(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプレーブース内で移動可能な外部アームと、
前記外部アームに一方の端部が接続されている少なくとも２軸の手首と、
前記手首の他方の端部に接続された塗布機と、
ロボットに設置され、注入口と、第１塗料配管を介して前記塗布機と流体をやり取りする排出口と、を備える第１塗料計量装置と、
前記ロボットに設置され、注入口と、第２塗料配管を介して前記塗布機と流体をやり取りする排出口と、を備える第２塗料計量装置と、
前記ロボットに設置され、前記第１及び第２塗料計量装置のそれぞれの注入口と流体をやり取りして、前記第１及び第２塗料計量装置の少なくとも一方に所望の量の塗料を充填する色切替機と、を有し、
前記第１及び第２塗料計量装置は、それぞれ前記色切替機から静電的に絶縁され、前記塗布機、前記第１塗料計量装置、前記第２塗料計量装置、前記色切替機及び関連する流体接続部のうちの少なくとも１つを真空として、これらに塗料を流す前に一定量の空気を除去することを特徴とする塗装装置。
【請求項２】
前記塗布機は、前記塗布機の噴霧装置と流体をやり取りする第１注入路及び第２注入路を有し、
前記第１及び第２注入路の各々は、独立し、互いに分離され、互いに電気的に絶縁されている、請求項１に記載の塗装装置。
【請求項３】
前記第１及び第２塗料計量装置のうちの少なくとも１つは、サーボモータで制御されたキャニスタである、請求項１に記載の塗装装置。
【請求項４】
前記第１及び第２塗料計量装置のうちの少なくとも１つの排出口の下流の位置に、洗浄用溶剤及び圧縮空気が供給され、
前記第１及び第２塗料計量装置のうちの少なくとも１つと前記色切替機との間の流体接続部が、静電的絶縁のために、前記第１及び第２塗料計量装置のうちの少なくとも１つへの塗料の供給方向とは逆方向に洗浄され、乾燥されるように、前記第１及び第２塗料計量装置のうちの少なくとも１つの注入口の上流に廃棄物バルブが配置されている、請求項１に記載の塗装装置。
【請求項５】
前記第１及び第２塗料計量装置のうちの少なくとも１つと前記色切替機との間の流体接続部に、洗浄用溶剤及び圧縮空気が供給され、
前記色切替機は、前記流体接続部が、静電的絶縁のために、前記第１及び第２塗料計量装置のうちの少なくとも１つへの塗料の供給方向とは逆方向に洗浄され、乾燥されるように構成された廃棄物バルブを有する、請求項１に記載の塗装装置。
【請求項６】
前記色切替機からの塗料を前記第１及び第２塗料計量装置の注入口のうちの少なくとも１つへの塗料の供給方向へ押し出すために溶剤が使用される、請求項１に記載の塗装装置。
【請求項７】
前記キャニスタに摺動自在に設置されたピストンが前方向に完全に押されたときに流路が形成されるように、前記第１及び第２塗料計量装置のうちの少なくとも１つの注入口と排出口との間にチャネルが形成されている、請求項３に記載の塗装装置。
【請求項８】
ピストンを駆動するサーボモータからの電気的フィードバックが、ピストンに加わる正又は負の力を時間に関してプロットするために使用され、
フィードバック応答の傾きが、前記塗装装置が充填工程で次の段階に進む前に十分に準備されていることを示す、塗料が注入器の先端に達する時間を決定するために使用される、請求項３に記載の塗装装置。
【請求項９】
前記第１及び第２塗料計量装置の一方が塗料を分注している間に、前記第１及び第２塗料計量装置の他方に少なくとも洗浄、乾燥及び充填の何れかが行われるように、前記第１及び第２塗料配管の各々が分離されている、請求項３に記載の塗装装置。
【請求項１０】
スプレーブース内で移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームに結合され、塗布機の噴霧装置と流体をやり取りする第１注入路と第２注入路とを有する塗布機であって、前記第１及び第２注入路の各々は、独立し、互いに分離され、互いに電気的に絶縁されている塗布機と、
前記ロボットアームに設置され、注入口と排出口とを有する塗料計量装置であって、前記排出口は前記塗布機の前記第１及び第２注入路の少なくとも一方と流体をやり取りし、前記注入口は、塗料供給装置と流体をやり取りする塗料計量装置と、を有し、
前記塗料計量装置の排出口の下流の位置に洗浄用溶剤と圧縮空気が供給され、
前記塗料計量装置と前記塗料供給装置との間の流体接続部が、電気的分離のために、前記塗料計量装置への塗料の供給方向とは逆方向に洗浄及び乾燥が行われるように、前記塗料計量装置の上流に廃棄物バルブが配置されていることを特徴とする塗装装置。
【請求項１１】
スプレーブース内で移動可能なロボットアームと、
前記ロボットアームに結合され、塗布機の噴霧装置と流体をやり取りする第１注入路と第２注入路とを有する塗布機であって、前記第１及び第２注入路の各々は、独立し、互いに分離され、互いに電気的に絶縁されている塗布機と、
前記ロボットアームに設置され、注入口と排出口とを有する塗料計量装置であって、前記排出口は前記塗布機の前記第１及び第２注入路の少なくとも一方と流体をやり取りし、前記注入口は、塗料供給装置と流体をやり取りする塗料計量装置と、を有し、
前記第１及び第２注入路のうちの一方が塗料で充填され、前記第１及び第２注入路の他方は絶縁されて前記塗布機内で電圧ブロックを形成していることを特徴とする塗装装置。
【請求項１２】
塗布機の噴霧装置と流体をやり取りする第１注入路及び第２注入路を有する塗布機であって、前記第１及び第２注入路の各々は、独立し、互いに分離され、互いに電気的に絶縁されている塗布機を用意するステップと、
注入口と排出口とを有する塗料計量装置であって、前記排出口は前記塗布機の前記第１及び第２注入路の少なくとも一方と流体をやり取りし、前記注入口は、塗料供給装置と流体をやり取りする塗料計量装置を用意するステップと、
前記塗料供給装置から前記塗料計量装置へ塗料を流すことにより前記塗料計量装置を所望の量の塗料で充填するステップと、
前記第１及び第２注入路の少なくとも一方を通って、塗料計量装置から塗料を分注することにより塗装作業を実行するステップと、
前記第１及び第２注入路のうちの一方を塗料で充填するステップと、を含み、
前記第１及び第２注入路の他方は絶縁されて前記塗布機内で電圧ブロックを形成していることを特徴とするロボット塗装装置の操作方法。
【請求項１３】
塗布機の噴霧装置と流体をやり取りする第１注入路及び第２注入路を有する塗布機であって、前記第１及び第２注入路の各々は、独立し、互いに分離され、互いに電気的に絶縁されている塗布機を用意するステップと、
注入口と排出口とを有する塗料計量装置であって、前記排出口は前記塗布機の前記第１及び第２注入路の少なくとも一方と流体をやり取りし、前記注入口は、塗料供給装置と流体をやり取りする塗料計量装置を用意するステップと、
前記塗料供給装置から前記塗料計量装置へ塗料を流すことにより前記塗料計量装置を所望の量の塗料で充填するステップと、
前記第１及び第２注入路の少なくとも一方を通って、塗料計量装置から塗料を分注することにより塗装作業を実行するステップと、
前記塗料計量装置の排出口の下流の位置に、洗浄用溶剤及び圧縮空気を供給するステップと、を含み、
前記塗料計量装置と前記塗料供給装置との間の流体接続部が、電気的分離のために、前記塗料計量装置への塗料の供給方向とは逆方向に洗浄及び乾燥が行われるように、前記第塗料計量装置の注入口の上流に廃棄物バルブが配置されていることを特徴とするロボット塗装装置の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の外表面に導電性塗料を塗布するためのロボット塗装装置に関し、特に導電性塗料の静電塗装における改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の塗装ブースはよく知られている。連続的な運搬／停止工程システムにおいて、自動車の外表面へ塗装を行うための従来の典型的な塗装ブースは、筐体と複数の塗布機を有する。ある態様では、塗布機は、車体の移動経路の両側に１つずつあって、水平支持構造体によってその上部で接続された、２つの垂直支持体を含む逆Ｕ字型支持構造体に取り付けられている。支持構造体によって、車体の上部表面の塗装を容易に行うことができ、水平方向の梁は固定することもでき、あるいは、塗装する車体の上部表面に沿って移動させるための自由度を付加することもできる。同じ塗装ゾーンで車体の側面を塗装するために、他の塗装装置が使用され、通常、車体の長手方向に側面に沿って動くことはできない。この種の塗装装置の欠点は、車体表面と塗布機との間のスタンドオフ距離を最適化するための柔軟性がなく、割り当てられた塗装サイクル時間を十分に使えないことである。自動車の上部表面を塗装するように構成された塗装装置の塗布機は、共通の梁に取り付けられている。したがって、各々の塗布機と塗装される表面との間の距離は、車体の輪郭と共に変化する。自動車の側面を塗装するように構成された塗装装置の塗布機には、車体の進路と直交方向には移動しない塗布機が含まれている。したがって、塗布機は、塗布機の前にある車体の一部しか塗装できず、利用可能なサイクル時間の大部分は使用しないこととなる。
【０００３】
支持構造体に代わる最近のものとして、塗装ブースの側面に沿って配置された床置きロボットがある。これらのロボットは、霧状の塗料を車体に吹き付けるように載置されたスプレーガンあるいは回転式塗布機（ベル型マシン）を含む。回転式塗布機はスプレーガンより有利であるが、いくつか不利な点もある。従来の床置きロボット、特に、回転式塗布機を有するロボットは、コストがかかり、スプレーブースへの目視によるアクセスが制限される。ベル型マシンは、回動性が制限されるため、同等のスループットを得るためには、より多くのベルを必要とする。追加のベルは、塗料の色の切り替え作業中に各々のベルで無駄が発生するため、自動車１台あたりにつき、より多くの塗料を使用する。従来の床置きロボットは、既存の塗装ブースに設置する際、塗装ブースを大幅に改修する必要もあり、設置のための時間と費用が増加し、塗装ブース内でより多くの床面積を必要とする。床置きロボットのレール軸には、塗装ブースの両端にドアが必要となる。床置きロボットの旋回軸は、スプレーブースの両端に付加的なセーフティゾーンを必要とし、床置きロボットのレールキャビネットが通路空間に侵入する。塗料のスプレーしぶきの下降気流によりロボットアーム及びベースに塗料の堆積が発生するため、床置きロボットは、頻繁なクリーニングを必要とし、その結果、メンテナンス費用及びクリーニング費用が高額となる。
【０００４】
水性塗料は導電性を有するため、接地されたバルクの塗料供給装置を帯電した局所的分配キャニスタ及びスプレー塗装装置から、電気的に絶縁する必要がある。従来、ベル型塗布機、キャニスタ、キャニスタ駆動装置、静電カスケード、及びドッキングインターフェイスは、すべて、特許文献１及び２に示されているようにロボットの手首に取り付けられている単一ユニットに一体化されている。このような塗布機には、以下のような欠点がある。
