JP2006334551A - 塗料タンク交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
極めて簡単且つ迅速に、狭いスペースでも塗布材充填用のカートリッジを交換できるようにする。
【解決手段】
塗料タンク（３）をスライドさせて着脱を行う塗装機（２）の塗料タンク交換装置（１）として、塗料タンク（３）を一つずつ格納するタンクホルダ（１１）を上下に所要数配した昇降可能なマガジン（１２）が水平方向に回転する回転フレーム（１３）の外周に設けられて成るストッカ（１０）と、予め設定されたタンク取出位置（ＴＰ）に位置決めされたタンクホルダ（１１）から塗料タンク（３）を引き出して塗装機（２）に押し込むタンク装着装置（２０）と、塗料タンク（３）をスライドさせて押し込むことにより塗装機（２）から送り出された使用済塗料タンク（３used）をストッカ（１０）のタンク回収位置（ＲＰ）に位置決めされたタンクホルダ（１１）に戻すタンク回収装置（３０）を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装機の後端側に塗料タンクを装着した状態で塗装機及び塗料タンクを貫通する方向に想定される装着軸に対して、これと直交する方向に塗料タンクをスライドさせることにより塗料タンクの着脱を行う塗装機に、使用済塗料タンクを取り外すと同時に新たな塗料タンクを装着して塗料タンクを交換する塗料タンク交換装置に関する。

自動車ボディの塗装では、有機溶剤を使用した塗料が主流であるが、環境保護及び公害防止の観点から、塗装工程において大量に発生する揮発性有機溶剤を削減することが要請されており、その対策として、水性塗料による塗装が注目を集めている。

水性塗料を無駄なく使用するためには、塗着効率の高い静電塗装機で塗装するのが好ましいが、水性塗料は電気抵抗が低く、塗料供給系を流れる塗料を介して静電塗装機の回転霧化頭とアース側が導通しやすいため、塗料供給系全体に絶縁対策を施して、回転霧化頭に印加される−６０〜９０ｋＶの高電圧がリークするのを防止しなければならない。

このため、従来は塗装機に対して着脱可能に装着される塗料タンクに塗料を充填し、この塗料タンクから塗料を圧し出して塗装することにより、塗料供給系を電気的に遮断して、塗装機に高電圧を印加してもリークしないようにしている。
特開平２０００−３１７３５４号公報

ところで、塗料タンクには、通常、自動車ボディ１台を塗装するのに必要な分の塗料しか充填されないため、塗装ライン上を搬送される先行の自動車ボディの塗装が終了してから、後続の自動車ボディが到来するまでの短い時間内に、タンク交換を行わなければならず、このため交換作業は自動化されている。

例えば、正面に塗料霧化ヘッドが形成された機体の背面に塗料タンク装着部が形成された塗装機に対してタンク交換を行う場合、従来は、装着部を上向にしてタンク交換位置に位置決めされた塗装機に対して、その真上にタンク交換ロボットのアームを進出させて使用済塗料タンクを掴んで上方に抜き取り、所定の位置まで退避させて格納した後、新たな塗料タンクを掴んで塗装機の真上に進出させ、これを下方に移動させて塗装機内に押込むことにより装着している。

すなわち、交換ロボットのアームは、少なくとも塗装機に装着されている使用済塗料タンクを抜き取ったり新たな塗料タンクを押込んで挿脱するときと、塗装機から抜き取った使用済塗料タンクを退避させたり新たな塗料タンクを塗装機の真上に進出させるときとで、異なる方向に動かなければならないので、交換ロボットが大型化し、塗装ラインに沿って広い交換スペースを確保しなければならないという問題があった。

一方、塗装ラインには塗色の異なる自動車ボディが混在して搬送されてくるので、塗料タンクを交換するたびごとに塗装機を色替洗浄しなければならず、交換時間をより一層短縮することが要求されている。
しかし、抜き取った使用済塗料タンクを格納してからでなければ、新たな塗料タンクを装着することができないので、交換に時間がかかり、これを短時間に行おうとすれば、抜取用ロボットアームと装着用ロボットアームを別々に備えた交換ロボットが必要となり、ロボット自体が大型化するだけでなくコストが嵩むという問題があった。

