JP2023125407A - Calculation method for coating cost - Google Patents
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Abstract
【課題】塗装ロボットを用いた塗装において塗装コストを自動的に算出可能にすることで、塗装コストの算出を容易にする。【解決手段】塗装ロボット及びワークの外形、及び寸法等のデータ、塗装ロボットとワークとの位置データ、スプレーガンとワークとの距離データ、スプレーガンの軌道データ、塗装ロボットやワークを３Ｄの空間に表示するための３Ｄデータ、塗装時間や塗装面積等の塗料の噴霧条件、及び塗料価格を制御手段に記憶させ、制御手段に記憶させた情報を用いてワーク及びスプレーガンを３Ｄ表示するとともに、塗料の噴霧条件に基づいて塗料粒子の流体解析を行い、その解析結果に従って、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料を表示部上に動画で表示し、更に、制御手段に記憶させた塗料の噴霧条件及び塗料価格に基づいて塗料消費コストを算出することで塗装コストを算出する。【選択図】図２The present invention facilitates the calculation of painting costs by automatically calculating the painting costs in painting using a painting robot. [Solution] Data such as the external shape and dimensions of the painting robot and the workpiece, position data between the painting robot and the workpiece, distance data between the spray gun and the workpiece, trajectory data of the spray gun, and the painting robot and the workpiece in a 3D space. 3D data for display, paint spraying conditions such as painting time and painting area, and paint price are stored in the control means, and the workpiece and spray gun are displayed in 3D using the information stored in the control means, and the paint is A fluid analysis of the paint particles is performed based on the spraying conditions, and according to the analysis results, the paint being sprayed from the spray gun toward the workpiece and coated on the workpiece is displayed as an animation on the display, and further control is performed. The painting cost is calculated by calculating the paint consumption cost based on the paint spraying conditions and paint price stored in the means. [Selection diagram] Figure 2
Description
本発明は、ワークの塗装に伴う塗装コストを算出するための方法に係り、より詳しくは、入力した各種データに基づいて、塗装のシミュレーションをバーチャルに行いながら、短時間で正確に塗装コストを算出可能とした塗装コストの算出方法に関する。 The present invention relates to a method for calculating the painting cost associated with painting a workpiece. More specifically, the present invention relates to a method for calculating the painting cost associated with painting a workpiece, and more specifically, it calculates the painting cost accurately in a short time while performing a virtual painting simulation based on various input data. This article relates to a method for calculating painting costs that has been made possible.
近年、塗装の分野においては、被塗装物（以下「ワーク」と言う。）を大量に塗装する場合において、塗装ロボットを用いて自動的に塗装を行なう方法が採用されている。 BACKGROUND ART In recent years, in the field of painting, when painting a large number of objects to be painted (hereinafter referred to as "workpieces"), a method of automatically painting using a painting robot has been adopted.
また、従来、前述のようなロボットを用いて大量のワークの塗装を自動的に行う場合には、予め、ワークの外形寸法等に基づいて、スプレーガンの位置を順にロボットコントローラーに登録し、それにより、ロボットコントローラーにスプレーガンの軌道を記憶させる作業が行われており、この作業は一般に「ティーチング」と言われている。そしてこのティーチングにより、人件費等の経費を削減することを可能としている。 Conventionally, when painting a large number of workpieces automatically using a robot like the one described above, the positions of the spray guns are registered in advance in the robot controller in order based on the external dimensions of the workpieces, etc. The robot controller memorizes the trajectory of the spray gun, and this work is generally referred to as "teaching." This teaching makes it possible to reduce expenses such as personnel costs.
更に、一般的に、ティーチングを行った後には、ティーチングされた軌道データによって正確にワークの塗装を行うことができるかどうかを検証する必要があるが、本出願人は過去において、塗装ロボットのスプレーガンから噴霧された塗料粒子がワークに向けて移動していきワークに塗着していく状態をＰＣの表示部に動画で表示することで塗装のシミュレーションを行い、それによりティーチングの検証をバーチャルに行う方法を提案しており、これにより、コスト削減等を達成した。 Furthermore, after teaching, it is generally necessary to verify whether the workpiece can be accurately painted using the taught trajectory data; however, in the past, the applicant has Painting is simulated by displaying a video on the PC display of the paint particles sprayed from the gun moving toward the workpiece and coating the workpiece, which allows virtual teaching verification. We have proposed a method to do this, which has resulted in cost reductions, etc.
このように、塗装ロボットを用いて自動的に塗装を行なう場合には、予めティーチングを行うとともに、ティーチングの検証をバーチャルに行う方法を採用することで塗装コストの削減を可能にしているが、その一方、従来、塗装コストを算出する作業自体は手動により行われており、それにより塗装コストの算出に伴うコストがかかってしまうため、塗装コストの算出の自動化が望まれていた。 In this way, when painting automatically using a painting robot, it is possible to reduce painting costs by teaching in advance and verifying the teaching virtually. On the other hand, conventionally, the work of calculating the painting cost itself has been performed manually, which incurs costs associated with calculating the painting cost.Therefore, it has been desired to automate the calculation of the painting cost.
