(57)【要約】  模擬塗装システム100は、ワーク40と、ワーク40に対して液体を吐出するノズル16を有する塗装機本体15と、塗装機本体15に液体として水50を供給する水供給装置2とを備えている。ワーク40は、少なくともその表面部分の一部または全部が、変色性物質を含む材料によって構成されており、変色性物質は、乾燥状態において第１の色を呈し、水濡れ状態において第一の色とは異なる色である第２の色を呈する。
2019103140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークと、
前記ワークに対して液体を吐出するノズルを有する塗装機本体と、
前記塗装機本体に前記液体として水を供給する水供給装置と、を備え、
前記ワークは、少なくともその表面部分の一部または全部が、変色性物質を含む材料によって構成されており、
前記変色性物質は、乾燥状態において第１の色を呈し、水濡れ状態において第一の色とは異なる色である第２の色を呈する、模擬塗装システム。
【請求項２】
前記ワークはその基体の表面の一部または全部が、変色塗料の塗膜によって皮膜されたものであり、
前記変色塗料の塗膜は前記変色性物質を含む材料によって構成されており、
前記変色塗料の塗膜は、乾燥状態において前記第１の色を呈し、水濡れ状態において前記第一の色とは異なる色である前記第２の色を呈する、請求項１記載の模擬塗装システム。
【請求項３】
前記ワークが、基体の表面に前記変色塗料を塗布することにより構成されている、請求項２記載の模擬塗装システム。
【請求項４】
前記ワークが、基体の表面に、前記変色塗料が塗布されたフィルムを、塗面が表側になるようにして貼り付けることにより構成されている、請求項２記載の模擬塗装システム。
【請求項５】
前記第一の色が非透明の色であり前記第二の色が無色透明である、請求項２乃至４のいずれか一の項に記載の模擬塗装システム。
【請求項６】
前記塗装機本体と前記ワークの一方または両方を移動させることにより、前記ワークに対して前記ノズルを相対的に変位させる移動装置を、さらに備える、請求項１乃至５のいずれか一の項に記載の模擬塗装システム。
【請求項７】
前記移動装置がマニピュレータであり、前記塗装機本体は前記マニピュレータの手首に取り付けられている、請求項６記載の模擬塗装システム。
【請求項８】
前記移動装置がマニピュレータであり、ワーク保持装置が前記マニピュレータの手首に取り付けられており、前記ワーク保持装置に前記ワークが保持される、請求項６記載の模擬塗装システム。
【請求項９】
前記移動装置が第一のマニピュレータと第二のマニピュレータによって構成されており、前記塗装機本体が前記第一のマニピュレータの手首に取り付けられており、ワーク保持装置が前記第二のマニピュレータの手首に取り付けられており、前記ワーク保持装置に前記ワークが保持される、請求項６記載の模擬塗装システム。
【請求項１０】
前記移動装置を制御する制御装置を備え、前記制御装置には、前記移動装置を自動的に動作させるための自動動作プログラムが格納されており、前記移動装置がこの自動動作プログラムに従って自動的に動作する、請求項６乃至９のいずれか一の項に記載の模擬塗装システム。
【請求項１１】
前記移動装置を制御する制御装置と、操作者の操作を入力して動作指令を生成する操作入力装置とを備え、前記制御装置は、前記操作入力装置からの動作指令を受信してその動作指令に対応するように前記移動装置を動作制御する、請求項６乃至９のいずれか一の項に記載の模擬塗装システム。
【請求項１２】
前記ワークの表面を乾燥させるための乾燥用空気を、前記ワークに対して噴きつける空気噴射装置をさらに備える、請求項１乃至１１のいずれか一の項に記載の模擬塗装システム。
【請求項１３】
前記乾燥用空気が、大気を加熱することによって生成された加熱空気である、請求項１２記載の模擬塗装システム。
【請求項１４】
前記乾燥用空気が、大気を除湿することによって生成された除湿空気である、請求項１２記載の模擬塗装システム。
【請求項１５】
少なくともその表面部分の一部または全部が、変色性物質を含む材料によって構成されたワークを準備する第１工程と、
