(57)【要約】【課題】被塗装物を回転スピンドルに複数載置して公転させながら塗装するスピンドル塗装を、生産性を高めるためにコンベアで移送されてくるスピンドルに対して連続的に塗装可能とする。【解決手段】連続的に送られるコンベアに連設されたスピンドルに複数の被塗装物を載置する回転フォルダーを設け、回転フォルダーは正・逆回転させる２つのエリアを設け、それぞれの回転エリアで被塗装物に対峙するスプレーガンを塗装ロボットに搭載し、両回転エリアにおいて同期作動を行うスプレーガンにより塗装し、両回転エリアを通過する間に各被塗装物の塗装工程が完了するようにした。塗装ロボットに搭載され２つのエリアに設置されるスプレーガンの間隔を可変とし回転方向と相対的に対峙可能とした。【選択図】　図１
2004033887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に送られるコンベアに連続的に付設されたスピンドルに複数の被塗装物を載置する回転フォルダーを設けて順次と回転状態で移送されてくる被塗装物を、塗装ロボットにより塗装する方法において、前記回転フォルダーは塗装域前半と後半において正・逆回転させると共に、両回転エリアの回転フォルダーにそれぞれ対峙し、塗装ロボットに搭載されて同期作動を行うスプレーガンにより各塗装面を塗装し、両回転エリアを通過する間に各被塗装物に対する塗装工程が完了するように吹付けを行う塗装方法。
【請求項２】
同期作動を行うスプレーガンを、塗装ロボットのアームに搭載されコンベアと平行に移動するガンステーの両側に設け、該ガンステーの中心に対して相対的に移動可能とし、両回転エリアの回転スピンドルの中心に対して対称位置にスプレーガンを設定すべく両スプレーガンの相対距離を伸縮移動させながら吹付けを行う請求項１の塗装方法。
【請求項３】
スプレーガンをガンステーの両側にそれぞれ複数組設け、両回転エリアの複数の回転フォルダーに同時に吹付けを行う請求項１または請求項２の塗装方法。
【請求項４】
請求項１又は２の塗装方法において、一方の回転エリアを通過する間に可能な塗装時間に応じて、両回転エリア内の複数の回転フォルダーに対して同じ面を連続して塗装後、次の面を同じく塗装し、複数個を１組としてまとめ、順次吹き付けを行う塗装方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転するスピンドルに被塗装物を載置し、塗装ロボットにより塗装する方法であって、コンベアに連続的に付設されたスピンドルに対して複数のスプレーガンにより、同時に複数の被塗装物の塗装部位を順次塗装し、塗装領域を通過する間に各被塗装物の塗装を完了させて連続的に塗装を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】被塗装物を多量に塗装する場合には、コンベアで順次送られてくる被塗装物を、連続噴霧しているスプレーガンの吹付け領域を通過させることによって塗装されるのが最も簡単な方法として使用されている。しかしこの場合には塗装面以外に行われるだけでなく、塗装部位に対しても不必要に噴霧が行われ、塗料の無駄が多く、経済的にも資源・環境的にも好ましくない。
【０００３】特に近年の携帯電話、音響機器、光学機器等の高級感を必要とする塗装は、高価な塗料と共に塗装の高品質が要求されているため、塗装方法に改善が求められている。更にこれらの製品は大量の生産により低コストが求められていることから、高い生産性を保持しながら、高効率な塗装を実現することが必要となってきている。
【０００４】この様な要求に応じて図３に示すような、回転するスピンドルに複数の被塗装物を載置できる回転フォルダーを設け、被塗装物を公転させながら塗装を行う自動スピンドル塗装が用いられている。この方法によれば次々と公転しながら送られてくる被塗装物に対して塗装箇所に応じたスプレーガンを数箇所に配置し、それぞれのスプレーガンが決められた箇所を塗装することによって塗装域を通過したときは塗装が完了していることになり、コンベアの送りとスプレーガンの配置で生産性を高めることができる。
しかしこの場合においても吹き付けを個々に制御することが難しく不必要な噴霧がなされるために、前述の如き吹き付け塗料の無駄が多く、問題を残している。
【０００５】このような塗料の無駄をなくすためと、塗装の仕上がり品質を向上させるため、より適切な吹き付け時間の制御、また吹き付け位置と方向および吹き付け距離を制御することが必要とされる。このためにスプレーガンの動きと吹き付けを制御しながら作動を行う塗装ロボット等が利用され、これに前記の如きスピンドル塗装を組み合わせた方法がとられていた。
