JP2000037650A - 塗装制御装置 - Google Patents

塗装制御装置

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JP2000037650A
JP2000037650A JP10208264A JP20826498A JP2000037650A JP 2000037650 A JP2000037650 A JP 2000037650A JP 10208264 A JP10208264 A JP 10208264A JP 20826498 A JP20826498 A JP 20826498A JP 2000037650 A JP2000037650 A JP 2000037650A
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paint
coating
thinner
cleaning
mass
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Noriaki Saisaka
則明 齋坂
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Tokico Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は色替え時の洗浄処理の終了を自動的
に判定できることを課題とする。 【解決手段】 塗装用ロボット11の第2アーム16に
は、塗料供給源(図示せず)から供給される塗料を塗装
ガン18に供給する塗料供給系路21を有する塗装制御
装置10が設けられている。前回の塗料がシンナにより
洗浄されて除去されるにつれて塗料供給系路21を通過
したシンナの質量が徐々に変化する。そのため、システ
ムコントローラ20は、質量流量計26による測定され
たシンナの質量の測定結果に基づいて洗浄終了を判定す
る。よって、質量流量計26を用いて塗料供給系路21
を洗浄したシンナの質量を測定することによりシンナに
塗料が含まれているか否かを判定して、塗料供給系路2
1の洗浄が終了したことを自動的に判定できる。よっ
て、環境条件(例えば気温や塗料特性等)が変化した場
合でも洗浄が終了したことを正確に判定することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は色替時に塗料供給系
路の洗浄処理の終了を自動的に判定するよう構成された
塗装制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば塗装用ロボットによりワーク表面
を塗装する塗装工程では、ワークがコンベヤにより搬送
されると、塗装用ロボットが予めティーチングされた塗
装プログラムにしたがって所定の塗装作業を行う。即
ち、塗装用ロボットは、ワークが作業エリアに到着する
と、自動的に塗装作業を開始し、ワークが作業エリアを
通過するまでに所定の塗装作業を終了させる。そして、
所定の塗装作業が終了すると、塗装用ロボットは、アー
ムを旋回させて塗装開始位置に戻す。
【0003】このように塗装用ロボットを使用して自動
的に塗装作業を行う塗装ラインでは、ワークによって塗
料の色が指定されており、ワークの塗装色が切り替わる
場合、ワークの搬送に連動して所謂色替えを行ってい
る。また、塗装用ロボットにおいては、アームの先端に
装着された塗装ガンへアームに沿って形成された塗料供
給系路を介して1種類の塗料を選択的に供給するよう構
成された塗装制御装置が搭載されており、塗装制御装置
の塗料供給系路には色替バルブユニットが設けられてい
る。尚、色替バルブユニットは、塗装用ロボットのアー
ム上に搭載される構成のものと、アーム以外の場所(例
えば基台あるいはロボット近傍の位置など)に設置され
るものがある。
【0004】この色替バルブユニットには、夫々色の異
なる複数の塗料が各塗料供給源から延在された複数の塗
料チューブが接続される複数のバルブがマニホールドに
並列接続されている。そして、色替バルブユニットのマ
ニホールドの吐出側から引き出された塗料チューブ、エ
アチューブ、シンナチューブは、手首部の動作を邪魔し
