(57)【要約】【課題】目標回転数値の変化に従って回転霧化頭の回転数を迅速に変動させるとともに、目標回転数値に速やかに収束させて安定した状態で回転させる。【解決手段】回転霧化頭の回転数が制御切換上限値より大きいときには、第１補正基準値に基づいて主補正量を求める（ステップＳ７）。回転数が制御切換上限値以下で目標回転数値より大きいときには、目標回転数値と回転数との偏差と第３補正基準値とに基づいて主補正量を求める（ステップＳ９）。回転数が目標回転数値以下で制御切換下限値より大きいときには、前記の偏差と第４補正基準値とに基づいて主補正量を求める（ステップＳ１１）。回転数が制御切換下限値以下であるときには、第２補正基準値に基づいて主補正量を求める（ステップＳ１２）。【選択図】図６
2004243290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される塗料を霧化して噴出する回転霧化頭と、
前記回転霧化頭を回転させるアクチュエータと、
供給される駆動力指令値に基づいて前記アクチュエータの駆動力を制御する駆動力制御部と、
前記回転霧化頭の回転数を検出するセンサと、
前記センサに接続されるとともに前記駆動力制御部を制御する主制御部と、
を用いて前記回転霧化頭の回転数を制御する回転霧化頭の回転数制御方法であって、
前記回転霧化頭の目標回転数値、制御切換上限値および制御切換下限値を設定し、
前記回転数が前記制御切換上限値より大きいときには、所定の第１補正基準値に基づいて前記駆動力制御部に対する駆動力指令値を求め、
前記回転数が前記制御切換下限値以下であるときには、所定の第２補正基準値に基づいて前記駆動力指令値を求め、
前記回転数が前記制御切換上限値以下で、かつ、前記制御切換下限値より大きいときには、前記目標回転数値と前記回転数との偏差に基づいて前記駆動力指令値を求め、
前記駆動力指令値を前記駆動力制御部に供給することを特徴とする回転霧化頭の回転数制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の回転霧化頭の回転数制御方法において、
前記目標回転数値を変化させる際に、変化後の目標回転数値を基準として前記制御切換上限値および前記制御切換下限値を設定および更新することを特徴とする回転霧化頭の回転数制御方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の回転霧化頭の回転数制御方法において、
前記塗料を供給する際に、前記駆動力指令値を増加するように補正することを特徴とする回転霧化頭の回転数制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転霧化頭の回転数制御方法において、
前記第２補正基準値の絶対値は、前記第１補正基準値の絶対値より大きいことを特徴とする回転霧化頭の回転数制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装機における回転霧化頭の回転数制御方法に関し、特に、アクチュエータの駆動力を制御する駆動力制御部と、回転数を検出するセンサと、該センサに接続されるとともに駆動力制御部を制御する主制御部とを用いて回転霧化頭の回転数を制御する回転霧化頭の回転数制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両等の被塗装物を塗装する際に、回転霧化式塗装機が広く使用されている。この回転霧化式塗装機では、外方に向かって拡径する回転霧化頭を回転させ、この回転霧化頭内で塗料を霧化させて被塗装物に噴霧することにより塗装を行う。回転霧化式塗装機を用いて良質な塗装を行うためには、塗料および被塗装物の種類に応じて回転数を変化させる制御が必要であるが、この際、回転数を目標回転数値に迅速に達することが好ましい。また、目標回転数値に達した後は、該目標回転数値のまま安定して回転が維持されることが好ましい。
【０００３】
このような観点から、回転霧化頭の回転数と目標回転数値とを比較し、回転数が目標回転数値より大きいときと目標回転数値より小さいときとに制御を分ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６１−１２０９０９号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の特許文献１で開示されている方法では、目標回転数値を閾値として制御方法が頻繁に切り換わることになり、目標回転数値に一致した安定した回転が得られない。また、目標回転数値と実際の回転数との偏差が考慮されていないことから、目標回転数値を大きく変化させる場合等であって偏差が大きくなるときには回転数の変化が緩慢で、目標回転数値に速やかに収束させることができない。この場合、単に補正量を大きくするとオーバシュートが大きくなり不安定になる。