即ち、前述のような塗装ロボットを用いて大量のワークの塗装を自動的に行う場合には、それに伴うコストを算出することは不可欠であるが、従来は、塗装対象のワークの類似品のデータ（塗装時間、塗装面積、塗料代）をもとに、塗装管理者が経験則や実績から塗装コストを算出することが一般的であった。 In other words, when painting a large number of workpieces automatically using a painting robot like the one mentioned above, it is essential to calculate the associated costs. It was common for a painting manager to calculate the painting cost based on (painting time, painting area, paint cost) based on empirical rules or actual results.
そのために、従来はコスト算出を行うことが可能な者は経験者に限定されており、更に、コスト算出に際しては、時間がかかるとともに計算のミスも考えられるという問題点があった。 For this reason, in the past, those who were able to calculate costs were limited to those with experience, and furthermore, there were problems in that cost calculations took time and were prone to calculation errors.
そこで、本発明は、塗装コストを自動的に算出可能にすることで、経験によることなく塗装コストを算出可能にすることで塗装コスト算出に要する作業時間を短縮し、更に、人的な計算ミスを無くして正確な計算を可能にすることを課題としている。 Therefore, the present invention reduces the work time required to calculate the painting cost by making it possible to calculate the painting cost automatically without relying on experience, and furthermore, reduces the work time required for calculating the painting cost. The goal is to eliminate this and enable accurate calculations.
本発明の塗装コストの算出方法は、
ワークの塗装に伴う塗装コストを自動的に算出する方法であり、
塗装ロボットの外形、機構、及び寸法に関するデータと、ワークの外形、寸法、及び配置個数のデータと、塗装ロボットとワークとの位置データと、スプレーガンとワークとの距離データと、及びティーチングに基づいたスプレーガンの軌道データと、及び塗装ロボットやワークを３Ｄの空間に表示するための３Ｄデータを制御手段に記憶させ、
塗料の噴霧条件としての、塗装時間、塗装面積、塗料の粒子径、粒子速度、霧化圧、パターン圧、吐出量、及び膜厚データを制御手段に記憶させ、
塗料条件としての塗料価格を制御手段に記憶させ、
該記憶させたデータを用いて、塗装ロボットとワークの３Ｄ表示データを作成して、該作成した３Ｄ表示データを用いて、ワーク及びスプレーガンを表示部に３Ｄで表示するとともに、
前記制御手段に記憶させた塗料の噴霧条件に基づいて塗料粒子の流体解析を行い、その解析結果に従って、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料を表示部上に動画表示し、
更に、前記塗料の噴霧条件および塗料価格に基づいて塗料消費コストを算出することで、塗装コストを算出することを特徴としている。
The method for calculating the painting cost of the present invention is as follows:
It is a method that automatically calculates the painting cost associated with painting a workpiece.
Based on data regarding the exterior shape, mechanism, and dimensions of the painting robot, data on the exterior shape, dimensions, and number of workpieces, position data between the painting robot and the workpiece, distance data between the spray gun and the workpiece, and teaching. the control means stores trajectory data of the spray gun and 3D data for displaying the painting robot and the workpiece in a 3D space;
Storing the coating time, coating area, paint particle size, particle velocity, atomization pressure, pattern pressure, discharge amount, and film thickness data in the control means as paint spraying conditions;
Storing the paint price as the paint condition in the control means,
Using the stored data, creating 3D display data of the painting robot and the workpiece, and using the created 3D display data, displaying the workpiece and the spray gun in 3D on the display unit,
A fluid analysis of the paint particles is performed based on the paint spraying conditions stored in the control means, and according to the analysis results, the paint that is sprayed from the spray gun toward the workpiece and coated on the workpiece is displayed on the display section. Display the video,
Furthermore, the present invention is characterized in that the painting cost is calculated by calculating the paint consumption cost based on the paint spraying conditions and the paint price.
本発明の塗装コストの算出方法では、塗装ロボットの外形、機構、寸法に関するデータ、ワークの外形、寸法、配置個数のデータ、塗装ロボットとワークとの位置データ、スプレーガンとワークとの距離データ、及びティーチングに基づいたスプレーガンの軌道データや、塗料の噴霧条件としての、塗装時間、塗装面積、塗料の粒子径、粒子速度、霧化圧、パターン圧、吐出量、及び膜厚データや、塗料条件としての塗料価格を制御手段に記憶させ、ワークとスプレーガンを表示部に３Ｄで表示するとともに、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料を表示部上に表示し、更に、噴霧条件と塗料価格に基づいて塗料消費コストを算出し、それにより塗装コストを算出することとしている。そのために、本発明によれば、経験によることなく自動的に塗装コストを算出可能にすることで作業時間を短縮することができ、更に、人的な計算ミスを無くして正確な計算を可能にすることが可能である。 The method for calculating the painting cost of the present invention includes data regarding the external shape, mechanism, and dimensions of the painting robot, data regarding the external shape, dimensions, and number of pieces of the workpiece, position data between the painting robot and the workpiece, distance data between the spray gun and the workpiece, and spray gun trajectory data based on teaching, paint spraying conditions such as painting time, painting area, paint particle size, particle velocity, atomization pressure, pattern pressure, discharge amount, and film thickness data, and paint The paint price as a condition is stored in the control means, the workpiece and the spray gun are displayed in 3D on the display, and the paint sprayed from the spray gun toward the workpiece and applied to the workpiece is displayed on the display. Furthermore, the paint consumption cost is calculated based on the spraying conditions and the paint price, and the painting cost is calculated accordingly. To this end, according to the present invention, it is possible to reduce work time by automatically calculating painting costs without relying on experience, and furthermore, it eliminates human calculation errors and enables accurate calculations. It is possible to do so.
