JPH032022B2 - - Google Patents

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JPH032022B2
JPH032022B2 JP1067485A JP1067485A JPH032022B2 JP H032022 B2 JPH032022 B2 JP H032022B2 JP 1067485 A JP1067485 A JP 1067485A JP 1067485 A JP1067485 A JP 1067485A JP H032022 B2 JPH032022 B2 JP H032022B2
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JP
Japan
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nozzle
paint
painted
mountain
thickness
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Application number
JP1067485A
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JPS61171573A (ja
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Akinori Kitajima
Yasuo Nakano
Yokichi Ppongo
Osamu Matsuoka
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication of JPH032022B2 publication Critical patent/JPH032022B2/ja
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば海上コンテナなどのような
コルゲート形状の面を有する箱型の被塗装物の塗
装を自動的に行なう塗装方法に関する。
背景技術 先行技術の塗装方法によつて、たとえば海上コ
ンテナの塗装を行なう場合を説明する。第11図
は、コルゲート形状の面を有する海上コンテナの
側壁1の断面図である。このような側壁1に水平
軸線2を有するノズル3から塗料を噴射すると、
その水平軸線2に垂直な谷面4には、適正な厚み
を有する塗膜が得られるけれども、傾斜面5,6
の塗膜は薄くなる。また水平軸線7を有するノズ
ル8を用いて塗料を吹き付けるときには、谷面
9、傾斜面10の塗膜の厚みは適正であつても、
傾斜面11の塗膜の厚みは薄くなる。
傾斜面5,6,11の塗膜の厚みを適正な値に
しようとして塗料の噴射量を増大すれば、谷面
4,9および傾斜面10の塗膜の厚みが厚くな
り、したがつて無駄な塗料を必要とすることにな
った。
本発明が解決すべき問題点 このような構造と形状を有する側壁1を、均一
な厚みで塗装を行なおうとすれば、人手によらざ
るを得ず、このような塗装作業環境は極めて悪
く、また品質を一定に保つことが困難になる。
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、天
井、側壁、および移動方向に関し前後の端壁を含
み、コルゲート形状の面を有する箱型の被塗装物
を、塗膜の厚みのばらつきを少なく自動的に塗装
することができる塗装方法を提供することであ
る。
問題点を解決するための手段 本発明は、山面と傾斜面と谷面を周期的に繰り
返すコルゲート形状の面を有する構造物の自動塗
装方法において、 第1の傾斜面と第1の傾斜面を間にはさむ山面
と谷面とを塗装する第1ノズルと、第1の傾斜面
とは谷面をはさんで対向する傾斜面から、1周期
Wの倍数離れた第2の傾斜面と第2の傾斜面を間
にはさむ山面と谷面とを塗装する第2ノズルとを
有し、 第1ノズルおよび第2ノズルそれぞれによつて
塗装される塗膜の厚みTcmについて、少なくとも
一方のノズルと被塗装場所との距離をrcm、被塗
装面の被塗装位置と第1または第2ノズルとを結
ぶ仮想直線が被塗装面となる角度をθrad、kを
比例定数とするとき、第1または第2ノズルから
噴射される塗料の密度は1/r2に比例し、被塗装
面に付着する塗料の密度はsinθに比例することを
