(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を噴霧する回転霧化頭に接続されエアの供給により回転するエアモータと、該エアモータの回転数を検出する回転数検出器と、前記エアモータにエアを供給するためエアを吐出するエア源と、該エア源から供給されたエア圧を入力された電気量に応じて調整する電空変換器と、前記回転数検出器による検出回転数が入力されることにより、この検出回転数と予め設定された目標回転数との回転数差を減少させるように該電空変換器に出力する電気量を制御し前記エア圧をフィードバック制御する制御装置とからなる回転霧化頭型塗装装置において、
前記制御装置は、前記回転数検出器から入力される検出回転数が所定の低回転数まで異常低下したときに、前記電空変換器から流出するエア圧を前記エアモータの最高回転数よりも低い回復回転数となる回復エア圧に設定する異常時エア圧設定手段と、
該異常時エア圧設定手段によって前記回復エア圧を出力してから一定時間の経過後に前記回転数検出器から出力される検出回転数が所定の低回転数よりも高くなり検出回転数が回復したか否かを判定する回転回復判定手段と、
該回転回復判定手段によって前記検出回転数が所定の低回転数から回復して高くなったと判定したときには、前記検出回転数と目標回転数との回転数差を減少させるフィードバック制御を再開する制御再開手段と、
前記回転回復判定手段によって前記検出回転数が所定の低回転数から回復しないと判定したときには、エアの供給を遮断して前記エアモータを停止させるエアモータ停止手段とによって構成したことを特徴とする回転霧化頭型塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の車体等の被塗物を塗装するのに用いて好適な回転霧化頭型塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車の車体等の被塗物を塗装する塗装装置としては、回転霧化頭型塗装装置が広く知られている。そこで、このような従来技術による回転霧化頭型塗装装置について図５ないし図８を用いて説明する。
【０００３】
１はアース電位にある被塗物（図示せず）に向けて塗料を噴霧する塗装機で、該塗装機は、後述するカバー２、エアモータ３、回転霧化頭４等によって構成されている。
【０００４】
２はエアモータ３、高電圧発生器７等を覆うように設けられた円筒状のカバーで、該カバー２は、その内周側にエアモータ３を収容するモータ収容空間２Ａが形成されている。
【０００５】
３はカバー２のモータ収容空間２Ａ内に収容されたエアモータで、該エアモータ３は、モータハウジング３Ａと、該モータハウジング３Ａ内に静圧エア軸受３Ｂを介して回転可能に支持された中空の回転軸３Ｃと、該回転軸３Ｃの基端側に固定されたエアタービン３Ｄとによって構成されている。そして、エアモータ３は、エア供給通路３Ｅを通じてエアタービン３Ｄにエアを供給することにより、回転軸３Ｃと回転霧化頭４を、例えば３０００〜１０００００ｒｐｍで高速回転させる。
【０００６】
４はエアモータ３の回転軸３Ｃ先端側に取付けられた回転霧化頭で、該回転霧化頭４は、例えば金属材料または導電性の樹脂材料によって形成され、エアモータ３によって高速回転された状態で後述のフィードチューブ６を通じて塗料を供給することにより、その塗料を遠心力によって周縁から噴霧する。
【０００７】
５は回転霧化頭４を囲繞するようにカバー２の先端側に設けられたシェーピングエアリングで、該シェーピングエアリング５には、シェーピングエアを回転霧化頭４から噴霧される塗料に向けて噴出する複数個のエア吐出孔５Ａが穿設されている。
【０００８】
６は回転軸３Ｃ内に挿通して設けられたフィードチューブで、該フィードチューブ６の先端側は、回転軸３Ｃの先端から突出して回転霧化頭４内に延在している。そして、フィードチューブ６内には、塗料通路６Ａとシンナ通路６Ｂが設けられている。これにより、フィードチューブ６は、回転霧化頭４に塗料、洗浄流体としてのシンナ等を供給する。
【０００９】
７はカバー２の基端側に内臓された高電圧発生器で、該高電圧発生器７は、複数のコンデンサ、ダイオード（いずれも図示せず）からなる多段式整流回路（所謂、コッククロフト回路）によって構成され、例えば−３０〜−１２０ｋＶの高電圧を発生する。そして、高電圧発生器７は、エアモータ３、回転霧化頭４を通じて塗料に直接的に高電圧を帯電させている。
