(57)【要約】【課題】複雑な形状を有する被塗装物であっても簡易な構成で被塗装物の表面温度を均一にすることができること。【解決手段】被塗装物１０の温度分布情報Ｄ２を取得する温度分布取得部２と、誘導加熱コイル３に通電しつつ移動させて被塗装物１０を誘導加熱する誘導加熱部４と、３次元形状情報Ｄ１と温度分布情報Ｄ２とに基づき、被塗装物１０に対する３次元移動経路ＲＴ上で誘導加熱コイル３を繰り返し移動させて前記塗料を誘導加熱によって乾燥させる制御を行う制御部１と、を備え、制御部１は、順次取得される温度分布情報Ｄ２が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、３次元形状情報Ｄ１と順次取得される前記温度分布情報Ｄ２とに基づき、誘導加熱コイル３の姿勢変更と、３次元移動経路ＲＴの一部経路変更、一部経路追加、または一部経路削除を含む経路変更との少なくとも一方の制御を行う。【選択図】図１
2015140989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物に塗布された塗料を誘導加熱によって乾燥する塗装乾燥装置であって、
前記被塗装物の３次元形状情報を保持する３次元形状保持部と、
前記塗料が塗布された前記被塗装物の温度分布情報を取得する温度分布取得部と、
誘導加熱コイルを先端に有し前記誘導加熱コイルに通電しつつ移動させて前記被塗装物を誘導加熱する誘導加熱部と、
前記３次元形状情報と前記温度分布情報とに基づき、前記被塗装物に対する３次元移動経路上で前記誘導加熱コイルを繰り返し移動させて前記塗料を誘導加熱によって乾燥させる制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記３次元形状情報と順次取得される前記温度分布情報とに基づき、前記誘導加熱コイルの姿勢変更と、前記３次元移動経路の一部経路変更、一部経路追加、または一部経路削除を含む経路変更との少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする塗装乾燥装置。
【請求項２】
前記３次元移動経路の経路変更は、前記被塗装物の表面と前記誘導加熱コイルとの間のギャップの変更を含むことを特徴とする請求項１に記載の塗装乾燥装置。
【請求項３】
前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記温度分布における平均温度の温度変化に対する前記所定範囲を超えた領域における温度の温度変化の比が所定値よりも低い部分であって、該部分が平坦である場合に、前記ギャップの変更を行って該部分を前記平均温度に近づけることを特徴とする請求項２に記載の塗装乾燥装置。
【請求項４】
前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記温度分布における平均温度の温度変化に対する前記所定範囲を超えた領域における温度の温度変化の比が所定値よりも低い部分であって、該部分が平坦でない場合に、前記誘導加熱コイルの姿勢を変更して該部分を前記平均温度に近づけることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の塗装乾燥装置。
【請求項５】
前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記温度分布における平均温度の温度変化に対する前記所定範囲を超えた領域における温度の温度変化の比が所定値を超える部分であって、該部分の温度が前記平均温度に比して低くなる構造である場合に、前記誘導加熱コイルの３次元移動経路が該部分を経由する一部経路追加あるいは一部経路変更を行って該部分を前記平均温度に近づけることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の塗装乾燥装置。
【請求項６】
前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記温度分布における平均温度の温度変化に対する前記所定範囲を超えた領域における温度の温度変化の比が所定値を超える部分であって、該部分の温度が前記平均温度に比して高くなる構造である場合に、前記誘導加熱コイルの３次元移動経路が該部分を避ける一部経路変更を行って該部分を前記平均温度に近づけることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の塗装乾燥装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記温度分布における平均温度が目標到達温度に達した後、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合であって、連続して同一の温度不均一部分が存在する場合、前記同一の温度不均一部分に対する前記３次元移動経路の一部経路を削除することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の塗装乾燥装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記誘導加熱コイルの姿勢変更あるいは経路変更が行われた場合、次の前記誘導加熱コイルの姿勢変更あるいは経路変更が行われるまでの間、変更された３次元移動経路および姿勢で誘導加熱を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の塗装乾燥装置。