１）塗布機は、重く、高価であり、塗装ブース内の物体と衝突して損傷しやすい。
２）ドッキングステーションとドッキングする塗布機は、固定されたブース位置になければならず、工程の柔軟性が制限される。
３）ロボットは、ドッキング位置へ移動し、かつ、ドッキング位置から移動しなければならないため、ドッキング工程はサイクル時間を要し、キャニスタの充填は、塗布機がドッキング位置に到達するまで開始できない。
４）ドッキング設備は、高価で、水性塗料装置毎に異なる。
【０００５】
ロボットの塗装作業に備え、キャニスタは塗料で満たされていなければならない。キャニスタを塗料で満たすために、キャニスタ内を摺動自在に配置されたピストンは、シリンダの底から引き上げられ、塗布機のバルブは開放され、これにより、キャニスタ内に少量の空気が流れ込む。そして、塗料は選択されたカラーバルブから絶縁配管を通ってキャニスタへ流れ込む。塗布機のトリガーパスを通ってキャニスタの初期容積が充填されたとき、塗料がトリガーパスで限界に達するまで、塗布機を通って装置から空気が押し出される。このような制約により、塗料と、塗料によって置き換えられた空気との粘性の差に起因して、キャニスタ内の流圧が増加する。この圧力の増加によって、駆動モータによって加えられるトルクが増加し、このトルクは検知することができ、キャニスタの充填速度を調整するために使用できる。一旦、キャニスタと塗布機が充填されると、キャニスタ内の空気は除去される。キャニスタから空気を除去するため、空気が除去されるまで、一定量の空気と塗料がキャニスタから塗布機を通って排出され、その排出された量の塗料が無駄になる。注入器先端を介した圧力ベースのキャニスタ充填モードとして知られる別の充填作業は、塗料がいつキャニスタを充填したかを決定するためにトルクフィードバックを使用する。通常、単一トルクフィードバックバルブは、各色の充填作業に使用される。しかしながら、塗料の粘性とバルクの圧力は、色毎に異なるので、時間を基準にした充填作業は、時間が長過ぎる場合には塗料が無駄になり、時間が短過ぎる場合には装置への充填が不十分になる。
【０００６】
キャニスタの充填作業時間を最適化するために、ピストンを使用することができる。第一に、塗料のキャニスタへの充填速度が既知または、自動測定できる場合、注入される塗料の圧力低下を最小化し、充填時間を短縮するように、キャニスタのピストン機構がキャニスタの底から引き出される速度を調整することができる。充填速度は、（正または負の）サーボ誤差あるいはピストンに加えられているモータトルクフィードバックを測定することによって、検出することができる。第二に、装置の充填速度をわずかに下回るものとして分かっている速度でキャニスタの底からピストンは引き出される。しかしながら、塗料がキャニスタを急速に満たすため、空気がキャニスタ内に混入して塗料と混ざる場合がある。
【０００７】
アースされたバルク塗料の供給装置は、漏電及び静電腐食しないように、帯電した装置の構成部品から絶縁されていなければならない。バルク塗料供給装置を帯電した塗料分配キャニスタから絶縁する方法は、供給装置とキャニスタとの間の塗料移送配管を洗浄し乾燥させることである。自動推進型塗装装置（連続コンベア型装置での高速色切替え）では、廃棄物用配管は、通常、ベル型塗布機、あるいはキャニスタの下流にある、装置の他の部分に接続され、流体をやり取りする。キャニスタ内部を洗浄するとき、ピストンがキャニスタの底から引き出される。ピストンは、溶媒と空気との混合物がキャニスタ内に導入されるようにキャニスタを出入りする往復運動をし、ピストンとキャニスタの底との間の領域の効果的な洗浄を可能にする。溶媒と空気との混合物によるキャニスタの洗浄と同時に、キャニスタから塗布機への塗料配管は、バックフラッシュされる。ピストンは、往復運動して、塗布機に向かってキャニスタに摺動自在に進入するとき、溶媒と空気との混合物は、キャニスタから廃棄物用配管を通って強制的に排出される。キャニスタの洗浄後、装置は、異なる色の塗料で満たされる準備が整う。
【０００８】
このロボットの洗浄方法は、以下のような多くの欠点を持っている。
１）配管を洗浄し乾燥させ、高電圧から分離するための時間は、車体が塗装される間に割当てられた滞留時間を越えてしまう。
２）移送配管や廃棄物用配管の壁、あるいはキャニスタ内部に残っている塗料残留物は、静電腐食の原因となる高電圧漏洩を引き起こし、静電腐食により移送配管、分配装置、塗布機への供給配管、あるいは、廃棄物収集配管に穴が開くおそれがある。
３）他の絶縁手段と比較して、塗料移送配管内に残っている廃棄物の量が多い。
４）塗料残留物を含む、溶媒と空気との混合物は、廃棄物用配管を通って、溶媒と空気との混合物の入口から下流へ流れてしまうので、塗料残留物は、廃棄物用配管とキャニスタとの間の接続部に残ってしまう場合がある。
【０００９】
環境に配慮した水性塗料が好評を博すにつれて、顧客は、静電塗装のための自動化装置の準備に関連する時間及び原料の無駄の抑制を要求してきている。流体塗料配送システムは、水性塗料の塗布において重要な構成要素である。直接帯電式流体水性塗料配送システムは、塗装装置を洗浄し、次の塗料の導入準備をすること、バルク供給装置（塗料循環装置）から所望の塗料を導入すること、導入された量の塗料を接地されたバルク供給装置から電気的に絶縁すること、配送装置から塗装装置へ流速を正確に制御（定量分配）すること、の実行が必要となる。
【００１０】
例えば、自動車の最終組み立て塗装工場で車体を塗装する場合、色を変えることはよくあることである。車体の塗装のための典型的なカラーバッチサイズは、１〜５台のグループである。色切替時間は、６〜１５秒、または自動車１台当たり利用可能なサイクル時間の１０〜２５％の範囲である。色切り替え工程においてロボット１台当たりで無駄になる塗料の量は、１２〜５０ｍｌまたは特定のロボットで使用される塗料の５〜１０％である。色の切り替えを少なくすること及び補充の際に生じる無駄を少なくすることは、自動車の最終色切替装置にとって重要な設計要素である。補充時間及び色切替時間も重要である。
【００１１】
さらに例を挙げると、自動車部品塗装ラインで、ダッシュボード等のプラスチック製付属部品、車体側金属被覆材または計器パネルを塗装する場合、バッチサイズはさらに大きく、色の切り替え頻度は少ないながら、部品当たりのサイクル時間は、さらに短い。部品は、１０乃至２００個の部品のバッチで塗装され、部品は、連続的にあるいは部品間で滞留時間がないように塗装されることが望ましい。この種の塗装装置においては、色の切り替えのために部品のバッチ間で間隔を置くことが典型的である。
【００１２】
装置の信頼性のためには設計を単純化することが重要である。例えば、直接帯電式塗装装置の主要な流体配送設計要素は、以下の要素を含む。
１．同一色を補充するサイクル時間
２．塗装及び同一色を補充する場合の廃溶剤の洗浄
３．新たな色へ切り換えるサイクル時間
４．塗装及び新たな色へ切り換える場合の廃溶剤の洗浄
５．塗料循環装置で要求される流速
６．設備費用
７．装置の複雑性及び信頼性
【００１３】
車体及び部品塗装装置で要求される高速色切り替え及び高速補充という長所を提供できる、費用効率が高く信頼性が高い直接帯電式流体配送システムは、これまでのところ産業界には存在していない。
【００１４】
今日の電圧ブロックシステムは、主に単一キャニスタシステムである。単一の電圧ブロックを備えた単一の貯蔵装置は、シンプルで、信頼性があり、塗料をほとんど無駄にしないが、色切替時間及び補充時間が長過ぎる。単一のキャニスタは急速充填されるべきであり、このことも塗料循環装置に負担となる。色の切り替え及び補充は、０〜４秒で実行されるのが望ましいところ、８乃至１５秒で実行される場合がある。
【００１５】
溶剤型塗料用の並列流体回路は、デュアルパージ装置とも呼ばれ、色切替時間を削減するために過去に使用された。この並列装置は、一般的に、複数の流量制御装置及び洗浄装置を有する。一方が塗装を行う間に、他方は次の色の準備を行う。並列流路は、極めて導電性が低い溶剤型塗料用に設計されており、水溶性塗料用に使用することはできない。塗装側は帯電するため、次の色を導入する側は塗装側とは絶縁されている必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５，２９３，９１１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３６７，９４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来の装置の多くは非常に複雑である。多くのバルブや電圧ブロック装置を備え、塗料と接したまま部品を移動させるため、これらの装置はメンテナンスや操作が難しい。
【００１８】
色切替時間及び塗料の無駄を最小化し、装置の洗浄作業が最適化された、ロボット塗装装置及び塗装装置の操作方法を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明と一致して、色切替時間及び塗料の無駄を最小化し、装置の洗浄作業が最適化されたロボット塗装装置及び塗装装置の操作方法が驚くべきことに見出された。
【００２０】
１つの実施態様では、塗装装置は、スプレーブース内で移動可能な外部アームと、外部アームに一方の端部が接続されている少なくとも２軸の手首と、手首の他方の端部に接続された塗布機と、ロボットに設置され、注入口と、第１塗料配管を介して塗布機と流体をやり取りする排出口と、を備える第１塗料計量装置と、ロボットに設置され、注入口と、第２塗料配管を介して塗布機と流体をやり取りする排出口と、を備える第２塗料計量装置と、ロボットに設置され、第１及び第２塗料計量装置のそれぞれの注入口と流体をやり取りして、第１及び第２塗料計量装置の少なくとも一方に所望の量の塗料を充填する色切替機と、を有し、第１及び第２塗料計量装置は、それぞれ色切替機から静電的に絶縁され、塗布機、第１塗料計量装置、第２塗料計量装置、色切替機及び関連する流体接続部のうちの少なくとも１つを真空として、これらに塗料を流す前に一定量の空気を除去することを特徴とする。
【００２１】
他の実施態様では、塗装装置は、スプレーブース内で移動可能なロボットアームと、ロボットアームに設置された塗布機であって、塗布機の噴霧装置と流体をやり取りし、各々が独立し、互いに分離され、互いに電気的に絶縁されている第１注入路及び第２注入路を備える塗布機と、ロボットアームに設置されており、塗料供給装置と流体をやり取りする注入口と、塗布機の第１及び第２注入路の少なくとも一方と流体をやり取りする排出口と、を備える塗料計量装置と、を有することを特徴とする。
【００２２】
ロボット塗装装置の操作方法も開示される。
【００２３】
