KR20060033792A - 회전 무화 헤드형 도장 장치 - Google Patents

Abstract

에어 모터(3)에는 진공 변환기(12)를 통해 에어원(源)(11)을 통해 접속하고, 전공(電空) 변환기(12)는 회전 컨트롤러(13)에 접속한다. 그리고, 회전 컨트롤러(13)는 목표 회전수(No), 도료의 토출량(Qo)이 변경되었을 때는, 변경 후의 조건으로 에어 모터(3)가 정상(定常) 상태에서 회전 구동할 수 있는 에어압(壓)을 공급하기 위해, 회전 데이터 선택 처리 테이블로부터 정상값(is) 을 선택한다. 그리고, 회전 컨트롤러(13)는 선택된 새로운 정상값(is)을 입력 전류값(i)으로서 전공 변환기(12)에 출력한다. 이에 따라, 에어 모터(3)의 회전수를 신속하게 변경 후의 목표 회전수(No)에 수속(收束)시킬 수 있다.

에어 모터, 전공 변환기, 에어원, 회전 컨트롤러, 목표 회전수.

Description

회전 무화 헤드형 도장 장치 {ROTARY ATOMIZATION HEAD PAINTING DEVICE}

본 발명은 예를 들면 자동차 차체 등의 피도장물을 도장(塗裝)하는 데 사용하기에 바람직한 회전 무화(霧化) 헤드형 도장 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 회전 무화 헤드형 도장 장치로서, 회전 무화 헤드에 접속된 에어 모터와, 상기 에어 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출기와, 상기 에어 모터에 구동용 에어를 공급하는 에어원(源)과, 상기 에어원으로부터 공급된 에어압(壓)을 전기량에 따라 조정하는 전공(電空) 변환기와, 검출 회전수와 목표 회전수에 따라 상기 전공 변환기에 출력하는 전기량을 제어하는 제어 장치를 구비한 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특개 2002-192022호 공보 참조).

이와 같은 종래 기술에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치에서는, 제어 장치를 사용하여 검출 회전수와 목표 회전수의 회전수 차이를 감소시키도록 전공 변환기에 출력하는 전기량을 조정하여, 에어 모터의 피드백 제어를 행하였다. 이에 따라, 종래 기술에서는, 예를 들면 3000∼100000rpm 정도의 목표 회전수에 대하여 ±5% 정도의 범위 내에서 에어 모터를 구동하여, 회전 무화 헤드를 고속 회전시키고, 이 상태에서 회전 무화 헤드에 도료(塗料)를 공급하였다. 그 결과, 회전 무화 헤드에 공급된 도료는 회전 무화(원심 무화)되어 도료 입자를 형성하고, 이 도료 입 자는 회전 무화 헤드나 외부 전극 등을 통해 대전(帶電)하고, 도장 장치로부터 피도장물을 향해 정전계(靜電界)에 따라 비행하여 피도장물에 도착(塗着)되는 구성으로 되어 있었다.

그런데, 전술한 종래 기술에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치에서는, 회전 무화 헤드의 구동원으로서 전동 모터가 아니고, 에어 모터를 사용하고 있다. 이 이유는, (1) 구동원이 절연성이 높은 압축 공기이기 때문에 고전압 인가부(印加部)가 되는 모터의 절연을 용이하게 확보할 수 있고, (2) 구조가 비교적 간단하기 때문에 소형화, 저비용화가 용이하고, 유지 수리비도 저가이며, (3) 휘발 인화성을 가지는 유기 용제, 도료가 모터 내에 침입해도 발화의 위험성이 없는 등의 이점에 의한 것이다.

그러나, 에어 모터는 비교적 토크가 작기 때문에, 예를 들면 도료의 공급, 정지를 전환했을 때는, 회전 무화 헤드(에어 모터)에 가해지는 부하(負荷)가 변화하여, 에어 모터의 회전수가 변동된다. 이때, 회전 무화 헤드의 회전수가 높으면 도료 입자의 입경(粒徑)이 작아지고, 회전수가 낮으면 도료 입자의 입경이 커진다. 여기에서, 도료 입자의 입경은 도장의 마무리성에 크게 영향을 미치기 때문에 입경을 일정하게 유지할 필요가 있다. 이에 대하여, 회전 무화 헤드의 회전수는 도료의 공급, 정지의 전환에 따라 변화하기 때문에, 이와 같은 전환 동작 시에 도료 입자의 입경을 원하는 값으로 설정할 수 없어, 도장 품질을 손상시킨다고 하는 문제가 있다.

특히, 최근의 자동차 차체의 외면 도장 등에서는, 도장 장치는 차체의 형상 에 맞추어 차체 1대당 수십 회 정도의 도료의 공급, 정지를 반복하고 있다. 또, 도장 산업계로부터의 요청에 따라, 고비중(高比重)이며 고점성(高粘性)의 불휘발성 분량이 많은 도료를 사용하고, 또한 고토출량(高吐出量)으로 도장을 행하는 경향이 있다. 이 결과, 도료의 공급, 정지 등에 따른 회전수의 변동폭이 커져, 목표 회전수로부터 일탈(逸脫)하고 있는 시간이 장시간(예를 들면, 7∼10초 정도)이 되고 있다. 이에 더하여, 차체 1대당 수십 회나 회전수 변동이 생기게 되기 때문에, 회전수 변동에 따른 도료 입자의 입경 불균일이 도장 품질에 대하여 매우 큰 영향을 주고 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은 도료의 공급, 정지 등의 각종 조건이 전환될 때라도 에어 모터의 회전수를 신속하게 목표 회전수에 설정할 수 있어, 도장 품질을 높일 수 있는 회전 무화 헤드형 도장 장치를 제공하는 것에 있다.

(1) 전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 공급된 도료(塗料)를 분무(噴霧)하는 회전 무화 헤드와, 상기 회전 무화 헤드에 접속되고 에어의 공급에 의해 회전하는 에어 모터와, 이 에어 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출기와, 이 에어 모터에 에어를 공급하는 에어원(源)과, 이 에어원으로부터 공급된 에어압(壓)을 전기량에 따라 조정하는 전공(電空) 변환기와, 상기 회전수 검출기에 의한 검출 회전수를 입력하여, 이 검출 회전수와 미리 설정된 목표 회전수의 회전수 차이를 감소시키도록 이 전공 변환기에 출력하는 전기량을 제어하여 상기 에어압을 피드백 제어하는 제어 장치로 이루어지는 회전 무화 헤드형 도장 장치에 적용된다.

그리고, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 상기 제어 장치는 임의의 목표 회전수와 도료의 토출량이 입력되었을 때, 상기 토출량의 도료가 공급된 상태에서 에어 모터가 상기 목표 회전수의 근방에서 안정적으로 회전 구동하는 데 필요한 전기량의 값을 정상값(定常値)으로서 연산하는 정상값 연산 수단을 구비하고, 상기 제어 장치는 목표 회전수와 도료의 토출량 중 적어도 어느 한쪽을 변경했을 때, 이 변경 후의 목표 회전수와 도료의 토출량에 따라 상기 정상값 연산 수단을 사용하여 새로운 정상값을 산출하고, 이 산출된 새로운 정상값에 따라 전기량을 상기 전공 변환기에 출력하는 구성으로 한 것에 있다.

