JP3299550B2 - 塗装方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、搬送されて来る例え
ば自動車等の車体の側面部に対し塗装ガンを所定の軌跡
に従って動作させながら塗装する塗装方法およびその装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、搬送されて来る被塗物を塗装
する場合、該被塗物に対して塗装ガンを、所定軌跡に従
って動作させながら、例えば搬送方向に対して直交する
方向に往復動させながら塗装する塗装方法は一般に良く
知られている。例えば、自動車の車体塗装ラインなどに
おいて、塗装ステーションに搬入されて来た車体の側面
部分を塗装するような場合、塗装ガンを、塗装すべき車
体側面に対して上下方向に往復動させながら塗装する塗
装方法が慣用されている。

【０００３】かかる塗装方法およびその装置として、例
えば、特開平１−２９７１６８号公報では、車体の側部
塗装面を高さ方向について複数に分割するとともに、そ
れぞれ異なる高さ位置に塗装ガンを配設し、各塗装ガン
を所定量だけ上下方向に往復動させて上記車体側部の塗
装を行うことにより、各塗装ガンの実質的な変位量を大
幅に減少させ、車体搬送ラインの高速化と塗装作業の効
率化とを図るようにしたものが開示されている。しかし
ながら、上記従来例では、塗装ガンを複数設けてその変
位および塗料の噴霧動作などを個々に制御するので、装
置が大掛かりで、かつその構造も複雑なものとなり、広
い設置スペースを要するとともに設備費がかさむという
問題がある。

【０００４】一方、かかる大掛かりな装置を用いること
なく、一つの塗装ガンで車体側部の塗装を行うようにし
たものが種々考案されており、例えば実開昭６２−１５
１９７０号公報では、車体側部の曲線形状に倣うガイド
レールで塗装ガンの上下方向の動作をガイドし、かつ、
該塗装ガンの支持部にチルト機構を設けることにより、
湾曲形状に形成された車体側部に対して、一定の塗装距
離及び塗料噴霧角度を維持しながら塗装することができ
るようにしたものが開示されている。

【０００５】ところで、被塗物表面にスプレーガンで塗
料を噴霧・塗布する場合、１回の噴霧塗装で得られる塗
装膜厚は、例えば図４に示すように、被塗物表面に形成
された塗装パターンの幅方向について一定でなく、パタ
ーンの中央部分で厚く両端部に近付くにつれて薄くなる
ことが知られている。

【０００６】従って、塗膜厚さを極力均一にして良好な
塗装品質を得るためには、塗装ガンを往復動させる際の
各パス間の間隔(パスピッチＰ)を、塗装パターン幅Ｗp
に対して一定値以下に規制し、各パスによる塗装パター
ンどうしをラップさせながら塗装する必要がある。つま
り、被塗物の塗装すべき表面部分に対して、一定回数以
上の塗り回数を確保するとともに、塗装面全体に渡って
この塗り回数を一定に保つ必要がある。このためには、
塗装ガンの往復動させる際のストローク長さとガン速度
とが一定になるように設定すれば良い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の自動
車の車体を側面から見た場合、車体前部(フロントフェ
ンダ部分)と車体中央部分(車室側面部分)と車体後部(リ
ヤフェンダ部分)とでは、上下方向の長さがかなり異な
る。かかる側面形状の車体を一つのガンで塗装する場
合、従来では、塗装ガンの往復動ストロークを、上下方
向長さが最も長い車室側面部分に合わせ、フロント及び
リヤのフェンダ部分では、部分的に塗料の噴霧を停止し
てストローク動作のみを行なわせるか、または、塗装ガ
ンの往復動ストロークをフロント及びリヤのフェンダ部
分のいずれか一方に合わせて部分塗装を行い、この塗装
範囲外の部分については別途に塗装することにより、塗
装ガンの往復動ストロークを一定に保つようにしてい
た。

【０００８】しかしながら、上記従来の方法では、前者
にあっては、塗料の噴霧を要しない部分についても塗装
ガンにストローク動作をさせるため、この無駄な動作分
だけ塗装工程の作業効率が低くなり、また、後者にあっ
ては、上記塗装範囲外の部分の塗装が別工程となるの
で、やはり生産性の向上を図る上で不利になるという問
題があった。

【０００９】また、自動車の車体の上半部と下半部とで
は、通常、車体側部の曲面形状がある程度異なっている
が、このような側面形状の車体を一つのガンで塗装する
場合、塗装ガンを、上半部から下半部まで一定の曲率の
円弧状軌跡に沿って往復動させるのが、従来、一般的で
ある。しかしながら、かかる方法では、車体の上半部と
下半部とを、その塗装面の曲面形状に応じて塗り分ける
ことができず、塗装面を均一にかつ効率良く塗装するこ
とが難しいという問題があった。