【請求項９】
前記３次元移動経路は、熱容量の大きい部分を優先的に誘導加熱することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の塗装乾燥装置。
【請求項１０】
被塗装物に塗布された塗料を誘導加熱によって乾燥する塗装乾燥方法であって、
前記被塗装物の３次元形状情報を保持する３次元形状保持ステップと、
前記塗料が塗布された前記被塗装物の温度分布情報を取得する温度分布取得ステップと、
前記３次元形状情報と前記温度分布情報とに基づき、前記被塗装物に対する３次元移動経路上で誘導加熱コイルを繰り返し移動させて前記塗料を誘導加熱によって乾燥させる制御を行う制御ステップと、
を含み、
前記制御ステップは、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記３次元形状情報と順次取得される前記温度分布情報とに基づき、前記誘導加熱コイルの姿勢変更と、前記３次元移動経路の一部経路変更、一部経路追加、または一部経路削除を含む経路変更との少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする塗装乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複雑な形状を有する被塗装物であっても簡易な構成で被塗装物の表面温度を均一にすることができる塗装乾燥装置および塗装乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車ボディなどの塗装乾燥を行う場合、熱風乾燥炉が用いられていた。この熱風乾燥炉では、熱容量の大きい箇所の焼付不良を防ぐために熱風温度は標準焼付温度以上に設定されていた。このため、熱容量の小さい箇所は過剰加熱になり、省エネルギー化を阻害していた。また、熱風乾燥炉では間接的な入熱によって被塗装物を加熱するため、被塗装物が所望温度に達するまでに長い時間がかかっていた。一方、塗料の性質上、決められた焼付温度以上の雰囲気中に被塗装物を置くと黄変や炭化が生じる。
【０００３】
この省エネルギー化と塗膜品質の向上とを図るため、誘導加熱コイルを用いた誘導加熱方式によって塗装乾燥を行うものがある。誘導加熱方式は、誘導加熱コイルに高周波電流を流すことによって誘導加熱コイルの周囲に磁力線を発生させ、その近くにある導電性の被加熱体はこの磁力線の影響を受けて、被加熱物内に渦電流を生じさせる。そして、被加熱体は、この渦電流によってジュール熱を発生し、内部から直接加熱されるものである。
【０００４】
この誘導加熱方式を用いたものとして、例えば、特許文献１では、誘導加熱コイルの形状の変形が可能であり、誘導加熱コイルから発する磁束密度の強さや領域を調整することができる塗装乾燥装置が記載されている。このため、特許文献１では、複雑形状の被塗装物であっても被塗装物の表面温度を均一にすることができる。なお、特許文献１では、被塗装物の表面温度を検出して誘導加熱コイルの出力、加熱位置、加熱時間を調整して被塗装物の表面温度を調整している。
【０００５】
また、特許文献２では、誘導加熱コイルをロボットアームに結合させた可動式とし、温度センサによって被加熱体の加熱の程度を検出しながら、誘導加熱コイルの出力、加熱時間、または移動時間の少なくとも１つを制御する可動式誘導加熱システムが記載されている。これによって、特許文献２では、被加熱体の形状や材質を問わずに、被加熱体を均一に加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２８１４９０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９８７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２では、被塗装物の形状にかかわらず、被塗装物の表面を検出して、誘導加熱コイルの出力、加熱時間、または移動時間を調整している。しかし、特許文献２の装置は、誘導加熱コイルの加熱領域内で被塗装物が複雑形状である場合、表面温度を均一にすることは難しい。
【０００８】
これに対し、特許文献１では、複数の異なる誘導加熱コイル型子を用意しておき、被塗装物に応じて複数の誘導加熱コイル型子を用いて誘導加熱コイルの形状を選択的に変形している。これによって、特許文献１の装置は、被塗装物が複雑形状であっても表面温度を均一にすることができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、複数の異なる誘導加熱コイル型子を予め準備しておく必要があるため、種々の形状にも対応できるようにするためには、多種の誘導加熱コイル型子を準備しておく必要がある。このため、特許文献１の装置は複雑なものとなる。一方、異なる誘導加熱コイルの数が少ない場合、特許文献２の装置は、種々の形状が含まれる被塗装物に対する汎用性に欠けることになる。
