JP4810804B2 - 静電塗装される被塗物のアース状態検査方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気絶縁性の高い被塗物に導電性を付与し、これに静電塗装を行う場合に用いて好ましいアース状態検査方法及び装置に関する。

樹脂部品などの電気絶縁性の高い被塗物に静電塗装を施す場合には、素材自体にカーボンブラックなどの導電性フィラーを混入して素材に導電性を付与したり、素材表面に導電性塗膜を形成して表面のみに導電性を付与したりするが、何れの場合においても、これら被塗物の導電部をアースし、アースされた被塗物の塗装面に対して静電塗装を行うのが一般的である。

この種の樹脂部品の静電塗装においては、塗装面の導電性が金属などの良導体と異なり、一般的には極めて低いため、導電性能の良否や接地の良否が静電塗装の品質を左右する。すなわち、導電性が高い被塗物には静電塗装によって多くの塗料が付着するのに対し、導電性の低い被塗物には塗料の付着量が少なくなる。これにより、製品の仕上がり品質において膜厚が不均一になったり、塗膜の色目にムラができたりする。また、導電性が高くてもアースが不確実であると被塗物に静電塗装による電荷が蓄積され、スパークが発生するなどのおそれもある。

このため、静電塗装を行う前に被塗物のアースチェックが行われている。従来のアースチェックは、測定端子を被塗物の表面に接触させることで表面抵抗値を測定し、これにより導電性とアースの適正を検査していた。

しかしながら、こうした従来の接触式アースチェックでは、被塗物の表面が乾いている必要があり、また測定端子部に付着した塵埃が被塗物に付着するおそれがあり、さらに測定端子部を接触させることにより被塗物に傷を付けてしまうおそれがあった。

また、接触式アースチェックは測定端子を確実に被塗物に接触させる必要があるが、多種混合ラインのように異なる形状の被塗物が流れるラインではその対応が困難であり、誤検出が少なくなかった。

ところで、上述のような静電塗装前のアースチェックは、樹脂部品のプライマー塗装工程や上塗り塗装工程の何れに際しても必要であるが、塗装工程の短縮化を図るためにプライマー塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで行う場合には、これらの工程が同一ブース内に設けられているため、アースチェック装置を防爆仕様とする必要があり、設備の信頼性の確保が困難になったり、設備投資の増加を招来することとなる。

本発明は、被塗物の表面状態や形状に拘わらず、被塗物に塵埃や傷を付けることのないアース状態検査方法及び装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、静電塗装される被塗物の塗装面のアース状態を検査する方法であって、前記被塗物の素材自体又は素材の表面に導電性を付与する工程と、前記導電性が付与された被塗物をアースする工程と、コロナ放電によるイオンを、塵埃及び水分を除去する異物除去手段を介し且つ雰囲気温度及び雰囲気湿度に基づく結露しない温度に維持されたエアーにより前記塗装面に案内し、非接触の状態で電荷を印加する電荷印加工程と、前記イオンが案内された前記塗装面の表面電位を、非接触式表面電位計を用いて測定する表面電位測定工程と、前記表面電位測定工程で測定された表面電位の絶対値が所定値以下かどうかを判断し、前記表面電位の絶対値が前記所定値を超える場合は、前記被塗物のアース状態が適切でないと判定する判定工程と、を有する静電塗装される被塗物のアース状態検査方法が提供される。

また、上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、静電塗装される被塗物であって当該被塗物の素材自体又は素材の表面に導電性が付与されるとともにアースされる被塗物の塗装面のアース状態を検査する装置であって、前記塗装面に対し非接触の状態で電荷を印加する電荷印加手段と、前記電荷が印加された被塗物の塗装面の表面電位を非接触の状態で測定する表面電位測定手段と、前記表面電位測定手段で測定された表面電位の絶対値が所定値以下かどうかを判断し、前記表面電位の絶対値が前記所定値を超える場合は、前記被塗物のアース状態が適切でないと判定する判定手段と、を有し、前記電荷印加手段は、コロナ放電によりイオンを発生させるイオン発生手段と、前記イオン発生手段により発生したイオンをエアーにより前記被塗物の塗装面に導くエアー供給手段と、前記エアー供給手段により供給されるエアーに含まれる塵埃及び水分を除去する異物除去手段と、前記エアー供給手段により供給されるエアーの温度を、雰囲気温度及び雰囲気湿度に基づく結露しない温度に維持するエアー温度維持手段と、を有する静電塗装される被塗物のアース状態検査装置が提供される。

本発明では、塗装面に対し非接触状態で電荷を印加するとともに、塗装面に対し非接触状態で表面電位を測定するので、被塗物のアース状態を非接触で検査することができる。したがって、被塗物の表面が未乾燥状態であっても測定することができ、また測定端子に付着した塵埃が被塗物に付着したり、測定端子によって被塗物が傷付いたりするおそれもない。さらに、非接触状態で測定できるので異なる形状の被塗物に対しても容易に対応することができる。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の構成を示すブロック図、図２は同じくアース状態検査装置の電荷印加器の構造例を示す断面図、図３は同じくアース状態検査装置の電荷印加器及び電荷量測定器の移動機構の一例を示す斜視図、図４は本発明の第１実施形態に係る被塗物のアース状態検査方法の判定手順の一例を示すグラフである。

本実施形態に係る被塗物のアース状態検査方法及び装置は、樹脂製バンパなどの電気絶縁性の高い素材に静電塗装を行う場合に適用して好ましく、静電塗装工程の前工程に設けられる。この場合、部品の素材自体に導電性を付与するケースと、部品に導電性プライマーなどを塗布することで素材の表面の塗装面に導電性を付与するケースがあるが、本実施形態では何れのケースにも適用することができる。

