JP6820555B2 - 塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗装装置に関するものである。

特許文献１には、被塗物の形状に応じて塗料吹付ノズルを三次元方向に移動させ、被塗物と塗料吹付ノズルとの間の距離を一定に保ちながら塗装を行う塗装装置が開示されている。この塗装装置は、被塗物と塗料吹付ノズルとの間の距離を計測するセンサと、塗料吹付ノズルを移動させるための駆動手段とを備えている。駆動手段が、センサからの計測情報に基づいて塗料吹付ノズルを移動させることにより、被塗物と塗料吹付ノズルとの間の距離が一定に保たれるようになっている。

特開平６−２２６１５６号公報

上記の塗装装置では、塗料吹付ノズルが駆動手段によって機械的に動かされるようになっている。そのため、例えば被塗物の被塗面が凹凸寸法の大きい形状であって、被塗物がコンベアで搬送されていくような場合は、塗料吹付ノズルの動きが被塗面の凹凸の変化に追従できず、塗装不良を来すことが懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、被塗面が凹凸形状であっても塗装不良を来すのを防止することを目的とする。

第１の発明は、
被塗物に向けて塗料を噴出する塗料ノズルを備えた塗装ガンと、
前記被塗物を搬送するコンベアと、
前記被塗物の被塗面と前記塗料ノズルとの間の距離を計測する塗装距離計測手段と、
前記被塗面の三次元形状を特定する三次元形状特定手段と、
前記塗装距離計測手段により計測された距離情報と、前記三次元形状特定手段により特定された前記三次元形状情報とに基づいて、前記被塗面に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更する制御装置とを備え、
前記塗装距離計測手段は、
前記制御装置と、
前記被塗面に向けて発した検知光を受光することによって前記被塗面までの距離を検出する距離センサとを含み、
前記制御装置は、前記制御装置に記憶されている前記塗料ノズルの位置情報と、前記距離センサから入力された距離の検知情報とを比較演算することで、前記被塗面に対する前記塗料ノズルの対向位置を計測するところに特徴を有する。
第２の発明は、
被塗物に向けて塗料を噴出する塗料ノズルを備えた塗装ガンと、
前記被塗物を搬送するコンベアと、
前記被塗物の被塗面と前記塗料ノズルとの間の距離を計測する塗装距離計測手段と、
前記被塗面の三次元形状を特定する三次元形状特定手段と、
前記塗装距離計測手段により計測された距離情報と、前記三次元形状特定手段により特定された前記三次元形状情報とに基づいて、前記被塗面に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更する制御装置と、
前記被塗面に塗着した塗料を加熱乾燥により硬化させて前記被塗面に固着させる焼付乾燥炉と、
前記焼付乾燥炉に未搬入の状態の前記被塗物に対し、塗料の塗着品質を検査する塗着品質検査手段とを備えているところに特徴を有する。

第１及び第２の発明によれば、被塗面に塗料を塗着させる際の塗装条件は、被塗面と塗料ノズルとの間の距離が変動するのに伴って随時設定又は変更されるので、被塗面と塗料ノズルとの距離を一定に保つために、被塗面の凹凸形状に合わせて塗料ノズルを移動させる必要はない。したがって、塗料ノズルの動きが被塗面の凹凸の変化に追従できないことに起因する塗装不良を防止できる。また、人手を介さずに好適な塗装条件が設定されるので、塗料を高い品質で塗着させることができる。第２の発明によれば、塗着品質検査手段による検査結果に基づいて、塗装条件を補正することにより、良好な焼付乾燥工程を実行し、高品質の塗膜を形成することができる。制御装置において塗装条件を設定する際には、塗装距離計測手段により計測された距離情報だけでなく、三次元形状特定手段により特定された三次元形状情報も加味するので、良好な塗装条件が設定される。

実施例１の塗装装置の平面図 塗装ブースにおいて被塗物を塗装している工程をあらわす平面図 塗装ブースにおいて被塗物が図２の状態から移動した状態をあらわす平面図 塗装ブースにおいて図２とは異なる被塗物を塗装している工程をあらわす平面図 塗装ブースにおいて被塗物が図４の状態から移動した状態をあらわす平面図 塗装条件を設定する手段の構成をあらわすブロック図 被塗面のうちレンジセンサの死角とならない領域の三次元形状を計測している状態をあわらす概略側面図 被塗面のうちレンジセンサの死角となる領域の三次元形状を計測している状態をあわらす概略側面図

本発明は、
前記被塗面の三次元形状を特定する三次元形状特定手段を備え、
前記制御装置は、前記三次元形状特定手段により特定された三次元形状情報に基づいて、前記被塗物に対する前記塗料ノズルの対向位置を設定するようになっているところに特徴を有する。
この構成によれば、被塗面が凹凸を有する形状であっても、塗料ノズルの位置を、塗料の塗着品質が高くなるような適正範囲内に設定することができる。