【００１０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複雑な形状を有する被塗装物であっても簡易な構成で被塗装物の表面温度を均一にすることができる塗装乾燥装置および塗装乾燥方法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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる塗装乾燥装置は、被塗装物に塗布された塗料を誘導加熱によって乾燥する塗装乾燥装置であって、前記被塗装物の３次元形状情報を保持する３次元形状保持部と、前記塗料が塗布された前記被塗装物の温度分布情報を取得する温度分布取得部と、誘導加熱コイルを先端に有し前記誘導加熱コイルに通電しつつ移動させて前記被塗装物を誘導加熱する誘導加熱部と、前記３次元形状情報と前記温度分布情報とに基づき、前記被塗装物に対する３次元移動経路上で前記誘導加熱コイルを繰り返し移動させて前記塗料を誘導加熱によって乾燥させる制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記３次元形状情報と順次取得される前記温度分布情報とに基づき、前記誘導加熱コイルの姿勢変更と、前記３次元移動経路の一部経路変更、一部経路追加、または一部経路削除を含む経路変更との少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかる塗装乾燥装置は、上記の発明において、前記３次元移動経路の経路変更は、前記被塗装物の表面と前記誘導加熱コイルとの間のギャップの変更を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかる塗装乾燥装置は、上記の発明において、前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記温度分布における平均温度の温度変化に対する前記所定範囲を超えた領域における温度の温度変化の比が所定値よりも低い部分であって、該部分が平坦である場合に、前記ギャップの変更を行って該部分を前記平均温度に近づけることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかる塗装乾燥装置は、上記の発明において、前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記温度分布における平均温度の温度変化に対する前記所定範囲を超えた領域における温度の温度変化の比が所定値よりも低い部分であって、該部分が平坦でない場合に、前記誘導加熱コイルの姿勢を変更して該部分を前記平均温度に近づけることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる塗装乾燥装置は、上記の発明において、前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記温度分布における平均温度の温度変化に対する前記所定範囲を超えた領域における温度の温度変化の比が所定値を超える部分であって、該部分の温度が前記平均温度に比して低くなる構造である場合に、前記誘導加熱コイルの３次元移動経路が該部分を経由する一部経路追加あるいは一部経路変更を行って該部分を前記平均温度に近づけることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかる塗装乾燥装置は、上記の発明において、前記制御部は、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記温度分布における平均温度の温度変化に対する前記所定範囲を超えた領域における温度の温度変化の比が所定値を超える部分であって、該部分の温度が前記平均温度に比して高くなる構造である場合に、前記誘導加熱コイルの３次元移動経路が該部分を避ける一部経路変更を行って該部分を前記平均温度に近づけることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかる塗装乾燥装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記温度分布における平均温度が目標到達温度に達した後、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合であって、連続して同一の温度不均一部分が存在する場合、前記同一の温度不均一部分に対する前記３次元移動経路の一部経路を削除することを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかる塗装乾燥装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記誘導加熱コイルの姿勢変更あるいは経路変更が行われた場合、次の前記誘導加熱コイルの姿勢変更あるいは経路変更が行われるまでの間、変更された３次元移動経路および姿勢で誘導加熱を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかる塗装乾燥装置は、上記の発明において、前記３次元移動経路は、熱容量の大きい部分を優先的に誘導加熱することを特徴とする。
【００２０】
