JP4992470B2 - 塗料供給装置及び塗料供給装置において磨耗したピグの交換時期の判断方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車塗装ラインにおいて塗色を切り替える際に塗料タンクに塗料を回収することが可能な塗料供給装置、及び、塗料供給装置において磨耗したピグの交換時期を判断する判断方法に関する。

自動車の塗装ライン等で用いられている塗料供給装置は、各色の塗料が仕込まれた塗料タンクと、これを圧送するポンプと、塗料タンクから塗装機（実際はカラーチェンジバルブユニット）まで塗料を導く塗料配管と、を有し、塗色数に応じた数だけこうした塗料タンク、ポンプ及び塗料配管が設置されている。そして、塗装機の上流側に設けられたカラーチェンジバルブユニットを切り替えることで、車輌仕様に応じた塗色の塗料を吹き付ける。

ところで、複数の塗色に対して共通の循環配管を設け、この塗料配管内をピグと呼ばれる可動部材（フリーピストン）を通すことにより、塗料配管内に残留した前色塗料を回収したりすることも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ピグは、耐溶剤性や作業性を確保するためにフッ素系ゴム等から構成されており、塗料押出供給時、塗料回収時、或いは、洗浄時に塗料配管内を密着しながら移動するため、所定回数繰り返し使用すると必然的に磨耗してしまう。ピグの磨耗が進行すると、漏洩により塗料の押出量が変化して装置の安定稼動の妨げとなったり、洗浄液が塗料に混入して塗料の品質維持の妨げとなる場合がある。

一方、ピグの磨耗度は、供給される塗料の塗色によって左右されるため、単なる使用頻度数などに基づいた定期交換では、ピグの磨耗がかなり進行していたり、逆にピグの磨耗がそれほど進行していない場合もあり、ピグの交換時期として適切でない場合もある。

特開２００２−１２６６０８号公報

本発明は、ピグの交換時期を適切に判断することが可能な塗料供給装置及びピグの磨耗の判断方法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、本発明によれば、ピグが往復移動可能に挿入され、２つのピグステーションの間に設けられた塗料配管を介して塗装機に塗料を供給すると共に、前記塗料配管内で前記ピグを移動させることで前記塗料を回収することが可能な塗料供給装置であって、前記ピグが一方の前記ピグステーションから他方の前記ピグステーションに移動する間に、前記塗料配管内を流通する前記塗料の流量、又は、前記塗料配管内を前記塗料が流通する流通時間、を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された流量値又は時間値に基づいて、前記ピグの交換時期を判断する判断手段と、を備えた塗料供給装置が提供される。

本発明では、ピグが磨耗すると、ピグを押し出す際に塗料配管内を流通する塗料の流量や流通時間が変化することに着目して、計測手段が、塗料配管内を流通する塗料の流量又はその塗料の流通時間を計測し、判断装置が、その計測結果に基づいてピグの交換時期を判断する。これにより、磨耗したピグの交換時期を適切に判断することができ、装置の安定稼動及び塗料の品質維持を図ることができる。

また、上記目的を達成するために、本発明によれば、ピグが往復移動可能に挿入され、２つのピグステーションの間に設けられた塗料配管を介して塗装機に塗料を供給すると共に、前記塗料配管内で前記ピグを移動させることで前記塗料を回収することが可能な塗料供給装置において、磨耗した前記ピグの交換時期を判断する判断方法であって、前記ピグが一方の前記ピグステーションから他方の前記ピグステーションに移動する間に、前記塗料配管内を流通する前記塗料の流量、又は、前記塗料配管内に前記塗料が流通する流通時間、を計測する計測ステップと、前記計測ステップで計測された流量値又は時間値に基づいて、前記ピグの交換時期を判断する判断ステップと、を備えた判断方法が提供される。

本発明では、ピグが磨耗すると、ピグを押し出す際に塗料配管内を流通する塗料の流量や流通時間が変化することに着目して、計測ステップにおいて、塗料配管内を流通する塗料の流量又はその塗料の流通時間を計測し、判断ステップにおいて、その計測結果に基づいてピグの交換時期を判断する。これにより、磨耗したピグの交換時期を適切に判断することができ、装置の安定稼動及び塗料の品質維持を図ることができる。

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は本実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図、図２は本実施形態に係る塗料供給装置の受け側ピグステーションを示す断面図、図３Ａ及ぶ図３Ｂは本実施形態に係るピグを示す側面図及び正面図、図４は本実施形態に係る塗料供給装置の送り側ピグステーションを示す断面図、図５は本実施形態に係る塗装システムを示す概略平面図である。

本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置１０は、図１に示すように、例えばエア霧化式塗装機や回転霧化式塗装機から構成される塗装ガン２に供給する塗料を、多種類の塗料の中から選択するためのメインカラーチェンジバルブユニット２０（以下、メインＣＣＶ２０と称する。）を有しており、メインＣＣＶ２０から供給された塗料が塗装ガン２へ導かれるようになっている。

