ロボット塗装システム及びこれを用いた塗装方法
【課題】被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することができ、塗装のサイクルタイムを短縮することができるロボット塗装システム及びこれを用いた塗装方法を提供する。
【解決手段】ロボット塗装システムは、ロボット及び塗装治具を備えており、塗装治具は、フレーム部３０、駆動源３３及び複数の塗装ガン４を有している。複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、それぞれ一定方向Ｅに広がる状態で塗料を噴射し、一定方向Ｅにおいて、塗料の噴射によって形成される中心塗膜層７１の両側に、中心塗膜層７１よりも塗膜が薄いダスト塗膜層７２を形成する。駆動源３３は、フレーム部３０の形成状態を、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが直交方向Ｗに対して傾斜する右斜め方向に並ぶ第１塗装状態と、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが直交方向Ｗに対して傾斜する左斜め方向に並ぶ第２塗装状態とに可変させるよう構成されている。
【解決手段】ロボット塗装システムは、ロボット及び塗装治具を備えており、塗装治具は、フレーム部３０、駆動源３３及び複数の塗装ガン４を有している。複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、それぞれ一定方向Ｅに広がる状態で塗料を噴射し、一定方向Ｅにおいて、塗料の噴射によって形成される中心塗膜層７１の両側に、中心塗膜層７１よりも塗膜が薄いダスト塗膜層７２を形成する。駆動源３３は、フレーム部３０の形成状態を、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが直交方向Ｗに対して傾斜する右斜め方向に並ぶ第１塗装状態と、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが直交方向Ｗに対して傾斜する左斜め方向に並ぶ第２塗装状態とに可変させるよう構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットを用いて塗装を行うロボット塗装システム及びこれを用いた塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディを製造する工場等においては、ボディに対してロボットを用いた塗装が行われている。具体的には、ロボットのアーム先端部に、静電ベル方式やエア方式によって塗料を噴射する塗装ガンを取り付け、この塗装ガンをアーム先端部によって移動させて、ボディに塗装を行っている。また、塗装のサイクルタイムの短縮を図るため、アーム先端部に複数の塗装ガンを取り付け、複数の塗装ガンから同時に塗装することが行われている。
【０００３】
ロボットに複数の塗装ガンを取り付けたものとしては、例えば、特許文献１に開示された塗装装置がある。この塗装装置は、軸芯まわりに回転可能な先端軸を有する単一の塗装ロボットと、塗装ロボットの先端軸に取り付けられ、先端軸の軸芯と交差する方向に並べられた複数の塗装ガンとを備えている。この塗装装置によれば、塗装ロボットにより、塗装ガンの進行方向を容易に変更することができ、複数の塗装ガンによる塗装幅を、所望とする塗装幅に容易に変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０４５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の塗装ガンによって同時に塗装を行う際に、アーム先端部の進行方向に対して、複数の塗装ガンが並ぶ状態を一定にして塗装を行ったとしても、被塗装対象に塗装ムラ（塗装のばらつき）が生じることがわかった。
例えば、自動車の室内における、天面、左右の側面、床面の塗装を行う際には、ロボットの各関節の回転角度のねじれを戻しながら塗装を行うために、アーム先端部は、天面、左右の側面、床面に対して一方回りと他方回りとに交互に移動させる必要がある。この場合、被塗装対象における塗装状態が、一方回りに塗装したときと他方回りに塗装したときとで異なり、被塗装対象に塗装ムラが生じるおそれがある。
【０００６】
また、アーム先端部を一方回りと他方回りとに交互に移動させる代わりに、天面、左右の側面、床面に対して一巡して塗装を行ったときに、塗装ガンによる塗装を一旦停止し、ロボットの各関節の回転角度のねじれを戻すことも考えられる。しかし、この場合には、塗装のサイクルタイムが長くなってしまう。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することができ、塗装のサイクルタイムを短縮することができるロボット塗装システム及びこれを用いた塗装方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、アーム先端部を位置及び姿勢を変更して３次元に移動させるロボットと、
上記アーム先端部に取り付けられたフレーム部と、該フレーム部の形成状態を可変させる駆動源と、上記フレーム部に複数配設された塗装ガンとを有する塗装治具と、を備えており、
上記複数の塗装ガンは、それぞれ一定方向に広がる状態で塗料を噴射し、該一定方向において、該塗料の噴射によって形成される中心塗膜層の両側に、該中心塗膜層よりも塗膜が薄いダスト塗膜層を形成するよう構成されており、
上記駆動源は、上記フレーム部の形成状態を、上記複数の塗装ガンの上記一定方向が上記塗装治具の進行方向に対する直交方向を向き、該複数の塗装ガンが上記直交方向に対して傾斜する右斜め方向に並ぶ第１塗装状態と、上記複数の塗装ガンの上記一定方向が上記直交方向を向き、該複数の塗装ガンが上記直交方向に対して傾斜する左斜め方向に並ぶ第２塗装状態とに可変させるよう構成されており、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の塗装ガンのうち上記進行方向の先頭に位置する先頭塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、該先頭塗装ガンに隣接する隣接塗装ガンによる一方側の上記ダスト塗膜層を積層するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システムにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００９】
上記ロボット塗装システムは、複数の塗装ガンを配設したフレーム部の形成状態を可変させることにより、アーム先端部の進行方向に対して複数の塗装ガンが斜めに並ぶ状態を可変させ、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制して、短いサイクルタイムで塗装を行うものである。
具体的には、複数の塗装ガンは、塗料の噴射によって形成される中心塗膜層の両側に、ダスト塗膜層を形成するものである。また、駆動源は、フレーム部の形成状態を、第１塗装状態と第２塗装状態とに可変させるよう構成されている。また、塗装治具は、第１塗装状態と第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、アーム先端部によって、複数の塗装ガンの一定方向が進行方向に対する直交方向を向く状態で移動するよう構成されている。
【００１０】
ロボット塗装システムによって被塗装対象に塗装を行う際には、複数の塗装ガンが右斜め方向に並ぶフレーム部の第１塗装状態を形成する。そして、アーム先端部によって塗装治具を移動させ、複数の塗装ガンによって被塗装対象の一方向に塗装を行う。このとき、先頭塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。また、仮に、塗装ガンが３つ以上ある場合には、隣接塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、この隣接塗装ガンにさらに隣接する別の隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。
【００１１】
また、フレーム部の第１塗装状態を形成して、複数の塗装ガンによって被塗装対象の一方向に塗装を行った後には、複数の塗装ガンが左斜め方向に並ぶフレーム部の第２塗装状態を形成する。そして、第１塗装状態を形成して塗装を行った部位に隣接して、アーム先端部によって塗装治具を移動させ、複数の塗装ガンによって被塗装対象の一方向とは反対の他方向から折り返して塗装を行う。このとき、先頭塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。また、仮に、塗装ガンが３つ以上ある場合には、隣接塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、この隣接塗装ガンにさらに隣接する別の隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。
【００１２】
また、第２塗装状態を形成して塗装を行う際には、第１塗装状態を形成して塗装を行った中心塗膜層であって、複数の塗装ガンのうち塗装治具の進行方向後尾に位置する後尾塗装ガンによって形成されたもの上に、先頭塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。
また、再び第１塗装状態を形成して塗装を行う際にも同様に、第２塗装状態を形成して塗装を行った中心塗膜層であって、複数の塗装ガンのうち塗装治具の進行方向後尾に位置する後尾塗装ガンによって形成されたもの上に、先頭塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層することができる。また、これと同時に、第１塗装状態を形成して塗装を行う際には、先頭塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層することができる。
【００１３】
これにより、被塗装対象において、塗装を行う両端の部位を除く全体において、中心塗膜層の上にダスト塗膜層を形成することができる。そのため、中心塗膜層よりも塗膜が薄いダスト塗膜層が被塗装対象における表面に露出させることができ、塗装ムラの発生を抑制することができる。
この塗装ムラの発生を抑制できる理由としては、次のように考える。
一般に、塗装を行う際には、塗膜は、その厚みが薄い方が塗装後に性状が変化しにくい性質を有する。そのため、中心塗膜層の上に、塗膜の厚みが薄いダスト塗膜層を形成することにより、塗装ムラの発生を抑制することができると考える。
【００１４】
また、ロボット塗装システムにおいては、第１塗装状態と第２塗装状態とを交互に形成し、複数の塗装ガンの進行方向を互いに折り返して、被塗装対象に塗装を行うことができる。そして、第１塗装状態を形成して行う塗装と、第２塗装状態を形成して行う塗装とを切り替えるときに、ロボットの各関節に発生したねじれを戻すために、複数の塗装ガンによる塗装を一旦停止させる時間を極めて短くすることができる。また、場合によっては、複数の塗装ガンによる塗装を一旦停止しないようにできる。そのため、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
【００１５】
それ故、上記ロボット塗装システムによれば、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することができ、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１にかかる、ロボット塗装システムを示す構成図。
【図２】実施例１にかかる、塗装治具を示す正面図。
【図３】実施例１にかかる、塗装治具の中央横フレーム部の周辺を示す断面説明図。
【図４】実施例１にかかる、フレーム部の第１塗装状態を形成した塗装治具を示す正面図。
【図５】実施例１にかかる、フレーム部の第２塗装状態を形成した塗装治具を示す正面図。
【図６】実施例１にかかる、ロボット塗装システムの構成を示す構成図。
【図７】実施例１にかかる、自動車のボディの室内部を後方から見た状態で示し、第１一巡塗装と第２一巡塗装とを前後方向に位置ずれしながら繰り返す状態を示す説明図。
【図８】実施例１にかかる、塗装治具が第１一巡塗装と第２一巡塗装とを前後方向に位置ずれしながら繰り返す状態を、平面に展開して示す説明図。
【図９】実施例１にかかる、第１一巡塗装及び第２一巡塗装を繰り返して、ボディの室内部の表面に形成した、中心塗膜層及びダスト塗膜層による塗膜層を示す断面説明図。
【図１０】実施例２にかかる、フレーム部の第１塗装状態を形成した塗装治具を示す正面図。
【図１１】実施例２にかかる、エアシリンダを戻位置から出位置にストロークさせた状態の塗装治具を示す正面図。
【図１２】実施例２にかかる、フレーム部の第２塗装状態を形成した塗装治具を示す正面図。
【図１３】実施例２にかかる、フレーム部の第１塗装状態を形成した塗装治具を、図１０のＡ方向から見た状態で示す側面図。
【図１４】比較例１，２にかかる、塗装治具を示す正面図。
【図１５】比較例１，２にかかる、塗装治具が一巡目の塗装と二巡目の塗装とを前後方向に位置ずれしながら繰り返す状態を、平面に展開して示す説明図。
【図１６】比較例１，２にかかる、ボディの室内部の表面に形成した、中心塗膜層及びダスト塗膜層による塗膜層を示す断面説明図。
【図１７】比較例１，２にかかる、自動車のボディの室内部を後方から見た状態で示し、前後方向に位置ずれしながら塗装を繰り返す状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上述した本発明のロボット塗装システムにおける好ましい実施の形態につき説明する。
上記ロボット塗装システムにおいて、上記塗装ガンとしては、高圧の塗料を噴射するエアレス方式の他、帯電した塗料を噴射する静電方式、エアによって塗料を噴射するエア方式等の種々のものを用いることができる。
また、上記フレーム部による第１塗装状態と上記フレーム部による第２塗装状態とは、左右対称の形状に形成することができる（請求項２）。
この場合には、第１塗装状態と第２塗装状態との切り替えを簡単かつ迅速に行うことができる。
【００１８】
また、上記フレーム部は、互いに平行な一対の平行フレーム部を、複数の連結フレーム部によって回動可能に連結して形成されており、上記塗装治具は、上記平行フレーム部又は上記連結フレーム部に設けられた１つの上記駆動源によって、上記一対の平行フレーム部が互いに平行な状態を保って、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とを形成するよう構成することができる（請求項３）。
この場合には、簡単な構造でフレーム部の剛性を確保することができる。また、第１塗装状態と第２塗装状態との切り替えを簡単かつ迅速に行うことができる。
【００１９】
