(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段配置された塗装ロボットにより被塗物に塗料を吹き付ける塗装方法において、吹き付けるべき塗料が供給される塗装ガンを次段の塗装ロボットに順次受け渡しながら塗装を行うことを特徴とする塗装方法。
【請求項２】
複数段配置された塗装ロボットにより被塗物に塗料を吹き付ける塗装方法において、吹き付けるべき塗料が供給される塗装ガンを用いて前記被塗物に当該塗料を吹き付ける工程と、前記被塗物の移動にともなって次段の塗装ロボットに前記塗装ガンを受け渡す工程と、この次段の塗装ロボットに受け渡された塗装ガンを用いて前記被塗物に当該塗料を吹き付ける工程とを有することを特徴とする塗装方法。
【請求項３】
最終段の塗装ロボットに受け渡された塗装ガンは、そこで作業終了後当該ロボットから離脱され、先頭段の塗装ロボットが設置された待機位置まで搬送されることを特徴とする請求項２記載の塗装方法。
【請求項４】
先頭段の塗装ロボットは、複数用意された塗装ガンの中から目的とする塗装ガンを選定してアームに装着することを特徴とする請求項２または３記載の塗装方法。
【請求項５】
供給された塗料を吐出部から吐出する塗装ガンにおいて、塗装ロボットのアームへの脱着部が２つ以上設けられていることを特徴とする塗装ガン。
【請求項６】
前記塗装ガンの脱着部は、前記塗装ロボットの脱着部に設けられたラチェットに係合する第１の溝を含み、前記第１の溝に前記ラチェットが没入することにより前記脱着部が前記塗装ロボットの脱着部に対して軸方向に係止されるとともに、前記脱着部を前記塗装ロボットの脱着部に対して相対的に円周方向に回転させることにより前記ラチェットが前記第１の溝から脱出して前記軸方向の係止が解除されることを特徴とする請求項５記載の塗装ガン。
【請求項７】
前記塗装ガンの脱着部は、前記塗装ロボットの脱着部に設けられたストッパに係合する第２の溝を含み、前記第２の溝に前記ストッパが係合することにより前記脱着部が前記塗装ロボットの脱着部に対して円周方向に固定されることを特徴とする請求項６記載の塗装ガン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車ボディの上塗り工程や中塗り工程における塗装方法及びこれに用いられる塗装ガンに関し、特に色替え時の塗料ロスを低減することができる塗装方法及びこれに用いられる塗装ガンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ボディの上塗り工程では、塗装ガンが装着された塗装ロボットや自動塗装機を用いて上塗り塗料の吹き付けが行われるが、連続して搬送されて来るボディの塗色が異なると、各塗装ロボット及び自動塗装機に装着された塗装ガンにおいては、その都度、色替え操作が行われる。
【０００３】
こうした色替え操作は、カラーチェンジバルブ（ＣＣＶ）と呼ばれる上塗り塗料の切替バルブを用いて行われるのが一般的である。すなわち、図１１に示すように、各塗装ロボットＲにはカラーチェンジバルブ２がそれぞれ設けられており、通常の塗料の吹き付けを行う場合にはカラーチェンジバルブ２の塗料供給部２１から塗料ホースＨを介して塗装ロボットＲの塗装ガンＧに塗料が供給される。次いで色替えを行う場合には、カラーチェンジバルブ２のエアー供給部２２からエアーを供給することにより塗料ホースＨに残留した前色を押し出したのち、カラーチェンジバルブ２を切り替え、洗浄用シンナー供給部２３から洗浄用シンナーを塗料ホースＨ内に供給して当該塗料ホースＨ内を洗浄する。その後、再びカラーチェンジバルブ２を切り替え、エアー供給部２２からエアーを供給して洗浄用シンナーを押し出し、最後に塗料供給部２１から次色を供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の塗装方法では、色替え操作を行う度に、カラーチェンジバルブ２と塗装ガンＧとの間の塗料ホースＨに残存した上塗り塗料を廃棄せざるを得ず、また、前色の色混じりを防止するためには当該塗料ホースＨ内を充分に洗浄する必要もあることから、洗浄用シンナーによる洗浄も省略することはできない。したがって、廃棄される上塗り塗料及び使用される洗浄用シンナーの材料コストが嵩むといった問題があった。
【０００５】
