JP2011104536A - 静電塗装装置および静電塗装装置の塗料汚れ防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】静電塗装装置による塗装工程の進行状況に応じて、ロボットアームの周囲に存在している塗料ミストの性状が変化する場合において、ロボットアームの塗料汚れを確実に防止することができる静電塗装装置および静電塗装装置の塗料汚れ防止方法を提供する。
【解決手段】車体２に対して塗料を噴霧する塗装ガン３と、塗装ガン３を車体２に対して移動させるロボットアーム４と、塗装ガン３に電圧を印加する高電圧発生装置３ｂと、ロボットアーム４に、高電圧発生装置３ｂにより印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する高電圧発生装置９と、を備え、高電圧発生装置９は、ロボットアーム４に印加する電圧を変更する手段であるコントローラ９ｂを有する静電塗装装置１であって、コントローラ９ｂは、静電塗装装置１による一連の塗装工程におけるロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、ロボットアーム４に印加する電圧を変更する。
【選択図】図７

Description

本発明は、静電塗装装置の技術に関し、より詳しくは、静電塗装装置の塗料汚れを防止するための技術に関する。

従来、静電塗装装置が備える塗装ガンやロボットアームに、塗料ミストが付着して汚れること（即ち、塗料汚れ）を防止するための技術が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。

特許文献１に開示された従来技術では、被塗装物に対して塗料を噴霧する塗装ガンと、塗装ガンを被塗装物に対して移動させるロボットアームを具備する静電塗装装置において、塗装ガンによって塗料に電圧を印加する構成であって、ロボットアームに対しても、塗料に印加する電圧と同極性の電圧を印加し、ロボットアームの周囲に塗料ミストと反発し合う電界バリアを形成することによって、空中を拡散してロボットアームに接近してくる塗料ミストがロボットアームに付着することを防止して、ロボットアームの塗料汚れを防止する構成としている。

空中を拡散してロボットアームに接近してくる塗料ミストは、塗装ガンから被塗装物に向けて噴霧される塗料の噴流の流れに沿って、一旦被塗装物に接近した後に被塗装物に塗着されずにオーバースプレーされ、被塗装物の周囲に間接的に拡散する塗料ミストが大半であり、この塗料ミストによるロボットアーム等の塗料汚れを防止することが、従来技術の主たる目的となっている。尚、このような一旦被塗装物に接近した後に被塗装物に塗着されずにオーバースプレーされ被塗装物の周囲に間接的に拡散する塗料ミストを、以後、間接塗料ミストと呼ぶ。

特開２００７−６９１３６号公報

例えば、自動車の車体を塗装するための塗装ラインにおいて、従来は、車体の上面部を塗装する工程と、車体の側面部を塗装する工程が、塗装ラインの上流・下流に分かれて配置されることが多く、車体の上面部を塗装するための静電塗装装置と、車体の側面部を塗装するための静電塗装装置は、塗装工程ごとに離間して配置される場合が多かった。
このため、ある静電塗装装置の塗装ガンから噴霧された塗料ミストが、他の静電塗装装置に直接的に到達して、複数の静電塗装装置が互いに塗料を掛け合うような状況が生じることは少なかった。尚、このようなある静電塗装装置の塗装ガンから噴霧され他の静電塗装装置に直接的に到達する塗料ミストを、以後、直接塗料ミストと呼ぶ。

一方、昨今では、塗装ラインのコンパクト化を図るニーズが高まっており、各部（上面部や側面部）を塗装するための各静電塗装装置を、より接近させて配置する場合が多くなってきた。
このため、複数の各静電塗装装置で互いに塗料を掛け合う状況が発生するようになり、静電塗装装置（特にロボットアーム）の直接塗料ミストによる塗料汚れが以前にも増して懸念される状況となっていた。

しかしながら、従来技術に係る塗料汚れの防止方法は、主に間接塗料ミストによる塗料汚れのみを防止するものであるため、静電塗装装置による塗装工程の途中で、直接塗料ミストと間接塗料ミストが入り混じりながら発生する場合には、静電塗装装置の塗料汚れを十分に防止することができないという問題があった。

本発明は、係る現状の課題を鑑みてなされたものであり、静電塗装装置による塗装工程の進行状況に応じて、ロボットアームの周囲に存在している塗料ミストの性状が変化する場合において、ロボットアームの塗料汚れを確実に防止することができる静電塗装装置および静電塗装装置の塗料汚れ防止方法を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、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、前記塗装ガンに電圧を印加する第一の電圧印加手段と、前記ロボットアームに、前記第一の電圧印加手段により前記塗装ガンに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段と、を備え、前記第二の電圧印加手段は、前記ロボットアームに印加する電圧を変更する手段たる印加電圧変更手段を有する静電塗装装置であって、前記印加電圧変更手段は、前記静電塗装装置による一連の塗装工程における前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、前記ロボットアームに印加する電圧を変更するものである。

