JPH05200334A

JPH05200334A - スプレー式塗装方法およびその装置

Info

Publication number: JPH05200334A
Application number: JP4011980A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nukada; 厚額田; Teruo Sakumi; 輝雄佐久美; Takashi Arai; 孝荒井
Original assignee: NIIGATA CONVERTER KK
Current assignee: NIIGATA CONVERTER KK
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 1993-08-10

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、一つのスプレーガンから異なる
色の塗料を噴出する際の色替作業の時間短縮および自動
化が容易な塗装方法およびその方法を実施するのに適し
た装置を提供することを目的としている。【構成】塗装データに基づいて被塗物を自動的に塗装
する塗装ロボットのスプレー式塗装方法において、色替
に際し、希釈剤と圧力空気とを交互に数回づつスプレー
ガンより噴出させ、最後に希釈剤を噴出させた後に替え
ようとする色の塗料をスプレーガンより噴出させて色出
しするものである。また、そのための装置をスプレーガ
ンと、このスプレーガンと管路により連結しているマニ
ピュレータと、このマニピュレータに設けられた複数の
切換バルブと、これらの切換バルブの一つに連通する加
圧空気源と、この切換バルブを作動する作動手段と、こ
の作動手段の色替コントローラとから構成したものであ
る。さらに、色替コントローラにより制御される作動手
段と連動して搬送装置による被塗物の搬送を制御するも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スプレー式塗装方法
およびその装置に関し、特に、塗装データに基づいて被
塗物を自動的に塗装するスプレー式塗装方法およびその
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の被塗物を自動的に塗装するスプレ
ー式塗装方法にあっては、塗装ロボットがそのコントロ
ーラに記憶された被塗物の塗装データに基づいてそのア
ームを動かしながらスプレーガンから塗料を噴出して被
塗物を自動的に塗装する方法が採用されている。なお、
被塗物の塗装データを得るためには、自動塗装に先立っ
て、仕上がり面を確認しつつ塗装ロボットのアームを手
動で動かしながら被塗物を試験的に塗装する、ティーチ
ングという工程が行われる。

【０００３】ところで、このような自動的に塗装する方
法においても、１個の被塗物を多数の色に塗り分ける場
合や搬送される個々の被塗物に別々の色を塗装する場合
には、必要な数の塗装ロボットが装備できないときは、
色替が必要であるが、この色替には時間を要し、自動化
のネックとなっている。

【０００４】色替とは、スプレーガン、通路、ポンプ等
の中を洗浄し、前の塗料が混入しない状態で新しい塗料
に切替える作業であり、すなわち、図８に示される従来
の装置にあっては、塗装ロボット１のコントローラによ
り作動するアーム２に取り付けられたスプレーガン３よ
り回転台５上の被塗物４に塗料Ａをスプレーしている場
合に、塗料Ｂに色を替えるときは、まず、塗装ロボット
１を一旦停止させ、塗料Ａの入った開放タンク９’の中
にある吸入口８を管路６、ポンプ７とともに引き上げ、
塗料の希釈剤であるシンナーの入ったカン１０に入れ、
ポンプ７を作動し、スプレーガン３を開口して希釈剤を
噴出させ、吸入口８、ポンプ７、管路６等の内部を洗浄
する。

【０００５】その際、カン中に一度に所定量（５〜６リ
ットル）の希釈剤を入れると、吸入口８の投入により希
釈剤が濁り、洗浄効果が下がるので、希釈剤を少量づつ
３回程度に分けてカンに供給し、所定量をスプレーガン
から噴出させることとなる。所定量の希釈剤がスプレー
ガンより噴出したら、吸入口８を塗料Ｂのタンク９’に
入れ、色替作業は終了する。所要時間としては少なくと
も１５分程度を要し、その作業は自動化に適していない
ものであり、また、塗装色の異なる被塗物の自動連続塗
装をも困難にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な問題点を解消するためになされたもので、一つのスプ
レーガンで異なる色を塗装することのできる、色替作業
の時間短縮および自動化を達成できる塗装方法およびそ
の装置を提供すると共に、塗装色の異なる被塗物を連続
的に自動塗装することを可能にすることを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、塗装データに基づいて被塗物を自動的
に塗装する塗装ロボットのスプレー式塗装方法におい
て、色替に際し、希釈剤と圧力空気とを交互に数回づつ
スプレーガンより噴出させ、最後に希釈剤を噴出させた
後に替えようとする色の塗料をスプレーガンより噴出さ
せて管路内に残留する希釈剤を塗料と同時に排出した
後、色替後の色出しをするものであり、また、この方法
を実施するために適した装置として、スプレー式塗装装
置を、スプレーガンと、このスプレーガンと管路により
連結されているマニピュレータと、このマニピュレータ
に設けられた複数の切換バルブと、これらの切換バルブ
とそれぞれ連通する、塗料タンク、希釈剤タンクおよび
加圧空気源と、前記各切換バルブを作動する作動手段
と、被塗物の塗装データを入力することができるととも
に作動手段を制御する色替コントローラとから構成した
ものである。また、色替コントローラにより制御される
作動手段と連動して搬送装置による被塗物の搬送を制御
するものである。