メインＣＣＶ２０は、マニホールド２１及び複数の第１の三方弁２２から構成されており、各第１の三方弁２２の第１のポートがマニホールド２１に接続されている。各三方弁２２の第２のポートは、塗料が供給されるように受け側ピグステーション３０（後述）に接続されている。また、各三方弁２２の第３のポートは、圧力を開放したり、廃液を行うための第１のダンプ弁２３に接続されている。メインＣＣＶ２０では、複数の第１の三方弁２２のうちの一つを選択することで、マニホールド２１内にその塗料が供給され、さらに塗装ガン２においてトリガバルブ（不図示）を開放することで、その塗料が被塗物に対して吐出されるようになっている。各第１の三方弁２２は、特に図示しない制御装置からの制御信号に基づいて開閉動作するようになっている。

なお、図１では、一つの第１の三方弁２２しか図示しておらず、以下において複数の第１の三方弁を代表してこの三方弁２２について詳細に説明する。因みに、図示された第１の三方弁２２以外のものは、当該第１の三方弁２２と同じように構成しても良く、或いは、塗料タンクからメイン供給配管を直接接続しても良い。

第１の三方弁２２は、図１に示すように、第１のセンサベース３２に形成された通路３２ａ（図２参照）に第１のポートが連通するように、塗料ホースを介して受け側ピグステーション３０に接続されている。第１のセンサベース３２は、図２に示すように、受け側ピグステーション３０のステーション本体３１に固定されており、第１のセンサベース３２の通路３２ａが、ステーション本体３１の内部に形成された第１の副通路３１ｂに連通している。第１のセンサベース３２には、感圧面３３ａが通路３２ａ内に臨むように、第１の圧力センサ３３が固定されている。

図１に示すように、第１の圧力センサ３３は、その計測結果を送信可能なように、ケーブルを介して判断装置７０に接続されている。この判断装置７０はＣＰＵ等を備えており、第１及び第２の圧力センサ３３，４４の計測結果に基づいて、ピグ９０の位置を判断することが可能となっている。また、本実施形態では、後述するように、この判断装置７０は、流量計１００の計測結果に基づいて、磨耗したピグ９０の交換時期を判断することが可能となっている。なお、判断装置７０による具体的な判断手法については後述する。

判断装置７０により判断されたピグ９０の位置情報や交換情報は、モニタ等から構成される報知装置８０に表示される。また、ピグ９０が所定位置に存在しないような不具合情報等も報知装置８０により報知される。

図２に示すように、ステーション本体３１の第１の副通路３１ｂは、当該ステーション本体３１内に形成された主通路３１ａから分岐している。この主通路３１ａの一方の端部には、ピグ９０が往復移動可能に挿入された塗料ホース５０の一方の端部が、キャップ３１ｃにより固定されており、塗料ホース５０の内孔と、ステーション本体３１の主通路３１ａとが連通している。

ここで、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本実施形態に係るピグ９０は、両端近傍の２箇所が拡径した略円柱形状を有しており、後述するピグステーション３０，４０のピグ受け面３４ｂ，４６２ｂに当接して第２の副通路３４ａ，４６２ｃを封鎖する第１のシール部９１と、塗料ホース５０の内壁面に密着する第２のシール部９２と、を有している。このピグ９０は、耐溶剤性及び作業性を確保するために例えばフッ素系ゴム等から構成されている。

第１のシール部９１は、ピグ９０の両端面から構成されており、その円形状の縁部がピグ受け面３４ｂ，４６２ｂに密着することで、第２の副通路３４ａ，４６２ｃを封鎖するようになっている。

第２のシール部９２は、ピグ９０において拡径した部位から構成されている。この第２のシール部９２の外形Ｄ１は、塗料ホース５０の内径Ｄ２（図２参照）と実質的に同一となっており（Ｄ１＝Ｄ２）、ピグ９０が塗料ホース５０内を移動することで、塗料ホース５０内に残留している塗料等を第２のシール部９２が掻き取るようになっている。

第１のシール部９１と第２のシール部９２をピグ９０において異なる部位に設けることで、各シール部９１，９２の磨耗を遅らせてピグ９０の長寿命化を図ることができる。

図２に示すように、ステーション本体３１の主通路３１ａは、ピグ９０の外径Ｄ１よりも相対的に大きな内径Ｄ３を有しており（Ｄ３＞Ｄ１）、主通路３１ａ内にピグ９０を保持したままの状態で、主通路３１ａ内に流体を流通させることが可能となっている。

ステーション本体３１の他方の端部には、マニホールド３４が固定されており、ステーション本体３１の主通路３１ａと、マニホールド３４内に形成された第２の副通路３４ａとが連通している。図２に示すように、第２の副通路３４ａの内径Ｄ４は、主通路３１ａの内径Ｄ３よりも相対的に小さく（Ｄ４＜Ｄ３）、且つ、ピグ９０の外径Ｄ１よりも相対的に小さくなっている（Ｄ４＜Ｄ１）。このため、塗料ホース５０を通って受け側ピグステーション３０に移動してきたピグ９０が当接して停止するためのピグ受け面３４ｂが、マニホールド３４におけるステーション本体３１側の端面により構成されている。本実施形態では、このピグ受け面３４ｂは、第２の副通路３４ａの開口周囲に形成された凹状の球面形状で構成されている。

