涂装系统、涂装方法与流程

文档序号:33699071发布日期:2023-03-31 17:36阅读:40来源:国知局
涂装系统、涂装方法与流程

1.公开的实施方式涉及涂装系统以及涂装方法。


背景技术:

2.在专利文献1中记载了一种涂装系统,该涂装系统具有:涂装用机器人,其对车身的门内部进行涂装;以及门开闭用机器人,其进行车身的门的开闭以及门打开状态的保持。在该涂装系统中,门开闭用机器人设置于比涂装用机器人低的高度位置。
3.专利文献1:日本特开2013-31890号公报
4.根据车型,车身有时具有不限于在水平方向上、而且在上下方向进行开闭的开闭部。在这样的情况下,也要求能够良好地进行开闭部的打开并进行高品质的涂装的涂装系统。


技术实现要素:

5.本发明是鉴于这样的问题点而完成的,其目的在于提供一种能够良好地进行开闭部的打开并且进行高品质的涂装的涂装系统以及涂装方法。
6.为了解决上述问题,根据本发明的一个观点,应用一种涂装系统,其具有:第1机器人,其具有固定于构成涂装区域的构造物的第1基部,将车身的开闭部打开;以及第2机器人,其具有在铅直方向上相比所述第1基部配置于下方的第2基部,经由被所述第1机器人打开的所述开闭部对所述车身的内部进行涂装。
7.此外,根据本发明的另一观点,应用一种涂装系统,其具有:输送装置,其沿第1方向输送车身;第1机器人,其具有固定于构成涂装区域的构造物的第1基部,将所述车身的后方的第1开闭部打开;第2机器人,其具有在铅直方向上相比所述第1基部配置于下方的第2基部,经由被所述第1机器人打开的所述第1开闭部对所述车身的内部进行涂装;第3机器人,其具有固定于所述构造物的第3基部,将车身的侧方的第2开闭部打开;第4机器人,其具有在铅直方向上相比所述第3基部配置于下方的第4基部,经由被所述第3机器人打开的所述第2开闭部对所述车身的内部进行涂装;行驶装置,其使第1滑动件和第2滑动件在同一轨道上沿所述第1方向行驶;以及回转臂,其设置于所述第1滑动件,绕沿着所述铅直方向的回转轴回转,所述第2机器人搭载于所述回转臂,所述第4机器人搭载于所述第2滑动件。
8.此外,根据本发明的另一观点,应用一种涂装方法,其具有:沿第1方向连续地输送具有开闭部的车身;对固定于构成涂装区域的构造物、且具有水平多关节型的第1臂部和与该第1臂部的末端部连结的垂直多关节型的第2臂部的第1机器人的所述第1臂部进行控制,使所述第2臂部追随所述车身;通过所述第2臂部将所述开闭部打开并保持打开状态;使第2机器人沿所述第1方向和与所述第1方向交叉的第2方向移动而追随所述车身;以及通过所述第2机器人经由打开的所述开闭部对所述车身的内部进行涂装。
9.发明的效果
10.根据本发明的涂装系统等,能够良好地进行开闭部的打开并且进行高品质的涂
装。
附图说明
11.图1是表示实施方式的涂装系统的整体结构的一例的立体图。
12.图2是表示后侧开闭机器人的结构的一例的立体图。
13.图3是表示后侧涂装机器人和前侧涂装机器人的结构的一例的立体图。
14.图4是表示前侧开闭机器人的结构的一例的立体图。
15.图5是表示后侧开闭机器人和后侧涂装机器人的动作区域的一例的侧视图。
16.图6是表示前侧开闭机器人和前侧涂装机器人的动作区域的一例的侧视图。
17.图7是表示回转臂的结构和后侧涂装机器人的设置高度的一例的后视图。
18.图8是表示后侧涂装机器人的关节驱动角度的一例的侧视图。
19.图9是表示后侧涂装机器人的关节驱动角度的一例的侧视图。
20.图10是表示回转臂的回转角度的一例的俯视图。
21.图11是表示回转臂的回转角度的一例的俯视图。
22.图12是表示上位控制器的功能结构和涂装系统的控制结构的一例的框图。
23.图13是表示由上位控制器等执行的处理步骤的一例的流程图。
24.图14是表示使用臂反向安装型的涂装机器人的变形例中的、回转臂的回转角度的一例的俯视图。
25.图15是表示从车身的两侧进行涂装的变形例中的、涂装系统的整体结构的一例的立体图。
26.图16是表示将后侧开闭机器人和后侧涂装机器人的动作区域构成为在上下方向上不重叠的变形例的侧视图。
27.图17是表示将前侧开闭机器人和前侧涂装机器人的动作区域构成为在上下方向上不重叠的变形例的侧视图。
28.图18是表示设置有行驶装置和回转臂用的控制器的变形例中的、涂装系统的控制结构的一例的框图。
29.图19是表示上位控制器的硬件结构的一例的框图。
30.标号说明
31.1:涂装系统;3:输送机(输送装置);3a:搭载面;5:移动装置;7:后侧开闭机器人(第1机器人);9:后侧涂装机器人(第2机器人);9a:后侧涂装机器人(第2机器人);11:前侧开闭机器人(第3机器人);13:前侧涂装机器人(第4机器人);15:车身;15a:后门(开闭部、第1开闭部);15b:侧门(开闭部、第2开闭部);15c:地板(涂装对象部);15g:侧门(开闭部、第2开闭部);17:行驶装置;19:回转臂;19a:基部;19b:搭载部;21:轨道;23:滑动件(第1滑动件);25:滑动件(第2滑动件);29:钩(保持部);31:基部(第1基部);33:基部(第2基部);37:基部(第3基部);39:基部(第4基部);41:水平臂部(第1臂部);43:垂直臂部(第2臂部);45:第1臂部(臂要素);47:第2臂部(臂要素);49:第3臂部(臂要素);51:第4臂部(臂要素);53:第5臂部(臂要素);55:第6臂部(臂要素);59:下臂部(臂要素);61:肘部(臂要素);111:第1控制部;113:第2控制部;115:第3控制部;d1:距离;d2:距离;r1ax1:旋转轴;r1ax2:旋转轴;r1ax3:旋转轴;r1ax4:旋转轴;r1ax5:旋转轴;r1ax6:旋转轴;r2ax3:旋转轴;r2j:关节部;
sax:回转轴。
具体实施方式
32.以下,参照附图来说明一个实施方式。另外,以下为了方便说明涂装系统等的结构,有时适当使用上下左右前后等方向,但不对涂装系统等的各结构的位置关系进行限定。
33.《1.涂装系统的整体结构》
34.参照图1,对本实施方式的涂装系统1的整体结构的一例进行说明。
35.涂装系统1是通过机器人对在涂装室(涂装区域的一例。省略图示)内输送的车身的内部自动地执行涂装的系统。如图1所示,涂装系统1具有输送机3、移动装置5、后侧开闭机器人7、后侧涂装机器人9、前侧开闭机器人11以及前侧涂装机器人13。
36.输送机3(输送装置的一例)将车身15向前后方向(第1方向的一例)上的前方输送。输送机3可以进行不使车身15停止而连续输送的连续运转,也可以进行反复输送和停止的间歇运转。在本实施方式中,以输送机3进行连续运转的情况为一例进行说明。车身15例如是汽车的车身。车身15例如具有后方的后门15a和左侧方的侧门15b。后门15a(开闭部的一例)沿上下方向(铅直方向)回转而开闭,侧门15b(开闭部的一例)沿水平方向回转而开闭。车身15只要是具有开闭部且在内部具有涂装对象部的工件即可,也可以是汽车的车身以外的工件。
37.移动装置5使后侧涂装机器人9在前后方向上移动,并且使其在与前后方向交叉的方向(例如与前后方向垂直的左右方向)上移动。移动装置5具有行驶装置17和回转臂19。行驶装置17具有沿着前后方向配设的轨道21和2个滑动件23、25。行驶装置17使2个滑动件23、25分别沿着公共的轨道21向前后方向上的前方和后方行驶。行驶装置17例如通过2个致动器(例如线性电机、或者旋转电机和进给丝杠机构等。省略图示),使2个滑动件23、25分别独立地行驶。
38.回转臂19设置于滑动件23,与滑动件23一起沿着轨道21在前后方向上移动。回转臂19通过致动器27绕沿着铅直方向的回转轴sax回转。致动器27例如由伺服电机、编码器、减速器等构成。回转臂19具有基部19a、搭载部19b以及连结部19c。基部19a与滑动件23连结,在搭载部19b搭载后侧涂装机器人9。连结部19c将高度位置不同的基部19a与搭载部19b连结起来。
