KR101074298B1 - 카트리지용 도료 충전 장치 - Google Patents

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도모히로 마쓰모토
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에이비비 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 카트리지용 도료 충전 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 정량 충전 설정 기구(58)는, 계측용 탱크(61) 내에 계량실(63)을 구획하는 피스톤(62)과, 도료의 충전량을 미리 설정하는 설정부(65)와, 상기 피스톤(62)이 상기 설정부(65)에서 설정한 변위량이 된 것을 검지하는 검지기(66)에 의해 구성된다. 여기서, 도료 공급 기구(32)에 의해 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 도료를 충전한다. 이때, 충전되는 도료와 같은 양의 압출 액체가 압출 액체 수용실(20)로부터 배출된다. 그래서, 이 압출 액체를 정량 충전 설정 기구(58)의 계량실(63)에 유입시키고, 이 압출 액체의 배출량을 피스톤(62)을 통하여 검지기(66)로 검지함으로써, 도료의 충전량을 정확하게 계측할 수 있다.
카트리지용 도료 충전 장치, 정량 충전 설정 기구, 피스톤, 설정부, 검지기

Description

카트리지용 도료 충전 장치{PAINT REPLENISHING SYSTEM FOR CARTRIDGE}
본 발명은, 예를 들면, 도장(塗裝) 장치에 교환하여 장착되는 카트리지에 도료를 충전하는데 사용하기에 바람직한 카트리지용 도료 충전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 보디 등의 피도장물을 도장하는 도장 시스템은, 색교체 시에 폐기되는 도료의 양을 줄일 수 있고, 또한 많은 도색에 대응할 수 있는 것이 요구되고 있다. 이에 대응하는 도장 시스템으로서, 각 색마다의 도료가 충전된 카트리지를, 피도장물을 도장할 때 교환하여 장착하는 구성으로 된 카트리지식의 도장 시스템이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1: 일본 특허출원 공개번호 2000-176328호 공보, 특허 문헌 2: 일본 특허출원 공개번호 2004-42036호 공보 참조).
종래 기술에 의한 카트리지식의 도장 시스템은, 장착된 카트리지의 도료를 피도장물을 향해 분무하는 도장기를 구비한 도장 장치와, 도료원으로부터의 도료를 도료 관로(管路)를 통하여 사용이 끝난 카트리지에 충전하는 카트리지용 도료 충전 장치에 의해 대략 구성되어 있다.
여기서, 카트리지용 도료 충전 장치는, 도료 수용실과 압출 액체 수용실이 격벽에 의해 구획된 카트리지에 대하여, 도료 수용실에 도료를 공급하는 도료 공급 수단과, 상기 카트리지의 압출 액체 수용실에 압출 액체를 공급함으로써 상기 도료 수용실 내에 잔류하는 전색(前色) 도료를 배출하는 압출 액체 공급 수단을 구비하고 있다.
그리고, 카트리지를 충전대에 탑재했으면, 압출 액체 공급 수단으로부터 카트리지의 압출 액체 수용실에 압출 액체를 공급하고, 도료 수용실 내의 전색 도료를 압출한다. 다음에, 도료 공급 수단을 사용하여 카트리지의 도료 수용실에 도료를 충전한다. 이때, 압출 액체 수용실 내의 압출 액체는, 압출 액체를 저류하는 탱크에 회수된다.
또한, 일반적으로 카트리지용 도료 충전 장치는, 카트리지 내에 다음의 도장에서 사용할 양의 도료를 충전할 수 있도록, 도료 관로의 도중에 유량계를 설치하고 있다. 이로써, 카트리지용 도료 충전 장치는, 유량계를 통과하는 도료의 유량을 계측하고, 피도장물의 크기, 도막 두께 등의 도장 조건에 따른 양의 도료가 카트리지에 충전되면, 도료의 충전을 정지하는 구성으로 하고 있다.
그런데, 전술한 종래 기술에 의한 것에서는, 도료 관로의 도중에 유량계를 설치하고, 이 유량계에 의해 카트리지에의 도료의 충전량을 계측하고 있다. 여기서, 도료에는 많은 종류가 있고, 점도, 비중 등이 상이한 데 더하여, 메탈릭, 운모(雲母) 등을 포함하는 것도 있다. 이때문에, 유량계는, 도료의 종류에 따라 계측값에 오차가 생기는 경우가 있다. 그래서, 종래 기술에서는, 도장 중에 도료가 부족하여 도장이 불가능하게 되는 것을 피하기 위해, 카트리지에는 도장에 필요한 양보다 여유있게 도료를 충전하고 있다.
그러나, 카트리지에 여유있게 도료를 충전한 경우에는, 도장이 종료되었을 때 카트리지 내에 잔류하는 도료가 증가하게 되어, 폐기되는 도료가 증대하게 된다. 이로써, 도료의 사용량이 증대할 뿐만 아니라, 많은 폐기 도료를 처분하지 않으면 안되므로, 폐기 작업, 세정 작업의 작업성이 저하되고, 또한 런닝 코스트가 높아지는 문제가 있다.
그래서, 카트리지 내에 잔류한 도료를 도료원 측으로 되돌려 폐기 도료를 줄이는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 도료를 도료원 측으로 되돌린 경우라도, 카트리지 내에 잔류한 모든 도료를 도료원 측으로 되돌릴 수 있는 것이 아니므로, 도료원까지의 긴 배관 내에 많은 도료가 잔류하여 버린다. 그리고, 배관 내에 잔류한 도료는 색교체 작업시에 폐액으로서 배출되게 된다.
한편, 카트리지를 전용화(專用化)하여 항상 같은 도료를 충전하여 사용한 경우에는, 카트리지는 색교체 세정할 필요가 없다. 그러나, 여분으로 충전된 도료는 도료의 충전을 반복한 경우, 도장에 제공되지 않은 오래된 도료로서 카트리지 내에 막히는 경우가 있다. 그리고, 오래된 도료는, 도료로서의 성능이 저하되어, 양호한 도장 마무리를 얻을 수 없으므로, 새로운 도료에 혼입했을 때, 도장 품질을 해치는 요인이 되어 버린다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 도장에 사용하는 분만큼 카트리지에 정확한 양의 도료를 충전함으로써, 폐기되는 도료를 적게 하여 도료의 사용량, 폐기 처리 비용 등을 삭감하고, 또한 도장 품질을 향상시킬 수 있도록 한 카트리지용 도료 충전 장치를 제공하는 것에 있다.
다른 목적은, 도료 충전시에 카트리지로부터 배출되는 압출 액체를 이용하여 도료 충전량을 계측할 수 있도록 한 카트리지용 도료 충전 장치를 제공하는 것에 있다.
(1). 본 발명에 의한 카트리지용 도료 충전 장치는, 도료 수용실과 압출 액체 수용실이 격벽에 의해 구획된 카트리지에 대하여, 상기도료 수용실에 도료를 공급하는 도료 공급 수단과, 상기 카트리지의 압출 액체 수용실에 압출 액체를 공급함으로써 상기 도료 수용실 내에 잔류하는 도료를 배출하는 압출 액체 공급 수단을 구비하고 있다.
그리고, 전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 상기 카트리지의 도료 수용실에 충전할 도료의 충전량을 미리 설정하고, 상기 도료 공급 수단에 의해 상기 도료 수용실에 도료를 충전할 때, 상기 충전된 도료에 의해 상기 압출 액체 수용실로부터 배출된 압출 액체의 배출량이 상기 미리 설정된 값에 도달하였을 때, 상기 도료 공급 수단에 의한 도료의 충전을 정지시키는 정량 충전 설정 수단을 설치한 것에 있다.
이와 같이 구성하였으므로, 도료 공급 수단에 카트리지를 탑재하고, 압출 액체 공급 수단을 카트리지의 압출 액체 수용실과 접속한다. 이로써, 압출 액체 공급 수단은, 카트리지의 압출 액체 수용실에 압출 액체를 공급하고, 도장 작업에서 사용하지 않고 도료 수용실 내에 잔류한 전색 도료를 배출한다. 그리고, 도료 공급 수단을 카트리지의 도료 수용실과 접속함으로써, 이 도료 공급 수단은, 도료 수용실에 세정 유체를 공급하여 내부를 세정한다.
한편, 정량 충전 설정 수단을 사용하여, 카트리지의 도료 수용실에 충전하는 차색(次色)의 도료 충전량을 미리 설정하여 둔다. 이 상태에서, 도료 공급 수단에 의해, 다음 회의 도장 작업에 사용할 차색 도료를 공급하여 충전한다. 이때, 카트리지로부터는, 도료 수용실에 충전된 도료와 같은 양의 압출 액체가 압출 액체 수용실로부터 배출된다.
이때, 정량 충전 설정 수단은, 압출 액체의 배출량을 계측한다. 그리고, 정량 충전 설정 수단은, 압출 액체의 배출량이 미리 설정한 값에 달하면, 정량 충전을 한 것으로 하여 상기 도료 공급 수단에 의한 충전 작업을 정지시킬 수 있다.
이로써, 도료의 종류(점도, 비중, 메탈릭 등의 유무 등)에 관계없이, 카트리지의 도료 수용실에 도료를 도장에 사용하는 분만큼 정확하게 충전할 수 있다.
이 결과, 도장에 사용하는 모든 도료를, 그 종류에 관계없이 카트리지에 정확하게 충전할 수 있으므로, 폐기되는 도료를 적게 하여 도료의 사용량, 폐기 처리 비용 등을 감소시킬 수 있다. 또한, 카트리지에 전용색의 도료를 반복하여 충전한 경우라도, 오래된 도료가 잔류되는 것을 방지할 수 있으므로, 도장 품질을 향상시킬 수 있다.
(2). 본 발명에 의하면, 상기 정량 충전 설정 수단은, 계측용 탱크와, 상기 카트리지의 압출 액체 수용실을 상기 압출 액체 공급 수단과 상기 계측용 탱크에 선택적으로 전환하여 접속하는 압출 액체 통로 전환 밸브와, 상기 계측용 탱크 내에 계량실을 구획하여 상기 카트리지의 압출 액체 수용실로부터 상기 계량실에 유입되는 압출 액체의 유입량에 따라 변위하는 가동 격벽(可動 隔璧)과, 상기 카트리지의 압출 액체 수용실에 충전할 도료의 충전량을 미리 설정하는 설정부와, 상기 가동 격벽이 상기 설정부에 의해 미리 설정된 변위량이 된 것을 검지하였을 때 신호를 출력하는 검지기에 의해 구성되어 있다.
이로써, 정량 충전 설정 수단의 설정부는, 가동 격벽이 미리 설정된 변위량으로 되었을 때 검지기가 검지할 수 있도록, 상기 검지기의 위치를 조정한다. 또한, 정량 충전 설정 수단의 압출 액체 통로 전환 밸브는, 카트리지의 압출 액체 수용실을 계측용 탱크와 접속한다. 이로써, 카트리지의 압출 액체 수용실로부터 배출된 압출 액체는, 압출 액체 통로 전환 밸브에 의해 계측용 탱크의 계량실에 유입된다. 그리고, 가동 격벽의 변위량이 설정부에 의해 미리 설정된 변위량으로 되면, 검지기가 상기 가동 격벽을 검지하여 신호를 출력한다. 이로써, 정량 충전 설정 수단은, 성질이 안정된 압출 액체의 배출량을 계량할 수 있어, 카트리지의 도료 수용실에 대하여 도료를 정확하게 충전할 수 있다.
(3). 상기 (2)의 경우, 상기 도료 공급 수단은, 상기 검지기로부터 출력되는 신호에 의해, 도료의 공급을 정지하고, 정량 충전하는 구성으로 하고 있다.
