JP6277516B2

JP6277516B2 - 塗装ライン

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Publication number: JP6277516B2
Application number: JP2014017747A
Authority: JP
Inventors: 且資上原; 紘平坂本; 朋己和気; 泰士潟山; 真洋多田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2034-01-31
Also published as: JP2015144979A

Description

本発明は被塗装物や部品等の被塗装物を連続して塗装する塗装ラインに関するものである。

被塗装物を連続して塗装するには、被塗装物を洗浄し、洗浄液を乾燥した後、塗装を行い、乾燥炉中で乾燥させる。これらの作業はコンベア等で被塗装物を搬送しながら行われるため塗装ライン、塗装システム等と呼ばれる。塗装は被塗装物の外見に訴求性を持たせると共に、耐久性を付与する機能を持つようになってきている。つまり被塗装物の塗装のバリエーションが多くなってきた。これに従い、塗装や乾燥の条件もバリエーションが増え、１つの塗装ラインでは全ての被塗装物の塗装を行うことは困難になってきた。

多くの塗装条件での塗装を行うには、塗装条件に応じた塗装ラインを１つずつ設置すればよい。しかし、規模が大きくなるうえに、不経済的である。そこで、１つの塗装ラインで複数の塗装条件に対応できる塗装ラインが提案されている。

特許文献１では、複数の塗装ラインが並列に設けられ、塗装ライン毎に予備乾燥炉を設け、本乾燥炉は共通の１本を備える塗装装置が開示されている。これは、塗装ラインにおいて、最も大規模になる乾燥炉の数を増やすことなく複数の塗装条件を実現しようとする技術思想である。つまり、それぞれの塗装条件に応じた予備乾燥炉で、溶剤などの揮発は全て終わらせておき、最も規模が大きくなる本乾燥炉は１本だけ設けることで、全体の設備を小さくする。

また、特許文献２には、どの被塗装物が塗装ライン中のどこにいるのかを把握するため、被塗装物に識別コードを付与する技術が開示されている。

特開平４−２２７８８５号公報（特許第３１４４５６６号）特開平４−１２２４６８号公報（特許第２７５２２４１号）

塗料を塗布した後、乾燥を行う時間は、塗膜の厚さに関わり、被塗装物によって異なる。特に、少量多品種の生産をできるだけ省スペースで行うためには、１つのラインで、複数の乾燥時間を効率よく実施できる塗装ラインが必要となる。特に、乾燥温度は一定であるものの、塗装条件によって乾燥時間が異なる被塗装物に対しては、乾燥炉中での停留時間を管理しなければならない。

しかし、被塗装物の乾燥炉中での停留時間を変化させる際に移動のためのコンベア自体を停止させたのでは、塗装ライン全体の効率（例えば被塗装物の搬送間隔時間）が低下する。

本発明は、上記課題に鑑みて想到されたもので、複数の異なる時間の乾燥処理を行うことができる塗装ラインを提供するものである。

より具体的に本発明に係る塗装ラインは、
被塗装物を保持するパレットを主搬送手段に取り込む入口部と、
前記被塗装物を塗装する塗装ブースと、
複数の副搬送手段と、パレットの有無を検知する複数の検知器と、前記パレットの移動を止める複数のストッパを有し、塗装された被塗装物を所定時間乾燥させる乾燥炉と、
前記パレットを主搬送手段から副搬送手段に振り分ける振分機と、
少なくとも前記被塗装物を保持する前記パレットの投入順と、前記パレット毎の乾燥時間を記録し乾燥時間が短い順に並べた表データを記憶したメモリと、
前記表データに基づいて前記被塗装物を保持する前記パレットは前記乾燥炉での乾燥時間の短い物順に順次前記入口部へ投入され、
前記検知器およびストッパと接続され、前記表データに基づいて前記ストッパの動きを制御する制御器を有し、
前記複数のストッパのうち最後段のストッパは、前記パレットを、前記パレット毎に定められた乾燥時間になるまで前記乾燥炉中に停留させ、
前記複数のストッパのうち前記最後段のストッパ以外のストッパは、
直後段のストッパが前記パレットを停留させている時は、前記直後段のストッパに次の前記パレットが向かわないように停留させ、
前記直後段のストッパが前記パレットを停留させていない時は、前記直後段のストッパに前記パレットを送るように制御されることを特徴とする。

本発明に係る塗装ラインは、乾燥炉中で被塗装物を搬送するパレットの移動を停止させるので、パレットの識別部から認識される被塗装物の乾燥時間を乾燥炉中で確保することができる。したがって、乾燥時間が異なる多品種の被塗装物を１つのラインで効率よく生産することができる。

また、パレットが停止している間も乾燥炉中の副コンベアは稼働しているので、ストッパで停止させられていないパレットは、副コンベアに伴って移動する。したがって、パレットが停止する毎に副コンベアが停止することがないので、被塗装物の全体の流れは止まることが無い。

本発明の塗装ラインの構成を示す図である。パレットの構成を示す図である。検知器とストッパの構成を示す図である。乾燥炉の構成を示す図である。表データＰＤを説明する図である。入口部での処理を示すフローである。振分機での処理を示すフローである。出口部での処理を示すフローである。乾燥炉内でのフローを示す図である。乾燥炉内での状態遷移を示す図である。乾燥時間が変わる境目で出口部では送り間隔が長くなる様子を示す図である。乾燥炉内で最大乾燥時間が得られる様子を示す状態遷移を示す図である。乾燥時間が長いものから短いものへ移る時の乾燥炉内での状態遷移を示す図である。待機ラインから投入された被塗装物が出口部で送り出される関係を示す図である。乾燥時間が長いものから短いものに並んだ部分のある表データＰＤを示す図である。乾燥時間が異なる被塗装物が２つ毎に記録された表データＰＤを示す図である。

以下に図面を参照しながら本発明に係る塗装ラインを説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明は以下の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施形態は改変することができる。

図１に本発明に係る塗装ラインの構成を示す。本発明の塗装ライン１は、被塗装物９の待機ライン８と、入口部１０、洗浄ブース１２、乾燥ブース１４、塗装ブース１６、振分機２０、乾燥炉２２、冷却ブース２４、出口部２６、２８、主コンベア３０および制御器５０を含む。

