JP5328191B2

JP5328191B2 - 塗装システム

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Publication number: JP5328191B2
Application number: JP2008078104A
Authority: JP
Inventors: 孝幸植木; 弘子木元; 誠司武部; 隆菊地; 博仁児玉; 勝博鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2028-03-25
Also published as: JP2009226366A

Description

本発明は、塗装システムに関する。詳しくは、塗料を噴射する塗料噴射装置と、この塗料噴射装置に塗料を供給する塗料供給装置と、を備える塗装システムに関する。

従来より、自動車の製造工程では、ボディやドアなどのワークを塗装する塗装システムが知られている。この塗装システムは、例えば、ロボットアームの先端に取り付けられた塗料噴射装置と、この塗料噴射装置に塗料を供給する塗料供給装置と、を備える。
以上の塗装システムでは、ワークに塗料を塗布する場合、塗料供給装置から塗料噴射装置に塗料を供給して、供給された塗料を噴射させる。しかしながら、この塗装システムでは、塗料供給装置内の塗料がなくなると、この塗料供給装置に塗料を充填するのに時間がかかるという問題があった。

そこで、塗料供給装置を、塗料噴射装置に塗料を供給する第１塗料タンクと、この第１塗料タンクに塗料を供給する第２塗料タンクと、を備える構成とした塗装システムが提案されている（特許文献１参照）。これら第１塗料タンクおよび第２塗料タンクは、それぞれ、塗料が収容されるシリンダと、このシリンダの内部に摺動可能に設けられたピストンと、を備える。

以上の塗装システムでは、ワークに塗料を塗布する場合、第１塗料タンクから塗料噴射装置に塗料を供給して、供給された塗料を噴射させる。このとき、同時に、第２塗料タンクに塗料を充填しておく。その後、第１塗料タンク内の塗料がなくなると、第２塗料タンクから第１塗料タンクに塗料を一気に押し出して、第１塗料タンクに塗料を充填する。このようにして、第１塗料タンクへの塗料の充填速度を向上させている。
ここで、第２塗料タンクから第１塗料タンクに塗料を充填する際には、第２塗料タンクのピストンを所定速度で前進させるとともに、第１塗料タンクのピストンを所定速度で後退させている。
特開２００６−１０２６４５号公報

しかしながら、特許文献１で提案された塗装システムでは、第１塗料タンクのピストンおよび第２塗料タンクのピストンは、いずれも、進退を速度で制御していたので、第１および第２塗料タンクの内圧を一定に維持できず、塗料が漏れたりエアが混入したりするおそれがあった。

本発明は、塗料供給装置の内圧を一定に維持できる塗装システムを提供することを目的とする。

本発明の塗装システム（例えば、後述の塗装システム１）は、塗料を噴射する塗料噴射装置（例えば、後述の塗装ガン１０）と、当該塗料噴射装置に塗料を供給する塗料供給装置（例えば、後述の塗料供給装置２０）と、を備える塗装システムであって、前記塗料供給装置は、前記塗料噴射装置に塗料を供給する第１塗料タンク（例えば、後述の第１塗料タンク２１）と、当該第１塗料タンクに塗料を充填する第２塗料タンク（例えば、後述の第２塗料タンク２２）と、前記第１塗料タンクおよび第２塗料タンクを制御する制御装置（例えば、後述の制御装置２３）と、を備え、前記第１塗料タンクおよび第２塗料タンクは、それぞれ、塗料が収容されるシリンダ（例えば、後述のシリンダ２１１，２２１）と、当該シリンダ内部に摺動可能に設けられたピストン（例えば、後述のピストン２１２，２２２）と、を備え、前記制御装置は、前記第２塗料タンクから前記第１塗料タンクに塗料を充填する場合には、前記第２塗料タンクのピストンを所定トルクで前進させるとともに、前記第１塗料タンクのピストンを所定速度で後退させることで、前記第２塗料タンクに収容された塗料を前記第１塗料タンクに移動させることを特徴とする。

