JP2020157232A - 塗膜除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 治具に付着した塗膜を短時間で除去することができる塗膜除去方法を提供すること。【解決手段】 被塗物（Ｗ）を吊り下げるフック部（１２２）が形成された子治具（１２）及び子治具を支持する親治具（１１）を有する治具（１０）に付着した塗膜を除去する塗膜除去方法であって、親治具から分離されて所定位置にセットされた子治具のフック部のうち被塗物との接触部位に、レーザ光を出射するレーザヘッド（３１２）を有するレーザ照射装置（３１）を用いてレーザ光を照射することにより、接触部位に付着した塗膜のみを除去する塗膜除去工程を含む、塗膜除去方法とすること。【選択図】 図４

Description

本発明は、被塗物を保持する冶具に付着した塗膜を除去するための塗膜除去方法に関する。

電着塗装を実施する場合、被塗物は、冶具に保持された状態で、電着槽内の電着塗料中に浸漬される。そして、電着塗料中に浸漬した被塗物に所定の電圧を印加することによって、被塗物表面が塗装される。このとき、治具を経由して被塗物に通電されるため、治具表面も被塗物と同時に塗装される。

治具表面のうち被塗物との接触部位（以下、治具の接触部位）は、初期には塗装されないが、治具を何度も使い回していくと、やがて、治具の接触部位にまで塗膜が形成されてしまう。治具の接触部位に塗膜が形成されると、被塗物と治具との電気的な接続状態が悪化する。つまり治具の接触部位に形成された塗膜により、被塗物と治具との間の電気抵抗が増大する。このため被塗物に十分に通電することができず、その結果、塗装不良を引き起こす。

上記した塗装不良の発生を防止するため、治具に付着した塗膜が定期的に除去される。一般的に、治具に付着した塗膜の除去は、例えば特許文献１に記載のように、治具全体を強アルカリ水溶液或いは溶剤等の剥離剤に浸漬させ、剥離剤によって塗膜を治具から剥離させることにより、行われる。

特開２００５−３２６４２４号公報

（発明が解決しようとする課題）
特許文献１に記載の塗膜の剥離方法では、塗膜の除去に長時間を要するため生産性が悪いという問題が生じる。また、治具全体を剥離剤に浸漬するために、広い作業スペースが必要となり、スペース的に不利である。そこで、本発明は、上記した不具合を解消することができる塗膜除去方法を提供することを、目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明は、被塗物（Ｗ）を吊り下げるフック部（１２２）が形成された子治具（１２）及び子治具を支持する親治具（１１）を有する治具（１０）に付着した塗膜を除去する塗膜除去方法であって、親治具から分離されて所定位置にセットされた子治具のフック部のうち被塗物との接触部位に、レーザ光を出射するレーザヘッド（３１２）を有するレーザ照射装置（３１）を用いてレーザ光を照射することにより、接触部位に付着した塗膜のみを除去する塗膜除去工程を含む、塗膜除去方法を提供する。

本発明によれば、レーザ光を照射することにより治具に付着した塗膜を除去する方法を採用することにより、剥離剤を用いて塗膜を除去する方法と比較して、より短時間で塗膜を除去することができる。また、親治具から分離された子治具のみをレーザ光の照射対象にすることにより、作業スペースに親治具を設置する必要がなく、小さい子治具を作業スペースに設置すればよい。このため作業スペースのコンパクト化を図ることができる。加えて、子治具のフック部のうち被塗物との接触部位に付着した塗膜のみをレーザ照射によって除去すればよいので、より一層、塗膜の除去時間の短縮化を図ることができる。

また、本発明に係る塗膜除去方法は、塗膜除去工程の前に実施され、レーザヘッドから出射されるレーザ光の光軸方向におけるレーザヘッドと子冶具の接触部位との間の光軸方向距離が適正距離（ＬＳ）となるように、光軸方向におけるレーザヘッドの光軸方向位置を基準位置に設定するティーチング工程を含むとよい。この場合、ティーチング工程は、レーザヘッドに固定された距離検出センサ（３５）により、所定位置にセットされた子冶具のマスターワークのうち接触部位に対応する部位と距離検出センサとの間の距離を第一距離（Ｌ１）として検出するとともに検出された第一距離を表示装置（３７）に表示する距離表示工程と、表示装置に表示された第一距離が、適正距離に対応して予め定められている基準距離（Ｌ０）になるように、レーザヘッドの位置を調整する位置調整工程と、位置調整工程にて調整されたレーザヘッドの光軸方向位置を基準位置に設定する基準位置設定工程と、を含むとよい。

これによれば、ティーチング工程にて距離検出センサによりマスターワークと距離検出センサとの間の第一距離が検出されるとともに表示装置にその距離が表示される。従って、作業者は、表示装置に表示された第一距離が、適正距離に対応して予め定められている基準距離になるように（一致するように）、レーザヘッドを移動することができる。このようにして、比較的容易にレーザヘッドのティーチングを実施することができるため、ティーチング作業性が向上するとともにティーチング時間の短縮化を図ることができる。

上記「適正距離」は、レーザヘッドから出射されるレーザ光が子治具の接触部位に照射されたときに、接触部位に付着した塗膜がレーザ光の熱によってほぼ除去され、且つ、接触部位を構成する子治具の母材が溶融するなどの損傷を生じることのない距離である。この適正距離は、予め調査して決定することができる。この場合、例えば、レーザヘッドから出射するレーザ光の焦点距離を適正距離と定義することができる。

