JP7285827B2 - 塗装機および塗装方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施の形態に係る塗装機10の構成を示す図である。図2は、塗装機10の概略的な構成を示す図である。図1および図2に示すように、塗装機10は、塗装用ロボット20と、塗料供給部40と、ヘッドユニット50とを備えている。
これらのうち、塗装用ロボット20は、基台21と、脚部22と、回転軸部23と、回転アーム24と、第1回動アーム25と、第2回動アーム26と、リスト部27と、これらを駆動させるモータM1~M6と、を主要な構成要素としている。
また、図2に示すように、塗装機10には、塗料供給部40が設けられている。塗料供給部40は、ノズルヘッドユニット50に向けて塗料を供給する部分であり、塗料を供給するための供給管路と、ポンプと、弁等を備えている。なお、塗料が塗装用ロボット20の外部から供給される構成を採用する場合には、塗装用ロボット20は、塗料を貯留する部分を備えなくても良いが、塗装用ロボット20の外部において塗料を蓄えている部分を備えていても良い。
次に、ノズルヘッドユニット50について説明する。リスト部27には、ホルダ部30を介してノズルヘッドユニット50が取り付けられる。図3は、ノズルヘッドユニット50のうち、塗料を吐出させるノズル吐出面52を正面視した状態を示す図である。図3に示すように、ノズル吐出面52には、単一のノズルヘッド53が存在している。しかしながら、ノズル吐出面52は、複数のノズルヘッド53から構成されるヘッド群が存在するようにしても良い。この場合、一例として、たとえば図4に示すように、複数のノズルヘッド53を千鳥状に、位置合わせして配置する構成が挙げられるが、ヘッド群におけるノズルヘッド53の配置は千鳥状でなくても良い。
次に、図2に基づいて、塗装機10の制御的な構成について説明する。図2に示すように、塗装機10には、画像処理部70と、アーム制御部80と、塗料供給制御部90と、ヘッド制御部100と、主制御部110とが設けられていて、これらは塗装制御部に対応する。しかしながら、これらのうちの少なくとも1つ(たとえば塗料供給制御部90)が、塗装制御部に対応しないものとしても良い。
次に、上述のような構成を有する塗装機10を用いて、車両や車両部品等の塗装対象物に対して、塗装を行う塗装方法について説明する。
第1塗装制御では、一端オーバーラップ塗装領域CR21および他端オーバーラップ塗装領域CR22では、ノズル54から噴射される塗料の液滴のサイズを、通常塗装領域CR1と比較して、小さくなるように制御する。
第2塗装制御では、ノズル54から噴射される塗料の液滴(ドット)のサイズを同じサイズとして、塗装膜を形成する。この場合、ある領域に打ち込むドットの個数を変化させることで、所望の膜厚を達成する。この場合、たとえば圧電基板60を駆動させる周波数を変化させることで、単位面積当たりにノズル54から吐出されるドットの個数を変化させることができる。たとえば、液滴(ドット)のサイズが7段階存在する場合、そのいずれかのサイズのドットを吐出して、通常塗装領域CR1と、オーバーラップ塗装領域CR2とを形成するようにする。なお、液滴(ドット)のサイズが7段階存在する場合、塗装時間の短縮と、塗装制御のし易さから、小さい方から数えて3段階目または4段階目のサイズの液滴(ドット)を吐出するようにしても良い。
D1=D21+D22 … (式1)
第3塗装制御では、上述した第1塗装制御および第2塗装制御と比較して、オーバーラップデータ領域R2(オーバーラップ塗装領域CR2)の面積を広げる。かかる面積の拡大により、図12から図14に示すような細分化用データ領域R4を作成する。具体的には、前のパスP1の一端オーバーラップデータ領域R21に一端細分化用データ領域R41を作成し、次のパスP2の他端オーバーラップ領域R22に他端細分化用データ領域R42を作成する。そして、これらの一端細分化用データ領域R41と他端細分化用データ領域R42とを組み合わせることで、厚みが均一化されたオーバーラップ塗装領域CR2を形成することができる。