【０００８】

【作用】色替に際し、洗浄の必要なマニピュレータ、管
路およびスプレーガンに希釈剤と圧力空気とを交互に数
回通してスプレーガンより噴出させるので、単に、希釈
剤のみを十数分にわたりスプレーガンより噴出させる以
上に、スプレーガン、管路、ポンプ等を効率的に洗浄す
ることができる。また、単に切換バルブの操作のみで、
洗浄のための時間を著しく短縮することができる（１分
程度）ので、塗装の自動化工程に有効である。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の方法を実施するために適し
た装置を図について説明する。なお、図中、同一符号
は、同一または相当部分を示している。

【００１０】図１において、塗装ロボット１は、コント
ローラを有する本体、アーム２およびこのアーム２の先
端に取り付けられたスプレーガン３とからなり、このス
プレーガン３に対して各塗料Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥが
それぞれのタンク９，９・・・から、管路１１、１１・
・・、各切換バルブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄお
よび１２ｅ、マニピュレータ１３、管路６を経て送られ
るものである。なお、各タンク９，９・・・には所定の
指定色の塗料Ａ〜Ｅが入れられ、内部は加圧空気によっ
て加圧されているので、指定色の各塗料は該当する切換
バルブが開かれた場合に、直ちにスプレーガン３に達す
ることになる。指定色以外の塗料、すなわち選択色の塗
料Ｆはカン１０に入っており、ポンプＰを介して切換バ
ルブ１２ｆに通じ、ポンプＰを駆動した後、切換バルブ
１２ｆを開放することによって、塗料Ｆをスプレーガン
３に送るものである。なお、シンナーＳは指定色の塗料
と同様に加圧タンク９に入れられ、管路１１により切換
バルブＶ．Ｓに通じている。

【００１１】各切換バルブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，Ｆ．ＡおよびＶ．Ｓの作動手段
はコントローラ１４によって制御される電磁弁１５ａ，
１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５Ｆ，１
５Ａおよび１５Ｓからなり、コントローラ１４の表面の
一部には、図２に示されるように、被塗物を搬送するパ
レットＰ₁〜Ｐ₁₀を表示するランプと、各パレット毎に
色（塗料）を設定するＡ〜Ｆのデジタルスィッチ、およ
び手動で色替を行うためのセレクトスイッチ２１とが設
けられている。なお、色替コントローラ１４の内部に
は、リレー、プログラムコントローラ、メモリー、入力
ユニットおよび出力ユニットなどが配設されている。

【００１２】色替コントローラ１４からの指令により電
磁弁１５ａが開くと加圧空気源１６から減圧弁１７を介
して管路１８により加圧空気（作動エアー）が切換バル
ブ１２ａを開くものである。かくして、塗料Ａがマニピ
ュレータ１３から管路６を経てスプレーガン３に達す
る。また、加圧空気源１６からは、減圧弁１７を介して
通路１８が電磁弁１５Ｇに延び、この電磁弁１５Ｇの制
御によって通路２１からスプレーガン３の作動エアーが
送られ、スプレーガン３を開放し、スプレーガン３から
塗料Ａが噴出される。さらに、加圧空気源１６からは、
減圧弁１７を介して管路１９が切換バルブＦ．Ａに延
び、洗浄用空気を送り込むことができる。

【００１３】タンク９に入れられて加圧されている希釈
剤であるシンナーＳは、切換バルブＶ．Ｓが電磁弁１５
Ｓの開放による作動エアーの作用で開放されると、直ち
にマニピュレータ１３、管路６を経てスプレーガン３に
達することができる。なお、圧力空気源１６からは減圧
弁１７を介して吹付けエアー用の管路２０がスプレーガ
ン３に直接延びている。

