塗装システム
【課題】例えば、車体本体に対して揺動可能に連結されたドア等を容易に開状態とすることが可能であり、しかも、作業効率に優れる塗装システムを提供する。
【解決手段】塗装システム１０は、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄと、オープナーロボット１６とを有する。例えば、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄは、壁２４、２６に敷設された第１案内レール２８に変位自在に係合された走行台車３２を介して設けられ、一方、オープナーロボット１６は、壁２６に敷設された第２案内レール３０に変位自在に係合された走行台車３４を介して設けられる。
【解決手段】塗装システム１０は、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄと、オープナーロボット１６とを有する。例えば、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄは、壁２４、２６に敷設された第１案内レール２８に変位自在に係合された走行台車３２を介して設けられ、一方、オープナーロボット１６は、壁２６に敷設された第２案内レール３０に変位自在に係合された走行台車３４を介して設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、四輪自動車は、乗員室が形成された車体本体に対して乗員室ドア、ボンネット、トランク等の各種のドアが揺動自在に連結され、この状態で、塗装工程に搬送される。
【０００３】
塗装工程では、各種のドアごと搬送される車体本体に対し、例えば、特許文献１に記載されるように、塗装ロボットから所定の塗料が噴霧される。なお、車体本体におけるドアが着座する部位も塗装を行う必要があるので、塗料の噴霧に先んじて、各種のドアが開状態とされる（例えば、特許文献２の図１参照）。換言すれば、ドアは、車体本体から離間する方向に揺動され、この状態で、該ドアや車体本体に対しての塗装が実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２６６８７０号公報
【特許文献２】特開昭６１−２０４０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
塗装ロボットとオープナーロボットは、双方とも、同一の案内レールで案内されるように配置される。このため、塗装ロボットとオープナーロボットとを同時に作動させると、互いに干渉し易い。この場合、例えば、塗装ロボットが塗装に適切な姿勢となることが困難となる。
【０００６】
そこで、塗装ロボットを一旦待機させ、オープナーロボットが作動を終了した後、該塗装ロボットを作動させるようにしているが、この場合、塗装ロボットを塗装に適切な姿勢とすることが容易にはなるものの、塗装ロボットの作業効率が低下するという不都合がある。また、噴霧された塗料によってオープナーロボットが汚れてしまう不具合や、このオープナーロボットが揺動させたドアに塗料が付着してしまう不具合も顕在化している。
【０００７】
また、オープナーロボットと塗装ロボットを同一の案内レール上に配置すると、塗装ラインが過度に長尺化してしまうという不具合が生じる。
【０００８】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、塗装ロボット及びオープナーロボットの双方の作業効率が向上するとともに、オープナーロボットが汚れ難く、しかも、揺動方向が異なる別種のドアの双方を開状態にし得る塗装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、複数個の部材が本体に対して揺動可能に連結されて構成される被塗装物を塗布するための塗装手段を有する塗装ロボットと、前記被塗装物における前記部材を前記本体から離間する方向に揺動させるためのオープナーロボットとを具備する塗装システムであって、
前記塗装ロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて変位させる第１の変位機構と、
前記オープナーロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて変位させる第２の変位機構と、
を備え、
前記オープナーロボットは、取付基部に設けられたアーム部を具備するとともに、前記アーム部は、回動可能な少なくとも３個のアーム部材を有し、
前記３個のアーム部材は、前記オープナーロボットの前記取付基部との取付面に対して平行に延在する少なくとも３個の回転軸を有することを特徴とする。
【００１０】
例えば、前記特許文献２記載の従来技術では、その図１から諒解されるように、オープナーロボットにおけるアームを折り畳む（待機状態とする）軸は１個のみである。このため、塗装作業時にオープナーロボットのアーム部を塗装箇所から十分に離間させることができない。このため、アーム部に塗料が付着して汚れる懸念がある。
【００１１】
また、オープナーロボットを移動させる際には、汚れることを回避するべくアーム部を折り畳んで（収縮させて）被塗装物との離間距離を十分に取る必要があるが、下段に配置された塗装ロボットに衝突させることなくアーム部を折り畳むためには、塗装ブースを大きくして内部空間を広大化しなければならない。
【００１２】
これに対し、本発明によれば、上記のような構成とすることにより、塗装に適切な姿勢を塗装ロボットにとらせつつ、オープナーロボットを動作させて所定の部材を揺動させることができるようになる。オープナーロボットのアーム部材を適宜回動させることにより、オープナーロボットと塗装ロボットとが互いに干渉することを回避し得るからである。
【００１３】
従って、オープナーロボットが作動している間、塗装ロボットを待機状態とする必要がない。このため、塗装ロボットの作業効率が向上するので、被塗装物に対して効率よく塗装を行うことができる。
【００１４】
なお、アーム部材は、基端部側から先端に向かうに従って螺旋状に連結することが好ましい。この場合、待機状態・作動状態のいずれにおいてもアーム部が占める空間を狭小化することができる。このため、オープナーロボットの設置スペースを狭小化することができるとともに、作動状態にあるときに、基端部から被塗装物までの距離を小さくすることができる。これによりオープナーロボットの変位距離が短くなるので、オープナーロボットが変位する際に該オープナーロボットを案内するための案内部材の敷設寸法を短くすることもできる。
【００１５】
その上、内部空間を広大化するために塗装ブースを大きくする必要もない。
【００１６】
ただし、アーム部材が基端部側から先端に向かうに従って順次外方側の端面に連結されたものであっても特に差し支えはない。すなわち、本発明にはこの場合も含まれるものとする。
【００１７】
この場合には、アーム部材が被塗装物から順次離間していくので、オープナーロボットが塗料によって汚れることを一層容易に回避することができるという利点がある。
【００１８】
さらに、前記３個のアーム部材を基端部側から第１アーム部材、第２アーム部材及び第３アーム部材とするとき、第１アーム部材と前記取付基部との回転軸と、第２アーム部材と第３アーム部材との回転軸とを略同一直線上又は略同一平面上に配置することが好ましい。
【００１９】
このように構成することにより、塗装ロボットが作業中であっても、オープナーロボットが塗装ロボットを越えて移動することが可能となる。すなわち、オープナーロボットを移動させる際に塗装ロボットを待機状態とする必要がない。加えて、オープナーロボットが塗料によって汚れることを回避することも可能となる。
【００２０】
以上の構成において、さらに、前記塗装ロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて第１の案内部材に沿って変位させる第１の変位機構と、
前記ボンネット又は前記トランクに別タイミングで掛合する掛合部材を有する前記オープナーロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて第２の案内部材に沿って変位させる第２の変位機構と、
を備え、
前記第１の案内部材と前記第２の案内部材とが高低差を設けて配置されることにより、前記オープナーロボットと前記塗装ロボットとが高低差を設けて配置されることが好ましい。
【００２１】
この場合、オープナーロボットと塗装ロボットが互いに高低差を設けて設置しているため、互いが干渉することが一層容易に回避される。このため、オープナーロボットが作動している最中であっても、塗装ロボットが塗装に適切な姿勢となることが容易となる。これにより塗装ロボットの作業効率が向上することも、塗装効率の向上に寄与する。
【００２２】