また、この発明にかかる塗装乾燥方法は、被塗装物に塗布された塗料を誘導加熱によって乾燥する塗装乾燥方法であって、前記被塗装物の３次元形状情報を保持する３次元形状保持ステップと、前記塗料が塗布された前記被塗装物の温度分布情報を取得する温度分布取得ステップと、前記３次元形状情報と前記温度分布情報とに基づき、前記被塗装物に対する３次元移動経路上で誘導加熱コイルを繰り返し移動させて前記塗料を誘導加熱によって乾燥させる制御を行う制御ステップと、を含み、前記制御ステップは、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、前記３次元形状情報と順次取得される前記温度分布情報とに基づき、前記誘導加熱コイルの姿勢変更と、前記３次元移動経路の一部経路変更、一部経路追加、または一部経路削除を含む経路変更との少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、制御部が、順次取得される温度分布情報が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、３次元形状情報と順次取得される温度分布情報とに基づき、誘導加熱コイルの姿勢変更と、３次元移動経路の一部経路変更、一部経路追加、または一部経路削除を含む経路変更との少なくとも一方の制御を行うようにしている。この結果、複雑な形状を有する被塗装物であっても簡易な構成で被塗装物の表面温度を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、この発明の実施の形態である塗装乾燥装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、制御部による塗装乾燥処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、誘導加熱コイルが移動する移動経路における誘導加熱領域内で最大温度と最小温度との存在状態を示す模式図である。
【図４】図４は、面内平均温度の時間変化を示す図である。
【図５】図５は、図２に示した誘導加熱修正処理の詳細処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、コイルギャップ・入熱率ライブラリの保持内容の一例を示す入熱率のギャップ依存性を示す図である。
【図７】図７は、コイル姿勢ライブラリの保持内容の一例を示す入熱率のコイル姿勢依存性を示す図である。
【図８】図８は、誘導加熱コイルの姿勢変更の一例を示す図である。
【図９】図９は、スポット状の突起が前回の移動経路の中心線から外れて存在する場合を示す模式図である。
【図１０】図１０は、ライン状の突起が前回の移動経路の中心線から外れて存在する場合を示す模式図である。
【図１１】図１１は、スポット状の穴が前回の移動経路の中心線から外れて存在する場合における経路変更の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、スポット状の穴が前回の移動経路の中心線から外れて存在する場合における経路変更の他の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、被塗装物が平坦で均一温度である場合における外気の対流状態を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３の被塗装物に段差がある場合における外気の対流状態を示す図である。
【図１５】図１５は、図１３の被塗装物の近傍に外乱が発生した場合における外気の対流状態を示す図である。
【図１６】図１６は、表面の放射率が一定の被塗装物からの放熱状態を示す図である。
【図１７】図１７は、図１６の被塗装物において一部に塗料が塗布された場合における被塗装物からの放熱状態を示す図である。
【図１８】図１８は、図１６の被塗装物において一部に折り返し部が形成された場合における被塗装物からの放熱状態を示す図である。
【図１９】図１９は、同じ材質で形成された被塗装物の一部に突起が存在する場合における表面温度状態を示す図である。
【図２０】図２０は、被塗装物の形状が同じで材質が異なる場合における表面温度状態を示す図である。
【図２１】図２１は、被塗装物にコンベア部品が接触している場合における表面温度状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
【００２４】
図１は、この発明の実施の形態である塗装乾燥装置の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、塗装乾燥装置は、制御部１に、温度分布取得部２、先端に誘導加熱コイル３が結合されたロボットアームで実現される誘導加熱部４、記憶部５、表示部６、および操作部７が接続される。
【００２５】
温度分布取得部２は、搬入された被塗装物１０の温度分布情報を取得する。具体的に、温度分布取得部２は、３次元赤外線サーモグラフィであり、被塗装物１０の温度分布情報を取得する。この温度分布情報は、制御部１を介して記憶部５に温度分布情報Ｄ２として記憶される。この実施の形態では、温度分布取得部２は、天井１３に設置される。
【００２６】
誘導加熱コイル３は、円状に巻かれたコイルである。誘導加熱コイル３は、制御部１による制御のもと、天井１３に取り付けられたロボットアームが駆動されて、位置および姿勢を変えることができる。誘導加熱コイル３は、図示しない電源から供給される高周波電流によって磁界を発生する。被塗装物１０は金属であり、誘導加熱コイル３からの磁界を受けて渦電流を発生することによって加熱される。
【００２７】
記憶部５は、被塗装物１０の３次元形状情報Ｄ１を保持する。３次元形状情報Ｄ１は、例えば、３次元ＣＡＤデータである。記憶部５は、上述した温度分布情報Ｄ２のほかに、後述するコイルギャップ・入熱率ライブラリＤ３、コイル姿勢ライブラリＤ４、経路変更ライブラリＤ５、初期移動経路・姿勢情報Ｄ６、および前回移動経路・姿勢情報Ｄ７を保持する。