そこで本発明は、極めて簡単且つ迅速に、狭いスペースでも塗料タンクを交換することができるようにすることを技術的課題としている。

この課題を解決するために、本発明に係る塗料タンク交換装置は、塗装機の後端側に塗料タンクを装着した状態で、塗装機及び塗料タンクを貫通する方向に想定される装着軸に直交する方向に塗料タンクをスライドさせて塗料タンクの着脱を行う塗装機に対して、その使用済塗料タンクを取り外すと同時に新たな塗料タンクを装着して塗料タンクを交換する塗料タンク交換装置であって、
塗料タンクを一つずつ格納するタンクホルダを所要数配して成るストッカと、予め設定されたタンク取出位置に位置決めされたタンクホルダから塗料タンクを引き出して塗装機に押し込んで装着するタンク装着装置と、塗装機に装着される塗料タンクにより押されて塗装機から送り出された使用済塗料タンクを予め設定されたタンク回収位置に位置決めされたタンクホルダに戻すタンク回収装置とを備えたことを特徴としている。

本発明の塗料タンク交換装置によれば、ストッカの任意のタンクホルダがタンク取出位置に位置決めされて新たな塗料タンクがタンク装着装置により取り出され、タンク交換位置にセットされた塗装機の装着軸と直交する方向に押し込まれる。
これと同時に、塗装機に装着されていた使用済塗料タンクが、装着軸と直交する反対側に押されて、タンク回収装置に送り出される。
したがって、タンク装着装置により新たな塗料タンクを押し込むだけで、使用済塗料タンクが外されて塗料タンクを簡単且つ迅速に交換することができる。

また、タンク交換が完了して塗装している間に、使用済塗料タンクを洗浄してストッカに戻す操作と、所望の塗料タンクをストッカからタンク装着装置に引き出して次色塗料を充填して待機させる操作を並行して行うことができ、塗装終了して塗装機がタンク交換位置に到来すると同時に塗料タンクの交換を行うことができるので、交換に要する時間を著しく短縮することができる。

本例では、極めて簡単且つ迅速に、狭いスペースでも塗料タンクを交換するという目的を、タンク交換位置にセットされた塗装機に対して、その左右片側から新たな塗料タンクを押し込んで装着しながら、その反対側に使用済塗料タンクを送り出すように交換することにより達成した。

図１は本発明に係る塗料タンク交換装置の一例を示す外観図、図２はその平面図、
図３はその正面図、図４はその動作を示す説明図である。

図１に示す塗料タンク交換装置１は、塗装機２の後端側に塗料タンク３を装着した状態で塗装機２及び塗料タンク３を貫通する方向に想定される装着軸Ｘに対して、これと直交する方向に新たな塗料タンク３をスライドさせることにより、使用済塗料タンク３usedを送り出して、塗料タンク３を交換するものである。
塗装機２の装着部４は、これを上向きにして装着軸Ｘを垂直方向にセットしたときに、係合部５を下向きにした塗料タンク３を水平方向にスライドさせることにより装着し、その反対側へスライドさせることにより取り外すことができるようになっている。

そして、塗料タンク交換装置１は、多数の塗料タンク３を収容するストッカ１０と、その任意の塗料タンク３を取り出して塗装機に装着するタンク装着装置２０と、塗装機から外された使用済塗料タンク３usedをストッカ１０に戻すタンク回収装置３０とを備えている。

ストッカ１０は、塗料タンク３の先端側に形成された塗装機２への係合部５を下向きにして一つずつ垂直に収容するタンクホルダ１１を上下に所要数配したマガジン１２…が、水平方向に正逆回転する回転フレーム１３の外周に設けられた縦レール１４…に沿って昇降可能に配されている。
そして、回転フレーム１３を回転移動させて所定のマガジン１２を予め設定したタンク取出位置ＴＰ及びタンク回収位置ＲＰに位置決めすると、エレベータ装置１５及び１６によりマガジン１２が昇降移動されて、任意のタンクホルダ１１を位置決めできるようになっている。

