(57)【要約】【課題】処理プログラムにおける早期中断の後にロボットを再始動する方法を明確にすること。【解決手段】処理プログラムは、塗装され、供給装置によって移動され得る加工製品に対して噴霧装置の基準移動をプリセットすると共に、付随する基準噴霧変数のプリセットに使用される。処理プログラムの中断の後、噴霧装置を、最初に基準移動経路上であって中断地点の手前に設けられた再始動地点へ移動させ、次に、予め決められ得る速度関数に対応する基準移動経路上であって基準移動経路上及び中断地点後方に設けられる移行地点へ移動させる。噴霧装置を、再始動地点と移行地点との間でスイッチオンする。処理プログラムによって提供される基準噴霧変数を、プリセットされた基準速度に関連して再始動地点と移行地点との間で噴霧装置のそれぞれの現在速度に一致させ、少なくとも１度適用させる。全ての基準移動変数及び基準噴霧変数を、移行地点に達した際に使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットを制御する処理プログラムにおいて所定の中断地点での早期中断の後に前記ロボットを再始動する方法であって、
前記ロボットは、加工製品を自動塗装するための噴霧装置を備え、
前記処理プログラムは、塗装され、供給装置によって移動され得る前記加工製品に関する基準移動経路上で前記噴霧装置の基準移動をプリセットすると共に、付随する基準噴霧変数をプリセットするために使用され、
前記処理プログラムの中断時点での現況が保存される、
方法において、
前記処理プログラムの中断の後、前記加工製品の現在の位置を考慮して、前記噴霧装置を、最初に前記基準移動経路上であって前記中断地点の手前に設けられた再始動地点へと移動させるステップと、
次に前記噴霧装置を、予め決定され得る速度関数に対応する前記基準移動経路上で、該基準移動経路上に設けられ、且つ前記中断地点の後方に設けられた移行地点へと移動させ、該移行地点から前記定義された基準処理変数を使用するステップと、
前記噴霧装置を、前記再始動地点と前記移行地点との間で再度スイッチオンさせるステップと、
前記処理プログラムによって提供される前記基準噴霧変数を、プリセットされた前記基準速度に関連して、前記再始動地点と前記移行地点との間で、前記噴霧装置のそれぞれの現在速度に一致させ、少なくとも１度適用させるステップと、
全ての前記基準移動変数と前記処理プログラムでの基準噴霧変数とを、前記移行地点に到達した際に使用するステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記噴霧装置を、再度スイッチオンするための領域でスイッチオンするステップを備え、
前記領域は、前記中断地点と、前記塗装処理が前記処理プログラムの中断の後に終了されるスイッチオフ地点とを包含していることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
塗装された前記塗装材料の速度に依存しない層厚さ分布を、前記噴霧変数を調整して達成するステップを備え、前記層厚さ分布は、前記基準噴霧変数に対する分布とおおよそ一致することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記塗装材料の流出流速、案内エア、及び／又はホーンエアを含む前記変数を少なくとも調製するステップを備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
回転速度、又は噴霧エアを含む少なくとも１つの前記変数を調製するステップを備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記移行地点での前記予め決められ得る速度関数を、前記処理プログラムによりプリセットされる前記基準速度に対応させるステップを備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記移行地点で調整された前記噴霧変数を、前記処理プログラムによりプリセットされた前記噴霧変数に一致させるステップを備えていることを特徴とする、請求項１〜６いずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記速度関数によりプリセットされた前記速度を、位置依存型又は時間依存型の速度変化に対応させるステップを備えていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記噴霧変数を、再始動のために使用する前に調整するステップを供えていることを特徴とする、請求項１〜８いずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記噴霧装置の切り替え遅延時間を補償するステップを備えていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理プログラムにおける早期中断の後にロボットを再始動させる方法に関する。