(57)【要約】      （修正有）【課題】熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装したときの塗装用手吹きガンの動きを塗装用ロボットに容易に再現させる。【解決手段】塗装用手吹きガン１０に取り付けられて塗装用手吹きガン１０に作用する加速度を時系列で検出する加速度センサ（図中の加速度・角速度検出部１４内に収容されている）と、加速度センサにより検出された加速度を記憶する記憶手段（図中の制御装置１３内に収容されている）と、記憶手段に記憶されている加速度に基づいて、塗装用ロボット２０に塗装用手吹きガン１０の動きを再現させるための位置制御データを生成する生成手段（図中の制御装置１３内に収容されている）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装用手吹きガンに設けられ前記塗装用手吹きガンに作用する加速度を検出する加速度センサと、
時刻情報部を有し前記加速度センサからの情報を時系列的に記録する加速度記録部と、
前記加速度記録部に記録された前記塗装用手吹きガンの加速度の時系列的変化に基づいて、塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンの動きを再現させるための位置制御データを生成する位置データ生成手段と、
を備える塗装用ロボットのティーチング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のティーチング装置であって、
前記加速度センサは前記塗装用手吹きガンに着脱可能に取り付けられる、塗装用ロボットのティーチング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のティーチング装置であって、
前記塗装用手吹きガンに設けられ前記塗装用手吹きガンの傾きを検出する傾きセンサと、
時刻情報部を有し前記傾きセンサからの情報を時系列的に記録する傾き記録部と、
前記傾き記録部に記録された前記塗装用手吹きガンの傾きの時系列的変化に基づいて、前記塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンの傾きを再現させるための傾き制御データを生成する傾きデータ生成手段と、
を備える塗装用ロボットのティーチング装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のティーチング装置であって、
前記塗装用手吹きガンに設けられ前記塗装用手吹きガンから塗料が噴射される塗料噴射タイミングを検出する塗料噴射タイミング検出センサと、
時刻情報部を有し前記塗料噴射タイミング検出センサからの情報を時系列的に記録する塗料噴射タイミング記録部と、
前記塗料噴射タイミング記録部に記録された前記塗料噴射タイミングに基づいて、前記塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンによる塗料の噴射タイミングを再現させるための塗料噴射制御データを生成する塗料噴射データ生成手段と、
を備える塗装用ロボットのティーチング装置。
【請求項５】
請求項４に記載のティーチング装置であって、
前記塗装用手吹きガンは、噴射した塗料を霧化するための気体、及び噴射した塗料の広がりを制御するための気体の少なくとも一方を噴射するように構成されており、
前記塗装用手吹きガンに設けられ前記塗装用手吹きガンから気体が噴射される気体噴射タイミングを検出する気体噴射タイミング検出センサと、
時刻情報部を有し前記気体噴射タイミング検出センサからの情報を時系列的に記録する気体噴射タイミング記録部と、
前記気体噴射タイミング記録部に記録された前記気体噴射タイミングに基づいて、前記塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンによる気体の噴射タイミングを再現させるための気体噴射制御データを生成する気体噴射データ生成手段と、
を備える塗装用ロボットのティーチング装置。
【請求項６】
塗装用手吹きガンに作用する加速度を前記塗装用手吹きガンに設けられた加速度センサにより検出し、時刻情報部を有する加速度記録部により前記加速度センサからの情報を時系列的に記録する加速度記録工程と、
前記加速度記録部に記録された前記塗装用手吹きガンの加速度の時系列的変化に基づいて、塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンの動きを再現させるための位置制御データを生成する位置データ生成工程と、
