JP4277336B2

JP4277336B2 - 自動塗装装置

Info

Publication number: JP4277336B2
Application number: JP00686999A
Authority: JP
Inventors: 信之奥井; 正道市場; 武士今田; 義宣岡
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-01-13
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2019-01-13
Also published as: JP2000202336A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は船側外板の如き縦向き鋼板の被塗装面を効率よく塗装するために用いる自動塗装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドックで建造された船体の船側外板に塗装作業を実施する場合、従来では、左右方向往復動機構としてのレシプロケータ（ロングアクチュエータ）にスプレーノズルを組み付けた構成を具備する塗装ユニットを、レッカー車等の高所作業車から巻上装置を介し吊り下げて、船側外板の被塗装面に近接させて配置し、巻上装置による上昇又は下降と、スプレーノズルの左右方向のストローク移動と、スプレーノズルのＯＮ、ＯＦＦとを自動制御により行わせて、所定領域の塗装を行わせるようにし、所定領域の塗装が終了すると、高所作業車を移動させて塗装ユニットを次の塗装領域に配置し、以後同様な手順を繰り返すようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記塗装ユニットによる左右方向の塗装長さは、レシプロケータによるスプレーノズルのストローク長により決まるので、広い面積を塗装する場合には、所定領域の塗装が終了する度に高所作業車を移動させなければならず、そのため、高所作業車の運転者が常時必要である。又、高所作業車を移動させた後、塗装ユニットを次の塗装領域に配置する際の位置合わせは目測により行っているため、時間が掛かるだけでなく、塗装部の重ね代にばらつきが生じ易く、更に、上下方向に湾曲している被塗装面に対しては塗装を行うことはできず、しかも、下降時のみしか塗装を行うことができないので、塗装ユニットを巻上げる時間がロスとなる問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、塗装領域に対する塗装ユニットの位置合わせを容易に行うことができるようにすると共に、被塗装面に緩い曲りがあっても適用できるようにし、且つ塗装ユニットの上昇時及び下降時の両方で塗装を行うことができるような自動塗装装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、それぞれ左右２本の上部支持脚と下部支持脚を前方へ張り出させて取り付けた塗装ユニット本体フレームの下部位置に、左右方向へ延在するレシプロケータを設置すると共に、該レシプロケータに、左右方向へ往復移動できるようにスプレーノズルを組み付け、且つ上記各支持脚の前端部に、縦向き鋼板の被塗装面に対し非接触で吸着させる電磁石と該電磁石による吸着時に被塗装面に接して転動させられるガイドローラとを備えた昇降ガイドを、シリンダにより進退可能に取り付けてなる塗装ユニットを構成し、該塗装ユニットを、縦向き鋼板の上端縁部に沿って走行できるようにした走行台車に、巻上装置を介して昇降可能に吊り下げ支持させ、更に、上記走行台車の走行、停止、巻上装置による巻上下、塗装ユニットの作動を制御盤の操作により自動で行うようにした構成とする。
【０００６】
塗装ユニットを吊っている走行台車を縦向き鋼板の上端縁部に係合させて塗装ユニットを被塗装面に対峙させた状態とし、塗料を吹き付けながら、スプレーガンを一方のストロークエンドから他方のストロークエンドへ向けて移動させた後、塗料吹き付け幅分だけ塗装ユニットを下降させ、再び塗料を吹き付けながら、スプレーノズルを逆方向に移動させる下降塗装モードを実施した後、走行台車を所要距離走行させ、上昇塗装モードに切り替えるようにし、下降塗装モードと上昇塗装モードを必要回数繰り返させるようにする。この際、下降塗装モードでは、下部支持脚側の昇降ガイドのみを鋼板表面に接触させ、上昇塗装モードでは、上部支持脚側の昇降ガイドのみを鋼板表面に接触させるようにする。
