(57)【要約】      （修正有）【課題】噴霧による均一な膜厚の塗装を確実に行うための方法を提供する。【解決手段】回転する被塗装物１に対してスプレーガン３の噴霧位置が周縁部から中心に移動するにしたがって、スプレーガンの移動速度を早く移動させるとともに、回転する被塗装物の回転中心を境として一方にスプレーを遮蔽する手段４を設け、他方の被塗装面に対し、スプレーガンの吹付け距離を一定として噴霧塗装を行うようにしたものである。また前記の遮蔽する手段は、スプレーガンの移動と同期してその端部が回転する被塗装物の中心部において噴霧を遮断する制御を行い中心部の膜厚状態が調整できるようにする。【選択図】図１
2007253141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する被塗装物の回転中心を境として一方にスプレーを遮蔽する手段を設け、他方の被塗装面に対し、噴霧塗装するスプレーガンの吹付け距離を一定とし、回転する被塗装物に対して、スプレーガンの噴霧位置が周縁部から中心に移動するにしたがってスプレーガンの移動速度を加速、若しくはスプレーガンの噴霧位置が中心から周縁部に移動するにしたがってスプレーガンの移動速度を減速させて噴霧塗装を行う塗装方法。
【請求項２】
スプレーガンの移動と同期して前記遮蔽する手段を、その端部が回転する被塗装物の中心部に進出させて噴霧を遮断するように移動を調整し、中心部への噴霧量を制御してなる請求項１の塗装方法。
【請求項３】
回転する被塗装物に対してスプレーガンを操作し、該スプレーガンを被塗装物の周縁部から中心若しくは中心から周縁部にほぼ一定の移動速度で噴霧塗装する場合に、噴霧される被塗装物の塗装位置の回転半径に比例してスプレーガンの塗料噴出量を制御しながら行うことを特徴とする塗装方法。
【請求項４】
スプレーガンの作動と該スプレーガンからの塗料噴出量を、予め塗装位置との関連によって設定されたデータに基づいて、スプレーガンの作動装置と塗料の流量制御弁を制御してなる請求項１から３の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴霧塗装において被塗装物を回転させて噴霧塗装を行う場合に、均一な膜厚で効率の良い塗装を行う方法に関し、特に塗装ロボット等によって自動塗装する場合に有効な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装において塗膜厚を均一に仕上げることは、仕上がり品質だけでなく、塗料の有効利用に対しても重要であることはいうまでも無い。この塗膜厚の制御では、被塗装物の移動速度に対するスプレーガンの移動速度があり、停止している被塗装物に対して噴霧塗装するスプレーガンの移動速度は、速くなるほど塗装の膜厚は薄くなる。これは被塗装物とスプレーガンの相対的な移動速度で決まることになり、固定されたスプレーガンの噴霧域を被塗装物が通過する場合も同様である。
【０００３】
一般的な噴霧塗装は被塗装物の塗装する全面をオーバースプレーする範囲で往復移動させながら順次塗装するが、円形の被塗装物の場合はオーバースプレーを必要とする範囲に無駄が多く、かつ塗装時間を要し生産性が低いために被塗装物を回転させて塗装する方法がしばしば採用されている。この場合スプレーガンは固定若しくは移動しながら回転移動する被塗装物に向け噴霧されるが、被塗装物の回転の中心部に比べ周縁部の速度が速くなるために、周縁部の膜厚は薄くなる。
【０００４】
このため全体を均一に塗装するにはスプレーガンの位置が回転の中心に近づくほどスプレーガンを早く移動させる必要があった。またこの場合中心に近づくほど加速度的に移動速度を早くする必要があることから移動速度だけの対応では困難で、中心部に膜厚のむらが出るなど、必ずしも十分な対応が図られていなかった。
【０００５】
このような場合の解決策の一つとして特公昭４８−４４５５に見られるようにスプレーガンの吹付け距離を遠ざけながら塗装する方法が提案されている。しかしこの場合はスプレーガンからの吹付け距離が一定でなく、吹付け距離が離れるほど噴霧粒子の飛散が多くなり、塗着効率の低下による塗料の無駄が出る問題が避けられない。また吹付け距離の違いにより精密な仕上げにおける塗装面の違いや溝部への入り込みが出来ないといった仕上がり品質の問題、専用塗装機での駆動装置を必要とするなどの問題が残されている。