なお、本体としては四輪自動車の車体本体が例示され、この場合、揺動させるべき部材としてはボンネット及びトランクが挙げられる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、オープナーロボットと塗装ロボットを変位させる変位機構を個別に設け、且つオープナーロボットを、回動可能な少なくとも３個のアーム部材をアーム部に具備するように構成しているので、互いが作動している最中に干渉することが回避される。このため、オープナーロボットが作動している間であっても、塗装ロボットが塗装に適切な姿勢となることが容易となるので、塗装ロボットを待機状態とし、被塗装物に対して効率よく塗装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】塗装ステーションの概略要部斜視図
【図２】オープナーロボットの要部概略斜視図
【図３】オープナーロボットのフックの第２爪部がボンネットに掛合して開状態に揺動している状態を示す要部概略側面図
【図４】フックの第１爪部がトランクに近接した状態を示す要部概略側面図
【図５】オープナーロボットのアーム部が伸張して展開した状態を示す要部概略斜視図
【図６】フックで別車種のボンネット及びトランクを開状態に揺動したときの要部概略側面図
【図７】車体本体に連結されたボンネット及びトランクを、図３及び図４に示すフックで開状態に揺動したときの要部概略側面図
【図８】第１〜第３アーム部材が順次外方側に連結されたロボットの要部概略斜視図
【図９】図７のロボットを構成するアーム部が伸張して展開した状態を示す要部概略斜視図
【図１０】図６及び図７に示す５軸ロボットで塗装システムを構成した場合の概略要部斜視図
【図１１】別のオープナーロボットの要部概略斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る塗装システムにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態に係る塗装システム１０が設置された塗装ステーション１１の概略一部斜視図である。この場合、塗装システム１０は、四輪自動車の車体本体１２（被塗装物）に対して塗装を行うためのものであり、４台の塗装ロボット１４ａ〜１４ｄと、１台のオープナーロボット１６とを有する。
【００２７】
車体本体１２には、ボンネット１８、トランク２０及び４枚の乗員室ドア２２が予め揺動可能に連結されている。なお、オープナーロボット１６によって開状態とされるまでは、これらのドア１８、２０、２２は閉状態にある。
【００２８】
車体本体１２は、図示しないコンベアによって図１における矢印Ａ１方向に比較的低速で搬送される。換言すれば、車体本体１２は、矢印Ａ１方向に沿って緩やかに変位する。
【００２９】
塗装システム１０は、矢印Ａ１及び矢印Ａ２方向に沿って延在するとともに、互いに対向する２枚の壁２４、２６によって区画され、これにより形成された塗装ステーション１１に配設されている。そして、前記壁２４、２６の各々の下方に第１案内レール２８が敷設されるとともに、前記壁２６の上方に第２案内レール３０が敷設される。これら第１案内レール２８及び第２案内レール３０は、各々の延在方向が前記コンベアの延在方向に対して平行となるようにして、壁２４、２６ないし壁２６に設けられている。
【００３０】
このように、第１案内レール２８が壁２４、２６の下方に敷設され、一方、第２案内レール３０が壁２６の上方に敷設される結果、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６との間には、高低差が存在するようになる。すなわち、この場合、オープナーロボット１６は、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄに比して高位置に設けられる。
【００３１】
第１案内レール２８には、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄの各々が設けられた走行台車３２が変位自在に係合されており、一方、第２案内レール３０には、オープナーロボット１６が設けられた走行台車３４が変位自在に係合されている。これら走行台車３２、３４は、図示しない制御回路に電気的に接続されており、この制御回路の制御作用下に、第１案内レール２８又は第２案内レール３０に案内されながら矢印Ａ１方向又は矢印Ａ２方向に指向して変位する。すなわち、走行台車３２及び前記制御回路は、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを変位させる第１の変位機構を構成し、走行台車３４及び前記制御回路は、オープナーロボット１６を変位させる第２の変位機構を構成する。
【００３２】
塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとしては、例えば、６軸ロボット等の公知の多関節ロボットが採用される。塗装ロボット１４ａ〜１４ｄのアーム部３６の先端には、各々、塗装ガン３８が配設され、この塗装ガン３８を介して、ミスト状の塗料が車体本体１２に噴霧される。
【００３３】
各塗装ロボット１４ａ〜１４ｄには、４枚の乗員室ドア２２のいずれかを車体本体１２に対して揺動させるための図示しない開閉用治具が設けられる。すなわち、乗員室ドア２２は、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄによって揺動され、これにより開閉される。
【００３４】
一方、図２に示すように、オープナーロボット１６のアーム部４０は、走行台車３４に近接する取付基部４１側から先端側にかけて、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３、第３アーム部材４４をこの順序で有する。勿論、これらアーム部材４２、４３、４４は、個別に回動自在であり、且つ所定の角度で傾動した状態で停止することが可能である。
【００３５】
具体的には、取付基部４１と第１アーム部材４２の間、第１アーム部材４２と第２アーム部材４３の間、第２アーム部材４３と第３アーム部材４４の間、第３アーム部材４４とナット４６（後述）の間には、それぞれ、第１関節部１００、第２関節部１０２、第３関節部１０４、第４関節部１０６が設けられ、さらに、ナット４６とフック４８の間には第５関節部１０８が設けられる。これら第１関節部１００、第２関節部１０２、第３関節部１０４、第４関節部１０６及び第５関節部１０８により、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３、第３アーム部材４４、ナット４６及びフック４８が水平方向に沿って延在する軸Ｄ１〜Ｄ４を回動中心として回動可能である。
【００３６】
ここで、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３、第３アーム部材４４は、該アーム部材４２、４３、４４によって螺旋形状をなすようにして、一端部同士が回動軸を介して連結されている。このため、オープナーロボット１６が待機姿勢にあるときには、第１アーム部材４２と第２アーム部材４３との間に第３アーム部材４４が収容される。この際、第１関節部１００と第３関節部１０４は、軸Ｄ１と軸Ｄ３が略同一平面上となる程度に近接する。且つ、オープナーロボット１６が塗装ロボット１４ａ〜１４ｄよりも上方に配設される場合には、軸Ｄ１、Ｄ３が軸Ｄ２、Ｄ４よりも下方に設けられることにより、アーム部４０、特に第２アーム部材４３が塗装ロボット１４ａ〜１４ｄに干渉することが回避される。
【００３７】
第３アーム部材４４には、該第３アーム部材４４の延在方向と同一方向に延在するナット４６が連結されている。図１に示すように、該ナット４６には、掛合部材としてのフック４８がナット４６の延在方向に対して略直交する方向に指向するようにして取り付けられる。すなわち、フック４８を構成する柱状部５２（図３参照）はナット４６を介して第５関節部１０８に連結されており、従って、第５関節部１０８が回転動作することに追従して回転する。
【００３８】
図３に示すように、このフック４８は略逆Ｔ字形状をなす。すなわち、この場合、フック４８は、前記柱状部５２の先端から分岐して互いに逆方向に延在する第１爪部５４、第２爪部５６を有する。これら第１爪部５４及び第２爪部５６は、柱状部５２の延在方向に対して略直交する方向に延在する。なお、図２においては、フック４８の図示を省略している。
【００３９】
第１爪部５４及び第２爪部５６の先端には、柱状部５２側に向かって突出した第１掛合部５８、第２掛合部６０がそれぞれ形成される。後述するように、ボンネット１８は第２爪部５６の第２掛合部６０が掛合して開状態に揺動され（図３参照）、一方、トランク２０は第１爪部５４の第１掛合部５８が掛合して開状態に揺動される（図４参照）。すなわち、フック４８は、前記第５関節部１０８が軸Ｄ５を中心として所定角度で回転動作することに伴い、図３及び図４中の矢印方向に沿って揺動する。以上の動作については、後に詳述する。
【００４０】
本実施の形態に係る塗装システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。
【００４１】