【０００７】
又、走行台車に、鋼板の上端縁部に上方から係合させるための爪部を有するセット用ブラケットを設けた構成とすることにより、鋼板の上端縁部をレールとして走行台車を安定して走行させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【０００９】
図１乃至図６は本発明の実施の一形態を示すもので、それぞれ左右２本の上部支持脚１ａと下部支持脚１ｂとを矩形フレーム部１ｃの四隅から前方へ張り出させた塗装ユニット本体フレーム１の下部位置に、左右方向へ延在するレシプロケータ２を設置すると共に、該レシプロケータ２に、左右方向へ移動できるようにスプレーノズル３を組み付け、且つ上記各支持脚１ａ，１ｂの前端部に、船側外板４の被塗装面４ａに吸着して上下左右方向への移動を容易に行えるようにするための昇降ガイド５を被塗装面４ａに対し近接離反できるよう進退可能に取り付けて塗装ユニット６を構成し、該塗装ユニット６を船側外板４の上端縁部に沿って走行できるようにした走行台車７に、巻上装置としてのチェーンブロック８を介して昇降可能に吊り下げ支持させた構成とする。
【００１０】
詳述すると、上記走行台車７は、水平に配した上面板９と、該上面板９の前端に下方へ直角に設けた前面板１０とを有し、上記上面板９上の左右両端側の前端部に、図４に拡大して示す如く、船側外板４の上端縁部に先端爪部１１ａを上方から係合させるようにしたセット用ブラケット１１を取り付けると共に、上記先端爪部１１ａの最先端に、船側外板４の上縁部内側面に転動自在に接触させるようにするためのカムフォロワ１２が取り付けてある。
【００１１】
又、上記上面板９上には、左右方向の中央部に、モータ１３によって駆動される駆動軸１４を前後方向に配置して回転自在に支持させ、左右両端部側位置に、従動軸１５をそれぞれ駆動軸１４と平行に配置して回転自在に支持させると共に、各従動軸１５の先端に、船側外板４の上端縁に載せるようにする走行用主ローラ１６をそれぞれ設け、且つ上記駆動軸１４上に設けたスプロケット１７と従動軸１５上に設けたスプロケット１８との間に無端状のチェーン１９を掛け回し、モータ１３の駆動力が駆動軸１４からスプロケット１７、チェーン１９、スプロケット１８、従動軸１５を介して走行用主ローラ１６に伝えられるようにしてある。
【００１２】
更に、上記前面板１０の背面部には、左右方向の中央部に、モータ２０によって駆動される駆動軸２１を上下方向に配置して回転自在に支持させ、左右両端部側位置に、従動軸２２をそれぞれ駆動軸２１と平行に配置して回転自在に支持させると共に、各従動軸２２の中間部に、前面板１０を貫通して船側外板４の外側面に当接させるようにする走行用補助ローラ２３をそれぞれ設け、且つ上記駆動軸２１上に設けたスプロケット２４と従動軸２２上に設けたスプロケット２５との間に無端状のチェーン２６を掛け回し、モータ２０の駆動力が駆動軸２１からスプロケット２４、チェーン２６、スプロケット２５、従動軸２２を介して走行用補助ローラ２３に伝えられるようにしてある。したがって、走行台車７は船側外板４の上端縁部をガイドレールとして走行できるようにしてある。
【００１３】
又、図５（イ）（ロ）（ハ）に拡大して示す如く、上記走行台車７の走行量を検出するため、上記前面板１０の所要位置に走行検出ロールとしてのゴムタイヤ２７が組み付けてある。該ゴムタイヤ２７は、前面板１０の背面部に縦ヒンジ２８により揺動自在に取り付けた支持プレート２９の一端部に、縦方向の軸３０を介して回転自在に組み付けられ、支持プレート２９の他端部と前面板１０の背面との間に介在させたスプリング３１の力で支持プレート２９が揺動付勢されることにより、前面板１０の開口１０ａを貫通して船側外板４の外側面に押し付けられるようにしてあり、上記軸３０の一端に連結したエンコーダ３２の信号を基に走行台車７の走行量が求められるようにしてある。
【００１４】
更に、上記巻上装置としてのチェーンブロック８は、モータ３４の駆動により左右２本のチェーン３３を同期して巻上下できるようにしてあり、且つ上記モータ３４の駆動軸に取り付けたエンコーダ３５の信号を基に、チェーン３３の巻上下量としての塗装ユニット６の吊上下量が求められるようにしてある。
【００１５】
