塗装システム
【課題】 ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部に対して霧化ヘッド、カートリッジを交換するときに、共通本体部を交換位置に位置決めする。
【解決手段】 ロボット装置１３に塗装機１４の共通本体部１５を取付ける。また、共通本体部把持装置３３を霧化ヘッド交換洗浄装置３１の固定板３２に固定して取付け、共通本体部把持装置３３により共通本体部１５を把持して位置決めする構成とした。また、共通本体部把持装置３３が共通本体部１５を把持するときには、ロボット装置１３の駆動力を低減し、外力を加えれば共通本体部１５を自由に動かすことができるようにする。これにより、共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３の駆動力に抗して共通本体部１５を交換位置Ｏに正確に位置決めすることができる。
【解決手段】 ロボット装置１３に塗装機１４の共通本体部１５を取付ける。また、共通本体部把持装置３３を霧化ヘッド交換洗浄装置３１の固定板３２に固定して取付け、共通本体部把持装置３３により共通本体部１５を把持して位置決めする構成とした。また、共通本体部把持装置３３が共通本体部１５を把持するときには、ロボット装置１３の駆動力を低減し、外力を加えれば共通本体部１５を自由に動かすことができるようにする。これにより、共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３の駆動力に抗して共通本体部１５を交換位置Ｏに正確に位置決めすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の車体、家具、電化製品等を塗装するのに用いて好適な塗装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のボディ等の被塗物を塗装する塗装システムは、多関節のアームを有するロボット装置と、該ロボット装置のアーム先端に取付けられ塗料を噴霧する霧化ヘッドを備えた塗装機とにより大略構成されている。
【０００３】
また、塗装システムには、ロボット装置のアーム先端に共通本体部を設け、該共通本体部に対して複数の霧化ヘッドを交換して取付ける構成としたものがある（例えば、特許文献１参照）。さらに、塗装システムには、霧化ヘッドに供給する塗料が充填されたカートリッジを、前記共通本体部に対して交換して取付ける構成としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７９４６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１７６３３３号公報
【０００５】
そして、塗装機の共通本体部に対して霧化ヘッドを交換して取付ける場合には、ロボット装置のアームを動作させて共通本体部に取付けられた霧化ヘッドを霧化ヘッド交換洗浄装置の霧化ヘッド把持機構に取付ける。この状態でロボット装置は、共通本体部を上側に移動することにより該共通本体部から使用済みの霧化ヘッドを取外すことができる。一方、霧化ヘッドが取外された共通本体部は、ロボット装置により霧化ヘッド把持機構に取付けられた他の霧化ヘッドの取付位置まで移動することにより、この霧化ヘッドを取付けることができる。
【０００６】
また、塗装機の共通本体部に対してカートリッジを交換して取付ける場合には、ロボット装置のアームを動作させて塗装機を所定のカートリッジ交換位置に配置し、この交換位置でアーム等の動作を停止する。この状態で、カートリッジ交換装置は、カートリッジ把持装置によってカートリッジを把持して上側に移動することにより、共通本体部から使用済みのカートリッジを取外すものである。一方、ロボット装置を所定の交換位置に停止させたままとし、カートリッジ交換装置により共通本体部の上側から塗料が充填された別のカートリッジを取付けるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した特許文献１による塗装システムでは、固定的に設けられた霧化ヘッド把持機構に対して塗装機を上，下方向に移動させることにより、霧化ヘッドを交換する構成としている。また、特許文献２による塗装システムでは、ロボット装置のアームを所定の交換位置に停止させ、塗装機をこの交換位置に配置することにより、カートリッジ交換装置でカートリッジを交換する構成としている。
【０００８】
しかし、塗装作業に使用されるロボット装置は、アームの先端に取付けた塗装機の移動、停止、姿勢などの動作制御の繰返し位置精度は、通常、数ｍｍ程度の誤差がある。このため、ロボット装置は、所定の塗装作業を行った後に、霧化ヘッド、カートリッジの交換のために、同じ制御指令により所定の交換位置に塗装機を移動したとしても、実際には塗装機はこの交換位置からずれてしまう。従って、ロボット装置の制御精度のみに頼って当該交換作業を行うと、このときの交換位置のずれにより霧化ヘッド、カートリッジと共通本体部との間に無理な負荷が作用して、互いに摩耗、損傷を繰返すことにより塗装機の寿命を低下せしめるという問題がある。
【０００９】
また、ロボット装置は、カートリッジの交換作業時に塗装機を所定の交換位置に配置するために、極めて高い動作精度が要求される上に、これらの装置を設置するときの寸法精度も高めなくてはならず、コストが嵩んでしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を特定の交換位置で把持し、この状態で霧化ヘッド、カートリッジの交換を行うことができるようにした塗装システムを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、塗装機の共通本体部を把持するときに、ロボット装置の駆動力を低減し、共通本体部を交換位置に正確に位置決めできるようにした塗装システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による塗装システムは、塗装作業を行うためのロボット装置と、該ロボット装置に固定的に取付けられた共通本体部、該共通本体部に交換可能に取付けられる塗料噴霧用の霧化ヘッドおよび前記共通本体部に交換可能に取付けられ前記霧化ヘッドに対して塗料を供給するカートリッジからなる塗装機と、該塗装機の共通本体部に取付けられた使用済みの霧化ヘッドを洗浄済みの霧化ヘッドと交換し、交換した使用済みの霧化ヘッドを洗浄する霧化ヘッド交換洗浄装置と、載置台上に配置された複数個の充填済みカートリッジのうちの１つのカートリッジを把持し、前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置にある前記塗装機の共通本体部に取付けられた使用済みカートリッジと交換するカートリッジ交換装置とにより構成してなる。
【００１３】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ロボット装置によって前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に移動された前記塗装機の共通本体部を把持し、当該共通本体部を前記交換位置に位置決めする共通本体部把持装置を設ける構成としたことにある。
【００１４】
請求項２の発明によると、前記共通本体部把持装置は、前記ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を把持することができる位置で、前記霧化ヘッド交換洗浄装置に固定して取付ける構成としたことにある。
【００１５】
請求項３の発明によると、前記霧化ヘッド交換洗浄装置は、前記カートリッジ交換装置に隣接して設けられた固定部材と、該固定部材に取付けられ前記共通本体部を交換位置で把持する前記共通本体部把持装置と、該共通本体部把持装置の下側に位置して上，下方向と左，右方向に移動可能に設けられ前記霧化ヘッドを把持して脱着する霧化ヘッド把持装置と、前記共通本体部把持装置の側方に位置して上，下方向に移動可能に設けられ該霧化ヘッド把持装置が把持した使用済みの霧化ヘッドを洗浄する洗浄装置とにより構成したことにある。
【００１６】
請求項４の発明によると、前記霧化ヘッド把持装置と洗浄装置は、前記固定部材に設けられた昇降装置により、一緒に上，下方向に移動する構成としたことにある。
【００１７】
請求項５の発明によると、前記共通本体部把持装置により前記塗装機の共通本体部を把持するときには、前記ロボット装置の駆動力を低減し、前記共通本体部を自由状態にする構成としたことにある。
【００１８】
請求項６の発明によると、前記塗装機の共通本体部には、回転方向の位置を合わせるための位置合せ部を設け、前記共通本体部把持装置は、前記共通本体部を把持するときに前記位置合せ部を利用して前記共通本体部を回転方向に位置決めする構成としたことにある。
【００１９】
請求項７の発明によると、前記カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心として前記載置台上の充填済みカートリッジの配置位置と前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置との間を円弧を描いて揺動する間に前記カートリッジを交換する構成としたことにある。
【００２０】
請求項８の発明によると、前記カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心とする円弧に沿って前記充填済みカートリッジが並べられた前記載置台と、該載置台上に設けられ前記揺動支点を中心として円弧動する円弧運動部と、該円弧運動部に設けられて上，下動する昇降運動部と、基端側が該昇降運動部に取付けられ水平方向に延びて自由端となった先端側にカートリッジ把持機構が設けられた揺動アーム部とにより構成したことにある。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、塗装機の共通本体部に対して霧化ヘッド、カートリッジを交換して取付ける場合、ロボット装置は、塗装機を霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に移動させる。そして、この交換位置には、共通本体部把持装置が設けられているから、この共通本体部把持装置により塗装機の共通本体部を把持する。これにより、ロボット装置の繰返し位置精度による誤差、ロボット装置を設置したときの誤差等による位置ずれを吸収することができ、塗装機の共通本体部を霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に正確に位置決めすることができる。
【００２２】
この結果、霧化ヘッド、カートリッジを共通本体部に対して円滑に脱着することができ、これらの寿命を延ばすことができる。しかも、ロボット装置を設置するときの作業性、霧化ヘッド交換洗浄装置、カートリッジ交換装置を加工、設置するときの作業性等を向上することができる。また、塗装ライン全体のコストを低減することができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、共通本体部把持装置は、ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を把持することができる位置、即ち、ロボット装置の作動範囲内に配置することができ、ロボット装置を動作するだけで塗装機を交換位置に配置することができる。このときには霧化ヘッド交換洗浄装置に固定して取付けられた共通本体部把持装置が、ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を把持するから、該共通本体部を交換位置に固定することができる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、固定部材に取付けられた共通本体部把持装置が塗装機の共通本体部を把持することにより、該塗装機を交換位置に正確に位置決めすることができる。これにより、霧化ヘッドを把持した霧化ヘッド把持装置を上，下方向に移動させることにより、共通本体部に対して霧化ヘッドを脱着することができる。また、霧化ヘッド把持装置を左，右方向に移動し、使用済みの霧化ヘッドを共通本体部把持装置の側方位置に配置することにより、この霧化ヘッドを洗浄装置によって洗浄することができる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、固定部材に設けた昇降装置は、霧化ヘッド把持装置と洗浄装置を上，下方向に移動することにより、霧化ヘッド把持装置で把持した霧化ヘッドを共通本体部から取外したり取付けたりすることができる。また、洗浄装置を霧化ヘッドの洗浄位置に移動することができる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、共通本体部把持装置によって塗装機の共通本体部を把持するときには、ロボット装置の姿勢が維持できる程度まで、該ロボット装置の駆動力を低減する。これにより、ロボット装置に抗して前記共通本体部を自由に動かすことができる自由状態にすることができる。この結果、ロボット装置と共通本体部把持装置との間に位置ずれが生じている場合でも、共通本体部把持装置は、塗装機の位置を修正することができ、その共通本体部を交換位置に正確に固定することができる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、共通本体部把持装置は、塗装機の共通本体部を把持するときに、該共通本体部の位置合せ部を利用して該共通本体部を回転方向に位置決めすることができる。この結果、共通本体部把持装置は、共通本体部を正確な交換位置に、正確な向きで配置することができる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心として円弧を描いて揺動することにより、載置台上に配置された充填済みカートリッジと霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に配置された塗装機の使用済みカートリッジとを交換することができる。ここで、カートリッジ交換装置は、円弧を描くように揺動するだけで、載置台上に配置された複数個の充填済みカートリッジを交換することができる。
【００２９】
請求項８の発明によれば、揺動アーム部の先端側のカートリッジ把持機構により充填済みカートリッジを把持し、この状態で昇降運動部により充填済みカートリッジと一緒にカートリッジ把持機構を上側に移動する。また、円弧運動部により前記カートリッジ把持機構を、揺動支点を中心とする円弧に沿って移動する。これにより、カートリッジ交換装置は、霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に固定された塗装機の共通本体部から使用済みカートリッジを取外したり、充填済みカートリッジを取付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態による塗装システムを自動車の車体を塗装する場合を例に挙げ、図１ないし図４０に従って詳細に説明する。
【００３１】
図１、図２において、１は自動車の車体２を塗装する塗装ラインで、該塗装ライン１は、前記車体２を搬送するコンベア装置３を有している。また、コンベア装置３の途中には、その左，右方向の両側に位置して後述の塗装システム１１が配設されている。
【００３２】
１１はコンベア装置３の途中に位置して左，右方向の両側に配設された塗装システムを示している。この塗装システム１１は、後述するロボット装置１３、塗装機１４、霧化ヘッド交換洗浄装置３１、カートリッジ交換装置４１によって大略構成されている。
【００３３】
１２はコンベア装置３の左，右方向に所定寸法離間して配設され、該コンベア装置３と並行して延びた２本の走行レールを示している。こられの走行レール１２は、トラッキング機構を構成するもので、後述するロボット装置１３をコンベア装置３によって搬送される車体２に追従して移動させる。
【００３４】
１３は走行レール１２上に配設された塗装作業を行うためのロボット装置を示している。このロボット装置１３は、ティーチング内容に応じてその先端に設けられた後述の塗装機１４を車体２に追従させて、該車体２に塗装を施すものである。
【００３５】
また、ロボット装置１３は、走行レール１２上をコンベア装置３とほぼ平行に走行しつつ後述の塗装機１４を車体２に沿って移動させることにより、車体２の前側から後側まで塗装することができる。また、ロボット装置１３は、塗装機１４を移動させて後述する霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに配置することができる。
【００３６】
そして、ロボット装置１３は、走行レール１２上に設けられ、コンベア装置３の搬送方向に沿って移動する台座１３Ａと、該台座１３Ａ上に回転可能かつ揺動可能に設けられた垂直アーム１３Ｂと、該垂直アーム１３Ｂの先端に揺動可能に設けられた水平アーム１３Ｃと、該水平アーム１３Ｃの先端に回動、回転自在に設けられた手首１３Ｄとにより多関節のアームを有するロボット装置として構成されている。
【００３７】
ここで、ロボット装置１３は、後述の共通本体部把持装置３３により塗装機１４の共通本体部１５を把持するときに、各アーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄを動作させるために回転モータ、往復動アクチュエータ（いずれも図示せず）等に発生させる駆動力（駆動トルク）を低減するように制御する。この制御は、ロボット装置１３のアーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄ等に外力を加えた場合、この外力に従って自由に動くようにするものである。これにより、塗装機１４の共通本体部１５は、いずれの方向にも自由に移動できる自由状態となるから、共通本体部把持装置３３は、塗装機１４を任意の方向に動かすことができ、共通本体部１５を後述の交換位置Ｏに正確に位置決めすることができる。
【００３８】
１４はロボット装置１３を構成する水平アーム１３Ｃ先端の手首１３Ｄに取付けられた塗装機を示している。この塗装機１４は、車体２を塗装するもので、後述する回転霧化頭２２を備えた回転霧化頭型塗装機として構成されている。また、塗装機１４は、図３に示す如く、後述の共通本体部１５、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４等により大略構成されている。
【００３９】
１５はロボット装置１３に固定的に取付けられた共通本体部で、該共通本体部１５は、後述の洗浄済み霧化ヘッド１９と使用済み霧化ヘッド１９′、充填済みカートリッジ２４と使用済みカートリッジ２４′が交換して取付けられる共通の本体部を構成している。そして、共通本体部１５は、図３、図４に示すように、水平アーム１３Ｃ先端の手首１３Ｄに取付けられたネック部１５Ａと、該ネック部１５Ａの先端に一体形成された円柱状の取付部１５Ｂとにより構成されている。
【００４０】
また、取付部１５Ｂの前側は、図５に示す如く、後述の霧化ヘッド１９が交換可能に接続される霧化ヘッド接続部１５Ｃとなっている。一方、取付部１５Ｂの後側は、後述のカートリッジ２４が交換可能に嵌合されるカートリッジ嵌合部１５Ｄとなっている。さらに、取付部１５Ｂの軸中心位置には、カートリッジ２４のフィードチューブ２７が挿通されるフィードチューブ挿通孔１５Ｅが形成されている。
