JP4705818B2 - 静電塗装装置 - Google Patents

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Description

本発明は静電塗装装置に関するものである。
静電塗装装置は、高電圧により静電界を生成することにより、微粒化塗料を帯電させながら被塗物に吸着させる方式の塗装装置である。この静電塗装装置にあっては、高電圧を使用するため高電圧のリークが問題となる。
特許文献1は、静電塗装装置の外表面に塗料が付着したときに、この汚れによって高電圧リークが発生したり、外表面に付着した塗料が剥離して被塗物に付着することにより塗装表面の品質を低下させる等の問題点を指摘し、これを改善するために、静電塗装装置の先端から離間した箇所、つまり塗料を帯電させる高電圧印加電極(例えばベルヘッド)から離れた箇所に接地電極を配設することによりリーク電流を検出することを提案している。
これによれば、静電塗装装置の外表面が塗料が付着することに伴う問題点を改善することができる。例えば、静電塗装装置の特性として、静電塗装装置の外表面が塗料で汚れたときに、この汚れ量が増大する立ち上がりの前段階でリーク電流の立ち上がりが見られる場合には、このリーク電流の立ち上がりを検出して警報を発するなどの対応策を講じることができる。
特許文献2は、静電塗装装置の外表面が塗料などで汚染すること伴う問題点を解消するために、高電圧印加電極に高電圧を供給する高電圧印加経路内の電流又は電圧の振幅幅を積算し、この積算値が所定の設定値(しきい値)を超えたときに警報を発して作業者に注意を促すことを提案している。
特開平10−109054号公報 特開2002−186884号公報
特許文献1では、前述したように、静電塗装装置の外表面に接地電極を設けることを提案するものであるが、この接地電極としてリング状接地電極を静電塗装装置の電気絶縁性アウターハウジングに直接的に設ける、又は、アウターハウジングから径方向外方に離間した状態で設けることを開示している。
しかしながら、別途、このような接地電極を用意することはコストアップ要因となり、また、静電塗装装置のアウターハウジングの設計を変更することが必要となる。
そこで本発明の目的は、特別の部材を用意するまでも無く、静電塗装装置の外表面の汚れに伴う高電圧リークを検出することのできる静電塗装装置を提供することにある。
上記の技術的課題は、本発明によれば、
高電圧が供給される高電圧印加電極を先端部に備え、高電圧印加電極と被塗物との間に静電界を生成することにより塗料を帯電させながら被塗物に吸着させる静電塗装装置であって、塗装ロボットのアームの先端に絶縁材料を介して装着される静電塗装装置において
該静電塗装装置の前記高電圧印加電極から離れた端部に配設された導電性エンドプレートと、
該導電性エンドプレートに取り付けられた複数の接続口を経由して前記塗装ロボットから前記静電塗装装置の内部に延びるエア系、電気系、液体系の通路と、
前記接続口を構成する導電性継手と、
前記導電性継手の各々を通じて個別に高電圧リークを検出して、高電圧リークが発生したときに、前記高電圧印加電極に供給する高電圧の値を低下させる高電圧降下制御手段とを有し、
前記塗装ロボットのアームの端が前記エンドプレートよりも前記静電塗装装置の先端側に位置し、
前記静電塗装装置は、更に、
前記エンドプレートを、前記塗装ロボットの手首部分の端よりも前記静電塗装装置の先端側に延長する導電性の延長部材を有し、
前記導電性継手のうち、前記静電塗装装置の高電圧印加電極に供給するケーブルを接続する導電性継手を除く導電性継手が電気絶縁材料を介して前記エンドプレートに取り付けられ、
前記エンドプレート、前記延長部材並びに前記静電塗装装置の高電圧印加電極に供給するケーブルを接続する導電性継手を介して前記静電塗装装置の外表面の汚れによる高電圧リークを検出することを特徴とする静電塗装装置を提供することにより達成される。