이와 같이 구성함으로써, 목표 회전수나 도료의 토출량이 전환된 때라도 에어 모터를 목표 회전수의 근방에서 회전 구동시켜 신속하게 정상 상태로 수속(收束)시킬 수 있다. 이 결과, 도장 조건이 전환될 때라도 원하는 입경을 가진 도료 입자를 피도장물을 향해 분무할 수 있어, 도장 품질을 높일 수 있다.

(2) 본 발명에서는, 상기 정상값 연산 수단은 목표 회전수와 도료의 토출량에 더하여, 도료의 점성 계수와 도료의 비중에 따라, 상기 전기량의 정상값을 연산하는 구성으로 해도 된다.

이에 따라, 도료의 점성 계수나 비중에 따라 회전 무화 헤드에 가해지는 부하가 변화될 때라도 에어 모터를 신속하게 정상 상태에서 회전 구동시킬 수 있다.

(3) 본 발명에서는, 상기 제어 장치는 변경 전의 목표 회전수보다 변경 후의 목표 회전수가 높을 때는 상기 에어 모터의 회전수가 변경 후의 목표 회전수보다 높아지도록 상기 정상값보다 에어압이 높아지는 전기량을 상기 전공 변환기에 출력하고, 변경 전의 목표 회전수보다 변경 후의 목표 회전수가 낮을 때는 상기 에어 모터의 회전수가 변경 후의 목표 회전수보다 낮아지도록 상기 정상값보다 에어압이 낮아지는 전기량을 상기 전공 변환기에 출력하는 구성으로 해도 된다.

이와 같이 구성함으로써, 에어 모터의 회전수 승강(昇降)에 따라 에어 모터에 가하는 에어압을 정상 상태와 비교하여 증감시킬 수 있다. 이에 따라, 필요 이상으로 목표 회전수를 초과하여 회전수가 증감되는 오버슈트의 발생을 억제하면서, 에어 모터를 신속하게 목표 회전수에 도달시킬 수 있어, 도장 조건의 전환에 따른 타임 랙(time-lag)을 저감할 수 있다.

(4) 이 경우, 본 발명에서는, 상기 제어 장치는 상기 검출 회전수가 상기 목표 회전수에 달한 후에는, 상기 회전수 차이에 따른 피드백 제어를 행하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 목표 회전수가 변경된 직후에는, 전공 변환기에 정상값보다 증감된 전기량을 출력하여 에어 모터의 회전수를 신속하게 목표 회전수에 도달시킬 수 있고, 목표 회전수에 도달한 후에는, 회전수 차이에 따른 피드백 제어를 행하여 에어 모터의 회전수를 목표 회전수 부근에서 유지할 수 있다.

(5) 본 발명에서는, 상기 제어 장치는 상기 도료의 공급을 중단할 때는, 그 후에 도료의 공급을 재개할 때의 목표 회전수와 동일한 값의 목표 회전수를 설정하는 구성으로 해도 된다.

이에 따라, 도료의 공급을 중단하고 있는 동안에 다음 공정에서 도료의 공급을 재개할 때 필요한 회전수로 미리 에어 모터를 회전 구동시킬 수 있어, 도료의 공급을 재개했을 때의 회전수 변동을 적게 하여, 도료 조건의 전환에 따른 타임 랙을 저감할 수 있다.

(6) 본 발명에서는, 상기 제어 장치는 넓은 도장 영역을 도장할 때는, 상기 도료의 토출량을 증가시키는 동시에 상기 목표 회전수를 상승시키고, 좁은 도장 영역을 도장할 때는, 상기 도료의 토출량을 감소시키는 동시에 상기 목표 회전수를 저하시키는 구성으로 해도 된다.

이에 따라, 넓은 도장 영역에서는, 회전 무화 헤드의 회전수를 상승시킴으로써 도료의 분무 패턴을 크게 한 상태에서 도장할 수 있다. 한편, 좁은 도장 영역에서는, 회전 무화 헤드의 회전수를 저하시킴으로써 도료의 분무 패턴을 작게 한 상태에서 도장할 수 있다. 이때, 도장 영역의 광협(廣狹)에 따라 도료의 분무 패턴을 크고 작게 하는 데 대하여, 목표 회전수의 상승, 저하에 따라 도료의 토출량을 증가, 감소시키기 때문에, 도료의 분무 패턴의 대소에 관계없이 도료 입자의 입경을 거의 일정하게 유지할 수 있어, 도장의 마무리성을 일정하게 하여 도장 품질을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치의 전체 구성을 나타낸 구성도이다.

도 2는 도 1 중의 도장기를 나타낸 종단면도이다.

도 3은 제1 실시예에 의한 회전 데이터 선택 처리 테이블을 나타낸 설명도이 다.

도 4는 도 1 중의 회전 컨트롤러에 의한 에어 모터의 회전수 제어 처리를 나타낸 흐름도이다.

도 5는 목표 회전수, 도료 토출량의 시간 변화를 나타낸 타임 차트이다.

도 6은 목표 회전수, 검출 회전수 등의 시간 변화를 나타낸 특성 선도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치의 전체 구성을 나타낸 구성도이다.

도 8은 제2 실시예에 의한 제1 회전 데이터 선택 처리 테이블을 나타낸 설명도이다.

도 9는 제2 실시예에 의한 제2 회전 데이터 선택 처리 테이블을 나타낸 설명도이다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 나타낸 사시도이다.

도 11은 차체 상면부의 좌측 반을 도장할 때의 도장기의 이동 궤적을 나타낸 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치를 첨부 도면에 따라 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예를 나타내며, 도면에서, 1은 어스 전위에 있는 피도장물(도시하지 않음)을 향해 도료를 분무하는 도장기이며, 이 도장기(1)는 후술하는 커버(2), 에어 모터(3), 회전 무화 헤드(4) 등에 의해 구성되어 있다.

2는 에어 모터(3), 고전압 발생기(9) 등을 덮도록 설치된 원통형의 커버이며, 이 커버(2)는 그 내주 측에 에어 모터(3)를 수용하는 모터 수용 공간(2A)이 형성되어 있다.

3은 커버(2)의 모터 수용 공간(2A) 내에 수용된 에어 모터이며, 이 에어 모터(3)는 모터 하우징(3A)과, 이 모터 하우징(3A) 내에 정압(靜壓) 에어 베어링(3B)을 통해 회전 가능하게 지지된 중공(中空)의 회전축(3C)과, 이 회전축(3C)의 기단(基端) 측에 고정된 에어 터빈(3D)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 에어 모터(3)는 에어 공급 통로(3E)를 통해 에어 터빈(3D)에 에어를 공급함으로써, 회전축(3C)과 회전 무화 헤드(4)를, 예를 들면 3000∼100000rpm으로 고속 회전시키는 것이다.

4는 에어 모터(3)의 회전축(3C) 선단 측에 장착된 회전 무화 헤드이며, 상기 회전 무화 헤드(4)는, 예를 들면 금속 재료 또는 도전성의 수지 재료에 의해 형성되고, 에어 모터(3)에 의해 고속 회전된 상태에서 후술하는 피드 튜브(6)를 통해 도료를 공급함으로써, 그 도료를 원심력에 의해 주변으로부터 분무한다.

