ハンドガン制御装置
【課題】ハンドガンの位置に応じて塗料の霧化状態や噴射形状を調整する。
【解決手段】ハンドガン２０はエアーにより車両に塗料を吹付ける。ハンドガン位置認識部４１は車両に対するハンドガン２０の位置を認識する。エアー供給量記憶部４２はハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を記憶する。エアー供給量制御部４３はハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置とエアー供給量記憶部４３が記憶するハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係から、ハンドガン２０に供給するエアーの量を制御する。
【解決手段】ハンドガン２０はエアーにより車両に塗料を吹付ける。ハンドガン位置認識部４１は車両に対するハンドガン２０の位置を認識する。エアー供給量記憶部４２はハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を記憶する。エアー供給量制御部４３はハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置とエアー供給量記憶部４３が記憶するハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係から、ハンドガン２０に供給するエアーの量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハンドガン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の一部をハンドガンで塗装している。ハンドガンは、作業者が手に持って車両に塗料を吹付ける塗装ガンである。ハンドガンは、塗料を霧化する霧化エアーの量と霧化した塗料の噴射形状を決めるパターンエアーの量をそれぞれ個別に調整するニードルバルブを備えている。
【０００３】
作業者は、塗装作業の開始前に、ニードルバルブを動かして、霧化エアーの量とパターンエアーの量を調整する。つまり、車両のさまざまな形状の塗装部位を効率的に塗装できるように、塗料の霧化状態や噴射形状を調整する。
【０００４】
ニードルバルブの調整及びハンドガンによる塗装作業は熟練を要する。このため、例えば下記特許文献１に記載されているような塗装作業訓練用のハンドガンを用いて、実際の塗装作業を体現できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３４２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、塗装作業の開始前に時間をかけて調整した塗料の霧化状態や噴射形状は、必ずしも車両の全ての塗装部位の形状に合致するものではない。塗料の霧化状態や噴射形状は、対象とするさまざまな形状の塗装部位でもある程度効率的な塗装ができるように、汎用性を持たせているからである。
【０００７】
なお、塗装作業の開始後に、作業者が塗料の霧化状態や噴射形状を塗装部位の形状に合致させることは理論的には可能である。しかし、塗料の霧化状態や噴射形状の調整は熟練者でも時間がかかるため、塗装作業が中断されて作業効率が著しく悪化する。
【０００８】
したがって、塗装作業の開始後に、作業者が塗料の霧化状態や噴射形状を塗装部位の形状に合致させることは現実的ではない。
【０００９】
本発明は、従来のハンドガンの問題点を解消するために成されたものであり、ハンドガンの位置に応じて塗料の霧化状態や噴射形状を調整することができるハンドガン制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るハンドガン制御装置は、ハンドガン、ハンドガン位置認識部、エアー供給量記憶部、エアー供給量制御部を有する。
【００１１】
ハンドガンはエアーにより被塗装物に塗料を吹付ける。ハンドガン位置認識部は被塗装物に対するハンドガンの位置を認識する。エアー供給量記憶部はハンドガンの位置とハンドガンに供給するエアーの量との関係を記憶する。エアー供給量制御部はハンドガン位置認識部が認識したハンドガンの位置とエアー供給量記憶部が記憶するハンドガンの位置とハンドガンに供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御する。エアーの量は、ハンドガンに至る供給経路内に設置された計測器によって計測、表示され、調整することができる。エアーの量の制御は、供給経路に加えられるエアーの圧力を変化させることで行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るハンドガン制御装置によれば、ハンドガンの位置に応じてハンドガンに供給するエアーの量が調整されるので、塗料の霧化状態や噴射形状を塗装部位の形状に合致させることができる。このため、塗り薄が生じたり、塗料流れが生じたりすることを容易に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】ハンドガンの概略構成図であり、Ａはハンドガンの側面図を、Ｂはハンドガンのノズル部分の正面図を、Ｃはノズル部分の側面図を示す。
【図４】パターンエアーの量によって変化する塗料の噴射形状の一例を示す図である。
【図５】実施形態１に係るハンドガン制御装置の制御系のブロック図である。
【図６】図５に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【図７】図５に示したハンドガン制御装置の変形例である。
【図８】図７に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【図９】実施形態２に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【図１０】実施形態２に係るハンドガン制御装置の制御系のブロック図である。
【図１１】図１０に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【図１２】実施形態３に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明に係るハンドガン制御装置を［実施形態１］から［実施形態３］に分けて説明する。
【００１５】
［実施形態１］
図１は実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図であり、図２は実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す側面図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、塗装ライン１００は、ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、ハンドガン制御部４０を有している。
【００１７】
塗装ライン１００には被塗装物である車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが搬送される。本実施形態の場合、車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、一定の速度で連続搬送される。本実施形態の場合、一定の速度で連続搬送される形態を採用しているが、塗装作業中は搬送が停止され、塗装作業が終わると次の車両１０Ａが作業者の前に搬送される、いわゆる順送り搬送の形態であっても良い。
【００１８】
ハンドガン２０は作業者によって支持され、ハンドガン制御部４０から供給されるエアーの力を借りて車両１０Ｂに塗料を吹付ける。ハンドガン２０は車両１０Ｂに静電塗装ができるように、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８に４０ＫＶ〜６０ＫＶの高電圧が印加される。このため、塗装作業中はハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から電磁波が放出される。ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８は電磁波を放出する波動源となる。ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波は波動となる。
【００１９】
センサ３０Ａ、３０Ｂは、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波を検出し、検出した電磁波の強度に応じた大きさの電気信号を出力する。センサ３０Ａ、３０Ｂは、電磁波を検出することができるものであればどのような電磁波検出センサを用いても良い。本実施形態では電磁波検出センサとして特定の周波数帯の電波を受信できるアンテナを使用する。
【００２０】
なお、本実施形態ではハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波を利用してハンドガン２０の位置を認識している。これ以外に、ハンドガン２０に超音波を発生する音源を取り付け、センサ３０Ａ、３０Ｂに、音波検出センサとして超音波を入力できるマイクを使用しても良い。この場合、波動源はハンドガン２０に取り付けた超音波を発生する音源であり、波動源は音源が発生する超音波となる。
【００２１】
図２に示すように、センサ３０Ａ、３０Ｂは、塗装ライン１００に設けた仕切壁１５０に取り付けてある。センサ３０Ａは、車両１０Ｂのフロントドアウインドウ１２Ｂ上部の高さと同じくらいの高さに取り付ける。センサ３０Ｂは、車両１０Ｂのフロントドア１４Ｂの下部の高さと同じくらいの高さに取り付ける。
【００２２】
センサ３０Ａ、３０Ｂは、仕切壁１５０の上下方向に高さを違えて取り付けてあるので、センサ３０Ａと３０Ｂが検出する電磁波の強度によってハンドガン２０のおおよその高さがわかる。例えば、図２に示すように、ハンドガン２０がフロントドアウインドウ１２Ｂの中間の高さに位置しているとき（実線位置）、センサ３０Ａが受信する電磁波の強度はセンサ３０Ｂが受信する電磁波の強度よりも相対的に大きい。また、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分の中間の高さに位置しているとき（点線位置）、センサ３０Ａが受信する電磁波の強度はセンサ３０Ｂが受信する電磁波の強度よりも相対的に小さい。
【００２３】
ハンドガン制御部４０はハンドガン２０とセンサ３０Ａ、３０Ｂを接続する。ハンドガン制御部４０は、センサ３０Ａ、３０Ｂが検出する電磁波の強度から車両１０Ｂに対するハンドガン２０の上下方向の位置を認識する。ハンドガン２０の上下方向の位置は、センサ３０Ａが受信する電磁波の強度とセンサ３０Ｂが受信する電磁波の強度の差に基づいて認識する。また、ハンドガン制御部４０はハンドガン２０に塗料を供給し、ハンドガン２０の位置に応じてハンドガン２０に供給するエアーの量を制御する。例えば、ハンドガン２０がフロントドアウインドウ１２Ｂの中間の高さに位置しているとき（規定高さよりも高いとき）には、作業者がフロントドア１４Ｂのピラー部分を塗装すると判断して塗装の噴射形状を円形状にする。また、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分の中間の高さに位置しているとき（規定高さよりも低いとき）には、作業者がフロントドア１４Ｂの鋼板部分を塗装すると判断して塗装の噴射形状を楕円形にする。
【００２４】
本実施形態では、静電塗装をする際に発生する電磁波を利用してハンドガン２０の位置を認識できるようにしているので、ハンドガン２０の位置の認識に特別な装置は不要である。また、ハンドガン２０の位置を認識するために超音波を用いると、他の作業者のハンドガン２０から放出される電磁波の影響を受けることがなく、複数の作業者が塗装作業をする塗装ラインでもハンドガン２０の位置の認識精度が向上する。作業者ごとに周波数の異なる超音波を音源から放出させることができるからである。
【００２５】
図３は、ハンドガン２０の概略構成図である。同図Ａはハンドガン２０の側面図を、同図Ｂはハンドガン２０のノズル部分の正面図を、同図Ｃはノズル部分の側面図を示す。
【００２６】
図３Ａに示すようにハンドガン２０には塗料噴射レバー２１が取り付けられている。塗料噴射レバー２１を図示矢印方向に引くとノズル部分２５から塗料とエアーが噴射される。
【００２７】
図３Ｂ、Ｃに示すようにハンドガン２０のノズル部分２５は、塗料噴射口２２、霧化エアー噴射口２３、パターンエアー噴射口２４を備える。
【００２８】
塗料噴射口２２はハンドガン制御部４０が供給する塗料を噴射する。霧化エアー噴射口２３は塗料噴射口２２の周囲を取り囲むように設けてある。霧化エアー噴射口２３は塗料を霧化するための霧化エアーを噴射する。塗料噴射口２２から噴射する塗料はその塗料よりも高速で噴射する霧化エアーで引きちぎられ霧化される。パターンエアー噴射口２４は図３Ｂ、Ｃに示すように塗料の噴射方向に突出するパターンエアー噴射突起２６Ａ、２６Ｂに設ける。パターンエアー噴射突起２６Ａ、２６Ｂはノズル部分２５の先端に対向して設ける。パターンエアー噴射突起２６Ａ、２６Ｂは塗料の噴射方向に対して傾斜する傾斜面を有する。パターンエアー噴射口２４はパターンエアー噴射突起２６Ａ、２６Ｂの傾斜面に２つずつ開口する。パターンエアー噴射口２４は霧化した塗料の噴射形状を変化させるためのパターンエアーを噴射する。パターンエアー噴射口２４は霧化した塗料に対して塗料の噴射方向斜め後ろ側からエアーを噴出する。
【００２９】
したがって、パターンエアー噴射口２４から少量のエアーを噴出することで霧化した塗料の噴射形状を円形にできる。また、パターンエアー噴射口２４から多量のエアーを噴出することで霧化した塗料の噴射形状を楕円形にできる。つまり、パターンエアー噴射口２４から噴射するエアーの量を調整することで、霧化した塗料の噴射形状を円形からスリット状の細長い楕円形まで変化させることができる。
【００３０】
図４は、パターンエアーの量によって変化する塗料の噴射形状の一例を示す図である。図示Ａはパターンエアーの噴射量が少量であるときの塗料の噴射形状である。霧化された塗料はおおよそ円形状に噴射される。パターンエアーの噴射量が少ないと、円形状に噴射された塗料があまり形状を変えずに噴射される。塗料が円形状に噴射されているときには、塗装範囲の狭い、例えばフロントドア１４Ｂのピラー部分の塗装に適する。
【００３１】
図示Ｂはパターンエアーの噴射量が多量であるときの塗料の噴射形状である。霧化された塗料はおおよそ円形状に噴射されるが、パターンエアーが対向する２方向から同時に高速で噴射されると、塗料の噴射範囲が円柱状から平面状に変形する。このため、円形状に噴射されている塗料がスリット状の細長い楕円形に変形されて噴射される。塗料が楕円形に噴射されているときには、塗装範囲が広がるので、塗装範囲の広い、例えばフロントドア１４Ｂの鋼板部分の塗装に適する。
【００３２】
図５は、実施形態１に係るハンドガン制御装置の制御系のブロック図である。
【００３３】
ハンドガン制御装置２００は、ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、ハンドガン制御部４０を有する。ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂについては既に説明した。
【００３４】
ハンドガン制御部４０は、ハンドガン位置認識部４１、エアー供給量記憶部４２、エアー供給量制御部４３、エアー供給部４４、塗料供給部４５、エアー計測部４７を備える。
【００３５】