各種のドア１８、２０、２２が連結された車体本体１２が前記コンベアを介して搬送されると、オープナーロボット１６は、先ず、閉状態にあるボンネット１８を開状態とするべく動作する。
【００４２】
具体的には、オープナーロボット１６が図２に示す待機状態から作動し、これにより、図５に示すように、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３及び第３アーム部材４４が所定の回動動作を行うことに伴って、アーム部４０が伸張した展開状態となる。この際、第２アーム部材４３が第１アーム部材４２及び第３アーム部材４４よりもボンネット１８から離間するようにアーム部４０が配置される。このとき、フック４８は、図３において仮想線で示すように、その第２爪部５６がボンネット１８から離間するように位置する。
【００４３】
この状態で第５関節部１０８が回動され、これに追従してフック４８が所定の角度でボンネット１８側に向かって揺動動作する。その結果、図３に示すように、第２爪部５６の第２掛合部６０がボンネット１８に掛合するに至る。
【００４４】
このように、フック４８を揺動動作させることにより、第２掛合部６０を何らかの部材ないし部位に干渉させることなくボンネット１８に掛合させることができる。
【００４５】
ボンネット１８が第２爪部５６の第２掛合部６０に掛合されたことが近接センサ（図示せず）で検知された後、オープナーロボット１６のアーム部４０が所定の動作を行い、これにより、図３に実線で示すように、ボンネット１８が車体本体１２から離間する方向に揺動される。すなわち、ボンネット１８が開状態となる。
【００４６】
この状態において、車体本体１２の前方近傍に位置する２台の塗装ロボット１４ａ、１４ｂ（図１参照）が作動し、ボンネット１８に対して塗料を噴霧する。すなわち、２台の塗装ロボット１４ａ、１４ｂによってボンネット１８に対する塗装が行われる。
【００４７】
その一方で、車体本体１２の後方近傍に位置する２台の塗装ロボット１４ｃ、１４ｄが動作し、前記開閉用治具によって前方の２枚の乗員室ドア２２を揺動させて開状態とする。塗装ロボット１４ｃ、１４ｄは、さらに、この開状態となった２枚の乗員室ドア２２（前方側）に対して塗料を噴霧する。
【００４８】
上記したように、本実施の形態では、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６とが高低差を設けるようにして配置されている（図１参照）。しかも、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６は個別に案内されるので、互いの変位に制約を受けることがない。このため、ボンネット１８を開状態として支持しているオープナーロボット１６に対して塗装ロボット１４ａ〜１４ｄが干渉することが回避される。従って、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄは、塗装に適切な姿勢をとることが容易となる。なお、この姿勢では、塗装ガン３８がフック４８の第１爪部５４に近接する。すなわち、塗料は、第１爪部５４側から車体本体１２に向かって噴霧される。
【００４９】
このため、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを待機させる必要は特にない。従って、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄの作業効率が向上し、車体本体１２に対する塗装を効率よく行うことができる。
【００５０】
また、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６に高低差があるため、塗装時にオープナーロボット１６に塗料が付着することが回避される。このため、オープナーロボット１６が塗料によって汚れることが防止され、結局、オープナーロボット１６を介して車体本体１２に塗料が付着することも防止される。
【００５１】
このようにして塗装が実施される間、車体本体１２は、図１及び図３における矢印Ａ１方向に沿って低速で搬送される。すなわち、変位する。この変位に追従し、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄ及びオープナーロボット１６は、前記制御回路の制御作用下に、車体本体１２の変位速度に対応する速度で変位する。勿論、この変位は、走行台車３２、３４を介して行われる。
【００５２】
ボンネット１８の塗装が終了すると、次に、アーム部４０が所定の動作を行い、これによりボンネット１８を車体本体１２側に揺動させて閉止状態とする。この状態で、オープナーロボット１６の第５関節部１０８が回動されることに伴い、フック４８の柱状部５２が所定の角度だけ回転動作される。これにより第２爪部５６の第２掛合部６０、ひいてはフック４８がボンネット１８から離脱する。また、アーム部４０が収納状態となる。
【００５３】
その一方で、２枚の乗員室ドア２２（前方側）の塗装が終了する。塗装ロボット１４ｃ、１４ｄは、前記開閉用治具によってこれらの乗員室ドア２２を車体本体１２側に揺動させ、閉止状態とする。
【００５４】
その後、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄ及びオープナーロボット１６は、速やかに、矢印Ａ２方向に沿って所定の距離だけ戻るように変位する。この変位も、前記制御回路の制御作用下に、走行台車３２、３４を介して行われる。この変位の際に、例えば、オープナーロボット１６が塗装ロボット１４ｃ、１４ｄを追い越してもよい。
【００５５】
本実施の形態では、オープナーロボット１６の第３アーム部材４４が第１アーム部材４２と第２アーム部材４３の間で伸張する。このため、車体本体１２とオープナーロボット１６との離間距離が小さくなるので、第２案内レール３０の長手方向寸法を小さくすることができる。また、オープナーロボット１６が、アーム部４０の展開状態・収縮状態のいずれにおいてもコンパクトであるので、設置スペースを狭小化することも可能である。
【００５６】
所定の位置まで戻ったオープナーロボット１６は、トランク２０を開状態とするべく、再度、アーム部４０を伸張させる。ここで、アーム部４０が伸張したときの第２アーム部材４３と、閉状態にあるトランク２０とは互いに略平行状態にある。従って、第３アーム部材４４が第２アーム部材４３に比してトランク２０に近接するように配置されると、第３アーム部材４４がトランク２０に干渉する懸念があるが、本実施の形態では、図４に示すように、トランク２０を開状態とする際には、第１アーム部材４２及び第３アーム部材４４が第２アーム部材４３に比してトランク２０から離間するように配置される。このため、第３アーム部材４４がトランク２０に干渉することが有効に回避される。
【００５７】
同時に、フック４８の第１爪部５４の第１掛合部５８がトランク２０に近接する。このときも、第１爪部５４及び第２爪部５６は、図３と同様に、矢印Ａ１、Ａ２方向に対して所定の角度をなすように若干傾斜している（図４の仮想線参照）。
【００５８】
そして、上記と同様に第５関節部１０８が所定の回転動作を行う。これに追従してフック４８が所定角度で回転動作し、これにより、閉状態にあるトランク２０に対して第１掛合部５８が掛合する。
【００５９】
このようにしてトランク２０に第１爪部５４の第１掛合部５８が掛合したことが近接センサ（図示せず）で検知された後、オープナーロボット１６のアーム部４０が所定の動作を行う。その結果、トランク２０が車体本体１２から離間する方向に揺動され、図４に実線で示すように、該トランク２０が開状態となる。
【００６０】
以上から諒解されるように、本実施の形態においては、フック４８が互いに相反する方向に延在する第１爪部５４及び第２爪部５６を有する。このため、１台のオープナーロボット１６によってボンネット１８及びトランク２０の双方を開状態とすることが可能となる。
【００６１】
トランク２０が開放された状態において、後方側の塗装ロボット１４ｃ、１４ｄが該トランク２０に対して塗料を噴霧する。その一方で、前方側の塗装ロボット１４ａ、１４ｂは、後方側の２枚の乗員室ドア２２を前記開閉用治具によって揺動させて開状態にした後、該２枚の乗員室ドア２２に対して塗料を噴霧する。
【００６２】
勿論、この際にも、上記と同様に、トランク２０を開状態として支持しているオープナーロボット１６に対して塗装ロボット１４ａ〜１４ｄが干渉することが回避されるので、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄが塗装に適切な姿勢をとることが容易となる。なお、この際においては、塗装ガン３８がフック４８の第１爪部５４に近接し、第１爪部５４側から車体本体１２に向かって塗料が噴霧される。
【００６３】
従って、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを待機させる必要がないので、該塗装ロボット１４ａ〜１４ｄの作業効率が向上する。すなわち、車体本体１２に対する塗装を効率よく行うことができる。