請求項２においては、前記印加電圧変更手段は、前記一連の塗装工程における前記静電塗装装置の動作に同期して、前記一連の塗装工程における前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧を決定するとともに、前記第二の電圧印加手段により前記ロボットアームに印加する電圧を変更する印加電圧変更プログラムが設定され、前記印加電圧変更プログラムに従って、前記印加電圧変更手段によって、前記ロボットアームに印加する電圧を、該ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧に変更するものである。

請求項３においては、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、前記塗装ガンに電圧を印加する第一の電圧印加手段と、前記ロボットアームに、前記第一の電圧印加手段により前記塗装ガンに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段と、を備え、前記第二の電圧印加手段は、前記ロボットアームに印加する電圧を変更する手段たる印加電圧変更手段を有する静電塗装装置の塗料汚れ防止方法であって、前記印加電圧変更手段によって、前記静電塗装装置による一連の塗装工程における前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に係る情報を取得する工程と、前記塗料ミストの性状に係る情報に基づいて、前記ロボットアームに印加する電圧を変更する工程と、を備えるものである。

請求項４においては、前記塗料ミストの性状に係る情報に基づいて、前記ロボットアームに印加する電圧を変更する工程は、前記印加電圧変更手段に対して、前記一連の塗装工程における前記静電塗装装置の動作に同期して、前記一連の塗装工程における前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧を決定するとともに、前記第二の電圧印加手段により前記ロボットアームに印加する電圧を変更する印加電圧変更プログラムを設定する工程と、前記印加電圧変更手段によって、前記印加電圧変更プログラムに従って、前記ロボットアームに印加する電圧を、該ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧に変更する工程と、を備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、ロボットアームに、該ロボットアームの周囲に存在している塗料ミストに対して最適な電圧を常に印加することができる。これにより、ロボットアームの塗料汚れを確実に防止することができる。

請求項２においては、静電塗装装置の装置構成を変更することなく、容易にロボットアームに、該ロボットアームの周囲に存在している塗料ミストに対して最適な電圧を常に印加することができる。

請求項３においては、ロボットアームに、該ロボットアームの周囲に存在している塗料ミストに対して最適な電圧を常に印加することができる。これにより、ロボットアームの塗料汚れを確実に防止することができる。

請求項４においては、静電塗装装置の装置構成を変更することなく、容易にロボットアームに、該ロボットアームの周囲に存在している塗料ミストに対して最適な電圧を常に印加することができる。

本発明の一実施例に係る静電塗装装置の全体構成を示す模式図。 本発明の一実施例に係る塗装ガンおよびロボットアームの構成を示す部分模式図、（ａ）塗装ガンおよびロボットアームの構成を示す部分模式図、（ｂ）高電圧発生装置の構成を示す模式図。 本発明の一実施例に係る静電塗装装置による電界バリアの生成状況を示す模式図。 本発明の一実施例に係る塗装ラインにおける静電塗装装置の配置状況を示す模式図。 ロボットアームの周囲における塗料ミストの発生状況を示す模式図。 直接塗料ミストと間接塗料ミストに対する印加電圧と汚れ面積比の関係を調査した実験結果のグラフを示す図。 塗装部位に応じた印加電圧の変更状況を説明する模式図、（ａ）直接塗料ミストと間接塗料ミストが混在する場合を示す模式図、（ｂ）直接塗料ミストによる影響が大きい状況における場合を示す模式図、（ｃ）間接塗料ミストによる影響が大きい状況における場合を示す模式図。 本発明の一実施例に係る静電塗装装置の塗料汚れ防止方法における塗装工程の進行状況に対する印加電圧の変更状況を示す説明図、（ａ）図７におけるロボットアーム４Ｂに対する印加電圧の変更状況を示す図、（ｂ）図７におけるロボットアーム４Ａに対する印加電圧の変更状況を示す図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施例に係る静電塗装装置の全体構成について、図１〜図３を用いて説明をする。尚、以下の説明において、塗装ガンやロボットアームに対する印加電圧は全て負の極性を有している。

図１に示す如く、本発明の一実施例に係る静電塗装装置１は、塗装対象物たる被塗装物（車体２）に対して、静電塗装を行うための装置であり、塗装ガン３、ロボットアーム４等を備えている。
尚、本実施例では、自動車の車体２を塗装する用途に用いられる静電塗装装置１を例示して説明を行うが、本発明に係る静電塗装装置の用途をこれに限定するものではない。

図１および図２に示す如く、塗装ガン３は、被塗装物たる車体２に対して塗料を噴霧するための装置であり、ベルカップ３ａ、高電圧発生装置３ｂ、リング電極３ｃ等を備えている。

塗装ガン３は、ベルカップ３ａを図示しないエアモータ等の駆動手段により回転させて、ベルカップ３ａの内面に展延させた流体塗料を遠心力で微粒化させるとともに、高電圧発生装置３ｂによって、該塗装ガン３に負の静電高電圧を印加して、微粒化した塗料の粒子を負側に帯電させることができる回転霧化型の塗装装置である。
そして、負側に帯電した塗料と接地された（即ち、電位が０Ｖである）車体２との間で形成される静電電界を利用して、車体２に対する静電塗装を行うことができる。

