JP6803605B2 - 塗装制御装置及び塗装装置 - Google Patents

Description

本明細書で開示する技術は、塗装制御装置及び塗装装置に関する。

従来、塗料を噴射する手吹き塗装ガンと塗料の噴射に係る附帯装置とを備える塗装装置において、手吹き塗装ガンから附帯装置を遠隔操作するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の静電塗装システムでは、静電ガンに静電ガン用スイッチユニットを取り付け、この静電ガン用スイッチユニットを操作することにより、高電圧発生回路から静電ガンに高電圧を供給する電力供給路に設けられている接点（附帯装置に相当）のオン／オフを遠隔操作している。

特開平６−３２８０１３号公報

ところで、一般に塗装装置は複数の設定項目の設定値に基づいて附帯装置を制御している。しかしながら、特許文献１に記載の静電塗装システムは静電ガンから設定値を変更できる設定項目が接点のオン／オフだけであるので、それ以外の設定項目の設定値を変更したい場合には、作業者は塗装現場から離れた場所まで行って変更しなければならない。
その場合、設定項目毎に静電ガン用スイッチユニットを静電ガンに取り付けることも考えられるが、そのようにすると静電ガンの構成が複雑になってしまうという問題がある。

本明細書では、手吹き塗装ガンの構成を複雑にすることなく手吹き塗装ガンから多くの設定項目の設定値を変更することができる技術を開示する。

本明細書によって開示される塗装制御装置は、塗料を噴射する状態と噴射を停止する状態とを含む複数の操作状態があるトリガを有する手吹き塗装ガンと前記塗料の噴射に係る附帯装置とを備える塗装装置に含まれる塗装制御装置であって、複数の設定項目の設定値に基づいて前記附帯装置を制御する制御部と、前記トリガの操作状態を検出するトリガ状態検出部と、前記手吹き塗装ガンに設けられている操作部と、を備え、前記制御部は、設定値の変更対象となる前記設定項目を前記トリガの操作状態に応じて切り替え、変更対象となっている前記設定項目の設定値を前記操作部の操作に応じて変更する。

上記の塗装制御装置によると、作業者は手吹き塗装ガンから設定項目の設定値を変更するとき、トリガを操作することにより、設定値の変更対象となる設定項目を切り替えることができる。このため、手吹き塗装ガンの構成を複雑にすることなく手吹き塗装ガンから多くの設定項目の設定値を変更することができる。

また、互いに異なる前記設定項目に設定される２以上の設定値の組み合わせをレシピと定義するとき、設定値として前記レシピの識別情報が設定される設定項目を更に有してもよい。

上記の塗装制御装置によると、作業者は手吹き塗装ガンでレシピを変更することができる。

また、前記複数の設定項目は、前記塗料の単位時間当たりの吐出量が設定値として設定される設定項目を含み、前記制御部は、前記トリガの操作状態が前記塗料を噴射する状態のときは、設定値の変更対象となる前記設定項目を、吐出量が設定される設定項目に切り替えてもよい。

上記の塗装制御装置によると、作業者は実際に塗料を噴射しながら吐出量を変更することができるので、吐出量の変更が容易になる。

また、設定値の変更対象となる前記設定項目を前記トリガの操作状態に応じて切り替えるか又は前記トリガの操作状態にかかわらず一つに固定するかの設定を受け付ける操作パネルを備え、前記制御部は、設定値の変更対象となる前記設定項目が一つに固定されている場合は、前記トリガの操作状態にかかわらず当該固定されている設定項目の設定値を変更してもよい。

上記の塗装制御装置によると、作業者は、設定項目を一つに固定したい場合は操作パネルを操作することによって一つに固定することができる。

また、本明細書によって開示される塗装装置は、塗料を噴射する状態と噴射を停止する状態とを含む複数の操作状態があるトリガを有する手吹き塗装ガンと、前記塗料の噴射に係る附帯装置と、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の塗装制御装置と、を備える。