【００１０】更に、自動車の車体側部を上半部と下半部
とに分けて考えた場合、上半部についてはパネル部分よ
りもピラー部分の方がかなり多い。このような塗装領域
に対して、塗装ガンを単に上下方向に往復動させて塗装
したのでは、効率の良い塗装を行うことができないとい
う問題があった。

【００１１】この発明は、上記諸問題を解決するために
なされたもので、搬送されて来る車体の側面部に対して
塗装ガンを所定の軌跡に従って動作させながら塗装する
に際して、一つの塗装ガンで車体側面部に沿った塗装を
効率良く行うことができる塗装方法およびその装置を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本願の第１の
発明は、搬送されて来る車体の側面部に対して塗装ガン
を所定の軌跡に従って動作させながら塗装する塗装方法
において、塗装機本体を上記車体の搬送方向に沿って進
退動可能に設けるとともに、上記塗装機本体に対して１
基の塗装ガンを上下方向に往復動可能に取り付け、上記
車体側面部の全塗装領域を、少なくとも上記塗装ガンの
往復動方向である上下方向について上半部と下半部の２
つの塗装ブロックに分割し、各塗装ブロックに応じて、
上記塗装ガンの往復動長さが長い場合の方が短い場合に
比して当該塗装ガンの１パス当りの所要時間が大となる
ように設定された下で、上記塗装ガンの往復動軌跡を可
変制御しながら、上記各塗装ブロックを順次塗装するよ
うにしたものである。

【００１３】また、本願の第２の発明は、上記第１の発
明において、上記塗装ブロックの一つを塗装し終えた際
には、上記塗装ガンが塗装方向と逆方向に移動させら
れ、その後に次の塗装ブロックの塗装を始めるようにし
たものである。

【００１４】更に、本願の第３の発明は、上記第１の発
明において、上記車体側面部の塗装領域は、車体の搬送
方向についても分割されているようにしたものである。

【００１５】また、更に、本願の第４の発明は、上記第
１の発明において、上記各塗装ブロックに応じて、上記
塗装ガンの往復動長さが短い場合の方が長い場合に比し
て、上記塗装ガンと車体との搬送方向における相対速度
が大となるように設定された下で、上記塗装ガンの車体
搬送方向における進退動速度を可変制御しながら、上記
各塗装ブロックを順次塗装するようにしたものである。

【００１６】また、更に、本願の第５の発明は、搬送さ
れて来る車体の側面部に対して塗装ガンを所定の軌跡に
従って動作させながら塗装する塗装装置において、上記
車体の搬送方向に沿って進退動可能に設けられた塗装機
本体と、該塗装機本体に対して上下方向に往復動可能に
取り付けられた１基の塗装ガンと、上記車体側面部の全
塗装領域を少なくとも上記塗装ガンの往復動方向である
上下方向について上半部と下半部とに分割して得られた
２つの塗装ブロックの各々に応じて、上記塗装ガンの往
復動長さが長い場合の方が短い場合に比して当該塗装ガ
ンの１パス当りの所要時間が大となるように設定された
下で、上記塗装ガンの往復動軌跡を可変制御する可変制
御手段と、上記塗装ガンを各塗装ブロックに順次移動さ
せる移動制御手段とを備えたものである。

【００１７】

【００１８】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、上記車体側
面部の全塗装領域を、少なくとも塗装ガンの往復動方向
である上下方向について上半部と下半部の２つの塗装ブ
ロックに分割し、各塗装ブロックを順次塗装することに
より、塗装ガンに無駄な動きをさせることなく車体側面
部の塗装領域全体を塗装することができる。しかも、上
記各塗装ブロックに応じて、上記塗装ガンの往復動長さ
が長い場合の方が短い場合に比して当該塗装ガンの１パ
ス当りの所要時間が大となるように設定された下で、塗
装ガンの往復動軌跡を可変制御するようにしたので、車
体側面部の曲面形状が全塗装領域について一定でない場
合でも、塗装ガンの往復動ストロークおよびガン速度を
一定に維持したままで、各塗装ブロックにおける車体側
面部の曲面形状に応じて塗装ガンの往復動軌跡の曲線形
状を可変制御することが可能になる。この結果、一つの
塗装ガンで、車体側面部の塗装領域全体に渡って塗膜厚
さを均一に保ち、しかも車体側面に沿った塗装を効率良
く行うことができる。

【００１９】また、本願の第２の発明によれば、上記第
１の発明において、上記塗装ブロックの一つを塗装し終
えた際には、上記塗装ガンが塗装方向と逆方向に移動さ
せられ、その後に次の塗装ブロックの塗装を始めるよう
にしたので、塗装ガンを、塗装し終えた塗装ブロックか
ら次の塗装ブロックに移動させる際に、車体側面部に対
してある相対速度をもって行なわれる搬送方向に沿った
進退動作、所謂トラッキング動作を行わせることによ
り、塗装装置の車体搬送方向の長さを短くすることがで
きる。その結果、上記第１の発明と同様の効果を奏する
ことができるとともに、装置のコンパクト化を図ること
ができる。

