JP4226926B2

JP4226926B2 - Rotation speed control method of rotary atomizing head

Info

Publication number: JP4226926B2
Application number: JP2003038768A
Authority: JP
Inventors: 正新井; 修己浜中; 誠永井; 勝博鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP2004243290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装機における回転霧化頭の回転数制御方法に関し、特に、アクチュエータの駆動力を制御する駆動力制御部と、回転数を検出するセンサと、該センサに接続されるとともに駆動力制御部を制御する主制御部とを用いて回転霧化頭の回転数を制御する回転霧化頭の回転数制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両等の被塗装物を塗装する際に、回転霧化式塗装機が広く使用されている。この回転霧化式塗装機では、外方に向かって拡径する回転霧化頭を回転させ、この回転霧化頭内で塗料を霧化させて被塗装物に噴霧することにより塗装を行う。回転霧化式塗装機を用いて良質な塗装を行うためには、塗料および被塗装物の種類に応じて回転数を変化させる制御が必要であるが、この際、回転数を目標回転数値に迅速に達することが好ましい。また、目標回転数値に達した後は、該目標回転数値のまま安定して回転が維持されることが好ましい。
【０００３】
このような観点から、回転霧化頭の回転数と目標回転数値とを比較し、回転数が目標回転数値より大きいときと目標回転数値より小さいときとに制御を分ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６１−１２０９０９号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の特許文献１で開示されている方法では、目標回転数値を閾値として制御方法が頻繁に切り換わることになり、目標回転数値に一致した安定した回転が得られない。また、目標回転数値と実際の回転数との偏差が考慮されていないことから、目標回転数値を大きく変化させる場合等であって偏差が大きくなるときには回転数の変化が緩慢で、目標回転数値に速やかに収束させることができない。この場合、単に補正量を大きくするとオーバシュートが大きくなり不安定になる。
【０００６】
さらに、回転霧化頭の回転数制御方法では、回転霧化頭を駆動するアクチュエータの特性以外に、塗料の粘性や吐出量による影響で回転数が複雑に変動することから、所謂、ＰＩＤ制御の手法だけでは迅速かつ安定した回転数の制御を行うことができない。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、目標回転数値の変化に従って回転霧化頭の回転数を迅速に変動させるとともに、目標回転数値に速やかに収束させて安定した状態で回転させることを可能にする回転霧化頭の回転数制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回転霧化頭の回転数制御方法は、供給される塗料を霧化して噴出する回転霧化頭と、前記回転霧化頭を回転させるアクチュエータと、供給される駆動力指令値に基づいて前記アクチュエータの駆動力を制御する単一の駆動力制御部と、前記回転霧化頭の回転数を検出するセンサと、前記センサに接続されるとともに前記駆動力制御部を制御する主制御部と、を用いて前記回転霧化頭の回転数を制御する回転霧化頭の回転数制御方法であって、前記回転霧化頭を所定速度で回転させながら実際に塗装を行う第１塗装モード、前記第１塗装モードの後で、前記回転霧化頭を前記第１塗装モード時よりも低速で回転させながら実際に塗装を行う第２塗装モード、塗装を行う前の準備段階において、前記回転霧化頭を前記第１塗装モード時及び前記第２塗装モード時より低速で回転させる待機モード、及び、前記第１塗装モードの直前の段階において、該第１塗装モード時と同じ速度で回転させる塗装待機モードを含むモードに基づいて動作し、前記回転霧化頭の目標回転数値、制御切換上限値および制御切換下限値を設定し、前記回転数が前記制御切換上限値より大きいときには、所定の第１補正基準値に基づいて前記駆動力制御部に対する駆動力指令値を求め、前記回転数が前記制御切換下限値以下であるときには、所定の第２補正基準値に基づいて前記駆動力指令値を求め、前記回転数が前記制御切換上限値以下で、かつ、前記制御切換下限値より大きいときには、前記目標回転数値と前記回転数との偏差に基づいて前記駆動力指令値を求め、前記駆動力指令値を前記駆動力制御部に供給し、前記第１塗装モード、前記第２塗装モード、前記待機モード及び前記塗装待機モードに基づいて前記目標回転数値を変化させる際に、変化後の目標回転数値を基準として前記制御切換上限値および前記制御切換下限値を設定および更新することを特徴とする。
【０００９】
このように、回転霧化頭の回転数制御方法を制御切換上限値および制御切換下限値により３つの領域に区分することにより、回転霧化頭の回転数を目標回転数値に速やかに収束させて安定した状態で回転させることができる。
【００１０】
また、第１補正基準値は、固定の減速指令値とし、第２補正基準値は、固定の加速指令値として設定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る回転霧化頭の回転数制御方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図７を参照しながら説明する。
【００１５】
本実施の形態に係る回転霧化頭１２の回転数制御方法は、図１に示す回転霧化塗装システム１０を用いて行われる。回転霧化塗装システム１０は、産業用のロボット１４と、該ロボット１４のエンドエフェクタとして設けられた塗装機１６と、該塗装機１６に塗料および洗浄液等を供給・遮断する塗料供給部１８と、システム全体を統括的に制御する主制御部２０とを有する。
【００１６】
ロボット１４は、例えば、６軸の多関節型であり、塗装機１６を可動範囲内で移動させるとともに任意の姿勢に設定可能である。これにより、塗装機１６を、車両などの被塗装物に対して適切な角度で接近させることができる。
【００１７】
主制御部２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、入出力インターフェース、タイマ等を有するコンピュータであり、ＲＡＭ等に記録されたプログラムに従って動作する。具体的には、主制御部２０はロボット１４の動作制御、回転霧化頭１２の回転数制御および塗料供給部１８に対する動作指示等を行う。
【００１８】
図２に示すように、塗装機１６は、筐体２２と、エアモータ（アクチュエータ）２４と、該エアモータ２４によって高速回転する円筒状回転軸２６と、該円筒状回転軸２６に接続されて一体的に回転する回転霧化頭１２と、回転霧化頭１２内に設けられ、噴霧する塗料の整流作用を奏する整流部２８と、整流部２８の前方に設けられ、塗料の霧化を促進させるハブ部３０とを有する。ハブ部３０には霧化した塗料が通過する隙間３０ａが設けられている。エアモータ２４に代えて電気モータ等の他のアクチュエータを用いてもよい。円筒状回転軸２６は軸受３２によって軸支され、滑らかに回転可能である。