39.后侧开闭机器人7(第1机器人的一例)使用钩29打开车身15的后门15a。后侧开闭机器人7通过变更姿势而使钩29追随车身15,保持将后门15a打开的状态。后门15a例如以与水平方向大致平行地打开的状态被保持。另外,后侧开闭机器人7也可以进行关闭后门15a的作业。后侧开闭机器人7配置在比后侧涂装机器人9靠上方的位置。后侧开闭机器人7的基部31(第1基部的一例)固定于构成涂装室的墙壁或顶棚(构造物的一例。省略图示),成为相对于墙壁或顶棚不移动的构造。此外,固定有基部31的构造物不限于涂装室的墙壁或顶棚,例如也可以是设置于涂装室的支柱或支承壁(包含不与顶棚连结的构造物)等。
40.后侧涂装机器人9(第2机器人的一例)搭载于回转臂19的搭载部19b。后侧涂装机器人9通过由行驶装置17进行的滑动件23的移动而在前后方向上移动,并且通过回转臂19的回转而在绕回转轴sax的周向上移动。该周向包含前后方向和左右方向,是周向中的前后方向以外的方向与第1方向交叉的第2方向的一例。后侧涂装机器人9配置于比后侧开闭机
器人7靠下方的位置。后侧涂装机器人9的基部33(第2基部的一例)在铅直方向上配置于比后侧开闭机器人7的基部31靠下方的位置。后侧涂装机器人9经由被后侧开闭机器人7打开的后门15a从后方进入车身15的内部,对车身15的内部进行涂装。后侧涂装机器人9通过行驶装置17以及回转臂19中的至少一方追随车身15而移动。
41.前侧开闭机器人11(第1机器人、第3机器人的一例)使用钩35将车身15的侧门15b打开。前侧开闭机器人11通过变更姿势而使钩35追随车身15,保持打开侧门15b的状态。侧门15b例如以与左右方向大致平行地打开的状态被保持。另外,前侧开闭机器人11也可以进行关闭侧门15b的作业。前侧开闭机器人11配置于比前侧涂装机器人13靠上方的位置。前侧开闭机器人11的基部37(第3基部的一例)固定于构成涂装室的墙壁或顶棚(构造物的一例。省略图示),成为相对于墙壁或顶棚不移动的构造。此外,固定有基部37的构造物不限于涂装室的墙壁或顶棚,例如也可以是设置于涂装室的支柱或支承壁(包含不与顶棚连结的构造物)等。
42.前侧涂装机器人13(第2机器人、第4机器人的一例)搭载于滑动件25。前侧涂装机器人13通过由行驶装置17进行的滑动件25的移动而在前后方向上移动。前侧涂装机器人13配置于比前侧开闭机器人11靠下方的位置。前侧涂装机器人13的基部39(第4基部的一例)在铅直方向上配置于比前侧开闭机器人11的基部37靠下方的位置。前侧涂装机器人13经由被前侧开闭机器人11打开的侧门15b从左侧方进入车身15的内部,对车身15的内部进行涂装。前侧涂装机器人13通过行驶装置17追随车身15而移动。
43.上述涂装系统1的结构是一例,并不限定于上述内容。例如,也可以代替回转臂19而设置能够通过轨道以及滑动件在左右方向上移动的行驶装置,并设为能够使后侧涂装机器人9在前后方向以及左右方向上移动的结构。另外,也可以不是在具有墙壁、顶棚的涂装室,而是在不具有这样的分隔件的涂装区域(涂装空间)进行涂装。在该情况下,也可以将后侧开闭机器人7、前侧开闭机器人11固定于在涂装区域设置的支柱等(构造物的一例)。
44.《2.后侧开闭机器人的结构》
45.参照图2,对后侧开闭机器人7的结构的一例进行说明。
46.如图2所示,后侧开闭机器人7例如是具有6个关节部的6轴机械臂,6个关节部具有6个致动器r1ac1~r1ac6。后侧开闭机器人7具有:前述的基部31;水平多关节型的水平臂部41(第1臂部的一例),其与基部31连结;以及垂直多关节型的垂直臂部43(第2臂部的一例),其与水平臂部41的末端部连结,保持后门15a。如上所述,基部31固定于构成涂装室的墙壁或顶棚。
47.水平臂部41具有第1臂部45、第2臂部47以及第3臂部49。第1臂部45(臂要素的一例)以能够绕沿着铅直方向的旋转轴r1ax1回转(旋转)的方式,连结于基部31的末端部。第1臂部45通过设置于与基部31之间的关节部的致动器r1ac1的驱动,相对于基部31的末端部绕旋转轴r1ax1被回转驱动。
48.第2臂部47(臂要素的一例)以能够绕沿着铅直方向的旋转轴r1ax2回转(旋转)的方式,连结于第1臂部45的末端部。第2臂部47通过设置于与第1臂部45之间的关节部的致动器r1ac2的驱动,相对于第1臂部45的末端部绕旋转轴r1ax2被回转驱动。
49.第3臂部49(臂要素的一例)以能够绕沿着铅直方向的旋转轴r1ax3转动(旋转)的方式,连结于第2臂部47的末端部的下方。第3臂部49通过设置于与第2臂部47之间的关节部
的致动器r1ac3的驱动,相对于第2臂部47的末端部绕旋转轴r1ax3被转动驱动。
50.垂直臂部43具有第4臂部51、第5臂部53、第6臂部55以及上述的钩29。第4臂部51(臂要素的一例)以能够绕沿着与铅直方向垂直的水平方向的旋转轴r1ax4回转(旋转)的方式,连结于作为水平臂部41的末端部的第3臂部49。第4臂部51通过设置于与第3臂部49之间的关节部的致动器r1ac4的驱动,相对于第3臂部49的末端部绕旋转轴r1ax4被回转驱动。
51.第5臂部53(臂要素的一例)以能够绕沿着水平方向的旋转轴r1ax5回转(旋转)的方式,连结于第4臂部51的末端部。第5臂部53通过设置于与第4臂部51之间的关节部的致动器r1ac5的驱动,相对于第4臂部51的末端部绕旋转轴r1ax5被回转驱动。
52.第6臂部55以能够绕与旋转轴r1ax5垂直的旋转轴r1ax6转动(旋转)的方式,连结于第5臂部53的末端部。第6臂部55通过设置于与第5臂部53之间的关节部的致动器r1ac6的驱动,相对于第5臂部53的末端部绕旋转轴r1ax6被转动驱动。钩29(保持部的一例)安装于第6臂部55的末端部,保持后门15a。
53.第1臂部45、第2臂部47以及第4臂部51分别是在延伸设置方向上较长的长条状的部件。例如,第1臂部45的长度比第2臂部47长,第2臂部47的长度比第4臂部51长。由此,能够增大基于水平臂部41的动作的垂直臂部43(钩29)相对于车身15的追随距离。
54.驱动各关节部的致动器r1ac1~r1ac6例如由伺服电机、编码器、减速器以及制动器等构成。此外,在上述中,将后侧开闭机器人7的绕沿着长度方向(或者延伸方向)的旋转轴的旋转称为“转动”,将后侧开闭机器人7的绕与长度方向(或者延伸方向)垂直的旋转轴的旋转称为“回转”来进行了区分。
55.根据上述结构,构成水平臂部41的各臂部沿水平方向旋转。由此,能够避免对后侧开闭机器人7的上方的构造物(顶棚等)的干涉。另外,构成水平臂部41的第1臂部45以及第2臂部47的长度比较长。由此,能够确保后侧开闭机器人7的动作范围。因此,不需要后侧开闭机器人7的移动装置。由于不需要将作为重物的移动装置设置于涂装室的顶棚或墙壁,因此能够不需要或者简易地进行顶棚、墙壁的加强。另外,通过将垂直臂部43设为垂直多关节构造,能够进行包含上下方向的多方向的动作,能够提高末端部的自由度。由此,能够进行钩29的上下方向的动作,因此能够良好地进行沿上下方向开闭的后门15a的打开。另外,后侧开闭机器人7配置于后侧涂装机器人9的上方,因此能够抑制各机器人的动作区域发生干涉。因此,能够在不对后侧涂装机器人9的涂装作业造成影响的情况下,保持后门15a的打开状态。
56.上述的后侧开闭机器人7的结构是一个例子,并不限定于上述的内容。例如,也可以将垂直臂部43的臂部的数量、水平臂部41的臂部的数量设为上述的数量以外的数量,也可以设为6轴以外的机器人。
57.《3.后侧涂装机器人、前侧涂装机器人的结构》
58.参照图3,对后侧涂装机器人9以及前侧涂装机器人13的结构的一例进行说明。后侧涂装机器人9和前侧涂装机器人13是同样的结构,因此在此对后侧涂装机器人9进行说明,省略对前侧涂装机器人13的说明。
59.如图3所示,后侧涂装机器人9(前侧涂装机器人13也同样)例如是具有6个关节部的垂直多关节型的6轴机械臂,6个关节部具有6个致动器r2ac1~r2ac6。