待機ライン８は、被塗装物９を保持するパレット６０（図２で説明）が順番に並べられた待ち行列である。被塗装物９は、この順番に塗装ライン１に取り込まれる。したがって塗装ライン１を稼動させる前に待機ライン８は形成される必要がある。なお、被塗装物９とパレット６０との対応付けは、図５で説明する表データＰＤに予め記録される。また、乾燥時間が同じ被塗装物９は、同じパレット６０に保持してもよい。

入口部１０は、待機ライン８から被塗装物９を塗装ライン１の主コンベア３０に取り込む部分である。被塗装物９は、例えば後に図２で説明するパレット６０に吊り下げられて、主コンベア３０で搬送される。なお、入口部１０には、光センサＬ１０が備えられている。光センサＬ１０は、パレット６０を個々に識別する。

洗浄ブース１２は、被塗装物９の油脂等を除去するために洗浄を行う部分である。洗浄の方法は特に限定されない。乾燥ブース１４は、洗浄ブース１２で行った洗浄の水分を除去する部分である。強勢風で水滴等を吹き飛ばす若しくは、温風で乾燥させるといった方法が用いられる。なお、洗浄ブース１２および乾燥ブース１４を合わせて前処理部１５と呼んでもよい。また、洗浄ブース１２および乾燥ブース１４（前処理部１５）は、主コンベア３０に沿って設けられるといえる。

塗装ブース１６も主コンベア３０に沿って設けられ、被塗装物９に実際に塗装を行う部分である。塗装は人の手を使って塗装してもよいし、機械によって塗装を行ってもよい。なお、洗浄ブース１２、乾燥ブース１４、塗装ブース１６は、被塗装物９に塗装を行う上で一般的に必要な工程であり、この工程以外の工程が含まれていてもよい。さらに、すでに清浄な表面を有する被塗装物９等では、洗浄ブース１２、乾燥ブース１４が省略される場合があってもよい。

振分機２０は、主コンベア３０で搬送されてきた被塗装物９を後続する複数の副コンベア３５に振り分ける。ここでは副コンベア３５は２本あるとし、それぞれＡライン３２、Ｂライン３４とする。

主コンベア３０と副コンベア３５は、パレット６０の形状に応じた形態を取ることができる。例えば、パレット６０が本実施形態のように、下方に被塗装物９を吊り下げるタイプであれば、主コンベア３０および副コンベア３５は、ワイヤ状の形態になる。また、パレット６０が被塗装物９を載置するタイプであれば、主コンベア３０および副コンベア３５は、ベルト状やモータローラー状のものであってよい。したがって、主コンベア３０と副コンベア３５は、それぞれ主搬送手段および副搬送手段と言ってもよい。

乾燥炉２２は、内部が１５０〜２００℃の温度に維持されている。副コンベア３５は乾燥炉２２の内部を貫通して設けられている。また副コンベア３５は、主コンベア３０と同速で動く。振分機２０の直前には光センサＬ２０が設けられている。主コンベア３０で搬送されてきた被塗装物９を保持するパレット６０を識別するためである。

また、乾燥炉２２内では、Ａライン３２およびＢライン３４に沿って、ストッパ３６、３８と検知器３７、３９が複数個設置されている。ストッパ３６、３８と検知器３７、３９については図３で説明する。冷却ブース２４は、徐冷を行う部分である。乾燥炉２２内よりも低い温度の温風を流してもよい。

出口部２６、２８は、Ａライン３２およびＢライン３４で搬送されてくる被塗装物９をＡライン３２およびＢライン３４から取り外し、次の工程に渡す部分である。ここでは、パレット６０から被塗装物９を取り外すだけでなく、パレット６０を含めてＡライン３２およびＢライン３４から取り外してもよい。出口部２６、２８には、光センサＬ２６、Ｌ２８が設けられている。塗装が終了した被塗装物９を確認するためである。

制御器５０は、塗装ライン１内でのパレット６０（被塗装物９）の流れを管理する。より具体的には、制御器５０は、図５で説明する表データＰＤに従って、パレット６０が各処理の工程を搬送されているかを管理する。したがって、パレット６０が決められた順序とおりに搬送されていない場合は、警告通知を行ってもよい。なお、表データＰＤは、制御器５０のメモリ５０ｍに記憶される。

制御器５０は、また振分機２０の動作および乾燥炉２２内のストッパ３６、３８の動作を制御する。また、乾燥炉２２内の検知器３７、３９と入口部１０、振分機２０、出口部２６、２８に設けられた光センサＬ１０、Ｌ２０、Ｌ２６、Ｌ２８からの信号を受け取る。

なお、図１では、制御器５０から送信される信号を点線で表し、検知器３７、３９および各光センサＬ１０、Ｌ２０、Ｌ２６、Ｌ２８からの信号を一点鎖線で表した。また、検知器３７、３９および各光センサＬ１０、Ｌ２０、Ｌ２６、Ｌ２８は、それぞれ配置位置によってアドレスが付与されている。そして、制御器５０への送信には、配置位置を表すアドレスも一緒に送信する。また、制御器５０は、モニタ５２と入力装置５３が接続されてもよい。

図２には、パレット６０の構成を示す。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は側面図である。図２を参照して、パレット６０は、本体６０ａと、遮蔽板６０ｄと、フック６０ｃと、レールガイド６０ｂを含む。本体６０ａは、少なくとも下面に、レールガイド６０ｂが設けられている。レールガイド６０ｂは、平行な２本の溝形状をしている。主コンベア３０、副コンベア３５（Ａライン３２、Ｂライン３４）は、２本の平行な突起（図３参照）が形成されている。レールガイド６０ｂは、この突起に嵌合し、主コンベア３０で搬送される。

なお、後述するように、パレット６０は、移動する副コンベア３５上で停止させられる場合がある。つまり、レールガイド６０ｂと副コンベア３５の突起との間で、摩擦が生じる。したがって、レールガイド６０ｂの内側は摩擦抵抗が低くなる加工が行われるのが望ましい。

遮蔽板６０ｄは、本体６０ａの上面側に配置された突起である。遮蔽板６０ｄは個々のパレット６０を識別するために設けられたものである。識別部と呼んでよい。遮蔽板６０ｄは、パレット６０毎に配置箇所を変えてあり、各光センサＬ１０、Ｌ２０、Ｌ２６、Ｌ２８の前を通過する際に光を遮蔽する。これによって、光センサＬ１０、Ｌ２０、Ｌ２６、Ｌ２８は、デジタルコードを出力する。

