JP3225631B2 - 塗装装置 - Google Patents

塗装装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、塗装装置に関し、特
に、明確な塗装領域の境界を有する塗装領域を形成する
塗装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】被塗装面に複数種の色の塗装面を形成す
ると、異なる色の塗装面相互の隣接部には色の境界が形
成される。この色境界は一般に見切線と呼ばれており、
複数種類の色を塗装する場合にはこの見切線の品質管理
が重要となる。したがって、隣接する相互の領域を明確
に区切る高品質の見切線を形成するために、従来から様
々な塗装装置が開発されている。
【０００３】図９は、特開昭５６−１６６９６９に開示
される塗装装置を示す側断面図であり、見切線を有する
塗装面を形成する塗装装置の一例である。図示されるよ
うに、この塗装装置は塗料を噴霧する塗装ガン１１を有
しており、また、噴霧された塗料１３を遮断する一組の
マスキングプレート１５，１７を有している。したがっ
て、この第１マスキングプレート１５および第２マスキ
ングプレート１７により、所定の範囲に噴霧される塗料
１３を遮ることにより、塗料を塗布する塗装面１９の領
域を限定するようになっている。塗装手順を説明する
と、図示されるように、まず第２マスキングプレート１
７を、被塗装物であるパネル部品Ｗに隣接して位置決め
する。このとき、第２マスキングプレート１７は、塗装
領域の境界部２１に沿って位置決めされる。したがっ
て、続いて塗装ガン１１より塗料を噴霧すると、所望の
領域内に塗料が塗布され、この塗装領域の境界部２１に
は見切線が形成される。
【０００４】また、図１０および図１１は、特開昭６０
−１９０６３に開示される塗装装置を示す斜視図および
側面図である。図示されるように、この塗装装置は、支
持部材（不図示）に取り付けられる塗装ガン２３，２４
を有しており、このうち塗装領域境界部を塗装する塗装
ガン２３の塗料噴出部には偏倚した噴出口が設けられて
いる。このように、噴霧範囲の一部が遮蔽された噴出口
を有する塗装ガン２３を用いて塗装領域の境界部を塗装
することにより、塗装領域境界に見切線を形成する。
【０００５】そして図１２は、さらに別の塗装方法を示
す側断面図である。図１２では、自動車のボディーシル
部の塗装例が示されており、図１２（ａ）に示されるよ
うに、まず被塗装物であるパネル部品Ｗに下塗りおよび
中塗りを行い下層２５と中層２７とを形成する。続いて
ウェット状態の下、シル黒用塗装を行い黒塗り層２９を
形成する。塗装面が乾燥すると図１２（ｂ）に示される
ように、黒塗り層として残す部分をマスキングテープ３
１で覆う。このときマスキングテープ３１の端を見切線
に沿って位置決めする。マスキング工程終了後、図１２
（ｃ）に示されるように車体塗装つまり上塗り層３３を
形成し、塗装面を乾燥する。そして乾燥終了後マスキン
グテープ３１を剥がすと、図１２（ｄ）に示されるよう
に、所望の位置に見切線Ｌが形成される。このようにマ
スキングテープ３３を用いると、比較的高い品質の見切
線を形成できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図９に示される塗装装
置では、塗料の飛散を防止する第１マスキングプレート
１５と第２マスキングプレート１７を、パネル部品Ｗの
塗装面から一定の距離だけ離反して位置決めしている。
したがって図１３に示されるように、マスキングプレー
ト１７と塗装面の隙間から非塗装面３５に、霧状の細か
い塗料が飛散してしまい、品質の高い見切線を形成でき
ない。また図１０に示される塗装装置においては、塗装
ガン２３に偏倚した噴出口を設けることにより、非塗装
領域への塗料の飛散を防止している。しかしながらこの
装置を用いても、見切線から約２〜３mmの範囲内には霧
状の塗料が飛散してしまい、満足のいく品質の見切線を
形成できていない。図１２に示される塗装方法は、マス
キングテープ３１により非塗装領域を覆うので、飛散し
