JP2010522639A - スピンドルスプレーコーティングシステム - Google Patents

Abstract

システム内で、スピンドル上に支持された各部品（ｃ）を水平方向に移送するスピンドルコンベアシステム（２５）を含むスピンドルスプレーコーティングシステム。スプレー時に、各部品を支持する個々のスピンドルを回転させるスピンドル回転ステーション（１８）も設けられる。調整可能なスプレーシステムによるスプレー中に、スピンドル上に支持された各部品を閉じ込めて、スプレーされるコーティング材料に対する環境および作業員の曝露を最低限に抑えるスプレー閉じ込め密閉スプレーブース（２０）。調整可能な二次スプレーシステムによる二次スプレー中に、スピンドル上に支持された各部品を閉じ込める第２のスプレー閉じ込め密閉スプレーブースを設けてもよい。スプレー工程（ｓ）に続いて、目視検査システム（２２）を使用して、コーティングされた各部品が検査される。垂直引き上げ機構と、欠陥部品を把持し、釣り合い重りを使用してこの部品を引き上げ１８０度回転移動させるグリッパ機構とを有し、引き上げ及び回転移動の後に、グリッパ機構からの放出によって部品が処分される欠陥部品自動廃棄用組立体（２４）も設けられる。

Description

本出願は、２００７年３月２９日に出願され、主題全体が引用によって本明細書に組み込まれる、米国特許出願第６０／９０８９４８号からの優先権を主張する。

本発明は、改良された製造システムに関し、詳細には、スピンドルによって支持された製品をコーティングするか、または製造品をさらに製造し出荷することができるように準備する改良された自動化コーティングシステムに関する。

従来、製造組立システムは、部品の製造を完了するのに人間の様々な介入を必要としており、部品の品質が不十分になることもある。このような部品の、製造システムへの供給およびコーティングを助けなしに一定かつ連続した状態に維持するのは困難である。さらに、部品にコーティングを塗布する製造システムは、スプレーシステムを使用してこのようなコーティングを塗布することが少なくない。スプレーコーティングシステムは、その材料の使用法が非効率的であるという欠点を有する。材料のスプレー塗布時には、スプレーされる材料が「使われない」すなわちコーティングすべき部品に塗布されなくなる恐れがある。

残念なことに、部品の形状が複雑であるため、スプレーコーティングは、複雑な部品の表面コーティングの唯一の方法であることが少なくない。過剰なスプレーのために材料がなくなると、コストが高くなる可能性がある一方、溶剤または揮発性の有機成分材料が環境に放出される可能性もある。このような材料を環境中に放出すべきではないので、従来のシステムでは、このような「使われなかった」材料を再利用する追加のコストが必要になることがあった。再利用システムは通常、稼動コストが高く、かつ余計な廃棄物処理問題が生じる恐れがあり、たとえば、再利用システムから除去された水を放出するかまたは他の処分を実施する前に処理しなければならない。従来技術のコーティングシステムの一例は、米国特許第６９９８１４７号および第７２９４２０６号に記載されている。

本出願のシステムは、環境問題を最低限に抑え、様々なコーティング材料内に存在する厳しく規制されている化学材料、特に接着材料や塗料に対する作業員の曝露を著しく低減させる。このシステムは、環境に適切に対処するために、システム内で使用されるコーティング材料のスプレー塗付によって生ずる揮発性有機化合物の９９％を超える量を閉じ込め捕捉する。

本システムを使用すると、システム内でスプレーされたコーティング材料の余剰分や流出分を分離し、閉じ込めることもでき、それによって、製造時に製品を移送するスピンドルコンベア構成部材が保護される。従来、製造時のコーティング材料の塗布時にコンベアシステム構成部材が誤って汚染されることによって、システムのメンテナンスコストが増大し、かつ製造停止時間が必要になっている。本システムのスプレー閉じ込め構成部材、すなわち密閉スプレーブースを使用すると、このようなコンベアシステム汚染が低減されるかまたは無くなる。

本出願は、製品を自動的に製造するスピンドルスプレーコーティングシステムを提供する。システムは、スピンドルコンベアシステム構成部材、予熱構成部材、スピンドル回転ステーション構成部材、密閉スプレーブースの形態を有するスプレー閉じ込め構成部材、スプレーシステム構成部材、目視検査システム構成部材、および欠陥部品自動廃棄システムを含む多数の組立構成部材を含む。

本出願のシステムは、環境問題を最低限に抑え、様々なコーティング材料、特に接着材料および塗料内に存在する厳しく規制されている化学材料に対する作業員の曝露を著しく低減させる。このシステムは、環境に適切に対処するために、システム内で使用されるコーティング材料のスプレー塗付により生ずる揮発性有機化合物の９９％を超える量を閉じ込め捕捉する。

本システムを使用すると、システム内でスプレーされたコーティング材料の余剰分や流出分を分離し、閉じ込めることもでき、それによって、製造時に製品を移送するスピンドルコンベア構成部材を保護する。従来、製造時のコーティング材料の塗布時におけるコンベアシステム構成部材の誤った汚染は、システムのメンテナンスコストを増大させ、かつ製造停止時間を必要とさせる。本システムのスプレー閉じ込め構成部材、すなわち密閉スプレーブースを使用すると、このようなコンベアシステム汚染が低減されるかまたは無くなる。この密閉スプレーブースは、少なくとも７つの障壁を有し、本製造システムの動作時に塗布される材料による汚染からシステム構成部材を保護する。本システムは、システムの密閉スプレーブース構成部材に新鮮な空気を供給し、必要なさらなる処理を施せるようにシステム全体からすべての煙霧を除去する。さらに、スプレーブースの高速交換清掃機能は、ブースを形成するすべてのプラスチックパネルを高速に取り外して交換するのを可能にする。

