(57)【要約】【課題】塗料が供給開始されてから安定供給されるまでの立上がり時と、塗料バルブがオフされてから塗料が供給停止されるまでの立下がり時に噴霧された塗料による誤差を除いて、安定状態の塗装パターンの単位時間あたりの膜厚分布を正確に測定できるようにする。【解決手段】塗料が供給開始されてから、目標流量で安定供給されて、供給停止されるまでの塗装時間（Ｔ１、Ｔ２）のみが異なり、他の塗装条件が同一の二つの塗装パターン（Ｐ１、Ｐ２）を形成し、夫々の塗装パターン（Ｐ１、Ｐ２）について膜厚（ｚ１、ｚ２）を計測して膜厚差を算出し、その膜厚差（Δｚ）と塗装時間差（ΔＴ）に基づいて安定状態の塗装パターンの単位時間あたりの膜厚分布を算出するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装機に対して定置された被塗面を単位時間だけ塗装したときに形成される塗装パターンの膜厚分布を測定する膜厚分布測定方法であって、
塗料が供給開始されてから、目標流量で安定供給されて、供給停止されるまでの塗装時間のみが異なり、他の塗装条件が同一の二つの塗装パターンを形成し、夫々の塗装パターンについて膜厚を計測して膜厚差を算出し、その膜厚差と塗装時間差に基づいて安定状態の塗装パターンの単位時間あたりの膜厚分布を算出することを特徴とする膜厚分布測定方法。
【請求項２】
前記塗装機が回転霧化式塗装機であって、各塗装パターンを形成する際に、目標流量で安定供給され、且つ、回転霧化等の回転数が安定状態となった後に、塗料が供給停止される請求項１記載の膜厚分布測定方法。
【請求項３】
前記塗装機が、シェーピングエアにより塗装パターンを整えるように成され、各塗装パターンを形成する際に、目標流量で安定供給され、且つ、シェーピングエアが安定供給された後に、塗料が供給停止される請求項１又は２記載の膜厚分布測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装機に対して定置された被塗面を単位時間だけ塗装したときに形成される塗装パターンの膜厚分布を測定する膜厚分布測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ボディなどの塗装ラインでは、被塗物の複雑な表面形状に応じて塗装機の位置や姿勢を正確に制御して、高品質な塗膜を形成することができるように、多関節ロボットのアーム先端に塗装機を取り付けた塗装ロボットが導入されている。
【０００３】このような塗装ロボットを使用して塗装する場合に、塗装機を移動させる移動経路を設定したり、塗料供給量、回転霧化式塗装機の場合は回転霧化頭のドライブエア供給圧、シェーピング供給圧などの塗装条件を設定する必要がある。
【０００４】そして、このような塗装条件を決定する際に、膜厚をシミュレーションすることが行われる。
従来は、最適な塗装条件を見つけるために、塗装条件を少しずつ変えながら数十回と塗装実験を繰返し、最良の塗膜が得られる塗装条件を決めていたが、製品と成るべき被塗物を実験のために使用しなければならないだけでなく、塗装実験そのものに時間と手間とコストがかかりすぎていた。
【０００５】このため、最近では、所定の塗装条件で塗装したときに被塗物の表面に形成される塗膜の厚さを、コンピュータにより算出させ、採用可能な塗装条件を絞り込んで、最終的に２〜３回の塗装実験を行って塗装条件を決定するようにしている。
このようにすれば、実験のために使用する被塗物の数が少なくなるだけでなく、塗装実験の回数を減らし、比較的短時間で、手間もかけずに、低コストで最適な塗装条件を決定することができる。
【０００６】ところで、このようなシミュレーションを行う場合に、塗装機に塗料を供給して定位置で塗装したときに形成される塗装パターンの単位時間あたりの膜厚分布をデータ化した膜厚データを基準に塗膜厚さをシミュレーションするようにしている。
したがって、この単位時間あたりの膜厚分布を正確に求めることができれば、それだけ膜厚を正確にシミュレーションすることができる。