なお、図１に示すように素材自体又は素材の表面に導電性が付与された被塗物２は、搭載台車３に載置された状態で静電塗装工程に搬入されるが、塗装面のアース性を確保するために、被塗物２の一部と搭載台車３（コンベアを介して接地されている。）との間にアース線４が接続されている。

本実施形態に係るアース状態検査装置１は、被塗物２の塗装面に対し非接触の状態で電荷を印加する電荷印加装置１１と、電荷が印加された被塗物２の塗装面の電荷量を非接触の状態で測定する電荷量測定センサ１２とを有する。

電荷印加装置１１は、マイナスイオンを発生させるイオン発生装置１１２と、当該イオン発生装置１１２で発生したマイナスイオンを被塗物２の塗装面に導くためのエアー供給装置１１３と、エアー供給装置１１３により供給されるエアーに含まれる塵埃及び水分を除去する異物除去装置１１４と、エアー供給装置１１３により供給されるエアーの温度を所定範囲に維持するエアー温度維持装置１１５とを有する。

マイナスイオン発生装置１１２の一例を図３に示すが、本例のマイナスイオン発生装置１１２は、高電圧電源１１２１から高電圧が印加されることによりコロナ放電を発生させる、先端が尖鋭状に形成された導電体からなるエミッタ（放電電極）１１２２と、このエミッタ１１２２を内包するとともにエアー供給装置１１３から供給されたエアーが流れる電気絶縁体からなる導風管１１２３とを有する。そして、高電圧電源１１２１によりエミッタ１１２２に高電圧を印加すると、その尖鋭状の先端部でコロナ放電が生じ、これによりその近傍にマイナスイオンが発生する。このマイナスイオンを導風管１１２３を流れるエアーで吹出口１１２４から被塗物２に案内することで、被塗物２の塗装面に電荷を印加することができる。

なお、図２に示すマイナスイオン発生装置１１２は本発明に係る電荷印加手段の一例であって、これ以外にも被塗物２に電荷を印加できる装置であれば適用することができる。また、イオンにて電荷を印加する場合、マイナスイオンに限定されずプラスイオンを印加することもできる。

図１に戻り、本例の検査装置１では、エアー供給装置１１３に異物除去装置１１４とエアー温度維持装置１１５が設けられている。マイナスイオン発生装置１１２のエミッタ１１２２には高電圧が印加されるため、このエミッタがいわゆる集塵機となって供給エアーに含まれたゴミを吸着し、これによりコロナ放電が生じ難くなる。また、供給エアーに含まれた水分がエミッタ１１２２にて結露しても、コロナ放電が生じ難くなる。本例の異物除去装置１１４は、マイナスイオン発生装置１１２の導風管１１２３に供給されるエアーから塵埃や水分を除去するエアーミストセパレータであって、これを通過させることにより供給エアーから塵埃や水分を除去し、エミッタ１１２２におけるコロナ放電が適切に行われるようにする。また、エアー温度維持装置１１５はたとえば供給エアーを加温するヒータで構成することができ、雰囲気温度及び雰囲気湿度を考慮して結露しない温度範囲に加温する。たとえば雰囲気温度が１６℃以上、雰囲気湿度が６０％以下の場合にはエアー温度維持装置１１５により供給エアーを２４℃〜２６℃の温度範囲に維持すると結露の発生が防止される。なお、異物除去装置１１４は塵埃及び水分が除去できる機能を有していればエアーミストセパレータに限定されず、またエアー温度維持装置１１５も供給エアーの温度が所定範囲に維持される機能があればヒータにのみ限定されることはない。また、本発明において異物除去装置１１４及びエアー温度維持装置１１５は必須のものではなく、適宜省略することもできる。

以上の電荷印加装置１１により被塗物２の塗装面にマイナスイオンが印加されるが、被塗物２に付与された導電性が良好な場合はアース線４を介してこのマイナスイオンは接地ポイントに流れる。したがって、ある一定時間経過後においては、被塗物２の塗装面には電荷は蓄積されていないはずである。仮に印加されたマイナスイオンによる電荷が観察されたら、それはアース不良と判定することができる。この場合のアース不良には、被塗物２の塗装面の導電性不良とアース線４の接続不良の両者が含まれるが、何れにしても静電塗装を行う際に塗着効率が低下したり電荷の蓄積によるスパークの発生の原因となる。

本例では、電荷印加装置１１によりマイナスイオンが印加された被塗物２の電荷量を電荷量測定センサ１２にて測定する。この電荷量測定センサ１２は非接触式表面電位計であって、その出力値は判定装置１３に送出される。判定装置１３では、電荷量測定センサ１２からの測定値が、予め決められた範囲内にあるかどうかを判定し、所定範囲内にある場合は「良」の判定を行い、所定範囲内にない場合には「否」の判定を行う。

そして、判定装置１３による判定が「否」の場合には、その旨の指令信号を警報器１９に送出し、警報を鳴らすことで異常の発生を喚起する。

上述した電荷印加装置１１のマイナスイオン発生装置１１２と電荷量測定センサ１２は、三次元移動が可能とされた移動機構１６に設けられ、被塗物２の仕様に応じて適切な位置に移動する。この移動機構１６の一例を図３に示す。

同図に示す移動機構１６は、被塗物２を搬送するコンベア（不図示）のサイドに固定されたスタンド１６１と、このスタンド１６１に設けられた第１レール１６２に沿って図示するＺ軸方向に第１基台１６３を往復移動させる第１シリンダ１６４と、第１基台１６３に設けられた第２レール１６５に沿って図示するＹ軸方向に第２基台１６６を往復移動させる第２シリンダ１６７と、第２基台１６６に設けられロッドの先端にマイナスイオン発生装置１１２と電荷量測定センサ１２が固定されたブラケット１６８を図示するＸ軸方向に往復移動させる第３シリンダ１６９とを有する。