60.后侧涂装机器人9具有上述的基部33(在前侧涂装机器人13中为基部39)、回转部
57、下臂部59、肘部61、上臂部63、手腕部65、凸缘部67以及涂装枪69。
61.回转部57以能够绕与铅直方向平行的旋转轴r2ax1转动的方式,连结于基部33的上端部。通过设置于与基部33之间的关节部的致动器r2ac1的驱动,回转部57相对于基部33的上端部绕旋转轴r2ax1被转动驱动。
62.下臂部59以能够绕与旋转轴r2ax1垂直的旋转轴r2ax2回转的方式,连结于回转部57的一侧的侧部(例如左侧)。下臂部59通过设置于与回转部57之间的关节部的致动器r2ac2的驱动,相对于回转部57的一侧的侧部绕旋转轴r2ax2被回转驱动。
63.肘部61以能够绕与旋转轴r2ax2平行的旋转轴r2ax3回转的方式,连结于下臂部59的末端部的另一侧(例如右侧)。肘部61通过设置于与下臂部59之间的关节部的致动器r2ac3的驱动,相对于下臂部59的末端部的另一侧绕旋转轴r2ax3被回转驱动。
64.上臂部63以能够绕与旋转轴r2ax3垂直的旋转轴r2ax4转动的方式,连结于肘部61的末端部。上臂部63通过设置于与肘部61之间的关节部的致动器r2ac4的驱动,相对于肘部61的末端部绕旋转轴r2ax4被转动驱动。
65.手腕部65以能够绕与旋转轴r2ax4垂直的旋转轴r2ax5回转的方式,连结于上臂部63的末端部的另一侧(例如左侧)。手腕部65通过设置于与上臂部63之间的关节部的致动器r2ac5的驱动,相对于上臂部63的末端部的另一侧,绕旋转轴r2ax5被回转驱动。
66.凸缘部67以能够绕与旋转轴r2ax5垂直的旋转轴r2ax6转动的方式,连结于手腕部65的末端部。凸缘部67通过设置于与手腕部65之间的关节部的致动器r2ac6的驱动,相对于手腕部65的末端部绕旋转轴r2ax6被转动驱动。
67.涂装枪69以规定的角度安装在凸缘部67的末端,在凸缘部67绕旋转轴r2ax6转动的同时,绕旋转轴r2ax6转动。在涂装枪69上连接有用于供给涂料的软管等(省略图示)。
68.驱动各关节部的致动器r2ac1~r2ac6例如由伺服电机、编码器、减速器以及制动器等构成。此外,在上述中,将后侧涂装机器人9的绕沿着长度方向(或者延伸方向)的旋转轴的旋转称为“转动”,将后侧涂装机器人9的绕与长度方向(或者延伸方向)垂直的旋转轴的旋转称为“回转”来进行区分。
69.上述的后侧涂装机器人9的结构是一个例子,并不限定于上述的内容。例如,后侧涂装机器人9也可以包含上述各臂部以外的臂部,臂的一部分也可以包含水平多关节构造。另外,也可以是6轴以外的机器人。
70.《4.前侧开闭机器人的结构》
71.参照图4,对前侧开闭机器人11的结构的一例进行说明。
72.如图4所示,前侧开闭机器人11例如是具有6个关节部的垂直多关节型的6轴机械臂,6个关节部具有6个致动器r3ac1~r3ac6。前侧开闭机器人11具有上述的基部37、回转部71、下臂部73、肘部75、上臂部77、手腕部79、凸缘部81以及上述的钩35。如上所述,基部37固定于构成涂装室的墙壁或顶棚。
73.回转部71以能够绕沿着与铅直方向垂直的水平方向的旋转轴r3ax1转动的方式,连结于基部37的前方的端部。回转部71通过设置于与基部37之间的关节部的致动器r3ac1的驱动,相对于基部37的末端部绕旋转轴r3ax1被转动驱动。
74.下臂部73以能够绕与旋转轴r3ax1垂直的旋转轴r3ax2回转的方式,连结于回转部71的一侧的侧部(例如左侧)。下臂部73通过设置于与回转部71之间的关节部的致动器
r3ac2的驱动,相对于回转部71的一侧的侧部绕旋转轴r3ax2被回转驱动。
75.肘部75以能够绕与旋转轴r3ax2平行的旋转轴r3ax3回转的方式,连结于下臂部73的末端部的另一侧(例如右侧)。肘部75通过设置于与下臂部73之间的关节部的致动器r3ac3的驱动,相对于下臂部73的末端部的另一侧绕旋转轴r3ax3被回转驱动。
76.上臂部77以能够绕与旋转轴r3ax3垂直的旋转轴r3ax4转动的方式,连结于肘部75的末端部。上臂部77通过设置于与肘部75之间的关节部的致动器r3ac4的驱动,相对于肘部75的末端部绕旋转轴r3ax4被转动驱动。
77.手腕部79以能够绕与旋转轴r3ax4垂直的旋转轴r3ax5回转的方式,连结于上臂部77的末端部的另一侧(例如左侧)。手腕部79通过设置于与上臂部77之间的关节部的致动器r3ac5的驱动,相对于上臂部77的末端部的另一侧,绕旋转轴r3ax5被回转驱动。
78.凸缘部81以能够绕与旋转轴r3ax5垂直的旋转轴r3ax6转动的方式,连结于手腕部79的末端部。凸缘部81通过设置于与手腕部79之间的关节部的致动器r3ac6的驱动,相对于手腕部79的末端部绕旋转轴r3ax6被转动驱动。
79.钩35(保持部的一例)经由安装部件83安装于凸缘部81的末端部,保持侧门15b。
80.驱动各关节部的致动器r3ac1~r3ac6例如由伺服电机、编码器、减速器以及制动器等构成。此外,在上述中,将前侧开闭机器人11的绕沿着长度方向(或者延伸方向)的旋转轴的旋转称为“转动”,将前侧开闭机器人11的绕与长度方向(或者延伸方向)垂直的旋转轴的旋转称为“回转”来进行区分。
81.根据上述结构,能够将前侧开闭机器人11朝向车身15的输送方向下游侧(前方侧)设置。由此,能够避免与侧门15b的干涉,并且能够增大相对于车身15(侧门15b)的追随距离。因此,能够确保前侧开闭机器人11的动作范围,不需要移动装置。由于不需要将作为重物的移动装置设置于涂装室的顶棚或墙壁,因此能够不需要或者简易地进行顶棚、墙壁的加强。另外,前侧开闭机器人11配置于前侧涂装机器人13的上方,因此能够抑制各机器人的动作区域发生干涉。因此,能够在不影响前侧涂装机器人13的涂装作业的情况下保持侧门15b的打开状态。
82.上述的前侧开闭机器人11的结构是一个例子,并不限定于上述的内容。例如,前侧开闭机器人11也可以包含上述各臂部以外的臂部,臂的一部分也可以包含水平多关节构造。另外,也可以是6轴以外的机器人。
83.《5.开闭机器人和涂装机器人的动作区域》
84.参照图5和图6,对后侧开闭机器人7和后侧涂装机器人9的动作区域、以及前侧开闭机器人11和前侧涂装机器人13的动作区域的一例进行说明。
85.如图5所示,后侧涂装机器人9的能够动作的范围即动作区域85通过行驶装置17的滑动件23的前后方向的移动而在车身15的输送方向(前后方向)上较长地延伸。动作区域85的上下方向的范围例如是从车身15的内部的地板15c的附近到顶棚15d的附近的范围。动作区域85的左右方向的范围例如是从车身15的内部的左侧的壁部15e(参照后述的图7)附近到右侧的壁部15f(参照后述的图7)附近的范围。
86.作为后侧开闭机器人7能够动作的范围的动作区域91通过水平臂部41的动作而沿车身15的输送方向(前后方向)较长地延伸。动作区域91的上下方向的范围例如是从基部31的附近到车身15的后门15a的关闭状态下的下端附近的范围。动作区域91的左右方向的范
围例如是车身15的后门15a的左右方向的宽度尺寸的范围。
87.如上所述,后侧开闭机器人7的动作区域91和后侧涂装机器人9的动作区域85在从铅直方向观察时至少一部分在前后左右方向上重叠,并且在从左右方向观察时至少一部分在上下方向上重叠。因此,后侧开闭机器人7和后侧涂装机器人9通过后述的第1机器人控制器97以及第2机器人控制器99(参照图12)以相互不干涉的方式被控制动作。
88.如图6所示,作为前侧涂装机器人13能够动作的范围的动作区域93通过行驶装置17的滑动件25的前后方向的移动而在车身15的输送方向(前后方向)上较长地延伸。动作区域93的上下方向的范围例如是从车身15的内部的地板15c的附近到顶棚15d的附近的范围。动作区域93的左右方向的范围例如是从基部39的附近到车身15内部的右侧壁部15f附近的范围。
