JP2004057850A

JP2004057850A - 塗装装置

Info

Publication number: JP2004057850A
Application number: JP2002215950A
Authority: JP
Inventors: Shigeyoshi Fukuoka; 福岡　成佳
Original assignee: TOMEN SYSTEM KK
Current assignee: TOMEN SYSTEM KK
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】択一色塗料の塗装ガンＧのワンショット分を間欠送出する色替え塗装の塗装装置において、オーバースプレー・スプレー不足・前色塗料の混入による品質トラブル等を防止して塗装生産性・塗装品質のさらなる向上を図る。
【解決手段】択一色塗料のワンショット分塗料の吸引・送出ピストンを有する塗料プール送出部１０を塗装ガンＧの近傍に配設すると共に、塗料プール送出部１０は吸引・送出ピストンの作動用ピストン部１１を別体にして連結し、さらに、作動用ピストン部１１は液体駆動形態にして送量調整自在の正送・逆送ポンプ２０を駆動源として備え、その作動用ピストン部１１による塗料プール送出部１０の前記吸引・送出ピストンのワンストロークの作動によって前記ワンショット分塗料の間欠送出を反復する構造の塗装装置１が特徴である。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車ボディーの塗装ラインにおいて、塗料送出ラインの端末の塗装ガンを間欠作動させて、順送されてくる自動車ボディーを指定色に色替えして順次塗装する塗装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ボディーの上塗り塗装ラインは、１０色以上３０色に及ぶ多色の上塗り塗料を指定色に択一変換して塗装するので、その塗料の色替え時の「塗料色変換のためのロスタイムを短かく」し、かつ、その色替え時に発生する前回色塗料の廃却量と洗浄廃液を可及的に少くして塗装生産性の向上を図ると共に、スプレーガンからの塗料噴出量制御を高精度にしてオーバースプレー・スプレー不足が生じない高品質塗装を図る技術課題がある。そこで、その技術課題に応える最新の公知例として特願２０００−０６３０６０に示される静電塗装装置がある。
【０００３】
即ち、この公知例のものは（図６参照）必要な色別の塗料槽Ｔ群を特許第１８２２０１７号に示される塗料の択一色変換ユニット５を介して塗料送出ポンプ４０に連結した塗料送出ラインに構成し、その塗料送出ラインの端末に、塗装ガンＧを有して塗装ロボットＲに設置した「色替え間欠塗装の塗装ガンＧのワンショット分の塗料Ｐをプールする塗料プール部」と「そのプール塗料を塗装ガンＧに定量間欠送りするモノポンプ形態の塗料送出ポンプ部」を一体にした構造の「塗料のプール送出部４１」を備えた電気絶縁性構造の静電塗装装置を特徴としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の公知例の塗装ガンＧの「ワンショット塗料の間欠送出システムの塗装装置」は、前記の当該分野の技術課題を一応解消するものの、塗装生産性・塗装品質のさらなる向上を図るべき余地がある。
【０００５】