【００１９】
円筒状回転軸２６内にはノズル３４が設けられており、該ノズル３４の先端部は円筒状回転軸２６からやや突出して回転霧化頭１２の内側に配置されている。ノズル３４には、塗料供給部１８から塗料および洗浄液が供給され回転霧化頭１２内に噴出される。塗料は、例えば、主剤および硬化剤からなり、ノズル３４の内部で混合され、またはノズル３４から噴出された後に回転霧化頭１２内で混合される。
【００２０】
塗装機１６には、コンプレッサ等の空気圧源から供給される圧縮空気を減圧する電磁駆動式のレジューシングバルブ（駆動力制御部）３６が設けられている。該レジューシングバルブ３６で減圧された空気はエアモータ２４に供給され、該エアモータ２４は空気圧に応じて回転駆動力を発生する。供給された空気は、エアモータ２４を回転させた後、ドレンポート（図示せず）から排気される。レジューシングバルブ３６は、主制御部２０から供給される電気信号に基づいて駆動され、エアモータ２４に供給する２次圧力を比例的に制御可能である。
【００２１】
回転霧化頭１２の近傍には、回転数を検出する回転センサ３８が設けられており、回転霧化頭１２の回転数Ｎを検出して主制御部２０へ供給する。回転数Ｎは主制御部２０において［ｍｉｎ^-1］の単位に変換される。
【００２２】
次に、回転霧化頭１２の回転数制御方法について図３〜図７を参照しながら説明する。この回転数制御方法は、回転センサ３８から供給される回転数Ｎに基づいてレジューシングバルブ３６の２次圧力を制御することによって行う。また、回転霧化頭１２の回転数制御は主として主制御部２０のＣＰＵによるプログラム処理によって所定の微小時間毎に繰り返して実行されるものであり、リアルタイム処理となっている。図３および図４では理解を容易にするために、主制御部２０におけるプログラム処理をブロック図として示している。回転霧化頭１２の回転数制御方法では、図３および図４に基づく電気回路を用いてもよいことはもちろんである。
【００２３】
図３に示すように、主制御部２０には、回転霧化頭１２の目標回転数値Ｃを設定する回転数設定部５０と、目標回転数値Ｃを増幅して空気圧指令値Ａ０を供給する増幅器５１と、塗装機１６に塗料を供給するか遮断するかを塗料供給部１８に指示する塗料供給指示部５２と、空気圧指令値Ａ０を補正するための主補正量Ｈ１を求める主補正量設定部５４と、空気圧指令値Ａ０を補正して空気圧補正指令値（駆動力指令値）Ａ１を求める補正部５５とを有する。空気圧補正指令値Ａ１は、図示しない入出力インターフェースを経由してレジューシングバルブ３６に供給される。
【００２４】
回転数設定部５０は、塗装のモードに基づいて目標回転数値Ｃを出力する。塗装のモードは、ロボット１４の姿勢、タイマ計測による所定の経過時間、被塗装物の状態等に基づいて区分され、具体的には待機モード、塗装待機モード、第１塗装モードおよび第２塗装モード等からなる（図７参照）。
【００２５】
待機モードは、塗装を行う前の準備段階において、低速の速度Ｎ１で回転霧化頭１２を回転させるモードである。この場合、目標回転数値Ｃは、Ｃ←Ｎ１と設定される。塗装待機モードは、塗装を行う直前の段階において、実際に塗装を行うときと同じ高速の速度Ｎ３で回転霧化頭１２を回転させるモードである。第１塗装モードは、実際に塗装を行うモードであり、回転霧化頭１２を速度Ｎ３で回転させるとともに、塗料供給部１８から塗装機１６に塗料を供給するモードである。塗装待機モードおよび第１塗装モードの場合、目標回転数値Ｃは、Ｃ←Ｎ３と設定される。第２塗装モードは、実際に塗装を行うモードであり、速度Ｎ３より低い速度Ｎ２で回転霧化頭１２を回転させるとともに塗料供給部１８から塗装機１６に塗料を供給するモードである。第２塗装モードの場合、目標回転数値Ｃは、Ｃ←Ｎ２と設定される。
【００２６】
目標回転数値Ｃは、［ｍｉｎ^-1］の単位で表される値であって、該目標回転数値Ｃは増幅器５１によりゲインＧを乗算することによって空気圧指令値Ａ０に変換される。
【００２７】
図４に示すように、主補正量設定部５４は目標回転数値Ｃと回転数Ｎ等のパラメータに基づいて主補正量Ｈ１を算出する。主補正量設定部５４は、目標回転数値Ｃから回転数Ｎを減算して偏差εを求める減算点５６と、第１補正基準値Ｋ１に基づいて補正量Ｐ１を求める主補正量第１算出部５８と、第２補正基準値Ｋ２に基づいて補正量Ｐ２を求める主補正量第２算出部６０とを有する。また、主補正量設定部５４は、偏差εと第３補正基準値Ｋ３とに基づいて補正量Ｐ３を求める主補正量第３算出部６２と、偏差εと第４補正基準値Ｋ４とに基づいて補正量Ｐ４を求める主補正量第４算出部６４とを有する。
【００２８】
第１補正基準値Ｋ１は負値の減速指令値であり、第２補正基準値Ｋ２は正値の加速指令値である。第２補正基準値Ｋ２の絶対値は第１補正基準値Ｋ１の絶対値より大きい。第３補正基準値Ｋ３および第４補正基準値Ｋ４はそれぞれ正値であり、第４補正基準値Ｋ４は第３補正基準値Ｋ３より大きい。第３補正基準値Ｋ３は減速指令値として作用し、第４補正基準値は加速指令値として作用する。主補正量第３算出部６２および主補正量第４算出部６４には必要に応じて積分要素および／または微分要素を設けてもよい。
【００２９】
さらに、主補正量設定部５４は、補正量Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４からいずれか１つを選択して主補正量Ｈ１として出力する切換選択部６６と、該切換選択部６６に信号の切換指示を与える切換判断部６８とを有する。切換判断部６８は、目標回転数値Ｃ、回転数Ｎ、上限幅Ｗ１および下限幅Ｗ２に基づいて切り換えの判断を行う。具体的には、図５に示すように、目標回転数値Ｃに上限幅Ｗ１を加算した制御切換上限値Ｒ１と、目標回転数値Ｃから下限幅Ｗ２を減算した制御切換下限値Ｒ２とを設定する。回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１より大きいときには、主補正量第１算出部５８から供給される補正量Ｐ１を選択し、回転数Ｎが制御切換下限値Ｒ２以下であるときには主補正量第２算出部６０から供給される補正量Ｐ２を選択する。また、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１以下で、かつ、目標回転数値Ｃより大きいときには、主補正量第３算出部６２から供給される補正値Ｐ３を選択し、回転数Ｎが目標回転数値Ｃ以下で、かつ、制御切換下限値Ｒ２より大きいときには主補正量第４算出部６４から供給される補正量Ｐ４を選択する。
【００３０】
補正量Ｐ１は、第１補正基準値Ｋ１に基づいて比較的大きい負値として設定される。補正量Ｐ２は、第２補正基準値Ｋ２に基づいて比較的大きい正値として設定される。補正量Ｐ３は、偏差εと第３補正基準値Ｋ３とに基づいて比較的小さい負値として設定される。補正量Ｐ４は、偏差εと第４補正基準値Ｋ４とに基づいて比較的小さい正値として設定される。補正量Ｐ３および補正量Ｐ４の正負符号はそれぞれ偏差εの正負符号と一致している。
【００３１】
図３に戻り、塗料供給指示部５２は、前記のとおり塗装のモードに基づいて塗料を供給するか否かを塗料供給部１８に指示する機能を有し、また、供給する塗料の供給量を指示する。さらに、塗料供給指示部５２は、塗料を供給する際には塗料供給補正量Ｈ２を設定して出力する。塗料供給補正量Ｈ２は、塗料の供給量の増加に応じて増加するように設定される。また、塗料が遮断される際、塗料供給補正量Ｈ２は、Ｈ２←０と設定される。