前記処理プログラムは、加工製品への自動塗装用噴霧装置を備えるロボットを中断地点で制御し、塗装され、供給装置によって運搬され得る加工製品に関して、基準移動経路上での噴霧装置の基準移動をプリセットするのに使われる。そして前記処理プログラムは、中断時の処理プログラムの現況が保存された状態で、関連した基準噴霧変数をプリセットするのに使われる。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、例えば自動車車体への塗装などの、産業的な塗装目的のために使われることが一般的に知られている。これらのようなロボットは、例えば高速回転式噴霧装置、又は空気式噴霧装置などの噴霧装置を備える。塗装される加工製品は、一般的に製品マウントに配置され、該製品マウントは、例えば床面式コンベヤー、又は懸架式コンベヤーなどの供給装置の補助で運搬され得る。これは、加工製品が塗装室の内外へ運搬されることを可能にする。
【０００３】
所定の制約により、塗装処理中に供給装置によって、現実的には、加工製品を連続的に動かさなければならない場合もあれば、塗装処理中に加工製品を動かしてはならない場合もある。
【０００４】
処理プログラムは、ロボットによって実行され、塗装される加工製品の周りでの噴霧装置の基準移動と、噴霧装置を作動させる基準噴霧変数とをプリセットする。この場合、噴霧装置は加工製品に対して移動される。
【０００５】
例えば緊急停止などの例外的な状況において、処理プログラムは直ちに中断され、すなわち噴霧装置の移動が停止され、そして噴霧装置はスイッチオフされ、結果として塗装処理が中断される。さらに、供給装置も停止される。中断の後、ロボット、噴霧装置、及び塗装されるべき加工製品は、異なるブレーキの応答性及び／又は定義されていないブレーキの応答性のため、質量慣性の結果として、互いに定義されていない位置にある。
【０００６】
中断によって、塗装されるべき加工製品への塗装結果をできるだけ劣化させないよう、中断地点周辺で、塗装処理を再始動させるために様々な方法がある。
【０００７】
１つの考え得る方法が特許文献１公知となっており、この特許文献１においては、噴霧装置の移動再開が、基準速度を突然プリセット状態で行われている。塗装装置の質量慣性のため、加速処理中での噴霧装置の実際の速度は、一般的に基準プリセット速度よりも低い。基準噴霧変数を使って同時に開始される塗装処理の再開により、加速処理中に塗装されるべき加工製品を過剰塗装させる結果を生じる。
【０００８】
さらに、初期フェーズで基準噴霧変数の使用を再開することにより噴霧処理が不安定になり、同様に中断地点で得られる塗装品質に有害な影響を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第０２８５０７５号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００７０２６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来技術の欠点に鑑み、本発明の目的は、再始動の際の塗装結果の品質が改善され得る手段として、冒頭に指摘されているタイプの方法を明らかにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、この目的は、請求項１で特定される特徴によって達成される。
【００１２】
したがって、本発明による方法は、処理プログラムの中断の後、加工製品の位置を考慮して、噴霧装置を、最初に基準移動経路上であって中断地点の手前に設けられる再始動地点へと始動地点方向で移動させるステップを備えることを特徴とする。次に噴霧装置を、予め決定され得る速度関数に対応する基準移動経路上で、該基準移動経路上に設けられ、且つ中断地点の後方に設けられた移行地点へと移動させ、移行地点から定義された基準処理変数を使用する。噴霧装置を、再始動地点と移行地点との間で再度スイッチオンさせ、処理プログラムによって提供される基準噴霧変数を、プリセットされた基準速度に関連して、再始動地点と移行地点との間で、噴霧装置のそれぞれの現在速度に一致させ、少なくとも１度適用させる。全ての基準移動変数及び基準噴霧変数を、移行地点に到着した際に使用する。
【００１３】
ロボットを再始動させるこのような方法、すなわち再始動地点と移行地点との間の再始動領域に注目することにより、塗装処理の際の過渡的な処理の影響を減らし、したがって塗装結果を改善する。
【００１４】