【００２０】更に、本願の第３の発明によれば、上記第
１の発明において、上記車体側面部の塗装領域は、その
搬送方向についても分割されているようにしたので、各
塗装ブロックの搬送方向長さを短く設定することがで
き、塗装ガンを各塗装ブロックに順次移動させる際のト
ラッキング量を低減することができる。この結果、上記
第１の発明と同様の効果を奏することができるととも
に、塗装装置の車体搬送方向の長さをより短くすること
ができ、装置のより一層のコンパクト化を図ることがで
きる。

【００２１】また、更に、本願の第４の発明によれば、
上記第１の発明において、上記塗装ブロックに応じて、
上記塗装ガンの往復動長さが短い場合の方が長い場合に
比して、上記塗装ガンと車体との搬送方向における相対
速度が大となるように設定された下で、上記塗装ガンの
車体搬送方向における進退動速度を可変制御しながら、
上記各塗装ブロックを順次塗装するようにしたことによ
り、車体側面部の塗装領域全体に渡って塗膜厚さを均一
に保ち、しかも車体側面に沿った塗装を効率良く行う上
で、最適の塗装ガン進退動制御を行うことが可能にな
る。

【００２２】また、更に、本願の第５の発明に係る塗装
装置よれば、上記可変制御手段と移動制御手段とを設け
たので、上下方向に分割された２つの塗装ブロックに応
じて、上記塗装ガンの往復動長さが長い場合の方が短い
場合に比して当該塗装ガンの１パス当りの所要時間が大
となるように設定された下で、上記塗装ガンの往復動軌
跡を可変制御することができるとともに、上記塗装ブロ
ックを順次塗装することができる。すなわち、車体側面
部の曲面形状が全塗装領域について一定でない場合で
も、塗装ガンの往復動ストロークおよびガン速度を一定
に維持したままで、各塗装ブロックにおける車体側面部
の曲面形状に応じて塗装ガンの往復動軌跡の曲率を可変
制御することが可能になり、一つの塗装ガンで、車体側
面部の塗装領域全体に渡って塗膜厚さを均一に保ち、し
かも車体側面に沿った塗装を効率良く行うことができる
ようになる。

【００２３】

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、例えば自動車の車
体側部への塗装に適用した場合について、添付図面を参
照しながら詳細に説明する。図１,図２及び図３は、本
発明に係る塗装方法を実施するための塗装装置の構成を
概略的に表す平面図,正面図及び側面図であるが、これ
らの図に示すように、本実施例に係る塗装装置１は、基
台２上に敷設され、車体搬送ラインＬbに沿って延びる
２本の平行な走行レール３と、該走行レール３,３上に
配設された矩形柱状の塗装機本体４と、該塗装機本体４
に支持されて水平面内で車体搬送ラインＬbに直交する
方向(以下、この方向を前後方向と称する。)に向けられ
たアーム支持ユニット５と、該アーム支持ユニット５に
取り付けられて車体搬送ラインＬb側に伸長する塗装ア
ーム６と、該塗装アーム６の先端に取り付けられた塗装
ガン７とを備えている。

【００２５】上記２本の走行レール３,３の間には、ボ
ールネジで構成された走行軸Ｓxが両レール３と平行に
延設され、該走行軸Ｓxの一端は電動モータＭx(走行軸
モータ)の出力側に連結されている。また、上記塗装機
本体４の底部には、走行軸Ｓxと組み合わされるボック
ス状の取付ユニット４uが固定されており、上記走行軸
モータＭxで走行軸Ｓxを回転駆動することにより、塗装
機本体４が、上記取付ユニット４uを介して走行させら
れる。そして、この走行方向は走行軸Ｓxの回転方向を
変えることによって逆方向に転換することができる。す
なわち、塗装機本体４は、走行軸モータＭxの駆動によ
り、走行レール３,３でガイドされながら、車体搬送ラ
インＬbに沿って搬送方向に進退動することができるよ
うになっている。

【００２６】また、上記塗装機本体４の側面部には、ボ
ールネジで構成された上下方向の昇降軸Ｓzが配設さ
れ、該昇降軸Ｓzの下端部は、塗装機本体４の下部に固
定された電動モータＭz(昇降軸モータ)の出力側に連結
されている。上記アーム支持ユニット５は、取付ユニッ
ト５uを介して上記昇降軸Ｓzに直交して前後方向を向け
て取り付けられ、昇降軸モータＭzで昇降軸Ｓzを回転駆
動することにより、該昇降軸Ｓzに沿って上下方向に往
復動することができる。