이로써, 가동 격벽의 변위량이 미리 설정된 변위량으로 되어 검지기로부터 신호가 출력되면, 도료 공급 수단은, 도료의 공급을 정지한다. 이로써, 카트리지의 도료 수용실에는 도료를 정량 충전할 수 있다.
(4). 또한, 상기 (2)의 경우, 상기 설정부는, 상기 계량실 내에 잔존하는 압출 액체를 배출하므로 상기 가동 격벽을 상기 계량실의 용적이 최소가 되는 초기 위치까지 가압 이동시킬 수 있는 구성으로 하고 있다.
이로써, 계량실에 압출 액체가 유입되어 가동 격벽이 변위하고, 카트리지에의 도료 충전의 계측이 종료되면 설정부는 가동 격벽을 가압 이동시킬 수 있다. 이로써, 설정부는, 계량실 내에 잔존하는 압출 액체를 유출시키면서, 상기 계량실의 용적이 최소가 되는 초기 위치까지 가동 격벽을 이동시킨다. 따라서, 가동 격벽을 이동시키기 위한 기구를 별도로 설치하지 않고, 검지기를 이동시키기 위한 설정부를 이용하여 가동 격벽을 이동시킬 수 있어 구성을 간략화할 수 있다.
(5). 또한, 상기 (2)의 경우, 상기 계측용 탱크는, 상기 가동 격벽에 의해 상기 계량실과 에어실로 구획되고, 상기 계측용 탱크의 에어실에는, 상기 가동 격벽을 상기 계량실의 용적이 최소가 되는 초기 위치까지 가압 이동시킬 수 있는 에어 공급 밸브를 접속하는 구성으로 하고 있다.
이로써, 압출 액체의 계량이 끝났으면, 에어 공급 밸브를 개방하여 계측용 탱크의 에어실에 가압 에어를 유입시킴으로써, 가동 격벽을 초기 위치를 향하여 가압 이동시킨다. 이로써, 설정부를 움직이지 않고, 계량실 내의 압출 액체를 배출할 수 있다.
(6). 또한, 상기 (2)의 경우, 상기 계측용 탱크에는, 상기 가동 격벽이 상기 계량실의 용적이 최소가 되는 초기 위치까지 가압 이동된 것을 검지하는 초기 위치 검지기를 설치하고 있다.
이로써, 초기 위치 검지기는, 계측용 탱크의 계량실의 용적이 최소가 되는 초기 위치에 가동 격벽이 배치되었는지 여부를 검지할 수 있으므로, 압출 액체의 계량을 정확하게 행할 수 있다.
(7). 한편, 본 발명에 의하면, 상기 도료 공급 수단은 상기 카트리지를 탑재하는 충전대와, 상기 충전대와 접속되어 설치되고, 상기 카트리지에 도료, 세정 유체를 공급하는 색교체 밸브 장치와, 상기 충전대와 상기 색교체 밸브 장치 사이에 설치되고, 상기 색교체 밸브 장치로부터 공급되는 도료의 공급, 정지를 행하는 도료 공급 밸브에 의해 구성되고, 상기 정량 충전 설정 수단은, 상기 카트리지의 압출 액체 수용실로부터 배출된 압출 액체의 배출량이 미리 설정된 값에 도달하였을 때 충전 정지 신호를 출력하는 구성으로 하고, 상기 도료 공급 수단은, 상기 정량 충전 설정 수단으로부터 출력된 충전 정지 신호에 의해 상기 도료 공급 밸브 및/또는 상기 색교체 밸브 장치에 의한 도료의 공급을 정지하고, 정량 충전하는 구성으로 되어 있다.
이로써, 충전대에 카트리지를 탑재한 상태에서는, 색교체 밸브 장치는, 도료 공급 밸브를 경유하여 카트리지의 도료 수용실에 도료를 충전할 수 있다. 이때, 카트리지의 압출 액체 수용실로부터 정량 충전 설정 수단에는, 압출 액체가 배출된다. 그리고, 정량 충전 설정 수단은, 압출 액체의 배출량을 도료의 충전량으로서 계량하고 있기 때문에, 상기 정량 충전 설정 수단으로부터 출력되는 충전 정지 신호에 의해, 상기 도료 공급 밸브 및/또는 색교체 밸브 장치가 폐쇄되었을 때는, 카트리지의 도료 수용실에 설정한 양의 도료를 정확하게 충전할 수 있다.
(8). 또한, 본 발명에 의하면, 상기 도료 공급 수단은, 상기 카트리지를 탑재하는 충전대와, 상기 충전대와 접속되어 설치되고 상기 카트리지에 도료, 세정 유체를 공급하는 색교체 밸브 장치와, 상기 충전대와 상기 색교체 밸브 장치 사이에 설치되고 상기 색교체 밸브 장치로부터 공급되는 도료의 공급, 정지를 행하는 도료 공급 밸브에 의해 구성되고, 상기 압출 액체 공급 수단은, 압출 액체를 저장하는 압출 액체원과, 상기 압출 액체원과 상기 충전대 사이를 접속하는 압출 액체 통로와, 상기 압출 액체 통로에 설치된 펌프에 의해 구성되고, 상기 정량 충전 설정 수단은, 상기 충전대와 상기 펌프 사이에 위치하여 상기 압출 액체 통로에 설치된 압출 액체 통로 전환 밸브와, 상기 압출 액체 통로 전환 밸브와 접속된 계측용 탱크와, 상기 계측용 탱크 내에 계량실을 구획하고 상기 카트리지의 압출 액체 수용실로부터 상기 계량실에 유입되는 압출 액체의 유입량에 따라 변위하는 가동 격벽과, 상기 카트리지의 압출 액체 수용실에 충전할 도료의 충전량을 미리 설정하는 설정부와, 상기 가동 격벽이 상기 설정부에 의해 미리 설정된 변위량이 된 것을 검지하였을 때 충전 정지 신호를 출력하는 검지기에 의해 구성되고, 또한 상기 압출 액체 통로 전환 밸브는, 상기 카트리지의 압출 액체 수용실과 상기 펌프 사이를 연통(連通), 차단하는 공급 밸브와, 상기 카트리지의 압출 액체 수용실과 상기 계측용 탱크의 계량실 사이를 연통, 차단하는 반환 밸브에 의해 구성되어 있다.
이로써, 압출 액체 통로 전환 밸브의 공급 밸브를 개방하여 카트리지의 압출 액체 수용실과 펌프 사이를 연통시키고, 리턴 밸브를 폐쇄하여 카트리지의 압출 액체 수용실과 계측용 탱크의 계량실 사이를 차단한다. 이때는, 압출 액체원의 압출 액체를 펌프를 통하여 카트리지의 압출 액체 수용실에 공급할 수 있다.
한편, 압출 액체 통로 전환 밸브의 공급 밸브를 폐쇄하여 카트리지의 압출 액체 수용실과 펌프 사이를 차단하고, 리턴 밸브를 개방하여 카트리지의 압출 액체 수용실과 계측용 탱크의 계량실 사이를 연통시켰을 때는, 카트리지의 압출 액체 수용실로부터 배출되는 압출 액체를 계측용 탱크의 계량실에 공급할 수 있다.
이때, 정량 충전 설정 수단의 설정부는, 가동 격벽의 변위량이 설정부에 의해 미리 설정된 변위량으로 되면, 검지기가 상기 가동 격벽을 검지하여 충전 정지 신호를 출력한다. 이로써, 정량 충전 설정 수단은, 카트리지의 도료 수용실에 대하여 도료를 정확하게 충전할 수 있다.
(9). 또한, 상기 (8)의 구성의 경우, 상기 도료 공급 수단은, 상기 정량 충전 설정 수단의 검지기로부터 출력된 충전 정지 신호에 의해, 상기 도료 공급 밸브 및/또는 상기 색교체 밸브 장치에 의한 도료의 공급을 정지하고, 정량 충전한다.
이로써, 도료 공급 수단은, 정량 충전 설정 수단의 검지기로부터 출력된 충전 정지 신호에 의해, 도료 공급 밸브에 의한 도료의 공급을 정지할 수 있어, 카트리지의 도료 수용실에 대하여 도료를 정량 충전할 수 있다.
(10). 또한, 상기 (8)의 구성의 경우, 상기 정량 충전 설정 수단에는, 상기 계측용 탱크의 계량실에 압출 액체를 유입할 때 밸브가 폐쇄되고, 상기 계량실로부터 압출 액체를 유출시킬 때 밸브가 개방되는 유출 밸브를 설치하고 있다.
이로써, 정량 충전 설정 수단은, 유출 밸브를 폐쇄함으로써 계측용 탱크의 계량실에 압출 액체를 유입시킬 수 있다. 또한, 유출 밸브를 개방했을 때는, 계량실로부터 압출 액체를 유출시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 의한 도장 시스템을 나타낸 전체 구성도이다.
도 2는, 도 1 중의 회전 무화두형 도장기를 확대하여 나타낸 종단면도이다.
도 3은, 도 2 중의 카트리지를 유닛으로 나타낸 종단면도이다.
도 4는, 제1 실시예에 의한 카트리지용 도료 충전 장치를 나타낸 회로도이다.
도 5는, 제1 실시예에 의한 카트리지용 도료 충전 장치를 나타낸 종단면도이다.
도 6은, 도 5 중의 도료 공급 기구를 확대하여 나타낸 종단면도이다.
도 7은, 도 6에 나타낸 카트리지의 급속 조인트와 도료 공급 기구의 도료 통로 전환 밸브를 확대하여 나타낸 주요부 확대의 종단면도이다.
도 8은, 도 6에 나타낸 카트리지의 급속 조인트와 도료 공급 기구의 급속 조인트를 확대하여 나타낸 주요부 확대 종단면도이다.
도 9는, 도 5 중의 정량 충전 설정 기구를 확대하여 나타낸 종단면도이다.
도 10은, 정량 충전 설정 기구의 피스톤을 초기 위치에 배치한 카트리지용 도료 충전 장치를 나타낸 동작 설명도이다.
도 11은, 충전 공정에서 카트리지의 도료 수용실에 도료를 충전한 상태의 카트리지용 도료 충전 장치를 나타낸 동작 설명도이다.
도 12는, 충전 후속 공정에서 정량 충전 설정 기구의 계량실로부터 압출 액 체원에 압출 액체를 되돌린 상태의 카트리지용 도료 충전 장치를 나타낸 동작 설명도이다.
도 13은, 카트리지용 도료 충전 장치에 의해 상이한 색의 도료를 충전하는 경우를 나타낸 타임 차트이다.
도 14는, 카트리지용 도료 충전 장치에 의해 같은 색의 도료를 계속하여 충전하는 경우를 나타낸 타임 차트이다.
도 15는, 본 발명의 제2 실시예에 의한 정량 충전 설정 기구를 나타낸 종단면도이다.
도 16은, 제2 실시예의 정량 충전 설정 기구에 의해 도료를 충전하는 경우를 나타낸 타임 차트이다.
도 17은, 변형예에 의한 카트리지용 도료 충전 장치를 나타낸 회로도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 카트리지용 도료 충전 장치를, 회전 무화두형(霧化頭型) 도장 장치에 교환 가능하게 장착되는 카트리지에 도료를 충전하는 경우를 예로 들어 첨부 도면에 따라 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 14는 본 발명의 제1 실시예를 나타내고 있다. 도 1에 있어서, (1)은 도장 시스템의 일부를 구성하는 도장용 로봇이다. 이 도장용 로봇(1)은, 기대(1A)와, 상기 기대(1A) 상에 회전 가능한 동시에 요동(搖動) 가능하게 설치된 수직 암(1B)과, 상기 수직 암(1B)의 선단에 요동 가능하게 설치된 수평 암(1C)과, 상기 수평 암(1C)의 선단에 설치된 손목(1D)에 의해 대략 구성되어 있 다.