図３に示す如く、塗装ガン３は、高電圧発生装置３ｂにより発生させる負の静電高電圧によって、負側に帯電されるため、塗装ガン３の表面から離れる方向に勾配を有する静電界ｍ１・ｍ１・・・が形成される。そして、この静電界ｍ１・ｍ１・・・によって、塗装ガン３の周囲に、負側に帯電した塗料ミストと反発し合う電界バリアを形成し、この電界バリアの作用により、塗装ガン３の塗料汚れを防止している。

さらに、高電圧発生装置３ｂにより発生させる負の静電高電圧は、リング電極３ｃに対しても印加される。リング電極３ｃには、複数の針状電極３ｄ・３ｄ・・・が、該リング電極３ｃの半径方向外側に向けて突設されている。そして、各針状電極３ｄ・３ｄ・・・によって形成される静電界ｍ２・ｍ２・・・によって、リング電極３ｃの周囲に負側に帯電した塗料ミストと反発しあうより強力な電界バリアを形成し、この電界バリアの作用により、塗装ガン３の塗料汚れをより確実に防止する構成としている。

図１に示す如く、ロボットアーム４は、その下部において基台部７に回動可能に連結される上下アーム５と、該上下アーム５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６とから構成され、前記上下アーム５、水平アーム６を各回動支点で回動させることで、前記水平アーム６の先端部に設けた塗装ガン３が、被塗装物（車体２）に対して移動されるように構成されている。

また、水平アーム６は、その先端部に塗装ガン３の連結筒３ｅが連結される第一アーム部６ａと、その先端部に前記第一アーム部６ａが連結される第二アーム部６ｂと、その先端部に前記第二アーム部６ｂが連結され、その後端部に前記上下アーム５が回動可能に連結される第三アーム部６ｃと、を有する構成としている。
また、第三アーム部６ｃは、前記上下アーム５を介して接地（アース接続）される構成としている。

また、図１および図２（ａ）に示す如く、第一アーム部６ａには、二つの屈折部６ｄ・６ｅが設けられ、各屈折部６ｄ・６ｅにおいて第一アーム部６ａが屈折動作される構成となっており、これにより、塗装ガン３が、図中における時計方向、又は、反時計方向に角度を変更することができる。

また、塗装ガン３を先端に取り付ける連結筒３ｅは、第一アーム部６ａ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、塗装ガン３が、連結筒３ｅの軸を中心として角度を変更することができる。これにより、塗装ガン３の被塗装物（車体２）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、第一アーム部６ａには、ロボットアーム４に対する電圧印加手段である高電圧発生装置９が内蔵され、第一アーム部６ａの外周表面全体に、塗装ガン３と同極性の高電圧が印加される。

図１および図２（ａ）（ｂ）に示す如く、高電圧発生装置９は、高電圧発生部９ａと、コントローラ９ｂと、を備えている。
高電圧発生部９ａは、所謂カスケードと呼ばれる昇圧回路を備えた部位であり、電源部によって生じさせる負極性の電圧を昇圧して、例えば、数十ｋＶ程度の負極性の高電圧を発生させることができる。

コントローラ９ｂは、高電圧発生部９ａにおいて発生させる高電圧の電圧値をコントロールするための部位であり、コントローラ９ｂに設定しておくプログラムに従って、高電圧発生部９ａによって発生する高電圧の電圧値を変更することができる。

そして、図３に示す如く、高電圧発生装置９により第一アーム部６ａに電圧を印加することによって、第一アーム部６ａの表面から離れる方向に勾配を有する静電界ｍ３・ｍ３・・・が形成される。そして、この静電界ｍ３・ｍ３・・・によって、第一アーム部６ａの周囲に、負側に帯電した塗料ミストと反発し合う電界バリアを形成し、この電界バリアの作用により、第一アーム部６ａ（即ち、ロボットアーム４）の塗料汚れを防止している。

また、図１および図２（ａ）に示す如く、第一アーム部６ａの外周には、高電圧発生装置３ｂにより塗料に印加される電圧と同極性の電圧が印加されるリング電極８（リング状の静電電極）がさらに設けられており、このリング電極８には、円錐形状の複数の針状電極８ａ・８ａ・・・が、リング電極８から半径方向外側へ向けて放射状に突設されている。

図３に示す如く、高電圧発生装置９により発生させる高電圧をリング電極８にも印加することによって、針状電極８ａ・８ａ・・・からは、リング電極８から離れる方向に勾配を有する静電界ｍ４・ｍ４・・・が形成される。
また、この静電界ｍ４・ｍ４・・・によって、第一アーム部６ａ（リング電極８）の周囲に、負側の帯電した塗料ミストと反発し合うより強力な電界バリアを形成し、この電界バリアの作用により、第一アーム部６ａ（即ち、ロボットアーム４）の塗料汚れをより確実に防止する構成としている。

尚、本実施例では、ロボットアーム４にリング電極８を備える態様を例示しているが、本発明に係る静電塗装装置が備えるロボットアームは、必ずしもリング電極を備えていなくてもよい。
また、本実施例では、高電圧発生装置９を、ロボットアーム４内に内蔵している態様の静電塗装装置１を例示しているが、本発明に係る静電塗装装置の態様をこれに限定するものではなく、例えば、高電圧発生装置をロボットアームの外部に備える態様の静電塗装装置とすることも可能である。