【００４１】
ここで、共通本体部１５の取付部１５Ｂには、図３、図１７、図１８等に示す如く、当該取付部１５Ｂを回転方向と後述する共通本体部把持装置３３に取付けたときの上，下方向に位置を合わせるための位置合せ部となる一対の把持面１５Ｆが形成されている。この一対の把持面１５Ｆは、取付部１５Ｂの径方向で対向する位置に凹陥して形成されている。また、各把持面１５Ｆは、取付部１５Ｂの径方向で互いに平行面をなす平坦面１５Ｆ1と、該平坦面１５Ｆ1の後側に設けられた一側傾斜面１５Ｆ2と、前記平坦面１５Ｆ1を挟んで該一側傾斜面１５Ｆ2と反対側に設けられた他側傾斜面１５Ｆ3とにより構成されている。ここで、一側傾斜面１５Ｆ2と他側傾斜面１５Ｆ3とは、取付部１５Ｂの径方向外側に向け互いに離間するように傾斜している。
【００４２】
そして、各把持面１５Ｆは、図１９に示す如く、後述する共通本体部把持装置３３の回転方向位置決め部３３Ｄに挟まれ、平坦面１５Ｆ1に平坦面３３Ｄ1が当接することにより、交換位置Ｏを通る上，下方向の中心線Ｏ1−Ｏ1に対して共通本体部１５を回転方向に位置決めすることができる。また、各把持面１５Ｆが共通本体部把持装置３３の回転方向位置決め部３３Ｄに挟まれたときには、傾斜面１５Ｆ2，１５Ｆ3は、図２０に示す如く、回転方向位置決め部３３Ｄの傾斜面３３Ｄ2，３３Ｄ3に当接することにより、共通本体部１５を上，下方向に位置決めすることができる。
【００４３】
１６は共通本体部１５のネック部１５Ａに設けられた高電圧発生器で、該高電圧発生器１６は、例えばコッククロフト回路によって構成されている。そして、高電圧発生器１６は、例えば−６０〜−１２０ｋＶに昇圧した高電圧を、後述するエアモータ２１の回転軸２１Ｂ等を介して回転霧化頭２２に印加するものである。
【００４４】
１７は共通本体部１５に取付けられたカートリッジ２４内の塗料を押出すための押出し液体が流通する共通本体部側の押出し液体通路、１８は該押出し液体通路１７の途中に位置して共通本体部１５に設けられた押出し液体弁を示している。この押出し液体弁１８は、押出し液体通路１７を連通、遮断し、カートリッジ２４に供給する押出し液体を制御するものである。
【００４５】
次に、１９は共通本体部１５の霧化ヘッド接続部１５Ｃに着脱可能に接続された霧化ヘッドを示している（図４参照）。この霧化ヘッド１９は、後述のカートリッジ２４から供給される塗料を車体２に向けて噴霧するものである。また、霧化ヘッド１９は、例えば２個用意されており、適宜に交換して用いる構成となっている。そして、霧化ヘッド１９は、図６に示す如く、後述するボディ２０、エアモータ２１、回転霧化頭２２、シェーピングエアリング２３等からなる回転霧化頭型の霧化ヘッドとして構成されている。
【００４６】
ここで、後述する動作説明では、２個の霧化ヘッド１９のうち、前色塗料が洗浄された霧化ヘッドを「洗浄済み霧化ヘッド１９」とする。一方、塗装作業に使われて前色塗料が付着している霧化ヘッドを「使用済み霧化ヘッド１９′」として、洗浄済み霧化ヘッド１９と区別するものとする。
【００４７】
２０は霧化ヘッド１９の外殻をなすボディで、該ボディ２０は、前側に向けて漸次縮径するテーパ筒状に形成され、その内部はモータ収容部２０Ａとなっている。また、ボディ２０の外周側には、例えば３個の係合穴２０Ｂ（２個のみ図示）が設けられている。これらの係合穴２０Ｂは、図２１、図２２に示す如く、後述する霧化ヘッド把持装置３５の把持具３５Ｃに設けられた係合突起３５Ｅが係合するものである。さらに、ボディ２０の後端には、位置決めピン２０Ｃが突設され、該位置決めピン２０Ｃは、共通本体部１５の位置決め穴（図示せず）に挿入されることにより、回転方向に位置決めするものである。
【００４８】
２１はボディ２０のモータ収容部２０Ａに設けられたエアモータを示している。このエアモータ２１は、モータケース２１Ａ内に回転可能に支持された中空な回転軸２１Ｂをエアタービン２１Ｃにより例えば３０００〜１０００００ｒｐｍの高速で回転駆動するものである。
【００４９】
２２はエアモータ２１の回転軸２１Ｂ先端に取付けられた回転霧化頭を示している。この回転霧化頭２２は、エアモータ２１によって高速回転されることにより、カートリッジ２４のフィードチューブ２７から吐出された塗料を遠心力によって微粒化し噴霧するものである。
【００５０】
また、２３は回転霧化頭２２の外周側に位置してボディ２０の前端に設けられたシェーピングエアリングを示している。このシェーピングエアリング２３は、回転霧化頭２２から噴霧された塗料粒子の噴霧パターンを成形するシェーピングエアを噴出するものである。
【００５１】
次に、２４は共通本体部１５のカートリッジ嵌合部１５Ｄに着脱可能に嵌合されるカートリッジで、該カートリッジ２４は、図４、図７に示すように、後述するカートリッジ交換装置４１の載置台４２に各色毎に複数個載置されている。そして、カートリッジ２４は、後述するタンク２５、ピストン２６、フィードチューブ２７等によって大略構成されている。
【００５２】
ここで、後述する動作説明では、複数個のカートリッジ２４のうち、タンク２５内に次色として用いる塗料が充填されているカートリッジを「充填済みカートリッジ２４」とする。一方、塗装作業に使用されてタンク２５内に前色塗料が残存していないカートリッジを「使用済みカートリッジ２４′」として、充填済みカートリッジ２４と区別するものとする。
【００５３】
２５はカートリッジ２４のタンクで、該タンク２５は、軸方向の両端が閉塞された円筒状の容器として形成されている。また、タンク２５の後端側には、後述する揺動アーム部４８のカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃによって把持される把持突起２５Ａが設けられている。また、タンク２５内には、軸方向に変位可能にピストン２６が挿嵌され、該ピストン２６は、タンク２５内を前側の塗料室２５Ｂと後側の押出し液体室２５Ｃとに画成している。さらに、タンク２５の前側には、後述するフィードチューブ２７の塗料供給路２７Ａを塗料室２５Ｂに連通する塗料通路２５Ｄが設けられている。
【００５４】
２７はタンク２５の前側に設けられたフィードチューブで、該フィードチューブ２７は、その基端側がタンク２５の前側部位に固着されている。一方、フィードチューブ２７の先端側は、図４に示すように、共通本体部１５のフィードチューブ挿通孔１５Ｅ内を延び、その先端部が回転霧化頭２２に向け開口している。また、フィードチューブ２７内には、タンク２５の塗料室２５Ｂに連通する塗料供給路２７Ａが形成されている。さらに、フィードチューブ２７の先端側には、前記塗料供給路２７Ａを縮径して弁座部２７Ｂが設けられている。
【００５５】
２８は押出し液体室２５Ｃに連通してタンク２５に設けられたカートリッジ側の押出し液体通路で、該押出し液体通路２８は、図４に示すように、共通本体部１５のカートリッジ嵌合部１５Ｄにカートリッジ２４を嵌合したときに共通本体部側の押出し液体通路１７と連通するものである。
【００５６】
また、２９はタンク２５の前側部位に設けられた塗料弁で、該塗料弁２９は、フィードチューブ２７から霧化ヘッド１９に向けて供給される塗料のオン・オフ制御を行うものである。そして、塗料弁２９は、軸方向に変位可能なピストン２９Ａと、該ピストン２９Ａからフィードチューブ２７の塗料供給路２７Ａ内を延び、先端が弁座部２７Ｂに離着座する弁体２９Ｂとを含んで構成されている。
【００５７】
次に、ロボット装置１３に設けられた塗装機１４の共通本体部１５に対し、２個の霧化ヘッド１９，１９′を交換して取付けると共に、取外した使用済み霧化ヘッド１９′を洗浄する霧化ヘッド交換洗浄装置３１の構成について、図８ないし図３９を参照しつつ説明する。
【００５８】
即ち、３１は本実施の形態による霧化ヘッド交換洗浄装置で、該霧化ヘッド交換洗浄装置３１は、図２に示す如く、ロボット装置１３の作動範囲内で塗装作業の邪魔にならない位置、例えば走行レール１２と塗装ブースの壁面（図示せず）との隙間に配設されている。この霧化ヘッド交換洗浄装置３１は、塗装機１４の共通本体部１５に取付けられた使用済み霧化ヘッド１９′を洗浄済み霧化ヘッド１９と交換し、取外した使用済み霧化ヘッド１９′を洗浄するものである。従って、霧化ヘッド交換洗浄装置３１は、図１１ないし図１３に示す如く、後述の固定板３２、共通本体部把持装置３３、昇降装置３４、霧化ヘッド把持装置３５、洗浄装置３６，３７等によって構成されている。
【００５９】
３２は霧化ヘッド交換洗浄装置３１のベースとなる固定部材としての固定板を示している。この固定板３２は、上，下方向に延びる板状の構造物として形成されている。また、固定板３２は、図８、図１２に示す如く、例えば後面側が後述するカートリッジ交換装置４１の載置台４２の前面に取付けられ、下側がフロア等に固定されている。
【００６０】
３３は共通本体部把持装置を示し、該共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３に取付けられた塗装機１４の共通本体部１５を把持することができる位置、即ち、図１４等に示す如く、固定板３２の上側部位に固定して取付けられている。この共通本体部把持装置３３は、塗装機１４の共通本体部１５に対して霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を交換して取付ける場合に、霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏに共通本体部１５を位置決め固定するものである。
【００６１】
ここで、霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏとは、図１１、図１３、図１７、図１８に一点鎖線で示す如く、後述する共通本体部把持装置３３の各爪部３３Ｃに設けられた回転方向位置決め部３３Ｄにより、共通本体部１５の把持面１５Ｆを把持する場所をいう。そして、共通本体部把持装置３３が固定板３２に固定して取付けられているため、この交換位置Ｏは、一対の爪部３３Ｃによって囲まれた不動な特定位置（特定空間）として定められるものである。このため、共通本体部把持装置３３によって共通本体部１５を把持したときには、該共通本体部１５は、交換位置Ｏの中心を通る上，下方向の中心線Ｏ1−Ｏ1上で、特定な位置に保持される。
【００６２】
そして、共通本体部把持装置３３は、図１３に示す如く、固定板３２の前面上部側に取付けられて前方に突出する取付フレーム３３Ａと、該取付フレーム３３Ａの先端部に横長に取付けられたアクチュエータ３３Ｂと、該アクチュエータ３３Ｂに左，右方向に対向した状態で取付けられ、互いに接近、離間する一対の爪部３３Ｃと、該各爪部３３Ｃに互いに対向して取付けられた回転方向位置決め部３３Ｄとにより大略構成されている。ここで、アクチュエータ３３Ｂは、例えばエアシリンダ、モータ等により接近、離間する駆動部（いずれも図示せず）を有し、該各駆動部に爪部３３Ｃを取付けることにより、該各爪部３３Ｃを把持動作させることができる。
【００６３】
また、各爪部３３Ｃは、図１９、図２０に示すように、ロボット装置１３によって霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに運ばれた塗装機１４を構成する共通本体部１５の取付部１５Ｂを挟んで固定するものである。また、各爪部３３Ｃの基端側と先端側には、交換位置Ｏを通る上，下方向の中心線Ｏ1−Ｏ1と平行な傾斜面３３Ｃ1がそれぞれ設けられている。これらの傾斜面３３Ｃ1は、各爪部３３Ｃで共通本体部１５の取付部１５Ｂを挟んだときに、該取付部１５Ｂが霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏと一致するように案内するものである。
【００６４】
さらに、各回転方向位置決め部３３Ｄは、中心線Ｏ1−Ｏ1に対して平行となると共に中心線Ｏ1−Ｏ1を挟んで互いに対面する平行面をなす平坦面３３Ｄ1と、該平坦面３３Ｄ1の上側に設けられた一側傾斜面３３Ｄ2と、前記平坦面３３Ｄ1を挟んで該一側傾斜面３３Ｄ2と反対側に設けられた他側傾斜面３３Ｄ3とにより構成されている。ここで、一側傾斜面３３Ｄ2は、共通本体部１５に設けられた把持面１５Ｆの一側傾斜面１５Ｆ2とほぼ同じ角度をもって傾斜し、他側傾斜面３３Ｄ3は、把持面１５Ｆの他側傾斜面１５Ｆ3とほぼ同じ角度をもって傾斜している。
【００６５】
これにより、各回転方向位置決め部３３Ｄは、各爪部３３Ｃによって共通本体部１５の取付部１５Ｂを挟むときに、該取付部１５Ｂに形成された把持面１５Ｆに当接し、共通本体部１５を交換位置Ｏに自動的に位置決めする。即ち、各回転方向位置決め部３３Ｄは、図１９に示す如く、その平坦面３３Ｄ1を共通本体部１５に設けられた把持面１５Ｆの平坦面１５Ｆ1に当接させることにより、共通本体部１５を回転方向に自動的に位置決めする。また、図２０に示す如く、各傾斜面３３Ｄ2，３３Ｄ3を把持面１５Ｆの各傾斜面１５Ｆ2，１５Ｆ3に当接させることにより、共通本体部１５を上，下方向に自動的に位置決めする。
【００６６】
ここで、共通本体部把持装置３３の各爪部３３Ｃ、回転方向位置決め部３３Ｄによって共通本体部１５の取付部１５Ｂを把持するときには、図４０のフローチャートのステップ４に示す制御を行う。即ち、ロボット装置１３のアーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄを回転モータ、往復動アクチュエータ（いずれも図示せず）等を用いて駆動するとき、回転トルク等の駆動力を低減するようにロボット装置１３を制御する。これにより、外力によってアーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄが自由に動くようにする。この結果、塗装機１４の共通本体部１５は、外力によって任意の方向に動かすことができる自由状態となる。
【００６７】
従って、固定板３２に取付けた共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３によって運ばれた共通本体部１５の取付部１５Ｂを各爪部３３Ｃで挟むことにより、各傾斜面３３Ｃ1によってロボット装置１３との位置ずれを修正し、共通本体部１５の取付部１５Ｂを霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏに位置決めすることができる。
【００６８】
しかも、図１７に示すように、共通本体部１５が回転方向に位置ずれしている場合、取付部１５Ｂに形成された各把持面１５Ｆの平坦面１５Ｆ1に、共通本体部把持装置３３の各回転方向位置決め部３３Ｄの平坦面３３Ｄ1を当接する。これにより、共通本体部把持装置３３は、図１９に示す如く、共通本体部１５の回転方向の位置ずれを修正することができる。
【００６９】
さらに、各回転方向位置決め部３３Ｄが共通本体部１５の把持面１５Ｆを把持するときには、回転方向位置決め部３３Ｄの各傾斜面３３Ｄ2，３３Ｄ3が把持面１５Ｆの各傾斜面１５Ｆ2，１５Ｆ3に当接する。これにより、図１８に示すように、共通本体部１５が上，下方向に位置ずれしている場合でも、図２０に示すように、共通本体部把持装置３３は、共通本体部１５の上，下方向の位置ずれを修正することができる。
【００７０】
これにより、共通本体部把持装置３３は、塗装機１４を正確な霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに、正確な向きで自動的に位置決めすることができ、共通本体部１５に対して霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を取付け、取外しするときに、これらが互いに干渉して無理な負荷が作用するのを防止することができる。
【００７１】
３４は固定板３２の前面側に設けられた昇降装置で、該昇降装置３４は、後述の霧化ヘッド把持装置３５、洗浄装置３６，３７を上，下方向に移動するものである。また、昇降装置３４は、図１１ないし図１６に示す如く、固定板３２の前側に対面して設けられた取付板３４Ａと、該取付板３４Ａと固定板３２との間に設けられ該取付板３４Ａを上，下方向に移動可能に案内するガイドレール３４Ｂと、前記取付板３４Ａを上，下方向に移動させるボールねじ装置３４Ｃと、固定板３２の上側部位に取付けられ、該ボールねじ装置３４Ｃを駆動するモータ３４Ｄとにより大略構成されている。
【００７２】
そして、昇降装置３４は、モータ３４Ｄによってボールねじ装置３４Ｃを回転駆動することにより、取付板３４Ａと一緒に霧化ヘッド把持装置３５、洗浄装置３６，３７を上，下方向の３位置に移動させるものである。
【００７３】
３５は昇降装置３４の取付板３４Ａに取付けられた霧化ヘッド把持装置を示している。この霧化ヘッド把持装置３５は、取付板３４Ａの下側部位に横長に取付けられたシリンダ装置３５Ａと、該シリンダ装置３５Ａに左，右方向に移動可能に取付けられたほぼＴ字状の移動板３５Ｂと、該移動板３５Ｂの左側に位置して前向きに突出したＵ字状の把持具３５Ｃと、該移動板３５Ｂの右側に位置して前向きに突出したＵ字状の把持具３５Ｄとにより大略構成されている。ここで、シリンダ装置３５Ａには、例えばエア圧、磁力等を利用したロッドレスシリンダと呼ばれるアクチュエータが用いられている。
【００７４】
また、左，右の把持具３５Ｃ，３５Ｄには、図２１に示す如く、左，右位置と奥部位置との３箇所に突出可能な係合突起３５Ｅが設けられている。そして、各係合突起３５Ｅは、図２２に示すように、把持具３５Ｃ，３５Ｄに霧化ヘッド１９が配置されたときに該霧化ヘッド１９に向けて突出する。これにより、各係合突起３５Ｅは、霧化ヘッド１９のボディ２０に形成された係合穴２０Ｂに係合し、該霧化ヘッド１９を固定するものである。
【００７５】
また、霧化ヘッド把持装置３５は、左側の把持具３５Ｃの中心線Ｐ1−Ｐ1と右側の把持具３５Ｄの中心線Ｐ2−Ｐ2との間隔が寸法Ｗ1に設定されている。この一対の把持具３５Ｃ，３５Ｄの間隔寸法Ｗ1は、後述する洗浄装置３６，３７の間隔寸法Ｗ2の半分となっている（Ｗ1＝Ｗ2／２）。
【００７６】
そして、霧化ヘッド把持装置３５は、共通本体部把持装置３３が塗装機１４の共通本体部１５を把持するときに、図３０に示す如く、昇降装置３４によって最も上側のＡ位置に配置されている。このＡ位置では、図３１に示すように、共通本体部把持装置３３によって共通本体部１５を把持するのとほぼ同時に、把持具３５Ｃ（３５Ｄ）によって霧化ヘッド１９を把持することができる。
【００７７】
また、霧化ヘッド把持装置３５は、図３２に示す如く、Ｂ位置まで下降することにより、共通本体部１５から霧化ヘッド１９を取外すことができる。また、Ｂ位置では、図３３に示す如く、シリンダ装置３５Ａにより移動板３５Ｂと一緒に把持具３５Ｃ（３５Ｄ）に把持した霧化ヘッド１９を左，右方向に移動することができる。
【００７８】
