鉛直
軸心回りに旋回可能に連結されて下方へ延びる立腕部材
３１と、この立腕部材３１に昇降可能に装備された水平
腕部材３２とを有するので、キャリッジ２４に対して立
腕部材３１を鉛直軸心回りに旋回させることにより、水
平腕部材３２の方向を変更するとともに、立腕部材３１
に対する水平腕部材３２の高さ位置を変更することがで
きるため、多関節ロボット１３の移動領域が大きくな
り、多関節ロボット１３のハンド５１の移動領域が大き
くなる。その結果、ワークＷの内部へ多関節ロボット１
３を移動させて塗装させたり、ワークＷの下面側へ多関
節ロボット１３を移動させて塗装させたりすることがで
きる。

【００３６】５つのサーボモータ２８，２９，４０，３
７，４１を外部５軸制御ユニット７０で駆動制御するこ
とにより、ビーム架台１１の前後方向への走行と、キャ
リッジ２４の左右方向への横行と、水平腕部材３２の昇
降と、Ｌ形アーム３０の旋回と、先端出力部３５の傾転
とを数値制御方式にて自動制御し、６軸多関節ロボット
１３を介してワークＷに対する塗装を高精度で自動的に
能率的に行うことができる。

【００３７】次に、前記実施形態を部分的に変更する変
更形態について説明する。 １）ビーム架台１１に左右１対のロボット支持機構１２
及び多関節ロボット１３を設け、左側の多関節ロボット
１３で左側のワークＷに塗装を行い、右側の多関節ロボ
ット１３で右側のワークＷに塗装を行うように構成して
もよい。 ２）Ｌ形アーム３０の全体をキャリッジ１１に対して昇
降させるように構成してもよく、また、立腕部材３１を
２重構造に形成する必要はなく１重構造に構成してもよ
い。 ３）ビーム架台１１を走行駆動する機構はラック・ピニ
オン機構以外の機構（チェーン機構やベルト機構）で駆
動するように構成してもよく、キャリッジ２４を横行駆
動する機構もラック・ピニオン機構以外の機構（チェー
ン機構やベルト機構）で駆動するように構成してもよ
い。 ４）前記多関節ロボットとしては６軸多関節ロボット１
３に限らず、４軸や５軸の多関節ロボットを適用しても
よい。

【００３８】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、移動式自動
塗装装置に、前後移動可能な屋根付き可動架台と、前後
移動可能なビーム架台と、Ｌ形アームを有しビーム架台
に沿って左右移動可能なロボット支持機構と、Ｌ形アー
ムの水平腕部材の先端の先端出力部に装備した塗装用の
多関節ロボットとを設けたので、屋根付き可動架台に対
してワークを搬出入する代わりに、予めワークを配置し
た場所へ移動式自動塗装装置を移動させて塗装を行うこ
とができるから、移動式自動塗装装置の稼働率を高める
ことができる。そして、屋根付き可動架構であるので、
雨天のときにも塗装を行うことができ、夏期には強い日
照を避けることができる。また、ロボット支持機構のＬ
形アームの先端の先端出力部に多関節ロボットを装備し
たため、多関節ロボットのハンドの移動可能領域を大幅
に拡大することができ、ワークの内外両面の全域に塗装
を施すことが可能になり、立体的な大型の種々の形状の
ワークに塗装することが可能になり、汎用性に優れる。
１つの多関節ロボットによりワークの略全面に亙って塗
装できるため、多関節ロボットの所要数を節減でき、設
備コスト的に有利である。

【００３９】請求項２の発明によれば、前記多関節ロボ
ットは６軸多関節ロボットであるので、立体的な複雑な
形状のワークであっても、ワークの隅々までハンドを延
ばして塗装することができる。その他請求項１と同様の
効果を奏する。

【００４０】請求項３の発明によれば、屋根付き可動架
構の前端面と後端面にはワークの通過を許す開放部が形
成され、この屋根付き可動架構が自走する為の左右１対
のレールは屋根付き可動架構の前後方向長さの約複数倍
の長さに形成されているため、予めワークを配置してお
き、この移動式自動塗装装置をワークの上方まで移動さ
せて塗装を行うことができ、ワークの搬出入の為に装置
の稼働率が低下するを防止することができる。その他請
求項１または２と同様の効果を奏する。

【００４１】請求項４の発明によれば、ロボット支持機
構はビーム架台に左右方向に移動可能に装備されたキャ
リッジを有し、Ｌ形アームは、上端部がキャリッジに鉛
直軸心回りに旋回可能に連結されて下方へ延びる立腕部
材と、この立腕部材に昇降可能に装備された前記水平腕
部材とを有するので、キャリッジに対して立腕部材を鉛
直軸心回りに旋回させることにより、水平腕部材の方向
を変更するとともに、立腕部材に対する水平腕部材の高
さ位置を変更することができるため、多関節ロボットの
移動領域が大きくなり、多関節ロボットのハンドの移動
領域が大きくなる。その結果、ワークの内部へ多関節ロ
ボットを移動させて塗装させたり、ワークの下面側へ多
関節ロボットを移動させて塗装させたりすることができ
る。その他請求項１または２と同様の効果を奏する。