タンク装着装置２０は、タンク取出位置ＴＰに位置決めされたタンクホルダ１１から塗料タンク３を引き出して塗装機２に装着するもので、塗装機２に対してタンク交換を行うタンク交換位置ＣＰの片側に配されている。
このタンク装着装置２０は、ストッカ１０から引き出された塗料タンク３を立てた状態で前後に案内するガイド２１を形成したターンテーブル２２に、塗料タンク３を掴むチャック２３を先端に形成したピストンシリンダなどのリニアアクチュエータ２４が設けられている。
このターンテーブル２２は、タンク取出位置ＴＰに位置決めされたタンクホルダ１１に収納された塗料タンク３を引き出す取出方向ＴＤと、引き出された塗料タンク３を塗装機２の装着軸Ｘと直交する方向に押し込む装着方向ＳＤとの間で回動可能に形成されている。
また、ターンテーブル２２の下には、塗料タンク３がターンテーブル２２に引き出された後、塗装機２に装着される前に、塗料タンク３に所望の色の塗料の充填を行う塗料充填装置２５が配されている。

これにより、ターンテーブル２２を取出方向ＴＤに向けた状態で、タンク取出位置ＴＰに位置決めされたタンクホルダ１１の塗料タンク３をリニアアクチュエータ２４のチャック２３で掴み、塗料タンク３を取り出してターンテーブル２２に載せ、塗料充填装置２５により塗料を充填した後、ターンテーブル２２を回動させて装着方向ＳＤに向けた状態でリニアアクチュエータ２４を伸長させることによりタンク交換位置ＣＰにセットされた塗装機２に充填済塗料タンク３を装着できる。

タンク回収装置３０は、塗装機２から外された使用済塗料タンク３usedを予め設定されたタンク回収位置ＲＰに位置決めされたタンクホルダ１１に戻すもので、タンク交換位置ＣＰを挟んでタンク装着装置２０の反対側に配されている。
このタンク回収装置３０は、塗装機２から送り出された使用済塗料タンク３usedを立てた状態で前後に案内するガイド３１を形成したターンテーブル３２が、塗装機２から装着方向ＳＤの延長線上に送り出された使用済塗料タンク３usedを受け取る受取方向ＧＤと、塗料タンク３をストッカ１０に戻す回収方向ＲＤに回動可能に形成されている。
そして、塗料タンク３を掴むチャック３３を先端に形成したピストンシリンダなどのリニアアクチュエータ３４が、回動するターンテーブル３２の邪魔にならないように昇降シリンダ３５で昇降可能に配され、ターンテーブル３２が回収方向ＲＤに位置決めされたときに上昇され、ターンテーブル３２に対して、使用済塗料タンク３usedをタンクホルダ１１に押し込むように配されている。
また、ターンテーブル３２の下には、使用済塗料タンク３usedがターンテーブル３２に引き出された後、ストッカ１０に戻される前に、使用済塗料タンク３usedの係合部５に付着した塗料を洗浄除去する洗浄装置３６が配されている。

これにより、ターンテーブル３２を受取方向ＧＤに向けた状態で、タンク装着装置２０により塗装機２に塗料タンク３を装着させると、使用済塗料タンク３usedが塗装機２から受取方向ＧＤに押し出されてターンテーブル３２上に送り出され、ターンテーブル３２を回動させて回収方向ＲＤに向けた状態で洗浄装置３６により使用済塗料タンク３usedの係合部５に付着している塗料を洗浄除去した後、チャック３３で使用済塗料タンク３usedを掴み、リニアアクチュエータ３４を伸長させることにより、回収位置ＲＰに位置するタンクホルダ１１に使用済塗料タンク３usedを戻すことができる。