また、上記フレーム部は、上記直交方向に沿って配置され上記塗装ガンがそれぞれ取り付けられた複数の横フレーム部と、該複数の横フレーム部の一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部と、上記複数の横フレーム部の他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部とからなり、かつ、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の横フレーム部と上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部とによって平行四辺形を形成するよう構成することもできる（請求項４）。
この場合には、第１塗装状態及び第２塗装状態のいずれを形成するときにも、複数の塗装ガンによる塗料の噴射方向である一定方向がフレーム部の横方向を向く状態を、容易に形成することができる。
【００２０】
また、平行四辺形を形成するフレーム部の構成により、次の効果を得ることもできる。すなわち、複数の横フレーム部に対する一端側平行フレーム部及び他端側平行フレーム部の傾倒角度を調整することにより、フレーム部の直交方向における複数の塗装ガンの配置間隔を任意に変更することができる。これにより、塗装ガンの種類に合わせて、塗装ガンの直交方向における配置間隔を任意に調整することができる。
なお、上記複数の横フレーム部は、上記複数の連結フレーム部に相当し、上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部は、上記一対の平行フレーム部に相当する。
【００２１】
また、上記横フレーム部は、上記塗装ガンが取り付けられた３つを互いに平行に配置し、該３つの横フレーム部のうち真ん中に位置する中央横フレーム部は、上記アーム先端部に固定し、上記駆動源は、上記中央横フレーム部に対して固定し、上記一端側平行フレーム部を駆動することにより、上記３つの横フレーム部のうち外側に位置する２つの外側横フレーム部を駆動して、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とを形成するよう構成し、上記先頭塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、上記隣接塗装ガンによる上記ダスト塗膜層を積層し、かつ、上記隣接塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、該隣接塗装ガンに隣接する後尾塗装ガンによる上記ダスト塗膜層を積層するよう構成することもできる（請求項５）。
この場合には、塗装治具におけるフレーム部をより簡単な構造にすることができ、ロボットのアーム先端部に加わる偏心荷重を少なくして、３つの塗装ガンによって、塗装ムラの発生を抑制して被塗装対象に塗装を行うことができる。
【００２２】
また、上記フレーム部は、上記進行方向に配置され上記塗装ガンがそれぞれ取り付けられた複数の縦フレーム部と、該複数の縦フレーム部の一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部と、上記複数の縦フレーム部の他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部とからなり、かつ、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の縦フレーム部と上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部とによって平行四辺形を形成するよう構成することもできる（請求項６）。
【００２３】
この場合にも、第１塗装状態及び第２塗装状態のいずれを形成するときにも、複数の塗装ガンによる塗料の噴射方向である一定方向がフレーム部の直交方向を向く状態を、容易に形成することができる。
また、平行四辺形を形成するフレーム部の構成により、上記と同様に、フレーム部の横方向における複数の塗装ガンの配置間隔を任意に変更することができる。これにより、塗装ガンの種類に合わせて、塗装ガンの横方向における配置間隔を任意に調整することができる。
【００２４】
また、上記アーム先端部は、上記一端側平行フレーム部と上記他端側平行フレーム部とのいずれか一方に取り付けられており、上記駆動源は、上記一端側平行フレーム部に回動可能に連結されたシリンダ本体部に対して、上記他端側平行フレーム部に回動可能に連結されたロッド部をストロークさせるシリンダであり、上記シリンダ本体部に対して上記ロッド部が戻位置にあるときに上記第１塗装状態を形成し、上記シリンダ本体部に対して上記ロッド部が出位置にあって、上記アーム先端部が上記第１塗装状態を形成した位置から９０°回転したときに上記第２塗装状態を形成するよう構成することもできる（請求項７）。
この場合には、シリンダ（特に空気圧シリンダ）を用いて塗装治具を構成することができ、塗装治具の構成を簡単にすることができる。また、シリンダを動作させる制御装置の構成を簡単にすることもできる。
【００２５】
また、上記ロボット塗装システムは、自動車のボディにおける室内部を塗装するよう構成し、上記塗装治具は、上記第１塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を一方向に回る第１一巡塗装を行い、上記第２塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を他方向に回る第２一巡塗装を行うよう構成し、かつ、上記第１一巡塗装と上記第２一巡塗装とを、上記室内部の前後方向における一方から他方へ該前後方向に順次位置ずれしながら繰り返し、上記第１一巡塗装を行う際に上記後尾塗装ガンによって形成された上記中心塗膜層の上に、上記第２一巡塗装を行う際に上記先頭塗装ガンによって上記ダスト塗膜層を積層するよう構成することができる（請求項８）。
この場合には、第１塗装状態による第１一巡移動と、第２塗装状態による第２一巡移動とを繰り返すことにより、自動車のボディにおける室内部を、塗装ムラの発生を抑制して、短いサイクルタイムで塗装することができる。
【００２６】
また、上記ロボット塗装システムを用いることにより、次の塗装方法の発明を実現することができる。
この塗装方法の発明は、上記ロボット塗装システムを用いて、自動車のボディにおける室内部を塗装する方法であって、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を一方向に回る第１一巡塗装を行い、上記第２塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を他方向に回る第２一巡塗装を行うよう構成しておき、
上記第１一巡塗装と上記第２一巡塗装とを、上記室内部の前後方向における一方から他方へ該前後方向に順次位置ずれしながら繰り返し、上記第１一巡塗装を行う際に上記後尾塗装ガンによって形成された上記中心塗膜層の上に、上記第２一巡塗装を行う際に上記先頭塗装ガンによって上記ダスト塗膜層を積層することを特徴とするロボット塗装システムを用いた塗装方法にある（請求項９）。
【００２７】
この塗装方法によれば、第１塗装状態による第１一巡移動と、第２塗装状態による第２一巡移動とを繰り返すことにより、自動車のボディにおける室内部を、塗装ムラの発生を抑制して、短いサイクルタイムで塗装することができる。
【００２８】
また、上記複数の塗装ガンから噴射する塗料は、光輝材を含有するメタリック塗料とすることができる（請求項１０）。
一般に、メタリック塗料においては、形成する塗膜の厚みが小さいほど、光輝材の配向性がよくなり（光輝材の向きが揃いやすくなり）、塗装の品質が向上する。従って、この場合には、被塗装対象における塗装部位のほぼ全体において、中心塗膜層の上にダスト塗膜層を形成することにより、メタリック塗装における塗装ムラの発生を抑制することができる。
【実施例】
【００２９】
以下に、ロボット塗装システム及びこれを用いた塗装方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例のロボット塗装システム１は、図１〜図３に示すごとく、アーム先端部２１を位置及び姿勢を変更して３次元に移動させるロボット２と、アーム先端部２１に取り付けられたフレーム部３０、フレーム部３０の形成状態を可変させる駆動源３３、及びフレーム部３０に複数配設された塗装ガン４とを有する塗装治具３とを備えている。
図４、図５に示すごとく、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、それぞれ一定方向Ｅに広がる状態で塗料を噴射し、一定方向Ｅにおいて、塗料の噴射によって形成される中心塗膜層７１の両側に、中心塗膜層７１よりも塗膜が薄いダスト塗膜層７２を形成するよう構成されている。
【００３０】
駆動源３３は、図４に示すごとく、フレーム部３０の形成状態を、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅがフレーム部３０の横方向Ｗ（塗装治具３の進行方向Ｄに対する直交方向）を向き、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが横方向（直交方向）Ｗに対して傾斜する右斜め方向Ｒに並ぶ第１塗装状態４０１と、図５に示すごとく、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅがフレーム部３０の横方向Ｗを向き、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが横方向Ｗに対して傾斜する左斜め方向Ｌに並ぶ第２塗装状態４０２とに可変させるよう構成されている。
塗装治具３は、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とのいずれを形成するときにおいても、アーム先端部２１によってフレーム部３０の縦方向Ｈに沿って移動し、かつ、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうち塗装治具３の進行方向Ｄの先頭に位置する先頭塗装ガン４Ａによる中心塗膜層７１の上に、先頭塗装ガン４Ａに隣接する隣接塗装ガン４Ｂによる一方側のダスト塗膜層７２を積層するよう構成されている。
【００３１】
以下に、本例のロボット塗装システム１及びこれを用いた塗装方法につき、図１〜図９を参照して詳説する。
本例のロボット塗装システム１は、ロボット２としての多関節ロボット２の教示を行って、この教示を行ったデータを再現して、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃによる塗装を行うものである。
図１、図６に示すごとく、本例の多関節ロボット２における各アーム２０の回転軸はサーボモータ２２によって駆動するよう構成されており、各サーボモータ２２は、制御コントローラ５０によって制御される。また、アーム先端部２１の位置・姿勢、移動軌道、移動速度、各回転軸の角度等は、教示ペンダント５１によって調整、教示が可能である。
【００３２】
多関節ロボット２の各関節を構成するサーボモータ２２は、制御盤５に配置した制御コンピュータ５０によって、回転量及び回転速度を調整するよう構成されている。制御コンピュータ５０には、教示ペンダント５１によって教示されたアーム先端部２１の位置及び姿勢を記憶した教示プログラムが格納されている。
本例の塗装治具３を構成する駆動源３３は、モータ３３であり、このモータ３３は、制御コンピュータ５０によって動作するよう構成されている。
【００３３】
図７は、自動車のボディ６の室内部６１を後方から見た状態で示し、第１一巡塗装Ｔ１と第２一巡塗装Ｔ２とを前後方向Ｌに位置ずれしながら繰り返す状態を示す。
同図に示すごとく、本例のロボット塗装システム１によって塗装を行う被塗装対象は、自動車のボディ６である。本例においては、多関節ロボット２のアーム先端部２１に取り付けた塗装治具３を、ボディ６の室内部６１の表面に対向して移動させる。そして、塗装治具３を、前後方向Ｌを横切る方向の一方向と他方向とへ交互に巡回させるとともに、ボディ６の室内部６１に対して前後方向Ｌの一方から他方へ順次送りながら塗装を行う。
【００３４】
図２、図３に示すごとく、本例の塗装ガン４は、塗料の噴射自体にはエアを用いず、高圧の塗料を噴射させるよう構成されたエアレスガンである。このエアレスガンは、塗料の吐出量が多く、その塗着効率が高い。塗装ガン４は、高圧の塗料が供給される容器部４１と、容器部４１の端部に設けたノズル部４２とを有している。ノズル部４２には、中央部分に塗料を噴射する塗料噴射口４３が形成されており、塗料噴射口４３を挟む両側には、エアを噴射するエア噴射口４４が形成されている。そして、図４、図５に示すごとく、塗料噴射口４３から高圧の塗料を噴射するとともに、２つのエア噴射口４４からエアを噴射する。これにより、互いに衝突するエアによって、中心塗膜層７１の両側に、一定方向Ｅに広がったダスト塗膜層７２とを形成する。
また、本例の複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃから噴射する塗料には、光輝材を含有するメタリック塗料を用いる。
【００３５】
図２に示すごとく、本例の塗装治具３におけるフレーム部３０は、横方向Ｗに沿って配置され塗装ガン４がそれぞれ取り付けられた複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂと、複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂの一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部３２Ａと、複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂの他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部３２Ｂとからなる。本例のフレーム部３０は、互いに平行な一対の平行フレーム部としての一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂを、複数の連結フレーム部としての複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂによって回動可能に連結して形成されている。
【００３６】
そして、フレーム部３０は、塗装を行わない待機状態においては、横フレーム部３１Ａ，３１Ｂと一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂとによって、四角形を形成している。また、図４、図５に示すごとく、フレーム部３０は、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とのいずれを形成するときにおいても、複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂと一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂとによって平行四辺形を形成する。また、フレーム部３０による第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とは、左右対称の形状に形成される。
【００３７】
図２に示すごとく、本例の塗装治具３は、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃを設けたものであり、本例のフレーム部３０においては、塗装ガン４が取り付けられた３つの横フレーム部３１Ａ，３１Ｂが互いに平行に配置されている。３つの横フレーム部３１Ａ，３１Ｂのうち真ん中に位置する中央横フレーム部３１Ａは、アーム先端部２１に固定されている。