この発明によれば、塗料噴射装置に塗料を供給する第１塗料タンクと、この第１塗料タンクに塗料を供給する第２塗料タンクとを設けた。よって、第１塗料タンク内の塗料がなくなると、第２塗料タンクから第１塗料タンクに塗料を一気に押し出して、第１塗料タンクに塗料を充填できるから、塗料噴射装置への塗料の充填時間を短縮でき、高速充填が可能となる。

また、この発明によれば、第２塗料タンクのピストンを所定トルクで前進させるとともに、第１塗料タンクのピストンを所定速度で後退させることで、第２塗料タンクに収容された塗料を第１塗料タンクに移動させる。よって、トルクを監視して塗料の移動を行うので、第１塗料タンクおよび第２塗料タンクの内圧を一定に維持できる。その結果、塗料が漏れたりエアが混入したりしない。

本発明の塗装システム（例えば、後述の塗装システム１）は、塗料を噴射する塗料噴射装置（例えば、後述の塗装ガン１０）と、当該塗料噴射装置に塗料を供給する塗料供給装置（例えば、後述の塗料供給装置２０）と、を備える塗装システムであって、前記塗料供給装置は、前記塗料噴射装置に塗料を供給する第１塗料タンク（例えば、後述の第１塗料タンク２１）と、当該第１塗料タンクに塗料を充填する第２塗料タンク（例えば、後述の第２塗料タンク２２）と、前記第１塗料タンクおよび第２塗料タンクを制御する制御装置（例えば、後述の制御装置２３）と、を備え、前記第１塗料タンクおよび第２塗料タンクは、それぞれ、塗料が収容されるシリンダ（例えば、後述のシリンダ２１１，２２１）と、当該シリンダ内部に摺動可能に設けられたピストン（例えば、後述のピストン２１２，２２２）と、を備え、前記制御装置は、前記第２塗料タンクから前記第１塗料タンクに塗料を充填する場合には、前記第２塗料タンクのピストンを所定速度で前進させるとともに、前記第１塗料タンクのピストンを所定トルクで後退させることで、前記第２塗料タンクに収容された塗料を前記第１塗料タンクに移動させることを特徴とする。

また、この発明によれば、第２塗料タンクのピストンを所定速度で前進させるとともに、第１塗料タンクのピストンを所定トルクで後退させることで、第２塗料タンクに収容された塗料を第１塗料タンクに移動させる。よって、トルクを監視して塗料の移動を行うので、第１塗料タンクおよび第２塗料タンクの内圧を一定に維持できる。その結果、塗料が漏れたりエアが混入したりしない。

本発明によれば、第１塗料タンク内の塗料がなくなると、第２塗料タンクから第１塗料タンクに塗料を一気に押し出して、第１塗料タンクに塗料を充填できるので、塗料噴射装置への塗料の充填時間を短縮でき、高速充填が可能となる。
また、トルクを監視して塗料の移動を行うので、第１塗料タンクおよび第２塗料タンクの内圧を一定に維持できる。その結果、塗料が漏れたりエアが混入したりしない。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る塗装システム１の概略構成を示す図である。
塗装システム１は、自動車の製造工程で、ボディやドアなどのワークを静電塗装するためのシステムであり、塗料を噴射する塗料噴射装置としての塗装ガン１０と、この塗装ガン１０に塗料を供給する塗料供給装置２０と、を備える。

塗料供給装置２０は、塗装ガン１０に塗料を供給する第１塗料タンク２１と、この第１塗料タンク２１に塗料を充填する第２塗料タンク２２と、洗浄液を吐出する第１洗浄装置３１と、洗浄液を吐出する第２洗浄装置３２と、これらを制御する制御装置２３と、備える。

第１塗料タンク２１は、塗料が収容されるシリンダ２１１と、このシリンダ２１１内部に摺動可能に設けられたピストン２１２と、このピストン２１２を進退させる駆動モータ２１３と、ピストン２１２の位置、トルク、および速度を検出する第１検出部２１４と、を備える。

