JPH0411265B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、予めプログラミングされた被塗装物
の形状変化に応じて塗装機を自動的に昇降させて
塗装距離を一定に維持する自動塗装装置の昇降制
御機構に関する。

〔従来の技術〕

自動車塗装ラインでは、コンベアにより一定の
速度で搬送される自動車ボデイの前面、上面及び
後面を連続的に自動塗装するトツプマシンが設け
られている。

このトツプマシンは、自動車ボデイの搬送路に
直交して水平に配設された昇降フレームに塗装機
を取り付けた構成とされ、予めプログラミングさ
れた自動車ボデイの形状変化に応じて塗装機を自
動的に昇降させて、当該塗装機と自動車ボデイの
塗装面との間の塗装距離を常に一定に維持するよ
うに成されている。

そして、その昇降を制御するために、従来は交
番２進コードを使用した回転トランスデユーサの
信号をカウントして塗装機の昇降位置を検出し、
その検出信号に基づいて塗装機が取り付けられて
いた昇降フレームを昇降させる機構を採用してい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この従来機構によると、例えば
2.5ｍの距離を昇降する塗装機の昇降位置を１cm
刻みで精度良く制御せんとした場合には、250個
のコードが必要となり、これを２進コードで表す
と８桁も必要となるから、８種類のコードパター
ンを設けなければならない。

しかも、塗装機の昇降位置と２進コードとは１
対１に符合させる必要があるから、前記コードパ
ターンは１回転以上させることができず、したが
つて塗装機の昇降距離が長くなればなるほど膨大
な数のコードを形成しなければならないから回転
トランスデユーサ全体が著しく大型化するという
欠点があつた。

また、制御系の誤動作を防止するために、通常
のBCD（２進コード）とは異なる交番２進コード
が使用されているから、連続する数表示が１桁の
数字位置でのみ異なるようにコードパターンを形
成しなければならず、桁数が多くなればなるほど
そのパターンが煩雑になつて回転トランスデユー
ザが高価になるという欠点があつた。

そこで本発明は、極めて簡単なコードパターン
によつて塗装機の昇降制御が行える安価で且つ小
型な昇降制御機構を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は、予めプ
ログラミングされた被塗装物の形状変化に応じて
塗装機を自動的に昇降させて塗装距離を一定に維
持する自動塗装装置の昇降制御機構において、塗
装機の昇降方向と昇降距離をその昇降動作に伴つ
て正逆方向に回転せられるパルススケールでパル
ス信号化して計測するロータリーエンコーダと、
当該ロータリーエンコーダの計測値に基づいて塗
装機の昇降位置を調節する制御信号を出力する制
御装置が設けられ、前記ロータリーエンコーダ
は、前記パルススケールのコードパターンに対峙
してその回転方向に沿つて並設された一対の光信
号検出系と、当該各光信号検出系から出力された
一定の位相差を有する２相のパルス信号をカウン
トして塗装機の現在位置を検出する可逆カウンタ
とから成り、前記制御装置は、前記可逆カウンタ
で検出された塗装機の現在位置の値と、予めプロ
グラミングされた被塗装物の形状に応じた設定位
置の値とを比較して塗装機が昇降すべき方向を判
別し、当該塗装機を一定の距離だけ上昇又は下降
させる制御信号を出力するように成されているこ
とを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、パルススケールが塗装機の昇
降動作に伴つて正逆いずれかの方向に回転する
と、そのパルススケールの回転方向に沿つてコー
ドパターンと対峙して並設された一対の光信号検
出系から一定の位相差を有する２相のパルス信号
が出力され、この位相差を有する２相のパルス信
号が可逆カウンタでカウントされて塗装機の現在
位置が検出される。

即ち、例えば塗装機が上昇してパルススケール
が正転した時には前記光信号検出系から＋90°の
位相差を有する２相のパルス信号が出力され、一
方、塗装機が下降してパルススケールが逆転した
時には−90°の位相差を有する２相のパルス信号
が出力される。

次いで、可逆カウンタが、この位相差をするパ
ルス信号の出力順序によつて判別される昇降方向
と、いずれか一方のパルス信号を計数して求めら
れる昇降距離とに基づいて塗装機の現在位置を検
出する。