【０００６】
また吹付け距離を変更することなく、回転する被塗装物に対して向けられたスプレーガンが、回転する被塗装物の軸心からの位置が変わっても、回転を制御する摩擦円板を介して、回転体を塗装するスプレーガンの位置と同期させて回転径に影響されず一定の移動速度を維持するように被塗装物を回転させながら塗装装置が実公平３−３５４１５公報に提案されている。
【０００７】
しかし、この場合も中心部分は前記の理由から均一な仕上げは不可能であり、これらの装置に見られる技術は、回転体の中心からの位置に係らず均一に塗装を行うために考えられたものであるが、何れも専用の駆動装置を必要とするなど、多様な被塗装物に、汎用的に使用できる装置としては不十分である。
【０００８】
一方で塗装工業化において、塗装の生産性、品質の向上が進められてきた中で、現在自動塗装の主流は塗装ロボットに移行してきており、被塗装物に対するスプレーガンの操作は自由に教示できるようになっている。したがって複雑で精密な操作が可能であるが、反面教示には非常に手間が掛かり、繰り返し試験塗装を行って適正な操作を確認しなければならないような場合は、かえって生産性を低下させることもあって、現実的な効果を考えた場合必ずしも理論どおりの操作が適切かつ工業的に効果があるとはいえない。
【０００９】
前述の回転体の塗装においても、特に中心部に近づくほど噴霧の条件とあわせて仕上がり状態が変化し、回転する被塗装物をスプレー塗装によって均一な膜厚に塗装する場合の効果的な方法が確立されていない。単純な操作で容易に教示できる塗装が可能になれば工業的な利用範囲が広がることから、その方法が望まれている。
【特許文献１】特公昭４８−４４５５号公報
【特許文献２】実公平３−３５４１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、回転する被塗装物の中心部と周縁部では移動速度が異なり、噴霧による均一な塗装を行うことが困難である場合に、難しい操作や複雑かつ精密なスプレーガンの作動制御を必要とせず、容易に回転する被塗装物の全域に均一な膜厚の塗装を行うことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、回転する被塗装物に対してスプレーガンの噴霧位置が周縁部から中心に移動するにしたがって、スプレーガンの移動速度を早く移動させるとともに、回転する被塗装物の回転中心を境として一方にスプレーを遮蔽する手段を設け、他方の被塗装面に対し、スプレーガンの吹付け距離を一定として噴霧塗装を行うようにしたものである。
【００１２】
また前記の遮蔽する手段は、スプレーガンの移動と同期してその端部が回転する被塗装物の中心部に進出し噴霧を遮断するように移動を制御して中心部の膜厚状態が調整できるようにしている。
【００１３】
更に回転する被塗装物に対してスプレーガンを操作し、該スプレーガンを被塗装物の周縁部から中心若しくは中心から周縁部にほぼ一定の移動速度で噴霧塗装する場合に、噴霧される被塗装物の塗装位置の回転半径に比例してスプレーガンの塗料噴出量を制御しながら行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のとおり本発明では、被塗装物を回転させて塗装する場合に、回転速度が同じであれば、スプレーガンが対峙する塗装面の移動する速度が速い周縁部分に対し、移動速度が遅い中心部分の塗装はスプレーガンを早く移動させて塗着量を制御し、かつ被塗装物の回転中心に一方を遮蔽する手段を設けることにより、中心部で重複する塗装によって膜厚に違いが出る問題が解消され、全体として均一な膜厚を容易に得ることができる。
【００１５】
