(57)【要約】【課題】  床材や壁材のような大きなサイズの一層板の塗装範囲を均一な厚さで塗装することができる自動スプレー塗装装置を提供する。【解決手段】  自動スプレー塗装装置１０は、自動スプレーガン１００、ＸＹテーブル５０、ＸＹ軸コントローラ７２を備えて構成され、ＸＹ軸コントローラ７２は、自動スプレーガン１００をＸ軸方向に等速で移動させると共に、Ｙ軸方向における自動スプレーガン１００の移動ピッチをＰ、自動スプレーガン１００が被塗装物に形成する塗料スプレー痕のＹ軸方向の長さをＬとした場合、Ｐ≦Ｌ／２となるようにＹ軸方向に等ピッチ間隔で移動させるようにＸＹテーブル５０を制御する。【選択図】図１
2019188305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料を吐出する自動スプレーガンと、
前記自動スプレーガンを保持してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるＸＹテーブルと、
前記ＸＹテーブルによる前記自動スプレーガンのＸ軸方向及びＹ軸方向への移動を制御するＸＹ軸コントローラと、
を備え、
前記ＸＹ軸コントローラは、
前記自動スプレーガンをＸ軸方向に等速で移動させると共に、前記Ｙ軸方向における前記自動スプレーガンの移動ピッチをＰ、前記自動スプレーガンが前記被塗装物に形成する塗料スプレー痕のＹ軸方向の長さをＬとした場合、Ｐ≦Ｌ／２となるようにＹ軸方向に等ピッチ間隔で移動させるように前記ＸＹテーブルの動作を制御することを特徴とする自動スプレー塗装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動スプレー塗装装置において、
前記ＸＹ軸コントローラは、
Ｐ＝Ｌ／２で塗装して得られる塗膜の厚さをＴ０とした場合、
所望の厚さＴ（但し、Ｔ≧Ｔ０）の塗膜を得るために、Ｐ＝Ｌ×Ｔ０／２Ｔとなるように前記ＸＹテーブルを制御することを特徴とする自動スプレー塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプレーガンを用いた自動スプレー塗装装置、さらに詳しくは、床材や壁材のような広い塗装面を均一に塗装することが可能な自動スプレー塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、床材や壁材のように広い面積を有する被塗装物の表面を塗装する場合には、塗料用スプレーガンを人手によって操作しながら塗装を行っていた。例えば、特許文献１には、人手によって塗装作業を行うに際して少しでも均一で塗膜ムラの少ない塗装を可能とするスプレーガンが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０４８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、人手によって被塗装物を均一な厚さで塗装するのは難しく、特に被塗装物が床材や壁材のような広い塗装面に塗装をする場合には塗装範囲内における塗膜に膜厚ムラが生じたり、塗装範囲が適切に設定できなかったりする等の問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、床材や壁材のような広い塗装面について指定された塗装範囲を均一な厚さで塗装することができる自動スプレー塗装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、塗料を吐出する自動スプレーガンと、前記自動スプレーガンを保持してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるＸＹテーブルと、前記ＸＹテーブルによる前記自動スプレーガンのＸ軸方向及びＹ軸方向への移動を制御するＸＹ軸コントローラとを備え、前記ＸＹ軸コントローラは、前記自動スプレーガンをＸ軸方向に等速で移動させると共に、前記Ｙ軸方向における前記自動スプレーガンの移動ピッチをＰ、前記自動スプレーガンが前記被塗装物に形成する塗料スプレー痕のＹ軸方向の長さをＬとした場合、Ｐ≦Ｌ／２となるようにＹ軸方向に等ピッチ間隔で移動させるように前記ＸＹテーブルの動作を制御することを特徴とする自動スプレー塗装装置を提供する。
【０００７】