【０００６】
さらに、回転霧化頭の回転数制御方法では、回転霧化頭を駆動するアクチュエータの特性以外に、塗料の粘性や吐出量による影響で回転数が複雑に変動することから、所謂、ＰＩＤ制御の手法だけでは迅速かつ安定した回転数の制御を行うことができない。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、目標回転数値の変化に従って回転霧化頭の回転数を迅速に変動させるとともに、目標回転数値に速やかに収束させて安定した状態で回転させることを可能にする回転霧化頭の回転数制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回転霧化頭の回転数制御方法は、供給される塗料を霧化して噴出する回転霧化頭と、前記回転霧化頭を回転させるアクチュエータと、供給される駆動力指令値に基づいて前記アクチュエータの駆動力を制御する駆動力制御部と、前記回転霧化頭の回転数を検出するセンサと、前記センサに接続されるとともに前記駆動力制御部を制御する主制御部と、を用いて前記回転霧化頭の回転数を制御する回転霧化頭の回転数制御方法であって、前記回転霧化頭の目標回転数値、制御切換上限値および制御切換下限値を設定し、前記回転数が前記制御切換上限値より大きいときには、所定の第１補正基準値に基づいて前記駆動力制御部に対する駆動力指令値を求め、前記回転数が前記制御切換下限値以下であるときには、所定の第２補正基準値に基づいて前記駆動力指令値を求め、前記回転数が前記制御切換上限値以下で、かつ、前記制御切換下限値より大きいときには、前記目標回転数値と前記回転数との偏差に基づいて前記駆動力指令値を求め、前記駆動力指令値を前記駆動力制御部に供給することを特徴とする。
【０００９】
このように、回転霧化頭の回転数制御方法を制御切換上限値および制御切換下限値により３つの領域に区分することにより、回転霧化頭の回転数を目標回転数値に速やかに収束させて安定した状態で回転させることができる。
【００１０】
また、第１補正基準値は、固定の減速指令値とし、第２補正基準値は、固定の加速指令値として設定することができる。
【００１１】
この場合、前記目標回転数値を変化させる際に、変化後の目標回転数値を基準として前記制御切換上限値および前記制御切換下限値を設定および更新するようにするとよい。
【００１２】
また、前記塗料を供給する際に、前記駆動力指令値を増加するように補正すると、塗料の供給による外乱を相殺するように補償することができ、回転霧化頭の回転数を略一定の状態に維持することができる。
【００１３】
さらに、前記第２補正基準値の絶対値は、前記第１補正基準値の絶対値より大きく設定すると、回転霧化頭の加速に要するエネルギを補償することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る回転霧化頭の回転数制御方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図７を参照しながら説明する。
【００１５】
本実施の形態に係る回転霧化頭１２の回転数制御方法は、図１に示す回転霧化塗装システム１０を用いて行われる。回転霧化塗装システム１０は、産業用のロボット１４と、該ロボット１４のエンドエフェクタとして設けられた塗装機１６と、該塗装機１６に塗料および洗浄液等を供給・遮断する塗料供給部１８と、システム全体を統括的に制御する主制御部２０とを有する。
【００１６】
ロボット１４は、例えば、６軸の多関節型であり、塗装機１６を可動範囲内で移動させるとともに任意の姿勢に設定可能である。これにより、塗装機１６を、車両などの被塗装物に対して適切な角度で接近させることができる。
【００１７】
主制御部２０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、入出力インターフェース、タイマ等を有するコンピュータであり、ＲＡＭ等に記録されたプログラムに従って動作する。具体的には、主制御部２０はロボット１４の動作制御、回転霧化頭１２の回転数制御および塗料供給部１８に対する動作指示等を行う。
【００１８】