次に、塗装ラインにおける静電塗装装置の配置状況について、図４および図５を用いて説明をする。ここでは、図４に示すように、車体２・２・・・に対する塗装工程を実施するための塗装ライン１０において、車体２の主に上面部を塗装するための静電塗装装置１Ａと、車体２の主に側面部やハッチの裏面部を塗装するための静電塗装装置１Ｂと、が配置される場合を例示して説明をする。

図４に示す如く、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂは、車体２の上面部や側面部等を同時に塗装することができるように、接近して配置されており、静電塗装装置１Ａから噴霧された塗料が、直接的に静電塗装装置１Ｂまで到達する可能性があるとともに、静電塗装装置１Ｂから噴霧された塗料が、直接的に静電塗装装置１Ａまで到達する可能性がある。

このため、静電塗装装置１Ｂのロボットアーム４Ｂの周囲には、静電塗装装置１Ａから噴霧され、直接的に静電塗装装置１Ｂに接近する直接塗料ミストＸと、静電塗装装置１Ｂから車体２に向けて噴霧され、車体２に一旦接近してから間接的にロボットアーム４Ｂに接近する間接塗料ミストＹと、が混在している。

また、静電塗装装置１Ａのロボットアーム４Ａの周囲には、静電塗装装置１Ｂから噴霧され、直接的に静電塗装装置１Ｂに接近する直接塗料ミストＸと、静電塗装装置１Ａから車体２に向けて噴霧され、車体２に一旦接近してから間接的にロボットアーム４Ａに接近する間接塗料ミストＹが混在している。

ここで、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂの離間距離が小さいほど、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在する直接塗料ミストＸが増加する傾向にあり、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂの離間距離が大きいほど、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在する直接塗料ミストＸが減少する傾向にある。また、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂの離間距離が一定距離以上になれば、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在する直接塗料ミストＸは存在しなくなる（あるいは考慮する必要がない程度に少なくなる）。

ここで、直接塗料ミストＸおよび間接塗料ミストＹの各特性について、図５および図６を用いて説明をする。

図５に示す如く、直接塗料ミストＸは、例えば、静電塗装装置１Ａから噴霧され、直接的に静電塗装装置１Ｂに接近するため、塗装ガン３の高電圧発生装置３ｂによって印加された静電荷（電子）を車体２によって奪われることなく静電塗装装置１Ｂの周囲に拡散し浮遊するため、印加された静電荷（電子）をほぼそのまま保持している。

一方、間接塗料ミストＹは、図５に示すように、例えば、静電塗装装置１Ｂからハッチの裏面部に向けて噴霧され、車体２に一旦接近してから間接的にロボットアーム４に接近するため、塗装ガン３の高電圧発生装置３ｂによって印加された静電荷（電子）を車体２に奪われつつ、静電塗装装置１Ｂのロボットアーム４の周囲に拡散し浮遊するため、印加された静電荷（電子）に比して、間接塗料ミストＹが保持している静電荷（電子）は減少している。

つまり、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹは、拡散経路が異なるために帯電量が相異するという特性があり、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹの静電荷（電子）の帯電量を比較すると、直接塗料ミストＸの方が間接塗料ミストＹに比して、帯電量が相対的に大きくなる傾向にある。

次に、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹのそれぞれについて、静電塗装装置のロボットアームに対する印加電圧と、ロボットアームの汚れ面積（汚れ具合）との関係を求めた図６に示す実験結果に基づいて、各塗料ミストＸ・Ｙの特性を説明する。

まず、直接塗料ミストＸに係る実験結果について、説明する。
図６に示す如く、本実験に用いられた直接塗料ミストＸは、ロボットアームに対する印加電圧が−４５ｋＶ付近である場合に汚れ面積比が最小となっている。また、印加電圧を−４５ｋＶよりも低く（即ち、０Ｖに近く）していくと、汚れ面積比が増大していき、印加電圧が０Ｖのときに汚れ面積比が最大となっている。この印加電圧が０Ｖである状況は、ロボットアームが接地されている状況に等しく、ロボットアームに対して積極的に静電塗装を行うのと同じ状況になるため、印加電圧が０Ｖのときに汚れ面積比が最大となるのは当然の結果と言える。

また、印加電圧を−４５ｋＶよりも高く（即ち、より負側に大きく）していくと、それに伴って汚れ面積比も微増していく傾向が認められる。尚、ここで言う汚れ面積比とは、ロボットアームの表面上に所定面積の測定範囲を設定した場合における、当該測定範囲の面積に対する当該測定範囲における塗料の付着面積の割合を意味している。

つまり、直接塗料ミストＸとロボットアームに対する印加電圧との関係は、ロボットアームに対する印加電圧が高すぎても低すぎても、直接塗料ミストＸによる塗料汚れを防止する効果（以後、防汚効果と記載する）が低下する関係にあり、直接塗料ミストＸの帯電量に応じた印加電圧の最適値が存在していることが判る。

