200906496 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種可良好地適用於導電性塗料之靜電 塗裝機器手。 【先前技術】
使用如永性塗料、金屬塗料之類的導電性塗料來進行 靜電塗裝時，已知有施加於塗裝機的高壓電會通過導電性 塗料而漏電這樣的問題。專利文獻1、2揭示一種電壓阻斷 (Voltage Block)機構，於塗料供給管路與塗裝機之間，裝 設快速流體接頭，並藉由致動器使此快速流體接頭進行斷 續。施加高壓電於塗裝機來實行靜電塗裝期間，將構成快 速流體接頭的公接頭與母接頭分離，於此兩者之間形成空 氣絕緣空間，使供給塗料至塗裝機之塗料供給系統，與塗 裝機電性絕緣，藉此可避免高壓電的漏電。 專利文獻3揭示一種電壓阻斷機構，利用驅動軸，使 從塗料源接受塗料供給之中間槽的過濾頭，從中間槽分 離，來使塗料源與中間槽電性絕緣。 專利文獻4揭示一種電壓阻斷機構，於從塗料源接受 塗料供給之中間槽與塗料源之間，設置包含配設於二個絕 緣用閥之間的絕緣管體之電壓阻斷機構，換色時，以洗淨 液洗淨絕緣管體之後，通過空氣，使絕緣管體的内部乾燥， 而使塗料源與中間槽電性絕緣。 5 200906496 [專利文獻1]:美國專利第43 1 3475號。 [專利文獻2 ]:曰本專利公開公報特開平5 -1 1 5 8 1 5號。 [專利文獻3]:美國專利第477 1 729號。 [專利文獻4]:日本新型公開公報實開平5 -67348號。 【發明内容】 (發明所欲解決的問題） c 使用塗裝機器手之靜電塗裝系統中，當將電壓阻斷機 構置入塗裝機時，具有在換色時可降低浪費地廢棄的塗料 的量，且縮短塗裝機内部的洗淨時間的優點。但因將電壓 阻斷機構置入塗裝機而發生塗裝機重量增加的問題，伴隨 此問題而發生為了承受塗裝機的重量增加，有必要使塗裝 機器手大型化時，即成為成本大幅提高的原因。 因此，本發明的目的係提供一種塗裝機器手，可一邊 抑制靜電塗裝系統的成本提高，一邊構築適用於導電性塗、 料之靜電塗裝系統。 1 ： (解決問題的技術手段） 為了達成上述的技術課題，依本發明提供一種靜電塗 裝機器手，其特徵為：具備裝設有靜電塗裝機之機械臂， 該機械臂設有：臂體内塗料管路，連通上述靜電塗裝機的 内部塗料管路；卡匣式塗料槽，可裝卸地接續於該臂體内 塗料管路；以及電壓阻斷機構，電性斷續上述臂體内塗料 管路與供給洗淨液至該臂體内塗料管路中之洗淨管路；施 6 200906496 加高電壓至上述靜電塗裝機，實施塗裝時，藉由上述電壓 阻斷機構，電性絕緣上述臂體内塗料管路與上述洗淨管 路；上述靜電塗裝機換色時，從上述洗淨管路供給洗淨液 至上述臂體内塗料管路中。 亦即，如依本發明，利用將電壓阻斷機構設置於機械 臂，不會導致當將此電壓阻斷機構設於靜電塗裝機時，靜 電塗裝機的重量增加的情況。而且，如依本發明的塗裝機 器手，雖必須改變將電壓阻斷機構設置於機械臂的設計， 但與將該電壓阻斷機構設於塗裝機的情況相較，可縮短從 機械臂的基端至電壓阻斷機構的距離，因此，塗裝機器手 大型化的必要性極小。加上，因無須改變裝設於塗裝機器 手上的靜電塗裝機，所以不但可構築適用於導電性塗料之 塗裝系統，且可將成本降至最低。 