利用し、塗料の付着効率や噴射塗料によつて決ま
る定数kを乗じて塗膜厚を表し、 この塗膜の厚みを計算し、最も薄い部分と最も
厚い部分の塗膜厚の比を一定値以下にできる第1
および第2ノズルの各軸線方向を決定し、 この軸線方向を保持し、第1および第2ノズル
を山の稜線の延びる方向に、予め定めた一定の速
度で移動しつつ塗装作業を行ない、 その塗料作業の終了後、第1および第2ノズル
の稜線に垂直な方向に1周期の倍数移動し、次の
塗装作業を行ない、 この動作を繰り返して壁面全体を塗装すること
を特徴とするコルゲート形状の面を有する構造物
の自動塗装方法である。
作 用 第1の傾斜面と第1の傾斜面を間にはさむ山面
と谷面とを塗装するように第1ノズルを設置し、
第1の傾斜面とは谷面をはさんで対向する傾斜面
から、1周期の倍数離れた第2の傾斜面と、第2
の傾斜面を間にはさむ山面と谷面とを塗装するよ
うに第2ノズルのノズルを設置し、第1ノズルと
第2ノズルとを山の稜線と平行な方向に等速で往
復移動させて塗装を行なう。この後、第1ノズル
と第2ノズルとを稜線と直交する方向へ1周期の
倍数だけ移動し、次の塗装を行なう。以上の動作
を繰り返すことによつて、コルゲート壁面全体を
塗り残し無く塗装できる。
さらに各ノズルの少なくとも一方と被塗装位置
のと距離をrcm、被塗装位置とこのノズルとを結
ぶ仮想直線と被塗装面とのなす角度をθrad、k
を比例定数とするとき、塗膜の厚さTcmを、 T=k・sinθ/r2 で表わし、この式を用いて上記塗装方法によつて
コルゲート形状の面を塗装した場合の塗膜の厚さ
を計算し、最も塗膜が薄い部分の厚さをT1cm、
最も厚い部分の厚さをT2cmとするときT2/T1
一定値以下になるように各ノズルを軸線方向を決
め、この方向に第1ノズルおよび第2ノズルを設
置して塗装を行なう。以上の方法により、コルゲ
ート面全体に亘つて、塗装膜厚のばらつきが少な
く塗装できる。
実施例 第1図は、本発明の塗装対象となるコルゲート
形状の被塗装面43の水平断面図であり、第2図
は被塗装面43の斜視図である。この被塗装面4
3は、山面44、傾斜面45、谷面46および傾
斜面47を1周期Wとして連続的に繰り返す構成
となつている。説明を簡略化するために、山の稜
線48は鉛直方向と一致しているものとする。第
1図を参照して、コルゲート形状の被塗装面43
を、第1ノズル33と第2ノズル34によつて塗
装する塗装動作を説明する。水平軸線49を有す
る第1ノズル33から噴射される塗料は、参照符
51,52で示される範囲内に一様に広がる。こ
のときの第1の傾斜面45、山面44および谷面
46を塗装できるように第1ノズル33が設置さ
れる。
水平軸線53を有する第2ノズル34から噴射
される塗料は、参照符55,56で示される範囲
内に広がる。このとき第2の傾斜面47b、山面
44cおよび谷面46bを塗装できるように、第
2ノズル34が設置される。第1ノズル33と第
2ノズル34とは、これらの連結する連結体32
とともに、鉛直方向すなわち紙面に直交する方向
に等速で往復移動しつつ、塗料を噴射し塗装を行
なう。
参照符32の位置での塗装を終了すると、参照
符32aで示される位置へ前期1周期Wだけ水平
移動し、第1ノズル33は参照符33aの位置
へ、第2ノズル34は参照符34aの位置へ移
り、次の塗装作業を行なう。この作業を繰り返す
ことによつて、被塗装面43の山面44,44
b,44cと谷面46,46bとは、第1ノズル
33と第2ノズル34両方のノズルで塗装され、
傾斜面45,47,45b,47bは、第1ノズ
ル33または第2ノズル34で塗装され、全面に
亘つて塗り残しなく塗装できる。
第3図は、たとえば第1ノズル33から噴射さ
れる塗装の広がりの様子を示しており、参照符5
1,52の間に塗装が一様に広がっている。第1
ノズル33から距離rだけ離れた被塗装面43上
の点Qにおいて、噴射された塗料と密度は1/r2
に比例する。被塗装面43と前記点Qと第1ノズ
ル33とのなす角度をθとすると、被塗装面33
に付着する塗料の密度はsinθに比例するので、第
1ノズル33から一定の流量で塗料が噴射される
とすると、この場所に単位時間当りに塗装できる
塗膜の厚みT0は、第1式で表わされる。
T0=K・sinθ/r2 ……(1) ここではKは定数である。
第3A図は、第3図の第1ノズル33から噴出