液体を吐出するノズルを有する塗装機本体の前記ノズルから、前記ワークに対して前記液体として水を吐出する第２工程と、を備え、
前記変色性物質は、乾燥状態において第１の色を呈し、水濡れ状態において前記第一の色とは異なる色である第２の色を呈する、模擬塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装工程のデモンストレーションに用いることのできる模擬塗装システム、模擬塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装ガンなどの塗装装置を用いて塗料をワークに吹きつけて、ワークを塗装する作業がある。例えば特許文献１には、マニピュレータの手首に塗装装置を取り付け、自動車のボディに塗装を施す技術が開示されている。このような塗装作業は工場内部においてなされるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０６１５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、工場内部においてかかる作業を実施する場合とは異なり、塗装作業をデモンストレーションのために展示場のような場で実演するには種々の制約がある。例えば塗装作業を実演する場の周辺を塗料で汚すことはできない。また、塗料に含まれる有機溶剤を展示会場施設内に大量に放出することはできない。さらには実演を繰り返すためには、実演によって塗装されたワークを、未塗装の新しいワークに頻繁に取り替えなくてはならない。よって、展示場のような場において塗装作業を実演するのは非常に困難であるか、または実質的に不可能である。【０００５】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、展示場のように見学者が立ち会うような場においても、会場内の汚損などの問題を発生させることなく、かつ、繰り返すことが容易な、模擬塗装の実演を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明の一態様に係る模擬塗装システムは、
ワークと、
前記ワークに対して液体を吐出するノズルを有する塗装機本体と、
前記塗装機本体に前記液体として水を供給する水供給装置と、を備え、
前記ワークは、少なくともその表面部分の一部または全部が、変色性物質を含む材料によって構成されており、
前記変色性物質は、乾燥状態において第１の色を呈し、水濡れ状態において第一の色とは異なる色である第２の色を呈する。【０００７】
この模擬塗装システムによれば、ワーク表面の、ノズルから吐出される水で濡れた部分は色が変わる。よって、塗料を使ってワークに着色塗装を施す作業と、ほぼ同一に見える状態を実演して見学者に見せることができる。しかも、実演される場の周辺が塗料で汚されることがなく、また、一般の多くの塗料に含まれるような有機溶剤を周辺雰囲気に撒き散らすこともない。さらに、一度水に濡れて変色（模擬着色）したワークを空気などで乾燥させるとワークの色が元の色（第一の色）に戻るので、再度そのワークを次の実演に使用することができる。つまり、ワークの取替えが不要となる。【０００８】
ここで変色性物質とは、色のような光物性が外部からの刺激によって可逆的に変化する現象・性質を示す物質のことを言う。代表的な変色性物質としては、クロミック物質がある。変色作用を発現させるための外部刺激は各々の変色性物質毎に異なるが、水濡れや、それ以外にはたとえば熱、電気、圧力などがある。この発明における変色性物質は、乾燥状態と水濡れ状態とで異なる色を呈する物質である。【０００９】
ワークの全部が、変色性物質を含む樹脂で構成されていてもよいし、ワークの表面を構成する薄い層のみが、変色性物質を含む材料で構成されていてもよい。また、ワークの表面全体が変色性物質を含む材料で構成されていてもよいし、ワークの表面の一部のみが変色性物質を含む材料で構成されていてもよい。【００１０】
上記の模擬塗装システムにおいて、前記ワークはその基体の表面の一部または全部が、変色塗料の塗膜によって皮膜されたものであり、前記変色塗料の塗膜は前記変色性物質を含む材料によって構成されており、前記変色塗料の塗膜は、乾燥状態において前記第１の色を呈し、水濡れ状態において前記第一の色とは異なる色である前記第２の色を呈するように構成してもよい。【００１１】