電壓阻斷機構，係採用典型地包含以汽缸構成的致動 器、以及藉由該致動器連結、分離的接頭，使公接頭與母 接頭分離，來形成空氣絕緣空間的機構，但不限定於此， 只要可將上述臂體内塗料管路與上述洗淨管路電性絕缘的 構造，可採用任意的電壓阻斷機構。例如，亦可採用專利 文獻4揭示的包含絕緣管體之電壓阻斷機構，於換色時， 以洗淨液洗淨絕緣管體之後，使空氣通過來使絕緣管體的 内部乾燥，藉此，使臂體内塗料管路與洗淨管路電性絕緣。 另外，亦可藉由摩擦接觸該絕緣管體的内壁的清除器，物 理性地除去附著於該絕緣管體内壁的導電性物質（例如， 塗料的樹脂成分、洗淨液的水分等），藉此，進行由電壓阻 7 200906496 斷機構而產生的電性絕緣。 在本發明的較佳實施型態中，上述機械臂設 泵。藉此，靜電塗裝機不需設置塗料泵，因而可使 裝機輕量化。另外，供給至實施例的塗裝機器手所 塗裝機的高壓電，可藉由設於塗裝機内部或者機械 壓電產生器來產生，或者，亦可從外部高壓電產生 高壓電纜線供給至塗裝機，或者，亦可由外部高壓 器對於機械臂内的塗料管路内的導電性塗料供給高 通過導電性塗料向塗裝機施加高壓電。藉由採用接 外部高壓電產生器的高壓電的供給的構成，在塗裝 械臂中不需設置高壓電產生器，因而可使塗裝機與 輕量化。 【實施方式】 以下基於所附圖式，說明本發明的較佳實施例 第一實施例（第1圖〜第5圖） 第1圖係適用於水性塗料、金屬塗料等的導電 的實施例之靜電塗裝機器手的概略圖，同一圖的符 表示靜電塗裝機器手1，靜電塗裝機器手1係設置 的塗裝生產線。與先前相同地，靜電塗裝機器手1 搖動且軸旋轉地設置於基台2上的支柱3的上端， 械臂4，於機械臂4的前端的多關節腕部4 a，可裝 設靜電塗裝機5。靜電塗裝機5可為具備旋轉霧化 即「旋杯」）5a的旋轉霧化者，亦可為噴霧式者。 有塗料 靜電塗 裝設的 臂的ifj 器通過 電產生 壓電， 受來自 機與機 機械臂 性塗料 號1係 於汽車 ，於可 具備機 卸地裝 頭（亦 與先前 8
200906496 相同地，靜電塗裝機5具有絕緣性内部塗料管路6， 係通過此内部塗料管路6，供給至旋轉霧化頭5 a的中 分。 參照第2圖、第3圖等，機械臂4中，例如其頂 有凹處4b，附電壓阻斷機構之塗料供給單元8，配設 凹處4 b。附電壓阻斷機構之塗料供給單元8，具有絕 體9，在絕緣殼體9的内部，配設連通塗裝機5的内 料管路6之絕緣性的臂體内塗料管路1 0，此臂體内塗 路10藉由槽切換閥1 1，選擇性地接續第一、第二塗 12、13。第2圖、第3圖所示的符號14係表示包含： 塗料槽12、13之插槽（receptor)15、16、上述槽切換 等的塗料槽相關機構。第一、第二塗料槽1 2、1 3係分 裝卸地收容在對應的第一、第二插槽15、16上之卡匣 體，被收容於第一、第二塗料槽 12、1 3内的可撓性 12a、13a (第2圖）的塗料，選擇性地通過臂體内塗 路10而供給至塗裝機5。 當然地，接續於臂體内塗料管路1 〇之卡匣式塗料 個數不限定於的上述「二個」，可為一個，亦可為三個 的數量。例如，雖省略圖示，但除了上述的第一、第 料槽1 2、1 3，亦可再加上第三塗料槽，與臂體内塗料 1 〇接續，亦可於此第三塗料槽填充洗淨液（含有稀釋 水），於換色時，使用裝入此洗淨液的槽，洗淨上述 15 、 16 〇 在絕緣殼體9内，於臂體内塗料管路1 0的下流 塗料 心部 面具 在此 緣殼 部塗 料管 料槽 承接 閥11 別可 式槽 袋體 料管 槽的 以上 二塗 管路 劑的 插槽 ，亦 9