【００６４】
また、オープナーロボット１６が塗料によって汚れることが防止されるとともに、オープナーロボット１６を介して車体本体１２に塗料が付着することも防止される。
【００６５】
その上、この工程では、第１アーム部材４２及び第３アーム部材４４が第２アーム部材４３に比してトランク２０から離間する位置に配される。従って、トランク２０を略９０°揺動する場合であっても、該トランク２０と第１アーム部材４２及び第３アーム部材４４とが緩衝することを回避し得る。
【００６６】
なお、この塗装作業が実施される間においても、車体本体１２が図１及び図４における矢印Ａ１方向に沿って低速で搬送されるとともに、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄ及びオープナーロボット１６が車体本体１２の変位速度に対応する速度で変位する。
【００６７】
そして、トランク２０及び後方の乗員室ドア２２の塗装が終了すると、オープナーロボット１６のアーム部４０が所定の動作を行うことでトランク２０を揺動させ、車体本体１２に着座した閉状態とするとともに、塗装ロボット１４ａ、１４ｂが前記開閉用治具によって乗員室ドア２２（後方側）を揺動させ、該乗員室ドア２２を車体本体１２に着座した閉状態とする。その後、車体本体１２が塗装ステーション１１から導出される。
【００６８】
トランク２０を閉状態としたオープナーロボット１６のアーム部４０は、その姿勢のまま、次に塗装ステーション１１に搬送されてきた車体本体１２のボンネット１８を開状態とすることが可能である。すなわち、車体本体１２の入替に伴ってアーム部４０を収縮・展開させる必要は特にない。
【００６９】
このことから諒解されるように、本実施の形態によれば、先行する車体本体１２の塗装が終了した後、次の車体本体１２に対する塗装を迅速に開始することができる。このため、単位時間あたりの塗装効率が向上する。
【００７０】
以上の動作説明では、トランク２０及びボンネット１８を開状態とするために第５関節部１０８を回動させてフック４８を揺動させる場合を例示しているが、例えば、第４関節部１０６を回動させ、これにより、トランク２０又はボンネット１８の車体進行方向に対して横方向からフック４８を挿入し、その後、第５関節部１０８を回動してトランク２０又はボンネット１８を開状態とすることも可能である。
【００７１】
なお、オープナーロボット１６は、揺動方向が異なるドアであっても対応可能である。
【００７２】
例えば、図６に示すように、トランク２０をリアウィンドウ６４から車体本体１２の後方側に揺動するようにして開状態とする車種や、図７に示すように、ボンネット１８をフロントウィンドウ６６から車体本体１２の前方側に揺動するようにして開状態とする車種も存在する。図６及び図７から容易に諒解されるように、上記したフック４８を具備するオープナーロボット１６によれば、これらの車種にも対応可能である。
【００７３】
以上のように、本実施の形態によれば、１台のオープナーロボット１６によって、開状態とするための揺動方向が異なる複数個のドアに対応することが可能となる。
【００７４】
なお、オープナーロボット１６のアーム部４０は、図８及び図９に示すように、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３及び第３アーム部材４４が順次外方側に連結されて構成されたものであってもよい。
【００７５】
この場合、車体本体１２の所定の位置にフック６２を配置させると、図１０に示すように、オープナーロボット１６ａ、１６ｂの基端部が車体本体１２に対して大きく離間する。また、アーム部４０も車体本体１２に対して離間距離が大きくなる。従って、オープナーロボット１６ａ、１６ｂが塗料によって汚れ難くなるという利点がある。ここで、図１０は、塗装ステーションの左方側のみを示している。
【００７６】
なお、この図１０では、爪部が１個のみのフック６２をオープナーロボット１６ａ、１６ｂに取り付けている。この場合には、爪部を掛合して揺動させることが可能なドアのみ開状態とすることができるが、他のドアを開状態とすることはできない。例えば、オープナーロボット１６ａのフック６２ａは、ボンネット１８を開状態とすることは可能であるが、トランク２０を開状態とすることは困難である。また、オープナーロボット１６ｂのフック６２ｂは、トランク２０を開状態とすることは可能であるが、ボンネット１８を開状態とすることは困難である。車体本体１２の後方に向いたフック６２ａの爪部をトランク２０に掛合することや、車体本体１２の前方に向いたフック６２ｂの爪部をボンネット１８に掛合することは困難であるからである。
【００７７】
従って、この場合には、オープナーロボット１６ａ、１６ｂの２台を設置することによって対処すればよい。
【００７８】
上記した実施の形態においては、被塗装物として自動車の車体本体１２を例示して説明したが、被塗装物は特にこれに限定されるものではなく、本体に対して揺動が可能となるように所定の部材が連結されたものであればよい。
【００７９】
また、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６は、如何なる配置であってもよい。例えば、上記したようにオープナーロボット１６を壁２４又は壁２６に走行台車３４を介して配置する一方、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを塗装ステーション１１の床上に走行台車３２を介して変位自在に設置するようにしてもよい。又は、走行台車３４を介してオープナーロボット１６を塗装ステーション１１の床上に配置するとともに、走行台車３２を介して塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを壁２４、２６に設置するようにしてもよい。
【００８０】
さらに、オープナーロボット１６は、図８及び図９に示すようなロボットであってもよい。すなわち、本発明には、図１０に示されるような構成の塗装システムも含まれる。
【００８１】
さらにまた、フック４８に３個以上の爪部を設けるようにしてもよい。
【００８２】
さらにまた、第４関節部１０６を回動不能（換言すれば、固定）としてもよい。
【００８３】
そして、図１１に示すように、第１アーム部材４４と第２アーム部材４３との間に第３アーム部材４４が挿入されるような構成であってもよい。この場合、軸Ｄ１と軸Ｄ３は、同一直線上に位置する。
【符号の説明】
【００８４】
１０…塗装システム １１…塗装ステーション
１２…車体本体 １４ａ〜１４ｄ…塗装ロボット
１６、１６ａ、１６ｂ…オープナーロボット １８…ボンネット
２０…トランク ２２…乗員室ドア
２４、２６…壁 ２８、３０…案内レール
３２、３４…走行台車 ３８…塗装ガン
４０…アーム部 ４１…取付基部
４２、４３、４４…アーム部材 ４８、６２…フック
５４、５６…爪部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、四輪自動車は、乗員室が形成された車体本体に対して乗員室ドア、ボンネット、トランク等の各種のドアが揺動自在に連結され、この状態で、塗装工程に搬送される。
【０００３】
塗装工程では、各種のドアごと搬送される車体本体に対し、例えば、特許文献１に記載されるように、塗装ロボットから所定の塗料が噴霧される。なお、車体本体におけるドアが着座する部位も塗装を行う必要があるので、塗料の噴霧に先んじて、各種のドアが開状態とされる（例えば、特許文献２の図１参照）。換言すれば、ドアは、車体本体から離間する方向に揺動され、この状態で、該ドアや車体本体に対しての塗装が実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２６６８７０号公報
【特許文献２】特開昭６１−２０４０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
塗装ロボットとオープナーロボットは、双方とも、同一の案内レールで案内されるように配置される。このため、塗装ロボットとオープナーロボットとを同時に作動させると、互いに干渉し易い。この場合、例えば、塗装ロボットが塗装に適切な姿勢となることが困難となる。
【０００６】
そこで、塗装ロボットを一旦待機させ、オープナーロボットが作動を終了した後、該塗装ロボットを作動させるようにしているが、この場合、塗装ロボットを塗装に適切な姿勢とすることが容易にはなるものの、塗装ロボットの作業効率が低下するという不都合がある。また、噴霧された塗料によってオープナーロボットが汚れてしまう不具合や、このオープナーロボットが揺動させたドアに塗料が付着してしまう不具合も顕在化している。
【０００７】
また、オープナーロボットと塗装ロボットを同一の案内レール上に配置すると、塗装ラインが過度に長尺化してしまうという不具合が生じる。