本出願のスピンドルスプレーコーティングシステムは、１サイクル当たり複数のスピンドルを位置合わせしかつ各スピンドルにスプレーすることによって製品の処理量を増大させるために、サイクルタイムを短縮する。本システムは、１〜２．５秒当たり部品２個の速度で位置合わせするようになっている。スプレーシステム構成部材の自動化および調整の質を改善することによって人件費も削減される。特に、複数、たとえば２つまたは４つのスプレーガンを各密閉スプレーブース内に設けることができ、少なくとも３つの軸で各ガンの調整、すなわち、水平方向および垂直方向の調整と、約６０度の角度調整が行われる。密閉スプレーブース内で調整可能な１つのスプレーガンを使用するより小規模のシステムを設けることもできることを理解されたい。製造中の製品がスプレー中に適切に回転するように、各スピンドルを品質管理のために電子的に監視する制御システムも設けられる。

目視システム構成部材も品質管理を向上させる。本システムは、下塗り材料のスプレー塗布工程の後に目視検査システム構成部材を配置する。従来、下塗り材料の適切かつ完全な塗布の失敗は、一部で動作障害を招いている。この目視検査システムは、下塗り材料が各部品に塗布されたことを確認する。より複雑で高価な追加的な品質管理検査カメラを付加して追加的な品質管理を行うことができる。コーティング材料の最初の塗布が不適切であったために製品に欠陥があると判定された場合、欠陥部品自動廃棄システムは、この欠陥部品を第２の密閉スプレーブース構成部材に進入する前に除去する。

最後のコーティングプロセスの後に、スピンドルコンベアシステムの一部として、ほぼ密閉されたリターンコンベアも設けられる。このリターンコンベアは、コーティングされている製造品を乾燥させ、部品を取り外して完成部品コンベアに移せるように戻すのを可能にする。さらに、リターンコンベアは、システム内から再循環された空気を使用する。このシステムは、必要に応じて各モジュールを追加、交換、または取り外すことができるので製造プロセスの自由度を高める。

本コーティングシステムの他の特徴および利点は、明細書の一部を形成する添付の図面に基づく好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになろう。