そして、可逆カウンタで検出された現在位置の
値と、予めプログラミングされた被塗装物の形状
に応じた設定位置の値とが制御装置で比較されて
塗装機の昇降方向が判別され、当該制御装置から
塗装機を一定の距離だけ上昇又は下降させる制御
信号が出力されて、塗装機と被塗装物の塗装面と
の間が最適な塗装距離に調節される。

したがつて、パルススケールに形成するコード
パターンは、塗装機の昇降距離の長短に拘らず極
めて簡単な１種類のパターンのみで足りるから、
昇降制御機構全体を著しく簡易小型化することが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。

第１図は本発明による自動塗装装置の昇降制御
機構を示すフローシート図、第２図はその要部を
構成するパルススケールの部分拡大図、第３図ａ
及びｂは一対の光信号検出系から出力されるパル
ス信号の波形図、第４図は制御装置の処理手順を
示すフローチヤートである。

図中、Ｔは被塗装物となる自動車ボデイ１がコ
ンベア２により一定速度で搬送される搬送路に直
交して水平に配設された昇降フレーム３に塗装機
４を取り付けたトツプマシンである。

このトツプマシンＴは、昇降フレーム３の両端
を支持する各スライダ５がスプロケツト６Ａ〜６
Ｄに巻き掛けされた駆動チエーン７に連結され、
スプロケツト６Ａがモータ８により正逆切換回転
駆動されて、昇降フレーム３に取り付けられた塗
装機４が昇降するように成されている。

次に、９は、塗装機４昇降方向と昇降距離を計
測するロータリーエンコーダであつて、例えばス
プロケツト６Ｄの回転軸１０に固設されて、塗装
機４の昇降動作に連動して正逆方向に回転せられ
るパルススケール１１と、当該パルススケール１
１のコードパターンＰに対峙してその回転方向に
沿つて並設された一対の光信号検出系１２Ａ，１
２Ｂと、当該各光信号検出系１２Ａ，１２Ｂから
出力された90°の位相差を有する２相のパルス信
号をカウントして塗装機４の現在位置を検出する
可逆カウンタ１３とから構成されている。

なお、光信号検出系１２Ａ，１２Ｂは、夫々パ
ルススケール１１の回転によつて生じた光パルス
信号が入射される所定長さの光フアイバ１４と、
当該光フアイバ１４を通つて伝送される光パルス
信号を電気パルス信号に変換して出力する光セン
サ１５と、当該光センサ１５から出力される信号
を増幅させる増幅器１６とから構成されている。

次に、１７は、ロータリーエンコーダ９の計測
値に基づいて塗装機４の昇降位置を調節する制御
信号を出力する制御装置であつて、可逆カウンタ
１３で検出された塗装機４の現在位置の値と、予
めプログラミングされた自動車ボデイ１の形状変
化に応じた設定位置の値とを比較して塗装機４が
昇降すべき方向を判別し、当該塗装機４を一定の
距離だけ上昇又は下降させる制御信号をモータ８
の回転を制御するインバータ１８に対して出力す
るように成されている。

即ち、制御装置１７の入力側には、塗装機４の
現在位置を検出する可逆カウンタ１３と、コンベ
ア２で搬送される自動車ボデイ１の現在位置を検
出する積算カウンタ１９が接続され、一方、その
出力側にはモータ８の回転方向と回転数を制御す
るインバータ１８が接続されている。

なお、積算カウンタ１９には、コンベア２の搬
送速度に同期してパルス信号を出力するパルス発
生器２０と、自動車ボデイ１の到来を検知して検
知信号を出力する光電管スイツチ又は近接センサ
等の位置検出センサ２１が接続され、当該位置検
出センサ２１から出力された検知信号によつて積
算カウンタ１９がリセツトされると同時に、当該
積算カウンタ１９がパルス発生器２０から出力さ
れるパルス信号の計数を開始して自動車ボデイ１
の現在位置の値が求められるようになつている。