尤も、塗装ロボットＲにカラーチェンジバルブ２を搭載するなどして、カラーチェンジバルブ２と塗装ガンＧとの距離を極力短く設定すれば、こうした塗料ロスをある程度抑制することはできるものの皆無にすることはできなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、塗料ロスを著しく低減できる塗装方法及びこれに用いられる塗装ガンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の塗装方法は、複数段配置された塗装ロボットにより被塗物に塗料を吹き付ける塗装方法において、吹き付けるべき塗料が供給される塗装ガンを次段の塗装ロボットに順次受け渡しながら塗装を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の塗装方法は、複数段配置された塗装ロボットにより被塗物に塗料を吹き付ける塗装方法において、吹き付けるべき塗料が供給される塗装ガンを用いて前記被塗物に当該塗料を吹き付ける工程と、前記被塗物の移動にともなって次段の塗装ロボットに前記塗装ガンを受け渡す工程と、この次段の塗装ロボットに受け渡された塗装ガンを用いて前記被塗物に当該塗料を吹き付ける工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
この請求項１及び２記載の塗装方法では、吹き付けるべき塗料が供給される塗装ガンを次段の塗装ロボットに順次受け渡しながら塗装を行うので、各塗装ロボットは受け取った塗装ガンを用いてそのままその塗料を吹き付ければ良く、各塗装ガンについて色替え操作を行う必要がなくなる。
【００１０】
したがって、廃棄される塗料及び従来使用されていた洗浄用シンナーが全く不要となり、塗料費を大幅に低減することができる。また、廃棄される塗料や洗浄用シンナーが皆無となるので、廃棄塗料処理にかかるランニングコストも大幅に低減することができる。
【００１１】
請求項１及び２記載の塗装方法では、ある一つの被塗物に対して同じ塗装ガンを順次受け渡しながら塗装して行くので、同じ塗料を塗布すべき被塗物が同時に複数存在することもあり、したがって、特に限定はされないが、同一塗料の塗装ガンを複数準備しておくことが望ましいといえる。
【００１２】
請求項２記載の塗装方法において、順次受け渡されて行く塗装ガンの取り廻し方法については特に限定されないが、請求項３記載の塗装方法は、最終段の塗装ロボットに受け渡された塗装ガンは、そこで作業終了後当該塗装ロボットから離脱され、先頭段の塗装ロボットが設置された待機位置まで搬送されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４記載の塗装方法は、先頭段の塗装ロボットは、複数用意された塗装ガンの中から目的とする塗装ガンを選定してアームに装着することを特徴とする。
【００１４】
この請求項３及び４記載の塗装方法では、最終段まで受け渡された塗装ガンを先頭段まで搬送し、先頭段の塗装ロボットは目的とする塗装ガンを選定してアームに装着するので、塗装ガンの脱着を即座に行うことができ、生産性を低下させることがなくなる。
【００１５】
上述した本発明の塗装方法に好適に用いられる塗装ガンとしては特に限定されないが、請求項５記載の塗装ガンは、供給された塗料を吐出部から吐出する塗装ガンにおいて、塗装ロボットのアームへの脱着部が２つ以上設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この請求項５記載の塗装ガンでは、塗装ロボットのアームへの脱着部が２つ設けられているので、受け渡しを行う場合には、前段の塗装ロボットのアームと塗装ガンの一方の脱着部とを接続した状態で、次段の塗装ロボットのアームを当該塗装ガンの他方の脱着部に接続し、その後前段の塗装ロボットのアームと当該塗装ガンの一方の脱着部との接続を解除する。これにより、専用の受け渡し装置を設けることなく、塗装ロボットだけで塗装ガンの受け渡しを円滑に行うことができ、受け渡し時間の短縮化を図ることができる。
【００１７】