【０００８】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、塗装ロボット及びオープナーロボットの双方の作業効率が向上するとともに、オープナーロボットが汚れ難く、しかも、揺動方向が異なる別種のドアの双方を開状態にし得る塗装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、複数個の部材が本体に対して揺動可能に連結されて構成される被塗装物を塗布するための塗装手段を有する塗装ロボットと、前記被塗装物における前記部材を前記本体から離間する方向に揺動させるためのオープナーロボットとを具備する塗装システムであって、
前記塗装ロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて変位させる第１の変位機構と、
前記オープナーロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて変位させる第２の変位機構と、
を備え、
前記オープナーロボットは、取付基部に設けられたアーム部を具備するとともに、前記アーム部は、回動可能な少なくとも３個のアーム部材を有し、
前記３個のアーム部材は、前記オープナーロボットの前記取付基部との取付面に対して平行に延在する少なくとも３個の回転軸を有することを特徴とする。
【００１０】
例えば、前記特許文献２記載の従来技術では、その図１から諒解されるように、オープナーロボットにおけるアームを折り畳む（待機状態とする）軸は１個のみである。このため、塗装作業時にオープナーロボットのアーム部を塗装箇所から十分に離間させることができない。このため、アーム部に塗料が付着して汚れる懸念がある。
【００１１】
また、オープナーロボットを移動させる際には、汚れることを回避するべくアーム部を折り畳んで（収縮させて）被塗装物との離間距離を十分に取る必要があるが、下段に配置された塗装ロボットに衝突させることなくアーム部を折り畳むためには、塗装ブースを大きくして内部空間を広大化しなければならない。
【００１２】
これに対し、本発明によれば、上記のような構成とすることにより、塗装に適切な姿勢を塗装ロボットにとらせつつ、オープナーロボットを動作させて所定の部材を揺動させることができるようになる。オープナーロボットのアーム部材を適宜回動させることにより、オープナーロボットと塗装ロボットとが互いに干渉することを回避し得るからである。
【００１３】
従って、オープナーロボットが作動している間、塗装ロボットを待機状態とする必要がない。このため、塗装ロボットの作業効率が向上するので、被塗装物に対して効率よく塗装を行うことができる。
【００１４】
なお、アーム部材は、基端部側から先端に向かうに従って螺旋状に連結することが好ましい。この場合、待機状態・作動状態のいずれにおいてもアーム部が占める空間を狭小化することができる。このため、オープナーロボットの設置スペースを狭小化することができるとともに、作動状態にあるときに、基端部から被塗装物までの距離を小さくすることができる。これによりオープナーロボットの変位距離が短くなるので、オープナーロボットが変位する際に該オープナーロボットを案内するための案内部材の敷設寸法を短くすることもできる。
【００１５】
その上、内部空間を広大化するために塗装ブースを大きくする必要もない。
【００１６】
ただし、アーム部材が基端部側から先端に向かうに従って順次外方側の端面に連結されたものであっても特に差し支えはない。すなわち、本発明にはこの場合も含まれるものとする。
【００１７】
この場合には、アーム部材が被塗装物から順次離間していくので、オープナーロボットが塗料によって汚れることを一層容易に回避することができるという利点がある。
【００１８】
さらに、前記３個のアーム部材を基端部側から第１アーム部材、第２アーム部材及び第３アーム部材とするとき、第１アーム部材と前記取付基部との回転軸と、第２アーム部材と第３アーム部材との回転軸とを略同一直線上又は略同一平面上に配置することが好ましい。
【００１９】
このように構成することにより、塗装ロボットが作業中であっても、オープナーロボットが塗装ロボットを越えて移動することが可能となる。すなわち、オープナーロボットを移動させる際に塗装ロボットを待機状態とする必要がない。加えて、オープナーロボットが塗料によって汚れることを回避することも可能となる。
【００２０】
以上の構成において、さらに、前記塗装ロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて第１の案内部材に沿って変位させる第１の変位機構と、
前記ボンネット又は前記トランクに別タイミングで掛合する掛合部材を有する前記オープナーロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて第２の案内部材に沿って変位させる第２の変位機構と、
を備え、
前記第１の案内部材と前記第２の案内部材とが高低差を設けて配置されることにより、前記オープナーロボットと前記塗装ロボットとが高低差を設けて配置されることが好ましい。
【００２１】
この場合、オープナーロボットと塗装ロボットが互いに高低差を設けて設置しているため、互いが干渉することが一層容易に回避される。このため、オープナーロボットが作動している最中であっても、塗装ロボットが塗装に適切な姿勢となることが容易となる。これにより塗装ロボットの作業効率が向上することも、塗装効率の向上に寄与する。
【００２２】
なお、本体としては四輪自動車の車体本体が例示され、この場合、揺動させるべき部材としてはボンネット及びトランクが挙げられる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、オープナーロボットと塗装ロボットを変位させる変位機構を個別に設け、且つオープナーロボットを、回動可能な少なくとも３個のアーム部材をアーム部に具備するように構成しているので、互いが作動している最中に干渉することが回避される。このため、オープナーロボットが作動している間であっても、塗装ロボットが塗装に適切な姿勢となることが容易となるので、塗装ロボットを待機状態とし、被塗装物に対して効率よく塗装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】塗装ステーションの概略要部斜視図
【図２】オープナーロボットの要部概略斜視図
【図３】オープナーロボットのフックの第２爪部がボンネットに掛合して開状態に揺動している状態を示す要部概略側面図
【図４】フックの第１爪部がトランクに近接した状態を示す要部概略側面図
【図５】オープナーロボットのアーム部が伸張して展開した状態を示す要部概略斜視図
【図６】フックで別車種のボンネット及びトランクを開状態に揺動したときの要部概略側面図
【図７】車体本体に連結されたボンネット及びトランクを、図３及び図４に示すフックで開状態に揺動したときの要部概略側面図
【図８】第１〜第３アーム部材が順次外方側に連結されたロボットの要部概略斜視図
【図９】図７のロボットを構成するアーム部が伸張して展開した状態を示す要部概略斜視図
【図１０】図６及び図７に示す５軸ロボットで塗装システムを構成した場合の概略要部斜視図
【図１１】別のオープナーロボットの要部概略斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る塗装システムにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態に係る塗装システム１０が設置された塗装ステーション１１の概略一部斜視図である。この場合、塗装システム１０は、四輪自動車の車体本体１２（被塗装物）に対して塗装を行うためのものであり、４台の塗装ロボット１４ａ〜１４ｄと、１台のオープナーロボット１６とを有する。
【００２７】
車体本体１２には、ボンネット１８、トランク２０及び４枚の乗員室ドア２２が予め揺動可能に連結されている。なお、オープナーロボット１６によって開状態とされるまでは、これらのドア１８、２０、２２は閉状態にある。
【００２８】
車体本体１２は、図示しないコンベアによって図１における矢印Ａ１方向に比較的低速で搬送される。換言すれば、車体本体１２は、矢印Ａ１方向に沿って緩やかに変位する。
【００２９】
塗装システム１０は、矢印Ａ１及び矢印Ａ２方向に沿って延在するとともに、互いに対向する２枚の壁２４、２６によって区画され、これにより形成された塗装ステーション１１に配設されている。そして、前記壁２４、２６の各々の下方に第１案内レール２８が敷設されるとともに、前記壁２６の上方に第２案内レール３０が敷設される。これら第１案内レール２８及び第２案内レール３０は、各々の延在方向が前記コンベアの延在方向に対して平行となるようにして、壁２４、２６ないし壁２６に設けられている。
【００３０】
このように、第１案内レール２８が壁２４、２６の下方に敷設され、一方、第２案内レール３０が壁２６の上方に敷設される結果、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６との間には、高低差が存在するようになる。すなわち、この場合、オープナーロボット１６は、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄに比して高位置に設けられる。