上記課題を解決するために請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動スプレー塗装装置において、前記ＸＹ軸コントローラは、Ｐ＝Ｌ／２で塗装して得られる塗膜の厚さをＴ０とした場合、所望の厚さＴ（但し、Ｔ≧Ｔ０）の塗膜を得るために、Ｐ＝Ｌ×Ｔ０／２Ｔとなるように前記ＸＹテーブルを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る自動スプレー塗装装置によれば、ＸＹ軸コントローラは自動スプレーガンをＸ軸方向に等速で移動させると共に、Ｐ≦Ｌ／２となるようにＹ軸方向に等ピッチ間隔で移動させるように前記ＸＹテーブルの動作を制御することとしたので、塗装範囲における塗膜の厚さを均一化することができるという効果がある。
【０００９】
請求項２に係る自動スプレー塗装装置によれば、所望の厚さＴ（但し、Ｔ≧Ｔ０）の塗膜を得るために、ＸＹ軸コントローラは、Ｐ＝Ｌ×Ｔ０／２ＴとなるようにＸＹテーブルの動作を制御することとしたので所望の厚さＴの塗膜を均一に得ることができるという効果がある。なぜなら、Ｐ＝Ｌ／２で塗装して得られる塗膜の厚さをＴ０とすると、Ｐ＝Ｌ／Ｎ（但しＮ≧２）で塗装して得られる塗膜の厚さＴは、Ｔ＝Ｔ０×Ｎ／２であり、任意の厚さＴ（Ｔ≧Ｔ０）を得るためのＰの値は、Ｐ＝Ｌ×Ｔ０／２Ｔとなるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に係る自動スプレー塗装装置の一実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す自動スプレー塗装装置のエアー及び塗料の流れを示す説明図である。
【図３】図３は、図１に示す自動スプレー塗装装置の制御系統の説明図である。
【図４】図４は、本発明に係る自動スプレー塗装装置の他の実施形態の斜視図である。
【図５】図５は、図４に示す自動スプレー塗装装置のエアー及び塗料の流れを示す説明図である。
【図６】図６は、塗料スプレー痕の概略形状の説明図である。
【図７】図７は、Ｐ＞Ｌ／２の場合の塗料スプレー痕の軌跡を示す説明図である。
【図８】図８は、Ｐ＝Ｌ／２の場合の塗料スプレー痕の軌跡を示す説明図である。
【図９】図９は、Ｐ＝Ｌ／３の場合の塗料スプレー痕の軌跡を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［自動スプレー塗装装置の構成］
以下、本発明に係る自動スプレー塗装装置について、図面を参照しつつ好ましい一実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る自動スプレー塗装装置の一実施形態の斜視図、図２は、図１に示す自動スプレー塗装装置のエアー及び塗料の流れを示す説明図、図３は、図１に示す自動スプレー塗装装置の制御系統の説明図である。
【００１２】
図１〜３に示されるとおり、本実施形態における自動スプレー塗装装置１０は、塗料を吐出する自動スプレーガン１００と、自動スプレーガン１００を保持してＸ軸方向５１Ａ及びＹ軸方向５２Ａに移動させるＸＹテーブル５０と、ＸＹテーブル５０による自動スプレーガン１００のＸ軸方向５１Ａ及びＹ軸方向５２Ａへの移動を制御する、塗装コントローラ７０内に設けられたＸＹ軸コントローラ７２（図３参照）とを備えて構成されている。
【００１３】
本実施形態の自動スプレーガン１００は、図２に示すとおり、塗料タンク１７から供給される塗料をスプレーエアーによって霧状に噴射する自動エアースプレーガンが用いられている。自動スプレーガン１００は、ニードル弁駆動用圧縮エアーによって不図示のニードル弁を開閉することにより塗料が吐出され塗装が行われる。なお、本発明に係る自動スプレー塗装装置１０における自動スプレーガン１００は自動エアースプレーガンに限らず、自動エアーレススプレーガン等であってもよい。例えば、図４，５に示すのは自動スプレーガン１００’として自動エアーレススプレーガンを用いた自動スプレー塗装装置１０である。この自動スプレーガン１００’（自動エアーレススプレーガン）は、塗料圧送ポンプ１９によって圧送供給される塗料をニードル弁駆動用圧縮エアーによって不図示のニードル弁を開閉することにより塗料を吐出するものである。なお、自動スプレーガン１００，１００’の構造は公知であり、その説明は省略する。また、以下の説明では主として自動スプレーガン１００に基づいて説明するが、自動スプレーガン１００’の場合も同様である。