上記の塗装装置によると、手吹き塗装ガンの構成を複雑にすることなく手吹き塗装ガンから多くの設定項目の設定値を変更することができる。

本明細書によって開示される技術によれば、手吹き塗装ガンの構成を複雑にすることなく手吹き塗装ガンから多くの設定項目の設定値を変更することができる。

実施形態に係る塗装装置の全体構成を示す模式図 手吹き塗装ガンに設けられている操作部の模式図 コントローラの電気的構成を示すブロック図 操作パネルの模式図 設定値変更処理のフローチャート

＜実施形態＞
実施形態を図１ないし図５によって説明する。なお、以降の説明では実質的に同一の構成には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。

（１）塗装装置の全体構成
先ず、図１を参照して、実施形態に係る塗装装置としての粉体塗装装置１の全体構成について説明する。粉体塗装装置１は塗料としての粉体塗料１８をエアとともに噴射して被塗物を塗装するものであり、粉体塗料タンク１０、エア供給装置１１、インジェクタ１２、流量絞り弁１３及び１４、減圧弁１５、静電塗装ガン１６（手吹き塗装ガンの一例）、コントローラ１７、エアホース１９〜２１、搬送ホース２７、静電塗装ガン１６とコントローラ１７とを電気的に接続する複数の電線２８などを備えている。

粉体塗料タンク１０は下部が多孔質板１０Ａによって仕切られており、多孔質板１０Ａの下方から除湿除油されたコンプレッサーエアが導入されている。粉体塗料タンク１０内の粉体塗料１８は多孔質板１０Ａから吐出される流動エアによって除湿され、流動状態になって分散している。

エア供給装置１１は粉体塗料１８を搬送するエアを供給するものであり、エアホース１９〜２１を介してインジェクタ１２に接続されている。具体的には、エア供給装置１１に接続されているエアホース１９は他端がエアホース２０とエアホース２１とに分岐している。分岐した一方のエアホース２０はインジェクタ１２のメインエアノズル２２に接続されており、他方のエアホース２１はサブエアノズル２３に接続されている。

減圧弁１５はエアホース１９に設けられている。減圧弁１５はエア供給装置１１から供給されるエアの圧力が所定の圧力以上になると開弁してエアを外に逃がすものである。
流量絞り弁１３はエアホース２０に設けられており、流量絞り弁１４はエアホース２１に設けられている。流量絞り弁１３及び１４は例えば電磁弁であり、コントローラ１７によって絞り量（言い換えると弁の開度）が調整される。なお、流量絞り弁１３及び１４は絞り量を調整できるものであれば電磁弁に限られない。

インジェクタ１２は粉体塗料タンク１０の上部に設置されている。インジェクタ１２は粉体塗料タンク１０内の粉体塗料１８をベンチュリーの原理で吸引し、搬送ホース２７を介して静電塗装ガン１６にエア搬送するものである。インジェクタ１２には前述したメインエアノズル２２とサブエアノズル２３とが設けられている。

静電塗装ガン１６は粉体塗料１８を帯電させて噴射するものであり、ガン本体１６Ａ、トリガ１６Ｂ、図示しないトリガセンサ、ガン本体１６Ａ内の粉体流路内に設けられている図示しない電極、操作部１６Ｃ（図２参照）、グリップ１６Ｄなどを備えている。
トリガ１６Ｂは粉体塗料１８の噴射／停止を切り替えるものである。本実施形態ではトリガ１６Ｂが引かれると粉体塗料１８が噴射され、トリガ１６Ｂが引かれていないときは粉体塗料１８が噴射されないものとする。

図示しないトリガセンサはトリガ１６Ｂの操作状態を検出するためのものである。トリガセンサは例えばトリガ１６Ｂに設けられている磁石とガン本体１６Ａに設けられている近接センサとで構成されており、トリガ１６Ｂが引かれると近接センサがオンになり、トリガ１６Ｂが引かれていないときは近接センサがオフになる。なお、トリガセンサはトリガ１６Ｂの操作状態を検出できるものであれば近接センサ以外のセンサであってもよい。
図示しない電極は粉体塗料１８を帯電させるためのものであり、電線２８を介してコントローラ１７に接続されている。電極としては例えばコロナ電極が用いられる。

