JP2002355603A - 粉体塗料供給装置及び方法 - Google Patents
粉体塗料供給装置及び方法Info
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Abstract
た粉体塗料供給装置及び方法を提供する。 【解決手段】 粉体塗料Fの設定供給量Qmと搬送エア
流量Qtとが入力されると(S1)、入力された設定供
給量Qmにおける吸引エア圧力Pfmの学習データがメ
モリ内に記憶されているかどうかが判定され(S2)、
記憶されていればその吸引エア圧力Pfmの学習データ
を読み出し(S3)、吸引エア用圧力レギュレータを読
み出した学習データの値に瞬時に操作する(S4)。そ
の後、設定供給量Qmを目標値としてPID制御に移行
する(S5)。実供給量が設定供給量Qmとなったとき
の吸引エア圧力Pfmの値が学習データとしてメモリに
記憶される(S6)。
Description
置及び方法に係り、特に設定供給量に対する実供給量の
応答性の向上に関する。
っては、仕上がり塗膜の均質化、及び塗料の有効利用の
ために、常に、一定量の粉体塗料を塗装ガンに供給する
必要がある。従来のこの種の粉体塗料供給装置において
は、粉体塗料を収容するタンクに搬送管の一端を挿入
し、搬送管の他端に設けられたインジェクタのノズルに
吸引エアを吹き込むことにより、タンク内の粉体塗料が
搬送管に吸引されて塗装ガンへと供給される。搬送管に
は粉体塗料の流量を測定する測定装置が取り付けられ、
この測定装置によって測定された粉体塗料の実供給量と
コントロールパネル等から入力された設定供給量との差
分に基づき、実供給量が設定供給量に等しくなるように
インジェクタのノズルに吹き込まれる吸引エアの圧力が
PID制御される。ここで、PID制御は、ハンティン
グのない滑らかな制御を行う比例動作とオフセットを自
動的に修正する積分動作と外乱に対する応答性を早くす
る微分動作とを組み合わせた制御方式である。このよう
な粉体塗料供給装置により、塗装ガンに常に設定供給量
の粉体塗料を供給することが可能となる。
量と設定供給量との差分に基づいてインジェクタのノズ
ルに吹き込まれる吸引エアの圧力をPID制御すること
により設定供給量の粉体塗料を供給しようとしていたの
で、PID制御の比例帯を小さく設定すると、図7の曲
線C1で示されるように、粉体塗料の設定供給量に対す
る実供給量の応答がオーバーシュートして振動的にな
り、一方PID制御の比例帯を大きく設定すると、図5
の曲線C2で示されるように、粉体塗料の設定供給量に
対する実供給量の応答が遅くなってしまう。このため、
図8に示されるように、設定供給量の変更に対して所望
の吸引エア圧力及び実供給量を得るまでに時間を要して
いた。
の変更が必要とされるユーザより、塗装ガンへ応答性よ
く粉体塗料を供給し得る粉体塗料供給装置の開発が望ま
れていた。この発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、設定供給量に対する実供給量の応答
性に優れた粉体塗料供給装置及び方法を提供することを
目的とする。
供給装置は、外部から粉体塗料の設定供給量を入力する
設定供給量入力手段と、圧縮エア源とインジェクタのメ
インノズルとの間に接続された吸引エア圧力調節器と、
記憶手段と、過去の設定供給量に対する吸引エア圧力の
値を学習データとして記憶手段に記憶させると共に新た
な設定供給量が設定供給量入力手段から入力されるとそ
の設定供給量に対して記憶手段に記憶されている学習デ
ータの値に吸引エア圧力調節器を瞬時に操作した後に粉
体流量測定装置で測定された粉体塗料の流量が新たな設
定供給量となるように吸引エア圧力調節器を調節して吸
引エア圧力をPID制御する制御回路とを備えたもので
ある。
サブノズルとの間に接続された希釈エア圧力調節器と、
外部から搬送エア流量設定値を入力する搬送エア流量入
力手段とをさらに備え、制御回路はインジェクタのメイ
ンノズルに吹き込まれる吸引エアの流量とサブノズルに