そして、本実験に用いられた直接塗料ミストＸに対しては、ロボットアームに対する印加電圧の最適値は−４５ｋＶ付近であり、印加電圧を−４５ｋＶ付近に設定すれば、直接塗料ミストＸに対して、最も高い防汚効果が得られることが判る。

次に、間接塗料ミストＹに係る実験結果について、説明する。
図６に示す如く、本実験に用いられた間接塗料ミストＹは、ロボットアームに対する印加電圧が−１５ｋＶ付近である場合に汚れ面積比が最小となっている。また、印加電圧を−１５ｋＶよりも低く（即ち、０Ｖに近く）していくと、汚れ面積比が増大している。

また、印加電圧を−１５ｋＶよりも高く（即ち、より負側に大きく）していくと、それに伴って汚れ面積比も増大していき、印加電圧が−１２０ｋＶのとき（本実験における最も負側に大きい電圧の印加時）に汚れ面積比が最大となっている。

つまり、間接塗料ミストＹとロボットアームに対する印加電圧との関係は、ロボットアームに対する印加電圧が高すぎても低すぎても、間接塗料ミストＹに対する防汚効果が低下する関係にあり、間接塗料ミストＹの帯電量に応じた印加電圧の最適値が存在していることが判る。

そして、本実験に用いた間接塗料ミストＹに対しては、ロボットアームに対する印加電圧の最適値は−１５ｋＶ付近であり、印加電圧を−１５ｋＶ付近に設定すれば、間接塗料ミストＹに対して、最も高い防汚効果が得られることが判る。

そして、このような直接塗料ミストＸおよび間接塗料ミストＹに係る各実験結果を総合すると、直接塗料ミストＸの方が間接塗料ミストＹに比して、帯電量が相対的に大きくなる傾向が認められることの裏付けができた。そして、直接塗料ミストＸおよび間接塗料ミストＹとでは、帯電量に応じて最も高い防汚効果が得られる印加電圧が決まることや、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹとでは、最も高い防汚効果が得られる印加電圧が異なっていること、さらに、ロボットアームに対する印加電圧が適正でなければ、電界バリアによる防汚効果が低下すること等が判明した。

さらに、ロボットアームの周囲に、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹが混在している場合には、双方の塗料ミストＸ・Ｙに対する防汚効果を考慮して、ロボットアームに対する印加電圧を−３０ｋＶに設定することによって、双方の塗料ミストＸ・Ｙに対して一定の防汚効果が得られることが判明した。

また、図５に示すように、車体２の外板部、内板部およびハッチの裏面部等は、それぞれ形状が異なっているため、各部を塗装部位とした場合における間接塗料ミストＹの拡散状態（塗料ミストの車体２に対する接近距離、接近時間およびオーバースプレー量等）は、塗装部位に応じて異なってくる。
つまり、塗装部位に応じて、ロボットアーム４の周囲に存在している間接塗料ミストＹの帯電量は変化する。

さらに、車体２の外板部、内板部およびハッチの裏面部等を塗装する場合における各塗装ガン３・３の動作は、プログラムに従って行われるため、各塗装部位における直接塗料ミストＸの発生量は、塗装部位に応じて異なってくる。
つまり、塗装部位に応じて、ロボットアーム４の周囲に存在している直接塗料ミストＸの性状（帯電量および存在の有無）は変化する。

即ち、ロボットアーム４の周囲に存在する各塗料ミストＸ・Ｙの性状（帯電量および存在の有無）は、各静電塗装装置１Ａ・１Ｂの配置状況や、塗装工程の進行状況等に応じて様々に変化している。このため、各状況におけるロボットアーム４の周囲に存在する各塗料ミストＸ・Ｙの性状を把握した上で、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状に応じた防汚対策を行わなければ、十分な防汚効果を確保することは困難であることが判った。

そこで、本発明に係る静電塗装装置および静電塗装装置の塗料汚れ防止方法では、ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に合わせて最適な電圧をロボットアームに印加することにより、常に最適な防汚効果を確保して、ロボットアームに対する塗料汚れの改善を図るようにしている。
尚、本実施例では、ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの「性状」の意味を、塗料ミストの帯電量および塗料ミストの存在の有無を含む概念として規定している。

次に、本発明の一実施例に係る静電塗装装置の塗料汚れ防止方法について、図７および図８を用いて説明をする。ここでは、静電塗装装置から発生する塗料ミストが、図６を用いて説明した実験結果に示す各塗料ミストＸ・Ｙである場合を例示するものとし、直接塗料ミストＸに対する印加電圧の最適値をＶ１（−４５ｋｖ）と規定し、間接塗料ミストＹに対する印加電圧の最適値をＶ２（−１５ｋｖ）と規定している。また、各塗料ミストＸ・Ｙが混在している状況における印加電圧の最適値をＶ３（−３０ｋｖ）と規定して、以下の説明を行う。

塗装工程では、形状が決まっている車体２に対して、静電塗装装置１の制御装置（図示せず）に予め設定しておく塗装プログラムに従って、ロボットアーム４による一連の塗装動作を制御し、塗装ガン３の変位および姿勢や、塗装ガン３による塗料の噴霧量等をコントロールすることによって、車体２に対する静電塗装が施す構成としている。