5는 회전 무화 헤드(4)를 둘러 싸도록 커버(2)의 선단 측에 설치된 쉐이핑(sharping) 에어 링이며, 이 쉐이핑 에어 링(5)에는 쉐이핑 에어를 회전 무화 헤드(4)로부터 분무되는 도료를 향해 분출하는 복수개의 에어 토출 구멍(5A)이 형성되어 있다.

6은 회전축(3C) 내에 삽입하여 설치된 피드 튜브이며, 이 피드 튜브(6)의 선 단 측은 회전축(3C)의 선단으로부터 돌출되어 회전 무화 헤드(4) 내에 연장되어 있다. 또, 피드 튜브(6) 내에는, 도료 통로(6A)와 신나 통로(6B)가 형성되고, 이들 통로(6A, 6B)는 도료 공급원(7)에 대하여 기어 펌프(8)를 통해 접속되어 있다. 여기에서, 도료 공급원(7)은 색교체(色替) 밸브 장치(CCV)라고 하는 것이며, 각 색의 도료나 세정 유체(流體)로서의 신나 등을 토출한다. 또, 기어 펌프(8)는 1회전당 토출량이 일정한 용적형 펌프이며, 회전수에 따라 도료 등의 공급량(토출량)을 원하는 값으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 기어 펌프(8)는 피드 튜브(6)를 통해 회전 무화 헤드(4)에 대하여 소정의 공급량이 된 도료, 신나 등을 공급한다.

9는 커버(2)의 기단 측에 내장된 고전압 발생기이며, 상기 고전압 발생기(9)는 복수개의 컨덴서, 다이오드(모두 도시하지 않음)로 이루어지는 다배압 정류 회로(多倍壓整流回路)(이른바, 콕크로프트 회로(Cockcroft circuit))에 의해 구성되며, 예를 들면 DC-30∼-120kV의 고전압을 발생한다. 그리고, 고전압 발생기(9)는 에어 모터(3), 회전 무화 헤드(4)를 통해 도료에 직접적으로 고전압을 대전(帶電)시키고 있다.

10은 에어 모터(3)의 회전수를 검출하는 회전수 검출기이며, 상기 회전수 검출기(10)는, 예를 들면 유리 재료나 합성 수지 재료인 파이버에 의해 형성된 광 파이버 케이블(10A)과, 상기 광 파이버 케이블(10A)에 접속된 광전 변환기(10B)에 의해 구성되어 있다. 또, 광 파이버 케이블(10A)은 그 기단 측이 광전 변환기(10B)에 접속되고, 선단 측이 에어 모터(3)의 에어 터빈(3D) 근방으로 신장되어 있다. 그리고, 광전 변환기(10B)는 광 파이버 케이블(10A)을 통해 에어 터빈(3D)에 광을 투광하고, 이 에어 터빈(3D)으로부터의 반사광을 사용하여 에어 모터(3)의 회전수에 따른 신호를 출력하는 것이다.

11은 에어 모터(3)에 에어를 공급하는 에어원(源)이며, 이 에어원(11)은 후술하는 전공 변환기(12)를 통해 에어 모터(3)의 에어 터빈(3D)을 향해 고압의 에어를 공급하고 있다.

12는 에어원(11)으로부터 공급된 에어압을 후술하는 회전 컨트롤러(13)로부터 입력된 전기량으로서의 전류에 따라 조정하는 전공 변환기를 나타내고 있다. 이 전공 변환기(12)는 후술하는 회전 컨트롤러(13)에 접속되고, 이 회전 컨트롤러(13)로부터 예를 들면 4∼20mA 정도가 되는 입력 전류값 i의 전류가 입력된다. 이에 따라, 전공 변환기(12)는 입력 전류값 i에 따라 에어 모터(3)에 공급하는 에어압을 설정하고 있다. 그리고, 전공 변환기(12)에 입력되는 전기량은 전류에 한정되지 않고, 예를 들면 전압, 저항 등이라도 된다.

13은 주제어반(主制御盤)(16)과 함께 제어 장치를 구성하는 회전 컨트롤러이며, 이 회전 컨트롤러(13)는 에어 모터의 회전수에 따라 에어 모터(3)에 공급하는 에어압을 제어하고 있다. 이 회전 컨트롤러(13)는 컨트롤 유닛(14)과, 이 컨트롤 유닛(14)으로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호의 입력 전류값 i로 변환하는 D/A 변환기(15)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 컨트롤 유닛(14)은 기억부(14A)를 가지며, 이 기억부(14A)에는 후술하는 바와 같이 도 3에 나타낸 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)과 도 4에 나타낸 회전수 제어 처리의 프로그램 등이 저장되어 있다.

또, 컨트롤 유닛(14)은 회전수 검출기(10), 주제어반(16)에 접속되고, D/A 변환기(15)를 통해 전공 변환기(12)에 접속되어 있다. 그리고, 회전 컨트롤러(13)는 기억부(14A)에 저장된 프로그램에 따라, 주제어반(16)에 의해 설정된 목표 회전수 N0와 회전수 검출기(10)에 의해 검출된 검출 회전수 N1을 비교하여, 이들이 일치하도록 전공 변환기(12)의 입력 전류값 i를 증감시킨다. 이에 따라, 회전 컨트롤러(13)는 에어 모터(3)에 공급하는 에어압, 즉 회전수를 피드백 제어하고 있다.

또, 회전 컨트롤러(13)는 후술하는 바와 같이 도 4에 나타낸 프로그램에 따라, 변경 전의 목표 회전수 N0보다 변경 후의 목표 회전수 N0 쪽이 높을 때는, 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)의 정상값 is보다 에어압이 예를 들면 10% 높아지는 입력 전류값 i를 전공 변환기(12)에 출력한다. 한편, 회전 컨트롤러(13)는 변경 전의 목표 회전수 N0보다 변경 후의 목표 회전수 N0 쪽이 낮을 때는, 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)의 정상값 is보다 에어압이 예를 들면 10% 낮아지는 입력 전류값 i를 전공 변환기(12)에 출력하는 구성으로 하고 있다.

여기에서, 주제어반(16)은, 예를 들면 피도장물의 형상 등에 따라 분무 패턴을 대(大), 소(小)로 하기 위해 목표 회전수 N0를 상승, 저하시킨다. 이때, 주제어반(16)은 목표 회전수 N0의 상승, 저하와 함께 도료의 토출량 Q0도 증가, 감소시킨다. 또, 주제어반(16)은 피도장물의 형상 등에 따라 도료의 ON, OFF의 타이밍이 미리 설정되어 있다. 그리고, 주제어반(16)은 도료의 공급을 중단(도료 OFF)할 때의 목표 회전수 N0를, 그 후에 도료의 공급을 재개(도료 ON)할 때의 목표 회전수 N0와 동일한 값으로 설정하는 기능을 가지고 있다.