【００２８】
表示部６は、３次元形状情報Ｄ１、温度分布情報Ｄ２、誘導加熱コイル３の移動経路などの各種情報を表示出力する。なお、３次元形状情報Ｄ１、温度分布情報Ｄ２、誘導加熱コイル３の移動経路は、少なくとも制御部１の制御のもとに、各情報を重ね合せ出力することができる。
【００２９】
操作部７は、制御部１に対する制御指示を行う。操作部７は、キーボードやポインティングデバイスによって実現される。
【００３０】
床１１の上部には、被塗装物１０を搬送するコンベア１２が配置される。被塗装物１０は、たとえば自動車ボディであり、水性塗料が塗布された状態でコンベア１２によって所定位置まで搬入される。被塗装物１０が搬入されると、制御部１は、被塗装物１０に塗布された塗料を焼き付けるために、誘導加熱部４を駆動制御し、誘導加熱コイル３の位置および姿勢を制御しながら、被塗装物１０を誘導加熱する。
【００３１】
特に、制御部１は、順次取得される温度分布情報Ｄ２が示す温度分布の最大温度と最小温度との差が所定範囲を超える場合、３次元形状情報Ｄ１と順次取得される温度分布情報Ｄ２とに基づき、誘導加熱コイル３の姿勢変更と、誘導加熱コイル３の３次元移動経路の一部経路変更、一部経路追加、または一部経路削除を含む経路変更との少なくとも一方の制御を行う。これによって、誘導加熱コイル３の３次元移動経路が逐次修正され、被塗装物１０の温度分布を均一化しつつ、加熱することができる。なお、３次元移動経路の経路変更には、被塗装物１０の表面と誘導加熱コイル３との間のギャップの変更を含む。
【００３２】
（塗装乾燥処理）
つぎに、図２に示したフローチャートを参照して、制御部１による塗装乾燥処理手順について説明する。まず、制御部１は、図示しない被塗装物検出センサからのセンサ出力をもとに、搬入される被塗装物１０を検出したか否かを判断する（ステップＳ１０１）。被塗装物１０を検出しない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）には、この判断処理を繰り返す。
【００３３】
一方、制御部１は、被塗装物１０を検出した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）には、初期移動経路・姿勢情報Ｄ６に基づき、誘導加熱コイル３の姿勢を制御しつつ、初期移動経路上に１回移動させて被塗装物１０を誘導加熱する（ステップＳ１０２）。初期移動経路・姿勢情報Ｄ６は、予め求められたものであり、被塗装物１０と同じ被塗装物の温度を均一化しつつ誘導加熱することができる、誘導加熱コイル３の基準的な３次元移動経路と姿勢とを示している。
【００３４】
なお、誘導加熱コイル３は、基本的に、一定電流値の高周波電流を流す、若しくは一定電力値となるよう高周波電流・電圧・周波数が制御され、コイル形成面を被塗装物１０の表面に対して平行に維持し、被塗装物１０とのギャップを一定にしつつ、移動する。また、誘導加熱コイル３の移動経路は、熱容量の大きい領域から熱容量の小さい領域に向けた順序に設定される。例えば、図１に示した領域Ｅ１はロッカー部であり、コンベア１２に接触し、かつ厚いために熱容量が大きいので、優先して誘導加熱する。領域Ｅ２は、複雑形状を有して誘導加熱困難な部分が存在するため、領域Ｅ１の誘導加熱後に誘導加熱を行う。また、領域Ｅ３は、板厚が薄く熱容量が小さいため、誘導加熱順序の優先順位を最後にしている。このように、誘導加熱コイル３の移動経路を熱容量の大きい領域から小さい領域に向けて設定することによって、１回の誘導加熱が終わった時点における誘導加熱領域全体の温度差を小さくすることができる。
【００３５】
その後、ステップＳ１０２による１回の誘導加熱が終了すると、制御部１は、その時の誘導加熱された温度分布情報Ｄ２を取得する（ステップＳ１０３）。そして、制御部１は、取得された温度分布情報Ｄ２に基づき、誘導加熱領域の最大温度と最小温度との差が所定範囲、例えば±５℃以内であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。例えば、図３に示すように、制御部１は、誘導加熱コイル３が移動した移動経路ＲＴの誘導加熱領域内で最大温度Ｔmaxと最小温度Ｔminとを取得し、その差が±５℃以内であるか否かを判断する。
【００３６】
その後、制御部１は、誘導加熱領域の最大温度と最小温度との差が所定範囲内である場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、さらに、誘導加熱領域の平均温度である面内平均温度Ｔaveが目標到達温度Ｔsに到達しているか否かを判断する（ステップＳ１０５）。そして、面内平均温度Ｔaveが目標到達温度Ｔsに到達している場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、図４に示すように、この目標到達温度Ｔsへの到達時点ｔ１から、目標到達温度Ｔsの保持時間ｔmを超えたか否かを判断する（ステップＳ１０６）。この保持時間ｔmは、塗料の焼き付け時間である。
【００３７】
なお、図４に示すように、面内平均温度Ｔaveは、誘導加熱開始から時点ｔ１で目標到達温度Ｔsに到達し、その後、目標到達温度Ｔsでの保持時間ｔmで焼き付け時間が確保される。この実施の形態では、１回の誘導加熱時間は、１０秒程度であり、誘導加熱開始から時点ｔ１までの時間は、例えば２０分である。また、保持時間ｔmは、例えば２０分である。