本発明は、
前記制御装置には、前記距離情報と前記三次元形状情報とに基づいて設定した前記塗装条件が塗装条件情報として記憶されており、
前記制御装置は、前記距離情報と前記三次元形状情報に合致又は近似した情報が入力されたときに、前記塗装条件情報を読み出して前記塗装条件として設定する学習機能を備えていてもよい。
この構成によれば、複数の被塗物に順次塗装を施していく場合に、制御装置は、各被塗物毎に距離情報と三次元形状情報に基づいて毎回塗装条件を演算する必要がない。これにより、塗装条件の設定又は変更に要する時間を短縮できるので、塗装効率に優れている。

本発明は、
前記三次元形状特定手段が、
回転しながら前記被塗面に向けて放射状に検知光を発するとともに前記被塗面で反射した前記検知光を受光することで前記被塗面までの距離を検出するレンジセンサと、
前記検知光を、前記レンジセンサと前記被塗面との間で反射させる反射部材とを備えて構成されていてもよい。
この構成によれば、レンジセンサと被塗面をレンジセンサの回転中心軸と平行に相対移動させながら、レンジセンサで被塗面までの距離を検出することにより、被塗面の三次元形状を計測することができる。被塗面のうちレンジセンサから視て死角となる領域には、反射部材で反射した検知光が当たり、被塗面で反射した検知光は、再び反射部材で反射してレンジセンサで受光される。死角となる領域の距離の検出を反射部材によって行うので、レンジセンサの設置数を減らして、コストを低減することができる。

本発明は、
前記被塗面に形成する塗膜の品質が規定された塗装要求仕様を特定するための塗装要求仕様特定手段を備え、
前記塗装要求仕様における塗膜の品質は、前記被塗物に関して使用する塗料に応じて規定されるものであり、
前記制御装置は、前記塗装距離計測手段により計測された前記距離情報と、前記塗装要求仕様特定手段により特定された塗装要求仕様情報に基づいて、前記塗装条件を設定するようになっているところに特徴を有する。
この構成によれば、制御装置において塗装条件を設定する際には、塗装距離計測手段により計測された距離情報だけでなく、塗装要求仕様特定手段により特定された塗装要求仕様情報も加味するので、良好な塗装条件が設定される。

本発明は、
前記塗装要求仕様特定手段が、
デジタルコード化した前記塗装要求仕様情報が表示され、前記被塗物と一体的に搬送されるデジタル情報表示部材と、
前記デジタル情報表示部材に表示されている前記塗装要求仕様情報を読み取るデジタル情報読み取り手段とを備えて構成されていてもよい。
この構成よれば、被塗物を搬送しながら、その被塗物の塗装要求仕様情報を特定することができる。

本発明は、
前記制御装置には、前記距離情報と前記塗装要求仕様情報とに基づいて設定した前記塗装条件が塗装条件情報として記憶されており、
前記制御装置は、前記距離情報と前記塗装要求仕様情報に合致又は近似した情報が入力されたときに、前記塗装条件情報を読み出して前記塗装条件として設定する学習機能を備えていてもよい。
この構成によれば、複数の被塗物に順次塗装を施していく場合に、制御装置は、各被塗物毎に距離情報と塗装要求仕様情報に基づいて毎回塗装条件を演算する必要がない。これにより、塗装条件の設定又は変更に要する時間を短縮できるので、塗装効率に優れている。

本発明は、
前記塗料ノズルが、前記コンベアで搬送される前記被塗物に追従して移動可能であってもよい。
この構成によれば、１つの被塗面に対して塗装に費やせる時間を長く確保できるので、被塗面が複雑な形状であっても、人手による補正塗装を行わずに良好な塗装を行うことができる。

本発明は、
前記制御装置は、前記塗着品質検査手段による検査結果に基づいて、前記焼付乾燥炉で実行される焼付乾燥の焼付乾燥条件を補正する補正機能を備えていてもよい。
この構成よれば、塗着品質検査手段による検査結果に基づいて、焼付乾燥条件を補正することにより、良好な焼付乾燥工程を実行し、高品質の塗膜を形成することができる。

本発明は、
表面処理が施され且つ塗料が塗着されていない前記被塗面の状態を検査する表面処理状態検査手段を備えていてもよい。
この構成によれば、塗料が塗着されていない被塗面の状態を表面処理状態検査手段によって検査することにより、被塗面における塗料の塗着品質を向上させることができる。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図８を参照して説明する。図１に示すように、本実施例１の塗装装置は、被塗物５０，６０をハンガー１１（図２〜５を参照）で吊り下げた状態で一方向に循環搬送するためのコンベア１０と、搬送される被塗物５０，６０の被塗面５１，６１に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更するための制御装置４４（図６を参照）とを備えている。コンベア１０による搬送経路上又は搬送経路の近傍位置には、着荷ゾーン１２、前処理装置１３、塗装ブース３１、焼付乾燥炉４１が設けられている。着荷ゾーン１２では、コンベア１０のハンガー１１に、被塗物５０，６０と、その被塗物５０，６０に対応したステッカー２５（請求項に記載のデジタル情報表示部材）が取り付けられる。