この模擬塗装システムによれば、変色塗料ではない一般の塗料を使ってワークに着色塗装を施す作業と、ほぼ同一に見える状態を実演して見学者に見せることができる。【００１２】
ここで変色塗料とは、変色性物質を含んだ塗料のことである。よってその塗膜は、色のような光物性が外部からの刺激によって可逆的に変化する現象・性質を示す。この発明における変色塗料は、その塗膜が、乾燥状態と水濡れ状態とで異なる色を呈する塗料である。【００１３】
また、上記の模擬塗装システムにおいて、前記ワークは、基体の表面に変色塗料を塗布することにより構成されていてもよいし、基体の表面に、変色塗料が塗布されたフィルムを、塗面が表側になるようにして貼り付けることにより構成されていてもよい。そして、前記第一の色が非透明の色であり前記第二の色が無色透明であってもよい。【００１４】
上記の模擬塗装システムにおいて、前記塗装機本体と前記ワークの一方または両方を移動させることにより、前記ワークに対して前記ノズルを相対的に変位させる移動装置を、さらに備えるように構成してもよい。【００１５】
また、上記の模擬塗装システムにおいて、前記移動装置がマニピュレータであり、前記塗装機本体はこのマニピュレータの手首に取り付けられていてもよい。【００１６】
また、上記の模擬塗装システムにおいて、前記移動装置がマニピュレータであり、ワーク保持装置がこのマニピュレータの手首に取り付けられており、前記ワーク保持装置にワークが保持されるように構成してもよい。【００１７】
また、上記の模擬塗装システムにおいて、前記移動装置が第一のマニピュレータと第二のマニピュレータによって構成されており、前記塗装機本体が前記第一のマニピュレータの手首に取り付けられており、ワーク保持装置が前記第二のマニピュレータの手首に取り付けられており、前記ワーク保持装置にワークが保持されるように構成してもよい。【００１８】
また、上記の模擬塗装システムにおいて、前記移動装置を制御する制御装置を備え、前記制御装置には、前記移動装置を自動的に動作させるための自動動作プログラムが格納されており、前記移動装置がこの自動動作プログラムに従って自動的に動作するように構成してもよい。【００１９】
また、上記の模擬塗装システムにおいて、前記移動装置を制御する制御装置と、操作者の操作を入力して動作指令を生成する操作入力装置とを備え、前記制御装置は、前記操作入力装置からの動作指令を受信してその動作指令に対応するように前記移動装置を動作制御するように構成してもよい。【００２０】
また、上記の模擬塗装システムにおいて、前記ワークの表面を乾燥させるための乾燥用空気を、前記ワークに対して噴きつける空気噴射装置をさらに備えるように構成してもよい。そして、前記乾燥用空気は大気であってもよいし、大気を加熱することによって生成した加熱空気であってもよいし、大気を除湿することによって生成した除湿空気であってもよい。【００２１】
また前記課題を解決するために本発明の一態様に係る模擬塗装方法は、
少なくともその表面部分の一部または全部が、変色性物質を含む材料によって構成されたワークを準備する第１工程と、
液体を吐出するノズルを有する塗装機本体の前記ノズルから、前記ワークに対して前記液体として水を吐出する第２工程と、を備え、
前記変色性物質は、乾燥状態において第１の色を呈し、水濡れ状態において前記第一の色とは異なる色である第２の色を呈する。【００２２】
この模擬塗装方法によれば、ワーク表面の、ノズルから吐出される水で濡れた部分は色が変わる。よって、塗料を使ってワークに着色塗装を施してゆく作業と、ほぼ同一に見える状態を実演して見学者に見せることができる。しかも、実演される場の周辺が塗料で汚されることがなく、また、一般の多くの塗料に含まれるような有機溶剤を周辺雰囲気に撒き散らすこともない。さらに、一度水に濡れて変色（模擬着色）したワークを空気などで乾燥させるとワークの色が元の色（第一の色）に戻るので、再度そのワークを次の実演に使用することができる。つまり、ワークの取替えが不要となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、模擬塗装を実演する場を塗料や有機溶剤で汚損することなく、しかも繰り返し容易に、一般の塗料を使ってワークに着色塗装を施してゆく作業と、ほぼ同一に見える状態を実演して見学者に見せることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である模擬塗装システムを示す模式図である。