一つの方法は、塗布機の噴霧装置と流体をやり取りし、各々が独立し、互いに分離され、各々が互いに電気的に絶縁されている第１注入路及び第２注入路を備える塗布機を用意するステップと、塗料供給装置と流体をやり取りする注入口と、塗布機の第１及び第２注入路の少なくとも一方と流体をやり取りする排出口と、を備える塗料計量装置を用意するステップと、塗料供給装置から塗料計量装置に塗料を流すことにより、所望の量の塗料を塗料計量装置に充填するステップと、第１及び第２注入路の一方を通して塗料計量装置から塗料を分配することより塗装作業を実行するステップと、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の上述の利点及び他の利点は、添付の図面を考慮すれば、好適な実施態様に関する後述の詳細な発明の記載から、当業者に容易に明らかになるであろう。
【００２５】
【図１】本発明の実施形態によるロボット塗装装置の斜視図である。
【図２】図１の塗装装置の外部アームの第１側面の斜視図である。
【図３】図１の塗装装置の外部アームの第２側面の斜視図である。
【図４】図３のキャニスタの上部断面図である。
【図５】図３のキャニスタ及び駆動装置の斜視図である。
【図６】他の実施例による塗装装置の外部アームの第１側面の斜視図である。
【図７】本発明による第３の実施例の塗装装置の流路図である。
【図８】本発明による第４の実施例の塗装装置の流路図である。
【図９】図８の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【図１０】図８の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【図１１】本発明による第５の実施例の塗装装置の流路図である。
【図１２】図１１の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【図１３】図１１の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【図１４】本発明による第６の実施例の塗装装置の流路図である。
【図１５】図１４の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【図１６】図１４の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【図１７】本発明による第７の実施例の塗装装置の流路図である。
【図１８】図１７の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【図１９】図１７の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【図２０】本発明による第８の実施例の塗装装置の流路図である。
【図２１】図２０の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【図２２】図２０の塗装装置によって実行される複数の操作手順に関するバルブの構成を示すバルブチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に示す詳細な説明及び添付図面は、本発明の種々の実施例を説明し例示する。詳細な説明及び図面は、当業者が本発明を実施可能とするという役割を果たすものであって、本発明の範囲を限定することを意図していない。開示された方法については、示されたステップは本質的に例示的なものであり、それゆえ、各ステップの順序は必須ではないか、または重要ではない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の実施例に係るロボット塗装装置（以下、単に「塗装装置」とも言う。）１０を示す。塗装装置１０は、内部アーム１２及び外部アーム１８を有する。塗装装置１０は、内部アーム１２、外部アーム１８、手首２２及び塗布機２４の各ピボット動作のために、ベース（以下、「ロボットベース」とも言う。）１４に関して４つの運動軸１６、２０、３４、３６を提供する。フレームシステムにロボットベース１４を設置することにより、フレームシステム（図示せず）の軸の長手方向に沿った第５の運動軸２６を提供する。当然のことながら、自動車の最適な塗装を可能とするために、塗装装置１０をフレームシステムと何台協働させてもよく、あるいは何台設置してもよい。
【００２８】
内部アーム１２は、肩軸１６を中心に回転するようにロボットベース１４に設置され、複数の塗料配管２８を有する。塗料配管２８は、内部アーム１２の第１側面と接続され、バルク塗料供給装置（図示せず）と外部アーム１８の色切替機３０との間で流体のやり取りを行う。ロボットベース１４は、空気バルブと、塗装装置１０を調整し動作させるように構成された制御機器（図示せず）と、を含むプロセス制御筐体３２を有する。
【００２９】
外部アーム１８は、第１側面１８ａ、第２側面１８ｂ及び手首２２を有する。外部アーム１８の第１端部は、肘軸２０の周りで回転するように内部アーム１２の第２端部に設置されている。外部アーム１８は適度な構造強度を有する非導電性材料からなり、塗装工程で使用される溶剤に対して実質的に耐腐食性を有する。そのような材料の一例としてラウリンアミドＡがある。「ラウリンアミド（Laramid）」は、ドイツ、ビベラッハ（Biberach）のアルベルト・ハントマン・エルテカ・フォルバルトゥンク社（Albert Handtmann ELTEKA Verwaltungs-GmbH）の登録商標である。材料ラウリンアミドＡは、静電絶縁性、清浄性、洗浄可能性、及び重量的優位性をも提供する、成型可能な材料ポリアミドナイロン１２Ｇである。
【００３０】
図２に示すように、外部アーム１８の第１側面１８ａは、色切替機３０と、塗装装置１０の帯電した部品から静電的に絶縁された絶縁配管４０と、廃棄物用配管４１と、キャニスタマニホールド４２とを有する。色切替機３０は、接地された複数のカラーバルブ３８を有する。各々のカラーバルブ３８は、図１に示す塗料配管２８の所望の１つと色切替機３０と間に設置される。絶縁配管４０は、色切替機３０の排出口及びキャニスタマニホールド４２と接続され、これらとの間で流体をやり取りする。絶縁配管４０は、一般的にフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）からなる。廃棄物用配管４１は、色切替機３０の排出口４３と廃棄物処理装置６２との間で流体をやり取りする。廃棄物用配管４１は、絶縁配管４０及びカラーバルブ３８の上流の色切替機３０と接続されている。
【００３１】
図３は、外部アーム１８の第２側面１８ｂを示している。第２側面１８ｂは、キャニスタ４４及び駆動装置を有する。キャニスタ４４は、キャニスタマニホールド４２と流体をやり取りし、帯電されるが、外部アーム１８の第１側面１８ａ上の接地されているカラーバルブ３８とは絶縁された筐体４８によって静電的に絶縁されている。キャニスタ４４の第１端部は、手首２２に隣接して配置される。図４に示すように、キャニスタ４４の第１端部は、キャニスタマニホールド４２と流体をやり取りする注入口４５と、塗布機２４と流体をやり取りする排出口４７と、キャニスタ４４の注入口４５及び排出口４７との間に形成され流体をやり取りするチャネル４９とを有する。チャネル４９は、キャニスタ４４の注入口４５から、キャニスタ４４の排出口４７への塗料の流れを促進し、ピストン５０を引いてキャニスタ４４に空気を取り込むことなく塗布機２４への塗料の流入を促進する。
【００３２】
駆動装置４６は、キャニスタ４４に摺動自在に設置され、かつ、駆動用ブラケット５２と動作自在に接続されたピストン（図示せず）を備えたピストンラム５０を有する。図５に示すように、駆動モータ５４は、減速器５６及び連結器５８を通してピストンラム５０に回転運動を与える。ピストンラム５０は、車体塗装作業中に塗布機２４に塗料を分配するのに利用されるボールねじ型の駆動部である。ピストンラム５０のピストン（図示せず）は、キャニスタ４４内で長手方向に動く。キャニスタ駆動モータ５４及び減速器５６は、外部アーム１８を内部アーム１２と接続する肘６０に設置されているため、駆動モータ５４は、キャニスタ４４内の塗料を帯電させる高電圧カスケード（図示せず）から分離されている。
【００３３】
図３に示すように、手首２２は、外部アーム１８の第２端部に設置され、横方向に伸び、そこから外部へ向かって伸びている塗布機２４を有する。塗布機２４は、外部アーム１８の長手方向の軸と平行な軸の方向に伸びている。図示された実施例では、塗布機２４は回転ベル型塗布機である。図１に示すように、手首２２は、外部アーム１８の長手方向の軸と実質的に平行な回転軸３４を中心に塗布機２４を回転させる。手首２２は、また、回転軸３４と実質的に直交する傾斜軸３６を中心として塗布機２４を回転させる。手首２２及び塗布機２４は、適度な構造強度を有する非導電性材料からなり、塗装工程で使用される溶剤の腐食性に対して耐性を有する。そのような材料の一例としてラウリンアミドＡがある。「ラウリンアミド（Laramid）」は、ドイツ、ビベラッハのアルベルト・ハントマン・エルテカ・フォルバルトゥンク社の登録商標である。材料ラウリンアミドＡは、静電絶縁性、清浄性、洗浄可能性、及び重量的優位性を提供する、成型可能な材料ポリアミドナイロン１２Ｇである。
【００３４】
塗装作業に備えて塗装装置１０に充填を行うために、ピストンラム５０を用いて絶縁配管４０に真空が生成される。キャニスタ４４及びキャニスタマニホールド４２と連通している注入バルブ（図示せず）が開かれる。キャニスタ４４及び塗布機２４と連通している排出バルブ（図示せず）が閉じられる。注入バルブが開けられ排出バルブが閉じられた状態で、ラム５０のピストンがキャニスタ４４の第１端部から引き離されて真空が生じる。その後、注入バルブが閉じられ排出バルブが開けられて、ラム５０のピストンが塗布機２４に向かって引っ張られ、空気が塗布機を通ってキャニスタ４４から排出される。キャニスタ４４から空気が除去されて注入バルブが開けられると、塗料がバルク塗料供給装置から流れ、所望の塗料配管２８、所望のカラーバルブ３８、色切替機３０、絶縁配管４０、キャニスタマニホールド４２を通って、キャニスタ４４に流れ込む。塗料が注入口４５を通ってキャニスタ４４に流れるため、塗料はチャネル４９を通って排出口４７に流れ、塗布機２４及びキャニスタ４４を同時に充填し、キャニスタ４４に空気は導入されない。キャニスタ４４から空気が排除された後にキャニスタ４４を塗料で充填し、キャニスタ４４に空気が逆流することがないため、塗装装置１０から空気を排除するための抽気作業が不要となり、その結果、塗料の無駄が最小となる。キャニスタ４４に流れる塗料に圧力を加えるために、色切替機３０及び絶縁配管４０を通して溶剤を流してもよい。溶剤がキャニスタ４４に入らないように溶剤の体積容量が制御される。塗料と溶剤との混合の度合いは、塗料の粘性、溶剤の粘性、絶縁配管４０及び他のシステム内の配管の直径、及び塗料と溶剤の充填速度によって変動する。溶剤と塗料とが混合するのを避けるために、塗料に対する溶剤の粘性を最大にしておくことが好ましい。溶剤を用いて塗料に圧力を加えることの利点は、キャニスタ４４を塗料で充填する間に絶縁配管及びシステム内の配管が洗浄される点であり、充填作業と洗浄作業との間の時間が最小となる点である。さらに、溶剤の粘性が増加し、混合が抑制されると、塗料の色切り替え中に装置から除去される塗料の量が最小となる。