本発明は、以上の「塗装ガンＧのワンショット塗料の間欠送出システムの塗装装置」の塗装生産性・塗装品質のさらなる向上と「非静電塗装・有機溶剤塗料塗装・水溶性塗料塗装」等の総ての塗装形態への応用普及を図るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の技術課題を解決する本発明の塗装装置は「塗料送出ラインのライン始端の色別塗料槽群からライン終端の塗装ガンへ、択一色塗料の該塗装ガンのワンショット分を間欠送出する塗装装置において、前記択一色塗料の前記ワンショット分塗料の吸引・送出ピストンを有する塗料プール送出部を前記塗装ガン近傍に配設すると共に、該塗料プール送出部は前記吸引・送出ピストンの作動用ピストン部を別体にして連結し、さらに、該作動用ピストン部は液体駆動形態にして送量調整自在の正送・逆送ポンプを駆動源として備え、該作動用ピストン部による前記塗料プール送出部の前記吸引・送出ピストンのワンストロークの作動によって前記ワンショット分塗料の間欠送出を反復する構造」に成っている。
【０００７】
即ち、前記構成の本発明の塗装装置は、択一色塗料のワンショット分を塗装ガンへ間欠送出するにおいて、該択一色塗料の間欠送出機能（ポンプ機能）を塗料送出ライン中に不存在にして、該塗装ガン近傍に設定すると共に、その間欠送出機能部の作動源動部（前記の作動用ピストン部）を「専用作動液体によるピストンポンプ」の別体に構成し、その間欠送出機能と作動源動部を相互連結して塗装ロボットアーム等にセット可能に構成した構造が特徴にして、極めて多色の色替え塗料が通過する塗料送出ラインの簡素化と前記ワンショット分塗料の送出量の精度向上、ならびに、静電塗装・非静電塗装・有機溶剤塗料塗装・水溶性塗料塗装・二液型塗料塗装等の各種塗装システムへの「択一色塗料のワンショット分間欠送出塗装」の適用を可能にする思想から成るものである。
【０００８】
そして、前記基本構成の変化として、前記塗料プール送出部と前記作動用ピストン部を塗装ロボットのロボットアームに載設して形状構造の一段の簡素化コンパクト化を促進したり、前記基本構成のものを複数並設して「２色ぼかし塗装・２色塗料による混色塗装」等を可能にしたり、さらに、前記作動用ピストン部の正送・逆送ポンプのピストンストロークとピストン回転数の調整によって前記塗料プール送出部のピストン作動の精度を特段に向上し、塗装ガンへの前記ワンショット分塗料の送出量（総量と時間当り送量）の精度向上を図る態様にする。
【０００９】
【作用】
前記基本構成の本発明の塗装装置は、択一色塗料のワンショット分を塗装ガンへ間欠送出するにおいて、該塗装ガン近傍の前記塗料プール送出部とライン始端の塗料槽群間の長いパイプライン中に塗料送出ポンプが不存在にして、かつ、該塗料プール送出部は「ピストンとピストンシリンダー」のみのシンプル構造となるので、塗料の色替えによる前回色塗料の洗浄コースが前記パイプラインと該塗料プール送出部のシリンダーキャビティーのみのシンプル形状となる。
【００１０】
従って、高頻度に発生する塗料色替え時の前回色塗料の残存・付着部分の洗浄が一段と短時間高性能になって色替えロスタイムが少く、かつ、前回色残存塗料の混在による塗装品質の低下が防止できると共に、メンテナンス性が向上する。
【００１１】
さらに、その塗料プール送出部は、別体に構成して相互連結した独立作動機構の「液体作動形態の作動用ピストン部」を駆動源に成すので、その作動用ピストン部の作動ストローク・作動速度を制御することによって、該塗料プール送出部からの塗装ガンへのワンショット分塗料の送量と時間当り送出量の高精度制御が可能となり、被塗装物の塗装条件に適し、かつ、オーバースプレー・スプレー不足が不存在の高品質塗装ができる。
【００１２】