このデジタルコードは、個々のパレット６０のパレット番号と言ってもよい。デジタルコードは、制御器５０に送られる。制御器５０はこの信号と送信された光センサのアドレスを知ることで、個々の被塗装物９が現在塗装ライン１のどこにいるかを知る。なお、識別部は個々のパレット６０を識別できればよく、遮蔽板６０ｄ以外の方法であってもよい。

また、パレット６０の下面には、フック６０ｃが取り付けられている。このフック６０ｃには、被塗装物９が吊り下げられる。なお、パレット６０は、被塗装物９を吊り下げるだけでなく、パレット６０上に被塗装物９を載置して、主コンベア３０および副コンベア３５上を移動してもよい。したがって、パレット６０は被塗装物９を保持するといってもよい。

図３には、乾燥炉２２内の検知器３７、３９およびストッパ３６、３８を示す。検知器３７とストッパ３６はＡライン３２に取り付けられている。ここでは、Ａライン３２の２本の突起を実線で示した。検知器３９とストッパ３８はＢライン３４に取り付けられている。共に、構成および機能は同じであるので、Ａライン３２の検知器３７とストッパ３６について説明する。

検知器３７とストッパ３６は、一対のペアとして構成される。検知器３７は本体３７ａの端辺の一端に突設されたスイッチ３７ｂと、同じ端辺の他端に枢軸（図では省略）で枢支された押板３７ｃで構成されている。いわゆるリミッタスイッチである。押板３７ｃがスイッチ３７ｂの方向に搖動されると、押板３７ｃがスイッチ３７ｂを押す。内部で接点同士が接続し導通する。すなわち、検知器３７は、押板３７ｃによってスイッチ３７ｂが現在押されているか否かを示すことができる。この状態は、制御器５０に送信される。なお、検知器３７は、パレット６０の有無を検知できればよいので、リミッタスイッチ以外のものであってもよい。

ストッパ３６は、Ａライン３２に沿って流れるパレット６０の進行方向と直角方向に設けられた枢軸３６ａに本体３６ｂが回転可能に枢支されたものである。制御器５０からの信号によって、アーム３６ｃが枢軸３６ａ周りに回転する。

図３の動作について説明する。図３（ａ）を参照して、Ａライン３２に沿って搬送されてきたパレット６０は、その進行方向前面の角部６０ｅが検知器３７の押板３７ｃを押し、スイッチ３７ｂが押し込まれる。これによって検知器３７の点にパレット６０が到達したことを制御器５０は知ることができる。

次に図３（ｂ）を参照して、制御器５０からの指示により、ストッパ３６が枢軸３６ａの周囲に回動し、アーム３６ｃが、パレット６０の走行方向を遮る。ストッパ３６のアーム３６ｃで進行方向を遮られたパレット６０は、その位置で止まる。なお、Ａライン３２は、常に一定方向に走行する。したがって、パレット６０は、Ａライン３２の上で滑りながら停留する。

制御器５０からの指示により、ストッパ３６のアーム３６ｃが引き込みの位置（図３（ｂ）では点線で示した。）に戻れば、再びＡライン３２に沿ってパレット６０の搬送が開始される。

図４には、乾燥炉２２の拡大図を示す。乾燥炉２２内には、検知器３７、３９とストッパ３６、３８のペアがそれぞれＡライン３２、Ｂライン３４の進行方向沿って配置されている。また検知器３７、ストッパ３６のペアと検知器３９、ストッパ３８のペアは、乾燥炉２２の入口２２ｉから同じ距離の位置に設けられる。

したがって、検知器３７、ストッパ３６のペアと検知器３９、ストッパ３８のペアによって、乾燥炉２２内は、ゾーンＺに分けられる。図４では、検知器３７、３９とストッパ３６、３８のペアを３組配置し、３つのゾーンＺが形成された様子を示す。ここで、乾燥炉２２の入口２２ｉに近い方からゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３とする。

これらのゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３の長さをそれぞれＬＺ１、ＬＺ２、ＬＺ３とする。長さＬＺ１、ＬＺ２、ＬＺ３は同じ長さになるようにするのがよい。乾燥炉２２内での停留時間を調整しやすいからである。なお、これらのゾーンＺの間に、わざとＬＺ１＜ＬＺ２＜ＬＺ３若しくはＬＺ１＞ＬＺ２＞ＬＺ３といった関係を設けることを排除しない。

上記のようにストッパ３６、３８および検知器３７、３９は、ゾーンＺ毎に乾燥炉２２内に複数個設けられる。これらの配置に関し、副コンベア３５の流れの下流側を「後ろ」若しくは「後段」と呼ぶ。また、最下流側のストッパ３６、３８および検知器３７、３９は、最後段のストッパ３６、３８等といえる。また「直後段」とは、次段を意味し、図４では、ゾーンＺ１の直後段はゾーンＺ２、ゾーンＺ２の直後段はゾーンＺ３（最後段）である。したがって、ゾーンＺ１のストッパ３６、３８よび検知器３７、３９の直後段のストッパおよび検知器とは、ゾーンＺ２のストッパ３６、３８および検知器３７、３９である。

また、ここでは、ストッパ３６、３８はすべて制御器５０がその動作を制御するように説明するが、制御器５０は、少なくとも最後段のストッパ３６、３８を制御し、それ以外のストッパ３６、３８は、制御器５０が動きを制御しなくてもよい。すなわち、最後段以外のストッパ３６、３８は、直後段のストッパ３６、３８の動きにしたがって動作できればよいからである。

以上の構成を有する塗装ライン１の動作について説明する。動作の概略は、以下のようである。まず、予め塗布を行う被塗装物９毎に、決められた乾燥時間のデータが作成される。そして、これらを乾燥時間が短い順に並べた表データＰＤが作成される。たとえば、翌日塗工する予定被塗装物のリストを作成し、乾燥時間が短い順に並べたものが表データＰＤである。そして、各被塗装物９に対して、それらが搭載されるパレット６０が決められる。つまり、表データＰＤには、パレット６０の投入順、パレット番号、パレット６０毎の乾燥時間、被塗装物番号の情報を含む。なお、表データＰＤは制御器５０内のメモリ５０ｍに記憶させておくのが好適である。