ないように配設されて塗装ガンに接続される。
【0005】このように塗装ガンと色替バルブユニット
との間を連通する塗料チューブからなる塗料供給系路に
は、色替バルブユニットから供給された塗料を加圧して
塗装ガンへ吐出するポンプや流量計等の機器が設けられ
ている。上記のように色替バルブユニットが設けられた
塗装用ロボットでは、色替を行う際に色替バルブユニッ
トと塗装ガンとの間をシンナ等の洗浄液とエアを交互に
吐出して洗浄している。そして、色替バルブユニットと
塗装ガンとの間の塗料供給系路及びポンプ、流量計は、
前回の残留塗料が除去されるまでシンナとシンナをパー
ジするエアとを交互に供給する洗浄処理が数回繰り返さ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に塗装制御装置が搭載された塗装用ロボットにおいて
は、塗装ガンを捨て吹き位置へ移動させ、シンナとエア
とを交互に捨て吹きするが、前回の塗料が完全に除去さ
れるまで洗浄処理を繰り返す必要があるので、塗料の種
類や気温等の環境条件に応じた洗浄回数が設定される。
このため、環境条件に変化が生じても予め設定されたシ
ンナの吐出量やシンナとエアとの吐出回数(洗浄条件)
で洗浄作業を行っている。
【0007】しかしながら、従来は、洗浄しやすい環境
(例えば温度の上昇、塗料特性等)では、予め設定され
ている洗浄条件よりも早く配管内の洗浄が終了するの
で、それ以降に使用されるシンナは無駄になると共に、
洗浄時間も当初設定された時間に固定されてしまい洗浄
時間の短縮化を図ることができないといった問題があ
る。
【0008】また、従来は、洗浄しにくい環境(例えば
温度の低下、塗料特性等)では、予め設定されている洗
浄条件(時間で管理)で洗浄するので、完全に洗浄が終
了しない前に洗浄処理を終了させるおそれがある。この
ため、次に使用する塗料に前回の塗料の一部が混ざった
状態で塗装作業を再開するので、塗装品質が低下するお
それがある。
【0009】このような問題を解消するためには、塗装
ガンが噴射されるシンナの透明度を測定して塗料供給系
路及びポンプ、流量計の洗浄処理が終了したことを判定
する方法がある。しかしながら、この判定方法では、シ
ンナの透明度を測定する測定装置を別個に設ける必要が
あり、その分コスト増となってしまう。そこで、本発明
は上記課題を解決した塗装制御装置を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。上記請求項1
記載の発明は、塗装ガンへ塗料供給系路を介して塗料を
供給するよう構成された塗装制御装置において、前記塗
料供給系路の洗浄時に前記塗料供給系路を洗浄した洗浄
液の質量を測定する測定手段と、該測定手段の測定結果
に基づいて洗浄終了を判定する判定手段と、を備えてな
ることを特徴とするものである。
【0011】従って、上記請求項1記載の発明によれ
ば、塗料供給系路を洗浄した洗浄液の質量を流量計等か
らなる測定手段で測定し、その測定結果に基づいて洗浄
終了を判定するため、例えば温度の変化、塗料特性等の
環境変化が生じてもその時の環境条件に応じて前回の塗
料が洗浄されて洗浄処理が終了したことを自動的に判定
でき、洗浄液が無駄に使用されることを防止できると共
に、洗浄時間の短縮化を図ることができる。
【0012】また、請求項2記載の発明は、塗装ガンへ
塗料供給系路を介して塗料を供給するよう構成された塗
装制御装置において、前記塗料供給系路の洗浄時に前記
塗料供給系路を洗浄した洗浄液の密度を測定する測定手
段と、該測定手段の測定結果に基づいて洗浄終了を判定
する判定手段と、を備えてなることを特徴とするもので
ある。
【0013】従って、上記請求項2記載の発明によれ
ば、塗料供給系路を洗浄した洗浄液の密度を密度計又は
質量流量計等からなる測定手段で測定し、その測定結果
に基づいて洗浄終了を判定するため、上記請求項1の場
合と同様な作用・効果が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。図1は本発明になる塗装制御装
置の一実施例が搭載された塗装用ロボットの構成を示す