【００３８】
図３に示すごとく、駆動源３３としてのモータ３３は、中央横フレーム部３１Ａに対して固定されており、モータ３３の出力部３３１は、中央横フレーム部３１Ａに対して一端側平行フレーム部３２Ａを駆動するよう構成されている。各横フレーム部３１Ａ，３１Ｂの両端部と、一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂの両端部及び中間部とは、回動可能なピン等の軸部３４によって連結されている。
本例の塗装治具３は、中央横フレーム部３１Ａに固定された１つのモータ３３によって、一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂが互いに平行な状態を保って、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とを形成するよう構成されている。
【００３９】
そして、図４に示すごとく、モータ３３を一方向に回転させて一端側平行フレーム部３２Ａを一方側に傾倒させると、３つの横フレーム部３１Ａ，３１Ｂのうち外側に位置する２つの外側横フレーム部３１Ｂが、横方向Ｗに平行な状態を維持したまま横方向Ｗの互いに反対側に移動するとともに、他端側平行フレーム部３２Ｂが一端側平行フレーム部３２Ａと平行に傾倒する。こうして、フレーム部３０が平行四辺形に形成された第１塗装状態４０１が形成される。
【００４０】
一方、図５に示すごとく、モータ３３を他方向に回転させて一端側平行フレーム部３２Ａを他方側に傾倒させると、３つの横フレーム部３１Ａ，３１Ｂのうち外側に位置する２つの外側横フレーム部３１Ｂが、横方向Ｗに平行な状態を維持したまま横方向Ｗの互いに反対側に移動するとともに、他端側平行フレーム部３２Ｂが一端側平行フレーム部３２Ａと平行に傾倒する。こうして、フレーム部３０が平行四辺形に形成された第２塗装状態４０２が形成される。
【００４１】
図８は、塗装治具３が第１一巡塗装Ｔ１と第２一巡塗装Ｔ２とを前後方向Ｌに位置ずれしながら繰り返す状態を、平面に展開して示す。
同図に示すごとく、ロボット塗装システム１は、教示ペンダント５１を用いて教示を行った教示プログラムにより、第１塗装状態４０１又は第２塗装状態４０２を形成して被塗装対象に塗装を行うときには、塗装治具３の進行方向Ｄの先頭に位置する先頭塗装ガン４Ａによる中心塗膜層７１の上に、隣接塗装ガン４Ｂによる一方側のダスト塗膜層７２を形成し、かつ、隣接塗装ガン４Ｂによる中心塗膜層７１の上に、隣接塗装ガン４Ｂに隣接する後尾塗装ガン４Ｃによる一方側のダスト塗膜層７２を形成するよう構成されている。
【００４２】
図４に示すごとく、第１塗装状態４０１を形成する際には、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうち一方の外側横フレーム部３１Ｂに設けた塗装ガン４が先頭塗装ガン４Ａとなり、他方の外側横フレーム部３１Ｂに設けた塗装ガン４が後尾塗装ガン４Ｃとなる。また、図５に示すごとく、第２塗装状態４０２を形成する際には、一方の外側横フレーム部３１Ｂに設けた塗装ガン４が後尾塗装ガン４Ｃとなり、他方の外側横フレーム部３１Ｂに設けた塗装ガン４が先頭塗装ガン４Ａとなる。
【００４３】
図７に示すごとく、本例の塗装治具３は、第１塗装状態４０１を形成したときには、室内部６１の前後方向Ｌを横切って、天面６０１、左右の側面６０３，６０４及び床面６０２を一方向に回る第１一巡塗装Ｔ１を行い、第２塗装状態４０２を形成したときには、室内部６１の前後方向Ｌを横切って、天面６０１、左右の側面６０３，６０４及び床面６０２を他方向に回る第２一巡塗装Ｔ２を行うよう構成されている。また、塗装治具３は、第１一巡塗装Ｔ１と第２一巡塗装Ｔ２とを、室内部６１の前後方向Ｌにおける一方から他方へ前後方向Ｌに順次位置ずれしながら繰り返し、第１一巡塗装Ｔ１を行う際に後尾塗装ガン４Ｃによって形成された中心塗膜層７１の上に、第２一巡塗装Ｔ２を行う際に先頭塗装ガン４Ａによって一方側のダスト塗膜層７２を積層するよう構成されている。
【００４４】
図７に示すごとく、塗装治具３は、第１塗装状態４０１を形成し、右上角部６２から反時計回りに回って、室内部６１における天面６０１、左側面６０３、底面６０２、右側面６０４に第１一巡塗装Ｔ１を行う。また、図８に示すごとく、塗装治具３は、多関節ロボット２のアーム先端部２１によって、先頭塗装ガン４Ａを最も前方側（塗装開始端側）Ｌ１に位置させて移動させる。このとき、先頭塗装ガン４Ａが塗装を行う直後に隣接塗装ガン４Ｂが塗装を行い、隣接塗装ガン４Ｂが塗装を行う直後に後尾塗装ガン４Ｃが塗装を行う。そして、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、両側に形成されるダスト塗膜層７２のうち前方側Ｌ１に形成されるダスト塗膜層７２が最表面に残るように、ダスト塗膜層７２の形成幅分だけフレーム部３０の横方向Ｗにずれた状態で、塗装を行う。
【００４５】
次いで、第１塗装状態４０１を形成した塗装治具３が室内部６１を一巡して右上角部６２まで移動したときには、駆動源３３によって、フレーム部３０の形成状態を第１塗装状態４０１から第２塗装状態４０２に変更する。また、この変更を行うとともに、多関節ロボット２のアーム先端部２１の移動によって塗装治具３をボディ６の後方側へ規定量移動させる。この規定量の移動は、第１塗装状態４０１を形成したときの後尾塗装ガン４Ｃによる中心塗膜層７１Ｃの上に、第２塗装状態４０２を形成したときの先頭塗装ガン４Ａによる前方側Ｌ１のダスト塗膜層７２Ａが被るようにして行う。
【００４６】
そして、図７に示すごとく、第２塗装状態４０２を形成した塗装治具３は、右上角部６２から時計回りに回って、室内部６１における右側面６０４、床面６０２、左側面６０３、天面６０１に第２一巡塗装Ｔ２を行う。また、図８に示すごとく、塗装治具３は、多関節ロボット２のアーム先端部２１によって、先頭塗装ガン４Ａを最も前方側（塗装開始端側）Ｌ１に位置させて移動させる。この先頭塗装ガン４Ａは、第１塗装状態４０１を形成したときには後尾塗装ガン４Ｃを構成したものである。このとき、先頭塗装ガン４Ａが塗装を行う直後に隣接塗装ガン４Ｂが塗装を行い、隣接塗装ガン４Ｂが塗装を行う直後に後尾塗装ガン４Ｃが塗装を行う。そして、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、両側に形成されるダスト塗膜層７２のうち前方側Ｌ１に形成されるダスト塗膜層７２が最表面に残るように、ダスト塗膜層７２の形成幅分だけフレーム部３０の横方向Ｗにずれた状態で、塗装を行う。
【００４７】
次いで、第２塗装状態４０２を形成した塗装治具３が室内部６１を一巡して右上角部６２まで移動したときには、駆動源３３によって、フレーム部３０の形成状態を第２塗装状態４０２から第１塗装状態４０１に変更する。また、この変更を行うとともに、多関節ロボット２のアーム先端部２１の移動によって塗装治具３をボディ６の後方側へ規定量移動させる。この規定量の移動は、第２塗装状態４０２を形成したときの後尾塗装ガン４Ｃによる中心塗膜層７１の上に、第１塗装状態４０１を形成したときの先頭塗装ガン４Ａによる前方側Ｌ１のダスト塗膜層７２が被るようにして行う。
【００４８】
そして、図７に示すごとく、第１塗装状態４０１を形成した塗装治具３は、右上角部６２から反時計回りに回って、室内部６１における天面６０１、左側面６０３、底面６０２、右側面６０４に塗装を行う。以降は、上記と同様に、第１一巡塗装Ｔ１と第２一巡塗装Ｔ２とを繰り返し、ボディ６の室内部６１に対して前方から後方へと順次塗装を行う。
【００４９】
図９には、第１一巡塗装Ｔ１及び第２一巡塗装Ｔ２を繰り返して、ボディ６の室内部６１の表面に形成した、中心塗膜層７１及びダスト塗膜層７２による塗膜層７を示す。
同図において、中心塗膜層７１は、先頭塗装ガン４Ａによる１段目（最下段）の層７１Ａと、隣接塗装ガン４Ｂによる２段目（中段）の層７１Ｂと、後尾塗装ガン４Ｃによる３段目（最上段）の層７１Ｃとが積層して形成される。そして、ボディ６の室内部６１の表面においては、塗装開始端と塗装終了端とを除いて、最表面に、前方側Ｌ１に位置するダスト塗膜層７２が露出する。また、ボディ６の室内部６１の表面には、略均一な厚みで塗膜層７が形成される。
【００５０】
本例のロボット塗装システム１においては、上記のごとく、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃを配設したフレーム部３０を、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが右斜めに並ぶ第１塗装状態４０１と、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが左斜めに並ぶ第２塗装状態４０２とに可変させて、ボディ６の室内部６１の表面に、光輝材を含有するメタリック塗料の塗装を行った。
そして、ボディ６の室内部６１の表面において、塗装を行う両端の部位を除く全体に、中心塗膜層７１の上にダスト塗膜層７２を形成した。そのため、中心塗膜層７１よりも塗膜が薄いダスト塗膜層７２を、ボディ６の室内部６１の表面に露出させることができ、塗装ムラの発生を抑制することができる。
【００５１】
この塗装ムラの発生を抑制できる理由としては、次のように考える。
一般に、塗装を行う際には、塗膜は、その厚みが薄い方が塗装後に性状が変化しにくい性質を有する。特に、本例の塗装に用いた塗料はメタリック塗料であり、メタリック塗料は、形成する塗膜の厚みが小さいほど、光輝材の配向性がよくなる（向きが揃いやすい）性質を有する。これは、塗膜の厚みが小さいほど光輝材が流動しにくく、光輝材が一定の方向を向きやすいためである。
そこで、本例のロボット塗装システム１による塗装方法においては、中心塗膜層７１の上に、塗膜の厚みが薄いダスト塗膜層７２を形成することにより、メタリック塗装の品質を向上させ、メタリック塗装における塗装ムラの発生を抑制することができる。
【００５２】
また、本例のロボット塗装システム１においては、第１塗装状態４０１を形成した第１一巡塗装Ｔ１と、第２塗装状態４０２を形成した第２一巡塗装Ｔ２とを交互に行い、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの進行方向Ｄを互いに折り返して、自動車のボディ６における室内部６１に塗装を行うことができる。これにより、第１塗装状態４０１を形成した第１一巡塗装Ｔ１と、第２塗装状態４０２を形成した第２一巡塗装Ｔ２とを切り替えるときに、ロボット２の各関節に発生したねじれを戻すために、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃによる塗装を一旦停止させる時間を極めて短くすることができる。また、場合によっては、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃによる塗装を一旦停止しないようにできる。そのため、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
【００５３】
それ故、本例のロボット塗装システム１及びこれを用いた塗装方法によれば、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することができ、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
【００５４】
（実施例２）
本例は、塗装治具３の構成が上記実施例１の場合とは異なる例である。
本例の塗装治具３におけるフレーム部３０は、図１０、図１３に示すごとく、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅとなる直交方向Ｗに直交して配置され塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃがそれぞれ取り付けられた複数の縦フレーム部３１Ｃと、複数の縦フレーム部３１Ｃの一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部３２Ａと、複数の縦フレーム部３１Ｃの他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部３２Ｂとからなる。本例のフレーム部３０は、互いに平行な一対の平行フレーム部としての一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂを、複数の連結フレーム部としての複数の縦フレーム部３１Ｃによって回動可能に連結して形成されている。
【００５５】
図１０、図１２に示すごとく、本例の塗装治具３のフレーム部３０は、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とのいずれを形成するときにおいても、複数の縦フレーム部３１Ｃと一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂとによって平行四辺形を形成する。
本例の塗装治具３は、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃを設けたものであり、本例のフレーム部３０においては、塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが取り付けられた３つの縦フレーム部３１Ｃが互いに平行に配置されている。なお、縦フレーム部３１Ｃは、塗装ガン４の数に比例して設けることができ、例えば、塗装ガン４及び縦フレーム部３１Ｃをそれぞれ４つとすることができる。
【００５６】
各縦フレーム部３１Ｃの両端部分と、一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂの両端部及び中間部とは、回動可能なピン等の軸部３４によって連結されている。
図１１、図１３に示すごとく、本例のロボット２のアーム先端部２１は、ブラケット３５によって他端側平行フレーム部３２Ｂに取り付けられている。なお、アーム先端部２１は、ブラケット３５によって一端側平行フレーム部３２Ａに取り付けることもできる。
【００５７】
各塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、各縦フレーム部３１Ｃにおいて、アーム先端部２１及びブラケット３５が配置される側と反対側に配設されている。本例の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、上記実施例１に示したものと同様の構成を有している。各塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、そのノズル部４２が、各縦フレーム部３１Ｃと一端側平行フレーム部３２Ａとを連結する軸部３４の中心軸線上に位置するように、各縦フレーム部３１Ｃに配設されている。
【００５８】