そして、実際に被塗装物９を保持したパレット６０を塗装ライン１への投入順に並べた待機ライン８を準備しておく。

塗装が開始されると、被塗装物９を吊り下げたパレット６０が、入口部１０から塗装ライン１に所定時間間隔Ｔｗで取り込まれる。これは主コンベア３０に各パレット６０が載せられることを意味する。それぞれの被塗装物９は、主コンベア３０に従って移動し、洗浄ブース１２、乾燥ブース１４、を通過し、塗装ブース１６で塗装された後、振分機２０でＡライン３２とＢライン３４に振り分けられる。

各被塗装物９は、乾燥炉２２中に入ると、その被塗装物９で決められた乾燥時間の間停留するようにストッパ３６、３８で移動が阻止される。そして被塗装物９毎の乾燥時間の間、乾燥炉２２に保持されたら乾燥炉２２から送出され冷却ブース２４で徐冷される。出口部２６、２８では、光センサＬ２６、Ｌ２８を使って、入口部１０から塗装ライン１に投入された被塗装物９（パレット６０）であることを確認する。以下詳説する。

本発明の塗装ライン１では、乾燥時間の異なる被塗装物９に対して効率的に塗装を行うことができる。しかし、その乾燥時間の範囲は、乾燥炉２２の長さ、主コンベア３０の搬送速度、主コンベア３０で搬送される被塗装物９の時間間隔で決められる。したがって、予め処理する被塗装物９の乾燥時間を想定した上で、塗装ライン１は設計される。

被塗装物９の乾燥時間がｍ通りあるとする。これらを短い順にＰ_１、Ｐ_２、・・・、Ｐ_ｍ（単位は分）とする。明らかにＰ_１＜Ｐ_２＜・・・＜Ｐ_ｍである。また、パレット６０が搬送される時間間隔をＴｗ（分）、主コンベア３０の搬送速度をｖ（ｍ／分）、乾燥炉２２内の検知器３７、３９とストッパ３６、３８のペアの数（これはゾーンＺの数である。）をＳ、パレット６０が１つのゾーンＺを通過する時間をＴｓ（分）とする。

まず、最も乾燥時間の短い（Ｐ_１分）被塗装物９は、Ｐ_１分で乾燥炉２２を通過できなければならない。乾燥しすぎになるからである。すなわち、乾燥炉２２の長さは、ｖＰ_１（ｍ）以下である。また、１つのゾーンＺを通過する時間Ｔｓ（分）で表すと、最短乾燥時間Ｐ_１は、（１）式のように表される。
Ｐ_１≧Ｔｓ・Ｓ（分）・・・（１）

一方、最も乾燥時間の長い（Ｐ_ｍ分）被塗装物９に着目する。各被塗装物９は乾燥炉２２内で、先詰めに投入されるとする。被塗装物９は、乾燥炉２２の入口２２ｉから入って、一番奥のゾーンＺの最後に設けられたストッパ３６、３８で搬送を止められる。

乾燥炉２２の上流側にストックヤード等の退避領域を設けず、乾燥炉２２への待ち行列も発生させないとすると、この被塗装物９が乾燥炉２２内にとどまっていられる時間は、搬送時の時間間隔Ｔｗで流れて来る被塗装物９によって全てのゾーンＺが埋まってしまうまでの時間である。

また、連続する被塗装物９は、一様にＡライン３２若しくはＢライン３４に振り分けられる。すると、Ａライン３２、Ｂライン３４それぞれには、２Ｔｗ毎に被塗装物９が搬入される。より一般的に乾燥炉２２内の副コンベア３５の数がＲ本あるとすると、最長乾燥時間Ｐ_ｍは（２）式のように表される。
Ｐ_ｍ＝Ｒ・Ｔｗ・Ｓ（分）・・・（２）
（１）式および（２）式の関係は、塗装ライン１では満足されているとする。

図５に表データＰＤを示し、図６から図８に入口部１０、振分機２０、出口部２６、２８での、制御器５０における制御の簡単なフローを示す。なお、乾燥炉２２内の処理は、図９で詳説する。図５を参照して、制御器５０は、この表データＰＤを随時更新しながら、塗装の進捗を管理する。表データＰＤの第１行目には被塗装物番号（図では「製品番号」とした。）が記載されている。今被塗装物９はａ１からａｎまでのｎ個あるとする。

一方、乾燥時間はＰ_１からＰ_ｍのｍ種類あるとする。被塗装物９には、乾燥時間が重複するものがあってもよい。図５では、少なくとも被塗装物番号ａ１、ａ２の被塗装物９の乾燥時間は、同じＰ_１（分）である。また少なくとも被塗装物ａｎ−１、ａｎの乾燥時間も同じＰ_ｍ（分）であったことを示している。

表データＰＤには、各被塗装物９を搬送するパレット番号が記載される。パレット６０は被塗装物９の数だけある。投入時刻は入口部１０からパレット６０に保持された被塗装物９が塗装ライン１に投入された時刻である。また、「振分機」、「Ａ出口」、「Ｂ出口」と記載された部分はそれぞれ振分機２０、出口部２６、２８を表す（図１参照）。処理が進むにつれ、その地点で被塗装物９を確認した際の時刻が記録される部分である。

また、表データＰＤの「炉内時間」は、乾燥炉２２内での停留累積時間を表す。後述するように、被塗装物９が乾燥炉２２内に入ると、乾燥炉２２での停留累積時間が記録される。各被塗装物９は「炉内時間」が「乾燥時間」になるまで乾燥炉２２内に停留させられる。

例えば、被塗装物番号ａ２の被塗装物９は、塗装ライン１に時刻Ｔ２の時に投入され、振分機２０に時刻ＴＢ１に到着した。その後Ｂライン３４に振り分けられ、時刻ＥＢ１に出口部２８で確認されたことが読み取れる。なお、「炉内時間」は、ゼロとしているが、「Ｂ出口」（出口部２８）に時刻が記録されたときは、Ｐ_１となっている。