ここで、シリンダ装置３５Ａにより移動板３５Ｂを右側に移動したときには、図３２に示す如く、左側の把持具３５Ｃの中心線Ｐ1−Ｐ1が共通本体部把持装置３３の交換位置Ｏを通る中心線Ｏ1−Ｏ1に位置し、右側の把持具３５Ｄの中心線Ｐ2−Ｐ2が右側の洗浄装置３７の中心線Ｑ2−Ｑ2に位置するようになっている。一方、図３３に示す如く、霧化ヘッド把持装置３５は、シリンダ装置３５Ａにより移動板３５Ｂを左側に移動したときに、左側の把持具３５Ｃの中心線Ｐ1−Ｐ1が後述する左側の洗浄装置３６等の中心線Ｑ1−Ｑ1に位置し、右側の把持具３５Ｄの中心線Ｐ2−Ｐ2が共通本体部把持装置３３の交換位置Ｏを通る中心線Ｏ1−Ｏ1に位置する構成となっている。
【００７９】
さらに、霧化ヘッド把持装置３５は、図３８に示す如く、Ｃ位置まで大きく下降することにより、把持具３５Ｃ（３５Ｄ）に把持した使用済み霧化ヘッド１９′を後述の廃液回収器３８内に挿入することができる。
【００８０】
３６は昇降装置３４の取付板３４Ａの左側に設けられた左側の洗浄装置を示している。この洗浄装置３６は、図２３、図２４に示す如く、取付板３４Ａの左側部位に縦長に取付けられたシリンダ装置３６Ａと、該シリンダ装置３６Ａに上，下方向に移動可能に取付けられたほぼ長方形状の移動板３６Ｂと、該移動板３６Ｂの上端部に前側に突出した状態で取付けられた洗浄具３６Ｃとにより大略構成されている。ここで、シリンダ装置３６Ａには、例えばエア圧、磁力等を利用したロッドレスシリンダと呼ばれるアクチュエータが用いられている。
【００８１】
また、洗浄具３６Ｃは、霧化ヘッド１９の回転霧化頭２２に向けて洗浄液体を噴出する洗浄液体チューブ３６Ｄを有している。また、洗浄装置３６には、洗浄液体チューブ３６Ｄ内の通路を連通、遮断する洗浄弁、エアモータ２１を駆動するために、加圧エアが送気される駆動エア通路、シェーピングエア通路（いずれも図示せず）等が設けられている。そして、洗浄具３６Ｃ、洗浄液体チューブ３６Ｄは、中心線Ｑ1−Ｑ1に配置されている。
【００８２】
一方、３７は昇降装置３４の取付板３４Ａの右側に設けられた右側の洗浄装置を示している。この右側の洗浄装置３７は、前述した左側の洗浄装置３６と同様に、シリンダ装置３７Ａ、移動板３７Ｂ、洗浄具３７Ｃ、洗浄液体チューブ３７Ｄにより大略構成されている。そして、洗浄具３７Ｃ、洗浄液体チューブ３７Ｄは、中心線Ｑ2−Ｑ2に配置されている。これにより、図１３に示す如く、左側の洗浄装置３６と右側の洗浄装置３７との間隔は寸法Ｗ2となっている。
【００８３】
ここで、左，右の洗浄装置３６，３７は、シリンダ装置３６Ａ，３７Ａによって洗浄具３６Ｃ，３７Ｃを、取付板３４Ａの上方のＤ位置（図３１等に示す位置）と、廃液回収器３８に接近した下側のＥ位置（図３８に示す位置）との２位置に移動するものである。
【００８４】
そして、洗浄具３６Ｃ，３７Ｃは、上側のＤ位置で待機位置となり、下側のＥ位置では、洗浄具３６Ｃ，３７Ｃの洗浄液体チューブ３６Ｄ，３７Ｄを霧化ヘッド１９に差し入れた洗浄位置となる。この洗浄位置では、洗浄液体チューブ３６Ｄ，３７Ｄから洗浄液体を噴出することにより回転霧化頭２２等に付着した塗料を洗浄することができる。
【００８５】
３８，３８は左，右の洗浄装置３６，３７の下方に設けられた左，右の廃液回収器で、該各廃液回収器３８は、洗浄具３６Ｃ，３７Ｃとほぼ同軸に配置された有底円筒状の容器から構成されている。そして、左，右の廃液回収器３８は、洗浄装置３６，３７によって霧化ヘッド１９を洗浄したときに、周囲に飛び散らないように洗浄廃液を回収するものである。また、各廃液回収器３８の内部には、回転霧化頭２２、シェーピングエアリング２３等の外周面に向けて洗浄液体を噴出するノズル（図示せず）が設けられ、該ノズルから噴射する洗浄液体により回転霧化頭２２、シェーピングエアリング２３等の外周面に付着した塗料を洗浄することができる。
【００８６】
次に、ロボット装置１３に設けられた塗装機１４の共通本体部１５に対し、複数個のカートリッジ２４を交換して取付けるカートリッジ交換装置４１の構成について、図８〜図１０、図２５〜図２９を参照しつつ説明する。
【００８７】
即ち、４１は霧化ヘッド交換洗浄装置３１の後側に設けられたカートリッジ交換装置を示している。このカートリッジ交換装置４１は、塗装機１４の共通本体部１５に取付けられた使用済みカートリッジ２４′と塗料が充填された充填済みカートリッジ２４とを交換するものである。そして、カートリッジ交換装置４１は、図２５、図２６に示す如く、後述の載置台４２、塗料充填装置４３、カートリッジ移動装置４４等により大略構成されている。
【００８８】
４２はカートリッジ交換装置４１の本体部をなす載置台で、該載置台４２は、複数個のカートリッジ２４を並べて配置するものである。そして、載置台４２は、左，右方向（車体２の搬送方向）に長尺な直方体状に組立てられたフレーム体４２Ａと、該フレーム体４２Ａの中間部下側寄りにほぼ水平に取付けられた長方形状の下側棚板４２Ｂと、前記フレーム体４２Ａの中間部上側寄りにほぼ水平に取付けられた長方形状の上側棚板４２Ｃとにより構成されている。
【００８９】
また、上側棚板４２Ｃには、図１０に示す如く、前側寄りに位置して左，右方向に延びる長溝４２Ｄが形成され、該長溝４２Ｄは、後述する円弧運動部４６の回動支柱４６Ｂが左，右方向に直線的に移動するのを許すものである。さらに、載置台４２は、薄板からなる化粧カバー４２Ｅ（図１、図２中に図示）によって覆われている。
【００９０】
４３は載置台４２の下側棚板４２Ｂに設けられた複数個の塗料充填装置を示している（図２５、図２６参照）。この複数個の塗料充填装置４３は、使用済みカートリッジ２４′に前色塗料と同色の塗料を充填するもので、この塗料充填装置４３は充填する塗料の種類に対応する数だけ設けられている。また、塗料充填装置４３は、それぞれ塗料の供給源（図示せず）に接続されている。そして、塗料充填装置４３には、上側からフィードチューブ２７を挿入するように使用済みカートリッジ２４′が取付けられ、この状態で例えばフィードチューブ２７の塗料供給路２７Ａを通じてタンク２５の塗料室２５Ｂに塗料を充填するものである。
【００９１】
ここで、複数個の塗料充填装置４３は、図２６中に点線で示す如く、後述の円弧運動部４６により揺動アーム部４８を揺動するときの揺動支点Ｓｐを中心とし、半径寸法Ｒをもって描かれる円弧Ｓ上に例えば４個並べて配置されている。さらに、塗料充填装置４３は、載置台４２の幅方向（前，後方向）に円弧Ｓに沿って並べられた４個を１列とし、載置台４２の長さ方向となる左側から右側に円弧Ｓ1から円弧Ｓ6まで例えばほぼ等間隔で６列配置されている。
【００９２】
４４は載置台４２に設けられたカートリッジ移動装置で、該カートリッジ移動装置４４は、載置台４２の塗料充填装置４３と交換位置Ｏに配置された塗装機１４の共通本体部１５との間で充填済みカートリッジ２４、使用済みカートリッジ２４′を円弧を描くように揺動して受け渡しするものである。そして、カートリッジ移動装置４４は、後述する直線運動部４５、円弧運動部４６、昇降運動部４７、揺動アーム部４８等により構成されている。
【００９３】
４５は載置台４２の上側棚板４２Ｃ上に設けられた直線運動部で、該直線運動部４５は、後述の円弧運動部４６、昇降運動部４７および揺動アーム部４８を載置台４２の長さ方向となる左，右方向に直線的に移動するものである。ここで、直線運動部４５は、図１０、図２５に示す如く、上側棚板４２Ｃの長溝４２Ｄを挟む位置に左，右方向に伸長して設けられた一対のガイドレール４５Ａと、該各ガイドレール４５Ａ上に移動可能に取付けられた移動台４５Ｂと、後側のガイドレール４５Ａと長溝４２Ｄとの間に位置して設けられ、ねじ軸４５Ｃ1に螺合したブロック４５Ｃ2（図２７参照）が該移動台４５Ｂの下面に取付けられたボールねじ装置４５Ｃと、上側棚板４２Ｃの右側に設けられ、該ボールねじ装置４５Ｃを駆動するモータ４５Ｄとにより大略構成されている。
【００９４】
４６は直線運動部４５の移動台４５Ｂに取付けられた円弧運動部を示している。この円弧運動部４６は、後述の揺動アーム部４８を揺動支点Ｓｐを中心として水平面上で揺動（旋回動）することにより、先端側のカートリッジ把持機構４８Ｂを円弧状に移動（円弧動）するものである。また、円弧運動部４６は、図２７に示す如く、移動台４５Ｂのほぼ中央に固定して設けられた固定筒４６Ａと、軸受４６Ｂ1により該固定筒４６Ａ内に上，下方向を軸線として回動可能に設けられた円筒状の回動支柱４６Ｂと、前記移動台４５Ｂ上に取付けられ該回動支柱４６Ｂを回動する回動用モータ４６Ｃとにより大略構成されている。
【００９５】
ここで、回動支柱４６Ｂの上端部外周側には、歯車４６Ｂ2が設けられ、該歯車４６Ｂ2は回動用モータ４６Ｃの歯車４６Ｃ1と噛合している。これにより、回動用モータ４６Ｃを回転駆動したときには、歯車４６Ｃ1，４６Ｂ2を介して回動支柱４６Ｂを回動することができる。従って、円弧運動部４６は、簡単な構造で後述の揺動アーム部４８を揺動（旋回動）することができる。
【００９６】
４７は円弧運動部４６の回動支柱４６Ｂに設けられた昇降運動部で、該昇降運動部４７は、後述の揺動アーム部４８を上，下方向に移動（上，下動）するものである。即ち、図２７、図２８に示すように、昇降運動部４７は、円弧運動部４６の回動支柱４６Ｂから下向きに延びて設けられたガイド部４７Ａと、該ガイド部４７Ａに上，下方向に移動可能に取付けられた昇降ブロック４７Ｂと、前記ガイド部４７Ａ内を上，下方向に延びるように回転可能に設けられ、該昇降ブロック４７Ｂの螺合部４７Ｂ1に螺合したねじ軸４７Ｃと、直線運動部４５の移動台４５Ｂ上に取付けられ、該ねじ軸４７Ｃを回転駆動する昇降用モータ４７Ｄとにより大略構成されている。また、昇降ブロック４７Ｂには、揺動アーム部４８のアーム本体４８Ａが取付けられている。
【００９７】
４８は昇降運動部４７の昇降ブロック４７Ｂに設けられた揺動アーム部を示している。この揺動アーム部４８は、図２８、図２９に示すように、昇降ブロック４７Ｂから水平方向に延びたアーム本体４８Ａと、該アーム本体４８Ａの先端部に左，右に並べて設けられた左側のカートリッジ把持機構４８Ｂ、右側のカートリッジ把持機構４８Ｃとにより大略構成されている。
【００９８】
また、左側のカートリッジ把持機構４８Ｂには、アクチュエータ（図示せず）により互いに接近、離間可能な一対の爪部４８Ｂ1が設けられている。そして、一対の爪部４８Ｂ1は、互いに接近することによりカートリッジ２４のタンク２５に設けられた把持突起２５Ａを把持するものである。同様に、右側のカートリッジ把持機構４８Ｃにも、アクチュエータ（図示せず）により互いに接近、離間可能な一対の爪部４８Ｃ1が設けられている。ここで、各カートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃは、円弧運動部４６の揺動支点Ｓｐから半径寸法Ｒをもった位置に配置されている。
【００９９】
そして、カートリッジ移動装置４４は、直線運動部４５により揺動アーム部４８を載置台４２の長さ方向（左，右方向）に直線動し、円弧運動部４６により揺動アーム部４８を揺動（円弧動）させつつ、昇降運動部４７により昇降（上，下動）させる。これにより、カートリッジ移動装置４４は、塗料充填装置４３に取付けられた充填済みカートリッジ２４を、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏを通る上，下方向の中心線Ｏ1−Ｏ1上に移動することができる。また、使用済みカートリッジ２４′を塗料充填装置４３に戻すこともできる。
【０１００】
このときに、円弧運動部４６は、揺動アーム部４８のカートリッジ把持機構４８ＢをＦ位置（図３１、図３７に示す位置）まで上昇させ、カートリッジ２４，２４′を抜き差しするときにカートリッジ把持機構４８ＢをＦ位置からＧ位置（図３２、図３５に示す位置）まで下降させる。一方、使用済みカートリッジ２４′と塗料が充填されたカートリッジ２４とを差し替えるときには、障害になるカートリッジ２４′が無いために、上昇をＦ位置よりも低いＨ位置（図３３、図３４に示す位置）で止めて差し換え作業を行うことができる。
【０１０１】
本実施の形態による塗装システム１１は上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について述べる。
【０１０２】
まず、コンベア装置３によって搬送される車体２を塗装する場合について説明する。この場合、ロボット装置１３を走行レール１２に沿って動作させつつ、該ロボット装置１３を用いて塗装作業を行う。このときには、共通本体部１５の霧化ヘッド接続部１５Ｃに洗浄済み霧化ヘッド１９を接続し、カートリッジ嵌合部１５Ｄに所望の塗色の塗料が充填された充填済みカートリッジ２４を嵌合する。これにより、共通本体部１５、霧化ヘッド１９およびカートリッジ２４によってカートリッジ式回転霧化頭型塗装機１４を構成することができる。
【０１０３】
そして、塗装機１４を用いて塗装を行う場合には、ロボット装置１３を動作させて霧化ヘッド１９の回転霧化頭２２を車体２に対面させる。また、エアモータ２１により回転霧化頭２２を高速で回転しつつ、シェーピングエアリング２３からシェーピングエアを噴出する。さらに、高電圧発生器１６による高電圧をエアモータ２１を介して回転霧化頭２２に印加する。この状態で、押出し液体弁１８と塗料弁２９を開弁し、押出し液体によってフィードチューブ２７から回転霧化頭２２に向けて塗料を吐出する。これにより、回転霧化頭２２は塗料を高電圧に帯電すると共に霧化し、この霧化した塗料を車体２に噴霧することができる。
【０１０４】
そして、車体２の塗装が終了したら、使用済み霧化ヘッド１９′、使用済みカートリッジ２４′を洗浄された洗浄済み霧化ヘッド１９、塗料が充填された充填済みカートリッジ２４に交換する。
【０１０５】
そこで、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４の交換作業について、図４０に示すフローチャートに基づき、図３０ないし図３９の動作説明図に沿って詳細に説明する。
【０１０６】
まず、上述したように塗装機１４による車体２の塗装作業が終了したら（ステップ１）、図３０に示すように、ロボット装置１３を動作して塗装機１４を一点鎖線で示す霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに移動する（ステップ２）。この交換位置Ｏでは、図中に二点鎖線で示すように、塗装機１４の共通本体部１５が霧化ヘッド交換洗浄装置３１の共通本体部把持装置３３の各爪部３３Ｃ間に配置され、使用済み霧化ヘッド１９′が霧化ヘッド把持装置３５の左側の把持具３５Ｃに固定可能な位置に配置される。
【０１０７】
次に、ステップ３に移って、塗装機１４が霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに到達したか判定する。このときに、図３０中に二点鎖線で示すように、塗装機１４が霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに到達していると判定した場合には、ステップ４に移る。
【０１０８】
ステップ４では、ロボット装置１３の駆動力を低減する。ここで、塗装システム１１は、塗装機１４を交換位置Ｏに正しく配置すべきにも拘らず、各種の要因により実際に交換位置Ｏからずれてしまう場合がある。そこで、このステップ４では、ロボット装置１３の各アーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄを作動する回転モータ、往復動アクチュエータ（いずれも図示せず）等の駆動力を低減し、塗装機１４に外力を加えれば共通本体部１５を自由に動かすことができるように、ロボット装置１３を制御する。これにより、塗装機１４は自由に動ける自由状態となる。
【０１０９】
次のステップ５では、図３１に示す如く、ロボット装置１３によって霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに塗装機１４が移動されると、共通本体部把持装置３３の左，右の爪部３３Ｃにより塗装機１４の共通本体部１５の取付部１５Ｂを把持する。即ち、共通本体部把持装置３３の左，右の爪部３３Ｃで塗装機１４の共通本体部１５を把持するときには、予めステップ４で塗装機１４は自由状態となっている。従って、各爪部３３Ｃで共通本体部１５の取付部１５Ｂを把持したときには、各傾斜面３３Ｃ1によってロボット装置１３と間の位置ずれを修正し、共通本体部１５の取付部１５Ｂを霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏに正確に位置決めすることができる。
【０１１０】
しかも、共通本体部１５が回転方向に位置ずれしている場合には、取付部１５Ｂに形成された把持面１５Ｆの平坦面１５Ｆ1を各回転方向位置決め部３３Ｄの平坦面３３Ｄ1で挟むことにより、共通本体部１５の回転方向の位置ずれを自動的に修正することができる。この結果、共通本体部把持装置３３は、図３１に示す如く、中心線Ｏ1−Ｏ1上であって各爪部３３Ｃ間に特定された交換位置Ｏに、共通本体部１５を正確な向きおよび正確な高さ位置をもって固定することができる。
【０１１１】
ここで、ロボット装置１３に取付けられた塗装機１４を自由状態にするステップ４と、塗装機１４の共通本体部１５を把持するステップ５とは、ほぼ同時に行われるものである。なお、ステップ４とステップ５は、順番を入れ換えることにより、塗装機１４の共通本体部１５を把持した後に、ロボット装置１３に取付けられた共通本体部１５を自由状態にしてもよい。
【０１１２】
次に、図３１に示す如く、カートリッジ交換装置４１を構成する揺動アーム部４８の左，右のカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃのうち、右側のカートリッジ把持機構４８Ｃで充填済みカートリッジ２４を把持し、このカートリッジ把持機構４８Ｃを霧化ヘッド交換洗浄装置３１側に移動する。このときに昇降運動部４７は、把持した充填済みカートリッジ２４のフィードチューブ２７が障害物に接触しないように高いＦ位置で移動させ、カートリッジ２４を把持していない左側のカートリッジ把持機構４８Ｂを中心線Ｏ1−Ｏ1上であって交換位置Ｏの上方に配置する。
【０１１３】
次に、ステップ６では、図３２に示すように、霧化ヘッド把持装置３５の把持具３５Ｃで使用済み霧化ヘッド１９′を把持して、霧化ヘッド把持装置３５をＢ位置まで下降させて共通本体部１５から取外す。また、ステップ７では、揺動アーム部４８をＧ位置まで下降させ、左側のカートリッジ把持機構４８Ｂで使用済みカートリッジ２４′を把持したら、図３３に示す如く、昇降運動部４７により揺動アーム部４８をＨ位置まで上昇させ、共通本体部１５から使用済みカートリッジ２４′を引抜く。
【０１１４】
ここで、使用済み霧化ヘッド１９′を共通本体部１５から取外す作業を行うステップ６と、使用済みカートリッジ２４′を共通本体部１５から取外す作業を行うステップ７とは、順番を入れ換えてもよく、また同時に進行するようにしてもよい。
【０１１５】
次に、霧化ヘッド１９′からカートリッジ２４′のフィードチューブ２７が抜けたら、図３３に示すように、シリンダ装置３５Ａにより左側の把持具３５Ｃに把持した使用済み霧化ヘッド１９′を左側の洗浄装置３６の中心線Ｑ1−Ｑ1に移動し、右側の把持具３５Ｄに把持した洗浄済み霧化ヘッド１９を中心線Ｏ1−Ｏ1上であって交換位置Ｏの下方に移動する。
【０１１６】