【００２７】更に、上記塗装機本体４の内部には、アー
ム支持ユニット５の昇降動作を補助するために、上下の
スプロケット１３a,１３b間に、バランスウェイト１４
が取り付けられた昇降用チェーン１２が架設され、該チ
ェーン１２の適所に上記アーム支持ユニット５の背面側
が固定されている。

【００２８】上記アーム支持ユニット５の側面部には、
ボールネジで構成されるとともに水平面内において前後
方向に延びる前後軸Ｓyが配設され、該前後軸Ｓyの後端
部は、アーム支持ユニット５の後端に固定された電動モ
ータＭy(前後軸モータ)に連結されている。上記塗装ア
ーム６は、アーム支持ユニット５と同方向に向けて取り
付けられ、前後軸モータＭyで前後軸Ｓyを回転駆動する
ことにより、該前後軸Ｓyに沿って水平面内で前後方向
に移動し、その前後位置の調整が行なわれる。

【００２９】上記塗装アーム６の先端部には、チルト機
構８を介して塗装ガン７が取り付けられており、該チル
ト機構８に付設された電動モータＭθ(チルトモータ)を
駆動することにより、塗装ガン７を垂直面内で上下方向
にチルトさせ、ガン７の先端を所定の傾斜方向に指向さ
せることができるようになっている。尚、塗装ガンを、
種々の方向に指向し得るように、塗装アームに対して、
上記前後軸Ｓyの長手方向軸線の廻りに旋回可能に取り
付けることにより、塗装ガンに、上下方向のチルト動作
のみならず、所謂ロボット動作を行わせながら、被塗物
の塗装部位の形状に沿って移動させるようにすることが
できる。

【００３０】尚、ボールネジとしての各軸Ｓx,Ｓy及び
Ｓzの回転駆動により、塗装機本体４,塗装アーム６及び
アーム支持ユニット５を、それぞれ各軸方向に移動せし
めるボールネジ機構、及び電動モータＭθの駆動により
上記塗装ガン７を傾動させるチルト機構８は、いずれ
も、従来から良く知られているものと同じものであるの
で、その内部構造の図示及び詳細な説明は省略する。

【００３１】上記塗装装置１には、具体的には図示しな
かったが、例えばマイクロコンピュータを主要部として
構成された制御用コントローラが付設され、一方、上記
各電動モータＭx,Ｍy,Ｍz及びＭθは、いずれも例えば
ＡＣサーボモータで構成されており、上記コントローラ
に信号授受可能に接続されている。そして、該コントロ
ーラからの制御信号に応じて、上記各サーボモータＭx,
Ｍy,Ｍz及びＭθの駆動・停止、あるいは回転速度及び
その方向が適宜制御されるようになっている。

【００３２】以上の構成において、塗装ステーションに
車体Ｂが搬入されて来ると、上記塗装装置１の作動が開
始され、各サーボモータＭx,Ｍy,Ｍz及びＭθが駆動さ
れる。そして、車体Ｂが所定のコンベア速度で搬送方向
へ移動させられる一方、塗装装置１側では、アーム支持
ユニット５が上下方向に往復動させられるとともに、そ
の上下位置に応じて、塗装アーム６の前後位置及び塗装
ガン７のチルト角が、車体Ｂの側面の曲線形状に対応す
るように制御される。また、同時に、塗装機本体４が、
車体搬送方向に進退動させられる。すなわち、車体搬送
ラインＬbのコンベア速度に対して、ある相対速度をも
って車体搬送方向に沿った進退動作、所謂、トラッキン
グ動作を行う。

【００３３】本実施例では、図５に示すように、塗装す
べき車体Ｂの側面を上半部ＨＵと下半部ＨＬとに分割
し、更に、この下半部ＨＬを前部Ｈ₁と後部Ｈ₂とに分割
し、このように分割して得られた各塗装ブロックＨ₁,Ｈ
Ｕ,Ｈ₂毎に順次塗装を行うようにしている。すなわち、
まず車体下半前部の塗装ブロックＨ₁を塗装した後、塗
装機本体４をトラッキングさせて塗装ガン７を車体上半
部の塗装ブロックＨＵに移動させ、このブロックＨＵを
塗装し、その後、再び塗装機本体４をトラッキングさせ
て塗装ガン７を車体下半後部の塗装ブロックＨ₂に移動
させ、最後にこのブロックＨ₂の塗装が行なわれる。

【００３４】車体側面の全塗装領域を上記のように３つ
の塗装ブロックＨＵ,Ｈ₁,Ｈ₂に分割し、各塗装ブロック
Ｈ₁,ＨＵ,Ｈ₂毎に順次塗装を施すようにすることによ
り、一つの塗装ガン７で、塗装すべき車体Ｂの側部全体
に渡って塗膜厚さを均一に保ち、しかも各塗装ブロック
Ｈ₁,ＨＵ,Ｈ₂における被塗面に沿った塗装を効率良く行
うことができる。