200906496 即相較於第一、第二插槽1 5、1 6，更靠近塗裝機5側 體内塗料管路1 0上，配設塗料泵1 7，藉由此塗料泵： 引第一或第二塗料槽 12、1 3内的塗料，然後向塗裝 壓送。在臂體内塗料管路1 0上，接續使塗料泵1 7旁 旁通管路18，此旁通管路18上裝設有止逆閥19。此 閥1 9係容許從槽切換閥1 1側向塗裝機5側的流動， 止其逆向的流動。 在臂體内塗料管路1 0的上流端，裝設母接頭2 0 接頭2 0係構成第一電壓阻斷機構的第一快速流體接i 的一部分的構成者，此母接頭20與對應的公接頭22 由致動器，具體地係藉由第一汽缸23而進退。第一 23具有夾著活塞24之第一壓力室23 a和第二壓力室 一邊將第二壓力室23b的空氣排氣，一邊供給第一壓 2 3 a空氣，則活塞桿2 5縮短，使公接頭2 2與定置的 頭20脫離。在公接頭22脫離母接頭20的狀態下，公 22與母接頭20的間隔距離係設定為適於以公接頭22 接頭2 0之間的空氣來形成絕緣空間的距離X (例如 至300mm)。相反地，一邊從第一壓力室23a將空氣排 一邊供給第二壓力室2 3 b空氣，則活蓋桿2 5伸長，使 頭22與母接頭20結合。公接頭22係與之後說明的洗 路3 5連結。 第一、第二塗料槽12、13分別收容適於塗裝一台 的量的塗料，二塗料槽1 2、1 3可收容同一色的塗料， 收容相異色的塗料。亦即，一塗料槽1 2 (或1 3 )使用 的臂 17吸 機5 通之 止逆 而禁 °母 頃21 係藉 汽缸 23b， 力室 母接 接頭 與母 250 氣， 公接 淨管 汽車 亦可 於目 10 200906496 前的汽車的塗裝。而下一台汽車的塗裝係使用另一塗料槽 1 3 (或1 2 )。如上所述，在第一、第二塗料槽1 2、1 3中分 別填充有適於塗裝一台份的汽車的量的水性塗料、金屬塗 料等的導電性塗料。 於使用第一或第二塗料槽1 2、1 3來實行塗裝期間，構 成第一電壓阻斷機構的第一汽缸23縮短，維持公接頭22 從母接頭2 0脫離的狀態（第3圖所示的狀態）。另外，高 壓電係從第1圖中的符號3 0所示的外部高壓電產生器 3 0，供給至臂體内塗料管路1 0内的導電性塗料。此外部高 壓電產生器3 0係設置於塗裝機器手1的外部。從外部高壓 電產生器30供給的高壓電（例如九萬伏特），通過在臂體 内塗料管路10與塗裝機5的内部塗料管路6中流通的導電 性塗料，施加於旋轉霧化頭5 a。 第4圖係例示一種可撓性絕緣管3 1的構成的剖面圖， 其係用於供給塗料至旋轉霧化頭5 a的包含臂體内塗料管 路1 0、塗裝機内部塗料管路6之塗料供給系統的一部分（例 如機械臂4的腕部4 a )。可撓性絕緣管3 1係概略以三層構 造而成，最内層3 1 a係由含氟樹脂製作，中間層3 1 b係由 半導電性材料所成的薄膜製作，此半導電性的中間層係為 接地狀態。可撓性絕緣管3 1具有最外層3 1 c，此最外層3 1 c 係由塑膠材料製作以作為保護層的外皮，以由絕緣性塑膠 材料製作為較佳。 在塗裝機5的内部塗料管路6、或臂體内塗料管路1 0 與放洩回路4 0之間，裝設放洩閥41、以及第二電壓阻斷 11 200906496 機構42。