JPH04141259A - 自動塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、所定の速度で搬送される被塗物の塗装面に沿
ってその被塗物の搬送方向と直交する方向に塗装機を往
復運動させる塗装装置に係り、特に塗装機の往復運動を
クランク機構によって行う塗装装置に関する。

〔従来の技術〕

コンベアによって所定の速度で搬送される自動車ボディ
の上面を塗装する従来の塗装装置は、自動車ボディの形
状に合わせて昇降する昇降フレームを自動車ボディの搬
送方向と直交して左右方向に水平に配し、その昇降フレ
ームに沿って走行自在に設けられたスライダに塗装機を
取り付けて、当該スライダを左右一対のスブロケ・ノド
間に平行掛けした駆動チェーンで往復運動させるものが
一般的であった。

しかし、自動車ボディの上方で昇降する昇降フレームに
、スライダや、そのスライダを往復運動させるチェーン
スプロケット機構が設けられていると、昇降フレーム全
体が大型化するので、塗装室の天井部から導入されて床
下に吸引される清浄空気の気流を遮ったり、その気流を
乱すなどして、塗装機から噴霧された塗料ミストの舞い
上がりを生ずるおそれがあった。

また、スプロケット間を走行する駆動チェーンに付着し
た潤滑油の滴が自動車ボディの塗装面に落下して塗膜不
良を生ずるおそれもあった。

このため、本出願人は、チェーンスプロケット機構に代
えて、昇降フレームに設けるスライダを昇降フレームの
片端側に設けたクランクにロッドで連結して往復運動さ
せるスライダ・クランク機構（特開昭６０−２３２２６
８号公報）を採用したり、あるいは、昇降フレームから
スライダを無くし、塗装機が直接取り付けられた昇降フ
レームを左右のリンクで水平に吊り下げて、片方のリン
クにロッドを介して連結されたクランクでその昇降フレ
ーム全体を振子運動させるクランク機構（特開昭６３−
８８０７２号公ａ）や、昇降フレームからリンクで吊り
下げられた塗装機をそのリンクに口７ドを介して連結さ
れたクランクで振子運動させるクランク機構（実開昭６
４−５６８６２号公報）を採用している。

ところで、チェーンスプロケット機構も、クランク機構
も、往復運動させる塗装機が、往路と復路の反転位置に
近付くと減速し、反転位置で瞬間的に停止して加速に転
するから、その間は塗装機の塗料吐出量を一定にしても
均一な塗装を行うことができないという問題がある。

このため、本出願人は、塗装機が反転位置に近付いて減
速を開始する時から反転位置を通過して加速を終了する
まで、塗装機の塗料吐出量を一時的に減少させたり　（
特開平２−１７４９７１号公報）、あるいは、塗料の吐
出を完全に停止させて反転位置の近くでは塗装を行わな
いようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、クランク機構によって塗装機を往復運動
させる場合は、チェーンスプロケット機構の場合と違っ
て、塗装機の速度が反転位置に到る途中でも絶えず連続
的に変化するから、反転位置に限って塗料の吐出量を減
少させたり、塗料の吐出を停止させるだけでは均一な塗
膜厚が得られないという問題が残っていた。

なお、塗膜厚を均一にするために、塗装機に塗料を送る
ポンプの回転数を可変して塗料吐出量を調節することも
考えられるが、塗装行程中に塗料吐出量が増減すると、
塗装パターンの大きさが変化してしまい、高品質の塗装
を行う場合には好ましくない。

そこで本発明は、クランク機構によって往復運動せられ
る塗装機の速度を反転位置に到る間で等速比させて、塗
膜厚が極めて均一な高品質の塗装を行えるようにするこ
とを技術的課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

この課Ｓを解決するために、本発明は、クランク機構に
よって往復運動せられる塗装機が、リンクによって吊設
された架台に取り付けられると共に、当該リンクの回転
軸に取り付けられてその角速度を検出するタコジェネレ
ータと、リンクの揺動角を検出する角度センサと、前記
タコジェネレータ及び角度センサにより同時に検出され
た前記角速度及び揺動角に基づいて塗装機の水平方向の
移動速度を逐次検出する演算装置と、その移動速度を予
め設定された目標速度と比較して、その偏差に基づいて
クランク駆動用モータの回転速度をフィードバック制御
する制御装置とを具備していることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、タコジェネレータと角度センサにより
、塗装機を取り付けた架台を吊設するリンクの角速度及
び揺動角が同時に検出されるので、この角速度と揺動角
から塗装機の水平方向の移動速度が算出される。

そして、その移動速度を目標速度と比較してその偏差に
応じてクランク駆動用モータの回転速度を可変制置する
ようになされているので、移動速度が目標速度より遅い
ときはモータの回転速度が上昇され、速いときはモータ
の回転速度が低下されて塗装機を等速で移動させること
ができる。

