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公開番号2024150217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-23
出願番号2023063527
出願日2023-04-10
発明の名称塗装装置、塗装方法およびプログラム
出願人株式会社リコー
代理人個人,個人
主分類B05C 5/00 20060101AFI20241016BHJP(霧化または噴霧一般;液体または他の流動性材料の表面への適用一般)
要約【課題】複数のノズルを有するヘッドを用いた塗装装置により、曲面形状を含む対象面を高品質に塗装すること。
【解決手段】曲面形状を含む対象面を塗装する塗装装置100であって、主走査方向に並んだ複数のノズルから個別に液体を吐出するヘッド1と、前記ヘッド1と前記対象面との相対位置および相対姿勢を可変する可変機構と、前記ヘッド1からの前記液体の吐出と前記可変機構の動作とを制御する制御部3と、を有し、前記制御部3は、前記対象面を所定の仮想平面で切断したときの断面と前記対象面との交線である主走査線上に設定される複数の主走査点を通るように、前記ヘッド1の前記主走査方向への相対移動を制御し、かつ、ヨー方向において前記主走査方向における前記ヘッド1の前面の法線方向が前記主走査方向に沿うとともに、ロール方向において前記ノズル面の法線が前記仮想平面に沿うように、前記ヘッド1の相対姿勢を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
曲面形状を含む対象面を液体吐出方式により塗装する塗装装置であって、
主走査方向に並んでノズル面に配置された複数のノズルを有し、前記複数のノズルから個別に液体を吐出するヘッドと、
前記ヘッドと前記対象面との相対位置および相対姿勢を可変する可変機構と、
前記ヘッドからの前記液体の吐出と前記可変機構の動作とを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記対象面を所定の仮想平面で切断したときの断面と前記対象面との交線である主走査線上に設定される複数の主走査点を通るように、前記ヘッドの前記主走査方向への相対移動を制御し、かつ、ヨー方向において前記主走査方向における前記ヘッドの前面の法線方向が前記主走査方向に沿うとともに、ロール方向において前記ノズル面の法線が前記仮想平面に沿うように、前記ヘッドの相対姿勢を制御する、塗装装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記主走査方向と交差する副走査方向への前記ヘッドの相対移動をさらに制御し、
前記仮想平面は、前記主走査線に含まれる前記複数の主走査点のうち最も前記対象面の曲率半径が大きい領域に位置する前記主走査点を通り、前記副走査方向に延びる副走査線上に設定される複数の副走査点のうちの１つを含む、請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の主走査点および前記複数の副走査点それぞれの位置と、前記ヘッドの相対姿勢と、が対応付けられた対応情報に基づいて、前記ヘッドの相対姿勢を制御する、請求項２に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記対応情報を格納する格納部を有し、
前記制御部は、前記複数の主走査点および前記複数の副走査点それぞれの位置の情報に基づき、前記格納部に格納された前記対応情報を参照して、前記ヘッドの相対姿勢を制御する、請求項３に記載の塗装装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ヘッドが、前記主走査方向への前記ヘッドの連続した相対移動と、前記主走査方向と交差する副走査方向への前記ヘッドの連続した相対移動と、を交互に行い、かつ前記ヘッドが前記液体を吐出するように制御し、
前記ヘッドが前記副走査方向へ連続して１回相対移動する距離の長さは、前記ヘッドが前記主走査方向へ連続して１回相対移動することによって塗装される領域の前記副走査方向における幅である塗装幅の長さよりも短い、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
【請求項６】
前記制御部は、ピッチ方向において前記ノズル面の法線方向が前記対象面の法線方向に沿うように、前記ヘッドを前記主走査方向へ相対移動させる、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記対象面の法線方向における前記ノズル面と前記対象面との間の距離が所定距離となるように、前記ヘッドを前記主走査方向へ相対移動させる、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
【請求項８】
前記対象面は、前記主走査方向における位置に応じて前記対象面の法線方向が異なる、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
【請求項９】
前記対象面は、自動車の車体に含まれる面である、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
【請求項１０】
前記可変機構は、複数の駆動軸を有するロボットアームを含む、請求項１または請求項２に記載の塗装装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、塗装装置、塗装方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出方式により対象面を塗装する塗装装置が知られている。