また、塗膜除去工程は、光軸方向位置がティーチング工程にて設定された基準位置にあるレーザヘッドからレーザ光を出射しながらレーザヘッドを光軸方向に垂直な方向であって接触部位を横断する横断方向に移動させることにより、所定位置にセットされた子冶具の接触部位にレーザ光を照射する工程であるとよい。これによれば、子冶具の接触部位を横断するようにレーザ光を走査することにより、接触部位に付着した塗膜を除去することができる。

この場合、塗膜除去工程は、距離検出センサによって、所定位置にセットされた子冶具の接触部位と距離検出センサとの間の距離を第二距離（Ｌ２）として検出しながらレーザヘッドを横断方向に移動させることにより、レーザ光を接触部位に照射する照射工程と、照射工程にて第二距離が基準距離から許容範囲（ＬＢ）内で変動したときに、第二距離が基準距離に近づくようにレーザヘッドの位置を補正する補正工程と、を含むとよい。これによれば、子冶具の接触部位が許容範囲内で変形している場合であっても、その変形した接触部位に付着した塗膜を精度よく除去することができる。

また、塗膜除去工程は、距離検出センサによって、所定位置にセットされた子冶具の接触部位と距離検出センサとの間の距離を第二距離として検出しながらレーザヘッドを横断方向に移動させることにより、レーザ光を接触部位に照射する照射工程と、照射工程にて第二距離が基準距離から許容範囲を超えて変動したときに、異常を報知する異常報知工程と、を含んでもよい。これによれば、子冶具の接触部位が許容範囲を超えて変形している場合に異常を報知することにより、接触部位が大きく変形した子冶具を再度使用することを防止することができる。

また、レーザヘッド又は距離検出センサには、エアーブロー装置（３６）が取り付けられていてもよい。この場合、塗膜除去工程にて、エアーブロー装置から、レーザヘッドから出射されるレーザ光の光軸を横断する方向に向けてエアーが噴出されるとよい。これによれば、塗膜除去工程にてエアーブロー装置から噴出したエアーにより、レーザ光の照射位置から生じてレーザヘッドに向かう煙が吹き流される。このため、煙がレーザヘッドに到達してレーザヘッド内の部品（例えばレンズ）が汚染されることを防止することができる。

図１は、本実施形態に係る治具の正面図である。 図２は、治具のフック部に吊り下げられた被塗物を電着塗装するための電着塗装装置の概略図である。 図３は、親治具から子治具を分離する様子を示す図である 図４は、親治具から分離された子治具に付着した塗膜を除去するための塗膜除去装置の概略図である。 図５は、レーザヘッドから出射されるレーザ光と、距離検出センサにより検出される距離との関係を表す模式図である。 図６は、作業台の所定位置に配設された子冶具と、照射開始位置にあるレーザヘッドから出射したレーザ光の照射スポットとの位置関係を上方から表した模式図である。 図７は、接触部位に付着した塗膜が除去されたフック部の断面概略図である。 図８は、レーザヘッドから出射されるレーザ光と、エアーブロー装置から噴出されるエアーの流れとの関係を示す模式図である。 図９は、制御装置が実行する照射位置調整処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 図１０は、補正工程によりレーザヘッドの位置が補正される様子を示す図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本実施形態に係る塗膜除去方法により塗膜が除去される対象としての治具について説明する。図１は、本実施形態に係る治具１０の正面図である。図１に示すように、治具１０は、金属製の親治具１１及び子治具１２を有する。親治具１１は、枠体状のフレーム部１１１と、フレーム部１１１の上辺１１１ａから上方に立設した一対の連結部１１２，１１２を有する。

子治具１２は、長尺状の軸部１２１と、フック部１２２とを有する。軸部１２１の両端が、フレーム部１１１の両側辺１１１ｂ，１１１ｂに設けられた係合部１１１ｃ，１１１ｃに係合することにより、子治具１２が親治具１１に支持される。子治具１２が親治具１１に支持されたとき、子治具１２の軸部１２１は図１に示すように水平に保たれる。

フック部１２２は、軸部１２１の軸方向（水平方向）に沿った複数個所（図１では２箇所）に軸部１２１から垂れ下がるように形成される。そして、このフック部１２２に、塗装される被塗物が吊り下げられる。軸部１２１に形成されるフック部１２２の個数は、１個でもよいし３個以上でもよい。

図２は、治具１０のフック部１２２に吊り下げられた被塗物を電着塗装するための電着塗装装置の概略図である。図２に示すように、電着塗装装置２０は、電着槽２１と、電極２２と、電源２３と、ベルトコンベア等の移送機構２４と、図略の制御装置とを備える。電着槽２１は図２の紙面に垂直な方向（奥行方向）に長く形成された槽であり、内部に凹部空間が形成されるとともに、その凹部空間の上部が開口している。この電着槽２１の上方に移送機構２４が設置される。移送機構２４は電着槽２１の上方位置にて電着槽２１の長手方向（奥行方向）に移動可能に配設される。

