JP2567484B2 - 回転霧化式静電塗布機の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗布機のエアモータの回転数が加速されて
から目標値で定常に落ち着くまでの時間を短縮させるこ
とのできる回転霧化式静電塗布機の運転方法に関する。

〔従来の技術〕

回転霧化式静電塗装機（塗布機）の先端に取り付けら
れた静電霧化用のカップ状体は、エアモータにより、10
000〜60000rpm程度の回転数で駆動されている。

この塗装機を、被塗物が連続して搬送されてくるライ
ンに設置し、各被塗物に夫々異なる色の塗料を塗装する
際は、色混じりによる塗装不良を防止するために、色替
えを行うたびに塗装機を洗浄するようにいている。

この場合において、塗装時は、塗料を微粒化するため
にカップ状体を高速（例えば、通常の塗料の場合は2000
0〜30000rpm程度、メタッリック塗料の場合は40000〜60
000rpm程度）で回転駆動させ、洗浄時は、カップ状体に
付着された塗料を洗い流すために低速（例えば5000rpm
程度）で回転駆動するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、被塗物は連続して搬送されてくるので、均一
な塗装品質を得るためには、次の被塗物が搬送されてく
るまでに、塗装機の洗浄を終了するだけでなく、エアモ
ータを予め設定した回転数（目標値）に維持して回転さ
せておかなければ、回転数の変動による塗装不良を生じ
る。

また、塗装不良を防止するために、回転数が定常状態
になるまで被塗物を待機させた場合は、作業効率が低下
するという問題が生ずる。

この場合、エアモータを低速域から目標値まで加速す
るまでの時間をいかに短縮させるかが、生産効率を向上
させる上において重要である。

エアモータの回転数を目標値に到達させるだけであれ
ば、駆動用エアを目標値に応じた所定の圧力でステップ
的に供給すれば足りる。

しかし、駆動用エアをステップ的に供給すると、エア
モータが急加速されるため、回転数が目標値に達した
後、そのまま目標値を大幅に超えていわゆるオーバーシ
ュートという現象を起こし、塗装不良の原因となる。

また、その後、駆動用エアの供給圧を可変制御して
も、定常状態に落ち着くまで40〜45秒もかかってしまい
作業効率が低下するという問題がある（第２図一点鎖線
参照）。

さらに、逆にオーバーシュートを防止しようとして、
例えば、エアモータの回転数が徐々に上昇するように、
駆動用エアの供給圧を可変制御した場合には、目標値に
達するまでの時間がかかってしまうため、オーバーシュ
ートを防止することができたとしても、結局塗装し得る
状態に達するまでの時間を短縮することはできず、作業
効率を向上させることはできない（第２図二点鎖線参
照）。

そこで、本発明は、エアモータの回転数をいち早く目
標値に到達させ、しかもその後にオーバーシュートさせ
ることなく、塗装可能な定常状態に達するまでの時間を
短縮させ、作業効率を向上させるようにすることを課題
としている。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するために、本発明は、静電塗布機の
カップ状体を回転駆動するエアモータに対して、その目
標値に応じた一定の圧力で駆動用エアを供給し、エアモ
ータの回転数が加速されて目標値に対する許容範囲の下
限値に達した後、駆動用エアを可変制御することによっ
て、その回転数を目標値に維持するように成した回転霧
化式静電塗布機の運転方法において、前記駆動用エアに
よりエアモータの回転数を加速する際、その回転数が前
記下限値に達する直前に、エアモータの回転数と目標値
との偏差に応じた所定の圧力で制動用エアを供給するこ
とを特徴としている。

〔発明の作用〕

本発明によれば、エアモータの回転数が、駆動用エア
により加速されている最中に、目標値に対する許容範囲
（例えば目標値の±５％）の下限値に達する直前（例え
ば目標値の80％）に、駆動用エアとは別に、回転数と目
標値との偏差に応じた所定の圧力で制動用エアの供給が
開始される。