また、２２は昇降フレーム３の上限位置を０と
して可逆カウンタ１３のリセツト信号を出力する
上限リミツトスイツチ、２３は下限リミツトスイ
ツチである。

しかして、パルススケール１１の回転により、
光信号検出系１２Ａ，１２Ｂから位相差を有する
２相のパルス信号CA，CBが出力される。

このパルス信号CA，CBは、例えばパルススケ
ール１１が第２図に示す矢印F₁方向に回転する
と、第３図ａに示すように、（CA_OFF、CB_OFF）
→（CA_ON、CB_OFF、）→（CA_ON、CB_ON）→
（CA_OFF、CB_ON）の順序で出力され、逆に矢印F₂
方向に回転すると、第３図ｂに示す如く、
（CA_OFF、CB_OFF、）→（CA_OFF、CB_ON）→
（CA_ON、CB_ON）→（CA_ON、CB_OFF）の順序で出
力される。

したがつて、可逆カウンタ１３でこのパルス信
号CA，CBの出力順序を判別すれば、パルススケ
ール１１の回転方向が判り、これによつて塗装機
４の昇降方向が判別される。また、いずれか一方
のパルス信号CA又はCBのパルス数を計数して塗
装機４の昇降距離が求まり、この昇降距離と前記
昇降方向に基づいて塗装機４の現在位置が検出さ
れる。

なお、可逆カウンタ１３は、例えばパルス信号
CBがオン状態の時にパルス信号CAがオフからオ
ンになるか、あるいはオンからオフになるかを判
別し、前者の場合は＋１パルスとして計数し、後
者の場合は−１パルスとして計数することによつ
て、塗装機４の現在位置の値を算出する。

そして、可逆カウンタ１３で検出した塗装機４
の現在位置の値と、積算カウンタ１９で検出した
自動車ボデイ１の現在位置の値が制御装置１７に
入力されて、当該制御装置１７が所定の演算処理
を実行する。

第４図はその処理手順を示し、まず、ステツプ
において積算カウンタ１９から入力された自動
車ボデイ１の現在位置の値を一時記憶し、次いで
ステツプでは自動車ボデイ１の位置によつて高
低変化する形状に応じて予めプログラミングされ
た塗装機４の設定位置の値を所定の記憶領域から
読み出してステツプに移行する。

ステツプでは、可逆カウンタ１３から入力さ
れた塗装機４の現在位置の値を一時記憶してステ
ツプに移行する。

次に、ステツプでは、ステツプで読み出し
た塗装機４の設定位置の値と、ステツプで一時
記憶した塗装機４の現在位置の値とを比較して、
両値が一致しているか否かを判定し、一致してい
る場合はステツプに戻り、一致していない場合
にはステツプに移行してその差値を算出する。

そして、設定位置の値よりも現在位置の値の方
が小さい場合、即ち塗装機４の現在位置が設定位
置よりも低い所にある場合には、ステツプに移
行し、インバータ１８にモータ８を正転駆動させ
る制御信号を出力して塗装機４を上昇させる。

次いで、ステツプに移行し、設定位置と現在
位置の差値が一定値以下になつたか否かを判定
し、一定値以下になつた時にはステツプに移行
してモータ８の回転を減速させる制御信号をイン
バータ１８に出力する。

そして、ステツプに移行して、設定位置の値
と現在位置の値が一致したか否かを判定し、一致
した時にはステツプに移行してインバータ１８
にモータ８の駆動を停止する制御信号を出力して
から、ステツプに戻る。

一方、ステツプにおいて、設定位置の値より
も現在位置の値の方が大きい場合、即ち塗装機４
の現在位置が設定位置よりも高い所にある場合に
は、ステツプ〓に移行し、インバータ１８に対し
てモータ８を逆転駆動させる制御信号を出力して
塗装機４を下降させる。

次いで、ステツプに移行し、設定市と現在位
置の差値が一定値以下になつたか否かを判定し、
一定値以下になつた時にはステツプに移行して
モータ８回転を減速させる制御信号をインバータ
１８に出力する。

