JP5827092B2 - 塗装システム - Google Patents

Description

本発明は、塗装システム、詳しくは、自動車を構成する部材を塗装する塗装システムに関する。

従来、自動車のボディを塗装する工程では、塗装ロボットによって、ボディの外側部分を全体的に塗装する機械塗装工程と、作業者の手作業によって、塗装ロボットがアクセス困難な部分（例えば、車室内など）を塗装するハンド塗装工程とが実施されている。

ハンド塗装工程では、ボディに塗布すべき色を指示する色指示手段からの指示に基づいて、作業者が、ボディに塗布すべき色のハンドガン（噴霧器）を選択し、ボディに塗装している。このとき、作業者が、色指示手段からの指示を誤認して誤った色のハンドガンを操作する場合がある。

そこで、ハンド塗装工程に用いられる塗装装置として、例えば、各ハンドガンにそれぞれ指定塗料を供給する複数の塗料配管と、各塗料配管に設けられるオン・オフバルブとを備え、手吹き塗装ゾーンに被塗物が到来すると、被塗物の塗色に適合した指定塗料に対応するハンドガンの掛止位置を表示する表示灯が点灯されるとともに、被塗物の塗色に適合した指定塗料に対応するオン・オフバルブのみが開放される手吹き塗装装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

特開平１１−９０２８３号公報

しかるに、上記した特許文献１に記載の手吹き塗装装置では、すべてのオン・オフバルブは常時閉鎖されており、手吹き塗装ゾーンに被塗物が到来したときに、被塗物の塗色に適合する指定塗料に対応するオン・オフバルブのみが開放される。同様にすべての表示灯は常時消灯されており、被塗物の塗色に適合する指定塗料に対応する表示灯のみが点灯される。

つまり、各オン・オフバルブや各表示灯の動作頻度が、作業者が誤った色のハンドガンを操作するか否かに関係なく、被塗物を塗装する回数に対応している。

そのため、各オン・オフバルブや各表示灯の動作頻度が高くなり、それらの故障頻度も、それらの動作頻度に比例して高くなる。

そこで、本発明の目的は、作業者が塗装目的の色と異なる色の噴霧装置を操作した場合に、操作した噴霧装置による塗料の噴霧を停止させることができるとともに、故障を抑制することができる塗装システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、互いに異なる複数の色の塗料を選択的に被塗物に塗装するための塗装システムであって、前記複数の色ごとに設けられ、作業者が操作することにより対応する色の塗料を噴霧する複数の噴霧装置と、各前記噴霧装置に対して対応する色の塗料を供給する塗料供給装置と、各前記噴霧装置に対して塗料を噴霧するための加圧エアを供給するエア供給装置と、前記被塗物に対する塗装目的の色の情報に基づいて、前記塗料供給装置および前記エア供給装置の供給動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記塗装目的の色の情報と、作業者が操作する前記噴霧装置に対応する色の情報とが一致しない場合に、前記塗料供給装置および／または前記エア供給装置の供給動作を停止させることを特徴としている。

本発明によれば、制御装置は、塗装目的の色の情報と、作業者が操作する噴霧装置に対応する色の情報とが一致しない場合に、塗料供給装置および／またはエア供給装置の供給動作を停止させる。

つまり、作業者が、塗装目的の色と異なる噴霧装置を操作した場合にのみ、塗料供給装置および／またはエア供給装置の供給動作を停止させることができる。

そのため、塗料供給装置および／またはエア供給装置の供給停止動作の頻度を低減することができる。

その結果、塗料供給装置および／またはエア供給装置の故障を抑制することができ、ひいては、塗装システムの故障を抑制することができる。

図１は、本発明の塗装システムの一例としてのハンド塗装装置が使用される塗装ブースの概略構成図である。 図２は、図１に示すハンド塗装装置の概略構成図である。 図３は、図２に示す制御部におけるインターロックバルブ閉鎖制御のフローチャートである。

１．塗装ブース
図１は、本発明のハンド塗装装置が使用される塗装ブースの概略構成図である。

車体の塗装では、例えば、電着塗装された被塗物の一例としての車体１に対して、複数回の塗装工程（下塗塗装工程、中塗塗装工程、上塗塗装工程など）が順次実施される。

塗装工程は、図１に示すように、塗装ライン２上において、一方（図１紙面左側）から他方（図１紙面右側）へ車体１を搬送しながら、流れ作業により実施される。

塗装ライン２は、コンベヤ３と、塗装ブース４とを備えている。

コンベヤ３は、一方および他方に延び、その上に、車体１が１台ずつ間隔を隔てて載置されている。コンベヤ３は、一方から他方へ車体１を搬送する。

塗装ブース４は、コンベヤ３を跨ぐように、塗装ライン２の途中に設けられている。塗装ブース４には、センサ５と、メイン制御部６と、本発明の塗装システムの一例としてのハンド塗装装置７と、塗装ロボット８と、表示盤９とが設けられている。

