JP2007069136A - 静電塗装装置、及び、静電塗装装置の塗料汚れ防止方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る静電塗装装置1は、被塗装物9に対して塗料を噴霧する塗装ガン2と、前記塗装ガン2を前記被塗装物9に対して移動させるロボットアーム3とを具備し、前記塗装ガン2にて塗料(塗料ミスト)に電圧を印加させる構成であり、前記ロボットアーム3(第一アーム部3a)の表面に、前記塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される構成とする。
【選択図】図1
Description
また、前記静電電極につき、針状電極を採用することによって、電界強度の向上を図ることとしている。
また、ロボットアームから離れた位置に静電電極を設ける必要があるため、このことが塗装装置全体の大型化につながり、また、ロボットアームの動作に支障をきたすことが懸念される。
被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、
前記塗装ガンを前記被塗装物に対して移動させるロボットアームとを具備し、
前記塗装ガンにて塗料に電圧を印加させる構成とする静電塗装装置であって、
前記ロボットアームの表面に、前記塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される構成とするものである。
前記ロボットアームは、
その先端部に塗装ガンが取り付けられる第一アーム部と、
その先端部に前記第一アーム部が連結され、前記第一アーム部とアース側との電気的な接続を絶縁する第二アーム部と、を有し、
前記第一アーム部の表面に、前記塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される構成とするものである。
前記第二アーム部は、電気絶縁性を有する部材にて構成されるものである。
前記第二アーム部は、樹脂部材にて構成されるものである。
前記第一アーム部の外周には、塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される、静電電極が設けられる構成とするものである。
前記静電電極には、塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される、針状電極が突設される構成とするものである。
前記塗装ガンの外周には、塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される、静電電極が設けられる構成とするものである。
前記静電電極は、針状電極とするものである。
前記塗装ガンに電圧を印加する電源と、前記ロボットアームに電圧を印加する電源とを、別電源とするものである。
被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、
前記塗装ガンを前記被塗装物に対して移動させるロボットアームとを具備し、
前記塗装ガンにて塗料に電圧を印加させる構成とする静電塗装装置の塗料汚れ防止方法であって、
前記ロボットアームの表面に、前記塗料に印加される電圧と同極性の電圧を印加する、
静電塗装装置の塗料汚れ防止方法とするものである。
前記塗装ガンの外周に静電電極を設け、前記静電電極に、塗料に印加される電圧と同極性の電圧を印加する、
前記塗装ガンへの塗料の付着を防止する構成とするものである。
図1及び図2に示すごとく、本発明に係る静電塗装装置1は、被塗装物9に対して塗料を噴霧する塗装ガン2と、前記塗装ガン2を前記被塗装物9に対して移動させるロボットアーム3とを具備し、前記塗装ガン2にて塗料(塗料ミスト)に電圧を印加させる構成であり、前記ロボットアーム3(第一アーム部3a)の表面に、前記塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される構成とするものである。
図1に示すごとく、ロボットアーム3は、その下部において設置台31に回動可能に連結される上下アーム3Aと、該上下アーム3Aの上部にその後端部が回動可能に連結される水平アーム3Bとから構成され、前記上下アーム3A、水平アーム3Bを各回動支点で回動させることで、前記水平アーム3Bの先端部に設けた塗装ガン2が、被塗装物9に対して移動されるように構成されている。
また、前記第三アーム部3cは、前記上下アーム3Aを介して接地される(アース接続される)構成としている。
また、塗装ガン2を先端に取り付ける連結筒2aは、第一アーム部3aに対し、軸方向に回転駆動される構成となっており、これにより、前記塗装ガン2が、連結筒2aの軸を中心として角度変更されるようになっている。
以上のように、前記塗装ガン2の被塗装物9に対する角度が自由に設定できるように構成されている。
また、図1に示すごとく、前記高電圧ケーブル6bは、第二アーム部3bに設けたカスケード回路7bに接続されている。このカスケード回路7bには、電圧発生器5bにて発生する電圧が電圧ケーブル15bを介して入力され、このカスケード回路7bから高電圧ケーブル6bに高電圧が入力されるようになっている。