本出願のスピンドルスプレーコーティングシステムの斜視図である。 製造すべき部品を支持する様々なサンプル固定部材を含む、本出願のスピンドルコンベアシステム構成部材の一部を示す図である。 システムの予熱構成部材内を移動するスピンドルコンベアシステム構成部材の一部を示す図である。 予熱構成部材のチャンバ内のスピンドルコンベアシステム構成部材の一部を示す図である。 図４の予熱構成部材チャンバ内のスピンドルコンベアシステム構成部材の一部を示し、かつ開放されたチャンバのドアを示す図である。 開放位置おける密閉スプレーブース構成部材の内部の一部を示す図である。 本システムの密閉スプレーブース構成部材内に設けられた調整可能な４つのスプレーガンの一部を示す図である。 密閉スプレーブース構成部材に隣接して配置された本システムのスピンドル回転ステーション構成部材の一部を示す図である。 スピンドル回転ステーション構成部材、特にベルト駆動組立体の歯車駆動機構を示す他の詳細図である。 スピンドル回転ステーションにおける、開放位置にある密閉スプレーブースの一部を示す図である。 １つのスピンドルが、その固定されたスピンドル上に支持されるように示されている部品を含む固定部材を有する、スピンドル回転ステーションにおける密閉スプレーブース構成部材の一部を示す図である。 好ましくは下塗りコーティング材料をスプレーする構成部材であり、右側に開放位置に示されている本システムの第１の密閉スプレーブース構成部材と、左側で、密閉スプレーブース構成部材に所望のコーティング材料を供給する計測システムの後方に示されている第２の密閉スプレーブース構成部材とを有する本システムの一実施形態の一部を示す斜視図である。 後処理チャンバまたは硬化チャンバ内でコンベアシステム構成部材上に支持されたスピンドルの一部を示す図である。 本システムの硬化チャンバに隣接して設けられた排気換気フィルタおよび吸気フィルタの一部を示す図である。 一動作位置に示されている、本システムの目視検査システム構成部材および欠陥部品自動廃棄システム構成部材の一部を示す図である。 一動作位置に示されている、本システムの目視検査システム構成部材および欠陥部品自動廃棄システム構成部材の一部を示す図である。 一動作位置に示されている、本システムの目視検査システム構成部材および欠陥部品自動廃棄システム構成部材の一部を示す図である。 一動作位置に示されている、本システムの目視検査システム構成部材および欠陥部品自動廃棄システム構成部材の一部を示す図である。 硬化チャンバおよび本システムの相互連結された主制御パネルの一部を示す図である。 本システムのコンベアシステム構成部材に設けられた保護障壁のうちの６つを概略的に示す図である。 本出願のシステムの概略斜視図である。 図２１に示されているシステムの部分概略上面図である。 図２１に示されているシステムの部分概略側面図である。 密閉スプレーブース構成部材のチャンバドアの部分概略正面図である。 密閉スプレーブース構成部材のチャンバドアの部分概略側面図である。 密閉スプレーブース構成部材のチャンバドアの部分概略斜視図である。 密閉スプレーブース構成部材のチャンバドアの部分概略切り欠き図である。 本システムの密閉スプレーブース構成部材の一側部の部分概略図である。 本システムの密閉スプレーブース構成部材の一側部の部分概略図である。 本システムの密閉スプレーブース構成部材の一側部の部分概略図である。 本システムの密閉スプレーブース構成部材の一側部の部分概略図である。 図２４ａ〜２４ｄに示されている一側部と向かい合う密閉スプレーブースの側部の部分概略図である。 図２４ａ〜２４ｄに示されている一側部と向かい合う密閉スプレーブースの側部の部分概略図である。 図２４ａ〜２４ｄに示されている一側部と向かい合う密閉スプレーブースの側部の部分概略図である。 図２４ａ〜２４ｄに示されている一側部と向かい合う密閉スプレーブースの側部の部分概略図である。 スプレー時の、スピンドル回転ステーションにおけるコンベアシステム構成部材のチェーン・スピンドル組立体の部分概略側面図である。 スプレー時の、スピンドル回転ステーションにおけるコンベアシステム構成部材のチェーン・スピンドル組立体の部分概略側面図である。 スプレー時の、スピンドル回転ステーションにおけるコンベアシステム構成部材のチェーン・スピンドル組立体の部分概略正面図である。 スプレー時の、スピンドル回転ステーションにおけるコンベアシステム構成部材のチェーン・スピンドル組立体の部分概略上面図である。 開放位置にある密閉スプレーブース構成部材の部分概略底面図である。 開放位置にある密閉スプレーブース構成部材の部分概略側面図である。 清掃を行うために開放位置にある密閉スプレーブース構成部材の部分概略図である。 スプレーを行うためのスピンドル回転ステーションへのコンベア移動時に位置合わせ位置にある密閉スプレーブース構成部材の部分概略図である。 完全閉鎖位置にある密閉スプレーブースの部分概略図である。 スピンドル回転ステーション組立体と垂直方向低・直角スプレーガン位置にある調整可能なスプレーガンとの部分概略図である。 スピンドル回転ステーション組立体と垂直方向高・６０度スプレーガン位置にある調整可能なスプレーガンとの部分概略図である。 調整可能なスプレーガンを移動させる支持・調整機能機構の部分概略図である。 開放位置に示されているスピンドル回転ステーション構成部材の駆動組立体の部分概略上面図である。 閉鎖位置に示されているスピンドル回転ステーション構成部材の駆動組立体の部分概略図である。 スピンドル回転ステーション構成部材の駆動組立体の部分概略上面図である。 スピンドル回転ステーション構成部材の駆動組立体の部分概略側面図である。 スピンドル回転ステーション構成部材の駆動組立体の部分概略端面図である。 図３０ｃの線Ａ−Ａに沿った、スピンドル回転ステーション構成部材の駆動組立体の切り欠き図である。 カメラ検査システム視認位置にある欠陥部品自動廃棄システム構成部材の部分概略図である。 廃棄される部品を除去するための排出、放出、または吐出位置にある欠陥部品自動廃棄システム構成部材の部分概略図である。 欠陥部品自動廃棄システム構成部材の排出、放出、または吐出位置の部分概略正面図である。 欠陥部品自動廃棄システム構成部材の排出、放出、または吐出位置の部分概略上面図である。 欠陥部品自動廃棄システム構成部材の排出、放出、または吐出位置の部分概略側面図である。 初期・初期製品把持手順における欠陥部品自動廃棄システムの部分概略図である。 上方位置にある欠陥部品自動廃棄システムの部分概略図である。 上方位置から排出または廃棄位置までの中間位置にある欠陥部品自動廃棄システムの部分概略図である。 完全排出位置にある欠陥部品自動廃棄システムの部分概略図である。 廃棄部品を除去する放出位置にある欠陥部品自動廃棄システムの部分概略図である。 把持位置にある欠陥部品自動廃棄システムのグリッパ機構を上下逆さまに示す部分概略図である。 放出位置にある欠陥部品自動廃棄システムのグリッパ機構を上下逆さまに示す部分概略図である。 欠陥部品自動廃棄システムのグリッパ機構を上下逆さまに示す部分概略正面図である。 欠陥部品自動廃棄システムのグリッパ機構を上下逆さまに示す部分概略上面図である。 欠陥部品自動廃棄システムのグリッパ機構を上下逆さまに示す部分概略側面図である。 開始位置に示されている、グリッパ機構を支持する水平引き上げ機構の部分概略図である。 引き上げ位置に示されている、グリッパ機構を支持する水平引き上げ機構の部分概略図である。 放出または排出位置に示されている、グリッパ機構を支持する水平引き上げ機構の部分概略図である。 単一のスプレーガンおよび８つのスピンドルを有する密閉スプレーブース構成部材を本出願のシステム内のコンベア構成部材上で使用する本出願の小規模なスピンドルスプレーコーティングシステムを示す概略斜視図である。 単一のスプレーガンおよび８つのスピンドルを有する密閉スプレーブース構成部材を本出願のシステム内のコンベア構成部材上で使用する本出願の小規模なスピンドルスプレーコーティングシステムを示す概略切り欠き斜視図である。 単一のスプレーガンおよび８つのスピンドルを有する密閉スプレーブース構成部材を本出願のシステム内のコンベア構成部材上で使用する本出願の小規模なスピンドルスプレーコーティングシステムを示す概略端面図である。 単一のスプレーガンおよび８つのスピンドルを有する密閉スプレーブース構成部材を本出願のシステム内のコンベア構成部材上で使用する本出願の小規模なスピンドルスプレーコーティングシステムを示す概略側面図である。 単一のスプレーガンおよび８つのスピンドルを有する密閉スプレーブース構成部材を本出願のシステム内のコンベア構成部材上で使用する本出願の小規模なスピンドルスプレーコーティングシステムを示す概略上面図である。