すなわち、上記のエンドプレートは既に静電塗装装置では知られており、このエンドプレートを組み込んだ静電塗装装置が広く使用されている。したがって、エンドプレートを使って静電塗装装置の外表面の汚れによる高電圧リークを検出すれば、これを検出するために特許文献1のようなリング状接地電極を用意する必要は無い。静電塗装装置の外表面の汚れによる高電圧リークを検出するのにエンドプレートに導線を接続し、この導線を通じてリーク電流を取り出すようにしてもよいし、エンドプレートに固定される連結部材として導電性材料の連結部材を採用し、この導電性連結部材に導線を接続して、この導線を通じてリーク電流を取り出すようにしてもよい。
本発明の静電塗装装置は塗装ロボットに適用される。この塗装ロボットは自動車ボディなどの比較的高価な被塗物に適用される。自動車ボディに適用した場合、高電圧リークの発生に伴って塗装作業を中止することは経済上大きな損害が発生する。このことから、高電圧リークが発生したとしても塗装作業を継続できることが好ましい。静電塗装装置の外表面の汚れによる高電圧リークが発生したときに、高電圧印加電極に供給する高電圧の値を低下させる高電圧降下制御手段を備えることで、高電圧リークの源である高電圧印加電極に供給する高電圧値を低下させることにより高電圧リークが過大になるのを抑えることができ、これにより塗装作業を継続することができる。
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
図1は塗装ロボットの概要を示す。塗装ロボット1は、基台2から上方に延びる垂直アーム3と、垂直アーム3の上端から横方向に延びる水平アーム4と、水平アーム4の多関節手首部分5を介して取付けられた静電塗装ユニット6とを有する。垂直アーム3は軸回転及び基台2に対して揺動可能であり、また、水平アーム3は、垂直アーム3に対して任意の方向に揺動可能である。
塗装ロボット1には、電源装置7、制御エア源8、負圧発生源9、取外し用エア源10、塗料弁用パイロットエア源11、シンナー弁用パイロットエア源12、シンナー貯留源13などが付設さている。電源装置7は、電源ケーブル7Aを通じて塗装ロボット1に接続されており、また、制御エア源8、負圧発生源9などは配管又はホース8A〜13Aを通じて塗装ロボット1に連結されている。そして、電源装置7や制御エア源8などから供給される電源や圧縮エアなどは垂直アーム3、水平アーム4の内部に配設されたケーブルや配管を通じて静電塗装ユニット6に供給され、また、制御盤13との間の信号の授受が行われる。
静電塗装ユニット6は、塗装機本体15と、塗装機本体15に対して脱着可能な塗料カートリッジ16とで構成されている。図2に示すように、塗装機本体15にはエアモータ17が内蔵され、従来と同様に、エアモータ17に取付けられたベル型の回転霧化頭(ベルヘッド)18によって塗料が霧化され、そして、霧化した塗料はシェーピングエア噴射部19により塗装パターンが制御される。
電気絶縁性樹脂から作られている塗装機本体15は全体としてT字状の形状を有する。すなわち、塗装機本体15は、エアモータ17などを内蔵した塗料供給部分15aと、これに直交するように配置された高電圧発生部分15bとを備えており、高電圧発生部分15bには高電圧発生器20が内蔵されている。この高電圧発生器20で生成した高電圧は、内部高電圧ケーブル21を通じてエアモータ17の金属製ケーシング22に供給され、この金属製ケーシング22を介して、高電圧印加電極としてのベルヘッド18に高電圧が供給される。
塗装機本体15の塗料供給部分15aの後端面には、塗料カートリッジ16を受け入れる凹所23が形成されており、この凹所23に塗料カートリッジ16が収容される。塗装機本体15は、更に、凹所23からベルヘッド18に向けて真っ直ぐに延びるフィードチューブ挿入孔24を有する。
塗料カートリッジ16は、塗料タンク部25と、塗料タンク部25の前端面から真っ直ぐに延びるフィードチューブ26とを有する。塗料カートリッジ16を塗装機本体15の凹所23に装着するときには、フィードチューブ26がフィードチューブ挿入孔24の中に挿入される。塗料カートリッジ16が塗装機本体15に装着された状態では、フィードチューブ26の先端がベルヘッド18の中心に位置し、これにより塗料タンク部25内の塗料がフィードチューブ26を通じてベルヘッド18に供給される。