【００３５】
キャニスタ４４内の圧力が増加すると、塗料はラム５０のピストンに力を加え、ピストンは、塗布機２４から離される。ピストンに加わる圧力はフィードバックトルクとして駆動モータ５４で検出される。キャニスタ４４が充填されたことを示す目標とするフィードバックトルクに達すると、注入バルブは閉じられる。目標とするフィードバックトルクは、キャニスタ４４内の圧力の変化を測定することにより決定してもよい。塗料がキャニスタ４４内に進入するに従って、キャニスタ４４内で圧力が徐々に高まる。塗料が利用可能な空間を充填すると、装置内で圧力が上昇する速度が低下する。オペレータは、圧力上昇の変化率を観測することにより、塗料の粘性やバルク塗料の供給圧力に関わらず、キャニスタ４４がいつ所望の量の塗料で充填されたのかを決定するので、時間基準の充填作業では不利となり、オペレータは、長い充填作業による塗料の無駄や、短縮された充填作業により装置の充填が不十分となることとなるフィードバックトルクの制限値を設けるようにしてもよい。
【００３６】
フィードバックトルクを測定することにより、オペレータは、洗浄作業中に生じる負のトルク（真空）及び充填作業中に生じる正のトルク（圧縮）の両者を判断でき、要望通り充填作業及び洗浄作業が進行していることを確認することができる。さらに、フィードバックトルクの測定は、塗装装置１０のリークの診断チェックに役立つ。塗装装置１０の充填作業中の正のトルクの時間の経過に伴う変動、及び塗装装置１０の洗浄作業中の負のトルクの時間の経過に伴う変動は、塗装装置１０におけるリークを示す場合がある。リークが検出された場合あるいはフィードバックトルクが目標値ではなくなった場合、塗装装置１０のオペレータは、次のいずれか、即ち、充填作業に続いて洗浄作業を行い所望のフィードバックトルクを得ること、正常に動作していない装置部品に関してオペレータに情報をもたらすための診断テスト、及び当該技術分野で知られている真空充填作業から注入器を介した圧力充填作業への切り替えのいずれかを開始することができる。
【００３７】
充填作業の後、キャニスタ４４は帯電され、当該技術分野で知られているように塗装作業が実行される。塗装作業後に塗装装置１０のキャニスタ４４を洗浄するために、溶剤と空気の混合物がキャニスタマニホールド４２を通ってキャニスタ４４に流される。溶剤及び空気の混合物は、キャニスタ４４から、絶縁配管４０、廃棄物用配管４１を通って廃棄物処理装置６２へ逆流する。従って、廃棄物用配管４１は、帯電したキャニスタ４４と直接的には接触しない。さらに、廃棄物用配管４１は、キャニスタ４４及び絶縁配管４０の下流に設置されている。廃棄物用配管４１は、帯電しているキャニスタ４４から絶縁されているため、廃棄物用配管４１の内壁に付着した塗料の残渣による電気的な侵食は主要な懸案事項ではない。
【実施例２】
【００３８】
図６は、本発明の他の実施例による塗装装置の外部アーム５１８の第１側面５１８ａを示す。図６の実施例は、以下の点を除いて図１及び２の塗装装置１０及び外部アームと同様である。図１及び２から繰り返し表示されている構造には、参照番号の先頭に「５」を付している。
【００３９】
外部アーム５１８は、色切替機５３０、塗装装置の帯電した部品から静電的に絶縁された絶縁配管５４０、廃棄物用配管５４１、キャニスタマニホールド５４２及び真空生成手段６４を有する。色切替機５３０は、外部アーム５１８の第１側面５１８ａの外側表面に設置された、接地された複数のカラーバルブ５３８を有する。各カラーバルブ５３８は、連結された塗料配管と流体をやり取りする。絶縁配管５４０は、色切替機５３０の排出口及びキャニスタマニホールド５４２と接続されて、これらの間で流体をやり取りする。絶縁配管５４０は、一般的にフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）からなる。廃棄物用配管５４１は、絶縁配管５４０と廃棄物処理装置５６２との間で流体をやり取りする。廃棄物用配管５４１は、外部アーム５１８の第２側面に設置されたキャニスタ（図示せず）の上流の絶縁配管５４０と接続されている。
【００４０】
絶縁配管５４０と廃棄物用配管５４１との間に設けられたバルブ（図示せず）は、絶縁配管５４０から廃棄物用配管５４１を通る流体を選択的に流す。キャニスタマニホールド５４２は、外部アーム５１８の第２側面のキャニスタと流体をやり取りする。図示された実施例では、真空生成手段６４は、ベンチュリ型真空生成装置である。しかしながら、真空生成手段６４は、真空を生成する従来の装置のいずれでもよい。真空生成手段６４は、色切替機５３０に隣接する外部アーム５１８の第１側面５１８ａに接続されている。真空生成手段は、キャニスタの内部と流体をやり取りする。当然のことながら、真空生成手段６４は、要求に従って、塗装装置の他の部分に設置されてもよく、遠隔設置されてもよい。
【００４１】
塗装作業に向けて塗装装置を充填するために、真空生成手段６４によってキャニスタに真空が生成される。キャニスタ、キャニスタマニホールド５４２及び真空生成手段６４と連通した注入バルブ（図示せず）が開かれる。色切替機５３０及びキャニスタマニホールド５４２と連通した注入バルブが閉じられる。キャニスタ及び塗布機５２４と連通した排出バルブも閉じられる。その後、真空生成手段６４はキャニスタ内に真空を生成し、その結果、キャニスタ内に摺動自在に設置されたピストンがその第１端部に向かって引かれてキャニスタから空気が引き抜かれる。キャニスタから空気が除去されると同時に、色切替機５３０及びキャニスタマニホールド５４２と連通した注入バルブが開けられ、塗料がバルクの塗料供給装置から、塗料配管、所望のカラーバルブ５３８、色切替機５３０、絶縁配管５４０、キャニスタマニホールド５４２を通って、キャニスタに流される。キャニスタから空気が除去された後にキャニスタに塗料が充填され、キャニスタに空気が逆流しないため、塗装装置から空気を除去するための抽気作業が必要なく、これにより塗料の無駄が最小となる。塗料が流路を充填するとすぐに、キャニスタ内の圧力が増加する。キャニスタ内の圧力が増加すると、塗料がピストンに力を加え、これによりピストンはキャニスタの第１端部から離れる。ピストンに加わる圧力は検出され、フィードバックが与えられる。キャニスタが充填されたことを示す目標とするフィードバックが得られると、注入バルブが閉じられる。
【００４２】
充填作業の後、キャニスタが帯電され、当該技術分野で知られているように、塗装作業が実行される。塗装作業後に塗装装置のキャニスタを洗浄するために、溶剤と空気との混合物がキャニスタマニホールド５４２を通ってキャニスタに流される。その後、溶剤と空気との混合物がキャニスタから、絶縁配管５４０、絶縁配管５４０と廃棄物用配管５４１との間に設置されたバルブ、及び廃棄物用配管５４１を通って、廃棄物処理装置５６２に流される、従って、廃棄物用配管５４１は、帯電したキャニスタと直接的には接触していない。さらに、廃棄物用配管５４１は、塗料供給の標準的な流れに関してキャニスタ及び絶縁配管５４０の上流（洗浄作業中は下流）に設置される。廃棄物用配管５４１は帯電したキャニスタから分離されているため、廃棄物用配管５４１の内壁に付着した塗料の残渣による電食を防ぐための塗料の残渣の完全な洗浄を行う必要はない。
【実施例３】
【００４３】
図７は、本発明の第３の実施例に係る塗装ロボットの流路図であり、図１〜６に示した実施例よりも色切替機とキャニスタとの間の距離が長くなっている。例えば、色切替機６３０は、外部アーム１８、５１８の代わりに内部アーム６１２に設置することができる。この場合、絶縁配管は、色切替機６３０を中間ブロック６６６と接続する第１部分６４０ａと、中間ブロック６６６をキャニスタ６４４に関連するキャニスタマニホールド６４２と接続する第２部分６４０ｂとに分割することができる。廃棄物用配管６４１は、中間ブロック６６６を通って色切替機６３０に接続される。キャニスタ６４４は、他の実施例に関して上述したように回転式噴霧塗布機６２４に塗料を供給する。中間ブロック６６６は、例えば、外部アーム（図示せず）に設置することができる。
【実施例４】
【００４４】
図８は、下記の点を除いてロボット塗装装置１０に類似した第４の実施例に係るロボット塗装装置７００の流路図を示す。図示のように、塗装装置７００は、色切替機７０２、第１キャニスタマニホールド７０４、第２キャニスタマニホールド７０６、塗布機７０８及び真空生成手段７１０を有する。
【００４５】
色切替機７０２は、接地された複数のカラーバルブ（pCOL1〜pCOL8）７１２を有する。各カラーバルブ７１２は、複数の流入する塗料配管７１４の関連する１つと、色切替機７０２の主配管７１６との間に設置される。ペアとなっている塗料バルブ（pPAINT1、pPAINT2）７１８、７１９は、色切替機７０２からキャニスタマニホールド７０４、７０６への塗料の流れを制御するために、主配管７１６とキャニスタマニホールド７０４及び７０６のそれぞれとの間に設置される。当然のことながら、色切替機７０２は、種々の位置及びキャニスタマニホールド７０４、７０６から種々の距離に設置することができる。
【００４６】
絶縁配管７２０、７２１のペアのそれぞれは、色切替機７０２と各キャニスタマニホールド７０４、７０６との間で流体をやりとするために、塗料バルブ７１８及び７１９のうちの関連する１つと接続されるが、この例には限定されない。絶縁配管７２０、７２１は、一般的にフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）からなる。しかしながら、他の材料を用いることもできる。
【００４７】
さらに、廃棄物用配管７２２は、絶縁配管７２０、７２１と廃棄物処理装置７２４との間で流体のやり取りを行うが、この例には限定されない。ある実施例においては、廃棄物用配管７２２は、絶縁配管７２０、７２１から主配管７１６を介して廃棄物用配管７２２への流体の流れを選択的に制御するために、廃棄物用バルブ（pDUMP）７２６を介して色切替機７０２の主配管７１６と接続される。
【００４８】
第１キャニスタマニホールド７０４は、第１キャニスタ７２８と流体をやり取りし、第１キャニスタ７２８は、帯電させることができるが、絶縁配管７２０によって、接地されているカラーバルブ７１２から静電的に絶縁されている。第１キャニスタマニホールド７０４は、複数のバルブ、即ち、絶縁配管７２０から第１キャニスタ７２８への塗料の流れを制御するための第１キャニスタバルブ（pCAN-1）７２９と、第１キャニスタ塗料配管７３１を介した塗布機７０８への塗料の流れを制御するための第１キャニスタ塗料バルブ（pPAINT1-1）７３０と、第１キャニスタマニホールド７０４を通って絶縁配管７２０への流体の流れを制御するための第１洗浄バルブ（pWASH1-1）７３２と、第１キャニスタマニホールド７０４を通って塗布機７０８への流体の流れを制御するための第２洗浄バルブ（pWASH1-2）７３３と、を有する。
【００４９】
