JPH043266B2

JPH043266B2 -

Info

Publication number: JPH043266B2
Application number: JP19739886A
Authority: JP
Priority date: 1986-08-25
Filing date: 1986-08-25
Publication date: 1992-01-22
Also published as: JPS6354970A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動塗装機によつて被塗装物に対す
る塗装を行なう場合に、自動塗装機の塗料の吐出
量を制御する塗料吐出量制御装置に関する。

（従来技術）従来、自動車製造工場における自動車車体の吹
付塗装において、外部環境の変化に伴つて塗膜の
粘度が変化するため、ノズルからの塗料吐出量が
変動して塗膜が不均一になるという問題があつ
た。

そこで、例えば特開昭56−139162号公報に開示
されているような塗料吐出量制御装置が提案され
ている。この装置では、塗料供給源から塗料を塗
装機のノズルに供給するための塗料供給通路に流
量計を介装するとともに、塗料供給源と流量計と
の間の塗料供給通路に流量制御装置を設け、この
流量制御装置を、前記流量計によつて検出された
塗料流量にもとづいてマイクロコンピユータで制
御し、ノズルからの塗料吐出量の一定化を図つて
いる。

ところで、一般に自動車車体の塗装ラインにお
いては、車体の上面と側面とに分けて、自動塗装
機によつて吹付装置を行なつているが、この場
合、第９図に示すように、所定の塗装幅ｂを確保
するために、第１０図に示すようにキヤリアに乗
せられて移動する車体の進行方向に対して横方向
（直角方向）に塗料吐出ノズルを往復させながら
塗装を行なつている。このため、塗料吐出ノズル
の車体に対する相対的な動きは第９図に示すよう
に２〜３秒を周期とする振動波形となる。そし
て、ノズルの横方向移動範囲の両端部において
は、２度吹きおよび捨て吹きを生じないように、
塗料の吐出が停止されて、ハツチングで示すよう
な塗料カツト領域が形成される。したがつて、塗
料の流れは急激に立上りかつ急激に立下る複数の
ステツプ状のパルスよりなるパルス列を形成する
ため、上記公報に開示されているような装置によ
つては、塗料吐出量の精密な制御は困難であつ
た。

また、自動車車体の塗装ラインにおいては、塗
色の異なる車体が混在しており、塗色および塗料
吐出量等の塗装条件を同一とする車体が必ずしも
連続的でなく、断続的に搬入される場合が多いた
め、同一条件の塗装サイクル間で塗膜のばらつき
が生じ易い問題もあつた。

（発明の目的）上述の事情に鑑み、本発明は、上述した自動車
車体の吹付塗装のように、自動塗装機によつて１
回の塗装サイクルにつき複数の塗料流れパルスが
生成されて塗装が行なわれ、かつ塗色の異なる被
塗装物が混流される塗装ラインにおいて塗膜の均
一化を図ることができる塗料吐出量制御装置を提
供することを目的とする。

（発明の構成）本発明による塗料吐出量制御装置は、自動塗装
機における塗料流れパルスのそれぞれにおける塗
料流量を計測し、この計測データを基本データと
比較して自動塗装機からの塗料の吐出量を補正制
御する装置であつて、上記複数の塗料流れパルス
のうちの一部の数のパルスを補正対象パルスとし
てあらかじめ設定し、上記補正対象パルスに対し
て塗料流量の補正を行なうとともに、上記補正対
象パルスのうちの最終パルスにおける補正データ
値を次回の塗装サイクルの初期値として用いるよ
うにしたことを特徴とする。

（発明の効果）本発明によれば、塗料流れパルスについて補正
を行なうものであるから、精密な吐出量制御が可
能になり、塗膜の均一化を図ることができる。ま
た塗料流れパルスのすべてについてデータ補正を
行なうのではなく、あらかじめ補正対象パルス数
を設定し、この設定された塗料流れパルスに対し
てデータ補正を行なうものであるからそれだけ制
御も容易になる。また上記補正対象パルスのうち
の最終の塗料流れパルスの補正データ値、すなわ
ち流れ状態が充分に安定した状態の補正データ値
を次回の同一条件（塗色および吐出量）の塗装サ
イクルの初期値として用いているから、塗装サイ
クル間の吐出量のばらつきを実質的になくすこと
ができる。

（実施例）以下本発明の一実施例について図面を参照して
詳細に説明するが、その説明に先立つて、本発明
の前提となる自動塗装機による自動車車体に対す
る吹付塗装方法について簡単に説明する。