そして、図１に示す制御装置１８からの指令信号によりこれら第１シリンダ１６４，第２シリンダ１６７及び第３シリンダ１６９を動作させ、被塗物２の塗装面に対するマイナスイオン発生装置１１２及び電荷量測定センサ１２の位置を調節する。こうした移動機構１６を設けることで、形状が異なる被塗物２が流れる多種混合ラインであっても、マイナスイオン発生装置１１２及び電荷量測定センサ１２の位置を適切な位置に設定することができる。

なお、図３に示す移動機構１６は本発明の移動手段の一例であってこれに限定される趣旨ではない。たとえば、被塗物２の形状等の仕様によっては二次元移動又は一次元移動の移動機構としてもよく、さらに同じ形状の被塗物２しか流れないラインにあっては移動機構１６そのものを省略してもよい。

図１に戻り、上述した移動機構１６を制御する制御装置１８は、塗装ラインの生産管理システム（不図示）からの情報を取得することで、マイナスイオン発生装置１１２及び電荷量測定センサ１２の位置を適切な位置に設定する。このために、生産管理システムからラインを流れる被塗物２の仕様情報を取得する被塗物情報取得装置１４と、被塗物の形状仕様に応じた適切なマイナスイオン発生装置１１２及び電荷量測定センサ１２の位置を予め記憶しておく位置記憶装置１５と、被塗物情報取得装置１４により取得された被塗物の形状仕様に基づいて、位置記憶装置１５に記憶された適正位置を抽出する位置抽出装置１７とを有する。

次に動作を説明する。
たとえば導電性プライマーを塗布することで被塗物２に導電性を付与し、これを搭載台車３に搭載し、アース線４を接続する。このとき導電性プライマーは未硬化であってもよい。この被塗物２を、静電塗装工程の前に設けられた本実施形態に係るアース状態検査工程に搬送する。このとき、被塗物情報取得装置１４によってその被塗物２の仕様を取り込む。ここでいう仕様とは、被塗物２の部品名（バンパ、フロントグリルなど）や品番など、マイナスイオン発生装置１１２及び電荷量測定センサ１２との相対位置が変化する要因となるワークの形状などの仕様をいう。

被塗物情報取得装置１４でその被塗物２の仕様を取得したらこれを位置抽出装置１７に送出し、位置抽出装置１７では、被塗物情報取得装置１４により取得された仕様に最適なマイナスイオン発生装置１１２及び電荷量測定センサ１２の位置を、位置記憶装置１５から抽出し、これを制御装置１８へ送出する。

制御装置１８は、被塗物２が検査工程に到着したら移動機構１６の第１シリンダ１６４，第２シリンダ１６７及び第３シリンダ１６９を動作させ、その被塗物２に対して最適な測定位置にマイナスイオン発生装置１１２及び電荷量測定センサ１２を移動させる。

次いで、マイナスイオン発生装置１１２のエミッタ１１２２に高電圧を印加するとともに、エアー供給装置１１３によって導風管１１２３にエアーを供給する。このとき、異物除去装置１１４により取り入れ空気から塵埃及び水分を除去するとともに、エアー温度維持装置１１５により供給エアーを所定の温度範囲に維持する。これにより、エミッタ１１２２に塵埃や水滴が付着するのが防止され、円滑なコロナ放電が行われてマイナスイオンが被塗物２の塗装面に吹き付けられる。このマイナスイオンの吹き付け時間をｔ１秒（たとえば１０秒）とする。

マイナスイオンの吹き付けを開始してからｔ２秒後（たとえば３秒後）に、電荷量測定センサ１２により被塗物２の塗装面の電荷量をｔ３秒間（たとえば１７秒）測定する。マイナスイオンの吹き付けを開始してから電荷量を測定するまでにｔ２秒のタイムラグを設けるのは、図４に示すようにマイナスイオンの吹き付けを開始した直後はアース状態が正常であっても塗装面の表面電位が不安定となるからである。

電荷量測定センサ１２で測定した電位は判定装置１３に送出され、ここで予め設定された基準範囲と比較される。この基準範囲とは、たとえば図４に示す例では±２ｋＶ以内である。

同図に、アース線４を適切に接続してアース状態を「良」とした被塗物２の測定結果を実線で示し、アース線４を接続しないでアース状態を「否」とした被塗物２の測定結果を点線で示す。マイナスイオンを印加すると一部は大気に放電するが残余は被塗物２の導電性が付与された部分に流れる。ここで、アース線４を適切に接続した被塗物２においては、マイナスイオンは被塗物２及びアース線４を介してグランドに流れるため、電荷量測定センサ１２にて測定される表面電位は±２ｋＶの範囲内にある。これに対し、アース線４を接続しない被塗物２においては、マイナスイオンは被塗物２の表面に蓄積され、これが電荷量測定センサ１２によって検出されるので表面電位が−２ｋＶよりも低くなる。

こうした原理を用いて、判定装置１３によりアース状態の良否を判定し、アース状態が「良」の場合はその被塗物２をそのまま静電塗装工程へ流すが、アース状態が「否」の場合には警報器１９によって警報を発し、その被塗物２のアース状態が適切でない旨を喚起する。