移送機構２４に治具１０が取り付けられる。具体的には、親治具１１が有する一対の連結部１１２，１１２の上部に形成された嵌合部１１２ａ，１１２ａが、移送機構２４に嵌合することにより、治具１０が移送機構２４に取り付けられる。従って、治具１０は、移送機構２４に吊り下げられた状態にされる。上記したように移送機構２４は電着槽２１の上部に設けられているので、移送機構２４に吊り下げられた治具１０は、電着槽２１の凹部空間内に配設されることになる。また、電着槽２１の凹部空間内には電着塗料が充填される。従って、移送機構２４に吊り下げられた治具１０は、電着槽２１内の電着塗料に浸漬される。

また、被塗物Ｗが治具１０に取り付けられる。具体的には、被塗物Ｗの上部に設けられた取付孔Ｗ１が、子治具１２に形成されているフック部１２２に挿通されることにより、被塗物Ｗがフック部１２２に吊り下げられるようにして、治具１０に取り付けられる。治具１０に取り付けられた被塗物Ｗは、治具１０とともに、電着槽２１内の電着塗料に浸漬される。

また、電着槽２１内に電極２２が設けられている。電極２２は、電着槽２１内の電着塗料に浸漬される。電極２２は、電源２３のマイナス端子に電気的に接続される。一方、電源２３のプラス端子は、移送機構２４に電気的に接続される。

被塗物Ｗを電着塗装する場合、電着槽２１内の電着塗料中に治具１０及びそれに取り付けられた被塗物Ｗが浸漬した状態で、電源２３によって電極２２と移送機構２４との間に所定の電圧が印加される。これにより、被塗物Ｗが、移送機構２４及び治具１０を介してプラスに帯電される。そのためマイナスに帯電した電着塗料が被塗物Ｗに付着して被塗物Ｗが塗装される。また、移送機構２４が駆動することにより、被塗物Ｗ及びそれが取り付けられた治具１０が電着槽２１の長手方向に移送される。従って、被塗物Ｗは、電着槽２１の長手方向に移送されながら、電着槽２１内で電着塗装される。なお、この例に示した電着塗装はカチオン電着塗装である。

上記のようにして被塗物Ｗを電着塗装した場合、被塗物Ｗとともに、被塗物Ｗが取り付けられている治具１０も塗装される。また、電着塗装中に、被塗物Ｗは、子治具１２のフック部１２２に吊り下げられているので、被塗物Ｗとフック部１２２が接触する。従って、被塗物Ｗは、電着塗装中に、フック部１２２の接触部位から給電されることになる。フック部１２２の接触部位は、被塗物Ｗと接触しているため初期の段階では塗装されることはないが、治具１０を繰り返して使い回ししていくうちに、接触部位にまで電着塗料が浸透するため、やがて接触部位も塗装されてしまう。また、電着塗装中に被塗物Ｗが治具１０に対して動いた場合、フック部１２２との接触位置がずれるので、それまで接触部位であった部分が電着塗料に浸される。これによっても、フック部１２２の接触部位が塗装されてしまう。

フック部１２２の接触部位が塗装された場合、塗膜の電気抵抗によって被塗物Ｗと子治具１２との間に流れる電流が制限される。このため、十分に被塗物Ｗに電流を流すことができず、その結果、塗装不良が生じる虞がある。従って、定期的に治具１０に付着した塗膜を除去する必要がある。

従来では、特許文献１に示すように、治具１０の全体を、例えば強アルカリ性の水溶液等の剥離剤中に浸漬させて、治具１０に付着した塗膜を剥離していたが、この方法では剥離時間が長期化するために生産性が悪い。また、治具１０の全体を剥離剤に浸漬させるためのスペースの確保が必要であり、そのため作業スペースが増大し、スペース的に不利である。

一方、本実施形態に係る塗膜の除去方法は、親治具１１から子治具１２を分離し、分離した子治具１２を所定位置にセットし、所定位置にセットした子治具１２のみを塗膜の除去対象とする。

図３は、親治具１１から子治具１２を分離する様子を示す図である。図３に示すように、親治具１１の係合部１１１ｃ、１１１ｃに係合している子治具１２を、親治具１１から取り外す。こうして親治具１１から分離した子治具１２に付着した塗膜を除去する。このようにすれば、塗膜の除去に大きな親治具１１を設置する作業スペースを必要とせず、小さな子治具１２のみを設置する作業スペースを確保すればよいので、作業スペースのコンパクト化を図ることができる。

図４は、親治具１１から分離された子治具１２に付着した塗膜を除去するための塗膜除去装置の概略図である。図４に示すように、この塗膜除去装置３０は、レーザ照射装置３１と、移動機構としての多関節ロボット３２と、制御装置３３と、異常報知装置３４と、距離検出センサ３５と、エアーブロー装置３６と、表示装置３７と、作業台４０とを備える。

レーザ照射装置３１は、レーザ発振器３１１と、レーザヘッド３１２とを有する。レーザ発振器３１１が駆動することによりレーザ光が発振される。発振されたレーザ光は、レーザヘッド３１２から出射される。レーザヘッド３１２には、集光レンズ３１３が取り付けられており、レーザ光は集光レンズ３１３を通過することにより所定の焦点距離の位置にて集光して照射スポットを形成する。従って、塗膜を除去すべき子治具１２の所定位置に照射スポットが形成されるように、レーザヘッド３１２からレーザ光を出射することにより、レーザ光が照射された部位に形成されている塗膜が加熱される。これにより塗膜が焼かれて、最終的に塗膜が除去される。