以上のような構成の塗装機10および塗装方法によると、塗装制御部(画像処理部70、アーム制御部80、塗料供給制御部90、ヘッド制御部100および主制御部110)は、ノズルヘッドユニット50の走査のそれぞれで形成される分割塗装面CDに区分された状態で走査を複数回繰り返すことで、塗装対象物に対する塗装を実行する制御を行う。加えて、塗装制御部は、分割塗装面CDにおいて、目標とする塗装膜厚T1となるように塗装を行う通常塗装領域CR1と、通常塗装領域CR1よりも塗料の吐出量が減じられた状態で塗装を行うオーバーラップ塗装領域CR2とが形成されるように塗装を実行する。加えて、塗装制御部は、先の走査で塗装された分割塗装面CDにおけるオーバーラップ塗装領域CR2に対して、次の走査で塗装された分割塗装面CDにおけるオーバーラップ塗装領域CR2を混在させることで、混在後のオーバーラップ塗装領域CR2の塗装膜厚が目標とする塗装膜厚となるように塗装を実行する。
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。
Claims (10)
- ノズルからインクジェット方式で塗料を吐出することで車両に対する塗装を行う塗装機であって、
ノズル吐出面に複数の前記ノズルが形成されたノズルヘッドを有すると共に、前記ノズルから前記塗料を吐出させるノズル駆動手段として圧電基板を備えるノズルヘッドユニットと、
固定的な設置部位に設置された基台および前記基台から立設される脚部を有し、前記脚部から延伸すると共に軸部を介して相対的に回転可能な複数のアームおよび前記アームを移動させるアーム駆動手段を備えると共に、前記アーム駆動手段の駆動によって前記ノズルヘッドユニットを保持した状態で該ノズルヘッドユニットを移動させるロボットアームと、
前記ノズル駆動手段および前記アーム駆動手段の駆動を制御して、前記車両に対する塗装を実行する塗装制御部と、
を備え、
前記ノズル吐出面において前記ノズルから構成されるノズル列は、前記ノズルヘッドユニットが走査する走査方向に対して傾斜して設けられていて、
前記塗装制御部は、前記ノズルヘッドユニットの走査のそれぞれで形成される分割塗装面に区分された状態で走査を複数回繰り返すことで、前記車両に対する塗装を実行する制御を行うと共に、
前記塗装制御部は、前記分割塗装面において、目標とする塗装膜厚となるように塗装を行う通常塗装領域と、前記通常塗装領域よりも前記塗料の吐出量が減じられた状態で塗装を行うオーバーラップ塗装領域とが形成されるように塗装を実行すると共に、
かつ、前記塗装制御部は、先の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域を混在させることで、混在後の前記オーバーラップ塗装領域の前記塗装膜厚が前記目標とする前記塗装膜厚となるように塗装を実行するオーバーラップ塗装制御を行い、
さらに前記オーバーラップ塗装制御では、前記塗料の液滴のドットサイズが分散化されるように画素毎にドットサイズを決定する画像処理を行い、その画像処理において決定された前記ドットサイズに対応した前記液滴を吐出させるように前記ノズル駆動手段の駆動を制御する、
ことを特徴とする塗装機。 - 請求項1記載の塗装機であって、
前記オーバーラップ塗装制御では、
先の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域が厚み方向において重ねられることで前記目標とする前記塗装膜厚となるように塗装を実行するように前記ノズル駆動手段および前記アーム駆動手段の駆動を制御する、
ことを特徴とする塗装機。 - 請求項2記載の塗装機であって、
前記オーバーラップ塗装制御では、前記通常塗装領域において吐出される前記塗料の液滴よりも、前記オーバーラップ塗装領域において吐出される前記塗料の前記液滴の方が、サイズが小さくなる状態で、前記ノズルから前記塗料が吐出されるように前記ノズル駆動手段の駆動を制御する、
ことを特徴とする塗装機。 - 請求項2または3記載の塗装機であって、
前記オーバーラップ塗装制御では、前記通常塗装領域において吐出される前記塗料の液滴よりも、前記オーバーラップ塗装領域において吐出される前記塗料の前記液滴の方が、単位面積当たりの前記車両へ吐出される前記塗料の前記液滴の個数が少なくなるように、前記ノズル駆動手段の駆動を制御する、