ここで、塗装部位（車体２）の形状が決まっており、かつ、各塗装ガン３・３の塗装動作（塗装プログラム）が決まっていれば、一連の塗装動作におけるロボットアーム４の周囲に存在する各塗料ミストＸ・Ｙの性状も決まってくる。このため、各塗料ミストＸ・Ｙの性状は、塗装プログラムと同期して、所定の規則性をもって変化する。
つまり、車体２に対する塗装工程では、塗装ライン１０に配置される各静電塗装装置１・１・・・に対する塗装プログラムが決定されていれば、一連の塗装工程において各ロボットアーム４・４・・・の周囲に存在する塗料ミストの性状の変化が決定される。

このため、決定した塗装プログラムに基づいて、車体２に対する一連の塗装動作におけるロボットアーム４の周囲に存在する各塗料ミストＸ・Ｙの性状の変化を実験やシミュレーション等により把握することができる。そして、把握結果に基づいて一連の塗装動作におけるロボットアーム４に対する印加電圧をコントロールすれば、常にロボットアーム４に対する塗料汚れの防止効果を最適に保持することができる。

具体的には、把握結果に基づいてどの印加電圧の設定値（即ち、各印加電圧Ｖ１〜Ｖ３）のどの値を選択するかと、各印加電圧Ｖ１〜Ｖ３を切り替えるタイミングと、を制御するプログラム（以下、印加電圧変更プログラムと呼ぶ）を高電圧発生装置９のコントローラ９ｂに設定しておくとともに、該印加電圧変更プログラムを塗装プログラムに同期して実行する。

本発明の一実施例に係る静電塗装装置の塗料汚れ防止方法では、具体的には、図８に示すような印加電圧変更プログラムを、コントローラ９ｂに設定しておく。そして、塗装工程の進行に同期して、印加電圧変更プログラムに従って、高電圧発生部９ａによって発生させる印加電圧を変更することによって、塗装工程の各状況において、高電圧発生装置９によって、ロボットアーム４に対する最適な電圧を印加する構成としている。

尚、コントローラ９ｂに印加電圧変更プログラムを設定するには、まず一連の塗装工程において、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在する各塗料ミストＸ・Ｙの性状の変化を予め実験やシミュレーション等によって把握しておく。そして、実験やシミュレーション等による把握結果に基づいて、塗装工程の各進行状況（各タイミング）における各ロボットアーム４Ａ・４Ｂに対する最適な印加電圧を予め求めておく。

そして、予め求めておいた塗装工程の各進行状況（各タイミング）における各ロボットアーム４Ａ・４Ｂに対する最適な印加電圧をコントローラ９ｂに設定しておくことによって、コントローラ９ｂに印加電圧変更プログラムが設定される。

そして、印加電圧変更プログラムに従うことによって、塗装工程の進行状況に同期して各ロボットアーム４Ａ・４Ｂに対する最適な印加電圧を決定することができる。そして、塗装工程の各進行状況（各タイミング）において、コントローラ９ｂにおける印加電圧の設定値を決定した最適な印加電圧に変更することができる。尚、実際のロボットアーム４Ａ・４Ｂの汚れ状況を確認しながら、印加電圧変更プログラムを適宜修正していくことも可能である。

このように、印加電圧Ｖ１〜Ｖ３を塗装工程の進行状況に応じて切り替えることで、ロボットアーム４に対して、塗装工程の進行状況に応じて、直接塗料ミストＸに対する最適な防汚効果や間接塗料ミストＹに対する最適な防汚効果、あるいは、直接塗料ミストＸと間接塗料ミストＹが混在している状況に最適な防汚効果を得ることが可能になり、常にロボットアーム４に対する塗料汚れの防止効果を最適に保持することができる。
尚、本実施例では、印加電圧をＶ１〜Ｖ３の３つの値から選択する構成としているが、本発明に係る印加電圧変更プログラムにおいて選択できる印加電圧の設定数をこれに限定するものではない。

即ち、本発明の一実施例に係る静電塗装装置１において、コントローラ９ｂは、一連の塗装工程における静電塗装装置１の動作に同期して、一連の塗装工程におけるロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧を決定するとともに、高電圧発生装置９によりロボットアーム４に印加する電圧を変更する印加電圧変更プログラムが設定され、印加電圧変更プログラムに従って、コントローラ９ｂによって、ロボットアーム４に印加する電圧を、該ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧に変更するものである。

また、本発明の一実施例に係る静電塗装装置１の塗料汚れ防止方法は、塗料ミストの性状に係る情報に基づいて、ロボットアーム４に印加する電圧を変更する工程は、コントローラ９ｂに対して、一連の塗装工程における静電塗装装置１の動作に同期して、一連の塗装工程におけるロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧を決定するとともに、高電圧発生装置９によりロボットアーム４に印加する電圧を変更する印加電圧変更プログラムを設定する工程と、コントローラ９ｂによって、印加電圧変更プログラムに従って、ロボットアーム４に印加する電圧を、該ロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧に変更する工程と、を備えるものである。
このような構成により、静電塗装装置１の装置構成を変更することなく、容易にロボットアーム４に、該ロボットアーム４の周囲に存在している塗料ミストに対して最適な電圧を常に印加することができる。