ハンドガン位置認識部４１はセンサ３０Ａ、３０Ｂが接続される。ハンドガン位置認識部４１はセンサ３０Ａが検出する電磁波の強度とセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度を入力する。センサ３０Ａが検出する電磁波の強度とセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度からハンドガン２０の位置を認識する。
【００３６】
ハンドガン２０がセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂの中間の高さに位置するとき、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度は同一である。ハンドガン２０が高さを同一にしてセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂに対して左右方向に離れても電磁波の強度自体は変わるが、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度は同一である。
【００３７】
また、ハンドガン２０がセンサ３０Ａと同じ位置にあるときにはセンサ３０Ａが検出する電磁波の強度が最も大きくなる。ハンドガン２０が高さを同一にしてセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂに対して左右方向に離れると、ハンドガン２０とセンサ３０Ａの距離、ハンドガン２０とセンサ３０Ｂの距離によってセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度が変わる。さらに、ハンドガン２０がセンサ３０Ｂと同じ位置にあるときにはセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度が最も大きくなる。ハンドガン２０が高さを同一にしてセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂに対して左右方向に離れると、ハンドガン２０とセンサ３０Ｂの距離、ハンドガン２０とセンサ３０Ａの距離によってセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度が変わる。
【００３８】
ハンドガン位置認識部４１は、ハンドガン２０の位置と、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度との関係を一般化した数式を持つ。したがって、ハンドガン位置認識部４１は、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂで検出された電磁波の強度をこの数式に代入し演算することによってハンドガン２０の大方の位置を認識する。具体的には、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂそれぞれが検出する電磁波の各平均強度とその平均強度との差からハンドガン２０の位置を認識するための数式である。
【００３９】
本実施形態では、例えば、ハンドガン２０の位置が車両１０Ｂ（図２）のフロントドア１４Ｂの鋼板部分に位置するか、それともフロントドアウインドウ１２Ｂに位置するかを認識できるようにしている。したがって、ハンドガン２０の位置はフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも上か下かを認識できさえすればよい。そのため、数式を用いてハンドガン２０の位置を認識することができる。
【００４０】
ハンドガン２０の位置を細かく認識できるようにするためには、ハンドガン２０の位置と、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度との関係を、何十点かとって、それを記憶装置に記憶させておけば良い。本実施形態では、ハンドガン２０が規定高さより上か下かを認識できれば良いので、ハンドガン位置認識部４１で数式による演算をさせている。
【００４１】
なお、ハンドガン２０の波動源（塗料噴射口付近２８）、センサ３０Ａ、センサ３０Ｂ及びハンドガン位置認識部４１はハンドガン位置認識部を構成する。ハンドガン位置認識部を波動源と波動を検出するセンサで構成することによって、作業環境があまり優れず、視界の良好でない塗装ライン１００でも、ハンドガン２０の位置を容易に認識することができる。
【００４２】
エアー供給量記憶部４２は、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を記憶する。具体的には、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも上（規定高さより上の位置Ａ）にあるとき、霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイと記憶されている。また、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも下（規定高さより下の位置Ｂ）にあるとき、霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がロと記憶されている。
【００４３】
エアー供給量制御部４３は、ハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置とエアー供給量記憶部４２が記憶するハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御する。例えば、ハンドガン２０が規定高さより上の位置Ａにあるとき、霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイに調整される。その結果、図４Ａ、図５に示すような円形状に塗料が噴射される。また、ハンドガン２０が規定高さより下の位置Ｂにあるとき、霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がロに調整される。この結果、図４Ｂ、図５に示すようなスリット状の細長い縦長の楕円形に塗料が噴射される。
【００４４】
上記の例では、ハンドガン２０の位置によって、霧化エアーの量とパターンエアーの量の両方を変化させた。しかし、車両の塗装部位の形状によっては、ハンドガン２０の位置によって、霧化エアーの量またはパターンエアーの量のいずれか一方を変化させても良い。このように霧化エアー噴射口２３またはパターンエアー噴射口２４の少なくともいずれか一方から噴射するエアーの量を制御すると、塗料の噴射量や噴射形状をきめ細かく変化させることができる。このため、塗装部位の形状に応じた最適な塗装をすることが可能になる。
【００４５】
エアー供給部４４は、ハンドガン２０の霧化エアー噴射口２３とパターンエアー噴射口２４から噴射させるエアーをハンドガン２０に供給する。霧化エアー噴射口２３とパターンエアー噴射口２４から噴射させるエアーの量は、エアー供給量制御部４３によって指示される。
【００４６】
エアー計測部４７は、エアー供給部４４からハンドガン２０に供給されているエアーの量を計測する。
【００４７】
塗料供給部４５は、車両の指定色の塗料をハンドガン２０の塗料噴射口２２に供給する。塗料は、車種、色によって粘度などの物性値が異なるため、塗料供給部４５は規定された最適な流量（リットル／分）で塗料を塗料噴射口２２に供給する。
【００４８】
図６は、図５に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【００４９】
センサ３０Ａ、３０Ｂは、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出されている電磁波を検出する。各センサ３０Ａ、３０Ｂが検出する電磁波の強度はハンドガン２０の位置によって異なる（Ｓ１）。
【００５０】
ハンドガン位置認識部４１は、センサ３０Ａ、３０Ｂで検出されている電磁波の平均強度を演算する。次に、求めた平均強度から電磁波の強度差を演算する。例えば、センサ３０Ａで検出されている電磁波の平均強度がα、センサ３０Ｂで検出されている電磁波の平均強度がβであるとすると、ハンドガン位置認識部４１はα−βから電磁波の強度差εを演算する（Ｓ２）。
【００５１】
ハンドガン位置認識部４１は、平均強度の大きい方のαと電磁波の強度差εを数式に代入して、ハンドガン２０の大方の位置を演算する。この数式は、平均強度と強度差の関係からハンドガン２０の位置を求めるものである（Ｓ３）。
【００５２】
エアー供給量制御部４３は、ハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置を入力する。そして、入力したハンドガン２０の位置が規定高さ以上であるか否かを判断する。ここで、規定高さとは、ハンドガン２０に供給するエアーの量を切り替えるために設けた高さである。本実施形態の場合、フロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨである（Ｓ４）。
【００５３】
エアー供給量制御部４３は、ハンドガン２０の位置が規定高さ以上であれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、エアー供給部４４に指示を出してハンドガン２０に供給するエアー供給量を絞る。具体的には、エアー供給量制御部４３は、エアー供給量記憶部４２にアクセスして、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を見る。エアー供給量制御部４３は、ハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置を上記の関係に適用してエアーの量を取得する。取得したエアーの量はエアー供給部４４に指示される。エアー供給部４４は指示されたエアーをハンドガン２０に供給する。さらに具体的に説明すると、ハンドガン２０が規定高さより上の位置Ａ（図２参照）にあるので、エアー供給量制御部４３はエアー供給部４４に霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイという指示をする。この指示にしたがって、エアー供給部４４は、ハンドガン２０の霧化エアー噴射口２３からａの量の霧化エアーを噴射し、ハンドガン２０のパターンエアー噴射口２４からイの量のパターンエアーを噴射する。このため、図４Ａ、図５に示すような円形状に塗料が噴射される。この塗料の噴射形状は、塗装範囲の狭い、例えばフロントドア１４Ｂ（図２参照）のピラー部分の塗装に適する（Ｓ５）。
【００５４】
エアー供給量制御部４３は、ハンドガン２０の位置が規定高さ以上でなければ（Ｓ４：ＮＯ）、エアー供給部４４に指示を出してハンドガン２０に供給するエアー供給量を増加する。具体的には、エアー供給量制御部４３は、エアー供給量記憶部４２にアクセスして、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を見る。エアー供給量制御部４３は、ハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置を上記の関係に適用してエアーの量を取得する。取得したエアーの量はエアー供給部４４に指示される。エアー供給部４４は指示されたエアーをハンドガン２０に供給する。さらに具体的に説明すると、ハンドガン２０が規定高さより下の位置Ｂ（図２参照）にあるので、エアー供給量制御部４３はエアー供給部４４に霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がイよりもはるかに多いロという指示をする。この指示にしたがって、エアー供給部４４は、ハンドガン２０の霧化エアー噴射口２３からｂの量の霧化エアーを噴射し、ハンドガン２０のパターンエアー噴射口２４からロの量のパターンエアーを噴射する。このため、図４Ｂ、図５に示すようなスリット状の細長い縦長の楕円形に塗料が噴射される。この塗料の噴射形状は、塗装範囲の広い、例えばフロントドア１４Ｂの鋼板部分（図２参照）の塗装に適する（Ｓ６）。
【００５５】
ハンドガン制御部４０は、塗装作業が終了したか否かを、作業者の塗装終了指示やハンドガン２０の塗料噴射レバー２１の操作状態から判断する（Ｓ７）。塗装作業が終了していないと判断されれば（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻って、以上のステップＳ７までの処理を繰り返す。一方、塗装作業が終了したと判断されれば（Ｓ７：ＹＥＳ）、塗料供給部４５に塗料供給の停止が指示され、エアー供給部４４にエアー供給の停止が指示される。そして、塗装作業が終了する。
【００５６】
［実施形態１の変形例］
図７は、図５に示したハンドガン制御装置の変形例である。この変形例は、実施形態１に係るハンドガン制御装置の構成に、傾斜センサと、ハンドガン姿勢演算部を付加している。
【００５７】
ハンドガン制御装置２００Ａは、ハンドガン２０、傾斜センサ２９、センサ３０Ａ、３０Ｂ、ハンドガン制御部４０Ａを有する。ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂについては既に説明した。
【００５８】
傾斜センサ２９はハンドガン２０に内蔵される。傾斜センサ２９はハンドガン２０の傾きを検出する。傾斜センサ２９には半導体基板に形成されたジャイロセンサを用いる。ジャイロセンサは３次元方向の角度の変化を検出することができるセンサである。したがって、このジャイロセンサをハンドガン２０に内蔵し、ジャイロセンサからの信号を処理することによってハンドガン２０の姿勢が認識できる。本実施形態では、ハンドガン２０の３次元方向の角度の変化を検出できるセンサを用いているが、傾斜センサ２９は、少なくとも、ハンドガン２０が水平方向から上下方向にどの程度の角度傾いているのかを検出できれば良い。
【００５９】
ハンドガン制御部４０Ａは、ハンドガン位置認識部４１Ａ、エアー供給量記憶部４２、エアー供給量制御部４３、エアー供給部４４、塗料供給部４５、ハンドガン姿勢認識部４６を備える。エアー供給量記憶部４２、エアー供給量制御部４３、エアー供給部４４、塗料供給部４５、エアー計測部４７については既に説明した。
【００６０】
ハンドガン姿勢認識部４６は傾斜センサ２９が接続される。ハンドガン姿勢認識部４６は傾斜センサ２９からの信号を処理することによってハンドガン２０の姿勢を認識する。具体的には、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８が上下どちらの方向を向いているのかを認識する。ハンドガン２０の姿勢を認識するのは、ハンドガン２０の位置が前述の規定高さ以上であるのにハンドガン２０の塗料噴射口付近２８が下を向いているときには、フロントドア１４Ｂの鋼板部分（図２参照）の塗装をしようとしている可能性があるからである。逆に、ハンドガン２０の位置が前述の規定高さよりも下であるのにハンドガン２０の塗料噴射口付近２８が上を向いているときには、フロントドア１４Ｂ（図２参照）のピラー部分の塗装をしようとしている可能性があるからである。
【００６１】
