JP6945433B2 - 静電塗装システムの自己診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、静電塗装システムに含まれる機器の異常有無を判定する自己診断機能を有する静電塗装システムの自己診断方法に関する。

一般に、静電塗装システムにおける高電圧電源装置は、高圧トランスとその二次側の電圧増倍回路（例えば倍電圧整流回路）とを含む高電圧モジュールと、高圧トランス一次側に流れる電流をスイッチングするスイッチング駆動回路及びこれにドライブ信号を供給するＣＰＵ等を含む高電圧制御装置とを備えている。高電圧モジュールは塗装機に内蔵され、高電圧モジュールの高電圧出力が噴霧器に供給されるようになっている。

さらに、高電圧制御装置には、安全監視回路が設けられており、静電電位利用の塗装機（荷電塗装材料粒子を散布する噴霧器を有している）を駆動する際、塗装対象が 塗装機に近づきすぎたこと等による火花発生の抑止の為や、破損等（例えば、高電圧制御装置の破損、塗装機の破損や劣化、塗装機へ接続するケーブルの破損）の異常を検知した場合、塗装機の駆動を停止させることが出来る。この安全監視回路が正常に動作することを確認するため、安全監視回路へ自己診断回路（例えばリレー接点方式の検査電圧入力回路等）を設けているものがある。

また、静電塗装システムの噴霧器へのエア供給系統にも自己診断回路を設けて、エアモータ及びエア供給系統の不具合を検出する場合もある。

図５は従来の自己診断機能を有する静電塗装システムを示し、塗装機としてベル（Ｂｅｌｌ）型噴霧器（ガン）２を有するベル型塗装機１を用いた例を示している。ベル型噴霧器２は静電電位利用の塗装機器であって、エアモータ３の回転を利用して荷電塗装材料粒子を対象物に散布するものである。静電塗装システムにおける高電圧電源装置は、高電圧を発生して噴霧器２に高電圧出力を供給する高電圧発生部としての高電圧モジュール２０と、高電圧モジュール２０の出力を制御するとともに効率を最適化するための高電圧制御装置３０と、両者を接続するケーブルとを有する。高電圧モジュール２０は噴霧器２を具備する塗装機１のケーシング内に収納されているため、ケーブルで高電圧制御装置３０と電気的に接続される。

高電圧モジュール２０は、一次巻線２１ａ及び二次巻線２１ｂを有する高圧トランス（フライバックトランス）２１と、二次巻線２１ｂの誘起電圧を整流し増倍する電圧増倍回路２２とを有し、電圧増倍回路２２の高電圧出力が噴霧器に供給される。電圧増倍回路２２は例えば倍電圧整流回路等である。

高電圧制御装置３０は、作動直流電源としての電圧出力回路４０（例えば可変制御安定化電源）と、電圧出力回路４０から高圧トランス２１の一次巻線２１ａに流れる電流をスイッチングするスイッチング駆動回路５０と、スイッチング駆動回路５０をスイッチングさせるためのスイッチング信号を生成する発振回路６０とを有している。電圧出力回路４０の出力電圧ＣＴ（高圧トランス２１への供給電圧）は演算処理部としてのＣＰＵ３５の電圧制御信号Ｃｖで制御される。また、発振回路６０の発振周波数、つまりスイッチング信号の周波数はＣＰＵ３５の周波数制御信号Ｃｆで制御される。

さらに、高電圧制御装置３０は、電圧出力回路４０の出力電圧ＣＴを監視する第１安全監視回路１１、スイッチング駆動回路５０でスイッチングする一次巻線２１ａに流れるドライブ電流ＤＲＡを監視する第２安全監視回路１２、及び高電圧モジュール２０の電圧増倍回路２２よりフィードバックされる先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭを監視する第３安全監視回路１３を有する。ここでは、先端電圧ＶＭは噴霧器２に供給される電圧増倍回路２２出力端の出力電圧であり、先端電流ＩＭは電圧増倍回路２２出力端から噴霧器２に供給される電流である。また、第１、第２及び第３安全監視回路１１，１２，１３がそれぞれ正常に動作することを確認するために、第１、第２及び第３自己診断回路３１，３２，３３が設けられている。