本システムの詳細な説明
ここで、本出願のシステムの実施形態の図を参照すると、図１、２１、および３５ａ〜３５ｄに示されているマルチステーション製造システム１０は、製造すべき物品Ｃの完成に関連して使用されるコーティングプロセスに自由度を与え、かつコーティング材料の制御を向上させる。システム１０は、モジュールフレーム１１上に支持され、コーティングすべき物品Ｃを連続的に送るコンベアシステム２５に沿って位置する作業ステーションを含んでいる。

すべてのシステム動作は、自動化され、三菱Ｑシリーズプログラマブルロジックコントローラおよび三菱Ｅ１１００シリーズオペレータインタフェースによって制御されている。さらに、様々な他のシステムコントローラ、たとえば、ＩＥＣ型プッシュボタンスイッチや、Ｇｕａｒｄ Ｍａｓｔｅｒ安全リレーおよび緊急停止ボタンや、他の従来のコントローラを使用してもよく、これらはすべて当業者に公知であり、かつ本明細書ではまとめて中央制御システム１２と呼ばれる。中央制御システム１２およびその多数のコントローラ、駆動部材、センサ、およびスイッチ構成部材の動作は、作業員の必要に応じて位置された作業員インタフェース端末１４に設けられている。

システム１０は、システム１０によって、回転するスピンドル２８上で製造される部品を移動させるスピンドルコンベアシステム２５を含んでいる。さらに、予熱構成部材１６、スピンドル回転ステーション構成部材１８、密閉スプレー閉じ込め構成部材２０、スプレーシステム構成部材２１、目視検査システム構成部材２２、硬化構成部材２３、および欠陥部品自動廃棄システム２４が設けられている。制御システム１２は、システム１０によって、所望の位置および指定された速度で物品Ｃの位置および移動を制御する。フレーム１１は、たとえば、コンベアシステム１２および密閉スプレーブース２０を支持し画定する金属製支持部材を有している。

図示のように、制御システム１２の特定の環境構成部材、電気構成部材、および弁構成部材は、モジュールフレーム１１内に配置されたキャビネット１３内に設けられている。この改良されたキャビネットは、完全に絶縁されており、電気構成部材を取り付けることができ、かつ修理および清掃時に制御部材に容易にアクセスすることを可能にする絶縁されたドアを含んでいる。たとえば、材料供給ユニットや材料排出ユニットのような追加的なシステムユニットを、隣接するドアまたは安全パネルの取り外し時に各ユニットに容易にアクセスできるようにモジュールフレームの、好ましくは角部位置に固定することもできる。同様に、電気接続部材がフレーム開口部に隣接して設けられており、各接続部材は、モジュールシステム構成部材から迅速に交換できるように迅速交換式構成部材であることが好ましい。

図１は、さらに図２に示されているように様々な構成を有してよい物品Ｃにスプレーコーティング材料を塗布するスピンドルスプレーコーティングシステム１０を示している。図示の物品Ｃは、物品Ｃの外面を個別にまたは複数の物品と一緒にコーティングできるように軸方向に揃えかつスピンドル２８上に直接支持することができる。あるいは、物品Ｃの内面をコーティングできるように軸方向に揃えられかつスピンドル２８上に支持された固定部材Ｆ上に物品Ｃを支持することができる。

図示のシステム１０の実施形態が複数のスプレー構成部材および硬化構成部材を含み、かつ物品Ｃの処理が多数のステーションで行われることを理解されたい。第１のステーション３０では、予熱構成部材１６または炉内で、物品Ｃを予熱するかまたは他の方法で後続のステーション用に準備することができる。第２組のステーション３２または密閉スプレーブーススプレー閉じ込め構成部材２０内のスピンドル回転ステーション構成部材１８では、第１のコーティング材料または下塗り材料を物品Ｃに塗布するようにスプレーシステム構成部材２１を動作させることができる。物品Ｃは次に、スピンドル２８上に支持されたコンベアシステム１２を介して第２または第３のコーティング塗布ステーションまで進み、そこで二次材料および／または任意の仕上げ材料を塗布されるか、あるいはさらに硬化構成部材ステーション２３まで進む。物品Ｃは、システム１０から出る前に、目視検査システム構成部材２２によって品質管理のために再検査され、物品Ｃが必要な品質標準を満たしていない場合、物品は、欠陥部品自動廃棄システム２４を使用してシステム１０から除去される。スプレーブース２０の各構成部材および加熱または硬化構成部材１６、２３はほぼ同様であるため、各システムをプライム符号を用いて参照し、システム間の特定の違いのみについてさらに詳しく説明する。