図１０に示すごとく、本例の駆動源は、一端側平行フレーム部３２Ａに回動可能に連結されたシリンダ本体部３３２に対して、他端側平行フレーム部３２Ｂに回動可能に連結されたロッド部３３３をストロークさせるエアシリンダ３３Ａである。シリンダ本体部３３２は、一端側平行フレーム部３２Ａに対して、真ん中の縦フレーム部３１Ｃと端の縦フレーム部３１Ｃとが連結された位置の中間位置に回動可能に配設されている。ロッド部３３３は、他端側平行フレーム部３２Ｂに対して、真ん中の縦フレーム部３１Ｃと端の縦フレーム部３１Ｃとが連結された位置の中間位置に回動可能に配設されている。
本例のエアシリンダ３３Ａは、第１塗装状態４０１において、シリンダ本体部３３２及びロッド部３３３が直交方向Ｗを向く状態で配置されている。
【００５９】
図１０に示すごとく、本例の塗装治具３においては、シリンダ本体部３３２に対してロッド部３３３が戻位置Ｘ１にあるときに第１塗装状態４０１を形成する。第１塗装状態４０１においては、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅが塗装治具３の進行方向Ｄに対する直交方向Ｗを向き、一端側平行フレーム部３２Ａと他端側平行フレーム部３２Ｂとが向き合い、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが直交方向Ｗに対して傾斜する右斜め方向Ｒに並ぶ。また、第１塗装状態４０１においては、各縦フレーム部３１Ｃが進行方向Ｄに平行に並ぶ。
【００６０】
図１１に示すごとく、塗装治具３において、第２塗装状態４０２を形成する際には、シリンダ本体部３３２に対してロッド部３３３を出位置Ｘ２にする。このとき、ロッド部３３３が戻位置Ｘ１から出位置Ｘ２に突出する方向に、各縦フレーム部３１Ｃが９０°回転し、他端側平行フレーム部３２Ｂが一端側平行フレーム部３２Ａに平行な状態が維持される。そして、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅが、第１塗装状態４０１に対して９０°回転した方向を向く。
【００６１】
また、図１２に示すごとく、第２塗装状態４０２を形成する際には、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅが塗装治具３の進行方向Ｄに対する直交方向Ｗを向くように、ロボット２のアーム先端部２１及び塗装治具３の全体を、第１塗装状態４０１を形成した位置から９０°回転させる。こうして、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅが直交方向Ｗを向き、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが直交方向Ｗに対して傾斜する左斜め方向Ｌに並ぶ第２塗装状態４０２が形成される。
なお、実際には、サイクルタイムの短縮のために、塗装治具３を第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とに切り替える際には、エアシリンダ３３Ａのストローク動作とロボット２のアーム先端部２１の回転動作とを同時に行う。
【００６２】
また、本例においても、フレーム部３０による第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とは、左右対称の形状に形成される。また、本例の塗装治具３も、１つのエアシリンダ３３Ａによって、一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂが互いに平行な状態を保って、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とを形成する。
本例のロボット塗装システム１及びこれを用いた塗装方法によっても、上記実施例１の場合と同様にして、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することができ、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
本例においても、ロボット塗装システム１のその他の構成（図中の符号等）は、上記実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００６３】
（比較例１，２）
比較例１，２においては、図１４に示すごとく、フレーム部９０の形成状態が変化せず、３つの塗装ガン４がフレーム部９０の横方向Ｗに対して常に同じ傾斜状態で並ぶ塗装治具９を用いて塗装を行う場合について示す。
比較例１においては、図１５に示すごとく、ロボット２のアーム先端部２１に取り付けた塗装治具９は、自動車のボディ６の前後方向Ｌを横切る方向において、右上角部６２から反時計回りに回って、室内部６１における天面６０１、左側面６０３、底面６０２、右側面６０４に、３つの塗装ガン４によって一巡目の塗装Ｔ１’を行う。次いで、塗装治具９は、右上角部６２まで移動した後、後方側へ規定量移動し、右上角部６２から時計回りに回って、室内部６１における右側面６０４、床面６０２、左側面６０３、天面６０１に二巡目の塗装Ｔ２’を行う。その後、三巡目以降の塗装Ｔ３’は、上記と同様にして、反時計回りと時計回りとに繰り返し交互に回って行う。なお、図１５は、比較例１の塗装方法について、自動車のボディ６の室内部６１を後方から見た状態で示す。
【００６４】
図１６には、比較例１の塗装方法を行って、ボディ６の室内部６１の表面に形成した中心塗膜層７１及びダスト塗膜層７２による塗膜層７を示す。
同図において、中心塗膜層７１は、３つの塗装ガン４によって３つの層７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃが積層して形成される。しかし、二巡目の塗装Ｔ２’を行った後の塗膜層７においては、後尾塗装ガン４Ｃによる中心塗膜層７１Ｃの上にダスト塗膜層７２が形成されない。これにより、塗膜層７の最表面に、中心塗膜層７１Ｃが露出する部分Ｘが形成される。そのため、この中心塗膜層７１Ｃが露出する部分Ｘが、メタリック塗装における塗装ムラ（メタルムラ）を発生させる。この中心塗膜層７１Ｃが露出する部分Ｘは、二巡目、四巡目、六巡目等の偶数巡目の塗装を行ったときに形成される。
【００６５】
比較例２においては、図１７に示すごとく、ロボット２のアーム先端部２１に取り付けた塗装治具９は、ロボット２のアーム先端部２１の移動によって、自動車のボディ６の前後方向Ｌを横切る方向において、右上角部６２から反時計回りに回って、室内部６１における天面６０１、左側面６０３、底面６０２、右側面６０４に、３つの塗装ガン４によって一巡目の塗装Ｔ１’を行う。次いで、右上角部６２の近傍において、３つの塗装ガン４による塗装を一旦停止した状態で、ロボット２のアーム先端部２１の移動によって各関節部に発生したねじれを戻し、ロボット２及び塗装治具９の姿勢を一巡目の塗装Ｔ１’を行う前の状態に戻す。その後、塗装治具９は、一巡目の塗装Ｔ１’と同様にして、二巡目以降の塗装Ｔ２’を行う。
なお、図１７は、比較例２の塗装方法について、自動車のボディ６の室内部６１を後方から見た状態で示す。
【００６６】
比較例２においては、比較例１に示した塗装ムラは発生しない。しかし、ロボット２及び塗装治具９の姿勢を戻す際に、塗装ガン４による塗装を一旦停止する時間が長くなり、塗装のサイクルタイムが長くなってしまう。
このように、比較例１，２の塗装方法においては、いずれによっても、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することと、塗装のサイクルタイムを短縮することとを両立することはできない。従って、これらの両立を図るためには、上記実施例１又は２に記載したロボット塗装システム１を用いることが必要になる。
【符号の説明】
【００６７】
１ ロボット塗装システム
２ ロボット
２１ アーム先端部
３ 塗装治具
３０ フレーム部
３１Ａ，３１Ｂ 横フレーム部
３１Ｃ 縦フレーム部
３２Ａ 一端側平行フレーム部
３２Ｂ 他端側平行フレーム部
３３ 駆動源
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 塗装ガン
４０１ 第１塗装状態
４０２ 第２塗装状態
６ 被塗装対象（自動車のボディ）
６１ 室内部
７１ 中心塗膜層
７２ ダスト塗膜層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットを用いて塗装を行うロボット塗装システム及びこれを用いた塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディを製造する工場等においては、ボディに対してロボットを用いた塗装が行われている。具体的には、ロボットのアーム先端部に、静電ベル方式やエア方式によって塗料を噴射する塗装ガンを取り付け、この塗装ガンをアーム先端部によって移動させて、ボディに塗装を行っている。また、塗装のサイクルタイムの短縮を図るため、アーム先端部に複数の塗装ガンを取り付け、複数の塗装ガンから同時に塗装することが行われている。
【０００３】
ロボットに複数の塗装ガンを取り付けたものとしては、例えば、特許文献１に開示された塗装装置がある。この塗装装置は、軸芯まわりに回転可能な先端軸を有する単一の塗装ロボットと、塗装ロボットの先端軸に取り付けられ、先端軸の軸芯と交差する方向に並べられた複数の塗装ガンとを備えている。この塗装装置によれば、塗装ロボットにより、塗装ガンの進行方向を容易に変更することができ、複数の塗装ガンによる塗装幅を、所望とする塗装幅に容易に変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０４５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の塗装ガンによって同時に塗装を行う際に、アーム先端部の進行方向に対して、複数の塗装ガンが並ぶ状態を一定にして塗装を行ったとしても、被塗装対象に塗装ムラ（塗装のばらつき）が生じることがわかった。
例えば、自動車の室内における、天面、左右の側面、床面の塗装を行う際には、ロボットの各関節の回転角度のねじれを戻しながら塗装を行うために、アーム先端部は、天面、左右の側面、床面に対して一方回りと他方回りとに交互に移動させる必要がある。この場合、被塗装対象における塗装状態が、一方回りに塗装したときと他方回りに塗装したときとで異なり、被塗装対象に塗装ムラが生じるおそれがある。
【０００６】
また、アーム先端部を一方回りと他方回りとに交互に移動させる代わりに、天面、左右の側面、床面に対して一巡して塗装を行ったときに、塗装ガンによる塗装を一旦停止し、ロボットの各関節の回転角度のねじれを戻すことも考えられる。しかし、この場合には、塗装のサイクルタイムが長くなってしまう。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することができ、塗装のサイクルタイムを短縮することができるロボット塗装システム及びこれを用いた塗装方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、アーム先端部を位置及び姿勢を変更して３次元に移動させるロボットと、
上記アーム先端部に取り付けられたフレーム部と、該フレーム部の形成状態を可変させる駆動源と、上記フレーム部に複数配設された塗装ガンとを有する塗装治具と、を備えており、
上記複数の塗装ガンは、それぞれ一定方向に広がる状態で塗料を噴射し、該一定方向において、該塗料の噴射によって形成される中心塗膜層の両側に、該中心塗膜層よりも塗膜が薄いダスト塗膜層を形成するよう構成されており、
上記駆動源は、上記フレーム部の形成状態を、上記複数の塗装ガンの上記一定方向が上記塗装治具の進行方向に対する直交方向を向き、該複数の塗装ガンが上記直交方向に対して傾斜する右斜め方向に並ぶ第１塗装状態と、上記複数の塗装ガンの上記一定方向が上記直交方向を向き、該複数の塗装ガンが上記直交方向に対して傾斜する左斜め方向に並ぶ第２塗装状態とに可変させるよう構成されており、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の塗装ガンのうち上記進行方向の先頭に位置する先頭塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、該先頭塗装ガンに隣接する隣接塗装ガンによる一方側の上記ダスト塗膜層を積層するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システムにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００９】
上記ロボット塗装システムは、複数の塗装ガンを配設したフレーム部の形成状態を可変させることにより、アーム先端部の進行方向に対して複数の塗装ガンが斜めに並ぶ状態を可変させ、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制して、短いサイクルタイムで塗装を行うものである。
具体的には、複数の塗装ガンは、塗料の噴射によって形成される中心塗膜層の両側に、ダスト塗膜層を形成するものである。また、駆動源は、フレーム部の形成状態を、第１塗装状態と第２塗装状態とに可変させるよう構成されている。また、塗装治具は、第１塗装状態と第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、アーム先端部によって、複数の塗装ガンの一定方向が進行方向に対する直交方向を向く状態で移動するよう構成されている。
【００１０】
ロボット塗装システムによって被塗装対象に塗装を行う際には、複数の塗装ガンが右斜め方向に並ぶフレーム部の第１塗装状態を形成する。そして、アーム先端部によって塗装治具を移動させ、複数の塗装ガンによって被塗装対象の一方向に塗装を行う。このとき、先頭塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。また、仮に、塗装ガンが３つ以上ある場合には、隣接塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、この隣接塗装ガンにさらに隣接する別の隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。
【００１１】
また、フレーム部の第１塗装状態を形成して、複数の塗装ガンによって被塗装対象の一方向に塗装を行った後には、複数の塗装ガンが左斜め方向に並ぶフレーム部の第２塗装状態を形成する。そして、第１塗装状態を形成して塗装を行った部位に隣接して、アーム先端部によって塗装治具を移動させ、複数の塗装ガンによって被塗装対象の一方向とは反対の他方向から折り返して塗装を行う。このとき、先頭塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。また、仮に、塗装ガンが３つ以上ある場合には、隣接塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、この隣接塗装ガンにさらに隣接する別の隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。
【００１２】
また、第２塗装状態を形成して塗装を行う際には、第１塗装状態を形成して塗装を行った中心塗膜層であって、複数の塗装ガンのうち塗装治具の進行方向後尾に位置する後尾塗装ガンによって形成されたもの上に、先頭塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層する。