【０００６】しかしこの場合においても塗装ロボットはターンテーブル式に回転スピンドルを設置し、塗装位置にきた回転フォルダーに載置された被塗装物の塗装が完了するまで行い、完了後次の回転ホルダーに載置された被塗装物が塗装位置に送り込まれ、塗装に入るため、ターンテーブルの移動時間による塗装中断や複数の複数の回転フォルダーを同時に塗装することの難しさから、生産性が低下する問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このようなそれぞれの問題点を解決し、生産性が高く、かつ塗装の仕上がり状態がよく、塗料の無駄もなくし効率の高い塗装方法を得ようとしたもので、通常の自動スピンドル塗装の高生産性と、高い塗着効率と塗膜均一性の得られる塗装ロボットによる専用スピンドル塗装とを併用した塗装方法が課題である。
【０００８】すなわちスピンドルの回転フォルダーに載置されて連続的に移送されてくる被塗装物に対し、スプレーガンの吹付け位置を回転フォルダーに合わせ、無駄のない動作によって被塗装物複数個をスピンドル方式で塗装すると生産性がアップする。高速回転する塗装面の品質を高く、また一定にするためには被塗装面の立面部塗布においては、左側面は時計方向回転のスピンドルの中心より右にスプレーガンの配置をし、右側面は反時計方向回転のスピンドルの中心より左にスプレーガンの配置が必要であり、スプレーガンと回転体との相対位置関係をとることが必要になる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を解決するため、連続的に送られるコンベアに付設されたスピンドルに複数の被塗装物を載置する回転フォルダーを設けて順次移送されてくる被塗装物を、塗装ロボットにより塗装するもので、回転フォルダーを塗装領域の前半と後半において正・逆回転させると共に、両方の塗装領域における回転フォルダーにそれぞれ対峙するように、塗装ロボットに搭載されたスプレーガンにより各塗装面を同時に左右で異なる被塗装物の回転に対して同じ塗装を行わせ、両方の回転エリアを通過する間に各被塗装物に対する塗装工程が完了するように吹付けを行うようにする。これによって複数のスピンドルを同時にかつ連続的に塗装でき、生産性を高めることが可能となる。
【００１０】同期作動を行うスプレーガンは、塗装ロボットのアームに搭載され、コンベアと平行に移動するガンステーの両側に設け、該ガンステーの中心に対して相対的に移動可能とし、両塗装領域の回転スピンドルの中心に対して対称となる位置にスプレーガンを設定もしくは移動させながら吹付けを行うことによって公転する被塗装物に回転方向に応じた吹付け位置を合わせることができ、効果的に塗料を塗着させることができる。
【００１１】さらにスプレーガンをガンステーの両側にそれぞれ複数組設け、両回転エリアの複数の回転フォルダーに同時に吹付けを行うことで生産性を高めることも可能となる。
【００１２】また、一方の塗装領域を通過する間に可能な塗装時間に応じて、両塗装領域内の複数の回転フォルダーに対して同じ面を連続して塗装後、次の面を同じく塗装し、複数個を１組としてまとめ、順次吹き付けを行うことによって塗装領域を通過する時間を最大限に塗装時間として使用し無駄な時間のない工程を組むことができることになる。
【００１３】
【発明の実施形態】図１に本発明の塗装方法を実施するための装置の一例が示されている。１は塗装ロボットで別に設けた制御装置からの作動信号によりアーム２の先端に取り付けられたスプレーガンを自在に動かしながら吹き付けを行うことができる。この実施例においては、アーム２の先端に該アームとは、ほぼ直角にガンステー３が設けられ、このガンステー３の両側にスプレーガン４Ａ、４Ｂが取り付けられている。これらのスプレーガンはガンステー３に設置された状態で塗装ロボット１の作動機能により上下左右、上下角度が自在に動かされる。
【００１４】またガンステー３は塗装ロボット１に取り付けられた中心部に対して、両端が対称的に伸縮し、両側に取り付けたスプレーガンの間隔が可変になっている。伸縮機構は例えば左右逆ピッチのねじを利用したり、リンク機構を利用するなど従来の要素技術の範囲で選択すればよい。作動は塗装ロボットの制御信号と同様サーボモーター等に送られて必要な間隔に制御される。本実施例の場合、図のとおりガンステー３の両側には２個のスプレーガンが設置され両側で４個のスプレーガンが同時に作動して塗装効率を上げるように構成されている。