第２キャニスタマニホールド７０６は、第２キャニスタ７３４と流体をやり取りし、第２キャニスタ７３４は、帯電させることができるが、絶縁配管７２１によって、接地されているカラーバルブ７１２から静電的に絶縁されている。第２キャニスタマニホールド７０６は、複数のバルブ、即ち、絶縁配管７２１から第２キャニスタ７３４への塗料の流れを制御するための第２キャニスタバルブ（pCAN-2）７３５と、塗料配管７３７を介した塗布機７０８への塗料の流れを制御するための第２キャニスタ塗料バルブ（pPAINT2-2）７３６と、第２キャニスタマニホールド７０６を通って絶縁配管７２１への流体の流れを制御するための第１洗浄バルブ（pWASH2-1）７３８と、第２キャニスタマニホールド７０６を通って塗布機７０８への流体の流れを制御するための第２洗浄バルブ（pWASH2-2）７３９と、を有する。
【００５０】
図示した実施例において、塗布機７０８は、複数の制御バルブ７４２、７４３、７４４、７４５、７４６を備えた塗布機マニホールド７４０を有する回転式ベル型塗布機である。各バルブ（pIW1、pIW2）７４２、７４３は、塗布機７０８への洗浄用の流体または空気を送り込むためにキャニスタマニホールド７０４、７０６の第２洗浄バルブ７３３、７３９のうちの関連する１つと流体をやり取りする。バルブ（pBW）７４４は、塗布機７０８の噴霧装置７４７への洗浄用流体または空気の流れを選択的に制御する。バルブ（pTRIG1、pTRIG2）７４５、７４６は、キャニスタマニホールド７０４、７０６のそれぞれから塗布機７０８の噴霧装置への塗料の流れを制御するための塗料バルブ７３０、７３６と流体をやり取りするトリガバルブである。図示するように、注入路７４８は、キャニスタマニホールド７０４、７０６のそれぞれから噴霧装置７４７へ塗料を流すために、噴霧装置７４７とバルブ７４５、７４６のそれぞれとの間に設置されている。
【００５１】
図示した実施例において、真空生成手段７１０は、ベンチュリ型真空生成装置である。しかしながら、真空生成手段７１０は、真空を生成する従来の装置のいずれでもよい。真空生成手段７１０は、キャニスタ７２８、７３４のそれぞれの内部と流体をやり取りする。真空生成手段７１０は、真空バルブ（pVAC）７４９を介して色切替機の主配管と流体をやり取りするが、この例には限定されない。真空生成手段７１０は、廃棄物処理装置７２４に隣接して配置されるが、この例には限定されない。当然のことながら、真空生成手段７１０は、所望により、塗装装置の他の場所に設置されてもよく、遠隔設置されてもよい。
【００５２】
図示した実施例において、供給された圧縮空気７５０及び供給された絶縁溶剤７５２は、種々の操作手順を実行するために塗装装置７００でやり取りされる。特に、供給された圧縮空気７５０は、空気注入バルブ（pAIR）７５４を通り、複数の主洗浄バルブ（pWASH1、pWASH2、pWASH3）７５６、７５６、７５７に分配される。供給された絶縁溶剤７５２は、主溶剤バルブ（pSOL、pSOL2）７５８、７５９のペアのうちの少なくとも一方を通る。溶剤バルブ７５８は、塗装装置７００を通る種々の経路へ溶剤を分配するために、主洗浄バルブ７５５、７５６、７５７のそれぞれと流体をやり取りする。溶剤バルブ７５９は、溶剤を押し出すために、主配管７１６と流体をやり取りする。主洗浄バルブ７５５、７５６、７５７は、第１キャニスタマニホールド７０４、第２キャニスタマニホールド７０６及び塗布機７０８のうちの少なくとも１つへの、圧縮空気及び洗浄用溶剤のうちの少なくとも１つの選択的制御を行うが、この例には限定されない。
【００５３】
図９及び１０は、塗装装置７００を用いて実行された種々の操作手順に関する複数のバルブ構成を示し、「○」は、関連するバルブが開いていることを示す。ステップ１〜２に示すように、塗装作業に備えて塗装装置７００の第１キャニスタ７２８を充填するために、真空生成手段７１０によってキャニスタに真空が生成されるが、この例には限定されない。具体的には、真空バルブ７４９、第１キャニスタ塗料バルブ７１８及び第１キャニスタバルブ７３０が開かれる。第１キャニスタ７２８及び塗布機７０８と連通している第１キャニスタ塗料配管７３１は閉じられる。その後、真空生成手段７１０は、第１キャニスタ７２８内に摺動自在に設置されたピストン７６０が第１キャニスタマニホールド７０４に向かって引かれるため、第１キャニスタ７２８から空気が引き抜かれ、第１キャニスタ７２８内に真空が生成される。第１キャニスタ７２８から空気が除去されると同時に、カラーバルブ７１２のうちの所望の１つが開けられ、塗料が、バルク塗料供給装置から、関連する塗料配管７１４、所望のカラーバルブ７１２、色切替機７０２の主配管７１６、絶縁配管７２０、及び第１キャニスタマニホールド７０４を通り、第１キャニスタ７２８へ流される。第１キャニスタ７２８から空気が排除された後に第１キャニスタ７２８に塗料を充填し、第１キャニスタ７２８に空気が逆流することがないため、塗装装置７００から空気を排除するための抽気作業が不要となり、その結果、塗料の無駄が最小となる。塗料が流路を充填するとすぐに、第１キャニスタ７２８内の圧力が増加する。第１キャニスタ７２８内の圧力が増加すると、塗料はピストン７６０に圧力を加え、ピストン７６０は、第１キャニスタマニホールド７０４から離される。ピストン７６０に加わる圧力は検出され、第１キャニスタ７２８内の塗料の量を示すフィードバックが得られる。
【００５４】
図６〜９に示すように、充填作業後、第１キャニスタ７２８は帯電され、塗装作業が実施される。塗装作業後に塗装装置７００の第１キャニスタ７２８を洗浄するために、溶剤と空気の混合物が第１キャニスタマニホールド７０４を介して第１キャニスタ７２８に流される。溶剤及び空気の混合物は第１キャニスタ７２８から、絶縁配管７２０、塗料バルブ７１８、主配管７１６、廃棄物用配管７２２を通って廃棄物処理装置７２４へ流される。従って、廃棄物用配管７２２は、帯電した第１キャニスタ７２８と直接的には接触しない。廃棄物用配管７２２は、帯電しているキャニスタとは分離されているため、廃棄物用配管７２２の内壁に付着した塗料の残渣による電気的な侵食は主要な懸案事項ではない。当然のことながら、廃棄物処理装置７２４への廃棄物用配管７２２は、廃棄物処理装置７２４と絶縁されている必要はなく、直接的に接続することができる。
【００５５】
第１キャニスタ７２８及び第２キャニスタ７３４を含む塗装装置７００は、色切替時間及び塗料の無駄を最小化することがわかる。キャニスタ７２８、７３４と塗布機７０８との間の塗料配管７３１、７３７のそれぞれは、分離することができ（例えば、洗浄及び乾燥）、キャニスタ７２８、７３４のうちの一方は、キャニスタ７２８、７３４のうちの他方が塗装を実行している間に、さらに洗浄、乾燥、充填を行うことができる。
【実施例５】
【００５６】
図１１は、下記の点を除いてロボット塗装装置７００に類似した本発明の第５の実施例に係るロボット塗装装置８００の流路図を示す。塗装装置８００は、色切替機８０２、キャニスタマニホールド８０４、塗布機８０６及び真空生成手段８１０を有する。
【００５７】
色切替機８０２は、接地された複数のカラーバルブ（pCOL1〜pCOL8）８１２を有する。各カラーバルブ８１２は、複数の流入する塗料配管８１４の関連する１つと、色切替機８０２の主配管８１６との間に設置される。ペアとなっている塗料バルブ（pPAINT1、pPAINT2）８１８、８１９は、色切替機８０２からキャニスタマニホールド８０４への塗料の流れを制御するために、主配管８１６とキャニスタマニホールド８０４との間に設置される。
【００５８】
絶縁配管８２０、８２１のペアのそれぞれは、色切替機８０２とキャニスタマニホールド８０４との間で流体をやりとするために、塗料バルブ８１８及び８１９のうちの関連する１つと接続されるが、この例には限定されない。絶縁配管８２０、８２１は、一般的にフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）からなる。
【００５９】
さらに、廃棄物用配管８２２は、絶縁配管８２０、８２１と廃棄物処理装置８２４との間で流体のやり取りを行うが、この例には限定されない。ある実施例においては、廃棄物用配管８２２は、絶縁配管８２０、８２１から主配管８１６を介して廃棄物用配管８２２への流体の流れを選択的に制御するために、廃棄物用バルブ（pDUMP）８２６を介して色切替機８０２の主配管８１６と接続される。
【００６０】
キャニスタマニホールド８０４は、第１キャニスタ８２８及び第２キャニスタ８２９と流体をやり取りし、各キャニスタ８２８、８２９は、帯電させることができるが、絶縁配管８２０、８２１によって、接地されているカラーバルブ８１２から静電的に絶縁されている。キャニスタマニホールド８０４は、複数のバルブ、即ち、絶縁配管８２０から第１キャニスタ８２８への塗料の流れを制御するための第１キャニスタバルブ（pCAN-1）８３０と、第１キャニスタ塗料配管８３２を介した塗布機８０６への塗料の流れを制御するための塗料バルブ（pPAINT1-1）８３１と、キャニスタマニホールド８０４を通って絶縁配管８２０への塗料の流れを制御するための第１洗浄バルブ（pWASH1-1）８３３と、第１キャニスタ８２８を通って塗料の流れを選択的に制御するための第２洗浄バルブ（pWASH1-2）８３４と、キャニスタマニホールド８０４を通って塗布機８０６への塗料の流れを制御するための第３洗浄バルブ（pWASH1-3）８３５と、絶縁配管８２１から第２キャニスタ８２９への塗料の流れを制御するための第２キャニスタバルブ（pCAN-2）８３６と、第２キャニスタ塗料配管８３８を介して塗布機８０６への塗料の流れを制御するための塗料バルブ（pPAINT2-2）８３７と、キャニスタマニホールド８０４を通って絶縁配管８２１への流体の流れを制御するための第４洗浄バルブ（pWASH1-4）８３９と、第２キャニスタ８２９を通って流体の流れを選択的に制御するための第５洗浄バルブ（pWASH1-5）８４０と、を有する。
【００６１】
図示した実施例において、塗布機８０６は、複数の制御バルブ８４２、８４３、８４４、８４５を備えた塗布機マニホールド８４１を有する回転式ベル型塗布機である。バルブ（pIW1）８４２は、塗布機８０６への洗浄用の流体を送り込むためにキャニスタマニホールド８０４の第３洗浄バルブ８３５と流体をやり取りする。バルブ（pBW）８４３は、塗布機８０６の噴霧装置８４６への洗浄用流体の流れを選択的に制御する。トリガバルブ（pTRIG1、pTRIG2）８４４、８４５は、塗料配管８３２、８３８のそれぞれから塗布機８０６の噴霧装置８４６への塗料の流れを制御するための塗料配管８３２、８３６と流体をやり取りするトリガバルブである。図示するように、注入配管８４７は、塗料配管８３２、８３６のそれぞれから噴霧装置８４６へ塗料を流すために、噴霧装置８４６とトリガバルブ８４４、８４５のそれぞれとの間に設置されている。
【００６２】