ハンドガン姿勢認識部４６は認識したハンドガン２０の姿勢からハンドガン２０の位置を補正するための補正信号を出力する。例えば、ハンドガン２０の姿勢が３０度以上下向きになっているときには、ハンドガン２０の位置をＨ１だけ下に補正する補正信号を出力する。また、ハンドガン２０の姿勢が３０度以上上向きになっているときには、ハンドガン２０の位置をＨ１だけ上に補正する補正信号を出力する。なお、ハンドガン２０の位置をハンドガン２０の傾きによってどの程度補正するのかは角度ごとに細かく決めておいても良い。ハンドガン２０の角度のみを見て位置を補正するのは合理性がないように思われる。しかし、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８と被塗装物との距離は、塗装中は作業者ごとに大きく変わるものではない。したがって、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８と被塗装物との距離が一定であると考えれば、ハンドガン２０の角度のみを見て位置を補正することには一定の合理性がある。
【００６２】
ハンドガン位置認識部４１Ａは、ハンドガン姿勢認識部４６が認識したハンドガン２０の姿勢によって、ハンドガン位置認識部４１Ａがセンサ３０Ａ、３０Ｂにより認識したハンドガン２０の位置を補正する。具体的には、ハンドガン位置認識部４１Ａがセンサ３０Ａ、３０Ｂが検出する電磁波の強度から認識したハンドガン２０の位置を、ハンドガン姿勢認識部４６が出力した補正信号で補正する。
【００６３】
このように、ハンドガン２０の姿勢によってハンドガン２０の位置を補正すると、作業者がハンドガン２０の姿勢をあまり気にすることなく、塗装作業をすることができる。つまり、作業者の意図に反して塗料の噴射形状が変化してしまうようなことがなくなり、作業者にとって使い勝手の良い制御装置が実現できる。
【００６４】
図８は、図７に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【００６５】
このフローチャートにおいてＳ１１〜Ｓ１３の処理は、図６に示したフローチャートのＳ１〜Ｓ３の処理と同一である。
【００６６】
Ｓ１３までの処理でハンドガン２０の位置が認識されると、傾斜センサ２９はハンドガン２０の傾きを検出する。傾斜センサ２９はハンドガン２０の姿勢が水平に対して何度下向きまたは上向きになっているのかを検出し、ハンドガン２０の姿勢に応じた信号を出力する。ハンドガン姿勢認識部４６は、傾斜センサ２９が出力する信号に基づいてハンドガン２０の姿勢を認識する（Ｓ１４）。
【００６７】
ハンドガン位置認識部４１Ａは、ハンドガン姿勢認識部４６が認識したハンドガン２０の姿勢によって、ハンドガン位置認識部４１Ａがセンサ３０Ａ、３０Ｂにより認識したハンドガン２０の位置を補正する。例えば、ハンドガン位置認識部４１Ａがセンサ３０Ａ、３０Ｂにより、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨ（図２参照）付近にあると判断したとする。そして、ハンドガン姿勢認識部４６がハンドガン２０の姿勢が３０度以上下向きになっていることを認識しているとする。このときには、ハンドガン姿勢認識部４６からハンドガン２０の位置をＨ１だけ下に補正する補正信号が出力されている。ハンドガン２０は実際には高さＨ付近にあったとしても、ハンドガン２０の姿勢が３０度以上下向きになっていれば、作業者は高さＨよりも下側に位置する、フロントドア１４Ｂの鋼板部分（図２参照）の塗装をしようとしているはずだからである。ハンドガン位置認識部４１Ａはこの補正信号により、高さＨにあるハンドガン２０の位置をＨ１だけ下に補正する。この補正によって、鋼板部分（図２参照）の塗装に適した、図４Ｂ、図５に示すようなスリット状の細長い縦長の楕円形に塗料が噴射される（Ｓ１５）。
【００６８】
Ｓ１６〜Ｓ１９の処理は、図６に示したフローチャートのＳ４〜Ｓ７の処理と同一である。
【００６９】
以上のように、実施形態１に記載したハンドガン制御装置によれば、ハンドガン２０の位置に応じてハンドガン２０に供給するエアーの量を調整するので、塗料の霧化状態や噴射形状を車両の塗装部位の形状に合致させることができる。このため、塗り薄が生じたり、塗料流れが生じたりすることを容易に回避することができ、塗料の塗着ロスが低減する。
【００７０】
また、実施形態１の変形例に記載したハンドガン制御装置によれば、ハンドガン２０の姿勢によって、ハンドガン２０の位置を補正し、補正後のハンドガン２０の位置に応じてハンドガン２０に供給するエアーの量を調整する。このため、作業者が塗装しようとしている部位の形状に適した噴射形状で塗料を吹き付けることができ、使い勝手の良い制御装置を実現できる。
【００７１】
［実施形態２］
図９は、実施形態２に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【００７２】
実施形態２に係るハンドガン制御装置の概略構成は、実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成と類似している。しかし、実施形態２の場合、塗装ライン１００に搬送されている車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、停止することなく連続的に搬送されている。また、ハンドガン２０の位置を検出するセンサは、ハンドガン２０の上下方向に加えて左右方向の位置を検出するために、４つのセンサ３０Ａ〜３０Ｄを配置してある。さらに、車両の搬送位置を検出するために車両搬送位置検出センサ５０を設けている。そして、搬送されている車両は一台ずつ車種や塗色が異なるため、作業者が塗装しようとしている車両はどの車種のどの塗色の車両であるのかを特定できるように、ハンドガン制御部４０には上位コンピュータから車両情報が入力される。
【００７３】
図９に示すように、塗装ライン１００は、ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、ハンドガン制御部４０Ｂ、車両搬送位置検出センサ５０を有している。
【００７４】
塗装ライン１００には被塗装物である車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが搬送される。本実施形態の場合、車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、塗装作業中であるか否かにかかわらず、一定の速度で連続搬送される。
【００７５】
車両搬送位置検出センサ５０は、塗装ライン１００に車両を搬送する図示していないコンベアに取り付けられる。車両搬送位置検出センサ５０は具体的にはエンコーダである。車両の搬送に応じてエンコーダが出力するパルスの数を計測することで、車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの正確な搬送位置を検出できる。
【００７６】
ハンドガン２０は作業者によって支持され、ハンドガン制御部４０Ｂから供給されるエアーの力を借りて車両１０Ｂに塗料を吹付ける。ハンドガン２０は車両１０Ｂに静電塗装ができるように、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８に４０ＫＶ〜６０ＫＶの高電圧が印加される。このため、塗装作業中はハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から電磁波が放出される。ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８は電磁波を放出する波動源となる。ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波は波動となる。
【００７７】
センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波を検出し、検出した電磁波の強度に応じた大きさの電気信号を出力する。センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、電磁波を検出することができるものであればどのような電磁波検出センサを用いても良い。本実施形態では電磁波検出センサとして特定の周波数帯の電波を受信できるアンテナを使用する。
【００７８】
なお、本実施形態ではハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波を利用してハンドガン２０の位置を認識している。これ以外に、ハンドガン２０に超音波を発生する音源を取り付け、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに、音波検出センサとして超音波を入力できるマイクを使用しても良い。この場合、波動源はハンドガン２０に取り付けた超音波を発生する音源であり、波動源は音源が発生する超音波となる。
【００７９】
図９に示すように、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、塗装ライン１００に設けた仕切壁１５０に取り付けてある。センサ３０Ａ、３０Ｃは、図２と同様に、車両１０Ｂのフロントドアウインドウ１２Ｂ上部の高さと同じくらいの高さに取り付ける。センサ３０Ｂ、３０Ｄは、車両１０Ｂのフロントドア１４Ｂの下部の高さと同じくらいの高さに取り付ける。また、センサ３０Ａ、３０Ｂとセンサ３０Ｃ、３０Ｄは、車両の搬送方向に一定の距離を隔てて配置する。
【００８０】
センサ３０Ａと３０Ｂ、センサ３０Ｃと３０Ｄは、仕切壁１５０の上下方向に高さを違えて取り付けてあり、センサ３０Ａ、３０Ｂとセンサ３０Ｃ、３０Ｄは、仕切壁１５０の図９の左右方向に一定の距離を隔てて配置している。このため、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄのそれぞれが検出する電磁波の強度によってハンドガン２０のおおよその位置がわかる。例えば、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄで囲まれる四角形の中心からその四角形の面に対して垂直に伸びる中心線の延長線上にハンドガン２０が位置する場合には、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが受信する電磁波の強度は同一である。ハンドガン２０がその中心線の延長線上から上下左右方向にずれると、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが受信する電磁波の強度はそれぞれ異なってくる。したがって、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが検出する電磁波の強度と各センサ間の電磁波の強度差からハンドガン２０のおおよその位置が認識できる。
【００８１】
ハンドガン制御部４０Ｂはハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ及び車両搬送位置検出センサ５０を接続する。ハンドガン制御部４０は、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが検出する電磁波の強度と各センサ間の電磁波の強度差からハンドガン２０の上下左右方向の位置を認識する。また、ハンドガン制御部４０は、車両搬送位置検出センサ５０から出力されるパルスの数を計測して車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの正確な搬送位置を検出する。ハンドガン制御部４０は、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄにより検出されるハンドガン２０の位置と、車両搬送位置検出センサ５０により検出される車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの搬送位置とによって、車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置を認識する。換言すれば、作業者が車両１０のどの部分を塗装しようとしているのかを認識する。
【００８２】
ハンドガン制御部４０Ｂは、上位コンピュータから車両情報（車種と塗色）を入力する。車両情報に応じて、ハンドガン２０から噴射する塗料の色とハンドガン２０に供給するエアーの量を調整するためである。したがって、ハンドガン制御部４０Ｂは、車両の塗装部位の形状、その車両の車種と塗色に最適な塗料の霧化状態と噴射形状を実現することができる。
【００８３】
実施形態２に係るハンドガン制御装置の場合、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと車両搬送位置検出センサ５０によって、車両１０Ｂのどの部分にハンドガン２０が位置しているのかを認識できる。また、車両情報によって車両の車種と塗色が認識できる。このため、実施形態１のように、ハンドガン２０の上下方向の位置に応じて塗料の噴射形状を変えるだけではなく、車両１０Ｂの塗装部位の位置に応じて、塗料の噴射形状を変える。しかも、塗料の霧化状態及び噴射形状は車種と塗色に応じても変えることができる。なお、実施形態１の変形例を実施形態２に適用することもできる。実施形態１の変形例を実施形態２に適用すれば、ハンドガン２０の姿勢も考慮されるため、さらに使い勝手の良い塗装制御が実現できる。
【００８４】
本実施形態のハンドガン制御装置１００によれば、被塗装物である車両のどこを塗装しようとしているのかがわかるので、その車両の塗装部位の形状に応じた塗料の霧化状態と噴射形状を実現できる。しかも、その霧化状態と噴射形状を、塗料の物性に応じた最適なものとすることができる。
【００８５】
図１０は、実施形態２に係るハンドガン制御装置の制御系のブロック図である。
【００８６】
ハンドガン制御装置２００は、ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、ハンドガン制御部４０Ｂ、車両搬送位置検出センサ５０を有する。ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、車両搬送位置検出センサ５０については既に説明した。
【００８７】
ハンドガン制御部４０Ｂは、ハンドガン位置認識部４１Ｂ、エアー供給量記憶部４２Ａ、エアー供給量制御部４３Ａ、エアー供給部４４、塗料供給部４５、エアー計測部４７を備える。
【００８８】
ハンドガン位置認識部４１Ｂにはセンサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ及び車両搬送位置検出センサ５０が接続される。ハンドガン位置認識部４１Ｂはセンサ３０Ａ〜３０Ｄが検出する電磁波の強度を入力する。センサ３０Ａ〜３０Ｄが検出するそれぞれの電磁波の強度と各センサ間の電磁波の強度差からハンドガン２０の位置を認識する。ハンドガン位置認識部４１Ｂは車両搬送位置検出センサ５０が出力するパルスの数に基づいて車両の搬送位置を検出する。
【００８９】
ハンドガン位置認識部４１Ｂは、ハンドガン２０の位置と、センサ３０Ａ〜３０Ｄが検出する電磁波の強度との関係を一般化した数式を持つ。したがって、ハンドガン位置認識部４１Ａは、センサ３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれによって検出された電磁波の強度をこの数式に代入し演算することによってハンドガン２０の大方の位置を認識する。具体的には、センサ３０Ａ〜３０Ｄそれぞれが検出する電磁波の各平均強度とその平均強度との差からハンドガン２０の位置を認識するための数式である。
【００９０】