(2)는 도장용 로봇(1)에 설치된 회전 무화두형 도장 장치(이하, 도장 장치(2)라고 함)이며, 상기 도장 장치(2)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 후술하는 하우징(3), 도장기(7), 카트리지(16) 등에 의해 대략 구성되어 있다.
(3)은 도장용 로봇(1)의 손목(1D) 선단에 장착된 하우징이다. 이 하우징(3)은, 도장용 로봇(1)의 손목(1D) 선단에 장착 및 분리 가능하게 장착되는 넥부(4)와, 상기 넥부(4)의 선단에 일체로 형성된 헤드부(5)로 구성되어 있다.
여기서, 헤드부(5)의 앞쪽에는 도장기 장착부(5A)가 요원통형(凹圓筒形)으로 형성되고, 또한 헤드부(5)의 뒤쪽에는 카트리지 장착부(5B)가 요원통형으로 형성되어 있다. 또한, 카트리지 장착부(5B)의 저부에는, 후술하는 카트리지(16)의 급속 조인트(23)가 결합되는 결합 구멍(5C)과, 급속 조인트(25)가 접속되는 암접속부(5D)가 형성되어 있다. 그리고, 결합 구멍(5C)과 암접속부(5D)는, 카트리지(16)의 탱크(17)를 카트리지 장착부(5B)에 장착할 때, 상기 탱크(17)를 주위 방향으로 위치결정하는 기능도 있다.
(6)은 헤드부(5)의 중심부에 축방향으로 연장되어 설치된 피드 튜브 삽입 통과 구멍이다. 이 피드 튜브 삽입 통과 구멍(6)은, 후술하는 카트리지(16)의 피드 튜브(21)를 삽입통과시키는 것이다. 또한, 피드 튜브 삽입 통과 구멍(6)은, 헤드부(5)의 도장기 장착부(5A)를 통하여 후술하는 에어 모터(8)의 회전축(8B) 내를 관통하여 축방향으로 형성되어 있다.
(7)은 헤드부(5)의 도장기 장착부(5A) 내에 장착된 도장기를 나타내고 있다. 이 도장기(7)는, 모터 케이스(8A), 회전축(8B), 에어 터빈(8C) 및 에어 베어링(8D)으로 이루어지는 에어 모터(8)와, 상기 에어 모터(8)에 의해 회전되고, 공급된 도료를 원심(遠心) 무화(霧化)하는 것에 의해 미립화하여 피도장물을 향해 분무하는 회전 무화두(9)와, 상기 에어 모터(8)의 선단측에 설치된 쉐이핑 에어링(10)으로 대략 구성되어 있다.
또한, 쉐이핑 에어링(10)에는, 외주측에 다수의 쉐이핑 에어 분출구멍(10A)(2개만 도시)이 전방을 향해 천설(穿設)되어 있다. 이 쉐이핑 에어 분출구멍(10A)은, 회전 무화두(9)의 방출단 에지를 향해 쉐이핑 에어를 분출하고, 상기 회전 무화두(9)로부터 방출된 도료 입자의 패턴 성형을 행하는 것이다.
(11)은 하우징(3)의 넥부(4)에 설치된 고전압 발생기이며, 상기 고전압 발생기(11)는, 예를 들면, 콕크로프트(Cockcroft) 회로에 의해 구성되며, 전원 장치(도시하지 않음)로부터 공급되는 전압을 예를 들면 -30 ∼ -150kV로 승압하는 것이다. 그리고, 고전압 발생기(11)의 출력 측은 예를 들면, 에어 모터(8)에 전기적으로 접속되고, 이로써, 고전압 발생기(11)는, 에어 모터(8)의 회전축(8B)을 통하여 회전 무화두(9)에 고전압을 인가하여, 도료에 직접 대전시킨다.
(12), (13)은 하우징(3)의 넥부(4)에 설치되고, 제어 에어원(도시하지 않음)과 접속된 여러 개의 에어 통로를 나타내고 있다. 이들 에어 통로(12, 13)는, 에어 모터(8)를 제어하기 위한 터빈 에어, 베어링 에어, 브레이크 에어, 도료의 분무 패턴을 성형하기 위한 쉐이핑 에어를 공급하는 외에, 압출 액체 밸브(15), 트리거 밸브(26)에 대하여 파일럿 에어를 공급하는 것이다. 그러나, 본 실시예에서는, 대 표적으로 2개의 에어 통로(12, 13)만을 도시하고 있다.
(14)는 하우징(3)에 설치된 하우징 측 압출 액체 통로이다. 이 압출 액체 통로(14)는, 일단이 압출 액체 공급 장치(도시하지 않음)와 접속되고, 타단이 헤드부(5)에 형성된 카트리지 장착부(5B)의 암접속부(5D) 저부에 개구되어 있다.
(15)는 하우징(3)의 헤드부(5)에 설치된 압출 액체 밸브이다. 이 압출 액체 밸브(15)는, 상시는 압출 액체 통로(14)를 차단하고, 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)에 대한 압출 액체의 공급을 정지시키고 있다. 한편, 파일럿 에어가 공급되었을 때는, 밸브를 개방하여 압출 액체 수용실(20)에 대하여 압출 액체의 공급을 행하는 것이다.
다음에, 헤드부(5)의 카트리지 장착부(5B)에 장착 및 분리 가능하게 장착되는 카트리지(16)에 대하여 설명한다.
이 카트리지(16)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수개 설치되고, 후술하는 도료 공급 기구(32)의 충전대(33)에 장착 및 분리 가능하게 장착되어 있다. 그리고, 카트리지(16)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 후술하는 탱크(17), 피스톤(18), 피드 튜브(21) 등에 의해 대략 구성되어 있다.
(17)은 카트리지(16)의 탱크이며, 상기 탱크(17)는, 축방향의 양단이 폐색된 원통형의 용기로서 형성되어 있다. 또한, 탱크(17) 내에는, 가동 격벽을 이루는 피스톤(18)이 축방향으로 변위 가능하게 삽입되어 있다. 이 피스톤(18)은, 탱크(17) 내를 앞쪽의 도료 수용실(19)과 뒤쪽의 압출 액체 수용실(20)로 구획하고 있다.
또한, 탱크(17)의 후단 측에는, 교환 작업을 행할 때 파지하는 파지 돌기(17A)가 설치되어 있다. 한편, 탱크(117)의 앞쪽에는, 후술하는 피드 튜브(21)의 도료 공급로(21A)를 도료 수용실(19)과 연통되는 도료 통로(17B)가 설치되어 있다. 또한, 탱크(17)의 앞쪽에는, 후술하는 급속 조인트(23)를 장착하기 위한 조인트 장착 구멍(17C)과 급속 조인트(25)를 장착하기 위한 조인트 장착 구멍(17D)이 형성되어 있다.
(21)은 탱크(17)의 앞쪽에 축방향으로 연장되어 설치된 피드 튜브이다. 이 피드 튜브(21)의 선단측은, 피드 튜브 삽입 통과 구멍(6) 내를 뻗어, 그 선단부가 회전 무화두(9)를 향해 개구되어 있다. 또한, 피드 튜브(21) 내에는, 탱크(17)의 도료 수용실(19)과 연통되는 도료 공급로(21A)가 형성되어 있다. 또한, 피드 튜브(21)의 선단측에는, 상기 도료 공급로(21A)를 축경(縮徑)하여 밸브 시트부(21B)가 설치되어 있다.
(22)는 도료 수용실(19)의 앞부분과 연통되어 탱크(17)에 설치된 카트리지 측 도료 통로이다. 이 도료 통로(22)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 후술하는 충전대(33)에 장착되었을 때, 상기 충전대(33)의 유출 통로(40)와 연통될 수 있다.
(23)은 카트리지 측 도료 통로(22)의 개구단에 위치하여 탱크(17)의 조인트 장착 구멍(17C)에 설치된 체크 밸브가 부착된 급속 조인트이다. 이 급속 조인트(23)는, 조인트 장착 구멍(17C)에 돌출되어 장착된 밸브 케이스(23A)와, 상기 밸브 케이스(23A)에 변위 가능하게 설치된 밸브체(23B)와, 상기 밸브체(23B)가 이착석(離着席)하는 밸브 시트(23C)와, 상기 밸브체(23B)를 밸브 시트(23C)를 향해 가 압하는 밸브 스프링(23D)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 급속 조인트(23)는, 도 2, 도 7에 나타낸 바와 같이, 충전대(33)에 장착한 상태에서, 후술하는 도료 통로 전환 밸브(39)의 밸브체(39B)에 의해 밸브체(23B)가 가압 이동되었을 때 밸브가 개방된다. 한편, 급속 조인트(23)는, 밸브체(39B)에 의해 밸브체(23B)가 가압 이동되었을 때 이외에서는 밸브를 폐쇄하여, 카트리지 측 도료 통로(22)로부터 도료가 유출되는 것을 방지한다.
(24)는 압출 액체 수용실(20)과 연통되어 탱크(17)에 설치된 카트리지 측 압출 액체 통로이다. 이 압출 액체 통로(24)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 헤드부(5)의 카트리지 장착부(5B)에 카트리지(16)를 결합했을 때, 하우징 측 압출 액체 통로(14)와 연통된다. 또한, 압출 액체 통로(24)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 충전대(33)의 탱크 지지부(34)에 카트리지(16)를 결합했을 때, 충전대 측 압출 액체 통로(47)와 연통되는 것이다.
(25)는 카트리지 측 압출 액체 통로(24)의 개구단에 위치하여 탱크(17)의 조인트 장착 구멍(17D) 내에 설치된 체크 밸브가 부착된 급속 조인트이다. 이 급속 조인트(25)는, 후술하는 급속 조인트(48)와 함께 양쪽 체크 밸브가 부착된 급속 조인트를 구성하고 있다. 또한, 급속 조인트(25)는, 전술한 급속 조인트(23)와 대략 마찬가지로, 조인트 장착 구멍(17D)에 돌출되어 장착된 밸브 케이스(25A)와, 상기 밸브 케이스(25A)에 변위 가능하게 설치된 밸브체(25B)와, 상기 밸브체(25B)가 이착석하는 밸브 시트(25C)와, 상기 밸브체(25B)를 밸브 시트(25C)를 향해 가압하는 밸브 스프링(25D)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 급속 조인트(25)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 도장 장치(2)의 하우징(3)에 장착되었을 때, 또는 도 6에 나타낸 바와 같이, 도료 공급 기구(32)의 충전대(33)에 장착했을 때, 밸브체(25B)가 가압 이동되어 밸브가 개방된다. 한편, 도 3에 나타낸 바와 같이, 하우징(3), 충전대(33)로부터 분리했을 때는, 밸브 스프링(25D)에 의해 밸브를 폐쇄하여 카트리지 측 압출 액체 통로(24)로부터 압출 액체가 유출되는 것을 방지한다.
(26)은 탱크(17)의 앞쪽 부위에 설치된 트리거 밸브이다. 이 트리거 밸브(26)는, 피드 튜브(21)로부터 회전 무화두(9)를 향해 공급되는 도료의 공급, 정지 제어를 행하는 것이다. 그리고, 트리거 밸브(26)는, 축방향으로 변위 가능한 피스톤(26A)과, 상기 피스톤(26A)으로부터 피드 튜브(21)의 도료 공급로(21A) 내로 연장되어, 선단이 밸브 시트부(21B)에 이착석하는 밸브체(26B)를 포함하여 구성되어 있다.
한편, (27)은 도장용 로봇(1)의 근방에 배치된 카트리지 교환 장치이다. 이 카트리지 교환 장치(27)는, 도장 장치(2)에 카트리지(16)를 교환하여 장착하는 것이며, 가대(架臺)(27A)에 줄지어 설치된 후술하는 카트리지용 도료 충전 장치(31)와, 카트리지(16)를 잡아 이동시키는 카트리지 이동 장치(도시하지 않음)에 의해 대략 구성되어 있다.