【００３２】
補正部５５には、主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２が供給されており、これらの主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２に基づいて空気圧指令値Ａ０を補正して空気圧補正指令値Ａ１を求める。
【００３３】
空気圧補正指令値Ａ１は、主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２の大きさおよび符号に基づいて空値圧指令値Ａ０を増減することによって求められる。例えば、主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２が共に比較的大きい正値であるときには、空気圧補正指令値Ａ１は空気圧指令値Ａ０と比較して比較的大きい値となる。また、主補正量Ｈ１および塗料供給補正量Ｈ２が共に「０」であるときには、空気圧補正指令値Ａ１と空気圧指令値Ａ０は一致する。
【００３４】
次に、このように構成される回転霧化塗装システム１０を用いて回転霧化頭１２の回転数制御を行う方法について図６および図７を参照しながら説明する。
【００３５】
まず、ステップＳ１において、目標回転数値Ｃを塗装のモードに基づいて設定する。つまり、待機モードではＣ←Ｎ１、塗装待機モードおよび第１塗装モードではＣ←Ｎ３、第２塗装モードではＣ←Ｎ２と設定する。
【００３６】
待機モードでは、比較的低い速度Ｎ１で回転霧化頭１２を回転させておくことにより、停止時からの加速に要する無駄時間がなくなり、塗装待機モードへ迅速に移行することができる。実際に塗装を行うモードを第１塗装モードおよび第２塗装モードに区分することにより、塗料や被塗装物の種類に応じて適切な目標回転数値Ｃを設定することができる。実際に塗装を行うモードは３つ以上に区分してもよい。このステップＳ１は、主に回転数設定部５０（図３参照）で行われる処理に相当する。また、ステップＳ１では、回転センサ３８の信号から回転霧化頭１２の回転数Ｎを読み取る。
【００３７】
次に、ステップＳ２において、目標回転数値Ｃ、上限幅Ｗ１および下限幅Ｗ２に基づいて制御切換上限値Ｒ１および制御切換下限値Ｒ２を設定する。このステップＳ２は、主に切換判断部６８（図４参照）で行われる処理に相当する。
【００３８】
次に、ステップＳ３において、目標回転数値ＣにゲインＧを乗算して空気圧指令値Ａ０を算出する。このステップＳ３は、増幅器５１（図３参照）で行われる処理に相当する。
【００３９】
次に、ステップＳ４において、塗料が供給されているか否かを確認し、塗料が供給されているときにはステップＳ５へ移り、塗料が遮断されているときにはステップＳ６へ移る。
【００４０】
ステップＳ５においては、塗料の供給量に基づいて塗料供給補正量Ｈ２を算出して補正部５５に供給する。ステップＳ４およびＳ５は、主に塗料供給指示部５２（図３参照）の処理に相当する。
【００４１】
ステップＳ６においては、回転数Ｎと制御切換上限値Ｒ１とを比較し、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１より大きいときには、ステップＳ７へ移り、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１以下であるときにはステップＳ８へ移る。ステップＳ６および後述するステップＳ８、Ｓ１０は、主に切換判断部６８および切換選択部６６（図４参照）の処理に相当する。
【００４２】
ステップＳ７においては、第１補正基準値Ｋ１に基づいて主補正量Ｈ１を算出する。この場合、第１補正基準値Ｋ１は負値であることから算出される主補正量Ｈ１も負値となる。ステップＳ７は、主に主補正量第１算出部５８（図４参照）の処理に相当する。
【００４３】
ステップＳ８においては、回転数Ｎと目標回転数値Ｃとを比較し、回転数Ｎが目標回転数値Ｃより大きいときには、ステップＳ９へ移り、回転数Ｎが目標回転数値Ｃ以下であるときにはステップＳ１０へ移る。
【００４４】
ステップＳ９においては、偏差εと第３補正基準値Ｋ３とに基づいて主補正量Ｈ１を算出する。この場合、偏差εは負値であることから算出される主補正量Ｈ１も負値となる。ステップＳ９は、主に主補正量第３算出部６２（図４参照）の処理に相当する。
【００４５】
ステップＳ１０においては、回転数Ｎと制御切換下限値Ｒ２とを比較する。回転数Ｎが制御切換下限値Ｒ２より大きいときには、ステップＳ１１へ移り、回転数Ｎが制御切換下限値Ｒ２以下であるときにはステップＳ１２へ移る。
【００４６】
ステップＳ１１においては、偏差εと第４補正基準値Ｋ４とに基づいて主補正量Ｈ１を算出する。この場合、偏差εは正値でることから算出される主補正量Ｈ１も正値となる。ステップＳ１１は、主に主補正量第４算出部６４（図４参照）の処理に相当する。
【００４７】
ステップＳ１２においては、第２補正基準値Ｋ２に基づいて主補正量Ｈ１を算出する。この場合、第２補正基準値Ｋ２は正値であることから算出される主補正量Ｈ１も正値となる。ステップＳ１２は、主に主補正量第２算出部６０（図４参照）の処理に相当する。
【００４８】
ステップＳ７、Ｓ９、Ｓ１１またはＳ１２の処理後、ステップＳ１３において、主補正量Ｈ１と塗料供給補正量Ｈ２とに基づいて空気圧指令値Ａ０を補正して空気圧補正指令値Ａ１を求める。ステップＳ１３は、主に補正部５５（図３参照）の処理に相当する。
【００４９】
次に、ステップＳ１４において、空気圧補正指令値Ａ１をレジューシングバルブ３６に出力して今回の処理を終了する。
【００５０】
このように処理を行うことにより、図７に示す時刻Ｔ３からの短時間においては、回転数Ｎを目標回転数値Ｃである速度Ｎ２に向かって急速に減速させることができる。すなわち、この時点において、回転数Ｎは制御切換上限値Ｒ１よりも高いことから、前記のステップＳ７が実行され、第１補正基準値Ｋ１に基づいて算出される主補正量Ｈ１は絶対値の大きい負値となるためである。
【００５１】
時刻０からの短時間においては、回転数Ｎを目標回転数値Ｃである速度Ｎ１に向かって急速に加速させることができる。すなわち、この時点において、回転数Ｎは制御切換下限値Ｒ２よりも低いことから、前記のステップＳ１２が実行され、第２補正基準値Ｋ２に基づいて算出される主補正量Ｈ１は大きい正値となるためである。また、第２補正基準値Ｋ２の絶対値は第１補正基準値Ｋ１よりも大きい値であることから、減速時と比較して加速に要するエネルギが補償されることとなり迅速な加速が行われる。
【００５２】
時刻Ｔ１からの短時間において、回転数Ｎを速度Ｎ１から速度Ｎ２へ加速させる場合も、ステップＳ１２の作用によって回転数Ｎを急速に加速させることができる。
【００５３】
さらに、時刻０から回転数Ｎが加速して制御切換下限値Ｒ２を超えた後、時刻Ｔ１までの間は、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１以下で、かつ、制御切換下限値Ｒ２より大きいので、前記ステップＳ９およびステップＳ１１が実行される。このとき主補正量Ｈ１は偏差εに基づいて算出されるので、偏差εが「０」に近づくように精細な回転数制御が可能となる。従って、時刻０から回転数Ｎは急速に上昇し、制御切換下限値Ｒ２を超えた時点で制御方法が切り換わり、偏差εが「０」に収束するようになる。これによって、回転数Ｎを迅速に変動させるとともに速やかに目標回転数値Ｃに収束させ、安定して回転させることができる。この際、上限幅Ｗ１、下限幅Ｗ２、第３補正基準値Ｋ３および第４補正基準値Ｋ４等を適切に設定することによりオーバシュートを小さいレベルに抑え、回転数Ｎを制御切換上限値Ｒ１と制御切換下限値Ｒ２との範囲内にすることができる。