このシリンダ２１１のピストン２１２の前進方向側には、第１接続口２１５が設けられるとともに、直接、三方弁である第２バルブ６１が接続されている。
すなわち、第２バルブ６１の第１接続口６１１は、第１塗料タンク２１に接続され、第２接続口６１２は、外部に開放された排出路となっている。

第１塗料タンク２１の第１接続口２１５には、第１供給路５０が接続され、この第１供給路５０は、塗装ガン１０の供給口１１に接続される。第１供給路５０には、この第１供給路５０を開閉する第１バルブ５１が設けられている。

第２塗料タンク２２は、塗料が収容されるシリンダ２２１と、このシリンダ２２１内部に摺動可能に設けられたピストン２２２と、このピストン２２２を進退させる駆動モータ２２３と、ピストン２２２の位置、トルク、および速度を検出する第２検出部２２４と、を備える。
このシリンダ２２１のピストン２２２の前進方向側には、第１接続口２２５および第２接続口２２６が設けられている。

第１塗料タンク２１と第２塗料タンク２２とは、第２供給路６０により接続される。
この第２供給路６０には、上述の第２バルブ６１と、四方弁である第３バルブ６２と、が設けられる。

第３バルブ６２の第１接続口６２１は、第２塗料タンク２２の第１接続口２２５に接続され、第２接続口６２２は、絶縁ホース６３を介して、第２バルブ６１の第３接続口６１３に接続される。また、第３バルブ６２の第３接続口６２３は、外部に開放された排出路となっており、第４接続口６２４は、上述の第１洗浄装置３１の吐出口に接続される。

第２塗料タンク２２の第２接続口２２６には、第３供給路７０が接続され、この第３供給路７０には、カラーチェンジバルブ４０が設けられる。この第３供給路７０には、カラーチェンジバルブ４０を介して、上述の第２洗浄装置３２や、図示しない複数の塗料収容タンクが接続される。

図２は、制御装置２３の構成を示すブロック図である。
制御装置２３は、第１塗料タンク２１から塗装ガン１０に塗料を供給して噴射する塗布手段２３１と、第２塗料タンク２２に塗料を充填する第２塗料タンク充填手段２３２と、第２塗料タンク２２から第１塗料タンク２１に塗料を充填する第１塗料タンク充填手段２３３と、第１塗料タンク２１と第２塗料タンク２２とを絶縁する絶縁手段２３４と、第３バルブ６２より下流側を洗浄する第１洗浄手段２３５と、第３バルブ６２より上流側を洗浄する第２洗浄手段２３６と、を備える。

塗布手段２３１は、第１塗料タンク２１に塗料を充填しておき、第２バルブ６１の第１接続口６１１を閉鎖して、第１バルブ５１を開放する。この状態で、駆動モータ２１３を駆動して、ピストン２１２を前進させる。すると、塗料は、ピストン２１２に押されて、第１塗料タンク２１の第１接続口２１５から第１供給路５０を通り、塗装ガン１０の供給口１１に到達し、塗装ガン１０により噴射される。

第２塗料タンク充填手段２３２は、第２塗料タンク２２のピストン２２２を前進させておき、カラーチェンジバルブ４０に、任意の塗料収容タンクを接続する。そして、第３バルブ６２の第１接続口６２１を閉鎖して、カラーチェンジバルブ４０を開放する。
この状態で、塗料収容タンクから塗料を供給するとともに、駆動モータ２２３を駆動して、ピストン２２２を後退させる。すると、カラーチェンジバルブ４０および第３供給路７０を通り、第２塗料タンク２２に塗料が充填される。

第１塗料タンク充填手段２３３は、まず、第２塗料タンク２２に塗料が充填された状態で、カラーチェンジバルブ４０、第３バルブ６２の第３接続口６２３、第４接続口６２４、第２バルブ６１の第２接続口６１２を閉鎖して、第３バルブ６２の第１接続口６２１、第２接続口６２２、第２バルブ６１の第１接続口６１１、第３接続口６１３を開放する。
次に、図３に示すように、第２検出部２２４で検出したピストン２２２の位置およびトルクに基づいて、ピストン２２２のトルクが一定になるように、ピストン２２２を前進させる。同時に、第１検出部２１４で検出したピストン２１２の位置および速度に基づいて、ピストン２１２の速度が一定になるように、ピストン２１２を後退させる。
すると、第２塗料タンク２２に収容された塗料は、ピストン２２２に押されて、第２供給路６０を通り第１塗料タンク２１に充填される。