そして、その塗料プール送出部と作動用ピストン部は、電気回路無用にして絶縁性確保が容易にしてピストン押出機構のため、静電塗装・非静電塗装・水溶性塗料塗装・有機溶剤塗料塗装・高粘性塗料塗装・低粘性塗料塗装等の総ての塗装システムへの「色替えワンショット分塗料の間欠送出の塗装形態」が適用可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。まず、自動車ボディーの多色塗料の色替え静電塗装に応用した本発明１実施形態の塗装装置１を図１〜図４を参照して説明する。即ち、ライン始端の塗料槽Ｔ群から択一色の塗料を送出してライン端末の塗装ガンＧ（スプレーガン）を間欠作動させて自動車ボディーを順次塗装する多色塗料の色替え静電塗装の塗装装置１において、塗料色別の水溶性塗料を入れた塗料槽Ｔ群のそれぞれに予送ポンプ４を設けた一次送出ラインＬ１・Ｌ２・Ｌ３…・ＬＮと洗浄液供給部３が並設され、その端末が特許第１８２２０１７号（特公平５−３２１１０号）等として公知の択一変換ユニット５（塗料の色別入口群から入った塗料の必要色のものを択一して塗料出口に導くユニット）に集約連結されている。
【００１４】
そして、この択一変換ユニット５の切替え作動によって、一次送出ラインＬ１・Ｌ２・Ｌ３…・ＬＮのいずれかの塗料Ｐまたは洗浄液が、択一変換ニット５に接続した出力側の送出ホースＨに「後述するスプレーユニット８の塗料プール送出部１０（以下、単に塗料送出部１０という）」の吸引力によって送出される構造に成っており、この一次送出ラインＬ１〜ＬＮと択一変換ニット５によって塗装装置１のライン始端が構成されている。なお、図中の２は択一変換ユニット５の出口側の送出ホースＨに接続した窒素ガス供給部、６は切換弁、７は流量計である。
【００１５】
そして、長大な送出ホースＨの先端は「塗装ロボットＲのロボットアームに載設されて先端に塗装ガンＧを接続したスプレーユニット８」に接続され、このスプレーユニット８は択一色の塗料Ｐを「塗装ガンＧのワンショット分」のみをプールして塗装ガンＧへ間欠送出し、塗装ガンＧによる択一色の間欠塗装をコンベアーで順送されてくる自動車ボディーへ施すように成っている。
【００１６】
詳しくは、スプレーユニット８は（図２参照）送出ホースＨの先端を塗料吸引口１４に接続したシリンダー１３に吸引・送出ピストン１２を内設した「ピストン・シリンダー形態の塗料送出部１０」と、この塗料送出部１０に並設載設されて「シリンダー１３にピストン１２を内設した作動用ピストン部１１」から成り、この塗料送出部１０と作動用ピストン部１１のピストンロッド２６が、連結部材１５によって相互連結されて両者のピストン１２は連動する。
【００１７】
そして、この作動用ピストン部１１は後述する正送・逆送ポンプ２０を駆動源とする液圧作動ピストン形態にして、その正送・逆送ポンプ２０からの作動液によって所定速度・所定ストロークの往復作動を成し、この作動用ピストン部１１と連動する塗料送出部１０のピストン１２を必要なストローク・速度で往復作動させて前記ワンショット分の塗料を塗料送出部１０のシリンダーキャビティー内にプールすると共に、プールした塗料Ｐを所定の速度で塗装ガンＧへ送出する構造に成っている。
【００１８】
一方、正送・逆送ポンプ２０は（図３参照）特許第２９３１９００号（特願平１０−９４１２１号）の「多色塗料の色替え塗装装置に開示されている公知の正送・逆送ポンプ」にして、以下の構造を有している。即ち、この正送・逆送ポンプ２０はシリンダー１３に収納したピストン１２を主要部とするピストンポンプにして、ピストン１２の下端部分はポンプ縦軸心２１に沿って切欠いた半円柱形のポンプキャビティー２２を有すると共に、作動部２５によるピストン１２の正転・逆転の回転作動機構と調整可能のストロークＬの上下作動機構を有し、正転または逆転の一回転に対して設定されたワンストローク上下作動する。
【００１９】