本実施形態では、センサ３０Ａ〜３０Ｄを四角形に配置しているので、その四角形で囲まれる領域のどのあたりにハンドガン２０があるのかが認識できる。なお、ハンドガン２０の位置を細かく認識できるようにするためには、ハンドガン２０の位置と、センサ３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれが検出する電磁波の強度との関係を、何十点かとって、それを記憶装置に記憶させておけば良い。本実施形態では、ハンドガン２０のおおよその位置が認識できれば良いので、ハンドガン位置認識部４１Ｂで数式による演算をさせている。
【００９１】
なお、ハンドガン２０の波動源（塗料噴射口付近２８）、センサ３０Ａ〜３０Ｄ、車両搬送位置検出センサ５０及びハンドガン位置認識部４１Ｂはハンドガン位置認識部を構成する。ハンドガン位置認識部を波動源と波動を検出するセンサで構成することによって、作業環境があまり優れず、視界の良好でない塗装ライン１００でも、ハンドガン２０の位置を容易に認識することが可能となる。また、ハンドガン位置認識部４１Ｂを、車両搬送位置検出センサ５０を含めて構成することによって、車両１０Ｂの位置に対するハンドガン２０の位置を認識することができ、作業者が車両のどの部分を塗装しようとしているのかが認識できる。
【００９２】
エアー供給量記憶部４２Ａは、車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を、車種・塗色ごとに記憶する。具体的には、ハンドガン２０が車両１０Ｂのフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも上（規定高さより上の位置Ａ）にあるとき、霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイと記憶されている。また、ハンドガン２０が車両１０Ｂのフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも下（規定高さより下の位置Ｂ）にあるとき、霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がロと記憶されている。さらに、ハンドガン２０が車両Ｂのボンネットの位置（位置Ｃ）にあるときに、霧化エアーの量がｃ、パターンエアーの量がハと記憶されている。
【００９３】
エアー供給量制御部４３Ａは、上位コンピュータから入力した車両情報（車種・塗色）、ハンドガン位置認識部４１Ａが認識した車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置、及びエアー供給量記憶部４２が記憶する、その車両情報に適合する、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御する。例えば、ハンドガン２０がフロントドア付近で規定高さより上の位置Ａにあるとき、霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイに調整される。その結果、図４Ａ、図１０に示すように円形状に塗料が噴射される。また、ハンドガン２０がフロントドア付近で規定高さより下の位置Ｂにあるとき、霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がロに調整される。この結果、図４Ｂ、図１０に示すようなスリット状の細長い縦長の楕円形に塗料が噴射される。さらに、ハンドガン２０がボンネット付近の位置Ｃにあるとき、霧化エアーの量がｃ、パターンエアーの量がイに調整される。この結果、フロントドア付近で形成されるスリット状の細長い縦長の楕円形よりもさらに縦長にされた楕円形に塗料が噴射される。
【００９４】
上記の例では、車両１０に対するハンドガン２０の位置によって、霧化エアーの量とパターンエアーの量の両方を変化させた。しかし、車両の塗装部位の形状によっては、ハンドガン２０の位置によって、霧化エアーの量またはパターンエアーの量のいずれか一方を変化させても良い。このように霧化エアー噴射口２３またはパターンエアー噴射口２４の少なくともいずれか一方から噴射するエアーの量を制御すると、塗料の噴射量や噴射形状をきめ細かく変化させることができる。このため、塗装部位の形状に応じた最適な塗装をすることが可能になる。
【００９５】
エアー供給部４４、塗料供給部４５、エアー計測部４７は実施形態１で既に説明した。
【００９６】
図１１は、図１０に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【００９７】
ハンドガン制御部４０Ｂのエアー供給量制御部４３Ａは、上位コンピュータから作業者がこれから塗装しようとしている車両１０Ｂの車両情報（車種・塗色）を入力する。塗料は車種・塗色ごとに粘度などの物性が異なる。このため、車両１０Ｂに最適な塗装ができるように車両情報（車種・塗色）を入力する（Ｓ２１）。
【００９８】
ハンドガン位置認識部４１Ｂは、車両搬送位置検出センサ５０からパルスを入力し、そのパルスの数を計測することで車両搬送位置を検出する（Ｓ２２）。
【００９９】
センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出されている電磁波を検出する。各センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが検出する電磁波の強度はハンドガン２０の位置によって異なる（Ｓ２３）。
【０１００】
ハンドガン位置認識部４１Ｂは、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄで検出されている電磁波の平均強度を演算する。次に、求めた平均強度から各センサ間の電磁波の強度差を演算する。例えば、センサ３０Ａ〜３０Ｄで検出されている電磁波の平均強度がαＡ〜αＤであるとする。ハンドガン位置認識部４１Ｂは、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂとの電磁波の強度差ε１をαＡ−αＢによって、センサ３０Ａとセンサ３０Ｃとの電磁波の強度差ε２をαＡ−αＣによって、センサ３０Ａとセンサ３０Ｄとの電磁波の強度差ε３をαＡ−αＤによって求める。また、ハンドガン位置認識部４１Ｂは、センサ３０Ｂとセンサ３０Ｃとの電磁波の強度差ε４をαＢ−αＣによって、センサ３０Ｂとセンサ３０Ｄとの電磁波の強度差ε５をαＢ−αＤによって、センサ３０Ｃとセンサ３０Ｄとの電磁波の強度差ε６をαＣ−αＤによって求める（Ｓ２４）。
【０１０１】
ハンドガン位置認識部４１Ｂは、これらの平均強度αＡ〜αＤと強度差ε１〜ε６を、ハンドガン２０の位置を認識するための数式に代入して、ハンドガン２０のおおよその位置を演算する。この数式は、平均強度と強度差の関係からハンドガン２０の位置を求めるものである。そして、ハンドガン位置認識部４１Ｂは、検出した車両搬送位置に、演算したハンドガン２０の位置を重ねて、車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置、換言すれば塗料の吹付位置を認識する（Ｓ２５）。
【０１０２】
エアー供給量制御部４３Ａは、ハンドガン位置認識部４１Ｂが認識したハンドガン２０の位置を入力する。エアー供給量制御部４３Ａは、エアー供給量記憶部４２Ａにアクセスして、既に入力した車両情報に対する、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を見る。エアー供給量制御部４３Ａは、ハンドガン位置認識部４１Ｂが認識したハンドガン２０の位置を上記の関係に適用してエアーの量を取得する。取得したエアーの量はエアー供給部４４に設定される（Ｓ２６）。
【０１０３】
エアー供給量制御部４３Ａは、ハンドガン位置認識部４１Ｂが認識したハンドガン２０の位置に応じてエアー供給量を調整する（Ｓ２７）。
【０１０４】
ハンドガン制御部４０Ｂは、塗装作業が終了したか否かを、作業者の塗装終了指示やハンドガン２０の塗料噴射レバー２１の操作状態から判断する（Ｓ２８）。塗装作業が終了していないと判断されれば（Ｓ２８：ＮＯ）、ステップＳ２１の処理に戻って、以上のステップＳ２８までの処理を繰り返す。一方、塗装作業が終了したと判断されれば（Ｓ２８：ＹＥＳ）、塗料供給部４５に塗料供給の停止が指示され、エアー供給部４４にエアー供給の停止が指示される。そして、塗装作業が終了する。
【０１０５】
実施形態２に係るハンドガン制御装置では、エアー供給量記憶部４２Ａが、車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を、車両１０Ｂの種類及び塗色ごとに記憶している。このため、車種及び塗色に応じて異なる塗料の物性に適合させた状態で塗装ができる。
【０１０６】
また、実施形態２に係るハンドガン制御装置では、エアー供給量記憶部４２Ａが記憶する車両１０Ｂの種類及び塗色ごとのハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係から、ハンドガン２０に供給するエアーの量を制御している。このため、車両１０Ｂの塗装位置に応じて、最適な霧化状態及び噴射形状で塗料を噴射できる。
【０１０７】
［実施形態３］
図１２は、実施形態３に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【０１０８】
実施形態３に係るハンドガン制御装置の個々の構成は、実施形態２に係るハンドガン制御装置の構成と同一である。実施形態３の場合、塗装ライン１００に、実施形態２に係るハンドガン制御装置が３台配置される。塗装ライン１００に３人の作業者が配置され、それぞれの作業者は個別に車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの塗装をする。このため、車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、３台１組として順送り搬送され、搬送された後に一定の速度で連続搬送される。３台の塗装作業が終了すると、３台の車両が一斉に順送りされる。
【０１０９】
塗装作業中のハンドガン制御装置の動作は、実施形態２と同一である。また、実施形態１の変形例を実施形態３に適用することもできる。
【０１１０】
実施形態３に係るハンドガン制御装置は次のような構成を有する。
【０１１１】
塗装ライン１００は、ハンドガン２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、センサ３０Ａ〜３０Ｌ、ハンドガン制御部４０Ｂ１、４０Ｂ２、４０Ｂ３、車両搬送位置検出センサ５０を有している。
【０１１２】
ハンドガン２０Ａ、センサ３０Ａ〜３０Ｄ、ハンドガン制御部４０Ｂ１、車両搬送位置検出センサ５０で１つのハンドガン制御装置を構成する。ハンドガン２０Ｂ、センサ３０Ｅ〜３０Ｈ、ハンドガン制御部４０Ｂ２、車両搬送位置検出センサ５０でもう１つのハンドガン制御装置を構成する。ハンドガン２０Ｃ、センサ３０Ｉ〜３０Ｌ、ハンドガン制御部４０Ｂ３、車両搬送位置検出センサ５０でさらにもう１つのハンドガン制御装置を構成する。
【０１１３】
ハンドガン２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、実施形態１、２で説明したハンドガン２０Ａと同一の構造を有する。すなわち、図３及び図４に基づいて説明した通りである。
【０１１４】
センサ３０Ａ〜３０Ｌは、実施形態１、２で説明したセンサ３０Ａ〜３０Ｄと同一である。センサ３０Ａ〜３０Ｄ、センサ３０Ｅ〜３０Ｈ、センサ３０Ｉ〜３０Ｌは実施形態２のセンサ３０Ａ〜３０Ｄと同様に仕切壁１５０に四角形に配置される。センサ３０Ａ〜３０Ｄでハンドガン２０Ａの位置を検出し、センサ３０Ｅ〜３０Ｈでハンドガン２０Ｂの位置を検出し、センサ３０Ｉ〜３０Ｌでハンドガン２０Ｃの位置を検出する。
【０１１５】
ハンドガン制御部４０Ｂ１、４０Ｂ２、４０Ｂ３の構成や動作は、図１０に示したハンドガン制御部４０Ｂと全く同一である。
【０１１６】
以上のように、実施形態３に係るハンドガン制御装置によれば、１つの塗装ライン１００に複数のハンドガン制御装置を配置しているので、塗装作業の効率をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 車両（被塗装物）、
１２Ｂ フロントドアウインドウ、
１４Ｂ フロントドア、
２０ ハンドガン、
２１ 塗料噴射レバー、
２２ 塗料噴射口、
２３ 霧化エアー噴射口、
２４ パターンエアー噴射口、
２５ ノズル部分、
２６Ａ、２６Ｂ パターンエアー噴射突起、
２８ 塗料噴射口付近（波動源）
２９ 傾斜センサ、
３０Ａ〜３０Ｌ センサ（電磁波検出センサ、音波検出センサ）、
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｂ１〜４０Ｂ３ ハンドガン制御部、
４１、４１Ａ、４１Ｂ ハンドガン位置認識部、
４２、４２Ａ エアー供給量記憶部、
４３、４３Ａ エアー供給量制御部、
４４ エアー供給部、
４５ 塗料供給部、
４６ ハンドガン姿勢認識部、
４７ エアー計測部、
５０ 車両搬送位置検出センサ、
１００ 塗装ライン、
１５０ 仕切壁、
２００ ハンドガン制御装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明はハンドガン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の一部をハンドガンで塗装している。ハンドガンは、作業者が手に持って車両に塗料を吹付ける塗装ガンである。ハンドガンは、塗料を霧化する霧化エアーの量と霧化した塗料の噴射形状を決めるパターンエアーの量をそれぞれ個別に調整するニードルバルブを備えている。
【０００３】
作業者は、塗装作業の開始前に、ニードルバルブを動かして、霧化エアーの量とパターンエアーの量を調整する。つまり、車両のさまざまな形状の塗装部位を効率的に塗装できるように、塗料の霧化状態や噴射形状を調整する。
【０００４】
ニードルバルブの調整及びハンドガンによる塗装作業は熟練を要する。このため、例えば下記特許文献１に記載されているような塗装作業訓練用のハンドガンを用いて、実際の塗装作業を体現できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３４２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、塗装作業の開始前に時間をかけて調整した塗料の霧化状態や噴射形状は、必ずしも車両の全ての塗装部位の形状に合致するものではない。塗料の霧化状態や噴射形状は、対象とするさまざまな形状の塗装部位でもある程度効率的な塗装ができるように、汎用性を持たせているからである。
【０００７】
なお、塗装作業の開始後に、作業者が塗料の霧化状態や噴射形状を塗装部位の形状に合致させることは理論的には可能である。しかし、塗料の霧化状態や噴射形状の調整は熟練者でも時間がかかるため、塗装作業が中断されて作業効率が著しく悪化する。
【０００８】
したがって、塗装作業の開始後に、作業者が塗料の霧化状態や噴射形状を塗装部位の形状に合致させることは現実的ではない。
【０００９】
本発明は、従来のハンドガンの問題点を解消するために成されたものであり、ハンドガンの位置に応じて塗料の霧化状態や噴射形状を調整することができるハンドガン制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係るハンドガン制御装置は、ハンドガン、ハンドガン位置認識部、エアー供給量記憶部、エアー供給量制御部を有する。
【００１１】