【００１５】被塗装物は塗装ロボット１の前方に配置されたコンベア５に取り付けられた回転フォルダー６に載置されて塗装位置に運ばれてくる。コンベア５には所定の間隔でスピンドル７が設けられ、それぞれのスピンドル７は、塗装域に設けられた回転駆動装置１５Ａ及び１５Ｂによって自動的に回転が与えられる。回転させる手段は、駆動装置によって回転するベルト等にスピンドルの摩擦ローラー部が接触したときに回転力が伝えられる方法等が利用される。回転駆動装置１５Ａと１５Ｂの回転する方向は、矢示の如く逆になっていて、スピンドルの回転が中間部を境にそれぞれの領域で逆回転するように構成されている。
【００１６】各々のスピンドルは図３に一例を示すように周囲に４つの被塗装物フォルダー８が設けられた回転フォルダー６が取り付けられ、被塗装物フォルダー８に嵌め込まれ載置された被塗装物Ｗは、スピンドル７の周囲を公転するようになっている。被塗装物フォルダー８の数や形状などは、被塗装物の大きさや種々の塗装条件により変更することがあり、簡単に回転フォルダー６の交換ができるようになっていることが望ましい。
【００１７】前述の通り、被塗装物は公転しているためスプレーガンからの噴霧は、回転方向に応じて回転の中心からの偏心距離Ｓを制御しながら行われ、塗着の効率、仕上げ状態の向上が図られる。また同じ方向からのみでは当然反対側の面が充分に塗装されないため、逆回転による塗装が必要となり、その場合は偏心させる距離Ｓは中心から逆にずれることになる。
【００１８】本発明においては両方の回転による塗装を同時に行い、塗装ロボットに設けたガンフォルダーの両側に設けたスプレーガンによって同時に行うために、両回転領域に置かれるスプレーガンの位置を逆方向に偏心させる必要があり、これに対応する手段としてスプレーガンの取付位置の間隔が可変となるガンステーを採用している。
【００１９】前記コンベア５とスピンドル７の移動及び塗装ロボット１のガンステー３に設置されたスプレーガン４Ａ，４Ｂの位置関係は図２に示している。例えば塗装域の左側より右側に移動するコンベア５に付設されたスピンドル７は、前述の如く中間部より左と右手前と後では逆に回転されており、それぞれのスプレーガン４Ａ，４Ｂは、いずれかの回転領域の範囲で被塗装物（回転フォルダー）と対峙するように設置・移動が行われる。
【００２０】通常フォルダーの回転方向に関係なく塗装が行われる場合は、回転中心にスプレーガンが配置されるが、本発明の実施例の如く公転する被塗装物に対しては、回転の中心にスプレーガンを向けた場合に被塗装物の左右側面と正面の膜厚に不均一が生じてしまう。さらに塗装面が向かってくる位置にスプレーガンを配置することによって塗着効率を上げ、仕上がりを向上させることができる。逆にスプレーガンの噴霧に対して逃げる方向でスプレーをすれば塗着効率が低下するだけでなく、噴霧速度の速い粗い粒子の塗着が多くなり仕上がりに悪影響を及ぼす結果となる。
【００２１】したがって図２に示すように、左側の回転フォルダー６Ａに対しては回転中心より右寄りに、また右側の回転フォルダー６Ｂに対しては、回転中心より左寄りに設置される。また被塗装物や塗装部位によって回転の中心より偏心させる距離が異なる場合は、設置される両側のスプレーガンの間隔Ｘを伸縮させることによって調整される。さらに吹付け塗装により例えば回転の中心側から外側に向けてスプレーガンを移動させながら塗装を行うことで塗着の効果が得られる場合には、作動中に両側のスプレーガンの間隔を変えることも必要になる。これらの移動は前述した通り塗装ロボットの作動制御信号として教示され作動を制御することができる。
【００２２】塗装域となるコンベア５の周囲は塗装室１０が備えられ室内へのゴミの進入防止、塗料ミストの排気処理等が行われる。
【００２３】これらの構成により実際に行う塗装を以下詳細に説明する。コンベア５のスピンドル７に設けられた回転フォルダー６には図３に示すように、それぞれ４つの被塗装物が載置され順次塗装域に送り込まれる。塗装域の中央に至るまでは右に公転しながら、予め作動をプログラムされた塗装ロボット１により下面、中面、上面が塗装される。この時左側の２個のスプレーガン４Ａにより２つの回転フォルダー（１番目の２フォルダー）に載置された被塗装物が同時にスプレーされ、次に別の２つの回転フォルダー（２番目の２フォルダー）に塗装ロボットが移動し、載置された被塗装物の下面を、更に次の２つの回転フォルダー（３番目の２フォルダー）に移動して載置された被塗装物の下面を順次塗装する。
【００２４】次の中面に対しては、再び３番目の２フォルダー、２番目の２フォルダー、１番目の２フォルダーと順に塗装し、最後に上面を１番目の２フォルダー、２番目の２フォルダー、３番目の２フォルダーと順に塗装して左側の回転エリアでの塗装が完了する。その後１から３番目のフォルダー１組は右側の逆回転領域に送り込まれるようコンベア速度とスプレー時間とが調整される。
