JP4431730B2 - コーティング材料をスプレイするための設備においてコーティング材料を交換するための方法及びステーション - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
この発明は、コーティング材料をスプレイするための設備において材料を交換するための方法及びステーションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば欧州特許公開公報第0274322号（EP-A-0 274 322）には、特に静電タイプのスプレイを用いて導電性のコーティング材料をスプレイするための設備の場合に、多軸ロボットのアームの端部に取り付けられた貯蔵容器を利用して、このアームに支持されたスプレイへコーティング材料を供給する方法が記載されている。こうした従来の技術では、ロボットのアームに固定されたスプレイを使用しており、それを洗浄して、必要に応じて新しいコーティング材料を充填するようになっている。別の変形においては、貯蔵容器はスプレイに取り外し可能に取り付けられており、選択したコーティング材料に応じて複数の貯蔵容器が使用される。最後に、さらに別の変形においては、二つの貯蔵容器が交互に使用される。
【０００３】
いずれの場合においても、ロボットアームに恒久的に取り付けられたスプレイを洗浄して、新しいコーティング材料で呼び水する（primeする）ことが必要である。こうした洗浄と呼び水の作業は比較的時間がかかり、コーティング材料の交換に割り当てられる時間は短くなりがちである。実際、自動車の生産ラインの場合には、生産速度、従ってコンベヤベルトの進行速度は増加する傾向にあり、コーティング材料の交換は二つの連続した車体の間隔に対応した時間の間に実行され、利用可能な時間はコンベヤの速度が増大するにつれて一層短くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、迅速な交換を可能にする一方で実行する洗浄の質を理想的に維持できる、コーティング材料を交換するための新しい方法及び新しいステーションを提供することによって、上記の問題を解決することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、第１のスプレイ及びこれと協働する第１の貯蔵容器を、コーティングしようとする物体から離反する位置へ移動するための少なくとも一つのロボットを有する、コーティング材料をスプレイするための設備において材料を交換する方法であって、前記貯蔵容器を洗浄／充填ステーションの適当な領域に向けて運ぶ段階を有する方法において、第１の貯蔵容器と第１のスプレイとを有するサブアセンブリを前記ロボットから切り離す段階と、第２の貯蔵容器と第２のスプレイとを有し、前記第１の貯蔵容器と前記第１のスプレイとを洗浄及び／もしくは充填する間にコーティング材料をスプレイするために使用される第２のサブアセンブリを前記ロボットに連結する段階と、前記領域において、前記第１の貯蔵容器と前記第１のスプレイとの洗浄及び／もしくは充填を行う段階と、
を有する。
【０００６】
この発明によれば、第１の貯蔵容器はマスク時間(masked time)で洗浄して新しいコーティング材料を充填することができる。スプレイもマスク時間で洗浄してコーティング材料の呼び水(prime)を行うことができる。従って、製品の交換に必要な時間を計算するときに考慮しなければならない洗浄／充填の段階は、第１のサブアセンブリをロボットのアームから切り離す段階と、第２のサブアセンブリをロボットのアームへ連結する段階だけである。換言すれば、第２のサブアセンブリを用いることによって、今日までスプレイを洗浄し新しいコーティング材料の呼び水を行うために使われていた時間をスプレイのために利用できるようになる。なぜなら、これらの作業は、第２のサブアセンブリを使用しているときに、マスク時間で第１のサブアセンブリについて実施できるからである。
【０００７】
この発明の第１の有利な側面においては、この発明の方法は、第１のサブアセンブリに、それがロボットから切り離されるまえに、空気、洗浄剤及び／もしくはコーティング材料を洗浄／充填ステーションの適当な領域において供給する段階を有している。従って、このサブアセンブリとロボットとの間を切り離すときを含めて、スプレイ及び／もしくは貯蔵容器のいくつかの機能が維持される。
【０００８】
この発明の別の有利な側面においては、サブアセンブリには、空気、電流、洗浄剤及び／あるいはコーティング材料が、二つの移動ユニットを用いて供給される。第１のユニットはサブアセンブリがロボットから切り離されるまえにサブアセンブリへ連結され、第２のユニットはサブアセンブリがロボットから切り離されたあとにロボットの連結部分に代えてサブアセンブリへ連結される。