図２に示すように、操作部１６Ｃ（上ボタン２５及び下ボタン２６）は静電塗装ガン１６の背面においてグリップ１６Ｄの上側に設けられている。操作部１６Ｃは後述する設定項目の設定値を変更するためのものである。作業者はグリップ１６Ｄを握ったままトリガ１６Ｂの操作と操作部１６Ｃの操作とを片手で同時に行うことができる。なお、操作部１６Ｃは上ボタン２５や下ボタン２６などのボタンスイッチに限定されるものではなく、例えばボリュームスイッチのようなものであってもよい。

（２）コントローラ
次に、図３を参照して、コントローラ１７について説明する。コントローラ１７は制御部３０、電圧供給部３１、電流値検出部３２、操作検出部３３、トリガ状態検出部３４、絞り弁制御部３５、操作パネル３６などを備えている。ここで、電圧供給部３１は附帯装置の一例である。また、流量絞り弁１３と絞り弁制御部３５との組み合わせ、及び、流量絞り弁１４と絞り弁制御部３５との組み合わせもそれぞれ附帯装置の一例である。

制御部３０はＣＰＵ３０Ａ、ＲＯＭ３０Ｂ、ＲＡＭ３０Ｃなどを備えており、操作パネル３６で設定された設定値に基づいて粉体塗装装置１の各部を制御する。制御部３０、静電塗装ガン１６に設けられている操作部１６Ｃ、及び、トリガ状態検出部３４は塗装制御装置の一例である。

電圧供給部３１は電線２８を介して静電塗装ガン１６の電極に接続されており、制御部３０による制御の下で電極に電圧を引加する。
電流値検出部３２は電線２８を介して電極に接続されており、電極に流れる電流の電流値を検出する。
操作検出部３３は電線２８を介して静電塗装ガン１６の操作部１６Ｃに接続されており、操作部１６Ｃの操作を検出する。

トリガ状態検出部３４は静電塗装ガン１６の前述したトリガセンサに接続されており、トリガ１６Ｂの操作状態を検出する。
絞り弁制御部３５は流量絞り弁１３及び１４にそれぞれ接続されており、制御部３０による制御の下で流量絞り弁１３及び１４の絞り量を調整する。
操作パネル３６は附帯装置を制御するための設定値を作業者が設定項目毎に設定あるいは変更するためのものである。

（３）操作パネル及び設定項目
図４を参照して、操作パネル３６及び設定項目について具体的に説明する。操作パネル３６には設定項目毎にその設定項目の設定値を表示する表示部４０、及び、操作ボタン４１（上ボタン４１Ａ及び下ボタン４１Ｂ）が設けられており、作業者は上ボタン４１Ａや下ボタン４１Ｂを操作することによって各設定項目の設定値を設定あるいは変更することができる。

具体的には、本実施形態では設定項目として電圧値（ｋＶ）、電流値（μＡ）、吐出量（％）、塗料搬送風量（Ｌ／ｍｉｎ）などがある。
電圧値は静電塗装ガン１６の電極に印加する電圧の値が設定値として設定される設定項目であり、電流値は静電塗装ガン１６の電極に流れる電流の電流値が設定値として設定される設定項目である。以下、具体的に説明する。

一般に電極に流れる電流は電圧が一定であっても静電塗装ガン１６と被塗物との距離によって変化する。制御部３０は電流値検出部３２によって検出される電流値を監視し、電流値が設定値を超える場合は電圧を下げることによって電流値が設定値を超えないように制御する。逆に、制御部３０は、電流値が設定値を下回っている場合は電圧を上げることによって電流値を上げる。ただし、制御部３０は、電圧値が設定値に達している場合は電流値が設定値に達していなくても電圧をそれ以上上げない。すなわち、電圧値及び電流値はそれぞれ最大値であり、必ずしも設定値に維持されるものではない。

吐出量は単位時間当たりに吐出する粉体塗料１８の量が設定値として設定される設定項目であり、塗料搬送風量は単位時間当たりにインジェクタ１２に供給されるエアの総量が設定値として設定される設定項目である。以下、具体的に説明する。