【図２】図２は、模擬塗装の施される種々のワークの構造を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である模擬塗装システムを示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態である模擬塗装システムを示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態である模擬塗装システムを示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態である模擬塗装方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は模擬塗装システム１００の構成図である。この模擬塗装システム１００は、塗装装置本体である塗装ガン１５と、ワーク４０を設置する設置部３０と、移動装置であるマニピュレータ１０と、ノズル１６から吐出される水５０を塗装ガン１５に供給する水供給装置２と、マニピュレータ１０の動作を制御する制御装置（ロボットコントローラ）１とを有する。
【００２７】
制御装置（ロボットコントローラ）１はプロセッサを備えており、格納されたプログラムや外部から入力される各種信号の解読・演算処理などをプロセッサで行い、マニピュレータ１０の動作制御、各種出力ポートからの信号出力などをつかさどる。
【００２８】
塗装ガン１５はマニピュレータ１０の手首１１に取り付けられている。ノズル１６は塗装ガン１５の先端部を構成しており、そこから水５０が吐出される。
【００２９】
塗装ガン１５は駆動装置５によって、ノズル１６からの水の吐出のＯＮ・ＯＦＦが制御され、また吐出量も制御される。そしてこの駆動装置５は制御装置１によって制御されるので、結果的に、塗装ガン１５は制御装置１によって駆動制御される。
【００３０】
模擬塗装を施されるワーク４０は、設置部たる設置台３０の上に設置されている。マニピュレータ１０が動作することにより、ノズル１６はこのワーク４０の表側表面４９の近傍を移動しつつ、その表側表面４９の全体に渡って水５０を吐出することができる。
【００３１】
ワーク４０は、図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のように、種々の構成をとりうる。
【００３２】
図２においては、上段に各ワーク４０の斜観図が、下段に各ワーク４０の断面図が示されている。なお図２においては、塗膜４２，４３やフィルム４４の厚みが、基体４１の厚みに対して誇張して大きく描かれている。
【００３３】
図２（Ａ）に示されるのは、樹脂製の基体４１の表側表面が変色塗料の塗膜４２で被覆された構成である。
【００３４】
ここでの変色塗料とは、その塗膜４２が乾燥状態にあるときと水濡れ状態にあるときとで、呈する色が異なるような塗料である。例えば、乾燥状態では非透明の白色であり、水濡れ状態では非透明の緑色である。また別の例では、乾燥状態では非透明の白色であり、水濡れ状態では無色透明である。
【００３５】
ここでは色の種類には透明のものもあり、非透明のものもある。透明緑色と非透明緑色は、ここでは異なる色である。また、無色透明も色の一種である。無色透明と非透明白色とは異なる色である。
【００３６】
なお、市販されている変色塗料としては、「ウォータークロミッククリーム」なる商品名で市販されているものが知られている。
【００３７】
変色性について補足しておくと次のとおりである。つまり、色のような光物性が外部からの刺激によって可逆的に変化する現象・性質をクロミズムと言い、クロミズムを示す物質をクロミック物質、あるいはクロミック材料と言う。クロミズムを発現させる外部刺激は各々のクロミック物質毎に異なるが、水濡れや、それ以外にはたとえば熱、電気、圧力などがある。