を含む塗装用ロボットのティーチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装用ロボットのティーチング装置、及びティーチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目標経路を設定したプログラムに従って塗装機を移動させながら塗装を行う塗装用ロボットの制御装置において、設定したプログラムに従って移動する塗装機の位置データを位置データ検出手段により検出し、それにより塗装機の実際の移動経路を調べるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
従来の制御装置では、塗装機を移動させるために予め目標経路をプログラムに設定しておく必要がある。この目標経路の設定は一般にティーチングと呼ばれており、種々の方法が提案されている。例えばティーチＣＡＤと呼ばれるコンピュータの画面に塗装対象物の形状データに基づいて塗装対象物を３次元表示し、オペレータがコンピュータ上で目標経路を設定する方法や、塗装機の位置を検出するティーチペンダントと呼ばれるセンサを塗装用ロボットに取り付け、オペレータが塗装用ロボットを目標経路に沿って手動で移動させることにより塗装用ロボットに目標経路を記憶させる方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３７７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のティーチングでは、熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装したときの塗装用手吹きガンの動きを塗装用ロボットに再現させることは困難であった。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装したときの塗装用手吹きガンの動きを塗装用ロボットに容易に再現させることができる塗装用ロボットのティーチング装置、及びティーチング方法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】
【０００７】
第１の発明は、塗装用ロボットのティーチング装置であって、塗装用手吹きガンに設けられ前記塗装用手吹きガンに作用する加速度を検出する加速度センサと、時刻情報部を有し前記加速度センサからの情報を時系列的に記録する加速度記録部と、前記加速度記録部に記録された前記塗装用手吹きガンの加速度の時系列的変化に基づいて、塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンの動きを再現させるための位置制御データを生成する位置データ生成手段と、を備える。
この発明によると、熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装することにより、熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装したときの塗装用手吹きガンの動きを塗装用ロボットに容易に再現させることができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明のティーチング装置であって、前記加速度センサは前記塗装用手吹きガンに着脱可能に取り付けられる。
この発明によると、加速度センサを塗装用手吹きガンに着脱可能に取り付けることができるので、既存の塗装用手吹きガンを用いてティーチングを行うことができる。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明のティーチング装置であって、前記塗装用手吹きガンに設けられ前記塗装用手吹きガンの傾きを検出する傾きセンサと、時刻情報部を有し前記傾きセンサからの情報を時系列的に記録する傾き記録部と、前記傾き記録部に記録された前記塗装用手吹きガンの傾きの時系列的変化に基づいて、前記塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンの傾きを再現させるための傾き制御データを生成する傾きデータ生成手段と、を備える。
この発明によると、熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装したときの塗装用手吹きガンの傾きを塗装用ロボットに容易に再現させることができる。