【００２５】次の回転エリア右側に送り込まれた被塗装物は、逆回転の状態となり回転軸より左側に位置するスプレーガン４Ｂに、先程とは反対側の塗装面が向かう状態で公転している。
【００２６】すなわち左側の領域で十分な塗装ができなかった塗装面が、右側の領域で塗装され、全体としての均一な塗装面が形成されることになる。この状態で前記スプレーガン４Ａと同様の塗装が行われ塗装が完了する。もちろんスプレーガン４Ｂがこれらの塗装を実施している間、次の１組の被塗装物はスプレーガン４Ａにより同様の塗装がおこなわれ、順次塗装が行われるものである。
【００２７】この例では６フォルダーが１組として、それぞれ６回の塗装をされて完了するように設定されているが、各回転フォルダー間の塗装ロボットの移動が最小になるようコンベア速度、塗装数、塗装時間の設定により、１組の塗装が完了する時に塗装ロボットの位置が原点位置に復帰するように調整される。
【００２８】本発明では塗装ロボットを使用することによって、被塗装物に対して必要な箇所をスプレーし、次の被塗装物、次の塗装面に移動する場合はスプレーを中断することで必要な噴霧のみとし効率的な塗装を行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】以上に述べた通り塗装ロボットを利用したスピンドル塗装の方法によれば、以下に記載するような効果を得ることができる。
【００３０】すなわち本発明は、連続送りのコンベアに回転スピンドルを連接し、公転する被塗装物を塗装する場合に、スピンドルの回転方向を正・逆回転エリアに分け、２つのエリアにおいて同期作動するように塗装ロボットに搭載したスプレーガンをスピンドルによって公転する被塗装物に対しての吹付け位置を回転方向に合わせて、適正に配置した状態で作動させて、順次移送されてくる被塗装物を塗装することを特徴とするもので、移送されてくる被塗装物を同時に多数塗装できるように構成できることにより無駄なく連続的に塗装できて、生産性を高めることができる。
【００３１】また正・逆回転するスピンドルによって公転する被塗装物に対称的に対峙できるように、両エリアに搭載されるスプレーガンの位置を、ガンステーの伸縮によって常に適正に設置するようにしたため、スピンドル塗装において必要であった回転の切り替えや、塗装ロボットの吹付け位置の変更、ターンテーブル式のスピンドル塗装で必要とされていたテーブルの移動等に要する時間が節約でき塗装休止時間を最小限に押さえて生産性を高めることができるものである。本発明の実施例によればこれらターンテーブル式の場合に比較し、時間あたり２〜３倍の生産量が得られている。
【００３２】更に塗装ロボットを使用しての連続コンベアでのスピンドル塗装が可能になったことで、従来の固定ガンによるスピンドル塗装に比べて被塗装物１個あたり１／５程度の塗料使用量で済むなど、大幅な使用塗料の削減が図れた。これは自動スピンドル塗装が連続吹付けであるのに対し、本発明の方法は必要な時だけの吹付けであること、被塗装物に対し適正な吹付け距離、吹付け位置、狙い角度が調整できることや、追従しながらの吹付けが可能なこと、公転する被塗装物に最も効率の良い吹付け位置が選べるためである。
【００３３】更にまた特定される物ではないが、本発明での実施効果を高めるため、各スプレーガンの経路に流量制御装置を組み込むことで更に安定的な塗装が可能であり、カラーチェンジバルブによる色替え装置の設置と制御の組合せ、スプレーガンの空気キャップの自動洗浄等塗装ロボットとの制御を組み入れた各種補器を利用することで一層の塗装効果を向上できる。
【００３４】以上の通り本発明は高い生産性と、塗着効率、仕上がりに優れた塗装が可能となり、高級塗料を使用して多量に生産し、生産コストを削減するに極めて有効な塗装方法が得られる。また塗料の排出を削減でき、廃棄物の削減、資源の有効活用が図れ、環境への影響が大きく改善されるものである。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施に用いるロボット塗装装置の例を示す全体概要図
図２はスピンドルと対峙するスプレーガンの配置図
図３はスピンドルに載置され公転する被塗装物とスプレーガンの配置図
【符号の説明】
１，塗装ロボット
２，塗装ロボットのアーム
３，ガンステー
４Ａ、４Ｂ，スプレーガン
５，コンベア
６，回転フォルダー
７，スピンドル
８，被塗装物フォルダー
Ｗ、被塗装物
【図１】
2004033887.tif 000003
【図２】
2004033887.tif 000004
【図３】
2004033887.tif 000005