この場合、高電圧制御装置３０への電源供給時又は、操作者の任意のタイミングで第１、第２及び第３自己診断回路３１，３２，３３によって第１、第２及び第３安全監視回路１１，１２，１３の自己診断をそれぞれ行う。この時、塗装機１へ直接接続される信号部に挿入されたリレー等の物理スイッチで接続を切断した状態で（第１、第２及び第３安全監視回路１１，１２，１３を切り離した状態で）、各安全監視回路１１，１２，１３へ任意の電圧及び電流に相当する信号を入力し、各安全監視回路１１，１２，１３が正常に電圧・電流を検出することを確認する。自己診断回路３１，３２，３３から入力された値を、正常に検出しなかった場合、自己診断異常として処理する。このとき、高電圧出力操作は不可とされる。

自己診断回路３１，３２，３３のいずれかが破損した場合、対応する安全監視回路１１，１２，１３の破損が検知できなくなる。この為、安全監視回路により防止されていた、火花の発生による予期せぬ事故や、破損等の異常検知が出来ないことによって、工場ラインの復旧作業が難航する場合がある。あるいは、破損した自己診断回路を通して信号が出力されることによる塗装機１の誤動作が起こる場合がある。

一方、自己診断回路が設けられていない高電圧制御装置の場合は、異常箇所（高電圧制御装置の破損、ケーブルの断線、塗装機の破損）の判別が行えない為、工場ラインの復旧作業が難航する場合がある。

静電塗装システムにおけるエア供給系統は、エア供給源８０、エア配管部９０及び回転コントローラ（電圧可変による空気圧調整機器）１００を備えている。この場合、噴霧器はベル型噴霧器２であり、ベル型噴霧器２を含むベル型塗装機１はベル型噴霧器２を回転駆動するエアモータ３を内部に備え、エアモータ３は回転力を発生するタービン７２、制動用のブレーキ７３及び高速回転するタービン７２を回転自在に支持するベアリング７４を有している。エアモータ３へは、エア供給源８０の０.５〜１ＭＰａ程度のエアがエア配管部９０を介して供給されるようになっている。エア配管部９０は、第１エアバルブ９１、第２エアバルブ９２、電空レギュレータ９３、電磁弁９４、圧力センサ９５、及びファイバアンプ９６を有している。また、エア配管部９０のエア圧力を制御して、エアモータ３の回転を制御するために回転コントローラ１００が設けられている。回転コントローラ１００は電空変換出力回路１０１、タービン出力制御回路１０２、ブレーキ出力制御回路１０３、圧力検出回路１０４、回転数検知回路１０５及び演算処理部としてのＣＰＵ１１０を有している。さらに、電空変換出力回路１０１に対して電圧出力診断を行うための自己診断回路１０６が回転コントローラ１００に設けられている。

ベル型塗装機１は、回転コントローラ１００で 供給状態を制御されたエアにより、エアモータ３を駆動することでベル型噴霧器２を回転させ、塗装材料としての液体塗料を霧状に変える機構を持つ。これにより、霧状に変えた塗料を高電圧電源装置の高電圧モジュール２０により出力された高電圧で帯電させ、 塗装対象物（高電圧モジュール２０から出力された高電圧に対して逆極性となっている）に塗装材料を吸着させることで、塗装を行う。

エア配管部９０の電空レギュレータ９３は、エア供給源８０とエアモータ３間に挿入され、回転コントローラ１００の電空変換出力回路１０１から出力される電気信号（圧力指令信号）C-Airに比例して空気圧力を無段階に制御する機器であって、供給されたエアAirに対し、電気信号C-Airに応じたエアO-Airを出力する。また、電空レギュレータ９３は、制御しているO-Air圧力に比例した電圧出力をモニタ電圧R-Airとして電空変換出力回路１０１へ出力する。

