WO2016189610A1

WO2016189610A1 - 静電塗装ガンの異常接近検出方法、静電塗装方法及び静電塗装装置

Info

Publication number: WO2016189610A1
Application number: PCT/JP2015/064868
Authority: WO
Inventors: 正敏藤平; 重徳風間
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2017-11-25

Abstract

静電塗装ガン（５３）に印加する所望の印加電圧値と、静電塗装ガンに関する安全基準となる印加電圧値に対するガン距離の関係とから、初期のガン距離（Ｌ）を求める第１ステップと、静電塗装ガンと前記被塗物（１）とのガン距離を初期のガン距離に設定し、静電塗装ガンに塗料を供給しない状態で、所定の速度でガン距離を短くしながら静電塗装ガンの電圧印加回路に流れる第１電流値を測定する第２ステップと、静電塗装ガンと被塗物とのガン距離を初期のガン距離に設定し、静電塗装ガンへの塗料の供給を開始し、所定の速度でガン距離を短くしながら静電塗装ガンの電圧印加回路に流れる第２電流値を測定する第３ステップと、測定された第１電流値と測定された第２電流値とが等しくなる場合の電流値を求める第４ステップと、第４ステップで求められた電流値以下の値を異常検出閾値に設定する第５ステップと、を備える。

Description

静電塗装ガンの異常接近検出方法、静電塗装方法及び静電塗装装置

　本発明は、静電塗装ガンの異常接近検出方法、並びにこれを用いた静電塗装方法及び静電塗装装置に関するものである。

　静電塗装において、被塗物と塗装ガンとの間に形成されたコロナ放電界が絶縁破壊してスパークが発生するのを防止するものとして、静電塗装ガンの電圧印加回路に流れる実電流値又は実電流変化量を測定し、これらが所定の上限閾値に達したら、電圧の印加を中断するものが知られている（特許文献１）。

特開２０００－１１５９８８号公報

　電圧印加回路に流れる電流値は、塗装ガンに塗料を供給している状態（以下、塗装時ともいう）よりも、塗装ガンに塗料を供給していない状態（以下、非塗装時ともいう）の方が大きいといわれている。このため、上記従来技術の所定の上限閾値は、大電流が流れる可能性の高い非塗装時における実電流を基準にして定められる。しかしながら、塗装時において、高電圧印加回路に流れる電流値が、こうして定められた上限閾値に達しなければ、塗装ガンが被塗物に異常接近してもこれを検知することができないという問題がある。

　本発明が解決しようとする課題は、塗装時及び非塗装時に拘わらず塗装ガンと被塗物との異常接近を検出し、これらの間に生じるスパークを防止できる静電塗装ガンの異常接近検出方法、静電塗装方法及び静電塗装装置を提供することである。

　本発明は、非塗装時に電圧印加回路に流れる第１電流値と、塗装時に電圧印加回路に流れる第２電流値とが等しくなる場合の電流値以下の電流値を異常検出閾値に設定することによって上記課題を解決する。

　本発明によれば、静電塗装ガンが被塗物に向かって動作しながら塗装時と非塗装時が繰り返されるが、静電塗装ガンと被塗物との間にスパークが生じない電流上限値（異常検出閾値）として、非塗装時の第１電流値と塗装時の第２電流値とが等しくなる電流値以下の電流値を設定するので、塗装時及び非塗装時に拘わらず静電塗装ガンと被塗物との異常接近を検出し、これらの間に生じるスパークを防止することができる。

本発明に係る静電塗装装置を自動車ボディの塗装ブースに適用した一実施の形態を示す半正面図である。図１の静電塗装置の主たる構成を示すブロック図である。本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法の一実施の形態を示すフローチャートである。本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法の一実施の形態に用いられる、静電塗装ガンに関する安全基準となる印加電圧値に対するガン距離の関係を示すグラフである。本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法の端緒となった確認実験における塗装時の電流値及び非塗装時の電流値を示すグラフである。本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法の一実施の形態にて求められる第１電流値及び第２電流値の一例を示すグラフである。図６の実施例にて用いた機器を示す概略図である。

