JPH0411266B2 - - 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一定の角度
だけ回転させて塗装面に正対させる自動塗装装置
のチルト角制御機構に関する。

〔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
れた被塗装物の形状変化に応じて塗装機を自動車
ボデイの搬送路と平行な方向に回転をさせて一定
の角度だけチルトさせ、当該塗装機を自動車ボデ
イの塗装面に常に正対させるように成されてい
る。

そして、このチルト角を制御するために、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チルト角の現在値を検出
す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、自動車ボデイの前面、上面及び後面を
連続的に塗装する場合には、まず最初に垂直状態
にある塗装機を後方側に90°チルトさせて前面を
塗装し、次に垂直状態に戻すようにチルトさせて
上面を塗装し、最後に前方側に90°チルトさせて
後面を塗装するから、塗装機のチルト角は合計
180°となる。したがつて、この範囲内を例えば1°
刻みで精度良く制御せんとした場合には８種類の
コードパターンが必要となり、当該コードパター
ンから信号を検出する信号検出系も煩雑化して、
回転トランスデユーサ全体が大型化して非常に高
価なものとなつていた。

そこで本発明は、極めて簡単なコードパターン
によつて塗装機のチルト角を制御できる安価で且
つ小型なチルト角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
塗装機を自動的に一定の角度だけ回転させて塗装
面に正対させる自動塗装装置のチルト角制御機構
において、塗装機の回転方向と回転角度をその回
転に応動して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
装機のチルト角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
トしてチルト角の現在値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
で検出されたチルト角の現在値と、予めプログラ
ミングされた被塗装物の形状変化に応じたチルト
角の設定値とを比較して塗装機のチルト方向を判
別し、当該チルト方向に塗装機を一定の角度だけ
回転させる制御信号を出力するように成されてい
ることを特徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、パルススケールが塗装機の回
転に応動し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チルト角
の現在値が検出される。

即ち、例えば塗装機が前方側に回転してパルス
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、塗装機が後方側に回転してパルスス
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、この位相差を有する
パルス信号の出力順序によつて判別される回転方
向と、いずれか一方のパルス信号を計数して求め
られる回転角度とに基づいて、塗装機のチルト角
の現在値を検出する。

そして、この可逆カウンタで検出されたチルト
角の現在値と、予めプログラミングされた被塗装
物の形状変化に応じたチルト角の設定値とが制御
装置で比較されて塗装機のチルト方向が判別さ
れ、当該制御装置から塗装機を一定の角度だけ回
転させる制御信号が出力されて、塗装機が常に被
塗装物の塗装面に正対せられることとなる。

したがつて、パルススケールに１種類のコード
パターンを形成するだけでチルト角を精度良く制
御することができ、昇降制御機構全体を著しく簡
易小型化して安価に製作することができる。

〔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チルト角
制御機構を示すフローシート、第２図はその一部
を拡大して示す正面図、第３図はパルススケール
の拡大図、第４図ａ及びｂ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５図は制御
装置の処理手順を示すフローチヤート、第６図は
塗装機のチルト動作を示す説明図である。

図中、Ｔは被塗装物となる自動車ボデイ１がコ
ンベア２により一定の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。

昇降フレーム３は、その両端が自動車ボデイ１
の搬送路と直交する方向に振子運動せられる一対
のリンク５Ａ及び５Ｂの下端に固設した軸受６，
６に枢支される回転軸７，７に支持されて、自動
車ボデイ１の搬送路と平行な方向に沿つて前後に
回動可能な状態で水平に吊設されている。

リンク５Ａ，５Ｂの上端は、昇降フレーム３を
昇降させる昇降駆動装置８のブラケツト９，９に
対して自動車ボデイ１の搬送路と直交する方向に
回動可能に取付支持されている。

また、一方のリンク５Ａの上端側には正逆切換
回転駆動されるチルト用のエアモータ１０が配設
され、当該エアモータ１０の回転軸に固設された
原動スプロケツト１１と、昇降フレーム３を支持
する回転軸７に固設された従動スプロケツト１２
との間に駆動チエーン１３が平行掛けされて、塗
装機４の昇降フレーム３と一体的に自動車ボデイ
１の搬送路に沿つて前後方向に回転させるように
成されている。

また、他方のリンク５Ｂには、昇降フレーム３
を振子運動させる揺動装置（図示せず）のコネク
チングロツド１４が回転自在に連結されている。

次に、１５は、塗装機４の回転方向と回転角度
を計測するロータリーエンコーダであつて、例え
ば塗装機４を取り付けた昇降フレーム３の回転軸
７に固設されて塗装機４の回転に応動して正逆方
向に回転せられるパルススケール１６と、当該パ
ルススケール１６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１７Ａ，１７Ｂと、当該各光信号検出系１７
Ａ，１７Ｂ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のチル
ト角の現在値を検出する可逆カウンタ１８とから
構成されている。

なお、塗装機４の最大チルト角は180°であるか
ら、コードパターンＰは円板形のパルススケール
１６の上半分に半円状に形成されている。

また、パルススケール１６の下半分には中間に
遮光部１９ａを有する円弧状のスリツト１９が形
成されると共に、遮光部１９ａに対峙して、塗装
機４が垂直状態になつた時に可逆カウンタ１８の
０点補正を行う検出信号を出力する光信号検出系
１７Ｃが配設されている。

また、各光信号検出系１７Ａ，１７Ｂ及び１７
Ｃは、光信号が入射される所定長さの光フアイバ
２０と、当該光フアイバを通つて伝送される光信
号を電気信号に変換して出力する光センサ２１
と、当該光センサ２１から出力される信号を増幅
させる増幅器２２とから構成されている。