電磁弁９４は、タービン出力制御回路１０２及びブレーキ出力制御回路１０３からの信号(Tur-C，Bra-C)に応じて、 エアの供給先を切り替える機器であって、タービン出力制御信号Tur-C が入力時、第１エアバルブ９１へ制御用エアCA-tur を供給し、ブレーキ出力制御信号Bra-C が入力時、第２エアバルブ９２ へ制御用エアCA-Braを供給する。タービン出力制御信号Tur-C とブレーキ出力制御信号Bra-C は排他制御であり、同時には出力しない信号である。

第１エアバルブ９１は制御用エアCA-turが入力されている時、電空レギュレータ９３から供給されたエアO-Airをタービン７２へ供給する（エアA-turをタービンへ供給）。第２エアバルブ９２は制御用エアCA-Braが入力されている時、電空レギュレータ９３から供給されたエアO-Airをブレーキ７３へ供給する（エアA-Braをブレーキへ供給）。

圧力センサ９５はエア供給源８０から出力されるエアAirの空気圧を計測し、電気信号Presへ変換し、回転コントローラ１００の圧力検出回路１０４へ出力する。ファイバアンプ９６はオプティカルファイバセンサであって、エアモータ３の回転数を計測して電気信号rpm1へ変換し、回転コントローラ１００の回転数検知回路１０５へ出力する。

ＣＰＵ１１０は、電空変換出力回路１０１、タービン出力制御回路１０２及びブレーキ出力制御回路１０３に接続され、これらを制御する。また、ＣＰＵ１１０は、圧力検出回路１０４及び回転数検知回路１０５と接続され、エアAirの空気圧を計測した電気信号Pres及びエアモータ３の回転数を計測した電気信号rpm1の入力を受ける。

従来の静電塗装システムのベル型噴霧器による塗装開始に至るまでの動作は下記による。

(1) エア供給源８０より、エア出力Airを供給する。このエア出力Airにより、エアモータ３内部のベアリング７４へエアを供給し、ベル型噴霧器２を回転可能な状態とする（ベル型塗装機１は、ベル部分が高速回転をする為、ベアリング７４へエアを供給できなければ、ベル型塗装機１は、タービン７２を正常に駆動させることが出来ず、破損する）。

(2) エア出力Airの圧力は、圧力センサ９５からの信号Presにて回転コントローラ１００で検知する(常時実施)。

(3) エア出力Airが供給されている状態で、回転コントローラ１００より電空レギュレータ制御信号C-Airを出力し、第１エアバルブ９１及び第２エアバルブ９２へエアを供給する。

(4) 第１エアバルブ９１及び第２エアバルブ９２へのエア供給状態において、タービン出力制御信号Tur-C 又はブレーキ出力制御信号Bra-Cを電磁弁９４へ出力する。この時、タービン出力制御信号Tur-C が出力された場合は、第１エアバルブ９１が駆動し（開き）、タービン７３へエアA-turが供給され、エアモータ３が回転する。一方、ブレーキ出力制御信号Bra-C が出力された場合は、第２エアバルブ９２が駆動し（開き）、ブレーキ７３へエアA-Braが供給され、エアモータ３の回転を減速（又は停止）させる。

(5) エアモータ３の回転状態の検知は、ファイバアンプ（オプティカルファイバセンサ）９６からの信号rpm1により行う。

(6) 回転コントローラ１００が内蔵しているＣＰＵ１１０により、現在の回転数に応じて、タービン７２及びブレーキ７３を制御することで、常に指定のエアモータ回転数となるように制御を行う。

(7) ベル型噴霧器２のエアモータ３が指定の回転数となった時、塗装を開始する。なお、エアモータ３が指定の回転数となるまでは、塗装材料の供給及び高電圧モジュール２０による高電圧出力は行わない。

ベル型噴霧器２の動作中においては、回転コントローラ１００は電空変換出力回路１０１、圧力検出回路１０４、回転数検知回路１０５への入力信号により異常監視を行っている。また、自己診断回路１０６のよる自己診断時においては、電空変換出力回路１０１に対して電圧出力診断を行っている。

しかしながら、従来の自己診断においては電空変換出力回路１０１自体の異常確認であり、電空変換出力回路１０１、圧力検出回路１０４、回転数検知回路１０５での異常監視は、運用状態（対象物への塗装実行中）での異常監視である為、静電塗装システム全体の診断を、塗装実施前且つ、ベル型塗装機のベル部分が高速で回転する前に検知することが困難であった。