本発明の塗装コストの算出方法は、ワークの塗装に伴う塗装コストを自動的に算出する方法であり、まず、塗装ロボットの外形、機構、寸法に関するデータ、ワークの外形、寸法、配置個数のデータ、塗装ロボットとワークとの位置データ、スプレーガンとワークとの距離データ、ティーチングに際してロボットコントローラー等のコントローラーに記憶されたスプレーガンの軌道データ、及び塗装ロボットやワークを３Ｄの空間に表示するための３Ｄデータを制御手段に記憶させる。 The painting cost calculation method of the present invention is a method of automatically calculating the painting cost associated with painting a workpiece. First, data on the external shape, mechanism, and dimensions of the painting robot, and data on the external shape, dimensions, and number of workpieces arranged. , position data between the painting robot and the workpiece, distance data between the spray gun and the workpiece, trajectory data of the spray gun stored in a controller such as a robot controller during teaching, and data for displaying the painting robot and workpiece in 3D space. The 3D data is stored in the control means.
そして、それとともに、塗料の噴霧条件としての、塗装時間、塗装面積、塗料の粒子径、粒子速度、霧化圧、パターン圧、吐出量、及び膜厚データを制御手段に記憶させ、更に、塗料条件としての塗料価格を制御手段に記憶させる。 At the same time, the control means stores the coating time, coating area, coating particle diameter, particle velocity, atomization pressure, pattern pressure, discharge amount, and film thickness data as coating spray conditions, and The paint price as a condition is stored in the control means.
そして、記憶させたデータを用いて、３Ｄ空間に塗装ロボットとワークを表示するための３Ｄ表示データを作成し、作成した３Ｄ表示データを用いて、ワーク及びスプレーガンを表示部に３Ｄで表示する。 Then, using the stored data, create 3D display data for displaying the painting robot and workpiece in 3D space, and use the created 3D display data to display the workpiece and spray gun in 3D on the display unit. .
そして、それとともに、制御手段に記憶させた塗料の噴霧条件に基づいて、スプレーガンからワークに向けて噴霧される塗料粒子の流体解析を行い、その解析結果に従って、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料を、表示部上に動画で表示する At the same time, based on the paint spraying conditions stored in the control means, a fluid analysis of the paint particles sprayed from the spray gun toward the workpiece is performed, and according to the analysis results, the paint particles are sprayed from the spray gun toward the workpiece. Displays a video of the paint being applied to the workpiece on the display.
そして更に、塗料条件としての塗料価格や塗料の噴霧条件に基づいて塗料消費コストを算出し、それにより、塗装コストを算出する。 Further, the paint consumption cost is calculated based on the paint price and paint spraying conditions as the paint conditions, and the painting cost is calculated accordingly.
また、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料の動画表示に修正が必要なときには、少なくとも塗料の噴霧条件の制御手段への記憶を再度行うとともに、制御手段に再度記憶させた塗料の噴霧条件に基づいて塗料粒子の流体解析を行い、その解析結果に従って、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料を表示部上に動画表示し、更に、再度記憶させた塗料の噴霧条件に基づいて塗料消費コストを再度算出することで新たな塗装コストを算出するとよく、これにより、バーチャルなシミュレーションを行うことで塗装コストの見直しを行うことが可能となる。 In addition, when it is necessary to modify the video display of the paint being sprayed from the spray gun toward the workpiece and being applied to the workpiece, at least the paint spraying conditions are stored in the control means again, and the control means is re-stored. A fluid analysis of paint particles is performed based on the memorized paint spraying conditions, and according to the analysis results, a moving image of the paint being sprayed from the spray gun toward the workpiece and applied to the workpiece is displayed on the display. Furthermore, it is best to calculate a new painting cost by recalculating the paint consumption cost based on the memorized paint spraying conditions, and this allows you to review the painting cost by performing a virtual simulation. becomes.
更に、本発明の塗装コストの算出方法は、回転可能な回転テーブルに複数のワークを取り付け、回転テーブルを回転させながらスプレーガンからワークに向けて塗料を噴霧してワークの塗装を行う塗装方法において用いると良い。 Furthermore, the coating cost calculation method of the present invention is a coating method in which a plurality of workpieces are attached to a rotatable rotary table, and the workpieces are painted by spraying paint from a spray gun toward the workpieces while rotating the rotary table. Good to use.