一方、上記塗装ユニット６を構成するレシプロケータ２は、次の如き構成としてある。すなわち、図６（イ）（ロ）（ハ）に示す如く、左右方向へ延びるチャンネル材形状のベースフレーム３６を上向きに配置し、該ベースフレーム３６の前後のフランジ上端縁に、リニアガイドレール３７を左右方向に沿わせて取り付け、該前後のガイドレール３７間上にスライドテーブル３８を組み付けて、該スライドテーブル３８上にスプレーノズル３を搭載させるようにし、該スライドテーブル３８の左右方向一側に補助テーブル３９を張り出させて、該補助テーブル３９上にモータ４０を下向きに設置し、又、ベースフレーム３６内に左右方向に延びるゴムベルト４２を張設し、該ゴムベルト４２に、上記モータ４０の軸４１に取り付けた移動用プーリ４３を係合させると共に、補助テーブル３９の下面側に支持させたベルト押えローラ４４を駆動用プーリ４３の左右に配置して、ゴムベルト４２への駆動用プーリ４３の係合がゴムベルト４２の全長に亘って保持されるようにし、モータ４０の駆動で駆動用プーリ４３を回転させて、駆動用プーリ４３をゴムベルト４２に沿わせて転動させることにより、モータ４０及びスライドテーブル３８と一体にスプレーノズル３が左右方向へ移動できるようにしてあり、上記モータ４０に設置したエンコーダ４５の信号を基にスプレーノズル３の移動量が求められるようにしてある。
【００１６】
又、上記スプレーノズル３に接続させたホース等を収納するための収納ハンガー４６を、ベースフレーム３６の後側面に沿い設けたハンガー受４７上に配置して、該収納ハンガー４６の一端をスライドテーブル３８の後側部に、又、他端をハンガー受４７の一端にそれぞれ固定し、スライドテーブル３８がリニアガイドレール３７に沿い左右方向へ移動するときにホースと収納ハンガー４６が一緒に追従して移動できるようにしてある。４８はスプレーノズル３用のフードを示す。
【００１７】
更に、上記昇降ガイド５は、各支持脚１ａ，１ｂの前端部にサポートブラケット４９により前後方向に取り付けたエアシリンダの先端に支持させた脚台５１と、該脚台５１の前面中央部に取り付けた電磁石５２と、該電磁石５２の周囲の位置に取り付けたガイドローラとしてのキャスター５３とからなり、エアシリンダ５０の伸長作動で脚台５１を前進させたときに、船側外板４の外側面に対し、キャスター５３が接し且つ電磁石５２が非接触で吸着するようにしてある。
【００１８】
なお、上記走行台車７の走行駆動、レシプロケータ２の駆動、スプレーノズル３による塗料の吹き付け及び停止、チェーンブロック８の巻上下動作等は、制御盤５４に設定したプログラムに基づいて自動的に行われるようにしてある。
【００１９】
船側外板４の塗装を行うときは、図７（イ）に一例を示す如く、塗装ユニット６を巻き上げた状態として走行台車７を船側外板４の上縁部外側に係合配置した状態とし、制御盤５４に、レシプロケータ２によるスプレーノズル３の左右方向のストロークＳと、スプレーノズル３からの塗料の吹き付け幅に基づくチェーンブロック８による塗装ユニット６の昇降量ｌと、被塗装面４ａの高さ領域に応じたチェーンブロック８による塗装ユニット６の全体昇降量Ｌと、被塗装面４ａの左右方向長さ領域に応じた走行台車７の走行量等を設定して、自動的に下降塗装モードと上昇塗装モードを繰り返し実行させるようにする。
【００２０】
詳述すると、予め、図７（イ）において実線で示す如く、塗装ユニット６を巻き上げた状態において、図１に示す如く、塗装ユニット本体フレーム１の下部支持脚１ｂ側に装備されている昇降ガイド５を、エアシリンダ５０の伸長作動で被塗装面４ａへ向けて押し出すことにより、各キャスター５３を被塗装面に接触させて電磁石５２を被塗装面４ａに対し非接触状態で吸着させるようにし、一方、上部支持脚１ａ側に装備されている昇降ガイド５を、エアシリンダ５０の収縮作動で被塗装面４ａから離反させるようにする。又、スプレーノズル３を、始端となるレシプロケータ２の一方（図上左方）のストロークエンドに位置させておくようにする。これにより、被塗装面４ａに対する塗装ユニット６の位置合わせが行われる。
【００２１】