다음에, 카트리지 교환 장치(27)의 가대(27A)에 설치된 본 실시예에 의한 카트리지용 도료 충전 장치에 대하여 설명한다.
이 도료 충전 장치(31)는, 카트리지(16)에 대하여 도료를 충전하는 것이다. 그리고, 도료 충전 장치(31)는, 도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이, 후술하는 도료 공급 기구(32), 압출 액체 공급 기구(54), 정량 충전 설정 기구(58)에 의해 대략 구성되어 있다.
먼저, 카트리지용 도료 충전 장치(31)를 구성하는 도료 공급 수단으로서의 도료 공급 기구(32)에 대하여 설명한다.
즉, (32)는 카트리지 교환 장치(27)의 가대(27A)에 설치된 도료 공급 기구를 나타내고 있다. 이 도료 공급 기구(32)는, 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 도료를 공급하는 것이다. 그리고, 도료 공급 기구(32)는, 후술하는 충전대(33), 도료-세정 유체 전환 밸브(42), 색교체 밸브 장치(49) 등에 의해 대략 구성되어 있다.
(33)은 카트리지 교환 장치(27)의 가대(27A)에 장착된 충전대이다. 이 충전대(33)는, 가대(27A)에 볼트 고정 등에 의해 장착된 다리부(33A)와, 상기 다리부(33A)로부터 상하 방향으로 연장된 포스트부(33B)와, 상기 포스트부(33B)의 위쪽을 확경(擴徑)하여 설치된 시트부(33C)에 의해 대략 구성되어 있다.
(34)는 시트부(33C)의 위쪽에 형성된 탱크 지지부이며, 상기 탱크 지지부(34)는, 카트리지(16)의 탱크(17)가 장착되는 것이다. 또한, 탱크 지지부(34)의 저부에는, 후술하는 도료 통로 전환 밸브(39)를 장착하기 위한 전환 밸브 장착 구멍(34A)과, 급속 조인트(48)를 장착하기 위한 조인트 장착 구멍(34B)이 별개로 형성되어 있다.
(35)는 충전대(33)의 중심부를 상하방향으로 연장하여 형성된 피드 튜브 삽 입 통과 구멍을 나타내고 있다. 이 피드 튜브 삽입 통과 구멍(35)은, 탱크 지지부(34)에 카트리지(16)의 탱크(17)를 장착했을 때, 상기 카트리지(16)의 피드 튜브(21)가 삽입통과하는 것이다.
또한, (36)은 피드 튜브 삽입 통과 구멍(35)의 하부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치된 접속 부재이다. 이 접속 부재(36)는, 원통형으로 형성되고, 그 상부에는 카트리지(16)의 피드 튜브(21) 선단이 액밀(液密)하게 결합한다. 또한, 접속 부재(36)의 하부는, 폐액 배관(37)을 통하여 폐액 탱크(38)와 접속되어 있다.
한편, 접속 부재(36)의 주위에는 가로 방향 개구(36A)가 형성되고, 상기 가로 방향 개구(36A)에는 후술하는 폐액 통로(41)가 접속되어 있다. 이로써, 가로 방향 개구(36A)는, 폐액 통로(41)를 유통하는 세정 유체를 피드 튜브(21)의 선단에 분사함으로써, 상기 피드 튜브(21)의 선단에 부착된 도료를 세정할 수 있다.
(39)는 탱크 지지부(34)의 전환 밸브 장착 구멍(34A)에 설치된 도료 통로 전환 밸브이다. 이 도료 통로 전환 밸브(39)는, 카트리지(16) 측의 급속 조인트(23)와 접속되는 것이다. 여기서, 도료 통로 전환 밸브(39)는, 후술하는 도료-세정 유체 전환 밸브(42)와 접속된 유출 통로(40)를, 카트리지(16) 측과 폐액 탱크(38)와 연결되는 폐액 통로(41)로 전환하는 것이다.
그리고, 도료 통로 전환 밸브(39)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 전환 밸브 장착 구멍(34A) 내에 장착되고, 상부에 급속 조인트(23)가 끼워맞추어지는 밸브 케이스(39A)와, 상기 밸브 케이스(39A)에 변위 가능하게 설치된 밸브체(39B)와, 유출 통로(40)와 폐액 통로(41) 사이에 위치하여 밸브체(39B)가 이착석하는 밸브 시 트(39C)와, 상기 밸브체(39B)를 밸브 시트(39C)로부터 이격되는 방향으로 가압하는 밸브 스프링(39D)과, 상기 밸브 스프링(39D)에 저항하여 상기 밸브체(39B)를 밸브 시트(39C)에 착석시키는 파일럿 에어실(39)에 의해 구성되어 있다.
여기서, 도료 통로 전환 밸브(39)는, 충전대(33)에 카트리지(16)가 장착된 상태에서는, 밸브체(39B)의 선단부는 카트리지(16) 측의 급속 조인트(23)의 밸브체(23B)와 이격되고, 급속 조인트(23)는 밸브를 폐쇄하고 있다. 한편, 도료 통로 전환 밸브(39)는, 파일럿 에어실(39E)에 파일럿 에어가 공급되고, 밸브 스프링(39D)의 가압력에 저항하여 밸브체(39B)를 변위시켰을 때, 상기 밸브체(39B)에 의해 급속 조인트(23)의 밸브체(23B)를 가압 이동시켜 밸브를 개방하는 것이 가능하다.
이와 같이, 도료 통로 전환 밸브(39)는, 상시는 밸브 스프링(39D)에 의해 밸브체(39B)를, 급속 조인트(23)로부터 이격되는 방향으로 가압한다. 이로써, 도 7에 나타낸 바와 같이, 유출 통로(40)와 폐액 통로(41)는, 밸브 시트(39C)를 통하여 연통되어 있다. 이때는, 급속 조인트(23)가 밸브 폐쇄 상태에 있기 때문에, 유출 통로(40)를 통하여 도료-세정 유체 전환 밸브(42)로부터 공급되는 도료 또는 세정 유체는, 폐액 통로(41)로 흘러 접속 부재(36), 폐액 배관(37)을 경유하여 폐액 탱크(38)에 배출된다.
한편, 도료 통로 전환 밸브(39)는, 파일럿 에어실(39E)에 에어압을 공급했을 때는, 밸브 스프링(39D)의 가압력에 저항하여 밸브체(39B)를 변위시켜, 급속 조인트(23)의 밸브체(23B)를 가압 이동시켜 밸브를 개방하는 동시에, 밸브체(39B)를 밸 브 시트(39C)에 착석시킨다. 이 결과, 유출 통로(40)와 폐액 통로(41) 사이를 폐색하는 동시에, 유출 통로(40)와 카트리지 측 도료 통로(22) 사이를 연통시킨다. 이로써, 도료 통로 전환 밸브(39)는, 도료-세정 유체 전환 밸브(42)로부터 유출 통로(40)를 통하여 공급되는 도료 또는 세정 유체를, 급속 조인트(23), 카트리지 측 도료 통로(22)를 통하여 도료 수용실(19)에 충전할 수 있다.
(42)는 탱크 지지부(34)에 설치된 도료-세정 유체 전환 밸브를 나타내고 있다. 이 도료-세정 유체 전환 밸브(42)는, 도료와 세정 유체를 도료 통로 전환 밸브(39)를 향해 선택적으로 공급하는 것이다. 또한, 도료-세정 유체 전환 밸브(42)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 개폐 밸브로서 형성된 도료 공급 밸브(43)와, 세정 유체 공급 밸브(44)와, 폐액 밸브(45)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 도료 공급 밸브(43)는, 도료의 공급 시에 밸브를 개방하고, 컨트롤 유닛을 통하여 후술하는 검지기(66)로부터 충전 정지 신호가 입력되었을 때 자동 밸브를 폐쇄하는 것이다.
한편, 색교체 밸브 장치(49)에 이어지는 도료 관로(46)는, 도료 공급 밸브(43)와 폐액 밸브(45) 사이에 접속되고, 도료 공급 밸브(43)는 유출 통로(40)와 접속되어 있다. 한편, 세정 유체 공급 밸브(44)는, 세정 유체 선택 밸브(53)와 유출 통로(40) 사이에 설치되어 있다.
그리고, 카트리지(16) 측에 도료를 공급하는 경우에는, 도료 공급 밸브(43)를 밸브를 개방하고, 세정 유체 공급 밸브(44)와 폐액 밸브(45)를 폐쇄한다. 또한, 도료 통로 전환 밸브(39)를, 유출 통로(40)와 카트리지 측 도료 통로(22)가 연통되도록 전환한다. 이로써, 후술하는 색교체 밸브 장치(49)로부터 공급되는 도료 는, 도료 관로(46), 도료 공급 밸브(43), 유출 통로(40), 도료 통로 전환 밸브(39), 급속 조인트(23), 카트리지 측 도료 통로(22)를 경유하여 카트리지(16)에 유통시킬 수 있다.
한편, 충전 후에 도료-세정 유체 전환 밸브(42)의 도료 관로(46) 내에 잔류한 도료를 배출하고, 세정하는 경우에는, 폐액 밸브(45)를 개방하고, 도료 공급 밸브(43)와 세정 유체 공급 밸브(44)를 폐쇄한다. 이로써, 색교체 밸브 장치(49)로부터 공급되는 세정 유체에 의해, 도료 관로(46) 내에 잔류하는 도료는 폐액 탱크(38)로 배출되어, 통로 내를 세정할 수 있다.
또한, 충전 공정 후에 유출 통로(40) 내에 잔류한 도료를 배출하고, 세정하는 경우에는, 세정 유체 공급 밸브(44)를 개방하고, 도료 공급 밸브(43)와 폐액 밸브(45)를 폐쇄한다. 또한, 도료 통로 전환 밸브(39)를, 유출 통로(40)와 폐액 통로(41)가 연통되도록 전환한다. 이로써, 후술하는 세정 유체원 장치(51)로부터 공급되는 세정 유체는, 세정 유체 선택 밸브(53), 세정 유체 공급 밸브(44), 유출 통로(40), 도료 통로 전환 밸브(39), 폐액 통로(41), 접속 부재(36), 폐액 배관(37)을 통하여 탱크(38)에 배출되어, 유출 통로(40)를 세정한다.
(47)은 충전대(33)의 시트부(33C)에 설치된 충전대 측 압출 액체 통로이다. 이 압출 액체 통로(47)는, 후술하는 급속 조인트(48)와 압출 액체 배관(55)을 접속하는 것이다.
(48)은 충전대 측 압출 액체 통로(47)의 개구단에 위치하여 탱크 지지부(34)의 조인트 장착 구멍(34B)에 설치된 체크 밸브가 부착된 급속 조인트이다. 이 급 속 조인트(48)는, 카트리지(16) 측의 급속 조인트(25)와 함께 양쪽 체크 밸브가 부착된 급속 조인트를 구성하고 있다. 또한, 급속 조인트(48)는, 전술한 압출 액체용의 급속 조인트(25)와 대략 마찬가지로, 밸브 케이스(48A), 밸브체(48B), 밸브 시트(48C), 밸브 스프링(48D)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 급속 조인트(48)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 카트리지(16)를 충전대(33)의 탱크 지지부(34)에 장착했을 때, 그 밸브체(48B)를 대향하는 급속 조인트(25)의 밸브체(25B)와 맞닿게 함으로써 양쪽의 급속 조인트(25, 48)가 밸브를 개방하고, 충전대 측 압출 액체 통로(47)를 카트리지 측 압출 액체 통로(24)와 연통시킨다. 한편, 카트리지(16)가 충전대(33)로부터 분리된 상태에서는, 급속 조인트(48)는, 밸브를 폐쇄하여 충전대 측 압출 액체 통로(47)로부터 압출 액체가 유출되는 것을 방지한다.