第１１図は、自動塗装機を用いた自動車の車体
に対する吹付塗装方法を示す図で、この吹付塗装
は車体の上面（top）と側面（side）とに分けて
行なわれる。本図には塗料吐出状態が符号、
、で示されており、は車体の窓の位置に対
応する塗料OFF領域、およびは塗料ON領域
である。ハツチングで示す領域は塗料カツト領域
である。

第１２図は、第１１図に示す車体の上面および
側面に対して吹付塗装を行なう場合の塗料の流れ
状態を示す図で、縦軸は塗料吐出量、横軸は時間
である。車体の上面を塗装する場合には12個の塗
料流れパルスによつて、また車体の側面を塗装す
る場合には17個の塗料流れパルスによつて１回の
塗装サイクル（約60秒）が形成されることを示し
ている。本実施例の場合、車体の上面を塗装する
場合の各塗料流れパルスのパルス幅γ₁を2.71秒、
パルス周期γ₂を4.05秒に、また車体の側面を塗装
する場合の各塗料流れパルスのパルス幅γ₃を2.14
秒、パルス周期γ₂を3.64秒に選定している。

第１図は本発明による塗料吐出量制御装置の構
成を示す概略図で、１は自動塗装機本体演算処理
機、２はマイクロコンピユータである。３は塗料
供給通路２１の下流端に設けられた塗料吐出ノズ
ル、４は通路２１の途中に介装された質量流量計
である。この質量流量計は、第２図に示すよう
に、センサ部５、エレクトロニクス・ボツクス部
６、質量流量デジタルモニタ７および温度・密度
デジタルモニタ８よりなり、センサ部５で検出し
た塗料の質量流量をあらわす信号をエレクトロニ
クス・ボツクス部６で処理してマイクロコンピユ
ータ２に出力するように構成されている。質量流
量計４の上流側には、塗料の流量を制御するエア
オペレーシヨン・レギユレータ９（以下エアオペ
レギユレータと略称する）が設けられており、こ
のエアオペレギユレータ９は、マイクロコンピユ
ータ２からの出力信号を空気信号に変換する電／
空変換装置１０からの空気信号によつて作動され
る。電／空変換装置１０は、第３図に示すような
構成を有し、エア供給源から供給されるエア圧を
減圧する固定減圧弁１１と、この固定減圧弁１１
で減圧されたエア圧を用い、マイクロコンピユー
タ２から入力される８ビツトパラレルデジタル信
号に比例した空気信号を出力する電／空変換器１
２と、可変レシオリレー１３とよりなる。可変レ
シオリレー１３は、電／空変換器１２から出力さ
れた空気信号を増幅し、この増幅されたエア圧に
よつてエアオペレギユレータを作動する。

一方、塗料供給通路２１の上流端にはカラーチ
エンジバルブ群１４が配置されている。このカラ
ーチエンジバルブ群１４は、各塗色ためのカラー
チエンジバルブ１４_A〜１４_Nを有し、これらカラ
ーチエンジバルブ１４_A〜１４_Nは、レギユレータ
群１５のそれぞれ対応するレギユレータ１５_A〜
１５_Nを介してそれぞれ塗料供給配管１６_A〜１６
_Ｎに接続されている。またカラーチエンジバルブ
群１４には、レギユレータ１５_Oを介して洗浄用
シンナ供給配管１７に接続されたバルブ１４_Oと、
レギユレータ１５_Pを介してエア供給配管１８に
接続されたバルブ１４_Pが設けられている。さら
に、塗料供給通路２１には、塗料吐出ノズル３と
質量流量計４との間に塗料ON・OFFバルブ２０
が介装されている。

以上の構成において、自動塗装機本体演算処理
機１から出力された塗色および塗料吐出量をあら
わす信号は、塗料密度をあらわす信号とともにマ
イクロコンピユータ２に取込まれる。これと同時
に自動塗装機本体演算処理機１は設定された塗色
のカラーチエンジバルブを開く（このカラーチエ
ンジバルブを例えば１４_Jとする）。ここでマイク
ロコンピユータ２は、電／空変換装置１０を介し
てエアオペレギユレータ９を操作するので、塗料
供給通路２１に塗料が流れ始める。塗料は、選定
された塗料供給配管合１６_Jよりレギユレータ１
５_Jおよびカラーチエンジバルブ１４_Jを経て塗料
供給通路２１に送られ、エアオペレギユレータ
９、質量流量計４を通つて塗料吐出ノズル３から
被塗装物に向つて吐出される。質量流量計４は後
述するような一定の設定条件の下に質量流量を検
出してマイクロコンピユータ２にフイードバツク
する。このように、マイクロコンピユータ２、
電／空変換装置１０、エアオペレギユレータ９お
よび質量流量計４によつてループを形成すること
により、塗料吐出量の狂いを補正するように構成
されている。