塗料カートリッジ16は、図3に示すように、塗料定量供給手段30を有している。塗料定量供給手段30は、塗料カートリッジ16内の円筒形状の容器16aに嵌装されたピストン31を含み、このピストン31が摺動することにより容器16a内の塗料がフィードチューブ26を通じてベルヘッド18に向けて送り出される。
すなわち、塗料カートリッジ16に内蔵された容器16aは、ピストン31によって塗料室32と駆動室33とに画成されており、塗料室32に液体塗料が収容されている。駆動室33には、塗料カートリッジ16内に形成されたシンナー供給通路34を通じて押出し用シンナーが供給され、この押出し用シンナーが駆動室33に供給されることによりピストン31が図3において下方に移動し、これにより塗料室32内の塗料が逆止弁35、フィードチューブ26を通じて吐出される。逆止弁35は、塗料室32からフィードチューブ26を通じて塗料が吐出されるのを許容するが、その逆の流れ、つまりフィードチューブ26側から塗料室32に向けての塗料の流れを禁止する。なお、押出し用液体としてのシンナーは、高電圧が当該シンナーを通ってリークするのを低減するため、絶縁性または電気抵抗の高いものが用いるのが好ましい。
塗料カートリッジ16に形成されたシンナー供給通路34は、塗装機本体15の内部に設けられたシンナー供給配管37を通じて押出し用シンナーが供給される。このシンナー供給配管37には制御弁(シンナー弁)38が介装されており、このシンナー弁38はパイロットエアによって制御され、これにより塗料カートリッジ16に供給する押出し用シンナーの供給量が制御される。図3の参照符号39は、塗装機本体15の内部に配設されたパイロットエア配管を示し、このパイロットエア配管39を通じて、図1のシンナー弁用パイロットエア源12から供給されるパイロットエアがシンナー弁38に供給される。なお、シンナー弁38に供給されるパイロットエアは、図示しない制御ユニットにより制御される。
塗装機本体15は、また、塗料カートリッジ16を受け入れる凹所23の底面23aに開口された吸引配管40を有し、この吸引配管40は図1の負圧発生源9に接続されている。塗料カートリッジ16を塗装機本体15に装着し且つ図外のロック手段によって塗料カートリッジ16を固定すると、塗装機本体15の凹所23の底面23aと塗料タンク部25の前面25aとの間の隙間41が吸引配管40を通じて真空引きされる。
静電塗装ユニット6は、高電圧発生部分15bの端面を構成する導電性(典型的には、ステンレス鋼)のエンドプレート45を備え、このエンドプレート45を介して塗装ロボット1の手首部分5に締結されている。エンドプレート45には、図2に示すように、塗装機本体15の内部に設けられたエア系、シンナー系、電気系の接続口が設けられている。なお、図2では、シンナー弁用パイロットエアを塗装機本体15に供給するためのパイロットエア配管46と、塗装機本体15側の押出し用シンナー供給配管37とシンナー貯蔵源13とを連結するためのシンナー供給用配管47と、電源装置7から高電圧発生器20に電源を供給するなどの電気系ケーブル48だけが図示してあるが、塗装機本体15内の吸引配管40と負圧発生源9とを接続するための配管49(図3)などを含めて、静電塗装ユニット6に供給すべき制御エア、パイロットエア、エアモータ17の空気軸受けエア、エアモータ17のタービンに供給するエア、エアモータ17のブレーキエア、塗料カートリッジ16の取り出し用エアなどの配管の連結もエンドプレート45を介して行われる。
エンドプレート45は、ステンレス鋼のような導電性材料から作られている。エンドプレート45には、電気系ケーブル48のための金属製コネクタ50を除いて、液体系及びエア系の金属製継手51は、その全て又は一部が電気絶縁材料52を介してエンドプレート45に固定されている。そして、コネクタ50や各継手51には、夫々、導線53が接続されており、これらの導線53は水平アーム3、垂直アーム4の内部を通じて制御盤13に接続されている。