89.前侧开闭机器人11的能够动作的范围即动作区域95朝向前方设置,由此在车身15的输送方向(前后方向)上较长地延伸。动作区域95的上下方向的范围例如是从基部37的附近到车身15的侧门15b的上下方向中间部(钩挂钩35的部分)的附近的范围。动作区域95的左右方向的范围例如是与左右方向大致平行地打开的侧门15b的左右方向的宽度尺寸的范围。
90.如上所述,前侧开闭机器人11的动作区域95和前侧涂装机器人13的动作区域93在从铅直方向观察时至少一部分在前后左右方向上重叠,并且在从左右方向观察时至少一部分在上下方向上重叠。因此,前侧开闭机器人11和前侧涂装机器人13通过后述的第3机器人控制器101以及第4机器人控制器103(参照图12)以相互不干涉的方式被控制动作。
91.《6.回转臂的结构、后侧涂装机器人的设置高度》
92.参照图7,对回转臂19的结构以及后侧涂装机器人9的设置高度的一例进行说明。
93.如图7所示,回转臂19具有基部19a、搭载部19b以及连结部19c。基部19a与滑动件23连结,沿水平方向延伸设置。搭载部19b经由连结部19c与基部19a连接,在比基部19a的上表面靠铅直方向的下方的位置沿水平方向延伸设置。连结部19c相对于水平方向倾斜规定角度地延伸设置,将高度位置不同的基部19a与搭载部19b连结起来。后侧涂装机器人9搭载于回转臂19的搭载部19b。后侧涂装机器人9的基部33在输送机3的搭载车身15的搭载面3a与在车身15的内部位于最下方位置的涂装对象部(例如地板15c等)之间的高度位置hp1处,设置于搭载部19b。即,后侧涂装机器人9的设置高度即高度位置hp1在铅直方向上位于在车身15的内部位于最下方位置的涂装对象部(例如地板15c等)的高度位置hp2、与输送机3的搭载面3a的高度位置hp3之间。
94.根据上述结构,起到如下的效果。例如,在对车身15的内部的下方的涂装对象部(例如地板15c等)进行涂装的情况下,若后侧涂装机器人9的安装位置高,则后侧涂装机器人9的任意的臂要素(例如下臂部59、肘部61等)容易与车身15的上部(例如顶棚15d等)发生干涉。在本实施方式中,通过上述结构,能够降低后侧涂装机器人9的安装位置,因此能够避免后侧涂装机器人9与车身15的上部的干涉,并且能够对车身15内部的下方涂装对象部进行涂装。
95.此外,如前述的图6所示,对于前侧涂装机器人13也与上述同样地,基部39在输送机3的搭载面3a与在车身15的内部位于最下方位置的涂装对象部(例如地板15c等)之间的高度位置处,设置于滑动件25。由此,起到与上述同样的效果。
96.另外,回转臂19构成为,在与左右方向平行的状态(从与车身15的输送方向平行的角度回转大致90度的状态)下,回转轴sax与搭载的后侧涂装机器人9的例如旋转轴r2ax1之间的距离d1、和回转轴sax与车身15的左右方向上的中心位置cp之间的距离d2大致相等。由此,通过使回转臂19回转,能够使后侧涂装机器人9位于车身15的宽度方向上的大致中心位置。在后侧涂装机器人9从车身15的后侧的后门15a进入内部而进行涂装的情况下,能够避免与车身15的左右的壁部15e、15f的干涉并执行涂装。
97.《7.后侧涂装机器人的关节驱动角度》
98.参照图8和图9,对后侧涂装机器人9的关节驱动角度的一例进行说明。
99.后侧涂装机器人9具有:作为相邻的2个臂要素的下臂部59和肘部61;以及将这些下臂部59和肘部61连结成能够绕沿着与各臂要素的延伸设置方向垂直的方向的旋转轴r2ax3旋转的关节部r2j。关节部r2j连结成:使下臂部59以及肘部61中的一方能够从下臂部59以及肘部61的延伸设置方向相互平行的角度(θ为大致180度)起,相对于另一方朝绕旋转轴r2ax3的周向上的一侧(例如顺时针方向)以及另一侧(例如逆时针方向)这两个方向旋转。
100.如图8所示,例如在后侧涂装机器人9进行车身15内部的地板15c的涂装的情况下,关节部r2j使肘部61从下臂部59和肘部61的延伸设置方向相互平行的角度起朝下方(从左侧观察的情况下为逆时针方向。从右侧观察的情况下为顺时针方向)回转。即,下臂部59与肘部61之间的下侧的相对角度θ小于180度。另一方面,如图9所示,例如在后侧涂装机器人9进行车身15的内部的顶棚15d的涂装的情况下,关节部r2j使肘部61从下臂部59和肘部61的延伸设置方向相互平行的角度起朝上方(从左侧观察的情况下为顺时针方向。从右侧观察的情况下为逆时针方向)回转。即,下臂部59与肘部61之间的下侧的相对角度θ大于180度。
101.根据上述结构,起到如下的效果。假设在下臂部59以及肘部61为在关节部r2j处仅向单侧弯折的构造的情况下,例如在对车身15内部的上方涂装对象部(例如顶棚15d等)进行涂装的情况下,后侧涂装机器人9的任意的臂要素(例如下臂部59、肘部61等)容易与车身15的上部(例如顶棚15d等)发生干涉。在本实施方式中,下臂部59以及肘部61在关节部r2j处向两侧弯折,因此能够避免后侧涂装机器人9与车身15的上部的干涉,并且能够对车身15内部的上方涂装对象部进行涂装。
102.此外,也可以将与上述同样的关节构造应用于后侧涂装机器人9的关节部r2j以外的关节。另外,也可以将与上述同样的关节构造应用于后侧开闭机器人7、前侧开闭机器人11、前侧涂装机器人13中的任意的关节。
103.《8.回转臂的回转角度》
104.参照图10和图11,对回转臂19的回转角度的一例进行说明。
105.如图10所示,回转臂19以如下方式设置于滑动件23:能够在绕与铅直方向平行的回转轴sax的周向上,在包含与车身15的输送方向(前后方向)平行的角度在内的规定的角度范围内回转。“与输送方向平行的角度”是指回转臂19与轨道21的输送方向上游侧的部分的角度θ为0度或180度的角度。图10表示θ为大致90度的状态。“规定的角度范围”是回转臂19能够机械地回转的角度范围,例如可以设为大致180度,也可以设为大于180度的角度范围。在本实施方式中,回转臂19能够在大于180度的角度范围内回转。
106.如图11所示,回转臂19以如下方式设置于滑动件23:能够在绕回转轴sax的周向
上,从与车身15的输送方向(前后方向)平行的角度(角度θ为大致0度)起向搭载后侧涂装机器人9的搭载部19b远离车身15的输送路径(输送机3)的方向回转。在图11所示的例子中,以后侧涂装机器人9的下臂部59不与车身15的输送路径发生干涉的方式,使回转臂19的搭载部19b向远离输送机3的方向回转规定的角度θ(0度至-90度的范围)。
107.根据上述结构,在后侧涂装机器人9对车身15进行涂装作业时,通过使回转臂19从与前后方向平行的角度向车身15侧回转规定的角度θ,能够使后侧涂装机器人9移动到最佳的涂装位置。另外,在使车身15通过的情况下,通过使回转臂19回转成与前后方向平行的角度(角度θ为大致0度)而退避,能够避免与车身15的干涉。而且,通过使回转臂19向角度θ为负的方向(搭载部19b远离输送机3的方向)回转,能够使回转臂19的回转轴sax与车身15的输送路径(输送机3)接近,并且能够避免后侧涂装机器人9与车身15的干涉。由此,能够缩小涂装室的宽度方向尺寸。
108.《9.上位控制器的功能结构、涂装系统的控制结构》
109.接下来,参照图12,对上位控制器的功能结构以及涂装系统的控制结构的一个例子进行说明。
110.如图12所示,涂装系统1具有第1机器人控制器97、第2机器人控制器99、第3机器人控制器101、第4机器人控制器103以及上位控制器109。
111.第1机器人控制器97基于从上位控制器109输入的指令(例如位置指令等),运算为了使后侧开闭机器人7的末端位置(例如钩29的位置)移动到期望的位置所需的、各致动器r1ac1~r1ac6的各伺服电机的目标旋转角度等。第1机器人控制器97基于与运算结果对应的电机位置指令、和各伺服电机的各编码器的检测值等,进行向各致动器r1ac1~r1ac6的各伺服电机供给的驱动电力的控制,从而控制后侧开闭机器人7的动作。