センサ５は、塗装ブース４の入口において、コンベヤ３の近傍に設けられており、車体１に取り付けられるＩＤタグ１０が有する情報を読み取る。ＩＤタグ１０には、車体１の識別番号（ＩＤ番号）が記録されている。センサ５は、メイン制御部６に、読み取ったＩＤ番号を送信する。

メイン制御部６には、ＩＤ番号に対応した車体の色情報が記憶されている。メイン制御部６は、受信したＩＤ番号に基づいて、対応する色情報を、ハンド塗装装置７、塗装ロボット８および表示盤９に送信する。

ハンド塗装装置７と塗装ロボット８とは、塗装ブース４内において、コンベヤ３の近傍に設けられ、コンベヤ３の搬送方向において、上流側にハンド塗装装置７が配置され、下流側に塗装ロボット８が配置されている。

表示盤９は、塗装ブース４の外側において、塗装ブース４内からガラス窓（図示せず）を介して視認できるように、ハンド塗装装置７や塗装ロボット８よりも高い位置に取り付けられている。表示盤９は、メイン制御部６からの色情報に基づいて、車体１の塗装目的の色の名称を、文字で表示する。

塗装ブース４では、まず、作業者が、表示盤９の表示を確認して、ハンド塗装装置７で車体１の内部など、塗装ロボット８がアクセス困難な部位を塗装し、その後、塗装ロボット８が、メイン制御部６から送信された色情報に基づいて、車体１を全体的に塗装する。
２．ハンド塗装装置
図２は、図１に示すハンド塗装装置の概略構成図である。

ハンド塗装装置７は、装置本体１１と、各色に対応する複数（４つ）の噴霧装置の一例としてのスプレーガン１２とを備えている。

装置本体１１は、エア供給装置の一例としての加圧エア供給部１３と、塗料供給装置の一例としての塗料供給部１４と、制御装置の一例としての制御部１５とを備えている。

加圧エア供給部１３は、エアコンプレッサ１６とエア供給ライン１７とを備えている。

エアコンプレッサ１６は、エア供給ライン１７を介して、スプレーガン１２に加圧エアを供給する。

エア供給ライン１７は、スプレーガン１２にエアコンプレッサ１６からの加圧エアを供給するための金属製の配管である。エア供給ライン１７の供給方向上流側端部は、エアコンプレッサ１６に接続されている。また、エア供給ライン１７は、各スプレーガン１２に対応して４つに分岐されている。エア供給ライン１７の分岐された供給方向下流側端部は、それぞれ、樹脂製のフレキシブルチューブ２１を介して、対応するスプレーガン１２のエア通路３５（後述）の供給方向上流側端部に接続されている。また、エア供給ライン１７の分岐された各供給方向下流側端部には、その途中において、エア側インターロックバルブ２０が１つずつ設けられている。

エア側インターロックバルブ２０は、エア供給ライン１７を開放する開位置と、エア供給ライン１７を閉鎖する閉位置とに切り替えられる。エア側インターロックバルブ２０は、常には、開位置に配置されている。

塗料供給部１４は、各色に対応する複数（４つ）の塗料タンク１８と、各色に対応する複数（４つ）の塗料供給ライン１９とを備えている。

各塗料タンク１８には、互いに異なる色の塗料が貯留されている。塗料タンク１８内の塗料は、ポンプ（図示せず）により、対応する塗料供給ライン１９へ供給される。

各塗料供給ライン１９は、スプレーガン１２に対応する色の塗料を供給するための金属製の配管である。塗料供給ライン１９の供給方向上流側端部は、対応する色の塗料タンク１８に接続されている。また、塗料供給ライン１９の供給方向下流側端部は、樹脂製のフレキシブルチューブ２２を介して、対応する色のスプレーガン１２の塗料通路３６（後述）の供給方向上流側端部に接続されている。また、塗料供給ライン１９の供給方向下流側端部には、塗料側インターロックバルブ２３が１つずつ設けられている。

塗料側インターロックバルブ２３は、塗料供給ライン１９を開放する開位置と、塗料供給ライン１９を閉鎖する閉位置とに切り替えられる。塗料側インターロックバルブ２３は、常には、開位置に配置されている。