ピグ受け面３４ｂを球面形状とする共に、ピグ９０の第１のシール部９１が円形状の縁部を有することで、ピグ受け面３４ｂに対するピグ９０の当接角度に関わらず、第２の副通路３４ａを確実に封鎖することが可能となっている。これにより、本実施形態では、配管系内に圧力が正確に変動するため、ピグに埋め込んだ磁石を用いた従来のピグ位置検出に代えて、防爆型圧力センサを用いたピグ位置検出が可能となり、塗料供給装置のコストダウンを図るとともに、装置構造を単純にすることができる。

図１に示すように、ステーション本体３１の他端に固定されたマニホールド３４には、洗浄液を供給可能な第１の洗浄液供給用バルブ３５ａと、加圧エアを供給可能な第２のエア供給用バルブ３５ｂと、外部に廃液するための第２のダンプ弁３５ｃと、が設けられている。それぞれの弁３５ａ〜３５ｃは、特に図示しない制御装置からの制御信号により開閉動作することが可能となっている。

図４に示すように、塗料ホース５０の他方の端部には、送り側ピグステーション４０のステーション本体４１の一方の端部が、キャップ４１ｄにより固定されており、塗料ホース５０の内孔とステーション本体４１内に形成された主通路４１ａとが連通している。主通路４１ａは、ピグ９０の外径Ｄ１よりも相対的に大きな内径Ｄ５を有しており（Ｄ５＞Ｄ１）、主通路４１ａ内にピグ９０を保持したままの状態で、主通路４１ａ内に流体を流通させることが可能となっている。

ステーション本体４１には第２のセンサベース４３が固定されており、第２のセンサベース４３内に形成された通路４３ａが 主通路４１ａから分岐している第１の副通路４１ｂに連通している。第２のセンサベース４３には、感圧面４４ａが通路４３ａ内に臨むように、第２の圧力センサ４４が固定されている。この第２の圧力センサ４４は、第１の圧力センサ３３と同様に、計測結果を送信可能なように、ケーブルを介して判断装置７０に接続されている。また、図１に示すように、第２のセンサベース４３の通路４３ａには、外部に廃液するための第３のダンプ弁４５が接続されている。

図４に戻り、本実施形態では、ステーション本体４１に、例えばエアシリンダ等から構成されるストッパ４２が固定されており、ステーション本体４１の側面に形成された貫通孔４１ｃを介して、ストッパピン４２ａが主通路４１ａ内に進退移動させることが可能となっている。このストッパピン４２ａが主通路４１ａ内に進出した場合には、ピグ９０の移動を遮り、ストッパピン４２ａが主通路４１ａから退出した場合には、ピグ９０の移動が可能となるようになっている。

ステーション本体４１の他方の端部には、ピグ９０を送り側ピグステーション４０内から取り出すための着脱部４６が固定されている。この着脱部４６は、図４に示すように、ステーション本体４１に固定された第１の着脱部材４６１と、サブカラーチェンジバルブユニット４７（以下、サブＣＣＶ４７と称する。）の端部に固定された第２の着脱部材４６２と、これら第１の着脱部材４６１と第２の着脱部材４６２とを連結するためのクランプ４６３と、から構成されている。

第１の着脱部材４６１は、フランジ部４６１ａを持つ略円盤形状を有しており、ステーション本体４１の主通路４１ａと同一の内径Ｄ５を有する通路４６１ｂがその中心に形成されている。この第１の着脱部材４６ａは、主通路４１ａと通路４６１ｂとが連通するように、ステーション本体４１に固定されている。

第２の着脱部材４６２も同様に、フランジ部４６２ａを持つ略円盤形状を有しており、その中心に第２の副通路４６２ｃが形成されている。この第２の副通路４６２ｃの内径Ｄ６は、主通路４１ａの内径Ｄ５よりも相対的に小さく（Ｄ６＜Ｄ５）、且つ、ピグ９０の外径Ｄ１よりも相対的に小さくなっている（Ｄ６＜Ｄ１）。このため、塗料ホース５０を通って送り側ピグステーション４０に移動してきたピグ９０が当接して停止するためのピグ受け面４６２ｂが、第２の着脱部材４６２において第１の着脱部材４６１と対向する端面により構成されている。本実施形態では、このピグ受け面４６２ｂは、上述したピグ受け面３４ｂと同様に、第２の副通路４６２ｃの開口周囲に形成された凹状の球面形状で構成されている。

ピグ受け面４６２ｂを球面形状とする共に、ピグ９０の第１のシール部９１が円形状の縁部を有することで、ピグ受け面４６２ｂに対するピグ９０の当接角度に関わらず、第２の副通路４６２ｃを確実に封鎖することが可能となっている。これにより、本実施形態では、配管系内に圧力が正確に変動するため、ピグに埋め込んだ磁石を用いた従来のピグ位置検出に代えて、防爆型圧力センサを用いたピグ位置検出が可能となり、塗料供給装置のコストダウンを図るとともに、装置構造を単純にすることができる。