次に、ステップ８では、図３４に示すように、霧化ヘッド把持装置３５の把持具３５ＤをＡ位置まで上昇し、該把持具３５Ｄに把持された洗浄済み霧化ヘッド１９を共通本体部１５に取付ける。また、揺動アーム部４８の各カートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃを左側に移動し、右側のカートリッジ把持機構４８Ｃで把持している充填済みカートリッジ２４を中心線Ｏ1−Ｏ1上であって交換位置Ｏの上方に配置する。このときに、昇降運動部４７は、Ｆ位置よりも低いＨ位置までしかカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃを上昇させていないから、移動に要する時間を短縮することができる。
【０１１７】
次に、充填済みカートリッジ２４を交換位置Ｏの上方に配置したら、ステップ９に移る。このステップ９では、図３５に示すように、カートリッジ把持機構４８ＣをＧ位置に下降させ、充填済みカートリッジ２４を共通本体部１５に取付ける。その後に、図３６に示す如く、カートリッジ把持機構４８Ｃからカートリッジ２４を切離し、該カートリッジ把持機構４８ＣをＦ位置に上昇する。
【０１１８】
なお、洗浄済み霧化ヘッド１９を共通本体部１５に取付ける作業を行うステップ８と、充填済みカートリッジ２４を共通本体部１５に取付ける作業を行うステップ９とは、前述したステップ６とステップ７との場合と同様に、順番を入れ換えてもよく、また同時に進行するようにしてもよい。
【０１１９】
このようにして、共通本体部１５に洗浄済み霧化ヘッド１９と充填済みカートリッジ２４を取付けて塗装機１４の準備が完了したら、図３７に示すように、ステップ１０に移る。このステップ１０では、ロボット装置１３に対する駆動力の低減制御を解除する。また、共通本体部把持装置３３による共通本体部１５の把持を解除し、霧化ヘッド把持装置３５による霧化ヘッド１９の把持を解除する。この状態で、ロボット装置１３を通常の駆動力で制御し、塗装機１４を車体２側の塗装待機位置に移動する。
【０１２０】
一方、ステップ１１では、図３８に示す如く、昇降装置３４により霧化ヘッド把持装置３５をＣ位置まで下降させ、使用済み霧化ヘッド１９′の先端側を廃液回収器３８内に挿入する。また、左側の洗浄装置３６の洗浄具３６ＣをＥ位置まで下降させ、洗浄液体チューブ３６Ｄを使用済み霧化ヘッド１９′に挿入する。この状態で、洗浄装置３６の洗浄液体チューブ３６Ｄから洗浄液体を噴出することにより、廃液を周囲に飛散させることなく回転霧化頭２２等を洗浄することができる。
【０１２１】
そして、霧化ヘッド１９の洗浄が終了したら、図３９に示すように、霧化ヘッド把持装置３５をＡ位置まで上昇させ、洗浄装置３６をＤ位置まで上昇させる。これにより、次に行う霧化ヘッド１９，１９′、カートリッジ２４，２４′の交換作業のための準備態勢をとることができる。
【０１２２】
以上のように、本実施の形態によれば、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の固定板３２に、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を交換するときに塗装機１４の共通本体部１５を把持して位置決めする共通本体部把持装置３３を設ける構成としている。これにより、塗装機１４の共通本体部１５に対し、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を交換して取付ける場合、固定板３２に取付けられた共通本体部把持装置３３により共通本体部１５を把持することができる。このように、共通本体部把持装置３３を用いて共通本体部１５を霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに位置決めすることができる。
【０１２３】
従って、本実施の形態では、共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３のアーム１３Ｂ，１３Ｃ等を動作させたときの繰返し位置精度によって生じる位置ずれ、ロボット装置１３、霧化ヘッド交換洗浄装置３１、カートリッジ交換装置４１を設置したときの位置ずれを吸収することができ、交換作業を行うときには毎回塗装機１４を不動な特定位置となる交換位置Ｏに正確に位置決めすることができる。
【０１２４】
この結果、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに正確に位置決めされた共通本体部１５に対し、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を無理なく円滑に脱着することができる。また、共通本体部１５、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４の摩耗、損傷を抑制して、耐久性、信頼性を向上することができる。さらに、塗装ライン１の維持管理費等を削減することができる。
【０１２５】
また、塗装機１４の共通本体部１５を霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに正確に位置決めすることにより、ロボット装置１３を設置するときの作業性、霧化ヘッド交換洗浄装置３１、カートリッジ交換装置４１を加工、設置するときの作業性等を向上することができる。さらに、塗装ライン１全体のコストを低減することができる。
【０１２６】
また、固定板３２に共通本体部把持装置３３を固定的に取付けることにより、共通本体部１５を毎回同じ位置に位置決めすることができる。従って、霧化ヘッド交換洗浄装置３１、カートリッジ交換装置４１は、正確に位置決めされた共通本体部１５に対して霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を円滑に取付け、取外しすることができる。
【０１２７】
一方、実施の形態によれば、共通本体部把持装置３３によって共通本体部１５を把持するときには、ロボット装置１３の各アーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄを所望の姿勢に固定している駆動力（駆動トルク）を、外力を加えれば共通本体部１５を自由に動かすことができる程度まで低減する。これにより、手首１３Ｄに取付けられた塗装機１４は、外力によって任意の方向に動かすことができる自由状態とすることができる。この結果、塗装機１４と共通本体部把持装置３３との間に位置ずれが生じている場合でも、共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３の駆動力に邪魔されることなく、塗装機１４の共通本体部１５を交換位置Ｏに正確に固定することができる。
【０１２８】
しかも、共通本体部１５には把持面１５Ｆを設け、共通本体部把持装置３３には、共通本体部１５を把持して交換位置Ｏに位置決めする一対の爪部３３Ｃと、該各爪部３３Ｃに設けられ前記共通本体部１５の把持面１５Ｆに当接して該共通本体部１５を回転方向と上，下方向に位置決めする回転方向位置決め部３３Ｄとを設ける構成としている。
【０１２９】
これにより、共通本体部把持装置３３は、塗装機１４の共通本体部１５を正確な交換位置Ｏに、正確な向きで、正確な上，下方向の位置に自動的に位置決めすることができる。この結果、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を共通本体部１５に取付け、取外しするときに、無理な負荷を作用させることなく円滑に脱着することができ、信頼性、寿命等を向上することができる。
【０１３０】
また、カートリッジ交換装置４１は、揺動アーム部４８を円弧運動部４６により揺動させつつ、直線運動部４５により載置台４２の長さ方向（左，右方向）に直線的に移動させることにより、簡単な構造でカートリッジ２４を交換位置Ｏとの間で移動することができる。従って、カートリッジ２４を移動するための構成を、ロボット、ＸＹテーブル等に比較して小型化することができるから、塗装システム１１は、設置が困難であった狭小スペースにも設置することができる。
【０１３１】
さらに、本実施の形態によれば、カートリッジ交換装置４１は、載置台４２の長さ方向（左，右方向）に揺動アーム部４８を直線的に移動する直線運動部４５と、揺動アーム部４８を水平面上で揺動（円弧動）させる円弧運動部４６と、該円弧運動部４６に取付けられ揺動アーム部４８を上，下方向に移動（上，下動）させる昇降運動部４７と、該昇降運動部４７に取付けられカートリッジ２４を把持するカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃを有する揺動アーム部４８とにより構成している。これにより、揺動アーム部４８に設けられたカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃは、円弧運動部４６によって載置台４２の幅方向（前，後方向）に移動する。
【０１３２】
この結果、カートリッジ交換装置４１は、例えばロボット装置、ＸＹテーブル等を用いたものに比較して、円弧運動部４６により全体の構造を簡略化することができる。また、円弧運動部４６は、ガイドレール４５Ａ等を用いた直線運動部４５に比較して軽量化することができるから、カートリッジ交換装置４１の動作速度を高めることができ、生産性を向上することができる。さらに、載置台４２に配置するカートリッジ２４の数が増えた場合でも、直線運動部４５のガイドレール４５Ａを延ばすだけでカートリッジ２４の増大に簡単に対応することができる。
【０１３３】
なお、実施の形態では、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の固定板３２は、カートリッジ交換装置４１の載置台４２に取付けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、揺動アーム部４８のカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃが届く範囲であれば、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の固定板３２をカートリッジ交換装置４１の載置台４２と別個に設ける構成としてもよい。
【０１３４】
また、実施の形態では、霧化ヘッド１９は、回転霧化頭２２を備えた回転霧化頭型の霧化ヘッドとして構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばエア霧化ノズル、液圧霧化ノズル等を備えた他の霧化ヘッドを設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の実施の形態による塗装システムを含む車体の塗装ラインを示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す車体の塗装ラインの平面図である。
【図３】塗装機をロボット装置の手首に取付けた状態で拡大して示す外観斜視図である。
【図４】塗装機を図３中の矢示IV−IV方向からみた縦断面図である。
【図５】図４中の共通本体部を示す縦断面図である。
【図６】図４中の霧化ヘッドを示す縦断面図である。
【図７】図４中のカートリッジを示す縦断面図である。
【図８】霧化ヘッド交換洗浄装置とカートリッジ交換装置を示す正面図である。
【図９】霧化ヘッド交換洗浄装置とカートリッジ交換装置を図８中の矢示IX−IX方向からみた右側面図である。
【図１０】図８の霧化ヘッド交換洗浄装置とカートリッジ交換装置を拡大して示す拡大平面図である。
【図１１】図８中の霧化ヘッド交換洗浄装置を拡大して示す正面図である。
【図１２】図１１に示す霧化ヘッド交換洗浄装置の右側面図である。
【図１３】図１１に示す霧化ヘッド交換洗浄装置の平面図である。
【図１４】図１１中の矢示XIV−XIV方向からみた霧化ヘッド交換洗浄装置の断面図である。
【図１５】固定板、昇降装置等を示す正面図である。
【図１６】図１５に示す固定板、昇降装置等の右側面図である。
【図１７】共通本体部把持装置の爪部間に塗装機の共通本体部を配置した状態を示す動作説明図である。
【図１８】共通本体部把持装置の爪部間に塗装機の共通本体部を配置した状態を図１７中の矢示XVIII−XVIII方向から拡大して示す動作説明図である。
【図１９】共通本体部把持装置の爪部で塗装機の共通本体部を把持した状態を示す動作説明図である。
【図２０】共通本体部把持装置の爪部で塗装機の共通本体部を把持した状態を図１９中の矢示XX−XX方向から拡大して示す動作説明図である。
【図２１】霧化ヘッド把持装置の把持具を拡大して示す平面図である。
【図２２】霧化ヘッド把持装置の把持具で霧化ヘッドを把持した状態を示す一部破断の拡大正面図である。
【図２３】左側の洗浄装置を示す正面図である。
【図２４】左側の洗浄装置を図２３中の矢示XXIV−XXIV方向からみた右側面図である。
【図２５】カートリッジ交換装置を図１０中の矢示XXV−XXV方向からみた断面図である。
【図２６】カートリッジ交換装置を図２５中の矢示XXVI−XXVI方向からみた拡大断面図である。
【図２７】カートリッジ移動装置を図２６中の矢示XXVII−XXVII方向から拡大してみた拡大断面図である。
【図２８】円弧運動部、昇降運動部、揺動アーム部を図２７中の矢示XXVIII−XXVIII方向から拡大してみた拡大断面図である。
【図２９】揺動アーム部のカートリッジ把持機構を示す図２８の右側面図である。
【図３０】塗装機を共通本体部把持装置に移動する状態を示す動作説明図である。
【図３１】充填済みカートリッジを霧化ヘッド交換洗浄装置側に移動した状態を示す動作説明図である。
【図３２】使用済み霧化ヘッドを共通本体部から分離し、使用済みカートリッジを把持した状態を示す動作説明図である。
【図３３】霧化ヘッド把持装置を左側に移動し、使用済みカートリッジを分離した状態を示す動作説明図である。
【図３４】洗浄済み霧化ヘッドを共通本体部に取付け、充填済みカートリッジを交換位置に配置した状態を示す動作説明図である。
【図３５】充填済みカートリッジを共通本体部に取付けた状態を示す動作説明図である。
【図３６】揺動アーム部を上側に移動させた状態を示す動作説明図である。
【図３７】塗装機を塗装待機位置に向けて移動し、使用済みカートリッジをカートリッジ交換装置側に移動した状態を示す動作説明図である。
【図３８】使用済み霧化ヘッドを洗浄装置で洗浄している状態を示す動作説明図である。
【図３９】霧化ヘッドの洗浄が終了した交換作業の待機状態を示す動作説明図である。
【図４０】霧化ヘッドとカートリッジの交換処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３６】
１１ 塗装システム
１３ ロボット装置
１３Ａ 台座
１３Ｂ 垂直アーム
１３Ｃ 水平アーム
１３Ｄ 手首
１４ 塗装機
１５ 共通本体部
１５Ｆ 把持面（位置合せ部）
１９ 霧化ヘッド（洗浄済み霧化ヘッド）
１９′ 使用済み霧化ヘッド
２２ 回転霧化頭
２４ カートリッジ（充填済みカートリッジ）
２４′ 使用済みカートリッジ
３１ 霧化ヘッド交換洗浄装置
３２ 固定板（固定部材）
３３ 共通本体部把持装置
３３Ａ 取付フレーム
３３Ｂ アクチュエータ
３３Ｃ 爪部
３３Ｄ 回転方向位置決め部
３４ 昇降装置
３４Ａ 取付板
３４Ｂ ガイドレール
３４Ｃ ボールねじ装置
３４Ｄ モータ
３５ 霧化ヘッド把持装置
３５Ａ シリンダ装置
３５Ｂ 移動板
３５Ｃ，３５Ｄ 把持具
３６，３７ 洗浄装置
４１ カートリッジ交換装置
４２ 載置台
４３ 塗料充填装置
４５ 直線運動部
４６ 円弧運動部
４７ 昇降運動部
４８ 揺動アーム部
４８Ａ アーム本体
４８Ｂ，４８Ｃ カートリッジ把持機構
Ｏ 霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置
Ｏ1−Ｏ1 交換位置を通る上，下方向の中心線
Ｓｐ 揺動支点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の車体、家具、電化製品等を塗装するのに用いて好適な塗装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車のボディ等の被塗物を塗装する塗装システムは、多関節のアームを有するロボット装置と、該ロボット装置のアーム先端に取付けられ塗料を噴霧する霧化ヘッドを備えた塗装機とにより大略構成されている。
【０００３】
また、塗装システムには、ロボット装置のアーム先端に共通本体部を設け、該共通本体部に対して複数の霧化ヘッドを交換して取付ける構成としたものがある（例えば、特許文献１参照）。さらに、塗装システムには、霧化ヘッドに供給する塗料が充填されたカートリッジを、前記共通本体部に対して交換して取付ける構成としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７９４６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１７６３３３号公報
【０００５】
そして、塗装機の共通本体部に対して霧化ヘッドを交換して取付ける場合には、ロボット装置のアームを動作させて共通本体部に取付けられた霧化ヘッドを霧化ヘッド交換洗浄装置の霧化ヘッド把持機構に取付ける。この状態でロボット装置は、共通本体部を上側に移動することにより該共通本体部から使用済みの霧化ヘッドを取外すことができる。一方、霧化ヘッドが取外された共通本体部は、ロボット装置により霧化ヘッド把持機構に取付けられた他の霧化ヘッドの取付位置まで移動することにより、この霧化ヘッドを取付けることができる。
【０００６】
また、塗装機の共通本体部に対してカートリッジを交換して取付ける場合には、ロボット装置のアームを動作させて塗装機を所定のカートリッジ交換位置に配置し、この交換位置でアーム等の動作を停止する。この状態で、カートリッジ交換装置は、カートリッジ把持装置によってカートリッジを把持して上側に移動することにより、共通本体部から使用済みのカートリッジを取外すものである。一方、ロボット装置を所定の交換位置に停止させたままとし、カートリッジ交換装置により共通本体部の上側から塗料が充填された別のカートリッジを取付けるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した特許文献１による塗装システムでは、固定的に設けられた霧化ヘッド把持機構に対して塗装機を上，下方向に移動させることにより、霧化ヘッドを交換する構成としている。また、特許文献２による塗装システムでは、ロボット装置のアームを所定の交換位置に停止させ、塗装機をこの交換位置に配置することにより、カートリッジ交換装置でカートリッジを交換する構成としている。
【０００８】
しかし、塗装作業に使用されるロボット装置は、アームの先端に取付けた塗装機の移動、停止、姿勢などの動作制御の繰返し位置精度は、通常、数ｍｍ程度の誤差がある。このため、ロボット装置は、所定の塗装作業を行った後に、霧化ヘッド、カートリッジの交換のために、同じ制御指令により所定の交換位置に塗装機を移動したとしても、実際には塗装機はこの交換位置からずれてしまう。従って、ロボット装置の制御精度のみに頼って当該交換作業を行うと、このときの交換位置のずれにより霧化ヘッド、カートリッジと共通本体部との間に無理な負荷が作用して、互いに摩耗、損傷を繰返すことにより塗装機の寿命を低下せしめるという問題がある。
【０００９】