다음에, 도료 공급 기구(32)를 구성하는 색교체 밸브 장치(49)와, 이와 접속되는 도료원 장치(50)와, 세정 유체원 장치(51)에 대하여 설명한다.
(49)는 도료 관로(46)와 접속되어 설치된 색교체 밸브 장치이다. 이 색교체 밸브 장치(49)는, 복수개 색의 도료 중에서 카트리지(16)에 충전하는 도료를 선택하고, 이 도료를 도료 관로(46)에 유출하는 것이다. 또한, 색교체 밸브 장치(49)는, 세정 유체로 되는 세정 액체와 세정 에어를 도료 관로(46)에 유출하는 것이다. 그러므로, 색교체 밸브 장치(49)는, A색, B색, C색, … N색용의 도료 밸브(49A, 49B, 49C, … 49N), 세정 액체 밸브(49Lq), 세정 에어 밸브(49Ar)를 구비하고 있다.
그리고, A색, B색, C색, … N색용의 도료 밸브(49A, 49B, 49C, … 49N)는, 후술하는 도료원 장치(50)의 A색, B색, C색, … N색의 도료원(50A, 50B, 50C, … 50N)과 접속되어 있다. 또한, 세정 액체 밸브(49Lq)는, 후술하는 세정 유체원 장치(51)의 세정 액체원(51Lq)과 접속되고, 세정 에어 밸브(49Ar)는, 세정 에어원(51Ar)과 접속되어 있다.
(50)은 도료원 장치이며, 상기 도료원 장치(50)는, A색, B색, C색, … N색의 도료원(50A, 50B, 50C, … 50N)으로 되어 있다. 그리고, 이들의 도료원(50A, 50B, 50C, … 50N)은, 색교체 밸브 장치(49)의 도료 밸브(49A, 49B, 49C, … 49N)와 접속되어 있다.
(51)은 세정 유체원 장치이며, 상기 세정 유체원 장치(51)는, 세정 액체원(51Lq), 세정 에어원(51Ar)으로 되어 있다. 그리고, 세정 액체원(51Lq)은 색교체 밸브 장치(49)의 세정 액체 밸브(49Lq)와 접속되고, 세정 에어원(51Ar)은 세정 에어 밸브(49Ar)와 접속되어 있다.
여기서, 세정 유체원 장치(51)의 세정 액체원(51Lq), 세정 에어원(51Ar)은, 2개의 하이패스 배관(52Lq, 52Ar)으로 이루어지는 하이패스 배관(52)과, 그 도중에 설치된 세정 유체 선택 밸브(53)를 통하여, 도료-세정 유체 전환 밸브(42)의 세정 유체 공급 밸브(44)와도 접속되어 있다. 그리고, 세정 유체 선택 밸브(53)는, 세정 액체 밸브(53Lq)와 세정 에어 밸브(53Ar)에 의해 구성되며, 세정 유체 공급 밸브(44)에 대하여 세정 액체와 세정 에어를 선택적으로 유통시키는 것이다.
다음에, 카트리지용 도료 충전 장치(31)를 구성하는 압출 액체 공급 수단으 로서의 압출 액체 공급 기구(54)에 대하여 설명한다.
즉, (54)는 도료 공급 기구(32)의 충전대 측 압출 액체 통로(47)와 접속되어 설치된 압출 액체 공급 기구를 나타내고 있다. 이 압출 액체 공급 기구(54)는, 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)을 향해 압출 액체를 공급하고, 도료 수용실(19) 내에 잔류한 도료를 배출하는 것이다. 그리고, 압출 액체 공급 기구(54)는, 도 9 등에 나타낸 바와 같이, 후술하는 압출 액체 배관(55)과, 펌프(56)와, 압출 액체를 저장하는 압출 액체원(57)에 의해 대략 구성되어 있다.
(55)는 압출 액체 통로로서의 압출 액체 배관이다. 이 압출 액체 배관(55)은, 충전대(33)의 충전대 측 압출 액체 통로(47)와 압출 액체원(57) 사이에 설치되어 있다. 그리고, 압출 액체 배관(55)은, 후술하는 압출 액체 통로 전환 밸브(60)를 협지하여, 압출 액체원(57)과 접속된 공급 전용의 공급 배관(55A)과, 충전대 측 압출 액체 통로(47)와 접속된 공통 배관(55B)에 의해 구성되어 있다. 여기서, 공통 배관(55B)은, 압출 액체의 공급 측과 리턴 측의 양쪽에서 공통적으로 사용된다. 또한, 공급 배관(55A)의 도중에는, 후술하는 펌프(56)가 설치되어 있다.
(56)은 압출 액체 배관(55)의 공급 배관(55A)에 설치된 펌프이다. 이 펌프(56)는, 압출 액체원(57)의 압출 액체를 카트리지(16) 측에 공급하는 것이다.
또한, 카트리지용 도료 충전 장치(31)를 구성하는 정량 충전 설정 수단으로서의 정량 충전 설정 기구(58)에 대하여 설명한다.
(58)은 압출 액체 배관(55)과 접속되어 설치된 정량 충전 설정 기구를 나타내고 있다. 이 정량 충전 설정 기구(58)는, 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 충 전할 도료의 충전량을 다음 회의 도장 조건에 따라서, 미리 설정한다. 그리고, 이 정량 충전 설정 기구(58)는, 도료 수용실(19)에 충전되는 도료에 의해 압출 액체 수용실(20)로부터 배출되는 압출 액체의 배출량이 미리 설정한 값에 도달하였을 때, 충전 정지 신호를 도료 공급 밸브(43)에 출력하고, 도료 공급 기구(32)에 의한 도료의 충전을 정지시키는 것이다.
그리고, 정량 충전 설정 기구(58)는, 도 4, 도 9 등에 나타낸 바와 같이, 후술하는 리턴 배관(59), 압출 액체 통로 전환 밸브(60), 계측용 탱크(61), 피스톤(62), 계량실(63), 지지암(64), 설정부(65), 검지기(66), 유출 밸브(68) 등에 의해 구성되어 있다.
(59)는 압출 액체 배관(55)과 압출 액체원(57) 사이에 접속되어 설치된 리턴 배관이다. 이 리턴 배관(59)은, 후술하는 압출 액체 통로 전환 밸브(60)와 계측용 탱크(61)를 접속하는 유입 배관(59A)과, 계측용 탱크(61)와 압출 액체원(57)을 접속하는 유출 배관(59B)에 의해 구성되어 있다.
(60)은 압출 액체 배관(55)의 공급 배관(55A)과 공통 배관(55B) 사이에 설치된 압출 액체 통로 전환 밸브이다. 이 압출 액체 통로 전환 밸브(60)는, 공급 밸브(60A)와 리턴 밸브(60B)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 공급 밸브(60A)는, 압출 액체를 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)에 공급할 때 밸브를 개방하여 공급 배관(55A)을 공통 배관(55B)과 연통시킨다. 또한, 리턴 밸브(60B)는, 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)로부터 계측용 탱크(61)에 압출 액체를 되돌릴 때 밸브를 개방하고, 공통 배관(55B)을 리턴 배관(59)의 유입 배관(59A)과 연통시키는 것이다.
(61)은 리턴 배관(59)에 접속되어 설치된 계측용 탱크이다. 이 계측용 탱크(61)는, 통부(61A)와, 상기 통부(61A)의 앞쪽을 폐색하는 전방 커버부(61B)와, 상기 통부(61A)의 뒤쪽을 폐색하는 후방 커버부(61C)에 의해 구성되어 있다. 또한, 전방 커버부(61B)에는, 후술하는 계량실(63)과 연통되도록 리턴 배관(59)의 유입 배관(59A)과 유출 배관(59B)이 접속되어 있다. 한편, 후방 커버부(61C)에는, 후술하는 지지암(64)이 삽입통과하는 암 삽입통과구(61D)가 형성되어 있다.
(62)는 가동 격벽으로서의 피스톤이며, 상기 피스톤(62)은, 계측용 탱크(61) 내에 축방향(화살표 A, B 방향)으로 슬라이드 이동 가능하게 삽입되어 있다. 또한, 피스톤(62)은, 그 앞면(62A)과 계측용 탱크(61)의 전방 커버부(61B) 사이에 계량실(63)을 구획하고 있다. 또한, 피스톤(62)의 후면(62B)은, 검지기(66)에 의한 검출면으로 되는 것이며, 후술하는 동작 설명에서는 후면(62B)을 기준으로 하여 피스톤(62)의 변위량을 설명하고 있다. 그리고, 피스톤(62)은, 계량실(63)에 압출 액체가 유입되었을 때 화살표 B 방향으로 가압 이동되어 후술하는 지지암(64)으로 가압 이동되어 화살표 A 방향으로 이동한다.
여기서, 계량실(63)은, 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)로부터 배출되는 압출 액체가 유입되는 것이다. 이때 유입되는 압출 액체는, 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 충전된 도료에 의해, 피스톤(18)을 통하여 압출된 것이다. 따라서, 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)로부터 배출되는 압출 액체의 배출량은, 도료 수용실(19)에 충전되는 도료의 충전량과 동일하게 되기 때문에, 이 압출 액체 의 배출량을 계측함으로써 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 대한 도료의 충전량을 정확하게 계측하는 것이 가능하다.
그리고, 정량 충전 설정 기구(58)에 대신하여 예를 들면, 리턴 배관(59) 내를 유통하는 압출 액체의 유량을 유량계를 사용하여 계측하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 유량계는, 일반적으로 계측 정밀도가 낮고, 특히 적은 유량의 측정에는 적합하지 않으므로, 측정 오차가 크게 되어, 압출 액체 수용실(20)로부터 배출되는 압출 액체의 배출량을 정확하게 계측하는 것이 곤란하다.
(64)는 후술하는 설정부(65)의 일부를 구성하는 지지암이며, 상기 지지암(64)은, 그 선단측에 후술하는 검지기(66)가 설치되어 있다. 또한, 지지암(64)은, 후술하는 설정부(65)와 협동하여, 계량실(63)의 용적이 최소가 되는 위치까지 피스톤(62)을 화살표 A 방향으로 가압 이동시킬 수 있다. 그리고, 지지암(64)은, 기단측이 설정부(65)의 이동 부재(65C)에 장착되고, 선단측이 수평 방향으로 연장되어 후방 커버부(61C)로부터 계측용 탱크(61) 내에 진입하고 있다. 이로써, 지지암(64)은, 설정부(65)에 의해 화살표 A, B 방향으로 이동할 수 있다.
(65)는 계측용 탱크(61)의 뒤쪽에 설치된 설정부이다. 이 설정부(65)는, 지지암(64)을 피스톤(62)의 변위 방향으로 되는 화살표 A, B 방향으로 이동시키는 것이다. 또한, 설정부(65)는, 후술하는 검지기(66)를 정확한 위치에 배치할 수 있도록, 서보 모터(65A)와 볼나사(65B)를 회전 제어하고, 지지암(64)이 장착된 이동 부재(65C)를 볼나사(65B)를 따라 이동시키는 구성으로 하고 있다.
(66)은 지지암(64)의 선단부에 설치된 검지기이며, 상기 검지기(66)는, 피스 톤(62)의 후면(62B)의 위치를 검출하는 것이다. 또한, 검지기(66)로서는, 피스톤(62)의 후면(62B)에 접촉하여 위치를 검출하는 접촉식의 센서, 예를 들면, 리미트 스위치가 사용되고 있다. 그리고, 검지기(66)는, 비접촉식의 센서로서, 광학 센서, 자기 센서, 초음파 센서 등을 사용해도 된다.