これは、実際の移動速度とプリセットされた移動速度との間のあらゆる差異が、再始動領域での噴霧装置移動速度の増加によって大幅に減少されるためであり、ここで噴霧装置の移動速度は速度関数を用いて予め決定されることができる。これは特に、当該ロボットの加速能力に関連する要求項目が低減されるからである。
【００１５】
速度差異は塗装結果の悪化に対する支配的な要因であり、すなわち、基準塗装変数が使われるとき、噴霧装置が基準速度と比較してあまりにも遅く移動されると、必然的に当該領域において過度な層の厚さの塗装を行ってしまう。
【００１６】
噴霧装置をスイッチオンする処理も塗装方法の過渡的な処理を含んでおり、再始動領域における塗装結果の品質に対してさらに重要な要因である。減少された速度に対する噴霧変数の調整は、結果として当該領域において要求される塗料の排出流速も減らす。次いで、減少された排出流速により、塗装処理の過渡的な応答性を低下させる結果となり、このことは同様に塗装結果に関して有利な効果を有する。
【００１７】
本発明による方法の１つの更なる改良によると、噴霧装置を、再度スイッチオンするための領域でスイッチオンし、前記領域は、中断地点と、塗装処理が処理プログラムの計画されていない中断、誘発された中断の後に終了されるスイッチオフ地点とを包含している。
【００１８】
塗装処理は、処理プログラムにおいて、従前に中断された所定の地点で再始動する。したがって塗装結果は、外乱に拘わらず有利なことにさらに改善され得る。
【００１９】
本発明による方法の１つの特に好適な変形態様において、塗装された塗装材料の速度に依存しない層厚さ分布を、噴霧変数を構成して達成し、層厚さ分布は基準噴霧変数に対する分布とおおよそ一致する。
【００２０】
このような調整により、減少された移動速度を有する噴霧装置の噴霧パターンの幾何学的形状が、基準移動速度での噴霧装置の噴霧パターンの幾何学的形状と同等であるということを意味している。この場合、このような調整によって、塗布された層厚さに関する比例した差異のみがもたらされ、この層厚さは、同一加工製品に関するいずれの場合にも、同じ塗装材料及び同じ移動変数を使うときそれぞれの噴霧パターンを用いて生成される。
【００２１】
したがって噴霧装置の移動速度は、有利なことに、基準速度での塗装結果と比べて、このような調整が塗装結果の変化を生ずることなしに、有利に変化され得る。
【００２２】
本発明による方法における１つの具体的に有利な改良によると、塗料材料の排出流速、案内エア、及び／又はホーンエア（ｈｏｒｎ  ａｉｒ）を含む変数を少なくとも調整するステップを備えている。
【００２３】
塗装材料、又は塗料に対する排出流速それぞれの調整は、特に、再始動領域におけるそれぞれの移動速度に対する基準移動速度の割合に対応して実行される。このようにして、両方の場合において、移動距離に対する塗装された塗料の量を一致させるためである。この割合からの差異により、塗装処理の効率性が異なってくる。
【００２４】
案内エアは、回転式噴霧装置のための変数であって、案内エアによって噴霧パターンの形状を変え得る。空気式噴霧装置に対応する変数は、ホーンエアである。噴霧パターンは、これら変数を調整することにより、変化された移動速度に対して好適な方法で合致されることができる。
【００２５】
１つのとりわけ好適な方法の変形実施態様によると、噴霧変数の回転速度、又は噴霧エアも調整される。
【００２６】
回転式噴霧装置の場合において、回転速度は、塗装材料又は塗料の噴霧尺度である。空気式噴霧装置の場合、この尺度は噴霧エアである。噴霧装置からの塗料排出流速が変化するとき、もし噴霧処理の支配的な変数、すなわち回転速度又は噴霧エアが一定に維持されるならば、噴霧処理における塗料粒子の飛沫サイズ（ｄｒｏｐｌｅｔ  ｓｉｚｅ）は塗料排出流速に応じて変化する。
【００２７】
しかしながら、塗料流速を増大することにより、ほぼ一定の塗料粒子の飛沫サイズを維持するためには、噴霧エネルギー量の増大、すなわち回転速度、又は噴霧エア量を増大させることが必要となる。
【００２８】
しかしながら、繰り返すが、飛沫サイズ分布を一定とすることにより、有利にも、再始動領域での塗装結果を基準状態での塗装結果にさらに一致させる。すなわち基準変数を用いた処理プログラムにおいて何らの中断も無い場合の塗装結果に一致させる。
【００２９】
さらなる実施形態によると、移行地点での予め決定され得る速度関数を、処理プログラムによりプリセットされた基準速度に対応させる。移行領域における変数の連続性により、噴霧装置移動における過渡的な処理を回避し、さらに塗装結果を改善する。
【００３０】
本発明による方法のさらなる変形態様によると、移行地点で調整された噴霧変数を、処理プログラムによってプリセットされた噴霧変数に一致させる。この場合にも、移行領域における塗装変数の連続性により、過渡的な処理を回避し、さらに塗装結果を改善する。