第１の着脱部材４６１と第２の着脱部材４６２とは、第２の着脱部材４６２の位置決めピンを第１の着脱部材４６１の位置決め穴に挿入して、相互に密着させた状態でそれぞれのフランジ部４６１ａ，４６２ａをクランプ４６３で挟み込むことで、着脱自在に連結されている。なお、このように連結された状態において、第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂと、第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｃとが連通しており、第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂの終点に、第２の着脱部材４６２に形成されたピグ受け面４６２ｂが位置している。

サブＣＣＶ４７は、図１に示すように、着脱部４６に固定されたマニホールド４８と、塗料タンクから塗料が供給される第１〜第５の切換バルブ４９ａ〜４９ｅと、を備えており、何れか一つの切換バルブ４９ａ〜４９ｅを選択することで、マニホールド４８内に形成された通路４８ａにその塗料が供給されるようになっている。さらに、この通路４８ａは、図４に示すように、着脱部４６の第２の副通路４６２ｃに連通しており、サブＣＣＶ４７から着脱部４６を介して主通路４１ａに塗料が供給されるようになっている。

また、本実施形態では、図１に示すように、マニホールド４８において着脱部４６側の端部近傍に流量計１００が設けられている。この流量計１００としては、例えば防爆仕様で非接触型の超音波流量計を用いることができる。この流量計１００は、通路４８ａ内を通過する塗料の流量を計測したり、通路４８ａ内を塗料が移動している時間を計測することが可能となっており、その計測結果を判断装置７０に送信可能となっている。なお、流量計１００が計測する流量値は、通路４８ａ内を通過する塗料の瞬間流量であっても良く、或いは、通路４８ａ内を通過する塗料の積算流量であっても良い。

さらに、サブＣＣＶ４７は、図１に示すように、洗浄液を供給可能な第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆと、加圧エアを供給可能な第２のエア供給用バルブ４９ｇと、外部に廃液するための第４のダンプ弁４９ｈと、をさらに備えている。それぞれの弁４９ａ〜４９ｈは、特に図示しない制御装置からの制御信号により開閉動作することが可能となっている。

第１〜第５の切換バルブ４９ａ〜４９ｅに供給される塗料６１ｂは、密閉された塗料タンク６１内にそれぞれ収容されている。また、各塗料タンク６１には第２の三方弁６１ａの第１のポートが接続されている。この第２の三方弁６１ａの第２のポートには、加圧エアが供給されるようになっており、第２の三方弁６１ａの第３のポートを介してこの加圧エアを開放することが可能となっている。この第３のポートを閉じることで、第２のポートから加圧エアが、密閉された塗料タンク６１に供給され、第１のポートから第１の切換バルブ４９ａに向かって塗料が圧送されるようになっている。これに対し、第３のポートを開放することで、第２のポートから供給される加圧エアが開放され、塗料ホース５０から塗料タンク６１に向かって塗料を回収することが可能な状態となる。なお、図１には、第１の切換バルブ４９ａのみに塗料タンク６１及び第２の三方弁６１ａが接続されているが、実際には、第２〜第５の切換バルブ４９ｂ~４９ｅにも塗料タンク６１及び第２の三方弁６１ａが接続されている。

以上のような構成の塗料供給装置１０は、図５に示すように、例えば塗装ブースＢ内に設けられた複数の塗装ロボット４に対して１台ずつ設けられて塗装システムを構成している。塗装ロボット４の先端には、エンドエフェクタとして塗装ガン２が設けられており、塗料供給装置１０からこの塗装ガン２に各色の塗料を供給することが可能となっている。なお、本発明においては上記のような塗装システムに限定されず、例えば、複数の塗装ロボット４に対して１台の塗料供給装置１０を割り当てても良い。

以下に、本実施形態に係る塗料回収方法を、塗料供給装置１０の色替え手順に従って説明する。

図６は本実施形態に係る塗料回収方法を示すフローチャート、図７Ａ〜図７Ｆは図６に示す各ステップにおける塗料供給装置を示すブロック図、図８Ａ及び図８Ｂはピグステーション内においてピグが受け面に当接した状態を示す図、図９は本実施形態におけるピグの正常時の流量及び作動時間と磨耗時の流量及び作動時間との関係を示すグラフである。

先ず、図７Ａに示すように、塗料供給装置１０が前色の塗料（塗料タンク６１に収容されている塗料６１ｂ）を塗装ガン２に供給している状態（図６のステップＳ１０）について説明する。なお、初期状態では、ピグ９０が送り側ピグステーション４０内に位置し、ストッパ４２のストッパピン４２ａを主通路４１ａから退出させ、さらに全ての弁を閉じた状態となっている。このような状態では、第２の三方弁６１ａの第３のポートを閉じられているので、第２の三方弁６１ａの第２のポートを介して塗料タンク６１内にエアが導入されており、塗料タンク６１内が所定の圧力で加圧されている。ここで、サブＣＣＶ４７の第１の切換バルブ４９ａを開くと共に、第２のダンプ弁３５ｃを開くと、塗料タンク６１内の塗料が、マニホールド４８の通路４８ａ→第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｃ→第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂ→ステーション本体４１の主通路４１ａ→塗料ホース５０を経由して、受け側ピグステーション３０に至る。この間、ピグ９０は、送り側ピグステーション４０から受け側ピグステーション３０に塗料ホース５０を介して圧送され、受け側ピグステーション３０のピグ受け面３４ｂに当接することで停止する。このピグ９０の第１のシール部９１とピグ受け面３４ｂとの当接により、図８Ａに示すように、第２の副通路３４ａが封鎖され、第２のダンプ弁３５ｃへの流路が自動的に遮断される。なお、本実施形態では、ピグ受け面３４ｂが球面形状となっている共に、ピグ９０の第１のシール部９１が円形状の縁部を有しているので、図８Ｂに示すように、ピグ受け面３４ｂに対してピグ９０が斜めに当接しても、第２の副通路３４ａを確実に封鎖することができる。