【０００９】
特に、スプレイへ永続的に空気を供給して、スプレイの相対的に動く部分の間にベヤリングを形成してもよい。これはロータリースプレイの場合に特に利点のあることがわかっている。というのは、ベヤリングへ連続的に供給を行うことによって、このベヤリングがロックしたり機能しなくなる危険性を避けることができるからである。
【００１０】
この発明はまた、上述した方法を実施するための、コーティング材料をスプレイするための設備における材料交換ステーションに関する。このステーションは少なくとも二つの貯蔵容器洗浄／充填領域を有しており、これらの領域の各々はサブアセンブリがロボットから切り離されるときに、貯蔵容器とスプレイによって形成されるサブアセンブリを受容するようになっている。これらの領域の各々には貯蔵容器とスプレイを洗浄及び／もしくは充填するための手段が設けられている。
【００１１】
従って、各サブアセンブリは、同様のサブアセンブリがロボットで使用されている間に、マスク時間で洗浄及び／もしくは充填を行なうことができる。
【００１２】
この発明の第１の有利な側面においては、貯蔵容器及びスプレイの洗浄／充填手段は、サブアセンブリの二つの連結領域で独立に連結される二つの移動ユニットを有している。第１のユニットはロボットに取り付けられたサブアセンブリへ連結され、第２のユニットはロボットの連結部分に代えてサブアセンブリへ連結される。第１のユニットは、圧縮空気の供給源と、スプレイの中で相対的に動く部分の間に形成されるベヤリングとの間を連結する手段を有している。従って、ベヤリングに永続的に圧縮空気の供給が行われ、このベヤリングがロックしたり機能しなくなったりする危険性が避けられる。
【００１３】
特に、第２のユニットはジャッキを有しており、このジャッキのロッドは貯蔵容器のピストンを操作するために、特にこの貯蔵容器をブリードするために用いられる。
【００１４】
別の有利な側面においては、ステーションはサブアセンブリを取り囲むリングを回転することによって、洗浄／充填領域の各々においてこのサブアセンブリをロックする手段を有している。この手段はサブアセンブリに設けられた突起部と協働して、ロボットに対してこれを回転させる。サブアセンブリのロック位置とアンロック位置との間におけるこのリングの移動は、ジャッキによって制御するのが有利である。
【００１５】
この発明は添付図面を参照してこの発明による材料交換ステーションやそれを用いた方法の実施の形態についての説明を読めば即座に理解できるであろう。なお、実施の形態は単なる例示のためのものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
ここで図面、まず図１、を参照すると、自動装置すなわちロボット１が、コーティングしようとする物体を運ぶコンベヤ２の近くに配置されている。物体はこの場合には自動車の車体３である。ロボット１は多軸タイプのものであり、シャーシ４を有している。シャーシ４は運搬の方向Ｘ−Ｘ’と平行に延びるガイド５上を可動になっている。シャーシ４にはアーム６が支持されている。アーム６は互いに回動可能な複数のセグメント６ａ、６ｂ、６ｃを有している。同様に、シャーシ４もほぼ垂直な軸Ｚのまわりで互いに回動可能な部分４ａ、４ｂによって構成されている。
【００１７】
アーム６のセグメント６ｃはサブアセンブリ７を支持しており、サブアセンブリ７にはコーティング材料の貯蔵容器８とスプレイ９とが設けられている。スプレイ９は静電式でかつロータリタイプのものである。スプレイ９は、その中に設けられたエアータービンによって高速で駆動されるボウル９ａを搭載している。
【００１８】
自動車の車体３がロボット１の位置にくると、サブアセンブリ７が車体３と対向配置され、スプレイ９が駆動されて貯蔵容器の中に収容されている材料をこの車体３にコーティングする。貯蔵容器８の中にある材料の量は、コーティングしようとする車体３の面積に適合されている。
【００１９】
車体３がコーティングされ、次の車体３がロボット１の方へ進んでくると、後者は、スプレイブースの内側で、その近傍に配置された洗浄／充填ステーション１０の方へ向けられる。
【００２０】
図２においてより明瞭に見られるように、このステーション１０にはサブアセンブリ７等の類のサブアセンブリを受容するための二つの領域１１、１２が設けられている。より正確には、領域１１は空であってサブアセンブリ７を受容する準備が整っており、領域１２はサブアセンブリ７と同様な貯蔵容器８’とスプレイ９’を有する同様なサブアセンブリ７’を収容している。以下の説明で明らかになるように、サブアセンブリ７、７’は、アーム６のセグメント６ｃへ交互に取り付けられる。