着荷ゾーン１２の搬送方向下流側（搬送方向前方）には、前処理装置１３が設けられている。前処理装置１３内には、搬送方向の上流側から下流側に向かって順に、被塗物５０，６０の被塗面５１，６１を脱脂処理するための脱脂装置１４、脱脂後の被塗面５１，６１を洗浄するための第１水洗浄装置１５、水洗浄後の被塗面５１，６１の表面に調節加工を施すための表面調整装置１６、被塗面５１，６１の表面に防錆等を目的とした化成皮膜を生成するための化成皮膜生成装置１７、化成皮膜が生成された被塗面５１，６１の表面を洗浄するための第２水洗浄装置１８、被塗面５１，６１の表面を洗浄するための第３水洗浄装置１９、被塗面５１，６１の表面を洗浄するための純水洗浄装置２０、被塗面５１，６１に付着している水を蒸発させて被塗面５１，６１を乾燥させるための水切り乾燥炉２１が設けられている。

前処理装置１３の搬送方向下流側には、塗装工程に先立って行われる前処理（表面処理）が施され、且つ塗料が塗着されていない被塗面５１，６１の状態を検査するための表面処理状態検査手段２２が設けられている。表面処理状態検査手段２２は、防錆処理の状態と、前処理と水切り乾燥処理が済んだ被塗面５１，６１の表面に異物（糸くずや帯電した塵埃等）が付着しているか否かを検査する。表面処理状態検査手段２２としては、非接触光学センサや画像処理装置等が用いられる。

表面処理状態検査手段２２の搬送方向下流側には、読取り用センサ２３（請求項に記載のデジタル情報読み取り手段）が設けられている。読取り用センサ２３は、後述するステッカー２５（図２，図３を参照）とともに塗装要求仕様特定手段２４を構成する。塗装要求仕様特定手段２４は、各被塗物５０，６０に関して使用する塗料に応じて塗膜の品質を規定した塗装要求仕様を特定するものであり、特定した塗装要求仕様情報は制御装置４４に入力される。

塗装要求仕様情報は、縦熱性、耐火性を有するステッカー２５にデジタルコード化されて表示されている。ステッカー２５は、各被塗物５０，６０をコンベア１０に吊り下げるためのハンガー１１に取り付けられ、被塗物５０，６０と一体となって搬送される。塗装要求仕様としては、生成すべき塗膜の厚さ、塗膜の表面の仕上がり具合（面粗度）、焼付乾燥条件等の情報がある。焼付乾燥条件としては、焼付乾燥炉４１の昇温時間、焼付乾燥炉４１内での被塗物５０，６０の物温キープ時間、焼付温度等がある。

読取り用センサ２３の搬送方向下流側には、被塗物５０，６０の被塗面５１，６１の三次元形状を特定するための三次元形状特定手段２６が設けられている。三次元形状特定手段２６は、図７，図８に示すように、レンジセンサ２７と一対の反射部材２８とを備えて構成されている。レンジセンサ２７は、回転しながら被塗物５０，６０（被塗面５１，６１）に向けて放射状に検知光Ｌを発するとともに被塗面５１，６１で反射した検知光Ｌを受光することで被塗面５１，６１までの距離を検出する。反射部材２８は、レンジセンサ２７から発せられた検知光Ｌを、レンジセンサ２７と被塗面５１，６１との間で反射させるように配置されている。

被塗面５１，６１の三次元形状を計測する際には、レンジセンサ２７を、その回転中心軸がコンベア１０による被塗物５０，６０の搬送方向と平行になるように配置する。そして、搬送される被塗物５０，６０に対してレンジセンサ２７から発した検知光Ｌを放射状に照射し、被塗面５１，６１で反射した検知光Ｌをレンジセンサ２７で受光することで、レンジセンサ２７から被塗面５１，６１までの距離を検出する。この検出値に基づいて被塗面５１，６１の三次元形状が計測される。

被塗面５１，６１のうちレンジセンサ２７から視て死角にならない領域Ｄでは、レンジセンサ２７から発せられた検知光Ｌが直接、照射されて反射し、その反射光がレンジセンサ２７で受光される。一方、被塗面５１，６１のうちレンジセンサ２７から視て死角となる領域Ｂには、反射部材２８で反射した検知光Ｌが当たる。そして、被塗面５１，６１のうち死角となる領域Ｂで反射した検知光Ｌは、再び反射部材２８で反射してレンジセンサ２７で受光される。本実施例の三次元形状特定手段２６は、被塗面５１，６１のうち死角となる領域Ｂの距離の検出を反射部材２８によって行うので、レンジセンサ２７の設置数を減らして、コストを低減することができる。