【００１４】
ＸＹ軸コントローラ７２は、自動スプレーガン１００をＸ軸方向５１Ａへ等速で移動させ、また、Ｙ軸方向５２Ａへ等ピッチ間隔で移動させる動作制御信号を生成する。すなわち、ＸＹテーブル５０に対向するようにして配置された被塗装物９０に対する塗装範囲及び塗装すべき塗膜の厚さを入力装置（本実施形態では後述するタッチパネル表示器７１）を介して指定すると、指定された当該塗装範囲及び塗膜の厚さに係る情報がＸＹ軸コントローラ７２へ伝達される。そして、ＸＹ軸コントローラ７２はＸＹテーブル５０の動作を制御する動作制御信号を生成し、ＸＹテーブル５０におけるＸ軸移動機構５１のモータ（Ｘ軸モータ）へ動作制御信号を、ＸＹテーブル５０におけるＹ軸移動機構５２のモータ（Ｙ軸モータ）へ動作制御信号をそれぞれ出力する。
【００１５】
開閉コントローラ７３は、タッチパネル表示器７１を介して指定された塗装範囲内においては自動スプレーガン１００に設けられた不図示のニードル弁を開いて塗料を吐出させ、塗装範囲外においては不図示のニードル弁を閉じて塗料が吐出されないようにするための開閉制御信号を生成する。ここで、ＸＹ軸コントローラ７２及び開閉コントローラ７３は、いわゆるコンピュータ等の情報処理装置、例えばＰＬＣ（PLC：programmable logic controller）等を用いて構成することができる。
【００１６】
そして、ＸＹ軸コントローラ７２によって生成される動作制御信号や開閉コントローラ７３によって生成される開閉制御信号によって、自動スプレー塗装装置１０の自動スプレーガン１００は、被塗装物９０の塗装範囲外への塗料の付着を防ぎつつ、当該塗装範囲内を塗料スプレー痕Ｓで均一に走査することが可能となる。よって、床材や壁材のような広い塗装面について指定された塗装範囲を均一な厚さで塗装することができる。
【００１７】
タッチパネル表示器７１は、塗装範囲や塗装すべき塗膜の厚さを入力を受け付けると共に必要な情報を表示する機器であり、本実施形態では入力装置の一つとして用いられている。また、符号６０で示すのはＸＹテーブル５０を支持してベースへ固定する脚部である。そして、被塗装物９０は、不図示の位置決め部材を介してＸＹテーブル５０の下部に配置される。また、塗料タンク１７は、Ｘ軸移動機構５１の一端に取り付けられており、自動スプレーガン１００と共にＹ軸方向へ移動可能となっている。また、図３に示されるとおり、塗装コントローラ７０は、タッチパネル表示器７１、ＸＹ軸コントローラ７２及び開閉コントローラ７３などを搭載したユニットであって、通信ケーブルや無線ＬＡＮ等を介してＸＹテーブル５０へ接続されている。
【００１８】
［Ｙ軸方向の移動ピッチについて］
次に、スプレーガン１００のＹ軸方向５２Ａにおける移動ピッチＰについて説明する。図６は、塗料スプレー痕の概略形状の説明図、図７は、Ｐ＞Ｌ／２の場合における塗料スプレー痕Ｓの軌跡の説明図、図８は、Ｐ＝Ｌ／２の場合における塗料スプレー痕Ｓの軌跡の説明図、図９は、Ｐ＝Ｌ／３の場合における塗料スプレー痕Ｓの軌跡の説明図である。
【００１９】
図６に示されるとおり、自動スプレーガン１００が被塗装物に形成する塗料スプレー痕Ｓの形状はＹ軸方向５２Ａに長い概略楕円形状である。
【００２０】
先ず、Ｙ軸方向５２Ａにおける自動スプレーガン１００の移動ピッチをＰ、塗料スプレー痕ＳのＹ軸方向５２Ａの長さをＬとした場合に、ＸＹ軸コントローラ７２が仮にＰ＞Ｌ／２となるようにＸＹテーブル５０の動作を制御したならば、図７に示すとおり、Ｙ軸方向（図７の上下方向）にかけて連続する２つの塗料スプレー痕Ｓの一部のみが重複し、塗装範囲内の各位置で重複量が均一にならないので、塗装範囲内における塗膜厚さが不均一となる。そのため、図７に示されるとおり、相対的に塗膜の厚い領域Ａと相対的に塗膜の薄い領域ＢとがＹ軸方向にかけて繰り返し現れてしまう。
【００２１】