制御部１５は、ＣＰＵ２４を備えており、メイン制御部６、各エア側インターロックバルブ２０および各塗料側インターロックバルブ２３に電気的に接続されている。制御部１５は、メイン制御部６からの色情報に基づいて、各エア側インターロックバルブ２０および各塗料側インターロックバルブ２３の開閉動作を制御する。

各スプレーガン１２は、ガン本体３１と、グリップ３２と、トリガ３３を一体的に備えている。

ガン本体３１は、所定方向に延びる略筒形状に形成され、その一端部において、噴霧ノズル３４を有している。噴霧ノズル３４には、塗料を吐出する塗料吐出口３８と、加圧エアを吐出するエア吐出口３７とが形成されている。なお、エア吐出口３７は、複数形成され、塗料吐出口３８の周囲に近接配置されている。

また、ガン本体３１には、塗料を塗料吐出口３８へ案内する塗料通路３６と、加圧エアをエア吐出口３７へ案内するエア通路３５とが形成されている。

塗料通路３６は、ガン本体３１の所定方向一端部に形成されている。塗料通路３６の案内方向上流側端部は、フレキシブルチューブ２１を介して、塗料供給ライン１９の供給方向下流側端部に接続されている。塗料通路３６の案内方向下流側端部は、塗料吐出口３８に連通されている。また、塗料通路３６には、塗料開閉弁４０が設けられている。

塗料開閉弁４０は、塗料通路３６の途中において、トリガ３３の揺動に連動可能に設けられている。塗料開閉弁４０は、トリガ３３の噴霧位置（後述）への揺動に連動してエア通路３５を開放する開位置と、トリガ３３の噴霧停止位置（後述）への揺動に連動して塗料通路３６を閉鎖する閉位置とに切り替えられる。

エア通路３５は、グリップ３２およびガン本体３１に形成されている。エア通路３５の案内方向上流側端部は、フレキシブルチューブ２１を介して、エア供給ライン１７の供給方向下流側端部に接続されている。エア通路３５の案内方向下流側端部は、エア吐出口３７に連通されている。また、エア通路３５には、エア開閉弁３９が設けられている。

エア開閉弁３９は、エア通路３５の途中において、トリガ３３の近傍に配置され、塗料開閉弁４０の開閉動作に連動可能に設けられている。エア開閉弁３９は、塗料開閉弁４０の開動作に連動してエア通路３５を開放する開位置と、塗料開閉弁４０の閉動作に連動してエア通路３５を閉鎖する閉位置とに切り替えられる。

グリップ３２は、ガン本体３１の所定方向他端部に連続して設けられている。

トリガ３３は、グリップ３２の所定方向一方側において、その遊端部がグリップ３２に対して、近接または離間するように、その基端部においてガン本体３１に揺動可能に支持されている。そして、トリガ３３は、その遊端部がグリップ３２に近接される噴霧位置と、その遊端部がグリップ３２から離間される噴霧停止位置とに、その基端部を支点として揺動される。

なお、トリガ３３は、ばねなどの付勢部材（図示せず）の付勢力により、常には、噴霧停止位置に配置されている。また、トリガ３３は、噴霧停止位置から噴霧位置へ揺動され始めてから、塗料開閉弁４０と連動されるまでの間に、遊びを有している。そして、トリガ３３の基端部には、メカニカルスイッチなどの公知のセンサ（図示せず）が設けられている。センサ（図示せず）は、制御部１５に電気的に接続され、例えば、トリガ３３が噴霧停止位置に配置されているときに、オン信号を発信するように構成されている。

そして、トリガ３３が噴霧停止位置から噴霧位置へ揺動されると、トリガ３３が塗料開閉弁４０と連動されるまで（すなわち、遊びの分、揺動される間）に、センサ（図示せず）からのオン信号が解除（すなわち、オフ）される。

なお、各スプレーガン１２は、それぞれ、装置本体１１の近傍に配置されるラック４３に、ホルダ４１を介して着脱可能に係止されている。

また、ハンド塗装装置７は、各エア側インターロックバルブ２０および各塗料側インターロックバルブ２３が閉位置に配置されたときに点灯される警告灯４２を備えている。

警告灯４２は、装置本体１１の制御部１５に電気的に接続されている。
３．ハンド塗装装置による塗装作業
図３は、図２に示す制御部におけるインターロックバルブ閉鎖制御のフローチャートである。