以上、本実施形態のアース状態検査装置１及び方法によれば、静電塗装される被塗物２のアース状態を事前にチェックすることができ、塗着効率の向上とスパークの防止が図られる。特に、本実施形態の装置及び方法によれば、被塗物２の表面が未乾燥状態であっても検査することができ、またマイナスイオン発生装置１１２や電荷量測定センサ１２に付着した塵埃が被塗物２に付着したり、これらによって被塗物２が傷付いたりするおそれもない。さらに、本実施形態の装置及び方法によれば、非接触状態で測定できるので異なる形状の被塗物２に対しても容易に対応することができる。

［第２実施形態］
図５は本発明の第２実施形態に係るウェットオンウェットの静電塗装工程を示す概略平面図、図６は本発明の第２実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の構成を示すブロック図、図７は本発明の第２実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の外観を示す正面図である。

本実施形態に係る被塗物のアース状態検査方法及び装置は、樹脂製バンパ等の電気絶縁性の高い素材にプライマー塗装及び上塗り塗装をウェットオンウェットで静電塗装を行う場合に適用して好ましい。この場合、部品に導電性プライマー等を塗布することで素材の表面に導電性を付与するケースに適用することが出来る。なお、図６に示すように、素材自体又は素材表面に導電性が付与された被塗物２は、搭載台車３に載置された状態で静電塗装工程に搬入されるが、塗装面のアース性を確保するために、被塗物２の一部と搭載台車３（コンベアＣを介して接地されている。）との間にアース線４が接続されている。

この静電塗装工程は、図５に示すように、搭載台車３（図６及び図７参照）に載置された被塗物２を搬送するコンベアＣに沿って、プライマー塗装用ロボットＰ、上塗りベース塗装用ロボットＵＢ、及び、上塗りクリア塗装用ロボットＵＣが同一ブース内に設けられており、各ロボットＰ、ＵＢ及びＵＣにより被塗物２をウェットオンウェットでプライマー塗装及び上塗り塗装を静電塗装し、塗装後の被塗物２をコンベアＣにより焼付炉に搬送するようになっている。本実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置２０は、このウェットオンウェット静電塗装工程において、プライマー塗装用ロボットＰと上塗りベース塗装用ロボットＵＢとの間に設けられている。

本実施形態に係るアース状態検査装置２０は、図６に示すように、被塗物２の塗装面に対して非接触の状態で当該塗装面の反射率を検出する反射率検出装置２１と、この反射率検出装置２１により検出された反射率が所定の範囲にあるか否かを比較することで被塗物２の塗装面のアース状態が正常であるか否かを判断する判断装置２２と、を有している。

反射率検出装置２１は、ＬＥＤ等により所定光量の光を投光可能な光源装置２１１と、この光源装置２１１により投光された光Ｌ_１を、照射用光ファイバを介して被塗物２に照射すると共に、当該照射光が被塗物２の塗装面に反射した反射光Ｌ_２を、受光用光ファイバを介して受光して、アンプ部（不図示）にて被塗物２の塗装面の反射率を検出する光ファイバセンサ２１２、２１３と、を有しており、この反射率検出装置２１は、被塗物２の塗装面に対して非接触の状態で当該塗装面におけるプライマーの塗布状態を検出することが可能となっている。

本実施形態では、反射率検出装置２１は、図６及び図７に示すように、２つの光ファイバセンサ２１２、２１３を有している。このうちの一方の光ファイバセンサ２１２は、同図に示すように、コンベアＣにより搬送される被塗物２の上方に位置するように設けられており、当該被塗物２の上面の反射率を検出することが可能となっている。これに対し、他方の光ファイバセンサ２１３は、同図に示すように、コンベアＣにより搬送される被塗物２の側方に位置するように設けられており、当該被塗物２の側面の反射率を検出することが可能となっている。

なお、上述の光ファイバセンサ２１２、２１３を用いた反射率検出装置２１は、本発明に係る塗布状態検出手段の一例であって、これ以外にも被塗物２の塗装面の塗布状態を検出する装置であれば適用することが出来る。

本実施形態では、この反射率検出装置２１により検出された塗装面の反射率の値は、判断装置２２に送出される。そして、判断装置２２では、反射率検出装置２１により検出された反射率の値が、予め決められた所定の範囲内にあるか否か比較を行う。

この判断装置２２における比較のために、本実施形態に係るアース状態検査装置２０は、生産管理システム（不図示）からラインに流れる被塗物２の仕様情報を取得する被塗物情報取得装置２３と、被塗物２の仕様に応じた塗装面の反射率の所定範囲を予め記憶しておく範囲記憶装置２４と、被塗物情報取得装置２３により取得された被塗物２の仕様に基づいて、範囲記憶装置２４に記憶された反射率の所定範囲を抽出する範囲抽出装置２５と、を有する。なお、範囲記憶装置２４には、反射率の所定範囲として、被塗物２の形状やプライマーの塗色等の仕様に応じた、プライマーが適切に塗装された場合の被塗物２の上面及び側面それぞれの反射率の範囲が記憶されている。

そして、範囲抽出装置２５により抽出された反射率の所定範囲は判断装置２２に送出され、判断装置２２は、反射率検出装置２１により検出された反射率の値が、当該反射率所定範囲にあるか否かの比較を行う。判断装置２２は、この比較において、反射率検出装置２１により検出された値が当該所定範囲内にある場合には、被塗物２の塗装面に適切にプライマーが塗装されているので、被塗物２の塗装面のアース状態が正常であると判断する。これに対し、上記比較において、反射率検出装置２１により検出された値が当該所定範囲内にない場合には、被塗物２の塗装面にプライマーが未塗装であるか或いは塗膜厚が十分でないので、被塗物２の塗装面のアース状態は正常でないと判断する。このような被塗物情報取得装置２３、範囲記憶装置２４及び範囲抽出装置２５を設けることで、多種多様な被塗物２が流れる多品種混合ラインであっても、被塗物２のアース状態を的確に検査することが可能となっている。