また、ロボット装置は、カートリッジの交換作業時に塗装機を所定の交換位置に配置するために、極めて高い動作精度が要求される上に、これらの装置を設置するときの寸法精度も高めなくてはならず、コストが嵩んでしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を特定の交換位置で把持し、この状態で霧化ヘッド、カートリッジの交換を行うことができるようにした塗装システムを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、塗装機の共通本体部を把持するときに、ロボット装置の駆動力を低減し、共通本体部を交換位置に正確に位置決めできるようにした塗装システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による塗装システムは、塗装作業を行うためのロボット装置と、該ロボット装置に固定的に取付けられた共通本体部、該共通本体部に交換可能に取付けられる塗料噴霧用の霧化ヘッドおよび前記共通本体部に交換可能に取付けられ前記霧化ヘッドに対して塗料を供給するカートリッジからなる塗装機と、該塗装機の共通本体部に取付けられた使用済みの霧化ヘッドを洗浄済みの霧化ヘッドと交換し、交換した使用済みの霧化ヘッドを洗浄する霧化ヘッド交換洗浄装置と、載置台上に配置された複数個の充填済みカートリッジのうちの１つのカートリッジを把持し、前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置にある前記塗装機の共通本体部に取付けられた使用済みカートリッジと交換するカートリッジ交換装置とにより構成してなる。
【００１３】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ロボット装置によって前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に移動された前記塗装機の共通本体部を把持し、当該共通本体部を前記交換位置に位置決めする共通本体部把持装置を設ける構成としたことにある。
【００１４】
請求項２の発明によると、前記共通本体部把持装置は、前記ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を把持することができる位置で、前記霧化ヘッド交換洗浄装置に固定して取付ける構成としたことにある。
【００１５】
請求項３の発明によると、前記霧化ヘッド交換洗浄装置は、前記カートリッジ交換装置に隣接して設けられた固定部材と、該固定部材に取付けられ前記共通本体部を交換位置で把持する前記共通本体部把持装置と、該共通本体部把持装置の下側に位置して上，下方向と左，右方向に移動可能に設けられ前記霧化ヘッドを把持して脱着する霧化ヘッド把持装置と、前記共通本体部把持装置の側方に位置して上，下方向に移動可能に設けられ該霧化ヘッド把持装置が把持した使用済みの霧化ヘッドを洗浄する洗浄装置とにより構成したことにある。
【００１６】
請求項４の発明によると、前記霧化ヘッド把持装置と洗浄装置は、前記固定部材に設けられた昇降装置により、一緒に上，下方向に移動する構成としたことにある。
【００１７】
請求項５の発明によると、前記共通本体部把持装置により前記塗装機の共通本体部を把持するときには、前記ロボット装置の駆動力を低減し、前記共通本体部を自由状態にする構成としたことにある。
【００１８】
請求項６の発明によると、前記塗装機の共通本体部には、回転方向の位置を合わせるための位置合せ部を設け、前記共通本体部把持装置は、前記共通本体部を把持するときに前記位置合せ部を利用して前記共通本体部を回転方向に位置決めする構成としたことにある。
【００１９】
請求項７の発明によると、前記カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心として前記載置台上の充填済みカートリッジの配置位置と前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置との間を円弧を描いて揺動する間に前記カートリッジを交換する構成としたことにある。
【００２０】
請求項８の発明によると、前記カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心とする円弧に沿って前記充填済みカートリッジが並べられた前記載置台と、該載置台上に設けられ前記揺動支点を中心として円弧動する円弧運動部と、該円弧運動部に設けられて上，下動する昇降運動部と、基端側が該昇降運動部に取付けられ水平方向に延びて自由端となった先端側にカートリッジ把持機構が設けられた揺動アーム部とにより構成したことにある。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、塗装機の共通本体部に対して霧化ヘッド、カートリッジを交換して取付ける場合、ロボット装置は、塗装機を霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に移動させる。そして、この交換位置には、共通本体部把持装置が設けられているから、この共通本体部把持装置により塗装機の共通本体部を把持する。これにより、ロボット装置の繰返し位置精度による誤差、ロボット装置を設置したときの誤差等による位置ずれを吸収することができ、塗装機の共通本体部を霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に正確に位置決めすることができる。
【００２２】
この結果、霧化ヘッド、カートリッジを共通本体部に対して円滑に脱着することができ、これらの寿命を延ばすことができる。しかも、ロボット装置を設置するときの作業性、霧化ヘッド交換洗浄装置、カートリッジ交換装置を加工、設置するときの作業性等を向上することができる。また、塗装ライン全体のコストを低減することができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、共通本体部把持装置は、ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を把持することができる位置、即ち、ロボット装置の作動範囲内に配置することができ、ロボット装置を動作するだけで塗装機を交換位置に配置することができる。このときには霧化ヘッド交換洗浄装置に固定して取付けられた共通本体部把持装置が、ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を把持するから、該共通本体部を交換位置に固定することができる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、固定部材に取付けられた共通本体部把持装置が塗装機の共通本体部を把持することにより、該塗装機を交換位置に正確に位置決めすることができる。これにより、霧化ヘッドを把持した霧化ヘッド把持装置を上，下方向に移動させることにより、共通本体部に対して霧化ヘッドを脱着することができる。また、霧化ヘッド把持装置を左，右方向に移動し、使用済みの霧化ヘッドを共通本体部把持装置の側方位置に配置することにより、この霧化ヘッドを洗浄装置によって洗浄することができる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、固定部材に設けた昇降装置は、霧化ヘッド把持装置と洗浄装置を上，下方向に移動することにより、霧化ヘッド把持装置で把持した霧化ヘッドを共通本体部から取外したり取付けたりすることができる。また、洗浄装置を霧化ヘッドの洗浄位置に移動することができる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、共通本体部把持装置によって塗装機の共通本体部を把持するときには、ロボット装置の姿勢が維持できる程度まで、該ロボット装置の駆動力を低減する。これにより、ロボット装置に抗して前記共通本体部を自由に動かすことができる自由状態にすることができる。この結果、ロボット装置と共通本体部把持装置との間に位置ずれが生じている場合でも、共通本体部把持装置は、塗装機の位置を修正することができ、その共通本体部を交換位置に正確に固定することができる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、共通本体部把持装置は、塗装機の共通本体部を把持するときに、該共通本体部の位置合せ部を利用して該共通本体部を回転方向に位置決めすることができる。この結果、共通本体部把持装置は、共通本体部を正確な交換位置に、正確な向きで配置することができる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心として円弧を描いて揺動することにより、載置台上に配置された充填済みカートリッジと霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に配置された塗装機の使用済みカートリッジとを交換することができる。ここで、カートリッジ交換装置は、円弧を描くように揺動するだけで、載置台上に配置された複数個の充填済みカートリッジを交換することができる。
【００２９】
請求項８の発明によれば、揺動アーム部の先端側のカートリッジ把持機構により充填済みカートリッジを把持し、この状態で昇降運動部により充填済みカートリッジと一緒にカートリッジ把持機構を上側に移動する。また、円弧運動部により前記カートリッジ把持機構を、揺動支点を中心とする円弧に沿って移動する。これにより、カートリッジ交換装置は、霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に固定された塗装機の共通本体部から使用済みカートリッジを取外したり、充填済みカートリッジを取付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態による塗装システムを自動車の車体を塗装する場合を例に挙げ、図１ないし図４０に従って詳細に説明する。
【００３１】
図１、図２において、１は自動車の車体２を塗装する塗装ラインで、該塗装ライン１は、前記車体２を搬送するコンベア装置３を有している。また、コンベア装置３の途中には、その左，右方向の両側に位置して後述の塗装システム１１が配設されている。
【００３２】
１１はコンベア装置３の途中に位置して左，右方向の両側に配設された塗装システムを示している。この塗装システム１１は、後述するロボット装置１３、塗装機１４、霧化ヘッド交換洗浄装置３１、カートリッジ交換装置４１によって大略構成されている。
【００３３】
１２はコンベア装置３の左，右方向に所定寸法離間して配設され、該コンベア装置３と並行して延びた２本の走行レールを示している。こられの走行レール１２は、トラッキング機構を構成するもので、後述するロボット装置１３をコンベア装置３によって搬送される車体２に追従して移動させる。
【００３４】
１３は走行レール１２上に配設された塗装作業を行うためのロボット装置を示している。このロボット装置１３は、ティーチング内容に応じてその先端に設けられた後述の塗装機１４を車体２に追従させて、該車体２に塗装を施すものである。
【００３５】
また、ロボット装置１３は、走行レール１２上をコンベア装置３とほぼ平行に走行しつつ後述の塗装機１４を車体２に沿って移動させることにより、車体２の前側から後側まで塗装することができる。また、ロボット装置１３は、塗装機１４を移動させて後述する霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに配置することができる。
【００３６】
そして、ロボット装置１３は、走行レール１２上に設けられ、コンベア装置３の搬送方向に沿って移動する台座１３Ａと、該台座１３Ａ上に回転可能かつ揺動可能に設けられた垂直アーム１３Ｂと、該垂直アーム１３Ｂの先端に揺動可能に設けられた水平アーム１３Ｃと、該水平アーム１３Ｃの先端に回動、回転自在に設けられた手首１３Ｄとにより多関節のアームを有するロボット装置として構成されている。
【００３７】
ここで、ロボット装置１３は、後述の共通本体部把持装置３３により塗装機１４の共通本体部１５を把持するときに、各アーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄを動作させるために回転モータ、往復動アクチュエータ（いずれも図示せず）等に発生させる駆動力（駆動トルク）を低減するように制御する。この制御は、ロボット装置１３のアーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄ等に外力を加えた場合、この外力に従って自由に動くようにするものである。これにより、塗装機１４の共通本体部１５は、いずれの方向にも自由に移動できる自由状態となるから、共通本体部把持装置３３は、塗装機１４を任意の方向に動かすことができ、共通本体部１５を後述の交換位置Ｏに正確に位置決めすることができる。
【００３８】
１４はロボット装置１３を構成する水平アーム１３Ｃ先端の手首１３Ｄに取付けられた塗装機を示している。この塗装機１４は、車体２を塗装するもので、後述する回転霧化頭２２を備えた回転霧化頭型塗装機として構成されている。また、塗装機１４は、図３に示す如く、後述の共通本体部１５、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４等により大略構成されている。
【００３９】
１５はロボット装置１３に固定的に取付けられた共通本体部で、該共通本体部１５は、後述の洗浄済み霧化ヘッド１９と使用済み霧化ヘッド１９′、充填済みカートリッジ２４と使用済みカートリッジ２４′が交換して取付けられる共通の本体部を構成している。そして、共通本体部１５は、図３、図４に示すように、水平アーム１３Ｃ先端の手首１３Ｄに取付けられたネック部１５Ａと、該ネック部１５Ａの先端に一体形成された円柱状の取付部１５Ｂとにより構成されている。
【００４０】
また、取付部１５Ｂの前側は、図５に示す如く、後述の霧化ヘッド１９が交換可能に接続される霧化ヘッド接続部１５Ｃとなっている。一方、取付部１５Ｂの後側は、後述のカートリッジ２４が交換可能に嵌合されるカートリッジ嵌合部１５Ｄとなっている。さらに、取付部１５Ｂの軸中心位置には、カートリッジ２４のフィードチューブ２７が挿通されるフィードチューブ挿通孔１５Ｅが形成されている。
【００４１】
ここで、共通本体部１５の取付部１５Ｂには、図３、図１７、図１８等に示す如く、当該取付部１５Ｂを回転方向と後述する共通本体部把持装置３３に取付けたときの上，下方向に位置を合わせるための位置合せ部となる一対の把持面１５Ｆが形成されている。この一対の把持面１５Ｆは、取付部１５Ｂの径方向で対向する位置に凹陥して形成されている。また、各把持面１５Ｆは、取付部１５Ｂの径方向で互いに平行面をなす平坦面１５Ｆ1と、該平坦面１５Ｆ1の後側に設けられた一側傾斜面１５Ｆ2と、前記平坦面１５Ｆ1を挟んで該一側傾斜面１５Ｆ2と反対側に設けられた他側傾斜面１５Ｆ3とにより構成されている。ここで、一側傾斜面１５Ｆ2と他側傾斜面１５Ｆ3とは、取付部１５Ｂの径方向外側に向け互いに離間するように傾斜している。
【００４２】
そして、各把持面１５Ｆは、図１９に示す如く、後述する共通本体部把持装置３３の回転方向位置決め部３３Ｄに挟まれ、平坦面１５Ｆ1に平坦面３３Ｄ1が当接することにより、交換位置Ｏを通る上，下方向の中心線Ｏ1−Ｏ1に対して共通本体部１５を回転方向に位置決めすることができる。また、各把持面１５Ｆが共通本体部把持装置３３の回転方向位置決め部３３Ｄに挟まれたときには、傾斜面１５Ｆ2，１５Ｆ3は、図２０に示す如く、回転方向位置決め部３３Ｄの傾斜面３３Ｄ2，３３Ｄ3に当接することにより、共通本体部１５を上，下方向に位置決めすることができる。
【００４３】
１６は共通本体部１５のネック部１５Ａに設けられた高電圧発生器で、該高電圧発生器１６は、例えばコッククロフト回路によって構成されている。そして、高電圧発生器１６は、例えば−６０〜−１２０ｋＶに昇圧した高電圧を、後述するエアモータ２１の回転軸２１Ｂ等を介して回転霧化頭２２に印加するものである。
【００４４】
１７は共通本体部１５に取付けられたカートリッジ２４内の塗料を押出すための押出し液体が流通する共通本体部側の押出し液体通路、１８は該押出し液体通路１７の途中に位置して共通本体部１５に設けられた押出し液体弁を示している。この押出し液体弁１８は、押出し液体通路１７を連通、遮断し、カートリッジ２４に供給する押出し液体を制御するものである。
【００４５】
次に、１９は共通本体部１５の霧化ヘッド接続部１５Ｃに着脱可能に接続された霧化ヘッドを示している（図４参照）。この霧化ヘッド１９は、後述のカートリッジ２４から供給される塗料を車体２に向けて噴霧するものである。また、霧化ヘッド１９は、例えば２個用意されており、適宜に交換して用いる構成となっている。そして、霧化ヘッド１９は、図６に示す如く、後述するボディ２０、エアモータ２１、回転霧化頭２２、シェーピングエアリング２３等からなる回転霧化頭型の霧化ヘッドとして構成されている。
【００４６】
ここで、後述する動作説明では、２個の霧化ヘッド１９のうち、前色塗料が洗浄された霧化ヘッドを「洗浄済み霧化ヘッド１９」とする。一方、塗装作業に使われて前色塗料が付着している霧化ヘッドを「使用済み霧化ヘッド１９′」として、洗浄済み霧化ヘッド１９と区別するものとする。
【００４７】
２０は霧化ヘッド１９の外殻をなすボディで、該ボディ２０は、前側に向けて漸次縮径するテーパ筒状に形成され、その内部はモータ収容部２０Ａとなっている。また、ボディ２０の外周側には、例えば３個の係合穴２０Ｂ（２個のみ図示）が設けられている。これらの係合穴２０Ｂは、図２１、図２２に示す如く、後述する霧化ヘッド把持装置３５の把持具３５Ｃに設けられた係合突起３５Ｅが係合するものである。さらに、ボディ２０の後端には、位置決めピン２０Ｃが突設され、該位置決めピン２０Ｃは、共通本体部１５の位置決め穴（図示せず）に挿入されることにより、回転方向に位置決めするものである。
【００４８】
２１はボディ２０のモータ収容部２０Ａに設けられたエアモータを示している。このエアモータ２１は、モータケース２１Ａ内に回転可能に支持された中空な回転軸２１Ｂをエアタービン２１Ｃにより例えば３０００〜１０００００ｒｐｍの高速で回転駆動するものである。
【００４９】
２２はエアモータ２１の回転軸２１Ｂ先端に取付けられた回転霧化頭を示している。この回転霧化頭２２は、エアモータ２１によって高速回転されることにより、カートリッジ２４のフィードチューブ２７から吐出された塗料を遠心力によって微粒化し噴霧するものである。
【００５０】
また、２３は回転霧化頭２２の外周側に位置してボディ２０の前端に設けられたシェーピングエアリングを示している。このシェーピングエアリング２３は、回転霧化頭２２から噴霧された塗料粒子の噴霧パターンを成形するシェーピングエアを噴出するものである。
【００５１】
次に、２４は共通本体部１５のカートリッジ嵌合部１５Ｄに着脱可能に嵌合されるカートリッジで、該カートリッジ２４は、図４、図７に示すように、後述するカートリッジ交換装置４１の載置台４２に各色毎に複数個載置されている。そして、カートリッジ２４は、後述するタンク２５、ピストン２６、フィードチューブ２７等によって大略構成されている。