絶縁手段２３４は、まず、第２バルブ６１の第１接続口６１１、第３バルブ６２の第１接続口６２１、第３接続口６２３を閉鎖して、第２バルブ６１の第２接続口６１２、第３接続口６１３、第３バルブ６２の第２接続口６２２、第４接続口６２４を開放する。
すると、第２バルブ６１内に残存する塗料は、第２バルブ６１の第２接続口６１２から外部に排出される。

ついで、第１洗浄装置３１の吐出口から洗浄液を吐出させる。
すると、洗浄液は、第３バルブ６２、絶縁ホース６３、および第２バルブ６１を通り、この第２バルブ６１の第２接続口６１２から外部に排出され、第２バルブ６１および絶縁ホース６３内に残存する塗料は、洗浄液に押し出されて洗浄液とともに第２バルブ６１の第２接続口６１２から外部に排出される。
その後、第１洗浄装置３１からエアを供給して、絶縁ホース６３内を乾燥させるとともに、絶縁ホース６３内にエアを充填する。これにより、第１塗料タンク２１と第２塗料タンク２２とが絶縁される。

第１洗浄手段２３５は、第３バルブ６２の第１接続口６２１、第３接続口６２３、第２バルブ６１の第２接続口６１２を閉鎖して、第３バルブ６２の第２接続口６２２、第４接続口６２４、第２バルブ６１の第１接続口６１１、第３接続口６１３、第１バルブ５１を開放する。この状態で、第１洗浄装置３１から洗浄液を吐出させる。
すると、洗浄液は、第３バルブ６２、絶縁ホース６３、第２バルブ６１、第１塗料タンク２１、第１バルブ５１、第１供給路５０および塗装ガン１０を通り、この塗装ガン１０から外部に排出される。これにより、第３バルブ６２より下流側が洗浄される。

第２洗浄手段２３６は、まず、カラーチェンジバルブ４０を第２洗浄装置３２に接続しておき、第３バルブ６２の第２接続口６２２、第４接続口６２４を閉鎖して、カラーチェンジバルブ４０、第３バルブ６２の第１接続口６２１、第３接続口６２３を開放する。この状態で、第２洗浄装置３２から洗浄液を吐出させる。
すると、洗浄液は、カラーチェンジバルブ４０、第３供給路７０、第２塗料タンク２２、および第３バルブ６２を通り、この第３バルブ６２の第３接続口６２３から外部に排出される。これにより、第３バルブ６２より上流側が洗浄される。

以上の塗装システム１の動作を以下に説明する。
まず、塗装色を切り替えずに、連続して同色で塗装する場合について、図４のタイミングチャートを参照しながら説明する。

ｔ_１からｔ_２の期間では、制御装置２３の塗布手段２３１により、塗装ガン１０から塗料を噴射してワークに塗料を塗布する。同時に、第２塗料タンク充填手段２３２により、第２塗料タンク２２に塗料を充填する。

ｔ_２では、第１塗料タンク２１内の塗料が全て塗装ガン１０に供給されて、塗装作業が完了する。そこで、第１塗料タンク充填手段２３３により、第２塗料タンク２２から第２供給路６０を通して第１塗料タンク２１に塗料を供給し始める。
ｔ_２からｔ_３の期間では、第２塗料タンク２２から供給された塗料は、第２供給路６０に充填される。

ｔ_３からｔ_４の期間では、第２供給路６０に塗料が充填されたため、第２塗料タンク２２から供給された塗料は、第１塗料タンク２１に充填される。
ｔ_４からｔ_５の期間では、絶縁手段２３４により、第１塗料タンク２１と第２塗料タンク２２とを絶縁する。これにより、第１塗料タンク２１と第２塗料タンク２２との間の電気的接続が断たれる。