図示した実施例において、真空生成手段８１０は、ベンチュリ型真空生成装置である。しかしながら、真空生成手段８１０は、真空を生成する従来の装置のいずれでもよい。真空生成手段８１０は、キャニスタ８２８、８２９のそれぞれの内部と流体をやり取りする。真空生成手段８１０は、真空バルブ（pVAC）８４８を介して色切替機の主配管と流体をやり取りするが、この例には限定されない。真空生成手段８１０は、廃棄物処理装置８２４に隣接して配置されるが、この例には限定されない。当然のことながら、真空生成手段８１０は、所望により、塗装装置の他の場所に設置されてもよく、遠隔設置されてもよい。
【００６３】
図示した実施例において、供給された圧縮空気８５０及び供給された絶縁溶剤８５２は、種々の操作手順を実行するために塗装装置８００でやり取りされる。特に、供給された圧縮空気８５０は、空気注入バルブ（pAIR）８５４を通り、複数の主洗浄バルブ（pWASH1、pWASH2）８５５、８５６に分配される。供給された絶縁溶剤８５２は、主溶剤バルブ（pSOL、pSOL2）８５８、８５９のペアのうちの少なくとも一方を通る。主溶剤バルブ８５８は、塗装装置８００を通って種々の経路へ溶剤を分配するために、主洗浄バルブ８５５、８５６のそれぞれと流体をやり取りする。主溶剤バルブ８５９は、溶剤を押し出すために、主配管８１６と流体をやり取りする。主洗浄バルブ８５５、８５６は、キャニスタマニホールド８０４及び塗布機８０６のうちの少なくとも一方への、圧縮空気及び洗浄用溶剤のうちの少なくとも一方の選択的制御を行うが、この例には限定されない。
【００６４】
図１２及び１３は、塗装装置８００を用いて実行された種々の操作手順に関する複数のバルブ構成を示し、「○」は、関連するバルブが開いていることを示す。ステップ１〜２に示すように、塗装作業に備えて塗装装置８００の第１キャニスタ８２８を充填するために、真空生成手段８１０によってキャニスタに真空が生成されるが、この例には限定されない。具体的には、真空バルブ８４８、第１キャニスタ塗料バルブ８１８及び第１キャニスタバルブ８３０を開く。第１キャニスタ塗料配管８３２と連通している塗料バルブ８３１を閉じる。その後、真空生成手段８１０は、第１キャニスタ８２８内に摺動自在に設置されたピストン８６０がキャニスタマニホールド８０４に向かって引かれるため、第１キャニスタ８２８から空気が抜かれ、第１キャニスタ８２８内に真空を生成する。第１キャニスタ８２８から空気が除去されると同時に、カラーバルブ８１２のうちの所望の１つが開けられ、塗料が、バルク塗料供給装置から、関連する塗料配管８１４、所望のカラーバルブ８１２、色切替機８０２の主配管８１６、絶縁配管８２０、及びキャニスタマニホールド８０４を通り、第１キャニスタ８２８へ流される。
【００６５】
図６〜８に示すように、充填作業後、第１キャニスタ８２８は帯電され、塗装作業が実施される。塗装作業後に塗装装置８００の第１キャニスタ８２８を洗浄するために、溶剤と空気の混合物がキャニスタマニホールド８０４を介して第１キャニスタ８２８に流される。溶剤及び空気の混合物は、第１キャニスタ８２８から、絶縁配管８２０、塗料バルブ８１８、主配管８１６、及び廃棄物用配管８２２を通って、廃棄物処理装置８２４へ流される。従って、廃棄物用配管８２２は、帯電した第１キャニスタ８２８と直接的には接触しない。廃棄物用配管８２２は、帯電しているキャニスタとは分離されているため、廃棄物用配管８２２の内壁に付着した塗料の残渣による電気的な侵食は主要な懸案事項ではない。
【実施例６】
【００６６】
図１４は、下記の点を除いてロボット塗装装置７００に類似した第６の実施例に係るロボット塗装装置９００の流路図を示す。塗装装置９００は、色切替機９０２、第１キャニスタマニホールド９０４、第２キャニスタマニホールド９０６、塗布機９０８及び真空生成手段９１０を有する。
【００６７】
色切替機９０２は、接地された複数のカラーバルブ（pCOL1〜pCOL8）９１２を有する。各カラーバルブ９１２は、複数の流入する塗料配管９１４の関連する１つと、色切替機９０２の主配管９１６との間に設置される。ペアとなっている塗料バルブ（pPAINT1、pPAINT2）９１８、９１９は、色切替機９０２からキャニスタマニホールド９０４、９０６への塗料の流れを制御するために、主配管９１６とキャニスタマニホールド９０４及び９０６のそれぞれとの間に設置される。
【００６８】
絶縁配管９２０、９２１のペアのそれぞれは、色切替機９０２とキャニスタマニホールド９０４及び９０６のそれぞれとの間で流体をやりとするために、塗料バルブ９１８及び９１９のうちの関連する１つと接続されるが、この例には限定されない。絶縁配管９２０、９２１は、一般的にフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）からなる。しかしながら、他の材料を用いることもできる。
【００６９】
さらに、廃棄物用配管９２２は、絶縁配管９２０、９２１と廃棄物処理装置９２４との間で流体のやり取りを行うが、この例には限定されない。ある実施例においては、廃棄物用配管９２２は、絶縁配管９２０、９２１から主配管９１６を介して廃棄物用配管９２２への流体の流れを選択的に制御するために、廃棄物用バルブ（pDUMP）９２６を介して色切替機９０２の主配管９１６と接続される。
【００７０】
第１キャニスタマニホールド９０４は、第１キャニスタ９２８と流体をやり取りし、第１キャニスタ９２８は、帯電させることができるが、絶縁配管９２０によって、接地されているカラーバルブ９１２から静電的に絶縁されている。第１キャニスタマニホールド９０４は、複数のバルブ、即ち、絶縁配管９２０から第１キャニスタ９２８への塗料の流れを制御するための第１キャニスタバルブ（pCAN-1）９２９と、第１キャニスタマニホールド９０４を通って絶縁配管９２０への流体の流れを制御するための第１洗浄バルブ（pWASH1-1）９３０と、を有する。第１キャニスタマニホールド９０４は、さらに、第１キャニスタ９２８と塗布機９０８との間で流体をやり取りする塗料配管９３１を有する。
【００７１】
第２キャニスタマニホールド９０６は、第２キャニスタ９３２と流体をやり取りし、第２キャニスタ９３２は、帯電させることができるが、絶縁配管９２１によって、接地されているカラーバルブ９１２から静電的に絶縁されている。第２キャニスタマニホールド９０６は、複数のバルブ、即ち、絶縁配管９２１から第２キャニスタ９３２への塗料の流れを制御するための第２キャニスタバルブ（pCAN-2）９３３と、第２キャニスタマニホールド９０６を通って絶縁配管９２０への流体の流れを制御するための第１洗浄バルブ（pWASH2-1）９３４と、を有する。第２キャニスタマニホールド９０６は、さらに、第２キャニスタ９３２と塗布機９０８との間で流体をやり取りする塗料配管９３５を有する。塗料配管９３１、９３５はいずれも、塗料配管９３１、９３５の他方から電気的に絶縁されているため、洗浄及び乾燥を行うことができることがわかる。
【００７２】
図示した実施例において、塗布機９０８は、塗布機９０８の噴霧装置９３９と流体をやり取りする第１注入路９３６及び第２注入路９３８を有する回転式ベル型塗布機である。ある実施例においては、注入路９３６、９３８のそれぞれは、互いに他方から独立し、分離されており、互いに電気的に絶縁されている。注入路９３６、９３８のうちの選択された一方を洗浄及び乾燥しているときに、注入路９３６、９３８のうちの選択された一方が流体配送システムの上流で電気的に分離されているように、注入路９３６、９３８は適当な長さ及び絶縁特性を有しているが、この例には限定されない。注入路９３６、９３８は、同時に洗浄及び充填を行う機能を果たすための２つの流路を提供するため、色切替時間が削減されることがわかる。
【００７３】
塗布機９０８は、複数の制御バルブ９４１、９４２、９４３、９４４、９４５、９４６を備えている塗布機マニホールド９４０をさらに有する。各バルブ（pIW1、pIW2）９４１、９４２は、塗布機９０８に洗浄用の流体（または空気）を送る。バルブ（pPE1）９４３は、塗料配管９３１から、バルブ９４１とバルブ９４５との間の流路への塗料の流れを選択的に制御する。バルブ（pPE2）９４４は、塗料配管９３５から、バルブ９４２とバルブ９４６との間の流路への塗料の流れを選択的に制御する。バルブ（pTRIG1、pTRIG2）９４５、９４６は、塗料配管９３１、９３５のそれぞれから塗布機９０８の噴霧装置９３９への塗料の流れを制御するための注入路９３６、９３８と流体をやり取りするトリガバルブである。
【００７４】
図示した実施例において、真空生成手段９１０は、ベンチュリ型真空生成装置である。しかしながら、真空生成手段９１０は、真空を生成する従来の装置のいずれでもよい。真空生成手段９１０は、キャニスタ９２８、９３４のそれぞれの内部と流体をやり取りする。真空生成手段９１０は、真空バルブ（pVAC）９４８を介して色切替機の主配管と流体をやり取りするが、この例には限定されない。真空生成手段９１０は、廃棄物処理装置９２４に隣接して配置されるが、この例には限定されない。当然のことながら、真空生成手段９１０は、所望により、塗装装置の他の場所に設置されてもよく、遠隔設置されてもよい。
【００７５】
図示した実施例において、供給された圧縮空気９５０及び供給された絶縁溶剤９５２は、種々の操作手順を実行するために塗装装置９００でやり取りされる。特に、供給された圧縮空気９５０は、空気注入バルブ（pAIR）９５４を通り、複数の主洗浄バルブ（pWASH1、pWASH2、pWASH3）９５５、９５６、９５７に分配される。供給された絶縁溶剤９５２は、主溶剤バルブ（pSOL、pSOL2）９５８、９５９のペアのうちの少なくとも一方を通る。溶剤バルブ９５８は、塗装装置９００を通って種々の経路へ溶剤を分配するために、主洗浄バルブ９５５、９５６、９５７のそれぞれと流体をやり取りする。溶剤バルブ９５９は、溶剤を押し出すために、主配管９１６と流体をやり取りする。主洗浄バルブ９５５、９５６、９５７は、第１キャニスタマニホールド９０４、第２キャニスタマニホールド９０６及び塗布機９０８のうちの少なくとも１つへの、圧縮空気及び洗浄用溶剤のうちの少なくとも１つの選択的制御を行うが、この例には限定されない。
【００７６】
図１５及び１６は、塗装装置９００を用いて実行された種々の操作手順に関する複数のバルブ構成を示し、「○」は、関連するバルブが開いていることを示す。ステップ１〜２に示すように、塗装作業に備えて塗装装置９００の第１キャニスタ９２８を充填するために、真空生成手段９１０によってキャニスタに真空が生成されるが、この例には限定されない。具体的には、真空バルブ９４８、第１キャニスタ塗料バルブ９１８、第１キャニスタバルブ９３０及びバルブ９４３を開く。トリガバルブ９４５を閉じる。その後、真空生成手段９１０は、第１キャニスタ９２８内に摺動自在に設置されたピストン９６０が第１キャニスタマニホールド９０４に向かって引かれるため、第１キャニスタ９２８から空気が抜かれ、第１キャニスタ９２８内に真空を生成する。第１キャニスタ９２８から空気が除去されると同時に、カラーバルブ９１２のうちの所望の１つが開けられ、塗料が、バルク塗料供給装置から、関連する塗料配管９１４、所望のカラーバルブ９１２、色切替機９０２の主配管９１６、絶縁配管９２０、及びキャニスタマニホールド９０４を通り、第１キャニスタ９２８へ流される。第１キャニスタ９２８から空気が排除された後に塗料が第１キャニスタ９２８を充填し、第１キャニスタ９２８に空気が逆流することがないため、塗装装置９００から空気を排除するための抽気作業が不要となり、その結果、塗料の無駄が最小となる。