された塗料で塗装される被塗装面43の微少部分
の拡大図である。第3A図を参照して第1式を説
明する。塗料は矢符C方向に噴射して、被塗装面
43に付着する。この被塗装面43の微少部分を
塗装する塗料が噴出される空間領域Dの、矢符A
方向とは垂直方向の断面積をSとし、この空間領
域Dの塗料によつて塗装される被塗装面43の微
少部分の面積をS1とする。面積S1、Sには以下
の関係がある。
S1=S/sinθ すなわち塗装される面積は1/sinθに比例する
ので、被塗装面43上の塗料の密度は、sinθに比
例する。したがつて単位時間当たりに塗装できる
塗膜の厚みT0は、第1式で表わすことができる。
したがつて第1ノズル33が等速移動して塗装
すると、塗膜の厚みTは第2式で表わされる。
T=ksinθ/r2 ……(2) ここでkは定数である。
第4図は、コルゲート形状の被塗装面43の水
平断面図と第1ノズルを示している。各面の長さ
l1、l2、l3、l4は必ずしも等しくなく、傾斜面4
5,47の傾き角度δ1,δ2も必ずしも等しくなく
て良い。
第1ノズル33によつて塗装される面の塗膜厚
を計算するために、被塗装面44,45,46を
一定の間隔で細分割した塗膜厚の計算点Qを設
け、山面44の端から数えたi番目の計算点Qi
と第1ノズル33との距離をriとし、i番目の計
算点Qiが含まれる面と第1ノズル33とのなす
角度をθiとして、第2式を用いると、i番目の点
Qiの塗膜厚Tiは第3式で表わされる。
Ti=k・sinθi/ri2 ……(3) 第6図は、被塗装面の水平断面図であり、点0
は原点である。第4図および第6図を用いてri、
Qiを求める方法を説明する。いま点P1の座標を
(X1、Y1)、点P2の座標を(X2、Y2)、点P3の座
標を(X3、Y3)点P4の座標を(X4、Y4)とし、
被塗装面44または45または46または47上
の点Qiの座標を、(xi、yi)とする。
このとき、点P1,P2,P3,P4の各座標は、 X1=l4・cosδ2 Y1=l4・cosδ2 L1=l2・sinδ1−l4・sinδ2 α1=sin-1L1/l1 X2=X1+l1・cosα1 Y2=Y1+l1・sinα1 X3=X2+l2・cosδ1、Y3=0 X4=X3+l3、Y4=0 と表わされる。したがつて面43上の点Qiの座
標は下記のようになる。
点Qiが傾斜面47上にあり、線分の長さ
がaのとき、 xi=a・cosδ2 yi=a・cosδ2 点Qiが山面44上にあり、線分1の長さ
がbのとき、 xi=X1+b・cosα1 yi=X1+b・cosα1 点Qiが傾斜面45上にあり、線分2の長
さがcのとき、 xi=X2+c・cosδ1 yi=Y2−c・sinδ1 点Qiが谷面46上にあり、線分3の長さ
がdのとき、 xi=X3+d yi=0 となる。
また、直線l10は、塗装に適した距離Rだけ
山面44から離れた位置にあり、山の稜線に垂直
な方向に延びる直線である。この直線上に第1ノ
ズル33の噴射口を設置し、噴射口の座標値を
(x、y)とする。このとき、i番目の計算点Qi
が含まれる面によつて次式でθiを計算する。
山面44上の点であれば、 θi=|tan-1y−yi/x−xi−α1| 傾斜面45上の点であれば、 θi=π−δ1|−tan-1y−yi/x−xi| 谷面46上の点であれば、 θi=|tan-1y−yi/x−xi| いずれの場合も距離はri=/(−)2+(
−yi)2で計算でき、第3式の塗膜厚の計算式を用
いて被塗装面44,45,46の塗膜厚を各計算
点Qiごとに算出できる。
第5図は、第2ノズル34について、第4図と
同様に水平断面図を示したものであり、第1ノズ
ル33と同様な方法で第2ノズル34による塗膜
厚を計算できる。本塗装方法を実施した場合、第
1ノズル33と第2ノズル34の両ノズルで塗装
される山面44と谷面46については、それぞれ
のノズル33,34で塗装される膜厚を加算し、
各計算点の塗膜厚を求める。
以上の方法により、たとえば第1ノズル33を
設置する場所の座標(x、y)が与えられると、
被塗装面43の塗膜厚が計算できる。
次に上記計算方法を用いて、第1ノズル33を
設置する場所を決める方法について説明する。こ
こで上記の方法で計算した塗膜厚のうち、最も薄
い部分の膜厚をT1、最も厚い部分の膜厚をT2
し、その比をT2/T1とする。
第4図を参照して、点Aは直線l10と傾斜面