また、再び第１塗装状態を形成して塗装を行う際にも同様に、第２塗装状態を形成して塗装を行った中心塗膜層であって、複数の塗装ガンのうち塗装治具の進行方向後尾に位置する後尾塗装ガンによって形成されたもの上に、先頭塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層することができる。また、これと同時に、第１塗装状態を形成して塗装を行う際には、先頭塗装ガンから噴射された塗料による中心塗膜層の上に、隣接塗装ガンから噴射された塗料による一方側のダスト塗膜層を積層することができる。
【００１３】
これにより、被塗装対象において、塗装を行う両端の部位を除く全体において、中心塗膜層の上にダスト塗膜層を形成することができる。そのため、中心塗膜層よりも塗膜が薄いダスト塗膜層が被塗装対象における表面に露出させることができ、塗装ムラの発生を抑制することができる。
この塗装ムラの発生を抑制できる理由としては、次のように考える。
一般に、塗装を行う際には、塗膜は、その厚みが薄い方が塗装後に性状が変化しにくい性質を有する。そのため、中心塗膜層の上に、塗膜の厚みが薄いダスト塗膜層を形成することにより、塗装ムラの発生を抑制することができると考える。
【００１４】
また、ロボット塗装システムにおいては、第１塗装状態と第２塗装状態とを交互に形成し、複数の塗装ガンの進行方向を互いに折り返して、被塗装対象に塗装を行うことができる。そして、第１塗装状態を形成して行う塗装と、第２塗装状態を形成して行う塗装とを切り替えるときに、ロボットの各関節に発生したねじれを戻すために、複数の塗装ガンによる塗装を一旦停止させる時間を極めて短くすることができる。また、場合によっては、複数の塗装ガンによる塗装を一旦停止しないようにできる。そのため、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
【００１５】
それ故、上記ロボット塗装システムによれば、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することができ、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１にかかる、ロボット塗装システムを示す構成図。
【図２】実施例１にかかる、塗装治具を示す正面図。
【図３】実施例１にかかる、塗装治具の中央横フレーム部の周辺を示す断面説明図。
【図４】実施例１にかかる、フレーム部の第１塗装状態を形成した塗装治具を示す正面図。
【図５】実施例１にかかる、フレーム部の第２塗装状態を形成した塗装治具を示す正面図。
【図６】実施例１にかかる、ロボット塗装システムの構成を示す構成図。
【図７】実施例１にかかる、自動車のボディの室内部を後方から見た状態で示し、第１一巡塗装と第２一巡塗装とを前後方向に位置ずれしながら繰り返す状態を示す説明図。
【図８】実施例１にかかる、塗装治具が第１一巡塗装と第２一巡塗装とを前後方向に位置ずれしながら繰り返す状態を、平面に展開して示す説明図。
【図９】実施例１にかかる、第１一巡塗装及び第２一巡塗装を繰り返して、ボディの室内部の表面に形成した、中心塗膜層及びダスト塗膜層による塗膜層を示す断面説明図。
【図１０】実施例２にかかる、フレーム部の第１塗装状態を形成した塗装治具を示す正面図。
【図１１】実施例２にかかる、エアシリンダを戻位置から出位置にストロークさせた状態の塗装治具を示す正面図。
【図１２】実施例２にかかる、フレーム部の第２塗装状態を形成した塗装治具を示す正面図。
【図１３】実施例２にかかる、フレーム部の第１塗装状態を形成した塗装治具を、図１０のＡ方向から見た状態で示す側面図。
【図１４】比較例１，２にかかる、塗装治具を示す正面図。
【図１５】比較例１，２にかかる、塗装治具が一巡目の塗装と二巡目の塗装とを前後方向に位置ずれしながら繰り返す状態を、平面に展開して示す説明図。
【図１６】比較例１，２にかかる、ボディの室内部の表面に形成した、中心塗膜層及びダスト塗膜層による塗膜層を示す断面説明図。
【図１７】比較例１，２にかかる、自動車のボディの室内部を後方から見た状態で示し、前後方向に位置ずれしながら塗装を繰り返す状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上述した本発明のロボット塗装システムにおける好ましい実施の形態につき説明する。
上記ロボット塗装システムにおいて、上記塗装ガンとしては、高圧の塗料を噴射するエアレス方式の他、帯電した塗料を噴射する静電方式、エアによって塗料を噴射するエア方式等の種々のものを用いることができる。
また、上記フレーム部による第１塗装状態と上記フレーム部による第２塗装状態とは、左右対称の形状に形成することができる（請求項２）。
この場合には、第１塗装状態と第２塗装状態との切り替えを簡単かつ迅速に行うことができる。
【００１８】
また、上記フレーム部は、互いに平行な一対の平行フレーム部を、複数の連結フレーム部によって回動可能に連結して形成されており、上記塗装治具は、上記平行フレーム部又は上記連結フレーム部に設けられた１つの上記駆動源によって、上記一対の平行フレーム部が互いに平行な状態を保って、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とを形成するよう構成することができる（請求項３）。
この場合には、簡単な構造でフレーム部の剛性を確保することができる。また、第１塗装状態と第２塗装状態との切り替えを簡単かつ迅速に行うことができる。
【００１９】
また、上記フレーム部は、上記直交方向に沿って配置され上記塗装ガンがそれぞれ取り付けられた複数の横フレーム部と、該複数の横フレーム部の一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部と、上記複数の横フレーム部の他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部とからなり、かつ、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の横フレーム部と上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部とによって平行四辺形を形成するよう構成することもできる（請求項４）。
この場合には、第１塗装状態及び第２塗装状態のいずれを形成するときにも、複数の塗装ガンによる塗料の噴射方向である一定方向がフレーム部の横方向を向く状態を、容易に形成することができる。
【００２０】
また、平行四辺形を形成するフレーム部の構成により、次の効果を得ることもできる。すなわち、複数の横フレーム部に対する一端側平行フレーム部及び他端側平行フレーム部の傾倒角度を調整することにより、フレーム部の直交方向における複数の塗装ガンの配置間隔を任意に変更することができる。これにより、塗装ガンの種類に合わせて、塗装ガンの直交方向における配置間隔を任意に調整することができる。
なお、上記複数の横フレーム部は、上記複数の連結フレーム部に相当し、上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部は、上記一対の平行フレーム部に相当する。
【００２１】
また、上記横フレーム部は、上記塗装ガンが取り付けられた３つを互いに平行に配置し、該３つの横フレーム部のうち真ん中に位置する中央横フレーム部は、上記アーム先端部に固定し、上記駆動源は、上記中央横フレーム部に対して固定し、上記一端側平行フレーム部を駆動することにより、上記３つの横フレーム部のうち外側に位置する２つの外側横フレーム部を駆動して、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とを形成するよう構成し、上記先頭塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、上記隣接塗装ガンによる上記ダスト塗膜層を積層し、かつ、上記隣接塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、該隣接塗装ガンに隣接する後尾塗装ガンによる上記ダスト塗膜層を積層するよう構成することもできる（請求項５）。
この場合には、塗装治具におけるフレーム部をより簡単な構造にすることができ、ロボットのアーム先端部に加わる偏心荷重を少なくして、３つの塗装ガンによって、塗装ムラの発生を抑制して被塗装対象に塗装を行うことができる。
【００２２】
また、上記フレーム部は、上記進行方向に配置され上記塗装ガンがそれぞれ取り付けられた複数の縦フレーム部と、該複数の縦フレーム部の一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部と、上記複数の縦フレーム部の他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部とからなり、かつ、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の縦フレーム部と上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部とによって平行四辺形を形成するよう構成することもできる（請求項６）。
【００２３】
この場合にも、第１塗装状態及び第２塗装状態のいずれを形成するときにも、複数の塗装ガンによる塗料の噴射方向である一定方向がフレーム部の直交方向を向く状態を、容易に形成することができる。
また、平行四辺形を形成するフレーム部の構成により、上記と同様に、フレーム部の横方向における複数の塗装ガンの配置間隔を任意に変更することができる。これにより、塗装ガンの種類に合わせて、塗装ガンの横方向における配置間隔を任意に調整することができる。
【００２４】
また、上記アーム先端部は、上記一端側平行フレーム部と上記他端側平行フレーム部とのいずれか一方に取り付けられており、上記駆動源は、上記一端側平行フレーム部に回動可能に連結されたシリンダ本体部に対して、上記他端側平行フレーム部に回動可能に連結されたロッド部をストロークさせるシリンダであり、上記シリンダ本体部に対して上記ロッド部が戻位置にあるときに上記第１塗装状態を形成し、上記シリンダ本体部に対して上記ロッド部が出位置にあって、上記アーム先端部が上記第１塗装状態を形成した位置から９０°回転したときに上記第２塗装状態を形成するよう構成することもできる（請求項７）。
この場合には、シリンダ（特に空気圧シリンダ）を用いて塗装治具を構成することができ、塗装治具の構成を簡単にすることができる。また、シリンダを動作させる制御装置の構成を簡単にすることもできる。
【００２５】
また、上記ロボット塗装システムは、自動車のボディにおける室内部を塗装するよう構成し、上記塗装治具は、上記第１塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を一方向に回る第１一巡塗装を行い、上記第２塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を他方向に回る第２一巡塗装を行うよう構成し、かつ、上記第１一巡塗装と上記第２一巡塗装とを、上記室内部の前後方向における一方から他方へ該前後方向に順次位置ずれしながら繰り返し、上記第１一巡塗装を行う際に上記後尾塗装ガンによって形成された上記中心塗膜層の上に、上記第２一巡塗装を行う際に上記先頭塗装ガンによって上記ダスト塗膜層を積層するよう構成することができる（請求項８）。
この場合には、第１塗装状態による第１一巡移動と、第２塗装状態による第２一巡移動とを繰り返すことにより、自動車のボディにおける室内部を、塗装ムラの発生を抑制して、短いサイクルタイムで塗装することができる。
【００２６】
また、上記ロボット塗装システムを用いることにより、次の塗装方法の発明を実現することができる。
この塗装方法の発明は、上記ロボット塗装システムを用いて、自動車のボディにおける室内部を塗装する方法であって、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を一方向に回る第１一巡塗装を行い、上記第２塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を他方向に回る第２一巡塗装を行うよう構成しておき、
上記第１一巡塗装と上記第２一巡塗装とを、上記室内部の前後方向における一方から他方へ該前後方向に順次位置ずれしながら繰り返し、上記第１一巡塗装を行う際に上記後尾塗装ガンによって形成された上記中心塗膜層の上に、上記第２一巡塗装を行う際に上記先頭塗装ガンによって上記ダスト塗膜層を積層することを特徴とするロボット塗装システムを用いた塗装方法にある（請求項９）。
【００２７】
この塗装方法によれば、第１塗装状態による第１一巡移動と、第２塗装状態による第２一巡移動とを繰り返すことにより、自動車のボディにおける室内部を、塗装ムラの発生を抑制して、短いサイクルタイムで塗装することができる。
【００２８】
また、上記複数の塗装ガンから噴射する塗料は、光輝材を含有するメタリック塗料とすることができる（請求項１０）。
一般に、メタリック塗料においては、形成する塗膜の厚みが小さいほど、光輝材の配向性がよくなり（光輝材の向きが揃いやすくなり）、塗装の品質が向上する。従って、この場合には、被塗装対象における塗装部位のほぼ全体において、中心塗膜層の上にダスト塗膜層を形成することにより、メタリック塗装における塗装ムラの発生を抑制することができる。
【実施例】
【００２９】
以下に、ロボット塗装システム及びこれを用いた塗装方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例のロボット塗装システム１は、図１〜図３に示すごとく、アーム先端部２１を位置及び姿勢を変更して３次元に移動させるロボット２と、アーム先端部２１に取り付けられたフレーム部３０、フレーム部３０の形成状態を可変させる駆動源３３、及びフレーム部３０に複数配設された塗装ガン４とを有する塗装治具３とを備えている。
図４、図５に示すごとく、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、それぞれ一定方向Ｅに広がる状態で塗料を噴射し、一定方向Ｅにおいて、塗料の噴射によって形成される中心塗膜層７１の両側に、中心塗膜層７１よりも塗膜が薄いダスト塗膜層７２を形成するよう構成されている。
【００３０】
駆動源３３は、図４に示すごとく、フレーム部３０の形成状態を、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅがフレーム部３０の横方向Ｗ（塗装治具３の進行方向Ｄに対する直交方向）を向き、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが横方向（直交方向）Ｗに対して傾斜する右斜め方向Ｒに並ぶ第１塗装状態４０１と、図５に示すごとく、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅがフレーム部３０の横方向Ｗを向き、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが横方向Ｗに対して傾斜する左斜め方向Ｌに並ぶ第２塗装状態４０２とに可変させるよう構成されている。