ところで、前述した第１２図に示されているよ
うな急激にステツプ状に立上る塗料流れパルスを
質量流量計４で検出する場合、質量流量計の応答
性が問題になる。第４図は塗料の流れに対する質
量流量計４の応答性を示す図で、縦軸はＥ／E_p、
横軸は時間である。Ｅは質量流量計４の出力、E_p
はステツプ入力に対して収束した質量流量計４の
出力である。第４図を参照すれば、この質量流量
計４は、0.2〜0.3秒の遅延をもつてステツプ入力
に追従することがわかる。

第５図は上述した質量流量計の応答性を考慮し
て想定した、第１２図の塗料流れパルスに対応し
た質量流量計の出力信号パルスを示す。本発明に
おいては、この出力信号にもとづいて、第１２図
におけるすべての塗料流れパルスに対し流量補正
を行なうが、第５図についての説明は、マイクロ
コンピユータ２の動作の説明とともに後述する。

マイクロコンピユータ２が実行する処理の内容
は第６図Ａ〜Ｃに示されており、時間的に３つの
過程に分けられる。

初期過程（第６図Ａ参照）自動車の車体が所定の位置に搬入されると同時
に自動塗装機本体演算処理機１から塗色および塗
料吐出量の設定信号がマイクロコンピユータ２に
出力される。これと同時に自動塗装機本体演算処
理機１は、設定された塗色のカラーチエンジバル
ブ１４_Jを開く。マイクロコンピユータ２に取込
まれた信号は次のように処理される。

(1) 密度テーブルより、塗色に応じた密度D_sを
続出し、この密度と吐出量Q_v（体積流量）とを
乗算して質量流量に変換してホールドする。こ
の質量流量をQ_nとする（Q_n＝D_s・Q_v）。

(2) 電／空変換値記憶テーブルより、塗色および
吐出量に対応した前回の塗装サイクルの電／空
変換値Ｋを読出し、この電／空変換値Ｋを初期
値として電／空変換装置１０に出力し、塗料の
流れを開始する。この電／空変換値Ｋは正の整
数で０≦Ｋ≦255（10進数）の値を有する。

この初期過程は質量流量計４の出力信号を安定
を持つことを目的とする。

補正過程（第５図および第６図Ｂ参照）マイクロコンピユータ２は、第５図の時点ｔ１
において自動塗装機本体演算処理機１から第１番
目の塗料流れパルスについての吐出ON信号を受
けるが、直ちに補正は開示せず、吐出ON信号の
発生回数があらかじめ設定された数N_iに達した
時点ｔ２の塗料流れパルスから補正を開示する。
なお、以下に述べる説明は、第５図の上部に示さ
れた出力信号すなわち車体の上面を塗装する場合
の質量流量計４の出力信号を対象としている。第
５図ではN_i＝２である。

(1) 自動塗装機本体演算処理機１より時点ｔ１お
よびｔ２における吐出ON信号を受け：この回
数をカウントする。

(2) カウント数N_i＝２として、時点ｔ２におい
て吐出ON信号を受けると、吐出量の安定を待
つためにその時点ｔ２から、あらかじめ設定さ
れた時間γ₀秒経過する時点ｔ３まで期待する。

(3) 時点ｔ３から時点ｔ４までサンプリング周波
数ｆHz、サンプリング個数Ｓをもつて質量流量
計４の出力信号のサンプリングを行なう。

(4) サンプリングしたデータの平均値を算出し、
平均質量流量_nsを得る。

(5) この平均質量_nsを初期過程で設定した質量
流量と比較し、Ｙ＝_ns／Q_nを計算する。

(6) Ｙが許容範囲にあるか否かの判定を行なう。

(7) Ｙの値が許容範囲内にあるときには電〜空変
換値Ｋをそのまま保持し、許容範囲外にあると
きには、電／空変換値Ｋに補正を加える。電／
空変換値補正加減量をΔKとし、補正値をＴと
すれば、Ｙ＞１のときはＴ＝Ｋ−ΔKとし、Ｙ
＜１のときはＴ＝Ｋ＋ΔKとする。