この際、判断装置７０は、第１の圧力センサ３３により計測された圧力Ｐ１と、第２の圧力センサ４４により計測された圧力Ｐ２とを比較する。これらの圧力Ｐ１，Ｐ２が実質的に同一（Ｐ１＝Ｐ２）である場合には、判断装置７０は、ピグ９０が受け側ピグステーション３０に移動したものと判断する。

これに対し、圧力Ｐ１，Ｐ２が非同一（Ｐ１≠Ｐ２）な状態で所定時間が経過した場合には、判断装置７０は、ピグ９０が受け側ピグステーション３０に移動していないものと判断し、報知装置８０はその不具合情報を報知する。

また、本実施形態では、サブＣＣＶ４７のマニホールド４８の端部に設けられた流量計１００により、ピグ９０が送り側ピグステーション４０から受け側ピグステーション３０へ移動する間に通路４８ａ内を通過した塗料の流量を計測し、この計測結果を判断装置７０に送信する。判断装置７０は、この計測結果を所定の閾値と比較し、流量計１００により計測した流量値が閾値よりも大きい場合に、ピグ９０が磨耗しており交換する必要があると判断し、報知装置８０がその旨を報知する。これに対し、流量計１００により計測した流量値が閾値よりも小さい場合には、ピグ９０が交換を要するほど磨耗していないと判断する。

流量計１００が、通路４８ａを通過する塗料の瞬間流量を計測する場合には、本実施形態では、所定の閾値として、図９に示すように、数百回（例えば４００回程度）使用して交換を要する状態となったピグ９０を用いて流量計１００により予め計測したピグ磨耗時瞬間流量ＩＦ_１［cc／min］を用いる。なお、本発明において瞬間流量を計測する場合の閾値は、特にこれに限定されず、例えば、磨耗していない状態のピグ９０を用いたピグ正常時瞬間流量ＩＦ_０［cc／min］を予め算出又は計測し、この値に所定の係数を乗じたり、所定値ΔＩＦ［cc／min］を減算することで設定しても良い。

また、流量計１００が、通路４８ａを通過した塗料の流量を積算した積算流量を計測する場合には、本実施形態では、所定の閾値として、図９に示すように、交換を要する状態となったピグ９０を用いて流量計１００により予め計測したピグ磨耗時積算流量ＴＦ_１［cc］を用いる。なお、本発明におけて積算流量を計測する場合の閾値は、特にこれに限定されず、例えば、磨耗していない状態のピグ９０を用いたピグ正常時積算流量ＴＦ_０に所定の係数を乗じたり、所定値を減算することで設定しても良い。

このように、本実施形態では、ピグ９０が磨耗すると、ピグ９０を押し出す際に塗料供給装置１０内を移動する塗料の流量が多くなることに着目して、流量計１００が、通路４８ａ内を通過する塗料の流量を計測し、判断装置７０が、その計測結果に基づいてピグ９０の交換時期を判断する。これにより、磨耗したピグ９０の交換時期を適切に判断することができ、塗料供給装置１０の安定稼動及び塗料の品質維持を図ることができる。

なお、後述する第２実施形態(図１０参照)のように、塗装ガン２の手前にギアポンプ１１０を具備している場合には、ステップＳ１０では、サブＣＣＶ４７の第１の切換バルブ４９ａを開くと共に、第２のダンプ弁３５ｃの代わりに、第１の三方弁２１を開き、ギアポンプ１１０を作動させることで、塗装ガン２に塗料を供給しても良い。この場合、流量計１００は、塗料の供給開始から塗装完了までの間に通路４８ａを通過した塗料の流量を積算することとなる。

また、ピグ９０が磨耗すると、塗料供給装置１０内を塗料が移動する際に、ピグ９０の移動する速度が速くなることに着目して、流量計１００が計測する流量に代えて、塗料の移動時間に基づいて、ピグ９０の交換時期を判断するようにしても良い。すなわち、流量計１００は、塗料が供給される際に流量計１００が作動していた時間を計測し、判断装置７０は、この計測結果を所定の閾値と比較し、流量計１００により計測した時間値が閾値よりも短い場合に、ピグ９０が磨耗しており交換する必要があると判断する。これに対し、流量計１００により計測した時間値が閾値よりも長い場合には、ピグ９０が交換を要するほど磨耗していないと判断する。所定の閾値としては、図９に示すように、交換を要する状態となったピグ９０を用いて流量計１００により予め計測したピグ磨耗時流量計作動時間ｔ_１［sec］を用いても良いし、或いは、磨耗していない状態のピグ９０を用いたピグ正常時流量計作動時間ｔ_０［sec］を予め算出又は計測し、この値に所定の係数を乗じたり、所定値Δｔ［sec］を減算することで所定の閾値を設定しても良い。