た塗料はマスキングテープ３１に付着し、塗装面の非塗
装領域に付着することがない。したがって形成される見
切線の品質は高い。しかしながら、マスキングテープ３
１により非塗装領域を覆う工程およびテープを剥がす工
程が必要となり、工程数が増加してしまう。またマスキ
ングテープ３１など、非塗装領域を覆う材料が必要にな
る。以上のような問題点に鑑みてなされた本発明は、工
程数および必要な資材を増加することなく、そして塗装
品質を低下することなく高品質の見切線を容易に形成す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、それぞれ粒状の塗料を一定の時間間隔毎に
吐出する複数のノズルが配置されたドット塗装ガンと、
当該ドット塗装ガンが取付けられこのドット塗装ガンを
移動する支持アームと、前記それぞれのノズルに対して
塗料供給ホースを介して接続され前記ドット塗装ガンに
塗料を供給する塗料供給手段と、前記ドット塗装ガンを
前記ノズルの配列方向に対して横方向に移動させ、下方
に位置するノズルほど吐出するドット数を少なくし、前
記ドット塗装ガンの端部に位置する前記ノズルにより塗
料の見切り線を形成させる制御手段とを有する塗装装置
である。また上記目的を達成するための本発明は、前記
ドット塗装ガンを、前記複数のノズルを移動方向に対し
傾けて、前記支持アームに取り付けたことを特徴とする
請求項１に記載の塗装装置である。さらに上記目的を達
成するための本発明は、前記ドット塗装ガンに、前記粒
状の塗料を吐出する時間間隔が調節自在なノズルを複数
取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置
である。
【０００８】
【作用】ドット塗装ガンは、制御手段により制御される
支持アームに取り付けられており、支持アームを移動す
ることにより所望の位置に移動できるようになってい
る。このようなドット塗装ガンを構成するそれぞれのノ
ズルには、制御手段により制御される塗料供給手段より
塗料が供給されており、それぞれのノズルは、供給され
た塗料を一定の時間間隔で吐出するようになっている。
そして、吐出された塗料は直線的に飛行した後、被塗装
物表面に塗着される。したがって、ノズルからなるドッ
ト塗装ガンにより塗装を行うと、塗料を、一定の方向に
飛行させた後、被塗装物表面に塗着させることができる
ので、明確な外周を有する塗装領域を形成できる。さら
に、下方に位置するノズルほど吐出するドット数を少な
くしているため、塗料の垂れや垂れた塗料が溜まった塗
料溜まりなどの発生を防止できる。またドット塗装ガン
の複数のノズルを移動方向に対し傾けているので、ドッ
ト塗装ガンの移動方向に対するドット密度を塗料の垂れ
を考慮した所望の間隔に設定できる。さらに、塗料吐出
間隔を自在に調節できるノズルをドット塗装ガンに取り
付けると、ドット上の塗料の塗着密度を自在に調節でき
る。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１に示されるように、本実施例の塗装装置
は、制御手段であるコントローラにより制御される塗装
ロボット４１を有しており、支持アームつまりロボット
アーム４３の先端には塗装用のドット塗装ガン４５が回
転自在に取付けられている。また図示されるように、ド
ット塗装ガン４５にはポンプユニット、圧力調整器、ヒ
ータ内蔵温度調整器など（いずれも不図示）からなる塗
料供給手段つまり塗料供給ユニット４７がホース４８を
介して接続されており、この塗料供給ユニットより塗料
が供給される。なお塗料供給ユニット４７には、コント
ローラ４９が接続されており、圧力調整器の吐出圧力や
吐出間隔を決めるパルス間隔、また保持温度などが制御
されている。
【００１０】図２に示されるように、ドット塗装ガン４
５は複数のノズル５１を有している。これらのノズル５
１は、図３に示されるように等間隔で一列に取り付けら
れており、ドット塗装ガン４５を回転させることによ
り、ノズル５１の列の向きは垂直方向に対してθ°だけ