【００３８】
その後、制御部１は、目標到達温度Ｔsの保持時間ｔmを超えた場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、被塗装物１０を搬出する指示をコンベア１２の図示しない制御部に送り、被塗装物１０を搬出する（ステップＳ１０７）。その後、制御部１は、この誘導加熱処理の終了指示があったか否かを判断し（ステップＳ１０８）、終了指示がない場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、ステップＳ１０１に移行し、終了指示があった場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【００３９】
一方、制御部１は、誘導加熱領域の最大温度と最小温度との差が所定範囲内でない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、後述する誘導加熱修正処理を行って、３次元移動経路の経路変更や誘導加熱コイル３の姿勢変更などを行う（ステップＳ１０９）。この誘導加熱修正処理によって修正された情報は、前回移動経路・姿勢情報Ｄ７として保持されるとともに順次更新される。
【００４０】
その後、制御部１は、変更された移動経路あるいは変更された誘導加熱コイル３の姿勢で１回の誘導加熱を行い（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０３に移行する。
【００４１】
また、面内平均温度Ｔaveが目標到達温度Ｔsに到達していない場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、あるいは目標到達温度Ｔsの保持時間ｔｍを超えていない場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、制御部１は、前回移動経路・姿勢情報Ｄ７を用いて、現在設定されている移動経路および誘導加熱コイル３の姿勢で１回の誘導加熱を行い（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０３に移行する。なお、前回移動経路・姿勢情報Ｄ７には、デフォルトとして初期移動経路・姿勢情報Ｄ６が保持される。
【００４２】
（誘導加熱修正処理）
つぎに、図５に示したフローチャートを参照して、制御部１による誘導加熱修正処理手順の詳細について説明する。まず、制御部１は、温度分布情報Ｄ２に基づき、温度不均一箇所を特定する（ステップＳ２０１）。この温度不均一箇所の特定は、面内平均温度Ｔaveと温度不均一箇所候補領域の温度との差が所定温度を超える場合に、この温度不均一箇所候補領域を温度不均一箇所とする。そして、この特定された温度不均一箇所の座標が取得される。なお、所定温度とは、例えば±５℃である。なお、制御部１は、上述したように３次元形状情報Ｄ１と、温度分布情報Ｄ２と、誘導加熱コイル３の３次元移動経路との３次元位置情報は、対応付けられている。
【００４３】
その後、１つの温度不均一箇所を選択する（ステップＳ２０２）。さらに、面内平均温度Ｔaveが目標到達温度Ｔsに到達した後、同一の温度不均一箇所が連続して（目標到達温度Ｔs×１．０５）を超えたか否かを判断する（ステップＳ２０３）。同一の温度不均一箇所が連続して（目標到達温度Ｔs×１．０５）を超えている場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、この温度不均一箇所の移動経路を削除する（ステップＳ２１６）。この一部経路削除の処理は、温度不均一箇所の熱容量が大きく、他の領域が目標到達温度Ｔｓに到達した後もこの温度不均一箇所が温度上昇している場合に行われる。この一部経路削除は、誘導加熱コイル３への電流印加停止によって実質的に経路削除を行うようにしてもよい。
【００４４】
一方、同一の温度不均一箇所が連続して（目標到達温度Ｔs×１．０５）を超えていない場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、さらに、入熱応答率が５０％未満であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。この入熱応答率は、面内平均温度Ｔaveの温度変化に対する温度不均一箇所の温度変化の割合を示したものである。具体的には、まず、今回の面内平均温度Ｔave1から前回の面内平均温度Ｔave0を減算した値を標準入熱量として求める。さらに、今回の温度不均一箇所の温度から同一位置での前回の温度不均一箇所の温度を減算した値を温度不均一箇所入熱量として求める。そして、温度不均一箇所入熱量を標準入熱量で除算した値を百分率に変換したものを入熱応答率として求める。
【００４５】
入熱応答率が５０％未満でない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、すなわち、温度不均一箇所の温度変化応答が速い場合、さらに温度不均一箇所の形状が平坦であるか複雑である（平坦でない）かを判断する（ステップＳ２０５）。この判断処理は、温度不均一箇所の３次元形状情報Ｄ１を参照して判断する。ここで、複雑な形状とは、凹凸形状、Ｌ字形状、コの字形状、湾曲形状などである。
【００４６】