なお、本実施形態では、この流量計１００を用いてピグ９０の位置を検出することもできる。すなわち、流量計１００が作動している場合にはピグ９０がピグステーション３０，４０間を移動しており、流量計１００が作動していない場合にはピグ９０が何れかのピグステーション３０，４０内で停止していると判断することができる。

ピグ９０が受け側ピグステーション３０に移動したことを検出すると、第１のダンプ弁２３を所定時間開放する。この開放により、ステーション本体３１の主通路３１ａに至った塗料は、第１のセンサベース３２内の通路３２ａ→塗料ホース→メインＣＣＶ２０の第１の三方弁２２の第２のポートに至り、塗料が第１の三方弁２２内に充填され、塗装準備が完了する。そして、塗料タンク６１内に収容された塗料を塗装する必要がある場合に、第１の三方弁２２が開かれて、塗装ガン２に塗料が供給される。

塗装作業が終了し、異なる塗料を塗装する場合には、以下の手順に従って塗料供給装置１０の色替操作を行う。

先ず、図６のステップＳ２０に示すように、これまで塗装を行っていた塗料を塗料タンク６１に回収する。前色塗料の塗装完了を示す信号に基づいて、第２のダンプ弁３５ｃを閉じると共に、第２の三方弁６１ａの第３のポートを開放し、塗料タンク６１内の加圧を解除する。そして、受け側ピグステーション３０の第１の洗浄液供給用バルブ３５ａ又は第１のエア供給用バルブ３５ｂを開いて、洗浄液又は加圧エアを供給して、受け側ピグステーション３０内に位置していたピグ９０を送り側ピグステーション４０に押し戻し、塗料ホース５０内に充填されていた塗料を塗料タンク６１に回収する。ピグ９０は、送り側ピグステーション４０のピグ受け面４６２ｂに当接することで停止する。このピグ９０の第１のシール部９１とピグ受け面４６２ｂとの当接により第２の副通路４６２ｃが封鎖され、サブＣＣＶ４７への流路が自動的に遮断される。

なお、第１の洗浄液供給用バルブ３５ａを介して供給される洗浄液としては、塗料が有機溶剤系塗料である場合にはシンナーを用いることができ、塗料が水系塗料である場合には水を用いることができる。また、塗料が水系塗料である場合には、第１のエア供給用バルブ３５ｂを省略しても良い。

この際、判断装置は、第１の圧力センサ３３により計測された圧力Ｐ１と、第２の圧力センサ４４により計測された圧力Ｐ２とを比較する。これらの圧力Ｐ１，Ｐ２が実質的に同一（Ｐ１＝Ｐ２）である場合には、判断装置７０は、ピグ９０が送り側ピグステーション４０に移動したものと判断し、例えば、報知装置８０がモニタ等にピグ９０の位置を表示する。

これに対し、圧力Ｐ１，Ｐ２が非同一（Ｐ１≠Ｐ２）な状態で所定時間が経過した場合には、判断装置７０は、ピグ９０が送り側ピグステーション４０に移動していないものと判断し、報知装置８０は、モニタ等を介してその不具合情報を報知する。

なお、塗料回収時（図６のステップＳ２０）に、流量計１００により塗料の流量値や時間値を計測し、その計測結果に基づいてピグ９０の交換時期を判断するようにしても良い。但し、塗料回収時には、高圧の洗浄液でピグ９０を押し出したり、洗浄性を高めるためにエアを挿入することもあり、高い計測精度を確保することができるとは限らないので、塗料供給時（図６のステップＳ１０）に行う方が好ましい。

ピグ９０が送り側ピグステーション４０に移動したことを検出したら、図７Ｂに示すように、第３のダンプ弁４５を開くと共に、第１の洗浄液供給用バルブ３５ａ又は第１のエア供給用バルブ３５ｂを開く（図６のステップＳ３０）。これにより、マニホールド３４内の第２の副通路３４ａ→ステーション本体３１内の主通路３１ａ→塗料ホース５０→ステーション本体４１内の主通路４１ａ→第２のセンサベース４３内の通路４３ａ、に至る経路が洗浄される。

また、このステップＳ３０の際、ステーション本体４１の主通路３１ａ内にピグ９０が保持されたままの状態となっているので、ピグ９０においてピグステーション４０側の先端部が洗浄される。また、第２のセンサベース４３の通路４３ａ内も洗浄液又はエアが通過するので、第２の圧力センサ４４の感圧面４４ａが洗浄される。