【００３５】すなわち、塗装すべき車体Ｂの側面を、塗
装ガン７の往復動方向である上下方向に分割することに
より、車体Ｂの上半部ＨＵと下半部ＨＬとを、その側面
パネルの曲面形状に応じて塗り分けることができる。こ
の場合、車体上半部の塗装ブロックＨＵの前後の塗装し
ない部分については、塗装ガン７を上下往復動させるこ
とがなくなるので、従来のように、塗装ガンに無駄な動
きをさせることなく、車体Ｂの側面の塗装領域全体を塗
装することができ、塗装作業の効率が向上する。また、
塗装領域を前後に分割することにより、分割された塗装
ブロックＨ₁,ＨＵ,Ｈ₂を順次塗装して行く際のトラッキ
ング量を小さくすることができ、塗装装置１をよりコン
パクトにすることができる。

【００３６】以下、上記各塗装ブロックＨ₁,ＨＵ,Ｈ₂の
塗装条件について、具体例を参照しながら説明する。ま
ず、車体上半部ＨＵと下半部ＨＬとについて、塗装ガン
７が上下往復動する際の軌跡、及び往復動ストロークを
算出する。本具体例では、上記車体上半部ＨＵと下半部
ＨＬとについて、その側面部の外形を形作る曲線を、例
えば、中心位置が異なる同一曲率半径Ｒの円弧Ｃで近似
した(図６参照)。

【００３７】そして、塗装ガン７の先端から車体Ｂの表
面に至る距離(つまり塗装距離Ｄg)を塗装条件から適当
に設定することにより、車体上半部ＨＵと下半部ＨＬと
について、その塗装面に沿った塗装ガン７の上下往復動
の軌跡Ｇをそれぞれ求めることができる。尚、上記軌跡
Ｇは、塗装装置１におけるアーム支持ユニット５の昇降
動作、塗装アーム６の前後動、及び塗装ガン７の上下チ
ルト動作が複合合成されたものである。本具体例に係る
自動車では、上記塗装ガン７の軌跡Ｇの曲率半径Ｒは１
５００ｍｍ、塗装ガン７が上記軌跡Ｇに沿って上下往復
動する際の円弧長さＬは、上半部ＨＵ及び下半部ＨＬと
もに８００ｍｍであった。

【００３８】連続搬送される車体Ｂに対して塗装ガン７
を往復動させながら塗装する場合、塗膜厚さを十分に均
一に保つためには、１回のパスによる各塗装パターンど
うしを、パターン幅Ｗp(図４参照)に対して所定量だけ
ラップさせる必要がある。本実施例では、このラップ量
を塗装パターン幅Ｗpの１／２とし、このため、塗装ガ
ン７を往復動させる際の１パス当たりの移動量、つまり
パスピッチＰを塗装パターン幅Ｗpの１／４に設定し
た。尚、具体例では塗装パターン幅Ｗpを３００mmとし
た。従って、パスピッチＰは７５mmに設定した。

【００３９】また、塗料の吐出量Ｑ、被塗物と塗装ガン
との搬送方向における相対速度Ｖr及び塗装膜厚tの間に
は、次式(１)に示す関係があり、塗装装置１のポンプ装
置(不図示)を制御して塗料の吐出量Ｑを調整し、あるい
は走行軸モータＭxの回転数及び回転方向を制御して上
記相対速度Ｖrを調整することにより、所定の塗装膜厚t
を得ることができる。本実施例では、塗料の霧化状態の
変化を防止し、安定した塗装品質を得るために、式(１)
において塗料の吐出量Ｑを一定とした。

【００４０】 Ｑ＝Ｖr・Ｌg・t・ρ₁・[(Ｒ−Ｄg)／Ｒ]／(ρ₂・ＮＶ・η)……(１) 上式(１)において各記号は以下の量または定数を表し
ている。 Ｌg : 塗装ガンのストローク長さ ρ₁ : 塗膜の膜比重(塗料の物性で定まる定数） ρ_２ ： 塗料の液比重(塗料の物性で定まる定数) η : 効率(塗装装置で定まる定数) Ｒ : 塗装ガンの往復動軌跡の曲率(車体形状で定まる
定数) Ｄg : 塗装距離(塗装条件で定まる定数)

【００４１】尚、上記塗装ガンのストローク長さＬg
は、塗装ガン７が往復動する軌跡Ｇ(円弧状カーブ)の上
下方向長さＬに、塗装ガン７が往復動する際における上
下端部での折り返し時の加減速のために要する長さを付
加したもので、次式(２)で算出することができる。

【００４２】 Ｌg＝Ｌ＋Ｔa・Ｖg＝Ｔp・Ｖg……(２) 上式(２)において各記号は以下の量を表している。 Ｖg : ストローク動作時の塗装ガンの先端速度 Ｔa : 上下端部での折り返し時の加減速に要する時間 Ｔp : １パス当たりの所要時間