三次元形状特定手段２６の搬送方向下流側には、距離センサ２９が設けられている。距離センサ２９は、搬送される被塗面５１，６１に対し、後述する塗料ノズル３７が被塗面５１，６１に塗料を吐出する方向と同じ向き（搬送方向と直交する方向）に検知光を発し、その反射光を受光することにより、被塗面５１，６１までの距離を検出する。距離センサ２９の検出値は制御装置４４に入力される。制御装置４４には、塗料の吐出方向における塗料ノズル３７の位置情報が記憶されている。制御装置４４は、塗料ノズル３７の位置情報と、距離センサ２９から入力された検知情報とを比較演算することで、被塗面５１，６１に対する塗料ノズル３７の対向位置を計測する。制御装置４４と距離センサ２９は、被塗面５１，６１と塗料ノズル３７との間の距離を計測するための塗装距離計測手段３０を構成する。

距離センサ２９の搬送方向下流側には、塗装ブース３１が設けられている。塗装ブース３１には、図２〜図５に示すように、先端部に塗装ガン３６が取り付けられた塗装ロボット３２が付設されている。塗装ロボット３２は、基台３３と、スライダ３４と、アーム３５と、塗装ガン３６とを備えて構成されている。スライダ３４は、基台３３の上面に設けられ、制御装置４４の制御により、被塗物５０，６０に追従するように搬送方向と平行に移動し得るようになっている。アーム３５は、スライダ３４に取り付けられ、制御装置４４の制御により、搬送方向と直交するように水平に移動可能となっている。

塗装ガン３６は、アーム３５の先端部（コンベア１０に近い側の端部）に取り付けられている。塗装ガン３６には、塗料に高電位を印加するための高電圧発生器３８（図６を参照）が設けられている。高電圧発生器３８への荷電のタイミングは制御装置４４によって制御される。塗装ガン３６の先端部には、塗料を吐出するための塗料ノズル３７が設けれられている。塗装ガン３６は、制御装置４４の制御により、図４，図５に示すように、コンベア１０による搬送方向（搬送される被塗物５０，６０に追従する方向）に首を振るように向きを変えるようになっている。塗装ガン３６の向きが変わると、塗料ノズル３７からの塗料の吐出方向が変化する。

塗料圧送装置３９（図６を参照）から圧送された粉体タイプの塗料は、塗装ガン３６の内部を経由して塗料ノズル３７に圧送されるようになっている。塗料ノズル３７からの塗料の吐出は、塗装ガン３６に設けた開閉弁（図示省略）のＯＮ・ＯＦＦによって制御される。塗料圧送装置３９においては、制御装置４４により、塗料圧送用エアの流量、塗料の圧送流量（塗料ノズル３７からの塗料の吐出流量）、塗料の圧送速度（塗料ノズル３７からの塗料の吐出速度）が制御される。

塗装ブース３１の搬送方向下流側には、塗着品質検査手段４０が設けられている。塗着品質検査手段４０は、塗装ブース３１において被塗面５１，６１に塗着された塗料の状態を検査するものである。この検査では、塗着された塗料の膜厚を測定する。膜厚が厚くなり過ぎると、静電塗装に起因するフリーイオンが塗膜に付着し、このフリーイオンが、焼付乾燥後の塗膜表面の肌を粗す原因となる。そのため、膜厚が厚すぎる場合は、その後の塗装工程で膜厚が正常範囲内となるように、制御装置４４が塗装条件を変更する。

塗着品質検査手段４０の搬送方向下流側には、焼付乾燥炉４１が設けられている。焼付乾燥炉４１では、塗装ブース３１で被塗面５１，６１に塗着された塗料が、加熱により硬化して被塗面５１，６１に固着される。焼付乾燥炉４１の搬送方向下流側には、冷却ゾーン４２が設けられている。冷却ゾーン４２では、焼付乾燥工程がの済んだ被塗物５０，６０が冷却される。冷却ゾーン４２の搬送方向下流側には、コンベア１０のハンガー１１から被塗物５０，６０とステッカー２５を外して回収するための脱荷ゾーン４３が設けられている。脱荷ゾーン４３の搬送方向下流側には、既述の着荷ゾーン１２が設けられている。

次に、本実施例１の作用及び効果を説明する。着荷ゾーン１２では、コンベア１０のハンガー１１に被塗物５０，６０とステッカー２５が取り付けられる。ハンガー１１に取り付けられて搬送された被塗物５０，６０は、前処理装置１３において前処理が施され、次いで、表面処理状態検査手段２２で検査を受ける。その後、被塗物５０，６０のステッカー２５に表示されているデジタルコード化された塗装要求仕様情報が、読取り用センサ２３で読み取られ、制御装置４４に入力される。

塗装要求仕様情報が読み取られた後、被塗物５０，６０の被塗面５１，６１が三次元形状特定手段２６のレンジセンサ２７によ計測され、その三次元形状情報がレンジセンサ２７から制御装置４４に入力されて特定される。制御装置４４では、三次元形状情報に基づいて、被塗面５１，６１（コンベア１０）に対する塗料ノズル３７の対向位置を設定する。塗料ノズル３７位置を設定する際には、制御装置４４が塗装ロボット３２の動きを制御して、スライダ３４やアーム３５を移動させる。