前述の従来システムの場合、自己診断回路が破損した場合、自己診断回路が診断対象とする回路の破損が検知できなくなり、対象物に対する塗装不良が発生する可能性がある。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、ハードウエアである専用の自己診断回路を付加することなく、対象物への塗装動作実行前に自己診断が可能な静電塗装システムの自己診断方法を提供することにある。

本発明のある態様は静電塗装システムの自己診断方法である。この静電塗装システムの自己診断方法は、一次巻線及び二次巻線を有する高圧トランスと、前記二次巻線の誘起電圧を整流する高電圧整流器とを有し、前記高電圧整流器の出力電圧を、静電電位利用の塗装機に供給する高電圧発生部と、
前記一次巻線に電圧出力を供給する電圧出力回路と、前記一次巻線の電流をスイッチングするスイッチング駆動回路とを有する高電圧制御装置と、を備える場合において、
前記電圧出力回路の出力電圧検出値は第１安全監視回路で、前記一次巻線の電流検出値は第２安全監視回路で、前記高電圧発生部の出力電圧検出値及び出力電流検出値は第３安全監視回路で、それぞれ検出し、
専用の自己診断回路を用いることなく、 前記高電圧発生部の高電圧出力の立ち上がり時に検出した前記電圧出力回路の出力電圧検出値、前記一次巻線の電流検出値、前記高電圧発生部の出力電圧検出値、及び前記高電圧発生部の出力電流検出値を用いて、前記高電圧発生部及び前記高電圧制御装置の自己診断を行うことを特徴とする。
前記態様において、前記電圧出力回路の出力電圧検出値が第１の電圧値に到達したときに、前記高電圧発生部及び前記高電圧制御装置の第１回目の自己診断を行い、前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値に到達したときに第２回目の自己診断を行ってもよい。
前記態様において、正常時の前記電圧出力回路の入力信号と出力電圧との既知関係と、前記電圧出力回路の前記入力信号と前記第１安全監視回路で検出された出力電圧検出値との関係との対比により、前記第１安全監視回路が正常かどうか判定し、
正常時の前記電圧出力回路の前記出力電圧と前記一次巻線の電流との既知関係と、前記電圧出力回路の前記出力電圧と前記第２安全監視回路で検出された前記一次巻線の電流検出値との関係との対比により、前記第２安全監視回路が正常かどうか判定し、
正常時の前記電圧出力回路の前記出力電圧と前記高電圧発生部の出力電圧及び出力電流との既知関係と、前記電圧出力回路の前記出力電圧と前記第３安全監視回路で検出された前記高電圧発生部の出力電圧検出値及び出力電流検出値との関係との対比により、前記第３安全監視回路が正常かどうか判定する、構成としてもよい。

前記態様において、前記静電塗装システムはエア供給系統をさらに備え、
前記塗装機は前記エア供給系統で駆動されるエアモータを有する噴霧器を含み、
前記エア供給系統は、エア配管部を介して前記エアモータの回転を制御する回転コントローラを有し、
専用の自己診断回路を用いることなく、前記エアモータの立ち上がり時に検出した前記回転コントローラの圧力指令信号検出値と、前記エアモータの回転数検出値との関係から前記エア供給系統及び前記エアモータの自己診断を行う構成であるとよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、ハードウエアである専用の自己診断回路を付加することなく、対象物への塗装動作実行前に自己診断が可能であり、塗装不良を未然に防止可能である。