塗装治具３は、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とのいずれを形成するときにおいても、アーム先端部２１によってフレーム部３０の縦方向Ｈに沿って移動し、かつ、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうち塗装治具３の進行方向Ｄの先頭に位置する先頭塗装ガン４Ａによる中心塗膜層７１の上に、先頭塗装ガン４Ａに隣接する隣接塗装ガン４Ｂによる一方側のダスト塗膜層７２を積層するよう構成されている。
【００３１】
以下に、本例のロボット塗装システム１及びこれを用いた塗装方法につき、図１〜図９を参照して詳説する。
本例のロボット塗装システム１は、ロボット２としての多関節ロボット２の教示を行って、この教示を行ったデータを再現して、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃによる塗装を行うものである。
図１、図６に示すごとく、本例の多関節ロボット２における各アーム２０の回転軸はサーボモータ２２によって駆動するよう構成されており、各サーボモータ２２は、制御コントローラ５０によって制御される。また、アーム先端部２１の位置・姿勢、移動軌道、移動速度、各回転軸の角度等は、教示ペンダント５１によって調整、教示が可能である。
【００３２】
多関節ロボット２の各関節を構成するサーボモータ２２は、制御盤５に配置した制御コンピュータ５０によって、回転量及び回転速度を調整するよう構成されている。制御コンピュータ５０には、教示ペンダント５１によって教示されたアーム先端部２１の位置及び姿勢を記憶した教示プログラムが格納されている。
本例の塗装治具３を構成する駆動源３３は、モータ３３であり、このモータ３３は、制御コンピュータ５０によって動作するよう構成されている。
【００３３】
図７は、自動車のボディ６の室内部６１を後方から見た状態で示し、第１一巡塗装Ｔ１と第２一巡塗装Ｔ２とを前後方向Ｌに位置ずれしながら繰り返す状態を示す。
同図に示すごとく、本例のロボット塗装システム１によって塗装を行う被塗装対象は、自動車のボディ６である。本例においては、多関節ロボット２のアーム先端部２１に取り付けた塗装治具３を、ボディ６の室内部６１の表面に対向して移動させる。そして、塗装治具３を、前後方向Ｌを横切る方向の一方向と他方向とへ交互に巡回させるとともに、ボディ６の室内部６１に対して前後方向Ｌの一方から他方へ順次送りながら塗装を行う。
【００３４】
図２、図３に示すごとく、本例の塗装ガン４は、塗料の噴射自体にはエアを用いず、高圧の塗料を噴射させるよう構成されたエアレスガンである。このエアレスガンは、塗料の吐出量が多く、その塗着効率が高い。塗装ガン４は、高圧の塗料が供給される容器部４１と、容器部４１の端部に設けたノズル部４２とを有している。ノズル部４２には、中央部分に塗料を噴射する塗料噴射口４３が形成されており、塗料噴射口４３を挟む両側には、エアを噴射するエア噴射口４４が形成されている。そして、図４、図５に示すごとく、塗料噴射口４３から高圧の塗料を噴射するとともに、２つのエア噴射口４４からエアを噴射する。これにより、互いに衝突するエアによって、中心塗膜層７１の両側に、一定方向Ｅに広がったダスト塗膜層７２とを形成する。
また、本例の複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃから噴射する塗料には、光輝材を含有するメタリック塗料を用いる。
【００３５】
図２に示すごとく、本例の塗装治具３におけるフレーム部３０は、横方向Ｗに沿って配置され塗装ガン４がそれぞれ取り付けられた複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂと、複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂの一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部３２Ａと、複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂの他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部３２Ｂとからなる。本例のフレーム部３０は、互いに平行な一対の平行フレーム部としての一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂを、複数の連結フレーム部としての複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂによって回動可能に連結して形成されている。
【００３６】
そして、フレーム部３０は、塗装を行わない待機状態においては、横フレーム部３１Ａ，３１Ｂと一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂとによって、四角形を形成している。また、図４、図５に示すごとく、フレーム部３０は、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とのいずれを形成するときにおいても、複数の横フレーム部３１Ａ，３１Ｂと一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂとによって平行四辺形を形成する。また、フレーム部３０による第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とは、左右対称の形状に形成される。
【００３７】
図２に示すごとく、本例の塗装治具３は、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃを設けたものであり、本例のフレーム部３０においては、塗装ガン４が取り付けられた３つの横フレーム部３１Ａ，３１Ｂが互いに平行に配置されている。３つの横フレーム部３１Ａ，３１Ｂのうち真ん中に位置する中央横フレーム部３１Ａは、アーム先端部２１に固定されている。
【００３８】
図３に示すごとく、駆動源３３としてのモータ３３は、中央横フレーム部３１Ａに対して固定されており、モータ３３の出力部３３１は、中央横フレーム部３１Ａに対して一端側平行フレーム部３２Ａを駆動するよう構成されている。各横フレーム部３１Ａ，３１Ｂの両端部と、一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂの両端部及び中間部とは、回動可能なピン等の軸部３４によって連結されている。
本例の塗装治具３は、中央横フレーム部３１Ａに固定された１つのモータ３３によって、一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂが互いに平行な状態を保って、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とを形成するよう構成されている。
【００３９】
そして、図４に示すごとく、モータ３３を一方向に回転させて一端側平行フレーム部３２Ａを一方側に傾倒させると、３つの横フレーム部３１Ａ，３１Ｂのうち外側に位置する２つの外側横フレーム部３１Ｂが、横方向Ｗに平行な状態を維持したまま横方向Ｗの互いに反対側に移動するとともに、他端側平行フレーム部３２Ｂが一端側平行フレーム部３２Ａと平行に傾倒する。こうして、フレーム部３０が平行四辺形に形成された第１塗装状態４０１が形成される。
【００４０】
一方、図５に示すごとく、モータ３３を他方向に回転させて一端側平行フレーム部３２Ａを他方側に傾倒させると、３つの横フレーム部３１Ａ，３１Ｂのうち外側に位置する２つの外側横フレーム部３１Ｂが、横方向Ｗに平行な状態を維持したまま横方向Ｗの互いに反対側に移動するとともに、他端側平行フレーム部３２Ｂが一端側平行フレーム部３２Ａと平行に傾倒する。こうして、フレーム部３０が平行四辺形に形成された第２塗装状態４０２が形成される。
【００４１】
図８は、塗装治具３が第１一巡塗装Ｔ１と第２一巡塗装Ｔ２とを前後方向Ｌに位置ずれしながら繰り返す状態を、平面に展開して示す。
同図に示すごとく、ロボット塗装システム１は、教示ペンダント５１を用いて教示を行った教示プログラムにより、第１塗装状態４０１又は第２塗装状態４０２を形成して被塗装対象に塗装を行うときには、塗装治具３の進行方向Ｄの先頭に位置する先頭塗装ガン４Ａによる中心塗膜層７１の上に、隣接塗装ガン４Ｂによる一方側のダスト塗膜層７２を形成し、かつ、隣接塗装ガン４Ｂによる中心塗膜層７１の上に、隣接塗装ガン４Ｂに隣接する後尾塗装ガン４Ｃによる一方側のダスト塗膜層７２を形成するよう構成されている。
【００４２】
図４に示すごとく、第１塗装状態４０１を形成する際には、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうち一方の外側横フレーム部３１Ｂに設けた塗装ガン４が先頭塗装ガン４Ａとなり、他方の外側横フレーム部３１Ｂに設けた塗装ガン４が後尾塗装ガン４Ｃとなる。また、図５に示すごとく、第２塗装状態４０２を形成する際には、一方の外側横フレーム部３１Ｂに設けた塗装ガン４が後尾塗装ガン４Ｃとなり、他方の外側横フレーム部３１Ｂに設けた塗装ガン４が先頭塗装ガン４Ａとなる。
【００４３】
図７に示すごとく、本例の塗装治具３は、第１塗装状態４０１を形成したときには、室内部６１の前後方向Ｌを横切って、天面６０１、左右の側面６０３，６０４及び床面６０２を一方向に回る第１一巡塗装Ｔ１を行い、第２塗装状態４０２を形成したときには、室内部６１の前後方向Ｌを横切って、天面６０１、左右の側面６０３，６０４及び床面６０２を他方向に回る第２一巡塗装Ｔ２を行うよう構成されている。また、塗装治具３は、第１一巡塗装Ｔ１と第２一巡塗装Ｔ２とを、室内部６１の前後方向Ｌにおける一方から他方へ前後方向Ｌに順次位置ずれしながら繰り返し、第１一巡塗装Ｔ１を行う際に後尾塗装ガン４Ｃによって形成された中心塗膜層７１の上に、第２一巡塗装Ｔ２を行う際に先頭塗装ガン４Ａによって一方側のダスト塗膜層７２を積層するよう構成されている。
【００４４】
図７に示すごとく、塗装治具３は、第１塗装状態４０１を形成し、右上角部６２から反時計回りに回って、室内部６１における天面６０１、左側面６０３、底面６０２、右側面６０４に第１一巡塗装Ｔ１を行う。また、図８に示すごとく、塗装治具３は、多関節ロボット２のアーム先端部２１によって、先頭塗装ガン４Ａを最も前方側（塗装開始端側）Ｌ１に位置させて移動させる。このとき、先頭塗装ガン４Ａが塗装を行う直後に隣接塗装ガン４Ｂが塗装を行い、隣接塗装ガン４Ｂが塗装を行う直後に後尾塗装ガン４Ｃが塗装を行う。そして、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、両側に形成されるダスト塗膜層７２のうち前方側Ｌ１に形成されるダスト塗膜層７２が最表面に残るように、ダスト塗膜層７２の形成幅分だけフレーム部３０の横方向Ｗにずれた状態で、塗装を行う。
【００４５】
次いで、第１塗装状態４０１を形成した塗装治具３が室内部６１を一巡して右上角部６２まで移動したときには、駆動源３３によって、フレーム部３０の形成状態を第１塗装状態４０１から第２塗装状態４０２に変更する。また、この変更を行うとともに、多関節ロボット２のアーム先端部２１の移動によって塗装治具３をボディ６の後方側へ規定量移動させる。この規定量の移動は、第１塗装状態４０１を形成したときの後尾塗装ガン４Ｃによる中心塗膜層７１Ｃの上に、第２塗装状態４０２を形成したときの先頭塗装ガン４Ａによる前方側Ｌ１のダスト塗膜層７２Ａが被るようにして行う。
【００４６】
そして、図７に示すごとく、第２塗装状態４０２を形成した塗装治具３は、右上角部６２から時計回りに回って、室内部６１における右側面６０４、床面６０２、左側面６０３、天面６０１に第２一巡塗装Ｔ２を行う。また、図８に示すごとく、塗装治具３は、多関節ロボット２のアーム先端部２１によって、先頭塗装ガン４Ａを最も前方側（塗装開始端側）Ｌ１に位置させて移動させる。この先頭塗装ガン４Ａは、第１塗装状態４０１を形成したときには後尾塗装ガン４Ｃを構成したものである。このとき、先頭塗装ガン４Ａが塗装を行う直後に隣接塗装ガン４Ｂが塗装を行い、隣接塗装ガン４Ｂが塗装を行う直後に後尾塗装ガン４Ｃが塗装を行う。そして、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、両側に形成されるダスト塗膜層７２のうち前方側Ｌ１に形成されるダスト塗膜層７２が最表面に残るように、ダスト塗膜層７２の形成幅分だけフレーム部３０の横方向Ｗにずれた状態で、塗装を行う。
【００４７】
次いで、第２塗装状態４０２を形成した塗装治具３が室内部６１を一巡して右上角部６２まで移動したときには、駆動源３３によって、フレーム部３０の形成状態を第２塗装状態４０２から第１塗装状態４０１に変更する。また、この変更を行うとともに、多関節ロボット２のアーム先端部２１の移動によって塗装治具３をボディ６の後方側へ規定量移動させる。この規定量の移動は、第２塗装状態４０２を形成したときの後尾塗装ガン４Ｃによる中心塗膜層７１の上に、第１塗装状態４０１を形成したときの先頭塗装ガン４Ａによる前方側Ｌ１のダスト塗膜層７２が被るようにして行う。
【００４８】
そして、図７に示すごとく、第１塗装状態４０１を形成した塗装治具３は、右上角部６２から反時計回りに回って、室内部６１における天面６０１、左側面６０３、底面６０２、右側面６０４に塗装を行う。以降は、上記と同様に、第１一巡塗装Ｔ１と第２一巡塗装Ｔ２とを繰り返し、ボディ６の室内部６１に対して前方から後方へと順次塗装を行う。
【００４９】
図９には、第１一巡塗装Ｔ１及び第２一巡塗装Ｔ２を繰り返して、ボディ６の室内部６１の表面に形成した、中心塗膜層７１及びダスト塗膜層７２による塗膜層７を示す。
同図において、中心塗膜層７１は、先頭塗装ガン４Ａによる１段目（最下段）の層７１Ａと、隣接塗装ガン４Ｂによる２段目（中段）の層７１Ｂと、後尾塗装ガン４Ｃによる３段目（最上段）の層７１Ｃとが積層して形成される。そして、ボディ６の室内部６１の表面においては、塗装開始端と塗装終了端とを除いて、最表面に、前方側Ｌ１に位置するダスト塗膜層７２が露出する。また、ボディ６の室内部６１の表面には、略均一な厚みで塗膜層７が形成される。
【００５０】
本例のロボット塗装システム１においては、上記のごとく、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃを配設したフレーム部３０を、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが右斜めに並ぶ第１塗装状態４０１と、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが左斜めに並ぶ第２塗装状態４０２とに可変させて、ボディ６の室内部６１の表面に、光輝材を含有するメタリック塗料の塗装を行った。
そして、ボディ６の室内部６１の表面において、塗装を行う両端の部位を除く全体に、中心塗膜層７１の上にダスト塗膜層７２を形成した。そのため、中心塗膜層７１よりも塗膜が薄いダスト塗膜層７２を、ボディ６の室内部６１の表面に露出させることができ、塗装ムラの発生を抑制することができる。
【００５１】
この塗装ムラの発生を抑制できる理由としては、次のように考える。