すなわち、回転する被塗装物の塗装はスプレーガンが周縁から中心に移動する間に全体が塗装されることになるため、その範囲すなわち片側だけの噴霧においても、通常は中心部を塗装する際に噴霧パターンの広がりによって中心を越える噴霧が余分に塗着することになり、結果として中心部の膜厚に不均一が生じてしまう。本発明の場合中心を越える部分には噴霧を遮蔽する手段によって余分な塗着を防止していることで均一な塗装が可能になる。
【００１６】
遮断する場合には噴霧の条件により中心部へ塗着するスプレーガンの位置は異なり、一般に噴霧のパターン幅が大きいほど中心から離れた位置で塗着が始まるために、それぞれの条件によって設定する必要がある。本発明ではこの位置を含め遮断する手段の移動を調整するようにしたことで、種々の条件に対応することができる。
【００１７】
回転による周縁側と中心側の塗着量を均一にする方法として、前記回転を一定としスプレーガンの移動速度を変える方法のほか、回転する被塗装物にスプレーガンが噴霧する塗装領域が長い場合すなわち周の長さが長ければそれだけ多くの塗料を噴霧する必要があるため、その変動に応じて塗料の噴出量を変えることによって実質的な塗着量を一定にでき、塗装の膜厚を均一にすることが可能になる。
【００１８】
これらの方法によれば塗装ロボットにスプレーガンの作動をプログラムする場合に、周縁部から中心に向かって移動速度を加速度的に変化させる機能をもたせ、中心部は遮蔽手段で余分な塗着を簡単に防止できる。また遮蔽手段に代わり、噴霧パターンによる広がりが中心部を塗装した段階で、噴霧制御によって中心部の近傍で噴霧を停止させることで遮断しても同様な効果を得ることができる。遮断する位置はスプレーガンの仕様や塗装条件で変わるため確認と一部の調整が必要となるが、塗装位置とスプレーガンの移動速度又は塗装位置に対する塗料噴出量の関係を予め制御装置に記憶させておけば、作動の手順は初心者であっても容易に短時間で教示することができ、生産性、作業効率の向上が図れる。
【００１９】
従ってこれまでは円形の被塗装物に対し、膜厚の精度を犠牲にしたり、それが必要な被塗装物には回転による効果的な塗装が採用できない状況があったが、本発明によって全域を均一にかつ効率的に塗装できる要になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施を図により更に詳しく説明する。図1に示す塗装の概要図で、被塗装物１は回転するホルダー２等に載置され、適当な回転手段によって回転しており、スプレーガン３は回転する面に対して向けられ所定の吹付け距離をおいて噴霧するよう設定されている。通常スプレーガン３は塗装ロボット等の移動手段によって前記回転面に対して移動し、回転する被塗装物１の全面が塗装される。図２は、図１を上面から見た説明図で、スプレーガン３によって噴霧される一般的な噴霧領域をＡとして示している。
【００２１】
前記スプレーガン３の移動手段は、塗装ロボットに代表されるマニピュレータ等でその位置と移動方向、速度を制御できる装置が用いられ、回転する被塗装物１に対して相対的に移動制御することができる。回転する被塗装物１の周縁部にスプレーガンが位置する場合は、スプレーガンに対する塗装面の移動速度すなわち周速度は速く、スプレーガンが移動して中心に近い塗装面に位置するほど移動速度は遅くなるため、同じ塗装時間では外側ほど膜厚が薄くなる。従って塗装する位置に合わせてスプレーガン３の移動速度を設定する必要がある。
【００２２】
通常被塗装物の回転速度は一定を維持して回転されている。このため塗装ロボットにスプレーガンの移動を教示する場合、回転速度による塗装位置の線速度に対応する移動速度で運転されるように教示される。すなわち外周部分を塗装する時のスプレーガンの移動速度に対し、回転半径が1/2になる位置を塗装する時のスプレーガンの移動速度は前記に比べ２倍の移動速度で塗装するように設定される。これによって塗装位置に対する塗着が同じように形成される。
【００２３】
このような作動は、塗装ロボットの場合、予め２点間の移動速度を加速減速させ徐々に早くしたり、徐々に遅くしたりする機能を制御装置に組み込んでおけば、作動の選択をするだけで容易にスプレーガンの動きを制御することができる。
【００２４】
