JP2006167692A - 静電塗装される被塗物のアース状態検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性に優れ、しかも設備投資を抑制することが可能な静電塗装される被塗物のアース状態検査方法及び装置を提供する。
【解決手段】静電塗装される被塗物２の塗装面のアース状態を検査する装置１は、被塗物２の塗装面にプライマ塗料を吹き付けてその摩擦により当該塗装面に電荷を印加するプライマ塗装装置１１と、電荷が印加された塗装面の電荷量を非接触の状態で測定する電荷量測定センサ１２と、電荷量測定センサ１２により測定された電荷量が所定範囲にあるか否かを判定する判定装置１３と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気絶縁性の高い被塗物に導電性を付与し、これに静電塗装を行う場合に用いて好ましいアース状態検査方法及び装置に関する。

樹脂部品等の電気絶縁性の高い被塗物に静電塗装を施す場合には、素材自体にカーボンブラック等の導電性フィラーを混入したり素材に導電性を付与したり、素材表面に導電性塗膜を形成して表面のみに導電性を付与したりするが、何れの場合においても、これら被塗物の導電部をアースし、アースされた被塗物の塗装面に対して静電塗装を行うことが一般的である。

この種の樹脂部品の静電塗装においては、塗装面の導電性が、金属等の良導体と異なって一般的に極めて低いため、導電性能の良否や接地の良否が静電塗装の品質を左右する。即ち、導電性の高い被塗物には静電塗装によって多くの塗料が付着するのに対し、導電性の低い被塗物には塗料の付着量が少なくなる。これにより、製品の仕上がり品質において膜圧が不均一となったり、塗膜の色目にムラが出来たりする。また、導電性が高くてもアースが不確実であると被塗物に静電塗装による電荷が蓄積され、スパークが発生する等のおそれもある。

このため、静電塗装を行う前に被塗物のアースチェックが行われている。このアース状態検査装置として、高電圧発生器により放電プローブを介して被塗物に電圧を印加し、非接触表面電位センサにより当該電圧を印加された被塗物の過渡状態における電位を検出し、コンピュータが当該検出された電位に基づいて被塗物の電気的状態を判定するものが従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、塗装工程の短縮化のためにプライマ塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで行う場合があるが、この場合にはプライマ塗装工程と上塗り塗装工程とが同一ブース内に設けられているため、アース状態検査装置を防爆仕様とする必要がある。このようにアース状態検査装置を防爆仕様とした場合には、高電圧発生器の電流値を低く抑えざるを得ないため湿度が高い環境下等では誤検出が多くなり、装置の信頼性の確保が困難となる。また、アース状態検査装置を防爆仕様とすると、設備投資の増加を招来することとなる。
特開２００３−７１３３０号公報

本発明は、信頼性に優れ、しかも設備投資を抑制することが可能な静電塗装される被塗物のアース状態検査方法及び装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、静電塗装される被塗物の塗装面のアース状態を検査する方法であって、前記塗装面に流体を吹き付けてその摩擦により前記塗装面に電荷を印加する電荷印加工程と、電荷が印加された前記塗装面の電荷量を非接触の状態で測定する電荷量測定工程と、前記電荷量測定工程で測定された電荷量が所定範囲にあるか否かを判定する判定工程と、を備えた静電塗装される被塗物のアース状態検査方法が提供される。

また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、静電塗装される被塗物の塗装面のアース状態を検査する装置であって、前記塗装面に流体を吹き付けてその摩擦により前記塗装面に電荷を印加する電荷印加手段と、電荷が印加された前記塗装面の電荷量を非接触の状態で測定する電荷量測定手段と、前記電荷量測定手段により測定された電荷量が所定範囲にあるか否かを判定する判定手段と、を備えた静電塗装される被塗物のアース状態検査装置が提供される。

本発明では、静電塗装される被塗物のアース状態の検査に際して、流体を吹き付けた際に発生する摩擦により被塗物に電荷を印加する。このため、被塗物に電荷を直接的に付与する手段が不要となるので、アース状態検査装置の信頼性を向上させ、しかも当該装置の投資を抑制することが出来る。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態におけるウェットオンウェットの塗装ラインを示す概略平面図、図２は本発明の実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の構成を示すブロック図、図３は本発明の実施形態に係るアース状態検査装置の電荷量測定器の移動機構の一例を示す斜視図である。

本発明の実施形態に係る被塗物のアース状態検査方法及び装置は、樹脂製バンパ等の電気絶縁性の高い素材にプライマ塗装と上塗り塗装をウェットオンウェットで行う場合に適用して好ましい。この場合、部品に導電性プライマ等を塗布することで素材の表面の塗装面に導電性を付与するケースに適用することが出来る。被塗物２は、図２に示すように、搭載台車３に載置された状態で塗装ラインＬに搬入されるが、塗装面のアース性を確保するために、被塗物２の一部と搭載台車３（コンベアＣを介して接地されている。）との間にアース線４が接続されている。