図２に示すように、塗装機１６は、筐体２２と、エアモータ（アクチュエータ）２４と、該エアモータ２４によって高速回転する円筒状回転軸２６と、該円筒状回転軸２６に接続されて一体的に回転する回転霧化頭１２と、回転霧化頭１２内に設けられ、噴霧する塗料の整流作用を奏する整流部２８と、整流部２８の前方に設けられ、塗料の霧化を促進させるハブ部３０とを有する。ハブ部３０には霧化した塗料が通過する隙間３０ａが設けられている。エアモータ２４に代えて電気モータ等の他のアクチュエータを用いてもよい。円筒状回転軸２６は軸受３２によって軸支され、滑らかに回転可能である。
【００１９】
円筒状回転軸２６内にはノズル３４が設けられており、該ノズル３４の先端部は円筒状回転軸２６からやや突出して回転霧化頭１２の内側に配置されている。ノズル３４には、塗料供給部１８から塗料および洗浄液が供給され回転霧化頭１２内に噴出される。塗料は、例えば、主剤および硬化剤からなり、ノズル３４の内部で混合され、またはノズル３４から噴出された後に回転霧化頭１２内で混合される。
【００２０】
塗装機１６には、コンプレッサ等の空気圧源から供給される圧縮空気を減圧する電磁駆動式のレジューシングバルブ（駆動力制御部）３６が設けられている。該レジューシングバルブ３６で減圧された空気はエアモータ２４に供給され、該エアモータ２４は空気圧に応じて回転駆動力を発生する。供給された空気は、エアモータ２４を回転させた後、ドレンポート（図示せず）から排気される。レジューシングバルブ３６は、主制御部２０から供給される電気信号に基づいて駆動され、エアモータ２４に供給する２次圧力を比例的に制御可能である。
【００２１】
回転霧化頭１２の近傍には、回転数を検出する回転センサ３８が設けられており、回転霧化頭１２の回転数Ｎを検出して主制御部２０へ供給する。回転数Ｎは主制御部２０において［ｍｉｎ−１］の単位に変換される。
【００２２】
次に、回転霧化頭１２の回転数制御方法について図３〜図７を参照しながら説明する。この回転数制御方法は、回転センサ３８から供給される回転数Ｎに基づいてレジューシングバルブ３６の２次圧力を制御することによって行う。また、回転霧化頭１２の回転数制御は主として主制御部２０のＣＰＵによるプログラム処理によって所定の微小時間毎に繰り返して実行されるものであり、リアルタイム処理となっている。図３および図４では理解を容易にするために、主制御部２０におけるプログラム処理をブロック図として示している。回転霧化頭１２の回転数制御方法では、図３および図４に基づく電気回路を用いてもよいことはもちろんである。
【００２３】
図３に示すように、主制御部２０には、回転霧化頭１２の目標回転数値Ｃを設定する回転数設定部５０と、目標回転数値Ｃを増幅して空気圧指令値Ａ０を供給する増幅器５１と、塗装機１６に塗料を供給するか遮断するかを塗料供給部１８に指示する塗料供給指示部５２と、空気圧指令値Ａ０を補正するための主補正量Ｈ１を求める主補正量設定部５４と、空気圧指令値Ａ０を補正して空気圧補正指令値（駆動力指令値）Ａ１を求める補正部５５とを有する。空気圧補正指令値Ａ１は、図示しない入出力インターフェースを経由してレジューシングバルブ３６に供給される。
【００２４】
回転数設定部５０は、塗装のモードに基づいて目標回転数値Ｃを出力する。塗装のモードは、ロボット１４の姿勢、タイマ計測による所定の経過時間、被塗装物の状態等に基づいて区分され、具体的には待機モード、塗装待機モード、第１塗装モードおよび第２塗装モード等からなる（図７参照）。
【００２５】
待機モードは、塗装を行う前の準備段階において、低速の速度Ｎ１で回転霧化頭１２を回転させるモードである。この場合、目標回転数値Ｃは、Ｃ←Ｎ１と設定される。塗装待機モードは、塗装を行う直前の段階において、実際に塗装を行うときと同じ高速の速度Ｎ３で回転霧化頭１２を回転させるモードである。第１塗装モードは、実際に塗装を行うモードであり、回転霧化頭１２を速度Ｎ３で回転させるとともに、塗料供給部１８から塗装機１６に塗料を供給するモードである。塗装待機モードおよび第１塗装モードの場合、目標回転数値Ｃは、Ｃ←Ｎ３と設定される。第２塗装モードは、実際に塗装を行うモードであり、速度Ｎ３より低い速度Ｎ２で回転霧化頭１２を回転させるとともに塗料供給部１８から塗装機１６に塗料を供給するモードである。第２塗装モードの場合、目標回転数値Ｃは、Ｃ←Ｎ２と設定される。
【００２６】
目標回転数値Ｃは、［ｍｉｎ−１］の単位で表される値であって、該目標回転数値Ｃは増幅器５１によりゲインＧを乗算することによって空気圧指令値Ａ０に変換される。