図２〜６、１０〜１、１５〜１９、および２１〜２２ｂに示されているように、コンベアシステム２５、スプレーブース２０、ならびに予熱および硬化部材１６、２３は、やはりフレーム１１上に支持された壁およびヒンジ付きドアまたはカバー２６に囲まれたフレーム１１上に支持されている。開口部を有する壁およびドア２６を使用すると、作業員は、動作中のシステム１０を見ることができ、一方、システムの可動部品、または塗布されている有害な材料からの煙霧にさらされるのを防止することができる。壁および各バー２６の開口部は、透明な合成樹脂材料、たとえば強化ガラスを使用して密封される。樹脂材料は、システム１０を容易に清掃できるように迅速に取り外し交換できるように取り付けられている。さらに、スプレーブース２０の内面は、清掃速度を高めるように取り外し可能なプラスチックライナで裏打ちすることができる。

図３を参照すると、スピンドルコンベアシステム構成部材２５が、スピンドル２８を開口部２９を通してシステム１０の予熱構成部材１６内に移動させるように示されている。図４および５は、予熱構成部材１６を、コーティングの前に製造すべき金属物品Ｃを加熱する予熱炉として示している。本実施形態の予熱炉１６および硬化炉２３は、New York BlowerファンおよびWatlow電気ヒータを備えることが好ましい。予熱炉内のコンベア構成部材２５は、物品Ｃを所望の長さの予熱時間にわたって予熱炉内に残るのを可能にするように調整することのできる一連の巻き上げ部材を有している。コンベア構成部材２５を駆動するのに電気モータ駆動部材、すなわち、Sew Euro Driveが使用される。好ましいコンベアチェーン１５は、改良されたTsubakiチェーンである。図３において、作業員がシステムを終了させるのを可能にする安全停止部材４０と、予熱炉１６に進入する各スピンドル２８上に存在する固定部材Ｆを監視する目視検査システム２２の目視検査カメラ４２が設けられていることを留意されたい。

図５に示されているように、カバーまたはドアインターロックスイッチ４４も、各ヒンジ付きカバーに隣接して位置し、制御システム１２に電気的に相互接続されている。カバー２６を、図５および２１に示されている空気圧エアシリンダ４６を介して開放する代わりにシステム１０の動作時に手動で開放する場合、インタロックスイッチは、コンベアシステム２５の動作を停止するように動作する。このような安全インタロックは、作業員が動作時にはシステムにアクセスできないようにする。

図５はさらに、図４の予熱炉構成部材１６内のスピンドルコンベアシステム構成部材を示しており、この場合、ヒンジ付きドア２６は開放されている。この場合も、空気圧エアシリンダ４６は、ドアを閉鎖位置に維持するのに使用され、図示のようにドア位置を監視するように配置された光ファイバセンサであってよいインタロックセンサ４４またはセイフティアイと相互接続されている。追加的な圧力センサ４８が、システムのチャンバ同士または構成部材同士の間、たとえば予熱構成部材１６や密閉スプレーブース構成部材２０内に設けられており、チャンバ同士の圧力差を監視するのに使用される。図２３ａ〜２３ｄは、チャンバドア２６の追加的な概略図である。

第１のステーション３０での予熱が完了すると、スピンドルコンベア構成部材２５は、所望のコーティング材料のスプレーコーティングを行うために物品Ｃを第２のステーション３２に移動させる。図６では、物品Ｃが、開放位置に示されている密閉スプレーブース構成部材２０内に示されている。密閉スプレーブース２０は、スプレーされるべき物品Ｃを支持するスピンドル２８が、スプレー中に密閉され物品を完全に囲むのを可能にする。

密閉スプレーブース２０は、図２４ａ〜２４ｄに示されている第１の半部５４および図２５ａ〜２５ｄに示されている第２の半部５６の２つの半部として形成されている。スプレーブース２０内には、コーティングすべき物品を支持する対応する数のスピンドル２８にスプレーする所望の数の材料スプレーガン５０を含むスプレーシステム構成部材２１が設けられている。図７の実施形態では、ノズル５１を有し、１動作サイクル中またはスプレーブース２０の閉鎖時に物品Ｃを支持する４つのスピンドル２８をコーティングするのを可能にする４つのスプレーガン５０が、密閉スプレーブース構成部材２０内に設けられている。本システムの実施形態では，Anest IwataガンまたはTurbosprayガンが使用されている。ラウンドホィール５２の形をした安全遮断機能が設けられている。ラウンドホィール５２がシステム１０の動作時にスピンドル２８または他の部材に接触するかまたはスピンドル２８または他の部材によって移動させられた場合、システムは自動的に停止させられる。