そして、シリンダー１３にはシリンダー１３の直径上に対向配設された「作動液の出入口の一次ポート２３と二次ポート２４」が設けられ、ピストン１２が正回転して下死点から上死点に上昇する上昇作動の半回転において、一次ポート２３がポンプキャビティー２２と連通状態となって一次ポート２３からポンプキャビティー２２へ作動液を吸い込むと共に、その一次ポート２３と１８０°位置ずれしている二次ポート２４はピストン１２の周壁によって閉鎖される。
【００２０】
そして、続いて作動するピストン１２の下降作動の半回転において、ポンプキャビティー２２が二次ポート２４と連通状態となって下降による押し出しによってポンプキャビティー２２内の作動液が二次ポート２４へ送出され、以下順次これを反復して作動液が一次ポート２３から二次ポート２４へ送出され、その二次ポート２４に接続した送出ホースＨに送出する。そして、ピストン１２を逆回転させることによって送出ホースＨ内の作動液を二次ポート２４から吸い出して一次ポート２３へ送り出して逆送できるようになっており、この一次ポート２３と二次ポート２４のそれぞれが（図２参照）作動用ピストン部１１のピストン１２の前方と後方のシリンダーキャビティーと送液ホースＨによって連結されている。
【００２１】
そして、以上の正送・逆送ポンプ２０の作動部２５は以下の構造を有している。即ち（図４（Ａ）（Ｂ）参照）サーボモーター（図示しない）から引き伸ばした正逆回転作動用の作動ケーブル２７下端のＬ字形の回転部材２８とピストン１２のピストンロッド２６が「ピストンロッド２６と直交する作動アーム２９」によって連動可能に連結されると共に、この回転部材２８は、正送・逆送ポンプ２０を定置したベース板３０上の円環状の保持部材３１の内周に回転自在に保持されており、ピストンロッド２６を中心として正転・逆転できる。
【００２２】
さらに、この保持部材３１はベース板３０側に設けた電磁ピン体３２（電磁によってピンを進退させる作動ピン体）等の作動源を有し、この作動源によって「正送・逆送ポンプ２０のポンプ縦軸心２１に対して０°〜１５°等の多段傾斜にセットできる傾斜セット手段」を有している。
【００２３】
そして、以上の保持部材３１によって回転部材２８をポンプ縦軸心２１に対して傾斜角θに設定すると、作動アーム２９とピストンロッド２６の連結点は作動ケーブル２７によるピストンロッド２６の１回転毎に「上死点と下死点間のストロークＬ」を上下作動し、ピストン１２の１回転毎のストロークＬ作動を従動作動させる。
【００２４】
そして、そのストロークＬは傾斜角θの相関数となるので、傾斜角θの変換セットによるピストンストロークＬの変化と作動ケーブル２７による回転数変換の２要因の複合によって、作動用ピストン部１１が必要とする作動液の時間当り流量と正送・逆送の総量を制御して、正送・逆送ポンプ２０から作動液を正送・逆送して塗料送出部１０の塗料Ｐの前記ワンショット分の吸引と送出を調整制御する構造を有している。
【００２５】
なお、この実施形態の塗装装置１は静電塗装用のため塗料送出部１０・作動用ピストン部１１は樹脂製にして、作動用ピストン部１１の作動ケーブル２７のサーボモーターＭはロボットアームから離反した位置に設けられ、ロボットアーム部分の電気的絶縁性が確保されている。
【００２６】
そして、この塗装装置１には、塗装装置１の一連の作動を自動制御する制御部９が設けてあり、この制御部９には当該色替え間欠塗装に対応させて「択一色変換ユニット５・正送・逆送ポンプ２０の前記傾斜角θとピストン回転数・洗浄液送出プロセス・窒素ガス供給部２」等の制御プログラムが予めインプットされ、当該間欠静電塗装の一連の作動が自動制御可能に構成されている。
【００２７】