【０００７】そして、塗装機に対して定置されたテストピースを予め設定された塗装時間だけ塗装することにより形成される塗装パターンの膜厚を実測すると共に、測定された膜厚と塗装時間に基づいて単位時間あたりの膜厚分布を算出するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、塗装機で塗装する場合に、塗料バルブがオンされて塗料が供給開始されてから、塗料バルブがオフされて塗料が供給停止されるまでの間、塗料供給量は一定ではない。
【０００９】すなわち、塗料が供給開始されると、塗料供給量は０から徐々に増えて目標流量に達するまで立上がり、その後、目標流量に維持されて安定供給され、最後に塗料バルブがオフされて塗料供給量が徐々に減って供給停止されるまで立下がることとなる。
【００１０】被塗物を塗装しているときは塗料が目標流量に維持されて安定的に供給されているので、上述した手法で塗装パターンの膜厚分布を算出すると、塗料が供給開始されてから安定供給されるまでの立上がり時と、塗料バルブがオフされてから塗料が供給停止されるまでの立下がり時に噴霧された塗料により形成された塗膜分が含まれてしまい、正確な塗装パターンの膜厚データを求めることができない。
【００１１】したがって、塗膜厚さをシミュレーションする際に基準とする膜厚データには必ず誤差が含まれることとなり、シミュレーションの精度が低下するという問題があった。
【００１２】そこで本発明は、塗料が供給開始されてから安定供給されるまでの立上がり時と、塗料バルブがオフされてから塗料が供給停止されるまでの立下がり時に噴霧された塗料による誤差を除いて、安定状態の塗装パターンの単位時間あたりの膜厚分布を正確に測定できるようにすることを技術的課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、塗装機に対して定置された被塗面を単位時間だけ塗装したときに形成される塗装パターンの膜厚分布を測定する膜厚分布測定方法であって、塗料が供給開始されてから、目標流量で安定供給されて、供給停止されるまでの塗装時間のみが異なり、他の塗装条件が同一の二つの塗装パターンを形成し、夫々の塗装パターンについて膜厚を計測して膜厚差を算出し、その膜厚差と塗装時間差に基づいて安定状態の塗装パターンの単位時間あたりの膜厚分布を算出することを特徴とする。
【００１４】本発明によれば、塗料が供給開始されて目標流量で安定供給された後、供給停止されるまでの塗装時間のみが異なり、他の塗装条件が全く同一の二つの塗装パターンを形成する。
これらの塗装パターンは、いずれも、塗料が供給開始されると塗料供給量は０から徐々に増えて目標流量に達するまで立上がり、その後、目標流量に維持されて安定供給され、最後に塗料バルブがオフされて塗料供給量が徐々に減って供給停止されるまで立下がることとなる。
【００１５】ここで、塗料が供給開始されてから供給停止されるまでの塗装時間のみが異なり、他の塗装条件が全く同一であるから、夫々の塗装パターンは、目標流量に達するまで立上時間も、塗料バルブがオフされて塗料供給量が徐々に減って供給停止されるまでの立下時間も等しく、安定供給されている時間のみが異なり、塗装時間差は塗料が安定供給されている時間の差に等しい。
【００１６】したがって、２つの塗装パターンについて膜厚を計測して膜厚差を算出すると、その膜厚差は、塗料が塗装時間差に等しい時間だけ安定供給されて形成される塗装パターンの膜厚に等しく、その膜厚差と塗装時間差に基づいて単位時間あたりの膜厚分布を算出すれば、塗料の立上がりや立下がりによる誤差のない安定状態の塗装パターンの膜厚分布を算出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る膜厚分布測定方法を示す説明図、図２はテストピースの塗装実験を示す説明図である。
【００１８】例えば、シェーピングエアで塗装パターンが整えられる回転霧化式の静電塗装機１に対して定置されたテストピース２を塗装すると、その塗装パターンＰは中心に薄膜部３が形成され、その周囲に同心状の厚膜部４が形成された円形になる。
この円形塗装パターンＰについて、安定状態の塗装パターンの単位時間あたりの膜厚分布を測定する場合は、まず、塗料バルブ５をオンして塗装機１に塗料が供給開始されてから、目標流量で安定供給された後、塗料バルブ５をオフして塗料が供給停止されるまでの塗装時間が異なり、塗料供給量、シェーピングエア供給圧、エアモータで駆動される回転霧化頭のドライブエア供給圧、塗装機１とテストピース２の相対位置、印加電圧、温湿度その他の塗装条件が同一の二つの塗装パターンＰ１、Ｐ２を形成する。
