JP6101051B2 - 粉体塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体塗料を被塗装物に吹き付けて塗着させる粉体塗装装置において、塗装ガンからの塗料の吐出量を間接的に検出し、塗装ガンの目詰まり等の異常状態を検出しうるようにした粉体塗装装置に関する。

従来、粉体塗装は、アース接続された被塗装物を塗装ブースまで搬送し、帯電された粉体塗料を被塗装物の表面に塗着するものであり、粉体塗料を塗装ガンから吐出させて行なう粉体塗装は、汎用性が高く、広範囲の被塗装物に広く用いられている（例えば特許文献１、２参照）。

このような塗装ガンを用いた粉体塗装においては、塗装中に塗装ガンに目詰まり等の異常状態が発生することがある。これが発生すると、被塗装物に塗装むらが生じたり、塗装時間が長くなるなどするため、塗装ガンの異常状態を検出する手段を設けることが好ましいが、これまで、塗装ガンの異常を簡単な手段で確実に検出する装置はなかった。

一方、液体塗料を用いた塗装装置においては、塗料霧化手段を回転駆動するモータの回転数を検出することにより、塗装ガンからの塗料の吐出量を監視する装置が案出されている（例えば特許文献３参照）が、このようなモータを使用していない粉体塗装装置には、この監視装置を適用することはできない。

特開２００８−４９２８１号公報 特開２０１２−１４３６６４号公報 特開２０１１−１２５７８７号公報

前述したように、塗装ガンの目詰まり等の異常状態を検出する検出装置を設けていない粉体塗装装置においては、被塗装物に塗装むらが生じると、この塗装むらが生じた被塗装物を補正ブース等まで搬送して、再度粉体塗装しなければならず、工数が増えてコスト高となる。

これを防止するためには、塗装ガンに目詰まりが発生する前に、これを定期的に交換すればよいが、このようにすると、塗装ガンの交換頻度が多くなったり、まだ目詰まりが発生していない使用可能な塗装ガンまで交換したりすることもあるので、コスト高となるとともに、粉体塗装装置の稼働率が低下するという問題が生じる。特に、長尺の被塗装物を、複数の塗装ガンにより塗装する際には、複数の塗装ガンを同時に定期的に交換することとなるので、その交換コストが増大する。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、塗装ガンの目詰まり等の異常状態を検出し、被塗装物に塗装むら等が生じるのを防止しうるようにするとともに、塗装ガンの交換時期を適時に判定して、その交換コストを低減しうるようにした粉体塗装装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の粉体塗装装置は、
粉体塗料供給源から供給された粉体塗料を、圧縮空気源からの圧縮空気と共に複数の塗装ガンから吐出させて、被塗装物を塗装する粉体塗装装置において、
前記粉体塗料供給源には、前記複数の塗装ガンに個別に粉体塗料を供給する粉体塗料供給管が接続され、
各粉体塗料供給管にはインジェクタと、各インジェクタに接続され圧縮空気源からの圧縮空気を塗装ガンに供給する制御弁のアクチュエータと、前記複数の塗装ガン毎に接続された複数の粉体塗料供給管内の粉体塗料の流量を個別に検出する流量検出手段と、が接続されており、
前記各粉体塗料供給管内の粉体塗料の標準流量値が記憶された標準流量記憶手段と、
前記各流量検出手段による流量信号と前記標準流量記憶手段に記憶された標準流量値とを比較演算する比較手段と、
前記比較手段により、前記いずれかの粉体塗料供給管内の粉体塗料の流量が前記標準流量記憶手段に記憶された標準流量値未満であると判断されたとき、それに対応する粉体塗料供給管に接続された塗装ガンの異常信号を出力する出力手段とを備える異常検出装置を更に備え、
前記出力手段は、前記制御弁のアクチュエータに接続され、該出力手段からの異常信号により、これを受けて標準流量値未満であると判断された粉体塗料供給管の前記制御弁の空気量を増大する作動を行うことを特徴としている。
この特徴によれば、いずれかの粉体塗料供給管内の粉体塗料の流量が、標準流量記憶手段に記憶された標準流量値未満となると、出力手段より異常信号が発せられるので、異常の発生した粉体塗料供給管に接続されたいずれかの塗装ガンに目詰まり等の何らかの異常が発生して、粉体塗料の吐出量が少なくなっていることを間接的に知ることができる。従って、この異常信号が発せられたとき、直ちに粉体塗装装置の稼働を停止させれば、被塗装物に塗装むら等が発生するのを防止することができるとともに、塗装むら等の発生した被塗装物をそのまま次工程に搬送される虞もなくなる。また、複数の塗装ガンの交換時期を適時に判定することができるので、まだ十分に使用可能な複数の塗装ガンを定期的に交換する必要はなく、その交換コストを大幅に低減することができるとともに、粉体塗装装置の稼働率を向上させることができる。更に、制御弁のアクチュエータを作動させて、塗装ガンへの粉体塗料の供給量を増大させ、異常の発生した粉体塗料供給管内の粉体塗料の流量が標準流量記憶手段に記憶された標準流量値まで回復した際には、塗装ガンの目詰まり等の異常が解消したと判断することができる。従って、粉体塗装装置をそのまま稼働させることができる。

