(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色の塗料を混合して被塗装物に噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給するに際し、塗料の混合比と混合比に応じて変化する塗装の明度との関係、及び被塗装物の塗装部位と当該塗装部位に応じた塗料の全体供給量との関係を設定し、塗装部位に応じて塗料の全体供給量を調整しつつ、被塗装物に対して予め選択した明度に対応する混合比となるように各塗料の供給量を設定することを特徴とする塗装ガンの塗料供給方法。
【請求項２】
複数色の塗料を混合して被塗装物に噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給する装置であって、塗装ガンに対して各塗料を供給する塗料供給手段と、塗料供給手段に対して各塗料の供給量を設定する制御手段を備え、制御手段は、塗料の混合比と混合比に応じて変化する塗装の明度との関係を設定した混合比テーブルと、被塗装物の塗装部位と当該塗装部位に応じた塗料の全体供給量との関係を設定した全体供給量テーブルを備えると共に、塗装部位に応じて全体供給量テーブルの塗料の全体供給量を調整しつつ、混合比テーブルに基づいて被塗装物に対して予め選択した明度に対応する混合比となるように塗料供給手段に対する各塗料の供給量を設定することを特徴とする塗装ガンの塗料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば静電塗装において、複数色の塗料を混合して噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給するのに用いられる塗装ガンの塗料供給方法および塗料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数色の塗料を混合して用いる静電塗装は、例えば、特開平１０−８０６４９号公報に記載されているように、自動車製造における車体塗装の工程で行われている。この静電塗装は、回転霧化式の塗装ガンに複数の塗料流通系を設け、この塗装ガンに対して複数色の塗料を同時に供給し、これらの塗料を塗装ガンにおいて混合して噴霧するものであって、塗料の色の組合わせおよび混合比によって塗装色（明度）が決定される。このような静電塗装は、車体塗装の中塗りや上塗りで行われており、複数色の塗料を混合して用いることにより、少ない色数の塗料でも多くの塗装色が得られるようになり、しかも、塗料の色数の削減に伴って塗装設備の小型化や設備費およびコストの節減等を実現している。
【０００３】
また、上記のような自動車の車体塗装では、当然のことながら車体全体を均一に塗装にするのであるが、車体の部位によって塗料の付着状態が異なるため、塗装ガンに対する各塗料の供給量を一定にして車体全体を塗装すると、塗膜の厚さにむらが生じて塗装が不均一なものとなる。そこで、自動車の車体塗装では、車体の各部位に応じて、塗料の混合比を一定に保ちつつ各塗料の供給量を変えることにより、車体全体を均一に塗装するようにしている。このような塗装ガンに対する塗料供給は、自動制御によって行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような自動車の車体塗装は、囲まれた塗装ブース内で行っていても、温度や湿度によって塗料の付着状態が変化する。このため、従来の塗装ガンの塗料供給にあっては、温度や湿度の変化に対応して、混合比を考慮しながら各塗料の供給量を算出して供給量の設定を変更していた。