請求項５記載の塗装ガンにおいて、脱着部の構成は特に限定されないが、請求項６記載の塗装ガンでは、前記塗装ガンの脱着部は、前記塗装ロボットの脱着部に設けられたラチェットに係合する第１の溝を含み、前記第１の溝に前記ラチェットが没入することにより前記脱着部が前記塗装ロボットの脱着部に対して軸方向に係止されるとともに、前記脱着部を前記塗装ロボットの脱着部に対して相対的に円周方向に回転させることにより前記ラチェットが前記第１の溝から脱出して前記軸方向の係止が解除されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７記載の塗装ガンは、前記塗装ガンの脱着部は、前記塗装ロボットの脱着部に設けられたストッパに係合する第２の溝を含み、前記第２の溝に前記ストッパが係合することにより前記脱着部が前記塗装ロボットの脱着部に対して円周方向に固定されることを特徴とする。
【００１９】
これら請求項６及び７記載の塗装ガンを塗装ロボットのアームに装着するには、塗装ロボットの脱着部に設けられたラチェットと塗装ガンの脱着部に設けられた第１の溝とを係合させる。第１の溝にラチェットが没入すると、脱着部が塗装ロボットの脱着部に対して軸方向に係止されるので、塗装ガンの第２の溝に塗装ロボット側のストッパを係合させ、円周方向に回転しないように固定する。
【００２０】
また、塗装ロボットのアームから塗装ガンを取り外すには、まず塗装ガンの第２の溝と塗装ロボット側のストッパとの係合を解いたのち、塗装ガンの脱着部を塗装ロボットの脱着部に対して相対的に円周方向に回転させる。これにより、塗装ロボット側のラチェットが塗装ガンの第１の溝から脱出し、軸方向の係止が解除されることになる。
【００２１】
本発明の塗装方法及び塗装ガンは、上塗り塗装や中塗り塗装の他、塩化ビニル樹脂材料を床裏に吹き付けるいわゆる床裏耐チッピング塗装にも適用することができる。上塗り塗装ではメタリックベース塗料及びクリア塗料の何れにも適用でき、中塗り塗装においても適用することができる。特に、色替え操作が頻繁である上塗り塗装や中塗り塗装に適用するとその効果も大きい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、各塗装ガンについて色替え操作を行う必要がなくなるので、廃棄される塗料及び従来使用されていた洗浄用シンナーが全く不要となり、塗料費を大幅に低減することができる。また、廃棄される塗料や洗浄用シンナーが皆無となるので、廃棄塗料処理にかかるランニングコストも大幅に低減することができる。
【００２３】
請求項３及び４記載の発明によれば、最終段まで受け渡された塗装ガンを先頭段まで搬送し、先頭段の塗装ロボットは目的とする塗装ガンを選定してアームに装着するので、塗装ガンの脱着を即座に行うことができ、生産性を低下させることがなくなる。
【００２４】
請求項５〜７記載の発明によれば、塗装ロボットだけで塗装ガンの受け渡しを円滑に行うことができ、受け渡し時間の短縮化を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の塗装方法が適用される上塗り塗装ブースの実施形態を示す平面図であり、被塗物として自動車ボディを例に挙げて説明する。
【００２６】
本実施形態の上塗り塗装ブース１には、フロアコンベア３により被塗物である自動車ボディ４が、塗装台車に搭載された状態で、一定速度にて連続的に搬送される。塗装ブース１内の両側には、所定の間隔をおいて塗装ロボットＲ１〜Ｒ８が配置されており、図示する実施形態では各サイドに４台づつ、都合８台の塗装ロボットが配置されている。なお、図示は省略するが、ルーフ面、フード面及びトランク面などのボディ４の水平面を塗装するための自動塗装機をさらに配置しても良い。
【００２７】
各塗装ロボットＲ１〜Ｒ８は、それぞれ所定の作業動作がティーチングされており、図外の工程管理装置から各塗装ロボットＲ１〜Ｒ８の制御装置へ塗装仕様情報、たとえば車種、車型、塗色などが送出され、各塗装ロボットＲ１〜Ｒ８は、この塗装仕様情報に基づいて予め決められた作業を実行する。
【００２８】
各塗装ロボットＲ１〜Ｒ８のアーム５には、後述する塗装ガン６を脱着し得る脱着部５１が形成されており、その他の構造は一般的な塗装ロボットと同様である。
【００２９】
また、塗装ブース１の両サイドには、塗装ガン６を取り廻すための搬送装置７が設けられている。この塗装ガンの搬送装置７は、図２にも示されるように塗色別に区分けされた複数段の棚７１を有し、各棚７１には塗装ガン６を搬送するための簡易コンベア７２が設けられている。図２は図１のＡ矢視図である。
【００３０】
詳細は後述するが、塗装ブース１の最終工程まで受け渡された塗装ガン６は、搬送装置７の入口７３において、その塗装ガン６の塗色に対応した棚７１に載置され、簡易コンベア７２によって搬送装置７の出口７４まで自動的に搬送されることになる。