本発明の塗装コストの算出方法の実施例について説明すると、本実施例の塗装コストの算出方法は、回転可能な回転テーブルに複数のワークを取り付け、回転テーブルを回転させながらスプレーガンからワークに向けて塗料を噴霧してワークの塗装を行う塗装方法において、塗装コストを自動的に算出する方法としている。 To explain an example of the method of calculating the painting cost of the present invention, the method of calculating the painting cost of this example is to attach a plurality of workpieces to a rotatable rotary table, and while rotating the rotary table, direct the spray gun toward the workpieces. In the painting method where the workpiece is painted by spraying paint, the painting cost is automatically calculated.
ここで、図を参照して本実施例の塗装コストの算出方法を説明すると、図１は、本実施例の塗装コストの算出方法を実施するためのシステムを説明するためのブロック図である。そして、図において１は制御手段としてのＰＣであり、このＰＣ１は、ＰＣ本体２と表示部３を備えている。即ち、本実施例の塗装コストの算出方法では、ＣＰＵ等の演算手段を備えたＰＣ本体２と表示部３を具備したＰＣ１を有しており、ティーチングによりロボットコントローラー等に記憶された塗装ロボットとワークの位置情報や軌道データをＰＣ１に記憶させる。そして、この記憶させたデータを用いて、更に塗装ロボットのスプレーガンの３Ｄデータを入力して、３Ｄ空間上に塗装ロボットのスプレーガンを表示するための３Ｄ表示データを作成し、更に、この３Ｄ表示データを用いて、表示部３に、塗装ロボットのスプレーガンと、ワークを３Ｄで表示することとしている。
Here, the method of calculating the painting cost of this embodiment will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining a system for carrying out the method of calculating the painting cost of this embodiment. In the figure, 1 is a PC as a control means, and this
次に、図において４はロボットコントローラーであり、このロボットコントローラー４にはティーチングペンダント５が接続されている。また、図において６は塗装ロボット、７は被塗装物としてのワークであり、前記ロボットコントローラー４には塗装ロボット６が接続されており、塗装ロボット６は、ロボットコントローラー４からの信号に従って稼働することとしている。そして、ティーチングペンダント５は、塗装ロボット６を用いてティーチングを行う際に用いるものであり、ティーチングペンダント５を用いて、塗装ロボット６のスプレーガンの位置を所望する位置に登録すると、その軌道データがロボットコントローラー４に送られて記憶される。そうすると、ロボットコントローラー４は、送られてきた軌道データに基づいて、塗装ロボット６を制御して、ティーチングされた通りに塗装ロボット６を稼働させ、更に、軌道データ等を用いて、塗装ロボットやワークの位置情報やスプレーガンとワークとの距離等を演算する。
Next, in the figure, 4 is a robot controller, and a
そしてＰＣ本体２では、ロボットコントローラー４に記憶された各種のデータを用いて、塗装ロボット６とワーク７の３Ｄ表示データが生成され、これらの３Ｄ表示データに基づいて前記表示部３には、塗装ロボット６とワーク７が３Ｄで表示される。
Then, in the
なお、本実施例においては、各種の情報をＰＣ１に記憶させ、この記憶させたデータ等を用いて、表示部３に塗装ロボットのスプレーガンとワークを３Ｄで表示することとしているため、塗装ロボットやロボットコントローラーはＰＣ１に接続されてはいない。
In addition, in this embodiment, various information is stored in the
また、本実施例では、ロボットコントローラーと同様の機能を有するバーチャルなロボットコントローラーがＰＣ１内に組み込まれており、このバーチャルなロボットコントローラーを用いることで、塗装ロボットとはオフラインの状態でティーチング等を行うこととしている。即ち、表示部３に塗装ロボットのスプレーガンやワークを表示し、表示部上のスプレーガンを移動させながらバーチャルにティーチングを行い、その軌道データをバーチャルなロボットコントローラーに登録することとしている。そのため、ティーチングで登録されるスプレーガンの軌道データやこの軌道データに基づいて演算された塗装ロボットやワークの位置情報は、直接にＰＣに記憶されることとしている。
In addition, in this embodiment, a virtual robot controller having the same functions as the robot controller is built into the
そして、塗装ロボットを用いたワークの塗装を行う際に、バーチャルなロボットコントローラーに登録された軌道データが、実際のロボットコントローラーにオンライン又はオフラインで転送されることとしている。 When painting a workpiece using a painting robot, the trajectory data registered in the virtual robot controller is transferred online or offline to the actual robot controller.