すでに説明したように、塗装ライン１に投入される被塗装物９は、すでに表データＰＤに記録されたように、乾燥時間の短い物順にパレット６０に保持された状態になっている。

図６を参照して、入口部１０での処理を示す。塗装ライン１が稼働を開始すると（ステップＳ１００）、パレット番号「１」から順次入口部１０へ投入される（ステップＳ１０２）。ここで、「投入される」とは、パレット６０が主コンベア３０に載せられる若しくは、取り込まれると言ってもよい。投入されたパレット６０は、光センサＬ１０でパレット番号が読み取られ、表データＰＤに記録されたパレット番号と一致しているか（表データＰＤ通りか）否かが判断される（ステップＳ１０４）。

表データＰＤのパレット番号と一致していれば（ステップＳ１０４のＹ分岐）、表データＰＤに投入時刻を記録する（ステップＳ１０６）。一致していなければ、警告を出し（ステップＳ１０８）、終了（ステップＳ１１２）にフローを移してもよいし、そのまま続行してもよい。ここでは終了するとして説明を続ける。

終了していなければ（ステップＳ１１０のＮ分岐）、搬送時間間隔Ｔｗだけ待機し（ステップＳ１１４）、再びステップＳ１０２に戻る。終了していれば（ステップＳ１１０のＹ分岐）、入口部１０での処理は終了する（ステップＳ１１２）。この終了判定は、パレット番号が「ｎ」番目になったか否かで判定すればよい。なお、ここでの終了は、入口部１０での処理が終了したことを言い、塗装ライン１全体は、最後の被塗装物９が出口部２６、２８から取り出されるまで稼働する。

図７には、振分機２０での処理を示す。塗装ライン１が稼働を開始すると（ステップＳ２００）、光センサＬ２０に反応があるまで待機する（ステップＳ２０２）。反応があったら（ステップＳ２０２のＹ分岐）、パレット番号を読み取る（ステップＳ２０４）。そして、読み取った時刻を表データＰＤの該当するパレット番号の「振分機」の部分に記録し（ステップＳ２０６）、Ａライン３２若しくはＢライン３４へ振り分ける（ステップＳ２０８）。この振分は、基本的に交互に振り分ければよい。

図８には、出口部２６、２８での処理を示す。塗装ライン１が稼働を開始すると（ステップＳ２６０）、光センサＬ２６、Ｌ２８に反応があるまで待機する（ステップＳ２６２）。反応があったら（ステップＳ２６２のＹ分岐）、パレット番号を読み取る（ステップＳ２６４）。そして、読み取った時刻を表データＰＤの該当するパレット番号の「出口部」の部分に記録する（ステップＳ２６６）。そして、終了判定を行う（ステップＳ２６８）。

終了判定は表データＰＤの記録されるべき部分がすべて記録されたか否かで判定してよい。終了である場合（ステップＳ２６８のＹ分岐）は、終了処理を行って（ステップＳ２７０）、終了する（ステップＳ２７２）。終了でない場合（ステップＳ２６８のＮ分岐）は、再びステップＳ２６２に戻る。

なお、終了処理は、終了した旨の表示をモニタ５２に表示することを含めてよい。また、入口部１０での処理（ステップＳ１００）や、振分機２０での処理（ステップＳ２００）を強制的に終了する処理を入れてもよい。

次に乾燥炉２２内での処理について説明する。図９には、乾燥炉２２内での処理のフローを示し、図１０には状態遷移を示す。説明を簡単にするために、乾燥炉２２は、４つのゾーンＺを有しているとする。振分機２０に近い側から、それぞれゾーン１、ゾーン２、ゾーン３、ゾーン４とする。また図１０には、Ａライン３２の状態遷移だけを示す。Ｂライン３４は、送り時間間隔ＴｗずれるだけでＡライン３２と同じ状態と考えてよい。

図１０を参照して、縦方向は時間の経過を示す。横方向はゾーンＺの並びを示す。またゾーンＺを移動する間隔はＴｓであるとする。最も左側には時刻を示す（Ｔ１、Ｔ２等）。ゾーン１（ＺＯＮＥ１）の左側（２２ｂｆ）には、これから乾燥炉２２に入る被塗装物９を記載した。また、ゾーン４（ＺＯＮＥ４）の右側（２２ａｆ）は、乾燥炉２２から出た被塗装物９を記載した。また、登場する被塗装物９はわかりやすくするため、ａ１から奇数番目毎に登場する。偶数番目の被塗装物９は、Ｂライン３４に振り替えられるからである。

図１０は、最初の被塗装物ａ１がゾーン４の終端まで進んでいる状態を示している。また、説明を簡単にするために、搬送時間間隔ＴｗとゾーンＺを通過する時間Ｔｓは同じとした。振分機２０でＡライン３２とＢライン３４に交互に被塗装物９が振り分けられるので、Ａライン３２には、２Ｔｓ毎に被塗装物９が流れて来る。

図９を参照して、乾燥炉２２での処理を概観すると、４つのゾーンのうち、最後段のゾーン（ゾーン４）から最初のゾーン（ゾーン１）に向かって、被塗装物９の有無を確認していく。最後段のゾーン（ゾーン４）に被塗装物９がある場合は、予定された乾燥時間が実行されるように被塗装物９を停留させたり、乾燥炉２２から送り出したりする。

最後段のゾーン（ゾーン４）でないゾーンに被塗装物９がある場合は、直後段のゾーンに被塗装物９が停留していれば、そのゾーンで被塗装物９を停留させる。直後段のゾーンで被塗装物９が停留していなければ、そのゾーンを通過させる。以下図１０を参照しながら詳説する。フロー中には、一般性を失わないために、未定変数を用いた。

塗装ライン１が稼働すると（ステップＳ３００）、ｎ番目（４番目）のゾーンに被塗装物９があるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。被塗装物９の有無は、ｎ番目（４番目）のゾーンの検知器３７からの信号によって検知することができる。

被塗装物９がｎ番目（４番目）のゾーンにある場合（ステップＳ３０２のＹ分岐）は、ｎ番目（４番目）の被塗装物ａｋ（ａ１）は予定された乾燥時間Ｐａｋ（Ｐａ１）が実行されたか否かを判定する（ステップＳ３０４）。予定された乾燥時間Ｐａｋ（Ｐａ１）は、図５の表データＰＤに記録されている。