【００１０】
８はエアモータ３の回転数を検出する回転数検出器で、該回転数検出器８は、例えばガラス材料や合成樹脂材料のファイバによって形成された光ファイバケーブル８Ａと、該光ファイバケーブル８Ａに接続された光電変換器８Ｂとによって構成されている。また、光ファイバケーブル８Ａは、その基端側が光電変換器８Ｂに接続されると共に、先端側がエアモータ３のエアタービン３Ｄ近傍に伸長している。
【００１１】
そして、光電変換器８Ｂは、光ファイバケーブル８Ａを通じてエアモータ３のエアタービン３Ｄに光を投光すると共に、この光はエアタービン３Ｄの端面（背面）によって反射する。このとき、エアタービン３Ｄは、円形をなす背面のうち例えば半円形部分を反射面とし、残余の半円形部分を非反射面となるように形成されている。これにより、エアタービン３Ｄからの反射光は、エアモータ３が１回転する毎に１回だけパルス状の信号として光電変換器８Ｂによって受光されるから、光電変換器８Ｂは、エアモータ３の回転数に応じた電気パルス信号を出力する。
【００１２】
９はエアモータ３にエアを供給するエア源で、該エア源９は、後述の電空変換器１０を通じてエアモータ３のエアタービン３Ｄに高圧のエアを供給し、エアモータ３を高速回転させる。
【００１３】
１０はエア源９から供給されたエア圧を後述する回転コントローラ１１から入力された電気量としての電流に応じて調整する電空変換器で、該電空変換器１０は後述する回転コントローラ１１に接続され、該回転コントローラ１１から例えば４〜２０ｍＡ程度となる入力電流値ｉの電流が入力される。これにより、電空変換器１０は、入力電流値ｉに応じてエアモータ３に供給するエア圧を設定している。なお、電空変換器１０に入力される電気量は、電流に限らず電圧、抵抗等であってもよい。
【００１４】
１１はエアモータ３の回転数に応じてエアモータ３に供給するエア圧を制御する制御装置としての回転コントローラで、該回転コントローラ１１は、コントロールユニット１２と、該コントロールユニット１２から出力されるデジタル信号をアナログ信号の入力電流値ｉに変換するＤ／Ａ変換器１３とによって構成されている。そして、コントロールユニット１２は記憶部１２Ａを有し、該記憶部１２Ａには後述する図７に示す回転数制御処理のプログラム等が格納されている。
【００１５】
また、コントロールユニット１２は、回転数検出器８、主制御盤１４に接続されると共に、Ｄ／Ａ変換器１３を介して電空変換器１０に接続されている。そして、回転コントローラ１１は、記憶部１２Ａに格納されたプログラムに基づいて、主制御盤１４によって設定された目標回転数Ｎ0と回転数検出器８によって検出された検出回転数Ｎ1とを比較し、これらが一致するように電空変換器１０の入力電流値ｉを増減させる。これにより、回転コントローラ１１は、エアモータ３に供給するエア圧、即ち回転数をフィードバック制御している。
【００１６】
従来技術による回転霧化頭型塗装装置は上述のような構成を有するもので、次に回転コントローラ１１によるエアモータ３の回転数制御処理について図７を参照しつつ説明する。
【００１７】
まず、ステップ１では、主制御盤１４から目標回転数Ｎ0を読込み、ステップ２では、回転数検出器８から検出回転数Ｎ1を読込む。
【００１８】
次に、ステップ３では、検出回転数Ｎ1が例えば６００００ｒｐｍ程度の最高回転数Ｎmaxを超えているか否かを判定する。そして、ステップ３で「ＹＥＳ」と判定したときには、エアモータ３は最高回転数Ｎmaxを超えて回転駆動しているから、後述するステップ１０に移ってエアモータ３へのエアの供給を遮断してエアモータ３を停止させるエアモータ停止処理を行い、ステップ１１に移って処理を終了する。
【００１９】
一方、ステップ３で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ４に移って目標回転数Ｎ0と検出回転数Ｎ1との回転数差ΔＮを演算する。
【００２０】
次に、ステップ５では、回転数差ΔＮの絶対値が目標回転数Ｎ0の５％の範囲（０．０５×Ｎ0）内か否かを判定する。そして、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定したときには、検出回転数Ｎ1は目標回転数Ｎ0と略一致しているから、ステップ６に移って後述するエアモータ停止処理用のタイマ（ステップ８参照）をリセットすると共に、エアモータ３に供給するエア圧はそのままの状態を保持し、ステップ１以降の処理を繰返す。