したがって、いままで駆動用エアにより急加速されて
いたエアモータに急ブレーキがかけられ、オーバーシュ
ートが防止される。

また、制動用エアによってブレーキがかけられるの
は、エアモータの回転数が前記下限値に達する直前であ
るから、下限値に達するまでの時間が遅延することがな
く、しかも、オーバーシュートを生じないので、定常状
態に達するまでの時間を短縮することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に
説明する。

第１図は本発明方法を使用した塗装装置のフローシー
ト、第２図はエアモータの回転数，駆動用エアの供給
圧，制動用エアの供給圧の変化を示すグラフである。

１は、コンベア２を搬送される自動車等のワークＷを
静電塗装する回転霧化式静電塗装機（塗布機）であっ
て、その先端に塗料を静電霧化するカップ状本３を有
し、塗装機１内に配設されたエアモータ４によって回転
駆動されるように成されている。

そして、コンベア２をワークＷが搬送されてくると、
塗装機１の手前側に配設された位置検出センサ５からワ
ークＷの到来を検出する検出信号がシーケンス制御装置
６に入力される。

シーケンス制御装置６は、前記センサ５から検出信号
に基づいて，ワークＷの種類，塗料の種類等に応じた所
定のプログラムに従って所定のタイミングで回転制御装
置７にスイッチ信号を出力すると同時に、目標値設定器
８にワークの種類，塗料の種類等の情報信号出力する。

回転数制御装置７は、塗装機１のエアモータ４の回転
数制御を行い、その入力側に、前記シーケンス制御装置
６と、シーケンス制御装置６からの情報信号に基づき車
種や塗料の種類に応じた目標値を設定する目標値設定器
８と、エアモータ４の回転数を演出する回転数検出器９
が接続され、その出力側に、駆動用エアの供給圧を調整
する駆動用自動バルブ10と、制動用エアの供給圧を調整
する制動用自動バルブ11が接続されている。

駆動用自動バルブ10の設定圧は、回転数が目標値に対
する許容範囲の下限値に達するまでは、目標値に応じた
一定の圧力に調整され、許容範囲の下限値に達した後
は、回転数検出器９により検出される回転数と目標値と
の偏差に応じて可変制御される。

また、制動用自動バルブ11の設定圧は、回転数検出器
９により検出されたエアモータ４の回転数が、目標値
（例えば20000rpm）に対する許容範囲（例えば±５％）
の下限値に達する直前、例えば、目標値の80％（16000r
pm）に達した時点から、前記下限値に達するまでの間、
前記回転数と目標値との偏差に応じて調整される。

この制動用自動バルブ11の設定圧制御としては、例え
ば次式のように示されるPID制御が行われ、回転制御装
置７から当該自動バルブ11に対し、制御信号M_nが所定時
間ごとに出力される。

M_n＝M_n-1＋Ｋ（A_n＋B_n＋C_n） M_n:今回の制御出力 K:ゲイン定数 A_n＝（e_n−e_n-1） B_n＝（e_n）T_S/T_I C_n＝（e_n−2e_n-1−e_n-2）T_D/（T_S−d_D・T_D） ＋C_n-1・d_D・T_D/（T_S−d_D・T_D） e_n:今回サンプル時の偏差（回転数−目標値） e_n-1:前回サンプル時の偏差 e_n-2:前々回サンプル時の偏差 C_n:今回の微分項 C_n-1:前回の微分項 T_S:サンプリング周期 T_I:積分定数 T_D:微分定数 d_D:微分ゲイン 次いで、本発明方法を、第２図を参照して説明する
と、まず、ワークＷが搬送されて来ると、センサ５の検
出信号がシーケンス制御装置６に入力され（t₁）、当該
検出信号に基づいて所定のタイミングで回転制御装置７
にスイッチ信号が入力される。

回転制御装置７では、まず、目標値設定器８から入力
されるエアモータ４の回転数を応じた圧力に駆動用自動
バルブ10を調整して、駆動用エアがステップ的に供給開
始される（t₂）。