また、現在の炉内停留時間も表データＰＤに「炉内時間」として記録されている。従って、これらの値を比較することで、ステップＳ３０４の判定は可能である。乾燥時間Ｐａｋ（Ｐａ１）が実行された場合（ステップＳ３０４のＹ分岐）は、ｎ番目（４番目）のストッパ３６を開く（ステップＳ３０６）。なお、乾燥時間Ｐａｋ（Ｐａ１）については、累積されていくが、ステップＳ３２２で説明する。

図１０を参照すると、時刻Ｔ１の時の状態は、ゾーン４の終端で被塗装物ａ１が検知器３７で検知されている。被塗装物ａ１は、４つのゾーンを流れてきているので、４Ｔｓの時間だけ乾燥処理が行われている。被塗装物ａ１の乾燥時間Ｐａ１が４Ｔｓで満たされていれば、ストッパ３６を開き（図９のステップＳ３０６）、乾燥炉２２から被塗装物ａ１を送り出す。

なお、被塗装物ａ１の乾燥時間が満たされているか否かは、上述したように、図５の表データＰＤで被塗装物ａ１の「乾燥時間」がＰａ１であって、表データＰＤの「炉内時間」が同じくＰａ１になっているか否かで判断することができる。

図９に戻って、被塗装物ａｋ（ａ１）の乾燥時間Ｐａｋ（Ｐａ１）が実行されていない場合（ステップＳ３０４のＮ分岐）は、ｎ番目（４番目）のストッパ３６を閉じる（ステップＳ３０８）。図１０を参照すると、時刻Ｔ１の時にゾーン４にある被塗装物ａ１を停留させることに対応する。

再び図９に戻る。ステップＳ３０２で、ｎ番目（４番目）のゾーンに被塗装物がない場合（ステップＳ３０２のＮ分岐）は、ステップＳ３０６に移り、ｎ番目（４番目）のゾーンのストッパ３６は開いておく。

次にｎ−１番目（３番目）のゾーンの被塗装物ａｋ＋１の有無を調べる（ステップＳ３１０）。被塗装物９の有無は、ｎ番目（４番目）の時と同じで、ｎ−１番目（３番目）のゾーンの検知器３７からの信号で制御器５０は知ることができる。ｎ−１番目（３番目）のゾーンに被塗装物があった場合（ステップＳ３１０のＹ分岐）は、続いて直後段であるｎ番目（４番目）のストッパ３６が閉じているか否かを確認する（ステップＳ３１２）。

そして、ｎ番目（４番目）のストッパ３６が閉じている場合（ステップＳ３１２のＹ分岐）は、ｎ−１番目（３番目）のストッパ３６も閉じる（ステップＳ３１４）。被塗装物９の進行方向の次段のゾーンが詰まっているので、進めないからである。

ｎ番目（４番目）のストッパ３６が開いている場合（ステップＳ３１２のＮ分岐）は、ｎ−１番目（３番目）のストッパ３６も開く（ステップＳ３１６）。直後段の第ｎ番目（４番目）のゾーンが詰まっていないので、進むことができるからである。そして、ステップＳ３１４の次にフローを移動させる。

ステップＳ３１８では、ｎ（４）をｎ−１（３）で置き換える。そして、ステップＳ３２０でｎが１であるかどうかを判断する。ｎが１であれば、最初のゾーン（ゾーン１）まで評価が終わったことを示すからである。

なお、ステップＳ３１０でｎ−１番目（３番目）のゾーンに被塗装物が無かった場合（ステップＳ３１０のＮ分岐）は、ステップＳ３１６に処理を移し、ｎ−１番目（３番目）のゾーンのストッパ３６を開く。そして、ステップＳ３１４の次にフローを移す。

図１０を参照して、時刻Ｔ１の時のゾーン３は、被塗装物９がないので、図９のステップＳ３１０からステップＳ３１６へ流れる処理が行われる。

図９に戻って、ｎが１でない場合（ステップＳ３２０のＮ分岐）は、ステップＳ３１０に戻ってｎ−１番目（２番目）のゾーンの被塗装物９の有無を確かめる（ステップＳ３１０）。今図１０の時刻Ｔ１では、ゾーン２に被塗装物ａｋ＋１（ａ３）が存在する。なので、フローはステップＳ３１２に移動する。

ステップＳ３１２でｎ番目（３番目）のストッパ３６の状態を調べる。図１０の時刻Ｔ１では、ゾーン３には被塗装物９がないので、ストッパ３６は開いていた。したがって、処理はステップＳ３１６に移動し、ｎ−１番目（２番目）のストッパ３６を開く。つまり、被塗装物ａｋ＋１（ａ３）は、ゾーン３に移動できる。

このようにして、時刻Ｔ１の時のゾーンＺ中の全ての被塗装物９について、そのゾーンＺを通過させるか否かを判断する。ステップＳ３２０でｎが１になったら、状態遷移を更新する（ステップＳ３２２）。図１０を参照して、時刻Ｔ１の時の状態遷移を時刻Ｔ２の状態に更新する。ここでは、図５の表データＰＤの「炉内時間」の更新を含む。つまり、表データＰＤを更新する際に乾燥時間は累積加算されていく。

図９に戻って、表データＰＤの更新（ステップＳ３２２）が終了したら、時間Ｔｓだけ待機する（ステップＳ３２４）。この時、変数ｎをリセットし、乾燥炉２２の最後のゾーンの番号（図１０であればｎ＝４）にする。そして、処理をステップＳ３０２に戻し、再び最後のゾーンから被塗装物９の有無を調べる。

図１０を再度参照する。被塗装物ａ１の乾燥時間は４Ｔｓであったとする。したがって、時刻Ｔ２には、乾燥炉２２から送り出される。一方、被塗装物ａ３からは「乾燥時間」が５Ｔｓであったとする。被塗装物ａ３は、時刻Ｔ３にゾーン４まで来ると、時刻Ｔ４まで乾燥炉２２中に残る。そうして、被塗装物ａ３の乾燥炉２２中での「炉内時間」（停留累積時間）は５Ｔｓとなる。