本発明に係る静電塗装システムの自己診断方法の実施の形態を示すブロック図。 実施の形態における自己診断動作を示すフローチャート。 実施の形態における電圧出力回路の出力電圧ＣＴと、高圧トランスの一次巻線に流れるドライブ電流ＤＲＡとの関係であって、正常時と異常時とを示すグラフ。 実施の形態における電圧出力回路の出力電圧ＣＴと、電圧増倍回路よりフィードバックされる先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭとの関係であって、正常時と異常時とを示すグラフ。 従来の静電塗装システムを示すブロック図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は本発明に係る静電塗装システムの自己診断方法の実施の形態を示すブロック図である。この場合、図５の従来の静電塗装システムと異なる所は、高電圧電源装置における高電圧制御装置３０の第１、第２及び第３安全監視回路１１，１２，１３に対応する第１、第２及び第３自己診断回路３１，３２，３３を省略し、第１、第２及び第３安全監視回路１１，１２，１３が正常かどうかの診断をＣＰＵ３５で行うとともに、エア供給系統の回転コントローラ１００に含まれる電空変換出力回路１０１に対応する自己診断回路１０６を省略し、電空変換出力回路１０１が正常かどうかの診断をＣＰＵ１１０で行うようにしている。その他の構成は図５の従来の静電塗装システムと同様である。

静電塗装システムにおける高電圧電源装置において、自己診断を必要とする箇所の特性は、電圧出力回路４０より出力された電圧ＣＴに対して、塗装機１の特性（内部のコンデンサ等の容量やトランス、接続ケーブル等によって定まる）による、電圧・電流が流れるまでの遅延時間があるものの、基本的には比例の関係にある。これを利用し、高電圧ＯＮ（高電圧出力動作起動）直後の高電圧出力の立ち上がり時に、例えば、電圧出力回路４０の出力電圧ＣＴを２Ｖ、３Ｖといった、機器に故障等の異常が発生していても影響を及ぼさない低い電圧値で、各安全監視回路１１，１２，１３が検出した値からＣＰＵ３５で静電塗装システム内の異常有無を判定する（各安全監視回路１１，１２，１３が正常か否かも同時に判定可能である）。

第１安全監視回路１１で監視する出力電圧ＣＴは、ＣＰＵ３５の電圧制御信号Ｃｖにより変化し、ＣＰＵ３５には正常時の電圧制御信号Ｃｖと出力電圧ＣＴとの関係が予め格納されている。この為、電圧制御信号Ｃｖにより電圧ＣＴの出力値を可変させ、第１安全監視回路１１に複数（本実施の形態では、ＣＴ＝２Ｖ、ＣＴ＝３Ｖ）の電圧を計測させることで、計測させた各電圧の計測結果が正常となった時、第１安全監視回路１１が正常であると判定可能である。

同様にＣＰＵ３５には正常時の出力電圧ＣＴとドライブ電流ＤＲＡとの関係が予め格納されているから、第２安全監視回路１２にＣＴ＝２Ｖ及びＣＴ＝３Ｖのときのドライブ電流ＤＲＡを計測させることで、計測結果が正常範囲となった時、第２安全監視回路１２が正常であると判定可能である。

さらに、ＣＰＵ３５には正常時の出力電圧ＣＴと先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭとの関係が予め格納されているから、第３安全監視回路１３にＣＴ＝２Ｖ及びＣＴ＝３Ｖのときの先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭを計測させることで、計測結果が正常範囲となった時、第３安全監視回路１３が正常であると判定可能である。

ＣＰＵ３５による判定手順（ソフトウェア）はＣＰＵ３５内部の記憶手段に格納されていてもよいし、外部の記憶手段に格納されていてもよい。なお、高圧トランス２１の一次側で電圧ＣＴが２Ｖ、３Ｖのときは、高圧モジュール２０の噴霧器２への高電圧出力１０ｋＶ以下の電圧に相当する。

自己診断の動作フローは図２に示される。図２のステップ＃１で静電塗装システムの電源ＯＮとなると、ステップ＃２で高電圧出力動作起動となる。電圧出力回路４０の出力電圧ＣＴは０Ｖから徐々に上昇しステップ＃３で出力電圧ＣＴが２Ｖに到達する。その時点で、ステップ＃４において、第１安全監視回路１１の出力電圧ＣＴの検出値、第２安全監視回路１２のドライブ電流ＤＲＡ（高圧トランス２１の一次側電流）の検出値及び第３安全監視回路１３の先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭの検出値が設定範囲内であるかどうか判定する。それらの検出値の何れかが設定範囲外の場合、ステップ＃５で自己診断エラーと判定（ＮＧ判定）し、ステップ＃６で高電圧出力停止とする。