【０００３】
また、３次元形状を有する対象物を均一な厚みの塗装膜で塗装するために、液体を吐出するノズルを対象物の曲面形状に沿って移動させる塗装装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、それぞれが液体を吐出する複数のノズルを有するヘッドを対象面に対して相対移動させて塗装を行う場合に、ヘッドの移動に応じて複数のノズルの軌道にずれが生じることにより、塗装品質が低下する場合がある。
【０００５】
本開示は、それぞれが液体を吐出する複数のノズルを有するヘッドを用いた塗装装置により、曲面形状を含む対象面を高品質に塗装することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る塗装装置は、曲面形状を含む対象面を液体吐出方式により塗装する塗装装置であって、主走査方向に並んでノズル面に配置された複数のノズルを有し、前記複数のノズルから個別に前記液体を吐出するヘッドと、前記ヘッドと前記対象面との相対位置および相対姿勢を可変する可変機構と、前記ヘッドからの前記液体の吐出と前記可変機構の動作とを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記対象面を所定の仮想平面で切断したときの断面と前記対象面との交線である主走査線上に設定される複数の主走査点を通るように、前記ヘッドの前記主走査方向への相対移動を制御し、かつ、ヨー方向において前記主走査方向における前記ヘッドの前面の法線方向が前記主走査方向に沿うとともに、ロール方向において前記ノズル面の法線が前記仮想平面に沿うように、前記ヘッドの相対姿勢を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、それぞれが液体を吐出する複数のノズルを有するヘッドを用いた塗装装置により、曲面形状を含む対象面を高品質に塗装することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る塗装装置の全体構成を示す模式図である。
第１実施形態に係る塗装装置の構成例を示すブロック図である。
第１実施形態に係る塗装装置の供給機構の構成を示す図である。
第１実施形態に係る塗装装置のヘッドの構成を示す斜視図である。
図４の平面Ｓ１により切断したヘッドの断面図である。
第１実施形態に係る塗装装置の制御部の機能構成を示す図である。
ヘッドが曲行する場合のノズルの位置を示す模式的上面図である。
ヘッドが直進する場合のノズルの位置を示す模式的上面図である。
ヘッドのピッチ、ヨーおよびロールの各方向を示す図である。
ヘッドのピッチングによる着弾位置ずれを示す図である。
ヘッドのヨーイングによる着弾位置ずれを示す図である。
ヘッドのローリングによる着弾位置ずれを示す図である。
ヘッドのローリングによるノズルの傾きを示す図である。
実施形態に係る仮想平面を示す図である。
実施形態に係る主走査点および副走査点を示す図である。
ローリング方向における姿勢変化がないように制御しなかった場合のローリング角の変化量を示す図である。
ローリング方向における姿勢変化がないように制御した場合のローリング角の変化量を示す図である。
ヘッドのピッチングと吐出ギャップの関係の第１例を示す図である。
ヘッドのピッチングと吐出ギャップの関係の第２例を示す図である。
ヘッドのピッチングと吐出ギャップの関係の第３例を示す図である。
第２実施形態に係る塗装装置の制御部の機能構成を示す図である。
第２実施形態に係る対応情報の一例を示す図である。
第３実施形態に係る塗装装置の制御部の機能構成を示す図である。
第３実施形態に係る塗装装置の液体吐出タイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態に係る塗装装置、塗装方法およびプログラムについて図面を参照しながら詳細に説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための塗装装置、塗装方法およびプログラムを例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。
【００１０】
以下に示す図において、方向表現として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を有する直交座標を用いる場合がある。Ｘ軸に沿う方向をＸ方向、Ｙ軸に沿う方向をＹ方向、Ｚ軸に沿う方向をＺ方向という。Ｘ軸の矢印が向く方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向とは反対方向を－Ｘ方向という。Ｙ軸の矢印が向く方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向とは反対方向を－Ｙ方向という。Ｚ軸の矢印が向く方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向とは反対方向を－Ｚ方向という。ヘッド１は＋Ｘ方向に移動するものとする。但し、これら方向表現は、本発明の実施形態の方向を限定しない。
（【００１１】以降は省略されています）

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