三次元形状情報が特定された後、被塗面５１，６１の特定位置が距離センサ２９によって計測さ、距離センサ２９からその特定位置までの距離情報が制御装置４４に入力される。制御装置４４では、距離情報と塗料ノズル３７の位置情報とを比較演算することにより、塗料ノズル３７と被塗面５１，６１の特定位置までの距離が計測される。そして、制御装置４４では、距離情報と塗装要求仕様情報と三次元形状情報とに基づいて、塗装条件を設定する。

塗装条件としては、塗料の吐出流量、塗料の吐出速度、塗料圧送用エアの圧力、塗装ガン３６の開閉弁における塗料吐出のＯＮ・ＯＦＦのタイミング、高電圧発生器３８への荷電のタイミング、高電圧発生器３８への荷電電圧の値等がある。塗装条件が設定されると、塗装ブース３１では、各被塗物５０，６０毎に設定された塗装条件に基づいて、被塗面５１，６１に対し塗料が塗着される。塗料が塗着された後、塗着品質検査手段４０によって被塗面５１，６１における塗料の塗着状態（塗着品質）が検査される。塗着品質の検査後、被塗物５０，６０が焼付乾燥炉４１内を通過し、その間に、塗料が硬化して被塗面５１，６１に固着される。焼付乾燥炉４１を通過した被塗物５０，６０は、冷却ゾーン４２で冷却され、脱荷ゾーン４３でハンガー１１からステッカー２５とともに外される。

また、本実施例の塗装装置では、１つのコンベア１０により、形状や大きさの異なる複数種類の被塗物５０，６０を、ランダムに順送りして搬送することが行われる。この場合、種類の異なる各被塗物５０，６０毎に、個別に、距離情報と塗装要求仕様情報と三次元形状情報と塗装条件情報と焼付乾燥情報が設定されるが、一度設定されたこれらの情報は、制御装置４４において各被塗物５０，６０と対応する情報として記憶される。

そして、順次に搬送される被塗物５０，６０に関する距離情報と塗装要求仕様情報と三次元形状情報が、制御装置４４に記憶されている情報と合致又は近似した場合は、新たに塗装条件を演算して設定するのではなく、記憶されている塗装条件情報を読み出し、これを塗装条件として設定する。つまり、制御装置４４は、塗装条件の設定に関する学習機能を有している。

また、塗着品質検査手段４０における検査の結果、膜厚が適正範囲外であると判断された場合、制御装置４４では、膜厚が適正範囲となるように塗装条件を変更する。あるいは、塗膜の平滑度が静電反発によって目標品質より低下した場合は、塗膜の平滑度が高くなるように塗装条件を変更する。

次に、具体的な塗装工程を説明する。図２、図３に示す被塗物５０の被塗面５１は、塗料ノズル３７との対向距離の短い近接領域５２と、塗料ノズル３７との対向距離の長い遠隔領域５３とを有する段差形状をなしている。この近接領域５２と遠隔領域５３に塗料を塗布する際には、塗料ノズル３７の位置は変更せず、高電圧発生器３８への荷電電圧と、高電圧発生器３８への荷電電流と、塗料の吐出速度のうち少なくとも１つを変更する。

即ち、図２に示すように、塗料が近接領域５２に塗布される間は、高電圧発生器３８への荷電電圧や荷電電流が大きくなり過ぎないように荷電回路上でリミッターを作動させる。図３に示すように、塗料が遠隔領域５３に塗布される状態になると、リミッターを外し、高電圧発生器３８への荷電電圧や荷電電流が高くなるようにする。また、塗料が近接領域５２に塗布される間は、塗料の吐出速度を遅くし、塗料が遠隔領域５３に塗布される状態になると、塗料の吐出速度を速める。さらに、塗装ガン３６に、塗料ノズル３７より吐出される塗料の吐出パターン可変機構を設けた場合には、塗料の吐出パターン幅を狭くすることにより、近接領域５２と遠隔領域５３の段差コーナー部における狭小部への塗料の入り込みを向上させることができる。

また、図４，図５に示す被塗物６０は、塗料ノズル３７側に開放された凹部６２を有する箱形をなしており、凹部６２の内面が被塗面６１となっている。この被塗面６１を塗布する際には、スライダ３４を搬送方向下流側へスライドさせることにより、塗料ノズル３７を被塗面６１の動きに追従させる。これと同時に、凹部６２内で塗装ガン３６を首振り状に変位させることにより、塗料ノズル３７を、凹部６２における搬送方向と略直交する内側面に斜めに対向させる。これにより、凹部６２の内面（被塗面６１）の全領域に対して塗料を塗布することができる。さらに、塗装ガン３６に、塗料ノズル３７より吐出される塗料の吐出パターン可変機構を設けた場合には、塗料の吐出パターン幅を狭くすることにより、凹部６２の内面コーナー部における狭小部への塗料の入り込みを向上させることができる。