【００４３】本具体例では、上記塗装ガンの先端速度Ｖ
gを、所定以上の塗着効率を確実に得ることができる範
囲での最高レベルの速度として６０m／分に、また、上
記加減速時間Ｔaを０.３秒間に設定した。従って、１パ
ス当たりの所要時間Ｔp(＝Ｌ／Ｖg＋Ｔa)は、１.１秒に
なる。

【００４４】上記相対速度ＶrとパスピッチＰと１パス
当たりの所要時間Ｔpとの間には、次式(３)に示す関係
があるので、この式(３)から相対速度Ｖrを算出するこ
とができる。 Ｐ／Ｖr＝Ｌ／Ｖg＋Ｔa＝Ｔp……(３) 本具体例では、相対速度Ｖrは４.０９ m／分になる。
尚、本具体例に係る自動車では、その搬送方向の長さ
が、車体上半部ＨＵの長さＬｕが２.４ｍ、下半部ＨＬ
の長さＬａが５.１ｍであり、これらの値と上記相対速
度Ｖrとから、車両１台当たりに要する塗装時間を算出
すると、１.８３分であった。

【００４５】また、塗料の吐出量Ｑは、次式(４)で算出
することができる。 Ｑ＝Ｖr・Ｌg・Ａ＝Ｔp・Ｖg・Ａ……(４) 上式中、Ａは定数項である。本具体例では、吐出量Ｑは
４.５０Ａであった。

【００４６】尚、上記実施例(以下、第１実施例という)
は、ピラー構造が大部分を占める車体側部の上半部ＨＵ
についても、下半部ＨＬと同じく、塗装ガン７を上下に
往復動させて塗装を行うものであったが、塗装ガンを、
種々の方向に指向し得るように、塗装アームに対して、
塗装機本体の前後軸の長手方向軸線廻りに旋回可能に取
り付けることにより、上記上半部ＨＵを塗装するに際し
て、塗装ガンに、車体ピラーに沿ったロボット動作を行
わせ、この部分に対する塗装をより効率良く行うことが
できる。以下、本発明の第２実施例について説明する。
尚、以下の説明において第１実施例の場合と同じものに
は、同一の符号を付し、それ以上の説明は省略する。ま
た、本実施例における塗装領域の分割方法および各塗装
ブロックの塗装順序は、第１実施例の場合と同様であ
る。

【００４７】図７および図８は、本実施例に係る自動車
の車体上半部のピラー部分に沿って塗装ガンをロボット
挙動させた場合における塗装ガンの移動軌跡、及び塗装
ガンの車体搬送方向における移動パターンの一例をそれ
ぞれ表す説明図であるが、車体上半部ＨＵの塗装ブロッ
クに移動させられた塗装ガンは、上記各図に示すよう
に、センタピラー２１の最下端部aに位置させられ、こ
の点aからスタートし、センタピラー２１に沿って一旦
上昇した後、再びセンタピラーの下端側bまで降下す
る。その後、前方に移動しc点からフロントピラー沿っ
て斜め後方にd点まで立ち上がり、その後ルーフレール
に沿ってe点に至るまで移動する。次に、リヤピラーに
沿って斜め後方に立ち下がった後、f点からセンタピラ
ーの最下端側まで移動して塗装を終了する。

【００４８】この場合、噴霧パターンは、図７において
破線で示すように、偏平パターンの長径が常にピラーに
直交するように制御される。従って、ピラー幅がある程
度以下であれば、塗装パターンの塗膜厚さが十分に厚い
部分でピラーを覆うことができ、この場合には、塗り回
数を１回にすることが可能である。また、この場合、車
体下半部ＨＬの各塗装ブロックＨ₁,Ｈ₂に対しては、第
１実施例の場合と同様に、塗装ガンを上下方向に往復動
させながら塗装が行なわれる。尚、塗装ガンを上記のよ
うな順序で移動させる代わりに、例えば、点b→d→c→a
→e→f→aの順序で移動させても良い。

【００４９】具体例により説明すれば、例えば、車体ピ
ラーに沿った部分に対するロボット動作における移動距
離の総長さは５０００mmであり、また塗装ガンの姿勢変
化は１サイクル中に７回行なわれ、この姿勢変化に要す
る時間を０.３秒、また、このロボット動作での塗装ガ
ンの先端速度Ｖgを２０m／分に制限した。従って、車両
１台について上半部の塗装ブロックＨＵを塗装するに要
する塗装時間は、１７.１秒となる。また、車両側面全
体については、１台当たりの塗装時間は１.５３分とな
る。尚、この場合、車体上半部の塗装ブロックＨＵを塗
装する際の塗料吐出量Ｑは次式で表される。 Ｑ＝Ｖg・Ｗ・Ａ (ただし、Ａは定数項) 本具体例では、塗装パターン幅Ｗを３００mm(０.３m)と
して、この部分での塗料吐出量Ｑは６.０Ａとなる。