一般に粉体塗料１８の吐出量は重さではなく最大吐出量を１００％としたときの割合として設定される。制御部３０は、設定されている吐出量に応じて流量絞り弁１３の絞り量を調整することにより、吐出量が設定された割合になるように制御する。
塗料搬送風量は流量絞り弁１４の絞り量によって調整される。例えば吐出量の設定値が６０％であり、塗料搬送風量の設定値が６０Ｌ／ｍｉｎであるとする。そして、吐出量を６０％にするためにはエアホース２０に５０Ｌ／ｍｉｎを供給する必要があるとする。その場合、制御部３０はエアホース２０に供給されるエア量が５０Ｌ／ｍｉｎになるように流量絞り弁１３の絞り量を調整する。

そして、制御部３０はエアホース２１に供給されるエア量が、塗料搬送風量（６０Ｌ／ｍｉｎ）からエアホース２０に供給されるエア量（５０Ｌ／ｍｉｎ）を減じたエア量である１０Ｌ／ｍｉｎ（＝６０Ｌ／ｍｉｎ―５０Ｌ／ｍｉｎ）になるように流量絞り弁１４の絞り量を調整する。これにより、吐出量を６０％としつつ塗料搬送風量が６０Ｌ／ｍｉｎに調整される。

ところで、一般に上述した各設定項目（すなわち電圧値、電流値、吐出量、搬送風量）の設定値は被塗物毎に決まった組み合わせになることが多い。その場合、被塗物が切り替わる毎に各設定項目の設定値を個別に変更しなければならないとすると作業者にとって負担である。そこで、操作パネル３６ではそれら複数の設定項目に設定される４つの設定値の組み合わせであるレシピを選択することによって複数の設定項目の設定値を一括して変更することもできる。以下にレシピの例を示す。

レシピ番号１＝６０ｋＶ、５０μＡ、６０％、６０Ｌ／ｍｉｎ
レシピ番号２＝５０ｋＶ、４０μＡ、３０％、８０Ｌ／ｍｉｎ
レシピ番号３＝６０ｋＶ、７０μＡ、５０％、５０Ｌ／ｍｉｎ

上述したように各レシピにはそれぞれレシピ番号（識別情報の一例）が付与されており、作業者は操作パネル３６を操作してレシピ番号を選択することによってレシピを選択することができる。ここではレシピ番号が設定される項目も設定項目の一つであるとする。

（４）静電塗装ガンを用いた設定値の変更
前述したように作業者は操作パネル３６を操作することによって各設定項目の設定値を設定あるいは変更することができるが、本実施形態ではそれに加えて静電塗装ガン１６の操作部１６Ｃを操作することによって設定項目の設定値を変更することもできる。言い換えると静電塗装ガン１６から操作パネル３６を遠隔操作することもできる。

ただし、その場合、設定値を変更することができる設定項目が一つに固定されていると作業者にとって不便な場合もある。そこで、本実施形態では、作業者は静電塗装ガン１６のトリガ１６Ｂを操作することによって設定項目を切り替えることができる。
具体的には、静電塗装ガン１６のトリガ１６Ｂの操作状態には引かれている状態（粉体塗料１８が噴射される状態）と引かれていない状態（噴射が停止している状態）との二つの状態がある。各操作状態にはそれぞれ互いに異なる設定項目が対応付けられており、作業者はトリガ１６Ｂの操作状態を所望の設定項目が対応付けられている状態にすることにより、設定項目を選択することができる。そして、作業者は所望の設定項目が対応付けられている操作状態にした状態で操作部１６Ｃを操作することにより、その設定項目の設定値を変更することができる。

ここで、粉体塗装装置１では、静電塗装ガン１６で設定値を変更する設定項目をトリガ１６Ｂの操作状態にかかわらず一つに固定しておくこともできる。トリガ１６Ｂの操作状態に設定項目を対応付けておくか又はトリガ１６Ｂの操作状態にかかわらず設定項目を一つに固定しておくかは、作業者が操作パネル３６の図示しない所定の操作ボタンを操作して予め設定しておくことができる。
また、トリガ１６Ｂの操作状態にかかわらず設定項目を一つに固定しておく場合、作業者は操作パネル３６の図示しない所定の操作ボタンを操作して一つに固定する設定項目を予め選択しておくことができる。