かかる状態を原点として、制御盤５４のスタートボタンを押すと、先ず、下降塗装モードが実行される。この場合、レシプロケータ２のモータ４０が駆動されてスプレーノズル３がスライドテーブル３８の移動を介して終点となる他方（図上右方）のストロークエンドまで移動させられる間に、塗料が被塗装面４ａに吹き付けられる。この際、スプレーノズル３のストローク移動はモータ４０部のエンコーダ４５により検出されるため、エンコーダ４５の回転角信号により、スプレーノズル３の設定されたストローク移動が検出されると、モータ４０が停止され、同時に塗料の吹き付けが停止される。
【００２２】
このようにして、スプレーノズル３が終点側のストロークエンドに達すると、次に、チェーンブロック８の巻き下げ駆動により、スプレーノズル３による塗料の吹き付け幅分だけ塗装ユニット６が下降させられる。この塗装ユニット６の下降量はモータ３４部のエンコーダ３５により検出されるため、エンコーダ３５の回転角信号により塗装ユニット６の下降量が検出されると、モータ３４の駆動が停止され、下降が停止させられる。
【００２３】
上記のように、塗装ユニット６の下降が停止すると、次に、レシプロケータ２のモータ４０が逆方向に駆動されることにより、スプレーノズル３は塗料の吹き付けを行いながら始点側のストロークエンドへ向けて移動させられる。
【００２４】
以後、同様な工程を繰り返すことにより、エンコーダ３５の信号を基に塗装ユニット６が二点鎖線で示す如き設定された位置まで下降すると、下降塗装モードが終了したことになり、続いて、走行台車７の所定量の走行が行われた後、上昇塗装モードに切り替えられる。
【００２５】
上記走行台車７は、モータ１３の駆動による走行用主ローラ１６の回転と、モータ２０の駆動による走行用補助ローラ２３の回転で行われるが、この際、上面板９の左右両端部に取り付けてあるセット用ブラケット１１の爪部１１ａがカムフォロワ１２を介して船側外板４の上端縁部に係合しているので、上甲板上の手摺りやホース等に邪魔されることなく、該船側外板４の上端縁部をレールとして安定して走行することができる。更にこの際、前面板１０の部分において、支持プレート２９の一端に取り付けられたゴムタイヤ２７がスプリング３１の作用で船側外板４の外板面に押し付けられているので、ゴムタイヤ２７は船側外板４に沿って確実に転動させられることにとなり、このとき、ゴムタイヤ２７の軸３０に設置されているエンコーダ３２により、ゴムタイヤ２７の転動を基に走行台車７の走行量が検出され、走行量が設定値に達すると、上記モータ１３，２０の駆動が停止させられる。これにより、塗装ユニット６は図７（ロ）に示す如き位置に移されるが、このとき、塗装ユニット本体フレーム１の上部支持脚１ａ側の昇降ガイド５がエアシリンダ５０の作動で船側外板４へ押し付けられ、船側外板４に接触させられていた下部支持脚１ｂ側の昇降ガイド５が後退させられる。
【００２６】
しかる後、上記下降塗装モードの場合とは上下逆向きの上昇塗装モードが実行される。以後、同様に下降塗装モードと上昇塗装モードが必要回数繰り返されることにより、設定した範囲の塗装が行われる。
【００２７】
上記において、下降塗装モード時には、塗装ユニット本体フレーム１の下部支持脚１ｂ側の昇降ガイド５のみが船側外板４に接し、上昇塗装モード時には上部支持脚１ａ側の昇降ガイド５のみが船側外板４に接するので、塗装面を擦ってしまうようなことはなく、又、この際、船側外板４に押し付けた昇降ガイド５の電磁石５２は、非接触で吸着した状態を維持できるので、船側外板４の被塗装面４ａと上下方向の緩い曲りがあっても塗装ユニット６を安定した姿勢に支持することができる。更に、スプレーノズル３と被塗装面４ａとの間の距離を許容範囲内に調整しておけば、左右方向の曲りに対しても対処することができる。すなわち、被塗装面４ａに左右方向の曲りがあると、レシプロケータ２の中央部位置でのスプレーノズル３と被塗装面４ａとの間の距離と、レシプロケータ２の端部位置でのスプレーノズル３と被塗装面４ａとの間の距離に差が生じるため、この差が大きいと塗装膜厚にばらつきが生じてしまうが、膜厚のばらつきが許容範囲となるように（スプレーノズル３と被塗装面４ａとの間の距離が許容範囲内に入るように）、その曲率に合わせて、たとえば、スプレーノズル３を、レシプロケータ２の長手方向中央領域のみで左右にストローク移動させるようにすれば、左右方向の曲りがあっても塗装を行うことができる。又、スプレーノズル３がストロークエンドに達したときの塗装ユニット６全体の昇降量は塗料の吹き付け幅に合わせてあることから、塗装の重ね代にばらつきが生ずることはない。
【００２８】
