(57)【要約】【課題】被塗物が実際に塗装される際の塗膜量又は塗装膜厚を簡易な方法で制御できる電着塗装装置を提供する。【解決手段】電着槽１１と複数の電極１２と電圧印加回路１３とを有する電着塗装装置１であって、それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する電流計１４Ａ〜１４Ｌと、電流計で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する抽出回路１５と、抽出回路で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求めるクーロン量演算回路１６と、求められたクーロン量に基づいて電極又は電極群への印加電圧を制御する電圧制御回路１７と、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、測定目的たる一つの被塗物に供給されたクーロン量を測定する方法であって、
前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する第１ステップと、
前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する第２ステップと、
前記第２ステップで抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求める第３ステップと、を有することを特徴とする電着塗装におけるクーロン量の測定方法。
【請求項２】
前記第２ステップにおいて、前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における表面積の中心位置に基づいて抽出することを特徴とする請求項１記載の電着塗装におけるクーロン量の測定方法。
【請求項３】
前記第２ステップにおいて、前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における電流値曲線の周期的極小値に基づいて抽出することを特徴とする請求項１記載の電着塗装におけるクーロン量の測定方法。
【請求項４】
電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、測定目的たる一つの被塗物の塗膜量又は塗装膜厚を測定する方法であって、
前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する第１ステップと、
前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する第２ステップと、
前記第２ステップで抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求める第３ステップと、
前記第３ステップで求められたクーロン量、被塗物の表面積及び電着塗料のクーロン効率から塗膜量を求めるか、又は前記第３ステップで求められたクーロン量、被塗物の表面積、電着塗料のクーロン効率及び電着塗膜の比重から塗装膜厚を求める第４ステップと、を有することを特徴とする電着塗装の塗膜量又は塗装膜厚の測定方法。
【請求項５】
前記第２ステップにおいて、前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における表面積の中心位置に基づいて抽出することを特徴とする請求項４記載の電着塗装の塗膜量又は塗装膜厚の測定方法。
【請求項６】
前記第２ステップにおいて、前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における電流値曲線の周期的極小値に基づいて抽出することを特徴とする請求項４記載の電着塗装の塗膜量又は塗装膜厚の測定方法。
【請求項７】
電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、一つの被塗物に形成された電着塗膜の塗膜量又は塗装膜厚を測定して制御する電着塗装方法であって、
前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する第１ステップと、
前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する第２ステップと、
前記第２ステップで抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求める第３ステップと、
前記第３ステップで求められたクーロン量に基づいて前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする電着塗装方法。
【請求項８】
前記第２ステップにおいて、前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における表面積の中心位置に基づいて抽出することを特徴とする請求項７記載の電着塗装方法。
【請求項９】
前記第２ステップにおいて、前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における電流値曲線の周期的極小値に基づいて抽出することを特徴とする請求項７記載の電着塗装方法。