【００５４】
また、回転数Ｎが加速して制御切換下限値Ｒ２を超えた後、時刻Ｔ１までの間において、回転数Ｎが速度Ｎ１より大きいときにはステップＳ９が実行されて回転数Ｎを減速させ、回転数Ｎが速度Ｎ１以下であるときにはステップＳ１１が実行され回転数Ｎを加速させる。ステップＳ９では偏差εと第３補正基準値Ｋ３とに基づいて主補正量Ｈ１が算出される一方、ステップＳ１１では偏差εと第４補正基準値Ｋ４とに基づいて主補正量Ｈ１が算出される。第４補正基準値Ｋ４は第３補正基準値Ｋ３より大きいことから減速時と比較して加速に要するエネルギが補償されることとなり迅速な加速が行われる。
【００５５】
なお、時刻Ｔ１から回転数Ｎが上昇して次の制御切換下限値Ｒ２を超えた後、時刻Ｔ２までの間、および、時刻Ｔ３から回転数Ｎが減少して次の制御切換上限値Ｒ１を下回った後においても回転数Ｎを安定して回転させることができる。すなわち、回転数Ｎが上昇後および下降後の双方の場合において、ステップＳ９およびステップＳ１１は有効に作用し、回転霧化頭１２を安定して回転させることができる。
【００５６】
次に、時刻Ｔ２において塗装待機時モードから第１塗装モードに移るときには、塗料供給部１８（図１参照）から塗装機１６に塗料が供給される。供給された塗料はノズル３４から回転霧化頭１２に噴出されて霧化し、被塗装物に噴霧される。このとき、目標回転数値Ｃは回転数Ｎ３のまま不変である一方、ノズル３４から噴霧される塗料は回転霧化頭１２に対してブレーキ力としての外乱として作用する。また、このブレーキ力は塗料の供給量によって増減する。
【００５７】
この際、ステップＳＳ５が実行されることにより、塗料の供給量に応じた塗料供給補正量Ｈ２が算出され、該塗料供給補正量Ｈ２により空気圧指令値Ａ０が増加するように補正され空気圧補正指令値Ａ１が求められる。従って、塗料の供給によるブレーキ力を相殺するように補償することができ、回転数Ｎを略一定の状態に維持することができる。
【００５８】
このように、本実施の形態に係る回転霧化頭１２の回転数制御方法では、目標回転数値Ｃの変化に従って回転霧化頭１２の回転数Ｎを迅速に変動させるとともに、目標回転数値Ｃに速やかに収束させて安定した状態で回転させることができる。これにより、目標回転数値Ｃを変化させた際に、短時間で回転数Ｎが追従することとなり、実際の塗装を速やかに開始することができる。結果として、車両等の被塗装物を塗装するタクトタイムを短縮することができる。
【００５９】
また、塗装を行っている際には、回転数Ｎは略収束しており、目標回転数値Ｃに略一致している。従って、被塗装物に対する塗装を高品質に保つことができる。
【００６０】
なお、上記の回転霧化塗装システム１０を用いた回転霧化頭１２の回転数制御方法では、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１以下で目標回転数値Ｃより大きいときには、主補正量第３算出部６２（図４参照）に相当するステップＳ９を実行させ、回転数Ｎが目標回転数値Ｃ以下で制御切換下限値Ｒ２より大きいときには主補正量第４算出部６４（図４参照）に相当するステップＳ１１を実行させている。上限幅Ｗ１および下限幅Ｗ２が比較的小さいときには制御切換上限値Ｒ１と制御切換下限値Ｒ２との幅は狭く、この範囲内における回転霧化頭１２の回転特性は略同じであることから線形近似できる場合がある。この場合、第３補正基準値Ｋ３と第４補正基準値Ｋ４を同値とし、ステップＳ９とステップＳ１１を統合させてもよい。このようにすると、回転数Ｎが制御切換上限値Ｒ１より大きい領域、制御切換下限値Ｒ２以下の領域、および制御切換上限値Ｒ１以下で制御切換下限値Ｒ２より大きい領域の３つの領域に対して制御方法を切り換えて回転霧化頭１２の回転数を制御することができる。
【００６１】
本発明に係る回転霧化頭の回転数制御方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る回転霧化頭の回転数制御方法によれば、目標回転数値の変化に従って回転霧化頭の回転数を迅速に変動させるとともに、目標回転数値に速やかに収束させて安定した状態で回転させるという効果を達成することができる。
【００６３】
また、塗料を供給する際には、駆動力指令値を増加させるように補正することにより、塗料の供給による外乱を相殺するように補償することができ、回転霧化頭の回転数を略一定の状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転霧化塗装システムを示す概略ブロック図である。
【図２】塗装機を示す一部断面側面図である。
【図３】主制御部の内部構成を示す概略ブロック図である。
【図４】主補正量設定部の内部構成を示す概略ブロック図である。
【図５】制御切換上限値、制御切換下限値および目標回転数値による補正量の区分を示す模式図である。
【図６】本実施の形態に係る回転霧化頭の回転数制御方法を示すフローチャートである。
【図７】回転霧化頭の回転数の変動を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０…回転霧化塗装システム１２…回転霧化頭
１４…ロボット１６…塗装機
１８…塗料供給部２０…主制御部
２４…エアモータ３４…ノズル
３６…レジューシングバルブ３８…回転センサ
５０…回転数設定部５１…増幅器
５２…塗料供給指示部５４…主補正量設定部
５５…補正部５８…主補正量第１算出部
６０…主補正量第２算出部６２…主補正量第３算出部
６４…主補正量第４算出部６６…切換選択部
６８…切換判断部Ａ０…空気圧指令値
Ａ１…空気圧補正指令値Ｃ…目標回転数値
Ｋ１…第１補正基準値Ｋ２…第２補正基準値
Ｋ３…第３補正基準値Ｋ４…第４補正基準値
Ｈ１…主補正量Ｈ２…塗料供給補正量
Ｎ…回転数Ｒ１…制御切換上限値
Ｒ２…制御切換下限値 ε…偏差[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotational speed control method for a rotary atomizing head in a coating machine, and in particular, a driving force control unit that controls the driving force of an actuator, a sensor that detects the rotational speed, and a driving force that is connected to the sensor and that is connected to the sensor. The present invention relates to a rotational speed control method for a rotary atomizing head that controls the rotational speed of the rotary atomizing head using a main control section that controls the control section.