一般に、塗装を行う際には、塗膜は、その厚みが薄い方が塗装後に性状が変化しにくい性質を有する。特に、本例の塗装に用いた塗料はメタリック塗料であり、メタリック塗料は、形成する塗膜の厚みが小さいほど、光輝材の配向性がよくなる（向きが揃いやすい）性質を有する。これは、塗膜の厚みが小さいほど光輝材が流動しにくく、光輝材が一定の方向を向きやすいためである。
そこで、本例のロボット塗装システム１による塗装方法においては、中心塗膜層７１の上に、塗膜の厚みが薄いダスト塗膜層７２を形成することにより、メタリック塗装の品質を向上させ、メタリック塗装における塗装ムラの発生を抑制することができる。
【００５２】
また、本例のロボット塗装システム１においては、第１塗装状態４０１を形成した第１一巡塗装Ｔ１と、第２塗装状態４０２を形成した第２一巡塗装Ｔ２とを交互に行い、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの進行方向Ｄを互いに折り返して、自動車のボディ６における室内部６１に塗装を行うことができる。これにより、第１塗装状態４０１を形成した第１一巡塗装Ｔ１と、第２塗装状態４０２を形成した第２一巡塗装Ｔ２とを切り替えるときに、ロボット２の各関節に発生したねじれを戻すために、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃによる塗装を一旦停止させる時間を極めて短くすることができる。また、場合によっては、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃによる塗装を一旦停止しないようにできる。そのため、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
【００５３】
それ故、本例のロボット塗装システム１及びこれを用いた塗装方法によれば、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することができ、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
【００５４】
（実施例２）
本例は、塗装治具３の構成が上記実施例１の場合とは異なる例である。
本例の塗装治具３におけるフレーム部３０は、図１０、図１３に示すごとく、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅとなる直交方向Ｗに直交して配置され塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃがそれぞれ取り付けられた複数の縦フレーム部３１Ｃと、複数の縦フレーム部３１Ｃの一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部３２Ａと、複数の縦フレーム部３１Ｃの他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部３２Ｂとからなる。本例のフレーム部３０は、互いに平行な一対の平行フレーム部としての一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂを、複数の連結フレーム部としての複数の縦フレーム部３１Ｃによって回動可能に連結して形成されている。
【００５５】
図１０、図１２に示すごとく、本例の塗装治具３のフレーム部３０は、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とのいずれを形成するときにおいても、複数の縦フレーム部３１Ｃと一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂとによって平行四辺形を形成する。
本例の塗装治具３は、３つの塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃを設けたものであり、本例のフレーム部３０においては、塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが取り付けられた３つの縦フレーム部３１Ｃが互いに平行に配置されている。なお、縦フレーム部３１Ｃは、塗装ガン４の数に比例して設けることができ、例えば、塗装ガン４及び縦フレーム部３１Ｃをそれぞれ４つとすることができる。
【００５６】
各縦フレーム部３１Ｃの両端部分と、一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂの両端部及び中間部とは、回動可能なピン等の軸部３４によって連結されている。
図１１、図１３に示すごとく、本例のロボット２のアーム先端部２１は、ブラケット３５によって他端側平行フレーム部３２Ｂに取り付けられている。なお、アーム先端部２１は、ブラケット３５によって一端側平行フレーム部３２Ａに取り付けることもできる。
【００５７】
各塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、各縦フレーム部３１Ｃにおいて、アーム先端部２１及びブラケット３５が配置される側と反対側に配設されている。本例の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、上記実施例１に示したものと同様の構成を有している。各塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、そのノズル部４２が、各縦フレーム部３１Ｃと一端側平行フレーム部３２Ａとを連結する軸部３４の中心軸線上に位置するように、各縦フレーム部３１Ｃに配設されている。
【００５８】
図１０に示すごとく、本例の駆動源は、一端側平行フレーム部３２Ａに回動可能に連結されたシリンダ本体部３３２に対して、他端側平行フレーム部３２Ｂに回動可能に連結されたロッド部３３３をストロークさせるエアシリンダ３３Ａである。シリンダ本体部３３２は、一端側平行フレーム部３２Ａに対して、真ん中の縦フレーム部３１Ｃと端の縦フレーム部３１Ｃとが連結された位置の中間位置に回動可能に配設されている。ロッド部３３３は、他端側平行フレーム部３２Ｂに対して、真ん中の縦フレーム部３１Ｃと端の縦フレーム部３１Ｃとが連結された位置の中間位置に回動可能に配設されている。
本例のエアシリンダ３３Ａは、第１塗装状態４０１において、シリンダ本体部３３２及びロッド部３３３が直交方向Ｗを向く状態で配置されている。
【００５９】
図１０に示すごとく、本例の塗装治具３においては、シリンダ本体部３３２に対してロッド部３３３が戻位置Ｘ１にあるときに第１塗装状態４０１を形成する。第１塗装状態４０１においては、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅが塗装治具３の進行方向Ｄに対する直交方向Ｗを向き、一端側平行フレーム部３２Ａと他端側平行フレーム部３２Ｂとが向き合い、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが直交方向Ｗに対して傾斜する右斜め方向Ｒに並ぶ。また、第１塗装状態４０１においては、各縦フレーム部３１Ｃが進行方向Ｄに平行に並ぶ。
【００６０】
図１１に示すごとく、塗装治具３において、第２塗装状態４０２を形成する際には、シリンダ本体部３３２に対してロッド部３３３を出位置Ｘ２にする。このとき、ロッド部３３３が戻位置Ｘ１から出位置Ｘ２に突出する方向に、各縦フレーム部３１Ｃが９０°回転し、他端側平行フレーム部３２Ｂが一端側平行フレーム部３２Ａに平行な状態が維持される。そして、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅが、第１塗装状態４０１に対して９０°回転した方向を向く。
【００６１】
また、図１２に示すごとく、第２塗装状態４０２を形成する際には、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅが塗装治具３の進行方向Ｄに対する直交方向Ｗを向くように、ロボット２のアーム先端部２１及び塗装治具３の全体を、第１塗装状態４０１を形成した位置から９０°回転させる。こうして、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一定方向Ｅが直交方向Ｗを向き、複数の塗装ガン４Ａ，４Ｂ，４Ｃが直交方向Ｗに対して傾斜する左斜め方向Ｌに並ぶ第２塗装状態４０２が形成される。
なお、実際には、サイクルタイムの短縮のために、塗装治具３を第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とに切り替える際には、エアシリンダ３３Ａのストローク動作とロボット２のアーム先端部２１の回転動作とを同時に行う。
【００６２】
また、本例においても、フレーム部３０による第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とは、左右対称の形状に形成される。また、本例の塗装治具３も、１つのエアシリンダ３３Ａによって、一端側平行フレーム部３２Ａ及び他端側平行フレーム部３２Ｂが互いに平行な状態を保って、第１塗装状態４０１と第２塗装状態４０２とを形成する。
本例のロボット塗装システム１及びこれを用いた塗装方法によっても、上記実施例１の場合と同様にして、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することができ、塗装のサイクルタイムを短縮することができる。
本例においても、ロボット塗装システム１のその他の構成（図中の符号等）は、上記実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００６３】
（比較例１，２）
比較例１，２においては、図１４に示すごとく、フレーム部９０の形成状態が変化せず、３つの塗装ガン４がフレーム部９０の横方向Ｗに対して常に同じ傾斜状態で並ぶ塗装治具９を用いて塗装を行う場合について示す。
比較例１においては、図１５に示すごとく、ロボット２のアーム先端部２１に取り付けた塗装治具９は、自動車のボディ６の前後方向Ｌを横切る方向において、右上角部６２から反時計回りに回って、室内部６１における天面６０１、左側面６０３、底面６０２、右側面６０４に、３つの塗装ガン４によって一巡目の塗装Ｔ１’を行う。次いで、塗装治具９は、右上角部６２まで移動した後、後方側へ規定量移動し、右上角部６２から時計回りに回って、室内部６１における右側面６０４、床面６０２、左側面６０３、天面６０１に二巡目の塗装Ｔ２’を行う。その後、三巡目以降の塗装Ｔ３’は、上記と同様にして、反時計回りと時計回りとに繰り返し交互に回って行う。なお、図１５は、比較例１の塗装方法について、自動車のボディ６の室内部６１を後方から見た状態で示す。
【００６４】
図１６には、比較例１の塗装方法を行って、ボディ６の室内部６１の表面に形成した中心塗膜層７１及びダスト塗膜層７２による塗膜層７を示す。
同図において、中心塗膜層７１は、３つの塗装ガン４によって３つの層７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃが積層して形成される。しかし、二巡目の塗装Ｔ２’を行った後の塗膜層７においては、後尾塗装ガン４Ｃによる中心塗膜層７１Ｃの上にダスト塗膜層７２が形成されない。これにより、塗膜層７の最表面に、中心塗膜層７１Ｃが露出する部分Ｘが形成される。そのため、この中心塗膜層７１Ｃが露出する部分Ｘが、メタリック塗装における塗装ムラ（メタルムラ）を発生させる。この中心塗膜層７１Ｃが露出する部分Ｘは、二巡目、四巡目、六巡目等の偶数巡目の塗装を行ったときに形成される。
【００６５】
比較例２においては、図１７に示すごとく、ロボット２のアーム先端部２１に取り付けた塗装治具９は、ロボット２のアーム先端部２１の移動によって、自動車のボディ６の前後方向Ｌを横切る方向において、右上角部６２から反時計回りに回って、室内部６１における天面６０１、左側面６０３、底面６０２、右側面６０４に、３つの塗装ガン４によって一巡目の塗装Ｔ１’を行う。次いで、右上角部６２の近傍において、３つの塗装ガン４による塗装を一旦停止した状態で、ロボット２のアーム先端部２１の移動によって各関節部に発生したねじれを戻し、ロボット２及び塗装治具９の姿勢を一巡目の塗装Ｔ１’を行う前の状態に戻す。その後、塗装治具９は、一巡目の塗装Ｔ１’と同様にして、二巡目以降の塗装Ｔ２’を行う。
なお、図１７は、比較例２の塗装方法について、自動車のボディ６の室内部６１を後方から見た状態で示す。
【００６６】
比較例２においては、比較例１に示した塗装ムラは発生しない。しかし、ロボット２及び塗装治具９の姿勢を戻す際に、塗装ガン４による塗装を一旦停止する時間が長くなり、塗装のサイクルタイムが長くなってしまう。
このように、比較例１，２の塗装方法においては、いずれによっても、被塗装対象に生じる塗装ムラの発生を抑制することと、塗装のサイクルタイムを短縮することとを両立することはできない。従って、これらの両立を図るためには、上記実施例１又は２に記載したロボット塗装システム１を用いることが必要になる。
【符号の説明】
【００６７】
１ ロボット塗装システム
２ ロボット
２１ アーム先端部
３ 塗装治具
３０ フレーム部
３１Ａ，３１Ｂ 横フレーム部
３１Ｃ 縦フレーム部
３２Ａ 一端側平行フレーム部
３２Ｂ 他端側平行フレーム部
３３ 駆動源
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 塗装ガン
４０１ 第１塗装状態
４０２ 第２塗装状態
６ 被塗装対象（自動車のボディ）
６１ 室内部
７１ 中心塗膜層
７２ ダスト塗膜層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム先端部を位置及び姿勢を変更して３次元に移動させるロボットと、
上記アーム先端部に取り付けられたフレーム部と、該フレーム部の形成状態を可変させる駆動源と、上記フレーム部に複数配設された塗装ガンとを有する塗装治具と、を備えており、
上記複数の塗装ガンは、それぞれ一定方向に広がる状態で塗料を噴射し、該一定方向において、該塗料の噴射によって形成される中心塗膜層の両側に、該中心塗膜層よりも塗膜が薄いダスト塗膜層を形成するよう構成されており、
上記駆動源は、上記フレーム部の形成状態を、上記複数の塗装ガンの上記一定方向が上記塗装治具の進行方向に対する直交方向を向き、該複数の塗装ガンが上記直交方向に対して傾斜する右斜め方向に並ぶ第１塗装状態と、上記複数の塗装ガンの上記一定方向が上記直交方向を向き、該複数の塗装ガンが上記直交方向に対して傾斜する左斜め方向に並ぶ第２塗装状態とに可変させるよう構成されており、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の塗装ガンのうち上記進行方向の先頭に位置する先頭塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、該先頭塗装ガンに隣接する隣接塗装ガンによる一方側の上記ダスト塗膜層を積層するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項２】