エンドプレート45を含む静電塗装ユニット6は、電気的に絶縁性のプラスチック材料から作られたカバーナット55(図2)を使って塗装ロボット1の手首部分5に連結される。手首部分5、水平アーム4、垂直アーム3のアウターハウジングはステンレス鋼で作られており、手首部分5のアウターハウジングとエンドプレート45との間には電気絶縁材料56が介装されている。
次に、a色からb色への色替作業について説明する。塗装ロボット1の近傍には、カートリッジ保持台60が配設されており、このカートリッジ保持台60は、種々の色の塗料を収容した塗料カートリッジ16a,16b,…、16nを保持することができる。先ず、a色の塗装を終えた後に、このa色の塗料カートリッジ16aを塗装機本体15に取付けたままの状態で塗装用ロボット1の垂直アーム3、水平アーム4等が動作して静電塗装ユニット6が、カートリッジ保持台60の近傍に設けられたベルヘッド洗浄装置(図示せず)に位置決めされる。
そして、ベルヘッド洗浄装置に静電塗装ユニット6(ベルヘッド18)を位置決めしたら、ベルヘッド洗浄装置はベルヘッド18に向けて洗浄用シンナーを噴出し、ベルヘッド18等に付着したa色の塗料を洗浄する。このベルヘッド18の洗浄作業が終了したら、塗料カートリッジ16の交換作業に移行する。
この塗料カートリッジ16の交換作業では、エアモータ17の回転を停止すると共に、シェーピングエアの供給を停止し、塗装機本体15に塗料カートリッジ16aを固定していた、負圧発生源9からのエアの吸引を停止する。続いて、取外し用エア源10からエアホース10Aを通じて凹所23の底面23aと塗料タンク部25の前面25aとの間の隙間41にエアを供給することにより、塗料カートリッジ16aを解放する。
次いで、塗料カートリッジ16aを塗装機本体15から引き抜き、このようにして取り外した塗料カートリッジ16aをカートリッジ保持台60に戻した後に、カートリッジ保持台60からb色の塗料カートリッジ16bを塗装機本体15に取り付ける。そして、塗料カートリッジ16bのフィードチューブ26を塗装機本体15の挿入孔24の中に挿入したら、塗装機本体15の凹所23と塗料タンク部25の前面25aとの間の隙間41を負圧発生源9に連通させて、隙間41内のエアを吸引する。
このようにして塗装機本体15にb色の塗料カートリッジ16bを固定したら、制御エア源8から供給されるエアによりエアモータ17を駆動し、ベルヘッド18を回転させると共に、シェーピングエア噴射部19からシェーピングエアを噴出させて塗装待機状態を作る。b色の塗装作業を開始するには、電源装置7から電源を高電圧発生器20に給電し、ベルヘッド18を高電圧に印加すると共に、塗料カートリッジ16bの駆動室33に押出し用シンナーを定量供給する。これにより、塗料室32内のb色の塗料はフィードチューブ26を通じてベルヘッド18に供給され、高速回転するベルヘッド18によって微粒化されつつ帯電される。
図4は静電塗装システムの全体系統図である。制御盤13は、商用交流電源から供給されるAC電源を静電塗装ユニット6に供給する電源電圧に降圧する電源変換部70を有する。電源変換部70から出力される低圧電源は、スイッチングドライブ71で必要に応じた電圧に調整された後に静電塗装ユニット6内の高電圧発生器20に供給される。この高電圧発生器20に供給される電力はセンサ72(電圧値及び電流値)、高電圧制御回路(HV制御回路)73及びによってフィードバック制御される。
塗装ライン制御装置74は、塗装ラインを流れる自動車ボディや色(使用する塗料)などに応じた所定の指令高電圧値VをHV制御回路73に供給する。HV制御回路73は、ベルヘッド18に印加する高電圧が指令高電圧値Vになるようにスイッチングドライブ71を制御する。