[0002]
[Prior art]
For example, when spraying an object to be painted such as a vehicle, a rotary atomizing coating machine is widely used. In this rotary atomizing type coating machine, the rotary atomizing head whose diameter is expanded outward is rotated, and the coating is performed by atomizing the paint in the rotary atomizing head and spraying it on the object to be coated. In order to perform high-quality coating using a rotary atomizing coater, it is necessary to control the number of revolutions according to the type of paint and object to be coated. It is preferable to reach quickly. Further, after reaching the target rotation value, it is preferable that the rotation is stably maintained with the target rotation value.
[0003]
From such a viewpoint, a method has been proposed in which the rotational speed of the rotary atomizing head is compared with the target rotational value, and the control is divided when the rotational speed is larger than the target rotational value and smaller than the target rotational value ( For example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 61-120909 (FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the method disclosed in Patent Document 1, the control method is frequently switched using the target rotation value as a threshold, and stable rotation that matches the target rotation value cannot be obtained. In addition, since the deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed is not taken into account, the change in the rotational speed is slow when the target rotational numerical value is greatly changed and the deviation becomes large. It cannot be quickly converged. In this case, if the correction amount is simply increased, the overshoot increases and becomes unstable.
[0006]
Further, in the rotational speed control method of the rotary atomizing head, the rotational speed is complicatedly changed by the influence of the viscosity of the paint and the discharge amount in addition to the characteristics of the actuator that drives the rotary atomizing head. It is impossible to control the rotational speed quickly and stably only by the method.
[0007]
The present invention has been made in consideration of such a problem. The rotational speed of the rotary atomizing head is rapidly changed according to the change of the target rotational value, and is quickly converged to the target rotational value in a stable state. It is an object of the present invention to provide a method for controlling the rotational speed of a rotary atomizing head that can be rotated.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The rotational speed control method of the rotary atomizing head according to the present invention includes a rotary atomizing head that atomizes and jets the supplied paint, an actuator that rotates the rotary atomizing head, and a driving force command value that is supplied. Based on this, the driving force of the actuator is controlled single Rotation of the rotary atomizing head using a driving force control unit, a sensor that detects the rotational speed of the rotary atomizing head, and a main control unit that is connected to the sensor and controls the driving force control unit A rotational speed control method of a rotary atomizing head for controlling the number, A first coating mode in which coating is actually performed while rotating the rotary atomizing head at a predetermined speed, and after the first coating mode, the rotary atomizing head is rotated at a lower speed than in the first coating mode. A second painting mode for actually painting, a standby mode for rotating the rotary atomizing head at a lower speed than in the first painting mode and the second painting mode in a preparation stage before painting; In the stage immediately before the first painting mode, the system operates based on a mode including a painting standby mode that rotates at the same speed as in the first painting mode, A target rotation numerical value, a control switching upper limit value and a control switching lower limit value of the rotary atomizing head are set, and when the rotational speed is larger than the control switching upper limit value, the driving force control is performed based on a predetermined first correction reference value. A driving force command value for the unit is obtained, and when the rotational speed is less than or equal to the control switching lower limit value, the driving force command value is obtained based on a predetermined second correction reference value, and the rotational speed is the control switching upper limit value. If it is below and is greater than the control switching lower limit value, the driving force command value is obtained based on a deviation between the target rotation value and the rotation number, and the driving force command value is supplied to the driving force control unit. And when changing the target rotation value based on the first coating mode, the second coating mode, the standby mode, and the coating standby mode, the control switching upper limit value and the Set and update the control switching lower limit value It is characterized by doing.
[0009]
Thus, by dividing the rotational speed control method of the rotary atomizing head into three regions by the control switching upper limit value and the control switching lower limit value, the rotational speed of the rotary atomizing head can be quickly converged to the target rotational value. It can be rotated in a stable state.
[0010]
The first correction reference value can be set as a fixed deceleration command value, and the second correction reference value can be set as a fixed acceleration command value.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the rotational speed control method for a rotary atomizing head according to the present invention will be described and described with reference to FIGS.
[0015]
The rotational speed control method of the rotary atomizing head 12 according to the present embodiment is performed using the rotary atomizing coating system 10 shown in FIG. The rotary atomizing coating system 10 includes an industrial robot 14, a coating machine 16 provided as an end effector of the robot 14, a coating material supply unit 18 that supplies / blocks coating material and cleaning liquid to the coating machine 16, And a main control unit 20 that comprehensively controls the entire system.
[0016]
The robot 14 is, for example, a six-axis articulated type, and can move the coating machine 16 within a movable range and can be set to an arbitrary posture. Thereby, the coating machine 16 can be made to approach at an appropriate angle with respect to to-be-painted objects, such as a vehicle.
[0017]
The main control unit 20 is a computer having a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a CPU (Central Processing Unit), an input / output interface, a timer, and the like, and operates according to a program recorded in the RAM or the like. Specifically, the main control unit 20 performs operation control of the robot 14, rotation speed control of the rotary atomizing head 12, operation instruction to the paint supply unit 18, and the like.
[0018]
As shown in FIG. 2, the coating machine 16 is integrally connected to a casing 22, an air motor (actuator) 24, a cylindrical rotating shaft 26 that rotates at high speed by the air motor 24, and the cylindrical rotating shaft 26. A rotary atomizing head 12 that rotates in a straight line, a rectifying unit 28 that is provided in the rotary atomizing head 12 and that provides a rectifying action for the sprayed paint, and a hub that is provided in front of the rectifying part 28 and promotes the atomization of the paint. Part 30. The hub portion 30 is provided with a gap 30a through which the atomized paint passes. Instead of the air motor 24, another actuator such as an electric motor may be used. The cylindrical rotating shaft 26 is supported by a bearing 32 and can rotate smoothly.
[0019]
A nozzle 34 is provided in the cylindrical rotary shaft 26, and the tip of the nozzle 34 slightly protrudes from the cylindrical rotary shaft 26 and is disposed inside the rotary atomizing head 12. The nozzle 34 is supplied with the paint and the cleaning liquid from the paint supply unit 18 and is ejected into the rotary atomizing head 12. The paint is composed of, for example, a main agent and a curing agent, and is mixed inside the nozzle 34 or mixed in the rotary atomizing head 12 after being ejected from the nozzle 34.
[0020]
The coating machine 16 is provided with an electromagnetically driven reducing valve (driving force control unit) 36 that depressurizes compressed air supplied from a pneumatic source such as a compressor. The air decompressed by the reducing valve 36 is supplied to the air motor 24, and the air motor 24 generates a rotational driving force according to the air pressure. The supplied air is exhausted from a drain port (not shown) after rotating the air motor 24. The reducing valve 36 is driven based on the electrical signal supplied from the main control unit 20 and can proportionally control the secondary pressure supplied to the air motor 24.