なお、タンク交換位置ＣＰには、塗料タンク３を交換するために位置決めされた塗装機２にドッキングしてその塗装機２内に残存する塗料を洗浄する洗浄ポート（図示せず）が配されている。

以上が本発明の一構成例であって、次にその作用について説明する。
例えば、コンベアで搬送されてくる自動車ボディに対して、塗料タンク３が装着された塗装機２で塗装している間に、回転フレーム１３を回転させ、所望のマガジン１２を昇降させることにより、後続の自動車ボディの塗色である次色塗料用の塗料タンク３が収容されたタンクホルダ１１をタンク取出位置ＴＰに位置決めする（図４（ａ））。
次いで、ターンテーブル２２を回動させて取出方向ＴＤに向け、リニアアクチュエータ２４を伸長させてそのチャック２３で塗料タンク３を掴み、ターンテーブル２２上に移載して、塗料充填装置２５により次色塗料の充填を行う（図４（ｂ））。
そして、ターンテーブル２２を回動させて装着方向ＳＤに向け、塗装が終了して塗装機２が戻ってくるまで待機する。
なお、このときタンク回収装置３０のターンテーブル３２を回動させて受取方向ＧＤに向けておく。

塗装が終了すると、塗装機２はその装着軸Ｘを垂直にしてタンク交換位置ＣＰに戻され、洗浄ポート（図示せず）にドッキングして塗装機２内に残存する塗料が洗浄される（図４（ｃ））。
そして、タンク装着装置２０のリニアアクチュエータ２４を伸長させると、充填済塗料タンク３は装着軸Ｘに直行する装着方向ＳＤにスライドしながらガイド２１に沿って進出し、塗装機２の装着部４に装着されている使用済塗料タンク３usedを押し動かしながら装着部４に載り移り、その係合部５と塗装機２の装着部４が係合する（図４（ｄ），（ｅ））。
このとき、使用済塗料タンク３usedは、充填済塗料タンク３に押し動かされて、装着軸Ｘに直行する装着方向ＳＤの延長方向にスライドしながらタンク回収装置３０のターンテーブル３２上に送り出される。

このように、充填済塗料タンク３の装着と使用済塗料タンク３usedの取外しを一動作で同時に行うことができ、しかもタンク交換の際に塗装機２のみを洗浄すれば足りるので、きわめて簡単且つ迅速に塗料タンク３の交換を行うことができ、搬送間隔が短い塗装ラインでも後続の自動車ボディを塗装する次色塗料の準備を迅速に行うことができる。

そして、後続の自動車ボディが到来したときに、次色塗料を充填した塗料タンク３が装着された塗装機２で塗装を行うと同時に、その間に、使用済塗料タンク３usedの洗浄及び収納と、さらに後続の自動車ボディの塗色である次次色塗料用の塗料タンク３の塗料充填を行う。

すなわち、塗装機２から外された使用済塗料タンク３usedを載せたターンテーブル３２が回転してタンク回収方向ＲＤに向けられると、洗浄装置３６により使用済塗料タンク３usedの係合部５が洗浄される（図４（ｆ））。
この場合に、塗料タンク３に充填する塗料の色を決めておけばタンク内で色混じりをすることがないので、塗装機２から取り外された後、係合部５に付着した塗料の乾燥を防ぐためにその部分のみを洗浄除去すれば足り、タンク内部を洗浄する必要がないので、洗浄液・洗浄エアの使用量も低減できる。

そして、この間に、マガジン１２を昇降させ、回転フレーム１３を回動させることにより、さらに後続の自動車ボディの塗色である次次色塗料用の塗料タンク３を格納したタンクホルダ１１をタンク取出位置ＴＰに位置決めしてタンク装着装置２０により取り出し、塗料充填装置２５で次次色塗料の充填を行う（図４（ａ），（ｂ））。