次に図２に示すように、スプレーガンが中心部に移動したとき、回転の中心を境として一方を遮蔽する手段として設けられた遮蔽板４により、噴霧領域の一部は被塗装物１に到達せず、一側で塗装された塗膜に重複して塗装されることが無く、膜厚の変化を生ずることがない。
【００２５】
遮蔽板４は被塗装物１の位置に対してスプレーガン３との間に設け、中心部を境に噴霧が可能な範囲を設ける。実際には噴霧の広がりに幅があるため中心部の適当な範囲に噴霧が及ぶようにし、噴霧条件の変動によって中心部の膜厚が調整できるように進退可能に構成されている。これによって噴霧されるパターンによっては、その端部が被塗装物の中心部を塗装し、所定の膜厚が形成された時点で噴霧を遮断する位置になるように設定することが可能になり、全体としての膜厚の均一化が図れる。
遮蔽板４の大きさや形状は本発明の条件ではないが、噴霧を遮断した場合に付着する塗料の始末が自動的に回収処理されるように構成されることが望ましく、また余剰噴霧の無駄を省くため噴霧を適当な時期に中止して遮断する方法をとっても良い。
【００２６】
中心部に遮蔽板を設定した場合、中心に近づいた噴霧パターンの周縁で中心部の塗装を開始する。本来中心点は限りなく０になり、実質的に均一にすることは理論上困難であるが、噴霧によって徐々に塗着されるスプレー塗装の特性により、適当な時点で噴霧を遮断若しくは中止することによって中心部の膜厚が制限され、調整は可能となる。したがって噴霧の中心が必ずしも回転する被塗装物の中心を塗装しなくても良いことになる。
以上の他、スプレーガンは被塗装物の中心部から塗装をスタートし、周縁部で終わりにする場合もあり、その際は逆の操作をすればよいことになる。
【００２７】
前述のように塗装における膜厚は、被塗装物に噴霧している時間、被塗装物との吹付け距離、スプレーガンからの単位時間当たりの塗料噴出量等が一定であることが必要である。したがって塗装ロボットにおける制御では、スプレーガンの操作制御のほか、塗料噴出量に対しての制御が一般的に行われることがある。
【００２８】
図３は自動塗装における塗装制御の概念をブロック図で示している。スプレーガン３に供給される塗料は、塗料容器５から供給ポンプ６によって流量制御弁７を介して送り込まれる。流量制御弁７は制御装置８からの出力信号によって流量が設定され、例えばよく知られた装置として電圧等の出力信号を受けると、設定された空気圧力を出力する電空制御弁９等によって、制御圧力として供給される空気圧を受け、その空気圧力に対応して弁開度が調整される制御機構を有し、予め設定された条件の流量を任意に供給できる装置である。
【００２９】
前記制御装置８はスプレーガン３を操作する塗装ロボット等の制御装置に含まれて連動制御されるもので、被塗装物１に対する塗装位置を教示して塗装させる際、スプレーガンの移動速度が一定のまま、回転する円形上の塗面に対して塗装する場合には、中心部に対し外周部は移動速度が速く、その分多く塗装する必要がある。したがって塗装部位に応じ外周部においては中心部より多くの塗料噴出量が出るように設定している。
【００３０】
実際の設定では中心からの距離が１／２になれば噴出量も１／２で済むようにすればよく、外周部を基準とし中心部では実質０になるように噴出量を変化させる。これらのデータは前記制御装置のデータとして予め組み込まれ、塗装位置と連動して噴出量が変動しながらスプレーガンから噴霧され、回転する被塗装物の塗装位置に適合した噴出量で塗装される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施を説明する概要図を示す。
【図２】図1の平面図を示す。
【図３】塗料噴出量を制御する場合の構成要素ブロック図を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１    被塗装物
２    ホルダー
３    スプレーガン
４    遮蔽板
５    塗料容器
６    塗料ポンプ
７    流量制御弁
８    制御装置
９    電空制御弁
Ａ  噴霧パターン
【図１】
2007253141.tif 000003
【図２】
2007253141.tif 000004
【図３】
2007253141.tif 000005