吹き込まれる希釈エアの流量との総和が搬送エア流量入
力手段から入力された搬送エア流量設定値となるように
吸引エア圧力調節器及び希釈エア圧力調節器を調節して
希釈エア圧力をPID制御する。また、任意の供給量で
予め行った検量の際の実供給量と吸引エア圧力の値に基
づいて制御回路が各設定供給量に対する吸引エア圧力の
推測データを作成して記憶手段に記憶させ、設定供給量
入力手段から入力された新たな設定供給量に対する学習
データが記憶手段に記憶されていない場合にはその設定
供給量に対して記憶手段に記憶されている推測データの
値に吸引エア圧力調節器を瞬時に操作した後に吸引エア
圧力をPID制御するようにすることもできる。
の設定供給量に対する吸引エア圧力の値を学習データと
して記憶し、新たな設定供給量が入力されると吸引エア
圧力を瞬時にその設定供給量に対して記憶されている学
習データの値とし、その後粉体流量測定装置で測定され
た粉体塗料の流量が新たな設定供給量となるように吸引
エア圧力をPID制御する方法である。
に吹き込まれる吸引エアの流量とサブノズルに吹き込ま
れる希釈エアの流量との総和が外部から入力された搬送
エア流量設定値となるように希釈エア圧力をPID制御
する。また、任意の供給量で予め検量を行い、検量の際
の実供給量と吸引エア圧力の値に基づいて各設定供給量
に対する吸引エア圧力の推測データを作成して記憶し、
入力された新たな設定供給量に対する学習データが存在
しない場合に吸引エア圧力を瞬時にその設定供給量に対
して記憶されている推測データの値とすることもでき
る。
付図面に基づいて説明する。 実施の形態1.図1にこの発明の実施の形態1に係る粉
体塗料供給装置の構成を示す。粉体塗料Fを収容するタ
ンク1は多孔板2を備えた、いわゆる流動床タンクであ
り、流動エアが吹き込まれて粉体塗料Fがタンク1内で
流動状態に保たれる。このタンク1内に搬送管3の一端
が挿入され、搬送管3の他端にインジェクタ4が接続さ
れており、インジェクタ4に塗装ガン5が接続されてい
る。搬送管3には管路内の静電容量の変化から粉体塗料
Fの流量を測定する粉体流量測定装置6が取り付けら
れ、粉体流量測定装置6に増幅回路7が接続され、さら
に増幅回路7に補正回路8が接続されている。なお、粉
体流量測定装置6は、静電容量の変化として測定した搬
送管3内の密度と搬送管3内に導入した測定用エアの流
量Qfとに基づいて粉体塗料Fの流量を測定するもので
ある。そして、補正回路8からの出力信号がコントロー
ラ9に入力され、コントローラ9からインジェクタ4の
メインノズル4a及びサブノズル4bへそれぞれ吸引エ
ア及び希釈エアが供給される。
源に接続され且つ塗装ガン5の運転信号に基づいて開閉
されるバルブ10と、このバルブ10に分岐点Aを介し
てそれぞれ接続された吸引エア用圧力レギュレータ11
及び希釈エア用圧力レギュレータ12とが備えられてい
る。これらのレギュレータ11及び12は、この発明に
おける吸引エア圧力調節器及び希釈エア圧力調節器を構
成するもので、それぞれインジェクタ4のメインノズル
4a及びサブノズル4bに接続されている。さらに、コ
ントローラ9は、レギュレータ11及び12並びに補正
回路8に接続された制御回路13を有すると共に、この
制御回路13に接続されたコントロールパネル14とメ
モリ15とを有している。なお、コントロールパネル1
4はこの発明における設定供給量入力手段及び搬送エア
流量入力手段を構成し、メモリ15は過去に実績した粉
体塗料Fの設定供給量に対する吸引エア圧力の値を学習
データとして記憶するもので、この発明における記憶手
段を構成している。
について説明する。まず、タンク1に流動エアが吹き込
まれて粉体塗料Fがタンク1内で流動状態に保たれる。
塗装ガン5が運転されると、その運転信号によりコント
ローラ9内のバルブ10が開放され、図示しない圧縮エ
ア源からの圧縮エアがピンチバルブ10を通った後、分
岐点Aで分流され、吸引エア用圧力レギュレータ11を
介して吸引エアがインジェクタ4のメインノズル4aへ
吹き込まれると共に希釈エア用圧力レギュレータ12を