次に、塗装ライン１０上に接近して配置される静電塗装装置１Ａ・１Ｂに、本発明の一実施例に係る静電塗装装置の汚れ防止方法を適用する場合を例示して、図７および図８を用いて説明する。
本実施例では、塗装ライン１０上に配置される静電塗装装置１Ａによって、車体２の外板の上面部を塗装し、静電塗装装置１Ｂによって、外板の側面部とハッチの裏面部を塗装する場合を想定している。

このような配置例の塗装ライン１０において、図７（ａ）に示すような静電塗装装置１Ｂが備えるロボットアーム４Ｂの塗装ガン３によって、外板の側面部を塗装している塗装工程の進行状況では、ロボットアーム４Ｂの周囲には、静電塗装装置１Ａが備えるロボットアーム４Ａの塗装ガン３から噴霧される直接塗料ミストＸが存在している。また、ロボットアーム４Ｂの周囲には、ロボットアーム４Ｂの塗装ガン３から噴霧される間接塗料ミストＹも存在している。
このため、図７（ａ）に示すような塗装工程の進行状況においては、ロボットアーム４Ｂの周囲には、両塗料ミストＸ・Ｙが混在している状況にある。また、ロボットアーム４Ａの周囲においても同様に、両塗料ミストＸ・Ｙが混在している。

このような状況では、図８（ａ）に示すように、コントローラ９ｂにおいて設定されるロボットアーム４Ｂに対する印加電圧の設定値が、印加電圧変更プログラムによって、両塗料ミストＸ・Ｙが混在している状況に最適な印加電圧Ｖ３に変更される。そして、高電圧発生装置９の高電圧発生部９ａによって、印加電圧Ｖ３が発生され、ロボットアーム４Ｂに対して印加電圧Ｖ３が印加される。

また、図８（ｂ）に示すように、コントローラ９ｂにおいて設定されるロボットアーム４Ａに対する印加電圧の設定値も、印加電圧変更プログラムによって、両塗料ミストＸ・Ｙが混在している状況に最適な印加電圧Ｖ３に変更される。そして、高電圧発生装置９の高電圧発生部９ａによって、印加電圧Ｖ３が発生され、ロボットアーム４Ａに対しても印加電圧Ｖ３が印加される。

次に、このような状況から塗装工程が進行して、図７（ｂ）に示すように、ロボットアーム４Ｂの塗装ガン３による噴霧が停止した状況では、ロボットアーム４Ｂの周囲には、ロボットアーム４Ａの塗装ガン３によって噴霧された直接塗料ミストＸのみが存在している状況となる。

このような状況では、図８（ａ）に示すように、コントローラ９ｂにおいて設定されるロボットアーム４Ｂに対する印加電圧の設定値が、印加電圧変更プログラムによって、直接塗料ミストＸに対する最適値である印加電圧Ｖ１に変更される。そして、高電圧発生装置９の高電圧発生部９ａによって、印加電圧Ｖ１が発生され、ロボットアーム４Ｂに対して印加電圧Ｖ１が印加される。

一方このとき、ロボットアーム４Ａの周囲には、ロボットアーム４Ａの塗装ガン３によって噴霧された間接塗料ミストＹのみが存在している状況となる。
このような状況では、図８（ｂ）に示すように、コントローラ９ｂにおいて設定されるロボットアーム４Ａに対する印加電圧の設定値は、印加電圧変更プログラムによって、間接塗料ミストＹに対する最適値である印加電圧Ｖ２に変更される。そして、高電圧発生装置９の高電圧発生部９ａによって、印加電圧Ｖ２が発生され、ロボットアーム４Ａに対して印加電圧Ｖ２が印加される。

次に、さらに塗装工程が進行して、図７（ｃ）に示すように、ロボットアーム４Ｂの塗装ガン３によって、ハッチの裏面部を塗装する工程に移行すると、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの距離が離間するため、ロボットアーム４Ｂの周囲において、ロボットアーム４Ａの塗装ガン３から噴霧される直接塗料ミストＸが減少するとともに、ロボットアーム４Ｂ自身の塗装ガン３から噴霧される間接塗料ミストＹが増加する。また、ロボットアーム４Ａの周囲においても同様に、間接塗料ミストＹが増加する。

このような状況では、図８（ａ）に示すように、コントローラ９ｂにおいて設定されるロボットアーム４Ｂに対する印加電圧の設定値が、印加電圧変更プログラムによって、間接塗料ミストＹに対する最適値である印加電圧Ｖ２に変更される。そして、高電圧発生装置９の高電圧発生部９ａによって、印加電圧Ｖ２が発生され、ロボットアーム４Ｂに対して印加電圧Ｖ２が印加される。

