ペイントロボット

産業用塗装ロボットは、自動車の 塗装用途で何十年も使用されてきました。

初期の塗装ロボットは油圧式で、現在でも使用されていますが、最新の電子式ロボットに比べると品質と安全性が劣っています。^{[1] [2] [3]}最新のロボットは正確で、均一な塗膜と正確な厚さを実現します。

もともと、産業用塗装ロボットは大型で高価でしたが、ロボットの価格が下がり、今では大手自動車メーカーが採用しているのと同じレベルの自動化を一般産業でも導入できるようになりました。

現代の塗装ロボットはサイズや積載量が非常に多様で、あらゆるサイズのアイテムを塗装するためのさまざまな構成が可能です。

塗装ロボットには通常、5 軸または 6 軸の動作があり、そのうち 3 軸は基本動作用、最大 3 軸はアプリケーターの方向付け用です。これらのロボットは、爆発危険クラス 1 ディビジョン 1 のあらゆる環境で使用できます。

産業用塗装ロボットは、自動スプレーの距離と経路を標準化できるように設計されており、手動スプレーによる人為的ミスのリスクを排除します。塗装ロボットは、塗装仕上げの効率と一貫性を最大限に高めるために、他の自動塗装機器と組み合わせられることがよくあります。ロボットには、最高品質の仕上げを提供するために、回転ベル噴霧器、その他の自動静電式または自動従来型スプレーが取り付けられています。自動混合装置は通常、スプレーに塗料を供給します。この装置は、一貫した塗装仕上げを提供するために極めて重要な圧力と流量を調整するように設計されています。さまざまなレベルの自動混合装置には、塗料の無駄やエネルギーコストを削減する機能も備わっています。

世界初の塗装ロボットは、ノルウェーのブリーネにある手押し車工場トラルファ^[4]で開発されました。開発は1964年に開始され、手押し車の塗装を補助し、有毒な塗料化学物質と人間の接触を減らすことが目的でした。1966年にロボットは工場で台車や手押し車を塗装する生産に採用されました。1969年までにロボットは独自の製品として商品化されました。最初のロボットTR2000は、スウェーデンのグスタフスベリ・プロセレイン社に納入され、浴槽のエナメル塗装に使用されました。^[5]

塗装ロボットは少なくとも1985年から存在しています。^{[6]塗装ロボットはミシガン州の}ゼネラルモーターズの工場を含む自動車業界で初めて導入されました。^[7]

塗装用ロボットを含む産業用ロボットは、生産性を向上させるとともに、人間を「危険な」仕事から遠ざけるために開発されました。^[8]ロボットは開発以来、製造会社で人間と並んで働いています。^[9]

近年、塗装ロボットは工業用途を超えて進化してきました。多くの発明家が、単色で塗装するだけでなく、芸術作品を制作できるロボットを開発するというアイデアを採用しました。^[10] ロボットをよりクリエイティブにするだけでなく、室内の壁塗装などの商業用途でロボットを手頃な価格で利用できるようにする方法を模索する人もいました。^[11]

塗装ロボットは、自動車メーカーが一貫して体系的に自動車の細部の塗装作業を行うために使用されています。これらのロボットの中には、垂直方向と水平方向に動くロボットアームを備え、自動車のあらゆる部分に塗装を施すように設計されたものもあります。^{[6] 1985年に}マツダ株式会社に付与された特許には、自動車のドアを開閉し、内装を塗装できるドアハンドラー（小型の機械式ハンド）も含まれています。^[6]

ファナックのような企業は、工業用塗装ロボットを大量生産し続けており、製造業者に販売している。^[12]ファナックのウェブサイトによると、これらのロボットは、塗料の毒性などの安全上の危険を制限し、一貫した塗布によって材料の無駄を減らし、生産性を向上させるのに役立つとのことだ。^[12]

ロボットは、部品ごとに一貫した仕上がりを提供できるため、さまざまなサイズの自動車部品の塗装に使用されます。ロボットは、ドア、ボンネット、ホイール、バンパーなどの大きな外装部品に使用されるほか、ノブ、コンソール、グローブ ボックスなどの小さな内装部品にも使用されます。

航空宇宙および防衛産業では、仕上げも非常に重要です。これらの部品は、安全性と性能上の理由から、非常に正確な仕様が求められます。コーティングにより、耐浸食性、静電気防止、さらにはレーダーを回避するステルス性を実現できます。このため、すべての部品の仕上げを一貫して行うことが、全体の連続性を確保するために不可欠です。