また、塗料ポンプの回転数を可変制御する場合と異なり
、クランク駆動用モータの回転速度を直接可変制御して
塗装機を等速で往復運動させているので、塗料を一定量
で供給すれば、塗装パターンの大きさが変化することな
く高品質の塗装を行うことができる。

さらに、リンクの揺動角が小さい場合には、角速度と移
動速度がほぼ比例するので、角速度を塗装機の移動速度
として検出することにより、揺動角を検出するまでもな
く塗装機を等速制御することができる。

〔実施例〕

以下１本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明に係る自動塗装装置の一例を示すフロー
シート、第２図は制御装置の処理手順を示すフローチャ
ート、第３図（１）〜（３）は夫々塗装機位置、塗装機
速度、塗料バルブの開閉状態を示すグラフである。

図中１は、被塗物Ｗの搬送路に直交して水平に配される
と共に、被塗物Ｗの形状及び搬送速度に応じて昇降せら
れる昇降フレームであって、当該昇降フレーム１には、
複数台のベル型静を塗装機２Ａ、２Ｂが所定間隔で取り
付けられている。

また、昇降フレーム１は、その両端が被塗物Ｗの搬送路
と直交する方向に振子運動せられる一対のリンク３Ａ、
３Ｂの下端に連結されて水平に吊設されている。

一方のリンク３Ａには、モータ６により一定方向に回転
駆動されるクランク４のコネクチングロッド５が連結さ
れてクランク機構Ｃを構成し、当該クランク機構Ｃによ
り、リンク３Ａを揺動させ、塗装機２Ａ、２Ｂを昇降フ
レーム１と一体的に往復移動させるようになされている
。

また、リンク３Ｂを揺動自在に支持する回転軸７には、
その角速度に応じて起電力を生ずるタコジェネレータ８
と、当該リンク３Ｂの揺動角を検出するロータリーエン
コーダ９が設けられている。

ＩＯは、前記タコジェネレータ８及びロータリーエンコ
ーダ９で検出されたリンク３Ｂの角速度及び揺動角に基
づいて、モータ６の回転速度を制御する制御装置であっ
て、その入力側にタコジェネレータ８の出力電圧をデジ
タル変換するＡ／Ｄ変換器１１と、ロータリーエンコー
ダ９が接続され、出力側にモータ６を駆動するインバー
タ１２が接続されている。

第２図は制御装置１０の演算処理手順を示すフローチャ
ートであって、塗装装置を起動させるとステップ■でロ
ータリーエンコーダ９からの角度信号が入力されたか否
かが判断され、入力されていないときは入力されるまで
待機し、入力されたときはステップ■に移行する。

ステップ■ではロータリーエンコーダ９から入力された
揺動角θに比例する角度信号と、タコジェネレータ８か
らＡ／Ｄ変換器１１を介して入力された角速度ωに比例
する電圧信号とから、塗装機２Ａ、２Ｂの直線方向の現
在速度Ｖを算出する。

いま、リンク３Ａ、３Ｂの長さをｒとすると、塗装機２
Ａ、２Ｂの直線移動速度Ｖは、Ｖ＝ｒｔｔ）ｃｏｓθ で算出される。

次いでステップ■に移行し、現在速度と予め設定された
目標速度と比較し、その偏差に基づいてモータ６の回転
速度を増減させる。

現在速度が目標速度より速い場合はステップ■に移行し
てインバータ１２に対し減速信号を出力し、両者が等し
い場合はステップ■に移行して現状の回転速度を維持す
る制？１１信号を出力し、現在速度が目標速度より遅い
場合はステップ■に移行して加速信号を出力する。

なお、１３は塗装機２Ａ、２Ｂが左右両端側で反転する
際に、目標速度以下に減速される減速開始位置から目標
速度に加速される加速終了位置に至るまでの間、塗料供
給配管１４に介装された塗料バルブ１５を閉成すると共
に、一端側の加速終了位１から他端側の減速開始値１に
至るまでの間、前記塗料バルブ１５を開成するバルブコ
ントローラである。

なお、減速開始値１及び加速終了位１に達したか否かは
前記制御装置１０で判断され、例えば塗装機２Ａ、２Ｂ
の現在速度が減速されて目標速度との差が一定の値以上
になったときに減速開始位置信号が出力され、塗装機２
Ａ、２Ｂが反転された後加速されて現在速度が目標速度
に達したときに加速終了位置信号が判断される。

したがって、減速開始位置信号が出力されたときに塗料
バルブ１５が閉じられると共に、加速終了信号が出力さ
れたときに塗料バルブ１５か開かれ、塗装機２Ａ、２Ｂ
が等速に制御される加速終了位置から減速開始位置に至
るまでの間のみ塗料が供給される（第３凹（３］）。