この塗装ラインＬは、図１に示すように、搭載台車３（図２参照）に載置された被塗物２を搬送するコンベアＣに沿って配置されたプライマ塗装工程Ｐ、上塗りベース塗装工程ＵＢ、及び、上塗りクリア塗装工程ＵＣから構成されており、４台のプライマ塗装用ロボットＲ_Ｐ、６台の上塗りベース塗装用ロボットＲ_Ｂ、及び、４台の上塗りクリア塗装用ロボットＲ_Ｃが同一ブース内に設けられている。そして、この塗装ラインＬでは、被塗物２に対してプライマ塗料及び上塗り塗料を各ロボットＲ_Ｐ、Ｒ_Ｂ及びＲ_Ｃによりウェットオンウェットで塗装し、当該塗装後の被塗物２をコンベアＣにより焼付炉に搬送することが可能となっている。

また、この塗装ラインＬには、同図に示すように、プライマ塗装工程Ｐと上塗りベース塗装工程ＵＢとの間にプライマ塗装用フラッシュオフゾーンＦ_Ｐが設けられており、被塗物２がこのプライマ塗装用フラッシュオフゾーンＦ_Ｐを通過する間に、塗布されたプライマ塗料をある程度蒸発させることが可能となっている。

同様に、上塗りベース塗装工程ＵＢと上塗りクリア塗装工程ＵＣとの間に上塗りベース塗装用フラッシュオフゾーンＦ_Ｂが設けられており、被塗物２がこの上塗りベース塗装用フラッシュオフゾーンＦ_Ｂを通過する間に、塗布された上塗りベース塗料をある程度蒸発させることが可能となっている。

本実施形態に係るアース状態検査装置１は、被塗物２の塗装面にプライマ塗料を吹き付けるプライマ塗装装置１１と、電荷が印加された塗装面の電荷量を非接触の状態で測定する電荷量測定センサ１２と、を備えている。

プライマ塗装装置１１は、図１及び図２に示すように、塗装ラインＬのプライマ塗装工程Ｐに設けられており、プライマ塗料を塗料タンク１１３からポンプ１１２によりエア霧化塗装ガン１１１に供給し、当該プライマ塗料をコンプレッサ１１４から供給された所定流量の圧縮空気で霧化することにより、被塗物２の塗装面に対してプライマ塗料をスプレ塗装することが可能となっている。そして、このプライマ塗装装置１１は、圧縮空気でプライマ塗料を吹き付けた際に発生する摩擦により被塗物２の塗装面に電荷を印加することが可能となっている。なお、エア霧化塗装ガン１１１は、コンベアＣに沿って設けられたそれぞれのプライマ塗装用ロボットＲ_Ｐに、エンドエフェクタとして取り付けられている。

以上のような構成のプライマ塗装装置１１により被塗物２の塗装面に電荷が印加されるが、被塗物２に付与された導電性が良好な場合はアース線４を介してこの電荷は接地ポイントに流れる。従って、ある一定時間経過後においては、被塗物２の塗装面には電荷は蓄積されていないはずである。仮に印加された電荷が観察されたら、それはアース不良と判定することが出来る。この場合のアース不良には、被塗物２の塗装面の導電性不良とアース線４の接続不良の両者が含まれるが、何れにしても静電塗装を行う際に塗着効率が低下したり電荷の蓄積によるスパークの発生の原因となる。

本例では、プライマ塗装装置１１により電荷が印加された被塗物２の電荷量を電荷量測定センサ１２にて測定する。この電荷量測定センサ１２は非接触式表面電位計であって、その出力値は判定装置１３に送出される。判定装置１３では、電荷量測定センサ１２からの測定値が、予め決められた範囲内にあるか否かを判定し、所定範囲内にある場合は「良」の判定を行い、所定範囲内にない場合には「否」の判定を行う。

そして、判定装置１３による判定が「否」の場合には、その旨の指令信号を警報器１９に送出し、警報を鳴らすことで異常の発生を喚起する。

上述した電荷量測定センサ１２は、三次元移動が可能とされた移動機構１６に設けられ、被塗物２の仕様に応じて適切な位置に移動する。この移動機構１６の一例を図３に示す。

同図に示す移動機構１６は、被塗物２を搬送するコンベア（不図示）のサイドに固定されたスタンド１６１と、このスタンド１６１に設けられた第１レール１６２に沿って図示するＺ軸方向に第１基台１６３を往復移動させる第１シリンダ１６４と、第１基台１６３に設けられた第２レール１６５に沿って図示するＹ軸方向に第２基台１６６を往復移動させる第２シリンダ１６７と、第２基台１６６に設けられロッドの先端に電荷量測定センサ１２が固定されたブラケット１６８を図示するＸ軸方向に往復移動させる第３シリンダ１６９と、を有する。本実施形態では、この移動機構１６は、図１に示すように、プライマ塗装用フラッシュオフゾーンＦ_Ｐの直後に設けられている。