　以下、本発明の静電塗装ガンの異常接近検出方法と、これを用いた静電塗装装置及び静電塗装方法の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法と、これを用いた静電塗装装置及び静電塗装方法は、被塗物との間に電圧を印加してコロナ放電界を形成し、当該電界中に塗料を噴霧することで塗料粒子を帯電させ、被塗物との間にクーロン力による引力を発生させて塗料の塗着効率を高める、いわゆる静電塗装方法を適用するものであれば、静電塗装ガンの方式、塗料の種類、被塗物の種類及び塗装条件等々に何ら限定されない。以下の一実施の形態は、これら本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法と、これを用いた静電塗装装置及び静電塗装方法を、自動車ボディを塗装ブース内で塗装する場合に適用したものであり、図１は、本発明に係る静電塗装装置を自動車ボディの塗装ブースに適用した一実施の形態を示す半正面図である。

　本実施形態では、被塗物としての自動車ボディ１が、塗装台車２に搭載された状態で、塗装ブース３内をフロアコンベア４により定速度で搬送される。この間に、塗装ブース３の両サイドに設置された塗装ロボット５２は、予め教示された塗装軌跡ＰＬ（図１に点線で示す）に沿って移動し、その間に静電塗装ガン５３から自動車ボディ１の外板に向かって塗料が塗布される。そのため、本実施形態の静電塗装装置５は、静電塗装ガン５３と、この静電塗装ガン５３をハンドに装着し、予め教示された塗装軌跡にしたがって静電塗装ガン５３を移動させる塗装ロボット５２と、静電塗装ガン５３及び塗装ロボット５２を制御する制御装置５１と、を備える。

　ちなみに、塗装ブース３は、自動車ボディ１の塗装工程であれば、中塗り塗装ブース又は上塗り塗装ブースのいずれでもよく、自動車部品の塗装工程であれば、下塗り塗装ブース（プライマ塗装ブース）、中塗り塗装ブース又は上塗り塗装ブースのいずれでもよい。また、被塗物の搬送形態は、被塗物が自動車ボディ１であれば当該自動車ボディ１を搭載した塗装台車２をフロアコンベア４で牽引することが一般的であるが、被塗物が自動車部品（バンパその他の樹脂製部品など）である場合は、自動車部品の形状に応じた搭載治具をフロアコンベア又はオーバーヘッドコンベアで牽引すればよい。さらに、被塗物の搬送形態は、一定のピッチで複数の被塗物を定速度で連続的に搬送してもよいし、いわゆるバッチ搬送方式で一又は複数の被塗物を搬送し、被塗物が停止した状態で塗装してもよい。

　塗装ロボット５２は、図１に示すように塗装ブース３の両サイドに設置され、塗装ブース３の延在方向に沿って必要な台数だけ間隔をあけて設置されている。たとえば自動車ボディ１の上塗り塗装工程では、上塗りベース塗装と上塗りクリヤ塗装とがウェットオンウェットで行われるので、上塗りベース塗装用としての塗装ロボット５２と、上塗りクリヤ塗装用としての塗装ロボット５２がそれぞれ必要台数だけ設置される。またたとえば自動車ボディ１の中塗り塗装工程では、一般中塗り塗装と内板塗装とがウェットオンウェットで行われるので、一般中塗り塗装用としての塗装ロボット５２と、内板塗装用としての塗装ロボット５２がそれぞれ必要台数だけ設置される。なお、塗装ロボット５２の設置台数は特に限定されないが、その塗装ブース３、延いては塗装工程全体の生産能力（単位時間当たりの生産台数）と、塗装ロボット５２の作業能力（単位時間当たりの塗布面積）等に応じて設定され、塗装工程全体の生産能力が高いほど、また塗装ロボット５２の作業能力が低いほど相対的に多くの塗装ロボット５２が設置される。

　塗装ロボット５２は、たとえば多関節ロボットであって、ハンドに静電塗装ガン５３が装着されている。また、塗装ロボット５２は、予め設定された一又は複数の塗装軌跡ＰＬを教示操作によって記憶させるロボット制御装置５４を備え、このロボット制御装置５４は、車種検出器６により検出された塗装仕様（自動車ボディ１の車型、塗装色など）に応じた塗装軌跡ＰＬを抽出し、図示しない塗装台車２の検出器によりその自動車ボディ１が所定位置に到着したことを検出したら、抽出された塗装軌跡に沿って静電塗装ガン５３を移動させる。そして、所定の移動が終了したら原位置に移動して次の自動車ボディ１が到着するのを待機する。塗装ロボット５２は、自動車ボディ１の搬送方向に同期して移動する移動機構を備えてもよい。