17은 컨트롤 유닛(14)의 기억부(14A)에 저장된 정상값 연산 수단으로서의 회전 데이터 선택 처리 테이블을 나타내고 있다. 이 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)은 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 의해 결정된 입력 전류값 i의 정상값 i 00∼i mn으로서 저장되어 있다. 이때, 정상값 i 00∼i mn은 도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 목표 회전수 N0를 5000∼100000rpm에 걸치는 값으로 설정하고, 도료의 토출량 Q0를 100∼1000cc/min에 걸치는 값으로 설정했을 때, 목표 회전수 N0에 대하여 ±5% 정도의 범위 내에서 에어 모터(3)가 안정적으로 회전 구동한 상태(정상 상태)로 유지하며, 이 정상 상태에서 입력 전류값 i를 실측한 값이다. 이 때문에, 정상값 i 00∼i mn은 목표 회전수 N0가 높아지는 데 따라, 에어압이 높아지는 값(큰 값)으로 되어 있다. 또, 목표 회전수 N0가 동일한 값이라도, 도료의 토출량 Q0가 증가하는 데 따라, 에어압이 높아지는 값(큰 값)으로 되어 있다. 그리고, 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)은 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0가 입력되면, 이 입력된 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 따른 정상값 is를 선택(산출)하여 출력하는 것이다.

본 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치는 전술한 바와 같은 구성을 가지는 것이며, 다음에 회전 컨트롤러(13)에 의한 에어 모터(3)의 회전수 제어 처리에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.

먼저, 도 4 중의 스텝 1에서는, 주제어반(16)으로부터 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0(공급량)를 판독하고, 스텝 2에서는, 회전수 검출기(10)로부터 검출 회전수 N1을 판독한다.

다음에, 스텝 3에서는, 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0가 이전의 설정값과 변경되어 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 3에서 「YES」라고 판정했을 때는, 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0 중 적어도 어느 한쪽이 변경되어 있기 때문에, 에어 모터(3)에 공급하는 에어압을 변경하기 위해 스텝 4로 이행한다.

그리고, 스텝 4에서는, 기억부(14A)에 기억된 도 3에 나타낸 회전 데이터 선택 처리 테이블(17) 중의 정상값 i 00∼i mn 중에서 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 대응한 정상값 is를 선택한다.

이때, 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)에는, 예를 들면 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0를 어느 값으로 설정한 경우, 이때의 목표 회전수 N0에 대하여 ±5% 정도의 범위 내에서 에어 모터(3)가 회전 구동한 상태에서 전공 변환기(12)에 입력되는 입력 전류값 i를 실측한 값(정상값 i 00∼i mn)이 저장되어 있다. 이 때문에, 스텝 4에서는, 변경 후의 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에서 에어 모터(3)가 정상 상태로 회전 구동하는 정상값 is가 선택된다.

다음에, 스텝 5에서는, 변경 후의 목표 회전수 N0가 변경 전의 값과 동일한지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 5에서 「YES」라고 판정했을 때는, 목표 회전수 N0는 변화되어 있지 않기(도료의 토출량 Q0만이 변화했기) 때문에, 스텝 6으로 옮겨져 전공 변환기(12)로의 입력 전류값 i를 정상값 is로 설정하고, 스텝 1로 이행한다.

한편, 스텝 5에서 「NO」라고 판정했을 때는, 스텝 7로 옮겨져 목표 회전수 N0가 변경 전보다 증가했는지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 7에서 「YES」라고 판정했을 때는, 목표 회전수 N0가 변경 전보다 증가되어 있기 때문에, 에어 모터(3)의 회전수를 신속하게 상승시킬 필요가 있다. 이 때문에, 정상 상태보다 에어압을 높게 하여 에어 모터(3)의 회전수가 정상 상태보다 상승하도록, 스텝 8로 옮겨져 전공 변환기(12)로의 입력 전류값 i를 정상값 is보다 큰 값(예를 들면 10% 증가시킨 값)으로 설정하고, 스텝 1 이후의 처리를 반복한다.

한편, 스텝 7에서 「NO」라고 판정했을 때는, 목표 회전수 N0가 변경 전보다 감소되어 있기 때문에, 에어 모터(3)의 회전수를 신속하게 저하시킬 필요가 있다. 이 때문에, 정상 상태보다 에어압을 낮게 하여 에어 모터(3)의 회전수가 정상 상태보다 저하되도록, 스텝 9로 옮겨져 전공 변환기(12)로의 입력 전류값 i를 정상값 is보다 작은 값(예를 들면 10% 감소시킨 값)으로 설정하고, 스텝 1 이후의 처리를 반복한다.

이에 대하여, 스텝 3에서 「NO」라고 판정했을 때는, 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0는 전회(前回) 변경된 값과 동일한 값으로 유지되고 있다. 그래서, 스텝 10으로 이행하여, 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0가 전회 변경된 후에, 검출 회전수 N1이 목표 회전수 N0에 도달했는지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 스텝 10에서는, 스텝 3에서 「YES」라고 판정한 후에, 검출 회전수 N1이 목표 회전수 N0의 ±5%의 범위 내의 값에 도달한 것이 1회 이상 있는지 여부를 판정하고 있다.

그리고, 스텝 10에서 「NO」라고 판정했을 때는, 목표 회전수 N0, 도료의 토출량 Q0가 변경된 직후에 검출 회전수 N1이 목표 회전수 N0에 도달하고 있지 않은 과도 상태이기 때문에, 전공 변환기(12)로의 입력 전류값 i(에어압)는 현재 상태(정상값 is에 따른 값으로 설정된 상태)를 유지하여 스텝 1 이후의 처리를 반복한다.

한편, 스텝 10에서 「YES」라고 판정했을 때는, 검출 회전수 N1이 목표 회전수 N0에 도달하여 과도 상태가 종료되어 있기 때문에, 스텝 11로 옮겨져 목표 회전수 N0와 검출 회전수 N1과의 회전수 차이 △N을 연산한다. 다음에, 스텝 12에서는, 회전수 차이 △N의 절대값이 목표 회전수 N0의 5% 범위 내인지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 12에서 「YES」라고 판정했을 때는, 검출 회전수 N1은 목표 회전수 N0에 가까운 값으로 되어 있기 때문에, 전공 변환기(12)로의 입력 전류값 i(에어압)는 현재 상태를 유지하여 스텝 1 이후의 처리를 반복한다.

한편, 스텝 12에서 「NO」라고 판정했을 때는, 검출 회전수 N1은 목표 회전수 N0와 상이한 값으로 되어 있기 때문에, 스텝 13으로 옮겨져 전공 변환기(12)의 입력 전류값 i를 회전수 차이 △N에 따라, 검출 회전수 N1을 목표 회전수 N0에 가까이 하도록 증감시켜, 에어 모터(3)에 공급하는 에어압을 변화(증감)시킨다. 그 후, 스텝 1로 복귀하여, 이후의 처리를 반복한다.

본 실시예에 의한 회전 무화 헤드형 도장 장치는 전술한 바와 같은 구성을 가지는 것이며, 다음에 그 작동에 대하여 설명한다.

도장기(1)는 에어 모터(3)에 의해 회전 무화 헤드(4)를 고속 회전시키고, 이 상태에서 피드 튜브(6)를 통해 회전 무화 헤드(4)에 도료를 공급한다. 이에 따라, 도장기(1)는 회전 무화 헤드(4)가 회전할 때의 원심력에 의해 도료를 미립화하여 분무하고, 쉐이핑 에어 링(5)을 통해 쉐이핑 에어를 공급함으로써 분무 패턴을 제어하면서 도료 입자를 피도장물에 도착시킨다.