介して希釈エアがインジェクタ4のサブノズル4bへ吹
き込まれる。メインノズル4aに吹き込まれた吸引エア
によりタンク1から粉体塗料Fが搬送管3内に吸引さ
れ、さらに吸引エアと希釈エアとによって粉体塗料Fが
塗装ガン5へ供給され、被塗物に向かって噴出される。
2のフローチャートを参照してさらに詳細に説明する。
まず、ステップS1でコントロールパネル13から粉体
塗料Fの設定供給量Qmと、塗装ガン5へ粉体塗料Fを
搬送するための搬送エア流量Qtとが入力される。制御
回路13は、ステップS2で、入力された設定供給量Q
mにおける吸引エア圧力Pfmの学習データがメモリ1
5内に記憶されているかどうかを判定する。メモリ15
内に記憶されていれば、制御回路13は、ステップS3
でその吸引エア圧力Pfmの学習データを読み出し、続
くステップS4で吸引エア用圧力レギュレータ11を読
み出した学習データの値に瞬時に操作する。
た学習データの値にした状態で所定時間運転した後、ス
テップS5で設定供給量Qmを目標値としてPID制御
に移行する。すなわち、粉体流量測定装置6で測定され
た粉体塗料Fの流量がステップS1で入力された設定供
給量Qmとなるように吸引エア用圧力レギュレータ11
が制御回路13によって調節される。
変化として測定した搬送管3内の密度と搬送管3内に導
入した測定用エアの流量Qfとに基づいて粉体塗料Fの
流量を測定するもので、この粉体流量測定装置6からの
出力信号が増幅回路7で増幅され、補正回路8で例えば
0点補正を受けた後、粉体塗料Fの供給量Qpを表す信
号としてコントローラ9の制御回路13に入力される。
ここで、0点補正は、粉体塗料の供給中に搬送管3の内
壁に付着する粉体の影響を実用上弊害のない程度にまで
減少させるもので、この粉体塗料供給装置の停止後の測
定値(粉体付着量に相当する測定値)を補正基準値とし
て運転中の測定値を補正するものである。
力した制御回路13は、この信号により表される供給量
Qpをコントロールパネル14から予め入力された粉体
塗料Fの設定供給量Qmと比較し、設定供給量Qmに対
する過不足量に応じて吸引エア用圧力レギュレータ11
を調節してインジェクタ4のメインノズル4aへ吹き込
まれる吸引エアの圧力Pfmを制御する。これにより、
塗装ガン5に常に設定供給量Qmの粉体塗料Fが供給さ
れることとなる。これと同時に、制御回路13は、コン
トロールパネル14から入力された搬送エア流量Qtと
吸引エアの流量Qfmとの差分Qt−Qfmを演算し、
希釈エアの流量Qfsがこの差分と一致するように希釈
エア用圧力レギュレータ12を調節する。
における吸引エア圧力Pfmの過去の学習データに基づ
いて吸引エア用圧力レギュレータ11を瞬時に操作した
後、PID制御に移行するため、図3に示されるよう
に、実供給量を短時間で設定供給量Qmとすることがで
きる。
となったときの吸引エア圧力Pfmの値が、ステップS
6で、制御回路13により学習データとしてメモリ15
に記憶される。さらに、ステップS7で粉体塗料Fの設
定供給量Qmの変更があるか否かを判定し、変更がない
場合にはステップS5に戻ってPID制御の実行を継続
する。一方、変更がある場合には、ステップS8で新た
な設定供給量Qmを入力し、ステップS2に戻って、こ
の新たな設定供給量Qmにおける吸引エア圧力Pfmの
学習データがメモリ15に記憶されているかどうかが判
定される。なお、ステップS2において、入力された設
定供給量Qmにおける吸引エア圧力Pfmのデータがメ
モリ15に記憶されていない場合には、過去の学習デー
タがないものとしてステップS5に進み、設定供給量Q
mを目標値としてPID制御を実行する。
吸引エア用圧力レギュレータ11の瞬時の操作とその後
のPID制御とを組み合わせたことにより、例えば図4
に示されるように変化する設定供給量Qmに対しても実
供給量の応答性は極めて優れたものとなる。従って、安
定した膜厚分布の塗膜を形成することが可能となる。な
お、吸引エア圧力調節器及び希釈エア圧力調節器として