또한, 검지기(66)는, 카트리지용 도료 충전 장치(31)의 제어를 행하는 컨트롤 유닛(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 그리고, 검지기(66)는, 피스톤(62)이 맞닿은 것을 검지하였을 때, 즉 계량실(63)에 미리 설정된 배출량의 압출 액체가 유입된 것을 검지하였을 때, 상기 컨트롤 유닛에 충전 정지 신호를 출력한다. 또한, 컨트롤 유닛은, 도료-세정 유체 전환 밸브(42)의 도료 공급 밸브(43)에 폐쇄밸브 신호를 출력하고, 도료 공급 기구(32)에 의한 도료의 충전을 정지시키는 것이다.
그리고, 검지기(66)로부터 출력된 충전 정지 신호에 의해 색교체 밸브 장치(49)의 A색 도료 밸브(49A) 내지 N색 도료 밸브(49N)를 폐쇄한 경우라도, 도료 공급 기구(32)에 의한 도료의 충전을 정지시켜, 정량 충전할 수 있다. 또한, 충전 정지 신호에 의해, 도료 공급 밸브(43)와 A색 도료 밸브(49A) 내지 N색 도료 밸브(49N)의 양쪽을 폐쇄한 경우라도 충전을 정지시켜, 정량 충전할 수 있다.
(67)은 계측용 탱크(61)의 전방 커버부(61B)에 설치된 초기 위치 검지기이며, 상기 초기 위치 검지기(67)는, 피스톤(62)의 앞면(62A)의 위치를 검출하는 것이다. 또한, 초기 위치 검지기(67)로서는, 전술한 검지기(66)와 마찬가지로, 예를 들면, 리미트 스위치, 광학 센서, 자기 센서, 초음파 센서 등을 사용할 수 있다.
또한, 초기 위치 검지기(67)는, 카트리지용 도료 충전 장치(31)용의 컨트롤 유닛에 접속되어 있다. 그리고, 초기 위치 검지기(67)는, 피스톤(62)을 검지하였을 때, 즉 계량실(63)의 용적이 최소가 되는 초기 위치에 피스톤(62)이 배치된 것을 검지하였을 때, 상기 컨트롤 유닛에 초기 위치 검지 신호를 출력한다. 그리고, 이 초기 위치 검지 신호에 의해, 도료 공급 기구(32)에 의한 다음 회의 도료의 충전 작업을 가능하게 하는 동시에, 세정 공정의 종료 후에는 정량 충전 설정 기구(58)를 구성하는 설정부(65)의 서보 모터(65A)를 구동하고, 지지암(64)을 소정의 정량 설정 위치까지 이동시키는 것이다.
(68)은 리턴 배관(59)의 유출 배관(59B)에 설치된 유출 밸브이며, 상기 유출 밸브(68)는, 계량실(63)에 압출 액체를 유입시킬 때 밸브를 폐쇄한다. 한편, 유출 밸브(68)는, 계량실(63)로부터 압출 액체를 유출시킬 때 밸브가 개방되는 것에 의해, 상기 계량실(63)의 압출 액체를 압출 액체원(57)으로 되돌리는 것이다.
본 실시예에 의한 카트리지용 도료 충전 장치(31)는, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 것이며, 다음에, 카트리지용 도료 충전 장치(31)에 의해 카트리지(16)에 도료를 충전하는 행정에 대하여, 도 13, 도 14에 나타낸 타임 차트를 참조하면서, 상세하게 설명한다.
먼저, 도 13은 상이한 도색의 도료를 색교체하여 카트리지(16)에 충전하는 경우의 타임 차트를 나타내고 있다.
초기 상태로서, 카트리지(16)는 전색의 도장이 종료되어, 도료 수용실(19) 내에 전색 도료가 잔류하고 있는 것으로 한다. 한편, 정량 충전 설정 기구(58)의 계측용 탱크(61) 내에서는, 피스톤(62)은 초기 위치 검지기(67)에 근접한 위치(계량실(63)이 최소로 된 위치)에 있는 것으로 한다.
그런데, 최초에 전색 도료가 남아 있는 카트리지(16)를 충전대(33)에 장착하는 카트리지 장착 공정을 행한다. 그리고, 카트리지용 도료 충전 장치(31)를 사용하여 카트리지(16)에 상이한 도색의 도료를 충전하는 경우에는, 이 카트리지(16)를 도료 공급 기구(32)의 충전대(33)에 장착한다. 이때는, 카트리지(16) 측의 급속 조인트(25)와 충전대(33) 측의 급속 조인트(48)가 맞대어져, 양쪽의 급속 조인트(25, 48)가 밸브가 개방된다.
다음에, 충전대(33)에 카트리지(16)를 장착했으면, 상기 카트리지(16)의 세정 공정으로 이행한다.
세정 공정에서는, 최초에 전회의 도장 작업에 사용하여 카트리지(16)의 도료 수용실(19) 내 등에 잔류하고 있는 도료를, 압출 액체 공급 기구(54)에 의해 배출한다. 이 잔류 도료 배출 작업에서는, 압출 액체 통로 전환 밸브(60)의 공급 밸브(60A)를 밸브 개방 위치로 전환하고, 펌프(56)를 구동시킨다. 이로써, 압출 액체원(57)으로부터의 압출 액체는, 압출 액체 배관(55), 충전대 측 압출 액체 통로(47), 카트리지 측 압출 액체 통로(24)를 통해 압출 액체 수용실(20)에 공급된다.
이로써, 도 10에 나타낸 바와 같이, 압출 액체 수용실(20)에 공급한 압출 액체에 의해, 피스톤(18)을 피드 튜브(21) 측으로 가압 이동시켜, 도료 수용실(19)에 잔류되는 도료를, 피드 튜브(21)의 도료 공급로(21A)로부터 폐액 탱크(38)에 배출 하는 동시에, 상기 도료 수용실(19)의 용적을 최소로 한다.
이와 같이, 카트리지(16)의 도료 수용실(19)로부터 전색의 도료를 배출하고, 상기 도료 수용실(19)의 용적을 최소로 했으면, 카트리지(16)의 도료 수용실(19), 피드 튜브(21)의 도료 공급로(21A) 등에 잔류, 부착된 전색 도료를, 도료 공급 기구(32)에 의해 세정하는 카트리지 세정 작업으로 이행한다.
이 카트리지 세정 작업에서는, 도료 통로 전환 밸브(39)의 밸브체(39B)를 밸브 스프링(39D)에 저항하여 변위시켜, 급속 조인트(23)의 밸브체(23B)를 가압 이동시켜 밸브를 개방하고, 유출 통로(40)와 카트리지 측 도료 통로(22)를 연통시킨다. 또한, 도료-세정 유체 전환 밸브(42)의 세정 유체 공급 밸브(44)를 개방한다. 이 상태에서, 세정 유체 선택 밸브(53)의 세정 에어 밸브(53Ar)와 세정 액체 밸브(53Lq)를 교대로 개방하고, 세정 유체원 장치(51)의 세정 에어원(51Ar), 세정 액체원(51Lq)으로부터 공급되는 세정 에어, 세정 액체를, 도료 수용실(19)에 공급한다. 그리고, 이 상태에서는 카트리지(16)의 트리거 밸브(26)가 개방되어 있으므로, 세정 유체를 도료 수용실(19)로부터 피드 튜브(21)의 도료 공급로(21A) 등에서 유통시켜, 도료 수용실(19), 피드 튜브(21)에 잔류되는 전색 도료를 폐액 탱크(38)에 배출하여, 세정한다.
이같이 하여, 카트리지(16)의 세정 작업이 종료되었으면, 도료 수용실(19)에의 도료의 충전 공정으로 이행한다.
이 충전 공정은, 도료 수용실(19)에 충전할 도료의 충전량을 미리 설정하는 충전량 설정 작업과 도료 수용실(19)에 도료를 충전하는 충전 작업으로 이루어진 다.
먼저, 정량 충전 설정 기구(58)에 의한 충전량 설정 작업에 대하여 설명한다. 이 작업에서는, 정량 충전 설정 기구(58)가 초기 위치 검지기(67)로부터 출력되는 초기 위치 검지 신호에 의해, 피스톤(62)의 앞면(62A)을 검출하고 있는 준비 완료 상태에 있는 것을 확인한다. 다음에, 설정부(65)의 서보 모터(65A)를 회전 제어하여 지지암(64)과 함께 검지기(66)를 화살표 A 또는 B 방향으로 이동시킨다.
여기서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 계측용 탱크(61)의 전방 커버부(61B)에 피스톤(62)의 앞면(62A)이 맞닿았을 때(초기 위치 검지기(67)가 피스톤(62)의 앞면(62A)을 검출했을 때)의 후면(62B)의 위치를 초기 위치 a로 하고, 화살표 B 방향으로 임의의 치수 이동한 설정 위치를 예를 들면, b, c로 한다.
이 경우, 충전량의 설정 작업의 설명이 명확하게 되도록, 피스톤(62)의 후면(62B)이 초기 위치 a에 있을 때는 계량실(63)에 유입된 압출 액체의 충전량이 0cc이다. 또한, 설정 위치 b에서는 250cc, 다른 설정 위치 c에서는 500cc로 하여 설명한다. 그리고, 이들의 충전량은, 카트리지(16)에 대한 필요한 충전량에 의해 정해지는 것이며, 예시한 250cc, 500cc에 한정되는 것은 아니다.
즉, 250cc의 도료를 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 충전하는 경우에는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 설정부(65)에 의해 지지암(64)을 화살표 B 방향으로 이동시키고, 지지암(64)의 선단부에 설치한 검지기(66)를 설정 위치 b에 배치한다.
그리고, 도료 수용실(19)에 충전할 도료의 충전량을 설정하면, 도료 충전 작업으로 이행한다. 이 도료 충전 작업에서는, 컨트롤 유닛은, 압출 액체 통로 전환 밸브(60)의 리턴 밸브(60B)를 개방하고, 유출 밸브(68)를 폐쇄한다. 또한, 도료 통로 전환 밸브(39)를 전환하여 급속 조인트(23)를 밸브 개방하는 동시에, 도료-세정 유체 전환 밸브(42)의 도료 공급 밸브(43)를 개방한다. 이 상태에서, 예를 들면, 색교체 밸브 장치(49)의 A색 도료 밸브(49A)를 개방한다. 이로써, 도료원 장치(50)의 A색 도료원(50A)으로부터 공급되는 A색 도료를, 도료 관로(46), 도료 공급 밸브(43), 유출 통로(40), 카트리지 측 도료 통로(22) 등을 통하여, 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 충전한다.
이때는, 도료 수용실(19)에 충전되는 도료와 같은 양의 압출 액체가 압출 액체 수용실(20)로부터 배출되고, 카트리지 측 압출 액체 통로(24), 충전대 측 압출 액체 통로(47), 압출 액체 배관(55), 압출 액체 통로 전환 밸브(60)의 리턴 밸브(60B), 리턴 배관(59)의 유입 배관(59A)을 통해 계측용 탱크(61) 내의 계량실(63)에 유입된다. 이로써, 계측용 탱크(61) 내의 피스톤(62)이 초기 위치 a로부터 화살표 B 방향으로 변위한다.
그리고, 도 11에 나타낸 바와 같이, 피스톤(62)의 후면(62B)가 어떤 설정 위치 b에 달하면, 정량 충전 설정 기구(58)의 검지기(66)가 피스톤(62)을 검출하고, 카트리지용 도료 충전 장치(31)의 컨트롤 유닛에 충전 정지 신호를 출력한다. 이로써, 컨트롤 유닛은, 검지기(66)로부터 출력된 충전 정지 신호에 의해, 도료-세정 유체 전환 밸브(42)의 도료 공급 밸브(43)를 폐쇄하고, 카트리지(16)에의 도료의 충전을 정지한다. 또한, 도료 통로 전환 밸브(39)의 전환 조작을 해제하여 급속 조인트(23)를 밸브를 폐쇄한다. 또한, 색교체 밸브 장치(49)의 A색 도료 밸 브(49A)를 폐쇄하여, 도료의 충전을 정지한다.