【００５２】
ここで、後述する動作説明では、複数個のカートリッジ２４のうち、タンク２５内に次色として用いる塗料が充填されているカートリッジを「充填済みカートリッジ２４」とする。一方、塗装作業に使用されてタンク２５内に前色塗料が残存していないカートリッジを「使用済みカートリッジ２４′」として、充填済みカートリッジ２４と区別するものとする。
【００５３】
２５はカートリッジ２４のタンクで、該タンク２５は、軸方向の両端が閉塞された円筒状の容器として形成されている。また、タンク２５の後端側には、後述する揺動アーム部４８のカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃによって把持される把持突起２５Ａが設けられている。また、タンク２５内には、軸方向に変位可能にピストン２６が挿嵌され、該ピストン２６は、タンク２５内を前側の塗料室２５Ｂと後側の押出し液体室２５Ｃとに画成している。さらに、タンク２５の前側には、後述するフィードチューブ２７の塗料供給路２７Ａを塗料室２５Ｂに連通する塗料通路２５Ｄが設けられている。
【００５４】
２７はタンク２５の前側に設けられたフィードチューブで、該フィードチューブ２７は、その基端側がタンク２５の前側部位に固着されている。一方、フィードチューブ２７の先端側は、図４に示すように、共通本体部１５のフィードチューブ挿通孔１５Ｅ内を延び、その先端部が回転霧化頭２２に向け開口している。また、フィードチューブ２７内には、タンク２５の塗料室２５Ｂに連通する塗料供給路２７Ａが形成されている。さらに、フィードチューブ２７の先端側には、前記塗料供給路２７Ａを縮径して弁座部２７Ｂが設けられている。
【００５５】
２８は押出し液体室２５Ｃに連通してタンク２５に設けられたカートリッジ側の押出し液体通路で、該押出し液体通路２８は、図４に示すように、共通本体部１５のカートリッジ嵌合部１５Ｄにカートリッジ２４を嵌合したときに共通本体部側の押出し液体通路１７と連通するものである。
【００５６】
また、２９はタンク２５の前側部位に設けられた塗料弁で、該塗料弁２９は、フィードチューブ２７から霧化ヘッド１９に向けて供給される塗料のオン・オフ制御を行うものである。そして、塗料弁２９は、軸方向に変位可能なピストン２９Ａと、該ピストン２９Ａからフィードチューブ２７の塗料供給路２７Ａ内を延び、先端が弁座部２７Ｂに離着座する弁体２９Ｂとを含んで構成されている。
【００５７】
次に、ロボット装置１３に設けられた塗装機１４の共通本体部１５に対し、２個の霧化ヘッド１９，１９′を交換して取付けると共に、取外した使用済み霧化ヘッド１９′を洗浄する霧化ヘッド交換洗浄装置３１の構成について、図８ないし図３９を参照しつつ説明する。
【００５８】
即ち、３１は本実施の形態による霧化ヘッド交換洗浄装置で、該霧化ヘッド交換洗浄装置３１は、図２に示す如く、ロボット装置１３の作動範囲内で塗装作業の邪魔にならない位置、例えば走行レール１２と塗装ブースの壁面（図示せず）との隙間に配設されている。この霧化ヘッド交換洗浄装置３１は、塗装機１４の共通本体部１５に取付けられた使用済み霧化ヘッド１９′を洗浄済み霧化ヘッド１９と交換し、取外した使用済み霧化ヘッド１９′を洗浄するものである。従って、霧化ヘッド交換洗浄装置３１は、図１１ないし図１３に示す如く、後述の固定板３２、共通本体部把持装置３３、昇降装置３４、霧化ヘッド把持装置３５、洗浄装置３６，３７等によって構成されている。
【００５９】
３２は霧化ヘッド交換洗浄装置３１のベースとなる固定部材としての固定板を示している。この固定板３２は、上，下方向に延びる板状の構造物として形成されている。また、固定板３２は、図８、図１２に示す如く、例えば後面側が後述するカートリッジ交換装置４１の載置台４２の前面に取付けられ、下側がフロア等に固定されている。
【００６０】
３３は共通本体部把持装置を示し、該共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３に取付けられた塗装機１４の共通本体部１５を把持することができる位置、即ち、図１４等に示す如く、固定板３２の上側部位に固定して取付けられている。この共通本体部把持装置３３は、塗装機１４の共通本体部１５に対して霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を交換して取付ける場合に、霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏに共通本体部１５を位置決め固定するものである。
【００６１】
ここで、霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏとは、図１１、図１３、図１７、図１８に一点鎖線で示す如く、後述する共通本体部把持装置３３の各爪部３３Ｃに設けられた回転方向位置決め部３３Ｄにより、共通本体部１５の把持面１５Ｆを把持する場所をいう。そして、共通本体部把持装置３３が固定板３２に固定して取付けられているため、この交換位置Ｏは、一対の爪部３３Ｃによって囲まれた不動な特定位置（特定空間）として定められるものである。このため、共通本体部把持装置３３によって共通本体部１５を把持したときには、該共通本体部１５は、交換位置Ｏの中心を通る上，下方向の中心線Ｏ1−Ｏ1上で、特定な位置に保持される。
【００６２】
そして、共通本体部把持装置３３は、図１３に示す如く、固定板３２の前面上部側に取付けられて前方に突出する取付フレーム３３Ａと、該取付フレーム３３Ａの先端部に横長に取付けられたアクチュエータ３３Ｂと、該アクチュエータ３３Ｂに左，右方向に対向した状態で取付けられ、互いに接近、離間する一対の爪部３３Ｃと、該各爪部３３Ｃに互いに対向して取付けられた回転方向位置決め部３３Ｄとにより大略構成されている。ここで、アクチュエータ３３Ｂは、例えばエアシリンダ、モータ等により接近、離間する駆動部（いずれも図示せず）を有し、該各駆動部に爪部３３Ｃを取付けることにより、該各爪部３３Ｃを把持動作させることができる。
【００６３】
また、各爪部３３Ｃは、図１９、図２０に示すように、ロボット装置１３によって霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに運ばれた塗装機１４を構成する共通本体部１５の取付部１５Ｂを挟んで固定するものである。また、各爪部３３Ｃの基端側と先端側には、交換位置Ｏを通る上，下方向の中心線Ｏ1−Ｏ1と平行な傾斜面３３Ｃ1がそれぞれ設けられている。これらの傾斜面３３Ｃ1は、各爪部３３Ｃで共通本体部１５の取付部１５Ｂを挟んだときに、該取付部１５Ｂが霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏと一致するように案内するものである。
【００６４】
さらに、各回転方向位置決め部３３Ｄは、中心線Ｏ1−Ｏ1に対して平行となると共に中心線Ｏ1−Ｏ1を挟んで互いに対面する平行面をなす平坦面３３Ｄ1と、該平坦面３３Ｄ1の上側に設けられた一側傾斜面３３Ｄ2と、前記平坦面３３Ｄ1を挟んで該一側傾斜面３３Ｄ2と反対側に設けられた他側傾斜面３３Ｄ3とにより構成されている。ここで、一側傾斜面３３Ｄ2は、共通本体部１５に設けられた把持面１５Ｆの一側傾斜面１５Ｆ2とほぼ同じ角度をもって傾斜し、他側傾斜面３３Ｄ3は、把持面１５Ｆの他側傾斜面１５Ｆ3とほぼ同じ角度をもって傾斜している。
【００６５】
これにより、各回転方向位置決め部３３Ｄは、各爪部３３Ｃによって共通本体部１５の取付部１５Ｂを挟むときに、該取付部１５Ｂに形成された把持面１５Ｆに当接し、共通本体部１５を交換位置Ｏに自動的に位置決めする。即ち、各回転方向位置決め部３３Ｄは、図１９に示す如く、その平坦面３３Ｄ1を共通本体部１５に設けられた把持面１５Ｆの平坦面１５Ｆ1に当接させることにより、共通本体部１５を回転方向に自動的に位置決めする。また、図２０に示す如く、各傾斜面３３Ｄ2，３３Ｄ3を把持面１５Ｆの各傾斜面１５Ｆ2，１５Ｆ3に当接させることにより、共通本体部１５を上，下方向に自動的に位置決めする。
【００６６】
ここで、共通本体部把持装置３３の各爪部３３Ｃ、回転方向位置決め部３３Ｄによって共通本体部１５の取付部１５Ｂを把持するときには、図４０のフローチャートのステップ４に示す制御を行う。即ち、ロボット装置１３のアーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄを回転モータ、往復動アクチュエータ（いずれも図示せず）等を用いて駆動するとき、回転トルク等の駆動力を低減するようにロボット装置１３を制御する。これにより、外力によってアーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄが自由に動くようにする。この結果、塗装機１４の共通本体部１５は、外力によって任意の方向に動かすことができる自由状態となる。
【００６７】
従って、固定板３２に取付けた共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３によって運ばれた共通本体部１５の取付部１５Ｂを各爪部３３Ｃで挟むことにより、各傾斜面３３Ｃ1によってロボット装置１３との位置ずれを修正し、共通本体部１５の取付部１５Ｂを霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏに位置決めすることができる。
【００６８】
しかも、図１７に示すように、共通本体部１５が回転方向に位置ずれしている場合、取付部１５Ｂに形成された各把持面１５Ｆの平坦面１５Ｆ1に、共通本体部把持装置３３の各回転方向位置決め部３３Ｄの平坦面３３Ｄ1を当接する。これにより、共通本体部把持装置３３は、図１９に示す如く、共通本体部１５の回転方向の位置ずれを修正することができる。
【００６９】
さらに、各回転方向位置決め部３３Ｄが共通本体部１５の把持面１５Ｆを把持するときには、回転方向位置決め部３３Ｄの各傾斜面３３Ｄ2，３３Ｄ3が把持面１５Ｆの各傾斜面１５Ｆ2，１５Ｆ3に当接する。これにより、図１８に示すように、共通本体部１５が上，下方向に位置ずれしている場合でも、図２０に示すように、共通本体部把持装置３３は、共通本体部１５の上，下方向の位置ずれを修正することができる。
【００７０】
これにより、共通本体部把持装置３３は、塗装機１４を正確な霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに、正確な向きで自動的に位置決めすることができ、共通本体部１５に対して霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を取付け、取外しするときに、これらが互いに干渉して無理な負荷が作用するのを防止することができる。
【００７１】
３４は固定板３２の前面側に設けられた昇降装置で、該昇降装置３４は、後述の霧化ヘッド把持装置３５、洗浄装置３６，３７を上，下方向に移動するものである。また、昇降装置３４は、図１１ないし図１６に示す如く、固定板３２の前側に対面して設けられた取付板３４Ａと、該取付板３４Ａと固定板３２との間に設けられ該取付板３４Ａを上，下方向に移動可能に案内するガイドレール３４Ｂと、前記取付板３４Ａを上，下方向に移動させるボールねじ装置３４Ｃと、固定板３２の上側部位に取付けられ、該ボールねじ装置３４Ｃを駆動するモータ３４Ｄとにより大略構成されている。
【００７２】
そして、昇降装置３４は、モータ３４Ｄによってボールねじ装置３４Ｃを回転駆動することにより、取付板３４Ａと一緒に霧化ヘッド把持装置３５、洗浄装置３６，３７を上，下方向の３位置に移動させるものである。
【００７３】
３５は昇降装置３４の取付板３４Ａに取付けられた霧化ヘッド把持装置を示している。この霧化ヘッド把持装置３５は、取付板３４Ａの下側部位に横長に取付けられたシリンダ装置３５Ａと、該シリンダ装置３５Ａに左，右方向に移動可能に取付けられたほぼＴ字状の移動板３５Ｂと、該移動板３５Ｂの左側に位置して前向きに突出したＵ字状の把持具３５Ｃと、該移動板３５Ｂの右側に位置して前向きに突出したＵ字状の把持具３５Ｄとにより大略構成されている。ここで、シリンダ装置３５Ａには、例えばエア圧、磁力等を利用したロッドレスシリンダと呼ばれるアクチュエータが用いられている。
【００７４】
また、左，右の把持具３５Ｃ，３５Ｄには、図２１に示す如く、左，右位置と奥部位置との３箇所に突出可能な係合突起３５Ｅが設けられている。そして、各係合突起３５Ｅは、図２２に示すように、把持具３５Ｃ，３５Ｄに霧化ヘッド１９が配置されたときに該霧化ヘッド１９に向けて突出する。これにより、各係合突起３５Ｅは、霧化ヘッド１９のボディ２０に形成された係合穴２０Ｂに係合し、該霧化ヘッド１９を固定するものである。
【００７５】
また、霧化ヘッド把持装置３５は、左側の把持具３５Ｃの中心線Ｐ1−Ｐ1と右側の把持具３５Ｄの中心線Ｐ2−Ｐ2との間隔が寸法Ｗ1に設定されている。この一対の把持具３５Ｃ，３５Ｄの間隔寸法Ｗ1は、後述する洗浄装置３６，３７の間隔寸法Ｗ2の半分となっている（Ｗ1＝Ｗ2／２）。
【００７６】
そして、霧化ヘッド把持装置３５は、共通本体部把持装置３３が塗装機１４の共通本体部１５を把持するときに、図３０に示す如く、昇降装置３４によって最も上側のＡ位置に配置されている。このＡ位置では、図３１に示すように、共通本体部把持装置３３によって共通本体部１５を把持するのとほぼ同時に、把持具３５Ｃ（３５Ｄ）によって霧化ヘッド１９を把持することができる。
【００７７】
また、霧化ヘッド把持装置３５は、図３２に示す如く、Ｂ位置まで下降することにより、共通本体部１５から霧化ヘッド１９を取外すことができる。また、Ｂ位置では、図３３に示す如く、シリンダ装置３５Ａにより移動板３５Ｂと一緒に把持具３５Ｃ（３５Ｄ）に把持した霧化ヘッド１９を左，右方向に移動することができる。
【００７８】
ここで、シリンダ装置３５Ａにより移動板３５Ｂを右側に移動したときには、図３２に示す如く、左側の把持具３５Ｃの中心線Ｐ1−Ｐ1が共通本体部把持装置３３の交換位置Ｏを通る中心線Ｏ1−Ｏ1に位置し、右側の把持具３５Ｄの中心線Ｐ2−Ｐ2が右側の洗浄装置３７の中心線Ｑ2−Ｑ2に位置するようになっている。一方、図３３に示す如く、霧化ヘッド把持装置３５は、シリンダ装置３５Ａにより移動板３５Ｂを左側に移動したときに、左側の把持具３５Ｃの中心線Ｐ1−Ｐ1が後述する左側の洗浄装置３６等の中心線Ｑ1−Ｑ1に位置し、右側の把持具３５Ｄの中心線Ｐ2−Ｐ2が共通本体部把持装置３３の交換位置Ｏを通る中心線Ｏ1−Ｏ1に位置する構成となっている。
【００７９】
さらに、霧化ヘッド把持装置３５は、図３８に示す如く、Ｃ位置まで大きく下降することにより、把持具３５Ｃ（３５Ｄ）に把持した使用済み霧化ヘッド１９′を後述の廃液回収器３８内に挿入することができる。
【００８０】
３６は昇降装置３４の取付板３４Ａの左側に設けられた左側の洗浄装置を示している。この洗浄装置３６は、図２３、図２４に示す如く、取付板３４Ａの左側部位に縦長に取付けられたシリンダ装置３６Ａと、該シリンダ装置３６Ａに上，下方向に移動可能に取付けられたほぼ長方形状の移動板３６Ｂと、該移動板３６Ｂの上端部に前側に突出した状態で取付けられた洗浄具３６Ｃとにより大略構成されている。ここで、シリンダ装置３６Ａには、例えばエア圧、磁力等を利用したロッドレスシリンダと呼ばれるアクチュエータが用いられている。
【００８１】
また、洗浄具３６Ｃは、霧化ヘッド１９の回転霧化頭２２に向けて洗浄液体を噴出する洗浄液体チューブ３６Ｄを有している。また、洗浄装置３６には、洗浄液体チューブ３６Ｄ内の通路を連通、遮断する洗浄弁、エアモータ２１を駆動するために、加圧エアが送気される駆動エア通路、シェーピングエア通路（いずれも図示せず）等が設けられている。そして、洗浄具３６Ｃ、洗浄液体チューブ３６Ｄは、中心線Ｑ1−Ｑ1に配置されている。
【００８２】
一方、３７は昇降装置３４の取付板３４Ａの右側に設けられた右側の洗浄装置を示している。この右側の洗浄装置３７は、前述した左側の洗浄装置３６と同様に、シリンダ装置３７Ａ、移動板３７Ｂ、洗浄具３７Ｃ、洗浄液体チューブ３７Ｄにより大略構成されている。そして、洗浄具３７Ｃ、洗浄液体チューブ３７Ｄは、中心線Ｑ2−Ｑ2に配置されている。これにより、図１３に示す如く、左側の洗浄装置３６と右側の洗浄装置３７との間隔は寸法Ｗ2となっている。
【００８３】
ここで、左，右の洗浄装置３６，３７は、シリンダ装置３６Ａ，３７Ａによって洗浄具３６Ｃ，３７Ｃを、取付板３４Ａの上方のＤ位置（図３１等に示す位置）と、廃液回収器３８に接近した下側のＥ位置（図３８に示す位置）との２位置に移動するものである。
【００８４】
そして、洗浄具３６Ｃ，３７Ｃは、上側のＤ位置で待機位置となり、下側のＥ位置では、洗浄具３６Ｃ，３７Ｃの洗浄液体チューブ３６Ｄ，３７Ｄを霧化ヘッド１９に差し入れた洗浄位置となる。この洗浄位置では、洗浄液体チューブ３６Ｄ，３７Ｄから洗浄液体を噴出することにより回転霧化頭２２等に付着した塗料を洗浄することができる。
【００８５】
３８，３８は左，右の洗浄装置３６，３７の下方に設けられた左，右の廃液回収器で、該各廃液回収器３８は、洗浄具３６Ｃ，３７Ｃとほぼ同軸に配置された有底円筒状の容器から構成されている。そして、左，右の廃液回収器３８は、洗浄装置３６，３７によって霧化ヘッド１９を洗浄したときに、周囲に飛び散らないように洗浄廃液を回収するものである。また、各廃液回収器３８の内部には、回転霧化頭２２、シェーピングエアリング２３等の外周面に向けて洗浄液体を噴出するノズル（図示せず）が設けられ、該ノズルから噴射する洗浄液体により回転霧化頭２２、シェーピングエアリング２３等の外周面に付着した塗料を洗浄することができる。
【００８６】
次に、ロボット装置１３に設けられた塗装機１４の共通本体部１５に対し、複数個のカートリッジ２４を交換して取付けるカートリッジ交換装置４１の構成について、図８〜図１０、図２５〜図２９を参照しつつ説明する。
【００８７】
即ち、４１は霧化ヘッド交換洗浄装置３１の後側に設けられたカートリッジ交換装置を示している。このカートリッジ交換装置４１は、塗装機１４の共通本体部１５に取付けられた使用済みカートリッジ２４′と塗料が充填された充填済みカートリッジ２４とを交換するものである。そして、カートリッジ交換装置４１は、図２５、図２６に示す如く、後述の載置台４２、塗料充填装置４３、カートリッジ移動装置４４等により大略構成されている。
【００８８】
４２はカートリッジ交換装置４１の本体部をなす載置台で、該載置台４２は、複数個のカートリッジ２４を並べて配置するものである。そして、載置台４２は、左，右方向（車体２の搬送方向）に長尺な直方体状に組立てられたフレーム体４２Ａと、該フレーム体４２Ａの中間部下側寄りにほぼ水平に取付けられた長方形状の下側棚板４２Ｂと、前記フレーム体４２Ａの中間部上側寄りにほぼ水平に取付けられた長方形状の上側棚板４２Ｃとにより構成されている。
【００８９】
また、上側棚板４２Ｃには、図１０に示す如く、前側寄りに位置して左，右方向に延びる長溝４２Ｄが形成され、該長溝４２Ｄは、後述する円弧運動部４６の回動支柱４６Ｂが左，右方向に直線的に移動するのを許すものである。さらに、載置台４２は、薄板からなる化粧カバー４２Ｅ（図１、図２中に図示）によって覆われている。
【００９０】