ハンドガンはエアーにより被塗装物に塗料を吹付ける。ハンドガン位置認識部は被塗装物に対するハンドガンの位置を認識する。エアー供給量記憶部はハンドガンの位置とハンドガンに供給するエアーの量との関係を記憶する。エアー供給量制御部はハンドガン位置認識部が認識したハンドガンの位置とエアー供給量記憶部が記憶するハンドガンの位置とハンドガンに供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御する。エアーの量は、ハンドガンに至る供給経路内に設置された計測器によって計測、表示され、調整することができる。エアーの量の制御は、供給経路に加えられるエアーの圧力を変化させることで行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るハンドガン制御装置によれば、ハンドガンの位置に応じてハンドガンに供給するエアーの量が調整されるので、塗料の霧化状態や噴射形状を塗装部位の形状に合致させることができる。このため、塗り薄が生じたり、塗料流れが生じたりすることを容易に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す側面図である。
【図３】ハンドガンの概略構成図であり、Ａはハンドガンの側面図を、Ｂはハンドガンのノズル部分の正面図を、Ｃはノズル部分の側面図を示す。
【図４】パターンエアーの量によって変化する塗料の噴射形状の一例を示す図である。
【図５】実施形態１に係るハンドガン制御装置の制御系のブロック図である。
【図６】図５に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【図７】図５に示したハンドガン制御装置の変形例である。
【図８】図７に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【図９】実施形態２に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【図１０】実施形態２に係るハンドガン制御装置の制御系のブロック図である。
【図１１】図１０に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【図１２】実施形態３に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明に係るハンドガン制御装置を［実施形態１］から［実施形態３］に分けて説明する。
【００１５】
［実施形態１］
図１は実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図であり、図２は実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す側面図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、塗装ライン１００は、ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、ハンドガン制御部４０を有している。
【００１７】
塗装ライン１００には被塗装物である車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが搬送される。本実施形態の場合、車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、一定の速度で連続搬送される。本実施形態の場合、一定の速度で連続搬送される形態を採用しているが、塗装作業中は搬送が停止され、塗装作業が終わると次の車両１０Ａが作業者の前に搬送される、いわゆる順送り搬送の形態であっても良い。
【００１８】
ハンドガン２０は作業者によって支持され、ハンドガン制御部４０から供給されるエアーの力を借りて車両１０Ｂに塗料を吹付ける。ハンドガン２０は車両１０Ｂに静電塗装ができるように、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８に４０ＫＶ〜６０ＫＶの高電圧が印加される。このため、塗装作業中はハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から電磁波が放出される。ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８は電磁波を放出する波動源となる。ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波は波動となる。
【００１９】
センサ３０Ａ、３０Ｂは、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波を検出し、検出した電磁波の強度に応じた大きさの電気信号を出力する。センサ３０Ａ、３０Ｂは、電磁波を検出することができるものであればどのような電磁波検出センサを用いても良い。本実施形態では電磁波検出センサとして特定の周波数帯の電波を受信できるアンテナを使用する。
【００２０】
なお、本実施形態ではハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波を利用してハンドガン２０の位置を認識している。これ以外に、ハンドガン２０に超音波を発生する音源を取り付け、センサ３０Ａ、３０Ｂに、音波検出センサとして超音波を入力できるマイクを使用しても良い。この場合、波動源はハンドガン２０に取り付けた超音波を発生する音源であり、波動源は音源が発生する超音波となる。
【００２１】
図２に示すように、センサ３０Ａ、３０Ｂは、塗装ライン１００に設けた仕切壁１５０に取り付けてある。センサ３０Ａは、車両１０Ｂのフロントドアウインドウ１２Ｂ上部の高さと同じくらいの高さに取り付ける。センサ３０Ｂは、車両１０Ｂのフロントドア１４Ｂの下部の高さと同じくらいの高さに取り付ける。
【００２２】
センサ３０Ａ、３０Ｂは、仕切壁１５０の上下方向に高さを違えて取り付けてあるので、センサ３０Ａと３０Ｂが検出する電磁波の強度によってハンドガン２０のおおよその高さがわかる。例えば、図２に示すように、ハンドガン２０がフロントドアウインドウ１２Ｂの中間の高さに位置しているとき（実線位置）、センサ３０Ａが受信する電磁波の強度はセンサ３０Ｂが受信する電磁波の強度よりも相対的に大きい。また、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分の中間の高さに位置しているとき（点線位置）、センサ３０Ａが受信する電磁波の強度はセンサ３０Ｂが受信する電磁波の強度よりも相対的に小さい。
【００２３】
ハンドガン制御部４０はハンドガン２０とセンサ３０Ａ、３０Ｂを接続する。ハンドガン制御部４０は、センサ３０Ａ、３０Ｂが検出する電磁波の強度から車両１０Ｂに対するハンドガン２０の上下方向の位置を認識する。ハンドガン２０の上下方向の位置は、センサ３０Ａが受信する電磁波の強度とセンサ３０Ｂが受信する電磁波の強度の差に基づいて認識する。また、ハンドガン制御部４０はハンドガン２０に塗料を供給し、ハンドガン２０の位置に応じてハンドガン２０に供給するエアーの量を制御する。例えば、ハンドガン２０がフロントドアウインドウ１２Ｂの中間の高さに位置しているとき（規定高さよりも高いとき）には、作業者がフロントドア１４Ｂのピラー部分を塗装すると判断して塗装の噴射形状を円形状にする。また、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分の中間の高さに位置しているとき（規定高さよりも低いとき）には、作業者がフロントドア１４Ｂの鋼板部分を塗装すると判断して塗装の噴射形状を楕円形にする。
【００２４】
本実施形態では、静電塗装をする際に発生する電磁波を利用してハンドガン２０の位置を認識できるようにしているので、ハンドガン２０の位置の認識に特別な装置は不要である。また、ハンドガン２０の位置を認識するために超音波を用いると、他の作業者のハンドガン２０から放出される電磁波の影響を受けることがなく、複数の作業者が塗装作業をする塗装ラインでもハンドガン２０の位置の認識精度が向上する。作業者ごとに周波数の異なる超音波を音源から放出させることができるからである。
【００２５】
図３は、ハンドガン２０の概略構成図である。同図Ａはハンドガン２０の側面図を、同図Ｂはハンドガン２０のノズル部分の正面図を、同図Ｃはノズル部分の側面図を示す。
【００２６】
図３Ａに示すようにハンドガン２０には塗料噴射レバー２１が取り付けられている。塗料噴射レバー２１を図示矢印方向に引くとノズル部分２５から塗料とエアーが噴射される。
【００２７】
図３Ｂ、Ｃに示すようにハンドガン２０のノズル部分２５は、塗料噴射口２２、霧化エアー噴射口２３、パターンエアー噴射口２４を備える。
【００２８】
塗料噴射口２２はハンドガン制御部４０が供給する塗料を噴射する。霧化エアー噴射口２３は塗料噴射口２２の周囲を取り囲むように設けてある。霧化エアー噴射口２３は塗料を霧化するための霧化エアーを噴射する。塗料噴射口２２から噴射する塗料はその塗料よりも高速で噴射する霧化エアーで引きちぎられ霧化される。パターンエアー噴射口２４は図３Ｂ、Ｃに示すように塗料の噴射方向に突出するパターンエアー噴射突起２６Ａ、２６Ｂに設ける。パターンエアー噴射突起２６Ａ、２６Ｂはノズル部分２５の先端に対向して設ける。パターンエアー噴射突起２６Ａ、２６Ｂは塗料の噴射方向に対して傾斜する傾斜面を有する。パターンエアー噴射口２４はパターンエアー噴射突起２６Ａ、２６Ｂの傾斜面に２つずつ開口する。パターンエアー噴射口２４は霧化した塗料の噴射形状を変化させるためのパターンエアーを噴射する。パターンエアー噴射口２４は霧化した塗料に対して塗料の噴射方向斜め後ろ側からエアーを噴出する。
【００２９】
したがって、パターンエアー噴射口２４から少量のエアーを噴出することで霧化した塗料の噴射形状を円形にできる。また、パターンエアー噴射口２４から多量のエアーを噴出することで霧化した塗料の噴射形状を楕円形にできる。つまり、パターンエアー噴射口２４から噴射するエアーの量を調整することで、霧化した塗料の噴射形状を円形からスリット状の細長い楕円形まで変化させることができる。
【００３０】
図４は、パターンエアーの量によって変化する塗料の噴射形状の一例を示す図である。図示Ａはパターンエアーの噴射量が少量であるときの塗料の噴射形状である。霧化された塗料はおおよそ円形状に噴射される。パターンエアーの噴射量が少ないと、円形状に噴射された塗料があまり形状を変えずに噴射される。塗料が円形状に噴射されているときには、塗装範囲の狭い、例えばフロントドア１４Ｂのピラー部分の塗装に適する。
【００３１】
図示Ｂはパターンエアーの噴射量が多量であるときの塗料の噴射形状である。霧化された塗料はおおよそ円形状に噴射されるが、パターンエアーが対向する２方向から同時に高速で噴射されると、塗料の噴射範囲が円柱状から平面状に変形する。このため、円形状に噴射されている塗料がスリット状の細長い楕円形に変形されて噴射される。塗料が楕円形に噴射されているときには、塗装範囲が広がるので、塗装範囲の広い、例えばフロントドア１４Ｂの鋼板部分の塗装に適する。
【００３２】
図５は、実施形態１に係るハンドガン制御装置の制御系のブロック図である。
【００３３】
ハンドガン制御装置２００は、ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、ハンドガン制御部４０を有する。ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂについては既に説明した。
【００３４】
ハンドガン制御部４０は、ハンドガン位置認識部４１、エアー供給量記憶部４２、エアー供給量制御部４３、エアー供給部４４、塗料供給部４５、エアー計測部４７を備える。
【００３５】
ハンドガン位置認識部４１はセンサ３０Ａ、３０Ｂが接続される。ハンドガン位置認識部４１はセンサ３０Ａが検出する電磁波の強度とセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度を入力する。センサ３０Ａが検出する電磁波の強度とセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度からハンドガン２０の位置を認識する。
【００３６】
ハンドガン２０がセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂの中間の高さに位置するとき、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度は同一である。ハンドガン２０が高さを同一にしてセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂに対して左右方向に離れても電磁波の強度自体は変わるが、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度は同一である。
【００３７】
また、ハンドガン２０がセンサ３０Ａと同じ位置にあるときにはセンサ３０Ａが検出する電磁波の強度が最も大きくなる。ハンドガン２０が高さを同一にしてセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂに対して左右方向に離れると、ハンドガン２０とセンサ３０Ａの距離、ハンドガン２０とセンサ３０Ｂの距離によってセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度が変わる。さらに、ハンドガン２０がセンサ３０Ｂと同じ位置にあるときにはセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度が最も大きくなる。ハンドガン２０が高さを同一にしてセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂに対して左右方向に離れると、ハンドガン２０とセンサ３０Ｂの距離、ハンドガン２０とセンサ３０Ａの距離によってセンサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度が変わる。
【００３８】
ハンドガン位置認識部４１は、ハンドガン２０の位置と、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度との関係を一般化した数式を持つ。したがって、ハンドガン位置認識部４１は、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂで検出された電磁波の強度をこの数式に代入し演算することによってハンドガン２０の大方の位置を認識する。具体的には、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂそれぞれが検出する電磁波の各平均強度とその平均強度との差からハンドガン２０の位置を認識するための数式である。
【００３９】
本実施形態では、例えば、ハンドガン２０の位置が車両１０Ｂ（図２）のフロントドア１４Ｂの鋼板部分に位置するか、それともフロントドアウインドウ１２Ｂに位置するかを認識できるようにしている。したがって、ハンドガン２０の位置はフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも上か下かを認識できさえすればよい。そのため、数式を用いてハンドガン２０の位置を認識することができる。
【００４０】
ハンドガン２０の位置を細かく認識できるようにするためには、ハンドガン２０の位置と、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂが検出する電磁波の強度との関係を、何十点かとって、それを記憶装置に記憶させておけば良い。本実施形態では、ハンドガン２０が規定高さより上か下かを認識できれば良いので、ハンドガン位置認識部４１で数式による演算をさせている。