多関節ロボット３２は、多関節アーム部３２１及び本体部３２２を有する。本体部３２２から多関節アーム部３２１が上方に延設される。多関節アーム部３２１の先端には把持部３２３が形成されており、この把持部３２３によってレーザ照射装置３１が把持される。なお、レーザ照射装置３１のレーザ発振器３１１とレーザヘッド３１２は分離されていてもよく、この場合、把持部３２３はレーザヘッド３１２を把持していればよい。

制御装置３３は多関節ロボット３２の本体部３２２内に組み込まれている。制御装置３３は、多関節ロボット３２の多関節アーム部３２１の動作を制御する。制御装置３３によって多関節アーム部３２１の動作が制御されることにより、多関節アーム部３２１に把持されたレーザヘッド３１２を移動させることができる。

異常報知装置３４は、多関節ロボット３２の異常、或いは、塗膜除去装置３０により塗膜が除去される子治具１２の変形等の異常を報知することができるように構成される。本実施形態では、本体部３２２から立設されたポール３２４の上端に設けられたランプにより異常報知装置３４が構成される。異常報知装置３４（ランプ）が点灯することにより異常が報知される。

作業台４０は、多関節ロボット３２の近傍に配設される。この作業台４０の上面の所定位置に、塗膜を除去すべき子治具１２、または、子治具１２のマスターワークが載置される。ここで、子治具１２のマスターワーク（以下、単にマスターワークと言う）は、変形していない子治具１２と同じ形状を呈し、後述するティーチング工程のみに使用される。以下においてマスターワークを説明する際には、子治具１２と同じ符号を付与して説明する。

作業台４０の所定位置にセットされた子治具１２（またはマスターワーク１２）は、そのフック部１２２のうち、電着塗装中に被塗物Ｗと接触していた部位である接触部位が上方を向くように、作業台４０の所定位置にセットされる。図４において接触部位が、破線で囲んだ部位Ａにより表される。

レーザヘッド３１２には、距離検出センサ３５が固定されている。距離検出センサ３５は、レーザヘッド３１２が後述する基準位置にセットされたときに、作業台４０の所定位置にセットされた子治具１２のうちレーザが照射される部位（接触部位）と距離検出センサ３５との間の距離を検出する。距離検出センサ３５により検出された距離は、制御装置３３に入力される。また、距離検出センサ３５に表示装置３７が設けられている。この表示装置３７には、距離検出センサ３５により検出された距離が表示される。表示装置３７は距離検出センサ３５とは別に設けられていても良い。

エアーブロー装置３６は、距離検出センサ３５から図４において下方に突出するように、距離検出センサ３５に取り付けられる。このエアーブロー装置３６は、内部空間を有するケース状に形成されていて、レーザヘッド３１２側を向く壁面３６１にエアーブロー孔が形成されている。また、エアーブロー装置３６内には、図略のエアー供給源からエアーが供給される。供給されたエアーは、エアーブロー孔から噴出される。噴出されたエアーは、エアーブロー装置３６からレーザヘッド３１２側に向かう。なお、エアーブロー装置３６は、レーザヘッド３１２に取り付けられていても良い。

上記構成の塗膜除去装置３０を用いて、子治具１２に付着した塗膜を除去する方法について説明する。この塗膜除去方法は、ティーチング工程と、塗膜除去工程を含む。

ティーチング工程は、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光の光軸方向におけるレーザヘッド３１２の位置、すなわちレーザヘッド３１２の光軸方向位置を設定する工程である。このティーチング工程では、まず、作業台４０上の所定位置に、図４に示すようにマスターワーク１２をセットする。

マスターワーク１２を作業台４０の所定位置にセットした後に、作業者が、制御装置３３に設けられているティーチングスイッチを押下する。これにより多関節ロボット３２の動作モードがティーチングモードにされ、多関節アーム部３２１が動作してレーザヘッド３１２を初期位置に移動させる。この初期位置は、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光の光軸が、作業台４０の所定位置にセットされたマスターワーク１２に形成されたフック部１２２のうち接触部位Ａに対応する部位を通る位置である。また、本実施形態では、レーザヘッド３１２から出射したレーザ光は、図４に示すように鉛直下方に向かう。つまり、レーザ光の光軸方向が、図４の上下方向である。従って、初期位置にあるレーザヘッド３１２は、マスターワーク１２のフック部１２２の接触部位Ａの直上に位置する。

次に、作業者は、多関節ロボット３２の多関節アーム部３２１を操作して、初期位置にあるレーザヘッド３１２の光軸方向位置（上下方向位置）を微調整する。このとき、レーザヘッド３１２の隣に取り付けられている距離検出センサ３５が、図４に示すように、作業台４０の所定位置にセットされたマスターワーク１２と距離検出センサ３５との間の距離を検出する。この距離を便宜上第一距離Ｌ１とする。検出された第一距離Ｌ１は表示装置３７に表示される（距離表示工程）

ここで、本実施形態において、距離検出センサ３５は赤外線センサであり、赤外線が出射された方向における距離を検出する。出射された赤外線がマスターワーク１２に照射された場合、その照射部位に赤く光るポインタが形成される。レーザヘッド３１２の光軸方向位置を微調整する場合、作業者は、ポインタの形成部位が、マスターワーク１２のフック部１２２の接触部位に対応する部位（図４の部位Ａ）に位置する範囲内でレーザヘッド３１２を動かす。そして、表示装置３７に表示された第一距離Ｌ１が、予め定められた基準距離Ｌ０に一致するように、レーザヘッド３１２の光軸方向位置を調整する（位置調整工程）。