112.第2机器人控制器99基于从上位控制器109输入的指令(例如位置指令等),运算为了使后侧涂装机器人9的末端位置(例如涂装枪69的位置)移动到期望的位置所需的、各致动器r2ac1~r2ac6的各伺服电机的目标旋转角度等。第2机器人控制器99基于与运算结果对应的电机位置指令、和各伺服电机的各编码器的检测值等,进行向各致动器r2ac1~r2ac6的各伺服电机供给的驱动电力的控制,控制后侧涂装机器人9的动作。
113.另外,第2机器人控制器99基于从上位控制器109输入的指令(例如位置指令等),运算为了使回转臂19的旋转角度回转成期望的角度所需的、致动器27的伺服电机的目标旋转角度等。第2机器人控制器99基于与运算结果对应的电机位置指令、和伺服电机的编码器的检测值等,进行向致动器27的伺服电机供给的驱动电力的控制,控制回转臂19的回转动作。
114.另外,第2机器人控制器99基于从上位控制器109输入的指令(例如位置指令等),运算为了使搭载后侧涂装机器人9的滑动件23的位置移动到期望的位置所需的、致动器的伺服电机的目标旋转角度等。第2机器人控制器99基于与运算结果对应的电机位置指令、和伺服电机的编码器的检测值等,进行向致动器的伺服电机供给的驱动电力的控制,控制滑动件23的位置。
115.第3机器人控制器101基于从上位控制器109输入的指令(例如位置指令等),运算为了使前侧开闭机器人11的末端位置(例如钩35的位置)移动到期望的位置所需的、各致动器r3ac1~r3ac6的各伺服电机的目标旋转角度等。第3机器人控制器101基于与运算结果对
应的电机位置指令、和各伺服电机的各编码器的检测值等,进行向各致动器r3ac1~r3ac6的各伺服电机供给的驱动电力的控制,控制前侧开闭机器人11的动作。
116.第4机器人控制器103基于从上位控制器109输入的指令(例如位置指令等),运算为了使前侧涂装机器人13的末端位置(例如涂装枪69的位置)移动到期望的位置所需的、各致动器r2ac1~r2ac6的各伺服电机的目标旋转角度等。第4机器人控制器103基于与运算结果对应的电机位置指令、和各伺服电机的各编码器的检测值等,进行向各致动器r2ac1~r2ac6的各伺服电机供给的驱动电力的控制,控制前侧涂装机器人13的动作。
117.另外,第4机器人控制器103基于从上位控制器109输入的指令(例如位置指令等),运算为了使搭载前侧涂装机器人13的滑动件25的位置移动到期望的位置所需的、致动器的伺服电机的目标旋转角度等。第4机器人控制器103基于与运算结果对应的电机位置指令、和伺服电机的编码器的检测值等,进行向致动器的伺服电机供给的驱动电力的控制,控制滑动件25的位置。
118.上位控制器109对上述各控制器输出指令,统一控制涂装系统1。上位控制器109具有第1控制部111、第2控制部113以及第3控制部115。
119.第1控制部111经由第2机器人控制器99控制行驶装置17的滑动件23以及回转臂19中的至少一方,以使后侧涂装机器人9追随由输送机3连续输送的车身15。另外,第1控制部111经由第4机器人控制器103控制行驶装置17的滑动件25,以使前侧涂装机器人13追随由输送机3连续输送的车身15。由此,对于后侧涂装机器人9以及前侧涂装机器人13,能够使用在使车身15停止的状态下执行的示教数据,因此对后侧涂装机器人9以及前侧涂装机器人13的示教作业变得容易。
120.第2控制部113经由第1机器人控制器97控制后侧开闭机器人7的水平臂部41,以使后侧开闭机器人7的垂直臂部43(钩29)追随由输送机3连续输送的车身15。由此,无需设置使后侧开闭机器人7移动的移动装置,就能够相对于连续输送的车身15保持打开后门15a的状态。
121.第3控制部115在使后侧涂装机器人9从车身15的输送路径退避时,以使搭载后侧涂装机器人9的回转臂19的搭载部19b向车身15的输送方向上的上游侧移动的方式使回转臂19回转。由此,在对车身15进行涂装作业时,能够在车身15的后端通过朝向上游侧的回转臂19的末端之后开始回转臂19的回转,能够确保追随距离。
122.此外,上述的第1控制部111、第2控制部113、第3控制部115等中的处理等并不限定于这些处理的分担的例子,例如,也可以由更少数量的处理部(例如1个处理部)进行处理,另外,也可以由进一步细分化的处理部进行处理。另外,上位控制器109的各控制部的功能也可以通过后述的cpu 901(参照图19)执行的程序来安装,其一部分或全部也可以通过asic、fpga、其他电路等实际的装置来安装。
123.《10.上位控制器等的处理步骤》
124.参照图13,对由上位控制器109等(包含上述的各控制器)执行的处理步骤的一例进行说明。
125.在步骤s10中,上位控制器109等驱动输送机3而连续地输送车身15。此外,输送机3的驱动也可以通过作业者的操作来进行。
126.在步骤s20中,上位控制器109等判定车身15是否进入了后侧开闭机器人7和后侧
涂装机器人9的动作区域、或者前侧开闭机器人11和前侧涂装机器人13的动作区域。反复进行本步骤s20直到车身15进入动作区域为止(步骤s20:否),在车身15进入了动作区域的情况下(步骤s20:是),移至接下来的步骤s30。
127.在步骤s30中,上位控制器109等通过第2控制部113控制后侧开闭机器人7的水平臂部41的姿势而使钩29追随车身15,打开后门15a并保持打开状态。
128.在步骤s40中,上位控制器109等通过第1控制部111控制行驶装置17和回转臂19中的至少一方而使后侧涂装机器人9追随车身15,一边控制回转臂19而使后侧涂装机器人9移动到最佳的涂装位置,一边经由打开的后门15a从后方通过后侧涂装机器人9对车身15的内部进行涂装。
129.在步骤s50中,上位控制器109等控制前侧开闭机器人11的姿势而使钩35追随车身15,打开侧门15b并保持打开状态。
130.在步骤s60中,上位控制器109等通过第1控制部111控制行驶装置17而使前侧涂装机器人13追随车身15,经由打开的侧门15b从侧方通过前侧涂装机器人13对车身15的内部进行涂装。
131.在步骤s70中,上位控制器109等判定车身15的涂装是否结束。反复进行本步骤s70直至车身15的涂装结束为止(步骤s70:否),在车身15的涂装结束的情况下(步骤s70:是),移至接下来的步骤s80。
132.在步骤s80中,上位控制器109等通过第3控制部115使各机器人从车身15的输送路径退避。例如,上位控制器109等使后侧开闭机器人7成为规定的退避姿势。并且例如,上位控制器109等以搭载部19b向车身15的输送方向上的上游侧移动的方式使回转臂19回转而使后侧涂装机器人9从车身15的输送路径退避,并且使滑动件23行驶而使后侧涂装机器人9向规定的退避位置移动,成为规定的退避姿势。并且例如,上位控制器109等使前侧开闭机器人11成为规定的退避姿势。并且例如,上位控制器109等使滑动件25行驶而使前侧涂装机器人13移动至规定的退避位置,并且成为规定的退避姿势。由此,能够使下一个车身15通过直至进入各机器人的动作区域内。
133.在步骤s90中,上位控制器109等判定是否结束涂装系统1的运转。在不结束运转的情况下(步骤s90:否),返回到之前的步骤s20,反复同样的步骤。另一方面,在结束运转的情况下(步骤s90:是),结束本流程图。
134.以上说明的处理步骤是一例,可以删除或变更上述步骤的至少一部分,也可以追加上述以外的步骤。可以变更上述步骤的至少一部分的顺序,也可以将多个步骤合并为单一的步骤。
135.《11.实施方式的效果》
136.如以上说明的那样,实施方式的涂装系统1具有:后侧开闭机器人7,其具有固定于构成涂装室的构造物的基部31,将车身15的后门15a打开;以及后侧涂装机器人9,其具有在铅直方向上相比基部31配置于下方的基部33,经由被后侧开闭机器人7打开的后门15a对车身15的内部进行涂装。