【００１０】
第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明のティーチング装置であって、前記塗装用手吹きガンに設けられ前記塗装用手吹きガンから塗料が噴射される塗料噴射タイミングを検出する塗料噴射タイミング検出センサと、時刻情報部を有し前記塗料噴射タイミング検出センサからの情報を時系列的に記録する塗料噴射タイミング記録部と、前記塗料噴射タイミング記録部に記録された前記塗料噴射タイミングに基づいて、前記塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンによる塗料の噴射タイミングを再現させるための塗料噴射制御データを生成する塗料噴射データ生成手段と、を備える。
この発明によると、熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装したときの塗料噴射タイミングを塗装用ロボットに容易に再現させることができる。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明のティーチング装置であって、前記塗装用手吹きガンは、噴射した塗料を霧化するための気体、及び噴射した塗料の広がりを制御するための気体の少なくとも一方を噴射するように構成されており、前記塗装用手吹きガンに設けられ前記塗装用手吹きガンから気体が噴射される気体噴射タイミングを検出する気体噴射タイミング検出センサと、時刻情報部を有し前記気体噴射タイミング検出センサからの情報を時系列的に記録する気体噴射タイミング記録部と、前記気体噴射タイミング記録部に記録された前記気体噴射タイミングに基づいて、前記塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンによる気体の噴射タイミングを再現させるための気体噴射制御データを生成する気体噴射データ生成手段と、を備える。
この発明によると、熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装したときの気体噴射タイミングを塗装用ロボットに容易に再現させることができる。
【００１２】
第６の発明は、塗装用ロボットのティーチング方法であって、塗装用手吹きガンに作用する加速度を前記塗装用手吹きガンに設けられた加速度センサにより検出し、時刻情報部を有する加速度記録部により前記加速度センサからの情報を時系列的に記録する加速度記録工程と、前記加速度記録部に記録された前記塗装用手吹きガンの加速度の時系列的変化に基づいて、塗装用ロボットに前記塗装用手吹きガンの動きを再現させるための位置制御データを生成する位置データ生成工程と、を含む。
この発明によると、熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装することにより、熟練した技能者が塗装用手吹きガンを用いて塗装対象物を塗装したときの塗装用手吹きガンの動きを塗装用ロボットに容易に再現させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、熟練した技能者による塗装を塗装用ロボットに容易に再現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】塗装用ロボット、塗装用手吹きガン、及びティーチング装置を示す模式図。
【図２】塗装用手吹きガンを図１に示すＡ方向から見た模式図。
【図３】塗装用ロボットを構成するコントローラの電気的構成を示すブロック図。
【図４】制御データの一例を示す模式図。
【図５】ティーチング装置の電気的構成を示すブロック図。
【図６】検出された加速度及び時刻の一例を示す模式図。
【図７】台形則による数値積分を説明するためのグラフ。
【図８】検出されたヨー方向の角速度の一例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図８によって説明する。
（１）全体構成
図１は、塗装用手吹きガン１０、塗装用ロボット２０、及び本発明の一実施形態に係るティーチング装置１を示す模式図である。
【００１６】
ティーチング装置１は、塗装用手吹きガン１０に着脱可能に取り付けられるアタッチメント式のセンサ部１２と、センサ部１２により検出された加速度に基づいて塗装用ロボット２０に塗装用手吹きガン１０の動きを再現させるための位置制御データを生成する制御装置１３とを備えて構成されている。センサ部１２と制御装置１３とは有線接続されてもよいし、無線接続されてもよい。