【請求項１０】
前記第３ステップで求められたクーロン量が予め設定された基準クーロン量の範囲に入るように、前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の電着塗装方法。
【請求項１１】
前記第３ステップで求められたクーロン量、被塗物の表面積及び電着塗料のクーロン効率から塗膜量を求め、この塗膜量が予め設定された基準塗膜量の範囲に入るように、前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の電着塗装方法。
【請求項１２】
前記第３ステップで求められたクーロン量、被塗物の表面積、電着塗料のクーロン効率及び電着塗膜の比重から塗装膜厚を求め、この塗装膜厚が予め設定された基準塗装膜厚の範囲に入るように、前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の電着塗装方法。
【請求項１３】
電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、測定目的たる一つの被塗物に供給されたクーロン量を測定する装置であって、
前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する電流値測定手段と、
前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求めるクーロン量演算手段と、を有することを特徴とする電着塗装におけるクーロン量の測定装置。
【請求項１４】
前記抽出手段は、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における表面積の中心位置に基づいて抽出することを特徴とする請求項１３記載の電着塗装におけるクーロン量の測定装置。
【請求項１５】
前記抽出手段は、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における電流値曲線の周期的極小値に基づいて抽出することを特徴とする請求項１３記載の電着塗装におけるクーロン量の測定装置。
【請求項１６】
電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、測定目的たる一つの被塗物の塗膜量又は塗装膜厚を測定する装置であって、
前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する電流値測定手段と、
前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求めるクーロン量演算手段と、
前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量、被塗物の表面積及び電着塗料のクーロン効率から塗膜量を求めるか、又はクーロン量演算手段で求められたクーロン量、被塗物の表面積、電着塗料のクーロン効率及び電着塗膜の比重から塗装膜厚を求める塗膜量・塗装膜厚演算手段と、を有することを特徴とする電着塗装の塗膜量又は塗装膜厚の測定装置。
【請求項１７】
前記抽出手段は、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における表面積の中心位置に基づいて抽出することを特徴とする請求項１６記載の電着塗装の塗膜量又は塗装膜厚の測定装置。
【請求項１８】
前記抽出手段は、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における電流値曲線の周期的極小値に基づいて抽出することを特徴とする請求項１６記載の電着塗装の塗膜量又は塗装膜厚の測定装置。
【請求項１９】
電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、一つの被塗物に形成された電着塗膜の塗膜量又は塗装膜厚を測定して前記印加電圧を制御する電着塗装の制御装置であって、
前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する電流値測定手段と、
前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求めるクーロン量演算手段と、
前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量に基づいて前記電極又は電極群への印加電圧を制御する電圧制御手段と、を有することを特徴とする電着塗装の制御装置。
【請求項２０】
前記抽出手段は、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における表面積の中心位置に基づいて抽出することを特徴とする請求項１９記載の電着塗装の制御装置。
【請求項２１】
前記抽出手段は、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における電流値曲線の周期的極小値に基づいて抽出することを特徴とする請求項１９記載の電着塗装の制御装置。
【請求項２２】