여기에서, 주제어반(16)은, 예를 들면 피도장물의 형상 등에 따라 분무 패턴을 대, 소로 하기 위해 목표 회전수 N0를 상승, 저하시킨다. 이때, 도료의 토출량 Q0는 변화시키지 않고, 목표 회전수 N0만을 변화시켰을 때는, 에어 모터(3)의 회전수가 높을 때는 도료 입자의 입경이 작고, 에어 모터(3)의 회전수가 낮을 때는 도료 입자의 입경이 커져, 목표 회전수 N0에 따라 도료 입자의 입경이 변화되어 버린다. 이와 같이 도료 입자의 입경이 변화되었을 때는, 도장의 마무리성이 열화되어, 도장 품질이 저하되어 버린다. 이 때문에, 주제어반(16)은 목표 회전수 N0의 승강과 함께 도료의 토출량 Q0도 증감시킨다. 또, 주제어반(16)은 도료의 ON, OFF의 타이밍(도료의 공급, 정지의 타이밍)도 미리 설정되어 있다.

이때, 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0의 값은 한 쌍을 이루어 동일한 타이밍에서 설정되지만, 도료의 0N, OFF의 타이밍은 반드시 동일한 타이밍에서 설정되는 것은 아니다. 도료 OFF 시는 다음 타이밍의 도료 ON에 상당하는 목표 회전수 N0에 미리 설정하고, 설정의 전환 시에 발생하는 에어 모터(3)의 부하 변동에 의한 실제의 회전수(실회전수)와의 낙차를 경감하는 구성으로 되어 있다. 또, 이 각(各) 설정의 전환 타이밍은 반송(搬送)되는 피도장물의 각 도장 부위와 도장기(1)와의 상대 위치가 일치하도록, 미리 시간 경과를 고려하여 설정되어 있다.

그래서, 다음에 목표 회전수 N0를 저하, 상승시킨 경우에 대하여, 회전 컨트롤러(13), 에어 모터(3) 등의 작동을 상세히 설명한다.

먼저, 변경 전과 비교하여 변경 후의 목표 회전수 N0가 저하된 경우에 대하여 설명한다.

목표 회전수 N0, 도료의 토출량 Q0가 도 5 중의 예를 들면 a 상태로부터 b 상태로 변경되는 것으로 한다. 구체적으로는, 목표 회전수 N0가 40000rpm에서 20000rpm으로 저하되고, 도료의 토출량 Q0가 400cc/min으로부터 150cc/min으로 저하된 것으로 한다. 이 경우, 변경 전(a 상태)과 비교하여 변경 후(b 상태)의 목표 회전수 N0는 저하된다. 그래서, 회전 컨트롤러(13)는 도 4에 나타낸 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)로부터 변경 후의 목표 회전수 N0, 도료의 토출량 Q0에 따른 정상값 is를 선택(연산)하고, 상기 정상값 is보다 예를 들면 10% 정도 작은 값으로 된 입력 전류값 i를 전공 변환기(12)를 향해 출력한다. 이에 따라, 에어 모터(3)에는 에어원(11)으로부터 입력 전류값 i에 대응한 에어압이 공급되고, 에어 모터(3)의 실회전수 N(검출 회전수 N1)은 도 6 중에 실선으로 나타낸 바와 같이 신속하게 저하되어 변경 후의 목표 회전수 N0에 도달한다. 또, 에어 모터(3)에는 정상 상태에 가까운 에어압이 공급되어 있기 때문에, 그 후의 피드백 제어에 의해 신속하게 목표 회전수 N0 부근에서 에어 모터(3)를 회전 구동할 수 있다.

다음에, 변경 전과 비교하여 변경 후의 목표 회전수 N0가 상승한 경우에 대하여 설명한다.

목표 회전수 N0, 도료의 토출량 Q0가 도 5 중의 예를 들면 b 상태로부터 c 상태로 변경되는 것으로 한다. 구체적으로는, 목표 회전수 N0가 20000rpm에서 30000rpm으로 상승하고, 도료의 토출량 Q0가 150cc/min으로부터 Occ/min으로 저하 된 것으로 한다.

여기에서, c 상태에서는, 도료의 공급을 중단하는 도료 OFF 시로 되어 있다. 이 때문에, c 상태의 목표 회전수 N0는 다음 타이밍의 도료 ON 시(도료의 공급을 재개했을 때)에 상당하는 목표 회전수 N0로서, c 상태로 계속되는 d 상태에서의 값(예를 들면 30000rpm)으로 미리 설정되어 있다.

이 경우, 변경 전(b 상태)과 비교하여 변경 후(c 상태)의 목표 회전수 N0는 상승한다. 그래서, 회전 컨트롤러(13)는 도 4에 나타낸 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)로부터 변경 후의 목표 회전수 N0, 도료의 토출량 Q0에 따른 정상값 is를 선택하고, 이 정상값 is보다 예를 들면 10% 정도 큰 값으로 된 입력 전류값 i를 전공 변환기(12)를 향해 출력한다. 이에 따라, 에어 모터(3)에는 에어원(11)으로부터 입력 전류값 i에 대응한 에어압이 공급되고, 에어 모터(3)의 실회전수 N은 도 6 중에 실선으로 나타낸 바와 같이 신속하게 상승하여 변경 후의 목표 회전수 N0에 도달한다. 또, 에어 모터(3)에는 정상 상태에 가까운 에어압이 공급되어 있기 때문에, 그 후의 피드백 제어에 의해 신속하게 목표 회전수 N0 부근에서 에어 모터(3)를 회전 구동할 수 있다.

이에 대하여, 비교예로서, 종래 기술과 같이 목표 회전수 N0와 검출 회전수 N1과의 회전수 차이 △N만을 사용하여 에어 모터(3)의 회전 구동을 제어한 경우에 대하여, 에어 모터(3)의 실회전수 N'의 시간 변화를 도 6 중에 2점 쇄선으로 나타낸다.

이 비교예에서는, 예를 들면 목표 회전수 N0가 저하되었을 때(a 상태로부터 b 상태로의 변경)라도, 에어 모터(3)의 실회전수 N'이 충분히 추종하지 않아, 실회전수 N'이 목표 회전수 N0까지 저하되는 것이 지연되는 일이 있다. 또, 예를 들면 목표 회전수 N0가 상승했을 때(b 상태로부터 c 상태로의 변경)에는, 에어 모터(3)의 실회전수 N'이 목표 회전수 N0를 크게 초과하여 상승해 버리는 일이 있다.

또, 목표 회전수 N0를 변경하지 않는 경우라도, 도료의 토출량 Q0를 변경했을 때(예를 들면 c 상태로부터 d 상태로의 변경)에는, 종래 기술에서는 회전 무화 헤드(4)의 부하가 변경되기 때문에, 목표 회전수 N0에 대하여 에어 모터(3)의 실회전수 N'이 변동되어 버리는 일이 있었다. 이 결과, 에어 모터(3)의 실회전수 N'이 목표 회전수 N0로 안정될 때까지는 도료 입자의 입경이 원하는 값과는 상이하기 때문에, 도장 품질이 저하되는 경향이 있었다.