【００１７】
本実施形態では、上述した位置制御データに加えて、塗装用ロボット２０に塗装用手吹きガン１０の傾きを再現させるための傾き制御データ、及び塗装用ロボット２０に塗装用手吹きガン１０による塗料の噴射タイミングを再現させるための塗料噴射制御データ、及び塗装用ロボット２０に塗装用手吹きガン１０による気体の噴射タイミングを再現させるための気体噴射制御データを生成する場合を例に説明する。
【００１８】
センサ部１２は、塗装用手吹きガン１０に作用する加速度を検出する３軸加速度センサ４１（図５参照）と塗装用手吹きガン１０の傾きを検出する３軸角速度センサ４２（図５参照）とが内部に収容されている箱状の筐体１４ａ（図２参照）を有する加速度・角速度検出部１４と、トリガ１１ｃに押されて変位するトリガセンサ１５とに分かれて構成されている。
【００１９】
図２は、加速度・角速度検出部１４を塗装用手吹きガン１０に着脱可能に取り付けるための取り付け構造の一例を示す模式図であって、塗装用手吹きガン１０を図１に示すＡ方向から見た模式図である。なお、図２では理解を容易にするためグリップ部１１ｂを省略して示している。
加速度・角速度検出部１４は結束バンド１６が挿通される挿通部１７を有しており、挿通部１７に挿通された結束バンド１６によって塗装用手吹きガン１０に取り付けられる。加速度・角速度検出部１４を取り外す場合は結束バンド１６を切断することによって容易に取り外すことができる。トリガセンサ１５についても同様である。
【００２０】
なお、加速度・角速度検出部１４、及びトリガセンサ１５の取り付けは、塗装作業中にそれらが塗装用手吹きガン１０から外れたり位置がずれたりすることがない限り任意の方法で行うことができる。例えば両面テープによって取り付けてもよいし、ボルトで固定してもよい。
【００２１】
（１−１）塗装用手吹きガンの構成
図１に戻り、塗装用手吹きガン１０は、トリガ１１ｃが半引きされると常閉式の第１の開閉弁が開いて霧化用エア（気体の一例）、及びパターン用エア（気体の一例）を噴射し、トリガ１１ｃが全引きされると常閉式の第２の開閉弁が開いて上述したエアとともに塗料を噴射するものである。噴射された塗料は霧化用エアによって霧化されるとともに、霧化された塗料に対してパターン用エアが吹き付けられることにより塗料の広がり（噴射パターン）が制御される。
【００２２】
（１−２）塗装用ロボットの構成
塗装用ロボット２０は、工場の塗装ラインに設置され、コンベアによって搬送されてくる塗装対象物を塗装するものである。塗装用ロボット２０は、多軸のマニピュレータ２１、及びマニピュレータ２１を制御するコントローラ２２を備えて構成されている。
マニピュレータ２１は、床面に固定される固定ベース２３、固定ベース２３上に鉛直軸回りに回転可能に設けられた旋回ベース２４、旋回ベース２４を回転駆動する図示しないモータ、旋回ベース２４に一端側が支持されて水平軸回りに回転可能な第１アーム２５、第１アーム２５を回転駆動する図示しないモータ、第１アーム２５の他端側に一端側が支持されて水平軸回りに回転可能な第２アーム２６、第２アーム２６を回転駆動する図示しないモータ、第２アーム２６の他端側に設けられ、３自由度（ヨー方向、ロール方向、ピッチ方向）の回転運動が可能な手首部２７、及び、手首部２７の先端側に設けられた塗装ガン２８を備えて構成されている。
【００２３】
マニピュレータ２１は上述した構成により合計６自由度を有している。これにより塗装ガン２８はマニピュレータ２１の動作範囲内であれば任意の位置、及び姿勢をとることができる。
【００２４】
塗装用ロボット２０に設けられている塗装ガン２８は塗装用手吹きガン１０と同一の機能を有しているが、塗装用ロボット２０によって操作されるように構成されている点で異なっている。具体的には例えば、塗装用手吹きガン１０では作業者がトリガ１１ｃを引く力によって第１の開閉弁及び第２の開閉弁が開弁されるように構成されているが、塗装ガン２８ではモータの駆動力によって開弁されるように構成されている。なお、モータに代えて電磁弁により第１の開閉弁及び第２の開閉弁を開弁するように構成してもよい。
【００２５】