前記電圧制御手段は、前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量が予め設定された基準クーロン量の範囲に入るように、前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする請求項１９〜２１の何れかに記載の電着塗装の制御装置。
【請求項２３】
前記電圧制御手段は、前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量、被塗物の表面積及び電着塗料のクーロン効率から塗膜量を求め、この塗膜量が予め設定された基準塗膜量の範囲に入るように、前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする請求項１９〜２１の何れかに記載の電着塗装の制御装置。
【請求項２４】
前記電圧制御手段は、前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量、被塗物の表面積、電着塗料のクーロン効率及び電着塗膜の比重から塗装膜厚を求め、この塗装膜厚が予め設定された基準塗装膜厚の範囲に入るように、前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする請求項１９〜２１の何れかに記載の電着塗装の制御装置。
【請求項２５】
電着塗料が収容される電着槽と、前記電着槽内に設けられた複数の電極と、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加する電圧印加手段とを有し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬して電着塗装を行う電着塗装装置であって、
前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する電流値測定手段と、
前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求めるクーロン量演算手段と、
前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量に基づいて前記電極又は電極群への印加電圧を制御する電圧制御手段と、を有することを特徴とする電着塗装装置。
【請求項２６】
前記抽出手段は、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における表面積の中心位置に基づいて抽出することを特徴とする請求項２５記載の電着塗装装置。
【請求項２７】
前記抽出手段は、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴における電流値曲線の周期的極小値に基づいて抽出することを特徴とする請求項２５記載の電着塗装装置。
【請求項２８】
前記電圧制御手段は、前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量が予め設定された基準クーロン量の範囲に入るように、前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする請求項２５〜２７の何れかに記載の電着塗装装置。
【請求項２９】
前記電圧制御手段は、前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量、被塗物の表面積及び電着塗料のクーロン効率から塗膜量を求め、この塗膜量が予め設定された基準塗膜量の範囲に入るように、前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする請求項２５〜２７の何れかに記載の電着塗装装置。
【請求項３０】
前記電圧制御手段は、前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量、被塗物の表面積、電着塗料のクーロン効率及び電着塗膜の比重から塗装膜厚を求め、この塗装膜厚が予め設定された基準塗装膜厚の範囲に入るように、前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする請求項２５〜２７の何れかに記載の電着塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電着塗装におけるクーロン量を測定する方法及び装置、電着塗装の塗膜量又は膜厚を測定する方法及び装置、並びに電着塗装方法、電着塗装の制御装置及び電着塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車ボディの下塗り塗装として採用されている電着塗装方法においては、電着塗装装置の能力仕様と、被塗物である自動車ボディと、印加電圧が決定されると、所望の電着膜厚を再現良く確保することができるが、品質保証の観点から膜厚の予測手法や膜厚の微調整がさらに望まれ、特許文献１や特許文献２において提案されている。
【０００３】
前者の特許文献１には、電着槽内の固形物含有量とクーロン量とを用いて複数のクーロン効率（ｍｇ／Ｃ）を演算により求め、これらのクーロン効率により得られる塗装膜厚を予め測定しておき、さらに互いに異なるクーロン効率を有する２つの電着塗料により形成される２つの塗装膜厚ｄ１，ｄ２から予め係数ｋ（ｋ＝ｄ１／ｄ２）を複数個求める方法が開示されている。この方法によれば、実際の電着塗装時のクーロン効率と所望の塗装膜厚を得るために、係数ｋを求めたのち、この係数ｋを用いて、目標電圧Ｖ１＝実際の印加電圧Ｖ×ｋの式より、目標電圧Ｖ１を求めることができる。