ステップ＃４において、出力電圧ＣＴの検出値、ドライブ電流ＤＲＡの検出値、先端電圧ＶＭの検出値及び先端電流ＩＭの検出値が全て設定範囲内であるとき、高電圧出力動作を継続してステップ＃７で出力電圧ＣＴが３Ｖに到達する。その時点で、ステップ＃８において、第１安全監視回路１１の出力電圧ＣＴの検出値、第２安全監視回路１２のドライブ電流ＤＲＡ（高圧トランス２１の一次側電流）の検出値及び第３安全監視回路１３の先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭの検出値が設定範囲内であるかどうか判定する。それらの検出値の何れかが設定範囲外の場合、ステップ＃５で自己診断エラーと判定（ＮＧ判定）し、ステップ＃６で高電圧出力停止とする。

ステップ＃８において、出力電圧ＣＴの検出値、ドライブ電流ＤＲＡの検出値、先端電圧ＶＭの検出値及び先端電流ＩＭの検出値が全て設定範囲内であるとき、ステップ＃９のように高電圧出力動作を継続する。そして、先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭは塗装機１で塗装が可能な設定値まで上昇していく。

図３は電圧出力回路４０の出力電圧ＣＴと高圧トランス２１の一次側電流ＤＲＡとの関係であって、正常時と異常時の場合を例示している。正常の場合には出力電圧ＣＴの増加に伴い徐々にドライブ電流ＤＲＡも上昇する（つまり、出力電圧ＣＴ＝２Ｖ及び３Ｖのときに電流ＤＲＡが設定範囲内に収まっている）が、異常の場合、出力電圧ＣＴが増加しても電流ＤＲＡが変化しなかったり、出力電圧ＣＴが小さいうちに電流ＤＲＡが大きな値となる（例えば１Ａ等）。

図４は電圧出力回路４０の出力電圧ＣＴと、高電圧モジュール２０の先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭの検出値との関係であって、正常時と異常時の場合を例示している。正常の場合には出力電圧ＣＴの増加に伴い徐々に先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭも上昇する（つまり、出力電圧ＣＴ＝２Ｖ及び３Ｖのときに先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭが設定範囲内に収まっている）が、異常の場合、出力電圧ＣＴが増加しても先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭが変化しなかったり、出力電圧ＣＴが小さいうちに先端電圧ＶＭ及び先端電流ＩＭが大きな値となる（例えば検出値が検出限界値を振り切っている）。

ステップ＃８における正常判定基準として、第１安全監視回路１１に関しては、出力電圧ＣＴが３Ｖに到達時の第１安全監視回路１１のＣＴ検出値が、２Ｖ到達時の検出値の例えば、（１.５倍−１０％）〜（１.５倍＋１５％）であること。第２安全監視回路１２に関しては、出力電圧ＣＴが３Ｖに到達時の第２安全監視回路１２のドライブ電流ＤＲＡ検出値が、２Ｖ到達時の検出値の例えば、（１.５倍−３０％）〜（１.５倍＋２００％）であること。第３安全監視回路１３に関しては、出力電圧ＣＴが３Ｖに到達時の第３安全監視回路１３の先端電圧ＶＭ検出値が、２Ｖ到達時の検出値の例えば、（１.５倍−１０％）〜（１.５倍＋２００％）であり、かつ出力電圧ＣＴが３Ｖに到達時の先端電流ＩＭ検出値が、２Ｖ到達時の検出値の例えば、（１.５倍−３０％）〜（１.５倍＋１μＡ）であること。