【００４１】
なお、ハンドガン２０の波動源（塗料噴射口付近２８）、センサ３０Ａ、センサ３０Ｂ及びハンドガン位置認識部４１はハンドガン位置認識部を構成する。ハンドガン位置認識部を波動源と波動を検出するセンサで構成することによって、作業環境があまり優れず、視界の良好でない塗装ライン１００でも、ハンドガン２０の位置を容易に認識することができる。
【００４２】
エアー供給量記憶部４２は、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を記憶する。具体的には、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも上（規定高さより上の位置Ａ）にあるとき、霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイと記憶されている。また、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも下（規定高さより下の位置Ｂ）にあるとき、霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がロと記憶されている。
【００４３】
エアー供給量制御部４３は、ハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置とエアー供給量記憶部４２が記憶するハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御する。例えば、ハンドガン２０が規定高さより上の位置Ａにあるとき、霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイに調整される。その結果、図４Ａ、図５に示すような円形状に塗料が噴射される。また、ハンドガン２０が規定高さより下の位置Ｂにあるとき、霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がロに調整される。この結果、図４Ｂ、図５に示すようなスリット状の細長い縦長の楕円形に塗料が噴射される。
【００４４】
上記の例では、ハンドガン２０の位置によって、霧化エアーの量とパターンエアーの量の両方を変化させた。しかし、車両の塗装部位の形状によっては、ハンドガン２０の位置によって、霧化エアーの量またはパターンエアーの量のいずれか一方を変化させても良い。このように霧化エアー噴射口２３またはパターンエアー噴射口２４の少なくともいずれか一方から噴射するエアーの量を制御すると、塗料の噴射量や噴射形状をきめ細かく変化させることができる。このため、塗装部位の形状に応じた最適な塗装をすることが可能になる。
【００４５】
エアー供給部４４は、ハンドガン２０の霧化エアー噴射口２３とパターンエアー噴射口２４から噴射させるエアーをハンドガン２０に供給する。霧化エアー噴射口２３とパターンエアー噴射口２４から噴射させるエアーの量は、エアー供給量制御部４３によって指示される。
【００４６】
エアー計測部４７は、エアー供給部４４からハンドガン２０に供給されているエアーの量を計測する。
【００４７】
塗料供給部４５は、車両の指定色の塗料をハンドガン２０の塗料噴射口２２に供給する。塗料は、車種、色によって粘度などの物性値が異なるため、塗料供給部４５は規定された最適な流量（リットル／分）で塗料を塗料噴射口２２に供給する。
【００４８】
図６は、図５に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【００４９】
センサ３０Ａ、３０Ｂは、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出されている電磁波を検出する。各センサ３０Ａ、３０Ｂが検出する電磁波の強度はハンドガン２０の位置によって異なる（Ｓ１）。
【００５０】
ハンドガン位置認識部４１は、センサ３０Ａ、３０Ｂで検出されている電磁波の平均強度を演算する。次に、求めた平均強度から電磁波の強度差を演算する。例えば、センサ３０Ａで検出されている電磁波の平均強度がα、センサ３０Ｂで検出されている電磁波の平均強度がβであるとすると、ハンドガン位置認識部４１はα−βから電磁波の強度差εを演算する（Ｓ２）。
【００５１】
ハンドガン位置認識部４１は、平均強度の大きい方のαと電磁波の強度差εを数式に代入して、ハンドガン２０の大方の位置を演算する。この数式は、平均強度と強度差の関係からハンドガン２０の位置を求めるものである（Ｓ３）。
【００５２】
エアー供給量制御部４３は、ハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置を入力する。そして、入力したハンドガン２０の位置が規定高さ以上であるか否かを判断する。ここで、規定高さとは、ハンドガン２０に供給するエアーの量を切り替えるために設けた高さである。本実施形態の場合、フロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨである（Ｓ４）。
【００５３】
エアー供給量制御部４３は、ハンドガン２０の位置が規定高さ以上であれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、エアー供給部４４に指示を出してハンドガン２０に供給するエアー供給量を絞る。具体的には、エアー供給量制御部４３は、エアー供給量記憶部４２にアクセスして、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を見る。エアー供給量制御部４３は、ハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置を上記の関係に適用してエアーの量を取得する。取得したエアーの量はエアー供給部４４に指示される。エアー供給部４４は指示されたエアーをハンドガン２０に供給する。さらに具体的に説明すると、ハンドガン２０が規定高さより上の位置Ａ（図２参照）にあるので、エアー供給量制御部４３はエアー供給部４４に霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイという指示をする。この指示にしたがって、エアー供給部４４は、ハンドガン２０の霧化エアー噴射口２３からａの量の霧化エアーを噴射し、ハンドガン２０のパターンエアー噴射口２４からイの量のパターンエアーを噴射する。このため、図４Ａ、図５に示すような円形状に塗料が噴射される。この塗料の噴射形状は、塗装範囲の狭い、例えばフロントドア１４Ｂ（図２参照）のピラー部分の塗装に適する（Ｓ５）。
【００５４】
エアー供給量制御部４３は、ハンドガン２０の位置が規定高さ以上でなければ（Ｓ４：ＮＯ）、エアー供給部４４に指示を出してハンドガン２０に供給するエアー供給量を増加する。具体的には、エアー供給量制御部４３は、エアー供給量記憶部４２にアクセスして、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を見る。エアー供給量制御部４３は、ハンドガン位置認識部４１が認識したハンドガン２０の位置を上記の関係に適用してエアーの量を取得する。取得したエアーの量はエアー供給部４４に指示される。エアー供給部４４は指示されたエアーをハンドガン２０に供給する。さらに具体的に説明すると、ハンドガン２０が規定高さより下の位置Ｂ（図２参照）にあるので、エアー供給量制御部４３はエアー供給部４４に霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がイよりもはるかに多いロという指示をする。この指示にしたがって、エアー供給部４４は、ハンドガン２０の霧化エアー噴射口２３からｂの量の霧化エアーを噴射し、ハンドガン２０のパターンエアー噴射口２４からロの量のパターンエアーを噴射する。このため、図４Ｂ、図５に示すようなスリット状の細長い縦長の楕円形に塗料が噴射される。この塗料の噴射形状は、塗装範囲の広い、例えばフロントドア１４Ｂの鋼板部分（図２参照）の塗装に適する（Ｓ６）。
【００５５】
ハンドガン制御部４０は、塗装作業が終了したか否かを、作業者の塗装終了指示やハンドガン２０の塗料噴射レバー２１の操作状態から判断する（Ｓ７）。塗装作業が終了していないと判断されれば（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻って、以上のステップＳ７までの処理を繰り返す。一方、塗装作業が終了したと判断されれば（Ｓ７：ＹＥＳ）、塗料供給部４５に塗料供給の停止が指示され、エアー供給部４４にエアー供給の停止が指示される。そして、塗装作業が終了する。
【００５６】
［実施形態１の変形例］
図７は、図５に示したハンドガン制御装置の変形例である。この変形例は、実施形態１に係るハンドガン制御装置の構成に、傾斜センサと、ハンドガン姿勢演算部を付加している。
【００５７】
ハンドガン制御装置２００Ａは、ハンドガン２０、傾斜センサ２９、センサ３０Ａ、３０Ｂ、ハンドガン制御部４０Ａを有する。ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂについては既に説明した。
【００５８】
傾斜センサ２９はハンドガン２０に内蔵される。傾斜センサ２９はハンドガン２０の傾きを検出する。傾斜センサ２９には半導体基板に形成されたジャイロセンサを用いる。ジャイロセンサは３次元方向の角度の変化を検出することができるセンサである。したがって、このジャイロセンサをハンドガン２０に内蔵し、ジャイロセンサからの信号を処理することによってハンドガン２０の姿勢が認識できる。本実施形態では、ハンドガン２０の３次元方向の角度の変化を検出できるセンサを用いているが、傾斜センサ２９は、少なくとも、ハンドガン２０が水平方向から上下方向にどの程度の角度傾いているのかを検出できれば良い。
【００５９】
ハンドガン制御部４０Ａは、ハンドガン位置認識部４１Ａ、エアー供給量記憶部４２、エアー供給量制御部４３、エアー供給部４４、塗料供給部４５、ハンドガン姿勢認識部４６を備える。エアー供給量記憶部４２、エアー供給量制御部４３、エアー供給部４４、塗料供給部４５、エアー計測部４７については既に説明した。
【００６０】
ハンドガン姿勢認識部４６は傾斜センサ２９が接続される。ハンドガン姿勢認識部４６は傾斜センサ２９からの信号を処理することによってハンドガン２０の姿勢を認識する。具体的には、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８が上下どちらの方向を向いているのかを認識する。ハンドガン２０の姿勢を認識するのは、ハンドガン２０の位置が前述の規定高さ以上であるのにハンドガン２０の塗料噴射口付近２８が下を向いているときには、フロントドア１４Ｂの鋼板部分（図２参照）の塗装をしようとしている可能性があるからである。逆に、ハンドガン２０の位置が前述の規定高さよりも下であるのにハンドガン２０の塗料噴射口付近２８が上を向いているときには、フロントドア１４Ｂ（図２参照）のピラー部分の塗装をしようとしている可能性があるからである。
【００６１】
ハンドガン姿勢認識部４６は認識したハンドガン２０の姿勢からハンドガン２０の位置を補正するための補正信号を出力する。例えば、ハンドガン２０の姿勢が３０度以上下向きになっているときには、ハンドガン２０の位置をＨ１だけ下に補正する補正信号を出力する。また、ハンドガン２０の姿勢が３０度以上上向きになっているときには、ハンドガン２０の位置をＨ１だけ上に補正する補正信号を出力する。なお、ハンドガン２０の位置をハンドガン２０の傾きによってどの程度補正するのかは角度ごとに細かく決めておいても良い。ハンドガン２０の角度のみを見て位置を補正するのは合理性がないように思われる。しかし、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８と被塗装物との距離は、塗装中は作業者ごとに大きく変わるものではない。したがって、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８と被塗装物との距離が一定であると考えれば、ハンドガン２０の角度のみを見て位置を補正することには一定の合理性がある。
【００６２】
ハンドガン位置認識部４１Ａは、ハンドガン姿勢認識部４６が認識したハンドガン２０の姿勢によって、ハンドガン位置認識部４１Ａがセンサ３０Ａ、３０Ｂにより認識したハンドガン２０の位置を補正する。具体的には、ハンドガン位置認識部４１Ａがセンサ３０Ａ、３０Ｂが検出する電磁波の強度から認識したハンドガン２０の位置を、ハンドガン姿勢認識部４６が出力した補正信号で補正する。
【００６３】
このように、ハンドガン２０の姿勢によってハンドガン２０の位置を補正すると、作業者がハンドガン２０の姿勢をあまり気にすることなく、塗装作業をすることができる。つまり、作業者の意図に反して塗料の噴射形状が変化してしまうようなことがなくなり、作業者にとって使い勝手の良い制御装置が実現できる。
【００６４】
図８は、図７に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【００６５】
このフローチャートにおいてＳ１１〜Ｓ１３の処理は、図６に示したフローチャートのＳ１〜Ｓ３の処理と同一である。
【００６６】
Ｓ１３までの処理でハンドガン２０の位置が認識されると、傾斜センサ２９はハンドガン２０の傾きを検出する。傾斜センサ２９はハンドガン２０の姿勢が水平に対して何度下向きまたは上向きになっているのかを検出し、ハンドガン２０の姿勢に応じた信号を出力する。ハンドガン姿勢認識部４６は、傾斜センサ２９が出力する信号に基づいてハンドガン２０の姿勢を認識する（Ｓ１４）。
【００６７】
ハンドガン位置認識部４１Ａは、ハンドガン姿勢認識部４６が認識したハンドガン２０の姿勢によって、ハンドガン位置認識部４１Ａがセンサ３０Ａ、３０Ｂにより認識したハンドガン２０の位置を補正する。例えば、ハンドガン位置認識部４１Ａがセンサ３０Ａ、３０Ｂにより、ハンドガン２０がフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨ（図２参照）付近にあると判断したとする。そして、ハンドガン姿勢認識部４６がハンドガン２０の姿勢が３０度以上下向きになっていることを認識しているとする。このときには、ハンドガン姿勢認識部４６からハンドガン２０の位置をＨ１だけ下に補正する補正信号が出力されている。ハンドガン２０は実際には高さＨ付近にあったとしても、ハンドガン２０の姿勢が３０度以上下向きになっていれば、作業者は高さＨよりも下側に位置する、フロントドア１４Ｂの鋼板部分（図２参照）の塗装をしようとしているはずだからである。ハンドガン位置認識部４１Ａはこの補正信号により、高さＨにあるハンドガン２０の位置をＨ１だけ下に補正する。この補正によって、鋼板部分（図２参照）の塗装に適した、図４Ｂ、図５に示すようなスリット状の細長い縦長の楕円形に塗料が噴射される（Ｓ１５）。
【００６８】
Ｓ１６〜Ｓ１９の処理は、図６に示したフローチャートのＳ４〜Ｓ７の処理と同一である。
【００６９】
以上のように、実施形態１に記載したハンドガン制御装置によれば、ハンドガン２０の位置に応じてハンドガン２０に供給するエアーの量を調整するので、塗料の霧化状態や噴射形状を車両の塗装部位の形状に合致させることができる。このため、塗り薄が生じたり、塗料流れが生じたりすることを容易に回避することができ、塗料の塗着ロスが低減する。
【００７０】