図３は、コントローラ２２の電気的構成を示すブロック図である。コントローラ２２は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、フラッシュメモリ３４、タイマ３５、モータ駆動回路３６などを備えて構成されている。コントローラ２２はフラッシュメモリ３４に記憶されている制御データに基づいて上述した各モータの回転／停止を制御することにより塗装用ロボット２０を制御する。以下、制御データについて説明する。
【００２６】
図４は、制御データの一例を示す模式図である。制御データは、塗装を開始したときからの経過時間と各経過時間における塗装ガン２８の位置座標（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）とを対応付けた位置制御データ、経過時間と各経過時間における塗装ガン２８の回転角度（ヨー、ロール、ピッチ）とを対応付けた傾き制御データ、塗料及びエアを噴射するタイミングを表す噴射制御データ（塗料噴射制御データ、及びエア噴射制御データの一例）などで構成される。
【００２７】
コントローラ２２は、位置制御データに基づいて旋回ベース２４、第１アーム２５、及び第２アーム２６の回転を制御することにより各経過時間に塗装ガン２８を当該経過時間に応じた位置座標に位置させ、同様に傾き制御データに基づいて手首部２７の回転を制御することにより各経過時間に手首部２７を当該経過時間に応じた回転角度に位置させる。また、コントローラ２２は、噴射制御データに基づいて第１の開閉弁及び第２の開閉弁の開閉を制御することにより、噴射制御データに基づくタイミングでエア及び塗料を噴射させる。
なお、本実施形態では塗装ガン２８の位置座標を経過時間と対応付けているが、例えば後述する３軸加速度センサ４１が加速度を検出する時間間隔が一定である場合は経過時間との対応付けを不要にすることもできる。回転角度についても同様である。
【００２８】
（１−３）ティーチング装置の構成
図５は、ティーチング装置１の電気的構成を示すブロック図である。
センサ部１２は、３軸加速度センサ４１（加速度センサの一例）、３軸角速度センサ４２（傾きセンサの一例）、筐体１４ａ（図２参照）、及びトリガセンサ１５（塗料噴射タイミング検出センサ、及び気体噴射タイミング検出センサの一例）を備えて構成されている。
【００２９】
３軸加速度センサ４１は、塗装用手吹きガン１０からみた静止座標系においてＸＹＺ方向の加速度をそれぞれ一定時間間隔で検出し、検出した各加速度に応じた加速度信号（加速度センサからの情報の一例）を制御装置１３に出力する。本実施形態では３軸加速度センサ４１が加速度を検出する時間間隔をＴと表す。
【００３０】
加速度を検出すための方式としては、ＭＥＭＳ式、動電式、歪ゲージ式、圧電式など各種の方式が提案されており、また、ＭＥＭＳ式には更にピエゾ抵抗型、静電容量型、熱検知型などがある。３軸加速度センサ４１としてはいずれの方式及び型のものを用いてもよいし、結果として塗装用手吹きガン１０の位置座標を検出することができるものであればその他の方式のものを用いてもよい。
【００３１】
３軸角速度センサ４２は、互いに直交する３つの基準軸（ヨー方向、ロール方向、及びピッチ方向）に対して塗装用手吹きガン１０が単位時間当たりに何度の回転運動をしているかをそれぞれ一定時間間隔で検出し、検出した各角速度に応じた角速度信号（傾きセンサからの情報の一例）を制御装置１３に出力する。本実施形態では３軸角速度センサ４２が角速度を検出する時間間隔もＴとする。なお、３軸加速度センサ４１が加速度を検出する時間間隔と３軸角速度センサ４２が角速度を検出する時間間隔とは異なっていてもよい。
【００３２】
角速度を検出する方式としては、力学的な慣性を利用する方式（所謂ジャイロセンサ）や光学的な干渉を利用する方式などが知られており、３軸角速度センサ４２としてはいずれの方式のものを用いてもよいし、結果として塗装用手吹きガン１０の傾きを検出することができるものであればその他の方式のものを用いてもよい。
【００３３】
トリガセンサ１５はトリガ１１ｃの引き量を検出するセンサである。トリガセンサ１５はトリガ１１ｃに押されて３段階に変位する３段スイッチとして構成されており、段階に応じて異なるレベルのトリガ信号（塗料噴射タイミング検出センサからの情報、及び気体噴射タイミング検出センサからの情報の一例）を出力する。
【００３４】