【００２１】
一方、ステップ５で「ＮＯ」と判定したときには、検出回転数Ｎ1は目標回転数Ｎ0と異なる値となっているから、ステップ７に移って電空変換器１０の入力電流値ｉを増減させ、エアモータ３に供給するエア圧を変化（増減）させると共に、ステップ１に移って回転数差ΔＮに基づくフィードバック制御を繰返す。
【００２２】
また、ステップ５で「ＮＯ」と判定したときには、回転数差ΔＮに基づくフィードバック制御と並行してステップ８に移ってエアモータ停止処理用のタイマをカウントすると共に、ステップ９に移ってタイマのカウント開始から１０秒間が経過したか否かを判定する。
【００２３】
そして、ステップ９で「ＮＯ」と判定したときには、回転数差ΔＮの絶対値が目標回転数Ｎ0の５％の範囲内から逸脱しても、この状態で経過した時間が１０秒間に達していないから、ステップ１に戻ってフィードバック制御を継続する。
【００２４】
一方、ステップ９で「ＹＥＳ」と判定したときには、回転数差ΔＮの絶対値が目標回転数Ｎ0の５％の範囲内から逸脱し、この状態が１０秒間に亘って継続しているから、ステップ１０に移ってエアモータ３の回転を停止させるエアモータ停止処理を行う。
【００２５】
具体的には、回転コントローラ１１は異常信号を主制御盤１４に向けて出力し、主制御盤１４は、この異常信号を受けて回転コントローラ１１に目標回転数Ｎ0として０ｒｐｍを設定する。これにより、回転コントローラ１１は、エアモータ３へのエアの供給を停止させるために、電空変換器１０に最低の入力電流値ｉとして例えば４ｍＡ程度の電流を入力する。この結果、電空変換器１０は、エアモータ３に供給されるエア圧を０Ｐａに設定してエア圧の供給を遮断し、エアモータ３を停止させる。最後に、回転コントローラ１１は、ステップ１１に移って全ての処理を終了する。
【００２６】
従来技術による回転霧化頭型塗装装置は、上述のような構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００２７】
塗装機１は、エアモータ３によって回転霧化頭４を高速回転させ、この状態でフィードチューブ６を通じて回転霧化頭４に塗料を供給する。これにより、塗装機１は、回転霧化頭４が回転するときの遠心力によって塗料を微粒化して噴霧すると共に、シェーピングエアリング５を通じてシェーピングエアを供給することによって噴霧パターンを制御しつつ塗料粒子を被塗物に塗着させる。
【００２８】
また、回転霧化頭型塗装装置は、回転コントローラ１１が主制御盤１４による目標回転数Ｎ0に従ってエアモータ３をフィードバック制御し、エアモータ３を目標回転数Ｎ0に対し、例えば±５％の許容範囲内の回転数で回転駆動させる。
【００２９】
一方、エアモータ３の回転数がこの許容範囲から逸脱したときには、回転コントローラ１１は、目標回転数Ｎ0に対する増減の割合に応じて、電空変換器１０の入力電流値ｉを変化させる。これにより、回転コントローラ１１は、エアモータ３の回転数（検出回転数Ｎ1）を目標回転数Ｎ0に一致させるようにしている。
【００３０】
しかし、電空変換器１０の入力電流値ｉを変化させても、エアモータ３の回転数を目標回転数Ｎ0の許容範囲内に保持できない場合がある。このような場合には、回転コントローラ１１は、図７のステップ１０に示すようにエアモータ停止処理を行い、エアモータ３の回転を停止させている。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による回転霧化頭型塗装装置では、例えば光ファイバケーブル８Ａの断線、劣化等によって回転数検出器８に所定のパルス状の反射光が受光できない場合には、図８に示すように回転数検出器８はエアモータ３の実際の回転数である実回転数Ｎsよりも低い値となる検出回転数Ｎ1（例えばＮ1＝０ｒｐｍ）を回転コントローラ１１に向けて出力する。そして、回転コントローラ１１は、エアモータ３の実回転数Ｎsが目標回転数Ｎ0の許容範囲から逸脱しているものと誤って判定し、エアモータ３に供給するエア圧を上昇させる。このとき、例えば２００００ｒｐｍ程度の目標回転数Ｎ0と０ｒｐｍ程度の検出回転数Ｎ1との回転数差ΔＮは非常に大きくなるから、回転コントローラ１１は、電空変換器１０を通じて最大圧力のエアをエアモータ３に供給する。これにより、エアモータ３には必要以上に高いエア圧が供給されるから、エアモータ３は、最高回転数Ｎmax以上の実回転数Ｎsで回転駆動することとなる。この結果、静圧エア軸受３Ｂの軸受力に抗して、エアモータ３のエアタービン３Ｄは回転バランスを失い、例えば静圧エア軸受３Ｂと回転軸３Ｃとが接触して損傷するという問題がある。