図５は、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光と、距離検出センサ３５により検出される距離との関係を表す模式図である。図５に示すように、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光は、その光軸方向においてレーザヘッド３１２の先端から所定の焦点距離ＬＳの位置（焦点位置Ｓ）にて集光される。ここで、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光の出力は、焦点位置Ｓに子治具１２のフック部１２２の接触部位が位置する場合に接触部位に付着した塗膜が焼かれてほぼ除去され且つフック部１２２の母材を溶かすことがないように、調整されている。従って、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光の光軸方向におけるレーザヘッド３１２と子冶具１２の接触部位との間の光軸方向距離が焦点距離ＬＳである場合に、子治具１２の母材を溶かすことなく接触部位に付着した塗膜を除去できる。焦点距離ＬＳが、本発明の適正距離に相当する。

また、距離検出センサ３５が出射する赤外線Ｄは、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光の焦点位置Ｓを通過する。従って、レーザ光の焦点位置Ｓに物体（本実施形態ではフック部１２２の接触部位）が存在する場合、距離検出センサ３５は、距離検出センサ３５からレーザ光の焦点位置Ｓまでの距離を検出することになる。この距離が基準距離Ｌ０である。基準距離Ｌ０は、レーザ光の焦点距離ＬＳ（適正距離）と距離検出センサ３５の固定位置に基づいて、すなわちレーザ光の焦点距離ＬＳ（適正距離）に対応して、予め定めることができる。従って、距離検出センサ３５により検出され表示装置３７に表示される第一距離Ｌ１が基準距離Ｌ０に一致するように、レーザヘッド３１２の光軸方向位置を調整した場合、調整されたレーザヘッド３１２の位置は、レーザ光の光軸方向におけるレーザヘッド３１２と子治具１２のフック部１２２の接触部位との間の光軸方向距離が適正距離である焦点距離ＬＳとなる位置である。上記のように調整されたレーザヘッド３１２の光軸方向位置、すなわち図４の上下方向位置が、基準位置として、制御装置３３に設定される（基準位置設定工程）。

このように、本実施形態に係る塗膜除去方法におけるティーチング工程は、レーザヘッド３１２に固定された距離検出センサ３５により、作業台４０の所定位置にセットされたマスターワーク１２のうち接触部位に対応する部位と距離検出センサ３５との間の距離を第一距離Ｌ１として検出するとともに検出された第一距離Ｌ１を表示装置３７に表示する距離表示工程と、表示装置３７に表示された第一距離Ｌ１が基準距離Ｌ０になるように、レーザヘッド３１２の光軸方向位置を調整する位置調整工程と、位置調整工程にて調整されたレーザヘッド３１２の光軸方向位置を基準位置に設定する基準位置設定工程と、を含む。このようなティーチング工程によれば、表示装置３７に表示された第一距離Ｌ１を参照しながらレーザヘッド３１２の光軸方向位置を基準位置に設定することができる。よって、ティーチング作業が容易になるとともに、ティーチングに要する時間を短縮することができる。

上記のティーチング工程によりレーザヘッド３１２の光軸方向位置を基準位置に設定した後に、作業者は、作業台４０からマスターワーク１２を取り外す。次に、作業者は、実際に電着塗装に使用して塗料が付着した子治具１２を作業台４０の所定位置に配設する。次いで、作業者は、制御装置３３に設けられているレーザ駆動スイッチを押下する。これにより、塗膜除去工程が実施される。

塗膜除去工程が開始されると、制御装置３３からの駆動指令によって多関節ロボット３２が動作して、多関節アーム部３２１に把持されたレーザヘッド３１２が、基準位置から、作業台４０に配設されている子治具１２の軸部１２１の軸方向に平行な方向に所定の距離だけ移動し、その後、レーザヘッド３１２の移動が停止する。レーザヘッド３１２の移動が停止した位置が、照射開始位置として定義される。

レーザヘッド３１２が照射開始位置に移動した後に、レーザ照射装置３１が駆動する。すると、レーザヘッド３１２からレーザ光が出射する。レーザヘッド３１２から出射したレーザ光は、作業台４０上に照射スポットを形成する。図６は、作業台４０の所定位置に配設された子冶具１２と、照射開始位置にあるレーザヘッドから出射したレーザ光の照射スポットとの位置関係を上方から表した模式図である。ここで、説明の便宜上、図６において左右方向をＸ方向、左方向をＸ１方向、右方向をＸ２方向、上下方向をＹ方向と定義する。この場合、レーザ光の光軸方向は、図６の紙面に垂直な方向であり、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向である。図６に示すように、作業台４０上の子冶具１２の軸部１２１の軸方向はＸ方向に一致する。また、照射開始位置にあるレーザヘッド３１２から出射されたレーザ光の照射スポットＳＳが、作業台４０上の子冶具１２に設けられている２つのフック部１２２のうちの左側のフック部１２２の接触部位１２２ａからＸ１方向に所定距離だけ離れた位置に形成される。

