JPH11309393A - 吹付塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気中に飛散する塗料を少なくして塗装効率
の向上を図るとともに、塗料レギュレータといった機器
類を用いることなく複数個の塗装ガンの塗料吐出量の変
動を無くすことのできる吹付塗装装置を提供する。 【解決手段】 被塗装物１０に対して所定の距離に保ち
ながら所定の速度で移動させることにより、被塗装物１
０への塗装を行う吹付塗装装置であって、塗装時の移動
方向に対して直交する方向に一定の間隔を存して、塗装
パターン幅の狭い複数個の塗装ガン２，２，２を配置
し、塗装時、ロボットコントローラ３は、隣接する塗装
ガン２，２から吐出される塗料の被塗装物１０の塗装面
８上での広がり幅が１／２ずつ重なるように、塗装ガン
２，２，２と被塗装物１０の塗装面８との距離を調節す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗装ガンを被塗装
物に対して所定の距離に保ちながら所定の速度で移動さ
せることにより、被塗装物への塗装を行う吹付塗装装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、１個の塗装ガンを塗装ロボッ
トに把持させた吹付塗装装置が知られている。この吹付
塗装装置は、限られた塗装パス数の中で、被塗装物の表
面の凹凸模様の塗料の塗り込みをよくし、なおかつ均一
に塗装するために、塗装ガンは吐出パターン幅の広いも
のを用いている。しかも、この吐出パターン幅をさらに
広くするため、及び凹凸模様の塗料の塗り込みをさらに
よくするために、塗装時には被塗装物と塗装ガンとの距
離をできるだけ離して配置している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、塗装ガンか
ら吐出される塗料を空気中に飛散させることなく被塗装
物に効率よく塗布するためには、塗装ガンの吐出パター
ン幅を狭くし、かつ被塗装物と塗装ガンとの距離を近づ
けて塗装するのがよい。しかしながら、上記した従来技
術の吹付塗装装置では、塗装ガンの吐出パターン幅が広
く、かつ被塗装物と塗装ガンとの距離が離れているの
で、空気中に飛散する塗料が多く、塗装効率の悪いもの
となっていた。

【０００４】また、吐出パターン幅を広くして１回の塗
装面積を広くするとはいっても限度があるため、最近で
は、塗装ガンを塗装ロボットに複数個把持させて、１回
の塗装面積を広くするようにした吹付塗装装置も提案さ
れている。この吹付塗装装置は、１台のポンプで複数個
の塗装ガンに塗料を供給するようになっている。

【０００５】このような吹付塗装装置では、被塗装物の
大きさによっては、複数個の塗装ガンの全てを用いずに
そのうちの数個の塗装ガンのみで塗装を行ったり、また
被塗装物の寸法や形状等によっては、塗料を吐出させる
塗装ガンの数を塗装途中で変更したりする必要がある。

【０００６】このように、複数個の塗装ガンを塗装ロボ
ットに把持させたものでは、使用する塗装ガンの数が被
塗装物との関係で随時変更されるが、ポンプから各塗装
ガンへの塗料の供給量は常に一定量であるため、、吐出
する塗装ガンの数によって塗装ガン１個当たりの塗料の
吐出量が変動することになる。そのため、従来は、この
ような吐出量の変動を無くすために、図７に示すよう
に、各塗装ガン５１，５１，５１に塗料を供給する配管
５２，５２，５２の途中に、それぞれ塗料レギュレータ
（調圧器）５３，５３，５３を設置していた。しかしな
がら、塗料レギュレータ（調圧器）５３を設置した場合
には塗料の滞留部が生じ、塗料詰まりが発生するといっ
た問題があった。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたものであって、その第１の目的は、空気中に飛
散する塗料を少なくして塗装効率の向上を図った吹付塗
装装置を提供することであり、第２の目的は、塗料レギ
ュレータといった機器類を用いることなく、塗装ガンか
らの塗料の吐出量の変動を相殺するようにした吹付塗装
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の吹付塗装装置は、塗装ガン
を被塗装物に対して所定の距離に保ちながら所定の速度
で移動させることにより、被塗装物への塗装を行う吹付
塗装装置において、塗装パターン幅の狭い塗装ガンを塗
装時の移動方向に対して直交する方向に一定の間隔を存
して複数個配置するとともに、塗装時、隣接する塗装ガ
ンから吐出される塗料の被塗装物の塗装面上での広がり
幅が１／２ずつ重なるように塗装ガンと被塗装物との距
離を調節する距離調節手段を備えた構成としている。