이와 같이, 압출 액체 수용실(20)로부터 배출된 압출 액체의 배출량을, 도료 수용실(19)에 충전되는 도료의 충전량으로서 계측함으로써, 도료 수용실(19)에 250cc의 도료를 정확하게 정량 충전할 수 있다.
다음에, 충전 공정이 종료되면, 각 부에 잔류한 도료를 배출하고, 세정하는 충전 후속 공정으로 이행한다.
이 충전 후속 공정에서는, 먼저, 도료 공급 기구(32) 측의 도료 관로(46), 도료 공급 밸브(43), 유출 통로(40), 도료 통로 전환 밸브(39)에 잔류되는 도료를 세정한다. 이때는, 도료-세정 유체 전환 밸브(42)의 세정 유체 공급 밸브(44)를 밸브를 개방하고, 세정 유체 선택 밸브(53)의 세정 에어 밸브(53Ar)와 세정 액체 밸브(53Lq)를 교대로 개방한다. 이로써, 세정 에어, 세정 액체는, 세정 유체 선택 밸브(53), 세정 유체 공급 밸브(44), 유출 통로(40), 도료 통로 전환 밸브(39), 폐액 통로(41), 접속 부재(36)에서 유통시켜, 그 세정 폐액을 폐액 배관(37)을 통하여 폐액 탱크(38)에 배출한다.
또한, 도료 관로(46) 내에 잔류되는 A색 도료를 세정한다. 그러므로, 폐액 밸브(45)를 개방하는 동시에, 색교체 밸브 장치(49)의 세정 액체 밸브(49Lq), 세정 에어 밸브(49Ar)를 교대로 개방한다. 이로써, 색교체 밸브 장치(49)로부터 직접 공급된 세정 유체에 의해, 도료 관로(46) 내에 잔류되는 A색 도료를 세정하고, 폐액 탱크(38)에 배출한다.
여기서, 전술한 바와 같이 폐액 통로(41)를 흐르는 세정 유체는, 접속 부 재(36)의 가로 방향 개구(36A)에 의해 피드 튜브(21)의 선단부를 향해 분사할 수 있어, 비산(飛散)되어 피드 튜브(21)의 선단에 부착된 도료를 효과적으로 세정할 수 있다.
한편, 충전 후속 공정에서는, 정량 충전 설정 기구(58)의 압출 액체 통로 전환 밸브(60)의 리턴 밸브(60B)를 폐쇄하고, 유출 밸브(68)를 개방한다. 이 상태에서, 설정부(65)는, 서보 모터(65A)를 회전 구동하여 지지암(64)을 화살표 A 방향으로 이동시키고, 상기 지지암(64)과 피스톤(62)을 화살표 A 방향으로 가압 이동시킨다. 이로써, 도 12에 나타낸 바와 같이, 계량실(63) 내의 압출 액체를, 유출 배관(59B)을 통하여 압출 액체원(57)으로 되돌릴 수 있다.
또한, 피스톤(62)을 화살표 A 방향으로 가압 이동시켜, 계측용 탱크(61)의 전방 커버부(61B)에 접근 또는 맞닿은 초기 위치 a에 배치되면 초기 위치 검지기(67)가 피스톤(62)의 앞면(62A)을 검출하고, 카트리지용 도료 충전 장치(31)의 컨트롤 유닛에 초기 위치 검지 신호를 출력하고, 다음 회의 도료의 충전 작업을 가능하게 한다.
이상의 설명은, 카트리지(16)에 상이한 도색의 도료를 충전하는 경우이지만, 다음에, 같은 도색의 도료를 연속하여 카트리지(16)에 충전하는 경우에 대하여 도 14를 참조하여 설명한다.
이 경우에는, 카트리지(16) 내에 전색이 남아 있어도, 카트리지(16)의 세정 공정은 행할 필요는 없다. 그래서, 도 14에 나타낸 바와 같이 도료 충전을 위해, 카트리지(16)를 충전대(33)에 장착했으면, 즉시 도료의 충전 공정으로 이행하여, 같은 색의 도료를 카트리지(16)에 대하여 소정량 충전할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 의하면, 정량 충전 설정 기구(58)는, 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 충전할 도료의 충전량을 미리 설정하여 둔다. 그리고, 정량 충전 설정 기구(58)는, 도료 수용실(19)에 충전하는 도료에 의해 압출 액체 수용실(20)로부터 배출되는 압출 액체의 배출량이, 미리 설정한 값에 달했는지 여부를 계측하고, 설정값에 달한 것을 검지하였을 때는 도료 공급 기구(32)에 의한 도료의 충전을 정지시키는 구성으로 하고 있다.
그리고, 카트리지(16)에 도료를 충전하는 경우에는, 도료 공급 기구(32)의 충전대(33)에 카트리지(16)를 장착하고, 그 도료 수용실(19)을 도료원 장치(50)의 각 도료원(50A~50N)에 접속하고, 압출 액체 수용실(20)을 정량 충전 설정 기구(58)와 접속한다. 이로써, 도료 공급 기구(32)는, 각 도료원(50A~50N)으로부터의 도료를 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 충전할 수 있다. 이때, 카트리지(16)에서는, 도료 수용실(19)에 충전되는 도료와 같은 양의 압출 액체가 압출 액체 수용실(20)로부터 배출되게 된다.
따라서, 정량 충전 설정 기구(58)는, 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)부터 배출되는 압출 액체의 배출량을 계측함으로써, 도료의 종류(점도, 비중, 메탈릭 등의 유무 등)에 관계없이, 카트리지(16)에 충전되는 도료의 충전량을 정확하게 측정할 수 있다. 그리고, 정량 충전 설정 기구(58)는, 유출된 압출 액체의 배출 퍼센트량이 설정값에 달하면, 도료 공급 기구(32)에 의한 도료의 충전을 정지시킴으로써, 카트리지(16)에 도료를 정확하게 충전할 수 있다.
이 결과, 도장에 사용하는 모든 도료를, 그 종류에 관계없이 카트리지(16)에 정확하게 충전할 수 있으므로, 폐기되는 도료를 적게 하여 도료의 사용량, 폐기 처리 비용 등을 삭감할 수 있다. 또한, 카트리지(16)에 전용색의 도료를 반복하여 충전한 경우라도, 오래된 도료가 잔류하는 것을 방지할 수 있으므로, 도장 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 정량 충전 설정 기구(58)는, 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)에 접속되는 계측용 탱크(61)와, 상기 계측용 탱크(61) 사이에 계량실(63)을 구획하여 상기 계량실(63)에 유입되는 압출 액체의 유입량에 따라 변위하는 피스톤(62)과, 카트리지(16)에 충전해야 할 충전량을 미리 설정하는 설정부(65)와, 상기 피스톤(62)이 설정부(65)에 의해 미리 설정된 변위량이 된 것을 검지하였을 때 충전 정지 신호를 출력하는 검지기(66)에 의해 구성되어 있다.
이로써, 정량 충전 설정기구(58)는, 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)로부터 배출된 압출 액체를 계량실(63)에 유입시킨다. 이때는, 계량실(63)에 유입되는 압출 액체의 충전량에 따라 피스톤(62)이 정확하게 변위하기 때문에, 이 피스톤(62)의 변위량을 검지기(66)에 의해 검지함으로써, 도료 수용실(19)에 충전된 도료의 충전량을 정확하게 계측하는 것이 가능하다.
그리고, 정량 충전 설정 기구(58)는, 피스톤(62)의 변위가 설정한 변위량, 즉 화살표 B 방향으로 소정 치수만큼 이동한 것을 검지하면, 카트리지용 도료 충전 장치(31)의 컨트롤 유닛에 충전 정지 신호를 출력함으로써 도료 공급 기구(32)에 의한 도료의 충전을 정지시킬 수 있다. 이 결과, 다음 회의 도장에 사용하는 사용 량과 같은 양의 도료를 계량실(63)에 의해 정확하게 측정할 수 있어, 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 정확한 양의 도료를 충전할 수 있다.
또한, 설정부(65)는, 서보 모터(65A)에 의해 검지기(66)를 이동시키는 구성으로 하고 있으므로, 피스톤(62)을 검출하는 위치를 정확하게, 또한 무단계로 조정할 수 있다. 따라서, 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 충전되는 도료의 충전량을 적당히, 또한 정확하게 설정할 수 있다.
한편, 설정부(65)는, 계량실(63)의 용적이 최소가 되는 초기 위치 a(도 10참조)까지 피스톤(62)을 화살표 A 방향으로 가압 이동시킬 수 있는 구성으로 하고 있다. 이로써, 충전 후속 공정에서는, 지지암(64)에 의해 피스톤(62)을 가압 이동시킴으로써, 계량실(63) 내의 압출 액체를 압출 액체원(57)으로 되돌릴 수가 있다. 또한, 별도 피스톤(62)을 이동시키기 위한 기구를 설치하지 않고, 검지기(66)를 이동시키기 위한 설정부(65)를 이용하여 피스톤(62)을 이동시킬 수 있어 구성을 간략화할 수 있다.
또한, 계측용 탱크(61)의 전방 커버부(61B)에는, 계량실(63)의 용적이 최소가 되는 초기 위치 a에 피스톤(62)이 배치되었는지 여부를 검출하는 초기 위치 검지기(67)를 설치하고 있다. 이로써, 카트리지(16)에 대하여 잘못된 양의 도료가 충전되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 정량 충전 설정 기구(58)는, 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)로부터 배출되는 압출 액체에 의해 도료 수용실(19)에의 도료의 충전량을 계측하고 있기 때문에, 도료의 공급 라인을 변경한 경우라도, 어떠한 조정도 행할 필요가 없 어, 정확하게 도료의 충전량을 계측하는 것이 가능하다.
다음에, 도 15 및 도 16은 본 발명의 제2 실시예를 나타내고 있다. 본 실시예의 특징은, 정량 충전 설정 기구의 피스톤을 가압 에어에 의해 초기 위치로 이동시키는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 제2 실시예에서는, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.
도 15에 있어서, (71)은 제2 실시예에 의한 정량 충전 설정 수단으로서의 정량 충전 설정 기구, (72)는 상기 정량 충전 설정 기구(71)를 구성하는 계측용 탱크를 나타내고 있다. 이 계측용 탱크(72)는, 제1 실시예에 의한 계측용 탱크(61)와 대략 마찬가지로, 통부(72A), 전방 커버부(72B), 후방 커버부(72C)로 이루어지고, 후방 커버부(72C)에는 지지암(64)이 삽입통과하는 암 삽입통과구(72D)가 형성되어 있다. 그리고, 계측용 탱크(72) 내에는, 제1 실시예와 마찬가지로, 피스톤(62)이 삽입되어, 전방 커버부(72B) 사이에 계량실(63)을 구획하고 있다.
그러나, 제2 실시예에 의한 계측용 탱크(72)는, 암 삽입통과구(72D)가 지지암(64)의 외주에 기밀하게 끼워맞추어져 있는 점과 후술하는 에어 공급 밸브(74)가 접속되어 있는 점에서, 제1 실시예에 의한 계측용 탱크(61)와 상위하다. 또한, 계측용 탱크(72) 내에는, 피스톤(62)의 후면(62B) 측에 에어실(73)이 구획되어 있다.
(74)는 계측용 탱크(72)의 에어실(73)에 에어 배관(75)을 통하여 접속된 에어 공급 밸브를 나타내고 있다. 이 에어 공급 밸브(74)는, 에어실(73)을 대기 또는 에어원(76)으로 선택적으로 전환하는 것이다. 즉, 에어 공급 밸브(74)는, 상시는 에어실(73)을 대기에 개방하여 가압 에어를 배출하고, 피스톤(62)이 화살표 B 방향으로 이동할 수 있도록 하고 있다. 한편, 에어 공급 밸브(74)는, 에어 배관(75)을 에어원(76)에 접속함으로써 가압 에어를 공급하고, 도 16에 나타낸 타임 차트와 같이, 검지기(66), 지지암(64)의 동작과는 관계없이, 피스톤(62)을 초기 위치를 향해 화살표 A 방향으로 가압 이동시킬 수 있다.