(8) Ｔの値の妥当性を判定する。妥当であればす
なわち、０＜Ｔ＜255であればＫの値をＴの値
に置換える。Ｔ≧０またはＴ≦255であればＫ
の値は補正しない。

(9) Ｋの値を電／空変換装置１０に出力して、実
質的な塗料吐出量の補正を行なう。

(10) 電／空変換値テーブルのＫの値を書換える。

(11) 時点ｔ５で吐出OFF信号を受けても、自動
塗装機RUN信号がONである限り上述の処理
を次の出力信号のパルスについて続行する。

(12) 自動塗装機本体演算処理機１からの吐出
ON信号のカウント数を評価する。このカウン
ト数があらかじめ設定された回数N_e（第５図で
はN_e＝７）を超えると補正過程を終了する。
すなわち第５図において、第７番目の出力信号
の各時点ｔ６〜ｔ９までは、第２番目の出力信
号にもとづいて時点ｔ２〜ｔ５で行なつたのと
同様の処理を行なう。

(13) 電／空変換値記憶テーブルを第２〜第７番
目の塗料流れパルスに対する補正電／空変換値
により、その度ごとに書換える。

補正データ格納、補正停止過程（第５図および第６図Ｃ参照）吐出ON信号のカウント数が７を超えると、次
の処理がなされる。

(1) 第７番目の出力信号パルスにもとづいて得た
補正電／空変換値を電／空変換値記憶部に格納
する。

(2) 第８〜第12番目の塗料流れパルスは、第７番
目の塗料流れパルスに対してなされた電／空変
換値の設定で吐出量の制御を行ない、電／空変
換値テーブルは書換えない。

(3) 時点１０において塗装機RUN信号がOFFに
なつたことを検出すると、電／空変換値１０に
Ｋ＝255を出力し、エアオペレギユレータ９を
全開にする。次回のワークの塗色が今回と異な
る場合には、塗料供給通路２１内の残留塗料を
排出して、洗浄用シンナを用いた塗料供給通路
２１内の洗浄が必要となる。したがつて通路２
１内の流れの抵抗を低減するため、エアオペレ
ギユレータ９を全開にするのである。

(4) 自動塗装機本体演算処理機１から洗浄工程終
了の信号を受けると電／空変換装置１０に電／
空変換値Ｋ＝０を出力して、エアオペレギユレ
ータ９を全閉にする。次回のワークの塗色が今
回と同じ場合には、洗浄工程は省略されるが、
エアオペレギユレータ９を閉じるために、見せ
掛けの洗浄工程終了信号を受ける。

(5) １サイクルの塗装工程を終了し、次のワーク
のために待機する。

第７図および第８図は以上述べたマイクロコン
ピユータ２が実行する処理をさらに詳細に説明す
るフローチヤートである。

まず第７図のステツプS1において、補正の１
サイクル開始信号を受信したか否かを判定し、開
始信号を受信すればステツプS2〜S4で車種ｉ、
塗色ｊおよび吐出量設定番号ｋを読取る。次のス
テツプS5で、電／空変換装置１０にＫ＝０を出
力してエアオペレギユレータを全閉にする。そし
てステツプS6およびS7で、補正開始ステツプ数
N_i(i)および補正終了ステツプ数N_e(i)をそれぞれ
セツトする。次にステツプS8において、マイク
ロコンピユータ２内の密度テーブルから塗色に対
応した塗料の密度D_s(j)を読み出してセツトし、
またステツプS9で、車種、塗色および吐出量設
定番号に対応した吐出量（体積流量）Q_v（ｉ、
ｊ、ｋ）をセツトする。次のステツプS10では、
マイクロコンピユータ２内の電／空変換値記憶テ
ーブルから車種、塗色および吐出量設定番号に対
応した電／空変換装置K_s（ｉ、ｊ、ｋ）を読み出
してセツトする。次にステツプS11で体積流量Q_v
（ｉ、ｊ、ｋ）に密度D_s(j)を乗算して質量流量計
Q_nに変換する。さらにステツプS12でステツプカ
ウント変数を初期化する（ｎ＝１）。そしてステ
ツプS13において電／空変換装置１０にＫ＝K_s
（ｉ、ｊ、ｋ）を出力し、前述の初期過程を終了
する。