【００３８】
図２（Ｂ）に示されるのは、樹脂製の基体４１の表側表面が変色塗料ではない一般の塗料の塗膜４３で被覆され、さらにその上が変色塗料の塗膜４２で被覆された構成である。
【００３９】
図２（Ｃ）に示されるのは、樹脂製の基体４１の表側表面に、変色塗料の塗膜４２で被覆されたフィルム４４が貼り付けられた構成である。フィルム４４は非透明色であってもよいし、透明色であってもよい。さらに無色透明であってもよい。
【００４０】
このようにワーク４０の構成としては種々のものを考えることができるが、ここではより具体的な例として、まず図２（Ａ）に示す構成を有する次のようなワーク４０を使った例を示す。つまり、ワーク４０は黒色の樹脂によって形成された基体４１を有している。その基体４１の表側表面に変色塗料が塗布されてその塗膜４２が形成されている。その変色塗料の塗膜４２は、乾燥状態では第一の色として非透明白色を呈し、水濡れ状態では第二の色として非透明緑色を呈する。
【００４１】
このようなワーク４０に対して、図１のような模擬塗装システム１００による模擬塗装作業が実演される。
【００４２】
実演において、制御装置１はそこに格納された自動動作プログラムを走らせ、マニピュレータ１０を自動的に動作させる。つまり、マニピュレータ１０の動作は自動動作プログラムによって自動的に実行され、模擬塗装作業は操作者による操作を必要とせず、自動的に実演される。
【００４３】
実演の初期においては、ワーク４０の表面の変色塗料の塗膜は乾燥状態にあるので、ワーク４０は白色に見える。ノズル１６からワーク４０に水５０が吐出されると、ワーク４０の表面の水に濡れた部分は、その塗膜４２が水濡れ状態となるので非透明緑色となる。つまり、あたかも緑色の塗料が吹き付けられたかのような状態を模擬的に見学者に対して見せることができる。こうしてワーク４０の表側表面の全体が緑色に変わった時点で、１回分の模擬塗装が終了する。
【００４４】
次に、図１に示す空気噴出し装置６０を駆動させる。空気噴出し装置６０は大気をワーク４０に吹き付けることができる位置に設置されている。噴出す大気は、周辺の空気をなんらの処理を加えることなくそのまま利用してもよい。またワーク４０の表面の乾燥時間を短縮するために、大気を加熱装置で加熱することによって加熱空気として噴出してもよい。さらにはワーク４０の表面の乾燥時間短縮のために、大気を除湿装置で除湿（乾燥）して除湿空気として噴出してもよい。
【００４５】
空気噴出し装置６０の動作は、空気噴出し装置駆動装置３によってＯＮ・ＯＦＦが制御される。この空気噴出し装置駆動装置３は制御装置１によって制御されるので、結果的に制御装置１によって空気噴出し装置６０は駆動制御される。
【００４６】
空気噴出し装置６０を駆動することによって、水濡れ状態にあり非透明緑色を呈していたワーク４０の表面の塗膜４２が、乾燥状態に戻り非透明白色を呈するようになる。するとワーク４０は白色のものに見えるようになり、次の模擬塗装実演のために使えるようになる。
【００４７】
さらに別の構成である、図２（Ｂ）に示す構成を有する次のようなワーク４０を使うこともできる。つまり、ワーク４０は黒色の樹脂によって形成された基体４１を有している。その基体４１の表側表面は緑色の一般の塗料（変色塗料ではない塗料）で塗布され、その塗膜４３で被覆されている。さらにその緑色の塗膜４３の上に変色塗料が塗布されてその塗膜４２が形成されている。その変色塗料の塗膜４２は、乾燥状態では第一の色として非透明白色を呈し、水濡れ状態では第二の色として無色透明を呈する。
【００４８】
かかるワーク４０を使った場合、実演初期においてはワーク４０は白色のものに見えるが、ワーク４０に水が吐出されると塗膜４２は水濡れ状態となるので無色透明となり、その下地である、基体４１に直接塗布された一般塗料の塗膜４３の色である緑色が表われる。このようにしてあたかも白色のワーク４０に対して緑色の塗料が塗布されてゆくような模擬塗装作業を実演できる。
【００４９】