側面図である。図1に示されるように、塗装用ロボット
11は、塗装作業を行う塗装エリア内に設置されてお
り、塗装エリアには、ワーク(被塗装物)がコンベヤ
(共に図示せず)により一定の速度で供給される。
【0015】塗装用ロボット11は、ワークが搬送され
ると、予めティーチングされた塗装動作を行うプレイバ
ック形の多関節ロボットである。塗装用ロボット11
は、大略、基台13と、基台13上でA軸回りに旋回す
る旋回ベース14と、旋回ベース14上で起立しB軸回
りに揺動する第1アーム15と、第1アーム15の上端
から水平方向に延在しC軸回りに揺動する第2アーム1
6と、第2アーム16の先端に設けられD,E,F軸回
りに回動する手首部17とよりなる。
【0016】手首部17の先端には、塗装ガン18が取
り付けられている。塗装ガン18は、第1アーム15及
び第2アーム16の揺動により所定の塗装高さ位置に移
動し、手首部17の動作により塗料噴射方向が変更され
る。上記のように構成された塗装用ロボット11は、各
可動部がモータ(図示せず)により駆動されて塗装ガン
18の位置や塗装方向を調整するようになっており、各
モータは制御装置としてのシステムコントローラ20か
らの制御信号により旋回ベース14、第1アーム15、
第2アーム16、手首部17を駆動するように制御され
る。また、塗装用ロボット1の各関節部分には、各可動
部の角度を検出するためのエンコーダ(図示せず)が組
み込まれており、各可動部の回動位置検出信号がシステ
ムコントローラ20にフィードバックされる。
【0017】第2アーム16の上面には、塗料供給源
(図示せず)から供給される塗料を塗装ガン18に供給
する塗料供給系路21を有する塗装制御装置10が設け
られている。また、塗料供給系路21には、上流側から
順に色替バルブユニット23と、ポンプ駆動用サーボモ
ータ24と、ポンプ駆動用サーボモータ24に駆動され
て塗料の流量制御を行う塗料ポンプ25と、塗料ポンプ
25から吐出された流量を計測する質量流量計26とか
らなる各塗装機器が配設されている。
【0018】質量流量計26は、例えば流体が流れるセ
ンサチューブを振動させて流体の質量に比例して発生す
るコリオリ力によるセンサチューブの流入側と流出側の
変位量を計測し、流入側出力と流出側出力との位相差か
ら質量流量を測定する振動式流量計からなる。尚、質量
流量計26としては、センサチューブの種類によって種
々あるが、センサチューブの形状が直線状、U字状、J
字状等に形成されたどのタイプのものでも使用すること
ができる。
【0019】また、振動式の質量流量計26は、振動式
の密度計と同じ構成であるので、流体の質量を測定でき
ると共に、流体の密度が増加すると固有振動数が減少す
ることを利用してセンサチューブの振動周波数から流体
の密度を測定することもできる。図2は塗装制御装置1
0の構成を示す系統図である。
【0020】図2に示されるように、塗装制御装置10
は、上記塗料供給系路21、塗装ガン18、色替バルブ
ユニット23、ポンプ駆動用サーボモータ24、塗料ポ
ンプ25、質量流量計26から構成されている。システ
ムコントローラ20は、ホストコンピュータ30からの
指令に基づいて塗装用ロボット11及び塗装ガン18、
色替バルブユニット23、塗料ポンプ25、質量流量計
26を駆動制御する。
【0021】色替バルブユニット23は、塗料供給源
(図示せず)から供給される複数種の塗料のうち指定さ
れた一の塗料を選択的に塗装ガン18へ供給するように
動作するものであり、複数のエアオペレーションバルブ
31a〜31hを有する。エアオペレーションバルブ3
1a〜31fは塗料用バルブで、塗料用チューブ33が
接続されている。また、エアオペレーションバルブ31
gはシンナ用バルブで、シンナ用チューブ34が接続さ
れている。また、エアオペレーションバルブ31hはエ
ア用バルブで、エア用チューブ35が接続されている。
【0022】また、各エアオペレーションバルブ31a
〜31hは、電磁弁32a〜32hの開閉動作により供
給される空気信号により開弁する構成である。そのた
め、システムコントローラ20は、塗装用ロボット11
が塗装を行うワークの種類等に応じて各電磁弁32a〜