45の延長との交点であり、点Bは直接l10と
傾斜面47の延長との交点である。点Aと点Bと
の間を一定間隔で細分割し、それぞれの分割点を
第1ノズル33の設置位置とする。このとき点A
からj番目の設置位置の座標(x、y)は、y=
R+l2・sinδ1であり、点Aの座標値を(x0、y)、
分割間隔をΔxとすると、x=x0+Δx・(j−1)
であり、第1ノズル33の位置の座標が与えられ
るので、塗膜厚を計算できる。
このようにして、第1ノズル33、をj番目の
設置位置、第2ノズルをk番目の設置位置に設定
して塗装を行なつた場合の被塗装面の膜厚をjと
k、のすべての組み合わせについて計算し、それ
ぞれT2/T1を求め、この値が一定の値を超えな
いように、第1ノズル、第2ノズルの設置位置を
決める。スプレーノズルの設置位置が決まると軸
線49の向く方向は一意的に決めることができ
る。
本実施例では、山面と谷面が平行でない場合に
ついて説明したが、平行である場合もα1=0とす
ることで実施することができる。
塗膜厚を計算する第3式において、比例定数k
は、塗膜厚の絶対量を知らなくても良い場合に
は、その値を知る必要がない。塗装膜厚を絶対量
を知らなければならない場合にも、塗料の流量と
塗装速度を規定した実験により、kの値を求める
と、同じ条件のもとで塗装する場合に必要なkの
値を得ることができる。
第7図は、本発明の一実施令の斜視図であり、
第8図はその簡略化した水平断面図である。塗装
されるべき海上コンテナ20a,20b,20c
(以下総括的に参照府20で示す)は連結体21,
22,23,24によつて連結され、ウインチな
どによつて矢符25の方向に移動され、このよう
にして参照符20bで示されるコンテナが塗装ブ
ース26に搬入される。
塗装ブース26内ではコンテナ20の搬送方向
25に沿つてレール27,28が布設される。レ
ール27,28は、門型フレーム29が搬送方向
25の前後に往復移動可能であるように設けられ
る。門型フレーム29はコンテナ20を跨ぐ。門
型フレーム29は一対の脚部30,31と、それ
らを連結する連結部32とを有する。一方の脚部
30には、第1図の上下に移動可能な移動体32
が設けられる。この移動体32には第1ノズル3
3および第2ノズル34が取付けられる。移動体
32には水平に延びる長孔35が形成されてお
り、この長孔35には、ビン36が遊通係合して
いる。ピン36は、無端状チエン37に固定され
ている。このチエン37は、脚部30の上部およ
び下部に設けられたスプロケツトホイル38,3
9に巻き掛けられており、このスプロケツトホイ
ル39は、モータ40によつて回転駆動される。
脚部30の下部にはレール27に沿つて移動する
ための車輪41,42および車輪41,42を駆
動する駆動源が備えられる。
上述の説明は、一方の脚部30について主とし
て行なわれたけれども、もうひとつの脚部31に
関連しても同様な構成となつており、移動体72
が昇降自在に設けられる。この移動体72には、
第1および第2ノズル73,74が取付けられ、
側壁60が塗装される。
第9図は、本実施例の電気回路を示すブロツク
図である。門型フレーム29を走行移動するため
のモータ61は、駆動回路98によつて駆動され
る。マイクロコンピュータなどによつて実現され
る処理回路100は、目標位置設定器101を有
し、ここで設定された目標位置に対して、位置検
出器102で検出されてカウンタ103で計数さ
れた現在位置との差を減算器104で計算する。
この差に比例して、駆動回路98はモータ61を
駆動し、門型フレーム29が移動する。この制御
によつて、目標位置と現在位置の差が零になつた
時点で、門型フレーム29は停止する。塗装回数
設定器105、塗装速度設定器106および位置
決め間隔設定器107によつて設定された値は、
インタフエイス108,109,110を介して
処理回路100に入力される。
第10図は、本実施例の簡略化した平面図であ
る。塗装開始時には、ブース26内でコンテナ2
0が第10図示のように停止される。このとき、 (1) 門型フレーム29は、リミツトスイツチSX1
によつて検出されてX方向の原点にある。
(2) 門型フレーム29を移動し、門型フレーム2
9に取付けてある磁気近接スイツチ131がコ
ンテナ20の横に来て、コンテナ20の端壁8
8を検出し、この位置をXF0とし、この位置