それぞれ圧力レギュレータを用いたが、これに限るもの
ではなく、例えばコントロールバルブを用いても良い。
料供給装置は、図1に示した実施の形態1の装置と同様
の構成を有しているが、装置を稼働する前に予め任意の
供給量で粉体塗料を供給する検量を行い、検量の際の実
供給量と吸引エア圧力の値に基づいて各設定供給量に対
する吸引エア圧力の推測データを作成して記憶するよう
にしたものである。
の形態2における動作を説明する。まず、ステップ11
で検量を実施する。このとき、図6に示されるように、
任意の供給量を指示して粉体塗料を供給し、実供給量Q
1に対する吸引エア圧力P1の値を得る。同様にして、
実供給量Q2及びQ3に対する吸引エア圧力P2及びP
3の値を検量により求め、原点及びこれらの測定点M1
〜M3を順次直線で結ぶことにより補間する。ステップ
12でこのような直線のデータが推測データとしてメモ
リ15に記憶される。なお、供給量がQ3より大きい範
囲については、測定点M2とM3とを結ぶ直線を延長し
てこれを推測データとする。
様である。すなわち、ステップS1で粉体塗料Fの設定
供給量Qmと搬送エア流量Qtとが入力されると、制御
回路13は、ステップS2で、入力された設定供給量Q
mにおける吸引エア圧力Pfmの学習データがメモリ1
5内に記憶されているかどうかを判定し、メモリ15内
に記憶されていれば、ステップS3でその吸引エア圧力
Pfmの学習データを読み出す。
設定供給量Qmにおける吸引エア圧力Pfmの学習デー
タがメモリ15に記憶されていない場合には、ステップ
S13に進み、入力された設定供給量Qmに対応する吸
引エア圧力Pfmの推測データをメモリ15から読み出
す。
1と同様である。すなわち、ステップS4では、上述し
たステップ3で読み出された学習データあるいはステッ
プ13で読み出された推測データの値に吸引エア用圧力
レギュレータ11が瞬時に操作される。この状態で所定
時間運転した後、ステップS5で設定供給量Qmを目標
値としてPID制御に移行し、ステップS6で、実供給
量が設定供給量Qmとなったときの吸引エア圧力Pfm
の値が学習データとしてメモリ15に記憶される。さら
に、ステップS7で粉体塗料Fの設定供給量Qmの変更
があるか否かを判定し、変更がない場合にはステップS
5に戻ってPID制御の実行を継続する。一方、変更が
ある場合には、ステップS8で新たな設定供給量Qmを
入力し、ステップS2に戻る。
は、予め任意の供給量で検量を実施して各設定供給量に
対する吸引エア圧力の推測データを作成し記憶するの
で、入力された新たな設定供給量に対する学習データが
存在しない場合に、吸引エア圧力を瞬時にその設定供給
量に対して記憶されている推測データの値とすることに
よって起動時や設定供給量の変更時における実供給量の
応答性は優れたものとなる。
量を行った例を示したが、少なくとも一つの測定点で検
量を実施すればよい。測定点が一つの場合には、その測
定点と原点とを結ぶ直線を作成して推測データとするこ
とができる。また、推測データは、直線の方程式の形式
で記憶されていてもよく、あるいは各設定供給量に対す
る吸引エア圧力のデータマップの形式で記憶されていて
もよい。さらに、図6では、原点と3つの測定点とを順
次異なる直線で結んだが、これに限るものではなく、原
点と複数の測定点からこれらに最も近い1本の近似直線
あるいは近似曲線を求め、これを推測データとすること
も可能である。
ば、過去の設定供給量に対する吸引エア圧力の値を学習
データとして記憶し、新たな設定供給量が入力されると
吸引エア圧力を瞬時にその設定供給量に対して記憶され
ている学習データの値とし、その後粉体流量測定装置で
測定された粉体塗料の流量が新たな設定供給量となるよ
うに吸引エア圧力をPID制御するので、起動時や設定
供給量の変更時における実供給量の応答性に優れ、短時
間で制御性のよい粉体塗装を行うことが可能となる。
装置を示すブロック図である。
ある。
すグラフである。
圧力及び実供給量の関係を示すタイミングチャートであ
る。
ある。
フである。