【００３１】
１つの好適な実施変形態様によると、速度関数によりプリセットされた速度を、位置依存型又は時間依存型の速度変化に対応させ、移動における不連続性を有利に回避し、塗装成果のさらなる改善を導く。
【００３２】
本発明による方法の１つの有利な変形態様によると、噴霧変数を、再始動のために使用する前に調整する。この場合、それぞれのセクションについての、予め決定され得る時間セクション若しくは距離セクションにおいて、噴霧変数が確定され、それぞれの再始動領域における速度プリセット値を考慮して保存される。一例として、それぞれの噴霧変数は、外部データ処理システムを提供することによって保存されることができ、該システムはロボット、あるいはそうでない場合はロボットのための制御ユニットとして使われるデータ処理システムに連結される。
【００３３】
調整された噴霧変数を決定し、可能な調整ステップの数を不都合にも減少させるのに必要な演算時間は、これにより所定の期間に有利にも置き換えられることができ、再始動させる前では、時間は大きな問題ではない。
【００３４】
噴霧変数の調整が実行されるセクションの数は、このようにして増大され得る。
【００３５】
本発明による方法の１つの特に好適な実施形態によると、噴霧装置の切り替え時間遅延は補償するステップを備えており、従って切り替え地点制御の精度（ａｃｃｕｒａｃｙ  ｏｆ  ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）を改善し、そして繰り返しになるが塗装結果の品質を改善する。
【００３６】
本発明のこれらの及びさらなる有利な改良は、従属請求項の主題となっている。
【００３７】
本発明、及び本発明の有利な改良点、並びに本発明の特段の有利性は、添付図面で図示された本発明の典型的な実施形態を参照してより詳細に説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ロボットを再始動させるための手順を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、噴霧装置を備えるロボットを再始動させる、本発明による手順のタイムスケジュール１０の１つの実施例を略図で示す。処理プログラムにおける中断が生じる前では、噴霧装置は基準速度で、基準移動経路３０に沿ってプログラムに従ってロボットと共に移動される。噴霧装置はアクティブとなっており、それぞれの経路部位について設定された塗装変数を使用して塗装処理を実行する。回転式の噴霧装置の場合においては、これら塗装変数は具体的には、塗料排出流速、回転速度、第一案内エア、第二案内エア、又は高電圧であっても良い。空気式噴霧装置に対する標準的な変数は、塗料排出流速、ホーンエア、及び噴霧エアである。
【００４０】
今、噴霧装置は第一経路地点１２上を移動される。基準移動経路は、噴霧装置を経路地点へと順次移動することにより得られ、これら経路地点は通常、座標及び空間における方向を含む。これらのような経路点が直線状に並んでいない場合、噴霧装置は必ずしも直線的にそれら経路地点へ移動されるのではなく、当該地点の周りで例えば１００ｍｍの予め決定され得る半径で、ロボット制御によって自動的に経路地点を追従（ｏｂｌｉｔｅｒａｔｅｄ）させるのが、通常のやり方である。
【００４１】
今、噴霧装置は、終点１４に到達している。例えば緊急停止スイッチの作動によってもたらされる中断信号は、この終点で正確に生成され、処理プログラムの中断を生じる。噴霧装置を例えば１２００ｍｍ／ｓの速度で移動させるロボットの全シャフトのブレーキが作動され、ロボットの移動は、確定されていない端点１６（例えば中断地点から２０ｃｍ〜４０ｃｍの距離に位置している）で終了するのであり、基準移動経路上で終了するのではない。さらに、場合によって提供され、塗装されるべき加工製品が配置される供給装置も同様に停止され、結果として、塗装されるべき加工製品に対する噴霧装置の最終的な位置は、最終位置１６においてはさらに程度の差こそあれ確定されていない。
【００４２】
ロボット移動を中断することに加えて、中断信号は塗装処理をも中断する。具体的には、噴霧装置への塗料の供給が遮断される。適当なバルブを切り替える際の時間遅延の結果として、噴霧処理は中断点１５を越えてやっと有効に中断される。塗料供給の際の中断指令に対する反応時間を５０ｍｓと仮定し、移動速度をそれ以前と同じく１０００ｍ／ｓ一定であると仮定すると、例えばこれにより、終点１４と中断地点１５との間は５０ｍｍという結果となる。
【００４３】