また、実施形態１の変形例に記載したハンドガン制御装置によれば、ハンドガン２０の姿勢によって、ハンドガン２０の位置を補正し、補正後のハンドガン２０の位置に応じてハンドガン２０に供給するエアーの量を調整する。このため、作業者が塗装しようとしている部位の形状に適した噴射形状で塗料を吹き付けることができ、使い勝手の良い制御装置を実現できる。
【００７１】
［実施形態２］
図９は、実施形態２に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【００７２】
実施形態２に係るハンドガン制御装置の概略構成は、実施形態１に係るハンドガン制御装置の概略構成と類似している。しかし、実施形態２の場合、塗装ライン１００に搬送されている車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、停止することなく連続的に搬送されている。また、ハンドガン２０の位置を検出するセンサは、ハンドガン２０の上下方向に加えて左右方向の位置を検出するために、４つのセンサ３０Ａ〜３０Ｄを配置してある。さらに、車両の搬送位置を検出するために車両搬送位置検出センサ５０を設けている。そして、搬送されている車両は一台ずつ車種や塗色が異なるため、作業者が塗装しようとしている車両はどの車種のどの塗色の車両であるのかを特定できるように、ハンドガン制御部４０には上位コンピュータから車両情報が入力される。
【００７３】
図９に示すように、塗装ライン１００は、ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、ハンドガン制御部４０Ｂ、車両搬送位置検出センサ５０を有している。
【００７４】
塗装ライン１００には被塗装物である車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが搬送される。本実施形態の場合、車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、塗装作業中であるか否かにかかわらず、一定の速度で連続搬送される。
【００７５】
車両搬送位置検出センサ５０は、塗装ライン１００に車両を搬送する図示していないコンベアに取り付けられる。車両搬送位置検出センサ５０は具体的にはエンコーダである。車両の搬送に応じてエンコーダが出力するパルスの数を計測することで、車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの正確な搬送位置を検出できる。
【００７６】
ハンドガン２０は作業者によって支持され、ハンドガン制御部４０Ｂから供給されるエアーの力を借りて車両１０Ｂに塗料を吹付ける。ハンドガン２０は車両１０Ｂに静電塗装ができるように、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８に４０ＫＶ〜６０ＫＶの高電圧が印加される。このため、塗装作業中はハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から電磁波が放出される。ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８は電磁波を放出する波動源となる。ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波は波動となる。
【００７７】
センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波を検出し、検出した電磁波の強度に応じた大きさの電気信号を出力する。センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、電磁波を検出することができるものであればどのような電磁波検出センサを用いても良い。本実施形態では電磁波検出センサとして特定の周波数帯の電波を受信できるアンテナを使用する。
【００７８】
なお、本実施形態ではハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出される電磁波を利用してハンドガン２０の位置を認識している。これ以外に、ハンドガン２０に超音波を発生する音源を取り付け、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに、音波検出センサとして超音波を入力できるマイクを使用しても良い。この場合、波動源はハンドガン２０に取り付けた超音波を発生する音源であり、波動源は音源が発生する超音波となる。
【００７９】
図９に示すように、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、塗装ライン１００に設けた仕切壁１５０に取り付けてある。センサ３０Ａ、３０Ｃは、図２と同様に、車両１０Ｂのフロントドアウインドウ１２Ｂ上部の高さと同じくらいの高さに取り付ける。センサ３０Ｂ、３０Ｄは、車両１０Ｂのフロントドア１４Ｂの下部の高さと同じくらいの高さに取り付ける。また、センサ３０Ａ、３０Ｂとセンサ３０Ｃ、３０Ｄは、車両の搬送方向に一定の距離を隔てて配置する。
【００８０】
センサ３０Ａと３０Ｂ、センサ３０Ｃと３０Ｄは、仕切壁１５０の上下方向に高さを違えて取り付けてあり、センサ３０Ａ、３０Ｂとセンサ３０Ｃ、３０Ｄは、仕切壁１５０の図９の左右方向に一定の距離を隔てて配置している。このため、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄのそれぞれが検出する電磁波の強度によってハンドガン２０のおおよその位置がわかる。例えば、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄで囲まれる四角形の中心からその四角形の面に対して垂直に伸びる中心線の延長線上にハンドガン２０が位置する場合には、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが受信する電磁波の強度は同一である。ハンドガン２０がその中心線の延長線上から上下左右方向にずれると、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが受信する電磁波の強度はそれぞれ異なってくる。したがって、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが検出する電磁波の強度と各センサ間の電磁波の強度差からハンドガン２０のおおよその位置が認識できる。
【００８１】
ハンドガン制御部４０Ｂはハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ及び車両搬送位置検出センサ５０を接続する。ハンドガン制御部４０は、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが検出する電磁波の強度と各センサ間の電磁波の強度差からハンドガン２０の上下左右方向の位置を認識する。また、ハンドガン制御部４０は、車両搬送位置検出センサ５０から出力されるパルスの数を計測して車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの正確な搬送位置を検出する。ハンドガン制御部４０は、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄにより検出されるハンドガン２０の位置と、車両搬送位置検出センサ５０により検出される車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの搬送位置とによって、車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置を認識する。換言すれば、作業者が車両１０のどの部分を塗装しようとしているのかを認識する。
【００８２】
ハンドガン制御部４０Ｂは、上位コンピュータから車両情報（車種と塗色）を入力する。車両情報に応じて、ハンドガン２０から噴射する塗料の色とハンドガン２０に供給するエアーの量を調整するためである。したがって、ハンドガン制御部４０Ｂは、車両の塗装部位の形状、その車両の車種と塗色に最適な塗料の霧化状態と噴射形状を実現することができる。
【００８３】
実施形態２に係るハンドガン制御装置の場合、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと車両搬送位置検出センサ５０によって、車両１０Ｂのどの部分にハンドガン２０が位置しているのかを認識できる。また、車両情報によって車両の車種と塗色が認識できる。このため、実施形態１のように、ハンドガン２０の上下方向の位置に応じて塗料の噴射形状を変えるだけではなく、車両１０Ｂの塗装部位の位置に応じて、塗料の噴射形状を変える。しかも、塗料の霧化状態及び噴射形状は車種と塗色に応じても変えることができる。なお、実施形態１の変形例を実施形態２に適用することもできる。実施形態１の変形例を実施形態２に適用すれば、ハンドガン２０の姿勢も考慮されるため、さらに使い勝手の良い塗装制御が実現できる。
【００８４】
本実施形態のハンドガン制御装置１００によれば、被塗装物である車両のどこを塗装しようとしているのかがわかるので、その車両の塗装部位の形状に応じた塗料の霧化状態と噴射形状を実現できる。しかも、その霧化状態と噴射形状を、塗料の物性に応じた最適なものとすることができる。
【００８５】
図１０は、実施形態２に係るハンドガン制御装置の制御系のブロック図である。
【００８６】
ハンドガン制御装置２００は、ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、ハンドガン制御部４０Ｂ、車両搬送位置検出センサ５０を有する。ハンドガン２０、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、車両搬送位置検出センサ５０については既に説明した。
【００８７】
ハンドガン制御部４０Ｂは、ハンドガン位置認識部４１Ｂ、エアー供給量記憶部４２Ａ、エアー供給量制御部４３Ａ、エアー供給部４４、塗料供給部４５、エアー計測部４７を備える。
【００８８】
ハンドガン位置認識部４１Ｂにはセンサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ及び車両搬送位置検出センサ５０が接続される。ハンドガン位置認識部４１Ｂはセンサ３０Ａ〜３０Ｄが検出する電磁波の強度を入力する。センサ３０Ａ〜３０Ｄが検出するそれぞれの電磁波の強度と各センサ間の電磁波の強度差からハンドガン２０の位置を認識する。ハンドガン位置認識部４１Ｂは車両搬送位置検出センサ５０が出力するパルスの数に基づいて車両の搬送位置を検出する。
【００８９】
ハンドガン位置認識部４１Ｂは、ハンドガン２０の位置と、センサ３０Ａ〜３０Ｄが検出する電磁波の強度との関係を一般化した数式を持つ。したがって、ハンドガン位置認識部４１Ａは、センサ３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれによって検出された電磁波の強度をこの数式に代入し演算することによってハンドガン２０の大方の位置を認識する。具体的には、センサ３０Ａ〜３０Ｄそれぞれが検出する電磁波の各平均強度とその平均強度との差からハンドガン２０の位置を認識するための数式である。
【００９０】
本実施形態では、センサ３０Ａ〜３０Ｄを四角形に配置しているので、その四角形で囲まれる領域のどのあたりにハンドガン２０があるのかが認識できる。なお、ハンドガン２０の位置を細かく認識できるようにするためには、ハンドガン２０の位置と、センサ３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれが検出する電磁波の強度との関係を、何十点かとって、それを記憶装置に記憶させておけば良い。本実施形態では、ハンドガン２０のおおよその位置が認識できれば良いので、ハンドガン位置認識部４１Ｂで数式による演算をさせている。
【００９１】
なお、ハンドガン２０の波動源（塗料噴射口付近２８）、センサ３０Ａ〜３０Ｄ、車両搬送位置検出センサ５０及びハンドガン位置認識部４１Ｂはハンドガン位置認識部を構成する。ハンドガン位置認識部を波動源と波動を検出するセンサで構成することによって、作業環境があまり優れず、視界の良好でない塗装ライン１００でも、ハンドガン２０の位置を容易に認識することが可能となる。また、ハンドガン位置認識部４１Ｂを、車両搬送位置検出センサ５０を含めて構成することによって、車両１０Ｂの位置に対するハンドガン２０の位置を認識することができ、作業者が車両のどの部分を塗装しようとしているのかが認識できる。
【００９２】
エアー供給量記憶部４２Ａは、車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を、車種・塗色ごとに記憶する。具体的には、ハンドガン２０が車両１０Ｂのフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも上（規定高さより上の位置Ａ）にあるとき、霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイと記憶されている。また、ハンドガン２０が車両１０Ｂのフロントドア１４Ｂの鋼板部分とフロントドアウインドウ１２Ｂのガラス部分との境目の高さＨよりも下（規定高さより下の位置Ｂ）にあるとき、霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がロと記憶されている。さらに、ハンドガン２０が車両Ｂのボンネットの位置（位置Ｃ）にあるときに、霧化エアーの量がｃ、パターンエアーの量がハと記憶されている。
【００９３】
エアー供給量制御部４３Ａは、上位コンピュータから入力した車両情報（車種・塗色）、ハンドガン位置認識部４１Ａが認識した車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置、及びエアー供給量記憶部４２が記憶する、その車両情報に適合する、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御する。例えば、ハンドガン２０がフロントドア付近で規定高さより上の位置Ａにあるとき、霧化エアーの量がａ、パターンエアーの量がイに調整される。その結果、図４Ａ、図１０に示すように円形状に塗料が噴射される。また、ハンドガン２０がフロントドア付近で規定高さより下の位置Ｂにあるとき、霧化エアーの量がｂ、パターンエアーの量がロに調整される。この結果、図４Ｂ、図１０に示すようなスリット状の細長い縦長の楕円形に塗料が噴射される。さらに、ハンドガン２０がボンネット付近の位置Ｃにあるとき、霧化エアーの量がｃ、パターンエアーの量がイに調整される。この結果、フロントドア付近で形成されるスリット状の細長い縦長の楕円形よりもさらに縦長にされた楕円形に塗料が噴射される。
【００９４】
上記の例では、車両１０に対するハンドガン２０の位置によって、霧化エアーの量とパターンエアーの量の両方を変化させた。しかし、車両の塗装部位の形状によっては、ハンドガン２０の位置によって、霧化エアーの量またはパターンエアーの量のいずれか一方を変化させても良い。このように霧化エアー噴射口２３またはパターンエアー噴射口２４の少なくともいずれか一方から噴射するエアーの量を制御すると、塗料の噴射量や噴射形状をきめ細かく変化させることができる。このため、塗装部位の形状に応じた最適な塗装をすることが可能になる。
【００９５】
エアー供給部４４、塗料供給部４５、エアー計測部４７は実施形態１で既に説明した。
【００９６】
図１１は、図１０に示したハンドガン制御装置の動作フローチャートである。
【００９７】