４３は載置台４２の下側棚板４２Ｂに設けられた複数個の塗料充填装置を示している（図２５、図２６参照）。この複数個の塗料充填装置４３は、使用済みカートリッジ２４′に前色塗料と同色の塗料を充填するもので、この塗料充填装置４３は充填する塗料の種類に対応する数だけ設けられている。また、塗料充填装置４３は、それぞれ塗料の供給源（図示せず）に接続されている。そして、塗料充填装置４３には、上側からフィードチューブ２７を挿入するように使用済みカートリッジ２４′が取付けられ、この状態で例えばフィードチューブ２７の塗料供給路２７Ａを通じてタンク２５の塗料室２５Ｂに塗料を充填するものである。
【００９１】
ここで、複数個の塗料充填装置４３は、図２６中に点線で示す如く、後述の円弧運動部４６により揺動アーム部４８を揺動するときの揺動支点Ｓｐを中心とし、半径寸法Ｒをもって描かれる円弧Ｓ上に例えば４個並べて配置されている。さらに、塗料充填装置４３は、載置台４２の幅方向（前，後方向）に円弧Ｓに沿って並べられた４個を１列とし、載置台４２の長さ方向となる左側から右側に円弧Ｓ1から円弧Ｓ6まで例えばほぼ等間隔で６列配置されている。
【００９２】
４４は載置台４２に設けられたカートリッジ移動装置で、該カートリッジ移動装置４４は、載置台４２の塗料充填装置４３と交換位置Ｏに配置された塗装機１４の共通本体部１５との間で充填済みカートリッジ２４、使用済みカートリッジ２４′を円弧を描くように揺動して受け渡しするものである。そして、カートリッジ移動装置４４は、後述する直線運動部４５、円弧運動部４６、昇降運動部４７、揺動アーム部４８等により構成されている。
【００９３】
４５は載置台４２の上側棚板４２Ｃ上に設けられた直線運動部で、該直線運動部４５は、後述の円弧運動部４６、昇降運動部４７および揺動アーム部４８を載置台４２の長さ方向となる左，右方向に直線的に移動するものである。ここで、直線運動部４５は、図１０、図２５に示す如く、上側棚板４２Ｃの長溝４２Ｄを挟む位置に左，右方向に伸長して設けられた一対のガイドレール４５Ａと、該各ガイドレール４５Ａ上に移動可能に取付けられた移動台４５Ｂと、後側のガイドレール４５Ａと長溝４２Ｄとの間に位置して設けられ、ねじ軸４５Ｃ1に螺合したブロック４５Ｃ2（図２７参照）が該移動台４５Ｂの下面に取付けられたボールねじ装置４５Ｃと、上側棚板４２Ｃの右側に設けられ、該ボールねじ装置４５Ｃを駆動するモータ４５Ｄとにより大略構成されている。
【００９４】
４６は直線運動部４５の移動台４５Ｂに取付けられた円弧運動部を示している。この円弧運動部４６は、後述の揺動アーム部４８を揺動支点Ｓｐを中心として水平面上で揺動（旋回動）することにより、先端側のカートリッジ把持機構４８Ｂを円弧状に移動（円弧動）するものである。また、円弧運動部４６は、図２７に示す如く、移動台４５Ｂのほぼ中央に固定して設けられた固定筒４６Ａと、軸受４６Ｂ1により該固定筒４６Ａ内に上，下方向を軸線として回動可能に設けられた円筒状の回動支柱４６Ｂと、前記移動台４５Ｂ上に取付けられ該回動支柱４６Ｂを回動する回動用モータ４６Ｃとにより大略構成されている。
【００９５】
ここで、回動支柱４６Ｂの上端部外周側には、歯車４６Ｂ2が設けられ、該歯車４６Ｂ2は回動用モータ４６Ｃの歯車４６Ｃ1と噛合している。これにより、回動用モータ４６Ｃを回転駆動したときには、歯車４６Ｃ1，４６Ｂ2を介して回動支柱４６Ｂを回動することができる。従って、円弧運動部４６は、簡単な構造で後述の揺動アーム部４８を揺動（旋回動）することができる。
【００９６】
４７は円弧運動部４６の回動支柱４６Ｂに設けられた昇降運動部で、該昇降運動部４７は、後述の揺動アーム部４８を上，下方向に移動（上，下動）するものである。即ち、図２７、図２８に示すように、昇降運動部４７は、円弧運動部４６の回動支柱４６Ｂから下向きに延びて設けられたガイド部４７Ａと、該ガイド部４７Ａに上，下方向に移動可能に取付けられた昇降ブロック４７Ｂと、前記ガイド部４７Ａ内を上，下方向に延びるように回転可能に設けられ、該昇降ブロック４７Ｂの螺合部４７Ｂ1に螺合したねじ軸４７Ｃと、直線運動部４５の移動台４５Ｂ上に取付けられ、該ねじ軸４７Ｃを回転駆動する昇降用モータ４７Ｄとにより大略構成されている。また、昇降ブロック４７Ｂには、揺動アーム部４８のアーム本体４８Ａが取付けられている。
【００９７】
４８は昇降運動部４７の昇降ブロック４７Ｂに設けられた揺動アーム部を示している。この揺動アーム部４８は、図２８、図２９に示すように、昇降ブロック４７Ｂから水平方向に延びたアーム本体４８Ａと、該アーム本体４８Ａの先端部に左，右に並べて設けられた左側のカートリッジ把持機構４８Ｂ、右側のカートリッジ把持機構４８Ｃとにより大略構成されている。
【００９８】
また、左側のカートリッジ把持機構４８Ｂには、アクチュエータ（図示せず）により互いに接近、離間可能な一対の爪部４８Ｂ1が設けられている。そして、一対の爪部４８Ｂ1は、互いに接近することによりカートリッジ２４のタンク２５に設けられた把持突起２５Ａを把持するものである。同様に、右側のカートリッジ把持機構４８Ｃにも、アクチュエータ（図示せず）により互いに接近、離間可能な一対の爪部４８Ｃ1が設けられている。ここで、各カートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃは、円弧運動部４６の揺動支点Ｓｐから半径寸法Ｒをもった位置に配置されている。
【００９９】
そして、カートリッジ移動装置４４は、直線運動部４５により揺動アーム部４８を載置台４２の長さ方向（左，右方向）に直線動し、円弧運動部４６により揺動アーム部４８を揺動（円弧動）させつつ、昇降運動部４７により昇降（上，下動）させる。これにより、カートリッジ移動装置４４は、塗料充填装置４３に取付けられた充填済みカートリッジ２４を、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏを通る上，下方向の中心線Ｏ1−Ｏ1上に移動することができる。また、使用済みカートリッジ２４′を塗料充填装置４３に戻すこともできる。
【０１００】
このときに、円弧運動部４６は、揺動アーム部４８のカートリッジ把持機構４８ＢをＦ位置（図３１、図３７に示す位置）まで上昇させ、カートリッジ２４，２４′を抜き差しするときにカートリッジ把持機構４８ＢをＦ位置からＧ位置（図３２、図３５に示す位置）まで下降させる。一方、使用済みカートリッジ２４′と塗料が充填されたカートリッジ２４とを差し替えるときには、障害になるカートリッジ２４′が無いために、上昇をＦ位置よりも低いＨ位置（図３３、図３４に示す位置）で止めて差し換え作業を行うことができる。
【０１０１】
本実施の形態による塗装システム１１は上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について述べる。
【０１０２】
まず、コンベア装置３によって搬送される車体２を塗装する場合について説明する。この場合、ロボット装置１３を走行レール１２に沿って動作させつつ、該ロボット装置１３を用いて塗装作業を行う。このときには、共通本体部１５の霧化ヘッド接続部１５Ｃに洗浄済み霧化ヘッド１９を接続し、カートリッジ嵌合部１５Ｄに所望の塗色の塗料が充填された充填済みカートリッジ２４を嵌合する。これにより、共通本体部１５、霧化ヘッド１９およびカートリッジ２４によってカートリッジ式回転霧化頭型塗装機１４を構成することができる。
【０１０３】
そして、塗装機１４を用いて塗装を行う場合には、ロボット装置１３を動作させて霧化ヘッド１９の回転霧化頭２２を車体２に対面させる。また、エアモータ２１により回転霧化頭２２を高速で回転しつつ、シェーピングエアリング２３からシェーピングエアを噴出する。さらに、高電圧発生器１６による高電圧をエアモータ２１を介して回転霧化頭２２に印加する。この状態で、押出し液体弁１８と塗料弁２９を開弁し、押出し液体によってフィードチューブ２７から回転霧化頭２２に向けて塗料を吐出する。これにより、回転霧化頭２２は塗料を高電圧に帯電すると共に霧化し、この霧化した塗料を車体２に噴霧することができる。
【０１０４】
そして、車体２の塗装が終了したら、使用済み霧化ヘッド１９′、使用済みカートリッジ２４′を洗浄された洗浄済み霧化ヘッド１９、塗料が充填された充填済みカートリッジ２４に交換する。
【０１０５】
そこで、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４の交換作業について、図４０に示すフローチャートに基づき、図３０ないし図３９の動作説明図に沿って詳細に説明する。
【０１０６】
まず、上述したように塗装機１４による車体２の塗装作業が終了したら（ステップ１）、図３０に示すように、ロボット装置１３を動作して塗装機１４を一点鎖線で示す霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに移動する（ステップ２）。この交換位置Ｏでは、図中に二点鎖線で示すように、塗装機１４の共通本体部１５が霧化ヘッド交換洗浄装置３１の共通本体部把持装置３３の各爪部３３Ｃ間に配置され、使用済み霧化ヘッド１９′が霧化ヘッド把持装置３５の左側の把持具３５Ｃに固定可能な位置に配置される。
【０１０７】
次に、ステップ３に移って、塗装機１４が霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに到達したか判定する。このときに、図３０中に二点鎖線で示すように、塗装機１４が霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに到達していると判定した場合には、ステップ４に移る。
【０１０８】
ステップ４では、ロボット装置１３の駆動力を低減する。ここで、塗装システム１１は、塗装機１４を交換位置Ｏに正しく配置すべきにも拘らず、各種の要因により実際に交換位置Ｏからずれてしまう場合がある。そこで、このステップ４では、ロボット装置１３の各アーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄを作動する回転モータ、往復動アクチュエータ（いずれも図示せず）等の駆動力を低減し、塗装機１４に外力を加えれば共通本体部１５を自由に動かすことができるように、ロボット装置１３を制御する。これにより、塗装機１４は自由に動ける自由状態となる。
【０１０９】
次のステップ５では、図３１に示す如く、ロボット装置１３によって霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに塗装機１４が移動されると、共通本体部把持装置３３の左，右の爪部３３Ｃにより塗装機１４の共通本体部１５の取付部１５Ｂを把持する。即ち、共通本体部把持装置３３の左，右の爪部３３Ｃで塗装機１４の共通本体部１５を把持するときには、予めステップ４で塗装機１４は自由状態となっている。従って、各爪部３３Ｃで共通本体部１５の取付部１５Ｂを把持したときには、各傾斜面３３Ｃ1によってロボット装置１３と間の位置ずれを修正し、共通本体部１５の取付部１５Ｂを霧化ヘッド交換洗浄装置３１による交換位置Ｏに正確に位置決めすることができる。
【０１１０】
しかも、共通本体部１５が回転方向に位置ずれしている場合には、取付部１５Ｂに形成された把持面１５Ｆの平坦面１５Ｆ1を各回転方向位置決め部３３Ｄの平坦面３３Ｄ1で挟むことにより、共通本体部１５の回転方向の位置ずれを自動的に修正することができる。この結果、共通本体部把持装置３３は、図３１に示す如く、中心線Ｏ1−Ｏ1上であって各爪部３３Ｃ間に特定された交換位置Ｏに、共通本体部１５を正確な向きおよび正確な高さ位置をもって固定することができる。
【０１１１】
ここで、ロボット装置１３に取付けられた塗装機１４を自由状態にするステップ４と、塗装機１４の共通本体部１５を把持するステップ５とは、ほぼ同時に行われるものである。なお、ステップ４とステップ５は、順番を入れ換えることにより、塗装機１４の共通本体部１５を把持した後に、ロボット装置１３に取付けられた共通本体部１５を自由状態にしてもよい。
【０１１２】
次に、図３１に示す如く、カートリッジ交換装置４１を構成する揺動アーム部４８の左，右のカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃのうち、右側のカートリッジ把持機構４８Ｃで充填済みカートリッジ２４を把持し、このカートリッジ把持機構４８Ｃを霧化ヘッド交換洗浄装置３１側に移動する。このときに昇降運動部４７は、把持した充填済みカートリッジ２４のフィードチューブ２７が障害物に接触しないように高いＦ位置で移動させ、カートリッジ２４を把持していない左側のカートリッジ把持機構４８Ｂを中心線Ｏ1−Ｏ1上であって交換位置Ｏの上方に配置する。
【０１１３】
次に、ステップ６では、図３２に示すように、霧化ヘッド把持装置３５の把持具３５Ｃで使用済み霧化ヘッド１９′を把持して、霧化ヘッド把持装置３５をＢ位置まで下降させて共通本体部１５から取外す。また、ステップ７では、揺動アーム部４８をＧ位置まで下降させ、左側のカートリッジ把持機構４８Ｂで使用済みカートリッジ２４′を把持したら、図３３に示す如く、昇降運動部４７により揺動アーム部４８をＨ位置まで上昇させ、共通本体部１５から使用済みカートリッジ２４′を引抜く。
【０１１４】
ここで、使用済み霧化ヘッド１９′を共通本体部１５から取外す作業を行うステップ６と、使用済みカートリッジ２４′を共通本体部１５から取外す作業を行うステップ７とは、順番を入れ換えてもよく、また同時に進行するようにしてもよい。
【０１１５】
次に、霧化ヘッド１９′からカートリッジ２４′のフィードチューブ２７が抜けたら、図３３に示すように、シリンダ装置３５Ａにより左側の把持具３５Ｃに把持した使用済み霧化ヘッド１９′を左側の洗浄装置３６の中心線Ｑ1−Ｑ1に移動し、右側の把持具３５Ｄに把持した洗浄済み霧化ヘッド１９を中心線Ｏ1−Ｏ1上であって交換位置Ｏの下方に移動する。
【０１１６】
次に、ステップ８では、図３４に示すように、霧化ヘッド把持装置３５の把持具３５ＤをＡ位置まで上昇し、該把持具３５Ｄに把持された洗浄済み霧化ヘッド１９を共通本体部１５に取付ける。また、揺動アーム部４８の各カートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃを左側に移動し、右側のカートリッジ把持機構４８Ｃで把持している充填済みカートリッジ２４を中心線Ｏ1−Ｏ1上であって交換位置Ｏの上方に配置する。このときに、昇降運動部４７は、Ｆ位置よりも低いＨ位置までしかカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃを上昇させていないから、移動に要する時間を短縮することができる。
【０１１７】
次に、充填済みカートリッジ２４を交換位置Ｏの上方に配置したら、ステップ９に移る。このステップ９では、図３５に示すように、カートリッジ把持機構４８ＣをＧ位置に下降させ、充填済みカートリッジ２４を共通本体部１５に取付ける。その後に、図３６に示す如く、カートリッジ把持機構４８Ｃからカートリッジ２４を切離し、該カートリッジ把持機構４８ＣをＦ位置に上昇する。
【０１１８】
なお、洗浄済み霧化ヘッド１９を共通本体部１５に取付ける作業を行うステップ８と、充填済みカートリッジ２４を共通本体部１５に取付ける作業を行うステップ９とは、前述したステップ６とステップ７との場合と同様に、順番を入れ換えてもよく、また同時に進行するようにしてもよい。
【０１１９】
このようにして、共通本体部１５に洗浄済み霧化ヘッド１９と充填済みカートリッジ２４を取付けて塗装機１４の準備が完了したら、図３７に示すように、ステップ１０に移る。このステップ１０では、ロボット装置１３に対する駆動力の低減制御を解除する。また、共通本体部把持装置３３による共通本体部１５の把持を解除し、霧化ヘッド把持装置３５による霧化ヘッド１９の把持を解除する。この状態で、ロボット装置１３を通常の駆動力で制御し、塗装機１４を車体２側の塗装待機位置に移動する。
【０１２０】
一方、ステップ１１では、図３８に示す如く、昇降装置３４により霧化ヘッド把持装置３５をＣ位置まで下降させ、使用済み霧化ヘッド１９′の先端側を廃液回収器３８内に挿入する。また、左側の洗浄装置３６の洗浄具３６ＣをＥ位置まで下降させ、洗浄液体チューブ３６Ｄを使用済み霧化ヘッド１９′に挿入する。この状態で、洗浄装置３６の洗浄液体チューブ３６Ｄから洗浄液体を噴出することにより、廃液を周囲に飛散させることなく回転霧化頭２２等を洗浄することができる。
【０１２１】
そして、霧化ヘッド１９の洗浄が終了したら、図３９に示すように、霧化ヘッド把持装置３５をＡ位置まで上昇させ、洗浄装置３６をＤ位置まで上昇させる。これにより、次に行う霧化ヘッド１９，１９′、カートリッジ２４，２４′の交換作業のための準備態勢をとることができる。
【０１２２】
以上のように、本実施の形態によれば、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の固定板３２に、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を交換するときに塗装機１４の共通本体部１５を把持して位置決めする共通本体部把持装置３３を設ける構成としている。これにより、塗装機１４の共通本体部１５に対し、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を交換して取付ける場合、固定板３２に取付けられた共通本体部把持装置３３により共通本体部１５を把持することができる。このように、共通本体部把持装置３３を用いて共通本体部１５を霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに位置決めすることができる。
【０１２３】
従って、本実施の形態では、共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３のアーム１３Ｂ，１３Ｃ等を動作させたときの繰返し位置精度によって生じる位置ずれ、ロボット装置１３、霧化ヘッド交換洗浄装置３１、カートリッジ交換装置４１を設置したときの位置ずれを吸収することができ、交換作業を行うときには毎回塗装機１４を不動な特定位置となる交換位置Ｏに正確に位置決めすることができる。
【０１２４】
この結果、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに正確に位置決めされた共通本体部１５に対し、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を無理なく円滑に脱着することができる。また、共通本体部１５、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４の摩耗、損傷を抑制して、耐久性、信頼性を向上することができる。さらに、塗装ライン１の維持管理費等を削減することができる。
【０１２５】
また、塗装機１４の共通本体部１５を霧化ヘッド交換洗浄装置３１の交換位置Ｏに正確に位置決めすることにより、ロボット装置１３を設置するときの作業性、霧化ヘッド交換洗浄装置３１、カートリッジ交換装置４１を加工、設置するときの作業性等を向上することができる。さらに、塗装ライン１全体のコストを低減することができる。
【０１２６】