上述のように、本実施例の塗装装置は、被塗物５０，６０に向けて塗料を噴出する塗料ノズル３７を備えた塗装ガン３６と、被塗物５０，６０を搬送するコンベア１０と、被塗物５０，６０の被塗面５１，６１と塗料ノズル３７との間の距離を計測する塗装距離計測手段３０と、塗装距離計測手段３０により計測された距離情報に基づいて、被塗面５１，６１に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更する制御装置４４とを備えている。

被塗面５１，６１に塗料を塗着させる際の塗装条件は、被塗面５１，６１と塗料ノズル３７との間の距離が変動するのに伴って随時設定又は変更されるので、被塗面５１，６１と塗料ノズル３７との距離を一定に保つために、被塗面５１，６１の凹凸形状に合わせて塗料ノズル３７を移動させる必要はない。したがって、塗料ノズル３７の動きが被塗面５１，６１の凹凸の変化に追従できないことに起因する塗装不良を防止できる。また、人手を介さずに好適な塗装条件が設定されるので、塗料を高い品質で塗着させることができる。

また、塗装装置は、被塗面５１，６１の三次元形状を特定する三次元形状特定手段２６を備えており、制御装置４４は、三次元形状特定手段２６により特定された三次元形状情報に基づいて、被塗物５０，６０に対する塗料ノズル３７の対向位置を設定するようになっている。この構成によれば、被塗面５１，６１が凹凸を有する形状であっても、塗料ノズル３７の位置を、塗料の塗着品質が高くなるような適正範囲内に設定することができる。

また、制御装置４４は、塗装距離計測手段３０により計測された距離情報と、三次元形状特定手段２６により特定された三次元形状情報に基づいて、塗装条件を設定するようになっている。この構成によれば、制御装置４４において塗装条件を設定する際には、塗装距離計測手段３０により計測された距離情報だけでなく、三次元形状特定手段２６により特定された三次元形状情報も加味するので、良好な塗装条件が設定される。

また、制御装置４４には、距離情報と三次元形状情報とに基づいて設定した塗装条件が塗装条件情報として記憶されるようになっており、制御装置４４は、距離情報と三次元形状情報に合致又は近似した情報が入力されたときに、塗装条件情報を読み出して塗装条件として設定する学習機能を備えている。この構成によれば、複数の被塗物５０，６０に順次塗装を施していく場合に、制御装置４４は、各被塗物５０，６０毎に距離情報と三次元形状情報に基づいて毎回塗装条件を演算する必要がない。これにより、塗装条件の設定又は変更に要する時間を短縮できるので、塗装効率に優れている。

また、三次元形状特定手段２６は、レンジセンサ２７と反射部材２８とを備えている。レンジセンサ２７は、回転しながら被塗面５１，６１に向けて放射状に検知光を発するとともに被塗面５１，６１で反射した検知光を受光することで被塗面５１，６１までの距離を検出する。反射部材２８は、レンジセンサ２７が発せられた検知光を、レンジセンサ２７と被塗面５１，６１との間で反射させる。そして、レンジセンサ２７と被塗面５１，６１をレンジセンサ２７の回転中心軸と平行に相対移動させながら、レンジセンサ２７で被塗面５１，６１までの距離を検出することにより、被塗面５１，６１の三次元形状が計測される。

被塗面５１，６１のうちレンジセンサ２７から視て死角となる領域には、反射部材２８で反射した検知光が当たり、被塗面５１，６１で反射した検知光は、再び反射部材２８で反射してレンジセンサ２７で受光される。死角となる領域の距離の検出を反射部材２８によって行うので、レンジセンサ２７の設置数を減らして、コストを低減することができる。

また、塗装装置は、被塗面５１，６１に形成する塗膜の品質が規定された塗装要求仕様を特定するための塗装要求仕様特定手段２４を備えており、制御装置４４は、塗装距離計測手段３０により計測された距離情報と、塗装要求仕様特定手段２４により特定された塗装要求仕様情報に基づいて、塗装条件を設定するようになっている。この構成によれば、制御装置４４において塗装条件を設定する際には、塗装距離計測手段３０により計測された距離情報だけでなく、塗装要求仕様特定手段２４により特定された塗装要求仕様情報も加味するので、良好な塗装条件が設定される。

また、塗装要求仕様特定手段２４は、デジタルコード化した塗装要求仕様情報が表示され、被塗物５０，６０と一体的に搬送されるステッカー２５と、ステッカー２５に表示されている塗装要求仕様情報を読み取る読取り用センサ２３とを備えて構成されている。この構成よれば、被塗物５０，６０を搬送しながら、その被塗物５０，６０の塗装要求仕様情報を特定することができる。