ことを特徴とする塗装機。 - 請求項1記載の塗装機であって、
前記オーバーラップ塗装制御では、
前記オーバーラップ塗装領域に、複数の細分化塗装区域が設けられるように塗装制御が行われると共に、先の走査で形成された前記オーバーラップ塗装領域内の前記細分化塗装区域と、次の走査で形成された前記オーバーラップ塗装領域内の前記細分化塗装区域とが、隣り合う状態で塗装制御が行われる、
ことを特徴とする塗装機。 - ノズルからインクジェット方式で塗料を吐出することで車両に対する塗装を行う塗装方法であって、
ノズル吐出面に複数の前記ノズルが形成されたノズルヘッドを有すると共に、前記ノズルから前記塗料を吐出させるノズル駆動手段として圧電基板を備えるノズルヘッドユニットと、
固定的な設置部位に設置された基台および前記基台から立設される脚部を有し、前記脚部から延伸すると共に軸部を介して相対的に回転可能な複数のアームおよび前記アームを移動させるアーム駆動手段を備えると共に、前記アーム駆動手段の駆動によって前記ノズルヘッドユニットを保持した状態で該ノズルヘッドユニットを移動させるロボットアームと、
前記ノズル駆動手段および前記アーム駆動手段の駆動を制御して、前記車両に対する塗装を実行する塗装制御部と、
を備え、
前記ノズル吐出面において前記ノズルから構成されるノズル列は、前記ノズルヘッドユニットが走査する走査方向に対して傾斜して設けられていて、
前記塗装制御部での制御による塗装は、
前記車両に対して複数の前記ノズルヘッドユニットを走査させる走査ステップと、
前記走査ステップ毎に、前記車両に対して前記ノズルから前記塗料を吐出して分割塗装面を形成する分割塗装ステップと、
を有し、
前記分割塗装面は、目標とする塗装膜厚となるように塗装を行う通常塗装領域と、前記通常塗装領域よりも前記塗料の吐出量が減じられた状態で塗装を行うオーバーラップ塗装領域とを有すると共に、
先の分割塗装ステップで塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域に対して、次の分割塗装ステップでは、塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域を混在させることで、混在後の前記オーバーラップ塗装領域の前記塗装膜厚が前記目標とする前記塗装膜厚となるように前記塗料を前記ノズルから吐出させ、
その吐出においては、前記塗料の液滴のドットサイズが分散化されるように画素毎にドットサイズを決定する画像処理を行い、その画像処理において決定された前記ドットサイズに対応した前記液滴を前記ノズルから吐出させる、
ことを特徴とする塗装方法。 - 請求項6記載の塗装方法であって、
前記分割塗装ステップでは、
先の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域が厚み方向において重ねられることで前記目標とする前記塗装膜厚となるように前記塗料を前記ノズルから吐出させる、
ことを特徴とする塗装方法。 - 請求項7記載の塗装方法であって、
前記分割塗装ステップでは、
前記通常塗装領域において吐出される前記塗料の液滴よりも、前記オーバーラップ塗装領域において吐出される前記塗料の前記液滴の方が、サイズが小さくなる状態で、前記ノズルから前記塗料が吐出させる、
ことを特徴とする塗装方法。 - 請求項6または7記載の塗装方法であって、
前記分割塗装ステップでは、
前記通常塗装領域において吐出される前記塗料の液滴よりも、前記オーバーラップ塗装領域において吐出される前記塗料の前記液滴の方が、単位面積当たりの前記車両へ吐出される前記塗料の前記液滴の個数が少なくなるように、前記ノズルから前記塗料が吐出させる、
ことを特徴とする塗装方法。 - 請求項6記載の塗装方法であって、
前記分割塗装ステップでは、
前記オーバーラップ塗装領域内に複数の細分化塗装区域が設けられるように塗装を行うと共に、先の走査で形成された前記オーバーラップ塗装領域内の前記細分化塗装区域と、次の走査で形成された前記オーバーラップ塗装領域内の前記細分化塗装区域とが、隣り合う状態で塗装が行われる、
ことを特徴とする塗装方法。
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