しかしながら、１台の車体だけでも、その各部位によって各塗料の供給量を変化させる必要があることから、様々な塗装色が要求される自動車の車体塗装では、塗料供給全体のデータが膨大なものとなり、温度や湿度の変化に応じて各塗料の供給量の設定変更を行う際に、管理工数が非常に多くて作業が煩雑であるという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、複数色の塗料を混合して噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給するに際し、各塗料の供給量を設定変更する場合に、その設定変更の管理工数を削減することができる塗装ガンの塗料供給方法および塗料供給装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる塗装ガンの塗料供給方法は、複数色の塗料を混合して被塗装物に噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給するに際し、塗料の混合比と混合比に応じて変化する塗装の明度との関係、及び被塗装物の塗装部位と当該塗装部位に応じた塗料の全体供給量との関係を設定し、塗装部位に応じて塗料の全体供給量を調整しつつ、被塗装物に対して予め選択した明度に対応する混合比となるように各塗料の供給量を設定する構成としており、上記の構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
本発明に係わる塗装ガンの塗料供給装置は、複数色の塗料を混合して被塗装物に噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給する装置であって、塗装ガンに対して各塗料を供給する塗料供給手段と、塗料供給手段に対して各塗料の供給量を設定する制御手段を備え、制御手段は、塗料の混合比と混合比に応じて変化する塗装の明度との関係を設定した混合比テーブルと、被塗装物の塗装部位と当該塗装部位に応じた塗料の全体供給量との関係を設定した全体供給量テーブルを備えると共に、塗装部位に応じて全体供給量テーブルの塗料の全体供給量を調整しつつ、混合比テーブルに基づいて被塗装物に対して予め選択した明度に対応する混合比となるように塗料供給手段に対する各塗料の供給量を設定する構成としており、上記の構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００８】
なお、上記請求項１および２の構成において、塗料の混合比と塗装の明度との関係は、予め実験を行い、その結果を重回帰分析することにより変換式として表すことができる。この変換式は複数になる場合もある。
【０００９】
【発明の作用】
本発明に係わる塗装ガンの塗料供給方法では、複数色の塗料を混合して被塗装物に噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給するに際し、塗料の混合比と混合比に応じて変化する塗装の明度との関係、及び被塗装物の塗装部位と当該塗装部位に応じた塗料の全体供給量との関係を設定しておき、塗装部位に応じて塗料の全体供給量を調整する。つまり、所定の明度が選択され、その明度に応じた混合比で各塗料を塗装ガンに供給している状態において、被塗装物の塗装部位によって塗料の付着状態に変化が生じ、各塗料の供給量を変更したい場合には、混合比と明度との関係及び塗装部位と全体供給量との関係が予め設定されているので、被塗装物に対して予め選択した明度に対応する混合比となるように塗料の全体供給量だけを調整すれば、明度に対応した混合比を維持しつつ各塗料の供給量が新たに設定されることとなる。
【００１０】
本発明に係わる塗装ガンの塗料供給装置では、複数色の塗料を混合して被塗装物に噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給する装置において、所定の明度を選択すると、制御手段が、塗料の混合比と混合比に応じて変化する塗装の明度との関係を設定した混合比テーブルを備えているので、この混合比テーブルに基づいて選択明度に対応する混合比となるように各塗料の供給量を設定し、これを塗料供給手段に入力することにより、塗料供給手段から各塗料を設定した供給量で塗装ガンに供給する。ここで、被塗装物の塗装部位によって塗料の付着状態に変化が生じ、各塗料の供給量を変更したい場合には、制御手段の全体供給量テーブルに設定されている塗装部位に応じた塗料の全体供給量を調整する。つまり、制御手段が、混合比と明度との関係を予め設定した混合比テーブルを備えているので、全体供給量テーブルの塗装部位に応じた塗料の全体供給量だけを調整すれば、混合比テーブルに基づいて明度に対応した混合比を維持しつつ各塗料の供給量が新たに設定される。これにより、被塗装物に対して予め選択した明度に対応する混合比となるように塗料供給手段から塗装ガンへの各塗料の供給量が変更される。