そこで、本実施形態では、Ｙ軸方向５２Ａにおける自動スプレーガン１００の移動ピッチをＰ、自動スプレーガン１００が被塗装物に形成する塗料スプレー痕ＳのＹ軸方向５２Ａの長さをＬとした場合、ＸＹ軸コントローラ７２は、Ｘ軸方向に等速で移動させると共に、Ｐ≦Ｌ／２となるようにＹ軸方向に等ピッチ間隔で移動させるようにＸＹテーブル５０の動作を制御するための動作制御信号を生成する。この場合、Ｙ軸方向に連続する２つの塗料スプレー痕Ｓが複数回重複し、塗装範囲内の各位置で重複量が均一になるので、塗装範囲内における塗膜厚さが均一化される。例えば、図９では塗料スプレー痕Ｓが３回重複した領域Ａが連続して形成されており、Ｙ軸方向に同じ膜厚の領域Ａが連続して形成されることとなる。因みに図８は、Ｐ＝Ｌ／２の場合の例であるが、この場合もＹ軸方向に同じ膜厚の領域Ａが連続して形成されるので塗装範囲内における塗膜厚さはほぼ均一化される。
【００２２】
ここで、本実施形態において塗装範囲の外縁（図８，図９に示す領域Ａ以外の部分）では、スプレー痕Ｓの重複量が少なく塗膜が相対的に薄くなるので、自動スプレーガン１００は、塗装範囲を超えて十分に広い範囲を塗料スプレー痕Ｓで走査することにより、塗装範囲内の塗膜を均一にしてもよく、また、塗装前に塗装範囲の外縁（図８，図９に示す領域Ａ以外の部分）へ予めマスクを付しておき、塗装後に当該マスクを除去することで、塗装範囲の外縁で塗膜が薄くなるという現象を回避してもよい。
【００２３】
［タッチパネル表示器について］
以下、タッチパネル表示器７１について説明する。
【００２４】
本実施形態の自動スプレー塗装装置１０は、指定された塗装範囲に係る情報を表示する表示器としてタッチパネル表示器７１を備えている。タッチパネル表示器７１は、操作者が表示画面に直接指で触れるタッチ操作を行うことにより情報を入力することが可能な表示器である。本実施形態の塗装範囲に係る情報は、例えば塗装範囲が矩形である場合には、当該矩形輪郭の代表点（例えば四隅の点）の位置座標をテキストデータとしてタッチパネル表示器７１に表示してもよく、或いは、これらテキストデータの一部の表示を省略して塗装範囲の四隅の点を結んでできる輪郭イメージを表示するようにしてもよい。また、塗装範囲の四隅の点の位置を示す座標データを入力するようにすることもできる。但し、本実施形態において、操作者が指定可能な塗装範囲の形状は、矩形状に限定されることはなく、例えば、２以上の矩形を組み合わせてできる他の形状であってもよい。その場合、塗装範囲の外形を規定するための点の数は４以上になる。
【００２５】
［自動スプレー塗装装置の動作］
次に、上述した自動スプレー塗装装置１０の動作について説明する。
【００２６】
（１）先ず、タッチパネル表示器７１は、操作者からの塗装範囲の指定を受け付けるための受付画面を表示する。操作者は、この受付画面を手指でタッチ操作することにより塗装範囲の情報を入力する。タッチパネル表示器７１は、入力された情報を例えば塗装範囲の輪郭イメージ又は代表点の位置座標のテキストデータを表示する。また、タッチパネル表示器７１は、これらのイメージと共に確定ボタンを表示する。
【００２７】
（２）その後、操作者によって確定ボタンがタッチされると、タッチパネル表示器７１は、その時点で表示されていた塗装範囲に係る情報（例えば塗装範囲の代表点の位置座標）をＸＹ軸コントローラ７２及び開閉コントローラ７３へ送信する。
【００２８】
（３）次に、ＸＹ軸コントローラ７２は、塗装範囲の情報を受信すると、当該塗装範囲の情報に応じた波形の動作制御信号を生成する。また、開閉コントローラ７３は、当該塗装範囲の情報に応じた波形の開閉制御信号を生成する。ここで、動作制御信号は、Ｘ軸移動機構５１のモータへ入力されるＸ軸制御信号と、Ｙ軸移動機構５２のモータへ入力されるＹ軸制御信号とで構成される。Ｘ軸制御信号の波形は、自動スプレーガン１００のプラスＸ軸方向の移動とマイナスＸ軸方向の移動とを交互に繰り返すための波形である。また、Ｙ軸制御信号の波形は、自動スプレーガン１００のＸ軸座標が予め決められた座標（最小値、最大値）に一致したタイミングでピッチ間隔ＰだけプラスＹ軸方向へステップ移動させるための波形である。この波形によると自動スプレーガン１００の移動軌跡は略Ｓ字状となる。一方、開閉制御信号の波形は、自動スプレーガン１００が塗装範囲内に正対し、かつ自動スプレーガン１００の移動方向がＸ軸方向と平行である期間中に不図示のニードル弁を開き、それ以外の期間中に不図示のニードル弁を閉じるための波形である。この波形によると、互いに平行な複数のライン状の塗料スプレー痕Ｓの軌跡で塗装範囲内を隙間無く走査することができる。
【００２９】
（４）その後、タッチパネル表示器７１は、塗装処理の開始が可能である旨を示す開始ボタンを表示し、当該開始ボタンが操作者によって押下されると、開始信号をＸＹ軸コントローラ７２及び開閉コントローラ７３へそれぞれ送信する。