第二電壓阻斷機構4 2係由構成第二快速流體接 頭43的母接頭44與公接頭45、以及使該公母接頭45、44 斷續的第二致動器即第二汽缸4 6所構成。此第二汽缸4 6 具有與上述第一汽缸2 3相同的構造，藉由第二汽缸4 6的 活塞桿4 7伸長，連結公接頭4 5與母接頭44，使内部塗料 管路6與放洩回路40連通。相反地，藉由第二汽缸46的 活塞桿47縮短，使公接頭45退出，與母接頭44之間形成 由空氣而成的絕緣空間。 另外，在承接第一、第二塗料槽12、13之插槽15、 1 6中，設有從臂體内塗料管路1 0分流的洗淨用管路5 0， 此洗淨用管路5 0的上流端，經由第二洗淨用閥51，接續 於母接頭2 0與槽切換閥1 1之間的臂體内塗料管路1 0上。 另外，在洗淨用管路5 0的下流部分，裝設止逆閥5 2。此 止逆閥5 2係容許從插槽1 5、1 6側向塗料泵1 7側的流動， 而禁止其逆向的流動。 以下舉例說明第一塗料槽1 2變空，換色時的作業。首 先，停止來自高壓電產生器30的高壓電的供給，且第一汽 缸23的活塞桿25伸長，使公接頭22與母接頭20連結， 且第二汽缸46的活塞桿47伸長，使公接頭45與母接頭 44連結》而且，操作槽切換閥11，中斷第一插槽15與臂 體内塗料管路 1 0之間的連通。另外，操作位於槽切換閥 11的上流側之第二洗淨用閥5 1，使臂體内塗料管路1 0與 第一、第二插槽15、16連通。此臂體内塗料管路10與第 一、第二插槽1 5、1 6的連通，係以圖外的切換閥選擇性地 12 200906496 進行。另外，操作放洩閥4 1，使單元内部的臂體内塗 路10與放洩回路4 0連通（成為第5圖的狀態）。 在洗淨管路3 5中，如第3圖、第5圖所示，裝設 開閉含有約1 〇 %稀釋劑的水等的洗淨液的供給之第 3 6、以及用以開閉空氣的供給之第二閥3 7。換色過程 一步驟，是在塗料泵17停止的狀態下，從第一插槽： 下空的第一塗料槽1 2，且開放洗淨管路3 5的第一閥 從洗淨液源供給洗淨液至臂體内塗料管路1 0中。此洗 通過洗淨用管路 5 0，選擇性地洗淨空的第一插槽 1 5 著，通過使塗料泵17旁通之旁通管路18，接著，通 洩閥4 1、第二快速流體接頭43、放洩回路40而排出。 此第一步驟的最後，亦可關閉洗淨管路3 5的第一閥 取而代之地開啟第二閥3 7而供給空氣。 第二步驟係操作第二洗淨用閥5 1、槽切換閥11、 放洩閥41，並使塗料泵1 7動作，以塗料泵1 7吸引來 淨液源的洗淨液通過第一快速流體接頭2 1、槽切換閥 而將洗淨液從塗料泵1 7向塗裝機5壓送來洗淨塗裝名 以洗淨液進行洗淨結束之後，關閉洗淨管路3 5的 閥3 6，取而代之地開啟第二閥3 7，供給空氣，除去從 内塗料管路1 0至塗裝機5的管路内的水分。在此第二 的期間或第二步驟之後，將填充有塗料的新的第一塗 12裝設至第一插槽15。 以洗淨液進行洗淨結束之後，若以空氣除去水分 業結束，則恢復第3圖所示的狀態，第一、第二汽缸 料管 用以 一閥 的第 ί5取 36， 淨液 ，接 過放 又， 36， 以及 自洗 11 > | 5 ° 第一 臂體 步驟 料槽 的作 23、 13 200906496 4 6的活塞桿2 5、4 7縮短，快速流體接頭2 1、4 3的公接頭 22、45與對應的母接頭20、44分離，形成以第一、第二 電壓阻斷機構而成的空氣絕緣空間。