【００２１】
図２に示されているこの方法の段階においては、アーム６はサブアセンブリ７をステーション１０の領域１１の上方へもってきているアプローチ段階にある。図２に示されている位置から、アーム６はサブアセンブリ７を矢印Ｆ₁で表されているように下方へ垂直移動させる。これによって、サブアセンブリ７を図３に示されているように領域１１の中へもってくることができる。
【００２２】
ジャッキ（ピストン−シリンダユニット）１３がロッド１４を制御する。ロッド１４には二つの連結ロッド１５、１６が固定されており、これらの連結ロッド自身には、領域１１、１２の開口部１１ａ、１２ａのまわりにそれぞれ配置されたリング１７、１８が固定されている。実際には、領域１１、１２はリセプタクル１１ｂ、１２ｂによって形成されており、これらの内側形状はサブアセンブリ７、７’の外側形状に適合している。リセプタクル１１ｂ、１２ｂは排出導管１１ｃ、１２ｃによってブリード（図示されていない）へ連結されている。
【００２３】
サブアセンブリ７は、サブアセンブリ７の軸Ｘ₁のまわりに回転可能なリング７ａによってアーム６のセグメント６ｃに取り付けられている。
【００２４】
サブアセンブリ７が領域１１の中に設置されると、ジャッキ１３が駆動されてロッド１４が図３において矢印Ｆ₂で表されているように軸方向に移動する。これによって、連結ロッド１５、１６が駆動され、リング１７、１８が領域１１、１２の軸Ｘ₁₁、Ｘ₁₂のまわりに回転する。リング１７、１８にはそれぞれの内面に突起部１７ａ、１８ａが設けられている。これらの突起部はサブアセンブリ７、７’のリング７ａ、７’ａに設けられた対応する突起部７ｂ、７’ｂと協働するようになっている。従って、ジャッキ１３を操作することによって、領域１１内に位置するサブアセンブリ７のリング７ａが軸Ｘ₁のまわりに回転させられ、それによって、サブアセンブリ７をロボット１のアーム６から切り離すことができる。
【００２５】
次の状態が図６に示してある。そこではアーム６のセグメント６ｃは矢印Ｆ3で表されるように上昇し、次いで矢印Ｆ₄で表されるように領域１２の方へ移動し、次に矢印Ｆ₅で表されるようにサブアセンブリ７’に向けて下降する。次に、再びジャッキ１３を操作して、リング１８を図７において矢印Ｆ₆で表されるように軸Ｘ₃のまわりに回転させる。その結果、リング７’ａによってサブアセンブリ７’をアーム６のセグメント６ｃにロックすることができる。これによって、図８において矢印Ｆ₇で表されているようにステーション１０を離れたあと、ロボット１がサブアセンブリ７’を使用して新しい車体をコーティングすることができる。
【００２６】
サブアセンブリ７、７’の上面７ｃ、７’ｃは実際にこれらのサブアセンブリから成るアセンブリをロボット１のアーム６に交互に組み付けられるようにするジョイント構造を構成している。詳しくは、流体の通過のためのオリフィス７ｄ、７’ｄが、電気コネクタ７ｅ、７’ｅや、中央部分における貯蔵容器８のピストン８ａの操作ロッドを通すためのオリフィス７ｆ、７’ｆとともに設けられている。
【００２７】
図４においてわかるように、サブアセンブリ７が領域１１の中に受容されたとき、ジャッキ１３が操作されるまえに、リセプタクル１１ｂの中へサブアセンブリ７を挿入する動きを邪魔しないだけの十分な距離ｄのところに、軸Ｘ₁₁に対して半径方向に可動なユニット２１が位置される。次にこのユニット２１はジャッキ（ピストンーシリンダユニット）２２によって図４において矢印Ｆ₈で表されているように移動する。その結果、ユニット２１は図５に示されているようにサブアセンブリ７の連結部７ｇに連結される。
【００２８】
ユニット２１は供給導管２４を介してコーティング材料交換ブロック２３へ連結されている。ユニット２１はまた供給導管２５を介して圧縮空気供給源（図示しない）へ、また導体２６を介して電子制御装置（図示しない）へ連結されている。従って、図５に示されているように、サブアセンブリ７の領域７ｇへ連結されると、ユニット２１は貯蔵容器８及びスプレイ９にコーティング材料、電流、空気を供給することができる。特に、スプレイ９の中に形成される空気ベヤリングは、アーム６のセグメント６ｃがサブアセンブリ７から切り離されるまえに提供される。その結果、この空気ベヤリングは、スプレイ９の可動部分を離間した状態に維持し、それらの間の干渉を防止するのに十分なだけ永続的に”堅固”なものとなる。
【００２９】
ユニット２１と同様な第２のユニット２７が反対の領域１２に設けられている。