【００４２】請求項５の発明によれば、走行駆動手段
と、横行駆動手段と、旋回駆動手段と、立腕部材に対し
て水平腕部材を昇降駆動する昇降駆動手段と、傾転駆動
手段と、これらの５つの駆動手段を数値制御方式にて夫
々制御する制御ユニットとを設けたので、ワークの塗装
対象領域に関する位置情報や塗装に関する情報に基づい
て、制御ユニットにより数値制御方式にて、走行駆動手
段と横行駆動手段と旋回駆動手段と昇降駆動手段と傾転
駆動手段とを夫々制御することにより、ビーム架台を前
後方向に走行移動させ、キャリッジを左右方向に横行移
動させ、Ｌ形アームを鉛直軸心回りに旋回させ、立腕部
材に対して水平腕部材を昇降させ、先端出力部と多関節
ロボットとを水平腕部材と平行な水平軸心回りに傾転さ
せながら、簡単な構造のワークは勿論立体的な複雑な形
状のワークに対しても、その内外面に対して自動的に塗
装を施すことができる。その他請求項４と同様の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る塗装ステーションの全
体斜視図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は夫々典型的なワークの斜視図
である。

【図３】移動式自動塗装装置の全体斜視図である。

【図４】移動式自動塗装装置の正面図である。

【図５】ビーム架台とロボット支持機構と多関節ロボッ
トの平面図である。

【図６】６軸多関節ロボットの斜視図である。

【図７】移動式自動塗装装置の制御系のブロック図であ
る。

【符号の説明】

３ レール ４ 移動式自動塗装装置 １０ 可動架構 １０ａ 開放部 １１ ビーム架台 １２ ロボット支持機構 １３ 多関節ロボット ２４ キャリッジ ２８ Ｘ軸サーボモータ ２９ Ｙ軸サーボモータ ３０ Ｌ形アーム ３１ 立腕部材 ３２ 水平腕部材 ３５ 先端出力部 ３７ α軸サーボモータ ４０ Ｚ軸サーボモータ ４１ β軸サーボモータ ６３ ホスト制御ユニット ７０ 外部５軸制御ユニット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立体的な大型のワークに塗装を施すのに
   適した移動式の自動塗装装置であって、 屋根を有し左右１対のレール上を前後方向に自走可能な
   屋根付き可動架構と、 前記屋根付き可動架構に設けられた左右１対のレールに
   亙って架設されそれらレール上を前後方向に移動可能な
   ビーム架台と、 前記ビーム架台に沿って左右方向に移動可能にビーム架
   台に装備されたロボット支持機構であって、ビーム架台
   から垂設されたＬ形アームを含むロボット支持機構と、 前記Ｌ形アームの水平腕部材の先端の先端出力部に装備
   され、前記ワークに塗装を施す多関節ロボットと、 を備えたことを特徴とする移動式自動塗装装置。
2. 【請求項２】 前記多関節ロボットは６軸多関節ロボッ
   トであることを特徴とする請求項１に記載の移動式自動
   塗装装置。
3. 【請求項３】 前記屋根付き可動架構の前端面と後端面
   にはワークの通過を許す開放部が形成され、この屋根付
   き可動架構が自走する為の左右１対のレールは屋根付き
   可動架構の前後方向長さの約複数倍の長さに形成されて
   いることを特徴とする請求項１または２に記載の移動式
   自動塗装装置。
4. 【請求項４】 前記ロボット支持機構は、ビーム架台に
   左右方向に移動可能に装備されたキャリッジを有し、前
   記Ｌ形アームは、上端部がキャリッジに鉛直軸心回りに
   旋回可能に連結されて下方へ延びる立腕部材と、この立
   腕部材に昇降可能に装備された前記水平腕部材とを有す
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の移動式自
   動塗装装置。
5. 【請求項５】 前記ビーム架台を前後方向に移動駆動す
   る走行駆動手段と、前記キャリッジを左右方向に移動駆
   動する横行駆動手段と、前記キャリッジに対してＬ形ア
   ームを鉛直軸心回りに旋回駆動する旋回駆動手段と、立
   腕部材に対して水平腕部材を昇降駆動する昇降駆動手段
   と、水平腕部材に対してその先端出力部を水平腕部材と
   平行な水平軸心回りに傾転駆動する傾転駆動手段と、こ
   れら走行駆動手段と横行駆動手段と旋回駆動手段と昇降
   駆動手段と傾転駆動手段とを数値制御方式にて夫々制御
   する制御ユニットとを備えたことを特徴とする請求項４
   に記載の移動式自動塗装装置。