【００３０】
（５）ＸＹ軸コントローラ７２は、開始信号を受信すると、ＸＹテーブル５０に対する動作制御信号の送出を開始する。また、開閉コントローラ７３は開始信号を受信すると、自動スプレーガン１００に対する開閉制御信号の送出を開始する。なお、ＸＹ軸コントローラ７２は、Ｘ軸移動機構５１のモータへ入力される動作制御信号及びＹ軸移動機構５２のモータへ入力される動作制御信号をＸ軸移動機構５１及びＹ軸移動機構５２へ送出する。また、これらの制御信号が送出されるタイミングは、開閉制御信号が送出されるタイミングと同期して制御される。
【００３１】
（６）自動スプレーガン１００は、被塗装物９０の塗装範囲を移動しつつ開閉コントローラ７３から与えられた開閉制御信号に基づいて塗料スプレー痕Ｓで隙間無く走査する。これによって塗装範囲に塗装が施される。
【００３２】
［膜厚の制御について］
以下、膜厚の制御について説明する。
本実施形態では、Ｐ＝Ｌ／２で塗装して得られる塗膜の厚さをＴ０とした場合、所望の厚さＴ（但し、Ｔ≧Ｔ０）の塗膜を得るために、ＸＹ軸コントローラ７２は、Ｐ＝Ｌ×Ｔ０／２ＴとなるようにＸＹテーブル５０の動作を制御する。なぜなら、Ｐ＝Ｌ／２で塗装して得られる塗膜の厚さをＴ０とすると、Ｐ＝Ｌ／Ｎ（但しＮ≧２）で塗装して得られる塗膜の厚さＴは、Ｔ＝Ｔ０×Ｎ／２となるので、任意の厚さＴ（Ｔ≧Ｔ０）を得るために最適なＰの値は、Ｐ＝Ｌ×Ｔ０／２Ｔとなるからである。
【００３３】
そこで、本実施形態のＸＹ軸コントローラ７２は、Ｔ０、Ｌの値を内部メモリに予め記憶しておき、操作者は、タッチパネル表示器７１から塗装範囲を指定する際などに、塗膜の所望の厚さＴの値を入力する。タッチパネル表示器７１は、塗装範囲に係る情報と共に、Ｔの値に係る情報をＸＹ軸コントローラ７２へ送信する。そして、ＸＹ軸コントローラ７２は、内部メモリに記憶されたＴ０、Ｌの値と入力されたＴの値とを、Ｐ＝Ｌ×Ｔ０／２Ｔの式へ当てはめることにより、スプレーガン１００のＹ軸方向５２Ａにおける最適な移動ピッチＰを算出する。そして、ＸＹ軸コントローラ７２は、算出した最適な移動ピッチＰでスプレーガン１００がＹ軸方向５２Ａにかけてステップ移動するように、前述した動作制御信号の生成を行う。
【００３４】
［他の実施の形態］
上述した動作では、自動スプレーガン１００の移動軌跡を略Ｓ字状とし、自動スプレーガン１００のプラスＸ軸方向の移動期間とマイナスＸ軸方向の移動期間の双方にて塗料の吐出を行ったが、自動スプレーガン１００の移動軌跡を略Ｚ字状とし、自動スプレーガン１００の移動方向がマイナスＸ軸方向である期間中には塗料の吐出を行わないこととしてもよい。
【００３５】
また、以上の説明ではプラスのＸ軸方向とマイナスのＸ軸方向とを入れ替えて読み替えることも可能であり、Ｘ軸とＹ軸とを入れ替えて読み替えることも可能である。また、Ｘ軸方向とＹ軸方向とが成す角度は図１に示されるとおり９０°に設定されることが通常であるものの、９０°以外の所定角度に設定されていてもよい。
【００３６】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１０      自動スプレー塗装装置
１７      塗料タンク
１９      塗料圧送ポンプ
５０      ＸＹテーブル
５１      Ｘ軸移動機構
５１Ａ    Ｘ軸方向
５２      Ｙ軸移動機構
５２Ａ    Ｙ軸方向
６０      脚部
７０      塗装コントローラ
７１      タッチパネル表示器
７２      ＸＹ軸コントローラ
７３      開閉コントローラ
９０      被塗装物
１００    自動スプレーガン
１００’  自動スプレーガン
Ｓ        塗料スプレー痕
【図１】
2019188305.tif 000003
【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】
2019188305.tif 000008
【図７】
2019188305.tif 000009
【図８】
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【図９】
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