【００３２】
また、上述の従来技術による回転霧化頭型塗装装置では、塗装中に、回転霧化頭４に供給される塗料は、被塗物の形状やその他の条件に応じて、その吐出量を増減したり、その塗料の供給を一時的に停止したりしている。このようなときには、回転霧化頭４に対する負荷が急激に変化するから、エアモータ３の回転数は一時的に目標回転数Ｎ0の許容範囲（|ΔＮ|≦０．０５×Ｎ0）から容易に逸脱することになる。また、色替洗浄から塗装動作に移行する場合、塗装動作から色替洗浄に移行する場合等にも、目標回転数Ｎ0が急激に変化するから、エアモータ３の回転数が目標回転数Ｎ0の許容範囲から容易に逸脱することがある。
【００３３】
このようにエアモータ３の回転数が目標回転数Ｎ0の許容範囲から逸脱したときには、回転コントローラ１１によるフィードバック制御が作用し、エアモータ３の回転数を目標回転数Ｎ0に一致させるようにしている。しかし、目標回転数Ｎ0とエアモータ３の回転数との回転数差ΔＮが大きい場合には、エアモータ３に供給するエア圧を変動させても、エアモータ３の反応が遅れる。このため、エアモータ３の回転数が直ぐに目標回転数Ｎ0の許容範囲内に変化することはなく、一定時間Ｔ0の経過が必要となる。
【００３４】
そこで、このようなエアモータ３の応答の遅れに対処するため、回転コントローラ１１は、電空変換器１０の入力電流値ｉを変化させたときには、図７中のステップ８，９に示すように一定時間Ｔ0（例えば１０秒間）経過後のエアモータ３の回転数を検出し、目標回転数Ｎ0と比較するタイマ遅延検出機能を有している。
【００３５】
しかし、従来技術による回転霧化頭型塗装装置では、このようなタイマ遅延検出機能を有しているために以下に示す問題がある。
【００３６】
例えば、光ファイバケーブル８Ａは経時変化によって光の透過性能が徐々に低下する場合がある。また、レシプロケータ、塗装ロボット等の動作マシーンに搭載される塗装機においては、これらの動作マシーンの動きによって光ファイバケーブル８Ａが断続的に伸張したり、撓んだりして屈曲する。そして、この屈曲部では、光ファイバケーブル８Ａ内の光の伝搬が断続的に滞る場合がある。このような場合には、回転数検出器８は、エアモータ３の実回転数Ｎsと異なる低い検出回転数Ｎ1を出力するから、回転コントローラ１１は、このような誤った検出回転数Ｎ1に基づいて前述と同様にエアモータ３の実回転数Ｎsを大幅に上昇させる。
【００３７】
しかし、光ファイバケーブル８Ａは完全に劣化している訳ではないから、動作マシーンの動き等によって光の透過性能が再び正常に復帰する場合がある。この場合でも、正常に復帰するまでの間に、エアモータ３の実回転数Ｎsが最高回転数Ｎmaxを超えることがあるから、回転コントローラ１１はエアモータ３を停止させるためにエアモータ停止処理を行う。この結果、回転霧化頭４は急激に実回転数Ｎsが低下し、回転霧化頭４に供給される塗料への遠心力が低下するから、回転霧化頭４から噴霧される塗料粒子の径は極端に大きくなって所望の塗料粒子が得られなくなる。このため、この大きな塗料粒子で塗装された被塗物は所望の塗装品質が得られず、塗装不良を生じる。
【００３８】
そして、自動車車体のような大型の被塗物では、塗装不良が発生しても、一旦乾燥炉を通過させ、塗膜を硬化させた後に、硬化塗膜の研磨を施す必要がある。特に、非常に大きな塗料粒子の付着による硬化塗膜は、通常の塗料粒子による硬化塗膜の研磨と異なり、容易に研磨できず、重労働となって塗装コストが大幅に増大するという問題がある。
【００３９】
また、エアモータ３の機械的な不具合によってエアモータ３が停止した場合でも、回転コントローラ１１は、１０秒間に亘ってエアモータ３に最大圧力のエアを供給する。この結果、エアモータ３の損傷の度合いをさらに増大させることがあり、エアモータ３の修理が不能となる虞がある。