アルミ押し出しは、建物のパネル、金属製のドアや窓枠、構造押し出しに使用されており、商業ビル業界では建物の保護や美観向上に使用されています。パネルや押し出しの製造業者の多くは、利益率の低さに直面しています。そのため、品質の向上、コスト削減の継続、生産の迅速化、消費者へのカスタマイズ提供の強化が求められています。このため、アルミ押し出しやパネルの製造業者の多くは、保護と美観向上のために塗装ロボットや自動塗布機を使用してコーティングを施しています。

農業機械や建設機械は、過酷な環境下で酷使され、頻繁に使用されるため、仕上げが重要です。コーティングは、機械を錆から守り、耐用年数を延ばすのに役立ちます。この業界では、差別化を図ろうとする多くの企業にとって、製品のブランド化が大きな役割を果たしているため、多くのメーカーにとって、高品質の仕上げは重要な要素です。

耐久性があり、見た目に美しい塗装を施すのは簡単な作業ではなく、異なる成分材料を何層にも重ねる必要がある場合があります。農業機械や建設機械の製造業者では、通常、複数のポンプ構成があり、塗料の複数の成分を混合する複数成分配合ユニットに塗料を供給します。配合ユニットは、ロボットに接続された自動塗布機に塗料を供給します。異なるコーティングを複数回塗布する場合、一貫性も非常に重要です。一貫性があれば、最初から正しく仕上げれば、やり直しやダウンタイムを最小限に抑えることができます。

調理器具の技術は、シェフや家庭で料理をする人々のニーズを満たすために、さまざまな高性能コーティングを使用して進化し続けています。調理器具の種類によって、独自の性能要件があります。熱を均等に伝導し、繰り返し使用しても摩耗や衝撃に耐え、ノンスティックコーティングを施し、最大限の洗浄力を提供し、見た目に美しいことが求められます。すべての性能要件を満たすには、同じフライパンをさまざまな素材で何度もコーティングする必要がある場合もあります。

この環境では、各部品に異なるコーティングを複数回塗布する必要があるため、塗装ライン ロボットを自動塗布装置と組み合わせると非常に便利です。調理器具のそれぞれの特定の要件における性能は、各材料の仕上げの品質にのみ左右されます。塗装ロボットは、すべてのパスで同じスプレー パターンと塗装経路を提供するため、仕上がりの悪い部品のやり直しが最小限に抑えられます。

化粧品業界では、さまざまな種類の容器が使用されています。この業界のメーカーは、完璧なパッケージの外観にこだわり、多くが鏡面仕上げを使用しています。表面に欠陥があると、その製品は不合格になったり、廃棄されたりします。問題は、鏡面仕上げは実際には仕上げの欠陥を増幅してしまう可能性があることです。

やり直しコストを削減するには、ベースコートをばらつきなく均一かつ滑らかに塗布する必要があります。これは、配合ユニットからの流量を制御し、アプリケーターから微細な霧化を行い、塗装ロボットから提供される非常に均一なスプレーパターンによって実現されます。

さまざまな業界で塗装ロボットの存在感を高めるために、さまざまなアイデアが考案されています。その1つは、技術教授によるもので、室内の壁を塗装するロボットです。この設計は、ロボットを「ローラーベース」にして、壁に沿って自由に移動して塗料を塗れるようにすることを目的としています。^[11]室内塗装の毒性から人々を解放し、壁を仕上げるのにかかる時間を短縮することが期待されています。^[11]設計者によると、このロボットは安価に製造できるため、より商業的に利用しやすくなります。

CloudPainterはロボットを設計する会社で、ペイントロボットを単なる色の塗りつぶしから「計算による創造性」を持ち、より詳細で独創的なデザインを描くことができるロボットへと進化させています。^[14]このロボットは、3Dプリントされたペイントヘッドと複数のロボットアームを備え、人工知能とディープラーニングでプログラムされています。^[14]

工藤俊介が設計したペイントロボットは、指付きの手と立体視機能を備えている。デジタルカメラの目で対象物を見て、指を使って絵筆を取り、キャンバスに対象物を写し取ることができる。^[10]このロボットは比較的小型で、リンゴなどの小さなものを描くことができる。^[10]

エイダン・メラーが作ったヒューマノイドロボット「アイダ」は、AIアルゴリズムの指示に従ってロボットアーム、絵筆、パレットを使って絵画を描きます。^{[15] [16]}

ネイリストロボットのクロックワークは、2台の3Dカメラを使用して約30秒で指の爪にペイントします。^{[17] [18]}