32hを選択的に開弁させてエアオペレーションバルブ
31a〜31hの開閉制御を行うことにより、指定され
た任意の色の塗料を塗装ガン18へ供給する。
【0023】また、エアオペレーションバルブ31g及
び31hは、色替処理時に所定時間毎に交互に開弁さ
れ、前回の残留塗料を洗浄して除去する。尚、色替え時
の洗浄処理(エアとシンナの捨て吹き)は、複数回(通
常7〜8回程度)行うが、捨て吹きを繰り返すと共に徐
々にシンナ(洗浄液)に含まれる塗料が減少し、塗装ガ
ン18から噴射されるシンナの色も透明に近づく。ま
た、上記塗料供給系路21及び塗装ガン18、色替バル
ブユニット23、塗料ポンプ25、質量流量計26に残
留する前回の塗料がシンナにより洗浄されて除去される
につれて塗料供給系路21を通過したシンナの質量が徐
々に変化する。
【0024】そして、色替時の捨て吹き処理は、塗装ガ
ン18から捨て吹きされるシンナの色が無色になるまで
洗浄処理を繰り返す。そのため、本実施の形態におい
て、色替時の捨て吹き処理を実行するとき質量流量計2
6は、塗料供給系路21を洗浄したシンナの質量を測定
する測定手段として機能する。塗装時は、質量流量計2
6により塗装ガン18へ供給される塗料の供給量を計測
しており、色替時は流量計測用の質量流量計26を利用
してシンナの質量を測定する。そのため、質量を測定す
るためだけの質量測定手段を別個に設ける必要がない。
【0025】図3はシステムコントローラ20及び各機
器との構成を示すブロックである。図3に示されるよう
に、システムコントローラ20は、CPU36を有し、
CPU36には、ROM37と、RAM38と、ロボッ
ト駆動用のサーボモータ39を駆動するサーボアンプ4
0と、塗料ポンプ25のサーボモータ24を駆動するサ
ーボアンプ41と、質量流量計26から発信されて流量
信号をA/D変換するA/D変換器43と、i/oモジ
ュール44とが接続されている。また、i/oモジュー
ル44には、電磁弁32a〜32h、塗装ガン18が接
続されている。
【0026】ROM37には、後述するようにCPU3
6が実行する制御プログラム及び質量流量計26による
測定されたシンナの質量の測定結果に基づいて洗浄終了
を判定する判定制御プログラム(判定手段)が記憶され
ている。よって、CPU36は、この制御プログラムに
基づいて塗装制御処理及び色替処理、洗浄処理、及び洗
浄終了の判定処理等を実行する。
【0027】図4はCPU36が実行する制御処理のフ
ローチャートである。図4に示されるように、CPU3
6は、ステップS11(以下「ステップ」を省略する)
でホストコンピュータ30から洗浄作業指示があるま
で、S12で塗装作業を継続させる。S11において、
ホストコンピュータ30から洗浄作業指示があると、S
13以降の洗浄作業に移る。
【0028】S13では、洗浄終了フラグをオフにする
と共に、塗料ポンプ25を停止させて塗装ガン18から
の塗料の吐出を停止させる。次のS14では、塗装用ロ
ボット11を動作させて塗装ガン18を捨て吹き位置へ
の移動を開始させる。続いて、S15では、塗装ガン1
8が塗料捨て吹き位置まで移動すると、色替バルブユニ
ット23のエア用バルブであるエアオペレーションバル
ブ31hを開弁させて塗料供給系路21にエアを供給す
る。次のS16では、エア出力信号をオンにして塗料供
給系路21へのエア供給を行って塗料供給系路21に残
留する塗料を塗装ガン18から噴射させる。
【0029】S17では、予め設定された所定時間が経
過するまで塗装ガン18のエア噴射を継続させ、所定時
間が経過すると、S18に進む。S18では、エア出力
信号をオフにして色替バルブユニット23のエア用バル
ブであるエアオペレーションバルブ31hを閉弁させて
塗料供給系路21へのエア供給を停止する。そして、S
19では、洗浄終了フラグをオンにする。
【0030】S20では、色替バルブユニット23のシ
ンナ用バルブであるエアオペレーションバルブ31gを
開弁させ、S21でシンナ出力信号をオンにして塗料供
給系路21に洗浄液としてのシンナを供給する。そのた
め、シンナが塗料供給系路21に供給され、色替バルブ