【００３１】
第１案内レール２８には、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄの各々が設けられた走行台車３２が変位自在に係合されており、一方、第２案内レール３０には、オープナーロボット１６が設けられた走行台車３４が変位自在に係合されている。これら走行台車３２、３４は、図示しない制御回路に電気的に接続されており、この制御回路の制御作用下に、第１案内レール２８又は第２案内レール３０に案内されながら矢印Ａ１方向又は矢印Ａ２方向に指向して変位する。すなわち、走行台車３２及び前記制御回路は、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを変位させる第１の変位機構を構成し、走行台車３４及び前記制御回路は、オープナーロボット１６を変位させる第２の変位機構を構成する。
【００３２】
塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとしては、例えば、６軸ロボット等の公知の多関節ロボットが採用される。塗装ロボット１４ａ〜１４ｄのアーム部３６の先端には、各々、塗装ガン３８が配設され、この塗装ガン３８を介して、ミスト状の塗料が車体本体１２に噴霧される。
【００３３】
各塗装ロボット１４ａ〜１４ｄには、４枚の乗員室ドア２２のいずれかを車体本体１２に対して揺動させるための図示しない開閉用治具が設けられる。すなわち、乗員室ドア２２は、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄによって揺動され、これにより開閉される。
【００３４】
一方、図２に示すように、オープナーロボット１６のアーム部４０は、走行台車３４に近接する取付基部４１側から先端側にかけて、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３、第３アーム部材４４をこの順序で有する。勿論、これらアーム部材４２、４３、４４は、個別に回動自在であり、且つ所定の角度で傾動した状態で停止することが可能である。
【００３５】
具体的には、取付基部４１と第１アーム部材４２の間、第１アーム部材４２と第２アーム部材４３の間、第２アーム部材４３と第３アーム部材４４の間、第３アーム部材４４とナット４６（後述）の間には、それぞれ、第１関節部１００、第２関節部１０２、第３関節部１０４、第４関節部１０６が設けられ、さらに、ナット４６とフック４８の間には第５関節部１０８が設けられる。これら第１関節部１００、第２関節部１０２、第３関節部１０４、第４関節部１０６及び第５関節部１０８により、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３、第３アーム部材４４、ナット４６及びフック４８が水平方向に沿って延在する軸Ｄ１〜Ｄ４を回動中心として回動可能である。
【００３６】
ここで、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３、第３アーム部材４４は、該アーム部材４２、４３、４４によって螺旋形状をなすようにして、一端部同士が回動軸を介して連結されている。このため、オープナーロボット１６が待機姿勢にあるときには、第１アーム部材４２と第２アーム部材４３との間に第３アーム部材４４が収容される。この際、第１関節部１００と第３関節部１０４は、軸Ｄ１と軸Ｄ３が略同一平面上となる程度に近接する。且つ、オープナーロボット１６が塗装ロボット１４ａ〜１４ｄよりも上方に配設される場合には、軸Ｄ１、Ｄ３が軸Ｄ２、Ｄ４よりも下方に設けられることにより、アーム部４０、特に第２アーム部材４３が塗装ロボット１４ａ〜１４ｄに干渉することが回避される。
【００３７】
第３アーム部材４４には、該第３アーム部材４４の延在方向と同一方向に延在するナット４６が連結されている。図１に示すように、該ナット４６には、掛合部材としてのフック４８がナット４６の延在方向に対して略直交する方向に指向するようにして取り付けられる。すなわち、フック４８を構成する柱状部５２（図３参照）はナット４６を介して第５関節部１０８に連結されており、従って、第５関節部１０８が回転動作することに追従して回転する。
【００３８】
図３に示すように、このフック４８は略逆Ｔ字形状をなす。すなわち、この場合、フック４８は、前記柱状部５２の先端から分岐して互いに逆方向に延在する第１爪部５４、第２爪部５６を有する。これら第１爪部５４及び第２爪部５６は、柱状部５２の延在方向に対して略直交する方向に延在する。なお、図２においては、フック４８の図示を省略している。
【００３９】
第１爪部５４及び第２爪部５６の先端には、柱状部５２側に向かって突出した第１掛合部５８、第２掛合部６０がそれぞれ形成される。後述するように、ボンネット１８は第２爪部５６の第２掛合部６０が掛合して開状態に揺動され（図３参照）、一方、トランク２０は第１爪部５４の第１掛合部５８が掛合して開状態に揺動される（図４参照）。すなわち、フック４８は、前記第５関節部１０８が軸Ｄ５を中心として所定角度で回転動作することに伴い、図３及び図４中の矢印方向に沿って揺動する。以上の動作については、後に詳述する。
【００４０】
本実施の形態に係る塗装システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。
【００４１】
各種のドア１８、２０、２２が連結された車体本体１２が前記コンベアを介して搬送されると、オープナーロボット１６は、先ず、閉状態にあるボンネット１８を開状態とするべく動作する。
【００４２】
具体的には、オープナーロボット１６が図２に示す待機状態から作動し、これにより、図５に示すように、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３及び第３アーム部材４４が所定の回動動作を行うことに伴って、アーム部４０が伸張した展開状態となる。この際、第２アーム部材４３が第１アーム部材４２及び第３アーム部材４４よりもボンネット１８から離間するようにアーム部４０が配置される。このとき、フック４８は、図３において仮想線で示すように、その第２爪部５６がボンネット１８から離間するように位置する。
【００４３】
この状態で第５関節部１０８が回動され、これに追従してフック４８が所定の角度でボンネット１８側に向かって揺動動作する。その結果、図３に示すように、第２爪部５６の第２掛合部６０がボンネット１８に掛合するに至る。
【００４４】
このように、フック４８を揺動動作させることにより、第２掛合部６０を何らかの部材ないし部位に干渉させることなくボンネット１８に掛合させることができる。
【００４５】
ボンネット１８が第２爪部５６の第２掛合部６０に掛合されたことが近接センサ（図示せず）で検知された後、オープナーロボット１６のアーム部４０が所定の動作を行い、これにより、図３に実線で示すように、ボンネット１８が車体本体１２から離間する方向に揺動される。すなわち、ボンネット１８が開状態となる。
【００４６】
この状態において、車体本体１２の前方近傍に位置する２台の塗装ロボット１４ａ、１４ｂ（図１参照）が作動し、ボンネット１８に対して塗料を噴霧する。すなわち、２台の塗装ロボット１４ａ、１４ｂによってボンネット１８に対する塗装が行われる。
【００４７】
その一方で、車体本体１２の後方近傍に位置する２台の塗装ロボット１４ｃ、１４ｄが動作し、前記開閉用治具によって前方の２枚の乗員室ドア２２を揺動させて開状態とする。塗装ロボット１４ｃ、１４ｄは、さらに、この開状態となった２枚の乗員室ドア２２（前方側）に対して塗料を噴霧する。
【００４８】
上記したように、本実施の形態では、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６とが高低差を設けるようにして配置されている（図１参照）。しかも、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６は個別に案内されるので、互いの変位に制約を受けることがない。このため、ボンネット１８を開状態として支持しているオープナーロボット１６に対して塗装ロボット１４ａ〜１４ｄが干渉することが回避される。従って、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄは、塗装に適切な姿勢をとることが容易となる。なお、この姿勢では、塗装ガン３８がフック４８の第１爪部５４に近接する。すなわち、塗料は、第１爪部５４側から車体本体１２に向かって噴霧される。
【００４９】
このため、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを待機させる必要は特にない。従って、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄの作業効率が向上し、車体本体１２に対する塗装を効率よく行うことができる。