照射開始位置にあるレーザヘッド３１２からレーザ光が出射された後に、多関節ロボット３２の動作によって、レーザヘッド３１２が図６のＸ２方向に移動する。ここで、レーザヘッド３１２が照射開始位置から移動するＸ２方向は、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光の光軸に垂直な方向であって、且つ、作業台４０上の子治具１２のフック部１２２の接触部位１２２ａを、軸部１２１の軸方向に沿って図６の左方から右方に横断する方向（横断方向）である。つまり、レーザヘッド３１２は、照射開始位置から接触部位１２２ａを横断する横断方向に移動する。これにより、作業台４０上に形成された照射スポットＳＳが図６の破線矢印で示すようにＸ２方向に移動する。照射スポットＳＳの移動経路上には、作業台４０上の子冶具１２のフック部１２２の接触部位１２２ａが位置する。このため照射スポットＳＳが接触部位１２２ａを横断する。このときレーザ光が接触部位１２２ａに照射される。また、上記したティーチング工程によって、レーザヘッド３１２から出射したレーザ光の焦点位置Ｓに接触部位１２２ａが一致するように、レーザヘッド３１２の光軸方向位置が調整されている。したがって、接触部位１２２ａに照射されたレーザ光により、子冶具１２の母材が溶かされることなく付着した塗膜のみが除去される（塗膜除去工程）。

図７は、接触部位１２２ａに付着した塗膜が除去されたフック部１２２の断面概略図である。図７に示すように、フック部１２２のうち接触部位１２２ａに付着していた塗膜のみがレーザ照射により除去されている。また、それ以外の部分に付着した塗膜は除去されていない。このように、本実施形態では、フック部１２２に付着した塗膜のうち、電着塗装時に被塗物Ｗに接触する部位のみに付着した塗膜を除去するため、塗膜の除去に要する時間を最小限に抑えることができる。

また、図６に示すように、子冶具１２の軸部１２１に複数のフック部１２２が設けられている場合には、照射スポットＳＳが、照射開始位置から子冶具１２の軸部１２１のほぼ全長に相当する長さにわたってＸ２方向（横断方向）に移動することにより、すべてのフック部１２２を照射スポットＳＳが横断するので、一度のレーザ光の走査によって、一つの子冶具１２に設けられているすべてのフック部１２２の接触部位１２２ａに付着した塗膜を除去することができる。

また、レーザ照射装置３１による塗膜の除去中に、エアーブロー装置３６からエアーが噴出される。図８は、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光と、エアーブロー装置３６から噴出されるエアーの流れとの関係を示す模式図である。図８に示すように、エアーブロー装置３６から噴出されたエアーは、レーザヘッド３１２から出射されたレーザ光の光軸Ｒを横断する方向に流れる。また、エアーブロー装置３６は、レーザヘッド３１２に固定された距離検出センサ３５に取り付けられているので、エアーブロー装置３６からのエアーは、レーザヘッド３１２の先端部分の近傍領域に流れる。このようなエアーの流れの形成により、レーザ光の照射部位から発生してレーザヘッド３１２に近づいてくる煙Ｑが吹き流される。よって、レーザヘッド３１２内の集光レンズ３１３に煙が付着することによる集光レンズ３１３の汚れ、及び、集光レンズ３１３の汚れに起因するレーザ光の強度低下が防止される。また、上記のようなエアーの流れをレーザ光の照射スポットの近傍に形成する場合と比較して、確実に、集光レンズ３１３に煙が付着することを防止することができる。

このように、本実施形態によれば、レーザ照射により塗膜を除去するため、従来の強アルカリ性水溶液等の剥離剤に治具の全体を浸して塗膜を剥離する方法と比較して、短時間で塗膜を除去することができる。また、本実施形態によれば、フック部１２２の接触部位に付着した塗膜のみを除去する。すなわち塗膜の除去が必要な部位に付着した塗膜を除去し、除去する必要のない塗膜については除去しないので、より短時間で塗膜の除去作業が終了する。

上記したレーザ光の照射による子冶具１２のフック部１２２の接触部位に付着した塗膜の除去中、すなわち塗膜除去工程中に、制御装置３３は、照射位置調整処理を実行する。図９は、制御装置３３が実行する照射位置調整処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチンが起動すると、制御装置３３は、まず、図９のステップ（以下、ステップをＳと略記する）１１にて、レーザヘッド３１２から出射したレーザ光が、子治具１２のフック部１２２の接触部位に照射されているか否かを判断する。レーザ光が子治具１２のフック部１２２の接触部位に照射されているか否かは、照射開始位置からのレーザヘッド３１２の移動量に基づいて判断することができる。レーザ光が接触部位を照射していないと判断した場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、制御装置３３はＳ１１の処理を繰り返す。一方、レーザ光が接触部位を照射していると判断した場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、制御装置３３はＳ１２に処理を進める。

Ｓ１２では、制御装置は、距離検出センサ３５により検出されている最新の距離を取得する。この距離を、説明の便宜上、第二距離Ｌ２と定義する。したがって、本実施形態に係る塗膜除去工程では、所定位置にセットされた子治具１２の接触部位と距離検出センサ３５との間の距離（第二距離Ｌ２）を検出しながら、レーザヘッド３１２を横断方向に移動させることにより、レーザ光を接触部位に照射することになる（照射工程）。

続いて制御装置３３は、Ｓ１３にて、Ｓ１２で取得した第二距離Ｌ２が、基準距離Ｌ０を含む所定の基準範囲ＬＡ内にあるか否かを判断する。ここで、上記所定の基準範囲ＬＡとは、基準距離Ｌ０から塗膜厚及び不可避的な検出誤差を加味して予め定められる。