【００１１】
【発明の効果】
本発明に係わる塗装ガンの塗料供給方法によれば、複数色の塗料を混合して被塗装物に噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給するに際し、塗料の混合比と塗装の明度との関係、及び被塗装物の塗装部位と当該塗装部位に応じた塗料の全体供給量との関係が予め設定されていることから、被塗装物の塗装部位に応じて各塗料の供給量を変更する場合には、塗料の全体供給量だけを調整すれば良く、設定変更の作業の簡略化を実現することができる。したがって、例えば自動車の車体塗装のように、車体の各部位によって塗料の全体供給量が異なり、しかも、様々な塗装色が要求される状況であって、その膨大な塗料供給のデータにおいて、温度や湿度により塗料の付着状態が変化するのに応じて各塗料の供給量を変更する場合に、塗料の全体供給量だけを調整すれば良いので、設定変更の管理工数を大幅に削減することができる。さらに、自動車の車体塗装においては、上記の設定変更に限らず、車体の各部位に対応した塗料の全体供給量の初期設定も容易に行うことができる。
【００１２】
本発明に係わる塗装ガンの塗料供給装置によれば、複数色の塗料を混合して被塗装物に噴霧する塗装ガンに対して自動制御により塗料を供給する装置において、制御手段の混合比テーブルに塗料の混合比と塗装の明度との関係が予め設定され、制御手段の全体供給量テーブルに被塗装物の塗装部位と当該塗装部位に応じた塗料の全体供給量との関係が設定されていることから、被塗装物の塗装部位に応じて各塗料の供給量を変更する場合には、全体供給量テーブルに設定されている塗料の全体供給量だけを調整すれば良く、つまり、全体供給量テーブルの書き換えだけを行えば良く、設定変更の作業の簡略化を実現することができる。したがって、請求項１と同様に、例えば自動車の車体塗装において、温度や湿度により塗料の付着状態が変化するのに応じて各塗料の供給量を変更する場合に、設定変更の管理工数を大幅に削減することができ、また、車体の各部位に対応した塗料の全体供給量の初期設定も容易に行うことができる。
【００１３】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる塗装ガンの塗料供給方法および塗料供給装置の一実施例を説明する。この実施例では、自動車の車体塗装において、中塗りに用いられる塗料供給を示している。
【００１４】
図１は、塗装装置の全体を概略的に示すブロック図である。塗装ガンＧは、回転霧化式の静電塗装ガンであって、高速回転するカップＣに対して２つの塗料流通路Ａ１，Ａ２を備え、図示は省略したが、塗料粒子に高電圧を印荷する電極や塗料粒子を吹き飛ばすシェービングエアの噴射手段などを備えている。この塗装ガンＧは、アースされた車体Ｂに対向した状態にして、各塗料流通路Ａ１，Ａ２を介して所定の混合比で２色の塗料をカップＣに供給し、これらの塗料をカップＣで混合して噴霧し、その塗装粒子を車体Ｂに付着させるものである。
【００１５】
また、塗装ガンＧは、塗装ブース内において、マシンコントローラ１で制御される塗装ロボット等の駆動手段２によって移動可能に保持してある。これに対して、車体Ｂは、塗装ブース内において、図１中の矢印で示す前方向に一定の低速度で移動している。そして、当該塗装装置は、移動する車体Ｂを部位センサ３および部位検出手段４で検出して、部位検出手段４からマシンコントローラ１に部位信号を送り、これにより駆動手段１を駆動して、車体Ｂの各部位に対応して塗装ガンＧを上下方向や車体左右方向に移動させるようにしている。
【００１６】