ハンドガン制御部４０Ｂのエアー供給量制御部４３Ａは、上位コンピュータから作業者がこれから塗装しようとしている車両１０Ｂの車両情報（車種・塗色）を入力する。塗料は車種・塗色ごとに粘度などの物性が異なる。このため、車両１０Ｂに最適な塗装ができるように車両情報（車種・塗色）を入力する（Ｓ２１）。
【００９８】
ハンドガン位置認識部４１Ｂは、車両搬送位置検出センサ５０からパルスを入力し、そのパルスの数を計測することで車両搬送位置を検出する（Ｓ２２）。
【００９９】
センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、ハンドガン２０の塗料噴射口付近２８から放出されている電磁波を検出する。各センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが検出する電磁波の強度はハンドガン２０の位置によって異なる（Ｓ２３）。
【０１００】
ハンドガン位置認識部４１Ｂは、センサ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄで検出されている電磁波の平均強度を演算する。次に、求めた平均強度から各センサ間の電磁波の強度差を演算する。例えば、センサ３０Ａ〜３０Ｄで検出されている電磁波の平均強度がαＡ〜αＤであるとする。ハンドガン位置認識部４１Ｂは、センサ３０Ａとセンサ３０Ｂとの電磁波の強度差ε１をαＡ−αＢによって、センサ３０Ａとセンサ３０Ｃとの電磁波の強度差ε２をαＡ−αＣによって、センサ３０Ａとセンサ３０Ｄとの電磁波の強度差ε３をαＡ−αＤによって求める。また、ハンドガン位置認識部４１Ｂは、センサ３０Ｂとセンサ３０Ｃとの電磁波の強度差ε４をαＢ−αＣによって、センサ３０Ｂとセンサ３０Ｄとの電磁波の強度差ε５をαＢ−αＤによって、センサ３０Ｃとセンサ３０Ｄとの電磁波の強度差ε６をαＣ−αＤによって求める（Ｓ２４）。
【０１０１】
ハンドガン位置認識部４１Ｂは、これらの平均強度αＡ〜αＤと強度差ε１〜ε６を、ハンドガン２０の位置を認識するための数式に代入して、ハンドガン２０のおおよその位置を演算する。この数式は、平均強度と強度差の関係からハンドガン２０の位置を求めるものである。そして、ハンドガン位置認識部４１Ｂは、検出した車両搬送位置に、演算したハンドガン２０の位置を重ねて、車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置、換言すれば塗料の吹付位置を認識する（Ｓ２５）。
【０１０２】
エアー供給量制御部４３Ａは、ハンドガン位置認識部４１Ｂが認識したハンドガン２０の位置を入力する。エアー供給量制御部４３Ａは、エアー供給量記憶部４２Ａにアクセスして、既に入力した車両情報に対する、ハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を見る。エアー供給量制御部４３Ａは、ハンドガン位置認識部４１Ｂが認識したハンドガン２０の位置を上記の関係に適用してエアーの量を取得する。取得したエアーの量はエアー供給部４４に設定される（Ｓ２６）。
【０１０３】
エアー供給量制御部４３Ａは、ハンドガン位置認識部４１Ｂが認識したハンドガン２０の位置に応じてエアー供給量を調整する（Ｓ２７）。
【０１０４】
ハンドガン制御部４０Ｂは、塗装作業が終了したか否かを、作業者の塗装終了指示やハンドガン２０の塗料噴射レバー２１の操作状態から判断する（Ｓ２８）。塗装作業が終了していないと判断されれば（Ｓ２８：ＮＯ）、ステップＳ２１の処理に戻って、以上のステップＳ２８までの処理を繰り返す。一方、塗装作業が終了したと判断されれば（Ｓ２８：ＹＥＳ）、塗料供給部４５に塗料供給の停止が指示され、エアー供給部４４にエアー供給の停止が指示される。そして、塗装作業が終了する。
【０１０５】
実施形態２に係るハンドガン制御装置では、エアー供給量記憶部４２Ａが、車両１０Ｂに対するハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係を、車両１０Ｂの種類及び塗色ごとに記憶している。このため、車種及び塗色に応じて異なる塗料の物性に適合させた状態で塗装ができる。
【０１０６】
また、実施形態２に係るハンドガン制御装置では、エアー供給量記憶部４２Ａが記憶する車両１０Ｂの種類及び塗色ごとのハンドガン２０の位置とハンドガン２０に供給するエアーの量との関係から、ハンドガン２０に供給するエアーの量を制御している。このため、車両１０Ｂの塗装位置に応じて、最適な霧化状態及び噴射形状で塗料を噴射できる。
【０１０７】
［実施形態３］
図１２は、実施形態３に係るハンドガン制御装置の概略構成を示す平面図である。
【０１０８】
実施形態３に係るハンドガン制御装置の個々の構成は、実施形態２に係るハンドガン制御装置の構成と同一である。実施形態３の場合、塗装ライン１００に、実施形態２に係るハンドガン制御装置が３台配置される。塗装ライン１００に３人の作業者が配置され、それぞれの作業者は個別に車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの塗装をする。このため、車両１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、３台１組として順送り搬送され、搬送された後に一定の速度で連続搬送される。３台の塗装作業が終了すると、３台の車両が一斉に順送りされる。
【０１０９】
塗装作業中のハンドガン制御装置の動作は、実施形態２と同一である。また、実施形態１の変形例を実施形態３に適用することもできる。
【０１１０】
実施形態３に係るハンドガン制御装置は次のような構成を有する。
【０１１１】
塗装ライン１００は、ハンドガン２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、センサ３０Ａ〜３０Ｌ、ハンドガン制御部４０Ｂ１、４０Ｂ２、４０Ｂ３、車両搬送位置検出センサ５０を有している。
【０１１２】
ハンドガン２０Ａ、センサ３０Ａ〜３０Ｄ、ハンドガン制御部４０Ｂ１、車両搬送位置検出センサ５０で１つのハンドガン制御装置を構成する。ハンドガン２０Ｂ、センサ３０Ｅ〜３０Ｈ、ハンドガン制御部４０Ｂ２、車両搬送位置検出センサ５０でもう１つのハンドガン制御装置を構成する。ハンドガン２０Ｃ、センサ３０Ｉ〜３０Ｌ、ハンドガン制御部４０Ｂ３、車両搬送位置検出センサ５０でさらにもう１つのハンドガン制御装置を構成する。
【０１１３】
ハンドガン２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、実施形態１、２で説明したハンドガン２０Ａと同一の構造を有する。すなわち、図３及び図４に基づいて説明した通りである。
【０１１４】
センサ３０Ａ〜３０Ｌは、実施形態１、２で説明したセンサ３０Ａ〜３０Ｄと同一である。センサ３０Ａ〜３０Ｄ、センサ３０Ｅ〜３０Ｈ、センサ３０Ｉ〜３０Ｌは実施形態２のセンサ３０Ａ〜３０Ｄと同様に仕切壁１５０に四角形に配置される。センサ３０Ａ〜３０Ｄでハンドガン２０Ａの位置を検出し、センサ３０Ｅ〜３０Ｈでハンドガン２０Ｂの位置を検出し、センサ３０Ｉ〜３０Ｌでハンドガン２０Ｃの位置を検出する。
【０１１５】
ハンドガン制御部４０Ｂ１、４０Ｂ２、４０Ｂ３の構成や動作は、図１０に示したハンドガン制御部４０Ｂと全く同一である。
【０１１６】
以上のように、実施形態３に係るハンドガン制御装置によれば、１つの塗装ライン１００に複数のハンドガン制御装置を配置しているので、塗装作業の効率をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 車両（被塗装物）、
１２Ｂ フロントドアウインドウ、
１４Ｂ フロントドア、
２０ ハンドガン、
２１ 塗料噴射レバー、
２２ 塗料噴射口、
２３ 霧化エアー噴射口、
２４ パターンエアー噴射口、
２５ ノズル部分、
２６Ａ、２６Ｂ パターンエアー噴射突起、
２８ 塗料噴射口付近（波動源）
２９ 傾斜センサ、
３０Ａ〜３０Ｌ センサ（電磁波検出センサ、音波検出センサ）、
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｂ１〜４０Ｂ３ ハンドガン制御部、
４１、４１Ａ、４１Ｂ ハンドガン位置認識部、
４２、４２Ａ エアー供給量記憶部、
４３、４３Ａ エアー供給量制御部、
４４ エアー供給部、
４５ 塗料供給部、
４６ ハンドガン姿勢認識部、
４７ エアー計測部、
５０ 車両搬送位置検出センサ、
１００ 塗装ライン、
１５０ 仕切壁、
２００ ハンドガン制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーにより被塗装物に塗料を吹付けるハンドガンと、
前記被塗装物に対する前記ハンドガンの位置を認識するハンドガン位置認識部と、
前記ハンドガンの位置と前記ハンドガンに供給するエアーの量との関係を記憶するエアー供給量記憶部と、
ハンドガン位置認識部が認識したハンドガンの位置とエアー供給量記憶部が記憶するハンドガンの位置とハンドガンに供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御するエアー供給量制御部と、
を有することを特徴とするハンドガン制御装置。
【請求項２】
さらに、前記ハンドガンの姿勢を認識するハンドガン姿勢認識部を有し、
前記ハンドガン位置認識部は、前記ハンドガン姿勢認識部が認識した前記ハンドガンの姿勢によって、前記ハンドガン位置認識部が認識した前記ハンドガンの位置を補正することを特徴とする請求項１に記載のハンドガン制御装置。
【請求項３】
前記エアー供給量記憶部は、前記ハンドガンの位置と前記ハンドガンに供給するエアーの量との関係を、前記被塗装物の種類及び塗色ごとに記憶し、
前記エアー供給量制御部は、入力した前記被塗装物の種類及び塗色、前記ハンドガン位置認識部が認識した前記ハンドガンの位置と、前記エアー供給量記憶部が記憶する前記被塗装物の種類及び塗色ごとのハンドガンの位置とハンドガンに供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のハンドガン制御装置。
【請求項４】
前記ハンドガン位置認識部は、
前記ハンドガンが有する波動源と、
前記波動源が放出する波動を検出するために前記被塗装物の塗装ラインに設けた複数のセンサと、
前記複数のセンサが検出したそれぞれの波動の強度から前記被塗装物に対する前記ハンドガンの位置を演算するハンドガン位置認識部と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハンドガン制御装置。
【請求項５】
さらに、前記被塗装物の搬送位置を検出する被塗装物搬送位置検出センサを有し、
前記ハンドガン位置認識部は、前記被塗装物搬送位置検出センサが検出した前記被塗装物の搬送位置と、前記複数のセンサが検出したそれぞれの波動の強度とから、前記被塗装物に対する前記ハンドガンの位置を認識することを特徴とする請求項４に記載のハンドガン制御装置。
【請求項６】
前記波動源は、静電塗装を行うための電圧が印加される前記ハンドガンの塗料噴射口付近であるか、前記ハンドガンに取り付けた音源であり、
前記複数のセンサは、前記電磁波を検出する電磁波検出センサであるか、前記音波を検出する音波検出センサであることを特徴とする請求項４または５に記載のハンドガン制御装置。
【請求項７】
前記ハンドガンは、前記塗料を霧化するための霧化エアーを噴射する霧化エアー噴射口と、霧化した塗料の噴射形状を変化させるためのパターンエアーを噴射するパターンエアー噴射口とを有し、
前記エアー供給量制御部は、前記霧化エアー噴射口または前記パターンエアー噴射口の少なくともいずれか一方から噴射するエアーの量を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のハンドガン制御装置。
【請求項１】
エアーにより被塗装物に塗料を吹付けるハンドガンと、
前記被塗装物に対する前記ハンドガンの位置を認識するハンドガン位置認識部と、
前記ハンドガンの位置と前記ハンドガンに供給するエアーの量との関係を記憶するエアー供給量記憶部と、
ハンドガン位置認識部が認識したハンドガンの位置とエアー供給量記憶部が記憶するハンドガンの位置とハンドガンに供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御するエアー供給量制御部と、
を有することを特徴とするハンドガン制御装置。
【請求項２】
さらに、前記ハンドガンの姿勢を認識するハンドガン姿勢認識部を有し、
前記ハンドガン位置認識部は、前記ハンドガン姿勢認識部が認識した前記ハンドガンの姿勢によって、前記ハンドガン位置認識部が認識した前記ハンドガンの位置を補正することを特徴とする請求項１に記載のハンドガン制御装置。
【請求項３】
前記エアー供給量記憶部は、前記ハンドガンの位置と前記ハンドガンに供給するエアーの量との関係を、前記被塗装物の種類及び塗色ごとに記憶し、
前記エアー供給量制御部は、入力した前記被塗装物の種類及び塗色、前記ハンドガン位置認識部が認識した前記ハンドガンの位置と、前記エアー供給量記憶部が記憶する前記被塗装物の種類及び塗色ごとのハンドガンの位置とハンドガンに供給するエアーの量との関係から、ハンドガンに供給するエアーの量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のハンドガン制御装置。
【請求項４】
前記ハンドガン位置認識部は、
前記ハンドガンが有する波動源と、
前記波動源が放出する波動を検出するために前記被塗装物の塗装ラインに設けた複数のセンサと、
前記複数のセンサが検出したそれぞれの波動の強度から前記被塗装物に対する前記ハンドガンの位置を演算するハンドガン位置認識部と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハンドガン制御装置。
【請求項５】
さらに、前記被塗装物の搬送位置を検出する被塗装物搬送位置検出センサを有し、
前記ハンドガン位置認識部は、前記被塗装物搬送位置検出センサが検出した前記被塗装物の搬送位置と、前記複数のセンサが検出したそれぞれの波動の強度とから、前記被塗装物に対する前記ハンドガンの位置を認識することを特徴とする請求項４に記載のハンドガン制御装置。
【請求項６】
前記波動源は、静電塗装を行うための電圧が印加される前記ハンドガンの塗料噴射口付近であるか、前記ハンドガンに取り付けた音源であり、
前記複数のセンサは、前記電磁波を検出する電磁波検出センサであるか、前記音波を検出する音波検出センサであることを特徴とする請求項４または５に記載のハンドガン制御装置。
【請求項７】
前記ハンドガンは、前記塗料を霧化するための霧化エアーを噴射する霧化エアー噴射口と、霧化した塗料の噴射形状を変化させるためのパターンエアーを噴射するパターンエアー噴射口とを有し、
前記エアー供給量制御部は、前記霧化エアー噴射口または前記パターンエアー噴射口の少なくともいずれか一方から噴射するエアーの量を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のハンドガン制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１７９７０（Ｐ２０１３−１７９７０Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４２５２（Ｐ２０１１−１５４２５２）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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