그런데, 본 실시예에서는, 회전 컨트롤러(13)는 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 따라 전공 변환기(12)에 입력되는 입력 전류값 i의 정상값 is를 연산하는 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)을 구비하고, 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0 중 어느 한쪽이 변경되었을 때는, 이 변경 후의 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 따라 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)로부터 정상값 is를 산출하고, 이 산출된 새로운 정상값 is에 따른 입력 전류값 i를 전공 변환기(12)에 출력하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는, 목표 회전수 N0나 도료의 토출량 Q0가 전환되었을 때라도, 신속하게 에어 모터(3)를 목표 회전수 N0 근방에서 회전 구동시켜, 정상 상태로 수속(收束)시킬 수 있다. 이 결과, 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0와의 도장 조건이 전환될 때라도, 원하는 입경을 가진 도료 입자 를 피도장물을 향해 계속적으로 분무할 수 있어, 도장 품질을 높일 수 있다.

또, 회전 컨트롤러(13)는 변경 전의 목표 회전수 N0보다 변경 후의 목표 회전수 N0 쪽이 높을 때는, 에어 모터(3)의 회전수가 변경 후의 목표 회전수 N0보다 높아지도록 정상값 is보다 에어압이 높아지는 입력 전류값 i를 전공 변환기(12)에 출력한다. 한편, 회전 컨트롤러(13)는 변경 전의 목표 회전수 N0보다 변경 후의 목표 회전수 N0 쪽이 낮을 때는, 에어 모터(3)의 회전수가 변경 후의 목표 회전수 N0보다 낮아지도록 정상값 is보다 에어압이 낮아지는 입력 전류값 i를 전공 변환기(12)에 출력하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 회전 컨트롤러(13)는 에어 모터(3) 회전수의 승강에 따라, 에어 모터(3)에 가하는 에어압을 정상 상태와 비교하여 증감시킬 수 있다. 이 결과, 본 실시예에서는, 필요 이상으로 목표 회전수 N0를 초과하여 회전수가 증감되는 오버 슈트의 발생을 억제하면서, 에어 모터(3)를 신속하게 목표 회전수 N0에 도달시킬 수 있어, 도장 조건의 전환에 따라 에어 모터(3)의 회전수가 목표 회전수 N0로부터 일탈하는 타임 랙을 저감(단축)할 수 있다.

또, 회전 컨트롤러(13)는 검출 회전수 N1이 목표 회전수 N0에 달한 후에는, 회전수 차이 △N에 따른 피드백 제어를 행하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 회전 컨트롤러(13)는 목표 회전수 N0가 변경된 직후에는 전공 변환기(12)에 정상값 is보다 증가 또는 감소된 입력 전류값 i를 출력하여 에어 모터(3)의 회전수를 신속하게 목표 회전수 N0에 도달시킬 수 있다. 그리고, 회전 컨트롤러(13)는 목표 회전수 N0에 도달한 후에는, 회전수 차이 △N에 따른 피드백 제어를 행하여 에어 모터(3)의 회전수를 목표 회전수 N0 부근에서 유지할 수 있다.

또한, 회전 컨트롤러(13)는 도료의 공급을 중단(OFF)할 때는, 그 후에 도료의 공급을 재개(ON)할 때의 목표 회전수 N0와 동일한 값의 목표 회전수 N0를 설정하는 구성으로 하고 있다. 이 결과, 회전 컨트롤러(13)는 도료의 공급을 중단하고 있는 동안에 다음 공정에서 도료의 공급을 재개할 때 필요하게 되는 회전수로 미리 에어 모터(3)를 회전 구동시킬 수 있어, 도료의 공급을 재개했을 때의 회전수 변동을 적게 하여, 도장 조건의 전환에 따른 타임 랙을 저감할 수 있다.

다음에, 도 7 내지 도 9는 본 발명에 의한 제2 실시예를 나타내고 있다. 그리고, 본 실시예의 특징은 회전 데이터 선택 처리 테이블은 목표 회전수와 도료의 토출량에 더하여, 도료의 점성 계수와 도료의 비중에 따라, 전공 변환기의 입력 전류값의 정상값을 연산하는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 상기 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

21은 본 실시예에 의한 회전 컨트롤러이며, 상기 회전 컨트롤러(21)는 주제어반(16)과 함께 제어 장치를 구성하고 있다. 그리고, 회전 컨트롤러(21)는 제1 실시예에 의한 회전 컨트롤러(13)와 거의 동일하게, 컨트롤 유닛(22)과, 이 컨트롤 유닛(22)으로부터 출력되는 디지털 신호를 아날로그 신호의 입력 전류값 i로 변환하는 D/A 변환기(23)에 의해 구성되어 있다. 또, 컨트롤 유닛(22)은 주제어반(16)에 접속되고, 기억부(22A)를 가지고 있다. 그리고, 기억부(22A)에는, 제1 실시예와 동일한 회전수 제어 처리의 프로그램이 저장되고, 도 8, 도 9에 나타낸 회전 데이터 선택 처리 테이블(24, 25)이 저장되어 있다.

24, 25는 컨트롤 유닛(22)의 기억부(22A)에 저장된 정상값 연산 수단으로서의 회전 데이터 선택 처리 테이블이며, 이 회전 데이터 선택 처리 테이블(24, 25)은 제1 실시예에 의한 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)과 거의 동일하게 구성되어 있다. 즉, 회전 데이터 선택 처리 테이블(24, 25)은 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 의해 결정된 입력 전류값 i의 정상값 i 000∼i 0mn, i 10O∼i 1mn으로서 각각 저장되어 있다. 이때, 정상값 i 000∼i 0mn, i 100∼i 1mn은, 예를 들면 목표 회전수 N0를5000∼100000rpm에 설정하고, 도료의 토출량 Q0를 100∼1000cc/min으로 설정했을 때, 목표 회전수 N0에 대하여 ±5% 정도의 범위 내에서 에어 모터(3)를 회전 구동시킨 상태(정상 상태)로 유지하고, 이 정상 상태에서 전공 변환기(12)로의 입력 전류값 i를 실측한 값이다.

그러나, 회전 데이터 선택 처리 테이블(24, 25)은, 예를 들면 도료의 점도 계수 η0, η1(점도에 대응한 계수)과 비중 κ0, κ1이 고려되고 있는 점에서, 제1 실시예에 의한 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)과는 상이하다. 구체적으로는, 회전 데이터 선택 처리 테이블(24)은, 예를 들면 점도 계수 η0와 비중 κ0를 가지는 A색의 도료를 공급했을 때의 정상값 i 000∼i 0mn이 저장되어 있다. 또, 회전 데이터 선택 처리 테이블(25)은, 예를 들면 점도 계수 η1과 비중 κ1을 가지는 B색의 도료를 공급했을 때의 정상값 i 100∼i 1mn이 저장되어 있다.