次に、塗装色を切り替えて塗装する場合について、図５のタイミングチャートを参照しながら説明する。
ｔ_１からｔ_３の期間では、塗布手段２３１により、塗装ガン１０から塗料を噴射してワークに塗料を塗布する。

同時に、ｔ_１からｔ_２の期間では、第２洗浄手段２３６により、第３バルブ６２より上流側を洗浄する。これにより、カラーチェンジバルブ４０、第３供給路７０、第２塗料タンク２２、および第３バルブ６２が洗浄される。
ｔ_２からｔ_３の期間では、第２塗料タンク充填手段２３２により、第２塗料タンク２２に塗料を充填する。ここで、第２塗料タンク充填手段２３２により、塗布手段２３１で塗装している色とは異なる塗装色の塗料収容タンクを選択し、この塗料収容タンクから第２塗料タンク２２に塗料を充填する。

ｔ_３では、第１塗料タンク２１内の塗料が全て塗装ガン１０に供給されて、塗装作業が完了する。そこで、ｔ_３からｔ_４の期間では、第１洗浄手段２３５により、第３バルブ６２より下流側を洗浄する。これにより、第３バルブ６２、絶縁ホース６３、第２バルブ６１、第１塗料タンク２１、第１バルブ５１、第１供給路５０および塗装ガン１０が洗浄される。

ｔ_４では、第１塗料タンク充填手段２３３により、第２塗料タンク２２から第２供給路６０を通して第１塗料タンク２１に塗料を供給し始める。
ｔ_４からｔ_５の期間では、第２塗料タンク２２から供給された塗料は、第２供給路６０に充填される。
ｔ_５からｔ_６の期間では、第２供給路６０に塗料が充填されたため、第２塗料タンク２２から供給された塗料は、第１塗料タンク２１に充填される。

ｔ_６からｔ_７の期間では、絶縁手段２３４により、第１塗料タンク２１と第２塗料タンク２２とを絶縁する。これにより、第１塗料タンク２１と第２塗料タンク２２との間の電気的接続が断たれる。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）塗料噴射装置に塗料を供給する第１塗料タンクと、この第１塗料タンクに塗料を供給する第２塗料タンクと設けたので、第１塗料タンク内の塗料がなくなると、第２塗料タンクから第１塗料タンクに塗料を一気に押し出して、第１塗料タンクに塗料を充填できる。その結果、塗料噴射装置への塗料の充填時間を短縮でき、高速充填が可能となる。
（２）第２塗料タンク２２のピストン２２２を所定トルクで前進させるとともに、第１塗料タンク２１のピストン２１２を所定速度で後退させることで、第２塗料タンク２２に収容された塗料を第１塗料タンク２１に移動させるので、トルクを監視して塗料の移動を行うことができ、第１塗料タンク２１および第２塗料タンク２２の内圧を一定に維持できる。その結果、塗料が漏れたりエアが混入したりしない。

［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る制御装置の第１塗料タンク充填手段２３３Ａの動作を示す模式図である。

本実施形態では、第１塗料タンク充填手段２３３Ａの動作が、第１実施形態と異なる。
すなわち、第１塗料タンク充填手段２３３Ａは、まず、第２塗料タンク２２に塗料が充填された状態で、カラーチェンジバルブ４０、第３バルブ６２の第３接続口６２３、第４接続口６２４、第２バルブ６１の第２接続口６１２を閉鎖して、第３バルブ６２の第１接続口６２１、第２接続口６２２、第２バルブ６１の第１接続口６１１、第３接続口６１３を開放する。
次に、第２検出部２２４Ａで検出したピストン２１２の位置および速度に基づいて、ピストン２２２のトルクが一定になるように、ピストン２２２を前進させる。同時に、第１検出部２１４Ａで検出したピストン２１２の位置およびトルクに基づいて、ピストン２１２の速度が一定になるように、ピストン２１２を後退させる。
すると、第２塗料タンク２２に収容された塗料は、ピストン２２２に押されて、第２供給路６０を通り第１塗料タンク２１に充填される。