傾けられている。ドット塗装ガン４５はこのようにノズ
ル５１の列の向きを自在に変えることにより、ノズルの
間隔Ｓ、つまり移動方向Ｍに対するドット密度を変化で
きる。
【００１１】ノズル５１は一定の間隔で塗料を噴出する
塗装ガンであり、連続して噴出される液滴つまりドット
はすべて同一の方向に吐出されるようになっているの
で、塗料が周囲に飛散することはない。したがってドッ
ト塗装ガン４５により塗布を行うと、塗装領域の縁部
に、塗装領域と非塗装領域とを区切る高品質の見切線Ｌ
を形成でき、相互の領域を容易に、しかも明確に区切る
ことができる。また、それぞれのノズル５１は一定の間
隔で塗料を吐出するので、それぞれのノズルからは、ほ
ぼ均一な液滴量のドットが連続して吐出されるようにな
っている。したがって図２に示されるように、それぞれ
のノズル５１を向きを揃えて等間隔に取り付けることに
より、吐出むらを防止できる。
【００１２】しかし、ノズル５１による塗装では、一般
的なスプレー塗装と比較すると、揮発する溶剤の量が少
なく、塗着直後の塗料における溶剤含有率が比較的高い
ので、塗料の垂れを考慮した塗装方法を用いる必要があ
る。図４（ａ）および図４（ｂ）は、１６本のノズルか
らなるドット塗装ガンにより塗料を塗装した塗装面のド
ット密度分布の概念を示す模式図である。なお、このド
ット分布図は、ドット塗装ガンの各ノズルを垂直に並べ
て塗料を塗布した例である。図４（ａ）に示されるドッ
ト分布となるようにするには、ドット塗装ガンの最上段
のノズルを常に基本間隔で規則的に塗料を吐出するよう
に制御する。また例えばドット塗装ガンの上から７つ目
のノズルを、まず最上段のノズルと同様の基本間隔で４
つドットを吐出し、その後１つおきに合計３ドット吐出
し、再び基本の間隔で２つドットを吐出するように制御
して、Ｄ矢印で矢視される部分のように塗料が塗布され
るようにする。このように各ノズルをそれぞれ制御して
図４（ａ）に示される分布となるように、塗料を塗布す
る。実際の塗装では、このようなパンターンを繰り返し
行いつつ塗装を行う。また図４（ｂ）に示されるドット
分布は、上半分のノズルを基本の間隔でドットを吐出す
るように制御し、下半分のノズルを１つおきにドットを
吐出するように制御することにより、形成される。この
ように、ノズルにより塗装する際、下方に位置するノズ
ル５１ほど吐出するドット数を少なくする塗装方法を用
いることにより、塗料の垂れや垂れた塗料が溜まった塗
料溜まりなどの発生を防止できる。またコントローラ４
９を用いて、吐出する塗料の量や間隔などを制御して、
一定量の垂れを発生させることにより、塗着したドット
相互の隙間に垂れた塗料を供給するようなこともでき
る。
【００１３】また図２に示されるように、ロボットアー
ム４３には、（図１においては図示していない）エアレ
スガン５３が取付けられており、広い範囲を一度に塗装
できるようになっている。したがって、ドット塗装ガン
４５により塗装領域の周辺部を塗装すると共に、塗装領
域の内部をエアレスガン５３により塗装することによ
り、短時間の間に高品質の見切線Ｌを有する均質な塗装
面を形成できる。なおエアレスガン５３は、別の支持部
材に支持して用いてもよい。そして図２に示されるよう
に、ロボットアーム４３には位置検知センサー５５が取
り付けられているので、被塗装物Ｗに対するドット塗装
ガン４５の位置を検知できる。したがって、検知した位
置を基にドット塗装ガン４５の位置を制御でき、所望の
位置に見切線を形成できる。なお塗装ロボット４１に一
連の動作をティーチングすることにより、ドット塗装ガ
ン４５を一定の軌跡に沿って繰り返し動作させることも
できる。
【００１４】図５は、コントローラの接続を示すブロッ
ク図である。図示されるように、コントローラ４９に
は、塗装装置の運転条件をコントローラ４９に設定する
入力手段６１が接続されており、予め吐出圧力等の値を
設定するようになっている。これらの設定値を基にコン
トローラ４９により塗料供給ユニット４７およびロボッ
ト４１の移動速度を制御する。なおロボット４１の位置
制御には、予め設定した移動経路にしたがって制御する