なお、本発明においては、プライマ塗装用フラッシュオフゾーンＦ_Ｐを通過する前に被塗物２のアース状態を検査しても良いが、コンベアＣの搬送に伴ってアース線４の接続不良が発生する場合があるので、本実施形態のように、出来る限り静電塗装直前で被塗物２のアース状態の検査を行う方が好ましい。

そして、この移動機構１６は、図２に示す制御装置１８からの指令信号によりこれら第１シリンダ１６４、第２シリンダ１６７及び第３シリンダ１６９を動作させ、被塗物２の塗装面に対する電荷量測定センサ１２の位置を調整する。こうした移動機構１６を設けることで、形状が異なる被塗物２が流れる多種混合ラインであっても、電荷量測定センサ１２の位置を適切な位置に設定することが出来る。

なお、図３に示す移動機構１６は本発明の移動手段の一例であってこれに限定される趣旨ではない。例えば、被塗物２の形状等の仕様によっては二次元移動又は一次元移動の移動機構としても良く、さらに同じ形状の被塗物２しか流れないラインにあっては移動機構１６そのものを省略しても良い。

図２に戻り、上述した移動機構１６を制御する制御装置１８は、塗装ラインＬの生産管理システム（不図示）からの情報を取得することで、電荷量測定センサ１２の位置を適切な位置に設定する。このために、生産管理システムからラインを流れる被塗物２の仕様情報を取得する被塗物情報取得装置１４と、被塗物の形状仕様に応じた適切な電荷量測定センサ１２の位置を予め記憶しておく位置記憶装置１５と、被塗物情報取得装置１４により取得された被塗物の形状仕様に基づいて、位置記憶装置１５に記憶された適正位置を抽出する位置抽出装置１７と、を有する。

次に動作を説明する。

アース線４が接続され搭載台車３に搭載された被塗物２が、コンベアＣにより塗装ラインＬに搬送され、プライマ塗装装置１１により被塗物２に対してプライマ塗料がエア霧化塗装される。このとき、プライマ塗料の吹き付けに伴って発生する摩擦により被塗物２の塗装面に電荷が印加される。プライマ塗装された被塗物２は、コンベアＣによりプライマ塗装用フラッシュオフゾーンＦ_Ｐを通過する。

次いで、被塗物２は上塗りベース塗装工程ＵＢの直前に設けられたアース状態検査装置１の側方にコンベアＣにより搬送される。このとき、被塗物情報取得装置１４によってその被塗物２の仕様を取り込む。ここでいう仕様とは、被塗物２の部品名（バンパ、フロントグリル等）や品番等、電荷量測定センサ１２との相対位置が変化する要因となるワークの形状等の仕様をいう。

被塗物情報取得装置１４でその被塗物２の仕様を取得したらこれを位置抽出装置１７に送出し、位置抽出装置１７では、被塗物情報取得装置１４により取得された仕様に最適な電荷量測定センサ１２の位置を、位置記憶装置１５から抽出し、これを制御装置１８へ送出する。

制御装置１８は、被塗物２が検査位置に到着したら移動機構１６の第１シリンダ１６４、第２シリンダ１６７及び第３シリンダ１６９を動作させ、その被塗物２に対して最適な測定位置に電荷量測定センサ１２を移動させ、電荷量測定センサ１２により被塗物２の塗装面における電荷量を測定する。電荷量測定センサ１２で測定した電位は判定装置１３に送出され、ここで予め設定された基準範囲と比較される。この基準範囲とは例えば±２ｋＶ以内である。

ここで、アース線４を適切に接続した被塗物２においては、電荷は被塗物２及びアース線４を介してグランドに流れるため、電荷量測定センサ１２にて測定される表面電位は±２ｋＶの範囲内にある。これに対し、アース線４を接続しない被塗物２においては、印加された電荷が被塗物２の表面に蓄積され、これが電荷量測定センサ１２によって検出されるので表面電位が＋２ｋＶよりも高くなったり−２ｋＶよりも低くなったりする。

こうした原理を用いて、判定装置１３によりアース状態の良否を判定し、アース状態が「良」の場合はその被塗物２をそのまま静電塗装工程へ流すが、アース状態が「否」の場合には警報器１９によって警報を発し、その被塗物２のアース状態が適切でない旨を喚起する。

以上のように、本実施形態のアース状態検査装置１及び方法によれば、静電塗装される被塗物２のアース状態の検査に際して、霧化されたプライマ塗料を吹き付けた際に発生する摩擦により被塗物２に電荷を印加するので、被塗物に電荷を直接的に付与する手段が不要となり、アース状態検査装置１の信頼性を向上させ、しかも当該装置の投資を抑制することが出来る。