さらに別の構成である、図２（Ｃ）に示す構成を有する次のようなワーク４０を使うこともできる。つまり、ワーク４０は黒色の樹脂によって形成された基体４１を有している。その基体４１の表側表面には、変色塗料が塗布されたフィルム４４が貼り付けられている。フィルム４４の素材の色は非透明緑色であり、変色塗料の塗膜４２は、乾燥状態では第一の色として非透明白色を呈し、水濡れ状態では第二の色として無色透明を呈する。かかるワーク４０を使った場合であっても、あたかも白色のワーク４０に対して緑色の塗料が塗布されてゆくような模擬塗装作業を実演できる。
【００５０】
（実施の形態２）
以上の実演においては前述のとおり、制御装置１はそこに格納された自動動作プログラムを走らせ、操作者による操作を要せずマニピュレータ１０を自動的に動作させている。しかし図３に示すような、操作者の操作を受け入れる操作入力装置４を備えるような模擬塗装システム１０１であってもよい。図３の模擬塗装システム１０１においては、操作入力装置４は、操作者の操作を入力して動作指令を生成する。制御装置１は、操作入力装置４からの動作指令を受信してその動作指令に対応するようにマニピュレータ１０を動作制御する。つまり制御装置１は自動動作プログラムによるのではなく、操作者による逐次の操作に従って、マニピュレータ１０を動作制御するのである。
【００５１】
（実施の形態３）
図１では、塗装ガン１５が移動装置であるマニピュレータ１０によって、ワーク４０に対して移動するシステムを示した。しかし図４に示すように、マニピュレータがワーク４０の方を移動させるような模擬塗装システム１０２を構成してもよい。つまり、マニピュレータ１７の手首１１にクランプ式のワーク把持装置３１が取り付けられ、ワーク４０はこのワーク把持装置３１に把持されている。そして、固定台１９の所定箇所に固定された塗装ガン１５に対してワーク４０の方を移動させるようにしてもよい。このような構成によっても、ノズル１６をワーク４０に対して相対的に移動させることができる。
【００５２】
（実施の形態４）
さらには、図５に示すように２台のマニピュレータ１０、１７を用い、一台目のマニピュレータ１０で塗装ガン１５を、二台目のマニピュレータ１７で、ワーク４０を把持したワーク把持装置３１を移動させるような模擬塗装システム１０３を構成してもよい。
【００５３】
（実施の形態５）
以上では、図１、３、４、５のように移動装置たるマニピュレータを備えた模擬塗装システム１００、１０１、１０２、１０３を用いた実演を説明したが、模擬塗装作業の実演のためには必ずしもマニピュレータのような移動装置を用いる必要はない。たとえば図６に示すように、操作者９０が携帯式の塗装ガン１３を手に携えてそれを移動させつつ、ワーク４０に対してその塗装ガン１３からの水を吐出するようにしても、模擬塗装作業を実演することができる。
【００５４】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の模擬塗装システム及び模擬塗装方法は、塗装工程のデモンストレーションの技術分野において有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１  制御装置
２  水供給装置
３  空気噴出し装置駆動装置
４  操作入力装置
５  駆動装置
１０  マニピュレータ
１１  手首
１３  塗装ガン
１５  塗装ガン
１６  ノズル
１７  マニピュレータ
３０  設置台
３１  ワーク把持装置
４０  ワーク
４１  基体
４２  塗膜
４３  塗膜
４４  フィルム
４９  表側表面
５０  水
６０  空気噴出し装置
９０  作業者
１００  模擬塗装システム
１０１  模擬塗装システム
１０２  模擬塗装システム
１０３  模擬塗装システム
【図１】
2019103140.tif 000003
【図２】
2019103140.tif 000004
【図３】
2019103140.tif 000005
【図４】
2019103140.tif 000006
【図５】
2019103140.tif 000007
【図６】
2019103140.tif 000008
【国際調査報告】
2019103140.tif 000009
2019103140.tif 000010
2019103140.tif 000011