そして、ステツプに移行して、設定位置の値
と現在位置の値が一致したか否かを判定し、一致
した時にはステツプに移行してインバータ１８
にモータ８の駆動を停止する制御信号を出力して
から、ステツプに戻る。

以上のように、コンベア２で搬送されて連続的
に変化する自動車ボデイ１の形状に応じた塗装機
４の設定位置の値を予めプログラミングして制御
装置１７に記憶させておけば、塗装機４が自動的
に一定の距離だけ上昇又は下降して、塗装機４と
自動車ボデイ１の塗装面との間が最適な塗装距離
に調節される。

この際、可逆カウンタ１３は、１種類のコード
パターンＰから出力された90°の位相差を有する
２相のパルス信号に基づいて、塗装機４の昇降方
向と昇降距離を同時に検出することができるか
ら、パルススケール１１や光信号検出系１２Ａ，
１２Ｂが著しく簡易小型化される。

なお、光信号検出系１２Ａ，１２Ｂは、光フア
イバ１４を省略して、各光センサ１５の受光素子
をパルススケール１１のコードパターンＰに直接
対峙して並設する場合であつてもよい。

また、制御装置１７に記憶保持用バツテリ電源
を設けておけば、停電の際にロータリーエンコー
ダ９から入力して記憶された計測値が滅失するこ
とを防止できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明による昇降制御機構
は、塗装機の昇降動作に伴つて回転するパルスス
ケールと、その回転によつて出力される２相のパ
ルス信号を検出する一対の光信号検出系と、当該
光信号検出系から出力された位相差を有する二つ
のパルス信号の出力順序によつて塗装機の昇降方
向を判別すると同時に、いずれか一方のパルス数
を計数して塗装機の移動距離を求める可逆カウン
タとから成る極めて簡易小型化された機構によ
り、塗装機の現在位置を精度良く確実に検出して
塗装機と被塗装物の塗装面との間を最適な塗装距
離に調節することができるという大変優れた効果
があり、当該機構の大幅なコスト低減が図られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動塗装装置の昇降制御
機構を示すフローシート図、第２図はその要部を
構成するパルススケールの部分拡大図、第３図ａ
及びｂは一対の光信号検出系から出力されるパル
ス信号の波形図、第４図は制御装置の処理手順を
示すフローチヤートである。 符号の説明、１……自動車ボデイ（被塗装物）、
３……昇降フレーム、４……塗装機、８……モー
タ、９……ロータリーエンコーダ、１１……パル
ススケール、Ｐ……コードパターン、１２Ａ，１
２Ｂ……光信号検出系、１３……可逆カウンタ、
１７……制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予めプログラミングされた被塗装物の形状変
   化に応じて塗装機を自動的に昇降させて塗装距離
   を一定に維持する自動塗装装置の昇降制御機構に
   おいて、塗装機の昇降方向と昇降距離をその昇降
   動作に伴つて正逆方向に回転せられるパルススケ
   ールでパルス信号化して計測するロータリーエン
   コーダと、当該ロータリーエンコーダの計測値に
   基づいて塗装機の昇降位置を調節する制御信号を
   出力する制御装置が設けられ、前記ロータリーエ
   ンコーダは、前記パルススケールのコードパター
   ンに対峙してその回転方向に沿つて並設された一
   対の光信号検出系と、当該各光信号検出系から出
   力された一定の位相差を有する２相のパルス信号
   をカウントして塗装機の現在位置を検出する可逆
   カウンタとから成り、前記制御装置は、前記可逆
   カウンタで検出された塗装機の現在位置の値と、
   予めプログラミングされた被塗装物の形状に応じ
   た設定位置の値とを比較して塗装機が昇降すべき
   方向を判別し、当該塗装機を一定の距離だけ上昇
   又は下降させる制御信号を出力するように成され
   ていることを特徴とする自動塗装装置の昇降制御
   機構。 ２ 前記２相のパルス信号が、90°の位相差を有
   する前記特許請求の範囲第１項記載の昇降制御機
   構。 ３ 前記塗装機が、被塗装物の搬送路に直交して
   配設された昇降フレームに取り付けられた前記特
   許請求の範囲第１項記載の昇降制御機構。