[0021]
A rotation sensor 38 for detecting the rotation speed is provided in the vicinity of the rotary atomizing head 12, and the rotation speed N of the rotary atomizing head 12 is detected and supplied to the main control unit 20. The rotation speed N is determined by the main controller 20 [min ^-1 ] Units.
[0022]
Next, a method for controlling the rotational speed of the rotary atomizing head 12 will be described with reference to FIGS. This rotational speed control method is performed by controlling the secondary pressure of the reducing valve 36 based on the rotational speed N supplied from the rotation sensor 38. Further, the rotational speed control of the rotary atomizing head 12 is repeatedly executed every predetermined minute time mainly by program processing by the CPU of the main control unit 20, and is real time processing. In FIG. 3 and FIG. 4, for easy understanding, program processing in the main control unit 20 is shown as a block diagram. Of course, in the method of controlling the rotational speed of the rotary atomizing head 12, an electric circuit based on FIGS. 3 and 4 may be used.
[0023]
As shown in FIG. 3, the main control unit 20 includes a rotation speed setting unit 50 that sets a target rotation value C of the rotary atomizing head 12, and an amplifier that amplifies the target rotation value C and supplies an air pressure command value A0. 51, a paint supply instructing unit 52 for instructing the paint supply unit 18 whether to supply or block paint to the coating machine 16, and a main correction amount setting unit for obtaining a main correction amount H1 for correcting the air pressure command value A0 54, and a correction unit 55 for correcting the air pressure command value A0 to obtain the air pressure correction command value (driving force command value) A1. The air pressure correction command value A1 is supplied to the reducing valve 36 via an input / output interface (not shown).
[0024]
The rotational speed setting unit 50 outputs a target rotational numerical value C based on the painting mode. The painting mode is classified based on the posture of the robot 14, a predetermined elapsed time measured by a timer, the state of the object to be painted, and the like. Specifically, the standby mode, the painting standby mode, the first painting mode, and the second painting mode. Etc. (see FIG. 7).
[0025]
The standby mode is a mode in which the rotary atomizing head 12 is rotated at a low speed N1 in a preparation stage before painting. In this case, the target rotation numerical value C is set as C ← N1. The painting standby mode is a mode in which the rotary atomizing head 12 is rotated at the same high speed N3 as when actually painting in the stage immediately before painting. The first painting mode is a mode in which painting is actually performed, and the rotary atomizing head 12 is rotated at the speed N3 and the paint is supplied from the paint supply unit 18 to the coating machine 16. In the painting standby mode and the first painting mode, the target rotation value C is set as C ← N3. The second painting mode is a mode in which painting is actually performed, and the rotary atomizing head 12 is rotated at a speed N2 lower than the speed N3 and the paint is supplied from the paint supply unit 18 to the coating machine 16. In the case of the second painting mode, the target rotation numerical value C is set as C ← N2.
[0026]
The target rotation numerical value C is [min ^-1 The target rotation value C is converted by the amplifier 51 by the gain G to be converted into the air pressure command value A0.
[0027]
As shown in FIG. 4, the main correction amount setting unit 54 calculates a main correction amount H1 based on parameters such as the target rotation value C and the rotation number N. The main correction amount setting unit 54 subtracts the rotation speed N from the target rotation numerical value C to obtain a deviation ε, and a main correction amount first calculation unit that obtains the correction amount P1 based on the first correction reference value K1. 58 and a main correction amount second calculation unit 60 for obtaining the correction amount P2 based on the second correction reference value K2. The main correction amount setting unit 54 is based on the main correction amount third calculation unit 62 that calculates the correction amount P3 based on the deviation ε and the third correction reference value K3, and on the basis of the deviation ε and the fourth correction reference value K4. Main correction amount fourth calculation unit 64 for obtaining correction amount P4.
[0028]
The first correction reference value K1 is a negative deceleration command value, and the second correction reference value K2 is a positive acceleration command value. The absolute value of the second correction reference value K2 is larger than the absolute value of the first correction reference value K1. The third correction reference value K3 and the fourth correction reference value K4 are positive values, respectively, and the fourth correction reference value K4 is larger than the third correction reference value K3. The third correction reference value K3 acts as a deceleration command value, and the fourth correction reference value acts as an acceleration command value. The main correction amount third calculation unit 62 and the main correction amount fourth calculation unit 64 may be provided with an integral element and / or a differential element as necessary.
[0029]
Further, the main correction amount setting unit 54 selects one of the correction amounts P1, P2, P3 and P4 and outputs it as the main correction amount H1, and switches the signal to the switch selection unit 66. And a switching determination unit 68 for giving an instruction. The switching determination unit 68 determines switching based on the target rotation value C, the rotation number N, the upper limit width W1, and the lower limit width W2. Specifically, as shown in FIG. 5, a control switching upper limit value R1 obtained by adding the upper limit width W1 to the target rotation value C and a control switching lower limit value R2 obtained by subtracting the lower limit width W2 from the target rotation value C are set. . When the rotational speed N is greater than the control switching upper limit value R1, the correction amount P1 supplied from the main correction amount first calculation unit 58 is selected, and when the rotational speed N is less than or equal to the control switching lower limit value R2, the main correction amount second. The correction amount P2 supplied from the calculation unit 60 is selected. When the rotation speed N is equal to or less than the control switching upper limit value R1 and larger than the target rotation value C, the correction value P3 supplied from the main correction amount third calculation unit 62 is selected, and the rotation speed N is set to the target rotation value. When C is less than or equal to C and greater than the control switching lower limit value R2, the correction amount P4 supplied from the main correction amount fourth calculation unit 64 is selected.
[0030]
The correction amount P1 is set as a relatively large negative value based on the first correction reference value K1. The correction amount P2 is set as a relatively large positive value based on the second correction reference value K2. The correction amount P3 is set as a relatively small negative value based on the deviation ε and the third correction reference value K3. The correction amount P4 is set as a relatively small positive value based on the deviation ε and the fourth correction reference value K4. The signs of the correction amount P3 and the correction amount P4 are the same as the sign of the deviation ε.
[0031]
Returning to FIG. 3, the paint supply instructing unit 52 has a function of instructing the paint supply unit 18 whether or not to supply the paint based on the painting mode as described above, and also determines the supply amount of the supplied paint. Instruct. Furthermore, the paint supply instructing unit 52 sets and outputs a paint supply correction amount H2 when supplying the paint. The paint supply correction amount H2 is set so as to increase as the paint supply amount increases. Further, when the paint is shut off, the paint supply correction amount H2 is set as H2 ← 0.
[0032]
The correction unit 55 is supplied with a main correction amount H1 and a paint supply correction amount H2. The air pressure command value A0 is corrected based on the main correction amount H1 and the paint supply correction amount H2, and the air pressure correction command value A1. Ask for.
[0033]
The air pressure correction command value A1 is obtained by increasing or decreasing the null value pressure command value A0 based on the magnitude and sign of the main correction amount H1 and the paint supply correction amount H2. For example, when both the main correction amount H1 and the paint supply correction amount H2 are relatively large positive values, the air pressure correction command value A1 is a relatively large value compared to the air pressure command value A0. When the main correction amount H1 and the paint supply correction amount H2 are both “0”, the air pressure correction command value A1 and the air pressure command value A0 are the same.