温度不均一箇所の形状が平坦である場合（ステップＳ２０４，平坦）、コイルギャップ・入熱率ライブラリＤ３を読み込む（ステップＳ２０６）。そして、制御部１は、コイルギャップ・入熱率ライブラリＤ３を参照して、誘導加熱コイル３のギャップ変更である経路変更を行う（ステップＳ２０７）。コイルギャップ・入熱率ライブラリＤ３には、例えば、図６に示した入熱率のギャップ依存性の情報が保持されている。入熱率のギャップ依存性は、ギャップｄを広げると入熱率が低下して誘導加熱量が減少し、ギャップｄを狭くすると入熱率が上昇して誘導加熱量が増大する。したがって、温度不均一箇所の温度が面内平均温度Ｔaveに比して低い場合には、ギャップｄを狭めるギャップ変更を行う。一方、温度不均一箇所の温度が面内平均温度Ｔaveに比して高い場合には、ギャップｄを広げるギャップ変更を行う。
【００４７】
一方、温度不均一箇所の形状が平坦でなく複雑である場合（ステップＳ２０４，複雑）、コイル姿勢ライブラリＤ４を読み込む（ステップＳ２０８）。そして、制御部１は、コイル姿勢ライブラリＤ４を参照して、誘導加熱コイル３の姿勢変更を行う（ステップＳ２０９）。コイル姿勢ライブラリＤ４には、例えば、図７に示した入熱率のコイル姿勢依存性の情報が保持されている。入熱率のコイル姿勢依存性は、誘導加熱コイル３を被塗装物２０の表面に対して傾斜させると、磁束分布の関係から、ギャップが狭まる位置における入熱率が上昇し、ギャップが広まる位置における入熱率が減少する。したがって、図８に示すように、誘導加熱コイル３に比して小さい凹部２０ａを有する場合、誘導加熱コイル３を凹部２０ａ側に傾ける姿勢に変更すると、この凹部２０ａを有する複雑形状領域の温度上昇が均一となるように修正することができる。なお、温度不均一箇所に凸部を有する場合には、凸部の位置のギャップを広くし、凸部でない部分のギャップを狭くする姿勢に変更する。
【００４８】
一方、入熱応答率が５０％未満である場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、すなわち、温度不均一箇所の温度変化応答が遅い場合、さらに温度不均一箇所の形状がスポット状であるかライン状であるかを判断する（ステップＳ２１０）。その後、温度不均一箇所の形状がスポット状である場合（ステップＳ２１０，スポット状）、温度不均一箇所の形状が穴であるか否かを判断する（ステップＳ２１１）。また、温度不均一箇所の形状がライン状である場合（ステップＳ２１０，ライン状）、温度不均一箇所の形状が穴であるか否かを判断する（ステップＳ２１２）。このステップＳ２１０，Ｓ２１１，Ｓ２１２の判断処理は、ステップＳ２０５と同様に、温度不均一箇所の３次元形状情報Ｄ１を参照して判断する。
【００４９】
温度不均一箇所の形状が穴でない場合（ステップＳ２１１，Ｓ２１２：Ｎｏ）には、誘導加熱コイル３の移動経路に一部経路追加を行う（ステップＳ２１３）。例えば、図９に示すように、スポット状の突起２１が前回の移動経路ＲＴａの中心線から外れて存在する場合、この突起２１の領域は、熱容量が大きくなって温度不均一箇所となる。この場合、前回の移動経路ＲＴａの移動終了後に、突起２１まで移動させる移動経路を追加する。
この場合、誘導加熱コイル３は、突起２１の領域をスポット状に静止加熱することになる。
【００５０】
また、図１０に示すように、ライン状の突起２２が前回の移動経路ＲＴａの中心線から外れて存在する場合、この突起２２の領域は、熱容量が大きくなって温度不均一箇所となる。この場合、前回の移動経路ＲＴａの移動終了後に、突起２２を通る移動経路ＲＴｂを追加する。この場合、誘導加熱コイル３は、突起２２の領域をライン状に移動加熱することになる。
【００５１】
一方、温度不均一箇所の形状が穴である場合（ステップＳ２１１，Ｓ２１２：Ｙｅｓ）には、コイル姿勢ライブラリＤ４または経路変更ライブラリＤ５を読み込む（ステップＳ２１４）。その後、制御部１は、誘導加熱コイル３の移動経路に一部経路変更を行う（ステップＳ２１５）。例えば、図１１に示すように、スポット状の穴３１が前回の移動経路ＲＴａの中心線から外れて存在する場合、この穴３１の周縁Ｅ３１は、渦電流の経路が穴の淵に集中するため過昇温状態となって温度不均一箇所となる。この場合、前回の移動経路ＲＴａが穴３１を通過しないように、経路変更ライブラリＤ５を参照して、移動経路ＲＴａの中心線を穴３１の反対側にシフトさせる経路変更を行う。
【００５２】
あるいは、制御部１は、図１２に示すように、穴３１との間のギャップを大きくするように誘導加熱コイル３を傾け、誘導加熱コイル３の中心位置のギャップも広げる姿勢変更を行って、結果的に経路変更を行うようにしてもよい。この変更処理は、図１１に示すように被塗装面に沿って誘導加熱コイル３の移動経路を変更できない場合に有効である。
【００５３】
また、図１１、図１２は、スポット的な穴３１について説明したが、図１０に対応するライン的な穴が存在する場合には、穴３１と同様な経路変更を行えばよい。
【００５４】
なお、ステップＳ２１３の経路追加に替えて、ステップＳ２１５と同様に経路変更を行うようにしてもよい。例えば、図９及び図１０に示す突起２１，２２が存在する場合、図１１に示した経路変更とは逆に、突起２１，２２を通る経路に変更される。また、図１２に対応する経路変更の場合には、図１２に示した経路変更とは逆に、突起２１，２２側のギャップが小さくなるように誘導加熱コイル３を傾斜させる姿勢変更による３次元移動経路の一部経路変更を行う。なお、この場合、ステップＳ２１４と同様に、経路変更前に、コイル姿勢ライブラリＤ４または経路変更ライブラリＤ５を読み込む処理を行う。