そして、判断装置２２によりアース状態が正常であると判断された場合には、その旨の指令信号を警報器３０に送出し、警報を鳴らすことで異常の発生を喚起する。

本実施形態における反射率検出装置２１が有する２つの光ファイバセンサ２１２、２１３は、二次元移動が可能とされた移動機構２６に設けられ、被塗物２の仕様に応じて適切な位置に移動することが可能となっている。この移動機構２６の一例を図７に示す。

同図に示す移動機構２６は、被塗物２を搬送するコンベアＣのサイドに固定されたスタンド２６１と、このスタンド２６１に設けられた第１レール２６２に沿って図示するＺ軸方向に第２シリンダ２６４を往復移動させる第１シリンダ２６３と、ロッド先端に側方光ファイバセンサ２１３を支持して図示するＸ軸方向に往復移動させる第２シリンダ２６４と、コンベアＣの上方に向かって水平方向に伸びるようにスタンド２６１の上部に固定支持された基台２６５と、この基台２６５に設けられた第２レール２６６に沿って図示するＸ軸方向に第４シリンダ２６８を往復移動させる第３シリンダ２６７と、ロッド先端に上方光ファイバセンサ２１２を支持して図示するＺ軸方向に往復移動させる第４シリンダ２６８と、を有している。各シリンダ２６３、２６４、２６７及び２６８には、防爆式の位置決め機能付きの電気サーボモータや油圧モータ、エアモータ、エアシリンダ等を用いることが出来る。

なお、図７に示す移動機構２６は本発明の移動手段の一例であってこれに限定される趣旨ではない。例えば、被塗物２の形状等の仕様によっては、一次元移動の移動機構又は第１実施形態の移動機構１６のような三次元移動の移動機構としても良く、さらに同じ形状の被塗物２しか流れないラインにあっては移動機構２６そのものを省略しても良い。

図６に戻り、上述した移動機構２６を制御する制御装置２７は、塗装ラインの生産管理システム（不図示）からの情報を取得することで、上方光ファイバセンサ２１２及び側方光ファイバセンサ２１３の位置を適切な位置に設定する。このために、上述の被塗物情報取得装置２３に加えて、被塗物２の形状仕様に応じた適切な光ファイバセンサ２１２、２１３の位置を予め記憶しておく位置記憶装置２８と、被塗物情報取得装置２３により取得された被塗物の形状仕様に基づいて、位置記憶装置２８に記憶された適正位置を抽出する位置抽出装置２９と、を有する。

そして、図６に示す制御装置２７からの指令信号により移動機構２６の各シリンダ２６３、２６４、２６７及び２６８を動作させ、被塗物２の塗装面に対する上方光ファイバセンサ２１２及び側方光ファイバセンサ２１３の位置を調整する。こうした移動機構２６を設けることで、形状が異なる被塗物２が流れる多種混合ラインであっても、上方光ファイバセンサ２１２及び側方光ファイバセンサ２１３の位置を適切な位置に設定することが可能となっている。

次に動作を説明する。

搭載台車３に搭載され、アース線４が接続された被塗物２がコンベアＣにより図５に示す静電塗装ラインのブース内に搬送されると、プライマー塗装用ロボットＰが、導電性プライマーを塗装する。これにより樹脂製の被塗物２に導電性が付与される。

プライマー塗装用ロボットＰによりプライマーが塗装された被塗物２は、コンベアＣにより、プライマー塗装工程と上塗り塗装工程との間に設けられたアース状態検査工程に搬送される。このとき、被塗物情報取得装置２３によってその被塗物２の仕様を取り込む。ここでいう仕様とは、被塗物２の部品名（バンパ、フロントグリル等）や品番等の光ファイバセンサ２１２、２１３との相対位置が変化する要因となるワークの形状等に加えて、塗布されるプライマーの塗色等を含めた仕様をいう。

被塗物情報取得装置２３でその被塗物２の仕様を取得したらこれを範囲抽出装置２５に送出し、範囲抽出装置２５では、被塗物情報取得装置２３により取得された仕様に対応した反射率の所定範囲を範囲記憶装置２４から抽出し、これを判断装置２２に送出する。

また、被塗物情報取得装置２３でその被塗物２の仕様を取得したらこれを位置抽出装置２９に送出し、位置抽出装置２９では、被塗物情報取得装置２３により取得された仕様に最適な上方光ファイバセンサ２１２及び側方光ファイバセンサ２１３の位置を位置記憶装置２８から抽出し、これを制御装置２７に送出する。

制御装置２７は、被塗物２がアース状態検査工程にコンベアＣにより搬送されたら移動機構２６の各シリンダ２６３、２６４、２６７及び２６８を動作させ、上方光ファイバセンサ２１２及び側方光ファイバセンサ２１３をその被塗物２に対して最適な検出位置に移動させる。なお、上方光ファイバセンサ２１２も側方光ファイバセンサ２１３も、被塗物２の塗装面の反射率を検出するのに最適な検出位置は、当該センサの先端から被塗物２の塗装面迄の距離が約５０ｍｍ程度となる位置である。

次いで、光源装置２１１から光を投光し、上方光ファイバセンサ２１２により被塗物２の上面を照射すると共に、側方光ファイバセンサ２１３により被塗物２の側面を約５〜１０秒程度照射する。なお、このアース状態検査に際して、コンベアＣを一旦停止させて反射率の検出を行っても良く、或いは、上述の移動機構２６をコンベアＣと所定距離だけ同時に移動可能とすることによりコンベアＣを停止させずに反射率の検出を行っても良い。