137.在本实施方式的涂装系统1中,打开车身15的后门15a的后侧开闭机器人7设置在比对车身15的内部进行涂装的后侧涂装机器人9高的位置。由此,即使在车身15具有例如沿上下方向开闭的后门15a的情况下,也能够将后门15a提升至上方而较大程度地打开,能够
良好地进行后门15a的打开。其结果是,能够确保用于后侧涂装机器人9对车身15的内部进行涂装的动作区域,能够执行高品质的涂装。另外,通过使后侧开闭机器人7与后侧涂装机器人9的高度位置不同,能够抑制后侧开闭机器人7的动作区域91与后侧涂装机器人9的动作区域85发生干涉,能够确保各机器人的动作区域。并且,由于将配置于上方的后侧开闭机器人7固定于构造物,因此不需要将作为重物的后侧开闭机器人7用的移动装置设置于涂装室的顶棚、墙壁,能够不需要或者简易地进行顶棚、墙壁的加强。
138.另外,涂装系统1具有:前侧开闭机器人11,其具有固定于构成涂装室的构造物的基部37,将车身15的侧门15b打开;以及前侧涂装机器人13,其具有在铅直方向上相比基部37配置于下方的基部39,经由被前侧开闭机器人11打开的侧门15b对车身15的内部进行涂装。
139.在本实施方式的涂装系统1中,打开车身15的侧门15b的前侧开闭机器人11设置于比对车身15的内部进行涂装的前侧涂装机器人13高的位置。由此,即使在车身15具有例如沿水平方向开闭的侧门15b的情况下,通过从上方保持侧门15b,也能够不与侧门15b干涉地打开,能够良好地进行侧门15b的打开。其结果是,能够确保用于前侧涂装机器人13对车身15的内部进行涂装的动作区域,能够执行高品质的涂装。另外,通过使前侧开闭机器人11与前侧涂装机器人13的高度位置不同,能够抑制前侧开闭机器人11的动作区域95与前侧涂装机器人13的动作区域93发生干涉,能够确保各机器人的动作区域。并且,由于将配置于上方的前侧开闭机器人11固定于构造物,因此不需要将作为重物的前侧开闭机器人11用的移动装置设置于涂装室的顶棚、墙壁,能够不需要或者简易地进行顶棚、墙壁的加强。
140.在实施方式中,涂装系统1也可以具有:输送机3,其在前后方向上输送车身15;以及移动装置5,其使后侧涂装机器人9在前后方向上移动,并且使后侧涂装机器人9在与前后方向交叉的左右方向上移动。
141.在该情况下,通过使后侧涂装机器人9沿前后方向以及左右方向移动,能够扩大后侧涂装机器人9的动作范围。另外,通过使后侧涂装机器人9沿前后方向移动,能够使后侧涂装机器人9追随被输送的车身15,因此能够在使车身15停止的状态下进行向后侧涂装机器人9的示教,示教作业变得容易。而且,通过使后侧涂装机器人9在左右方向上移动,能够使后侧涂装机器人9移动到最佳的涂装位置,因此能够提高涂装的品质。例如,能够使后侧涂装机器人9绕到车身15的前表面侧或后表面侧,容易使后侧涂装机器人9的一部分(例如搭载有涂装枪69的末端部)从车身15的前表面或后表面进入,能够更高效地对车身15的内部进行涂装。
142.在实施方式中,移动装置5也可以具有使滑动件23在前后方向上行驶的行驶装置17、和设置于滑动件23且绕沿着铅直方向的回转轴sax回转的回转臂19,在该情况下,后侧涂装机器人9也可以搭载于回转臂19。
143.在该情况下,通过由行驶装置17进行的滑动件23的移动,能够使后侧涂装机器人9在前后方向上移动,通过回转臂19的回转,能够使后侧涂装机器人9在前后方向以及左右方向上移动。通过使用回转臂19,在对车身15进行涂装作业的情况下,能够使回转臂19向车身15侧突出而使后侧涂装机器人9移动到最佳的涂装位置。在使车身15通过的情况下,能够使回转臂19退避而避免与车身15的干涉。
144.在实施方式中,后侧开闭机器人7也可以具有:水平多关节型的水平臂部41,其与
基部31连结;以及垂直多关节型的垂直臂部43,其与水平臂部41的末端部连结,保持后门15a。
145.假设在为了扩大配置于上方的后侧开闭机器人7的动作范围而设置移动装置的情况下,由于是重物,而且还产生振动,因此优选对涂装室的顶棚、墙壁进行大规模的加强。在本实施方式中,后侧开闭机器人7在基部侧具有水平多关节型的水平臂部41,在末端侧具有垂直多关节型的垂直臂部43。通过将基部侧的水平臂部41设为水平多关节构造,能够避免对上方的构造物(顶棚等)的干涉并确保动作范围。另外,通过将末端侧的垂直臂部43设为垂直多关节构造,能够进行包含上下方向的多方向的动作,能够提高末端部的自由度。因此,即使不设置移动装置也能够确保后侧开闭机器人7的动作范围,并且能够与门的开闭方向无关地良好地进行打开。
146.在实施方式中,水平臂部41也可以具有包含第1臂部45在内的多个臂部,第1臂部45以能够绕沿着铅直方向的旋转轴r1ax1旋转的方式与基部31连结,在该情况下,多个臂部也可以以能够绕沿着铅直方向的旋转轴相互旋转的方式连结。
147.在本实施方式中,构成水平臂部41的各臂部相对于基部31或基部侧的臂部沿水平方向旋转。由此,能够避免对上方的构造物(顶棚等)的干涉,并且能够确保后侧开闭机器人7的动作范围。另外,能够根据构成水平臂部41的各臂部的长度、数量来扩大后侧开闭机器人7的动作范围。
148.在实施方式中,垂直臂部43也可以具有:包含第4臂部51在内的至少1个臂部,第4臂部51以能够绕沿着与铅直方向垂直的水平方向的旋转轴r1ax4旋转的方式与水平臂部41的末端部连结;以及钩29,其与末端部连结,保持后门15a。
149.在本实施方式中,构成垂直臂部43的臂部相对于水平臂部41的末端部沿上下方向旋转。由此,能够进行钩29的上下方向的动作,因此即使在沿上下方向开闭的后门15a的情况下也能够良好地进行打开。
150.在实施方式中,后侧涂装机器人9也可以具有:作为相邻的2个臂要素的下臂部59和肘部61;以及关节部r2j,其将下臂部59和肘部61以能够绕旋转轴r2ax3旋转的方式连结起来,旋转轴r2ax3沿着与各臂要素的延伸设置方向垂直的方向,在该情况下,关节部r2j也可以连结成:使下臂部59和肘部61中的一方能够从下臂部59和肘部61的延伸设置方向相互平行的角度起,相对于另一方朝绕旋转轴r2ax3的周向上的一侧以及另一侧这两个方向旋转。
151.假设是相邻的下臂部59以及肘部61在关节部r2j处仅向单侧弯折的构造的情况下,例如在对车身15内部的上方涂装对象部进行涂装的情况下,后侧涂装机器人9的一部分臂要素容易与车身15的上部发生干涉。在本实施方式中,相邻的下臂部59以及肘部61在关节部r2j处向两侧弯折,因此能够避免后侧涂装机器人9与车身15的上部的干涉,并且能够对车身15内部的上方涂装对象部(例如顶棚15d等)进行涂装。
152.在实施方式中,回转臂19也可以具有:基部19a,其与滑动件23连结,沿与铅直方向垂直的水平方向延伸设置;以及搭载部19b,其与基部19a连接,在铅直方向上相比基部19a的上表面靠下方处沿水平方向延伸设置,在该情况下,后侧涂装机器人9也可以设置于搭载部19b。
153.例如在对车身15内部的下方涂装对象部(例如地板等)进行涂装的情况下,若后侧
涂装机器人9的安装位置较高,则后侧涂装机器人9的一部分臂要素容易与车身15的上部发生干涉。在本实施方式中,在回转臂19中延伸设置于比基部19a低的位置的搭载部19b设置后侧涂装机器人9。由此,能够降低后侧涂装机器人9的安装位置,因此能够避免后侧涂装机器人9与车身15的上部的干涉,并且能够对车身15内部的下方涂装对象部(例如地板15c等)进行涂装。
154.在实施方式中,后侧涂装机器人9的基部33也可以在输送机3的搭载车身15的搭载面3a与在车身15的内部位于最下方位置的涂装对象部(例如地板15c等)之间的高度位置处,设置于搭载部19b。
155.在该情况下,在对位于车身15内部的最下方位置的涂装对象部(例如地板15c等)进行涂装的情况下,也能够避免后侧涂装机器人9的臂要素与车身15的上部发生干涉。
156.在实施方式中,回转臂19也可以以能够在绕回转轴sax的周向上、在包含与前后方向平行的角度在内的规定的角度范围内回转的方式设置于滑动件23。