次に、２３は、ロータリーエンコーダ１５の計
測値に基づいて塗装機４のチルト角を調節する制
御信号を出力する制御装置であつて、可逆カウン
タ１８で検出された塗装機４のチルト角の現在値
と、予めプログラミングされた自動車ボデイ１の
形状変化に応じたチルト角の設定値とを比較して
塗装機４のチルト方向を判別し、そのチルト方向
に向かつて塗装機４を一定の角度だけ回転させる
制御信号を、エアモータ１０の回転を制御する電
空変換器２４に対して出力するように成されてい
る。

即ち、制御装置２３の入力側には、塗装機４の
チルト角の現在値を検出する可逆カウンタ１８
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２５とが接続さ
れ、一方、その出力側にはエアモータ１０の回転
方向と回転角度を制御する電空変換器２４が接続
されている。

なお、積算カウンタ２５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２６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２７が接続され、当該位置検
出センサ２７から出力された検知信号によつて積
算カウンタ２５がリセツトされると同時に、当該
積算カウンタ２５がパルス発生器２６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。

しかして、パルススケール１６の回転により、
光信号検出系１７Ａ，１７Ｂから例えば90°の位
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１６が第３図に示す矢印F₁方向に回転する
と、第４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４図ｂに示すように、
（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１８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１６の回転方向が判り、これによつて塗装機
４の回転方向が判別される。また、いずれか一方
のパルス数を計数すれば、塗装機４の回転角度が
求まり、この回転角度と前記回転方向とに基づい
て塗装機４のチルト角の現在値が検出される。

なお、可逆カウンタ１８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
り、塗装機４の現在値を検出する。

そして、このようにして可逆カウンタ１８で検
出した塗装機４のチルト角の現在値と、積算カウ
ンタ２５で検出した自動車ボデイ１の現在位置の
値が制御装置２３に入力されて、制御装置２３が
所定の演算処理を実行する。

第５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２５から入力される自
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の前端、中央又
は後端などの位置によつて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のチルト角の
設定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１８から入力さ
れる塗装機４のチルト角の現在値を一時記憶して
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の設定値と、ステツプで一時記憶した
現在値とを比較して、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、設定値よりも現在値の方が小さい場
合、即ち塗装機４のチルト角が小さすぎる場合に
は、ステツプに移行し、電空変換器２４にエア
モータ１０例えば正転駆動させる制御信号を出力
して、塗装機４をそのチルト角を大きくする方向
に回転させる。

次いで、ステツプに移行して再び設定値と現
在値とが一致したか否かを判定し、一致した場合
はステツプに移行してエアモータ１０の駆動を
停止させる停止信号を電空変換器２４に出力して
ステツプに戻る。

一方、ステツプにおいて、設定値より現在値
の方が大きい場合、即ち塗装機４のチルト角が大
きすぎる場合には、ステツプに移行して電空変
換器２４にエアモータ１０を逆転駆動させる制御
信号を出力し、塗装機４をそのチルト角を小さく
する方向に回転させる。

次いで、ステツプに移行して設定値と現在値
とが一致したか否かを判定し、一致した場合はス
テツプに移行してエアモータ１０の駆動を停止
させる停止信号を電空変換器２４に出力してステ
ツプに戻る。

したがつて、塗装機４が自動車ボデイ１の水平
な上面に正対する垂直状態となつた時（チルト
角：0°）を基準とし、第６図に示すように、自動
車ボデイ１の形状変化に応じて塗装機４のチルト
角を前面部は＋90°，ボンネツト部は＋5°，フロ
ントピラー部は＋45°，ルーフ部は0°，リアピラ
ー部は−35°，トランク部は0°，後面部は−90°の
如く予めプログラミングして制御装置２３に設定
しておけば、コンベア２で搬送される自動車ボデ
イ１の形状変化に応じて塗装機４が連続的に所定
の角度でチルトされ、当該塗装機４が自動車ボデ
イ１の塗装面に対して常に正対した状態に維持さ
れることとなる。

この際、塗装機４のチルト角の現在値は、１種
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検出される
から、パルススケール１６やその光信号検出系１
７Ａ，１７Ｂが著しく簡易小型化される。

なお、実施例においては、パルススケール１６
を、昇降フレーム３の回転軸７に直接取り付けた
場合について説明したが、本発明はこれに限るも
のではなく、要するに塗装機４の回転に応動して
正逆回転せられるように設けられていればよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によるチルト角制御
機構は、塗装機の回転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回転方
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回転角度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、塗装機のチルト角の現在値を確実に検出し
て、塗装機を被塗装物の塗装面に常に精度良く正
対させ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チルト角
制御機構を示すフローシート、第２図はその一部
を拡大して示す正面図、第３図はパルススケール
の拡大図、第４図ａ及びｂ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５図は制御
装置の処理手順を示すフローシート、第６図は塗
装機のチルト動作を示す説明図である。 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、１０……エ
アモータ、１５……ロータリーエンコーダ、１６
……パルススケール、Ｐ……コードパターン、１
７Ａ，１７Ｂ……光信号検出系、１８……可逆カ
ウンタ、２３……制御装置、２４……電空変換
器。

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一定の角度だけ回転
   させて塗装面に正対させる自動塗装装置のチルト
   角制御機構において、塗装機の回転方向と回転角
   度をその回転に応動して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
   基づいて塗装機のチルト角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
   をカウントしてチルト角の現在値を検出する可逆
   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チルト角の現在値と、予め
   プログラミングされた被塗装物の形状変化に応じ
   たチルト角の設定値とを比較して塗装機のチルト
   方向を判別し、当該チルト方向に塗装機を一定の
   角度だけ回転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チル
   ト角制御機構。 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項記載のチルト角制
   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て当該昇
   降フレームの一体的に回転せられる前記特許請求
   の範囲第１項記載のチルト角制御機構。