図２７ａ、２７ｂにより詳しく示されているように、スプレーブース２０の第１および第２の半部５４、５６は、フレーム１１上に滑り可能に係合するように支持されている。スプレーブース２０の各半部５４、５６は、第１および第２の半部５４、５６の各半部の頂面上に取り付けられ、フレーム部材１１上に取り付けられたレール５８上へのスプレーブース構成部材の滑り係合を支持する直線状レールベアリング５７を含んでいる。第１および第２の半部５４、５６は、第１および第２の半部に係合した歯車ラック６２に係合した歯車６０によってレールに沿って開放位置と閉鎖位置との間を駆動される。歯車６０が制御システム１２によって空気圧シリンダを使用して作動させられると、第１および第２の半部は、歯車ラック６２に沿って駆動される歯車６０の移動によって、矢印で示されている方向に開放位置と閉鎖位置の間を同時に移動させられる。閉鎖位置になると、第１の半部と第２の半部との間にゴムシールまたはガスケット６４に沿って密封係合が生じる。ランオフボックス５９が、スプレーブース２０の第１の半部５４内から、動作時にコーティング材料がスプレーされる傾斜した背面に沿ってコーティング材料を受けとるように設けられている。

図６、１２、２７ａ、および２７ｂには、開放位置にある密閉スプレーブース構成部材の追加的な図が示されており、この場合、スピンドル回転ステーション構成部材１８の各部がスプレーブース２０の下方に位置に示されている。図２８ａも、容易に清掃を行える開放位置にある密閉スプレーブース構成部材を示している。図２８ｂは、位置合わせ位置にある密閉スプレーブース構成部材を示しており、このとき、コンベアシステム構成部材２５は、コーティングすべき物品Ｃが装填されたスピンドル２８を、スプレーを行えるようにスピンドル回転ステーション１８位置に移動させる。

システム１０によるコンベアシステム２５上のスピンドル２９の位置合わせ時には、スプレーブース２０の２つの半部５４、５６を完全に開放する必要はなく、スピンドル２８を通過させるのに十分なだけ開放すればよい。図２８ｃは、完全閉鎖位置にあり、スピンドル回転ステーション１８の動作およびスプレーシステム構成部材２１を使用したスプレー工程の準備が完了し、スピンドル取り付け組立体６６が密閉スプレーブース２０の下方から延びている密閉スプレーブースを概略的に示している。

図２９ａも、垂直方向に低い直角なスプレーガン位置に示された調整可能なスプレーガン５０に対するスピンドル回転ステーション１８およびスピンドル取り付け組立体６６の位置を示している。図２９ｂは、垂直方向に高いスプレーガン位置に示された調整可能なスプレーガン５０に対するスピンドル回転ステーション組立体の位置を示している。図３０は、スプレーガン５０を水平ノズル５１位置、垂直ノズル５１位置、および傾斜ノズル５１位置を通過させる水平支持体および垂直支持体、ベルト駆動キャリッジ６７、ならびに調整機能機構６８を示している。スプレーガン５０に必要な空気およびコーティング材料を供給するために、軸６９を貫通する空気・コーティング供給配管が設けられている。

スプレーブース２０が図２８ｃに示されている完全閉鎖位置にあるとき、ゴム製チューブガスケットシール６４がブースの各半部５４、５６の縁部に設けられるだけでなく、プラスチック製突き合わせシール７０も設けられる。さらに、互いに重なり合ったプラスチックプレート７２がコンベアシステム２５上に追加的なシールを形成する。本システムは、コンベアシステム構成部材２５およびスピンドル回転ステーション構成部材１８を、各構成部材内に滴り落ち、構成部材の動作を妨げるコーティング材料から保護する多数の他の密封機構も有している。所望のコーティング材料が、密閉ブース５４の第１の半部に隣接して配置された材料供給装置５５からスプレーシステム構成部材２１に供給されることに留意されたい。

図８〜１１および３０ａ〜３０ｆは、密閉スプレーブース２０に隣接するスピンドル回転ステーション構成部材１８を示している。スピンドル２８は、すべて制御システム１２の制御の下で、スプレーブース２０内で適切に位置合わせされ、スプレーブース２０が閉鎖位置に駆動されると、スプレーシステム構成部材１８を使用してスプレー工程が実行される間高速で回転させられる。スピンドルＳを回転させるときには、スピンドル回転ステーション構成部材１８の駆動組立体７４が、スピンドル取付け組立体６６の被駆動側で、ここ及び図９、図１０に示されているベルト駆動部材７６の一方の側を駆動する防爆性モータ７５によって駆動される。ベルト７６をスピンドルＳに係合させるテンションプーリ７７が、図８のベルト駆動組立体内に設けられている。図３０ａ〜３０ｆに示されているように、同様のベルト７６’がベルト駆動組立体７４の反対側でスピンドル２８に係合し、スピンドル２８の回転移動時に各スピンドル２８に等しい摩耗を生じさせる。ベルト駆動装置７６は、一方向に駆動されると、駆動方向に応じてそれ自体を引き込むかまたは引き出す傾向がある。向かい合うベルト駆動部材または両面ベルト駆動部材を使用すると、スピンドルロッドの両側にかけられる力が等しくなる。さらに、追加的な負荷支持を実現する銅製ベアリング７８が組立体のベースに設けられている。スプレー時にスピンドルを連続的に回転させるビジョンアイ７９が、密閉スプレーブース構成部材の下方にスピンドル回転ステーションに隣接して設けられている。図２６ａ〜２６ｄは、スプレー時にスピンドル回転ステーションに設けられるチェーン・スピンドル組立体の一部の追加的な概略図である。