ユニット23、塗料ポンプ25、質量流量計26の内部
を洗浄する。
【0031】S22では、予め設定された所定の洗浄時
間が経過したかどうかをチェックする。そして、S22
で所定の洗浄時間が経過していないときは、S23に進
み、質量流量計26により塗料供給系路21を流れる流
体(シンナ)の質量を測定する。続いて、S24では、
質量流量計26による質量測定値と予めメモリに記憶さ
れている純粋なシンナの質量とを比較して許容範囲内か
どうかをチェックする。
【0032】S24において、質量測定値が許容範囲内
に入っていないときは、上記S21に戻り、シンナ供給
による洗浄処理を継続する。そして、S21〜S24の
処理を繰り返して塗料供給系路21の塗料が洗浄される
と、シンナに含まれる塗料が殆どゼロに近づき質量測定
値が純粋なシンナの質量と殆ど同一となって許容範囲内
に入る。
【0033】その場合、S25へ進み、洗浄終了フラグ
をオンにして洗浄処理を終了させる。その後、S26に
進み、シンナ出力信号をオフにする。また、上記S22
において、所定の洗浄時間が経過した場合は、シンナの
質量が許容範囲内に入っていなくても殆ど許容範囲に近
い質量に達しているものと判断し、上記S23〜S25
の質量測定処理を中断してS26に進み、シンナ出力信
号をオフにする。
【0034】この後は、前述したS15に戻り、S15
以降の処理を実行する。上記S25で洗浄終了フラグが
オンに設定されている場合には、S19からS27に移
行して色替バルブユニット23の塗料用バルブであるエ
アオペレーションバルブ31a〜31fの何れかを開弁
させ、S28で次回塗装を行う色の当該塗料の塗料出力
信号をオンにして、次の塗装色の塗料を塗装ガン18へ
供給する。
【0035】次のS29では、塗料供給系路21及び塗
装ガン18に塗料が充填されるのに要する所定時間が経
過したかどうかをチェックしており、所定時間が経過し
た時点でS30に進み、塗料出力信号をオフにする。そ
して、S31では、塗装用ロボット11を動作させて塗
装ガン18を塗装作業位置に移動させて塗装作業を再開
させる。
【0036】このように、質量流量計26を用いて塗料
供給系路21を洗浄したシンナの質量を測定することに
よりシンナに塗料が含まれているか否かを判定すること
が可能となり、塗料供給系路21の洗浄が終了したこと
を自動的に判定できる。よって、環境条件(例えば気温
や塗料特性等)が変化した場合でも洗浄が終了したこと
を正確に判定することができ、例えば気温の低くく塗料
が硬い場合に洗浄不足となることが防止され、あるいは
気温が高く塗料が柔らかい場合に過剰洗浄となってシン
ナを無駄に使用してしまうことを防止できる。
【0037】また、上記S22では、予め設定された所
定の洗浄時間が経過したかどうかをチェックしているの
で、決められた洗浄時間を超えて洗浄処理することがな
いので、いたずらに洗浄時間が延長されることを防止で
きる。図5はCPU36が実行する制御処理の変形例の
フローチャートである。図5に示されるように、前述し
たS23,24の処理の代わりにS23a,S24aの
処理を実行する。また、図5において、S23a,S2
4a以外の処理は、上記図4の処理と同じなのでその説
明は省略する。
【0038】S23aでは、質量流量計26により塗料
供給系路21を流れる流体(シンナ)の密度を測定す
る。続いて、S24aでは、質量流量計26による密度
測定値と予めメモリに記憶されている純粋なシンナの密
度とを比較して許容範囲内かどうかをチェックする。S
24aにおいて、密度測定値が許容範囲内に入っていな
いときは、上記S21に戻り、シンナ供給による洗浄処
理を継続する。そして、S21〜S24の処理を繰り返
して塗料供給系路21の塗料が洗浄されると、シンナに
含まれる塗料が殆どゼロに近づき密度測定値が純粋なシ
ンナの密度と殆ど同一となって許容範囲内に入る。
【0039】このように、質量流量計26により洗浄済
みのシンナの密度を測定することにより、実際の洗浄効
果を判定することができ、環境条件(例えば気温や塗料
特性等)が変化した場合でも洗浄が終了したことを正確
に判定することができる。そのため、確実に洗浄作用を