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１は、本発明の実施形態におけるウェットオンウェットの塗装ラインを示す概略平面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係るアース状態検査装置の電荷量測定器の移動機構の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１…アース状態検査装置
１１…プライマ塗装装置
１１１…エア霧化ガン
１１２…ポンプ
１１３…塗料タンク
１１４…コンプレッサ
１２…電荷量測定装置（電荷量測定手段）
１３…判定装置（判定手段）
１４…被塗物情報取得装置（被塗物情報取得手段）
１５…位置記憶装置（位置記憶手段）
１６…移動機構（移動手段）
１７…位置抽出装置（位置抽出手段）
１８…制御装置（制御手段）
１９…警報器（警報手段）
２…被塗物
Ｌ…塗装ライン
Ｐ…プライマ塗装工程
ＵＢ…上塗りベース塗装工程
ＵＣ…上塗りクリア塗装工程
Ｃ…コンベア
Ｆ_Ｐ、Ｆ_Ｂ…フラッシュオフゾーン
Ｒ_Ｐ…プライマ塗装用ロボット
Ｒ_Ｂ…上塗りベース塗装用ロボット
Ｒ_Ｃ…上塗りクリア塗装用ロボット

Claims (12)

1. 静電塗装される被塗物の塗装面のアース状態を検査する方法であって、
   前記塗装面に流体を吹き付けてその摩擦により前記塗装面に電荷を印加する電荷印加工程と、
   電荷が印加された前記塗装面の電荷量を非接触の状態で測定する電荷量測定工程と、
   前記電荷量測定工程で測定された電荷量が所定範囲にあるか否かを判定する判定工程と、を備えた静電塗装される被塗物のアース状態検査方法。
2. 前記電荷印加工程において、前記塗装面にプライマ塗料を塗布することにより前記塗装面に電荷を印加する請求項１記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査方法。
3. 前記電荷印加工程において、エア霧化塗装により前記プライマ塗料を前記塗装面に塗布する請求項２記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査方法。
4. 前記電荷量測定工程は、前記プライマ塗料を塗布してフラッシュオフゾーンを通過した被塗物に対して行われる請求項１〜３の何れかに記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査方法。
5. 前記被塗物の仕様に関する情報を取得する被塗物情報取得工程と、
   前記被塗物の仕様に応じた電荷量測定位置を記憶する位置記憶工程と、
   前記被塗物情報取得工程により取得された仕様に基づいて前記位置記憶工程で記憶された電荷量測定位置を抽出する位置抽出工程と、をさらに備え、
   前記電荷量測定工程は、前記位置抽出工程により抽出された電荷量測定位置において前記塗布面の電荷量を非接触の状態で測定する請求項１〜４の何れかに記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査方法。
6. 前記判定工程により、測定された電荷量が所定範囲にないと判定された場合には、その被塗物のアース状態が異常である旨を喚起する工程をさらに備えた請求項１〜５の何れかに記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査方法。
7. 静電塗装される被塗物の塗装面のアース状態を検査する装置であって、
   前記塗装面に流体を吹き付けてその摩擦により前記塗装面に電荷を印加する電荷印加手段と、
   電荷が印加された前記塗装面の電荷量を非接触の状態で測定する電荷量測定手段と、
   前記電荷量測定手段により測定された電荷量が所定範囲にあるか否かを判定する判定手段と、を備えた静電塗装される被塗物のアース状態検査装置。
8. 前記電荷印加手段は、前記塗装面にプライマ塗料を塗布することにより前記塗装面に電荷を印加するプライマ塗布装置を含む請求項７記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査装置。
9. 前記プライマ塗布装置は、エア霧化塗装により前記プライマ塗料を前記塗装面に塗布する請求項８記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査装置。
10. 前記電荷印加手段と前記電荷量測定手段との間にフラッシュオフゾーンが設けられている請求項７〜９の何れかに記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査装置。
11. 前記被塗物の仕様に関する情報を取得する被塗物情報取得手段と、
    前記被塗物の仕様に応じた電荷量測定位置を記憶する位置記憶手段と、
    前記被塗物情報取得手段により取得された仕様に基づいて前記位置記憶手段に記憶された電荷量測定位置を抽出する位置抽出手段と、
    前記電荷量測定手段の前記被塗物に対する位置を移動させる移動手段と、
    前記位置抽出手段により抽出された電荷量測定位置に前記電荷量測定手段を移動させる指令を前記移動手段に送出する制御手段と、をさらに備えた請求項７〜１０の何れかに記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査装置。
12. 前記判定手段により、測定された電荷量が所定範囲にないと判定された場合には、その被塗物のアース状態が異常である旨を喚起する警報手段をさらに備えた請求項７〜１１の何れかに記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査装置。
    
    

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