【００３１】
図３〜図６に示すように、本実施形態の塗装ガン６は、その先端にベルカップ６１が設けられ、さらにこのベルカップ６１を高速回転させるためのエアーモータと、霧化塗料に高電圧を印加するための高電圧発生器がその内部に設けられている（何れも図示を省略する。）。なお、エアーモータや高電圧発生器は、塗装ガン６自体に設ける必要はなく、各塗装ロボットＲ１〜Ｒ８のアーム５側に設けても良い。塗装ガン６側にエアーモータや高電圧発生器を内蔵する場合及びこれらを塗装ロボットのアーム５側に設ける場合の何れにおいても、後述する脱着部６２，５１において、エアー及び電圧の接続部が設けられる。
【００３２】
また、図３において、塗装ガン６には、塗料ホースＨを介して特定の上塗り塗料が供給されるようになっている。すなわち、ある一つの塗装ガン６には、その塗装ガン６に固有の塗料が供給されるようになっている。
【００３３】
この塗料ホースＨは、同図に示すように塗装ガン６に直接的に接続することもできるが、塗装ロボットのアーム５に複数の塗料ホースＨを内蔵させておき、塗装ガン６との脱着部６２，５１において各塗料の接続を行うようにしても良い。塗料ホースＨを塗装ガン６に直接接続すると、塗料ホースＨの本数が塗装ガン６の数量で足りる点で有利であり、これに対して塗料ホースＨを各塗装ロボットＲ１〜Ｒ８のアーム５に内蔵すると、塗装ガン６を搬送装置７で取り廻す場合に塗料ホースＨが邪魔にならずその取り扱いが容易となる。
【００３４】
塗装ロボットＲ１〜Ｒ８のアーム５の脱着部５１は、図４に示すように、塗装ガン６の脱着部６２を収納する凹状とされ、この凹部５２の円周方向に所定の間隔をおいてラチェット５３が出没自在に設けられている。各ラチェット５３は、バネ５４によって突出方向に付勢されており、塗装ガン６の脱着部６２の頭部６３が凹部５２に挿入されると、ラチェット５３は同図に二点鎖線で示すようにバネ５４の付勢に抗して没入する。
【００３５】
また、ラチェット５３の先端には、ローラ５５が回動自在に設けられており、塗装ガン６の脱着部６２の頭部６３を回転すると当該ローラ５５によってアーム５の脱着部５１と塗装ガン６の脱着部６２とが相対的に円滑に回転し、塗装ガン６の脱着部６２の頭部６３に形成された溝６４（第１の溝）にラチェット５３が係合する。この様子を図６に示す。
【００３６】
塗装ガン６の脱着部６２には、その円周方向に沿って所定の間隔、つまりアーム５の脱着部５１に設けられたラチェット５３の間隔に対応して溝６４（第１の溝）が形成されている。この溝６４は、図６に示すように、円周方向に対してはラチェット５３のローラ５５が円滑に回転できる程度に滑らかに形成されている。
【００３７】
また、アーム５の脱着部５１の凹部５２には、シリンダ５６が設けられ、その先端にストッパ５７が取り付けられている。このストッパ５７は、塗装ガン６の脱着部６２の頭部６３に形成された溝６５（第２の溝）に係合して、アーム５の脱着部５１と塗装ガン６の脱着部６２との相対的な円周方向に対する回転を阻止する機能を司る。
【００３８】
塗装ロボットＲのアーム５に塗装ガン６を装着する場合には、図４に示すように塗装ガン６の脱着部６２に対してアーム５の脱着部５１を近づけ、塗装ガン６の脱着部６２の頭部６３をアーム５の脱着部５１の凹部５２に挿入する。このとき、塗装ガン６の脱着部６２の頭部６３は、ラチェット５３を越えて凹部５２の底面に至る。次に、ストッパ５７とこれに係合すべき溝６５とが同じ位置に来るまで、塗装ガン６に対してアーム５を円周方向に回転させる。これにより、各ラチェット５３も塗装ガン６の溝６４にそれぞれ係合することになる。この位置でストッパ５７を前進させて溝６５に係合させ、アーム５と塗装ガン６との回転方向の動きを固定する。これにより、塗装ガン６はアーム５に固定されることになる。
【００３９】
これに対して、塗装ロボットＲのアーム５から塗装ガン６を取り外す場合は、まずストッパ５７を後退させて溝６５との係合を解除したのち、塗装ガン６に対してアーム５を円周方向に回転させる。ラチェット５３に設けられたローラ５５によって、各ラチェット５３は各溝６４から脱出するので、そのまま塗装ガン６に対してアーム５を軸方向に引き抜く。これにより、アーム５から塗装ガン６を離脱することができる。
【００４０】
こうした脱着部６２は、一つの塗装ガン６に２つ設けられており、図３に示すように前段の塗装ロボットから次段の塗装ロボットへの塗装ガンの受け渡しが干渉することなく行えるように略９０°の角度をもって設けられている。