【０００９】また、本発明の請求項２記載の吹付塗装装
置は、請求項１記載のものにおいて、被塗装物の端部を
塗装するときには、両端部に位置する塗装ガンのいずれ
か一方の塗装ガンからの塗料の吐出を停止する吐出制御
手段を備えたものである。

【００１０】また、本発明の請求項３記載の吹付塗装装
置は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記複数
個の塗装ガンに常に所定量の塗料を供給する１台のポン
プと、塗料を吐出している塗装ガンの数に基づき、塗装
ガンからの塗料の吐出量の変動を相殺するように塗装ガ
ンの移動速度を制御する塗装速度制御手段とを備えたも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００１２】図１は、本発明の吹付塗装装置の外観図、
図２は塗装ガンによる塗装面への吹き付けの様子を示す
説明図である。

【００１３】塗装ロボット１は、その手首部１ａに一定
の間隔Ｌを存して複数個（本実施の形態では３個）の塗
装ガン２，２，２を装着しており、ロボットコントロー
ラ（以下、単にコントローラという）３からの指令に基
づき、所定のガン・ワーク間距離Ｄ及びガン速度Ｖに
て、被塗装物１０の塗装面８に沿って塗装ガン２，２，
２を動作させるようにプログラミングされている。この
塗装ガン２，２，２は、塗装時の移動方向Ｘに対して直
交する方向に一定の間隔Ｌを存して配置されている。ま
た、吐出方向は全て同方向に設定されている。

【００１４】また、塗装ガン２，２，２には、塗装時、
１台の塗料ポンプ装置５により、塗料供給管路４を通じ
て常に一定量の塗料が供給されるようになっている。塗
料供給管路４は、その先端部で３経路に分岐されてお
り、各分岐管路４ａ，４ａ，４ａがそれぞれ塗装ガン
２，２，２に接続されている。

【００１５】塗装ロボット１の種類としては、複数個の
塗装ガン２，２，２を把持でき、一定速度で動作させる
ことのできる装置であればよく、特に限定されるもので
はないが、一般的には多関節ロボット（例えば、６軸自
由度ロボットや門型多関節ロボット）でよい。また、塗
装ガン２については、塗料を霧化して被塗装物１０に塗
布するものであればよく、例えばエア塗装ガン、エアレ
ス塗装ガン、静電塗装ガン等の使用が可能である。

【００１６】１個の塗装ガン２より吐出される塗料２０
は、図１及び図２に示すように、塗装ガン２のノズル２
１を中心として扇状に広がりながら、被塗装物１０の塗
装面８に、例えば横長の楕円形状の塗装パターンで到達
する。

【００１７】また、各塗装ガン２，２，２は、本実施の
形態では、塗装パターン幅の狭い（すなわち、広がり角
度θの狭い）ものを用いている。具体的には、ノズル２
１から２００ｍｍ離れた位置での塗装パターン幅が１８
０ｍｍとなっている。また、塗装ガン２，２，２の配置
間隔Ｌは、９０ｍｍとなっている。つまり、塗装ガン
２，２，２を被塗装物１０の塗装面８から２００ｍｍ離
れて配置（ガン・ワーク間距離Ｄ＝２００ｍｍ）する
と、隣接する塗装ガン２，２から吐出される塗料の被塗
装物１０の塗装面８上での広がり幅が１／２ずつ重なる
ようになっている。すなわち、３個の塗装ガン２，２，
２によって１度に塗装可能な幅は３６０ｍｍとなり、そ
のうち中央部の１８０ｍｍが１回の塗装で２度塗り（す
なわち、隣接する２個の塗装ガン２，２で同時に塗装）
できるようになっている。また、両側の９０ｍｍ幅の部
分では、１回の塗装で１度塗り（すなわち、１個の塗装
ガン２のみで塗装）されることになるため、この部分に
ついては２回の塗装で２度塗りを行うことになる。