また、制御装置４４には、距離情報と塗装要求仕様情報とに基づいて設定した塗装条件が塗装条件情報として記憶されるようになっており、制御装置４４は、距離情報と塗装要求仕様情報に合致又は近似した情報が入力されたときに、塗装条件情報を読み出して塗装条件として設定する学習機能を備えている。この構成によれば、複数の被塗物５０，６０に順次塗装を施していく場合に、制御装置４４は、各被塗物５０，６０毎に距離情報と塗装要求仕様情報に基づいて毎回塗装条件を演算する必要がない。これにより、塗装条件の設定又は変更に要する時間を短縮できるので、塗装効率に優れている。

また、塗料ノズル３７は、コンベア１０で搬送される被塗物５０，６０に追従して移動し得るようになっている。この構成によれば、１つの被塗面５１，６１に対して塗装に費やせる時間を長く確保できるので、被塗面５１，６１が複雑な形状であっても、人手による補正塗装を行わずに良好な塗装を行うことができる。

また、塗装装置は、被塗面５１，６１に塗着した塗料を加熱乾燥により硬化させて前記被塗面５１，６１に固着させる焼付乾燥炉４１と、焼付乾燥炉４１に未搬入の状態の被塗物５０，６０に対し、塗料の塗着品質を検査する塗着品質検査手段４０とを備えている。この構成によれば、塗着品質検査手段４０による検査結果に基づいて、塗装条件を補正することにより、良好な焼付乾燥工程を実行し、高品質の塗膜を形成することができる。

また、制御装置４４は、塗着品質検査手段４０による検査結果に基づいて、焼付乾燥炉４１で実行される焼付乾燥の焼付乾燥条件を補正する補正機能を備えている。この構成よれば、塗着品質検査手段４０による検査結果に基づいて、焼付乾燥条件を補正することにより、良好な焼付乾燥工程を実行し、高品質の塗膜を形成することができる。

また、塗装装置は、表面処理（前処理）が施され且つ塗料が塗着されていない被塗面５１，６１の状態を検査する表面処理状態検査手段２２を備えている。この構成によれば、塗料が塗着されていない被塗面５１，６１の状態を表面処理状態検査手段２２によって検査することにより、被塗面５１，６１における塗料の塗着品質を向上させることができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、制御装置が、被塗面の三次元形状情報に基づいて塗料ノズルの位置を設定するが、被塗面の三次元形状情報とき異なる情報等に基づいて塗料ノズルの位置を設定してもよい。
（２）上記実施例では、距離情報と三次元形状情報と塗装要求仕様情報とに基づいて塗装条件を設定するが、塗装条件は距離情報のみに基づいて設定してもよく、距離情報と三次元形状情報とに基づいて設定してもよく、距離情報と塗装要求仕様情報とに基づいて設定してもよい。
（３）上記実施例では、制御装置が、距離情報と三次元形状情報と塗装要求仕様情報に合致又は近似した情報が入力されたときに、塗装条件情報を読み出して塗装条件として設定する学習機能を備えているが、制御装置は、このような学習機能を備えていなくてもよい。
（４）上記実施例では、三次元形状特定手段がレンジセンサと反射部材とを備えて構成されているが、三次元形状特定手段は、各被塗物の被塗面の三次元形状情報を含む三次元ＣＡＤデータであってもよい。三次元ＣＡＤデータを利用した場合、被塗面の三次元形状を特定する手段としてセンサ等の計測機器を設ける必要がない。
（５）上記実施例では、塗料ノズルが、コンベアで搬送される被塗物に追従して移動し得るようになっているが、塗料ノズルは、コンベアに追従しないものであってもよい。
（６）上記実施例では、焼付乾燥炉に未搬入の状態の被塗物に対し、塗料の塗着品質を検査する塗着品質検査手段を備えているが、このような塗着品質検査手段を設けないものとしてもよい。
（７）上記実施例では、制御装置が、塗着品質検査手段の検査結果に基づいて焼付乾燥の焼付乾燥条件を補正する補正機能を備えているが、制御装置は、このような補正機能を有しないものであってもよい。
（８）上記実施例では、表面処理が施され且つ塗料が塗着されていない被塗面の状態を検査する表面処理状態検査手段を備えているが、このような表面処理状態検査手段を備えていないものであってもよい。
（９）上記実施例では、塗装距離計測手段として光学的距離センサを用いたが、塗装距離計測手段は、超音波式距離センサや静電容量式距離センサを用いてもよい。静電容量式距離センサとしては、塗装ガンに流れる出力電流値を計測する電流値計測手段と、電流値計測手段の計測値に基づいて塗装距離を演算する演算手段とを備えて構成されるものである。
（１０）上記実施例では、粉体塗料を用いて塗装を行う塗装装置について説明したが、本発明は、液体塗料を用いて塗装を行う塗装装置にも適用できる。
（１１）上記実施例では、静電塗装用の塗装装置について説明したが、本発明は、非静電塗装用の塗装装置にも適用することができる。