【００３０】
さらに、ステーション１０は、軸Ｘ₁₁、Ｘ₁₂を含む平面と平行な方向に可動なキャリッジ３０を有している。キャリッジ３０はほぼ水平のレール３１、３２によって支持されており、ジャッキ３３とプレート３４とを有している。ジャッキ３３は垂直方向、すなわちキャリッジ３０の移動方向と直角に移動するようになっている。プレート３４自身は連結アセンブリ３５を支持しており、連結アセンブリ３５は、サブアセンブリ７、７’のオリフィス７ｄ、７’ｄ及びコネクタ７ｅ、７ｅ’と協働するオリフィス３５ｄ及びコネクタ３５ｅを有している。実際上、オリフィス３５ｄ及びコネクタ３５ｅはアーム６のセグメント６ｃにおける対応する部材と同じ配置に設けられている。プレート３４は、サブアセンブリ７、７’の一方のオリフィス７ｆあるいは７’ｆの中に貫入するロッド３７を駆動するためのジャッキ（ピストンーシリンダユニット）３６も有している。
【００３１】
従って、キャリッジ３０が図９における矢印Ｆ₉で表されているように領域１１の方へ移動し、そして、プレート３４が同図における矢印Ｆ₁₀で表されているように下降すると、オリフィス３５ｄとコネクタ３５ｅとがオリフィス７ｄ、７’ｄ及びコネクタ７ｅ、７ｅ’と連結される。オリフィス３５ｄとコネクタ３５ｅとはアンワインダ３９の中に受容されているチューブとフレキシブルケーブルの束３８を介して、ロボット１の代わりにサブアセンブリ７を制御するための供給アセンブリ（図示しない）へ連結されている。特に、ロッド３７が図１０に示されているようにサブアセンブリ７の中に挿入されて、貯蔵容器８のピストン８ａを押して貯蔵容器８をブリードする。
【００３２】
貯蔵容器８とスプレイ９とは特にユニット２１を介して、予め決められた作業順序で洗浄される。貯蔵容器８とスプレイ９の動作パラメータは、サブアセンブリ７がロボット１に取り付けられている場合と同じ方法で、連結アセンブリ３５を介してモニタされる。例えば、スプレイ９のタービンの回転速度は速度計を用いてモニタされる。
【００３３】
貯蔵容器８への充填は、ユニット２１が図１１の状態で貯蔵容器８の下部に最も近いところに位置したときにユニット２１によって行われ、これは、連結領域７ｇの内側導管が短いことを意味している。ユニット２１は、スプレイ９をその中に洗浄剤を循環させることによって洗浄し、そしてその中に少量の新しいコーティング材料を循環させることによって新しいコーティング材料の呼び水(prime)をし、これは次いでリセプタクル１１ｂの底部に流れて、導管１１ｃを介して排出される。
【００３４】
これらの作業が終了すると、図１１に示されているように、連結アセンブリ３５がサブアセンブリ７から切り離され、プレート３４が矢印Ｆ₁₁で表されるように上昇され、キャリッジ３０が矢印Ｆ₁₂で表されるように領域１１、１２の間の中間位置に戻される。一方、ロボット１のアーム６はサブアセンブリ７’を矢印Ｆ₁₃で表されるように受容領域１２へ戻す。
【００３５】
以上のことを考慮すると、サブアセンブリ７に含まれる貯蔵容器８とスプレイ９を洗浄し充填するために利用可能な時間はサブアセンブリ７’を使用する時間すなわち、前進する自動車の車体にコーティング製品をスプレイする設備の場合には約1分、よりも短いか、あるいは等しくなる。
【００３６】
この時間は、一般的に利用可能な時間よりもずっと長く、その結果、貯蔵容器の洗浄、充填及びスプレイの呼び水を行う作業をより注意して実施することができる。一方、図６及び図７に示されているようなサブアセンブリの交換が特に迅速になり、その結果として生産速度が増大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】作動時におけるコーティング材料をスプレイするための設備の原理を示す概略図である。
【図２】この発明の方法の第１段階における図１の設備の製品交換ステーションを、部分的に破断して示した斜視図である。
【図３】この発明の方法の第２段階における図２と同様な図である。
【図４】図３の平面IVに沿った断面図である。
【図５】この発明の方法の第３段階における図４と同様な断面図である。
【図６】この発明の方法の第４段階における図２と同様な図である。
【図７】この発明の方法の第５段階における図２と同様な図である。
【図８】この発明の方法の第６段階における図２と同様な図である。
【図９】この発明の方法の第７段階における図２と同様な図である。
【図１０】図９における平面Ｘに沿った断面図である。
【図１１】この発明の方法の第８段階における図２と同様な図である。
【符号の説明】
１ ロボット
３ 車体
６ａ、６ｂ、６ｃ セグメント