またこのとき、図８（ｂ）に示すように、コントローラ９ｂにおいて設定されるロボットアーム４Ａに対する印加電圧の設定値は、印加電圧変更プログラムによって、間接塗料ミストＹに対する最適値である印加電圧Ｖ２に引き続き維持される。そして、高電圧発生装置９の高電圧発生部９ａによって、印加電圧Ｖ２が発生され、ロボットアーム４Ａに対して印加電圧Ｖ２が継続して印加される。

このように、本発明の一実施例に係る静電塗装装置およびその塗料汚れ防止方法では、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂは、その配置状態、塗装工程の進行状況、塗装ガン３による塗装部位の変化等によって、その周囲に存在している各塗料ミストＸ・Ｙの性状（即ち、各塗料ミストＸ・Ｙの帯電量および存在の有無）が変化するため、各ロボットアーム４Ａ・４Ｂに対する高電圧発生装置９・９による印加電圧を、塗装工程の進行状況に応じて適宜Ｖ１〜Ｖ３に変更することによって、各状況において各ロボットアーム４Ａ・４Ｂの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて常に最適化する構成としている。

即ち、本発明の一実施例に係る静電塗装装置１は、被塗装物たる車体２に対して塗料を噴霧する塗装ガン３と、塗装ガン３を車体２に対して移動させるロボットアーム４と、塗装ガン３に電圧を印加する第一の電圧印加手段たる高電圧発生装置３ｂと、ロボットアーム４に、高電圧発生装置３ｂにより塗装ガン３に印加する電圧と同じ負の極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段たる高電圧発生装置９と、を備え、高電圧発生装置９は、ロボットアーム４に印加する電圧を変更する手段であるコントローラ９ｂを有する静電塗装装置１であって、コントローラ９ｂは、静電塗装装置１による一連の塗装工程におけるロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、ロボットアーム４に印加する電圧を変更するものである。

また、本発明の一実施例に係る静電塗装装置１の塗料汚れ防止方法は、コントローラ９ｂによって、静電塗装装置１による一連の塗装工程におけるロボットアーム４の周囲に存在する塗料ミストの性状に係る情報を取得する工程と、塗料ミストの性状に係る情報に基づいて、ロボットアーム４に印加する電圧を変更する工程と、を備えるものである。

このような構成により、ロボットアーム４に、該ロボットアーム４の周囲に存在している塗料ミストに対して最適な電圧を常に印加することができる。これにより、ロボットアーム４の塗料汚れを確実に防止することができる。

１ 静電塗装装置
２ 車体
３ 塗装ガン
３ｂ 高電圧発生装置
４ ロボットアーム
９ 高電圧発生装置
９ａ 高電圧発生部
９ｂ コントローラ

Claims (4)

1. 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、
   前記塗装ガンに電圧を印加する第一の電圧印加手段と、
   前記ロボットアームに、前記第一の電圧印加手段により前記塗装ガンに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段と、
   を備え、
   前記第二の電圧印加手段は、
   前記ロボットアームに印加する電圧を変更する手段たる印加電圧変更手段を有する静電塗装装置であって、
   前記印加電圧変更手段は、
   前記静電塗装装置による一連の塗装工程における前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に応じて、前記ロボットアームに印加する電圧を変更する、
   ことを特徴とする静電塗装装置。
2. 前記印加電圧変更手段は、
   前記一連の塗装工程における前記静電塗装装置の動作に同期して、前記一連の塗装工程における前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧を決定するとともに、前記第二の電圧印加手段により前記ロボットアームに印加する電圧を変更する印加電圧変更プログラムが設定され、
   前記印加電圧変更プログラムに従って、
   前記印加電圧変更手段によって、前記ロボットアームに印加する電圧を、該ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧に変更する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の静電塗装装置。
3. 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、
   前記塗装ガンに電圧を印加する第一の電圧印加手段と、
   前記ロボットアームに、前記第一の電圧印加手段により前記塗装ガンに印加する電圧と同じ極性の電圧を印加する第二の電圧印加手段と、
   を備え、
   前記第二の電圧印加手段は、
   前記ロボットアームに印加する電圧を変更する手段たる印加電圧変更手段を有する静電塗装装置の塗料汚れ防止方法であって、
   前記印加電圧変更手段によって、前記静電塗装装置による一連の塗装工程における前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に係る情報を取得する工程と、
   前記塗料ミストの性状に係る情報に基づいて、前記ロボットアームに印加する電圧を変更する工程と、
   を備える、
   ことを特徴とする静電塗装装置の塗料汚れ防止方法。
4. 前記塗料ミストの性状に係る情報に基づいて、前記ロボットアームに印加する電圧を変更する工程は、
   前記印加電圧変更手段に対して、前記一連の塗装工程における前記静電塗装装置の動作に同期して、前記一連の塗装工程における前記ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧を決定するとともに、前記第二の電圧印加手段により前記ロボットアームに印加する電圧を変更する印加電圧変更プログラムを設定する工程と、
   前記印加電圧変更手段によって、前記印加電圧変更プログラムに従って、前記ロボットアームに印加する電圧を、該ロボットアームの周囲に存在する塗料ミストの性状に適した電圧に変更する工程と、
   を備える、
   ことを特徴とする請求項３に記載の静電塗装装置の塗料汚れ防止方法。

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