本発明の粉体塗装装置は、
前記流量検出手段を、粉体塗料供給管を挟んで対向する静電容量センサとし、この静電容量センサにより、粉体塗料供給管内を通過する粉体塗料の密度変化を検出し、これによる静電容量の変化により、粉体塗料供給管内の流量を検出するようにしたことを特徴としている。
この特徴によれば、粉体塗料供給管内の粉体塗料の流量を、外部より間接的に精度よく検出することができる。

本発明の粉体塗装装置は、
前記出力手段を警報装置に接続し、該出力手段からの異常信号により、警報装置を作動させるようにしたことを特徴としている。
この特徴によれば、出力手段の異常信号により、警報ランプや警報ブザー等の警報装置を作動させて、塗装ガンの異常を作業者に迅速に報知することができる。従って、被塗装物に塗装むら等が発生する前に、粉体塗装装置の稼働を速やかに停止させることができる。

本発明の実施例１に係る粉体塗装装置の概略構成図である。 同じく、粉体塗装装置の詳細と、塗装ガンの異常検出装置のブロック図である。 同じく、塗装ガンの異常を検出する手順のフローチャートである。 本発明の実施例２に係る粉体塗装装置の概略構成図である。 同じく、異常検出装置のブロック図である。 同じく、塗装ガンの異常を検出する手順のフローチャートである。

本発明に係る粉体塗装装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

図１及び図２に示すように、この実施例１の粉体塗装装置１は、塗装ラインに設けた塗装ブース２内に、吊り下げ搬送装置３によりアース接続されて搬送されてきた小型の被塗装物４を、１個の塗装ガン５により塗装するものである。

粉体塗装装置１は、樹脂製粉体と顔料等との混練物よりなる粉体塗料６が貯留された粉体塗料容器７と、エアーコンプレッサやエアータンク等の圧縮空気供給源８に、制御弁９を介して接続されたインジェクタ１０と、粉体塗料容器７とインジェクタ１０とに接続された粉体塗料供給管１１と、塗装ガン５の異常を検出する異常検出装置１２とを備えている。

粉体塗料容器７内の粉体塗料６は、インジェクタ１０を圧縮空気が通過する際に吸引され、吸引された粉体塗料６は、供給パイプ１３を介して、圧縮空気と共に塗装ガン５に圧送され、先端のノズルから被塗装物４に向かって吐出される。塗装ガン５からの粉体塗料６の吐出量は、制御弁９の開度を、それに取り付けた電動アクチュエータ１４により調整することにより、インジェクタ１０の空気量を制御することにより、最適に調節しうるようになっている。これにより、被塗装物４に応じた粉体塗料６の吐出量の目標値を設定することができる。

異常検出装置１２は、粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量を検出する流量検出手段としての流量センサ１５と、中央処理装置（ＣＰＵ）１６とを備えている。流量センサ１５は、粉体塗料供給管１１を挟んで対向する静電容量センサであり、この流量センサ１５により、粉体塗装中における粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の密度変化を検出し、これによる静電容量の変化を電気的に流量変換して、粉体塗料供給管１１内の流量を検出するものである。

中央処理装置（ＣＰＵ）１６は、流量センサ１５に接続された増幅器１７と、標準流量記憶手段としての標準流量メモリ１８と、増幅器１７と標準流量メモリ１８とに接続され、流量センサ１５から出力される流量信号と標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値とを比較演算する、比較手段としての比較器１９と、この比較器１９に接続され、比較器１９の判断結果を出力する出力部（回路）２０とを備えている。標準流量メモリ１８には、塗装ガン５により正常な塗装が行われているときの粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の標準流量値が予め記憶されている。

出力部２０は、警報ランプや警報ブザー等の警報装置２１に接続されている。また、２点鎖線で示すように、出力部２０を制御弁９の電動アクチュエータ１４に接続し、出力部２０から発せられる信号により、電動アクチュエータ１４も作動させうるようになっている。

次に、粉体塗装中における塗装ガン５の異常を検出する手順について、図３のフローチャートを参照して説明する。まず、流量センサ１５により、粉体塗料供給管１１内を通過する粉体塗料６の流量を検出する（Ｓ１）。

次いで、流量センサ１５から出力される流量信号と、標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値とを、比較器１９により比較演算し（Ｓ２）、粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量が、標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値未満であると判断されたとき、出力部２０に異常信号を出力する（Ｓ３）。粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量が標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値以上であるときは、ステップＳ１に戻り、引き続き流量センサ１５により流量を検出する。

粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量が標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値未満となったときは、塗装ガン５に目詰まり等の何らかの異常が発生して、粉体塗料の吐出量が少なくなっていることを間接的に知ることができる。従って、出力部２０の異常信号により、警報ランプや警報ブザー等の警報装置２１を作動させ（Ｓ４）、直ちに粉体塗装装置１の稼働を停止させることで、被塗装物４に塗装むら等が発生するのを防止することができる。また、塗装むら等の発生した被塗装物４をそのまま次工程に搬送される虞もなくなる。警報装置２１が作動したときには、塗装ガン５を点検し、目詰まり等の異常が発見された際には、塗装ガン５を交換すればよい。

また、警報装置２１を作動させると同時に、２点鎖線のステップＳ５で示すように、出力部２０の異常信号により、制御弁９の電動アクチュエータ１４を作動させるようにしてもよい。すなわち、電動アクチュエータ１４を、圧縮空気量が増大する方向に作動させて、インジェクタ１０による粉体塗料６の吸引量及び塗装ガン５への粉体塗料６の供給量を増大させる。このときの粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量を、流量センサ１５により検出し、その流量が標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値まで回復した際には、塗装ガン５の目詰まり等の異常が解消したと判断することができるので、粉体塗装装置１をそのまま稼働させることができる。また、粉体塗料６の供給量を増大させても、引き続き異常信号が発せられている場合には、粉体塗装装置１の稼働を停止させて、塗装ガン５を点検すればよい。

次に、実施例２に係る粉体塗装装置１を、図４〜図６を参照して説明する。なお、前記実施例１と同様の部材には、同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明を省略する。図４の概略構成図に示すように、この実施例の粉体塗装装置１は、塗装ラインに設けた塗装ブース２内に搬送されてきた長尺の被塗装物４を、上下複数個（本実施例では５個）の塗装ガン５により塗装するものである。

粉体塗料容器７には、各塗装ガン５に個別に粉体塗料を供給する５本の粉体塗料供給管１１が接続され、各粉体塗料供給管１１には、インジェクタ１０が連結されている。各インジェクタ１０は、電動アクチュエータ１４付きの制御弁９を介して、圧縮空気供給源８からの圧縮空気を貯留するサージタンク２２に接続されている。

各粉体塗料供給管１１には、静電容量式の第１〜第５流量センサ１５がそれぞれ取り付けられ、第１〜第５流量センサ１５は、図５のブロック図に示すように、異常検出装置１２における中央処理装置１６の比較器１９に、増幅器１７を介して接続されている。比較器１９には、標準流量メモリ１８が接続され、また、比較器１９からの信号は出力部２０に入力されるようになっている。

出力部２０は、前記実施例１と同様に、警報装置２１に接続されるとともに、２点鎖線で示すように、制御弁９の電動アクチュエータ１４にも接続されている。標準流量メモリ１８には、第１〜第５塗装ガンにより正常な塗装が行われているときにおける各粉体塗料供給管１１毎の粉体塗料の標準流量値が予め記憶されている。

次に、粉体塗装中における各塗装ガン５の異常を検出する手順について、図６のフローチャートを参照して説明する。まず、第１〜第５流量センサ１５により、各粉体塗料供給管１１内を通過する粉体塗料６の流量を検出する（Ｓ１）。

次いで、第１〜第５流量センサ１５から出力される流量信号と、標準流量メモリ１８に記憶されている各粉体塗料供給管１１毎の標準流量値とを、比較器１９により比較演算し（Ｓ２）、いずれかの粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量が、標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値未満であると判断されたとき、出力部２０に異常信号を出力する（Ｓ３）。各粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量が標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値以上であるときは、ステップＳ１に戻り、引き続き流量センサ１５により流量を検出する。

いずれかの粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量が、標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値未満となったときは、それに対応する粉体塗料供給管１１に接続されたいずれかの塗装ガン５に目詰まり等の何らかの異常が発生して、粉体塗料の吐出量が少なくなっていることを間接的に知ることができる。従って、前記実施例１と同様に、出力部２０の異常信号により、警報ランプや警報ブザー等の警報装置２１を作動させ（Ｓ４）、直ちに粉体塗装装置１の稼働を停止させることで、被塗装物４に塗装むら等が発生するのを防止しうるとともに、塗装むら等の発生した被塗装物４をそのまま次工程に搬送される虞がなくなる。警報装置２１が作動したときには、異常が発生した粉体塗料供給管１１に接続されている塗装ガン５を点検し、目詰まり等の異常が発見された際にはこれを交換すればよい。