塗装ガンＧの塗料供給装置は、コンピュータによる自動制御を行うものであって、塗装ガンＧに対して各塗料を供給する塗料供給手段５と、塗料供給手段５に対して各塗料の供給量を設定する制御手段６を備えている。塗料供給装置は、第１および第２の２色の塗料に対応して第１および第２の供給部７，８を備えている。第１および第２の供給部７，８は、例えばギアポンプおよびバルブにより構成してあると共に、図示しない色別の塗料タンクと各塗料流通路Ａ１，Ａ２の間に設けてあり、制御手段６からの指令により各塗料の流量を変化させる。また、この実施例の塗料供給手段５は、塗装ガンＧに対して電気や空気あるいは洗浄液を供給するための第３の供給部９を備えており、この第３供給部９にあっても制御手段６により制御される。
【００１７】
制御手段６は、入力した各種情報から第１および第２の塗料の供給量を設定する主制御部１０と、塗料の混合比と混合比に応じて変化する塗装の明度との関係を設定した混合比テーブル１１と、塗料の全体供給量を設定した全体供給量テーブル１２を備えている。
【００１８】
ここで、塗料の混合比と塗装の明度との関係は、予め行った実験により、例えば図２に示すものを得た。図２では横軸を第１塗料の混合比率としている。そして、実験結果を重回帰分析することにより変換式を求めた。この実施例では、混合比と明度との関係を示す曲線▲２▼から、変換式は、ｙ＝−ａｘ3＋ｂｘ2−ｃｘ＋ｄ（ａ〜ｄは定数）の３次方程式で表され、寄与率が０．９５以上の高いものとなっている。混合比テーブル１１には、塗装色番号（１〜８）とともに明度（２０〜９０）と混合比を求める変換式が設定してある。これらのデータは一度設定すれば変更する必要はない。
【００１９】
また、自動車の車体塗装では、車体Ｂの各部位によって塗料の付着状態が異なることから、全体供給量テーブル１２において、部位番号（１〜１１）とともに異なる全体供給量が設定してある。この部位番号は、必ずしも車体Ｂの前から順に対応させる必要はなく、部位センサ３および部位検出手段４からの信号に基づいて制御手段６の主制御部１０で選択すれば良い。
【００２０】
上記混合比テーブル１１および全体供給量テーブル１２の具体例を次の表１および表２に示す。
【００２１】
【表１】
0003743992.tif 000002
【００２２】
【表２】
0003743992.tif 000003
【００２３】
ここで、より具体的な例として、混合比テーブル１１において、塗装色番号が６である明度７０を選択した場合には、図２にも示すように、第１塗料の混合比率が２０％となる。すなわち、第１塗料と第２塗料の比は１：４となる。また、混合比テーブル１１において、塗装色番号が４である明度５０を選択した場合には、同様にして、第１塗料と第２塗料の比は３：２となる。したがって、表２のように全体供給量テーブル１２が設定されている場合、各部位番号に対応する個別の塗料供給量は、次の表３および表４に示すようになる。なお、表３および表４は、混合比テーブル１１と全体供給量テーブル１２から得られる個別の塗料供給量を示すもので、当該塗料供給装置においては、表３および表４を必ずしもテーブル化する必要は無い。
【００２４】
【表３】
0003743992.tif 000004
【００２５】
【表４】
0003743992.tif 000005
【００２６】
上記構成を備えた塗装ガンＧの塗料供給装置は、塗装ブースに搬入される車体Ｂの車種信号Ｓ１および塗装色信号Ｓ２が、制御手段６の主制御部１０に入力されると、塗装色信号Ｓ２に基づいて、混合比テーブル１１における塗装色番号および明度を選択し、その明度に対応した第１および第２の塗料の混合比を決定すると共に、車種信号Ｓ１と、部位センサ３および部位検出手段４からの部位信号に基づいて、全体供給量テーブル１２における部位番号および塗料の全体供給量を決定する。そして、制御手段６の主制御部１０からの指令により、塗料供給手段５の第１および第２の供給部７，８を制御し、各塗料流通路Ａ１，Ａ２を介して塗装ガンＧに第１および第２の塗料を供給する。
【００２７】
より具体的には、塗装色信号Ｓ２により、表１の混合比テーブル１１において塗料色番号６である明度７０が選択されると、変換式に基づいて第１および第２の塗料の混合比（１：４）を決定する。また、車種信号Ｓ１および部位信号により、表２の全体供給量テーブル１２において部位番号１が選択されると、この部位番号１に対応する全体供給量２００ｃｃ／ｍｉｎを決定する。このように、明度により混合比を決定し、且つ全体供給量を決定すれば、表３に示すように、部位番号１における各塗料の供給量が決定されることとなり、これを塗料供給手段５に指令することにより、第１塗料流通路Ａ１には、第１塗料が２０ｃｃ／ｍｉｎで供給され、第２塗料流通路Ａ２には、第２塗料が８０ｃｃ／ｍｉｎで供給される。