【００７７】
充填作業後、第１キャニスタ９２８は帯電され、塗装作業が実施される（例えば、図６〜９参照）。図１０及び１１に示すように、塗装作業が完了した後、第１注入路９３６を洗浄するために、溶剤と空気の混合物が流される。図１２及び１３に示すように、塗装作業後に塗装装置９００の第１キャニスタ９２８を洗浄するために、溶剤と空気の混合物がキャニスタマニホールド９０４を介して第１キャニスタ９２８に流される。特に、溶剤及び空気の混合物は、第１キャニスタ９０４から、絶縁配管９２０、主配管９１６、及び廃棄物用配管９２２を通って、廃棄物処理装置９２４へ流される。従って、廃棄物用配管９２２は、帯電した第１キャニスタ９２８と直接的には接触しない。
【００７８】
第１注入路９３６及び第２注入路９３８を有する塗装装置９００は、塗布機９０８内に先端部絶縁手段を提供する。特に、注入路９３６及び９３８のうちの１つは、導電性コーティングがされており、注入路９３６及び９３８のうちの他方は、清浄かつ乾燥しているか、非導電性溶剤または絶縁物質で満たされている。塗布機９０８には高電圧を印加することが可能であり、液体で満たされている側が帯電し、反対側は電圧ブロックを形成する。電圧ブロックは、キャニスタ９２８、９３２のうちの１つが、注入路９３６、９３８のうちの絶縁された１つと流体をやり取りするのを許容し、同一色で再充填するか、洗浄し新しい色で充填することができる。塗料配管９３１、９３５は充填された状態を維持することができるため、再充填の時間及び塗料の無駄を削減できることがわかる。さらに、塗装装置９００は、色切替時間を最小化することがわかる。
【実施例７】
【００７９】
図１７は、下記の点を除いてロボット塗装装置９００に類似した第７の実施例に係るロボット塗装装置１０００の流路図を示す。図示するように、塗装装置１０００は、色切替機１００２、第１キャニスタマニホールド１００４、第２キャニスタマニホールド１００６、塗布機１００８及び真空生成手段１０１０を有する。
【００８０】
色切替機１００２は、接地された複数のカラーバルブ（pCOL1〜pCOL8）１０１２を有する。各カラーバルブ１０１２は、複数の流入する塗料配管１０１４の関連する１つと、色切替機１００２の主配管１０１６との間に設置される。ペアとなっている塗料バルブ（pPAINT1、pPAINT2）１０１８、１０１９は、色切替機１００２からキャニスタマニホールド１００４、１００６への塗料の流れを制御するために、主配管１０１６とキャニスタマニホールド１００４及び１００６のそれぞれとの間に設置される。
【００８１】
絶縁配管１０２０、１０２１のペアのそれぞれは、色切替機１００２とキャニスタマニホールド１００４及び１００６のそれぞれとの間で流体をやりとするために、塗料バルブ１０１８及び１０１９のうちの関連する１つと接続されるが、この例には限定されない。絶縁配管１０２０、１０２１は、一般的にフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）からなる。しかしながら、他の材料を用いることもできる。さらに、廃棄物用配管１０２２は、絶縁配管１０２０、１０２１と廃棄物処理装置１０２４との間で流体のやり取りを行うが、この例には限定されない。ある実施例においては、廃棄物用配管１０２２は、絶縁配管１０２０、１０２１から主配管１０１６を介して廃棄物用配管１０２２への流体の流れを選択的に制御するために、廃棄物用バルブ（pDUMP）１０２６を介して色切替機１００２の主配管１０１６と接続される。
【００８２】
第１キャニスタマニホールド１００４は、第１キャニスタ１０２８と流体をやり取りし、第１キャニスタ１０２８は、帯電させることができるが、絶縁配管１０２０によって、接地されているカラーバルブ１０１２から静電的に絶縁されている。第１キャニスタマニホールド１００４は、複数のバルブ、即ち、絶縁配管１０２０から第１キャニスタ１０２８への塗料の流れを制御するための第１キャニスタバルブ（pCAN-1）１０２９と、塗料配管１０３１を介した塗布機１００８への塗料の流れを制御するための第１キャニスタ塗料バルブ（pPAINT1-1）１０３０と、第１キャニスタマニホールド１００４を通って絶縁配管１０２０への流体の流れを制御するための第１洗浄バルブ（pWASH1-1）１０３２と、第１キャニスタマニホールド１００４を通って塗布機１００８への流体の流れを制御するための第２洗浄バルブ（pWASH1-2）１０３３と、を有する。
【００８３】
第２キャニスタマニホールド１００６は、第２キャニスタ１０３４と流体をやり取りし、第２キャニスタ１０３４は、帯電させることができるが、絶縁配管１０２１によって、接地されているカラーバルブ１０１２から静電的に絶縁されている。第２キャニスタマニホールド１００６は、複数のバルブ、即ち、絶縁配管１０２１から第２キャニスタ１０３４への塗料の流れを制御するための第２キャニスタバルブ（pCAN-2）１０３５と、塗料配管１０３７を介した塗布機１００８への塗料の流れを制御するための第２キャニスタ塗料バルブ（pPAINT2-2）１０３６と、第２キャニスタマニホールド１００６を通って絶縁配管１０２０への流体の流れを制御するための第１洗浄バルブ（pWASH2-1）１０３８と、第２キャニスタマニホールド１００６を通って塗布機１００８への流体の流れを制御するための第２洗浄バルブ（pWASH2-2）１０３９と、を有する。
【００８４】
図示した実施例において、塗布機１００８は、塗布機１００８の噴霧装置１０４２と流体をやり取りする第１注入路１０４０及び第２注入路１０４１を有する回転式ベル型塗布機である。注入路１０４０、１０４１のそれぞれは、互いに他方から独立し、分離されており、互いに電気的に絶縁されている。注入路１０４０、１０４１のうちの選択された一方を洗浄及び乾燥しているときに、注入路１０４０、１０４１のうちの選択された一方が流体配送システムの上流で電気的に分離されているように、注入路１０４０、１０４１は適当な長さ及び絶縁特性を有しているが、この例には限定されない。注入路１０４０、１０４１は、同時に洗浄及び充填を行う機能を果たすための２つの流路を提供するため、色切替時間が削減されることがわかる。
【００８５】
塗布機１００８は、複数の制御バルブ１０４４、１０４５、１０４６、１０４７、１０４８を備えている塗布機マニホールド１０４３をさらに有する。各バルブ（pIW1、pIW2）１０４４、１０４５は、塗布機１００８に洗浄用の流体を送る。バルブ（pBW）１０４６は、塗布機１００２の噴霧装置への洗浄用流体の流れを選択的に制御する。バルブ（pTRIG1、pTRIG2）１０４７、１０４８は、塗料配管１０３１、１０３５のそれぞれから塗布機１００８の噴霧装置１０４２への塗料の流れを制御するための注入路１０４０、１０４１と流体をやり取りするトリガバルブである。塗料配管１０３１は、バルブ１０４４とバルブ１０４７との間の流路と流体をやり取りするが、この例には限定されない。さらに、塗料配管１０３７は、バルブ１０４５とバルブ１０４８との間の流路と流体をやり取りするが、この例には限定されない。
【００８６】
図示した実施例において、真空生成手段１０１０は、ベンチュリ型真空生成装置である。しかしながら、真空生成手段１０１０は、真空を生成する従来の装置のいずれでもよい。真空生成手段１０１０は、キャニスタ１０２８、１０３４のそれぞれの内部と流体をやり取りする。真空生成手段１０１０は、真空バルブ（pVAC）１０４９を介して色切替機の主配管と流体をやり取りするが、この例には限定されない。真空生成手段１０１０は、廃棄物処理装置１０２４に隣接して配置されるが、この例には限定されない。当然のことながら、真空生成手段１０１０は、所望により、塗装装置の他の場所に設置されてもよく、遠隔設置されてもよい。
【００８７】
図示した実施例において、供給された圧縮空気１０５０及び供給された絶縁溶剤１０５２は、種々の操作手順を実行するために塗装装置１０００でやり取りされる。特に、供給された圧縮空気１０５０は、空気注入バルブ（pAIR）１０５４を通り、複数の主洗浄バルブ（pWASH1、pWASH2、pWASH3）１０５５、１０５６、１０５７に分配される。供給された絶縁溶剤１０５２は、主溶剤バルブ（pSOL、pSOL2）１０５８、１０５９のペアのうちの少なくとも一方を通る。溶剤バルブ１０５８は、塗装装置１０００を通って種々の経路へ溶剤を分配するために、主洗浄バルブ１０５５、１０５６、１０５７のそれぞれと流体をやり取りする。溶剤バルブ１０５９は、溶剤を押し出すために、主配管１０１６と流体をやり取りする。主洗浄バルブ１０５５、１０５６、１０５７は、第１キャニスタマニホールド１００４、第２キャニスタマニホールド１００６及び塗布機１００８のうちの少なくとも１つへの、圧縮空気及び洗浄用溶剤のうちの少なくとも１つの選択的制御を行うが、この例には限定されない。
【００８８】
図１８及び１９は、塗装装置１０００を用いて実行された種々の操作手順に関する複数のバルブ構成を示し、「○」は、関連するバルブが開いていることを示す。ステップ１〜２に示すように、塗装作業に備えて塗装装置１０００の第１キャニスタ１０２８を充填するために、真空生成手段１０１０によってキャニスタに真空が生成されるが、この例には限定されない。具体的には、真空バルブ１０４９、第１キャニスタ塗料バルブ１０１８、第１キャニスタバルブ１０２９及び塗料バルブ１０３０を開く。トリガバルブ１０４７を閉じる。その後、真空生成手段１０１０は、第１キャニスタ１０２８内に摺動自在に設置されたピストン１０６０が第１キャニスタマニホールド１００４に向かって引かれるため、第１キャニスタ１０２８から空気が抜かれ、第１キャニスタ１０２８内に真空を生成する。第１キャニスタ１０２８から空気が除去されると同時に、カラーバルブ１０１２のうちの所望の１つが開けられ、バルク塗料供給装置から、関連する塗料配管１０１４を通り、所望のカラーバルブ１０１２を通り、色切替機１００２の主配管１０１６を通り、絶縁配管１０２０を通り、キャニスタマニホールド１００４を通り、第１キャニスタ１０２８へ塗料が流される。
【００８９】
充填作業後、第１キャニスタ１０２８は帯電され、塗装作業が実施される（例えば、図６〜９参照）。図１０及び１１に示すように、塗装作業が完了した後、第１注入路１０４０を洗浄するために、溶剤と空気の混合物が流される。図１２及び１３に示すように、塗装作業後に塗装装置１０００の第１キャニスタ１０２８を洗浄するために、溶剤と空気の混合物がキャニスタマニホールド１００４を介して第１キャニスタ１０２８に流される。
特に、溶剤及び空気の混合物は第１キャニスタ１００４から、絶縁配管１０２０、主配管１０１６、廃棄物用配管１０２２を通って廃棄物処理装置１０２４へ流される。従って、廃棄物用配管１０２２は、帯電した第１キャニスタ１０２８と直接的には接触しない。