【００２７】
図４に示すように、主補正量設定部５４は目標回転数値Ｃと回転数Ｎ等のパラメータに基づいて主補正量Ｈ１を算出する。主補正量設定部５４は、目標回転数値Ｃから回転数Ｎを減算して偏差εを求める減算点５６と、第１補正基準値Ｋ１に基づいて補正量Ｐ１を求める主補正量第１算出部５８と、第２補正基準値Ｋ２に基づいて補正量Ｐ２を求める主補正量第２算出部６０とを有する。また、主補正量設定部５４は、偏差εと第３補正基準値Ｋ３とに基づいて補正量Ｐ３を求める主補正量第３算出部６２と、偏差εと第４補正基準値Ｋ４とに基づいて補正量Ｐ４を求める主補正量第４算出部６４とを有する。
【００２８】
第１補正基準値Ｋ１は負値の減速指令値であり、第２補正基準値Ｋ２は正値の加速指令値である。第２補正基準値Ｋ２の絶対値は第１補正基準値Ｋ１の絶対値より大きい。第３補正基準値Ｋ３および第４補正基準値Ｋ４はそれぞれ正値であり、第４補正基準値Ｋ４は第３補正基準値Ｋ３より大きい。第３補正基準値Ｋ３は減速指令値として作用し、第４補正基準値は加速指令値として作用する。主補正量第３算出部６２および主補正量第４算出部６４には必要に応じて積分要素および／または微分要素を設けてもよい。
【００２９】
さらに、主補正量設定部５４は、補正量Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４からいずれか１つを選択して主補正量Ｈ１として出力する切換選択部６６と、該切換選択部６６に信号の切換指示を与える切換判断部６８とを有する。切換判断部６８は、目標回転数値Ｃ、回転数Ｎ、上限幅Ｗ１および下限幅Ｗ２に基づいて切り換えの判断を行う。具体的には、図５に示すように、目標回転数値Ｃに上限幅Ｗ１を加算した制御切換上限値Ｒ１と、目標回転数値Ｃから下限幅Ｗ２を減算した制御切換下限値Ｒ２とを設定する。回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１より大きいときには、主補正量第１算出部５８から供給される補正量Ｐ１を選択し、回転数Ｎが制御切換下限値Ｒ２以下であるときには主補正量第２算出部６０から供給される補正量Ｐ２を選択する。また、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１以下で、かつ、目標回転数値Ｃより大きいときには、主補正量第３算出部６２から供給される補正値Ｐ３を選択し、回転数Ｎが目標回転数値Ｃ以下で、かつ、制御切換下限値Ｒ２より大きいときには主補正量第４算出部６４から供給される補正量Ｐ４を選択する。
【００３０】
補正量Ｐ１は、第１補正基準値Ｋ１に基づいて比較的大きい負値として設定される。補正量Ｐ２は、第２補正基準値Ｋ２に基づいて比較的大きい正値として設定される。補正量Ｐ３は、偏差εと第３補正基準値Ｋ３とに基づいて比較的小さい負値として設定される。補正量Ｐ４は、偏差εと第４補正基準値Ｋ４とに基づいて比較的小さい正値として設定される。補正量Ｐ３および補正量Ｐ４の正負符号はそれぞれ偏差εの正負符号と一致している。
【００３１】
図３に戻り、塗料供給指示部５２は、前記のとおり塗装のモードに基づいて塗料を供給するか否かを塗料供給部１８に指示する機能を有し、また、供給する塗料の供給量を指示する。さらに、塗料供給指示部５２は、塗料を供給する際には塗料供給補正量Ｈ２を設定して出力する。塗料供給補正量Ｈ２は、塗料の供給量の増加に応じて増加するように設定される。また、塗料が遮断される際、塗料供給補正量Ｈ２は、Ｈ２←０と設定される。
【００３２】
補正部５５には、主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２が供給されており、これらの主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２に基づいて空気圧指令値Ａ０を補正して空気圧補正指令値Ａ１を求める。
【００３３】
空気圧補正指令値Ａ１は、主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２の大きさおよび符号に基づいて空値圧指令値Ａ０を増減することによって求められる。例えば、主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２が共に比較的大きい正値であるときには、空気圧補正指令値Ａ１は空気圧指令値Ａ０と比較して比較的大きい値となる。また、主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２が共に「０」であるときには、空気圧補正指令値Ａ１と空気圧指令値Ａ０は一致する。