以上が本発明による自動塗装装置の一例構成であって、
次にその作用について第３図を伴って説明する。

モータ６を起動させると、第３図（１）に示すように塗
Ｗ！ｌ！２Ａ、２Ｂが往復移動され、タコジェネレータ
８から角速度に比例した電圧信号が出力されると共に、
ロータリーエンコーダ９がら揺動角に比例した角度信号
が出力され、第２図に示す演算処理が実行される。

すなわち、ロータリーエンコーダ９から角度信号が入力
されるたびに、塗装機２Ａ、２Ｂの現在速度が夏出され
、これを予め設定された目標速度と比較してその偏差に
基づいてモータ６の回転速度をフィードバック制御する
。

したがって、塗装機２Ａ、２Ｂは、第３図（２）に示す
ように移動方向が反転する左右両端部近傍を除き目標速
度に維持され、この間塗料パルプ１５を開いて塗料が一
定流量で供給されるので（第３図（３））、塗装パター
ンの大きさが変化することなく塗膜厚さが均一な高品質
の塗装を行うことができる。

また、塗装機２Ａ、２Ｂの移動速度を検出する手段とし
て、゛タコジェネレータ８とロータリーエンコーダ９を
併用した場合について説明したが、リンク３Ａ、３Ｂの
揺動角が小さい場合は、塗装置！２Ａ、２Ｂは疑似的に
直線運動をしていると考えられ、角速度ωと塗装機２Ａ
、２Ｂの移動速度Ｖは略比例するので、揺動角を検出す
るロータリーエンコーダ９を省略し、リンク３Ａ又は３
Ｂの角速度ωをそのまま塗装機２Ａ、２Ｂの移動速度と
して、角速度ωが一定になるように制御してもよい。

さらに、塗装機２Ａ、２Ｂを取り付けた昇降フレームｌ
をリンク３Ａ、３Ｂで吊設した自動塗装装置に適用した
場合について説明したが、塗装機２Ａ、２Ｂを昇降フレ
ームから直接平行リンクにより吊設し、このリンクをク
ランク機構Ｃのコネクチングロフトで振子運動させて塗
装機を往復運動させる自動塗装装置に適用することも可
能である。

〔効果〕

以上述べたように、本発明によれば、塗装機の位置に応
じてクランク駆動用モータの回転速度を可変制御するこ
とにより、塗装機の移動速度を一定に維持することがで
き、クランクにより往復駆動させる場合であっても塗膜
厚さの均一な高品質の塗装を行うことができるという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動塗装装置の一例を示すフロー
シート、第２図は制！装置の処理手順を示すフローチャ
ート、第３図（１１〜（３）は夫々塗装機位置５塗装機
速度、塗装バルブの開閉状態を示すグラフである。 符号の説明 １・−昇降フレーム、２Ａ、２Ｂ−・−塗装機、３Ａ、
３Ｂ−ｍ−リンク、Ｃ−クランク機構、４−クランク、
５−コネクチングロッド、６−・−モータ、７−・回転
軸、８−タコジェネレータ、９・−ロータリーエンコー
ダ、１０・・・演ＸＨ＃１２−・インバータ、１３−・
・バルブコントローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕クランク機構（Ｃ）により往復運動せられる塗装
   機（２Ａ、２Ｂ）が、リンク（３Ａ、３Ｂ）によって吊
   設された架台（１）に取り付けられると共に、当該リン
   ク（３Ａ、３Ｂ）の回転軸（７）に取り付けられてその
   角速度を検出するタコジェネレータ（８）と、リンク（
   ３Ａ、３Ｂ）の揺動角を検出する角度センサ（９）と、
   前記タコジェネレータ（８）及び角度センサ（９）によ
   り同時に検出された前記角速度及び揺動角に基づいて塗
   装機（２Ａ、２Ｂ）の水平方向の移動速度を逐次検出す
   る演算装置（１０）と、その移動速度を予め設定された
   目標速度と比較して、その偏差に基づいてクランク駆動
   用モータ（６）の回転速度をフィードバック制御する制
   御装置（１２）とを具備していることを特徴とする自動
   塗装装置。 〔２〕クランク機構（Ｃ）により往復運動せられる塗装
   機（２Ａ、２Ｂ）が、リンク（３Ａ、３Ｂ）によって吊
   設された架台（１）に取り付けられると共に、当該リン
   ク（３Ａ、３Ｂ）の回転軸（１０）に取り付けられてそ
   の角速度を検出するタコジェネレータ（８）と、当該角
   速度を予め設定された目標角速度と比較して、その偏差
   に基づいてクランク駆動用モータ（６）の回転速度をフ
   ィードバック制御する制御装置（１２）を具備している
   ことを特徴とする自動塗装装置。