接著，供給高壓電， 以第二塗料槽1 3開始對於下一台汽車靜電塗裝。當然地， 使用第二塗料槽1 3塗裝結束之後，換色時，以與上述步驟 相同步驟來實施藉由洗淨液所進行的洗淨（此時，選擇性 地洗淨第二插槽1 6 )與藉由空氣所進行的乾燥。 如依上述第一實施例，將構成第一、第二電壓阻斷機 構的第一、第二快速流體接頭2 1、4 3的公接頭22、4 5與 母接頭2 0、4 4分離，來形成空氣絕緣空間，藉此，可防止 施加於旋轉霧化頭 5a上的高壓電通過導電性塗料而漏 電。另外，因為將包含第一快速流體接頭2 1與塗料泵1 7 等較大且重的附電壓阻斷機構的塗料供給單元 8，設置於 機械臂4，所以不需變更先前一般泛用的靜電塗裝機5的 設計，且可避免塗裝機器手1的大型化。 換言之，於塗裝機5設置第一快速流體接頭2 1、第一 汽缸2 3等的情況，不僅必須變更設計塗裝機5的内部構 造，塗裝機5的重量也會增加，為了承受此重量增加後的 塗裝機5的重量，塗裝機器手1亦必然地必須大型化。 另外，如依第一實施例，塗料泵 17係設於機械臂 4 而不是塗裝機5，與設於塗裝機5的情況相較，不會導致 塗裝機5的重量增加，因此，更可避免塗裝機器手1的大 型化。 如此，如依第一實施例的塗裝機器手1，雖然為了達 14 200906496
成 機 21 題 的 增 綜 頭 就 情 中 裝 可 第變頭 彳改接 23須體 4 必流 "口 動此速 致因快 與4 一 第 2 臂些 頭械這 接機將 體的生 流 1 產 速手會 快器不 一 機但 第裝’ 將塗造 而於構 , 置的 緣設内 絕 > 4 氣缸臂 空汽械 器 Ρ mi 動亦 致， 與點 問 的機 成裝 造塗 所因 時 3 5 二 機·.( 裝 5 塗 ζ 泠機 L裝 置塗 設Η )變 缸改 汽須 一必 第 } 將 動 的 於 重量增加，對於機械臂4的負荷荷重增大，為了承受此 大的負荷重量，必須使塗裝機械臂4大型化的問題點。 合地考量時，與將第一快速流體接頭21與致動器2 3(第 汽缸）設置於塗裝機5的情況相較，將第一快速流體接 21與致動器23(第一汽缸）設置於機械臂4較為廉價。 另外，如依第一實施例的塗裝機器手 1，因將重物也 是塗料泵1 7設置於機械臂4，與將此設置於塗裝機5的 況相較，更可抑制塗裝機5的重量增加。另外，實施例 ，因高壓電產生器30未設置於塗裝機5，此亦可抑制塗 機5的重量增加。換言之，可使塗裝機5輕量化，藉此， 使塗裝機器手1小型化。 在上述第一實施例中，係將第一快速流體接頭2 1、第 汽缸2 3 (致動器）等的電壓阻斷機構單元化，但亦可不 此單元化，而將第一快速流體接頭2 1、第一汽缸2 3 (致 器）等，置入塗裝機器手1的機械臂4的内部構造中。 又，在第一實施例中，係例示與汽車車體的塗裝相關 塗裝機器手1，在第一、第二塗料槽12、1 3中分別填充 台份的塗料，但亦可填充複數台份的塗料。另外，不限 汽車車體，將塗裝機器手1適用於其他任意的被塗物 15 200906496 時，亦可填充適量的塗料於第一、第二塗料槽1 2、1 3中， 供塗裝生產線的合理地運用。 