なお、昇降台車７から塗装ユニット６を吊る巻上装置としてはチェーンブロックに限られるものではなく、ワイヤードラム方式であってもよく、又、塗装対象としては、縦向き鋼板であれば船側外板に限られるものではないこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の自動塗装装置によれば、それぞれ左右２本の上部支持脚と下部支持脚を前方へ張り出させて取り付けた塗装ユニット本体フレームの下部位置に、左右方向へ延在するレシプロケータを設置すると共に、該レシプロケータに、左右方向へ往復移動できるようにスプレーノズルを組み付け、且つ上記各支持脚の前端部に、縦向き鋼板の被塗装面に対し非接触で吸着させる電磁石と該電磁石による吸着時に被塗装面に接して転動させられるガイドローラとを備えた昇降ガイドを、シリンダにより進退可能に取り付けてなる塗装ユニットを構成し、該塗装ユニットを、縦向き鋼板の上端縁部に沿って走行できるようにした走行台車に、巻上装置を介して昇降可能に吊り下げ支持させ、更に、上記走行台車の走行、停止、巻上装置による巻上下、塗装ユニットの作動を制御盤の操作で行うようにした構成としてあるので、塗装ユニットの下降塗装モード及び上昇塗装モードと走行台車の走行とを設定プログラムに基づいて実施することにより、人手や高所作業車を必要とせずに広い面積を容易に且つ効率よく塗装することができ、この際、下降塗装モード時には塗装ユニット本体フレームの下部支持脚側の昇降ガイドのみを鋼板表面に接触させ、上昇塗装モード時には上部支持脚側の昇降ガイドのみを鋼板表面に接触させるようにすることにより、被塗装面に対する塗装ユニットの位置合わせを正確に行うことができ、且つ塗装時に塗装面を擦ることなく塗装ユニットを安定姿勢に保持することができ、又、昇降ガイドの吸着作用により鋼板に上下方向の緩り曲りがあっても支障なく塗装を行うことができると共に、スプレーノズルのストローク領域を選定することにより、左右方向に曲りがあっても塗装を行うことができ、更に、走行台車に、鋼板の上端縁部に上方から係合させるための爪部を有するセット用ブラケットを設けた構成とすることにより、走行台車を、鋼板の上端縁部をレールとして安定して走行させることができる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動塗装装置の実施の一形態を示す一部切断側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ方向拡大矢視図である。
【図５】図２のＤ部を拡大して示すもので、（イ）は背面図、（ロ）は（イ）のＥ−Ｅ方向矢視図、（ハ）は（イ）のＦ−Ｆ方向矢視図である。
【図６】レシプロケータの詳細を示すもので、（イ）は背面図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＧ−Ｇ方向矢視図である。
【図７】塗装作業工程の一例を示すもので、（イ）は下降塗装モードを示す概略図、（ロ）は上昇塗装モードを示す概略図である。
【符号の説明】
１塗装ユニット本体フレーム
１ａ上部支持脚
１ｂ下部支持脚
２レシプロケータ
３スプレーノズル
４船側外板（縦向き鋼板）
４ａ被塗装面
５昇降ガイド
６塗装ユニット
７走行台車
８チェーンブロック（巻上装置）
１１セット用ブラケット
１１ａ爪部
５０エアシリンダ（シリンダ）
５２電磁石
５３キャスター（ガイドローラ）

Claims

それぞれ左右２本の上部支持脚と下部支持脚を前方へ張り出させて取り付けた塗装ユニット本体フレームの下部位置に、左右方向へ延在するレシプロケータを設置すると共に、該レシプロケータに、左右方向へ往復移動できるようにスプレーノズルを組み付け、且つ上記各支持脚の前端部に、縦向き鋼板の被塗装面に対し非接触で吸着させる電磁石と該電磁石による吸着時に被塗装面に接して転動させられるガイドローラとを備えた昇降ガイドを、シリンダにより進退可能に取り付けてなる塗装ユニットを構成し、該塗装ユニットを、縦向き鋼板の上端縁部に沿って走行できるようにした走行台車に、巻上装置を介して昇降可能に吊り下げ支持させ、更に、上記走行台車の走行、停止、巻上装置による巻上下、塗装ユニットの作動を制御盤の操作で行うようにした構成を有することを特徴とする自動塗装装置。
走行台車に、鋼板の上端縁部に上方から係合させるための爪部を有するセット用ブラケットを設けた請求項１記載の自動塗装装置。