７，７’ サブアセンブリ
７ｂ、７’ｂ 突起部
８，８’ 貯蔵容器
８ａ ピストン
９，９’ スプレイ
１０ ステーション
１１、１２ 領域
１３ ジャッキ
１７、１８ リング
１７ａ、１８ａ 突起部
２１ ユニット
２７ ユニット
３５ 連結アセンブリ
３６ ジャッキ

Claims (8)

1. 第１のスプレイ（９）及びこれと協働する第１の貯蔵容器（８）を、コーティングしようとする物体（３）から離反する位置へ移動するための少なくとも一つのロボット（１）を有する、コーティング材料をスプレイするための設備においてコーティング材料を交換する方法であって、前記貯蔵容器を洗浄／充填ステーション（１０）の適当な領域（１１）に向けて運ぶ段階を有する方法において、
   第１の貯蔵容器（８）と第１のスプレイ（９）とを有するサブアセンブリ（７）を前記ロボットから切り離す段階と、
   第２の貯蔵容器（８'）と第２のスプレイ（９'）とを有し、前記第１の貯蔵容器と前記第１のスプレイとを洗浄及び／もしくは充填する間にコーティング材料をスプレイするために使用される第２のサブアセンブリ（７'）を前記ロボットに連結する段階と、
   前記領域（１１）において、前記第１の貯蔵容器と前記第１のスプレイとの洗浄及び／もしくは充填を行う段階と、を有し、
   前記第１のサブアセンブリ（７）が前記ロボット（１）から切り離される前に、前記領域（１１）において移動可能な第１のユニット（２１）を用いて前記第１のサブアセンブリに空気、洗浄剤及び／もしくはコーティング材料を供給する方法。
2. 前記サブアセンブリ（７）に、二つの移動ユニット（２１、３５）を用いて、空気、電流、洗浄剤及び／もしくはコーティング材料を供給し、第１のユニット（２１）が、前記サブアセンブリが前記ロボット（１）から切り離されるまえに前記サブアセンブリへ連結され、第２のユニットが前記サブアセンブリが前記ロボットから切り離されたあとに、前記ロボットの連結部分（６ｃ）に代えて前記サブアセンブリへ連結される請求項１記載の方法。
3. 供給導管（２５）を介して圧縮空気供給源へ連結されている第１のユニット（２１）を用いて前記スプレイ（９）へ永続的に空気を供給して、スプレイの相対的に動く部分の間にベヤリングを形成する請求項１又は請求項２記載の方法。
4. スプレイ（９）及びこれと協働する貯蔵容器（８）を、コーティングしようとする物体（３）から離反する位置に移動するための少なくとも一つのロボット（１）を有する、コーティング材料を適用する設備における材料交換ステーション（１０）であって、前記貯蔵容器（８）を洗浄／充填するための少なくとも二つの領域（１１、１２）を有しており、貯蔵容器（８、８'）とスプレイ（９、９'）によって形成されるサブアセンブリ（７，７'）がロボット（１）から切り離される際に、前記領域の各々が前記サブアセンブリを受容するようになっており、前記領域の各々に前記貯蔵容器と前記スプレイを洗浄及び／もしくは充填するための手段（２１、２７、３５）が設けられており、
   洗浄及び／もしくは充填するための前記手段が、前記サブアセンブリ（７）の２つの連結部に独立して連結される二つの移動ユニット（２１、２７、３５）を有し、これらの移動ユニットのうちの第１のユニット（２１、２７）は前記ロボット（１）に取り付けられた前記サブアセンブリへ連結されるものであり、第２のユニット（３５）が前記ロボットの連結部分（６ｃ）に代えて前記サブアセンブリへ連結されるものであるステーション。
5. 前記第１のユニット（２１、２７）が、圧縮空気の供給源と、前記スプレイ（９）の中で相対的に動く部分の間に形成されるベヤリングとの間を連結する手段を有している請求項４記載のステーション。
6. 前記第２のユニット（３５）がジャッキ（３６）を有しており、このジャッキのロッド（３７）が前記貯蔵容器（８）のピストン（８ａ）を操作するため、特に前記貯蔵容器をブリードするため、に用いられる請求項４もしくは請求項５記載のステーション。
7. 前記サブアセンブリ（７、７'）を取り囲むリング（１７、１８）を回転することによって前記領域の各々において前記サブアセンブリをロックする手段を有しており、該手段が前記サブアセンブリに設けられた突起部（７ｂ、７'ｂ）と協働して、前記ロボットに対してこれを回転（Ｆ₆）させる請求項４〜請求項６のいずれか１項記載のステーション。
8. 前記サブアセンブリのロック位置とアンロック位置との間における前記リング（１７、１８）の回転が、ジャッキ（１３）によって制御される請求項７記載のステーション。

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