【００４０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、回転数検出器から極端に低い検出回転数が出力された場合でも、エアモータを最高回転数内で回転させ、エアモータの損傷、塗装不良の発生を防止することにある。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、塗料を噴霧する回転霧化頭に接続されエアの供給により回転するエアモータと、該エアモータの回転数を検出する回転数検出器と、前記エアモータにエアを供給するためエアを吐出するエア源と、該エア源から供給されたエア圧を入力された電気量に応じて調整する電空変換器と、前記回転数検出器による検出回転数が入力されることにより、この検出回転数と予め設定された目標回転数との回転数差を減少させるように該電空変換器に出力する電気量を制御し前記エア圧をフィードバック制御する制御装置とからなる回転霧化頭型塗装装置に適用される。
【００４２】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、制御装置を、前記回転数検出器から入力される検出回転数が所定の低回転数まで異常低下したときに、前記電空変換器から流出するエア圧を前記エアモータの最高回転数よりも低い回復回転数となる回復エア圧に設定する異常時エア圧設定手段と、該異常時エア圧設定手段によって前記回復エア圧を出力してから一定時間の経過後に前記回転数検出器から出力される検出回転数が所定の低回転数よりも高くなり検出回転数が回復したか否かを判定する回転回復判定手段と、該回転回復判定手段によって前記検出回転数が所定の低回転数から回復して高くなったと判定したときには、前記検出回転数と目標回転数との回転数差を減少させるフィードバック制御を再開する制御再開手段と、前記回転回復判定手段によって前記検出回転数が所定の低回転数から回復しないと判定したときには、エアの供給を遮断して前記エアモータを停止させるエアモータ停止手段とによって構成したことにある。
【００４３】
このように構成したことにより、異常時エア圧設定手段は、検出回転数が所定の低回転数まで異常低下したときには、エアモータの最高回転数よりも低い回転数を与える回復エア圧をエアモータに供給する。これにより、エアモータは最高回転数よりも低い回転数で回転駆動する。次に、回転回復判定手段は、回復エア圧を出力してから一定時間の経過後に検出回転数が低回転数よりも高くなったか否かを判定する。そして、制御再開手段は、回転回復判定手段によって検出回転数が低回転数から回復して高くなったと判定したときに、回転数検出器が正常に作動しているものと判断し、検出回転数に基づいてエアモータのフィードバック制御を行う。一方、エアモータ停止手段は、回転回復判定手段によって検出回転数が低回転数から回復しないと判定したときには、回転数検出器に異常が生じているものと判断し、エアモータを停止させる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による回転霧化頭型塗装装置を図１ないし図４に従って詳述する。なお、本実施の形態では前述した従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４５】
図において、２１はエアモータ３の回転数に応じてエアモータ３に供給するエア圧を制御する制御装置としての回転コントローラで、該回転コントローラ２１は、従来技術による回転コントローラ１１と同様にコントロールユニット２２と、Ｄ／Ａ変換器２３とによって構成されている。そして、コントロールユニット２２は記憶部２２Ａを有し、該記憶部２２Ａには、従来技術に係るプログラムとは異なって後述する図２に示す回転数制御処理のプログラム、低回転数Ｎmin、回復電流値ｉA等が格納されている。
【００４６】
ここで、低回転数Ｎminは、光ファイバケーブル８Ａ等の不具合によって回転数検出器８から出力される検出回転数Ｎ1が異常低下したことを判別する値として例えば５００ｒｐｍ程度に設定されている。また、回復電流値ｉAは、エアモータ３の例えば６００００ｒｐｍ程度の最高回転数Ｎmaxよりも低く低回転数Ｎminよりも高い回転数でエアモータ３を回転駆動するために、電空変換器１０から回復エア圧ＰAを供給させる電流値として例えば１０ｍＡに設定されている。
【００４７】
また、コントロールユニット２２は、回転数検出器８、主制御盤１４に接続されると共に、Ｄ／Ａ変換器２３を介して電空変換器１０に接続されている。そして、回転コントローラ２１は、記憶部２２Ａに格納されたプログラムに基づいて、主制御盤１４によって設定された目標回転数Ｎ0と回転数検出器８によって検出された検出回転数Ｎ1とを比較し、これらが一致するように電空変換器１０の入力電流値ｉを増減させる。これにより、回転コントローラ２１は、エアモータ３に供給するエア圧をフィードバック制御している。