　ちなみに、本発明の静電塗装ガンの異常接近検出方法と、これを用いた静電塗装装置及び静電塗装方法においては、本実施形態で示す、塗装軌跡ＰＬが自由に設定できる塗装ロボット５２以外にも、予め定められた所定の塗装軌跡ＰＬに沿って静電塗装ガン５３を移動させるレシプロ式自動機を用いることもできる。

　本実施形態の静電塗装ガン５３は、静電塗装を行う塗装ガンであれば特に限定されず、回転霧化式静電塗装ガン又はエア霧化式静電塗装ガンのいずれも用いることができる。また回転霧化式静電塗装ガンにおいては、塗料が供給されて回転するベルカップの周囲に針状のグリッド電極を設け、このグリッド電極に電圧を印加することでコロナ放電界を形成する間接印加方式の回転霧化式静電塗装ガンであってもよいし、ベルカップを含めた静電塗装ガン自体に電圧を印加することでコロナ放電界を形成する直接印加式の回転霧化式静電塗装ガンであってもよい。特に塗料として水系塗料のような導電性塗料を用いる場合は、間接印加方式の回転霧化式静電塗装ガンを用いることが多いが、直接印加方式の回転霧化式静電塗装ガンであってもボルテージブロック機構（静電塗装ガンを塗料供給系の途中で電気的に絶縁する機構）を設ければ導電性塗料を用いることができる。本実施形態では、一般的な直接印加方式の回転霧化式静電塗装ガンを用いたもので本発明を説明するものとする。

　図２は、本実施形態の直接印加方式の回転霧化式静電塗装ガン５３を示すブロック図であり、本図では機械的な構成は概略化し、主として機能的な構成を示す。本実施形態の静電塗装ガン５３は、電気絶縁性材料により形成されたガン筐体５３Ａと、当該ガン筐体５３Ａに回転自在に装着された中空シャフト（不図示）と、当該中空シャフトの先端に装着されたベルカップ５３Ｂと、中空シャフト及びベルカップ５３Ｂを回転させるエアモータ５３Ｃと、ベルカップ５３Ｂに塗料を供給する塗料供給系統５３Ｅと、ベルカップ５３Ｂに電圧を印加する電圧印加装置５３Ｍと、ベルカップ５３Ｂの周囲にシェーピングエアを供給するエア供給系統５３Ｐと、を備える。

　ベルカップ５３Ｂは、略カップ形状とされ、金属などの導電性材料から形成され、ベルカップ５３Ｂの内面の中心に、中空シャフトに挿通されたフィードチューブ５３Ｆからの塗料が供給される。そして、ベルカップ５３Ｂの中心に供給された塗料は、ベルカップ５３Ｂの回転による遠心力によりベルカップ５３Ｂの内面を外周縁に向かって薄く引き伸ばされながら拡散し、外周縁から霧状に微粒化されて放出する。エアモータ５３Ｃには、圧縮空気を生成するコンプレッサ５３Ｔからの圧縮エアが供給されるが、エアモータ５３ＣのＯＮ／ＯＦＦ及び回転速度の制御は、当該エアモータ制御装置５３Ｄにより実行される。

　塗料供給系統５３Ｅは、上述した中空シャフトに挿通されたフィードチューブ５３Ｆに塗料を圧送する定量ポンプ５３Ｇ（ギヤポンプなど）と、上塗り塗装などにおいて塗料種を切り換えるためのカラーチェンジバルブ５３Ｈが塗料配管５３Ｊに設けられた構成とされ、当該塗料配管５３Ｊの基端は、一又は複数の塗料タンク５３Ｋに接続されている。なお、カラーチェンジバルブ５３Ｈには、色替え時にフィードチューブ５３Ｆ内に残留した塗料を押し出して洗浄するためのエアと洗浄剤（有機溶剤系塗料にあっては洗浄用シンナー、水系塗料にあっては水）とを供給する配管も接続されている。なお、定量ポンプ５３Ｇによる塗料の吐出量の制御と、カラーチェンジバルブ５３Ｈの切り替え制御は、塗料供給系統制御装置５３Ｌからの制御信号により実行される。また、カラーチェンジバルブ５３Ｈによる色替え操作は、現在の自動車のディの塗装終了後であって次の自動車ボディ１が到着するまでの待機時間内において実行される。塗料供給系統制御装置５３Ｌは、車種検出器６からの車種信号を受信し、予め記憶されている塗料の吐出量や塗色の情報を定量ポンプ５３Ｇとカラーチェンジバルブ５３Ｈに出力する。また、詳細は後述するが、静電塗装ガン５３が被塗物に異常接近した場合には、スパークの発生を防止するために、フィードチューブ５３Ｆの先端などに設けられた開閉バルブ（不図示）を閉塞するとともに定量ポンプ５３Ｇによる塗料の供給を中止する。