次に、図７Ｃに示すように、ストッパ４２を作動させて、ストッパピン４２ａを主通路４１ａ内に進出させると共に、第１の洗浄液供給用バルブ３５ａ及び第１のエア供給用バルブ３５ｂを閉じ、この状態で、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆ及び第２のエア供給用バルブ４９ｇを交互に開く（図６のステップＳ４０）。これにより、サブＣＣＶ４７のマニホールド４８の通路４８ａ→第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｃ→第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂ→ステーション本体４１の主通路４１ａ→第２のセンサベース４３の通路４３ａ、に至る経路が、洗浄液及びエアにより洗浄される。また、このステップＳ４０の際、受け側ピグステーション３０側へのピグ９０の移動がストッパ４２により規制されているので、ピグ９０の後端部が洗浄される。

なお、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆを介して供給される洗浄液としては、塗料が有機溶剤系塗料である場合にはシンナーを用いることができ、塗料が水系塗料である場合には水を用いることができる。また、塗料が水系塗料である場合には、第１のエア供給用バルブ４９ｇを省略しても良い。

次に、図７Ｄに示すように、第３のダンプ弁４５を閉じると共に、第１のダンプ弁２３を開き、この状態で、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆ及び第２のエア供給用バルブ４９ｇを交互に開く（図６のステップＳ５０）。これにより、サブＣＣＶ４７のマニホールド４８の通路４８ａ→第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｃ→第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂ→ステーション本体４１の主通路４１ａ→塗料ホース５０→ステーション本体３１の主通路３１ａ→第１のセンサベース３３の通路３３ａ→第１の三方弁２１、に至る流路が洗浄される。

この際、ピグ９０は、ストッパ４２により送り側ピグステーション４０の主通路４１ａ内に保持されていると共に、その外径Ｄ１が主通路４１ａの内径Ｄ５よりも相対的に小さくなっており、ピグ９０の周囲を洗浄液やエアが通過するため、ピグ９０の洗浄がより確実なものとなる。

次に、図７Ｅに示すように、第１のダンプ弁２３を閉じると共に、第２のダンプ弁３５ｃを開き、この状態で、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆ及び第２のエア供給用バルブ４９ｇを交互に開く（図６のステップＳ６０）。これにより、サブＣＣＶ４７のマニホールド４８の通路４８ａ→第２の着脱部材４６２の第２の副通路４６２ｃ→第１の着脱部材４６１の通路４６１ｂ→ステーション本体４１の主通路４１ａ→塗料ホース５０→ステーション本体３１の主通路３１ａ→マニホールド３４の第２の副通路３４ａ、に至る経路が洗浄される。

次に、図７Ｆに示すように、第２のダンプ弁３５ｃ、第２の洗浄液供給用バルブ４９ｆ及び第２のエア供給用バルブ４９ｇを閉じると共に、第４のダンプ弁４９ｈ及び第１のエア供給用バルブ３５ｂを開く（図６のステップＳ７０）。これにより、ストッパ４２により規制されているピグ９０が、送り側ピグステーション４０のピグ受け面４６２ｂに向かって移動する。次いで、第４のダンプ弁４９ｈ及び第１のエア供給用バルブ３５ｂを閉じると共に、ストッパピン４２ａを主通路４１ａから退出させることで、塗料供給装置１０が初期状態に復帰したこととなる。

以上のステップＳ２０〜Ｓ７０までの作業を経ることで色替作業が完了し、塗料供給装置１０に次色の塗料を充填することが可能な状態となる。

［第２実施形態］
図１０は本発明の第２実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図である。

本発明の第２実施形態に係る塗料供給装置では、メインＣＣＶ２０と塗装ガン２との間にトリガバルブ２ａ、ダンプバルブ２ｂ及びギアポンプ１１０が介装されている。

塗装ロボット４等の自動塗料装置には、形状、塗装色及び吐出量等の塗装データが自動車ボディ毎に予め設定されており、自動塗料装置の前を通過する自動車ボディの情報を自動的に読み取ることで、ギアポンプ１１０により、ボディの塗装部位に応じた適切な量の塗料が吐出されるようになっている。

本実施形態では、判断装置７０は、塗料の供給開始から塗装完了までの間に流量計１００により計測された流量値と、ギアポンプ１１０の吐出設定値と、の差を算出し、この算出値を所定の閾値と比較し、算出値が閾値よりも大きい場合に、ピグ９０が磨耗しており交換する必要があると判断する。これに対し、流量値と吐出設定値との差が閾値よりも小さい場合には、ピグ９０が交換を要するほど磨耗していないと判断する。なお、判断装置７０が算出値を算出するに当たり、ギアポンプ１１０の吐出設定値に代えて、実際のギアポンプの吐出量を用いても良い。所定の閾値としては、上述したピグ磨耗時瞬間流量ＩＦ_１やピグ磨耗時積算流量ＴＦ_１と、ギアポンプ１１０の吐出設定値と、の差を用いたり、上述したピグ正常時瞬間流量ＩＦ_０やピグ正常時積算流量ＴＦ_０に所定の係数を乗じたり、所定値を減算した値と、ギアポンプ１１０の吐出設定値と、の差を用いても良い。これにより、ボディの塗装部位毎に塗料の吐出量が異なっていても、その差分をピグ９０の交換時期の判断に加味することができる。