なお、上記ステップ＃４，＃８の判定基準は、静電塗装システム構成に応じて適宜変更可能である。

また、静電塗装システムにおけるエア供給系統及びこれにより駆動されるエアモータ３において、自己診断を要する箇所の特性は、電空変換出力回路１０１から出力される圧力指令信号C-Airに対して、電気信号→エア変換、及びエア→電気信号変換や、エアの特性による遅延時間があるものの基本的には比例の関係にある。これを利用し、塗装前且つエアモータ３へのエア供給が少なく周辺設備に影響を与えない（電空レギュレータ９３への印加電圧が低く、ベルが低回転時の）段階において、電空レギュレータ９３へ供給した圧力指令信号C-Airの電圧(複数の電圧値を用いる)から算出されるエアモータ回転数の設定範囲と、実際のエアモータ３の回転数検出値とを比較することで異常の有無を確認することが出来る。また、電空レギュレータ９３が回転コントローラ１００からの圧力指令信号C-Air に応じたエアO-Airを出力する際、複数の測定点で測定することで、システム全体の劣化状態（エア漏れ、ケーブルの断線等）を確認することが可能となる。

そこで、電空変換出力回路１０１に対応する自己診断回路を撤廃し、エア供給系統及びこれで駆動されるエアモータ３が正常かどうかの自己診断を、電空レギュレータ９３への供給電圧が低電圧（エアモータ３の回転が周囲に影響を与えない低回転）の時にＣＰＵ１１０で行うようにしている。具体的にいえば、電空変換出力回路１０１から電空レギュレータ９３へ印加される圧力指令信号C-Airである供給電圧(複数の電圧値)と、ファイバアンプ９６で検知されたエアモータ３の回転数（信号rpm1）とを比較することで異常（回転コントローラ故障、配管故障、エアモータ故障）の有無を判定する。つまり、電空レギュレータ９３への供給電圧検出値と、ファイバアンプ９６で検知されたエアモータ３の回転数検出値（信号rpm1）とが所定の比例関係にあれば（回転数検出値rpm1が圧力指令信号C-Airの検出値から算出されるエアモータ回転数の設定範囲内であれば）、正常と判定し、所定の比例関係から外れた場合には異常と判定する。

但し、機器の劣化によるが要因で異常判定の場合（例えば塗装機の老朽化）は、エア漏れによる エア供給源のエア排出量増加や塗装品質に影響があるものの、システムとしては稼働可能である。この異常は、機器のリプレースする時期が近いことを示す異常である為、自己診断エラーを 操作者が手動でクリア操作を行い、従来通りに運用を行えるようにしても良い（但し、運転効率の悪化により、塗装対象の塗装品質悪化が発生する可能性がある）。

なお、電圧出力回路４０への供給電圧の出力制御は、一般に指定の電圧を出力させる場合、例えば、１秒かけて徐々に電圧を上げていき、指定した電圧へ到達させるように電圧を制御している。電空変換出力回路１０１の供給電圧制御もエアモータ３の回転数を徐々に上昇させるように行っている。このため、上記自己診断を行う時間的余裕は十分にある。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 静電塗装システムの高電圧電源装置において、専用の自己診断回路を用いることなく、高電圧モジュール２０の高電圧出力の立ち上がり時に検出した電圧出力回路４０の出力電圧ＣＴの検出値、高電圧モジュール２０が有する高圧トランス２１の一次巻線２１ａの電流検出値ＤＲＡ、高電圧モジュール２０の出力電圧ＶＭの検出値、高電圧モジュール２０の出力電流値ＩＭの検出値の少なくともいずれかを使用して、ＣＰＵ３５で自己診断を行うことができ、異常（断線、高電圧制御装置故障、塗装機故障・劣化等）かどうかを判定することができる。

(2) 静電塗装システムのエア供給系統において、専用の自己診断回路を用いることなく、エアモータ３の立ち上がり時に検出した回転コントローラ１００の圧力指令信号検出値と、エアモータ３の回転数検出値との関係からエア供給系統及びエアモータ３の自己診断を行うことができる。

(3) 自己診断回路を用いた従来のシステムから自己診断を行う際のプロセスを変更することで、静電塗装システム全体の劣化状態（エア漏れ、 ケーブルの断線等）を確認することが可能である。

(4) 自己診断時に利用する電圧（塗装機へ供給する電圧）が低い為、故障時において周囲に影響を与えることなく即時に運転を停止することが出来る。

(5) 塗装機１においては、塗料を使用（噴霧）する前に停止させることが出来るため、塗装対象への塗装中に、故障に起因した動作停止が発生するのを未然に防止可能であり、塗装物の破棄を行う頻度を減少させることが出来る（塗装中に動作停止が発生した場合、塗装中だった筐体等は一般的に破棄される）。