【００１８】そのため、このように配置した場合には、
各塗装ガン２，２，２の横方向（各塗装ガン２，２，２
の配置方向と同方向）への移動ピッチを２７０（１８０
＋９０）ｍｍとすれば、このピッチで各塗装ガン２，
２，２を横方向に移動させながら、被塗装物１０の塗装
面８全体を所定の動作経路に従って１回塗装するだけ
で、塗装面８全体が２度塗りされることになる。

【００１９】また、１個の塗装ガン２によって斜め方向
から塗装される塗装面（例えば、点Ｑ近傍の塗装面）
は、隣接する塗装ガン２によって逆斜め方向からも塗装
される。つまり、異なる２方向から塗装されることにな
るので、塗装面８に凹凸模様があっても、凹んだ角隅部
まで十分に塗装することができる。

【００２０】また、塗装時には、コントローラ３によっ
て塗料ポンプ装置５が制御されているが、その制御は塗
料供給管路４を通じて各塗装ガン２，２，２に常に一定
量の塗料を供給するようになっている。そのため、１個
の塗装ガン２が塗料を吐出中の場合と、２個の塗装ガン
２，２が塗料を吐出中の場合と、３個の塗装ガン２，
２，２が塗料を吐出中の場合とでは、各分岐管路４ａ，
４ａ，４ａを通じて各塗装ガン２，２，２に分配供給さ
れる塗料の量が異なることになる。つまり、塗料を吐出
している塗装ガン（以下、動作中の塗装ガンという）２
の数によって、塗装ガン２から吐出される塗料の吐出量
が変動することになる。そのため、このまま塗装したの
では、所定の動作経路に従って１回の塗装を行ったとき
の塗装面８上に形成される塗膜８ａの厚みが、塗装ガン
２からの塗料の吐出量の変動によって変化することにな
る。

【００２１】そこで、本実施の形態では、塗膜８ａの厚
みを常に一定の厚みに保つために、動作中の塗装ガン２
の数に応じて、塗装ガン２の移動速度を制御している。
すなわち、塗装ガン２の動作個数の変動に伴う塗料の吐
出量の変動を相殺するように、塗装ガン２の移動速度を
制御している。

【００２２】例えば、全ての塗装ガン２，２，２が動作
しているときの各塗装ガン２，２，２からの塗料の吐出
量をＡ、そのときの塗装ガン２，２，２の移動速度（塗
装速度）をＢとし、２個の塗装ガン２，２が動作してい
るときの各塗装ガン２，２からの塗料の吐出量が、３個
動作しているときの約１．２倍（Ａ×１．２）であると
すると、この場合には塗装ガン２，２の移動速度をＢ×
１．２とする。また、１個の塗装ガン２が動作している
ときのその塗装ガン２からの塗料の吐出量が、３個動作
しているときの約１．５倍（Ａ×１．５）であるとする
と、この場合には塗装ガン２の移動速度をＢ×１．５と
する。これにより、（１．５Ａ／１．５Ｂ＝１．２Ａ／
１．２Ｂ＝Ａ／Ｂ）となって、単位距離（すなわち、単
位面積）当たりの塗料の吐出量が等しくなる。つまり、
塗装ガン２の動作個数に関係なく、塗膜８ａの厚みを一
定の厚みに保つことができる。このような塗装ガン２，
２，２の移動速度制御は、コントローラ３によって実行
されている。

【００２３】なお、動作中の塗装ガン２の個数の違いに
よる塗装ガン１個当たりの塗料吐出量の変動は、予め測
定しておくものとする。また、上記の説明では、全ての
塗装ガン２，２，２が動作しているときを基準として吐
出量Ａ、移動速度Ｂを設定しているが、１個の塗装ガン
２が動作しているときを基準として吐出量と移動速度と
を定め、この値を基準として塗装ガン２が２個動作して
いるとき、３個動作しているときのそれぞれの吐出量と
移動速度とを設定するようにしてもよい。