　電圧印加装置５３Ｍは、ガン筐体５３Ａ内に収納され、少なくともベルカップ５３Ｂに所望の高電圧が印加されるように電気的に接続されている。一般に自動車ボディ１の塗装工程では、静電塗装ガン５３に－３０～－９０ＫＶの高電圧が印加されるが、特に限定はされない。電圧印加装置５３Ｍは、電圧制御装置５３Ｎにより、その印加電圧とＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、詳細は後述するが、静電塗装ガン５３が被塗物に異常接近した場合には、スパークの発生を防止するために電圧印加装置５３Ｍによる電圧印加が遮断される。

　シェーピングエアを供給するエア供給系統５３Ｐは、コンプレッサ５３Ｔに接続されたエア配管５３Ｑと、当該エア配管５３Ｑに設けられシェーピングエア圧を制御する制御バルブ５３Ｒと、制御バルブ５３Ｒの開閉を制御するエア供給系統制御装置５３Ｓとを備える。シェーピングエア圧を高くすれば、ベルカップ５３Ｂの外周縁から放出されるメガホン状の塗粒のパターン幅が小さくなり、単位面積当たりの塗着膜厚が厚くなるが、塗着効率は低下する傾向にある。逆に、シェーピングエア圧を低くすれば、ベルカップ５３Ｂの外周縁から放出されるメガホン状の塗粒のパターン幅が大きくなり、単位面積当たりの塗着膜厚が薄くなるが、塗着効率は増加する傾向にある。こうしたシェーピング圧は、塗装ロボット５２による塗装軌跡ＰＬとの関係等で定められる。

　ところで、こうした静電塗装を行う場合には、静電塗装ガン５３と被塗物である自動車ボディ１（以下、被塗物１ともいう。）との距離（以下、ガン距離Ｌともいう）が近いほど、また静電塗装ガン５３に印加する電圧が高いほど、ベルカップ５３Ｂから放出された塗粒の飛散が抑制され、塗着効率（ベルカップ５３Ｂから放出された塗料重量に対する被塗物に塗着した塗料重量の割合）が高い。しかしながら、静電塗装ガン５３と被塗物との間に形成されるコロナ放電界が絶縁破壊すると、静電塗装ガン５３と被塗物との間に瞬間的なスパークが発生し、塗装ブース３の防火の観点から好ましくない。そのため、静電塗装においては、印加電圧値に対する安全なガン距離というものが定められており、一般に、図４（静電塗装ガン５３に関する安全基準となる印加電圧値に対するガン距離の関係を示すグラフ）に示すように、絶対値でたとえば４ｋＶ／ｃｍ以下にすることが安全基準とされている。たとえば、－３０ｋＶの印加電圧を設定する場合は、ガン距離Ｌを３０／４＝７５ｍｍ以上、－６０ｋＶの印加電圧を設定する場合は、ガン距離Ｌを６０／４＝１５０ｍｍ以上、－９０ｋＶの印加電圧を設定する場合は、ガン距離Ｌを９０／４＝２２５ｍｍ以上にそれぞれ設定することが防火の観点から好ましいとされている。

　また、自動車ボディ１などのように単純でない形状の被塗物を静電塗装する場合には、塗装軌跡ＰＬの途中で塗料のＯＮ／ＯＦＦを繰り返しながら塗装することが多いが、塗料をＯＮした塗装時に比べて、塗料をＯＦＦした非塗装時の方が、電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値が大きくなり、コロナ放電界の絶縁破壊が生じる可能性が高くなるといわれている。ベルカップ５３Ｂから放出された塗粒がコロナ放電界の電気抵抗となると考えられるからである。そのため、全ての塗装軌跡ＰＬにおいて塗料をＯＦＦ（非塗装時）した状態で電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値を予め測定し、スパークが発生しない最大電流値を、静電塗装ガン５３の異常接近を検出する上限閾値に設定することが従来行われていた。