静電塗装ユニット6内の高電圧発生器20は、典型的にはコッククロフトウオルトン回路で構成され、制御盤13のスイッチングドライブ71及び発振回路75からの出力を受けて直流高電圧を生成する。高電圧発生器20がベルヘッド18に供給する全供給電流Iと、出力高電圧Vmつまりベルヘッド18に印加される高電圧と等価の電流はLVケーブルを経由して制御盤13に供給される。
電塗装ユニット6のエンドプレート45や各継手51に接続された導線53を通じて検出可能な全てのリーク電流はIは、エンドプレート45に接続された接地ライン77に抵抗Ri2を設けることにより検出可能である。この総リーク電流Iは、LVケーブルを経由して制御盤13に供給される。
図4を参照して、抵抗Ri1を流れる電流I、静電塗装ユニット6の回路を流れる全ての電流であり、この全電流Iは、塗装に関与しない電流Iと、塗装に関与する電流Iとの和である。換言すれば、塗装に関与する高電圧の電流値Iは、全電流値Iから塗装に関与しないブリード電流Iを差し引いた値に等しい。すなわち、下記の式(1)で表すことができる。
=I−I・・・(1)
そして、接地された被塗物Wを流れる電流Iは、塗装に関与する高電圧の電流値Iから静電塗装ユニット6内部で発生した総リーク電流Iを差し引いた値に等しい。すなわち、下記の式(2)で表すことができる。
=I−I・・・(2)
上記式(1)と(2)から、制御対象である被塗物電流値Iは下記の式(3)で表すことができる。
=I−I−I・・・(3)
式(3)においてブリード電流値Iは、高電圧発生器20の高電圧出力値Vmを抵抗Rmで割ることにより求めることができる(I=Vm/Rbr)。
したがって、制御対象の被塗物電流値Iは、下記の式(4)で表すことができる。
=I−I−Vm/Rbr・・・(4)
実施例の静電塗装システム1の制御盤13が実行する高電圧制御は、2つの局面から2重の制御が行われる。第1の高電圧制御は実質的に被塗物電流Iの自動調整であり、その具体的な制御例を図5のフローチャートで示してある。第2の高電圧制御は実質的にリーク電流Iの自動調整であり、その具体的な制御例を図6のフローチャートで示してある。
図5のフローチャートに基づいて第1の高電圧制御の一例を説明すると、先ず、ステップS1で第1設定値つまり第1しきい値Iaを読み込み、次いで、ステップS2で全電流値I、総リーク電流値Iを読み込み、また、出力高電圧Vmを読み込む。
次のステップS3で、ステップS2で取り込んだI、I、Vmを上述した式(4)に基づいて演算して被塗物電流値Iを求める。次のステップS4で、被塗物電流値Iと第1しきい値Iaとを比較し、被塗物電流値Iが第1しきい値Iaよりも大きいときには、静電塗装ユニット6と被塗物Wとの間に過大な放電が発生しているとして、ステップS5に進んで図外の警報ランプなどの警報を作業者に発する。そして、次のステップS6で、制御盤13に予め登録されている高電圧許容範囲(典型的には許容%)の読み込みを実行した後に、ステップS7で、出力高電圧Vmが許容範囲内にあるか否かを判定する。ステップS7で「NO」つまり出力高電圧Vmが許容範囲を下回っているときには、ステップS8に進んで、安全機構を動作させる。つまり例えば高電圧発生器20への電源供給を停止することによりベルヘッド18への高電圧の印加を停止する。他方、ステップS7で「YES」つまり出力高電圧Vmが許容範囲内であるときには、ステップS9に進んで、出力高電圧値Vmを所定量だけ段階的に低下(例えば5kV降圧)させるように高電圧制御を行い、その後ステップS1に戻る。
例えば、一つの自動車ボディの塗装が終わって次の自動車ボディの塗装に移行したときに、上述したステップS4において「NO」つまり被塗物電流値Iが第1しきい値Ia以下になっているときには、ステップS10に移行して、指令高電圧値Vを読み込んだ後に、ステップS11に進んで、現在の出力高電圧値Vmが指令高電圧値Vとほぼ等しいか否かを判定する。このステップS11で、「NO」と判定されたときには、出力高電圧値Vmが指令高電圧値Vから離れた値であるとして、ステップS12に進み、出力高電圧値Vmを所定量だけ段階的に上昇(例えば2.5kV昇圧)させるように高電圧制御を行う。他方、ステップS11で「YES」と判別されたときには、現在の出力高電圧値Vmが指令高電圧値Vとほぼ等しいとして、ステップS13に進んで警報を解除する。