157.在该情况下,在对车身15进行涂装作业的情况下,使回转臂19从与前后方向平行的角度向车身15侧回转规定的角度,能够使后侧涂装机器人9移动到最佳的涂装位置。另外,在使车身15通过的情况下,使回转臂19回转成与前后方向平行的角度而退避,能够避免与车身15的干涉。
158.在实施方式中,回转臂19也可以以能够在绕回转轴sax的周向上、从与前后方向平行的角度起向搭载后侧涂装机器人9的搭载部19b远离车身15的输送路径的方向回转的方式设置于滑动件23。
159.例如,在后侧涂装机器人9的宽度大于回转臂19的宽度而向宽度方向伸出的情况下,即使使回转臂19回转成与前后方向平行的角度而退避,后侧涂装机器人9的伸出的部分也有可能与车身15的输送路径发生干涉。为了避免干涉,需要使回转臂19的回转轴sax与车身15的输送路径之间分离,但在该情况下,会导致涂装室的宽度方向尺寸的增大。在本实施方式中,通过使回转臂19从与前后方向平行的角度起向搭载部19b远离车身15的输送路径的方向回转,能够使回转臂19的回转轴sax与车身15的输送路径接近,并且能够避免后侧涂装机器人9与车身15的输送路径的干涉。由此,能够缩小涂装室的宽度方向尺寸。
160.在实施方式中,回转臂19也可以构成为,回转轴sax与所搭载的后侧涂装机器人9之间的距离d1、和回转轴sax与车身15的左右方向上的中心位置cp之间的距离d2大致相等。
161.在该情况下,通过使回转臂19从与前后方向平行的角度起回转大致90度,能够使后侧涂装机器人9位于车身15的宽度方向上的大致中心位置。由此,在后侧涂装机器人9例如从车身15后侧的后门15a进入内部而进行涂装的情况下,能够避免与车身15的左右的壁部15e、15f的干涉并执行涂装。
162.在实施方式中,输送机3也可以沿前后方向连续地输送车身15,在该情况下,上位控制器109等也可以控制行驶装置17和回转臂19中的至少一方,以使后侧涂装机器人9或前侧涂装机器人13追随车身15。
163.在本实施方式中,使后侧涂装机器人9或前侧涂装机器人13追随由输送机3连续输送的车身15来进行涂装,因此与使车身15停止来进行涂装的情况相比,能够缩短生产节拍时间。另外,通过使后侧涂装机器人9或前侧涂装机器人13追随车身15,能够使用在使车身15停止的状态下执行的示教数据。由此,对后侧涂装机器人9或前侧涂装机器人13的示教作
业变得容易。
164.在实施方式中,上位控制器109等也可以以使后侧开闭机器人7的垂直臂部43追随车身15的方式控制水平臂部41。
165.在本实施方式中,通过控制后侧开闭机器人7的水平臂部41的动作,使垂直臂部43(钩29)追随连续地输送的车身15。由此,能够在不设置移动装置的情况下,保持相对于连续输送的车身15打开后门15a的状态。
166.在实施方式中,上位控制器109等也可以在使后侧涂装机器人9从车身15的输送路径退避时,以搭载后侧涂装机器人9的搭载部19b向车身15的输送方向上的上游侧移动的方式使回转臂19回转。
167.假设在以搭载有后侧涂装机器人9的搭载部19b向车身15的输送方向上的下游侧移动的方式使回转臂19回转而使后侧涂装机器人9从车身15的输送路径退避的情况下,在车身15的后端通过朝向下游侧的回转臂19的末端之后使回转臂19回转,追随距离变小。在本实施方式中,以使搭载有后侧涂装机器人9的搭载部19b向车身15的输送方向上的上游侧移动的方式,使回转臂19回转而使后侧涂装机器人9从车身15的输送路径退避。由此,能够在车身15的后端通过朝向上游侧的回转臂19的末端之后开始回转臂19的回转,能够确保追随距离。因此,能够进行高品质的涂装。
168.实施方式的涂装系统1具有:输送机3,其沿前后方向输送车身15;后侧开闭机器人7,其具有固定于构成涂装室的构造物的基部31,将车身15的后方的后门15a打开;后侧涂装机器人9,其具有在铅直方向上相比基部31配置于下方的基部33,经由被后侧开闭机器人7打开的后门15a对车身15的内部进行涂装;前侧开闭机器人11,其具有固定于构造物的基部37,将车身15的侧方的侧门15b打开;前侧涂装机器人13,其具有在铅直方向上相比基部37配置于下方的基部39,经由被前侧开闭机器人11打开的侧门15b对车身15的内部进行涂装;行驶装置17,其使滑动件23、25在同一轨道21上沿前后方向行驶;以及回转臂19,其设置于滑动件23,绕沿着铅直方向的回转轴sax回转,后侧涂装机器人9搭载于回转臂19,前侧涂装机器人13搭载于滑动件25。
169.在本实施方式的涂装系统1中,能够良好地进行车身15后方的后门15a及侧方的侧门15b的打开,因此能够确保用于后侧涂装机器人9及前侧涂装机器人13对车身15的内部进行涂装的动作区域,能够执行高品质的涂装。另外,通过使后侧开闭机器人7和后侧涂装机器人9的高度位置、以及前侧开闭机器人11和前侧涂装机器人13的高度位置分别不同,能够避免后侧开闭机器人7的动作区域91和后侧涂装机器人9的动作区域85、以及前侧开闭机器人11的动作区域95和前侧涂装机器人13的动作区域93分别发生干涉,能够确保各机器人的动作区域。并且,由于将配置于上方的后侧开闭机器人7和前侧开闭机器人11固定于构造物,因此不需要将作为重物的后侧开闭机器人7用的移动装置和前侧开闭机器人11用的移动装置设置于涂装室的顶棚、墙壁,能够不需要或者简易地进行顶棚、墙壁的加强。另外,由于在同一轨道21上搭载后侧涂装机器人9和前侧涂装机器人13,因此能够缩小涂装室的宽度方向尺寸。
170.《12.变形例》
171.公开的实施方式不限于上述内容,在不脱离其主旨以及技术思想的范围内能够进行各种变形。以下,对这样的变形例进行说明。
172.(12-1.使用臂反向安装型的涂装机器人的情况)
173.在上述的实施方式中,通过使回转臂19从与前后方向平行的角度(角度θ为大致0度)起向搭载部19b远离输送机3的方向回转,从而避免后侧涂装机器人9的下臂部59与车身15的输送路径发生干涉,但不限于此。例如,如图14所示,也可以使用下臂部59相对于回转部57连结于与上述后侧涂装机器人9相反的一侧、即回转部57的另一侧的侧部(在图14所示的例子中为下侧)的、所谓的臂反向安装型的后侧涂装机器人9a。在该情况下,如图14所示,即使在使回转臂19回转成例如与前后方向平行的角度的状态下,也能够避免后侧涂装机器人9的下臂部59与车身15的输送路径发生干涉。
174.(12-2.从车身的两侧进行涂装的情况)
175.在上述的实施方式中,对车身15在左侧的侧方具有侧门15b的情况进行了说明,但不限于此。例如,如图15所示,车身15也可以在左右方向的两侧的侧方分别具有侧门15b、15g。在该情况下,如图15所示,在将这2台机器人设为1组的情况下,前侧开闭机器人11和前侧涂装机器人13也可以在车身15的输送路径的左右方向上的两侧各配置1组(共计2组)。在本变形例中,除了输送机3的左侧之外,在右侧也设置有行驶装置17,配置于车身15的右侧的前侧涂装机器人13通过行驶装置17而沿着轨道21在前后方向上移动。另外,配置于车身15的右侧的前侧开闭机器人11与配置于左侧的前侧开闭机器人11同样地,基部37固定于构成涂装室的墙壁或顶棚,成为相对于墙壁或顶棚不移动的构造。左右一对前侧开闭机器人11以车身15的输送路径(输送机3)为中心例如线对称地配置。
176.配置于车身15的右侧的前侧开闭机器人11使用钩35将车身15的侧门15g打开。前侧开闭机器人11通过变更姿势而使钩35追随车身15,保持打开侧门15g的状态。配置于车身15的右侧的前侧涂装机器人13经由被前侧开闭机器人11打开的侧门15g从右侧方进入车身15的内部,对车身15的内部进行涂装。
177.根据本变形例,能够将设置于车身15的宽度方向两侧的侧门15b、15g分别打开并保持,从车身15的左右两侧同时并行地执行涂装。因此,与从车身15的左右方向的单侧进行涂装的情况相比,能够缩短生产节拍时间。