　図５は、本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法の端緒となった確認実験における塗装時の電流値及び非塗装時の電流値を示すグラフである。この確認実験では、図７に示すように、特定の静電塗装ガン５３と被塗物１とを対面させ、静電塗装ガン５３の印加電圧をたとえば－７５ｋＶに設定し、上記安全基準である４ｋＶ／ｃｍから算出される安全なガン距離Ｌを２００ｍｍに設定する。そして、このガン距離Ｌ＝２００ｍｍの位置から所定速度で静電塗装ガン５３を被塗物１に近づけていった場合に、電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値を測定したものである。図５に示す非塗装時（第１電流値）は、ベルカップ５３Ｂに塗料を供給しない非塗装時における電流値である。この非塗装時（第１電流値）では、ガン距離２００ｍｍから１５０ｍｍに近づくと電流値が７０μＡから９５μＡまで増加することから、これ以上の電流が流れるとスパークの発生が懸念されるので、この９５μＡを静電塗装ガン５３の異常接近を検出するための異常検出閾値に設定することとした。

　しかしながら、本発明者らが検証したところ、図７に示す同じ機器を用いて、定量ポンプ５３Ｇによりベルカップ５３Ｂに塗料を供給し続けながらガン距離２００ｍｍから静電塗装ガン５３を被塗物１に近づけていくと、ガン距離Ｌが６０ｍｍ前後までは、電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値も８０μＡまで徐々に増加する程度であり、コロナ放電界の絶縁破壊は生じなかったが、それより近づいたときに（ガン距離が５０～６０ｍｍ）、突如絶縁破壊が生じ、スパークが発生した。しかも、スパーク直前の電流値は、上述した異常接近を検出する異常検出閾値である９５μＡに達していない値（８０μＡ前後）であった。したがって、従来のように非塗装時における電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値の挙動だけでは、塗装時の異常接近によるスパークの発生は未然に防止できないことになる。従来言われてきた、塗料をＯＮした塗装時に比べて塗料をＯＦＦした非塗装時の方が、コロナ放電界の絶縁破壊が生じる可能性が高くなるということは、ガン距離Ｌが安全基準からさほど離れていない距離の場合は妥当するが、それ以上接近すると、塗装時においても電流値の検出だけではスパークが生じるか否かを判定できないことになる。

　そこで本発明者らは、塗装時であっても非塗装時であっても、電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値を検出するだけでコロナ放電界の絶縁破壊が生じることなく、静電塗装ガン５３の異常接近を検出し、未然にスパークの発生を防止できる方法を完成するに至った。以下、本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法の一実施の形態を説明する。図３は、本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法の一実施の形態を示すフローチャート、図６は、本発明に係る静電塗装ガンの異常接近検出方法の一実施の形態にて求められる第１電流値（非塗装時）及び第２電流値（塗装時）の一例を示すグラフである。

　静電塗装ガン５３の非塗装時に発生するコロナ放電の発生量は、静電塗装ガン５３の機種、ベルカップ５３Ｂの形状、印加電圧値等の条件で異なるため、電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値の測定は、使用する静電塗装装置５ごとの構成にて実施する。また、静電塗装ガン５３の塗装時に電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値は、上記の静電塗装装置５の機器構成の影響の他に、使用する塗料の種類、塗料の吐出量、シェーピングエアの流量等の影響を受けるため、塗装時の電流値の測定は、塗料の種類、塗料の吐出量、シェーピングエアの流量等を使用が想定される条件と合わせて実施する。図３に示すルーチンは、こうした各条件のうちの一つの条件について実行するものである。

　上記の前提条件のもと、まず所望の印加電圧を設定し、上述した安全基準である４ｋＶ／ｃｍから安全なガン距離Ｌを求める。図６に示す例では、所望の印加電圧を－６０ＫＶとした場合であり、安全基準である４ｋＶ／ｃｍから、６０／４＝１５０ｍｍを初期のガン距離Ｌに設定した。そして、図３のステップＳ１では、非塗装時の電流値の挙動を確認する。すなわち、上述した印加電圧を－６０ＫＶに設定するとともに初期のガン距離Ｌを１５０ｍｍに設定し、この状態から静電塗装ガン５３を徐々に被塗物に近づけつつ、各距離における電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値を測定する。図６に示す非塗装時（第１電流値）の曲線がその結果を示す。

　次のステップＳ２では、塗装時の電流値の挙動を確認する。すなわち、ステップＳ１と同様に、所望の印加電圧を－６０ＫＶ、初期のガン距離Ｌを１５０ｍｍとし、この状態から塗料を供給し始めて静電塗装ガン５３を徐々に被塗物に近づけつつ、ステップＳ１で測定した各位置における電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値を測定する。図６に示す塗装時（第２電流値）の曲線がその結果を示す。ここで、初期のガン距離Ｌである１５０ｍｍにおける第２電流値は、塗料を供給していない被塗装時の電流値を測定している（そのため、第１電流値＝第２電流値）。そして、定量の塗料を供給し始めるのと同時に静電塗装ガン５３を徐々に被塗物に近づける。