第一變化例（第6圖）： 在上述第一實施例中，與第一、第二塗料槽 12、13 相關連的槽切換閥11，於上述實施例中係使用共通的閥， 但亦可如第6圖所示，於臂體内塗料管路1 0上裝設第一、 第二的二個閥Π A、1 1 B，使用第一塗料槽1 2時，開啟第 一閥11A，使用第二塗料槽1 3時，則開啟第二閥11 B。 第二變化例（第7圖）： 關於電壓阻斷機構，在上述第一實施例中，係採用第 一快速流體接頭2 1與第一汽缸2 3的組合，但是取而代之， 如第7圖所示，亦可採用第一、第二的二個絕緣用閥5 6、 5 7，與配設於這二個閥之間的絕緣管體 5 8的組合。換色 時，開啟第一、第二的絕緣用閥5 6、5 7，以洗淨液進行洗 淨之後，供給空氣，除去附著於絕緣管體5 8内壁的水分， 之後，關閉絕緣用閥5 6、5 7，因而可進行如專利文獻4所 揭示的臂體内塗料管路1 〇與洗淨管路3 5之間的電性絕緣。 第三變化例（第8圖）： 關於電壓阻斷機構，亦可如第8圖所示，設置與絕緣 管體5 8的内壁面摩擦接觸的清除器6 0，利用致動器2 3(例 16 200906496 示係為汽缸）使此清除器6 0進行衝程，於洗淨後1¾ 於絕緣管體5 8内部的水分等，來進行臂體内塗料 與洗淨管路3 5之間的電性絕緣。當然地，亦可於# 器60除去水分之前及/或之後，供給空氣。 去附著 管路1 0 此清除
17 200906496 【圖式簡單說明】 第1圖係實施例的靜電塗裝機器手的概略圖。 第2圖係用以說明設置於塗裝機器手的臂體上的電壓 阻斷單元所包含的元件的圖。 第3圖係實施靜電塗裝的狀態的回路圖。 第4圖係用以說明構成塗料供給管路的一部分的可撓 性絕緣管的構造的剖面圖。 第5圖係伴隨換色實施洗淨的狀態的回路圖。 第6圖係表示第一變化例的相關於第3圖的回路圖。 第7圖係用以說明第二變化例中的電壓阻斷器的變化 例之對應第3圖的回路圖。 第8圖係用以說明第三變化例中的電壓阻斷器的變化 例之對應第3圖的回路圖 【主要元件符號說明】 2 :基台 4 :機械臂 4b :凹處 5a :旋轉霧化頭（旋杯） 1 :靜電塗裝機器手 3 :支柱 4a :機械臂的腕部 5 :靜電塗裝機 6 :塗裝機的内部塗料管路 8 :附電壓阻斷機構的塗料供給單元 9 :絕緣殼體 1 0 :臂體内塗料管路 Π :槽切換閥 1 1 A :第一閥 18 200906496 1 1 B :第二閥 1 2 a :可撓性袋體 1 3 a :可撓性袋體 1 5 :第一插槽 1 7 :塗料泵 1 9 :止逆閥 2 1 :第一快速流體接頭 2 3 :致動器（第一汽缸） 23b :第二壓力室 2 5 :活塞桿 3 1 :可撓性絕緣管 3 1 b :絕緣管中間層 35 :洗淨管路 3 7 :第二閥 41 :放洩閥 43 :第二快速流體接頭 45 :公接頭 47 :活塞桿 5 1 :第二洗淨用閥 5 6 :第一絕緣用閥 5 8 :絕緣管體 12 :第一塗料槽 1 3 :第二塗料槽 1 4 :塗料槽相關機構 1 6 :第二插槽 1 8 :旁通管路 20 :母接頭 22 :公接頭 23a :第一壓力室 24 :活塞 3 0 :外部高壓電產生器 3 1 a :絕緣管最内層 3 1 c :絕緣管最外層 36 :第一閥 40 :放洩回路 42:第二電壓阻斷機構 44 :母接頭 4 6 :第二汽缸 50 :洗淨用管路 52 :止逆閥 5 7 :第二絕緣用閥 60 :清除器 19