行うことができ、次回の塗料と前回の塗料が混ざること
がないので塗装品質が低下することを防止できる。
【0040】また、質量流量計26を用いて洗浄時のシ
ンナの密度を測定する構成とすることもできるが、質量
流量計26とは別に密度計を塗料供給系路21に配置さ
せる構成としても良いのは勿論である。尚、上記実施の
形態では、塗装用ロボット11の第2アーム16の上面
に色替バルブユニット23及び塗料ポンプ25、質量流
量計26等からなる塗装制御装置10が搭載された構成
を一例として挙げたが、これに限らず、例えば塗装制御
装置10を塗装用ロボット11の基台13あるいは塗装
用ロボット11近傍の外部に配置する構成にも適用でき
るのは勿論であり、あるいは塗装用ロボット11が設置
されていない場所で単に塗装ガンに塗料を供給する塗装
制御装置にも適用できるのは勿論である。
【0041】また、上記実施の形態では、シンナを洗浄
液として使用する場合を一例としてが、これに限らず、
これ以外の洗浄液(例えば、水性塗料の場合には水を洗
浄液として使用する)を使用する場合にも適用できるの
は言うまでもない。
【0042】
【発明の効果】上述の如く、上記請求項1記載の発明に
よれば、塗料供給系路を洗浄した洗浄液の質量を流量計
等からなる測定手段で測定し、その測定結果に基づいて
洗浄終了を判定するため、例えば温度の変化、塗料特性
等の環境変化が生じてもその時の環境条件に応じて前回
の塗料が洗浄されて洗浄処理が終了したことを自動的に
判定でき、洗浄液が無駄に使用されることを防止できる
と共に、洗浄時間の短縮化を図ることができる。
【0043】また、上記請求項2記載の発明によれば、
塗料供給系路を洗浄した洗浄液の密度を密度計又は質量
流量計等からなる測定手段で測定し、その測定結果に基
づいて洗浄終了を判定するため、上記請求項1の場合と
同様な作用・効果が得られると共に、確実に洗浄作用を
行うことができ、次回の塗料と前回の塗料が混ざること
がないので塗装品質が低下することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になる塗装制御装置の一実施例が搭載さ
れた塗装用ロボットの構成を示す側面図である。
【図2】塗装制御装置10の構成を示す系統図である。
【図3】システムコントローラ20及び各機器との構成
を示すブロックである。
【図4】CPU36が実行する制御処理のフローチャー
トである。
【図5】CPU36が実行する制御処理の変形例のフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
10 塗装制御装置 11 塗装用ロボット 13 基台 14 旋回ベース 15 第1アーム 16 第2アーム 17 手首部 18 塗装ガン 20 システムコントローラ 21 塗料供給系路 23 色替バルブユニット 24 ポンプ駆動用サーボモータ 25 塗料ポンプ 26 質量流量計 36 CPU 37 ROM

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塗装ガンへ塗料供給系路を介して塗料を
    供給するよう構成された塗装制御装置において、 前記塗料供給系路の洗浄時に前記塗料供給系路を洗浄し
    た洗浄液の質量を測定する測定手段と、 該測定手段の測定結果に基づいて洗浄終了を判定する判
    定手段と、 を備えてなることを特徴とする塗装制御装置。
  2. 【請求項2】 塗装ガンへ塗料供給系路を介して塗料を
    供給するよう構成された塗装制御装置において、 前記塗料供給系路の洗浄時に前記塗料供給系路を洗浄し
    た洗浄液の密度を測定する測定手段と、 該測定手段の測定結果に基づいて洗浄終了を判定する判
    定手段と、 を備えてなることを特徴とする塗装制御装置。
JP10208264A 1998-07-23 1998-07-23 塗装制御装置 Pending JP2000037650A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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