図９は、スピンドル回転ステーション構成部材１８、特にベルト駆動組立体７４の歯車駆動機構８０の他の詳細図を示している。図３０ａ〜３０ｆは、スピンドル回転ステーション１８の駆動組立体７４の様々な態様を示している。図３０ａは、駆動ベルト７６、７６’が開放され、スピンドル２８がスピンドル回転ステーション構成部材に装填されるかまたはスピンドル回転ステーション構成部材内に位置合わせされる開放位置を示している。図３０ｂは、スプレー工程中にスピンドル２８が回転できるように駆動ベルト７６、７６’がスピンドル組立体６６に係合する閉鎖位置を示している。図３０ｃ〜３０ｆは、駆動組立体７４の詳細上面図、側面図、端面図、および切り欠き図である。

図１０は、スピンドル回転ステーション１８における、開放位置にある密閉スプレーブース２０の一部を示している。図１１は、図１０に類似しているが、スピンドルＳ上に支持されるように示された物品Ｃを有する固定部材Ｆを含んでいる。スプレーガン５０は固定部材下の上方に示されている。さらに、コーティング材料の下向きの移動を防止するためにスピンドル取り付け組立体６６の上方へ空気を移動させるのに使用されるエアナイフ構成部材８２のような、コンベア構成部材２５の汚染を防止するために設けられた障壁のうちのいくつかも示されている。スピンドルＳ上に取り付けられるように示された重ね塗りディスク８４も使用される。密閉スプレーブースのプラスチック層７０は、閉鎖位置に移動させられると、スピンドル回転ステーション１８において４つのスピンドル２８を囲むクラムシェルシールまたは突き合わせシールを形成する。クラムシェルシールの一部を覆う保護シングル７２の一方の側も示されている。他の保護層が図４に示されており、互いに重なり合った追加的なプラスチック層７３が重ね塗りディスク８４の下方に設けられている。下部ディスク８６もクラムシェルシールの下方に設けられている。図２０および図２６ａ〜２６ｃに示されているように、プラスチックチェーンリンクカバー８８およびチェーンガイド９０を設けることもできる。多数のレベルの防護機能を使用してチェーンの汚染を防止することによって、本システムのコンベア構成部材２５の連続動作の信頼性が向上する。本システムを使用すると、システム内でコーティング材料が過剰にスプレーされ、こぼれた場合にコーティング材料を分離し閉じ込めることができ、製造時に物品Ｃを移送するコンベア構成部材２５が保護される。

本実施形態では、好ましくは第２のステーション３２で下塗りコーティング材料をスプレーする本システムの第１の密閉スプレーブース構成部材２０は、図１２の開放位置に設けられ、第２の密閉スプレーブース構成部材２０’は、第２のステーション３２’に設けられ、第２の密閉スプレーブース構成部材２０’に所望のコーティング材料を供給する供給・計測システムの後方に示されている。図示のシステムが、それぞれ４つのスプレーガン５０を有する２つの密閉スプレーブース構成部材を備えていることを理解されたい。しかし、密閉スプレーブースとスプレーガンの任意の所望の組み合わせを設けることができる。スプレーガン５０、５０’はそれぞれ、水平方向、垂直方向、および回転軸に対して約６０度に移動可能である。

第２のコーティングステーション３２’でのスプレー工程に続いて、コンベアシステム構成部材２５上の各スピンドルは後処理または硬化構成部材２３に位置合わせされる。この硬化チャンバまたは硬化炉では、各部品の周囲の環境から追加的な溶剤が除去され、外気または濾過された空気がチャンバ内に再循環される。各々が互いに隣接する２つのスピンドル上に取り付けられたリンクカバー８８のような他の障壁部材も示されており、やはり上部重ね塗りディスク８４の下方に設けられ、さらにリンクを汚染から保護する。スピンドル２８を囲むチェーンガイド９０も示されている。設けられているチェーン１５は、４インチリンクチェーンであり、２つの銅製ベアリング９２を有している。本システムでは、２つのスピンドル２８が、システム内を移動する際に一緒に移動しかつ位置合わせされるようにタイミングを調整される。同様に、スピンドル回転ステーション構成部材１８の所の２つの密閉スプレーブース２０、２０’の各スプレーブース内の４つのスプレーガン５０を一緒に動作するようにタイミングを調整しなければならない。たとえば予熱炉構成部材１６および硬化炉構成部材２３において必要な間隔調整を行う巻き上げ調整部材が、密閉スプレーブース構成部材２０の各側に設けられている。

図１４および１９に示されている排気換気・吸気フィルタ９４が硬化チャンバ２３に隣接して設けられている。溶剤を含む排気は、処理、たとえば不図示のルーフインシネレータでの焼成を行うために除去される。排気を除去し処理することにより、本システムのスプレー工程によって環境問題が最低限に抑えられ、密閉スプレーブースはさらに、厳しく規制されている化学材料に対する作業員の曝露を著しく低減させる。図１９は、物品Ｃが第２のスプレー塗布に続いてコンベア構成部材２５上を搬送される際に通過する硬化構成部材２３と、システム１０の相互接続された主制御パネル１２を示している。