そして、各光ファイバセンサ２１２、２１３は、投光量に対する受光量の比率を求めることにより被塗物２の上面及び側面の反射率をそれぞれ算出して、これらの値を判断装置２２に送出する。

次いで、判断装置２２が、各光ファイバセンサ２１２、２１３により検出された各反射率の検出値を、範囲抽出装置２５により抽出された反射率所定範囲とそれぞれ比較し、何れか一方の検出値が当該所定範囲にある場合には、被塗物２の塗装面に適切に塗装され、被塗物２のアース状態が正常であると判断する。これに対し、上記比較において、各光ファイバセンサ２１２、２１３により検出された何れの検出値も所定範囲内にない場合には、被塗物２の塗装面にプライマーが未塗装であるか或いは塗装が十分でなく、被塗物２の塗装面のアース状態は正常でないと判断する。

このような判断装置２２の判断により被塗物２のアース状態の良否を判定し、アース状態が正常である場合はその被塗物２をそのまま上塗り塗装工程へ流すが、アース状態が正常でない場合には警報器３０によって警報を発し、その被塗物２のアース状態が適切でない旨を喚起する。

以上、本実施形態にアース状態検査装置２０及び方法によれば、静電塗装される被塗物２のアース状態を事前にチェックすることが出来、塗着効率の向上とスパークの防止が図られる。特に、本実施形態の装置及び方法によれば、被塗物２の表面が未乾燥状態であっても検査することが出来、またアース状態検査装置２０に付着した塵埃が被塗物２に付着したり、これらによって被塗物２が傷付いたりするおそれもない。さらに、本実施形態の装置及び方法によれば、非接触状態で測定出来るので異なる形状の被塗物２に対しても容易に対応することが出来る。

また、本実施形態の装置及び方法によれば、被塗物２の塗装面に非接触で当該塗装面の塗布状態を検出することにより、塗装面のアース状態を間接的に検査し、塗装面の導電状態を直接的に検査しないので、同一ブース内でプライマー塗装と上塗り塗装とをウェットオンウェットで塗装する場合にも、アースチェック装置の防爆性を確保し易くなり、設備の信頼性確保が容易となり、設備投資の増加を抑制することが出来る。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

以下の実施例は、上述した第２実施形態に係るアース状態検査方法における塗装面の反射率に基づいた被塗物のプライマー塗装の塗布状態の判断を確認するためのものである。

実施例１
実施例１の被塗物は、Ａ車のリアバンパａを用いて、プライマー（グレー色、日本ビー・ケミカル株式会社製導電プライマーＲＢ１１１ＣＤ）を４〜７μｍ程度塗装して作製した。この実施例１において作製した被塗物の作製条件を表１に示す。

この実施例１の被塗物に対して、プライマーが未硬化の状態で、図７に示すような上方及び側方に設けられた２つの光ファイバセンサを用いて、当該被塗物の上面及び側面における反射率の測定を行った。因みに、上方光ファイバセンサは、その先端が床面から約１１８０ｍｍ、スタンドから約８１０ｍｍに位置するように調整し、側面光ファイバセンサは、その先端が床面から約７５０ｍｍ、スタンドから約１５０ｍｍに位置するように調整した。

この結果、表２に示すように実施例１における反射率の測定では、上面が２９０〜７４０となり、側面が３２０〜６００となった。なお、この実施例における反射率は、０〜４０９５の４０９６段階で表現しており、０が全く反射しないことを表し、その数値が高くなるに従って反射し易くなることを意味している。

実施例２
実施例２の被塗物は、Ａ車のリアバンパｂを用いて、実施例１と同様の条件でプライマーを塗布して作製した。この実施例２において作製した被塗物の作製条件を表１に示す。この実施例２の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、実施例２における反射率は、上面で２６０〜９５０となり、側面で３３０〜６６０となった。

実施例３
実施例３の被塗物は、Ａ車のフロントバンパを用いて、実施例１と同様の条件でプライマーを塗布して作製した。この実施例３において作製した被塗物の作成条件を表１に示す。この実施例３の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、実施例３における反射率は、上面で２００〜７８０となり、側面で１２００〜３２００となった。

実施例４
実施例４の被塗物は、Ｂ車のリアバンパを用いて、実施例１と同様の条件でプライマーを塗布して作製した。この実施例４において作製した被塗物の作製条件を表１に示す。この実施例４の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、実施例４における反射率は、上面で３８０〜４３０となり、側面で４９０〜６６０となった。

実施例５
実施例５の被塗物は、Ｂ車フロントバンパを用いて実施例１と同様の条件でプライマーを塗布して作製した。この実施例５において作製した被塗物の作製条件を表１に示す。この実施例５の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、実施例５における反射率は、上面で２００〜５７０となり、側面で１５００〜１８００となった。

実施例６
実施例６の被塗物は、Ｃ車のリアバンパを用いて実施例１と同様の条件でプライマーを塗布して作製した。この実施例６において作製した被塗物の作成条件を表１に示す。この実施例６の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、実施例６における反射率は、上面で４００〜２４００となり、側面で１０００〜２５００となった。

実施例７
実施例７の被塗物は、Ｃ車のフロントバンパを用いて実施例１と同様の条件でプライマーを塗布して作製した。この実施例７において作製した被塗物の作製条件を表１に示す。この実施例７の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、実施例７における反射率は、上面で５７０〜８７０となり、側面で７７０〜２９００となった。