【００４１】
次に塗装手順を説明する。
図７〜図１０では、一つの自動車ボディ４に着目して本実施形態の塗装方法を説明するが、このボディ４の前後に連続するボディに対しても同様の塗装手順が採られる。
【００４２】
まず、図７に示すように、上塗りブース１に搬入されたボディ４の塗色に応じて、塗装ロボットＲ１及びＲ５のそれぞれは、搬送装置７の出口７４の棚７１に並べられた塗装ガン６を選定し、それをそれぞれのアーム５の脱着部５１に装着する。塗装ガン６を装着したら、予め教示されたティーチング手順にしたがってボディ４に対する塗料の吹き付けを行う。
【００４３】
次に、図８に示すように、先頭の塗装ロボットＲ１，Ｒ５の吹き付け作業が終了してボディ４が次段の塗装ロボットＲ２，Ｒ６に到着したら、塗装ロボットＲ１からＲ２、塗装ロボットＲ５からＲ６のそれぞれに対して塗装ガン６の受け渡しを行う。この受け渡しは、図３〜図６にて説明したように、塗装ロボットＲ１及びＲ２、塗装ロボットＲ５及びＲ６のそれぞれにて実行される。
【００４４】
図９に示すように、塗装ロボットＲ２とＲ６のそれぞれに受け渡された塗装ガン６を用いて、当該塗装ロボットＲ２及びＲ６に予め教示されたティーチング手順にしたがって塗料の吹き付けが行われるが、同一ボディ４に対して同一塗装ガン６が用いられるので、色替え操作を行うことなく、受け渡されたそのままの状態で吹き付けが行われる。
【００４５】
こうして最終段の塗装ロボットＲ４及びＲ８まで吹き付け作業を終了したら、図１０に示すように、当該最終段の塗装ロボットＲ４及びＲ８は、現在装着されている塗装ガン６を搬送装置７の入口７３のうちその塗色に対応する棚７１に離脱し、次のボディに対して吹き付け作業を行うべく、前段の塗装ロボットＲ３及びＲ７の塗装ガン６を受け取りに行く。一方、搬送装置７の入口７３に離脱された塗装ガン６は、簡易コンベア７２によって出口７４に向かって搬送され、そこに整列する。
【００４６】
このように、順次搬送されてくるボディ４に対して、それぞれの塗色に対応した塗装ガン６を用いた塗装が行われるが、本実施形態の塗装方法では、各塗色に対応した塗装ガンを順次受け渡しながら塗装を行うので、色替え操作が全く不要となり、塗料ロスを著しく低減することができる。
【００４７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗装方法が適用される塗装ブースの実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の塗装ガンの搬送装置の実施形態を示す正面図である。
【図３】本発明の塗装ガンの実施形態を示す正面図である。
【図４】本発明の塗装ガンと塗装ロボットとの脱着部の実施形態を示す要部断面図である。
【図５】本発明の塗装ガンの脱着部の実施形態を示す要部斜視図である。
【図６】図４のVI-VI 線に沿う断面図である。
【図７】本発明の塗装方法の実施形態を示す平面図である。
【図８】図７の次工程を示す平面図である。
【図９】図８の次工程を示す平面図である。
【図１０】図９の次工程（最終工程）を示す平面図である。
【図１１】従来の塗装方法を示す平面図である。
【符号の説明】
１…上塗りブース
２…カラーチェンジバルブ
３…フロアコンベア
４…自動車ボディ（被塗物）
５…ロボットアーム
５１…脱着部
５２…凹部
５３…ラチェット
５４…バネ
５５…ローラ
５６…シリンダ
５７…ストッパ
６…塗装ガン
６１…ベルカップ
６２…脱着部
６３…頭部
６４…溝（第１の溝）
６５…溝（第２の溝）
７…搬送装置
７１…棚
７２…簡易コンベア
７３…入口
７４…出口
Ｒ１〜Ｒ８…塗装ロボット
Ｈ…塗料ホース
【図１】
0003760613.tif 000002
【図２】
0003760613.tif 000003
【図３】
0003760613.tif 000004
【図４】
0003760613.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003760613.tif 000007
【図７】
0003760613.tif 000008
【図８】
0003760613.tif 000009
【図９】
0003760613.tif 000010
【図１０】
0003760613.tif 000011
【図１１】
0003760613.tif 000012