【００５０】次に、上記第１実施例(本発明実施例１)お
よび第２実施例(本発明実施例２)に係る塗装方法と、塗
装ガンをトラッキング動作させない従来の塗装方法によ
る種々の比較例とを比較評価した評価結果について説明
する。各比較例における塗装方法の特徴及び各種設定条
件並びに評価結果は、表１に示す通りであった。

【００５１】

【表１】

【００５２】上記比較例１乃至比較例３は、塗装ガンの
上下往復動ストロークを、可変制御することなく、上下
方向長さが最も長い車体中央部(車室側面部分)に合わせ
て設定し、その前後の塗装しない領域については部分的
に噴霧を停止してストローク動作のみを行わせながら、
車体側面全体を塗装するものであり、比較例１ではガン
先端速度,パスピッチ及び塗料吐出量を、比較例２では
パスピッチと１台当たりの塗装時間を、また比較例３で
はガン先端速度と１台当たりの塗装時間を、本発明実施
例の場合と略同一に設定した。尚、上記各比較例１,２,
３では、塗装ガンの上下方向のストローク長さを１７３
０mmに設定した。

【００５３】また、上記比較例４は、塗装ガンの上下往
復動ストロークを、可変制御することなく、車体下半部
ＨＬに合わせて設定し、車体上半部ＨＵについては塗装
を行わずに下半部ＨＬについてのみ塗装ガンを上下往復
動させながら、車体側面に対して部分塗装を行うもの
で、本比較例４では、塗装ガンの上下方向のストローク
長さを１２００mmに設定するとともに、パスピッチを本
発明実施例の場合と同一に設定した。

【００５４】上記表１において、各評価項目はそれぞれ
以下の内容について評価を行ったもので、評価結果が満
足すべきものである場合には○印を、不満足なものであ
る場合には×印を付した。 ・ 評価項目 : 車体側部全体を塗装できるか否かに
ついて評価する。全体塗装であれば○印を、部分塗装で
あって残り部分を別工程で塗装する必要がある場合には
×印を付した。 ・ 評価項目 : ガン先端速度が適度に抑制されてい
るか否かについて評価する。ガン先端速度が早過ぎる場
合には、塗料の塗着効率が低下するとともに、ガンを往
復動させる機械的な駆動機構に過度の負担がかかり装置
の耐久性が低下することになる。 ・ 評価項目 : パスピッチ条件が適切であるか否か
について評価する。塗膜の均一性を確保するには、この
パスピッチを塗装パターン幅の１／４に設定するのが良
い。 ・ 評価項目 : 塗料の吐出量について評価する。量
が少ないほど良い。 ・ 評価項目 : １台当たりの塗装時間について評価
する。塗装時間が短いほど良い。

【００５５】表１に示すように、比較例では、評価項目
の少なくともいずれかについて、不満足な評価のものが
あるのに対して、本発明実施例では、全ての評価項目に
ついて満足すべき結果が得られた。

【００５６】以上、説明したように、本実施例によれ
ば、塗装すべき車体側部全体を、塗装ガン７の往復動方
向である上下方向に分割するとともに、下半部ＨＬを前
後に分割し、分割して得られた各塗装ブロックＨ₁,Ｈ
Ｕ,Ｈ₂毎に順次塗装を施すことにより、塗装ガンに無駄
な動きをさせることなく、車体側部全体を塗装すること
ができる。しかも、車体上半部ＨＵと下半部ＨＬとで塗
装ガン７の往復動軌跡あるいは動作を、各々の塗装領域
における被塗面の曲面形状あるいは塗装部位の形状に応
じて可変制御するようにしたので、一つの塗装ガンで、
塗装領域全体に渡って、塗膜厚さを一定に保ちながら、
被塗面に沿った塗装を効率良く行うことができるのであ
る。

【００５７】尚、上記各実施例は、いずれも車体側面の
塗装領域を３つの塗装ブロックＨ₁,ＨＵ,Ｈ₂に分割した
ものであったが、この分割方法としては、他の種々の態
様が考えられる。例えば、図９に示すように、上下２つ
にのみ分割し、下半部ＨＬと塗装した後に上半部ＨＵを
塗装するようにしてもよい。