【００２４】また、塗装ガン２の動作個数が変わる例と
しては、被塗装物１０の端部を塗装する場合がある。被
塗装物１０の端部では、未塗装部分の幅が、３個の塗装
ガン２，２，２全体の塗装パターン幅よりも狭くなる場
合が多い。３個の塗装ガン２，２，２全体の塗装パター
ン幅は、図２の例で言えば３６０ｍｍとなるが、被塗装
物１０の端部の未塗装部分の幅が例えば９０ｍｍであっ
た場合には、塗料の空中飛散を防止するために、又は塗
装済部分にさらに塗装を行わないために、少なくとも１
個の塗装ガン２の動作を停止させる必要がある。

【００２５】すなわち、図３（ａ）に示す状態まで塗装
を終了し、次に２７０ｍｍのピッチＰ１で横に移動させ
ると、３個の塗装ガン２，２，２の位置は同図（ｂ）に
示す位置となる。つまり、図中左端の塗装ガン２が被塗
装物１０の塗装面８から完全にはみ出した状態となって
いる。そのため、このまま塗料を吐出したのでは、全て
の塗料が空気中に飛散するため、この場合は左端の塗装
ガン２の塗料の吐出を停止する。また、図３（ａ）に示
す状態から、次に１８０ｍｍのピッチＰ２で横に移動さ
せると、３個の塗装ガン２，２，２の位置は同図（ｃ）
に示す位置となる。つまり、図中右端の塗装ガン２が被
塗装物１０の塗装済の面（特に、２度塗りを完了した面
８ｂ）に塗料を吐出する状態となっている。そのため、
このまま塗料を吐出したのでは、部分的に塗膜の厚みが
異なることになるため、この場合は右端の塗装ガン２の
塗料の吐出を停止する。

【００２６】次に、上記構成の吹付塗装装置の動作につ
いて、図４に示す塗装ガン２，２，２の動作経路図を適
宜参照して説明する。

【００２７】塗装ガン２，２，２の動作経路について
は、種々の経路を設定することが可能であるが、ここで
は図４に示すように、右上から左下に向かって、上下に
往復移動しながら往動終端及び復動終端では右側に所定
ピッチＰ１（＝２７０ｍｍ）移動して、塗装を行うもの
とする。そのため、被塗装物１０の塗装面８上の各教示
点には、図４に示すように、１からの連続番号が付され
ている。すなわち、右上の教示点を１番、その真下の教
示点を２番、２番の教示点から所定ピッチＰ１だけ左側
に移動した教示点を３番、その３番の教示点の真上の教
示点を４番、４番の教示点から所定ピッチＰ１だけ左側
に移動した教示点を５番・・・というようにして、塗装
面８の左下の教示点（ｎ番）まで順次番号を付してい
る。

【００２８】そして、塗装の開始時には、各塗装ガン
２，２，２を１番の教示点に移動させ各塗装ガン２，
２，２と被塗装物１０の塗装面８との距離Ｄ（図２参
照）を、２００ｍｍに保つように調節する。これによ
り、隣接する塗装ガン２，２から吐出される塗料の被塗
装物１０の塗装面８上での広がり幅が１／２ずつ重なる
ことになる。この状態で、３個の塗装ガン２，２，２の
全てから塗料を吐出しながら、所定の速度Ｖ（すなち、
Ｂ）で２番の教示点に向かって下方に移動する。そし
て、２番の教示点まで達すると、塗料の吐出を一旦停止
し、各塗装ガン２，２，２を所定ピッチＰ１だけ左側に
移動させて３番目の教示点まで移動させる。次に、３個
の塗装ガン２，２，２の全てから塗料を再び吐出しなが
ら、所定の速度Ｖ（すなち、Ｂ）で４番の教示点に向か
って上方に移動させる。