ハンド塗装装置７で車体１を塗装するには、作業者が、表示盤９の表示に基づいて、スプレーガン１２を用いてスプレー塗装する。

例えば、車体１にレッドの塗料を塗装する場合を説明する。

図１に示すように、塗装ブース４にレッドに塗装される予定の車体１が搬送されてくると、まず、塗装ブース４の入口において、センサ５によって車体１のＩＤ番号が読み取られ、そのＩＤ番号がセンサ５からメイン制御部６に送信される。

すると、上記したように、メイン制御部６から、ＩＤ番号に基づいて、車体１の塗装目的の色情報（すなわち、レッド）が、ハンド塗装装置７、および、塗装ロボット８に送信され、表示盤９にレッドの文字が表示される。このとき、色情報は、制御部１５の図示しないＲＡＭなどに一時的に保存される（Ｓ１、図３参照）。

そして、車体１がハンド塗装装置７の近傍まで搬送されてくると、図２に示すように、作業者は、まず、表示盤９の表示を視認し、レッドのスプレーガン１２を、ハンド塗装装置７のラック４３から取り外す。

そして、作業者は、スプレーガン１２のグリップ３２を握って、噴霧ノズル３４を車体１に向け、指でトリガ３３を噴霧停止位置から噴霧位置へ移動させる。

すると、塗料開閉弁４０が開位置へ移動される前に、レッドのスプレーガン１２において、トリガ３３のセンサ（図示せず）からのオン信号が解除される。

センサ（図示せず）からのオン信号が解除されると、図３に示すように、制御部１５のＣＰＵ２４は、まず、レッドのスプレーガン１２が操作されていると判断する（Ｓ２）。

次いで、ＣＰＵ２４は、制御部１５に一時保存されている色情報（レッド）と、操作されているスプレーガン１２の色（レッド）とが一致しているか判断する（Ｓ３）。

そして、制御部１５は、一時保存されている色情報（レッド）と、操作されているスプレーガン１２の色（レッド）とが一致していれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、各エア側インターロックバルブ２０および各塗料側インターロックバルブ２３を作動させずに、開位置に維持させる（Ｓ４）。

その後、図２に示すように、作業者が、トリガ３３を噴霧位置へ移動させると、塗料開閉弁４０とエア開閉弁３９とが、両方、開位置に配置される。

すると、塗料供給ライン１９および塗料通路３６を介して、レッドの塗料が塗料吐出口３８から吐出されるとともに、エア供給ライン１７およびエア通路３５を介して、加圧エアがエア吐出口３７から吐出される。

これにより、レッドの塗料が、加圧エアと混合されて、噴霧ノズル３４から噴霧される。

一方、作業者が表示盤９の表示を誤認した場合など、操作するスプレーガン１２を誤ると、例えば、作業者が、塗装目的の色情報（レッド）と異なる色（例えば、オレンジ色）のスプレーガン１２を操作する場合がある。

すると、塗料開閉弁４０が開位置へ移動される前に、オレンジ色のスプレーガン１２において、トリガ３３のセンサ（図示せず）からのオン信号が解除される。

すると、図３に示すように、制御部１５のＣＰＵ２４は、まず、オレンジ色のスプレーガン１２が操作されていると判断する（Ｓ２）。

次いで、ＣＰＵ２４は、制御部１５に一時保存されている色情報（レッド）と、操作されているスプレーガン１２の色（オレンジ色）とが一致しているか判断する（Ｓ３）。

そして、制御部１５は、一時保存されている色情報（レッド）と、操作されているスプレーガン１２の色（オレンジ色）とが一致していなければ（Ｓ３：ＮＯ）、オレンジ色に対応するエア側インターロックバルブ２０および塗料側インターロックバルブ２３を作動させて、閉位置に移動させる（Ｓ５）。

これにより、オレンジ色に対応するエア供給ライン１７および塗料供給ライン１９が閉鎖される。

すると、作業者が、トリガ３３を噴霧位置へ移動させても、オレンジ色の塗料が塗料吐出口３８から吐出されない。

また、制御部１５は、オレンジ色のエア側インターロックバルブ２０および塗料側インターロックバルブ２３を作動させると同時に、警告灯４２を点灯させて、作業者に、車体１の塗装目的の色（レッド）と異なる色（オレンジ色）のスプレーガン１２を操作していることを通知する（Ｓ６）。
４．作用効果
このハンド塗装装置７によれば、図２および図３に示すように、制御部１５は、塗装目的の色の情報と、作業者が操作するスプレーガン１２に対応する色の情報とが一致しない場合（Ｓ３：ＮＯ、図３参照））に、エア側インターロックバルブ２０および塗料側インターロックバルブ２３を閉位置に移動させて、塗料供給部１４および加圧エア供給部１３の供給動作を停止させる。