그리고, 본 실시예에 의한 회전 컨트롤러(21)는 도장 조건의 변경에 따라 전공 변환기(12)에 입력하는 입력 전류값 i의 정상값 is를 연산할 때는, 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 더하여, 도료의 점도 계수 η0, η1과 비중 κ0, κ1을 고려한다. 이에 따라, 도료의 점도 계수의 고, 저나 비중의 대, 소에 따라 회전 무화 헤드(4)에 가해지는 부하가 증, 감할 때라도, 이들을 고려한 최적의 정상값 is를 회전 데이터 선택 처리 테이블(24, 25)로부터 선택할 수 있는 것이다.

따라서, 이와 같이 구성되는 본 실시예에서도, 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 본 실시예에서는, 회전 데이터 선택 처리 테이블(24, 25)은 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 더하여, 점도 계수 η0, η1과 비중 κ0, κ1에 따라, 입력 전류값 i의 정상값 is를 연산하는 구성으로 하고 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 도료의 점도 계수 η0, η1이나 비중 κ0, κ1에 따라 회전 무화 헤드(4)에 가해지는 부하가 변화될 때라도, 에어 모터(3)를 신속하게 정상 상태로 회전 구동시킬 수 있다.

그리고, 제2 실시예에서는, 2색(A색, B색)의 점도 계수 η0, η1과 비중 κ0, κ1에 따른 정상값 is가 선택 가능한 회전 데이터 선택 처리 테이블(24, 25)을 형성하는 구성으로 했으나, 예를 들면 3종류 이상의 점도 계수와 비중에 따른 정상값이 선택 가능한 회전 데이터 선택 처리 테이블을 형성하는 구성으로 해도 된다. 이에 따라, 예를 들면 도료의 색이 동일해도, 용제의 농도에 따라 점도 계수나 비중이 변화되는 경우가 있지만, 이와 같은 경우라도 점도 계수나 비중을 항상 계측해 둠으로써 항상 최적의 정상값을 선택할 수 있는 것이다.

다음에, 도 10 및 도 11은 본 발명의 제3 실시예를 나타내며, 본 실시예의 특징은, 제어 장치는 넓은 도장 영역을 도장할 때는, 도료의 토출량(공급량)을 증가시키는 동시에 목표 회전수를 상승시키고, 좁은 도장 영역을 도장할 때는 도료의 토출량을 감소시키는 동시에 목표 회전수를 저하시키는 구성으로 한 것에 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 상기 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 10에서, 31은 도장 부스 내에 설치된 회전 무화 헤드형 도장 장치이며, 상기 도장 장치(31)는 후술하는 컨베이어 장치(32), 도장용 로봇(34), 도장기(35)에 의해 대략 구성되어 있다.

32는 도장 부스 내의 바닥면 상에 설치된 컨베이어 장치이며, 이 컨베이어 장치(32)는 후술하는 자동차의 차체(38)를 지지대(도시하지 않음) 상에 탑재한 상태에서, 화살표 A 방향으로 소정의 속도를 가지고 반송하는 것이다.

33, 33은 컨베이어 장치(32)의 좌, 우 양측에 설치된 좌, 우의 트래킹 장치이며, 상기 각 트래킹 장치(33)는 후술하는 도장기(35)를 차체(36)에 추종시키기 위해, 이동대(33A)를 컨베이어 장치(32)와 평행으로 이동하는 것이다.

34, 34는 트래킹 장치(33)의 이동대(33A)에 탑재된 좌, 우의 도장용 로봇이며, 각 도장용 로봇(34)은 이동대(33A) 상에 회전 가능 또한 요동 가능하게 설치된 수직 암(34A)과, 이 수직 암(34A)의 상단 측에 회동 가능하게 장착된 수평 암(34B)과, 이 수평 암(34B)의 선단에 장착된 손목(34C)에 의해 대략 구성되어 있다.

35, 35는 도장용 로봇(34)의 손목(34C)에 장착된 좌, 우의 도장기이며, 상기 도장기(35)는 제1 실시예에 의한 도장기(1)와 거의 동일하게, 선단 측에 고속으로 회전 구동되는 회전 무화 헤드(36)를 가지는 동시에, 회전 컨트롤러 등을 포함하는 제어 장치(37)에 접속되어 있다.

그리고, 제어 장치(37)는 후술하는 차체(38)의 형상에 따라, 예를 들면 보닛(38H) 중앙부 등의 넓은 도장 영역을 도장할 때는, 도료의 토출량 Q0를 증가시키는 동시에 목표 회전수 N0를 상승시키고, 앞 필러(38B) 등의 좁은 도장 영역을 도장할 때는, 도료의 토출량 Q0를 감소시키는 동시에 목표 회전수 N0를 저하시키는 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 제어 장치(37)는 스프레이 패턴의 크기를 소 패턴, 대 패턴의 2종류로 전환하는 구성으로 되어 있다. 또, 제어 장치(37)는 제1 실시예에 의한 회전 데이터 선택 처리 테이블(17)과 거의 동일한 회전 데이터 선택 처리 테이블(도시하지 않음)을 구비하고, 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0 중 적어도 어느 한쪽이 변경되었을 때는, 제1 실시예와 동일하게, 전공 변환기를 향해 정상값 is에 따른 입력 전류값 i를 출력하는 구성으로 되어 있다.

38은 피도장물이 되는 자동차의 차체이며, 상기 차체(38)는 컨베이어 장치(32)의 지지대 상에 탑재되어 반송된다. 여기에서, 차체(38)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 좌, 우의 앞 펜더(38A), 좌, 우의 앞 필러(38B), 좌, 우의 앞 도어(38C), 좌, 우의 중앙 필러(38D), 좌, 우의 뒤 도어(38E), 좌, 우의 뒤 필러(38F), 좌, 우의 뒤 펜더(38G), 보닛(38H), 루프(38J), 트렁크 리드(38K) 등에 의해 대략 구성되어 있다.

다음에, 자동차의 차체(38) 중 상면 부분을 도장할 때의 도장 방법에 대하여, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.

다음에, 차체(38)의 상면부 좌측 반, 즉, 보닛(38H), 루프(38J), 트렁크 리드(38K)의 좌측 반의 도장 방법에 대하여, 도 11에 따라 설명한다.

도 11은 차체(38)의 상면부 좌측 반을 도장할 때의 도장기(35)의 이동 궤적의 전체적인 모션을 나타내고 있다. 즉, 도 11에서, 차체(38)의 상면부 좌측 반의 도장면에 그려진 가는 점선, 굵은 실선 및 × 점선은 도장기(35)의 이동 궤적에 따른 스프레이 패턴의 변화를 나타내고 있다.

여기에서, 차체(38)의 상면부 좌측 반의 가는 점선은 소 패턴으로 도장을 행할 때의 도장기(35)의 이동 궤적을 나타내고 있다. 이 가는 점선은 보닛(38H), 루프(38J), 트렁크 리드(38K)의 끝 에지부 근방에 위치하여 그려져 있다. 또, 굵은 실선은 보닛(38H), 루프(38J), 트렁크 리드(38K)의 중앙부 측에 그려져 있다.

그리고, 보닛(38H), 루프(38J), 트렁크 리드(38K)의 좌측 반의 끝 에지부 측을 도장하는 경우에는, 도장기(35)는 목표 회전수 N0를 저하시키는 동시에 도료의 토출량 Q0를 감소시키고, 가는 점선에 따라 소 패턴으로 도료를 분무한다.