(6) 専用の自己診断回路を設けた従来のシステムと比較して、製造コストを下げることが可能である。また、自己診断回路破損による誤動作を防止することが可能である（例えば、塗装機へ意図せぬタイミングでの電圧供給等）。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

上記実施の形態では、塗装機としてベル型塗装機を例示したが、それ以外の塗装機を使用した場合にも本発明は適用可能である。

１ ベル型塗装機、２ ベル型噴霧器、３ エアモータ、１１，１２，１３ 安全監視回路、２０ 高電圧モジュール、２１ 高圧トランス、２２ 電圧増倍回路、３０ 高電圧制御装置、３１，３２，３３，１０６ 自己診断回路、３５，１１０ ＣＰＵ、４０ 電圧出力回路、５０ スイッチング駆動回路、６０ 発振回路、８０ エア供給源、９０ エア配管部、１００ 回転コントローラ、１０１ 電空変換出力回路

Claims (4)

1. 一次巻線及び二次巻線を有する高圧トランスと、前記二次巻線の誘起電圧を整流する高電圧整流器とを有し、前記高電圧整流器の出力電圧を、静電電位利用の塗装機に供給する高電圧発生部と、
   前記一次巻線に電圧出力を供給する電圧出力回路と、前記一次巻線の電流をスイッチングするスイッチング駆動回路とを有する高電圧制御装置と、を備える静電塗装システムの自己診断方法であって、
   前記電圧出力回路の出力電圧検出値は第１安全監視回路で、前記一次巻線の電流検出値は第２安全監視回路で、前記高電圧発生部の出力電圧検出値及び出力電流検出値は第３安全監視回路で、それぞれ検出し、
   専用の自己診断回路を用いることなく、 前記高電圧発生部の高電圧出力の立ち上がり時に検出した前記電圧出力回路の出力電圧検出値、前記一次巻線の電流検出値、前記高電圧発生部の出力電圧検出値、及び前記高電圧発生部の出力電流検出値を用いて、前記高電圧発生部及び前記高電圧制御装置の自己診断を行うことを特徴とする静電塗装システムの自己診断方法。
2. 前記電圧出力回路の出力電圧検出値が第１の電圧値に到達したときに、前記高電圧発生部及び前記高電圧制御装置の第１回目の自己診断を行い、前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値に到達したときに第２回目の自己診断を行う、請求項１に記載の静電塗装システムの自己診断方法。
3. 正常時の前記電圧出力回路の入力信号と出力電圧との既知関係と、前記電圧出力回路の前記入力信号と前記第１安全監視回路で検出された出力電圧検出値との関係との対比により、前記第１安全監視回路が正常かどうか判定し、
   正常時の前記電圧出力回路の前記出力電圧と前記一次巻線の電流との既知関係と、前記電圧出力回路の前記出力電圧と前記第２安全監視回路で検出された前記一次巻線の電流検出値との関係との対比により、前記第２安全監視回路が正常かどうか判定し、
   正常時の前記電圧出力回路の前記出力電圧と前記高電圧発生部の出力電圧及び出力電流との既知関係と、前記電圧出力回路の前記出力電圧と前記第３安全監視回路で検出された前記高電圧発生部の出力電圧検出値及び出力電流検出値との関係との対比により、前記第３安全監視回路が正常かどうか判定する、請求項１又は２に記載の静電塗装システムの自己診断方法。
4. 前記静電塗装システムはエア供給系統をさらに備え、
   前記塗装機は前記エア供給系統で駆動されるエアモータを有する噴霧器を含み、
   前記エア供給系統は、エア配管部を介して前記エアモータの回転を制御する回転コントローラを有し、
   専用の自己診断回路を用いることなく、前記エアモータの立ち上がり時に検出した前記回転コントローラの圧力指令信号検出値と、前記エアモータの回転数検出値との関係から前記エア供給系統及び前記エアモータの自己診断を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の静電塗装システムの自己診断方法。

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