【０００４】
後者の特許文献２には、電着塗料が収容された電着槽に、電流密度測定器が装着された試験用被塗物を浸漬して電着塗装を行い、印加電圧と電流密度の経時変化とを計測してこれらの関係を求めるとともに、電着塗装時における試験用被塗物の単位面積当たりのクーロン量と電着塗料の塗膜量とを測定してこれらの関係を求め、電流密度の経時変化と単位面積当たりのクーロン量との相関に基づき、印加電圧の経時変化と電着塗料の予測塗膜量との関係を求めることで、膜厚を予測する方法が開示されている。この方法によれば、試験用被塗物の電着塗装予備試験により、実測可能な印加電圧と予測塗膜量との関係を得ることができるので、この予備試験により得られた印加電圧の経時変化と予測塗膜量との関係を用い、実際の被塗物への電着塗装時の印加電圧を調整することによって、所望の塗膜量を得ることができる。
【０００５】
ところで、何れの方法も被塗物に供給される電流値を測定することが前提条件となるが、自動車ボディの電着塗装ラインにおいては電着槽に同時に複数台（通常２〜３台）の自動車ボディが浸漬された状態で電着塗装が行われるので、後者の特許文献２のように試験用被塗物を用いた予備試験を行う場合は別として、電源装置側から１台の自動車ボディに流れる電流値を測定することはできない。すなわち、電源装置側（電圧印加回路）を流れる電流値は、電着槽全体に流れる電流値であることから、電着槽に浸漬された自動車ボディに流れる電流値の総和になってしまう。特に電着総表面積が異なる被塗物が、非周期的に同時に電着槽に浸漬された場合には、測定された電流値の総和のデータも非周期的な変化をするので、一つの被塗物に流れた電流値を判別することは困難である。
【０００６】
ちなみに、後者の特許文献２に開示された試験用被塗物を用いた予備試験では、予備試験において１台の試験用被塗物を電着槽に浸漬させることでこうした問題を解決することはできるものの、煩雑な予備試験が別途必要となる。また得られる塗膜量の管理は、予備試験に基づいた予測値であって実際の自動車ボディの実測値ではないことから、品質保証の観点からは信頼性に欠ける。
【特許文献１】特開平５−９７９３号公報
【特許文献２】特開２００３−１３２８８号公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、被塗物が実際に塗装される際のクーロン量を簡易な方法で測定できる測定方法及び装置、被塗物が実際に塗装される際の塗膜量又は塗装膜厚を簡易な方法で測定できる測定方法及び装置、被塗物が実際に塗装される際の塗膜量又は塗装膜厚を簡易な方法で制御できる電着塗装方法、電着塗装の制御装置及び電着塗装装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、測定目的たる一つの被塗物に供給されたクーロン量を測定する方法であって、前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する第１ステップと、前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する第２ステップと、前記第２ステップで抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求める第３ステップと、を有することを特徴とする電着塗装におけるクーロン量の測定方法が提供される。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、測定目的たる一つの被塗物の塗膜量又は塗装膜厚を測定する方法であって、前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する第１ステップと、前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する第２ステップと、前記第２ステップで抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求める第３ステップと、前記第３ステップで求められたクーロン量、被塗物の表面積及び電着塗料のクーロン効率から塗膜量を求めるか、又は前記第３ステップで求められたクーロン量、被塗物の表面積、電着塗料のクーロン効率及び電着塗膜の比重から塗装膜厚を求める第４ステップと、を有することを特徴とする電着塗装の塗膜量又は塗装膜厚の測定方法が提供される。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、一つの被塗物に形成された電着塗膜の塗膜量又は塗装膜厚を測定して制御する電着塗装方法であって、前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する第１ステップと、前記第１ステップで測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する第２ステップと、前記第２ステップで抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求める第３ステップと、前記第３ステップで求められたクーロン量に基づいて前記電極又は電極群への印加電圧を制御することを特徴とする電着塗装方法が提供される。