【００５５】
上述したステップＳ２０７，Ｓ２０９，Ｓ２１３，Ｓ２１５，Ｓ２１６による経路変更、姿勢変更、経路追加、経路削除の結果は、前回移動経路・姿勢情報Ｄ７として更新される。また、上述したステップＳ２０７，Ｓ２０９，Ｓ２１３，Ｓ２１５，Ｓ２１６の処理後、ステップＳ２１７に移行する。ステップＳ２１７では、他の温度不均一箇所があるか否かを判断し、他の温度不均一箇所がある場合（ステップＳ２１７，Ｙｅｓ）には、ステップＳ２０２に移行し、他の温度不均一箇所がない場合（ステップＳ２１７，Ｎｏ）には、ステップＳ１０９にリターンする。
【００５６】
なお、ステップＳ２１１，Ｓ２１２では、穴であるか否かの判断を行っていたが、穴の構造に近い凹部であっても、同様な処理を行うようにする。
【００５７】
（被塗装物の放熱性）
ここで、被塗装物の放熱性について説明する。まず、図１３に示すように鉛直方向に延びる被塗装物４１上に塗料４２が塗布されている場合であって、被塗装物４１が均一温度である場合、外気の対流は、鉛直上方に延びる層流となり、均一な放熱となる。ここで、図１４に示すように、段差５１が存在すると、この段差５１の部分で乱流が発生する。その結果、段差５１の部分からの放熱量が増加し、被塗装物４１は、均一温度とはならない。なお、図１５に示すように、図１４に示した段差５１が存在しなくても、外乱５２が発生すると、層流が崩れる。そして、層流が崩れた部分に乱流が発生し、この部分の放熱量が増加し、被塗装物４１は均一温度とはならない。
【００５８】
また、図１６に示すように、表面の放射率が一定の被塗装物４１の場合、一定の放熱が行われる。これに対し、図１７に示すように、一部に塗料４２が塗布されている場合、塗料４２からの放熱量は、塗料４２が塗布されていない金属面からの放熱量に比して大きい。また、図１８に示すように、一部に折り返し部５３が形成されていると、この折り返し部５３の内部で熱の放射と輻射とを繰り返すため、折り返し部５３からの放熱量は小さくなる。
【００５９】
さらに、図１９に示すように、同じ材質である被塗装物４１であっても、突起６１が存在する部分では、熱容量が大きくなる。このため、被塗装物４１全体に均一な入熱を行っても、突起６１が存在する部分では、周囲の温度Ｔａに比して低い温度Ｔｂとなる。また、図２０に示すように、被塗装物４１ａ，４１ｂの形状が同じであっても、材質が異なる場合、熱容量が異なることになる。このため、被塗装物４１ａ，４１ｂ全体に均一な入熱を行っても、被塗装物４１ａ，４１ｂの昇温速度が異なることになる。さらに、図２１に示すように、被塗装物４１に、コンベア部品６２が単に接触している場合であっても、熱の移動が行われ、被塗装物４１からコンベア部品６２側に放熱される。この結果、コンベア部品６２が接触する部分の温度Ｔｂは周囲の温度Ｔａに比して低くなる。
【００６０】
このように、被塗装物が同一の形状、同一の材質で形成されていても、種々の要因によって放熱性に違いあり、たとえ、被塗装物に均一な入熱を行っても、被塗装物の温度は一様であるとは言えない。
【００６１】
この実施の形態では、誘導加熱コイル３の３次元移動経路の経路変更あるいは姿勢変更を行って、上述した被塗装物の放熱の多様性に対応することできる。したがって、多種の誘導加熱コイルを準備しておく必要がないので、簡易な構成で、被塗装物の表面温度を均一に制御することができる。
【００６２】
なお、上述した実施の形態では、１つの誘導加熱コイル３と１つの温度分布取得部２とを設けるようにしていたが、これに限らず、複数の誘導加熱コイル３を設けてもよいし、複数の温度分布取得部２を設けるようにしてもよい。この場合、各誘導加熱コイル３と各温度分布取得部２とを対とする構成にすることが好ましい。また、複数の誘導加熱コイル３を設ける場合には、１つの被塗装物１０に対する誘導加熱領域を誘導加熱領域に分割して行うことが好ましい。なお、誘導分割領域は、それぞれ重複して設定してもよい。また、複数の誘導加熱コイル３は、分割された誘導加熱領域を重複して加熱してもよい。
【００６３】
また、上述した実施の形態では、誘導加熱コイル３のコイル径、コイル巻き数、ピッチ間隔などが固定された円状のコイルであることを前提として説明している。しかし、誘導加熱コイル３は、種々の形状、材質などを用いて入熱特性の異なるものを用いることができる。この場合、用いられる誘導加熱コイル３に対応したコイルギャップ・入熱率ライブラリＤ３、コイル姿勢ライブラリＤ４、経路変更ライブラリＤ５を保持しておく必要がある。
【符号の説明】
【００６４】
１  制御部
２  温度分布取得部
３  誘導加熱コイル
４  誘導加熱部
５  記憶部
６  表示部
７  操作部
１０，２０，４１，４１ａ，４１ｂ  被塗装物
１１  床
１２  コンベア
１３  天井
２０ａ  凹部
２１，２２，６１  突起
３１  穴
４２  塗料
５１  段差
５２  外乱
５３  折り返し部
６２  コンベア部品
ｄ  ギャップ
Ｄ１  ３次元形状情報
Ｄ２  温度分布情報
Ｄ３  コイルギャップ・入熱率ライブラリ
Ｄ４  コイル姿勢ライブラリ
Ｄ５  経路変更ライブラリ
Ｄ６  初期移動経路・姿勢情報
Ｄ７  前回移動経路・姿勢情報
【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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