【００５０】
また、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６に高低差があるため、塗装時にオープナーロボット１６に塗料が付着することが回避される。このため、オープナーロボット１６が塗料によって汚れることが防止され、結局、オープナーロボット１６を介して車体本体１２に塗料が付着することも防止される。
【００５１】
このようにして塗装が実施される間、車体本体１２は、図１及び図３における矢印Ａ１方向に沿って低速で搬送される。すなわち、変位する。この変位に追従し、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄ及びオープナーロボット１６は、前記制御回路の制御作用下に、車体本体１２の変位速度に対応する速度で変位する。勿論、この変位は、走行台車３２、３４を介して行われる。
【００５２】
ボンネット１８の塗装が終了すると、次に、アーム部４０が所定の動作を行い、これによりボンネット１８を車体本体１２側に揺動させて閉止状態とする。この状態で、オープナーロボット１６の第５関節部１０８が回動されることに伴い、フック４８の柱状部５２が所定の角度だけ回転動作される。これにより第２爪部５６の第２掛合部６０、ひいてはフック４８がボンネット１８から離脱する。また、アーム部４０が収納状態となる。
【００５３】
その一方で、２枚の乗員室ドア２２（前方側）の塗装が終了する。塗装ロボット１４ｃ、１４ｄは、前記開閉用治具によってこれらの乗員室ドア２２を車体本体１２側に揺動させ、閉止状態とする。
【００５４】
その後、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄ及びオープナーロボット１６は、速やかに、矢印Ａ２方向に沿って所定の距離だけ戻るように変位する。この変位も、前記制御回路の制御作用下に、走行台車３２、３４を介して行われる。この変位の際に、例えば、オープナーロボット１６が塗装ロボット１４ｃ、１４ｄを追い越してもよい。
【００５５】
本実施の形態では、オープナーロボット１６の第３アーム部材４４が第１アーム部材４２と第２アーム部材４３の間で伸張する。このため、車体本体１２とオープナーロボット１６との離間距離が小さくなるので、第２案内レール３０の長手方向寸法を小さくすることができる。また、オープナーロボット１６が、アーム部４０の展開状態・収縮状態のいずれにおいてもコンパクトであるので、設置スペースを狭小化することも可能である。
【００５６】
所定の位置まで戻ったオープナーロボット１６は、トランク２０を開状態とするべく、再度、アーム部４０を伸張させる。ここで、アーム部４０が伸張したときの第２アーム部材４３と、閉状態にあるトランク２０とは互いに略平行状態にある。従って、第３アーム部材４４が第２アーム部材４３に比してトランク２０に近接するように配置されると、第３アーム部材４４がトランク２０に干渉する懸念があるが、本実施の形態では、図４に示すように、トランク２０を開状態とする際には、第１アーム部材４２及び第３アーム部材４４が第２アーム部材４３に比してトランク２０から離間するように配置される。このため、第３アーム部材４４がトランク２０に干渉することが有効に回避される。
【００５７】
同時に、フック４８の第１爪部５４の第１掛合部５８がトランク２０に近接する。このときも、第１爪部５４及び第２爪部５６は、図３と同様に、矢印Ａ１、Ａ２方向に対して所定の角度をなすように若干傾斜している（図４の仮想線参照）。
【００５８】
そして、上記と同様に第５関節部１０８が所定の回転動作を行う。これに追従してフック４８が所定角度で回転動作し、これにより、閉状態にあるトランク２０に対して第１掛合部５８が掛合する。
【００５９】
このようにしてトランク２０に第１爪部５４の第１掛合部５８が掛合したことが近接センサ（図示せず）で検知された後、オープナーロボット１６のアーム部４０が所定の動作を行う。その結果、トランク２０が車体本体１２から離間する方向に揺動され、図４に実線で示すように、該トランク２０が開状態となる。
【００６０】
以上から諒解されるように、本実施の形態においては、フック４８が互いに相反する方向に延在する第１爪部５４及び第２爪部５６を有する。このため、１台のオープナーロボット１６によってボンネット１８及びトランク２０の双方を開状態とすることが可能となる。
【００６１】
トランク２０が開放された状態において、後方側の塗装ロボット１４ｃ、１４ｄが該トランク２０に対して塗料を噴霧する。その一方で、前方側の塗装ロボット１４ａ、１４ｂは、後方側の２枚の乗員室ドア２２を前記開閉用治具によって揺動させて開状態にした後、該２枚の乗員室ドア２２に対して塗料を噴霧する。
【００６２】
勿論、この際にも、上記と同様に、トランク２０を開状態として支持しているオープナーロボット１６に対して塗装ロボット１４ａ〜１４ｄが干渉することが回避されるので、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄが塗装に適切な姿勢をとることが容易となる。なお、この際においては、塗装ガン３８がフック４８の第１爪部５４に近接し、第１爪部５４側から車体本体１２に向かって塗料が噴霧される。
【００６３】
従って、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを待機させる必要がないので、該塗装ロボット１４ａ〜１４ｄの作業効率が向上する。すなわち、車体本体１２に対する塗装を効率よく行うことができる。
【００６４】
また、オープナーロボット１６が塗料によって汚れることが防止されるとともに、オープナーロボット１６を介して車体本体１２に塗料が付着することも防止される。
【００６５】
その上、この工程では、第１アーム部材４２及び第３アーム部材４４が第２アーム部材４３に比してトランク２０から離間する位置に配される。従って、トランク２０を略９０°揺動する場合であっても、該トランク２０と第１アーム部材４２及び第３アーム部材４４とが緩衝することを回避し得る。
【００６６】
なお、この塗装作業が実施される間においても、車体本体１２が図１及び図４における矢印Ａ１方向に沿って低速で搬送されるとともに、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄ及びオープナーロボット１６が車体本体１２の変位速度に対応する速度で変位する。
【００６７】
そして、トランク２０及び後方の乗員室ドア２２の塗装が終了すると、オープナーロボット１６のアーム部４０が所定の動作を行うことでトランク２０を揺動させ、車体本体１２に着座した閉状態とするとともに、塗装ロボット１４ａ、１４ｂが前記開閉用治具によって乗員室ドア２２（後方側）を揺動させ、該乗員室ドア２２を車体本体１２に着座した閉状態とする。その後、車体本体１２が塗装ステーション１１から導出される。
【００６８】
トランク２０を閉状態としたオープナーロボット１６のアーム部４０は、その姿勢のまま、次に塗装ステーション１１に搬送されてきた車体本体１２のボンネット１８を開状態とすることが可能である。すなわち、車体本体１２の入替に伴ってアーム部４０を収縮・展開させる必要は特にない。
【００６９】
このことから諒解されるように、本実施の形態によれば、先行する車体本体１２の塗装が終了した後、次の車体本体１２に対する塗装を迅速に開始することができる。このため、単位時間あたりの塗装効率が向上する。
【００７０】
以上の動作説明では、トランク２０及びボンネット１８を開状態とするために第５関節部１０８を回動させてフック４８を揺動させる場合を例示しているが、例えば、第４関節部１０６を回動させ、これにより、トランク２０又はボンネット１８の車体進行方向に対して横方向からフック４８を挿入し、その後、第５関節部１０８を回動してトランク２０又はボンネット１８を開状態とすることも可能である。
【００７１】
なお、オープナーロボット１６は、揺動方向が異なるドアであっても対応可能である。
【００７２】
例えば、図６に示すように、トランク２０をリアウィンドウ６４から車体本体１２の後方側に揺動するようにして開状態とする車種や、図７に示すように、ボンネット１８をフロントウィンドウ６６から車体本体１２の前方側に揺動するようにして開状態とする車種も存在する。図６及び図７から容易に諒解されるように、上記したフック４８を具備するオープナーロボット１６によれば、これらの車種にも対応可能である。
【００７３】
以上のように、本実施の形態によれば、１台のオープナーロボット１６によって、開状態とするための揺動方向が異なる複数個のドアに対応することが可能となる。
【００７４】
なお、オープナーロボット１６のアーム部４０は、図８及び図９に示すように、第１アーム部材４２、第２アーム部材４３及び第３アーム部材４４が順次外方側に連結されて構成されたものであってもよい。
【００７５】