本実施形態によれば、上述した（１）の効果に加え、以下のような効果がある。
（３）第２塗料タンク２２のピストン２２２を所定速度で前進させるとともに、第１塗料タンク２１のピストン２１２を所定トルクで後退させることで、第２塗料タンク２２に収容された塗料を第１塗料タンク２１に移動させるので、トルクを監視して塗料の移動を行うことができ、第１塗料タンク２１および第２塗料タンク２２の内圧を一定に維持できる。その結果、塗料が漏れたりエアが混入したりしない。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。

本発明の第１実施形態に係る塗装システムの概略構成を示す図である。前記実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。前記実施形態に係る制御装置の第１塗料タンク充填手段の動作を示す模式図である。前記実施形態に係る塗装システムで同色を連続して塗装する場合の手順を示すタイミングチャートである。前記実施形態に係る塗装システムで塗装色を切り替えて塗装する場合の手順を示すタイミングチャートである。本発明の第２実施形態に係る制御装置の第１塗料タンク充填手段の動作を示す模式図である。

符号の説明

１塗装システム
１０塗装ガン（塗料噴射装置）
２０塗料供給装置
２１第１塗料タンク
２２第２塗料タンク
２３制御装置
２１１、２２１シリンダ
２１２、２２２ピストン

Claims

塗料を噴射する塗料噴射装置と、当該塗料噴射装置に塗料を供給する塗料供給装置と、を備える塗装システムであって、
前記塗料供給装置は、前記塗料噴射装置に塗料を供給する第１塗料タンクと、
当該第１塗料タンクに接続されて当該第１塗料タンクに塗料を充填する第２塗料タンクと、
前記第１塗料タンクおよび第２塗料タンクを制御する制御装置と、を備え、
前記第１塗料タンクおよび第２塗料タンクは、それぞれ、塗料が収容されるシリンダと、当該シリンダ内部に摺動可能に設けられたピストンと、当該ピストンのトルクを検出する検出部と、を備え、
前記制御装置は、前記第２塗料タンクから前記第１塗料タンクに塗料を充填する場合には、前記第１塗料タンクのピストンを所定の一定速度で後退させるとともに、前記検出部で検出された前記第２塗料タンクのピストンのトルクに基づいて、前記第２塗料タンクのピストンのトルクが所定の一定トルクになるように制御して前記第２塗料タンクのピストンを前進させることで、前記第１塗料タンクの内圧および第２塗料タンクの内圧を一定に維持して、前記第２塗料タンクに収容された塗料を前記第１塗料タンクに移動させることを特徴とする塗装システム。
塗料を噴射する塗料噴射装置と、当該塗料噴射装置に塗料を供給する塗料供給装置と、を備える塗装システムであって、
前記塗料供給装置は、前記塗料噴射装置に塗料を供給する第１塗料タンクと、
当該第１塗料タンクに接続されて当該第１塗料タンクに塗料を充填する第２塗料タンクと、
前記第１塗料タンクおよび第２塗料タンクを制御する制御装置と、を備え、
前記第１塗料タンクおよび第２塗料タンクは、それぞれ、塗料が収容されるシリンダと、当該シリンダ内部に摺動可能に設けられたピストンと、当該ピストンのトルクを検出する検出部と、を備え、
前記制御装置は、前記第２塗料タンクから前記第１塗料タンクに塗料を充填する場合には、前記第２塗料タンクのピストンを所定の一定速度で前進させるとともに、前記検出部で検出された前記第１塗料タンクのピストンのトルクに基づいて、前記第１塗料タンクのピストンのトルクが所定の一定トルクになるように制御して前記第１塗料タンクのピストンを後退させることで、前記第１塗料タンクの内圧および第２塗料タンクの内圧を一定に維持して、前記第２塗料タンクに収容された塗料を前記第１塗料タンクに移動させることを特徴とする塗装システム。