そのため、作業者が、塗装目的の色と異なるスプレーガン１２を操作した場合に、操作したスプレーガン１２による塗料の噴霧を停止させることができる。

つまり、作業者が、塗装目的の色と異なるスプレーガン１２を操作した場合にのみ、エア側インターロックバルブ２０および塗料側インターロックバルブ２３を作動させることができる。

そのため、エア側インターロックバルブ２０および塗料側インターロックバルブ２３の開閉動作の頻度を低減することができる。

その結果、塗料供給部１４および加圧エア供給部１３の故障を抑制することができ、ひいては、ハンド塗装装置７の故障を抑制することができる。
５．変形例
上記した実施形態では、作業者が塗装目的の色と異なるスプレーガン１２を操作した場合に、制御部１５は、エア側インターロックバルブ２０および塗料側インターロックバルブ２３を、両方、閉位置へ移動させたが、例えば、塗料側インターロックバルブ２３のみを閉位置へ移動させてもよく、エア側インターロックバルブ２０のみを閉位置へ移動させてもよい。好ましくは、制御部１５は、少なくとも、塗料側インターロックバルブ２３を閉位置へ移動させる。

また、上記した実施形態では、スプレーガン１２の塗料開閉弁４０およびエア開閉弁３９を、トリガ３３の揺動に直接連動させている。しかし、トリガ３３と、塗料開閉弁４０およびエア開閉弁３９とを連動させる構成は、特に限定されず、例えば、塗料開閉弁４０およびエア開閉弁３９を、制御部１５を介して連動されるように構成することもできる。

詳しくは、塗料開閉弁４０およびエア開閉弁３９を、例えば、電磁弁などの電気的駆動弁から構成する。塗料開閉弁４０およびエア開閉弁３９は、制御部１５に電気的に接続される。

制御部１５は、トリガ３３のセンサ（図示せず）からオン信号が発信されているときに、塗料開閉弁４０およびエア開閉弁３９を閉動作させ、トリガ３３のセンサ（図示せず）からのオン信号が解除されたときに、塗料開閉弁４０およびエア開閉弁３９を開動作させる。

この場合には、制御部１５は、一時保存されている色情報と、操作されているスプレーガン１２の色とが一致しないときに、操作されているスプレーガン１２の塗料開閉弁４０およびエア開閉弁３９を、トリガ３３のセンサ（図示せず）からのオン信号の解除にかかわらず、閉位置に保持（開動作させない）させてもよい。なお、この場合、ハンド塗装装置７は、エア側インターロックバルブ２０および塗料側インターロックバルブ２３を備えていなくてもよい。

また、上記した実施形態では、トリガ３３にメカニカルスイッチなどのセンサ（図示せず）を設け、作業者がトリガ３３を操作したときに、ＣＰＵ２４において、制御部１５に一時保存されている色情報と、操作されているスプレーガン１２の色とが一致しているか判断している（Ｓ３）。

しかし、作業者によるスプレーガン１２の操作を検知することができれば、センサ（図示せず）を設ける場所は特に限定されない。

例えば、スプレーガン１２を係止するホルダ４１に、センサ（図示せず）を設け、作業者が、塗装目的の色と異なるスプレーガン１２をホルダ４１から取り外したときに、ＣＰＵ２４において、塗装目的の色と、操作されているスプレーガン１２の色とが一致しているか判断してもよい。

１ 車体
７ ハンド塗装装置
１２ スプレーガン
１３ 加圧エア供給部
１４ 塗料供給部
１５ 制御部

Claims (1)

1. 互いに異なる複数の色の塗料を選択的に被塗物に塗装するための塗装システムであって、
   前記複数の色ごとに設けられ、作業者が操作することにより対応する色の塗料を噴霧する複数の噴霧装置と、
   各前記噴霧装置に対して対応する色の塗料を供給する塗料供給装置と、
   各前記噴霧装置に対して塗料を噴霧するための加圧エアを供給するエア供給装置と、
   前記被塗物に対する塗装目的の色の情報に基づいて、前記塗料供給装置および前記エア供給装置の供給動作を制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、前記塗装目的の色の情報と、作業者が操作する前記噴霧装置に対応する色の情報とが一致しない場合に、作業者が操作する前記噴霧装置に対する、前記塗料供給装置および／または前記エア供給装置の供給動作のみを停止させることを特徴とする、塗装システム。

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