この場合、車体本体１２の所定の位置にフック６２を配置させると、図１０に示すように、オープナーロボット１６ａ、１６ｂの基端部が車体本体１２に対して大きく離間する。また、アーム部４０も車体本体１２に対して離間距離が大きくなる。従って、オープナーロボット１６ａ、１６ｂが塗料によって汚れ難くなるという利点がある。ここで、図１０は、塗装ステーションの左方側のみを示している。
【００７６】
なお、この図１０では、爪部が１個のみのフック６２をオープナーロボット１６ａ、１６ｂに取り付けている。この場合には、爪部を掛合して揺動させることが可能なドアのみ開状態とすることができるが、他のドアを開状態とすることはできない。例えば、オープナーロボット１６ａのフック６２ａは、ボンネット１８を開状態とすることは可能であるが、トランク２０を開状態とすることは困難である。また、オープナーロボット１６ｂのフック６２ｂは、トランク２０を開状態とすることは可能であるが、ボンネット１８を開状態とすることは困難である。車体本体１２の後方に向いたフック６２ａの爪部をトランク２０に掛合することや、車体本体１２の前方に向いたフック６２ｂの爪部をボンネット１８に掛合することは困難であるからである。
【００７７】
従って、この場合には、オープナーロボット１６ａ、１６ｂの２台を設置することによって対処すればよい。
【００７８】
上記した実施の形態においては、被塗装物として自動車の車体本体１２を例示して説明したが、被塗装物は特にこれに限定されるものではなく、本体に対して揺動が可能となるように所定の部材が連結されたものであればよい。
【００７９】
また、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄとオープナーロボット１６は、如何なる配置であってもよい。例えば、上記したようにオープナーロボット１６を壁２４又は壁２６に走行台車３４を介して配置する一方、塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを塗装ステーション１１の床上に走行台車３２を介して変位自在に設置するようにしてもよい。又は、走行台車３４を介してオープナーロボット１６を塗装ステーション１１の床上に配置するとともに、走行台車３２を介して塗装ロボット１４ａ〜１４ｄを壁２４、２６に設置するようにしてもよい。
【００８０】
さらに、オープナーロボット１６は、図８及び図９に示すようなロボットであってもよい。すなわち、本発明には、図１０に示されるような構成の塗装システムも含まれる。
【００８１】
さらにまた、フック４８に３個以上の爪部を設けるようにしてもよい。
【００８２】
さらにまた、第４関節部１０６を回動不能（換言すれば、固定）としてもよい。
【００８３】
そして、図１１に示すように、第１アーム部材４４と第２アーム部材４３との間に第３アーム部材４４が挿入されるような構成であってもよい。この場合、軸Ｄ１と軸Ｄ３は、同一直線上に位置する。
【符号の説明】
【００８４】
１０…塗装システム １１…塗装ステーション
１２…車体本体 １４ａ〜１４ｄ…塗装ロボット
１６、１６ａ、１６ｂ…オープナーロボット １８…ボンネット
２０…トランク ２２…乗員室ドア
２４、２６…壁 ２８、３０…案内レール
３２、３４…走行台車 ３８…塗装ガン
４０…アーム部 ４１…取付基部
４２、４３、４４…アーム部材 ４８、６２…フック
５４、５６…爪部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の部材が本体に対して揺動可能に連結されて構成される被塗装物を塗布するための塗装手段を有する塗装ロボットと、前記被塗装物における前記部材を前記本体から離間する方向に揺動させるためのオープナーロボットとを具備する塗装システムであって、
前記塗装ロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて変位させる第１の変位機構と、
前記オープナーロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて変位させる第２の変位機構と、
を備え、
前記オープナーロボットは、取付基部に設けられたアーム部を具備するとともに、前記アーム部は、回動可能な少なくとも３個のアーム部材を有し、
前記３個のアーム部材は、前記オープナーロボットの前記取付基部との取付面に対して平行に延在する少なくとも３個の回転軸を有することを特徴とする塗装システム。
【請求項２】
請求項１記載の塗装システムにおいて、前記アーム部材は、基端部側から先端に向かうに従って螺旋状に連結されていることを特徴とする塗装システム。
【請求項３】
請求項１記載の塗装システムにおいて、前記アーム部材は、基端部側から先端に向かうに従って順次外方側の端面に連結されていることを特徴とする塗装システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗装システムにおいて、前記３個のアーム部材を基端部側から第１アーム部材、第２アーム部材及び第３アーム部材とするとき、前記第１アーム部材と前記取付基部との回転軸と、前記第２アーム部材と前記第３アーム部材との回転軸とが略同一直線上又は略同一平面上に配置されることを特徴とする塗装システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗装システムにおいて、さらに、前記塗装ロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて第１の案内部材に沿って変位させる第１の変位機構と、
前記ボンネット又は前記トランクに別タイミングで掛合する掛合部材を有する前記オープナーロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて第２の案内部材に沿って変位させる第２の変位機構と、
を備え、
前記第１の案内部材と前記第２の案内部材とが高低差を設けて配置されることにより、前記オープナーロボットと前記塗装ロボットとが高低差を設けて配置されることを特徴とする塗装システム。
【請求項１】
複数個の部材が本体に対して揺動可能に連結されて構成される被塗装物を塗布するための塗装手段を有する塗装ロボットと、前記被塗装物における前記部材を前記本体から離間する方向に揺動させるためのオープナーロボットとを具備する塗装システムであって、
前記塗装ロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて変位させる第１の変位機構と、
前記オープナーロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて変位させる第２の変位機構と、
を備え、
前記オープナーロボットは、取付基部に設けられたアーム部を具備するとともに、前記アーム部は、回動可能な少なくとも３個のアーム部材を有し、
前記３個のアーム部材は、前記オープナーロボットの前記取付基部との取付面に対して平行に延在する少なくとも３個の回転軸を有することを特徴とする塗装システム。
【請求項２】
請求項１記載の塗装システムにおいて、前記アーム部材は、基端部側から先端に向かうに従って螺旋状に連結されていることを特徴とする塗装システム。
【請求項３】
請求項１記載の塗装システムにおいて、前記アーム部材は、基端部側から先端に向かうに従って順次外方側の端面に連結されていることを特徴とする塗装システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗装システムにおいて、前記３個のアーム部材を基端部側から第１アーム部材、第２アーム部材及び第３アーム部材とするとき、前記第１アーム部材と前記取付基部との回転軸と、前記第２アーム部材と前記第３アーム部材との回転軸とが略同一直線上又は略同一平面上に配置されることを特徴とする塗装システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗装システムにおいて、さらに、前記塗装ロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて第１の案内部材に沿って変位させる第１の変位機構と、
前記ボンネット又は前記トランクに別タイミングで掛合する掛合部材を有する前記オープナーロボットを、変位する前記被塗装物に追従させて第２の案内部材に沿って変位させる第２の変位機構と、
を備え、
前記第１の案内部材と前記第２の案内部材とが高低差を設けて配置されることにより、前記オープナーロボットと前記塗装ロボットとが高低差を設けて配置されることを特徴とする塗装システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−９８２９９（Ｐ２０１１−９８２９９Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５５００６（Ｐ２００９−２５５００６）
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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