そして、「炉内時間」が５Ｔｓとなった被塗装物ａ３は、時刻Ｔ５の時に乾燥炉２２から送り出される。この時、被塗装物ａ１とａ３の間は、３Ｔｗ（Ｔｗ＝Ｔｓである。）分だけ間があく。連続する被塗装物９の乾燥時間が同じであれば、Ａライン３２での被塗装物の送出し間隔は２Ｔｗ（＝２Ｔｓ）である。しかし、被塗装物９の乾燥時間が増える境目では、被塗装物９の送り時間間隔はＴｗより大きくなる。つまり、送り時間間隔は遅れる。

図１１には、被塗装物９が入口部１０に投入された順と、出口部２６、２８から取り出される被塗装物９の関係を示す。被塗装物９の並びは待機ライン８である。入口部１０には、被塗装物９がａ１から時間間隔Ｔｗ毎に投入される。これは前処理部１５、塗装ブース１６、乾燥炉２２、冷却ブース２４を経て、出口部２６、２８から取り出される。この時、出口部２６、２８からは２Ｔｗ毎に被塗装物９が取り出される。しかし、出口部２６、２８を一体としてみれば、投入した時間間隔Ｔｗ毎に被塗装物９を取り出すことができる。

なお、被塗装物ａ２と被塗装物ａ３の間を境目として、乾燥時間が異なった場合は、出口部２６、２８から得られる被塗装物９の順は、図１１の符号２９Ａの四角の中のようになる。図１０で説明した送出し被塗装物９の遅れは、Ｂライン３４でも生じる。したがって、被塗装物９全体でみると、送り時間間隔がＴｗより長くなる部分が生じる。図１１では、符号Ｄ１で示す部分にちょうど送り時間間隔Ｔｗ分だけ被塗装物９が出てこない部分が生じる。

このように本発明に係る塗装ライン１は、乾燥時間が異なる被塗装物９が含まれていても、乾燥時間が異なる被塗装物９同士の境目の部分以外は、投入した時間間隔と同じ時間間隔で塗装が完了した被塗装物９を得ることができる。

なお、本発明に係る塗装ライン１は、待機ライン８に並べる被塗装物９の順によって、図９のフローの下で、いくつかの動作を行う。以下そのいくつかを示す。

図１２を参照する。ここでは、時刻Ｔ２、時刻Ｔ３、時刻Ｔ４、時刻Ｔ５まで、第４ゾーンのストッパ３６を閉じた場合を示す。時刻Ｔ５の時に、全てのゾーンに被塗装物９が存在し、乾燥炉２２の入口にも次の被塗装物ａ９が来ている。したがって、時刻Ｔ５の時には、全てのゾーンのストッパ３６を開き、被塗装物９を送り出す必要がある。この時、ゾーン４の被塗装物ａ１は、８Ｔｓの間乾燥処理を受けていたことになる。

時刻Ｔ６の時に、再び全てのゾーンのストッパ３６を閉じる。すると、時刻Ｔ７の時に、ゾーン４にいる被塗装物ａ３の乾燥時間は８Ｔｓとなり、時刻Ｔ５の時の状態に戻る。つまり、乾燥炉２２中に２本の副コンベア３５を有し、乾燥炉２２中に４個のゾーンを設けると、最長で２×４×Ｔｓ（分）の乾燥時間を得ることができる。

なお、一般的に、副コンベア３５の数をＲ本、乾燥炉２２中のゾーンの数がＳ個、各ゾーンの通過時間をＴｓとすると、最大「Ｒ×Ｓ×Ｔｓ（分）」の乾燥時間を得ることができる（（２）式参照。）。なお、これらの処理は図５に示した表データＰＤに被塗装物９の順序と乾燥時間を記載しておけば、図９のフローによって、動作させることができる。

次に図１３を参照する。図１３には、時刻Ｔ１の時に被塗装物ａ１が最大乾燥時間８Ｔｓを得ている状態を示している。この状態は、次に被塗装物ａ９が乾燥炉２２内に進まなければならないので、全てのゾーンのストッパ３６は開放される。そしてそのまま全てのゾーンのストッパ３６が開放されたとすると、時刻Ｔ５の時にゾーン４にいる被塗装物９は乾燥時間が４Ｔｓに戻っている。

塗装ライン１では、乾燥時間が短い被塗装物９から順に並べて処理を行う。しかし、この方法では、乾燥時間が長い被塗装物９は、後回しとなる。乾燥時間が長い一部の被塗装物９を先に塗装し、その後再び、乾燥時間が短い順に塗装を行う場合もありえる。

図１３は、塗装ライン１のように、連続的に乾燥炉２２を通過させる装置であっても、その規則を失う事なく、被塗装物９の乾燥時間を入れ替えることができることを示している。つまり、最大乾燥時間から最小乾燥時間までの間に、被塗装物ａ３、ａ５、ａ７の３つの被塗装物９を挟むことで、乾燥時間を短くすることができる。

一般性を失うことなく、副コンベア３５の数をＲ本、乾燥炉２２中のゾーンの数がＳ個、各ゾーンの通過時間をＴｓとすると、１つの副コンベア３５において、最大「Ｒ×Ｓ×Ｔｓ（分）」の乾燥時間から、最小「Ｓ×Ｔｓ（分）」まで被塗装物９の乾燥時間を戻すためには、最長乾燥時間の最後の被塗装物９から最短乾燥時間の最初の被塗装物９までの間に、Ｓ−１個の被塗装物９を挟めばよい。

図１４を参照する。図１４は、図１１とほぼ同じ図である。ここで、被塗装物ａ２が最長乾燥時間の被塗装物の最後であり、被塗装物ａ９が最短乾燥時間の被塗装物の最初であるとする。図１３で説明したように、ａ１からａ９までに、ａ３、ａ５、ａ７の３つの被塗装物９を挟む必要がある。またＢライン３４でも同様のことが発生し、ａ２からａ１０までの間にａ４、ａ６、ａ８の３つの被塗装物９を挟む必要がある。したがって、被塗装物９全体で見れば、６つの被塗装物９を間に挟むことで、乾燥時間を短くすることができる。

一般性を失うことなく、最長乾燥時間の最後の被塗装物９から最短乾燥時間の最初の被塗装物９までの間に、Ｒ×（Ｓ−１）個の被塗装物９を挟めばよい。もちろん、短くする乾燥時間の長さが短ければ、より少ない被塗装物９を挟めばよい。