次に、図５を参照して、静電塗装ガン１６を用いて設定値を変更するために制御部３０によって実行される設定値変更処理について説明する。本処理は無限ループであり、粉体塗装装置１に電源が投入されてから電源が遮断されるまで継続して実行される。なお、本処理を無限ループとするのではなく、１μ秒などの一定周期で実行される処理としてもよい。

理解を容易にするため、ここではトリガ１６Ｂの操作状態にかかわらず設定項目が吐出量に固定されている場合、トリガ１６Ｂの操作状態にかかわらず設定項目がレシピに固定されている場合、及び、トリガ１６Ｂの操作状態に吐出量とレシピとが対応付けられている場合の３つがある場合を例に説明する。

Ｓ１０１では、制御部３０は操作部１６Ｃが操作されたか否かを判断し、操作された場合はＳ１０２に進み、操作されていない場合は本ステップを繰り返す。
Ｓ１０２では、制御部３０は設定項目がトリガ１６Ｂの操作状態にかかわらず吐出量に固定されているか否かを判断し、吐出量に固定されている場合はＳ１０３に進み、吐出量に固定されていない場合はＳ１０４に進む。

Ｓ１０３では、制御部３０は操作部１６Ｃの操作に応じて吐出量の設定値を増減（すなわち変更）する。
Ｓ１０４では、制御部３０は設定項目がトリガ１６Ｂの操作状態にかかわらずレシピに固定されているか否かを判断し、レシピに固定されている場合はＳ１０６に進み、レシピに固定されていない場合（すなわちトリガ１６Ｂの操作状態に吐出量とレシピとが対応付けられている場合）はＳ１０５に進む。

Ｓ１０５では、制御部３０はトリガセンサがオンであるか否か（言い換えるとトリガ１６Ｂが引かれているか否か）を判断し、オンの場合（すなわちトリガ１６Ｂが引かれている場合）はＳ１０３に進み、オフの場合（すなわちトリガ１６Ｂが引かれていない場合）はＳ１０６に進む。
Ｓ１０６では、制御部３０は操作部１６Ｃの操作に応じてレシピ番号を増減（すなわち変更）する。

なお、ここでは理解を容易にするため３つの場合を例に説明したが、一つに固定する設定項目として、あるいはトリガ１６Ｂの操作状態に対応付ける設定値として電圧値、電流値、搬送風量なども設定できる場合はそれに応じて条件を分岐させればよい。

（５）実施形態の効果
以上説明した実施形態に係る塗装制御装置によると、作業者は静電塗装ガン１６から設定項目の設定値を変更するとき、トリガ１６Ｂを操作することにより、設定値の変更対象となる設定項目を切り替えることができる。このため、静電塗装ガン１６の構成を複雑にすることなく静電塗装ガン１６から多くの設定項目の設定値を変更することができる。

更に、塗装制御装置によると、作業者は静電塗装ガン１６でレシピを変更することができる。

更に、塗装制御装置によると、トリガ１６Ｂが引かれている状態（すなわち粉体塗料１８を噴射する状態）のときは設定値の変更対象となる設定項目を吐出量に切り替えるので、作業者は実際に粉体塗料１８を噴射しながら吐出量を変更することができる。このため吐出量の変更が容易になる。

更に、塗装制御装置によると、作業者は、トリガ１６Ｂの操作状態にかかわらず設定項目を一つに固定したい場合は操作パネル３６を操作することによって一つに固定することができる。

また、実施形態に係る粉体塗装装置１によると、静電塗装ガン１６の構成を複雑にすることなく静電塗装ガン１６から多くの設定項目の設定値を変更することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態ではトリガ１６Ｂが引かれている状態に設定項目として吐出量が対応付けられており、引かれていない状態に設定項目としてレシピが対応付けられている場合を例に説明したが、各操作状態に対応付ける設定項目は適宜に選択することができる。