なお、前記塗装用ロボット６は、一般的にワークの大量塗装に用いられる塗装ロボットと同様に、ティーチングされた軌道を移動するアームにスプレーガンが備えられた構成としている。
Note that the
次に、このように構成されるシステムを用いて行う本実施例の塗装コストの算出方法について図２のフローチャートを参照して説明すると、本実施例の塗装コストの算出方法では、まずステップ１において、制御手段としてのＰＣ１へのデータの記憶が行われる。即ち、各種データが入力され、入力されたデータが制御手段に記憶される。
Next, the method of calculating the painting cost of this embodiment using the system configured as described above will be explained with reference to the flowchart of FIG. 2. In the method of calculating the painting cost of this embodiment, first, in
ここで、ＰＣ１に記憶させるデータとしては、ティーチングの際の初期設定においてロボットコントローラーに記憶される情報と、ティーチングによってロボットコントローラーに記憶される各種情報と、塗装ロボットやワークを３Ｄの空間に表示するための３Ｄデータがある。
Here, the data stored in the
そして、ティーチングの際の初期設定においてロボットコントローラーに記憶される情報としては、塗装ロボット６に関する基本データ、ワーク７に関する基本データ、塗装ロボット６とワーク７との位置データ、及びスプレーガンとワークとの距離データがあり、ティーチングによってロボットコントローラーに記憶される情報としては、スプレーガンの軌道データがある。
The information stored in the robot controller during initial settings during teaching includes basic data regarding the
また、塗装ロボット６に関する基本データとしては、塗装ロボットの外形、機構、寸法があり、ワーク７に関する基本データとしては、ワークの外形、寸法、配置個数がある。
Further, basic data regarding the
そして、本実施例の塗装コストの算出方法では、それらのデータとともに、塗料の噴霧条件と、塗料条件としての塗料価格を、制御手段に記憶させる。 In the painting cost calculation method of this embodiment, the control means stores the paint spraying conditions and the paint price as the paint conditions together with these data.
ここで、塗料の噴霧条件としては、塗装時間、塗装面積、塗料の粒子径、粒子速度、塗料をエアーにより霧化するときの霧化圧、また、霧化した塗料を所定パターンに成型するためのパターンエアーのパターン圧、塗料の吐出量、及び膜厚データがある。 Here, the paint atomization conditions include painting time, coating area, paint particle size, particle speed, atomization pressure when atomizing the paint with air, and the process for shaping the atomized paint into a predetermined pattern. There is data on the pattern pressure of the pattern air, the amount of paint discharged, and the film thickness.
次に、ＰＣ１においては、ステップ２において、前記記憶させた各種のデータに基づいて、塗装ロボット６及びワーク７を３Ｄ空間上に表示するための３Ｄ表示データが作成される。そして、ステップ３において、前記作成した３Ｄ表示データによって、表示部３に、スプレーガン及びワークが３Ｄで表示される。
Next, in
そして、次にステップ４で、前記ティーチングの際の初期設定においてロボットコントローラーに記憶された情報や、ティーチングによってロボットコントローラーに記憶される各種情報、及び塗料の噴霧条件に基づき、スプレーガンからワークに向けて噴霧される塗料粒子の流体解析が行われる。
Then, in
即ち、図１において１１が解析手段であり、本実施例においては、解析手段としてコンピューター１１が用いられている。そして、このコンピューター１１が前記ＰＣ１に接続されており、ステップ１において前記ＰＣ１に記憶させた各種のデータや、塗料の噴霧条件がコンピューター１１に供給され、コンピューター１１において、スプレーガンからワークに向けて噴霧される塗料粒子の流体解析が行われ、コンピューター１１による流体解析が終了した後に、その結果がＰＣ１に供給される。
That is, in FIG. 1, 11 is an analysis means, and in this embodiment, the
また、実際の塗装においては、塗装ブース内ではワークに付着しなかった塗料ミストを回収するために塗装ブース内で気流を流しており、スプレーガンから噴霧された塗料はこの気流の影響を受けるため、本実施例においては、塗料粒子の流体解析において、この気流を加味することで、ワークに対するリアルな塗着を表現してバーチャル塗着の制度を上げている。 In addition, during actual painting, an air current is passed inside the painting booth to collect paint mist that did not adhere to the workpiece, and the paint sprayed from the spray gun is affected by this air current. In this embodiment, by taking this airflow into consideration in the fluid analysis of paint particles, realistic coating on the workpiece is expressed and the accuracy of virtual coating is improved.
更に、本実施例において前記ワーク７は、図４に示すように、回動自在の支柱９の上部に治具１０を介して放射状に複数個が取り付けられ、塗装の際には、前記支柱９とともにワーク７を回転させることとしているが、このワークの回転によっても塗装ブース内に気流が発生する。そこで、本実施例においては、塗料粒子の流体解析において、ワーク７の回転により発生する気流をも加味することで、ワークに対するよりリアルな塗着を表現してバーチャル塗着の制度を上げている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of
なお、本実施例においては、霧化圧０．２ＭＰａ、パターン圧０．１５ＭＰａ、吐出量７０ｃｃと設定し、ブースの気流を０．５ｍ／ｓｅｃ、ワーク回転を１５０ｒｐｍと設定した。そして、この設定データに基づき、ステップ４において塗料の流体解析を行った。また流体解析においては、１００万個／秒レベルの粒子の追跡をおこなった。
In this example, the atomization pressure was set at 0.2 MPa, the pattern pressure was set at 0.15 MPa, and the discharge amount was set at 70 cc, the air flow in the booth was set at 0.5 m/sec, and the workpiece rotation was set at 150 rpm. Based on this setting data, fluid analysis of the paint was performed in
また、流体解析に関しては、流体解析ソフトを用いて行われており、流体解析方法には種々の方法があるため、具体的な計算方法等の詳細は省略するが、一例としては、スプレーガンとワーク間の空間を要素に分け、その間を計算させることで、塗料粒子の移動をバーチャルとして実現する方法が考えられる。 In addition, fluid analysis is performed using fluid analysis software, and there are various fluid analysis methods, so details such as specific calculation methods will be omitted, but as an example, a spray gun and One possible method is to virtually realize the movement of paint particles by dividing the space between the workpieces into elements and calculating between them.