駆動用エアがステップ的に供給されると、エアモータ
４の回転数は急加速されて、目標値に近付く。

そして、回転数検出器９で所定のサンプリングタイム
ごとに回転数を検出しながら、検出値が目標値の例えば
80％に達したところで、制動用自動バルブ11を開く
（t₃）。

これにより、エアモータ４に急ブレーキがかかり、回
転数がオーバーシュートする事態を未然に防止すること
ができる。

また、このときの制動用自動バルブ11の圧力設定は、
回転数と目標値との偏差に基づいてなされる。例えば、
第２図t₃においては、目標値までの偏差が大きいので、
制動用エアの供給圧が高く設定され、回転数が目標値に
近付くに従って徐々に低くなるように可変制御される
（t₃〜t₄）、目標値の許容範囲（例えば目標値の±５
％）の下限値に達したところで制動用エアの供給が停止
される。

このようにすれば、エアモータ４の回転数が加速され
た状態で、目標値に達する直前に制動用エアによりブレ
ーキがかけられるのであるから、目標値に達するまでの
時間は短く、しかも、オーバーシュートを起こすことも
ない。したがって、定常状態で回転させるまでの時間が
短縮され、塗装の作業効率を向上させることができると
同時に、回転数の変動による塗装不良を防止することが
できる。

そして、以後は、従来通り、回転数と目標値の偏差に
応じて、駆動用エアの供給圧を可変制御することによっ
て、エアモータ４の回転数を目標値に維持するようにな
されている。

なお、実施例においては、制動用エアの供給開始時点
を、エアモータの回転数が目標値の80％に達した時点に
設定した場合について説明したが、本発明はこれに限る
ものではなく、塗装機１の機械特性や使用する塗料の性
質等に応じて、任意に設定することができる。

また、許容範囲も±５％に限るものではなく、塗装条
件等により任意に設定することができる。

さらに、塗料をワークＷに塗装する塗装機に適用する
場合に限らず、塗油剤，防錆剤等を塗着させる塗布機に
も適用し得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、駆動用エアによ
りエアモータの回転数が急加速され、目標値に対する許
容範囲の下限値に達する直前に、回転数と目標値との偏
差に応じた所定の圧力で制動用エアが供給されて、エア
モータに急ブレーキがかけられ、回転数変動の原因とな
るオーバーシュートが防止されるので、目標値に対する
許容範囲に達すると同時に定常運転され、塗装不良を生
ずることなく塗装を開始することができるという優れた
効果を有する。

また、制動用エアによってブレーキがかけられるの
は、エアモータの回転数が下限値に達する直前からであ
るので、下限値に達するまでの時間が遅延されることが
なく、しかも、その際にオーバーシュートを生じないの
で、塗装可能な定常状態に達するまでの時間を短縮する
ことができ、塗装の作業効率を向上することができると
いう優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を使用した塗装装置のフローシー
ト、第２図はエアモータの回転数，駆動用エアの供給
圧，制動用エアの供給圧の変化を示すグラフである。 符号の説明 Ｗ……ワーク、１……回転霧化式静電塗装機、 ４……エアモータ、５……位置検出センサ、 ６……シーケンス制御装置、７……回転制御装置、 ８……目標値設定器、９……回転数検出器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電塗布機（１）のカップ状体（３）を回
   転駆動するエアモータ（４）に対して、その目標値に応
   じた一定の圧力で駆動用エアを供給し、エアモータ
   （４）の回転数が加速されて目標値に対する許容範囲の
   下限値に達した後、駆動用エアの供給圧を可変制御する
   ことによって、その回転数を目標値に維持するように成
   した回転霧化式静電塗布機の運転方法において、前記駆
   動用エアによりエアモータ（４）の回転数を加速する
   際、その回転数が前記下限値に達する直前に、エアモー
   タ（４）の回転数と目標値との偏差に応じた所定の圧力
   で制動用エアを供給することを特徴とする回転霧化式静
   電塗布機の運転方法。