方法と、位置検知センサ５５により測定されるロボット
つまりドット塗装ガン４５のワークＷに対する相対的な
位置を基に位置制御する方法との両方が用いられる。
【００１５】次に、上記塗装装置により塗装を行う手順
を、図６および図７に示されるフローチャートを用い、
自動車車体のサイドシル部の塗装を具体例として説明す
る。本実施例で用いている塗料は、自動車のサイドシル
黒塗り用の塗料として一般的に使用される塗料粘度が１
６ｓｅｃ／フォードカップ＃４のポリエステル系熱硬化
型黒色塗料である。なお本実施例のノズル５１には、分
子量が２０００〜５００００、表面張力が３０〜６０ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ、塗料粘度が２０ｓｅｃ／フォードカップ
＃４以下、の条件を満たす塗料を用いることができるよ
うになっている。
【００１６】まず、塗料供給ユニット４７に接続される
コントローラ４９により、塗装条件およびロボット４１
の制御条件を設定する（Ｓ１）。なお、既に設定されて
いればそのままでよい。本実施例では、ガン５１先の吐
出圧力を１５ｋｇ／ｃｍ２、ドットパルスつまり吐出間
隔を６ｍｓｅｃ／ドット、ガン移動速度を１５０ｍｍ／
ｓｅｃに、そしてノズル５１の吐出部と被塗装物表面の
離反距離は１０ｍｍに設定する。またロボット４１の制
御条件として、ロボットの塗装開始位置や、ロボットア
ーム４３に取付けられるドット塗装ガン４５の回転角度
などを設定する。なお作業環境、非塗装物、塗布する塗
料などの変化に対応して、それぞれの設定値を適宜選択
するとよい。塗装条件の設定が終了すると、ドット塗装
ガン４５を塗装開始位置に位置決めする（Ｓ２）。位置
決め位置を確認（Ｓ３）して、補正が必要であれば位置
補正（Ｓ４）し、位置決めが完了すると次に塗装を開始
する。まずバルブ（不図示）を開き、ドット塗料ガンの
それぞれのノズル５１に供給（Ｓ５）し、次にエアレス
ガンに塗料を供給する（Ｓ６）。ノズル５１より吐出さ
れる塗料の圧力が設定値通りか否かを確認（Ｓ７）し、
補正が必要であれば圧力調整器により所定の圧力に補正
する（Ｓ８）。また吐出間隔や温度それにエアレスガン
の吐出圧力などの値も同様に確認し、必要であればパル
ス制御、温度調整器や圧力調整器などにより所定の値に
制御する（Ｓ８）。なお、各値は塗料供給を停止するま
で、常時監視されており、必要に応じて随時補正するよ
うになっている。各ガンが所定の値に設定されると、続
いてロボット４１の設定速度での移動を開始する（Ｓ
９）。本実施例では、サイドシルＷの上部を塗装するの
で、ドット塗装ガン４５を横方向に移動させる。図８
は、塗装中のサイドシルを示す正面図であり、ドット塗
装ガン４５により、サイドシルＷの上部が塗装されると
同時に、斜線で示される領域５９がエアレスガン５３に
より塗装される。したがってサイドシルＷの最上部には
明確な見切線Ｌが形成される。なお図２に示されるよう
に、ドット塗装ガン４５の塗装領域ｄとエアレスガン５
３の塗装領域ｅとは一部重複するようになっている。
【００１７】塗装動作中のドット塗装ガン４５は、位置
検知センサ５５により位置を随時測定（Ｓ１０）されて
おり、塗装ガン４５の位置が所定の距離ズレを生じる
と、ズレを補正するようになっている（Ｓ１１）。した
がって、ドット塗装ガン４５より吐出された塗料は、塗
装面に対して均一に塗布される。なお本実施例では、位
置検知センサ５５の検知位置を優先的な情報として取扱
い、塗装ロボット４１の位置を制御しているが、移動経
路などを入力手段からすべて設定して制御してもよい。
そして、ドット塗装ガンが塗装終了位置に達したか否か
を常時監視する（Ｓ１２）位置検知センサによりドット
塗装ガンが終了位置に達したことが確認されると、バル
ブを閉じてノズル５１およびエアレスガン５３への塗料
の供給を停止する（Ｓ１３）。これに続いてロボット４
１を停止する（Ｓ１４）。このようにしてサイドシルＷ
の塗装を終了する。
【００１８】このようにしてサイドシルＷを塗装するこ