【００９０】
第１注入路１０４０及び第２注入路１０４１を有する塗装装置１０００は、塗布機１００８内に先端部絶縁手段を提供する。特に、注入路１０４０及び１０４１のうちの１つは、導電性コーティングがされており、注入路１０４０及び１０４１のうちの他方は、清浄かつ乾燥しているか、非導電性溶剤または絶縁物質で満たされている。塗布機１００８には高電圧を印加することが可能であり、液体で満たされた方が帯電し、他方は電圧ブロックを形成する。電圧ブロックは、キャニスタ１０２８、１０３４のうちの１つが、注入路１０４０、１０４１のうちの絶縁された１つと流体をやり取りするのを許容し、同一色で再充填するか、洗浄し新しい色で充填することができる。塗料配管１０３１、１０３５は充填された状態を維持することができるため、再充填の時間及び塗料の無駄を削減することができることがわかる。さらに、塗装装置１０００は、色切替時間も最小化することがわかる。
【実施例８】
【００９１】
図２０は、下記の点を除いてロボット塗装装置９００に類似した第８の実施例に係るロボット塗装装置１１００の流路図を示す。図示するように、塗装装置１１００は、色切替機１１０２、第１キャニスタマニホールド１１０４、第２キャニスタマニホールド１１０６、塗布機１１０８及び真空生成手段１１１０を有する。
【００９２】
色切替機１１０２は、接地された複数のカラーバルブ（pCOL1〜pCOL8）１１１２を有する。各カラーバルブ１１１２は、複数の流入する塗料配管１１１４の関連する１つと、色切替機１１０２の主配管１１１６との間に設置される。ペアとなっている塗料バルブ（pPAINT1、pPAINT2）１１１８、１１１９は、色切替機１１０２からキャニスタマニホールド１１０４、１１０６への塗料の流れを制御するために、主配管１１１６とキャニスタマニホールド１１０４及び１１０６のそれぞれとの間に設置される。
【００９３】
絶縁配管１１２０、１１２１のペアのそれぞれは、色切替機１１０２とキャニスタマニホールド１１０４及び１１０６のそれぞれとの間で流体をやりとするために、塗料バルブ１１１８及び１１１９のうちの関連する１つと接続されるが、この例には限定されない。絶縁配管１１２０、１１２１は、一般的にフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）からなる。しかしながら、他の材料を用いることもできる。
【００９４】
さらに、廃棄物用配管１１２２、１１２３のペアのそれぞれは、廃棄物処理装置１１２４に流体を流すために、キャニスタマニホールド１１０４、１１０６の少なくとも一方と流体をやり取りするが、この例には限定されない。
【００９５】
第１キャニスタマニホールド１１０４は、第１キャニスタ１１２８と流体をやり取りし、第１キャニスタ１１２８は、帯電させることができるが、絶縁配管１１２０によって、接地されているカラーバルブ１１１２から静電的に絶縁されている。第１キャニスタマニホールド１１０４は、複数のバルブ、即ち、絶縁配管１１２０から第１キャニスタ１１２８への塗料の流れを制御するための第１キャニスタバルブ（pCAN-1）１１２９と、絶縁配管１１２０から廃棄物用配管１１２２までの流体の流れを制御する第１廃棄物バルブ（pDUMP1-1）１１３０と、キャニスタ１１２８から廃棄物用配管１１２２までの流体の流れを制御する第２廃棄物バルブ（pDUMP1-2）１１３１と、を有する。第１キャニスタマニホールド１１０４は、さらに、第１キャニスタ１１２８と塗布機１１０８との間で流体をやり取りする塗料配管１１３２を有する。
【００９６】
第２キャニスタマニホールド１１０６は、第２キャニスタ１１３４と流体をやり取りし、第２キャニスタ１１３４は、帯電させることができるが、絶縁配管１１２１によって、接地されているカラーバルブ１１１２から静電的に絶縁されている。第２キャニスタマニホールド１１０６は、複数のバルブ、即ち、絶縁配管１１２１から第２キャニスタ１１３４への塗料の流れを制御するための第２キャニスタバルブ（pCAN-2）１１３５と、絶縁配管１１２１から廃棄物用配管１１２３までの流体の流れを制御する第２廃棄物バルブ（pDUMP2-1）１１３６と、キャニスタ１１３４から廃棄物用配管１１２３までの流体の流れを制御する第２廃棄物バルブ（pDUMP2-2）１１３７と、を有する。第２キャニスタマニホールド１１０６は、さらに、第２キャニスタ１１３４と塗布機１１０８との間で流体をやり取りする塗料配管１１３８を有する。塗料配管１１３２、１１３８はいずれも、塗料配管１１３２、１１３８の他方から電気的に絶縁されているため、洗浄及び乾燥を行うことができることがわかる。
【００９７】
図示した実施例において、塗布機１１０８は、塗布機１１０８の噴霧装置１１４１と流体をやり取りする第１注入路１１３９及び第２注入路１１４０を有する回転式ベル型塗布機である。注入路１１３９、１１４０のそれぞれは、互いに他方から独立し、分離されており、互いに電気的に絶縁されている。
【００９８】
塗布機１１０８は、複数の制御バルブ１１４３、１１４４、１１４５、１１４６、１１４７、１１４８を備えている塗布機マニホールド１１４２をさらに有する。各バルブ（pIW1、pIW2）１１４３、１１４４は、塗布機１１０８に洗浄用の流体を送る。バルブ（pPE1）１１４５は、塗料配管１１３２から、バルブ１１４３とバルブ１１４７との間の流路への塗料の流れを選択的に制御する。バルブ（pPE1）１１４６は、塗料配管１１３８から、バルブ１１４４とバルブ１１４８との間の流路への塗料の流れを選択的に制御する。バルブ（pTRIG1、pTRIG2）１１４７、１１４８は、塗料配管１１３２、１１３８のそれぞれから塗布機１１０８の噴霧装置１１４１への塗料の流れを制御するための注入路１１３９、１１４０と流体をやり取りするトリガバルブである。
【００９９】
図示した実施例において、真空生成手段１１１０は、ベンチュリ型真空生成装置である。しかしながら、真空生成手段１１１０は、真空を生成する従来の装置のいずれでもよい。真空生成手段１１１０は、キャニスタ１１２８、１１３４のそれぞれの内部と流体をやり取りする。真空生成手段１１１０は、真空バルブ（pVAC）１１４９を介して色切替機の主配管と流体をやり取りするが、この例には限定されない。
【０１００】
図示した実施例において、供給された圧縮空気１１５０及び供給された絶縁溶剤１１５２は、種々の操作手順を実行するために塗装装置１１００でやり取りされる。特に、供給された圧縮空気１１５０は、主配管１１１６と連通しているバルブ（pCC）１１５４を通る。空気は、また、複数の主洗浄バルブ（pWASH1、pWASH2、pWASH3）１１５５、１１５６、１１５７を通って分配される。供給された絶縁溶剤１１５２は、主溶剤バルブ（pSOL、pSOL2）１１５８、１１５９のペアのうちの少なくとも一方を通る。溶剤バルブ１１５８は、塗装装置１１００を通って種々の経路へ溶剤を分配するために、主洗浄バルブ１１５５、１１５６、１１５７のそれぞれと流体をやり取りする。溶剤バルブ１１５９は、溶剤を押し出すために、主配管１１１６と流体をやり取りする。主洗浄バルブ１１５５、１１５６、１１５７は、第１キャニスタマニホールド１１０４、第２キャニスタマニホールド１１０６及び塗布機１１０８のうちの少なくとも１つへの、圧縮空気及び洗浄用溶剤のうちの少なくとも１つの選択的制御を行うが、この例には限定されない。
【０１０１】
図２１及び２２は、塗装装置１１００を用いて実行された種々の操作手順に関する複数のバルブ構成を示し、「○」は、関連するバルブが開いていることを示す。ステップ１〜２に示すように、塗装作業に備えて塗装装置１１００の第１キャニスタ１１２８を充填するために、真空生成手段１１１０によってキャニスタに真空が生成されるが、この例には限定されない。具体的には、真空バルブ１１４９、第１キャニスタ塗料バルブ１１１８、第１キャニスタバルブ１１２９及びバルブ１１４５を開く。トリガバルブ１０４７及びバルブ１１４３を閉じる。その後、真空生成手段１１１０は、第１キャニスタ１１２８内に摺動自在に設置されたピストン１１６０が第１キャニスタマニホールド１１０４に向かって引かれるため、第１キャニスタ１１２８から空気が抜かれ、第１キャニスタ１１２８内に真空を生成する。第１キャニスタ１１２８から空気が除去されると同時に、カラーバルブ１１１２のうちの所望の１つが開けられ、バルク塗料供給装置から、関連する塗料配管１１１４、所望のカラーバルブ１１１２、色切替機１１０２の主配管１１１６、絶縁配管１１２０、及びキャニスタマニホールド１１０４を通って、第１キャニスタ１１２８へ塗料が流される。
【０１０２】
充填作業後、第１キャニスタ１１２８は帯電され、塗装作業が実施される（例えば、図６〜９参照）。図１０及び１１に示すように、塗装作業が完了した後、第１注入路１１３９を洗浄するために、溶剤と空気の混合物が流される。図１２及び１３に示すように、塗装作業後に塗装装置１１００の第１キャニスタ１１２８を洗浄するために、溶剤と空気の混合物がキャニスタマニホールド１１０４を介して第１キャニスタ１１２８に流される。特に、溶剤及び空気の混合物は、主配管１１１６から、絶縁配管１１２０、第１キャニスタ１１２８、第２廃棄物バルブ１０２０、廃棄物用配管１１２２を通って廃棄物処理装置１１２４へ流される。
【０１０３】
第１注入路１１３９及び第２注入路１１４０を有する塗装装置１１００は、塗布機１１０８内に先端部絶縁手段を提供する。特に、第１注入路１１３９及び第２注入路１１４０のうちの１つは、導電性コーティングがされており、第１注入路１１３９及び第２注入路１１４０のうちの他方は、清浄かつ乾燥しているか、非導電性溶剤または絶縁物質で満たされている。塗布機１１０８には高電圧を印加することが可能であり、液体で満たされた方が帯電し、他方は電圧ブロックを形成する。電圧ブロックは、キャニスタ１１２８、１１３４のうちの１つが、第１注入路１１３９及び第２注入路１１４０のうちの絶縁された１つと流体をやり取りするのを許容し、同一色で再充填するか、洗浄し新しい色で充填することができる。塗料配管１１３２、１１３８は充填された状態を維持することができるため、再充填の時間及び塗料の無駄を削減することができることがわかる。さらに、塗装装置１１００は、色切替時間も最小化することがわかる。
【０１０４】
上述の議論は、単に、本発明の例示的実施態様を開示し記載したものである。
当該技術分野の当業者は、その議論、添付の図面、及び添付の請求項から、添付の請求項に定義した本発明の思想と範囲を超えずに、種々の変更、変形態様、及びバリエーションを実施することができることを容易に理解するであろう。
【０１０５】
本願は、２００９年８月８日に出願された米国仮出願第６１／１６７，６１４号の優先権の利益を主張するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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