[0034]
Next, a method for controlling the rotational speed of the rotary atomizing head 12 using the rotary atomizing coating system 10 configured as described above will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
[0035]
First, in step S1, the target rotation value C is set based on the painting mode. That is, C ← N1 is set in the standby mode, C ← N3 is set in the coating standby mode and the first coating mode, and C ← N2 is set in the second coating mode.
[0036]
In the standby mode, by rotating the rotary atomizing head 12 at a relatively low speed N1, there is no wasted time required for acceleration from the stop time, and it is possible to quickly shift to the coating standby mode. By dividing the actual painting mode into the first painting mode and the second painting mode, an appropriate target rotation value C can be set according to the type of paint or object to be coated. The actual painting mode may be divided into three or more modes. This step S1 corresponds to processing mainly performed by the rotation speed setting unit 50 (see FIG. 3). In step S1, the rotational speed N of the rotary atomizing head 12 is read from the signal from the rotation sensor 38.
[0037]
Next, in step S2, a control switching upper limit value R1 and a control switching lower limit value R2 are set based on the target rotation numerical value C, the upper limit width W1 and the lower limit width W2. This step S2 corresponds to processing mainly performed by the switching determination unit 68 (see FIG. 4).
[0038]
Next, in step S3, the target rotation value C is multiplied by the gain G to calculate the air pressure command value A0. This step S3 corresponds to the processing performed by the amplifier 51 (see FIG. 3).
[0039]
Next, in step S4, it is confirmed whether or not the paint is supplied. When the paint is supplied, the process proceeds to step S5, and when the paint is blocked, the process proceeds to step S6.
[0040]
In step S5, the paint supply correction amount H2 is calculated based on the paint supply amount and supplied to the correction unit 55. Steps S4 and S5 mainly correspond to the processing of the paint supply instructing unit 52 (see FIG. 3).
[0041]
In step S6, the rotational speed N is compared with the control switching upper limit value R1, and when the rotational speed N is greater than the control switching upper limit value R1, the process proceeds to step S7, and when the rotational speed N is less than or equal to the control switching upper limit value R1. Control goes to step S8. Step S6 and later-described steps S8 and S10 mainly correspond to the processing of the switching determination unit 68 and the switching selection unit 66 (see FIG. 4).
[0042]
In step S7, the main correction amount H1 is calculated based on the first correction reference value K1. In this case, since the first correction reference value K1 is a negative value, the main correction amount H1 calculated is also a negative value. Step S7 mainly corresponds to the processing of the main correction amount first calculation unit 58 (see FIG. 4).
[0043]
In step S8, the rotational speed N is compared with the target rotational numerical value C. When the rotational speed N is larger than the target rotational numerical value C, the process proceeds to step S9, and when the rotational speed N is equal to or smaller than the target rotational numerical value C, the process proceeds to step S10. Move.
[0044]
In step S9, the main correction amount H1 is calculated based on the deviation ε and the third correction reference value K3. In this case, since the deviation ε is a negative value, the main correction amount H1 calculated is also a negative value. Step S9 mainly corresponds to the processing of the main correction amount third calculation unit 62 (see FIG. 4).
[0045]
In step S10, the rotation speed N is compared with the control switching lower limit value R2. When the rotational speed N is greater than the control switching lower limit value R2, the process proceeds to step S11, and when the rotational speed N is equal to or less than the control switching lower limit value R2, the process proceeds to step S12.
[0046]
In step S11, the main correction amount H1 is calculated based on the deviation ε and the fourth correction reference value K4. In this case, since the deviation ε is a positive value, the main correction amount H1 calculated from the deviation ε is also a positive value. Step S11 mainly corresponds to the processing of the main correction amount fourth calculation unit 64 (see FIG. 4).
[0047]
In step S12, the main correction amount H1 is calculated based on the second correction reference value K2. In this case, the main correction amount H1 calculated from the second correction reference value K2 being a positive value is also a positive value. Step S12 mainly corresponds to the processing of the main correction amount second calculation unit 60 (see FIG. 4).
[0048]
After step S7, S9, S11 or S12, in step S13, the air pressure command value A0 is corrected based on the main correction amount H1 and the paint supply correction amount H2 to obtain the air pressure correction command value A1. Step S13 mainly corresponds to the processing of the correction unit 55 (see FIG. 3).
[0049]
Next, in step S14, the air pressure correction command value A1 is output to the reducing valve 36, and the current process is terminated.
[0050]
By performing the processing in this way, the rotational speed N can be rapidly reduced toward the speed N2 that is the target rotational numerical value C in a short time from the time T3 shown in FIG. That is, at this time, since the rotational speed N is higher than the control switching upper limit value R1, step S7 is executed, and the main correction amount H1 calculated based on the first correction reference value K1 has a large absolute value. This is because it becomes a negative value.
[0051]
In a short time from time 0, the rotational speed N can be rapidly accelerated toward the speed N1 that is the target rotational numerical value C. That is, at this time, since the rotational speed N is lower than the control switching lower limit value R2, step S12 is executed, and the main correction amount H1 calculated based on the second correction reference value K2 is a large positive value. It is to become. Further, since the absolute value of the second correction reference value K2 is larger than the first correction reference value K1, the energy required for acceleration is compensated compared to the time of deceleration, and rapid acceleration is performed.
[0052]
Even when the rotational speed N is accelerated from the speed N1 to the speed N2 in a short time from the time T1, the rotational speed N can be rapidly accelerated by the action of step S12.
[0053]
Further, after the rotational speed N accelerates from time 0 and exceeds the control switching lower limit value R2, until the time T1, the rotational speed N is equal to or lower than the control switching upper limit value R1 and larger than the control switching lower limit value R2. Therefore, step S9 and step S11 are executed. At this time, since the main correction amount H1 is calculated based on the deviation ε, fine rotation speed control can be performed so that the deviation ε approaches “0”. Accordingly, the rotational speed N increases rapidly from time 0, and the control method is switched when the control switching lower limit R2 is exceeded, and the deviation ε converges to “0”. As a result, the rotational speed N can be quickly changed and quickly converged to the target rotational numerical value C to be stably rotated. At this time, by appropriately setting the upper limit width W1, the lower limit width W2, the third correction reference value K3, the fourth correction reference value K4, etc., the overshoot is suppressed to a small level, and the rotational speed N is set to the control switching upper limit value R1. It can be within the range of the control switching lower limit value R2.
[0054]
Also, after the rotational speed N accelerates and exceeds the control switching lower limit R2, until the time T1, when the rotational speed N is greater than the speed N1, step S9 is executed to decelerate the rotational speed N, and the rotational speed When N is equal to or less than the speed N1, step S11 is executed to accelerate the rotational speed N. In step S9, the main correction amount H1 is calculated based on the deviation ε and the third correction reference value K3, while in step S11, the main correction amount H1 is calculated based on the deviation ε and the fourth correction reference value K4. . Since the fourth correction reference value K4 is larger than the third correction reference value K3, the energy required for acceleration is compensated compared to the time of deceleration, and quick acceleration is performed.