実施例８
実施例８の被塗物は、Ｄ車のリアバンパを用いて実施例１と同様の条件でプライマーを塗布して作製した。この実施例８において作製した被塗物の作製条件を表１に示す。この実施例８の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、実施例８における反射率は、上面で８０〜９０となり、側面で８１０〜１２００となった。

実施例９
実施例９の被塗物は、Ｄ車のフロントバンパを用いて実施例１と同様の条件でプライマーを塗布して作製した。この実施例９において作製した被塗物の作製条件を表１に示す。この実施例９の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、実施例９における反射率は、上面で３６０〜４３０となり、側面で１１００〜２２００となった。

比較例１
比較例１の被塗物は、実施例１と同様のＡ車のリアバンパａを用い、プライマーは塗布しなかった。この比較例１の被塗物の条件を表１に示す。この比較例１の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、比較例１における反射率は、上面で８０〜１８０となり、側面で１１０〜１６０となった。

この結果を実施例１と比較すると、実施例１における上面の反射率は比較例１における上面の反射率の範囲と重複せず、実施例１における側面の反射率の範囲も比較例１における側面の反射率の範囲と重複していない。

なお、この比較例１及び比較例２〜９の被塗物にはプライマーが塗布されていないので、これらの反射率は、被塗物であるバンパの生地の反射率が測定されたこととなる。

比較例２
比較例２の被塗物は、実施例２と同様のＡ車のリアバンパｂを用い、プライマーは塗布しなかった。この比較例２の被塗物の条件を表１に示す。この比較例２の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、比較例２における反射率は、上面で５０〜１２０となり、側面で１５０〜１６０となった。

この結果を実施例２と比較すると、実施例２における上面の反射率の範囲は比較例２における上面の反射率の範囲と重複しておらず、実施例２における側面の反射率の範囲も比較例２における上面の反射率の範囲と重複していない。

比較例３
比較例３の被塗物は、実施例３と同様のＡ車のフロントバンパを用い、プライマーは塗布しなかった。この比較例３の被塗物の条件を表１に示す。この比較例３の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、比較例３における反射率は、上面で５０〜１２０となり、側面で１００〜１４００となった。

この結果を実施例３と比較すると、実施例３における側面の反射率の範囲と比較例３における側面の反射率の範囲とが一部重複しているが、実施例３における上面の反射率の範囲は比較例３における上面の反射率の範囲と重複していない。

比較例４
比較例４の被塗物は、実施例４と同様のＢ車のリアバンパを用い、プライマーは塗布しなかった。この比較例４の被塗物の条件を表１に示す。この比較例４の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、比較例４における反射率は、上面で５０〜１３０となり、側面で１００〜３８０となった。

この結果を実施例４と比較すると、実施例４における上面の反射率の範囲は比較例４における上面の反射率と重複しておらず、実施例４における側面の反射率の範囲も比較例４における側面の反射率の範囲と重複していない。

比較例５
比較例５の被塗物は、実施例５と同様のＢ車のフロントバンパを用い、プライマーは塗布しなかった。この比較例５の被塗物の条件を表１に示す。この比較例５の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、比較例５における反射率は、上面で１１０〜１３０となり、側面で９０〜１００となった。

この結果を実施例５と比較すると、実施例５における上面の反射率の範囲は比較例５における上面の反射率の範囲と重複しておらず、実施例５における側面の反射率の範囲も比較例５における側面の反射率の範囲と重複していない。

比較例６
比較例６の被塗物は、実施例６と同様のＣ車のリアバンパを用い、プライマーは塗布しなかった。この比較例６の被塗物の条件を表１に示す。この比較例６の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、比較例６における反射率は、上面で９０〜２７０となり、側面で１５０〜７１０となった。

この結果を実施例６と比較すると、実施例６における上面の反射率の範囲は比較例６における上面の反射率の範囲と重複しておらず、実施例６における側面の反射率の範囲も比較例６における側面の反射率の範囲と重複していない。

比較例７
比較例７の被塗物は、実施例７と同様のＣ車のフロントバンパを用い、プライマーは塗布しなかった。この比較例７の被塗物の条件を表１に示す。この比較例７の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、比較例７における反射率は、上面で９０〜１２０となり、側面で１００〜９５０となった。

この結果を実施例７と比較すると、実施例７における側面の反射率の範囲と比較例７における側面の反射率の範囲とが一部重複するが、実施例７における上面の反射率の範囲が比較例７における側面の反射率の範囲と重複していない。

比較例８
比較例８の被塗物は、実施例８と同様のＤ車のリアバンパを用い、プライマーは塗布しなかった。この比較例８の被塗物の条件を表１に示す。この比較例８の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、比較例８における反射率は、上面で２００となり、側面で１２０〜３９０となった。

この結果を実施例８と比較すると、実施例８における上面の反射率の範囲は、比較例８における上面の反射率を包含せず、実施例８における側面の反射率の範囲は、比較例８における側面の反射率の範囲と重複していない。

比較例９
比較例９の被塗物は、実施例９と同様のＤ車のフロントバンパを用い、プライマーは塗布しなかった。この比較例９の被塗物の条件を表１に示す。この比較例９の被塗物について、実施例１と同様の条件で、上面及び側面の反射率の測定を行った。その結果、表２に示すように、比較例９における反射率は、上面で１２０となり、側面も１２０となった。

この結果を実施例９と比較すると、実施例９における上面の反射率の範囲は、比較例９における上面の反射率を包含しておらず、実施例９における側面の反射率の範囲は、比較例９における側面の反射率を包含していない。