또, 보닛(38H), 루프(38J), 트렁크 리드(38K)의 좌측 반의 중앙부 측을 도장하는 경우에는, 도장기(35)는 목표 회전수 N0를 상승시키는 동시에 도료의 토출량 Q0를 증가시키고, 굵은 실선에 따라 대 패턴으로 도료를 분무한다.

그리고, 차체(38)의 우측 반의 도장 방법은 전술한 상면부 좌측 반의 도장 방법과 좌, 우 대칭으로 되는 점 이외는 동일하기 때문에, 그 설명을 생략하는 것으로 한다. 또, 차체(38) 좌우의 측면 부분도 동일하게, 예를 들면 도어(38C, 38E) 등과 같이 넓은 도장 영역을 도장할 때는, 도료의 토출량 Q0를 증가시키는 동시에 목표 회전수 N0를 상승시키고 대 패턴으로 도장을 행한다. 한편, 예를 들면 필러(38B, 38D, 38F) 등과 같이 좁은 도장 영역을 도장할 때는, 도료의 토출량 Q0 를 감소시키는 동시에 목표 회전수 N0를 저하시켜 소 패턴으로 도장을 행한다.

따라서, 이와 같이 구성된 제3 실시예에서도, 전술한 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

특히, 본 실시예에 의하면, 제어 장치(37)는 넓은 도장 영역을 도장할 때는, 도료의 토출량 Q0를 증가시키는 동시에 목표 회전수 N0를 상승시키고, 좁은 도장 영역을 도장할 때는, 도료의 토출량 Q0를 감소시키는 동시에 목표 회전수 N0를 저하시키는 구성으로 하고 있다. 이 때문에, 넓은 도장 영역을 도장할 때는, 회전 무화 헤드(36)의 회전수를 상승시킴으로써 도료의 분무 패턴을 크게 한 상태에서 도장할 수 있다. 한편, 좁은 도장 영역을 도장할 때는, 회전 무화 헤드(36)의 회전수를 저하시킴으로써 도료의 분무 패턴을 작게 한 상태에서 도장할 수 있다. 이 결과, 도장면이 복잡하게 형성된 자동차의 차체(38)를 도장하는 경우라도, 차체(38)의 형상에 따라 스프레이 패턴을 넓고 좁게 할 수 있어, 오버 스프레이에 의해 폐기되는 도료를 적게 하여 고품질의 도장을 행할 수 있는 동시에, 도료의 사용량을 삭감할 수 있다.

또, 도장 영역의 넓이에 따라 도료의 분무 패턴을 크고 작게 하는 데 대하여, 목표 회전수 N0의 상승, 저하에 따라 도료의 토출량 Q0를 증가, 감소시기 때문에, 도료의 분무 패턴의 대소에 관계없이 도료 입자의 입경을 거의 일정하게 유지할 수 있고, 도장의 마무리성을 일정하게 하여 도장 품질을 높일 수 있다.

그리고, 제3 실시예에서는, 제1 실시예와 동일하게 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 따라 정상값 is를 연산하는 회전 데이터 선택 처리 테이블을 사용하는 것으로 했지만, 제2 실시예와 동일하게 목표 회전수 N0와 도료의 토출량 Q0에 더하여, 도료의 점도 계수나 비중도 고려하여 정상값을 연산하는 회전 데이터 선택 처리 테이블을 사용하는 구성으로 해도 된다.

또, 상기 각 실시예에서는, 회전 무화 헤드(4)를 통해 직접적으로 도료를 고전압에 대전시키는 직접 대전식의 회전 무화 헤드형 도장 장치를 예로 들어 설명했다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 회전 무화 헤드형 도장 장치의 커버 외주측에 외부 전극을 설치하고, 이 외부 전극에 의해 회전 무화 헤드로부터 분무된 도료를 간접적으로 고전압에 대전시키는 간접 대전식의 회전 무화 헤드형 도장 장치에 적용해도 된다.

Claims (5)

1. 공급된 도료(塗料)를 분무(噴霧)하는 회전 무화(霧化) 헤드와, 상기 회전 무화 헤드에 접속되고 에어의 공급에 의해 회전하는 에어 모터와, 상기 에어 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출기와, 상기 에어 모터에 에어를 공급하는 에어원(源)과, 상기 에어원으로부터 공급된 에어압(壓)을 전기량에 따라 조정하는 전공(電空) 변환기와, 상기 회전수 검출기에 의한 검출 회전수를 입력하여, 상기 검출 회전수와 미리 설정된 목표 회전수의 회전수 차이를 감소시키도록 상기 전공 변환기에 출력하는 전기량을 제어하여 상기 에어압을 피드백 제어하는 제어 장치로 이루어지는 회전 무화 헤드형 도장(塗裝) 장치에 있어서,

   상기 제어 장치는,

   임의의 목표 회전수와 도료의 토출량(吐出量)이 입력되었을 때, 상기 토출량의 도료가 공급된 상태에서 에어 모터가 상기 목표 회전수의 근방에서 안정적으로 회전 구동하는 데 필요한 전기량의 값을 정상값(定常値)으로서 연산하는 정상값 연산 수단을 구비하고,

   상기 목표 회전수와 상기 도료의 토출량 중 적어도 어느 한쪽을 변경했을 때, 이 변경 후의 목표 회전수와 도료의 토출량에 따라 상기 정상값 연산 수단을 사용하여 새로운 정상값을 산출하고,

   변경 전의 목표 회전수보다 변경 후의 목표 회전수가 높을 때는 상기 에어 모터의 회전수가 변경 후의 목표 회전수보다 높아지도록 상기 새로운 정상값보다 에어압이 높아지는 전기량을 상기 전공 변환기에 출력하고,

   변경 전의 목표 회전수보다 변경 후의 목표 회전수가 낮을 때는 상기 에어 모터의 회전수가 변경 후의 목표 회전수보다 낮아지도록 상기 새로운 정상값보다 에어압이 낮아지는 전기량을 상기 전공 변환기에 출력하는, 회전 무화 헤드형 도장 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 정상값 연산 수단은 목표 회전수와 도료의 토출량에 더하여, 도료의 점성(粘性) 계수와 도료의 비중에 따라 상기 전기량의 정상값을 연산하는 것을 특징으로 하는 회전 무화 헤드형 도장 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어 장치는 상기 검출 회전수가 상기 목표 회전수에 달한 후에는 상기 회전수 차이에 따른 피드백 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 회전 무화 헤드형 도장 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어 장치는 상기 도료의 공급을 중단할 때는 그 후에 도료의 공급을 재개할 때의 목표 회전수와 동일한 값의 목표 회전수를 설정하는 것을 특징으로 하는 회전 무화 헤드형 도장 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어 장치는 넓은 도장 영역을 도장할 때는 상기 도료의 토출량을 증가시키는 동시에 상기 목표 회전수를 상승시키고, 좁은 도장 영역을 도장할 때는 상기 도료의 토출량을 감소시키는 동시에 상기 목표 회전수를 저하시키는 것을 특징으로 하는 회전 무화 헤드형 도장 장치.

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