また、次次色塗料用の塗料タンク３がタンクホルダ１１から取り出された後、再び、回転フレーム１３を回動させ、マガジン１２を昇降させることにより、使用済塗料タンク３usedを格納するタンクホルダ１１をタンク回収位置ＲＰに位置決めしておく。
そして、使用済塗料タンク３usedの洗浄が終了した時点で、チャック３３で使用済塗料タンク３usedを掴み、リニアアクチュエータ３４を伸長させれば、使用済塗料タンク３usedは所定のタンクホルダ１１に戻される（図４（ｇ））。

このように本例によれば、次色塗料で塗装している間に、使用済塗料タンク３usedの洗浄と、次次色塗料用の塗料タンク３の準備を並行して同時に行うことができるので、塗装終了までには次次色塗料を充填した塗料タンク３の準備が完了し、装着方向ＳＤに向けてスタンバイさせておくことができる。
したがって、塗装機２が塗装終了してタンク交換位置ＣＰに戻ってきたときに、即座に塗料タンク３の交換を行うことができ、タンク交換に要するタクトタイムを短縮させることができるので、搬送間隔が短い塗装ラインでもネックになることがなく使用することができ、生産性を向上させることができる。

本発明は、塗料タンクを装着して使用する塗装機について、そのタンク交換を自動化する用途に適用することができる。

本発明に係る塗料タンク交換装置の一例を示す外観図。 その平面図。 その正面図。 その動作を示す説明図。

符号の説明

１ 塗料タンク交換装置
２ 塗装機
３ 塗料タンク
３used 使用済塗料タンク
Ｘ 装着軸
１０ ストッカ
１１ タンクホルダ
１２ マガジン
１３ 回転フレーム
２０ タンク装着装置
３０ タンク回収装置
ＴＰ タンク取出位置
ＲＰ タンク回収位置
ＣＰ タンク交換位置
ＴＤ 取出方向
ＳＤ 装着方向
ＧＤ 受取方向
ＲＤ 回収方向

Claims (5)

1. 塗装機の後端側に塗料タンクを装着した状態で、塗装機及び塗料タンクを貫通する方向に想定される装着軸に直交する方向に塗料タンクをスライドさせて塗料タンクの着脱を行う塗装機に対して、その使用済塗料タンクを取り外すと同時に新たな塗料タンクを装着して塗料タンクを交換する塗料タンク交換装置であって、
   塗料タンクを一つずつ格納するタンクホルダを所要数配して成るストッカと、予め設定されたタンク取出位置に位置決めされたタンクホルダから塗料タンクを引き出して塗装機に押し込んで装着するタンク装着装置と、塗装機に装着される塗料タンクにより押されて塗装機から送り出された使用済塗料タンクを予め設定されたタンク回収位置に位置決めされたタンクホルダに戻すタンク回収装置とを備えたことを特徴とする塗料タンク交換装置。
2. 前記ストッカが、塗料タンクを立てた状態で一つずつ格納するタンクホルダを上下に所要数配した昇降可能な複数のマガジンが水平方向に回転する回転フレームに設けられた請求項１記載の塗料タンク交換装置。
3. 前記タンク装着装置は、塗装機に対してタンク交換を行うタンク交換位置の片側に配されると共に、予め設定されたタンク取出位置に位置決めされたタンクホルダに収納された塗料タンクを引き出す引出方向と、引き出された塗料タンクを塗装機の装着軸と直交する方向に押し込む押込方向に回動可能に形成され、
   前記タンク回収装置は、タンク交換位置に対してタンク装着装置の反対側に配されると共に、塗装機の装着軸を中心に前記押込方向と反対側に送り出された使用済塗料タンクを受け取る受取方向と、塗料タンクをストッカに戻す回収方向に回動可能に形成されてなる請求項１記載の塗料タンク交換装置。
4. 前記タンク装着装置に引き出された塗料タンクに対し所望の塗料を充填する塗料充填装置を備えた請求項１記載の塗料タンク交換装置。
5. 前記タンク回収装置に送り出された使用済塗料タンクをストッカに戻す前に洗浄する洗浄装置を備えた請求項１記載の塗料タンク交換装置。
   

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