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。

図１は、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置の受け側ピグステーションを示す断面図である。 図３Ａは、本発明の第１実施形態に係るピグを示す側面図である。 図３Ｂは、本発明の第１実施形態に係るピグを示す正面図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る塗料供給装置の送り側ピグステーションを示す断面図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係る塗装システムを示す概略平面図である。 図６は、本発明の第１実施形態に係る塗料回収方法を示すフローチャートである。 図７Ａは、前色塗料を塗装している状態（塗装ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図７Ｂは、前色塗料を回収した後に、塗料供給装置内を洗浄している状態（回収ステップ及び第１の洗浄ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図７Ｃは、塗料供給装置内を洗浄している状態（第２の洗浄ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図７Ｄは、塗料供給装置内を洗浄している状態（第３の洗浄ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図７Ｅは、塗料供給装置内を洗浄している状態（第４の洗浄ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図７Ｆは、ピグを原点位置に復帰させている状態（復帰ステップ）の塗料供給装置を示すブロック図である。 図８Ａは、ピグステーション内においてピグが受け面に当接した状態を示す概略図である。 図８Ｂは、ピグステーション内においてピグが受け面に斜めに当接した状態を示す概略断面図である。 図９は、本発明の第１実施形態におけるピグの正常時の流量及び作動時間と磨耗時の流量及び作動時間との関係を示すグラフである。 図１０は、本発明の第２実施形態に係る塗料供給装置の全体構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０…塗料回収装置
２０…メインＣＣＶ
３０…受け側ピグステーション
３１…ステーション本体
３２…第１のセンサベース
３３…第１の圧力センサ
３４…マニホールド
４０…送り側ピグステーション
４１…ステーション本体
４２…ストッパ
４３…第２のセンサベース
４４…第２の圧力センサ
４６…着脱部
４７…サブＣＣＶ
５０…塗料ホース
６１…塗料タンク
９０…ピグ
１００…流量計
１１０…ギアポンプ

Claims (10)

1. ピグが往復移動可能に挿入され、２つのピグステーションの間に設けられた塗料配管を介して塗装機に塗料を供給すると共に、前記塗料配管内で前記ピグを移動させることで前記塗料を回収することが可能な塗料供給装置であって、
   前記ピグが一方の前記ピグステーションから他方の前記ピグステーションに移動する間に、前記塗料配管内を流通する前記塗料の流量、又は、前記塗料配管内を前記塗料が流通する流通時間、を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された流量値又は時間値に基づいて、前記ピグの交換時期を判断する判断手段と、を備えた塗料供給装置。
   
2. 前記判断手段は、前記計測手段により計測された流量値を所定の閾値と比較し、前記流量値が前記閾値よりも大きい場合に、前記ピグを交換する必要があると判断する請求項１記載の塗料供給装置。
3. 前記判断手段は、前記計測手段により計測された時間値を所定の閾値と比較して、前記時間値が前記閾値よりも小さい場合に、前記ピグを交換する必要があると判断する請求項１記載の塗料供給装置。
4. 所定量の塗料を前記塗装機に供給する定量供給手段をさらに備えており、
   前記判断手段は、前記計測手段により計測された流量値と、前記定量供給手段により供給された前記塗料の供給量との差を、所定の閾値と比較して、前記差が前記閾値よりも大きい場合に、前記ピグを交換する必要があると判断する請求項１記載の塗料供給装置。
5. 前記判断装置により前記ピグを交換する必要があると判断された場合にその旨を報知する報知手段をさらに備えた請求項１〜４の何れかに記載の塗料供給装置。
6. ピグが往復移動可能に挿入され、２つのピグステーションの間に設けられた塗料配管を介して塗装機に塗料を供給すると共に、前記塗料配管内で前記ピグを移動させることで前記塗料を回収することが可能な塗料供給装置において、磨耗した前記ピグの交換時期を判断する判断方法であって、
   前記ピグが一方の前記ピグステーションから他方の前記ピグステーションに移動する間に、前記塗料配管内を流通する前記塗料の流量、又は、前記塗料配管内に前記塗料が流通する流通時間、を計測する計測ステップと、
   前記計測ステップで計測された流量値又は時間値に基づいて、前記ピグの交換時期を判断する判断ステップと、を備えた判断方法。
   
7. 前記判断ステップにおいて、前記計測ステップで計測された流量値を所定の閾値と比較して、前記流量値が前記閾値よりも大きい場合に、前記ピグを交換する必要があると判断する請求項６記載の判断方法。
8. 前記判断ステップにおいて、前記計測ステップで計測された時間値を所定の閾値と比較して、前記時間値が前記閾値よりも小さい場合に、前記ピグを交換する必要があると判断する請求項６記載の判断方法。
9. 所定量の塗料を前記塗装機に供給する定量供給ステップをさらに備え、
   前記判断ステップにおいて、前記定量供給ステップで供給された前記塗料の供給量と、前記計測ステップで計測された流量値との差を、所定の閾値と比較して、前記差が前記閾値よりも大きい場合に、前記ピグを交換する必要があると判断していると判断する請求項６記載の判断方法。
10. 前記判断ステップで前記ピグを交換する必要があると判断された場合にその旨を報知する報知ステップをさらに備えた請求項６〜９のいずれかに記載の判断方法。

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