とにより、塗装領域の縁部に高品質の見切線Ｌを容易に
形成できる。なお上記実施例では、ドット塗装ガンとエ
アレスガンを用いて塗装しているが、ドット塗装ガンの
みを用いて塗装してもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によると、飛散する
塗料がないので、高品質の見切線を容易に形成でき、ま
た、塗料の垂れや垂れた塗料が溜まった塗料溜まりなど
の発生を防止できる。したがって、塗装しない領域をマ
スキングテープなどのマスキング材で覆う必要がなく、
工程数および塗装に必要な資材を減らすことができる。
また塗料が飛散しないので、被塗装物への塗料の付着
率、つまり塗料利用率は１００％となり、塗料を有効に
利用できる。さらに、塗料の液滴つまりドットが直線的
に吐出されるので、被塗装物が複雑な形状であったり、
被塗装面に凹部があっても確実に塗装できる。
【００２０】またドット塗装ガンの複数のノズルを移動
方向に対し傾けてアームに取り付けたり、塗料吐出間隔
を自在に設定できるノズルを用いたりすることにより、
ドット塗装ガンの移動方向に対する塗料塗着密度を自在
に調節でき、ドット塗装ガンの移動方向の塗料塗着密度
をも自在に調節できる。したがって、塗着される塗料の
量を自在に制御でき、塗料の垂れや塗料溜りの発生を防
止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本実施例の塗装装置を示す斜視図、
【図２】は、本実施例の塗装装置と被塗装物の側断面
図、
【図３】は、図２に示されるドット塗装ガンのＣ矢視
図、
【図４】（ａ）および（ｂ）は、吐出するドット数をノ
ズル毎に制御されるドット塗装ガンにより塗装された塗
装面のドット密度分布を示す模式図、
【図５】は、コントローラに接続関係を示すブロック
図、
【図６】は、塗装手順を示す流れ図、
【図７】は、図６の続きの流れ図を示す流れ図、
【図８】は、図１に示されるサイドシル部のＢ矢視図、
【図９】は、見切線を有する塗装面を形成する従来の塗
装装置の一例を示す側断面図、
【図１０】は、別の塗装装置を示す斜視図、
【図１１】は、別の塗装装置を示す側面図、
【図１２】は、さらに別の塗装方法を示す側断面図、
【図１３】は、図９に示される塗装装置の部分拡大図で
ある。
【符号の説明】
４１…塗装ロボット ４５…ドット塗装ガン ４
７…塗料供給ユニット ４９…コントローラ ５３…エアレスガン ５
５…位置検知センサ ５１…ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05B 12/00 - 13/06

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれ粒状の塗料を一定の時間間隔毎
    に吐出する複数のノズルが配置されたドット塗装ガン
    と、当該ドット塗装ガンが取付けられこのドット塗装ガ
    ンを移動する支持アームと、前記それぞれのノズルに対
    して塗料供給ホースを介して接続され前記ドット塗装ガ
    ンに塗料を供給する塗料供給手段と、前記ドット塗装ガ
    ンを前記ノズルの配列方向に対して横方向に移動させ、
    下方に位置するノズルほど吐出するドット数を少なく
    し、前記ドット塗装ガンの端部に位置する前記ノズルに
    より塗料の見切り線を形成させる制御手段とを有する塗
    装装置。
  2. 【請求項２】 前記ドット塗装ガンを、前記複数のノズ
    ルを移動方向に対し傾けて、前記支持アームに取り付け
    たことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
  3. 【請求項３】 前記ドット塗装ガンに、前記粒状の塗料
    を吐出する時間間隔が調節自在なノズルを複数取り付け
    たことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
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