次に、本実施例の塗装コストの算出方法では、前述したようにステップ３において、前記作成した３Ｄ表示データによって、表示部３に、スプレーガン及びワークが３Ｄで表示されるとともに、ステップ５において、前記流体解析の結果に従い、スプレーガンから噴霧された塗料がワークに向けて移動していく状態を表示部上に動画表示する。
Next, in the painting cost calculation method of this embodiment, in
即ち、図４がＰＣ１の表示部３にワーク、スプレーガン、及び、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料粒子を示している。そして、図において７がワークで、本実施例において前記ワーク７は、ドアミラーとし、回転自在の支柱９に、治具１０によって放射状に６個が取り付けられ、表示部３における表示は、支柱９の回転に伴ってワーク７が回転している動画表示としている。
That is, FIG. 4 shows a workpiece, a spray gun, and paint particles sprayed from the spray gun toward the workpiece and deposited on the workpiece on the
また、図において８はスプレーガンであり、本実施例の塗装コストの算出方法では、表示部３にスプレーガン８を表示するとともに、この表示部３に表示したスプレーガン８を、ティーチングされた軌道データに従い移動させることとしている。
Further, in the figure, 8 is a spray gun, and in the method of calculating the painting cost of this embodiment, the
そして、前述したようにワーク７を回転させるとともに、前記流体解析の結果に従い、スプレーガン８から噴霧された塗料粒子がワーク７に向けて移動していきワークに塗着していく状態を、表示部上に動画で表示することとしている。
Then, as the
そのため、本実施例の塗装コストの算出方法では、実際に塗料がどのように噴霧されてワークに向けて移動してワーク７に塗着していくかを表示部３で確認することができるので、ティーチングされた軌道データの検証を行う場合に、実際にワークに塗料を噴射することが不要であるので、検証時の塗料の無駄を無くするとともに、空調エネルギーを使用することも不要で、コストを大幅に抑えることが可能である。またこのように、本実施例では塗装シミュレーションを行うために、塗料粒子をカウントすることができるので、ワークに塗着しない塗料粒子の割合をオーバースプレー係数として入力することなく、ワークに塗着する塗料粒子の塗着割合（塗着効率）を得ることができる。
Therefore, in the painting cost calculation method of this embodiment, it is possible to check on the
なお、図４は軌道データに従ってスプレーガン８が移動している途中を示しており、ワーク７は矢印で示すように、支柱９及び治具１０の回転によって時計回りに円状に移動し、スプレーガン８は上方から下方に向けて移動している状態を表示している。そして、スプレーガン８から噴霧された塗料粒子は、スプレーガン８からワーク７に向けて霧状に移動していく状態を表示している。なお図においては、理解を容易にするために、噴霧している塗料粒子及びワークに塗着した塗料粒子を細かい点で表示しており、塗着の多少によって点の数を変えている。
Note that FIG. 4 shows the
次に、図５は、ティーチングに従った塗装が完了した後のワーク７の一つを拡大して表示したものであり、ワークの全域に塗料粒子が塗着した状態を表示している。即ち、本実施例の塗装コストの算出方法では、流体解析の結果に従ってスプレーガン８から噴霧された塗料粒子がワーク７に向けて移動していきワークに塗着していく状態を表示部上に動画で表示するとともに、ティーチングに従った塗装が完了した後のワーク７における塗着状態をも表示可能としている。従って、この塗着状態の表示によって、ティーチングに従ってスプレーガンから塗料を噴射した場合にワークのどの部分に塗料が付着するかを視覚により確認することができる。そのために、本実施例の塗装コストの算出方法では、ティーチングされた軌道データの検証を行う場合には、実際にワークに塗料を噴射することが不要であるので、検証時の塗料の無駄を無くするとともに、空調エネルギーを使用することも不要で、コストを大幅に抑えることが可能である。
Next, FIG. 5 is an enlarged view of one of the
例えば、図５に示す塗着状態では、上方部分の一部分が濃くなっており、この部分の塗着数が他の部分の塗着数よりも多いことを示している。そしてそれにより、その部分の塗料の膜厚が他の部分よりも厚くなってしまうことを知ることが可能である。 For example, in the coating state shown in FIG. 5, a portion of the upper portion is dark, indicating that the number of coatings in this portion is greater than the number of coatings in other portions. Accordingly, it is possible to know that the paint film thickness in that part will be thicker than in other parts.