具体的には、トリガセンサ１５には３段スイッチを付勢する圧縮ばねが設けられており、トリガ１１ｃが引かれていないとき３段スイッチは圧縮ばねに付勢されて第１段階にある。第１段階のときトリガセンサ１５は制御装置１３に第１レベルのトリガ信号を出力する。そして、トリガ１１ｃが半引きされると３段スイッチが第２段階に変位し、トリガセンサ１５は第１レベルより高い第２レベルのトリガ信号を制御装置１３に出力する。そして、トリガ１１ｃが全引きされると３段スイッチが第３段階に変位し、トリガセンサ１５は第２レベルより高い第３レベルのトリガ信号を制御装置１３に出力する。
【００３５】
制御装置１３は、ＣＰＵ５１（位置データ生成手段、傾きデータ生成手段、塗料噴射データ生成手段、気体噴射データ生成手段の一例）、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３（加速度記録部、傾き記録部、塗料噴射タイミング記録部、気体噴射タイミング記録部の一例）、タイマ５４（時刻情報部の一例）、Ａ／Ｄ変換回路５５などを備えて構成されている。制御装置１３はセンサ部１２から出力される加速度信号、角速度信号、及びトリガ信号に基づいて前述した制御データを生成する。制御装置１３による制御データの生成については後述する。
【００３６】
（２）塗装用ロボットのティーチング
塗装用ロボット２０のティーチングは、コンベアによって搬送される塗装対象物を作業者が塗装用手吹きガン１０を用いて実際に塗装する第１工程（加速度記録工程の一例）と、第１工程で検出された加速度信号、角速度信号、及びトリガ信号に基づいて制御データを生成する第２工程（位置データ生成工程の一例）とからなる。
【００３７】
（２−１）第１工程
作業者は、始めに塗装対象物に対して塗装用手吹きガン１０を初期位置に移動させる。
作業者が塗装用手吹きガン１０を初期位置に移動させると、オペレータは例えば測定器具を用いて塗装用手吹きガン１０の初期位置及び初期角度を測定する。これは、塗装用ロボット２０に塗装用手吹きガン１０の動きを再現させるためには塗装用手吹きガン１０の初期位置及び初期角度と塗装ガン２８の初期位置及び初期角度とを一致させる必要があるからである。オペレータは測定結果に基づいてコントローラ２２に塗装ガン２８の初期位置及び初期角度を設定する。これにより、塗装ガン２８の初期位置及び初期角度を塗装用手吹きガン１０の初期位置及び初期角度と一致させることができる。
【００３８】
作業者は、塗装用手吹きガン１０を初期位置に移動させた後、塗装対象物がコンベアに搬送されて所定の塗装開始位置に達するとトリガ１１ｃを引いて塗装を開始する。具体的には例えば、塗装対象物が所定の塗装開始位置に達するとセンサによって塗装対象物が検知され、制御装置１３は例えばランプを点灯させて作業者に塗装を開始するタイミングであることを報知する。作業者はランプが点灯すると塗装を開始する。一方、塗装用ロボット２０も塗装対象物が当該所定の塗装開始位置に達したことがセンサによって検知されると塗装を開始するようにする。これにより、作業者が塗装を開始するタイミングと塗装用ロボット２０が塗装を開始するタイミングとを一致させることができる。
【００３９】
塗装対象物が所定の位置に達すると、制御装置１３は経過時間を計測するためのタイマ５４をリセットするとともに、センサ部１２に電力を供給して検出を開始させる。
【００４０】
３軸加速度センサ４１は、検出が開始されると塗装用手吹きガン１０に作用する加速度を一定時間間隔で検出し、検出した加速度を表す加速度信号を制御装置１３に出力する。３軸角速度センサ４２についても同様である。
【００４１】
検出が開始された後、作業者がトリガ１１ｃを半引きすると、エアの噴射が開始されるとともに、第２レベルのトリガ信号が制御装置１３に出力される。制御装置１３はトリガ信号が第１レベルから第２レベルに変化すると、タイマ５４からその時の時刻（検出を開始してからの経過時間）を取得し、取得した時刻（変化時刻）と変化後の段階である第２段階とを対応付けてＲＡＭ５３に記憶する。
【００４２】
トリガ信号はトリガ１１ｃが戻されるか又は全引きされるまで継続して第２レベルとなり、トリガ１１ｃが戻されるか又は全引きされると第１レベル又は第３レベルに変化する。制御装置１３はトリガ信号が第２レベルから第１レベル又は第３レベルに変化すると、タイマ５４からその時の時刻（検出を開始してからの経過時間）を取得し、第１レベルに変化した場合には取得した時刻（変化時刻）と変化後の段階である第１段階とを対応付けてきＲＡＭ５３に記憶し、第３レベルに変化した場合には取得した時刻（変化時刻）と第３段階とを対応付けてＲＡＭ５３に記憶する。
【００４３】