また、前記実施例１と同様に、２点鎖線のステップＳ５において、出力部２０の異常信号により、異常が発生した粉体塗料供給管１１に接続されている制御弁９の電動アクチュエータ１４を、圧縮空気量が増大する方向に作動させ、異常の発生した塗装ガン５への粉体塗料６の供給量を増大させるようにしてもよい。異常の発生した塗装ガン５への粉体塗料６の供給量を増大させた結果、それに対応する粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量が、標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値まで回復したことが検出されたときは、塗装ガン５の目詰まり等の異常が解消したと判断することができるので、粉体塗装装置１をそのまま稼働させることができる。

以上説明したように、前記実施例１及び実施例２の粉体塗装装置１においては、異常検出装置１２を設けて、塗装ガン５の目詰まり等の異常を間接的に検出するようにしたことにより、被塗装物４に塗装むら等が発生するのを防止しうるとともに、塗装むら等の発生した被塗装物４をそのまま次工程に搬送される虞がなくなる。

また、塗装ガン５の交換時期を適時に判定することができるので、まだ十分に使用可能な塗装ガン５を定期的に交換する必要はなく、従って、塗装ガン５の交換頻度を少なくして、その交換コストを低減することができるとともに、粉体塗装装置の稼働率を向上させることができる。特に、前記実施例２のように、複数の塗装ガン５を有する粉体塗装装置においては、塗装ガン５の交換コストを大幅に削減することができる。さらに、粉体塗装装置１の稼働時間と、塗装ガン５の目詰まり等の発生頻度等との関係を調査することにより、塗装ガン５の交換時期の目安や寿命等を知ることもできる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内における変形や追加があっても、本発明に含まれる。

例えば、標準流量メモリ１８に記憶された標準流量値に、所定の上限値と下限値との間の許容範囲を設定し、粉体塗料供給管１１内の粉体塗料の流量が、当該許容範囲内であるときは、異常信号を発せず、許容範囲を超えたときのみ、異常信号を発するようにしてもよい。

また、図２及び図５の２点鎖線で示すように、比較器１９と出力部２０との間に、異常が発生している時間を計時するタイマー２３を介在させ、塗装ガン５の異常が一定時間継続して発生しているときに、異常信号を発するようにすることもできる。

１ 粉体塗装装置
２ 塗装ブース
３ 吊り下げ搬送装置
４ 被塗装物
５ 塗装ガン
６ 粉体塗料
７ 粉体塗料容器（粉体塗料供給源）
８ 圧縮空気供給源
９ 制御弁
１０ インジェクタ
１１ 粉体塗料供給管
１２ 異常検出装置
１３ 供給パイプ
１４ 電動アクチュエータ
１５ 流量センサ（流量検出手段）
１６ 中央処理装置
１７ 増幅器
１８ 標準流量メモリ（標準流量記憶手段）
１９ 比較器（比較手段）
２０ 出力部（出力手段）
２１ 警報装置
２２ サージタンク
２３ タイマー

Claims (3)

1. 粉体塗料供給源から供給された粉体塗料を、圧縮空気源からの圧縮空気と共に複数の塗装ガンから吐出させて、被塗装物を塗装する粉体塗装装置において、
   前記粉体塗料供給源には、前記複数の塗装ガンに個別に粉体塗料を供給する粉体塗料供給管が接続され、
   各粉体塗料供給管にはインジェクタと、各インジェクタに接続され圧縮空気源からの圧縮空気を塗装ガンに供給する制御弁のアクチュエータと、前記複数の塗装ガン毎に接続された複数の粉体塗料供給管内の粉体塗料の流量を個別に検出する流量検出手段と、が接続されており、
   前記各粉体塗料供給管内の粉体塗料の標準流量値が記憶された標準流量記憶手段と、
   前記各流量検出手段による流量信号と前記標準流量記憶手段に記憶された標準流量値とを比較演算する比較手段と、
   前記比較手段により、前記いずれかの粉体塗料供給管内の粉体塗料の流量が前記標準流量記憶手段に記憶された標準流量値未満であると判断されたとき、それに対応する粉体塗料供給管に接続された塗装ガンの異常信号を出力する出力手段とを備える異常検出装置を更に備え、
   前記出力手段は、前記制御弁のアクチュエータに接続され、該出力手段からの異常信号により、これを受けて標準流量値未満であると判断された粉体塗料供給管の前記制御弁の空気量を増大する作動を行うことを特徴とする粉体塗装装置。
2. 前記流量検出手段を、粉体塗料供給管を挟んで対向する静電容量センサとし、この静電容量センサにより、粉体塗料供給管内を通過する粉体塗料の密度変化を検出し、これによる静電容量の変化により、粉体塗料供給管内の流量を検出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の粉体塗装装置。
3. 前記出力手段を警報装置に接続し、該出力手段からの異常信号により、警報装置を作動させるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の粉体塗装装置。

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