【００５８】また、例えば、図１０に示すように、車体
上半部ＨＵを前後に分割して塗装ブロックＨ₅,Ｈ₆を形
成するとともに、下半部ＨＬを車体前後方向に並べられ
た４つの塗装ブロックＨ₁,Ｈ₂,Ｈ₃,Ｈ₄に分割し、合計
６つの塗装ブロックに分けて塗装するようにしても良
い。この場合、塗装順序としては、Ｈ₁→Ｈ₂→Ｈ₅→Ｈ₃
→Ｈ₆→Ｈ₄の順、あるいは、Ｈ₁→Ｈ₅→Ｈ₂→Ｈ₆→Ｈ₃
→Ｈ₄の順などが考えられる。尚、このように上下の塗
装領域ＨＵ,ＨＬをそれぞれ前後に細かく分割すること
により、塗装ガンを一つの塗装ブロックから他の塗装ブ
ロックへ移動させるさいのトラッキング量をより小さく
することができ、塗装装置をより一層コンパクトで省ス
ペースなものにすることができる。

【００５９】尚、本発明は、以上の実施態様に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言
うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係る塗装装置の平面説
明図である。

【図２】 上記塗装装置の正面説明図である。

【図３】 上記塗装装置の側面説明図である。

【図４】 被塗物表面上の塗膜のパターン幅方向の膜厚
分布を示す縦断面説明図である。

【図５】 上記第１実施例に係る自動車の車体側部の塗
装ブロックを示す側面説明図である。

【図６】 上記車体の側面部の上半部及び下半部におけ
る車体曲面の近似曲線及び塗装ガンの軌跡を示す説明図
である。

【図７】 本発明の第２実施例に係る自動車の車体上半
部のピラー部分を塗装する際の塗装ガンの移動軌跡の一
例を示す説明図である。

【図８】 上記ピラー部分を塗装する際の塗装ガンの車
体搬送方向における移動パターンの一例を示す説明図で
ある。上記車体の車室側面部分の近似曲線及び塗装ガン
の軌跡を示す説明図である。

【図９】 本発明の他の実施例に係る自動車の車体側部
の塗装ブロックを示す側面説明図である。

【図１０】 本発明の更に他の実施例に係る自動車の車
体側部の塗装ブロックを示す側面説明図である。

【符号の説明】

１…塗装装置 ４…塗装機本体 ７…塗装ガン Ｂ…自動車の車体 ＨＵ,ＨＬ,Ｈ₁,Ｈ₂,Ｈ₃,Ｈ₄,Ｈ₅,Ｈ₆…塗装ブロック

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送されて来る車体の側面部に対して塗
   装ガンを所定の軌跡に従って動作させながら塗装する塗
   装方法であって、 塗装機本体を上記車体の搬送方向に沿って進退動可能に
   設けるとともに、上記塗装機本体に対して１基の塗装ガ
   ンを上下方向に往復動可能に取り付け、上記車体側面部
   の全塗装領域を、少なくとも上記塗装ガンの往復動方向
   である上下方向について上半部と下半部の２つの塗装ブ
   ロックに分割し、各塗装ブロックに応じて、上記塗装ガ
   ンの往復動長さが長い場合の方が短い場合に比して当該
   塗装ガンの１パス当りの所要時間が大となるように設定
   された下で、上記塗装ガンの往復動軌跡を可変制御しな
   がら、上記各塗装ブロックを順次塗装することを特徴と
   する塗装方法。
2. 【請求項２】 上記塗装ブロックの一つを塗装し終えた
   際には、上記塗装ガンが塗装方向と逆方向に移動させら
   れ、その後に次の塗装ブロックの塗装を始めることを特
   徴とする請求項１記載の塗装方法。
3. 【請求項３】 上記車体側面部の塗装領域は、上記車体
   の搬送方向についても分割されていることを特徴とする
   請求項１記載の塗装方法。
4. 【請求項４】 上記各塗装ブロックに応じて、上記塗装
   ガンの往復動長さが短い場合の方が長い場合に比して、
   上記塗装ガンと車体との搬送方向における相対速度が大
   となるように設定された下で、上記塗装ガンの車体搬送
   方向における進退動速度を可変制御しながら、上記各塗
   装ブロックを順次塗装することを特徴とする請求項１記
   載の塗装方法。
5. 【請求項５】 搬送されて来る車体の側面部に対して塗
   装ガンを所定の軌跡に従って動作させながら塗装する塗
   装装置であって、 上記車体の搬送方向に沿って進退動可能に設けられた塗
   装機本体と、該塗装機本体に対して上下方向に往復動可
   能に取り付けられた１基の塗装ガンと、上記車体側面部
   の全塗装領域を少なくとも上記塗装ガンの往復動方向で
   ある上下方向について上半部と下半部とに分割して得ら
   れた２つの塗装ブロックの各々に応じて、上記塗装ガン
   の往復動長さが長い場合の方が短い場合に比して当該塗
   装ガンの１パス当りの所要時間が大となるように設定さ
   れた下で、上記塗装ガンの往復動軌跡を可変制御する可
   変制御手段と、上記塗装ガンを各塗装ブロックに順次移
   動させる移動制御手段とを備えたことを特徴とする塗装
   装置。