[0055]
In addition, after the rotation speed N increases from time T1 and exceeds the next control switching lower limit value R2, until the time T2 and from time T3, the rotation speed N decreases and the next control switching upper limit value R1 is set. The rotational speed N can be stably rotated even after it falls below. That is, in both cases where the rotational speed N is increased and decreased, Step S9 and Step S11 work effectively, and the rotary atomizing head 12 can be rotated stably.
[0056]
Next, when shifting from the coating standby mode to the first coating mode at time T2, the coating material is supplied from the coating material supply unit 18 (see FIG. 1) to the coating machine 16. The supplied paint is sprayed from the nozzle 34 to the rotary atomizing head 12 to be atomized and sprayed onto the object to be coated. At this time, the target rotational value C remains unchanged at the rotational speed N3, while the paint sprayed from the nozzle 34 acts on the rotary atomizing head 12 as a disturbance as a braking force. In addition, this braking force varies depending on the amount of paint supplied.
[0057]
At this time, by executing step SS5, the paint supply correction amount H2 corresponding to the paint supply amount is calculated, and the air pressure command value A0 is corrected by the paint supply correction amount H2 so as to increase. A1 is determined. Therefore, it can compensate so that the braking force by supply of a coating material may be canceled, and the rotation speed N can be maintained in a substantially constant state.
[0058]
Thus, in the rotational speed control method for the rotary atomizing head 12 according to the present embodiment, the rotational speed N of the rotary atomizing head 12 is rapidly changed according to the change in the target rotational numerical value C, and the target rotational numerical value C is set. It can be quickly converged and rotated in a stable state. Thereby, when the target rotation numerical value C is changed, the rotation speed N follows in a short time, and actual coating can be started promptly. As a result, the tact time for painting an object to be painted such as a vehicle can be shortened.
[0059]
Further, when painting is performed, the rotational speed N is substantially converged and substantially coincides with the target rotational numerical value C. Therefore, it is possible to keep the coating on the object to be coated with high quality.
[0060]
In the rotational speed control method of the rotary atomizing head 12 using the rotary atomizing coating system 10 described above, when the rotational speed N is less than the control switching upper limit value R1 and larger than the target rotational value C, the third main correction amount calculation is performed. Step S9 corresponding to the unit 62 (see FIG. 4) is executed, and when the rotation speed N is equal to or less than the target rotation value C and greater than the control switching lower limit value R2, it corresponds to the main correction amount fourth calculation unit 64 (see FIG. 4). Step S11 is executed. When the upper limit width W1 and the lower limit width W2 are relatively small, the width of the control switching upper limit value R1 and the control switching lower limit value R2 is narrow, and the rotational characteristics of the rotary atomizing head 12 within this range are substantially the same, so a linear approximation. There are cases where it is possible. In this case, the third correction reference value K3 and the fourth correction reference value K4 may be the same value, and step S9 and step S11 may be integrated. In this way, the three regions of the rotational speed N are greater than the control switching upper limit value R1, the control switching lower limit value R2 or less, and the control switching upper limit value R1 or less and greater than the control switching lower limit value R2. The rotational speed of the rotary atomizing head 12 can be controlled by switching the control method.
[0061]
Of course, the rotational speed control method of the rotary atomizing head according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the rotational speed control method of the rotary atomizing head according to the present invention, the rotational speed of the rotary atomizing head is rapidly changed according to the change of the target rotational value, and is quickly converged to the target rotational value. The effect of rotating in a stable state can be achieved.
[0063]
In addition, when supplying the paint, it is possible to compensate for the disturbance caused by the supply of the paint by correcting the driving force command value so that the rotational speed of the rotary atomizing head is substantially constant. Can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a rotary atomizing coating system.
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing a coating machine.
FIG. 3 is a schematic block diagram showing an internal configuration of a main control unit.
FIG. 4 is a schematic block diagram showing an internal configuration of a main correction amount setting unit.
FIG. 5 is a schematic diagram showing classification of correction amounts based on a control switching upper limit value, a control switching lower limit value, and a target rotation value.
FIG. 6 is a flowchart showing a rotational speed control method for a rotary atomizing head according to the present embodiment.
FIG. 7 is a time chart showing fluctuations in the rotational speed of the rotary atomizing head.
[Explanation of symbols]
10 ... Rotating atomizing coating system 12 ... Rotating atomizing head
14 ... Robot 16 ... Painting machine
18 ... Paint supply unit 20 ... Main control unit
24 ... Air motor 34 ... Nozzle
36 ... Reducing valve 38 ... Rotation sensor
50 ... Number of revolutions setting unit 51 ... Amplifier
52 ... Paint supply instruction unit 54 ... Main correction amount setting unit
55 ... Correction unit 58 ... Main correction amount first calculation unit
60 ... Main correction amount second calculation unit 62 ... Main correction amount third calculation unit
64 ... Main correction amount fourth calculation unit 66 ... Switching selection unit
68 ... Switching judgment part A0 ... Air pressure command value
A1 ... Air pressure correction command value C ... Target rotation value
K1: First correction reference value K2: Second correction reference value
K3: Third correction reference value K4: Fourth correction reference value
H1 ... Main correction amount H2 ... Paint supply correction amount
N: Number of rotations R1: Control switching upper limit value
R2 ... Control switching lower limit value ε ... Deviation

Claims

A rotary atomizing head that atomizes and squirts the supplied paint;
An actuator for rotating the rotary atomizing head;
A single driving force control unit for controlling the driving force of the actuator based on the supplied driving force command value;
A sensor for detecting the rotational speed of the rotary atomizing head;
A main control unit connected to the sensor and controlling the driving force control unit;
A rotational speed control method for a rotary atomizing head that controls the rotational speed of the rotary atomizing head using
A first coating mode in which coating is actually performed while rotating the rotary atomizing head at a predetermined speed, and after the first coating mode, the rotary atomizing head is rotated at a lower speed than in the first coating mode. A second painting mode for actually painting, a standby mode for rotating the rotary atomizing head at a lower speed than in the first painting mode and the second painting mode in a preparation stage before painting; In the stage immediately before the first painting mode, the system operates based on a mode including a painting standby mode that rotates at the same speed as in the first painting mode,
Set the target rotation numerical value, control switching upper limit value and control switching lower limit value of the rotary atomizing head,
When the rotational speed is larger than the control switching upper limit value, a driving force command value for the driving force control unit is obtained based on a predetermined first correction reference value,
When the rotational speed is less than or equal to the control switching lower limit value, the driving force command value is obtained based on a predetermined second correction reference value,
When the rotational speed is not more than the control switching upper limit value and larger than the control switching lower limit value, the driving force command value is obtained based on a deviation between the target rotational value and the rotational speed,
Supplying the driving force command value to the driving force control unit ;
When changing the target rotation value based on the first coating mode, the second coating mode, the standby mode, and the coating standby mode, the control switching upper limit value and the control are based on the changed target rotation value. A rotational speed control method for a rotary atomizing head, characterized in that a switching lower limit value is set and updated .