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、測定目的たる一つの被塗物に供給されたクーロン量を測定する装置であって、前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する電流値測定手段と、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求めるクーロン量演算手段と、を有することを特徴とする電着塗装におけるクーロン量の測定装置が提供される。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第５の観点によれば、電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、測定目的たる一つの被塗物の塗膜量又は塗装膜厚を測定する装置であって、前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する電流値測定手段と、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求めるクーロン量演算手段と、前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量、被塗物の表面積及び電着塗料のクーロン効率から塗膜量を求めるか、又はクーロン量演算手段で求められたクーロン量、被塗物の表面積、電着塗料のクーロン効率及び電着塗膜の比重から塗装膜厚を求める塗膜量・塗装膜厚演算手段と、を有することを特徴とする電着塗装の塗膜量又は塗装膜厚の測定装置が提供される。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の第６の観点によれば、電着塗料が収容された電着槽内に複数の電極を配置し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬し、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加して電着塗装を行う際に、一つの被塗物に形成された電着塗膜の塗膜量又は塗装膜厚を測定して前記印加電圧を制御する電着塗装の制御装置であって、前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する電流値測定手段と、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求めるクーロン量演算手段と、前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量に基づいて前記電極又は電極群への印加電圧を制御する電圧制御手段と、を有することを特徴とする電着塗装の制御装置が提供される。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の第７の観点によれば、電着塗料が収容される電着槽と、前記電着槽内に設けられた複数の電極と、前記電極と前記被塗物との間に電圧を印加する電圧印加手段とを有し、前記電着槽に連続して被塗物を搬送して少なくとも複数の被塗物を浸漬して電着塗装を行う電着塗装装置であって、前記それぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する電流値測定手段と、前記電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、前記測定目的たる被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分して前記測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求めるクーロン量演算手段と、前記クーロン量演算手段で求められたクーロン量に基づいて前記電極又は電極群への印加電圧を制御する電圧制御手段と、を有することを特徴とする電着塗装装置が提供される。
【００１４】
本発明では、第１ステップ又は電流値測定手段においてそれぞれの電極又は近接する複数の電極からなる電極群に流れる電流値の時間的変化を測定する。この第１ステップ又は電流値測定手段で得られる電流値の時間的変化のデータは、その測定時間内において電着槽に浸漬されていた全ての被塗物に流れた総電流値の時間的変化であり、一つの被塗物に流れた電流値ではない。
【００１５】
このため、第２ステップ又は抽出手段において、第１ステップ又は電流値測定手段で測定された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を、測定目的たる一つの被塗物の時間的搬送履歴に基づいて抽出する。ここで、測定目的たる一つの被塗物の時間的搬送履歴とは、その被塗物が電着槽内を搬送されていく際の、各電極又は各電極群の物理的位置に対する時間毎の被塗物の位置履歴をいい、この被塗物の時間的搬送履歴を基準にして電流値の時間的変化を抽出する。これが、その一つの被塗物に流れた電流値の時間的変化となる。