図5のフローチャートで例示した制御によれば、例えば、ベルヘッド18がワークWに接近し過ぎて、過大な被塗物電流Iが流れたときには、安全機構を動作させて、高電圧発生器20の動作を遮断し、ベルヘッド18への高電圧Vmの印加を強制的に停止する。他方、被塗物電流値Iが許容範囲に収まっているときには、高電圧出力値Vmを所定の値ずつ段階的に低下させて(ステップS9)、問題が発生しない程度の被塗物電流値になるまでベルヘッド18に印加する高電圧の値が最適化され、これにより被塗物電流の値Iを問題の無いレベルまで低下させた状態で作業を継続することができる。
図6のフローチャートに基づいて第2の高電圧制御の一例を説明すると、先ず、ステップS20で第2設定値つまり第2しきい値Ibを読み込み、次いで、ステップS21で総リーク電流値Iの値を読み込む。次のステップS22で、ステップS21で取り込んだ総リーク電流値Iと第2しきい値Ibとを比較し、総リーク電流値Iが第2しきい値Ibよりも大きいときには、静電塗装ユニット6で過大なリーク電流が発生しているとして、ステップS23に進んで図外の警報ランプなどの警報を作業者に発する。そして、次のステップS24で、制御盤13に予め登録されている高電圧許容範囲(典型的には許容%)の読み込みを実行した後に、ステップS25で、出力高電圧Vmが許容範囲内にあるか否かを判定する。
ステップS25で「NO」つまり静電塗装ユニット6での高電圧のリークが大きく、これにより出力高電圧Vmが許容範囲を下回っているときには、ステップS25に移行して安全機構を動作させる。つまり、例えば高電圧発生器20への電源供給を停止することによりベルヘッド18への高電圧の印加を遮断する。他方、ステップS25で「YES」つまり出力高電圧Vmが許容範囲内であるときには、ステップS27に進んで、出力高電圧値Vmを所定量だけ段階的に低下(例えば5kV降圧)させるように高電圧制御を行い、その後ステップS20に戻る。
例えば、一つの自動車ボディの塗装が終わって次の自動車ボディの塗装に移行したときに、上述したステップS22において「NO」つまり総リーク電流値Iが第2しきい値Ib以下になっているときには、ステップS28に移行して、現在の出力高電圧値Vmが指令高電圧値VTとほぼ等しいか否かを判定する。このステップS28で「NO」と判定されたときには、出力高電圧値Vmが指令高電圧値VTから離れた値であるとしてステップS30に進んで、出力高電圧値Vmを所定量だけ上昇(例えば2.5kV昇圧)させるように制御を行う。他方、ステップS29で「YES」と判別されたときには、現在の出力高電圧値Vmが指令高電圧値VTとほぼ等しいとして、ステップS31に進んで警報を解除する。
図6のフローチャートで例示した制御によれば、静電塗装ユニット6で過大な総リーク電流Iが発生したときには、ベルヘッド18に供給される高電圧Vmが強制的に遮断されることになるが、この総リーク電流値Iがそれ程の値でないときには、出力高電圧値Vmを所定の値ずつ低下させて(ステップS27)、支障のない程度の総リーク電流値Iとなるように、ベルヘッド18に印加する高電圧の値を最適化することができ、これにより、塗装作業に支障の無い程度のリーク電流の値まで低下させた状態で作業を継続することができる。
総リーク電流Iは、静電塗装ユニット6の内部の全ての又は一部の通路、配管、例えば押出しシンナーのためのシンナー供給配管37、パイロットエア配管39、吸引配管40に個々独立して関連した継手51から導線53を通じて取り出したリーク電流に加えて、金属製エンドプレート45に電気的に導通した状態で固定された金属製コネクタ50を通じて静電塗装ユニット6の外表面に付着した塗料に伴うリーク電流を含む。すなわち、静電塗装ユニット6の外表面に塗料が付着するなどの汚れが発生したときには、この汚染物を介してエンドプレート45にリーク電流が流れ、このリーク電流は、金属製コネクタ50及びこれに接続された導線53を通じて検出可能であり、この静電塗装ユニット6の外部での高電圧のリークに対しても、これを含めて上述した高電圧制御を行うことができる。なお、静電塗装ユニット6の外表面でのリーク電流を検出するのに、電気系絶縁ケーブルのコネクタ50を使うようにしたことから、このコネクタ50を経由して検出したリーク電流が、静電塗装ユニット6の内部のリーク電流の影響を受け難いという利点がある。