　図６の第１電流値及び第２電流値の曲線に示すように、第２電流値は、初期のガン距離１５０ｍｍの位置から塗料の供給が開始すると、第１電流値に比べて急激に増加する。しかしながら、静電塗装ガン５３が被塗物に近づくにつれ第２電流値の増加量は第１電流値の増加量に比べて減少し、漸増状態となる。これに対して、被塗装時の第１電流値は、初期のガン距離１５０ｍｍから増加はするものの、初期段階の増加量は第２電流値の増加量に比べて小さく、被塗物に近づくにつれて増加量が大きくなる。そして、図示する交点Ｐ（ガン距離Ｌが約１２０ｍｍ）において第１電流値と第２電流値が等しい電流値となる。ステップＳ３においては、この第１電流値と第２電流値とが等しくなる（すなわち両曲線が交わる）ときの電流値とガン距離Ｌを求める。図示する例では交点Ｐにおける電流値は５５μＡ、ガン距離Ｌは１２０ｍｍである。

　次のステップＳ４では、静電塗装ガン５３の異常接近を検出するための異常検出閾値として、上記ステップＳ３で求めた交点Ｐの電流値５５μＡ（又はこれ以下の電流値でもよい）を設定する。そして、ステップＳ５では、静電塗装ガン５３の接近速度を変えて以上のステップＳ１～Ｓ４を実施する。一般に接近速度が大きいほど電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値は大きくなるといわれているが、これをその静電塗装ガン５３にて検証する。可能性のある接近速度の全てについて異常検出閾値が設定されたら、ステップＳ６において、そのうちの最小の電流値を最終的な異常検出閾値に設定する。たとえば、図示する例において最終的な異常検出閾値が５５μＡ、そのときのガン距離Ｌが１２０ｍｍであったとすると、安全基準とされるガン距離１５０ｍｍから、この１２０ｍｍまでの間については、塗料がＯＮされている塗装時であっても、塗料がＯＦＦされている非塗装時であっても、コロナ放電界に絶縁破壊が生じない電流値となるから、異常検出閾値として５５μＡを設定する。そして、電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値を監視して、当該５５μＡ未満であれば静電塗装ガン５３の異常接近は生じていないと判断できる。逆に、電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値を監視して当該５５μＡ以上となれば、塗装時及び非塗装時において静電塗装ガン５３の異常接近の可能性があり、スパークが発生するおそれがあるので、電圧印加装置５３Ｍによる電圧印加を中止するか、塗料の供給を停止するかといった安全策を採る。

　なお、ステップＳ１～Ｓ６により異常検出閾値が決定したら、上述したように使用する塗料の種類、塗料の吐出量、シェーピングエアの流量を変更し、同様のステップＳ１～Ｓ６を実行し、これら使用する塗料の種類、塗料の吐出量、シェーピングエアの流量ごとに異常検出閾値を決定する。そして、ステップＳ７においては、決定された異常検出閾値を用いて実際に塗装ロボット５２を動作させ、異常接近が検出されるか否かを検証する。

　以上の手順により、図６に示す所望の印加電圧が－６０ｋＶ、ガン距離Ｌが１５０ｍｍの場合（特定の塗料の種類、塗料の吐出量、シェーピングエアの流量である）は、交点Ｐの電流値が５５μＡ，ガン距離Ｌが１２０ｍｍとなり、異常検出閾値を５５μＡに設定して電圧印加装置５３Ｍに流れる電流値を監視すれば、塗装時及び非塗装時に拘らず静電塗装ガン５３の異常接近を検出することができ、スパークの発生を未然に防止することができる。

　また見方を変えれば、静電塗装ガン５３と被塗物とのガン距離Ｌは、安全基準といわれている１５０ｍｍより短縮できるという意味でもある。すなわち、印加電圧を－６０ｋＶに設定し、たとえばガン距離Ｌを１３０ｍｍにしても、塗装時及び非塗装時のいずれにおいてもコロナ放電界の絶縁破壊が生じるおそれはない。そして仮に印加電圧を－６０ｋＶ、ガン距離Ｌを１３０ｍｍにした場合には、パターン幅を、ガン距離Ｌが１５０ｍｍの場合のパターン幅と同等にするためには、ガン距離Ｌが短縮された分だけシェーピングエアの流量を減少させるから、被塗物表面に生じる塗粒の剥離気流も減少する。したがって、塗料の塗着効率が向上する。