そして、塗料の色替え時には洗浄液供給部３から洗浄用温水が吸引されて送出ホースＨの始端から塗料送出部１０のシリンダーキャビティー・塗装ガンＧに至る塗料送路の全体をクリーニングして次回色の塗料を送出可能に迅速にクリーニングすると共に、間欠塗装の塗装ガンＧの作動時には窒素ガス供給部２から絶縁用窒素ガスを送出ホースＨ内に送出して塗装ロボットＲ部分の電気絶縁性を確保して作動する。なお、塗料Ｐは塗装送出部１０において通常手段による静電塗装のための電気印加がされる。
【００２８】
以上の実施形態の塗装装置は前記の作用があり、塗料送出部１０の作動部が正送・逆送ポンプ２０を作動源に成す別体の作動用ピストン部１１によって構成されると共に、その作動用ピストン部１１はピストンストロークＬとピストン回転数の２要因が制御可能の液体駆動用ピストン体から成るので、塗料のワンショット分をプールして塗装ガンＧから噴出させる塗料Ｐの時間当り噴出量・ワンショット総量が極めて正確に制御自在となり、オーバースプレー・スプレー不足が発生しない高品質・高能率塗装ができる。
【００２９】
そして、従来構成の塗料圧送ポンプが不存在にして多様な色の塗料が通る共通の塗料コースは、塗料ホースＨから塗料送出部１０のシリンダーキャビティーを経由して塗装ガンＧに至る単純形状コースとなるので、高頻度で発生する塗料色替え時の塗料コースの洗浄が短時間高品質に可能にして、その色替え時のロスタイムが一段と短縮化して塗装生産性を向上すると共に、前回色の残存塗料の混入を不存在にして塗装不良が的確に防止できる。
【００３０】
そして、以上の実施形態の塗装装置１は、前記の静電塗装以外の「非静電塗装・有機溶剤塗料塗装・水溶性塗料塗装・２液型塗料塗装・１液型塗料塗装」等の総ての形態の「塗装ガンＧによる間欠塗装形態」に有用に応用できる。なお、非静電塗装の場合は、前記の窒素ガス供給部２と塗料送出部１０周辺の特別の電機絶縁対策は無用になる。
【００３１】
なお、補充説明すれば、前記実施形態のものは前記ワンショット分塗料の容量と噴出時間は「概ね３００ｃｃ・概ね３０秒」にして、前記の特有の作用効果の一段の安定向上を図る技術意図から下記の特有対策が講じてある。
【００３２】
即ち、正送・逆送ポンプ２０の作動液は「潤滑性に富み、かつ、塗料に混入してもピンホールハジキを生じないグリセリンまたはワセリン」を用いる。そして、流量計７は送出ホースＨに複数セットにして流量把握精度の一段の向上を図る。
【００３３】
そして、塗料プール送出部１０のシリンダー１２のキャビティー内周は塗料付着が生じない「セラミック鏡面仕上げ」に形成されており、さらに、送出ホースＨ内の前記ワンショット分の単位送出量の塗料の後端に「窒素ガス供給部２から窒素ガスを供給した若干のガス充填部」を生成し、塗料色変換に際する廃却塗料量を可及的に少にする廃液レス形態の作動プロセスが採られる。
【００３４】
続いて、図５を参照して本発明の他の実施態様を説明する。即ち、前記実施形態と同一構成の塗料送出部１０と作動用ピストン部１１を主要部に成す「塗装ガンＧのワンショット分の塗料Ｐを間欠送出する塗装装置１」において、図５（Ａ）のものは、この塗装装置１が共通のロボットアームに２個並設されて塗装ガンＧを同一方向にして近接させた並設形態を有し、この２個並設の塗装ガンＧが順次交互または同時に塗装作用できる。
【００３５】
そして、図５（Ｂ）のものは同じく並設形態の塗装送出部１０と共用の塗装ガンＧの間に「攪拌羽根３６を内設した塗料混合部３５」を有しており、この塗料混合部３５によって２色の塗料Ｐを混合した任意混合度の混合色塗料を塗装ガンＧに送出するようになっている。
【００３６】
以上の図５（Ａ）のものは異色塗料による順次交互塗装や２色塗料による「ボカシ塗り」等ができる特有作用がある。そして、図５（Ｂ）のものは、２個並設の塗料供給部１０からの異色塗料の送出比率の設定によって極めて多様な２色混合色塗装が可能になる特有作用がある。