178.(12-3.将开闭机器人和涂装机器人的动作区域上下分离的情况)
179.在上述的实施方式中,后侧开闭机器人7和后侧涂装机器人9的动作区域、以及前侧开闭机器人11和前侧涂装机器人13的动作区域分别构成为在上下方向上重叠,但例如也可以构成为各动作区域在上下方向上分离而在上下方向上不重叠。
180.图16和图17表示本变形例中的后侧开闭机器人7和后侧涂装机器人9的动作区域、以及前侧开闭机器人11和前侧涂装机器人13的动作区域的一例。例如图16所示,也可以将后侧开闭机器人7的动作区域91的上下方向的范围设为例如从基部31的附近到车身15的后门15a的打开状态下的下端附近的范围。在该情况下,后门15a例如由作业者或其他机械打开,后侧开闭机器人7保持打开状态即可。
181.在本变形例中,后侧开闭机器人7的动作区域91和后侧涂装机器人9的动作区域85在从铅直方向观察时至少一部分在前后左右方向上重叠。另外,后侧涂装机器人9的动作区域85在铅直方向上位于比后侧开闭机器人7的基部31靠下方的位置。另外,后侧涂装机器人9的动作区域85在铅直方向上位于比后侧开闭机器人7的动作区域91靠下方的位置。
182.另外,例如图17所示,也可以将前侧开闭机器人11的动作区域95的上下方向的范
围设为例如从基部37的附近到车身15的侧门15b的上端附近的范围。在该情况下,前侧开闭机器人11只要利用钩35保持例如侧门15b的上端即可。
183.在本变形例中,前侧开闭机器人11的动作区域95和前侧涂装机器人13的动作区域93在从铅直方向观察时至少一部分在前后左右方向上重叠。另外,前侧涂装机器人13的动作区域93在铅直方向上位于比前侧开闭机器人11的基部37靠下方的位置。另外,前侧涂装机器人13的动作区域93在铅直方向上位于比前侧开闭机器人11的动作区域95靠下方的位置。
184.根据本变形例,能够避免后侧开闭机器人7的动作区域91与后侧涂装机器人9的动作区域85发生干涉,能够确保各机器人的动作区域。由此,后侧开闭机器人7能够不受后侧涂装机器人9的动作的影响地执行后门15a的打开作业,后侧涂装机器人9能够不受后侧开闭机器人7的动作的影响地执行涂装作业。因此,能够执行高品质的涂装。另外,能够避免前侧开闭机器人11的动作区域95与前侧涂装机器人13的动作区域93干涉,能够确保各机器人的动作区域。由此,前侧开闭机器人11能够不受前侧涂装机器人13的动作的影响地执行侧门15b的打开作业,前侧涂装机器人13能够不受前侧开闭机器人11的动作的影响地执行涂装作业。因此,能够执行高品质的涂装。
185.(12-4.设置回转臂以及行驶装置用的控制器的情况)
186.在前述的实施方式中,第2机器人控制器99除了后侧涂装机器人9之外还控制回转臂19以及行驶装置17的滑动件23,第4机器人控制器103除了前侧涂装机器人13之外还控制行驶装置17的滑动件25,但涂装系统1的控制结构并不限定于上述结构。例如,也可以另外设置回转臂19以及行驶装置17用的控制器。
187.如图18所示,涂装系统1具有行驶装置控制器105和回转臂控制器107。行驶装置控制器105基于从上位控制器109输入的指令(例如位置指令等),运算为了使各滑动件23、25的位置移动到期望的位置所需的、各致动器的各伺服电机的目标旋转角度等。行驶装置控制器105基于与运算结果对应的电机位置指令、和各伺服电机的各编码器的检测值等,进行向各致动器的各伺服电机供给的驱动电力的控制,分别独立地控制各滑动件23、25的位置。
188.回转臂控制器107基于从上位控制器109输入的指令(例如位置指令等),运算为了使回转臂19的旋转角度回转成期望的角度所需的、致动器27的伺服电机的目标旋转角度等。回转臂控制器107基于与运算结果对应的电机位置指令、和伺服电机的编码器的检测值等,进行向致动器27的伺服电机供给的驱动电力的控制,控制回转臂19的回转动作。在本变形例中,也起到与上述实施方式同样的效果。
189.(12-5.其他)
190.在上述的实施方式中,对车身15具有沿上下方向开闭的后门15a和沿水平方向开闭的侧门15b这两者的情况进行了说明,但作为涂装对象的车身的种类不限于上述。例如,在车身15仅具有沿上下方向开闭的门的情况下,也可以应用上述的涂装系统。并且例如,在车身15仅具有沿水平方向开闭的门的情况下,也可以应用上述的涂装系统。并且例如,在车身15在前侧具有沿上下方向或水平方向开闭的开闭部的情况下,也可以使回转臂19向车身15的前方回转,涂装机器人从车身15的前侧进入内部而进行涂装。
191.《13.控制器的硬件结构例》
192.接着,参照图19对以上说明的上位控制器109的硬件结构例进行说明。
193.如图19所示,上述控制器109例如具有cpu 901、rom 903、ram 905、asic或fpga等构建为面向特定的用途的专用集成电路907、输入装置913、输出装置915、记录装置917、驱动器919、连接端口921和通信装置923。这些结构经由总线909和输入输出接口911连接成能够相互传输信号。
194.程序例如能够记录在rom 903、ram 905、包含硬盘等的记录装置917等中。
195.此外,程序例如也能够临时或非临时性(永久地)记录在软盘等磁盘、各种cd/mo盘/dvd等光盘、半导体存储器等可移动记录介质925中。还能够将这样的记录介质925作为所谓的打包软件进行提供。该情况下,这些记录介质925所记录的程序也可以由驱动器919读出,并经由输入输出接口911或总线909等记录到上述记录装置917中。
196.此外,程序例如还能够记录到下载站点/其他计算机/其他记录装置等(未图示)中。该情况下,程序经由lan或互联网等网络nw被传送,通信装置923接收该程序。并且,也可以将通信装置923接收到的程序经由输入输出接口911或总线909等记录到上述记录装置917中。
197.此外,程序例如还能够记录到适当的外部连接设备927中。该情况下,程序可以经由适当的连接端口921被传送,并经由输入输出接口911或总线909等记录到上述记录装置917中。
198.然后,cpu 901按照记录在上述记录装置917中的程序执行各种处理,由此实现上述的第1控制部111、第2控制部113、第3控制部115等的处理。此时,cpu 901例如可以从上述记录装置917中直接读出并执行程序,也可以在将程序暂时加载到ram 905后来执行。并且,cpu 901例如也可以在经由通信装置923、驱动器919、连接端口921接收程序的情况下,不将接收到的程序记录到记录装置917而直接执行。
199.此外,cpu 901也可以根据需要,例如基于由鼠标/键盘/麦克风/触摸面板(省略图示)等输入装置913输入的信号和信息,进行各种处理。
200.并且,cpu 901可以从例如显示装置或声音输出装置等输出装置915输出执行上述处理而得到的结果,并且cpu 901可以根据需要,经由通信装置923或连接端口921发送该处理结果,还可以将该处理结果记录到上述记录装置917或记录介质925中。
201.另外,在以上的说明中,当存在“垂直”“平行”“平面”等记载时,其不是严格意义上的记载。即,这些“垂直”“平行”“平面”允许设计上、制造上的公差和误差,是“实质上垂直”“实质上平行”“实质上为平面”的意思。
202.此外,在以上的说明中,当存在外观上的尺寸、大小、形状、位置等“同一”“相同”“相等”“不同”等记载时,其不是严格意义上的记载。即,这些“同一”“相同”“相等”“不同”允许设计上、制造上的公差和误差,是“实质上同一”“实质上相同”“实质上相等”“实质上不同”的意思。
203.此外,除了以上已经叙述的方法以外,还可以适当组合利用上述实施方式和各变形例的方法。另外,虽然没有一一例示,但上述实施方式和各变形例可在不脱离其主旨的范围内,施加各种变更进行实施。
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