次に第８図に移り、ステツプS14においてｎの
評価を行ない、ｎ＜N_i(i)のときには次のステツ
プS15でｎをインクリメントしステツプS14の評
価を反復する。そしてｎ＝N_i(i)となつたときに
次のステツプS18へ進んで塗料吐出ON信号を受
信したか否かを判定する。吐出ON信号を受信し
たならば（第５図の時点ｔ２）、次のステツプ
S19でγ₀秒間待機する。そしてτ₀秒経過後にステ
ツプS20で、質量流量計４の出力によつて吐出量
のサンプリングを行ない（第５図の時点ｔ３から
ｔ４まで、サンプリング周波数ｆHz、サンプリン
グ個数Ｓ）、次のステツプS21で、このサンプリ
ング結果の平均質量流量計すなわち平均吐出量
_ｎｓを算出する。次のステツプS22で、サンプリン
グデータの評価のためにＹ＝_ns／Q_nを算出し、
次のステツプS23でこのＹが許容範囲内にあるか
否かを判定する。Ｙの値が許容範囲外のときはス
テツプS24へ進んで、電／空変換装値Ｋの補正を
行なうが、Ｙの値が許容範囲内にあれば補正を行
なわずにステツプS31へ進んでｎをインクリメン
トする。ステツプS24ではＹが１より大きいかあ
るいは１より小さいかの判定を行ない、Ｙ＞１の
ときは、ステツプS25でＫの値から補正分ΔKを
減じて電／空変換装値を補正する（Ｔ＝Ｋ−
ΔK）。またＹ＜１のときは、ステツプS26でＫの
値に補正分ΔKを加えて電／空変換装値を補正す
る（Ｔ＝Ｋ＋ΔK）。次のステツプS27は補正可否
を評価するステツプで、０＜Ｔ＜255のときはス
テツプS28でＴ＝Ｋ（補正可能）とし、Ｔ≦また
はＴ≧255のときはステツプS29でＫ＝Ｋ（補正不
可能）とする。そしてステツプS30で電／空変換
装置１０にＫを出力する。ステツプS31ではｎを
インクメントし、ステツプS32でｎの評価を行な
う。そしてｎ＜N_e(i)のときにはステツプS18へ戻
つて上述した処理を反復し、ｎ≧N_e(i)のときに
次のステツプS33へ進んで電／空変換値テーブル
を書換えるとともに最終の補正電／空変換値を格
納する。ｎ≧N_e(i)の各塗料流れパルスについて
は、このステツプS33で書換えた電／空変換値テ
ーブルによつて制御を行ない、データの補正は行
なわない。そしてステツプS34で洗浄工程信号を
受信すると、ステツプS35で電／空変換装置１０
にＫ＝255を出力してエアオペレギユレータを全
開にし、ステツプS1に戻る。

以上がマイクロコンピユータ２が実行する処理
のフローであるが、上述の説明から明らかなよう
に、本実施例においては、多数の塗料流れパルス
のうちの所定のパルスを補正対象パルスに選定し
て流量補正を行なつているから、塗膜の均一化を
図ることができる。また１回の塗装サイクルにお
ける補正対象パルスのうちの最終の塗料流れパル
スの補正データ値を、次回の塗装サイクル（塗色
および吐出量が同一の次の塗装サイクル）の初期
値として用いているので、塗装サイクル間のばら
つきがほとんどなくなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による塗料吐出量制御装置の概
略的な構成図、第２図は質量流量計の構成図、第
３図は電／空変換装置の構成図、第４図は質量流
量計のステツプ入力に対する出力応答特性を示す
グラフ、第５図は自動塗装機の作動中における質
量流量計の出力信号の波形図、第６図Ａ，Ｂおよ
びＣはマイクロコンピユータが実行する処理の内
容および各信号の流れを示す説明図、第７図およ
び第８図は処理のフローチヤート、第９図は自動
塗装機の塗料吐出ノズルの動きを説明する図、第
１０図および第１１図は自動車の車体に対する吹
付塗装方法を示す図、第１２図は自動車車体の上
面および側面を塗装する場合の塗料の流れ状態を
それぞれ示す図である。１……自動塗装機本体演算処理機、２……マイ
クロコンピユータ、３……塗料吐出ノズル、４…
…質量流量計、９……エアオペレギユレータ、１
０……電／空変換装置、１４……カラーチエンジ
バルブ群、１５……レギユレータ群、１６……塗
料供給配管群、１７……シンナ供給配管、１８…
…エア供給配管、２０……塗料ON・OFFバル
ブ。

Claims

【特許請求の範囲】１自動塗装機において、１回の塗装サイクルに
つき複数の塗料流れパルスを生じさせ、それによ
り被塗装物の塗装を行なう場合に、前記塗料流れ
パルスのそれぞれにおける塗料流量を計測し、こ
の計測データを基準値と比較し、この比較にもと
づいて前記自動塗装機からの塗料の吐出量を補正
制御する前記吐出量制御装置であつて、上記複数の塗料流れパルスのうちの一部の数の
パルスを補正対象パルスとしてあらかじめ設定
し、上記補正対象パルスに対して前記塗料流量の
補正を行なうとともに、前記補正対象パルスのう
ちの最終パルスにおける補正データ値を次回の塗
装サイクルの初期値として用いるようにしたこと
を特徴とする塗料吐出量制御装置。