　上記電圧印加装置５３Ｍは本発明に係る電圧印加回路及び電圧印加制御手段に相当し、上記塗装ロボット５２は本発明に係る移動機構に相当し、上記ロボット制御装置５４は本発明に係る移動制御手段に相当する。

１…自動車ボディ
２…塗装台車
３…塗装ブース
４…フロアコンベア
５…静電塗装装置
　５１…制御装置
　５２…塗装ロボット
　５４…ロボット制御装置
　５３…静電塗装ガン
　　５３Ａ…ガン筐体
　　５３Ｂ…ベルカップ
　　５３Ｃ…エアモータ
　　５３Ｕ…制御バルブ
　　５３Ｄ…エアモータ制御装置
　　５３Ｅ…塗料供給系統
　　５３Ｆ…フィードチューブ
　　５３Ｇ…定量ポンプ
　　５３Ｈ…カラーチェンジバルブ
　　５３Ｊ…塗料配管
　　５３Ｋ…塗料タンク
　　５３Ｌ…塗料供給系統制御装置
　　５３Ｍ…電圧印加装置
　　５３Ｎ…電圧制御装置
　　５３Ｐ…エア供給系統
　　５３Ｑ…エア配管
　　５３Ｒ…制御バルブ
　　５３Ｓ…エア供給系統制御装置
　　５３Ｔ…コンプレッサ
６…車種検出器
Ｌ…ガン距離
ＰＬ…塗装軌跡