【００２９】このような動作を繰り返した結果、各塗装
ガン２，２，２が（ｎ−２）番の教示点まで移動したと
し、このときの被塗装物１０の未塗装の部分の幅が、図
３（ａ）に示すように９０ｍｍであったとすると、この
状態から各塗装ガン２，２，２を所定ピッチＰ１（＝２
７０ｍｍ）だけ左側に移動（（ｎ−１）番の教示点まで
移動）させた位置は、図３（ｃ）に示す位置と同じ位置
関係となる。つまり、左端の塗装ガン２が被塗装物１０
の塗装面８の端部から完全にはみ出した状態となる。そ
のため、このまま塗料を吐出したのでは、左端の塗装ガ
ン２から吐出される全ての塗料が空気中に飛散するの
で、この場合は左端の塗装ガン２の塗料の吐出を停止す
る。

【００３０】またこのとき、塗料を吐出する塗装ガン２
の数が、それまでの３個から２個に減るので、コントロ
ーラ３は、（ｎ−１）番の教示点からｎ番の教示点に向
かって下方に移動させる移動速度を、塗料を吐出する塗
装ガン２の減少数に応じて、それまでのＢから１．２Ｂ
に変更する。

【００３１】これにより、余分な塗料が空気中に飛散す
るのを防止することができるとともに、被塗装物１０の
端部に塗布される塗料の単位距離（すなわち、単位面
積）当たりの吐出量は、それまでに塗布された塗装面８
の吐出量と同じであるので、塗膜８ａの厚みを塗装面８
全体で均一に保つことができるものである。

【００３２】なお、上記の塗装動作の説明では、（ｎ−
２）番の教示点と（ｎ−１）番の教示点との間の距離
を、他の教示点間のピッチＰ１と同じピッチ移動するも
のとして説明しているが、この部分のピッチをそれまで
のピッチＰ１の２／３のピッチＰ２（＝１８０ｍｍ）に
設定してもよい。このように設定すると、（ｎ−２）番
の教示点から各塗装ガン２，２，２をピッチＰ２（＝１
８０ｍｍ）だけ左側に移動（（ｎ−１）番の教示点まで
移動）させた位置は、図３（ｃ）に示す位置と同じ位置
関係となる。つまり、右端の塗装ガン２が被塗装物１０
の塗装済の面８ｂに塗料を吐出する状態となる。そのた
め、この塗装ガン２から塗料を吐出したのでは、部分的
に塗膜８ａの厚みが異なることになるため、この場合は
右端の塗装ガン２の塗料の吐出を停止する。

【００３３】図５は、本発明の吹付塗装装置を用いて表
面の凹凸模様のある住宅用コーナ外壁３０の表面を塗装
している状態を示しており、図６（ａ）〜（ｃ）は塗装
ガンの動作経路を示している。ただし、この住宅用コー
ナ外壁３０は、短片３１側の幅が１８０ｍｍ、長片３２
側の幅が３６０ｍｍであるとする。

【００３４】すなわち、住宅用コーナ外壁３０の短片３
１側に対して２００ｍｍの距離を保って各塗装ガン２，
２，２を対峙させ（図６（ａ）の状態）、この状態で全
ての塗装ガン２，２，２から塗料を吐出しながら、所定
の速度Ｖ（すなち、Ｂ）で長手方向（紙面に対して垂直
方向）に向かって移動させる。短片３１側の塗装を終了
すると、次に住宅用コーナ外壁３０の長片３２側に対し
て２００ｍｍの距離を保って各塗装ガン２，２，２を対
峙させる（図６（ｂ）の状態）。このとき、住宅用コー
ナ外壁３０の角部３３上方に左端の塗装ガン２が位置す
るように配置する。そして、この状態で全ての塗装ガン
２，２，２から塗料を吐出しながら、所定の速度Ｖ（す
なち、Ｂ）で長手方向（紙面に対して垂直方向）に向か
って移動させる。この移動が終了すると、次に各塗装ガ
ン２，２，２をピッチＰ１（＝２７０ｍｍ）だけ幅方向
に移動させ、残った長片３２側の端部の塗装を行う。こ
のときの各塗装ガン２，２，２の位置は、左端の塗装ガ
ン２が長片３２側の塗装済面（２度塗りした面）に塗料
を吐出する位置となるため、この塗装ガン２から塗料を
吐出したのでは、その部分だけ塗膜の厚みが厚くなるの
で、この場合は左端の塗装ガン２の塗料の吐出を停止す
る。つまり、真ん中の塗装ガン２と右端の塗装ガン２と
の２個で、残った長片３２側の端部の塗装を行うことに
なる。