【００１９】塗装時間Ｔ１、Ｔ２は塗料バルブ５のオンオフで決定されるが、その間、塗料は定量供給されるわけではなく、塗料バルブ５がオンされて塗料が供給開始されてから安定供給されるまでの立上時間Ｔ１１及びＴ２１では目標流量に達するまで徐々に流量が増え、その後、塗料バルブ５がオフされるまでの間が安定供給時間Ｔ１２及びＴ２２となるが、塗料バルブ５がオフされて供給が停止されても直には流量は０には成らず停止されず、バルブが完全に閉じるまでのタイムラグとなる立下時間Ｔ１３及びＴ２３の間、徐々に流量が低下していく。
【００２０】なお、塗装時間Ｔ１、Ｔ２は、いずれも、ドライビングエアが供給されたエアモータにより駆動される回転霧化頭の回転数が安定状態となり、塗装パターンを整えるシェーピングエアが安定供給されるなど、塗装パターンに影響を与える過渡現象が安定するのに十分な時間を確保しておく。
【００２１】各塗装パターンＰ１、Ｐ２は、塗装時間Ｔ１、Ｔ２を除き、他の塗装条件が全く同一であり、また、立上時間Ｔ１１及びＴ２１と立下時間Ｔ１３及びＴ２３は塗装時間に拘わらず他の塗装条件が一定であれば等しいので、塗装時間差ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２は安定供給時間差Ｔ１２−Ｔ２２に等しい。
すなわち、塗装パターンＰ１は塗装パターンＰ２に比して塗装時間が長い分、全体的に厚い塗膜の塗装パターンが形成されるが、その膜厚差は、塗装時間差ΔＴだけ塗料を定量供給したときに形成される塗装パターンに等しいことになる。
【００２２】そこで、各塗装パターンＰ１及びＰ２につき膜厚ｚ１（ｘ、ｙ）及びｚ２（ｘ、ｙ）を実測し、対応する点（ｘ、ｙ）の膜厚差Δｚ（ｘ、ｙ）＝ｚ１（ｘ、ｙ）−ｚ２（ｘ、ｙ）を算出すると、その膜厚差Δｚは、塗装時間差ΔＴに等しい時間だけ安定供給された塗料のみで形成される塗装パターンＰ３の膜厚ｚ３に等しく、この塗装パターンＰ３には塗料の立上がりや立下がりによる誤差が含まれていない。
また、塗装パターンＰ１、Ｐ２に影響を与える過渡現象が安定するまでの時間も塗装時間Ｔ１，Ｔ２に拘わらず一定であるから、これらの過渡現象による誤差を含むこともない。
【００２３】したがって、この膜厚差Δｚと塗装時間差ΔＴに基づいて単位時間あたりの膜厚ｚ０（ｘ、ｙ）は、
ｚ０（ｘ、ｙ）＝Δｚ（ｘ、ｙ）／ΔＴ
で表わされ、各点（ｘ、ｙ）についての膜厚ｚ０を求めることにより膜厚分布が測定される。
【００２４】このデータに基づいて、塗膜シミュレーションを行えば、塗料の立上がりや立下がりによる誤差が含まれていないので、シミュレーションの精度が向上する。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、塗料の立上り及び立下りによる誤差を除いて、安定状態の塗装パターンの膜厚分布を正確に測定することができるので、この膜厚分布をデータ化した膜厚データを基準に塗膜厚さをシミュレーションすることにより、極めて精度良く膜厚をシミュレーションできるという大変優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る膜厚分布測定方法を示す説明図。
【図２】テストピースの塗装実験を示す説明図。
【符号の説明】
１………………………静電塗装機
２………………………テストピース（被塗面）
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…塗装パターン
Ｔ１、Ｔ２……………塗装時間
Ｔ１１、Ｔ２１…………立上時間
Ｔ１２、Ｔ２２…………安定供給時間
Ｔ１３、Ｔ２３…………立下時間
ΔＴ……………………塗装時間差
ｚ１、ｚ２、ｚ３……膜厚
Δｚ……………………膜厚差
ｚ０………単位時間あたりの膜厚
【図１】
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【図２】
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