今、塗装処理全体が中断されており、可能性のある中断原因が修正され得る。修正後、塗装処理は、終点１４の周辺及び塗装スイッチオフ地点１５の周辺において、出来るだけ塗装効果に悪影響が出ないように再開されなくてはならない。
【００４４】
このために、最初に噴霧装置は、塗装されるべき加工製品に関し、再始動地点１８に対応している相対的な位置に移動させられる。この相対位置はプログラムにより移動経路上より正確に言えば終点１４の手に設けられている。この移動は手動、そうでなければ制御装置によって具体的に決定された移動経路上で自動的に実行されることができ、この場合に特に、塗装されるべき加工製品と、ロボット及び／又は噴霧装置との間での衝突を回避する必要がある。
【００４５】
今、プログラムにより、ロボットの移動が移動経路に沿って開始されており、噴霧装置は初期状態でまだスイッチオンされていない場合、ロボット移動速度に対するプリセットが、例えば０ｍｍ／ｓで開始して徐々に増加させると同様のやり方で基準速度に一致される。今、噴霧装置は、例えば基準速度の１／３の速度で終点１４を通過する。中断地点１５も同じように通過され、ある状況では、この地点と基準移動経路との間に僅かな不一致が生じる。図１は再度スイッチオンするための領域１９を示しており、領域１９は中断地点１５の周囲の円周で形成されており、プログラムによると、ロボット移動経路３０との交差領域を有する。
【００４６】
噴霧装置がこの交差領域に進入するとき、噴霧装置の塗装が再始動される。噴霧装置に関するあらゆるスイッチ切り替え遅延時間は、実際の塗装処理が交差領域で実質的に開始されるように、便宜上確実に補償され得なければならないことに注意すべきである。
【００４７】
この再始動のフェーズにおいて、噴霧変数は、プログラムによる基準速度よりも小さい所定の速度で基準移動経路に沿って移動している噴霧装置の移動速度と一致されている。最初の近似に対して、減少された速度へと噴霧変数を一致させることにより、コーティングされた加工製品に関し再始動フェーズで達成される塗装結果を、処理プログラムの基準変数、いわば基準移動データ及び基準噴霧データを用いていたならば達成されていたであろう塗装結果に類似させることができる。
【００４８】
原理上、例えば基準速度の１／３という速度を用いると、塗料排出流速もまた初期的に基準塗料排出流速の１／３に減少される。しかし、排出流速における変化は、噴霧パターンの形状も変えるので、例えばこの噴霧パターンが異なる幅を有し得る結果として、さらに塗装変数は、噴霧パターンの形状が、減少された排出流速であっても維持されるように調整されなければならない。さらなる繰り返しステップが可能であり、例えば調整精度が、例えば異なる噴霧変数での塗装効果における変化に関しても改善される。塗装変数における１つの好適な適合方法は、例えば、特許文献２に記載されている。
【００４９】
この場合、噴霧装置をオンする際の過渡的な処理が、塗装結果に悪影響を及ぼすような移動経路のセクション長さは、特に有利には、基準速度でのセクション長さの１／３に限定される。さらに、これらのように減少された塗料排出流速を有する過渡的な処理は同様に減少され、したがってさらなる塗装品質の改善が達成される。
【００５０】
塗装結果の品質のさらなる改善は、実際の移動速度が、基準速度のそれぞれのプリセット値に大部分対応する結果として、より長いセクションに亘って、具体的には再始動点１８及び移行点２０の間で、噴霧装置を加速させることによって達成される。これにより、実際のロボット移動がプリセットされた速度と比較して非常に遅いことによる結果として過剰塗装となることを回避している。
【００５１】
今、スイッチを入れられた噴霧装置はロボットにより更に加速され、移行地点２０に到達する。噴霧変数は、連続的に調整されることが好ましい。しかし、これは技術的な理由により通常は不可能である。この為、段階ごとに噴霧変数の調整を行うことが賢明である。
【００５２】
移行地点２０において、噴霧装置は、都合のよいことに基準移動速度まで既に加速されている。したがって、使われる噴霧変数は、基準噴霧変数に対応するように、この地点で適宜調整される。移行地点を越えると、処理プログラムにおいて、変数に対する連続的な移行がなされる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  再始動手順のための進行計画
１２  第一経路地点
１４  終点
１５  中断地点
１６  端点
１８  再始動地点
１９  再切り替え領域
２０  移行地点
２２  第二経路地点
３０  基準移動経路
【図１】
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【外国語明細書】
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