そしてまた、本実施例の塗装コストの算出方法では、前述したように、ロボットコントローラーと同様の機能を有するバーチャルなロボットコントローラーがＰＣ１内に組み込まれているため、表示部３に表示された塗装ロボットのスプレーガンを移動させながらバーチャルにティーチングを行うことができるために、ティーチングされた軌道データの検証を行いながら、ティーチングデータの修正を行うことができる。
Furthermore, in the painting cost calculation method of this embodiment, as described above, since a virtual robot controller having the same functions as the robot controller is built into the
次に、本実施例の塗装コストの算出方法では、ステップ６において、記憶された塗料の噴霧条件及び塗料価格に基づいて、塗料消費コストが算出される。そして、本実施例の塗装コストの算出方法では、算出された塗料消費コストを塗装コストとしており、この塗装コストを適宜、ステップ７において、表示部上の任意の箇所に表示される。
Next, in the painting cost calculation method of this embodiment, in
そのために、本実施例の塗装コストの算出方法では、塗装管理者に限らず、誰でも正確な塗装コストの算出を行うことが可能であるとともに、人的な計算ミスを減らすことができる。従って、コスト算出に使う時間を削減できるとともにコスト管理が明確になり、更に、算出した塗装コストを表示部に表示することで、直感的に塗装コストを確認することができる。 Therefore, with the painting cost calculation method of this embodiment, not only a painting manager but anyone can accurately calculate a painting cost, and human calculation errors can be reduced. Therefore, the time used for cost calculation can be reduced and cost management becomes clearer.Furthermore, by displaying the calculated painting cost on the display unit, the painting cost can be confirmed intuitively.
このように、本実施例の塗装コストの算出方法では、表示部にワークとスプレーガンを表示部に表示するとともに、予め設定した塗料の噴霧条件に基づいて塗料粒子の流体解析を行い、その解析結果に従って、スプレーガンからワークに向けて噴霧されて移動していきワークに塗着していく状態の塗料粒子を表示部上に表示することとしているため、この噴霧状況を確認することで、ティーチングされた軌道データが正しいかどうかを検証することができる。 In this way, in the method of calculating the painting cost of this embodiment, the workpiece and the spray gun are displayed on the display, and fluid analysis of paint particles is performed based on the preset paint spraying conditions. Based on the results, the display displays the paint particles being sprayed from the spray gun toward the workpiece, moving and coating the workpiece, so by checking this spraying status, teaching can be performed. It is possible to verify whether the obtained trajectory data is correct.
また、本実施例の塗装コストの算出方法では、流体解析の結果として、塗装が完了した後のワークへの塗着状態をも表示部に表示することとしているため、この塗着状態を確認することによっても、軌道データが正しいかどうかを検証することができる。 In addition, in the method for calculating the coating cost of this example, the coating condition on the workpiece after the coating is completed is also displayed on the display as a result of the fluid analysis, so this coating condition can be checked. This also allows you to verify whether the orbit data is correct.
従って、本実施例によれば、実際の塗装ロボットとワークを用いて塗料をワークに噴射することなく、ティーチングされた軌道データの検証ができるため、塗料を無駄にすることなく、また空調エネルギーを使用することなく、ティーチングされた軌道データの検証、及び修正を容易に行うことが可能である。 Therefore, according to this embodiment, taught trajectory data can be verified without using an actual painting robot and workpiece to inject paint onto the workpiece, so paint is not wasted and air conditioning energy is saved. It is possible to easily verify and correct the taught trajectory data without using it.
更に、本実施例の塗装コストの算出方法では、予め制御手段に記憶させた各種のデータに基づいて、塗装コストとしての塗料消費コストが算出されるため、類似品のデータ（塗装時間、塗装面積、塗料代）をもとに塗装管理者が経験則や実績から塗装コストを算出していた従来と異なり、誰でも正確な塗装コストの算出ができ、それにより、塗装コスト算出に使う時間を削減できるとともにコスト管理が明確になり、更に、算出した塗装コストを表示部に表示することで、直感的に塗装コストを確認することが可能となる。 Furthermore, in the method for calculating the painting cost of this embodiment, the paint consumption cost as the painting cost is calculated based on various data stored in the control means in advance. Unlike in the past, where painting managers calculated painting costs based on empirical rules and track records, anyone can accurately calculate painting costs, thereby reducing the time spent calculating painting costs. This makes cost management clearer, and by displaying the calculated painting cost on the display, it becomes possible to check the painting cost intuitively.