また、この電磁力線m1によって、第一アーム部3aの周囲には、負側の電圧が印加された塗料ミストと反発し合う電界バリアが形成されることになる(図2参照)。
また、図3に示すごとく、リング電極8をリング状とすることによれば、該リング電極8の半径方向外側へ向かって、放射状に、均質な静電界を形成することができる。
また、このように一連のリング状に構成する他、複数の電極を第一アーム部3aの外周に均等間隔で配置する構成としてもよい。
また、第一アーム部3aは、金属製の筒状部材から構成されるため、第一アーム部3aにおいては、均一な値の電圧が印加されるようになっている。
尚、針状電極8a・8a・・・は、図3に示すごとく、リング電極8の軸方向と直交する方向に突設させる他、前方(塗装ガン2方向)へ傾斜させて配置したり、後方へ傾斜させて配置したりすることも可能である。
また、この電磁力線m2によって、第一アーム部3a(リング電極8)の周囲には、負側の電圧が印加された塗料ミストと反発し合う電界バリアが形成されることになる(図2参照)。
また、先端が尖った形状であれば強力な静電界を形成することができるので、針状電極8a・8a・・・の先端の形状については、特に円錐形状に限るものではなく、先端が尖った尖端形状(シャープエッジ)を備える形状であればよい。このため、例えば、先端を複数本に分割した構成としてもよい。
また、導電ブラシをリング電極8の外周面に貼設したもので構成することもできる。
また、静電塗装装置1の仕様等によっては、リング電極8のみを設けて、針状電極8aを設けない構成とすることも可能である。
ここで、針状電極8aが有る構成では、距離D2において電流値A2を検出することにより、ロボットアーム3の異常接近を検知することが可能となる。
一方、針状電極8aが無い構成では、距離D2においては、電流値A1の微弱電流しか流れないため、この電流値A1の検出がし難い状況となる。この場合、電流値A2が検知されるのは距離D1になったときであり、距離D1となるまで接近してしまうと、その後は電流値が急激に上昇し、スパークが生じて発火してしまう恐れがある。
換言すれば、針状電極8aを設けることで、被塗装物9との間で電流を流れやすくすることができ、異常検出の感度を向上でき、また、安全性対策としても有効な構成とすることができる。
この第二アーム部3bの材質は、電気絶縁性を有する、ポリアミド等の電気抵抗の高い樹脂(例えば、1010Ω以上)とし、これにより、前記第一アーム部3aと、アース側に接続される第三アーム部3cは、第二アーム部3bによって電気的に絶縁される構成としている。
さらに、この第二アーム部3bの材質につき、強度の観点から、ポリアミド等の高い機械的強度(ねじり、曲げに強い)を呈する樹脂が好適である。
また、各駆動軸24・25・26の連結部27・28においては、金属製のギア等を採用し、充分な機械的強度を確保することとしてもよい。
また、前記ベルカップ22の先端部は、前記シェーピングエアーリング21内から外部へ突出されており、回転するベルカップ22の遠心力によって霧化した塗料は、前記シェーピングエアーリング21から噴出されるシェーピングエアーによって、被塗装物9へ向って飛翔されるようになっている。
また、図1に示すごとく、前記高電圧ケーブル6aは、第二アーム部3bに設けたカスケード回路7aに接続されている。このカスケード回路7aには、電圧発生器5aにて発生する電圧が電圧ケーブル15aを介して入力され、このカスケード回路7aから高電圧ケーブル6aに高電圧が入力されるようになっている。
尚、塗装ガン2において、霧化した塗料への電圧印加を行うための装置構成は、特に限定するものではなく、周知の装置構成によって実現することができる。
また、図3に示すごとく、針状電極23・23・・・に印加される電圧は、DC−90kV程度の負極性の電圧であり、前記第一アーム部3aに印加される電圧と同一の極性となっている。
また、先端が尖った形状であれば強力な静電界を形成することができるので、針状電極23・23・・・の先端の形状については、特に円錐形状に限るものではなく、先端が尖った尖端形状(シャープエッジ)を備える形状であればよく、先端が複数本に分割されたものでもよい。
また、前記第一アーム部3aを構成する範囲B〜Cにおいては、DC−50kV程度の電圧が印加されるようになっている。
例えば、連結筒2aであれば、針状電極23・23・・・に近い位置では、DC−90kV程度の電圧が印加された状態となり、位置Bに近づくに従って、DC−80kV、−70kV、−60kVといったように低下し、位置Bにおいては、DC−50kV程度の電圧が印加された状態となる。
このように、各位置A〜Cにて印加される電圧値の設定を可能とすることで、塗料ミストの浮遊状況や、塗装ガン2、及び、ロボットアーム3の塗料ミストの付着の状況に応じて、適宜、電圧の値を調整し、効果的に汚れ防止を図ることができる。
また、前記第一アーム部3aや第二アーム部3bの長さの設計により、電圧を印加させる範囲を設定することができ、このことによっても、効果的に汚れ防止を図ることができる。