（２）上記実施形態では設定値の変更対象となる設定項目をトリガ１６Ｂの操作状態に応じて切り替える場合に、トリガ１６Ｂの操作状態と設定項目との対応関係が予め固定されている。これに対し、トリガ１６Ｂの操作状態と設定項目との対応関係を作業者が操作パネル３６で任意に設定できるようにしてもよい。

（３）上記実施形態では塗料として粉体塗料１８を例に説明したが、塗料は液体塗料であってもよい。

（４）上記実施形態ではトリガ１６Ｂの操作状態として引かれている状態と引かれていない状態との２つを例に説明したが、トリガ１６Ｂの操作状態は３つ以上あってもよい。例えば、液体塗料をエアによって噴射する手吹き塗装ガンの場合、トリガ１６Ｂを引いていない状態ではエアが噴射されず、トリガ１６Ｂを半引きするとエアだけが噴射され、トリガ１６Ｂを全引きするとエアとともに液体塗料が噴射される場合がある。すなわちトリガ１６Ｂに３つの操作状態がある場合がある。その場合はそれら３つの操作状態に異なる設定項目を対応付けてもよい。

（５）上記実施形態では設定値の変更対象となる設定項目をトリガ１６Ｂの操作状態に応じて切り替えるか又はトリガ１６Ｂの操作状態にかかわらず一つに固定するかを作業者が操作パネル３６で設定できる場合を例に説明した。これに対し、設定項目がトリガ１６Ｂの操作状態に応じて切り替えられる構成に固定されていてもよい。

（６）上記実施形態では操作部１６Ｃが静電塗装ガン１６に固定で組み付けられている場合を例に説明したが、操作部１６Ｃは静電塗装ガン１６に着脱可能に取り付けられていてもよい。

１…粉体塗装装置（塗装装置の一例）、１３，１４…流量絞り弁（附帯装置の一例）、１６…静電塗装ガン（手吹き塗装ガンの一例）、１６Ｂ…トリガ、１６Ｃ…操作部（塗装制御装置の一例）、１８…粉体塗料（塗料の一例）、３０…制御部（塗装制御装置の一例）、３１…電圧供給部（附帯装置の一例）、３４…トリガ状態検出部（塗装制御装置の一例）、３５…絞り弁制御部（附帯装置の一例）、３６…操作パネル

Claims (4)

1. 塗料を噴射する状態と噴射を停止する状態とを含む複数の操作状態があるトリガを有する手吹き塗装ガンと前記塗料の噴射に係る附帯装置とを備える塗装装置に含まれる塗装制御装置であって、
   複数の設定項目の設定値に基づいて前記附帯装置を制御する制御部と、
   前記トリガの操作状態を検出するトリガ状態検出部と、
   前記手吹き塗装ガンに設けられている操作部と、
   を備え、
   前記制御部は、設定値の変更対象となる前記設定項目を前記トリガの操作状態に応じて切り替え、変更対象となっている前記設定項目の設定値を前記操作部の操作に応じて変更し、
   前記複数の設定項目は、前記塗料の単位時間当たりの吐出量が設定値として設定される設定項目を含み、
   前記制御部は、前記トリガの操作状態が前記塗料を噴射する状態のときは、設定値の変更対象となる前記設定項目を、吐出量が設定される設定項目に切り替える、塗装制御装置。
2. 互いに異なる前記設定項目に設定される２以上の設定値の組み合わせをレシピと定義するとき、設定値として前記レシピの識別情報が設定される設定項目を更に有する、請求項１に記載の塗装制御装置。
3. 設定値の変更対象となる前記設定項目を前記トリガの操作状態に応じて切り替えるか又は前記トリガの操作状態にかかわらず一つに固定するかの設定を受け付ける操作パネルを備え、
   前記制御部は、設定値の変更対象となる前記設定項目が一つに固定されている場合は、前記トリガの操作状態にかかわらず当該固定されている設定項目の設定値を変更する、請求項１又は請求項２に記載の塗装制御装置。
4. 塗料を噴射する状態と噴射を停止する状態とを含む複数の操作状態があるトリガを有する手吹き塗装ガンと、
   前記塗料の噴射に係る附帯装置と、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の塗装制御装置と、
   を備える塗装装置。

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