【００４８】
本実施の形態による回転霧化頭型塗装装置は上述のような構成を有するもので、次に回転コントローラ２１による回転数制御処理について図２を参照しつつ説明する。
【００４９】
まず、ステップ２１では、主制御盤１４から目標回転数Ｎ0を読込み、ステップ２２では、回転数検出器８から検出回転数Ｎ1を読込む。
【００５０】
次に、ステップ２３では、検出回転数Ｎ1が最高回転数Ｎmaxを超えているか否かを判定する。そして、ステップ２３で「ＹＥＳ」と判定したときには、後述するステップ３１に移って従来技術によるステップ１０と同様にエアモータ３を停止させるエアモータ停止処理を行い、ステップ３２に移って処理を終了する。
【００５１】
一方、ステップ２３で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ２４に移って目標回転数Ｎ0と検出回転数Ｎ1との回転数差ΔＮを演算する。
【００５２】
次に、ステップ２５では、回転数差ΔＮの絶対値が目標回転数Ｎ0の５％の範囲（０．０５×Ｎ0）内か否かを判定する。そして、ステップ２５で「ＹＥＳ」と判定したときには、検出回転数Ｎ1は目標回転数Ｎ0と略一致しているから、ステップ２６に移って後述するエアモータ停止処理用のタイマ（ステップ２９参照）をリセットすると共に、エアモータ３に供給するエア圧はそのままの状態を保持し、ステップ２１以降の処理を繰返す。
【００５３】
一方、ステップ２５で「ＮＯ」と判定したときには、検出回転数Ｎ1は目標回転数Ｎ0と異なる値となっているから、ステップ２７に移って検出回転数Ｎ1が所定の低回転数Ｎminとして例えば５００ｒｐｍよりも低下しているか否かを判定する。
【００５４】
そして、ステップ２７で「ＮＯ」と判定したときには、回転数検出器８は正常に動作しているから、ステップ２８に移って電空変換器１０の入力電流値ｉを増減させ、エアモータ３に供給するエア圧を変化（増減）させると共に、ステップ２１に移って回転数差ΔＮに基づくフィードバック制御を繰返す。
【００５５】
また、ステップ２７で「ＮＯ」と判定したときには、回転数差ΔＮに基づくフィードバック制御と並行してステップ２９に移ってエアモータ停止処理用のタイマをカウントすると共に、ステップ３０に移ってタイマのカウント開始から１０秒間が経過したか否かを判定する。
【００５６】
そして、ステップ３０で「ＮＯ」と判定したときには、回転数差ΔＮの絶対値が目標回転数Ｎ0の５％の範囲内から逸脱しても、この状態で経過した時間が１０秒間に達していないから、ステップ２１に戻ってフィードバック制御を継続する。
【００５７】
一方、ステップ３０で「ＹＥＳ」と判定したときには、回転数差ΔＮの絶対値が目標回転数Ｎ0の５％の範囲内から逸脱し、この状態が１０秒間に亘って継続しているから、ステップ３１に移ってエアモータ３の回転を停止させるエアモータ停止処理を行い、ステップ３２に移って処理を終了する。
【００５８】
一方、ステップ２７で「ＹＥＳ」と判定したときには、検出回転数Ｎ1が低回転数Ｎminよりも低い値になっているから、ステップ３３に移って電空変換器１０の入力電流値ｉを予め決められた回復電流値ｉAに設定し、エアモータ３に回復電流値ｉAに対応した回復エア圧ＰAを供給する。ここで、回復エア圧ＰAは、回転霧化頭４のエアモータ３が低回転数Ｎminで回転駆動するためのエア圧よりも高く、最高回転数Ｎmaxで回転駆動するためのエア圧よりも低い値に設定されている。
【００５９】
そして、ステップ３４では、変化後のエア圧（回復エア圧ＰA）を保持した状態で一定時間Ｔ0として例えば１０秒間が経過したか否かを判定する。
【００６０】
そして、ステップ３４で「ＮＯ」と判定したときには、回復エア圧ＰAを供給してから１０秒間が経過していないから、ステップ２１に戻ると共に、回復エア圧ＰAの供給を継続する。
【００６１】
一方、ステップ３４で「ＹＥＳ」と判定したときには、回復エア圧ＰAを供給してから１０秒間が経過したから、ステップ３５に移って検出回転数Ｎ1を読込み、ステップ３６で検出回転数Ｎ1が低回転数Ｎminよりも高くなり検出回転数Ｎ1が回復したか否かを判定する。そして、ステップ３６で「ＹＥＳ」と判定したときには、回転数検出器８は正常に作動しているから、ステップ２１以降の処理を繰返し、検出回転数Ｎ1と目標回転数Ｎ0との回転数差ΔＮを減少させるフィードバック制御を再開する。
