(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装ロボットのアームを所定方向に移動させながらアーム先端に設けられた噴霧ノズルから塗料を、二次関数Ｕ（ｘ）［Ｕ（ｘ）＝Ｂ−Ａｘ２（但し、Ａ，Ｂは係数）］にて表わされる膜厚プロフィールにしたがって噴霧するとともに、塗装方向と直角方向に所定距離だけずらせて重なり塗装を行う際に、上記重なり部分における塗装膜厚を、一方の膜厚プロフィールにおける中央部での厚さＵＰ、他方の膜厚プロフィールの縁部に対応する一方の膜厚プロフィールの厚さＵＱ、および両膜厚プロフィールの交差位置における両プロフィールの合計厚さＵＲの内、下記（Ｃ）式に示すように、最大厚さから最小厚さを減算した値Ｖが、最小となるような重なり幅（ＷＳ／ｎ：ＷＳは塗装パターン幅）でもって塗装を行うことを特徴とする塗装ロボットにおける塗装膜厚の制御方法。
0003827438.tif 000004
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装ロボットにおける塗装膜厚の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の量産品の製造工程においてロボットが広く実用化されているが、船舶、橋梁などの大型構造物においても、ロボットの実用化が図られている。
【０００３】
例えば、溶接作業の多くは、溶接ロボットにより行われているが、溶接に比べて、経済効果が充分に発揮されない塗装作業においても、熟練を要する作業者の確保等の問題から、やはりロボット化が望まれている。
【０００４】
通常、塗装ロボットにより広い面積を塗装する場合、所定の塗装パスが平行にずらされ、所定の幅だけ重なるように塗装が行われるとともに、この重なり部分の幅については、従来、噴霧ノズルに基づく塗装パターン幅、すなわち塗装幅の１／３〜１／４程度に設定されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、塗装の重なり部分は、塗装幅の１／３〜１／４程度にされているが、必ずしも、最適な塗装品質が得られるものではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、塗装ロボットによる塗装において、塗装の重なり部分での膜厚を最適なものにし得る塗装膜厚の制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の塗装ロボットにおける塗装膜厚の制御方法は、塗装ロボットのアームを所定方向に移動させながらアーム先端に設けられた噴霧ノズルから塗料を、二次関数Ｕ（ｘ）［Ｕ（ｘ）＝Ｂ−Ａｘ２（但し、Ａ，Ｂは係数）］にて表わされる膜厚プロフィールにしたがって噴霧するとともに、塗装方向と直角方向に所定距離だけずらせて重なり塗装を行う際に、上記重なり部分における塗装膜厚を、一方の膜厚プロフィールにおける中央部での厚さＵＰ、他方の膜厚プロフィールの縁部に対応する一方の膜厚プロフィールの厚さＵＱ、および両膜厚プロフィールの交差位置における両プロフィールの合計厚さＵＲの内、下記（Ｃ）式に示すように、最大厚さから最小厚さを減算した値Ｖが、最小となるような重なり幅（ＷＳ／ｎ：ＷＳは塗装パターン幅）でもって塗装を行う方法である。
0003827438.tif 000002
【０００８】
上記塗装膜厚の制御方法によると、塗装幅方向にずらせて塗装を行う際の重なり部分での膜厚を最適な値にすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の塗装ロボットにおける塗装膜厚の制御方法を、図１および図２に基づき説明する。
【００１０】
本実施の形態における塗装ロボットとしては、多関節型のものが使用されるとともに、その塗装対象物（ワーク）は船殻ブロックであり、水平方向および鉛直方向の部材により組み立てられたもので、箱型形状にされている。
【００１１】
例えば、図１に示すように、この船殻ブロック（ワークともいう）１は、船体外板２の内面に補剛部材として、ビーム材３が取り付けられるとともに、船体外板２に直交するように隔壁材４などが取り付けられたものであり、この船殻ブロック１の表面を、塗装ロボット（以下、ロボットという）により、自動的に塗装する場合について説明する。
【００１２】
本発明の要旨は、ロボットのアーム先端に設けられた塗装ガンの噴霧ノズルから塗料を広い面積の塗装面に噴霧する際に、噴霧ノズルを所定方向に移動させるとともにその移動方向すなわち塗装方向と直角方向に所定距離だけずらせて重なり塗装を行う際の重なり部分の厚さを最適な値に制御することにある。
【００１３】
そして、この重なり部分の厚さを制御する際に、塗装ロボットに、予め、塗装膜厚分布すなわち膜厚プロフィールを与えておき、この膜厚プロフィールを使用して、重なり部分の厚さが制御される。
【００１４】
まず、上記膜厚プロフィールについて説明する。
すなわち、噴霧ノズル（塗装ガンにおけるノズルチップ）からの塗料噴霧と塗布面への付着現象は複雑であるが、ノズルからの噴霧粒子がパターン幅内で均等に噴霧・付着すると仮定するならば、パターン幅内の各場所での付着粒子の密度は、ノズルからの距離および飛来粒子と塗布面との角度で決まる。
【００１５】
この要件を考慮すると、下記（１）式に示すような二次関数（放物線）を膜厚プロフィール（膜厚分布式）として採用するのが最も適している。
ｕ（ｘ）＝Ｂ−Ａｘ2・・・・（１）
上記（１）式中、ｕは膜厚を示し、ｘは塗装面における塗装パターン幅の中央からの距離を示し、またＡおよびＢは係数である。
【００１６】
次に、上記求められた膜厚プロフィールに基づき、重なり部分の最適な幅を求める手順について説明する。
まず、図２に示すように、隣接する塗装域Ｔ1，Ｔ2同士の重なり部分Ｔ3の幅Ｗを、塗装パターンＷSの１／ｎとして表わす。
【００１７】
次に、上記隣接する両塗装域Ｔ1，Ｔ2内の所定の３個所（Ｐ点，Ｑ点，Ｒ点）にて膜厚を求める。すなわち、重なり部分Ｔ3における塗装膜厚を、一方の膜厚プロフィールＦ1の中央であるＰ点での厚さＵP、他方の膜厚プロフィールＦ2の縁部に対応する一方の膜厚プロフィールＦ1のＱ点での厚さＵQ、および両膜厚プロフィールＦ1，Ｆ2の交差位置であるＲ点での両合計厚さＵRをそれぞれ求める。
【００１８】
そして、上記各厚さの内、最大厚さから最小厚さを減算した値（評価値ともいう）Ｖが、最小となるような重なり幅を求め、この重なり幅でもって塗装を行うものである。
【００１９】
上記各厚さを、式で表わすと、下記（２）式のようになり、また最大厚さから最小厚さを減算する式は、下記（３）式のようになる。
【００２０】
【数１】
0003827438.tif 000003
【００２１】
そして、上記（３）式にて求められた評価値Ｖを最小にするｎを求め、この値に応じた重なり幅（ＷS／ｎ）でもって塗装を行なえば、両塗装域の重なり部分での膜厚を最適な厚さに、すなわちより均一な塗装膜厚にすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明の塗装膜厚の制御方法によると、塗装幅方向にずらせて塗装を行う際の重なり部分での膜厚を最適な値にすることができ、したがって塗装面積が広い場合でも、膜厚の変動が非常に少ない滑らかな塗装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における塗装対象物の要部鳥瞰図である。
【図２】同実施の形態における塗装膜厚の制御方法を説明する膜厚プロフィールの断面図である。
【符号の説明】
１      船殻ブロック
２      船体外板
３      ビーム材
４      隔壁材
【図１】
0003827438.tif 000005
【図２】
0003827438.tif 000006