１０…コンベア
２２…表面処理状態検査手段
２３…読取り用センサ（デジタル情報読み取り手段）
２４…塗装要求仕様特定手段
２５…ステッカー（デジタル情報表示部材）
２６…三次元形状特定手段
２７…レンジセンサ
２８…反射部材
３０…塗装距離計測手段
３６…塗装ガン
３７…塗料ノズル
４０…塗着品質検査手段
４１…焼付乾燥炉
４４…制御装置
５０，６０…被塗物
５１，６１…被塗面

Claims (11)

1. 被塗物に向けて塗料を噴出する塗料ノズルを備えた塗装ガンと、
   前記被塗物を搬送するコンベアと、
   前記被塗物の被塗面と前記塗料ノズルとの間の距離を計測する塗装距離計測手段と、
   前記被塗面の三次元形状を特定する三次元形状特定手段と、
   前記塗装距離計測手段により計測された距離情報と、前記三次元形状特定手段により特定された前記三次元形状情報とに基づいて、前記被塗面に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更する制御装置とを備え、
   前記塗装距離計測手段は、
   前記制御装置と、
   前記被塗面に向けて発した検知光を受光することによって前記被塗面までの距離を検出する距離センサとを含み、
   前記制御装置は、前記制御装置に記憶されている前記塗料ノズルの位置情報と、前記距離センサから入力された距離の検知情報とを比較演算することで、前記被塗面に対する前記塗料ノズルの対向位置を計測することを特徴とする塗装装置。
2. 前記制御装置は、前記三次元形状特定手段により特定された三次元形状情報に基づいて、前記被塗物に対する前記塗料ノズルの対向位置を設定するようになっていることを特徴とする請求項１記載の塗装装置。
3. 前記制御装置には、前記距離情報と前記三次元形状情報とに基づいて設定した前記塗装条件が塗装条件情報として記憶されており、
   前記制御装置は、前記距離情報と前記三次元形状情報に合致又は近似した情報が入力されたときに、前記塗装条件情報を読み出して前記塗装条件として設定する学習機能を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗装装置。
4. 前記三次元形状特定手段が、
   回転しながら前記被塗面に向けて放射状に検知光を発するとともに前記被塗面で反射した前記検知光を受光することで前記被塗面までの距離を検出するレンジセンサと、
   前記検知光を、前記レンジセンサと前記被塗面との間で反射させる反射部材とを備えて構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の塗装装置。
5. 表面処理が施され且つ塗料が塗着されていない前記被塗面の状態を検査する表面処理状態検査手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の塗装装置。
6. 前記被塗面に形成する塗膜の品質が規定された塗装要求仕様を特定するための塗装要求仕様特定手段を備え、
   前記塗装要求仕様における塗膜の品質は、前記被塗物に関して使用する塗料に応じて規定されるものであり、
   前記制御装置は、前記塗装距離計測手段により計測された前記距離情報と、前記塗装要求仕様特定手段により特定された塗装要求仕様情報に基づいて、前記塗装条件を設定するようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の塗装装置。
7. 前記塗装要求仕様特定手段が、
   デジタルコード化した前記塗装要求仕様情報が表示され、前記被塗物と一体的に搬送されるデジタル情報表示部材と、
   前記デジタル情報表示部材に表示されている前記塗装要求仕様情報を読み取るデジタル情報読み取り手段とを備えて構成されていることを特徴とする請求項６記載の塗装装置。
8. 前記制御装置には、前記距離情報と前記塗装要求仕様情報とに基づいて設定した前記塗装条件が塗装条件情報として記憶されており、
   前記制御装置は、前記距離情報と前記塗装要求仕様情報に合致又は近似した情報が入力されたときに、前記塗装条件情報を読み出して前記塗装条件として設定する学習機能を備えていることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の塗装装置。
9. 前記塗料ノズルが、前記コンベアで搬送される前記被塗物に追従して移動可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の塗装装置。
10. 被塗物に向けて塗料を噴出する塗料ノズルを備えた塗装ガンと、
    前記被塗物を搬送するコンベアと、
    前記被塗物の被塗面と前記塗料ノズルとの間の距離を計測する塗装距離計測手段と、
    前記被塗面の三次元形状を特定する三次元形状特定手段と、
    前記塗装距離計測手段により計測された距離情報と、前記三次元形状特定手段により特定された前記三次元形状情報とに基づいて、前記被塗面に塗料を塗着させる際の塗装条件を設定又は変更する制御装置と、
    前記被塗面に塗着した塗料を加熱乾燥により硬化させて前記被塗面に固着させる焼付乾燥炉と、
    前記焼付乾燥炉に未搬入の状態の前記被塗物に対し、塗料の塗着品質を検査する塗着品質検査手段とを備えていることを特徴とする塗装装置。
11. 前記制御装置は、前記塗着品質検査手段による検査結果に基づいて、前記焼付乾燥炉で実行される焼付乾燥の焼付乾燥条件を補正する補正機能を備えていることを特徴とする請求項１０記載の塗装装置。

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