半引きしたトリガ１１ｃを作業者が全引きすると、塗料の噴射が開始される。そして、第３レベルのトリガ信号が制御装置１３に出力される。トリガ信号はトリガ１１ｃが半引き状態に戻されると第２レベルに戻る。制御装置１３はトリガ信号が第３レベルから第２レベルに変化すると、タイマ５４からその時の時刻（検出を開始してからの経過時間）を取得し、取得した時刻（変化時刻）と変化後の段階である第２段階とを対応付けてＲＡＭ５３に記憶する。
【００４４】
（２−２）第２工程
始めに位置制御データの生成について説明する。
図６は、ＲＡＭ５３に記憶されているＸ方向の加速度の一例とその加速度に基づいて算出される位置座標（Ｘ座標）との関係を示している。先ず、制御装置１３は、ＲＡＭ５３に記憶されている加速度を時間で数値積分することにより、各検出時点における速度を算出する。数値積分の方法としては中点則、台形則、あるいはシンプソン則に基づく方法など種々の方法が提案されているが、ここでは台形則を例に説明する。以下、台形則について簡単に説明する。
【００４５】
図７は、台形則による数値積分を説明するためのグラフである。台形則は面積を台形で近似することにより積分値を求める方法である。台形則を用いた数値積分は台形の面積を求めるだけでよいので比較的簡単に積分値を求めることができる。
なお、数値積分の方法は台形則に限定されるものではなく、いずれの方法を用いるかは適宜選択可能である。
【００４６】
図６に戻り、制御装置１３は、検出時点ごとに台形の面積を算出して各期間における速度の増減幅を算出し、その検出時点までに算出した増減幅を積算することによりその検出時点における速度を算出する。
【００４７】
次に、制御装置１３は、検出時点ごとに算出した速度を更に時間で数値積分することにより、各検出時点における位置座標（Ｘ座標）を算出する。
制御装置１３はＹ座標及びＺ座標についても同様にして算出し、検出を開始してから各検出時点までの経過時間（一定時間Ｔを積算した値）と算出した位置座標とが対応付けられた位置制御データを生成する。
【００４８】
次に、傾き制御データの生成について説明する。
図８は、ＲＡＭ５３に記憶されているヨー方向の角速度の一例とその角速度に基づいて算出される回転角度（ヨー）との関係を示している。制御装置１３は、ＲＡＭ５３に記憶されている角速度を時間で数値積分することにより、各検出時点における回転角度を算出する。
【００４９】
制御装置１３はロール方向の回転角度及びピッチ方向の回転角度についても同様にして算出し、検出を開始してから各検出時点までの経過時間（一定時間Ｔを積算した値）と各方向の回転角度とが対応付けられた傾き制御データを生成する。
【００５０】
次に、噴射制御データの生成について説明する。
噴射制御データの場合は制御装置１３側で特に処理を施す必要はなく、ＲＡＭ５３に記憶されている変化時刻と変化後の段階とを対応付けたデータをそのまま噴射制御データとして用いることができる。つまり、ＲＡＭ５３に記憶されている変化時刻と変化後の段階とを対応付けたデータのデータ形式は、図４に示す噴射制御データのデータ形式と実質的に同一である。
【００５１】
生成された制御データは、例えば制御装置１３から電気通信回線を介してコントローラ２２に入力されるか、あるいはオペレータにより着脱可能な記憶媒体を介してコントローラ２２に入力される。
【００５２】
（３）実施形態の効果
以上説明した本発明の実施形態１に係るティーチング装置１によると、熟練した技能者が塗装用手吹きガン１０を用いて塗装対象物を塗装することにより、熟練した技能者が塗装用手吹きガン１０を用いて塗装対象物を塗装したときの塗装用手吹きガン１０の動き、傾き、塗料噴射タイミング、及び気体噴射タイミングを塗装用ロボット２０に容易に再現させることができる。
【００５３】
具体的には例えば、ティーチング装置１によると、ティーチペンダントやティーチＣＡＤではできないような熟練の技能者による塗装用手吹きガン１０の微妙な動き、傾き、塗料噴射タイミング、及び気体噴射タイミングを塗装用ロボット２０に容易に再現させることができる。
【００５４】
また、ティーチング装置１によると、ティーチＣＡＤの操作や塗装対象物の形状データなどなしにティーチングを行うことができる。
【００５５】
更に、ティーチング装置１によると、センサ部１２を塗装用手吹きガン１０に着脱可能に取り付けることができるので、既存の塗装用手吹きガン１０を用いてティーチングを行うことができる。