同様に、脱着式の塗料カートリッジ16に付随した通路又は配管34、37、39、40など静電塗装ユニット6の内部における高電圧のリークは、エンドプレート45に対して電気絶縁材料52を介して固定した各継手51毎に接続した導線53を通じて検出可能である。したがって、各導線53を通じて検出した高電圧リークを個々に独立して制御盤13のCPUに入力することで、高電圧リークが発生している箇所を特定することが容易であり、制御盤13に接続した表示器80(図4)を使って、高電圧リークが発生している箇所を表示することができる。
同様に、静電塗装ユニット6の外表面に付着した塗料を通じた高電圧リークは、これを金属製のエンドプレート45及びこれに直接的に固定されている金属製コネクタ50を通じて検出することができるため、この金属製コネクタ50に接続した導線53を通じて検出した高電圧リークを制御盤13のCPUに入力することで、高電圧リークが静電塗装ユニット6の外表面で発生していることを特定することが容易であり、また、表示器80を使って高電圧リークが発生している箇所が静電塗装ユニット6の外表面であることを表示することができる。なお、静電塗装ユニット6の特性が特開平10−109054号の図2に記載の特性を有している場合、つまりエンドプレート45を介して検出したリーク電流の電流値が立ち上がった後に、時間的な遅れを伴って静電塗装ユニット6の外表面の汚れ量が立ち上がる特性を有しているときには、静電塗装ユニット6の汚れ量が立ち上がる前後のリーク電流値をしきい値として設定して、このしきい値を超えたときに警報などを発するようにしてもよい。
また、高電圧リークが発生している箇所が、比較的火災の危険性が低い箇所である場合、つまり連続運転しても支障が殆ど無い箇所(例えば、内部エア通路)での高電圧リークの場合には、高電圧リークに対する感度を下げて、上述した電圧を降下又は上昇させる制御を行うようにしてもよい。具体的には、上記の総リーク電流値Iから例えば内部エア通路のリーク電流値を差し引いた値としきい値(しきい値Ia、Ib)とを対比して上述した電圧を降下又は上昇させる制御を行うようにしてもよく、総リーク電流値Iから、所定の重み付け(1よりも小さい)した内部エア経路のリーク電流値を差し引いた値としきい値(しきい値Ia、Ib)とを対比して上述した電圧を降下又は上昇させる制御を行うようにしてもよく、また、しきい値Ia、Ibに関して幾つかの値の異なるしきい値を用意しておき、連続運転しても支障が殆ど無い箇所での高電圧リークの場合には、値の相対的に大きなしきい値を使って上述した電圧制御を行うようにしてもよい。
また、高電圧リークが発生している箇所が比較的火災の危険性が低い箇所であるか否かによって、高電圧リークを無視又は所定の重み付けすることにより、安全機構の電源遮断制御の感度を低下させるようにしてもよい。
図7は、図2で説明した塗装ロボット1の変形例を示し、この図7に図示の塗装ロボット81は、図2を参照して説明した手首部分5と静電塗装ユニット6との連結部分が塗装ロボット1と異なるだけで他は同一である。したがって、図2の塗装ロボット1と同じ要素には同一の参照符号を付すことによりその説明を省略し、以下に特長部分を中心に説明する。
変形例の塗装ロボット81にあっては、ステンレス鋼製の手首部分5の端が、エンドプレート45よりもベルヘッド18側に位置している。このことから、エンドプレート45の周縁部分には、付加的なステンレス製の第1、第2の2つの円形リング84、85が設けられており、これによりエンドプレート45の周縁部分が、手首部分5の端よりもベルヘッド18側に延長されている。