図１５（ａ）には、図５で示した表データＰＤに被塗装物９を記載する際に、乾燥時間の短いもの順の間に乾燥時間が長いものを実施する場合の記録を示す。被塗装物番号と乾燥時間の部分だけ示す。被塗装物ａ１、ａ２は乾燥時間が最短のＰ_１である。ｋ番目の被塗装物ａｋは最長の乾燥時間Ｐ_ｍのものが、挿入された。ｋ＋１番目の被塗装物９から乾燥時間の短いものを順次並べる。そして、乾燥時間がＰ_１分のものに戻る。乾燥時間Ｐ１分の被塗装物９は、ｌ（エル）＋１番目まで続き、ｌ＋２番目からは乾燥時間Ｐ_２の被塗装物９に変わる。

ここで、乾燥炉２２中には、２本の副コンベア３５があるとしているので、乾燥時間Ｐｍのものから順次乾燥時間の短い被塗装物９を並べる場合は、２個ずつ連続して並べる必要がある。Ａライン３２でもＢライン３４でも同じ処理が行われるからである。

図１５（ｂ）には、片方の副コンベア３５だけでこのような処理を行う場合の表データＰＤの記載を例示する。副コンベア３５の一方のラインで、乾燥時間がＰ１の並びの中に、乾燥時間がＰ_ｍのものが挟まれた（被塗装物ａｋ）。他方のラインには、乾燥時間Ｐ１のものが連続して投入される。ここで、被塗装物ａｋ、ａｋ＋２、ａｋ＋４と１つおきに乾燥時間がＰ_ｍ−１、Ｐ_ｍ−２と乾燥時間を短いものを挿入すれば、一方のラインだけで、乾燥時間が長いものから短いものへ戻すことができる。

なお、ここで、乾燥時間が短い被塗装物９に戻す際には、順次乾燥時間が短くなる被塗装物９を挟む必要がある。しかし、そのような被塗装物９がない場合は、空のパレットを挿入してもよい。空のパレットとは、被塗装物９が保持されていないパレット６０だけのものをいう。これを図１５のＰ_ｍ−１、Ｐ_ｍ−２といった部分に挿入する。

このように、塗装ライン１は、乾燥時間の短い被塗装物９順に入口部１０から投入されるのが望ましいが、乾燥時間の短い被塗装物９の流れの中に乾燥時間の長い被塗装物９を挿入しても、再び乾燥時間の短い順に戻すことができる。つまり、待機ライン８には、乾燥時間の長い順に並ぶ部分があってもよい。ただし、戻す際に空パレットを用いると、その分だけ全体の処理効率は低下する。

図１６には、他の被塗装物９の投入例を示す。この例では、被塗装物９は、乾燥時間の異なるものがほぼ同数ある場合に利用できる。このような被塗装物９群は、基本とおり乾燥時間の短い順に投入してもよい。しかし、一方の副コンベア３５で、短い乾燥時間を処理し、他方の副コンベア３５で長い乾燥時間の被塗装物９を処理してもよい。この場合、待機ライン８では、２つおきに乾燥時間の長い被塗装物９と短い被塗装物９を並べる。このような待機ライン８であっても、図９のフローによって処理することができる。

一般に、副コンベア３５がｍ本あれば、ｍ個の乾燥時間の異なる被塗装物９をｍ個毎に待機ライン８に並べれば、それぞれの副コンベア３５で乾燥時間の異なる被塗装物９だけを処理することができる。

本発明は、塗装ラインに好適に利用することができ、特に、乾燥温度は一定で乾燥時間にバリエーションがある多品種の被塗装物を塗装する際に好適に利用できる。

１塗装ライン
８待機ライン
９被塗装物
１０入口部
１２洗浄ブース
１４乾燥ブース
１６塗装ブース
１５前処理部
２０振分機
２２乾燥炉
２２ｉ入口
２４冷却ブース
２６、２８出口部
３０主コンベア
３２Ａライン
３４Ｂライン
３５副コンベア
３６、３８ストッパ
３６ａ枢軸
３６ｂ本体
３６ｃアーム
３７、３９検知器
３７ａ本体
３７ｂスイッチ
３７ｃ押板
５０制御器
５０ｍメモリ
５２モニタ
５３入力装置
６０パレット
６０ａ本体
６０ｄ遮蔽板
６０ｃフック
６０ｅ角部
６０ｂレールガイド
Ｌ１０光センサ
Ｌ２０光センサ
Ｌ２６、Ｌ２８光センサ
ＰＤ表データ

Claims

被塗装物を保持するパレットを主搬送手段に取り込む入口部と、
前記被塗装物を塗装する塗装ブースと、
複数の副搬送手段と、パレットの有無を検知する複数の検知器と、前記パレットの移動を止める複数のストッパを有し、塗装された被塗装物を所定時間乾燥させる乾燥炉と、
前記パレットを主搬送手段から副搬送手段に振り分ける振分機と、
少なくとも前記被塗装物を保持する前記パレットの投入順と、前記パレット毎の乾燥時間を記録し乾燥時間が短い順に並べた表データを記憶したメモリと、
前記表データに基づいて前記被塗装物を保持する前記パレットは前記乾燥炉での乾燥時間の短い物順に順次前記入口部へ投入され、
前記検知器およびストッパと接続され、前記表データに基づいて前記ストッパの動きを制御する制御器を有し、
前記複数のストッパのうち最後段のストッパは、前記パレットを、前記パレット毎に定められた乾燥時間になるまで前記乾燥炉中に停留させ、
前記複数のストッパのうち前記最後段のストッパ以外のストッパは、
直後段のストッパが前記パレットを停留させている時は、前記直後段のストッパに次の前記パレットが向かわないように停留させ、
前記直後段のストッパが前記パレットを停留させていない時は、前記直後段のストッパに前記パレットを送るように制御されることを特徴とする塗装ライン。
前記主搬送手段と前記副搬送手段は同じ速度で稼働することを特徴とする請求項１に記載した塗装ライン。
前記入口部と前記塗装ブースの間に前処理部が設けられたことを特徴とする請求項１または２のいずれかの請求項に記載された塗装ライン。
前記パレットには、遮蔽板が設けられ、前記遮蔽板の配置によって前記パレットを識別する光センサが少なくとも前記入口部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の請求項に記載された塗装ライン。