따라서, 이와 같이 구성된 제2 실시예에 있어서도, 전술한 제1 실시예와 대략 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제2 실시예에서는, 도 16에 나타낸 바와 같이 에어 공급 밸브(74)에 의해 피스톤(62)을 이동시키는 것이다. 그러므로, 지지암(64)이 어떤 위치에 배치되어 있는 경우라도, 에어 공급 밸브(74)를 전환하여 에어실(73)에 가압 에어를 유입시키는 것만으로 용이하게 피스톤(62)을 초기 위치 a를 향해 화살표 A 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 피스톤(62)을 초기 위치 a로 이동시킬 때 지지암(64)을 움직일 필요가 없어, 작업성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 각 실시예에서는, 도료 공급 기구(32)의 충전대(33)에 도료-세정 유체 전환 밸브(42)를 설치하고, 유출 통로(40), 카트리지(16)의 도료 수용실(19) 등을 세정하는 계통과 색교체 밸브 장치(49)로부터 도료 배관(46)을 세정하는 계통의 2계통으로 이루어지는 세정 라인을 형성함으로써, 세정 시간의 단축을 도모하도록 구성한 경우를 예로 들어 설명하였다.
그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 17에 나타낸 변형예와 같이, 충전대(33)에 도료 공급 밸브(81)를 설치하고, 이 도료 공급 밸브(81)에 색교체 밸브 장치(82)를 직접적으로 접속하고, 상기 색교체 밸브 장치(82)로부터 공급되는 세정 액체, 세정 에어를 사용하여, 유출 통로(40), 카트리지(16)의 도료 수용실(19) 등을 세정하는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 의해, 하이패스 배관(52Lq, 52Ar), 세정 유체 선택 밸브(53), 도료-세정 유체 전환 밸브(42)의 세정 유체 공급 밸브(44), 폐액 밸브(45) 등을 생략할 수 있다.
또한, 실시예에서는, 정량 충전 설정 기구(58)의 검지기(66)로부터 컨트롤 유닛(도시하지 않음)에 출력되는 충전 정지 신호에 따라 도료-세정 유체 전환 밸브(42)의 도료 공급 밸브(43)를 밸브를 폐쇄하는 것으로 하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 컨트롤 유닛으로부터 색교체 밸브 장치(49)의 각 색의 도료 밸브(49A~49N)에 충전 정지 신호를 출력하고, 도료의 공급을 종료하는 구성으로 해도 된다. 또한, 충전 정지 신호에 의해 도료 공급 밸브(43)과 A색 도료 밸브(49A)의 양쪽을 동시에 폐쇄하고, 도료의 공급을 종료하는 구성으로 해도 된다.
또한, 실시예에서는, 카트리지(16)의 탱크(17) 내에 가동 격벽을 이루는 피스톤(18)을 설치하고, 상기 피스톤(18)을 탱크(17) 내에서 슬라이드 이동 변위시키는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 카트리지(16)의 탱크(17) 내에 가동 격벽으로서 주름상자형의 벨로즈, 가요성을 가지는 백(bag)부재를 설치하고, 이들의 내부를 피드 튜브 측과 연통시키는 구성으로 해도 된다.
한편, 실시예에서는, 계측용 탱크(61)와 별개로 지지암(64), 설정부(65), 검지기(66) 등을 설치하는 구성으로 하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 지지암(64)을 설정부(65)의 이동 부재(65C)와 일체로 형성해도 된다. 또한, 계측용 탱크에 대하여, 지지암, 검지기, 설정부 등을 1개의 조립체로서 일체적으로 조립하는 구성으로 해도 된다. 또한, 피스톤(62)에 대신하여, 주름 상자, 다이어프램 등의 다른 가동 격벽을 사용하는 구성으로 해도 된다.
또한, 실시예에서는, 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 대하여, 급속 조인트(23), 도료 통로(22)를 통해 도료를 충전하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 2000-176328호 공보에 기재된 구성과 마찬가지로, 충전대(33)에 접속된 폐액 배관(37)의 위치에 색교체 밸브 장치와 충전 밸브를 설치하고, 예를 들면, 피드 튜브(21)의 도료 공급로(21A), 탱크(17)의 도료 통로(17B)를 사용하여 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 도료를 충전하는 구성으로 해도 된다. 이와 같이 구성함으로써, 카트리지 측 도료 통로(22), 급속 조인트(23), 도료 통로 전환 밸브(39) 등을 생략할 수 있다.
또한, 실시예에서는, 압출 액체원(57)으로부터 펌프(56)를 사용하여 카트리지(16) 측에 압출 액체를 공급하는 경우를 예시하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 공장의 순환 라인을 사용하는 경우와 같이, 압출 액체원(57)의 공급압이 높은 경우에는, 펌프(56)를 생략하는 구성으로 해도 된다.

Claims (10)

  1. 도료 수용실(19)과 압출 액체 수용실(20)이 격벽(18)에 의해 구획된 카트리지(16)에 대하여, 상기 도료 수용실(19)에 도료를 공급하는 도료 공급 수단(32)과,
    상기 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)에 압출 액체를 공급함으로써 상기 도료 수용실(19) 내에 잔류하는 도료를 배출하는 압출 액체 공급 수단(54)을 포함하여 이루어지는 카트리지용 도료 충전 장치에 있어서,
    상기 카트리지(16)의 도료 수용실(19)에 충전할 도료의 충전량을 미리 설정하고, 상기 도료 공급 수단(32)에 의해 상기 도료 수용실(19)에 도료를 충전할 때, 상기 충전된 도료에 의해 상기 압출 액체 수용실(20)로부터 배출된 압출 액체의 배출량이 상기 미리 설정된 값에 도달하였을 때, 상기 도료 공급 수단(32)에 의한 도료의 충전을 정지시키는 정량 충전 설정 수단(58, 71)을 설치하고,
    상기 정량 충전 설정 수단(58, 71)은, 계측용 탱크(61, 72)와, 상기 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)을 상기 압출 액체 공급 수단(54)과 상기 계측용 탱크(61, 72)에 선택적으로 전환하여 접속하는 압출 액체 통로 전환 밸브(60)와, 상기 계측용 탱크(61, 72) 내에 계량실(63)을 구획하여 상기 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)로부터 상기 계량실(63)에 유입되는 압출 액체의 유입량에 따라 변위하는 가동 격벽(可動 隔璧)(62)과, 상기 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)에 충전할 도료의 충전량을 미리 설정하는 설정부(65)와, 상기 가동 격벽(62)이 상기 설정부(65)에 의해 미리 설정된 변위량이 된 것을 검지하였을 때 신호를 출력하는 검지기(66)에 의해 구성되어 이루어지는, 카트리지용 도료 충전 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도료 공급 수단(32)은, 상기 검지기(66)로부터 출력되는 충전 정지 신호에 의해 도료의 공급을 정지하고, 정량 충전하는 구성으로 이루어지는, 카트리지용 도료 충전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 설정부(65)는, 상기 계량실(63) 내에 잔존하는 압출 액체를 배출하기 위해 상기 가동 격벽(62)을 상기 계량실(63)의 용적이 최소가 되는 초기 위치까지 가압 이동시킬 수 있는 구성으로 이루어지는, 카트리지용 도료 충전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 계측용 탱크(72)는, 상기 가동 격벽(62)에 의해 상기 계량실(63)과 에어실(73)로 구획되고, 상기 계측용 탱크(72)의 에어실(73)에는 상기 가동 격벽(62)을 상기 계량실(63)의 용적이 최소가 되는 초기 위치까지 가압 이동시킬 수 있는 에어 공급 밸브(74)를 접속하는 구성으로 이루어지는, 카트리지용 도료 충전 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 계측용 탱크(61, 72)에는, 상기 가동 격벽(62)이 상기 계량실(63)의 용적이 최소가 되는 초기 위치까지 가압 이동된 것을 검지하는 초기 위치 검지기(67)를 설치하여 이루어지는, 카트리지용 도료 충전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도료 공급 수단(32)은, 상기 카트리지(16)를 탑재하는 충전대(33)와, 상기 충전대(33)에 접속되어 설치되고, 상기 카트리지(16)에 도료, 세정 유체를 공급하는 색교체 밸브 장치(49, 82)와, 상기 충전대(33)와 상기 색교체 밸브 장치(49, 82) 사이에 설치되고, 상기 색교체 밸브 장치(49, 82)로부터 공급되는 도료의 공급, 정지를 행하는 도료 공급 밸브(43, 81)에 의해 구성되고,
    상기 정량 충전 설정 수단(58, 71)은, 상기 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)로부터 배출된 압출 액체의 배출량이 미리 설정된 값에 도달하였을 때 충전 정지 신호를 출력하는 구성으로 하고,
    상기 도료 공급 수단(32)은, 상기 정량 충전 설정 수단(58, 71)으로부터 출력된 충전 정지 신호에 의해 상기 도료 공급 밸브(43, 81) 및 상기 색교체 밸브 장치(49, 82) 중 하나 이상에 의한 도료의 공급을 정지하고, 정량 충전하는 구성으로 이루어지는, 카트리지용 도료 충전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 도료 공급 수단(32)은, 상기 카트리지(16)를 탑재하는 충전대(33)와, 상기 충전대(33)와 접속되어 설치되고 상기 카트리지(16)에 도료, 세정 유체를 공급하는 색교체 밸브 장치(49, 82)와, 상기 충전대(33)와 상기 색교체 밸브 장치(49, 82) 사이에 설치되고 상기 색교체 밸브 장치(49, 82)로부터 공급되는 도료의 공급, 정지를 행하는 도료 공급 밸브(43, 81)에 의해 구성되고,
    상기 압출 액체 공급 수단(54)은, 압출 액체를 저장하는 압출 액체원(57)과, 상기 압출 액체원(57)과 상기 충전대(33) 사이를 접속하는 압출 액체 통로(55)와, 상기 압출 액체 통로(55)에 설치된 펌프(56)에 의해 구성되고,
    상기 정량 충전 설정 수단(58, 71)은, 상기 압출 액체 통로 전환 밸브(60)를 상기 충전대(33)와 펌프(56) 사이에 위치시켜 압출 액체 통로(55)에 설치하는 구성으로 하고,
    또한, 상기 압출 액체 통로 전환 밸브(60)는, 상기 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)과 상기 펌프(56) 사이를 연통, 차단하는 공급 밸브(60A)와, 상기 카트리지(16)의 압출 액체 수용실(20)과 상기 계측용 탱크(61, 72)의 계량실(63) 사이를 연통, 차단하는 반환 밸브(60B)에 의해 구성되어 이루어지는, 카트리지용 도료 충전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도료 공급 수단(32)은, 상기 정량 충전 설정 수단(58, 71)의 검지기(66)로부터 출력된 충전 정지 신호에 의해, 상기 도료 공급 밸브(43, 81) 및 상기 색교체 밸브 장치(49, 82) 중 하나 이상에 의한 도료의 공급을 정지하고, 정량 충전하는 구성으로 이루어지는, 카트리지용 도료 충전 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 정량 충전 설정 수단(58, 71)에는, 상기 계측용 탱크(61, 72)의 계량실(63)에 압출 액체를 유입할 때 밸브가 폐쇄되고, 상기 계량실(63)로부터 압출 액체를 유출시킬 때 밸브가 개방되는 유출 밸브(68)를 설치하여 이루어지는, 카트리지용 도료 충전 장치.
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