また、固定板３２に共通本体部把持装置３３を固定的に取付けることにより、共通本体部１５を毎回同じ位置に位置決めすることができる。従って、霧化ヘッド交換洗浄装置３１、カートリッジ交換装置４１は、正確に位置決めされた共通本体部１５に対して霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を円滑に取付け、取外しすることができる。
【０１２７】
一方、実施の形態によれば、共通本体部把持装置３３によって共通本体部１５を把持するときには、ロボット装置１３の各アーム１３Ｂ，１３Ｃ、手首１３Ｄを所望の姿勢に固定している駆動力（駆動トルク）を、外力を加えれば共通本体部１５を自由に動かすことができる程度まで低減する。これにより、手首１３Ｄに取付けられた塗装機１４は、外力によって任意の方向に動かすことができる自由状態とすることができる。この結果、塗装機１４と共通本体部把持装置３３との間に位置ずれが生じている場合でも、共通本体部把持装置３３は、ロボット装置１３の駆動力に邪魔されることなく、塗装機１４の共通本体部１５を交換位置Ｏに正確に固定することができる。
【０１２８】
しかも、共通本体部１５には把持面１５Ｆを設け、共通本体部把持装置３３には、共通本体部１５を把持して交換位置Ｏに位置決めする一対の爪部３３Ｃと、該各爪部３３Ｃに設けられ前記共通本体部１５の把持面１５Ｆに当接して該共通本体部１５を回転方向と上，下方向に位置決めする回転方向位置決め部３３Ｄとを設ける構成としている。
【０１２９】
これにより、共通本体部把持装置３３は、塗装機１４の共通本体部１５を正確な交換位置Ｏに、正確な向きで、正確な上，下方向の位置に自動的に位置決めすることができる。この結果、霧化ヘッド１９、カートリッジ２４を共通本体部１５に取付け、取外しするときに、無理な負荷を作用させることなく円滑に脱着することができ、信頼性、寿命等を向上することができる。
【０１３０】
また、カートリッジ交換装置４１は、揺動アーム部４８を円弧運動部４６により揺動させつつ、直線運動部４５により載置台４２の長さ方向（左，右方向）に直線的に移動させることにより、簡単な構造でカートリッジ２４を交換位置Ｏとの間で移動することができる。従って、カートリッジ２４を移動するための構成を、ロボット、ＸＹテーブル等に比較して小型化することができるから、塗装システム１１は、設置が困難であった狭小スペースにも設置することができる。
【０１３１】
さらに、本実施の形態によれば、カートリッジ交換装置４１は、載置台４２の長さ方向（左，右方向）に揺動アーム部４８を直線的に移動する直線運動部４５と、揺動アーム部４８を水平面上で揺動（円弧動）させる円弧運動部４６と、該円弧運動部４６に取付けられ揺動アーム部４８を上，下方向に移動（上，下動）させる昇降運動部４７と、該昇降運動部４７に取付けられカートリッジ２４を把持するカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃを有する揺動アーム部４８とにより構成している。これにより、揺動アーム部４８に設けられたカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃは、円弧運動部４６によって載置台４２の幅方向（前，後方向）に移動する。
【０１３２】
この結果、カートリッジ交換装置４１は、例えばロボット装置、ＸＹテーブル等を用いたものに比較して、円弧運動部４６により全体の構造を簡略化することができる。また、円弧運動部４６は、ガイドレール４５Ａ等を用いた直線運動部４５に比較して軽量化することができるから、カートリッジ交換装置４１の動作速度を高めることができ、生産性を向上することができる。さらに、載置台４２に配置するカートリッジ２４の数が増えた場合でも、直線運動部４５のガイドレール４５Ａを延ばすだけでカートリッジ２４の増大に簡単に対応することができる。
【０１３３】
なお、実施の形態では、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の固定板３２は、カートリッジ交換装置４１の載置台４２に取付けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、揺動アーム部４８のカートリッジ把持機構４８Ｂ，４８Ｃが届く範囲であれば、霧化ヘッド交換洗浄装置３１の固定板３２をカートリッジ交換装置４１の載置台４２と別個に設ける構成としてもよい。
【０１３４】
また、実施の形態では、霧化ヘッド１９は、回転霧化頭２２を備えた回転霧化頭型の霧化ヘッドとして構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばエア霧化ノズル、液圧霧化ノズル等を備えた他の霧化ヘッドを設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の実施の形態による塗装システムを含む車体の塗装ラインを示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す車体の塗装ラインの平面図である。
【図３】塗装機をロボット装置の手首に取付けた状態で拡大して示す外観斜視図である。
【図４】塗装機を図３中の矢示IV−IV方向からみた縦断面図である。
【図５】図４中の共通本体部を示す縦断面図である。
【図６】図４中の霧化ヘッドを示す縦断面図である。
【図７】図４中のカートリッジを示す縦断面図である。
【図８】霧化ヘッド交換洗浄装置とカートリッジ交換装置を示す正面図である。
【図９】霧化ヘッド交換洗浄装置とカートリッジ交換装置を図８中の矢示IX−IX方向からみた右側面図である。
【図１０】図８の霧化ヘッド交換洗浄装置とカートリッジ交換装置を拡大して示す拡大平面図である。
【図１１】図８中の霧化ヘッド交換洗浄装置を拡大して示す正面図である。
【図１２】図１１に示す霧化ヘッド交換洗浄装置の右側面図である。
【図１３】図１１に示す霧化ヘッド交換洗浄装置の平面図である。
【図１４】図１１中の矢示XIV−XIV方向からみた霧化ヘッド交換洗浄装置の断面図である。
【図１５】固定板、昇降装置等を示す正面図である。
【図１６】図１５に示す固定板、昇降装置等の右側面図である。
【図１７】共通本体部把持装置の爪部間に塗装機の共通本体部を配置した状態を示す動作説明図である。
【図１８】共通本体部把持装置の爪部間に塗装機の共通本体部を配置した状態を図１７中の矢示XVIII−XVIII方向から拡大して示す動作説明図である。
【図１９】共通本体部把持装置の爪部で塗装機の共通本体部を把持した状態を示す動作説明図である。
【図２０】共通本体部把持装置の爪部で塗装機の共通本体部を把持した状態を図１９中の矢示XX−XX方向から拡大して示す動作説明図である。
【図２１】霧化ヘッド把持装置の把持具を拡大して示す平面図である。
【図２２】霧化ヘッド把持装置の把持具で霧化ヘッドを把持した状態を示す一部破断の拡大正面図である。
【図２３】左側の洗浄装置を示す正面図である。
【図２４】左側の洗浄装置を図２３中の矢示XXIV−XXIV方向からみた右側面図である。
【図２５】カートリッジ交換装置を図１０中の矢示XXV−XXV方向からみた断面図である。
【図２６】カートリッジ交換装置を図２５中の矢示XXVI−XXVI方向からみた拡大断面図である。
【図２７】カートリッジ移動装置を図２６中の矢示XXVII−XXVII方向から拡大してみた拡大断面図である。
【図２８】円弧運動部、昇降運動部、揺動アーム部を図２７中の矢示XXVIII−XXVIII方向から拡大してみた拡大断面図である。
【図２９】揺動アーム部のカートリッジ把持機構を示す図２８の右側面図である。
【図３０】塗装機を共通本体部把持装置に移動する状態を示す動作説明図である。
【図３１】充填済みカートリッジを霧化ヘッド交換洗浄装置側に移動した状態を示す動作説明図である。
【図３２】使用済み霧化ヘッドを共通本体部から分離し、使用済みカートリッジを把持した状態を示す動作説明図である。
【図３３】霧化ヘッド把持装置を左側に移動し、使用済みカートリッジを分離した状態を示す動作説明図である。
【図３４】洗浄済み霧化ヘッドを共通本体部に取付け、充填済みカートリッジを交換位置に配置した状態を示す動作説明図である。
【図３５】充填済みカートリッジを共通本体部に取付けた状態を示す動作説明図である。
【図３６】揺動アーム部を上側に移動させた状態を示す動作説明図である。
【図３７】塗装機を塗装待機位置に向けて移動し、使用済みカートリッジをカートリッジ交換装置側に移動した状態を示す動作説明図である。
【図３８】使用済み霧化ヘッドを洗浄装置で洗浄している状態を示す動作説明図である。
【図３９】霧化ヘッドの洗浄が終了した交換作業の待機状態を示す動作説明図である。
【図４０】霧化ヘッドとカートリッジの交換処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３６】
１１ 塗装システム
１３ ロボット装置
１３Ａ 台座
１３Ｂ 垂直アーム
１３Ｃ 水平アーム
１３Ｄ 手首
１４ 塗装機
１５ 共通本体部
１５Ｆ 把持面（位置合せ部）
１９ 霧化ヘッド（洗浄済み霧化ヘッド）
１９′ 使用済み霧化ヘッド
２２ 回転霧化頭
２４ カートリッジ（充填済みカートリッジ）
２４′ 使用済みカートリッジ
３１ 霧化ヘッド交換洗浄装置
３２ 固定板（固定部材）
３３ 共通本体部把持装置
３３Ａ 取付フレーム
３３Ｂ アクチュエータ
３３Ｃ 爪部
３３Ｄ 回転方向位置決め部
３４ 昇降装置
３４Ａ 取付板
３４Ｂ ガイドレール
３４Ｃ ボールねじ装置
３４Ｄ モータ
３５ 霧化ヘッド把持装置
３５Ａ シリンダ装置
３５Ｂ 移動板
３５Ｃ，３５Ｄ 把持具
３６，３７ 洗浄装置
４１ カートリッジ交換装置
４２ 載置台
４３ 塗料充填装置
４５ 直線運動部
４６ 円弧運動部
４７ 昇降運動部
４８ 揺動アーム部
４８Ａ アーム本体
４８Ｂ，４８Ｃ カートリッジ把持機構
Ｏ 霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置
Ｏ1−Ｏ1 交換位置を通る上，下方向の中心線
Ｓｐ 揺動支点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装作業を行うためのロボット装置と、
該ロボット装置に固定的に取付けられた共通本体部、該共通本体部に交換可能に取付けられる塗料噴霧用の霧化ヘッドおよび前記共通本体部に交換可能に取付けられ前記霧化ヘッドに対して塗料を供給するカートリッジからなる塗装機と、
該塗装機の共通本体部に取付けられた使用済みの霧化ヘッドを洗浄済みの霧化ヘッドと交換し、交換した使用済みの霧化ヘッドを洗浄する霧化ヘッド交換洗浄装置と、
載置台上に配置された複数個の充填済みカートリッジのうちの１つのカートリッジを把持し、前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置にある前記塗装機の共通本体部に取付けられた使用済みカートリッジと交換するカートリッジ交換装置とにより構成してなる塗装システムにおいて、
前記ロボット装置によって前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に移動された前記塗装機の共通本体部を把持し、当該共通本体部を前記交換位置に位置決めする共通本体部把持装置を設ける構成としたことを特徴とする塗装システム。
【請求項２】
前記共通本体部把持装置は、前記ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を把持することができる位置で、前記霧化ヘッド交換洗浄装置に固定して取付ける構成としてなる請求項１に記載の塗装システム。
【請求項３】
前記霧化ヘッド交換洗浄装置は、前記カートリッジ交換装置に隣接して設けられた固定部材と、該固定部材に取付けられ前記共通本体部を交換位置で把持する前記共通本体部把持装置と、該共通本体部把持装置の下側に位置して上，下方向と左，右方向に移動可能に設けられ前記霧化ヘッドを把持して脱着する霧化ヘッド把持装置と、前記共通本体部把持装置の側方に位置して上，下方向に移動可能に設けられ該霧化ヘッド把持装置が把持した使用済みの霧化ヘッドを洗浄する洗浄装置とにより構成してなる請求項１または２に記載の塗装システム。
【請求項４】
前記霧化ヘッド把持装置と洗浄装置は、前記固定部材に設けられた昇降装置により、一緒に上，下方向に移動する構成としてなる請求項３に記載の塗装システム。
【請求項５】
前記共通本体部把持装置により前記塗装機の共通本体部を把持するときには、前記ロボット装置の駆動力を低減し、前記共通本体部を自由状態にする構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の塗装システム。
【請求項６】
前記塗装機の共通本体部には、回転方向の位置を合わせるための位置合せ部を設け、
前記共通本体部把持装置は、前記共通本体部を把持するときに前記位置合せ部を利用して前記共通本体部を回転方向に位置決めする構成としてなる請求項１，２，３，４または５に記載の塗装システム。
【請求項７】
前記カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心として前記載置台上の充填済みカートリッジの配置位置と前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置との間を円弧を描いて揺動する間に前記カートリッジを交換する構成としてなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の塗装システム。
【請求項８】
前記カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心とする円弧に沿って前記充填済みカートリッジが並べられた前記載置台と、該載置台上に設けられ前記揺動支点を中心として円弧動する円弧運動部と、該円弧運動部に設けられて上，下動する昇降運動部と、基端側が該昇降運動部に取付けられ水平方向に延びて自由端となった先端側にカートリッジ把持機構が設けられた揺動アーム部とにより構成してなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の塗装システム。
【請求項１】
塗装作業を行うためのロボット装置と、
該ロボット装置に固定的に取付けられた共通本体部、該共通本体部に交換可能に取付けられる塗料噴霧用の霧化ヘッドおよび前記共通本体部に交換可能に取付けられ前記霧化ヘッドに対して塗料を供給するカートリッジからなる塗装機と、
該塗装機の共通本体部に取付けられた使用済みの霧化ヘッドを洗浄済みの霧化ヘッドと交換し、交換した使用済みの霧化ヘッドを洗浄する霧化ヘッド交換洗浄装置と、
載置台上に配置された複数個の充填済みカートリッジのうちの１つのカートリッジを把持し、前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置にある前記塗装機の共通本体部に取付けられた使用済みカートリッジと交換するカートリッジ交換装置とにより構成してなる塗装システムにおいて、
前記ロボット装置によって前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置に移動された前記塗装機の共通本体部を把持し、当該共通本体部を前記交換位置に位置決めする共通本体部把持装置を設ける構成としたことを特徴とする塗装システム。
【請求項２】
前記共通本体部把持装置は、前記ロボット装置に取付けられた塗装機の共通本体部を把持することができる位置で、前記霧化ヘッド交換洗浄装置に固定して取付ける構成としてなる請求項１に記載の塗装システム。
【請求項３】
前記霧化ヘッド交換洗浄装置は、前記カートリッジ交換装置に隣接して設けられた固定部材と、該固定部材に取付けられ前記共通本体部を交換位置で把持する前記共通本体部把持装置と、該共通本体部把持装置の下側に位置して上，下方向と左，右方向に移動可能に設けられ前記霧化ヘッドを把持して脱着する霧化ヘッド把持装置と、前記共通本体部把持装置の側方に位置して上，下方向に移動可能に設けられ該霧化ヘッド把持装置が把持した使用済みの霧化ヘッドを洗浄する洗浄装置とにより構成してなる請求項１または２に記載の塗装システム。
【請求項４】
前記霧化ヘッド把持装置と洗浄装置は、前記固定部材に設けられた昇降装置により、一緒に上，下方向に移動する構成としてなる請求項３に記載の塗装システム。
【請求項５】
前記共通本体部把持装置により前記塗装機の共通本体部を把持するときには、前記ロボット装置の駆動力を低減し、前記共通本体部を自由状態にする構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の塗装システム。
【請求項６】
前記塗装機の共通本体部には、回転方向の位置を合わせるための位置合せ部を設け、
前記共通本体部把持装置は、前記共通本体部を把持するときに前記位置合せ部を利用して前記共通本体部を回転方向に位置決めする構成としてなる請求項１，２，３，４または５に記載の塗装システム。
【請求項７】
前記カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心として前記載置台上の充填済みカートリッジの配置位置と前記霧化ヘッド交換洗浄装置の交換位置との間を円弧を描いて揺動する間に前記カートリッジを交換する構成としてなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の塗装システム。
【請求項８】
前記カートリッジ交換装置は、揺動支点を中心とする円弧に沿って前記充填済みカートリッジが並べられた前記載置台と、該載置台上に設けられ前記揺動支点を中心として円弧動する円弧運動部と、該円弧運動部に設けられて上，下動する昇降運動部と、基端側が該昇降運動部に取付けられ水平方向に延びて自由端となった先端側にカートリッジ把持機構が設けられた揺動アーム部とにより構成してなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の塗装システム。
【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１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【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１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【公開番号】特開２００７−１３０５３０（Ｐ２００７−１３０５３０Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２４０１３（Ｐ２００５−３２４０１３）
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（３９９０５５４３２）ＡＢＢ株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（３９９０５５４３２）ＡＢＢ株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
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