【００２８】
そして、当該塗料供給装置では、車体Ｂの部位により塗料の付着状態が異なることから、車体Ｂの移動に伴って、これを検出した部位センサ３および部位検出手段４からの部位信号に基づいて、全体供給量テーブル１２の部位番号を順次選択することにより、第１および第２の塗料の混合比を維持しつつ車体Ｂの各部位に応じて塗料の全体供給量を変化させる。これにより、車体Ｂは所定の明度で均一に塗装される。
【００２９】
また、自動車の車体塗装では、温度や湿度によって塗料の付着状態が変化するので、各塗料の供給量の設定を変更する必要がある。この場合、当該塗料供給方法および塗料供給装置では、塗料の全体供給量だけを調整つまり全体供給量テーブル１２を書き換えるだけで良い。
【００３０】
すなわち、従来では、温度や湿度によって塗料の付着状態が変化した場合、混合比を考慮しつつ表３や表４に示すような各塗料の供給量を個別に算出して、各塗料の供給量の設定を変更していたが、これに対して、当該塗料供給方法および塗料供給装置では、制御手段６において、混合比と明度との関係（変換式）を予め設定した混合比テーブル１１を備えているので、全体供給量テーブル１２の塗料の全体供給量だけを調整すれば、混合比テーブル１１に基づいて明度に対応した混合比を維持しつつ各塗料の供給量が新たに設定される。
【００３１】
したがって、当該塗料供給方法および塗料供給装置では、表３や表４に示すように、明度毎に個別の供給量をテーブル化しておく必要も無く、従来に比べて設定変更に係わる手間が大幅に削減されることとなる。
【００３２】
ここで、上記の実施例では、２色の塗料を用いる場合として、表１に示す混合比テーブル１１および表２に示す全体供給量テーブル１２を例示したが、実際の自動車の車体塗装では、様々な塗装色が要求され、且つ車種も多様である。
【００３３】
そこで、混合比テーブル１１としては、表１に示すものだけではなく、様々な塗装色に対処し得るように、その他の色の組み合わせに対応したものも複数設定される。このとき、色の組み合わせによって、図２中の点線▲２▼▲３▼に示すように、塗料の混合比と明度との関係も変化する。図２中の点線▲２▼▲３▼の場合には、重回帰分析により求めた変換式として、ｙ＝ａｘ2−ｂｘ＋ｃ▲２▼、およびｙ＝−ｄｘ＋ｅ▲３▼の２つの式をが用いられる。このように複数の式を用いた場合には、再現性がより向上し、品質（塗装色）をより一層安定させることができる。また、全体供給量テーブル１１としては、表２に示すものが１つの車種に対応するのではなく、様々な車種に対処し得るように、さらに多くの全体供給量が設定される。
【００３４】
このため、自動車の車体塗装では、制御手段６において、混合比テーブル１１および全体供給量テーブル１２に設定されるデータがかなり多いものとなるが、先にも述べたように、一度設定した混合比テーブル１１を変更する必要は全く無く、全体供給量テーブル１２の全体供給量だけを調整するだけで各塗料の供給量が設定変更されるので、設定変更の管理工数は明らかに少なくなる。さらに、当該塗料供給方法および塗料供給装置では、上記の設定変更に限らず、車体Ｂの各部位に対応した塗料の全体供給量の初期設定つまり全体供給量テーブル１２の初期設定も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる塗装ガンの塗料供給方法および塗料供給装置の一実施例において、塗装装置全体を説明するブロック図である。
【図２】塗料の混合比と塗装の明度との関係を説明するグラフである。
【符号の説明】
Ｇ      塗装ガン
５      塗料供給手段
６      制御手段
１１    混合比テーブル
１２    全体供給量テーブル
【図１】
0003743992.tif 000006
【図２】
0003743992.tif 000007