【００３５】ただし、この場合には塗料を吐出する塗装
ガン２の数が、それまでの３個から２個に減るので、コ
ントローラ３は、このときの移動速度を、塗料を吐出す
る塗装ガン２の減少数に応じて、それまでのＢから１．
２Ｂに変更する。

【００３６】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の吹付塗装装置
は、塗装パターン幅の狭い塗装ガンを塗装時の移動方向
に対して直交する方向に一定の間隔を存して複数個配置
するとともに、塗装時、隣接する塗装ガンから吐出され
る塗料の被塗装物の塗装面上での広がり幅が１／２ずつ
重なるように塗装ガンと被塗装物との距離を調節する距
離調節手段を備えた構成としている。つまり、塗装パタ
ーン幅の狭い塗装ガンを、塗装面上での広がり幅が１／
２ずつ重なる距離まで被塗装物の塗装面に接近させて塗
布するため、塗装ガンから吐出された塗料が空気中にあ
まり飛散せず、効力よく塗装できるとともに、塗料の使
用量も削減することができる。

【００３７】また、本発明の請求項２記載の吹付塗装装
置は、被塗装物の端部を塗装するとき、両端部に位置す
る塗装ガンのいずれか一方の塗装ガンからの塗料の吐出
を停止するように構成したので、被塗装物以外への塗料
の吐出を削減でき、空気中への飛散も防げるので、塗料
の使用量をさらに削減することができる。

【００３８】また、本発明の請求項３記載の吹付塗装装
置は、複数個の塗装ガンに常に所定量の塗料を供給する
１台のポンプと、塗料を吐出している塗装ガンの数に基
づき、塗装ガンからの塗料の吐出量の変動を相殺するよ
うに塗装ガンの移動速度を制御する塗装速度制御手段と
を備えた構成としたので、塗料を吐出している塗装ガン
の数に関係なく、塗膜の厚みを常に一定の厚みに保つこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吹付塗装装置の外観図である。

【図２】塗装ガンによる塗装面への吹き付けの様子を示
す説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は３個の塗装ガンによる塗装面
端部の吹き付けの様子を示す説明図である。

【図４】塗装ガンの動作経路の一例を示す図である。

【図５】本発明の吹付塗装装置を用いて表面に凹凸模様
のある住宅用コーナ外壁の表面を塗装している状態を示
す説明図である。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は塗装ガンの動作経路を一側面
側から見た図である。

【図７】塗装ガンに塗料を供給する配管の途中に塗料レ
ギュレータを設置した従来の吹付塗装装置の例を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ 塗装ロボット ２ 塗装ガン ３ ロボットコントローラ（距離調節手段、吐出制御手
段、塗装速度制御手段を含む） ４ 塗装供給管路 ５ 塗装ポンプ装置（ポンプ） ８ 塗装面 １０ 被塗装物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗装ガンを被塗装物に対して所定の距離
   に保ちながら所定の速度で移動させることにより、被塗
   装物への塗装を行う吹付塗装装置において、 塗装パターン幅の狭い塗装ガンを、塗装時の移動方向に
   対して直交する方向に一定の間隔を存して複数個配置す
   るとともに、塗装時、隣接する塗装ガンから吐出される
   塗料の被塗装物の塗装面上での広がり幅が１／２ずつ重
   なるように塗装ガンと被塗装物との距離を調節する距離
   調節手段を備えたことを特徴とする吹付塗装装置。
2. 【請求項２】 被塗装物の端部を塗装するときには、両
   端部に位置する塗装ガンのいずれか一方の塗装ガンから
   の塗料の吐出を停止する吐出制御手段を備えてなる請求
   項１に記載の吹付塗装装置。
3. 【請求項３】 前記複数個の塗装ガンに常に所定量の塗
   料を供給する１台のポンプと、塗料を吐出している塗装
   ガンの数に基づき、塗装ガンからの塗料の吐出量の変動
   を相殺するように塗装ガンの移動速度を制御する塗装速
   度制御手段とを備えてなる請求項１又は２に記載の吹付
   塗装装置。