【００３７】
なお、本発明の塗装装置は前記の実施形態に限定されず、正送・逆送ポンプを他の形態のものにしたり、塗装プール送出部１０と作動用ピストン部１１を直列配設形態にしたり、正送・逆送ポンプはピストン回転数のみによる送量調整にして前記のピストンストロークの可変機構を省略する等の変化がある。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明のとおり本発明の塗装装置は、塗装ガンのワンショット分塗料を間欠送出して多色塗料の色替え塗装をするにおいて、その色替えによる前回色塗料のクリーニング性が優れると共に、その色替え時のロスタイムが少く、さらに、塗装ガンへの塗料の送出量制御が高精度にしてスプレー不足・オーバースプレーを防止し、当該塗装の生産性・塗装品質を一段と向上する。そして、静電塗装・非静電塗装・有機溶剤塗料塗装・水溶性塗料塗装・２色塗料塗装等の多用な塗装形態への前記ワンショト間欠塗装の普及を可能にする有用な諸効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗装装置の１実施形態を示し、（Ａ）はその全体体系図、（Ｂ）はその先端部分の構造を示す斜視図
【図２】図１実施形態のスプレーユニットの構造を示す正面図
【図３】図１実施形態のスプレーユニットの正送・逆送ポンプを示し、（Ａ）（Ｂ）はその構造と作動を示す正面断面図、（Ｃ）はその作動を示す横断面図
【図４】図３の正送・逆送ポンプの作動部を示し、（Ａ）はその構造を示す正面図、（Ｂ）はその作用説明の正面図
【図５】本発明の塗装装置の他の実施形態を示し、（Ａ）（Ｂ）はその基本形態説明の平面図
【図６】従来の塗装装置の全体体系図
【符号の説明】
１　本発明の塗装装置
２　窒素ガス供給部
３　洗浄液供給部
５　択一変換ユニット
７　流量計
８　スプレーユニット
９　制御部
１０　塗料プール送出部
１１　作動用ピストン部
１２　ピストン
１３　シリンダー
１４　ピストンロッド
２０　正送・逆送ポンプ
２２　ポンプキャビティー
２５　作動部
２８　回転部材
２９　保持部材
３１　作動アーム
Ｇ　塗装ガン
Ｈ　ホース
Ｐ　塗料
Ｒ　ロボット
Ｔ　塗料槽

Claims

塗料送出ラインのライン始端の色別塗料槽群からライン終端の塗装ガンへ、択一色塗料の該塗装ガンのワンショット分を間欠送出する塗装装置において、前記択一色塗料の前記ワンショット分塗料の吸引・送出ピストンを有する塗料プール送出部を前記塗装ガン近傍に配設すると共に、該塗料プール送出部は前記吸引・送出ピストンの作動用ピストン部を別体にして連結し、さらに、該作動用ピストン部は液体駆動形態にして送量調整自在の正送・逆送ポンプを駆動源として備え、該作動用ピストン部による前記塗料プール送出部の前記吸引・送出ピストンのワンストロークの作動によって前記ワンショット分塗料の間欠送出を反復する構造を特徴とする塗装装置。
正送・逆送ポンプが、ピストンの正逆回転による正送・逆送構造にして、かつ、該ピストンの回転数とストロークが調整自在構造から成る請求項１の塗装装置。
請求項１または請求項２の塗装装置を２セット組合せに成し、該２セットのそれぞれの塗装ガンを同一方向に近接配設した構造から成る塗装装置。
塗装ロボットのロボットアームに塗料プール送出部を載設した請求項１・請求項２・請求項３のいずれかの塗装装置。
塗料プール送出部の吸引・送出ピストンとシリンダーと該塗料プール送出部への塗料送入管が樹脂製にして、かつ、該塗料送入管への絶縁用窒素ガスの充填手段を備えた電気絶縁性形態の請求項１〜請求項４のいずれかの静電塗装用塗装装置。