【００１６】
そして、第３ステップ又はクーロン量演算手段において、第２ステップ又は抽出手段で抽出された各電極又は各電極群の電流値の時間的変化を時間で積分し、測定目的たる被塗物に流れたクーロン量を求める。これにより一つの被塗物に供給された実際のクーロン量を、電着塗装装置の電源回路側の電流値を測定することで求めることができる。
【００１７】
また、被塗物に流れる電流のクーロン量をＱ（ｃ）、被塗物の塗装総表面積をＳ（ｍ2 ）、形成される電着塗膜の膜厚をＭ（μｍ）、電着塗膜の比重をρ、電着塗料のクーロン効率をＣ（ｍｇ／ｃ）、ｋを定数とすると、Ｑ／Ｓ＝ｋＭρ／Ｃの関係式が成立することから、第３ステップ又はクーロン量演算手段で求められたクーロン量と、その他の既知である塗装総表面積、電着塗料のクーロン効率及び電着塗膜の比重から、塗膜量や塗装膜厚を演算のみで求めることができ、塗膜量や塗装膜厚の測定や、電着塗装の制御に応用することができる。
【発明の実施の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。  
図１は本発明に係る電着塗装装置の実施形態を示すブロック図であり、この電着塗装装置１は、電着塗料Ｌが満たされて被塗物である自動車ボディＢが浸漬される電着槽１１を有する。電着槽１１の内部の左右側壁及び底壁には電着塗装に必要とされる電圧が印加される電極１２が設けられている。
【００１９】
本実施形態に係る電極１２は、電着槽１１の左右の側壁に対をなすように一定間隔で設けられ、また電着槽１１の底壁にも一定間隔で設けられている。電極１２は板状であっても棒状であってもよく、また隔膜電極であっても裸電極であってもよい。本例では、電着槽１１の入口側から出口側の全域に合計１２対の電極１２が設けられており、１対の電極１２は左右側壁に対向して設けられた２つの電極１２Ｘと底壁に設けられた１つの電極１２Ｙから構成される。以下においては、この３つの電極１２Ｘ，１２Ｙを総称して電極群１２Ａ〜１２Ｌという。すなわち、本例の電着槽には１２の電極群１２Ａ〜１２Ｌが設けられている。
【００２０】
それぞれの電極群１２Ａ〜１２Ｌには、電着塗装を行うための電圧を印加する電圧印加回路１３が電気的に接続され、電極群に対する印加電圧が調節できるようになっている。また、一つの電極群、たとえば電極群１２Ａには一つの電流計１４Ａ（本発明の電流値測定手段に相当する。）が設けられ、この電極群１２Ａに流れる電流値を測定し、その測定結果に相当する電気信号を抽出回路１５（本発明の抽出手段に相当する。）に送出する。他の電極群１２Ｂ〜１２Ｌについても、それぞれに電流計１４Ｂ〜１４Ｌが設けられ、同様にそれぞれの電極群１２Ｂ〜１２Ｌに流れた電流値に相当する電気信号を抽出回路１５に送出する。
【００２１】
抽出回路１５は、それぞれの電流計１４Ａ〜１４Ｌから送られてきた電流値に相当する電気信号を電流値に変換し、測定された時刻毎及び電極群毎に記録する。この記録例を図２に示すが、横軸が測定時刻、縦軸が各電極群に流れた電流値である。なお、同図に□印を付したプロットは１２の電極群に流れた電流値を時刻毎に積算したものである。また、図３は図２のグラフを三次元（時刻−電流値−電極群）で表して俯瞰したグラフを示す。
【００２２】
図２及び図３によると、測定時刻である１２時１２分４５秒から１２時１７分４秒の間において、各電極群１２Ａ〜１２Ｌにはそれぞれ同図に示す電流が流れているのが理解され、さらに何れのグラフも時刻に対する電流値がほぼ周期的に変化している。このほぼ周期的な変化が被塗物である自動車ボディＢの搬送履歴を表し、同図に示す例ではこの時間帯に２台半のボディＢが電着槽１１を搬送されたことが理解される。
【００２３】
また、電極群１２Ａに流れた電流値の時間的変化の曲線を例に説明すると、この時間帯には３つの極大ピークが現れ、同じく３つの極小ピークが現れているが、極小ピーク→極大ピーク→極小ピークが１台分のボディＢに相当する電流値の時間的変化である。すなわち、電極群１２ＡにボディＢの先端が差し掛かると当該ボディＢの先端と電極群１２Ａとの間に電流が流れ始め（つまり電極群１２Ａに電流が流れ始め）電流値が増加し、ボディＢの後端が電極群１２Ａを通過し終わると電流値が減少する。これにより、一つの電極群１２Ａを１台のボディＢが通過すると、一つの極大ピークが現れることになる。
【００２４】
ただし、□印でプロットした電流値の積算グラフに現れているように、どのボディＢも同じ形状で周期的に変化するわけではない。これは、時刻１２時１２分４５秒から１２時１４分４４秒までの間に浸漬されていた２台半のボディＢの塗装総表面積と、１２時１４分４４秒から１２時１６分３６秒までの間に浸漬されていた２台半のボディＢの塗装総表面積が異なることを示している。
【００２５】