なお、前述したように、本発明の塗装コストの算出方法では、ティーチングの際にティーチングペンダント５で登録された起動データやこの軌道データに基づいて演算された塗装ロボットやワークの位置情報をリアルタイムでロボットコントローラー４からＰＣ本体７へ送る必要は無く、ティーチングが完了した後に、ロボットコントローラー４に記憶された塗装ロボット及びワークの位置情報やスプレーガンの軌道データをＰＣ本体２に記憶させることが可能であればよい。
As mentioned above, in the painting cost calculation method of the present invention, the position information of the painting robot and workpiece calculated based on the starting data registered with the
なお図３は、塗装コストの算出方法の実施例の他の形態を示す図であり、図３においては、図２のステップ５においてスプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料の動画を検証した結果、塗料の噴霧条件等に修正が必要と判断した場合の処理を加えている。
Note that FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the method for calculating the coating cost. In FIG. 3, in
即ちこの場合には、少なくとも、ステップ１において制御手段に記憶している塗料の噴霧条件等を修正して入力することで、制御手段への記憶を再度行う。そして、制御手段に再度記憶させた塗料の新たな噴霧条件に基づいて、塗料粒子の流体解析を行い、その解析結果に従って、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料を表示部上に動画表示し、更に、前記再度記憶させた塗料の噴霧条件に基づいて塗料消費コストを再度算出することで新たな塗装コストを算出する。そしてこのとき、塗装ロボットの外形、機構、及び寸法に関するデータやと、ワークの外形、寸法、及び配置個数のデータ、あるいは、塗装ロボットとワークとの位置データやスプレーガンとワークとの距離データを修正してもよい。
That is, in this case, at least the paint spraying conditions and the like stored in the control means in
なお、図２及び図３のいずれの場合も、塗料消費コストを塗装コストとした場合を説明したが、この塗料消費コストに、塗装作業に伴う経費として、設備償却費、電気代、人件費、治具代、梱包費、賃貸費等を加えて、全体として塗装コストとしてもよい。 In both cases of Figures 2 and 3, the case where the paint consumption cost is the painting cost has been explained, but in addition to this paint consumption cost, the expenses associated with the painting work include equipment depreciation cost, electricity cost, personnel cost, The painting cost may be calculated as a whole by adding jig costs, packaging costs, rental costs, etc.
本発明の塗装コストの算出方法は、ティーチングされた軌道データのシミュレーションをバーチャルに行うことで、塗料の噴霧条件等に基づいて塗装コストを自動的に算出可能であるため、塗装ロボットを用いた塗装の全般に適用可能である。 The painting cost calculation method of the present invention can automatically calculate the painting cost based on the paint spraying conditions by virtually simulating the taught trajectory data. Applicable to all areas.
１ ＰＣ
２ ＰＣ本体
３ 表示部
４ ロボットコントローラー
５ ティーチングペンダント
６ 塗装ロボット
７ ワーク
８ スプレーガン
９ 支柱
１０ 治具
１１ 流体解析用コンピューター
1 PC
2 PC
Claims (3)
塗装ロボット（６）の外形、機構、及び寸法に関するデータと、ワーク（７）の外形、寸法、及び配置個数のデータと、塗装ロボット（６）とワーク（７）との位置データと、スプレーガンとワークとの距離データと、ティーチングに基づいたスプレーガン（８）の軌道データと、及び塗装ロボットやワークを３Ｄの空間に表示するための３Ｄデータを制御手段（１）に記憶させ、
塗料の噴霧条件としての、塗装時間、塗装面積、塗料の粒子径、粒子速度、霧化圧、パターン圧、吐出量、及び膜厚データを制御手段（１）に記憶させ、
塗料条件としての塗料価格を制御手段（１）に記憶させ、
該記憶させたデータを用いて、塗装ロボット（６）とワーク（７）の３Ｄ表示データを作成して、該作成した３Ｄ表示データを用いて、ワーク（７）及びスプレーガン（８）を表示部（３）に３Ｄで表示するとともに、
前記制御手段（１）に記憶させた塗料の噴霧条件に基づいて塗料粒子の流体解析を行い、その解析結果に従って、スプレーガンからワークに向けて噴霧されてワークに塗着していく塗料を表示部上に動画表示し、
更に、前記塗料の噴霧条件及び塗料価格に基づいて塗料消費コストを算出することで、塗装コストを算出することを特徴とする塗装コストの算出方法。 It is a method that automatically calculates the painting cost associated with painting a workpiece.
Data regarding the external shape, mechanism, and dimensions of the painting robot (6), data regarding the external shape, dimensions, and number of pieces arranged of the workpiece (7), positional data between the painting robot (6) and the workpiece (7), and spray gun. storing distance data between the robot and the workpiece, trajectory data of the spray gun (8) based on teaching, and 3D data for displaying the painting robot and the workpiece in a 3D space in the control means (1);
Storing the coating time, coating area, coating particle diameter, particle velocity, atomization pressure, pattern pressure, discharge amount, and film thickness data in the control means (1) as coating spray conditions;
storing the paint price as the paint condition in the control means (1);
Using the stored data, create 3D display data of the painting robot (6) and workpiece (7), and use the created 3D display data to display the workpiece (7) and spray gun (8). In addition to displaying in 3D in part (3),
A fluid analysis of paint particles is performed based on the paint spraying conditions stored in the control means (1), and according to the analysis result, the paint sprayed from the spray gun toward the workpiece and applied to the workpiece is displayed. Display the video on the section,
Furthermore, the method for calculating a painting cost is characterized in that the painting cost is calculated by calculating the paint consumption cost based on the spraying conditions of the paint and the paint price.
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