このようにエンドプレート45の周縁部分を手首部分5よりもベルヘッド18側に延長させることにより、静電塗装ユニット6の外表面に塗料が付着することに伴って高電圧リークが発生したとしても、この高電圧をエンドプレート45に対してリークさせることができる。
上述した塗装ロボット1、81は油性塗料に適した回転霧化式の静電塗装に関するものであるが、スプレー式の静電塗装に関しても同様に本発明を適用することができる。また、塗装ロボット1、81は、カートリッジ式の静電塗装に関するものであるが、定置した塗料源から塗料を供給する静電塗装に関しても本発明を同様に適用できることは言うまでもない。更に、高電圧発生器20を静電塗装ユニット6に内蔵させた形式の塗装ロボット1,81を説明したが、静電塗装ユニット6に対して外部から高電圧を供給する形式のものに対しても本発明を同様に適用することができる。更に、水性塗料のように導電性の塗料に適した外部電極方式の静電塗装に対しても本発明を同様に適用することができる。
実施例の塗装ロボットの全体概要図である。 塗装ロボットの静電塗装ユニット及びこれを連結したロボットの手首部分を拡大して示す断面図である。 塗料カートリッジに関連した静電塗装ユニットの内部配管又は通路を説明するための図である。 実施例の塗装ロボットに適用した高電圧制御に関連した全体系統図である。 高電圧制御の一例を示すフローチャートである。 高電圧制御の他の例を示すフローチャートである。 変形例の塗装ロボットの要部拡大断面図である。
符号の説明
1 塗装ロボット
3 塗装ロボットの垂直アーム
4 塗装ロボットの水平アーム
5 塗装ロボットの手首部分
6 静電塗装ユニット
13 制御盤
16 塗料カートリッジ
18 回転霧化頭(ベルヘッド)
20 高電圧発生器
30 塗料定量供給手段
31 ピストン
32 塗料室
33 駆動室
45 エンドプレート
47 吸引用配管
48 ロボットアーム内のケーブル
50 導電性コネクタ
51 液体系及びエア系の金属製継手
52 電気絶縁材料
80 表示器

Claims (2)

  1. 高電圧が供給される高電圧印加電極を先端部に備え、高電圧印加電極と被塗物との間に静電界を生成することにより塗料を帯電させながら被塗物に吸着させる静電塗装装置であって、塗装ロボットのアームの先端に絶縁材料を介して装着される静電塗装装置において
    該静電塗装装置の前記高電圧印加電極から離れた端部に配設された導電性エンドプレートと、
    該導電性エンドプレートに取り付けられた複数の接続口を経由して前記塗装ロボットから前記静電塗装装置の内部に延びるエア系、電気系、液体系の通路と、
    前記接続口を構成する導電性継手と、
    前記導電性継手の各々を通じて個別に高電圧リークを検出して、高電圧リークが発生したときに、前記高電圧印加電極に供給する高電圧の値を低下させる高電圧降下制御手段とを有し、
    前記塗装ロボットのアームの端が前記エンドプレートよりも前記静電塗装装置の先端側に位置し、
    前記静電塗装装置は、
    前記エンドプレートを、前記塗装ロボットの手首部分の端よりも前記静電塗装装置の先端側に延長する導電性の延長部材を更に有し、
    前記導電性継手のうち、前記静電塗装装置の高電圧印加電極に供給するケーブルを接続する導電性継手を除く導電性継手が電気絶縁材料を介して前記エンドプレートに取り付けられ、
    前記エンドプレート、前記延長部材並びに前記静電塗装装置の高電圧印加電極に供給するケーブルを接続する導電性継手を介して前記静電塗装装置の外表面の汚れによる高電圧リークを検出することを特徴とする静電塗装装置。
  2. 記静電塗装装置が脱着可能な塗料カートリッジを備え、該塗料カートリッジに駆動流体を供給することにより該塗料カートリッジ内の塗料を吐出させて前記静電塗装装置から吐出させ、
    該駆動流体が、前記導電性エンドプレートに設けられた前記導電性継手を経由して前記静電塗装装置に供給される、請求項1に記載の静電塗装装置。
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