【００６２】
一方、ステップ３６で「ＮＯ」と判定したときには、光ファイバケーブル８Ａ等に異常が発生し、検出回転数Ｎ1が低回転数Ｎminから回復しないから、ステップ３１に移ってエアモータ停止処理を行い、ステップ３２に移って処理を終了する。
【００６３】
本実施の形態による回転霧化頭型塗装装置は上述のような構成を有するもので、次にそのエアモータ３の作動について図３および図４を参照しつつ説明する。なお、塗装機１による塗装動作については、従来技術によるものと何ら変わるところはない。
【００６４】
まず、回転霧化頭型塗装装置は、回転コントローラ２１が主制御盤１４によって例えば２００００ｒｐｍに設定された目標回転数Ｎ0に従ってエアモータ３をフィードバック制御し、エアモータ３を目標回転数Ｎ0に対し、例えば±５％の許容範囲内の回転数で回転駆動させる。
【００６５】
また、エアモータ３の回転数（検出回転数Ｎ1）がこの許容範囲から逸脱したときには、回転コントローラ２１は、目標回転数Ｎ0に対する増減の割合に応じて、電空変換器１０の入力電流値ｉを変化させる。これにより、回転コントローラ２１は、エアモータ３の回転数を目標回転数Ｎ0に一致させるようにしている。
【００６６】
ここで、光ファイバケーブル８Ａの断線、劣化等によって回転数検出器８から例えば０ｒｐｍ程度の検出回転数Ｎ1が出力された場合には、回転コントローラ２１は、エアモータ３の実回転数Ｎsが目標回転数Ｎ0の許容範囲から逸脱しているものと誤って判定し、エアモータ３に供給するエア圧を上昇させる。このとき、検出回転数Ｎ1は低回転数Ｎminよりも低い値となるから、回転コントローラ２１は、電空変換器１０から低回転数Ｎminによるエア圧と最高回転数Ｎmaxによるエア圧との間となる回復エア圧ＰAをエアモータ３に供給するために、電空変換器１０の入力電流値ｉを回復エア圧ＰAに対応した回復電流値ｉAとして例えば１０ｍＡに設定する。
【００６７】
これにより、エアモータ３の実回転数Ｎsは上昇するものの図３に示すように最高回転数Ｎmaxを超えることはない。そして、回転コントローラ２１は、従来技術と同様にタイマ遅延検出機能による一定時間Ｔ0として１０秒間が経過した後、検出回転数Ｎ1が低回転数Ｎminより高い値か否かを判定する。
【００６８】
この結果、光ファイバケーブル８Ａ等の不具合が一時的なものである場合には、図３に示すようにタイマ遅延検出機能による１０秒間が経過する間に、正常な検出回転数Ｎ1が出力される。この場合、検出回転数Ｎ1は低回転数Ｎminよりも高い値になるから、回転コントローラ２１は、目標回転数Ｎ0と検出回転数Ｎ1との回転数差ΔＮに応じてフィードバック制御を行い、エアモータ３の実回転数Ｎsを低下させる。この結果、エアモータ３を停止させることなく、塗装を継続することができる。
【００６９】
一方、光ファイバケーブル８Ａ等の不具合によって検出回転数Ｎ1が低回転数Ｎminより低い値を維持しているときには、検出回転数Ｎ1は正常な値ではなく、エアモータ３のフィードバック制御ができないから、図４に示すようにエアモータ３の回転を停止する。このとき、エアモータ３の実回転数Ｎsは最高回転数Ｎmaxよりも低いから、エアモータ３の停止処理を行っても塗料粒子の径が極端に大きくなることがなく、塗装不良を防ぐことができる。
【００７０】
かくして、本実施の形態による回転コントローラ２１は検出回転数Ｎ1が低回転数Ｎminまで異常低下しているか否かを判定し、異常低下しているときには回復エア圧ＰAをエアモータ３に供給するから、光ファイバケーブル８Ａ等に不具合が生じたときでも、従来技術のようにエアモータ３に過剰なエア圧を供給することがない。この結果、エアモータ３は最高回転数Ｎmaxを超えて回転駆動することがなく、正常なエアモータ３が光ファイバケーブル８Ａ等の不具合によって損傷することがなく、塗装装置の信頼性、耐久性を向上させることができる。
【００７１】
また、回転コントローラ２１は回復エア圧ＰAをエアモータ３に供給し、一定時間Ｔ0の経過後に検出回転数Ｎ1が低回転数Ｎminから回復して高くなった否かを判定し、高いときにはエアモータ３のフィードバック制御を行う構成としたから、一時的な検出回転数Ｎ1の異常によってエアモータ３の実回転数Ｎs（検出回転数Ｎ1）が最高回転数Ｎmaxを超えることがなく、エアモータ３を停止することなく継続して塗装を行うことができる。この結果、従来技術のように被塗物に塗装不良が生じることがなく、塗装コストを低減することができる。