更に、ティーチング装置１によると、塗装対象物をコンベアによって搬送しながらティーチングを行う。従来のティーチングでは一般に塗装対象物を静止させた状態で行い、塗装対象物に対する塗装用手吹きガン１０の相対的な位置と塗装対象物に対する塗装ガン２８の相対的な位置とが一致するようにコントローラ２２が各時点における塗装ガン２８の位置をコンベアの搬送速度から再計算している。これに対し、搬送しながらティーチングを行うと、再計算が不要になり、コントローラ２２の負荷を軽減できる。
【００５６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５７】
（１）上記実施形態では加速度として３軸方向の加速度を検出する場合を例に説明したが、塗装用ロボットが２次元の動作しかできないものの場合には２軸方向の加速度のみを検出するようにしてもよい。角速度についても同様である。
【００５８】
（２）上記実施形態では３軸加速度センサと３軸角速度センサとを用いる場合を例に説明したが、一方の３軸加速度センサに対して他方の３軸加速度センサを傾けて配置することにより傾きを検出することが可能になるので、２つの３軸加速度センサを組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
（３）上記実施形態では加速度に加えて塗装用手吹きガン１０の傾き、塗料噴射タイミング、及び気体噴射タイミングを検出する場合を例に説明したが、加速度のみを検出してもよいし、加速度に加えて、傾き、塗料噴射タイミング、及び気体噴射タイミングのうちいずれか１つあるいは２つを検出してもよい。
【００６０】
（４）上記実施形態では作業者はコンベアにより搬送される塗装対象物を塗装することによってティーチングする場合を例に説明したが、塗装対象物を停止させた状態でティーチングを行ってもよい。
【００６１】
（５）上記実施形態ではセンサ部１２により検出された加速度の加速度信号などを有線あるいは無線で制御装置１３に出力する場合を例に説明したが、例えばセンサ部１２に不揮発性のメモリ（例えばセンサ部１２に着脱不能に内蔵された不揮発性メモリや、センサ部１２に着脱可能なＵＳＢメモリ）を設け、信号をメモリに記憶するようにしてもよい。センサ部１２に不揮発性のメモリを着脱不能に内蔵した場合には、塗装用手吹きガン１０からセンサ部１２を取り外し、制御装置１３によってそのメモリの内容を読み取るようにしてもよい。
【００６２】
（６）上記実施形態ではトリガ１１ｃが半引きされるとエアが噴射され、全引きされると塗料が噴射される塗装用手吹きガン１０を例に説明したが、例えばトリガ１１ｃの引き量が０／３〜１／３にあるときはエア及び塗料の噴射を停止し、１／３〜３／３にあるときは引き量に応じてエアを噴射するとともに、トリガセンサによってその間の引き量を無段階に検出し、同様に２／３〜３／３にあるときは引き量に応じて塗料を噴射するとともに、トリガセンサによってその間の引き量を無段階に検出するようにしてもよい。これにより、熟練した技能者が塗料やエアの噴射量を微調整するときのトリガ１１ｃの微妙な操作を塗装用ロボットに再現させることができる。
【００６３】
（７）上記実施形態では塗料を高電圧に帯電する機能について特に説明していないが、塗装用手吹きガンは、ガン本体内に内蔵した高電圧発生器により塗料に高電圧を印加した状態で噴射する静電塗装ガンでもよい。この場合には、トリガ１１ｃの引き量によって高電圧の印加をオン／オフするように構成し、あるいはトリガ１１ｃとは別の手元スイッチにより高電圧の印加をオン／オフするように構成し、高電圧の印加のオン／オフを検出して塗装用ロボットに塗装用手吹きガンによる高電圧の印加のオン／オフを再現させるようにしてもよい。
また、塗装用手吹きガン及び塗装ガンは回転霧化頭を備える回転霧化型のものであってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・ティーチング装置
１０・・・塗装用手吹きガン
１２・・・センサ部
１３・・・制御装置
１４・・・加速度・角速度検出部
１５・・・トリガセンサ（塗料噴射タイミング検出センサ、及び気体噴射タイミング検出センサ）
１７・・・挿通部（取り付け部）
２０・・・塗装用ロボット
４１・・・３軸加速度センサ（加速度センサ）
４２・・・３軸角速度センサ（傾きセンサ）
５１・・・ＣＰＵ（生成手段）
５３・・・ＲＡＭ（記憶手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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