図１５、１６、１７、および１８は、本システムによって設けられる目視検査システム構成部材２２および欠陥部品自動廃棄システム構成部材２４を示している。欠陥部品自動廃棄システム２４は、実施される各ステップを明確にするために様々な動作位置に示されている。目視検査システム２２は、１つまたは２つ以上の水平バー上に取り付けられ、物品Ｃに塗布されるコーティング材料の品質を監視するカメラ４２を含んでいる。図１５は、検査開始位置にある２つの固定部材Ｆおよび部品Ｃを示している。図１６は、欠陥部品廃棄システム２４のグリッパ９６によって把持され、必要なコーティング品質標準を満たしていないために廃棄される物品Ｃを廃棄または排出する前にほぼ中間点まで回転させられる２つの固定部材Ｆおよび欠陥物品Ｃを示している。図１７は、排出される前の、中間点を越えたグリッパ９６を示している。図１８は、廃棄される物品Ｃを、構成部材２４の下方に配置されたゴミ箱に放出または排出するために、完全に上下が反転した位置のグリッパ９６を示している。

図３１ａ〜３１ｅおよび図３２ａ〜３２ｅは、欠陥部品廃棄システム構成部材２４の他の図である。図３１ａの正面図に示されているように、カメラ検査システム視認では、部品は、グリッパの爪を開閉させるように作動させられるリンク部材を有する空気圧制御式グリッパ機構の中間の、スピンドル２８上に位置している。グリッパ機構９６は、空気圧制御式水平引き上げ機構９８上に支持されている。グリッパ機構９６は、欠陥部品を把持し、釣り合い重り１０２を使用して、この物品Ｃを図３２ａ〜３２ｅに示されているように１８０度回転移動させる。動作中の空気圧シリンダ１００は、図示のように各機構上に支持される。図３１ｂは、廃棄される部品を除去する排出、放出、または吐出位置にある水平引き上げ機構９８およびグリッパ機構９６を示している。図３１ｃ〜３１ｅは、排出、放出、または吐出位置の上面図、正面図、および側面図である。図３２ａ〜３２ｂは、開始位置から放出位置への欠陥部品自動廃棄システム２４の位置または移動を示している。

図３３ａ〜３３ｅは、それぞれ、把持位置および放出位置のグリッパ機構９６の底面図、側面図、正面図、および側面図を、上下逆さまの図または位置に示している。図３４ａ〜３４ｃは、グリッパ機構９６を支持する水平引き上げ機構９８の、開始位置から放出または排出位置までを示している。

図３５ａ〜３５ｅは、前述のシステムと同様であるが前述のシステムより規模が小さい構成部材によって搬送される単一のスプレーガン５０’および８つのスピンドル２８’のみを有する密閉スプレーブース構成部材２０’を使用する、より小型のスピンドルスプレーコーティングシステム１０’を示している。

Claims (5)

1. スピンドルスプレーコーティングシステムであって、
   前記システム内で、スピンドル上に支持された各部品を水平方向に移送するスピンドルコンベアシステム構成部材と、
   スプレー中に、各部品を支持する個々のスピンドルを回転させるスピンドル回転ステーション組立体と、
   前記スピンドルコンベアシステム上に支持された密閉スプレーブースに各部品を移動させるための開放位置、およびスプレー中に、スピンドル上に支持された各部品を閉じ込めて、スプレーされるコーティング材料に対する環境および作業員の曝露を最低限に抑えるための閉鎖位置を有するスプレー閉じ込め密閉スプレーブースとを有するスピンドルスプレーコーティングシステム。
2. スピンドルスプレーコーティングシステムであって、
   前記システム内で、スピンドル上に支持された各部品を水平方向に移送するスピンドルコンベアシステム構成部材と、
   スプレーコーティングの前に前記システム内で、スピンドル上に支持された各部品を予熱する予熱構成部材と、
   スプレー中に、各部品を支持する個々のスピンドルを回転させるスピンドル回転ステーション組立体と、
   調整可能なスプレーシステムによるスプレー中に、スピンドル上に支持された各部品を閉じ込めて、スプレーされるコーティング材料に対する環境および作業員の曝露を最低限に抑えるスプレー閉じ込め密閉スプレーブースと、
   前記スピンドル上に支持された前記部品がスプレー中にコーティングされたかどうかを判定する目視検査システムと、
   欠陥部品自動廃棄用組立体とを有するスピンドルスプレーコーティングシステム。
3. 二次スプレーシステムによる二次スプレー中に、スピンドル上に支持された各部品を閉じ込める第２のスプレー閉じ込め密閉スプレーブースをさらに有する、請求項１または２に記載のスピンドルスプレーコーティングシステム。
4. 回転させるべきスピンドルを装填する第１の開放位置と、回転させるべきスピンドルに係合する第２の位置とを有し、モータと歯車機構によって駆動され、回転させるべき前記スピンドルの一方の側に沿って係合する第１の駆動ベルトと、回転させるべき前記スピンドルの反対側に沿って係合する第２の駆動ベルトとを有し、前記第１の駆動ベルトを回転すると、前記第２の駆動ベルトが回転し、回転させられる前記スピンドルにかかる力を均一化するスピンドル回転駆動組立体。
5. 垂直引き上げ機構と、欠陥部品を把持し、釣り合い重りを使用して前記部品を引き上げ１８０度回転移動させるグリッパ機構とを有し、引き上げ及び回転移動の後に、前記グリッパ機構からの放出によって前記部品が処分される欠陥部品自動廃棄用組立体。

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