【００７２】
さらに、検出回転数Ｎ1が回復せず、エアモータ３を停止させるときでも、エアモータ３の実回転数Ｎsは最高回転数Ｎmaxよりも低いから、塗料粒子の径が極端に大きくなることがなく、塗装不良を防止することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、ステップ２７,３３は異常時エア圧設定手段の具体例、ステップ３４〜３６は回転回復判定手段の具体例、ステップ２１〜２８が制御再開手段の具体例、ステップ３１はエアモータ停止手段の具体例をそれぞれ示している。
【００７４】
また、目標回転数Ｎ0、低回転数Ｎmin、一定時間Ｔ0、回復電流値ｉA等はエアモータ３、塗装条件等によって適宜設定されるものである。
【００７５】
さらに、前記各実施の形態では、回転霧化頭本体４を金属材料または導電性の樹脂材料によって形成し、該回転霧化頭４を介して直接的に塗料を高電圧に帯電させる直接帯電式の回転霧化頭型塗装装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば回転霧化頭型塗装装置のカバーの外周側に外部電極を設け、この外部電極によって回転霧化頭から噴霧された塗料を間接的に高電圧に帯電させる間接帯電式の回転霧化頭型塗装装置に適用してもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、制御装置を、異常時エア圧設定手段、回転回復判定手段、制御再開手段およびエアモータ停止手段によって構成したから、異常時エア圧設定手段によって検出回転数が低回転数まで異常低下したときには回復エア圧をエアモータに供給することができる。このため、回転数検出器に不具合が生じたときでも、従来技術のようにエアモータに過剰なエア圧を供給することがなく、エアモータの損傷を防ぎ、塗装装置の信頼性、耐久性を向上させることができる。
【００７７】
また、制御装置は回復エア圧を出力して一定時間が経過した後に検出回転数が低回転数よりも高くなり検出回転数が回復したか否かを判定し、高いときにはエアモータのフィードバック制御を行う構成としたから、一時的に検出回転数に異常が発生しても、エアモータを停止することなく継続して塗装を行うことができる。この結果、従来技術のように被塗物に塗装不良が生じることがなく、塗装コストを低減することができる。
【００７８】
さらに、エアモータ停止手段によってエアモータを停止させるときでも、エアモータの回転数が最高回転数よりも低い状態から停止させるから、塗料粒子が極端に大きくなることがなく、塗装不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による回転霧化頭型塗装装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】実施の形態の回転コントローラによるエアモータの回転数制御処理を示す流れ図である。
【図３】検出回転数が一時的に出力されない場合における入力電流値、エア圧、検出回転数、実回転数の時間変化を示す特性線図である。
【図４】検出回転数が継続的に出力されない場合における入力電流値、エア圧、検出回転数、実回転数の時間変化を示す特性線図である。
【図５】従来技術による回転霧化頭型塗装装置の全体構成を示す構成図である。
【図６】従来技術による塗装機を示す縦断面図である。
【図７】従来技術の回転コントローラによるエアモータの回転数制御処理を示す流れ図である。
【図８】検出回転数が出力されない場合における入力電流値、エア圧、検出回転数、実回転数の時間変化を示す特性線図である。
【符号の説明】
１  塗装機
３  エアモータ
４  回転霧化頭
８  回転数検出器
８Ａ  光ファイバケーブル
８Ｂ  光電変換器
９  エア源
１０  電空変換器
２１  回転コントローラ（制御装置）
【図１】
0003673173.tif 000002
【図２】
0003673173.tif 000003
【図３】
0003673173.tif 000004
【図４】
0003673173.tif 000005
【図５】
0003673173.tif 000006
【図６】
0003673173.tif 000007
【図７】
0003673173.tif 000008
【図８】
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