応答性を示すグラフである。
量、吸引エア圧力及び実供給量の関係を示すタイミング
チャートである。
インノズル、4b サブノズル、5 塗装ガン、6 粉
体流量測定装置、7 増幅回路、8 補正回路、9 コ
ントローラ、10 バルブ、11 吸引エア用圧力レギ
ュレータ、12希釈エア用圧力レギュレータ、13 制
御回路、14 コントロールパネル、15 メモリ。
Claims (6)
- 【請求項1】 タンクに接続されたインジェクタのメイ
ンノズルに圧縮エア源から吸引エアを吹き込ませること
によりタンクから粉体塗料を吸引して塗装ガンへ供給
し、粉体流量測定装置で測定された粉体塗料の流量に基
づいて吸引エア圧力をPID制御する粉体塗料供給装置
において、 外部から粉体塗料の設定供給量を入力する設定供給量入
力手段と、 圧縮エア源とインジェクタのメインノズルとの間に接続
された吸引エア圧力調節器と、 記憶手段と、 過去の設定供給量に対する吸引エア圧力の値を学習デー
タとして前記記憶手段に記憶させると共に新たな設定供
給量が前記設定供給量入力手段から入力されるとその設
定供給量に対して前記記憶手段に記憶されている学習デ
ータの値に前記吸引エア圧力調節器を瞬時に操作した後
に粉体流量測定装置で測定された粉体塗料の流量が新た
な設定供給量となるように前記吸引エア圧力調節器を調
節して吸引エア圧力をPID制御する制御回路とを備え
たことを特徴とする粉体塗料供給装置。 - 【請求項2】 圧縮エア源とインジェクタのサブノズル
との間に接続された希釈エア圧力調節器と、 外部から搬送エア流量設定値を入力する搬送エア流量入
力手段とをさらに備え、 前記制御回路はインジェクタのメインノズルに吹き込ま
れる吸引エアの流量とサブノズルに吹き込まれる希釈エ
アの流量との総和が前記搬送エア流量入力手段から入力
された搬送エア流量設定値となるように前記吸引エア圧
力調節器及び希釈エア圧力調節器を調節して希釈エア圧
力をPID制御する請求項1に記載の粉体塗料供給装
置。 - 【請求項3】 前記制御回路は、任意の供給量で予め行
った検量の際の実供給量と吸引エア圧力の値に基づき各
設定供給量に対する吸引エア圧力の推測データを作成し
て前記記憶手段に記憶させると共に前記設定供給量入力
手段から入力された新たな設定供給量に対する学習デー
タが前記記憶手段に記憶されていない場合にその設定供
給量に対して前記記憶手段に記憶されている推測データ
の値に前記吸引エア圧力調節器を瞬時に操作した後に吸
引エア圧力をPID制御する請求項1または2に記載の
粉体塗料供給装置。 - 【請求項4】 タンクに接続されたインジェクタのメイ
ンノズルに圧縮エア源から吸引エアを吹き込ませること
によりタンクから粉体塗料を吸引して塗装ガンへ供給
し、粉体流量測定装置で測定された粉体塗料の流量に基
づいて吸引エア圧力をPID制御する粉体塗料供給方法
において、 過去の設定供給量に対する吸引エア圧力の値を学習デー
タとして記憶し、 新たな設定供給量が入力されると吸引エア圧力を瞬時に
その設定供給量に対して記憶されている学習データの値
とし、 その後粉体流量測定装置で測定された粉体塗料の流量が
新たな設定供給量となるように吸引エア圧力をPID制
御することを特徴とする粉体塗料供給方法。 - 【請求項5】 外部から搬送エア流量設定値が入力され
るとインジェクタのメインノズルに吹き込まれる吸引エ
アの流量とサブノズルに吹き込まれる希釈エアの流量と
の総和がその搬送エア流量設定値となるように希釈エア
圧力をPID制御する請求項4に記載の粉体塗料供給方
法。 - 【請求項6】 任意の供給量で予め検量を行い、 検量の際の実供給量と吸引エア圧力の値に基づき各設定
供給量に対する吸引エア圧力の推測データを作成して記
憶し、 入力された新たな設定供給量に対する学習データが存在
しない場合に吸引エア圧力を瞬時にその設定供給量に対
して記憶されている推測データの値とする請求項4また
は5に記載の粉体塗料供給方法。
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