請求項１に記載のロボット塗装システムにおいて、上記フレーム部による第１塗装状態と上記フレーム部による第２塗装状態とは、左右対称の形状に形成されることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロボット塗装システムにおいて、上記フレーム部は、互いに平行な一対の平行フレーム部を、複数の連結フレーム部によって回動可能に連結して形成されており、
上記塗装治具は、上記平行フレーム部又は上記連結フレーム部に設けられた１つの上記駆動源によって、上記一対の平行フレーム部が互いに平行な状態を保って、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とを形成するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のロボット塗装システムにおいて、上記フレーム部は、上記直交方向に沿って配置され上記塗装ガンがそれぞれ取り付けられた複数の横フレーム部と、該複数の横フレーム部の一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部と、上記複数の横フレーム部の他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部とからなり、かつ、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の横フレーム部と上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部とによって平行四辺形を形成するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項５】
請求項４に記載のロボット塗装システムにおいて、上記横フレーム部は、上記塗装ガンが取り付けられた３つが互いに平行に配置されており、
該３つの横フレーム部のうち真ん中に位置する中央横フレーム部は、上記アーム先端部に固定されており、
上記駆動源は、上記中央横フレーム部に対して固定され、上記一端側平行フレーム部を駆動することにより、上記３つの横フレーム部のうち外側に位置する２つの外側横フレーム部を駆動して、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とを形成するよう構成されており、
上記先頭塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、上記隣接塗装ガンによる上記ダスト塗膜層を積層し、かつ、上記隣接塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、該隣接塗装ガンに隣接する後尾塗装ガンによる上記ダスト塗膜層を積層するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のロボット塗装システムにおいて、上記フレーム部は、上記進行方向に配置され上記塗装ガンがそれぞれ取り付けられた複数の縦フレーム部と、該複数の縦フレーム部の一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部と、上記複数の縦フレーム部の他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部とからなり、かつ、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の縦フレーム部と上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部とによって平行四辺形を形成するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項７】
請求項６に記載のロボット塗装システムにおいて、上記アーム先端部は、上記一端側平行フレーム部と上記他端側平行フレーム部とのいずれか一方に取り付けられており、
上記駆動源は、上記一端側平行フレーム部に回動可能に連結されたシリンダ本体部に対して、上記他端側平行フレーム部に回動可能に連結されたロッド部をストロークさせるシリンダであり、
上記シリンダ本体部に対して上記ロッド部が戻位置にあるときに上記第１塗装状態を形成し、上記シリンダ本体部に対して上記ロッド部が出位置にあって、上記アーム先端部が上記第１塗装状態を形成した位置から９０°回転したときに上記第２塗装状態を形成するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボット塗装システムにおいて、該ロボット塗装システムは、自動車のボディにおける室内部を塗装するよう構成されており、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を一方向に回る第１一巡塗装を行い、上記第２塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を他方向に回る第２一巡塗装を行うよう構成されており、かつ、上記第１一巡塗装と上記第２一巡塗装とを、上記室内部の前後方向における一方から他方へ該前後方向に順次位置ずれしながら繰り返し、上記第１一巡塗装を行う際に上記後尾塗装ガンによって形成された上記中心塗膜層の上に、上記第２一巡塗装を行う際に上記先頭塗装ガンによって上記ダスト塗膜層を積層するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボット塗装システムを用いて、自動車のボディにおける室内部を塗装する方法であって、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を一方向に回る第１一巡塗装を行い、上記第２塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を他方向に回る第２一巡塗装を行うよう構成しておき、
上記第１一巡塗装と上記第２一巡塗装とを、上記室内部の前後方向における一方から他方へ該前後方向に順次位置ずれしながら繰り返し、上記第１一巡塗装を行う際に上記後尾塗装ガンによって形成された上記中心塗膜層の上に、上記第２一巡塗装を行う際に上記先頭塗装ガンによって上記ダスト塗膜層を積層することを特徴とするロボット塗装システムを用いた塗装方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のロボット塗装システムを用いた塗装方法において、上記複数の塗装ガンから噴射する塗料は、光輝材を含有するメタリック塗料であることを特徴とするロボット塗装システムを用いた塗装方法。
【請求項１】
アーム先端部を位置及び姿勢を変更して３次元に移動させるロボットと、
上記アーム先端部に取り付けられたフレーム部と、該フレーム部の形成状態を可変させる駆動源と、上記フレーム部に複数配設された塗装ガンとを有する塗装治具と、を備えており、
上記複数の塗装ガンは、それぞれ一定方向に広がる状態で塗料を噴射し、該一定方向において、該塗料の噴射によって形成される中心塗膜層の両側に、該中心塗膜層よりも塗膜が薄いダスト塗膜層を形成するよう構成されており、
上記駆動源は、上記フレーム部の形成状態を、上記複数の塗装ガンの上記一定方向が上記塗装治具の進行方向に対する直交方向を向き、該複数の塗装ガンが上記直交方向に対して傾斜する右斜め方向に並ぶ第１塗装状態と、上記複数の塗装ガンの上記一定方向が上記直交方向を向き、該複数の塗装ガンが上記直交方向に対して傾斜する左斜め方向に並ぶ第２塗装状態とに可変させるよう構成されており、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の塗装ガンのうち上記進行方向の先頭に位置する先頭塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、該先頭塗装ガンに隣接する隣接塗装ガンによる一方側の上記ダスト塗膜層を積層するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項２】
請求項１に記載のロボット塗装システムにおいて、上記フレーム部による第１塗装状態と上記フレーム部による第２塗装状態とは、左右対称の形状に形成されることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロボット塗装システムにおいて、上記フレーム部は、互いに平行な一対の平行フレーム部を、複数の連結フレーム部によって回動可能に連結して形成されており、
上記塗装治具は、上記平行フレーム部又は上記連結フレーム部に設けられた１つの上記駆動源によって、上記一対の平行フレーム部が互いに平行な状態を保って、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とを形成するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のロボット塗装システムにおいて、上記フレーム部は、上記直交方向に沿って配置され上記塗装ガンがそれぞれ取り付けられた複数の横フレーム部と、該複数の横フレーム部の一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部と、上記複数の横フレーム部の他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部とからなり、かつ、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の横フレーム部と上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部とによって平行四辺形を形成するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項５】
請求項４に記載のロボット塗装システムにおいて、上記横フレーム部は、上記塗装ガンが取り付けられた３つが互いに平行に配置されており、
該３つの横フレーム部のうち真ん中に位置する中央横フレーム部は、上記アーム先端部に固定されており、
上記駆動源は、上記中央横フレーム部に対して固定され、上記一端側平行フレーム部を駆動することにより、上記３つの横フレーム部のうち外側に位置する２つの外側横フレーム部を駆動して、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とを形成するよう構成されており、
上記先頭塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、上記隣接塗装ガンによる上記ダスト塗膜層を積層し、かつ、上記隣接塗装ガンによる上記中心塗膜層の上に、該隣接塗装ガンに隣接する後尾塗装ガンによる上記ダスト塗膜層を積層するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のロボット塗装システムにおいて、上記フレーム部は、上記進行方向に配置され上記塗装ガンがそれぞれ取り付けられた複数の縦フレーム部と、該複数の縦フレーム部の一端側を回動可能に連結する一端側平行フレーム部と、上記複数の縦フレーム部の他端側を回動可能に連結する他端側平行フレーム部とからなり、かつ、上記第１塗装状態と上記第２塗装状態とのいずれを形成するときにおいても、上記複数の縦フレーム部と上記一端側平行フレーム部及び上記他端側平行フレーム部とによって平行四辺形を形成するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項７】
請求項６に記載のロボット塗装システムにおいて、上記アーム先端部は、上記一端側平行フレーム部と上記他端側平行フレーム部とのいずれか一方に取り付けられており、
上記駆動源は、上記一端側平行フレーム部に回動可能に連結されたシリンダ本体部に対して、上記他端側平行フレーム部に回動可能に連結されたロッド部をストロークさせるシリンダであり、
上記シリンダ本体部に対して上記ロッド部が戻位置にあるときに上記第１塗装状態を形成し、上記シリンダ本体部に対して上記ロッド部が出位置にあって、上記アーム先端部が上記第１塗装状態を形成した位置から９０°回転したときに上記第２塗装状態を形成するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボット塗装システムにおいて、該ロボット塗装システムは、自動車のボディにおける室内部を塗装するよう構成されており、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を一方向に回る第１一巡塗装を行い、上記第２塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を他方向に回る第２一巡塗装を行うよう構成されており、かつ、上記第１一巡塗装と上記第２一巡塗装とを、上記室内部の前後方向における一方から他方へ該前後方向に順次位置ずれしながら繰り返し、上記第１一巡塗装を行う際に上記後尾塗装ガンによって形成された上記中心塗膜層の上に、上記第２一巡塗装を行う際に上記先頭塗装ガンによって上記ダスト塗膜層を積層するよう構成されていることを特徴とするロボット塗装システム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボット塗装システムを用いて、自動車のボディにおける室内部を塗装する方法であって、
上記塗装治具は、上記第１塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を一方向に回る第１一巡塗装を行い、上記第２塗装状態を形成したときには、上記室内部の前後方向を横切って、天面、左右の側面及び床面を他方向に回る第２一巡塗装を行うよう構成しておき、
上記第１一巡塗装と上記第２一巡塗装とを、上記室内部の前後方向における一方から他方へ該前後方向に順次位置ずれしながら繰り返し、上記第１一巡塗装を行う際に上記後尾塗装ガンによって形成された上記中心塗膜層の上に、上記第２一巡塗装を行う際に上記先頭塗装ガンによって上記ダスト塗膜層を積層することを特徴とするロボット塗装システムを用いた塗装方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のロボット塗装システムを用いた塗装方法において、上記複数の塗装ガンから噴射する塗料は、光輝材を含有するメタリック塗料であることを特徴とするロボット塗装システムを用いた塗装方法。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図１４】
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【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２５４４４８（Ｐ２０１２−２５４４４８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１０７３６（Ｐ２０１２−１１０７３６）
【出願日】平成２４年５月１４日（２０１２．５．１４）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月１４日（２０１２．５．１４）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【Ｆターム（参考）】
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