このように、表面の材質(樹脂、金属)によって、各部位に印加される電圧の分布を設定することができ、塗料ミストの浮遊状況や、塗装ガン2、及び、ロボットアーム3の塗料ミストの付着の状況に応じて、適宜、表面の材質を選択し、効果的に汚れ防止を図ることができる。
まず、図1乃至図3に示すごとく、負側の高電圧が印加される塗装ガン2と接地された被塗装物9との間に形成される静電界により、塗装ガン2から噴射された塗料が被塗装物9へ塗着されるが、針状電極23・23・・・にも塗装ガン2と同様に負側の高電圧が印加されているので、針状電極23・23・・・の周囲にも静電界が形成され、針状電極23・23・・・(シェーピングエアーリング21)の周辺に浮遊している塗料ミストは、静電反発されて被塗装物9側へ飛翔することになるため、塗装ガン2の本体ケース20や、連結筒2a、さらには、ロボットアーム3に付着することが防止される。
また、このように、第一アーム部3aの周囲においては、電磁力線m1・m2によって、負側の電圧が印加された塗料ミストと反発し合う電界バリアが形成されることになり(図2参照)、この電界バリアによって、第一アーム部3aへの塗料ミストの付着が防止される。
また、静電パネルが存在しないため、この静電パネルの存在がロボットアームの動作に支障を及ぼす(塗装動作の邪魔になる)といったこともなく、これにより、ロボットアームの動作の自由度や、塗装ガン2の移動速度の向上を図ることができる。
そして、これにより、ロボットアーム3のクリーニング回数の削減を図ることができ、さらには、付着塗料の滴下による塗装不良の防止、塗装品質の向上をも図ることができる。
2 塗装ガン
2a 連結筒
3 ロボットアーム
3a 第一アーム部
3b 第二アーム部
3c 第三アーム部
5a 電圧発生器
5b 電圧発生器
8 リング電極
8a 針状電極
9 被塗装物
Claims (11)
- 被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、
前記塗装ガンを前記被塗装物に対して移動させるロボットアームとを具備し、
前記塗装ガンにて塗料に電圧を印加させる構成とする静電塗装装置であって、
前記ロボットアームの表面に、前記塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される構成とする、静電塗装装置。 - 前記ロボットアームは、
その先端部に塗装ガンが取り付けられる第一アーム部と、
その先端部に前記第一アーム部が連結され、前記第一アーム部とアース側との電気的な接続を絶縁する第二アーム部と、を有し、
前記第一アーム部の表面に、前記塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される構成とする、ことを特徴とする、請求項1に記載の静電塗装装置。 - 前記第二アーム部は、電気絶縁性を有する部材にて構成される、
ことを特徴とする、請求項2に記載の静電塗装装置。 - 前記第二アーム部は、樹脂部材にて構成される、
ことを特徴とする、請求項2又は請求項3に記載の静電塗装装置。 - 前記第一アーム部の外周には、塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される、静電電極が設けられる構成とする、
ことを特徴とする、請求項2乃至請求項4のいずれか一項に記載の静電塗装装置。 - 前記静電電極には、塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される、針状電極が突設される構成とする、
ことを特徴とする、請求項5に記載の静電塗装装置。 - 前記塗装ガンの外周には、塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加される、静電電極が設けられる構成とする、
ことを特徴とする、請求項2乃至請求項6のいずれか一項に記載の静電塗装装置。 - 前記静電電極は、針状電極とする、
ことを特徴とする、請求項7に記載の静電塗装装置。 - 前記塗装ガンに電圧を印加する電源と、前記ロボットアームに電圧を印加する電源とを、別電源とする、
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の静電塗装装置。 - 被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、
前記塗装ガンを前記被塗装物に対して移動させるロボットアームとを具備し、
前記塗装ガンにて塗料に電圧を印加させる構成とする静電塗装装置の塗料汚れ防止方法であって、
前記ロボットアームの表面に、前記塗料に印加される電圧と同極性の電圧を印加する、
静電塗装装置の塗料汚れ防止方法。 - 前記塗装ガンの外周に静電電極を設け、前記静電電極に、塗料に印加される電圧と同極性の電圧を印加する、
ことを特徴とする、請求項10に記載の静電塗装装置の塗料汚れ防止方法。
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