第二距離Ｌ２が基準範囲ＬＡ内にある場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、制御装置３３はＳ１１に処理を戻す。一方、第二距離Ｌ２が基準範囲ＬＡ内に無い場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、制御装置３３はＳ１４に処理を進める。Ｓ１４では、制御装置３３は、第二距離Ｌ２が、許容範囲ＬＢ内にあるか否かを判断する。ここで、許容範囲ＬＢとは、基準範囲ＬＡを含む範囲であって、且つ、後述するように子治具１２のフック部１２２の変形量が許容される程度であるときに距離検出センサ３５により検出される距離の範囲として、予め定められている。

Ｓ１４にて、第二距離Ｌ２が許容範囲ＬＢ内にあると判断した場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、制御装置３３はＳ１５に処理を進める。Ｓ１５では、制御装置３３は、第二距離Ｌ２が基準範囲ＬＡ内の基準距離Ｌ０に近づくように、具体的には、第二距離Ｌ２が基準距離Ｌ０になるように、レーザ照射装置３１の位置を補正する信号を、多関節ロボット３２に出力する。これにより多関節ロボット３２の多関節アーム部３２１が駆動して、レーザヘッド３１２の光軸方向位置を補正する。このように、本実施形態に係る塗膜除去方法では、上記の照射工程にて第二距離Ｌ２が基準距離Ｌ０から許容範囲ＬＢ内で変動したときに、第二距離Ｌ２が基準距離Ｌ０に近づくようにレーザヘッド３１２の位置を補正する（補正工程）。

図１０は、上記の補正工程によりレーザ照射装置３１の位置が補正される様子を示す図である。図１０（ａ）に示すように、フック部１２２の接触部位１２２ａのうち変形していない部分と距離検出センサ３５との間の距離は、概ね基準距離Ｌ０である。一方、図１０（ｂ）に示すように、フック部１２２の接触部位１２２ａが凸状に変形している場合、その変形部分と距離検出センサ３５との間の距離は、基準距離Ｌ０よりも短い距離（Ｌ０−α）である。或いは、フック部１２２の接触部位１２２ａが凹状に変形している場合、その変形部分と距離検出センサ３５との間の距離は、基準距離Ｌ０よりも長い距離（Ｌ０＋α）である。

塗膜を除去すべき部分が上記のように変形して、第二距離Ｌ２が基準距離Ｌ０から所定長さだけずれている場合、レーザ光が照射部位に与えるエネルギーが増減するために、十分に塗膜を除去することができないという不具合、或いは、塗膜のみならず治具の母材をも溶かしてしまうといった不具合が発生する虞がある。従って、このような状況であって、且つ、第二距離Ｌ２の基準距離Ｌ０からのずれが許容範囲である場合、すなわち第二距離Ｌ２が許容範囲ＬＢ内で変動した場合には、上記の補正工程の実施によってレーザヘッド３１２の光軸方向位置が補正される。この補正により、図１０（ｃ）に示すようにレーザヘッド３１２が移動して、距離検出センサ３５で検出される第二距離Ｌ２が基準距離Ｌ０にされる。このようにレーザヘッド３１２の光軸方向位置を補正することにより、変形したフック部１２２の形状に追従して、適正な大きさのエネルギーを持つレーザ光を接触部位１２２ａに照射することができ、その結果、治具１０の母材を溶かすことなく接触部位１２２ａに付着した塗膜を除去することができる。Ｓ１５にて第二距離Ｌ２が基準距離Ｌ０となるようにレーザヘッド３１２の光軸方向位置を補正した後に、制御装置３３はＳ１１に処理を戻す。

また、Ｓ１３にて、第二距離Ｌ２が許容範囲ＬＢ内に無いと判断した場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、制御装置３３はＳ１６に処理を進める。Ｓ１６では、制御装置３３は、異常報知装置３４に異常信号を出力する。これにより、異常報知装置３４としてのランプが点灯して異常を報知する。このように、本実施形態に係る塗膜除去工程では、上記の照射工程にて第二距離Ｌ２が基準距離Ｌ０から許容範囲ＬＢを超えて変動したときに、異常を報知する（異常報知工程）。次いで、制御装置３３は、Ｓ１７にて、レーザ照射装置３１によるレーザ照射を停止するように、レーザ照射装置３１に停止信号を出力する。これによりレーザ照射装置３１からのレーザ光の照射が停止する。その後、制御装置３３はこのルーチンを終了する。

上記したように第二距離Ｌ２が許容範囲ＬＢ内にあるときには、レーザヘッド３１２の光軸方向位置が補正された上で、レーザ照射装置３１からのレーザ光の照射が継続される。しかし、第二距離Ｌ２が許容範囲ＬＢを超えて変動した場合は、子治具１２のフック部１２２が大きく変形している可能性が高い。従って、そのようにフック部１２２が大きく変形している治具１０を再度使用した場合、フック部１２２に被塗物をうまく吊り下げることができないという不具合、或いは、被塗物Ｗの塗装中に被塗物Ｗがフック部１２２から脱落するという不具合が発生する虞がある。つまり、許容範囲ＬＢは、フック部１２２の変形により上記したような不具合が発生しない第二距離Ｌ２の範囲として、予め設定される。