Claims

　静電塗装ガンと被塗物との異常接近を検出する方法において、
　前記静電塗装ガンに印加する所望の印加電圧値と、静電塗装ガンに関する安全基準となる印加電圧値に対するガン距離の関係とから、初期のガン距離を求める第１ステップと、
　前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離を前記初期のガン距離に設定し、前記静電塗装ガンに塗料を供給しない状態で、所定の速度で前記ガン距離を短くしながら前記静電塗装ガンの電圧印加回路に流れる第１電流値を測定する第２ステップと、
　前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離を前記初期のガン距離に設定し、前記静電塗装ガンへの塗料の供給を開始し、前記所定の速度で前記ガン距離を短くしながら前記静電塗装ガンの電圧印加回路に流れる第２電流値を測定する第３ステップと、
　前記測定された第１電流値と前記測定された第２電流値とが等しくなる場合の電流値を求める第４ステップと、
　前記第４ステップで求められた電流値以下の値を異常検出閾値に設定する第５ステップと、を備える静電塗装ガンの異常接近検出方法。
　前記測定された第１電流値と前記測定された第２電流値とが等しくなる場合のガン距離を求める第６ステップと、
　前記所望の印加電圧値を前記静電塗装ガンに印加する電圧値の上限値に設定し、前記第６ステップで求められたガン距離を前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離の最小値に設定する第７ステップと、を備える請求項１に記載の静電塗装ガンの異常接近検出方法。
　前記静電塗装ガンに流れる電流値が前記異常検出閾値を超えた場合に、前記静電塗装ガンへの電圧印加を停止及び／又は塗料の供給を停止する第８ステップを備える請求項１又は２に記載の静電塗装ガンの異常接近検出方法。
　前記静電塗装ガンの機種、ベルカップの形状、塗料の種類、塗料の吐出量及びシェーピングエアの流量のうち少なくとも一つの属性毎に前記異常検出閾値を設定する請求項１～３のいずれか一項に記載の静電塗装ガンの異常接近検出方法。
　前記所定の速度を複数設定し、各所定の速度について前記第４ステップで求められた電流値のうちの最小値を、前記第５ステップにおける異常検出閾値の最大値とする請求項１～４のいずれか一項に記載の静電塗装ガンの異常接近検出方法。
　静電塗装ガンに所定の電圧を印加し被塗物に塗料を塗布する静電塗装方法において、
　予め前記被塗物に塗料を塗布する前に、
　前記所定の印加電圧値と、静電塗装ガンに関する安全基準となる印加電圧値に対するガン距離の関係とから、初期のガン距離を求め、
　前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離を前記初期のガン距離に設定し、前記静電塗装ガンに塗料を供給しない状態で、所定の速度で前記ガン距離を短くしながら前記静電塗装ガンの電圧印加回路に流れる第１電流値を測定し、
　前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離を前記初期のガン距離に設定し、前記静電塗装ガンへの塗料の供給を開始し、前記所定の速度で前記ガン距離を短くしながら前記静電塗装ガンの電圧印加回路に流れる第２電流値を測定し、
　前記測定された第１電流値と前記測定された第２電流値とが等しくなる場合の電流値及びその場合のガン距離を求め、
　前記第１電流値と前記第２電流値とが等しくなる電流値以下の値を異常検出閾値に設定し、
　その後、
　前記所定の印加電圧値を前記静電塗装ガンに印加する電圧値の上限値に設定し、前記第１電流値と前記第２電流値とが等しくなる場合のガン距離を前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離の最小値に設定し、被塗物に塗料を塗布する静電塗装方法。
　前記静電塗装ガンに流れる電流値が前記異常検出閾値を超えた場合に、前記静電塗装ガンへの電圧の印加を停止及び／又は塗料の供給を停止する請求項６に記載の静電塗装方法。
　前記静電塗装ガンの機種、ベルカップの形状、塗料の種類、塗料の吐出量及びシェーピングエアの流量のうち少なくとも一つの属性毎に、前記異常検出閾値、前記静電塗装ガンに印加する電圧値の上限値及び前記前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離の最小値を設定する請求項６又は７に記載の静電塗装方法。
　前記所定の速度を複数設定し、各所定の速度について前記第１電流値と前記第２電流値とが等しくなる電流値のうちの最小値を、前記異常検出閾値の最大値とする請求項６～８のいずれか一項に記載の静電塗装方法。
　被塗物に対して塗料を塗布する静電塗装ガンと、
　前記静電塗装ガンを所定の塗装軌跡に沿って移動させる移動機構と、
　前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離が設定され、前記移動機構を制御する移動制御手段と、
　印加電圧値と異常検出閾値が設定され、前記静電塗装ガンに印加する電圧を制御する電圧印加制御手段と、を備える静電塗装装置において、
　予め前記被塗物に塗料を塗布する前に、
　前記静電塗装ガンに印加する所望の印加電圧値と、静電塗装ガンに関する安全基準となる印加電圧値に対するガン距離の関係とから、初期のガン距離を求め、
　前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離を前記初期のガン距離に設定し、前記静電塗装ガンに塗料を供給しない状態で、所定の速度で前記ガン距離を短くしながら前記静電塗装ガンの電圧印加回路に流れる第１電流値を測定し、
　前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離を前記初期のガン距離に設定し、前記静電塗装ガンへの塗料の供給を開始し、前記所定の速度で前記ガン距離を短くしながら前記静電塗装ガンの電圧印加回路に流れる第２電流値を測定し、
　前記測定された第１電流値と前記測定された第２電流値とが等しくなる場合の電流値及びその場合のガン距離を求め、
　前記第１電流値と前記第２電流値とが等しくなる電流値以下の値を、前記電圧印加制御手段の前記異常検出閾値に設定し、
　前記所望の印加電圧値を、前記電圧印加制御手段の前記印加電圧値の上限値に設定し、
　前記第１電流値と前記第２電流値とが等しくなる場合のガン距離を、前記移動制御手段の前記ガン距離の最小値に設定する静電塗装装置。
　前記電圧印加制御手段は、前記静電塗装ガンに流れる電流値が前記異常検出閾値を超えた場合に、前記静電塗装ガンへの電圧印加を停止する請求項１０に記載の静電塗装装置。
　前記静電塗装ガンに塗料を供給する塗料供給手段をさらに備え、
　前記塗料供給手段は、前記静電塗装ガンに流れる電流値が前記異常検出閾値を超えた場合に、前記静電塗装ガンへの塗料の供給を停止する請求項１０又は１１に記載の静電塗装装置。
　前記静電塗装ガンの機種、ベルカップの形状、塗料の種類、塗料の吐出量及びシェーピングエアの流量のうち少なくとも一つの属性毎に、前記異常検出閾値、前記静電塗装ガンに印加する電圧値の上限値及び前記前記静電塗装ガンと前記被塗物とのガン距離の最小値を設定する請求項１０～１２のいずれか一項に記載の静電塗装装置。
　前記所定の速度を複数設定し、各所定の速度について前記第１電流値と前記第２電流値とが等しくなる電流値のうちの最小値を、前記異常検出閾値の最大値とする請求項１０～１３のいずれか一項に記載の静電塗装装置。