考察
上記の実施例１〜９と比較例１〜９とのそれぞれの比較において、プライマーが塗布された被塗物の上面の反射率の範囲とプライマーが塗布されていない被塗物の上面の反射率の範囲とが重複し、且つ、プライマーが塗布された被塗物の側面の反射率の範囲とプライマーが塗布されていない被塗物の側面の反射率の範囲とが重複しているものはなかった。

従って、塗装面の反射率に基づいて被塗物のプライマー塗装の塗布状態を判断することが可能であることが確認された。

図１は、本発明の第１実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の電荷印加器の構造例を示す断面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の電荷印加器及び電荷量測定器の移動機構の一例を示す斜視図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る被塗物のアース状態検査方法の判定手順の一例を示すグラフである。 図５は、本発明の第２実施形態に係るウェットオンウェットの静電塗装工程を示す概略平面図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の構成を示すブロック図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係る被塗物のアース状態検査装置の外観を示す正面図である。

符号の説明

１…アース状態検査装置
１１…電荷印加装置（電荷印加手段）
１１２…イオン発生装置（イオン発生手段）
１１３…エアー供給装置（エアー供給手段）
１１４…異物除去装置（異物除去手段）
１１５…エアー温度維持装置（エアー温度維持手段）
１２…電荷量測定装置（電荷量測定手段）
１３…判定装置（判定手段）
１４…被塗物情報取得装置（被塗物情報取得手段）
１５…位置記憶装置（位置記憶手段）
１６…移動機構（移動手段）
１７…位置抽出装置（位置抽出手段）
１８…制御装置（制御手段）
１９…警報器（警報手段）
２０…アース状態検査装置
２１…反射率検出装置（反射率検出手段）
２１１…光源装置
２１２、２１３…光ファイバセンサ
２２…判断装置（判断手段）
２３…被塗物情報取得装置（被塗物情報取得手段）
２４…範囲記憶装置（範囲記憶手段）
２５…範囲抽出手段（範囲抽出手段）
２６…移動機構（移動手段）
２７…制御装置（制御手段）
２８…位置記憶装置（位置記憶手段）
２９…位置抽出装置（位置抽出手段）
３０…警報器（警報手段）

Claims (4)

1. 静電塗装される被塗物の塗装面のアース状態を検査する方法であって、
   前記被塗物の素材自体又は素材の表面に導電性を付与する工程と、
   前記導電性が付与された被塗物をアースする工程と、
   コロナ放電によるイオンを、塵埃及び水分を除去する異物除去手段を介し且つ雰囲気温度及び雰囲気湿度に基づく結露しない温度に維持されたエアーにより前記塗装面に案内し、非接触の状態で電荷を印加する電荷印加工程と、
   前記イオンが案内された前記塗装面の表面電位を、非接触式表面電位計を用いて測定する表面電位測定工程と、
   前記表面電位測定工程で測定された表面電位の絶対値が所定値以下かどうかを判断し、前記表面電位の絶対値が前記所定値を超える場合は、前記被塗物のアース状態が適切でないと判定する判定工程と、
   を有する静電塗装される被塗物のアース状態検査方法。
2. 前記被塗物の仕様に関する情報を取得する被塗物情報取得工程と、
   前記被塗物の仕様に応じた電荷印加位置及び表面電位測定位置を記憶する位置記憶工程と、
   前記被塗物情報取得工程により取得された仕様に基づいて前記位置記憶工程で記憶された電荷印加位置及び表面電位測定位置を抽出する位置抽出工程と、をさらに有し、
   前記電荷印加工程は、前記位置抽出工程により抽出された電荷印加位置において前記塗装面に対し非接触の状態で電荷を印加し、
   前記表面電位測定工程は、前記位置抽出工程により抽出された表面電位測定位置において塗装面の表面電位を非接触の状態で測定する請求項１記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査方法。
3. 静電塗装される被塗物であって当該被塗物の素材自体又は素材の表面に導電性が付与されるとともにアースされる被塗物の塗装面のアース状態を検査する装置であって、
   前記塗装面に対し非接触の状態で電荷を印加する電荷印加手段と、
   前記電荷が印加された被塗物の塗装面の表面電位を非接触の状態で測定する表面電位測定手段と、
   前記表面電位測定手段で測定された表面電位の絶対値が所定値以下かどうかを判断し、前記表面電位の絶対値が前記所定値を超える場合は、前記被塗物のアース状態が適切でないと判定する判定手段と、を有し、
   前記電荷印加手段は、
   コロナ放電によりイオンを発生させるイオン発生手段と、
   前記イオン発生手段により発生したイオンをエアーにより前記被塗物の塗装面に導くエアー供給手段と、
   前記エアー供給手段により供給されるエアーに含まれる塵埃及び水分を除去する異物除去手段と、
   前記エアー供給手段により供給されるエアーの温度を、雰囲気温度及び雰囲気湿度に基づく結露しない温度に維持するエアー温度維持手段と、を有する静電塗装される被塗物のアース状態検査装置。
4. 前記被塗物の仕様に関する情報を取得する被塗物情報取得手段と、
   前記被塗物の仕様に応じた電荷印加位置及び表面電位測定位置を記憶する位置記憶手段と、
   前記被塗物情報取得手段により取得された仕様に基づいて前記位置記憶手段に記憶された電荷印加位置及び表面電位測定位置を抽出する位置抽出手段と、
   前記電荷印加手段及び前記表面電位測定手段の前記被塗物に対する位置をそれぞれ移動させる移動手段と、
   前記位置抽出手段により抽出された電荷印加位置及び表面電位測定位置に前記電荷印加手段及び前記表面電位測定手段のそれぞれを移動させる指令を前記移動手段に送出する制御手段と、をさらに有する請求項３記載の静電塗装される被塗物のアース状態検査装置。

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