【００３４】
次に、このように構成される回転霧化塗装システム１０を用いて回転霧化頭１２の回転数制御を行う方法について図６および図７を参照しながら説明する。
【００３５】
まず、ステップＳ１において、目標回転数値Ｃを塗装のモードに基づいて設定する。つまり、待機モードではＣ←Ｎ１、塗装待機モードおよび第１塗装モードではＣ←Ｎ３、第２塗装モードではＣ←Ｎ２と設定する。
【００３６】
待機モードでは、比較的低い速度Ｎ１で回転霧化頭１２を回転させておくことにより、停止時からの加速に要する無駄時間がなくなり、塗装待機モードへ迅速に移行することができる。実際に塗装を行うモードを第１塗装モードおよび第２塗装モードに区分することにより、塗料や被塗装物の種類に応じて適切な目標回転数値Ｃを設定することができる。実際に塗装を行うモードは３つ以上に区分してもよい。このステップＳ１は、主に回転数設定部５０（図３参照）で行われる処理に相当する。また、ステップＳ１では、回転センサ３８の信号から回転霧化頭１２の回転数Ｎを読み取る。
【００３７】
次に、ステップＳ２において、目標回転数値Ｃ、上限幅Ｗ１および下限幅Ｗ２に基づいて制御切換上限値Ｒ１および制御切換下限値Ｒ２を設定する。このステップＳ２は、主に切換判断部６８（図４参照）で行われる処理に相当する。
【００３８】
次に、ステップＳ３において、目標回転数値ＣにゲインＧを乗算して空気圧指令値Ａ０を算出する。このステップＳ３は、増幅器５１（図３参照）で行われる処理に相当する。
【００３９】
次に、ステップＳ４において、塗料が供給されているか否かを確認し、塗料が供給されているときにはステップＳ５へ移り、塗料が遮断されているときにはステップＳ６へ移る。
【００４０】
ステップＳ５においては、塗料の供給量に基づいて塗料供給補正量Ｈ２を算出して補正部５５に供給する。ステップＳ４およびＳ５は、主に塗料供給指示部５２（図３参照）の処理に相当する。
【００４１】
ステップＳ６においては、回転数Ｎと制御切換上限値Ｒ１とを比較し、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１より大きいときには、ステップＳ７へ移り、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１以下であるときにはステップＳ８へ移る。ステップＳ６および後述するステップＳ８、Ｓ１０は、主に切換判断部６８および切換選択部６６（図４参照）の処理に相当する。
【００４２】
ステップＳ７においては、第１補正基準値Ｋ１に基づいて主補正量Ｈ１を算出する。この場合、第１補正基準値Ｋ１は負値であることから算出される主補正量Ｈ１も負値となる。ステップＳ７は、主に主補正量第１算出部５８（図４参照）の処理に相当する。
【００４３】
ステップＳ８においては、回転数Ｎと目標回転数値Ｃとを比較し、回転数Ｎが目標回転数値Ｃより大きいときには、ステップＳ９へ移り、回転数Ｎが目標回転数値Ｃ以下であるときにはステップＳ１０へ移る。
【００４４】
ステップＳ９においては、偏差εと第３補正基準値Ｋ３とに基づいて主補正量Ｈ１を算出する。この場合、偏差εは負値であることから算出される主補正量Ｈ１も負値となる。ステップＳ９は、主に主補正量第３算出部６２（図４参照）の処理に相当する。
【００４５】
ステップＳ１０においては、回転数Ｎと制御切換下限値Ｒ２とを比較する。回転数Ｎが制御切換下限値Ｒ２より大きいときには、ステップＳ１１へ移り、回転数Ｎが制御切換下限値Ｒ２以下であるときにはステップＳ１２へ移る。
【００４６】
ステップＳ１１においては、偏差εと第４補正基準値Ｋ４とに基づいて主補正量Ｈ１を算出する。この場合、偏差εは正値でることから算出される主補正量Ｈ１も正値となる。ステップＳ１１は、主に主補正量第４算出部６４（図４参照）の処理に相当する。
【００４７】
ステップＳ１２においては、第２補正基準値Ｋ２に基づいて主補正量Ｈ１を算出する。この場合、第２補正基準値Ｋ２は正値であることから算出される主補正量Ｈ１も正値となる。ステップＳ１２は、主に主補正量第２算出部６０（図４参照）の処理に相当する。
【００４８】
ステップＳ７、Ｓ９、Ｓ１１またはＳ１２の処理後、ステップＳ１３において、主補正量Ｈ１と塗料供給補正量Ｈ２とに基づいて空気圧指令値Ａ０を補正して空気圧補正指令値Ａ１を求める。ステップＳ１３は、主に補正部５５（図３参照）の処理に相当する。