XF0まで門型フレーム29を移動する。
(3) 門型フレーム29を側壁43,60の第1回
塗装位置X1まで移動させる。このときの移動
量は、位置XF0からの相対量として予め計算さ
れる。
(4) この位置X1で移動体72,32を速度設定
器106で設定した速度で移動させて、塗装を
行なう。
(5) その塗装終了後、門型フレーム29を予め定
めた距離だけ移動させ、位置X2で再び塗装を
行なう。
(6) 以下同様にして、位置決め間隔107で設定
した距離で等距離移動しつつ、位置決め回数1
05で設定した回数n回の塗装を終了するまで
繰返す。
(7) 側壁の塗装を終了後、リミツトスイツチSX1
によつて検出されるまで、門型フレーム29を
戻す。
このようにして、コルゲート形状の被塗装面4
3を有する海上コンテナの塗装を、自動的に行な
うことができる。
本実施例においては、コルゲート形状の面を有
する海上コンテナの塗装に関連して説明したが、
本発明の実施例においては、被塗装物は海上コン
テナに限らない。
効 果 以上のように本発明によれば、コルゲート形状
の面を、塗膜厚のばらつきが少なく自動塗装でき
るようになる。したがつて、塗装作業者数を低減
することができるとともに、製品の品質の安定化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の塗装対象となるコルゲート形
状の被塗装面43の水平断面図、第2図は被塗装
面43の斜視図、第3図は本発明の原理を説明す
る第1ノズル33に関する斜視図、第3A図は被
塗装面43の微少部分の図、第4図は本発明の原
理を説明する第1ノズル33に関する水平断面
図、第5図は本発明の原理を説明する第2ノズル
34に関する水平断面図、第6図は被塗装面34
の水平断面図、第7図は本発明の一実施例の斜視
図、第8図は第7図の簡略化した水平断面図、第
9図は本実施例の電気回路を示すブロツク図、第
10図は本実施例の簡略化した水平断面図、第1
1図は先行技術の塗装方法を説明する側壁1の水
平断面図である。 33……第1ノズル、34……第2ノズル、4
3……被塗装面、44……山面、45,47……
傾斜面、46……谷面、Qi……被塗装点、T1
…最小膜厚、T2……最大膜厚、W……周期。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 山面と傾斜面と谷面を周期的に繰り返すコル
    ゲート形状の面を有する構造物の自動塗装方法に
    おいて、 第1の傾斜面と第1の傾斜面を間にはさむ山面
    と谷面とを塗装する第1ノズルと、第1の傾斜面
    とは谷面をはさんで対向する傾斜面から、1周期
    Wの倍数離れた第2の傾斜面と第2の傾斜面を間
    にはさむ山面と谷面とを塗装する第2ノズルとを
    有し、 第1ノズルおよび第2ノズルそれぞれによつて
    塗装される塗膜の厚みTcmについて、少なくとも
    一方のノズルと被塗装場所との距離をrcm、被塗
    装面の被塗装位置と第1または第2ノズルとを結
    ぶ仮想直線が被塗装面となす角度をθrad、kを
    比例定数とするとき、第1または第2ノズルから
    噴射される塗料の密度は1/r2に比例し、被塗装
    面に付着する塗料の密度はsinθに比例することを
    利用し、塗料の付着効率や噴射塗料によつて決ま
    る定数kを乗じて塗膜厚を表し、 この塗膜の厚みを計算し、最も薄い部分と最も
    厚い部分の塗膜厚の比を一定値以下にできる第1
    および第2ノズルの各軸線方向を決定し、 この軸線方向を保持し、第1および第2ノズル
    を山の稜線の延びる方向に、予め定めた一定の速
    度で移動しつつ塗装作業を行ない、 その塗装作業の終了後、第1および第2ノズル
    を稜線に垂直な方向に1周期の倍数移動し、次の
    塗装作業を行ない、 この動作を繰り返して壁面全体を塗装すること
    を特徴とするコルゲート形状の面を有する構造物
    の自動塗装方法。
JP1067485A 1985-01-22 1985-01-22 コルゲ−ト形状の面を有する構造物の自動塗装方法 Granted JPS61171573A (ja)

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