図１に戻り、抽出回路１５は、図２や図３に示す電流値の時間的変化のデータを、測定目的たる自動車ボディＢの搬送履歴に基づいて抽出する。たとえば、測定目的たるボディＢが１２時１２分４５秒に、電着槽１１の入口に搬入され、１２時１７分４秒に電着槽１１の出口から搬出されたとすると、この間の各時刻におけるこのボディＢの搬送位置を電極群１２Ａ〜１２Ｌの位置に対応させ、各電極群に流れた電流値の時間的変化の１周期（極小値から極小値まで）を抽出する。たとえば、図３に示す俯瞰図にて説明すると、電着槽１１の入口側に設けられた電極群１２Ａ〜１２Ｆは一つ目のピークがこのボディＢに流れた電流値を示し、これに対して電着槽１１の出口側に設けられた電極群１２Ｇ〜１２Ｌは二つ目のピークがこのボディＢに流れた電流値を示す。電極群１２Ａ〜１２Ｆの２つ目のピークは、このボディに後続するボディに流れた電流値であり、また電極群１２Ｇ〜１２Ｌの一つ目のピークはこのボディの前のボディに流れた電流値である。
【００２６】
このようにして抽出された１台のボディに流れた電流値の時間的変化を図４に三次元の俯瞰図で示し、図５にこれを二次元で示す。同図に示すように、この抽出処理により１台のボディＢに流れた電流値の時間的変化が求められるが、この抽出処理において、ボディの搬送履歴の時間的基準を、そのボディの塗装総表面積の中心線（ボディの進行方向）に設定してもよく、また図２及び図３に示す電流値の時間的変化の極小値を基準にしてもよい。
【００２７】
全ての電極群１２Ａ〜１２Ｌについて抽出を終了したら、図５に□印で示すように、各電流値の時間的変化を時刻毎に積算し、時刻毎の総電流値を求める。この曲線が測定目的とする１台のボディＢに流れた電流値の時間的変化となる。
【００２８】
ここで、電着塗料の付き廻り性については、被塗物に流れる電流のクーロン量をＱ（ｃ）、被塗物の外板および内板の総表面積をＳ（ｍ2 ）、形成される電着塗膜の膜厚をＭ（μｍ）、電着塗膜の比重をρ、電着塗料のクーロン効率をＣ（ｍｇ／ｃ）、ｋを定数とすると、Ｑ／Ｓ＝ｋＭρ／Ｃの関係式が成立する。この式において、電着塗膜比重ρと電着塗料のクーロン効率Ｃは、電着塗料種によって一定であり、ｋも予め実験的に求めることができる値である。そして、被塗物表面に析出する電着塗膜の塗膜量Ｖ（ｍｇ）はＶ＝ＭＳρ＝ＱＣ／ｋの演算で求めることができ、また塗装膜厚Ｍは、Ｍ＝ＱＣ／ｋＳρ＝Ｖ／Ｓρの演算で求めることができる。
【００２９】
ところで、電着塗装において最終的な品質管理項目は塗膜量又は塗装膜厚であるが、上述したように塗膜量Ｖ＝ＱＣ／ｋ、塗装膜厚Ｍ＝ＱＣ／ｋＳρであるから何れもクーロン量Ｑに比例することになる。つまり、自動車ボディの塗装総表面積Ｓやクーロン効率Ｃは一定であるため、塗膜量Ｖも塗装膜厚Ｍもボディに流れる電流のクーロン量Ｑに比例する。
【００３０】
そこで、本例のクーロン量演算回路１６（本発明のクーロン量演算手段に相当する。）において、抽出回路１５にて求められた、図５に示す電流値の時間的変化の総和を時間で積分し、クーロン量Ｑを求める。これは積分回路を用いて短時間かつ簡単に求めることができる。
【００３１】
クーロン量演算手段１６にて測定目的たるボディＢに供給されたクーロン量が求められると、電圧制御回路１６（本発明の電圧制御手段に相当する。）において、これに対する基準クーロン量、あるいは上述した塗膜量Ｖ＝ＱＣ／ｋ、塗装膜厚Ｍ＝ＱＣ／ｋＳρ＝Ｖ／Ｓρを用いて塗膜量又は塗装膜厚をさらに演算し、求められた塗膜量又は塗装膜厚と、これに対応する基準塗膜量又は基準塗装膜厚を用いて両者を比較し、測定された実際のクーロン量、塗膜量又は塗装膜厚が基準範囲に入っているかどうかを判断する。
【００３２】
ここで基準範囲に入っている場合はそのままの印加電圧を継続するが、基準範囲から外れている場合は、電圧印加回路１３に印加電圧を変更する指令を送出する。この場合の変更電圧は、予め作成しておいたマップなどを参照して行う。
【００３３】
以上のように、本実施形態によると、電着槽１１内に複数のボディＢが浸漬されていても一つのボディＢに供給された実際のクーロン量を、電着塗装装置の電源回路側の電流値を測定することで求めることができる。また、このクーロン量から塗膜量や塗装膜厚を演算のみで求めることができ、塗膜量や塗装膜厚の測定や、電着塗装の管理及び制御に応用することができる。
【００３４】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る電着塗装装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電着塗装装置の各電極（１２電極群）に流れた電流値の時間的変化を測定した結果を示す二次元グラフ（時刻−電流値）である。
【図３】図２のグラフを三次元（時刻−電流値−電極群）で表して俯瞰したグラフである。
【図４】図２に示すデータから自動車ボディ１台に流れた電流値の時間的変化を抽出したものを三次元（時刻−電流値−電極群）で表して俯瞰したグラフである。
【図５】図４に示すデータを二次元（時刻−電流値）で表すとともに各電極群に流れた電流値を積算したグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１…電着塗装装置
１１…電着槽
１２…電極
１３…電圧印加回路（電圧印加手段）
１４…電流計（電流値測定手段）
１５…抽出回路（抽出手段）
１６…クーロン量演算回路（クーロン量演算手段）
１７…電圧制御回路（電圧制御手段）
【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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