【００４９】
次に、ステップＳ１４において、空気圧補正指令値Ａ１をレジューシングバルブ３６に出力して今回の処理を終了する。
【００５０】
このように処理を行うことにより、図７に示す時刻Ｔ３からの短時間においては、回転数Ｎを目標回転数値Ｃである速度Ｎ２に向かって急速に減速させることができる。すなわち、この時点において、回転数Ｎは制御切換上限値Ｒ１よりも高いことから、前記のステップＳ７が実行され、第１補正基準値Ｋ１に基づいて算出される主補正量Ｈ１は絶対値の大きい負値となるためである。
【００５１】
時刻０からの短時間においては、回転数Ｎを目標回転数値Ｃである速度Ｎ１に向かって急速に加速させることができる。すなわち、この時点において、回転数Ｎは制御切換下限値Ｒ２よりも低いことから、前記のステップＳ１２が実行され、第２補正基準値Ｋ２に基づいて算出される主補正量Ｈ１は大きい正値となるためである。また、第２補正基準値Ｋ２の絶対値は第１補正基準値Ｋ１よりも大きい値であることから、減速時と比較して加速に要するエネルギが補償されることとなり迅速な加速が行われる。
【００５２】
時刻Ｔ１からの短時間において、回転数Ｎを速度Ｎ１から速度Ｎ２へ加速させる場合も、ステップＳ１２の作用によって回転数Ｎを急速に加速させることができる。
【００５３】
さらに、時刻０から回転数Ｎが加速して制御切換下限値Ｒ２を超えた後、時刻Ｔ１までの間は、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１以下で、かつ、制御切換下限値Ｒ２より大きいので、前記ステップＳ９およびステップＳ１１が実行される。このとき主補正量Ｈ１は偏差εに基づいて算出されるので、偏差εが「０」に近づくように精細な回転数制御が可能となる。従って、時刻０から回転数Ｎは急速に上昇し、制御切換下限値Ｒ２を超えた時点で制御方法が切り換わり、偏差εが「０」に収束するようになる。これによって、回転数Ｎを迅速に変動させるとともに速やかに目標回転数値Ｃに収束させ、安定して回転させることができる。この際、上限幅Ｗ１、下限幅Ｗ２、第３補正基準値Ｋ３および第４補正基準値Ｋ４等を適切に設定することによりオーバシュートを小さいレベルに抑え、回転数Ｎを制御切換上限値Ｒ１と制御切換下限値Ｒ２との範囲内にすることができる。
【００５４】
また、回転数Ｎが加速して制御切換下限値Ｒ２を超えた後、時刻Ｔ１までの間において、回転数Ｎが速度Ｎ１より大きいときにはステップＳ９が実行されて回転数Ｎを減速させ、回転数Ｎが速度Ｎ１以下であるときにはステップＳ１１が実行され回転数Ｎを加速させる。ステップＳ９では偏差εと第３補正基準値Ｋ３とに基づいて主補正量Ｈ１が算出される一方、ステップＳ１１では偏差εと第４補正基準値Ｋ４とに基づいて主補正量Ｈ１が算出される。第４補正基準値Ｋ４は第３補正基準値Ｋ３より大きいことから減速時と比較して加速に要するエネルギが補償されることとなり迅速な加速が行われる。
【００５５】
なお、時刻Ｔ１から回転数Ｎが上昇して次の制御切換下限値Ｒ２を超えた後、時刻Ｔ２までの間、および、時刻Ｔ３から回転数Ｎが減少して次の制御切換上限値Ｒ１を下回った後においても回転数Ｎを安定して回転させることができる。すなわち、回転数Ｎが上昇後および下降後の双方の場合において、ステップＳ９およびステップＳ１１は有効に作用し、回転霧化頭１２を安定して回転させることができる。
【００５６】
次に、時刻Ｔ２において塗装待機時モードから第１塗装モードに移るときには、塗料供給部１８（図１参照）から塗装機１６に塗料が供給される。供給された塗料はノズル３４から回転霧化頭１２に噴出されて霧化し、被塗装物に噴霧される。このとき、目標回転数値Ｃは回転数Ｎ３のまま不変である一方、ノズル３４から噴霧される塗料は回転霧化頭１２に対してブレーキ力としての外乱として作用する。また、このブレーキ力は塗料の供給量によって増減する。
【００５７】
この際、ステップＳＳ５が実行されることにより、塗料の供給量に応じた塗料供給補正量Ｈ２が算出され、該塗料供給補正量Ｈ２により空気圧指令値Ａ０が増加するように補正され空気圧補正指令値Ａ１が求められる。従って、塗料の供給によるブレーキ力を相殺するように補償することができ、回転数Ｎを略一定の状態に維持することができる。
【００５８】
このように、本実施の形態に係る回転霧化頭１２の回転数制御方法では、目標回転数値Ｃの変化に従って回転霧化頭１２の回転数Ｎを迅速に変動させるとともに、目標回転数値Ｃに速やかに収束させて安定した状態で回転させることができる。これにより、目標回転数値Ｃを変化させた際に、短時間で回転数Ｎが追従することとなり、実際の塗装を速やかに開始することができる。結果として、車両等の被塗装物を塗装するタクトタイムを短縮することができる。