よって、第二距離Ｌ２が許容範囲ＬＢを超えて変動したと判断した場合、すなわち治具１０のフック部１２２が大きく変形していると予測される場合、制御装置３３は、上記したように異常報知装置３４としてのランプを点灯させて異常を報知するとともにフック部１２２の接触部位へのレーザ光の照射を停止する。作業者は、異常報知装置３４としてのランプの点灯により異常を認識し、作業台４０上の子治具１２を作業台４０から取り外して、修理あるいは破棄する。これにより、接触部位が大きく変形した子冶具１２を再度使用することを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、電着塗装に用いる冶具に付着した塗膜を除去する方法について説明したが、電着塗装以外の塗装方法であって、被塗物と接触する冶具の接触部位に付着した塗膜を除去する場合にも、本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、レーザヘッド３１２から出射されるレーザ光の光軸方向が上下方向である例を説明したが、レーザ光の光軸方向は、上下方向以外の方法でもよい。また、上記実施形態では、レーザヘッド３１２から出射したレーザ光の焦点位置に子冶具１２の接触部位を一致させる例について説明したが、母材を溶かすことなく接触部位に付着した塗膜を除去することができるのであれば、レーザ光の焦点位置以外の位置に接触部位を合わせるようにレーザヘッド３１２の基準位置を設定してもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。

１０…治具、１１…親治具、１２…子治具，マスターワーク、１２１…軸部、１２２…フック部、１２２ａ…接触部位、２０…電着塗装装置、２１…電着槽、２２…電極、２３…電源、２４…移送機構、３０…塗膜除去装置、３１…レーザ照射装置、３１１…レーザ発振器、３１２…レーザヘッド、３１３…集光レンズ、３２…多関節ロボット、３２１…多関節アーム部、３２２…本体部、３２３…把持部、３３…制御装置、３４…異常報知装置、３５…距離検出センサ、３６…エアーブロー装置、３７…表示装置、４０…作業台、Ｌ０…基準距離、Ｌ１…第一距離、Ｌ２…第二距離、ＬＡ…基準範囲、ＬＢ…許容範囲、ＬＳ…焦点距離、Ｗ…被塗物

Claims (6)

1. 被塗物を吊り下げるフック部が形成された子治具及び前記子治具を支持する親治具を有する治具に付着した塗膜を除去する塗膜除去方法であって、
   前記親治具から分離されて所定位置にセットされた前記子治具の前記フック部のうち前記被塗物との接触部位に、レーザ光を出射するレーザヘッドを有するレーザ照射装置を用いてレーザ光を照射することにより、前記接触部位に付着した塗膜のみを除去する塗膜除去工程を含む、塗膜除去方法。
2. 請求項１に記載の塗膜除去方法において、
   前記塗膜除去工程の前に実施され、前記レーザヘッドから出射されるレーザ光の光軸方向における前記レーザヘッドと前記子冶具の前記接触部位との間の光軸方向距離が適正距離となるように、前記光軸方向における前記レーザヘッドの光軸方向位置を基準位置に設定するティーチング工程を含み、
   前記ティーチング工程は、
   前記レーザヘッドに固定された距離検出センサにより、前記所定位置にセットされた前記子冶具のマスターワークのうち前記接触部位に対応する部位と前記距離検出センサとの間の距離を第一距離として検出するとともに検出された前記第一距離を表示装置に表示する距離表示工程と、
   前記表示装置に表示された前記第一距離が、前記適正距離に対応して予め定められている基準距離になるように、前記レーザヘッドの位置を調整する位置調整工程と、
   前記位置調整工程にて調整された前記レーザヘッドの前記光軸方向位置を前記基準位置に設定する基準位置設定工程と、を含む、塗膜除去方法。
3. 請求項２に記載の塗膜除去方法において、
   前記塗膜除去工程は、前記光軸方向位置が前記ティーチング工程にて設定された前記基準位置にある前記レーザヘッドからレーザ光を出射しながら前記レーザヘッドを前記光軸方向に垂直な方向であって前記接触部位を横断する横断方向に移動させることにより、前記所定位置にセットされた前記子冶具の前記接触部位にレーザ光を照射する工程である、塗膜除去方法。
4. 請求項３に記載の塗膜除去方法において、
   前記塗膜除去工程は、
   前記距離検出センサによって、前記所定位置にセットされた前記子冶具の前記接触部位と前記距離検出センサとの間の距離を第二距離として検出しながら前記レーザヘッドを前記横断方向に移動させることにより、レーザ光を前記接触部位に照射する照射工程と、
   前記照射工程にて前記第二距離が前記基準距離から許容範囲内で変動したときに、前記第二距離が前記基準距離に近づくように前記レーザヘッドの位置を補正する補正工程と、を含む、塗膜除去方法。
5. 請求項３又は４に記載の塗膜除去方法において、
   前記塗膜除去工程は、
   前記距離検出センサによって、前記所定位置にセットされた前記子冶具の前記接触部位と前記距離検出センサとの間の距離を第二距離として検出しながら前記レーザヘッドを前記横断方向に移動させることにより、レーザ光を前記接触部位に照射する照射工程と、
   前記照射工程にて前記第二距離が前記基準距離から許容範囲を超えて変動したときに、異常を報知する異常報知工程と、を含む、塗膜除去方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の塗膜除去方法において、
   前記レーザヘッド又は前記距離検出センサには、エアーブロー装置が取り付けられていて、前記塗膜除去工程にて、前記エアーブロー装置から、前記レーザヘッドから出射されるレーザ光の光軸を横断する方向に向けてエアーが噴出される、塗膜除去方法。

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