【００５９】
また、塗装を行っている際には、回転数Ｎは略収束しており、目標回転数値Ｃに略一致している。従って、被塗装物に対する塗装を高品質に保つことができる。
【００６０】
なお、上記の回転霧化塗装システム１０を用いた回転霧化頭１２の回転数制御方法では、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１以下で目標回転数値Ｃより大きいときには、主補正量第３算出部６２（図４参照）に相当するステップＳ９を実行させ、回転数Ｎが目標回転数値Ｃ以下で制御切換下限値Ｒ２より大きいときには主補正量第４算出部６４（図４参照）に相当するステップＳ１１を実行させている。上限幅Ｗ１および下限幅Ｗ２が比較的小さいときには制御切換上限値Ｒ１と制御切換下限値Ｒ２との幅は狭く、この範囲内における回転霧化頭１２の回転特性は略同じであることから線形近似できる場合がある。この場合、第３補正基準値Ｋ３と第４補正基準値Ｋ４を同値とし、ステップＳ９とステップＳ１１を統合させてもよい。このようにすると、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１より大きい領域、制御切換下限値Ｒ２以下の領域、および制御切換上限値Ｒ１以下で制御切換下限値Ｒ２より大きい領域の３つの領域に対して制御方法を切り換えて回転霧化頭１２の回転数を制御することができる。
【００６１】
本発明に係る回転霧化頭の回転数制御方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る回転霧化頭の回転数制御方法によれば、目標回転数値の変化に従って回転霧化頭の回転数を迅速に変動させるとともに、目標回転数値に速やかに収束させて安定した状態で回転させるという効果を達成することができる。
【００６３】
また、塗料を供給する際には、駆動力指令値を増加させるように補正することにより、塗料の供給による外乱を相殺するように補償することができ、回転霧化頭の回転数を略一定の状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転霧化塗装システムを示す概略ブロック図である。
【図２】塗装機を示す一部断面側面図である。
【図３】主制御部の内部構成を示す概略ブロック図である。
【図４】主補正量設定部の内部構成を示す概略ブロック図である。
【図５】制御切換上限値、制御切換下限値および目標回転数値による補正量の区分を示す模式図である。
【図６】本実施の形態に係る回転霧化頭の回転数制御方法を示すフローチャートである。
【図７】回転霧化頭の回転数の変動を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０…回転霧化塗装システム        １２…回転霧化頭
１４…ロボット                    １６…塗装機
１８…塗料供給部                  ２０…主制御部
２４…エアモータ                  ３４…ノズル
３６…レジューシングバルブ        ３８…回転センサ
５０…回転数設定部                ５１…増幅器
５２…塗料供給指示部              ５４…主補正量設定部
５５…補正部                      ５８…主補正量第１算出部
６０…主補正量第２算出部          ６２…主補正量第３算出部
６４…主補正量第４算出部          ６６…切換選択部
６８…切換判断部                  Ａ０…空気圧指令値
Ａ１…空気圧補正指令値            Ｃ…目標回転数値
Ｋ１…第１補正基準値              Ｋ２…第２補正基準値
Ｋ３…第３補正基準値              Ｋ４…第４補正基準値
Ｈ１…主補正量                    Ｈ２…塗料供給補正量
Ｎ…回転数                        Ｒ１…制御切換上限値
Ｒ２…制御切換下限値              ε…偏差
【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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