【００１４】今、スプレーガン３から噴出されている塗
料Ａを塗料Ｂに色替する場合には、色替コントローラ１
４の指示に従い、電磁弁１５ａを閉じて切換バルブ１２
ａを閉じ、次いでシンナーＳ用の切換バルブＶ．Ｓが所
定時間開放されるように電磁弁１５Ｓがコントローラ１
４のタイマによって制御される。切換バルブＶ．Ｓが閉
じると同時に、切換バルブＦ．Ａが所定時間開放される
ように電磁弁１５Ｆが色替コントローラ１４によって制
御される。そして、この切換バルブＶ．Ｓと切換バルブ
Ｆ．Ａとの交互の作動は数回繰返される。すなわち、ス
プレーガン３からは、シンナーＳと洗浄用空気とが交互
に噴出されることとなる。

【００１５】最後に、切換バルブＶ．Ｓが所定時間開放
された後に、電磁弁１５Ｓが閉じ、切換バルブＶ．Ｓが
閉じられた後に、塗料Ｂに通じる切換バルブ１２ｂが、
色替コントローラ１４の指令によって電磁弁１５ｂが開
けられることによって開放され、新しい塗料Ｂの色出し
が一定時間行われる。なお、この色出しはマニピュレー
タ１３、管路６およびスプレーガン３に残っているシン
ナーＳを完全に追い出すために行うものである。

【００１６】この発明の方法を図３の工程図について説
明すると、色替コントローラ１４からの色替スタートの
指令により、先ず、スプレーガンより現在噴出中の塗料
Ａを止めるために、電磁弁１５ａと電磁弁１５Ｇとが閉
じて切換バルブ１２ａとスプレーガンとを閉じ、次いで
シンナーＳ用の切換バルブＶ．Ｓとスプレーガンとが開
けられ、この状態がコントローラ１４の回路中にセット
されたタイマーにより８秒間続く。すなわち、８秒間シ
ンナーＳがスプレーガンから噴出する。そして切換バル
ブＶ．Ｓが閉じられ、代わりに切換バルブＦ．Ａが開け
られ、スプレーガンからは洗浄用空気が噴出され、この
状態が色替コントローラ１４の回路中にセットされたタ
イマーにより５秒間続けられる。すなわち５秒間洗浄用
空気がスプレーガンから噴出する。

【００１７】切換バルブＦ．Ａが閉じると、シンナーＳ
用の切換バルブＶ．Ｓが開けられ、再び、８秒間スプレ
ーガンからシンナーＳが噴出する。また、切換バルブ
Ｖ．Ｓが閉じると、洗浄用空気の切換バルブＦ．Ａが開
けられ、５秒間スプレーガンから洗浄用空気が噴出され
る。さらに、切換バルブＦ．Ａを閉じ、切換バルブＶ．
Ｓを開けて８秒間スプレーガンからシンナーＳを噴出す
る。

【００１８】続いて、切換バルブＶ．Ｓを閉じて、新し
い塗料Ｂの色出しのために、電磁弁１５ｂを作動して、
切換バルブ１２ｂを開放し、２４秒間スプレーガンから
塗料Ｂを噴出する。これは管路６およびスプレーガン３
内に残っているシンナーを追い出すためである。以上の
時間を総計すると５８秒間であり、従来に比して極めて
迅速に色替を終了することができる。また、所定時間を
経過すると、色替が終了したと判断し、色替終了の信号
が出力されるものである。なお、以上の各時間は、標準
的な塗料の色替の時間であり、シンナーによる洗浄と空
気による洗浄の回数および時間は塗料の状態により変更
するものである。

【００１９】なお、この例では、切換バルブを作動エア
ーで作動しているが、他の作動手段、例えば直接電気的
に制御することもでき、また、指定色の塗料タンクを全
て密閉して加圧することなく、ポンプにより塗料を吸い
上げて圧送するようにしてもよい。

【００２０】色替終了信号が出力されると、塗装ロボッ
ト１は、事前にティーチングされた塗装データに基づ
き、対向する被塗物Ｗの塗布面への塗装を開始する。そ
の塗布面への塗装が終了すると、被塗物Ｗはその塗布面
を切換え、別の塗布面を塗装するために９０°回転され
る。図４に示されるように、この塗布面の切換装置２３
は、被塗物Ｗの載置パレット２４、この載置パレット２
４を回動自在に支持するパレット受台２５、回動手段２
６、載置パレット２４とパレット受台２５とを一体に連
結する固定手段２７とからなっている。

【００２１】パレット受台２５は，その内側と外側に設
けたローラ２９，２９と、中央に設けられたベアリング
２８によって、載置パレット２４を回動自在に支持し、
回動手段２６は、その出力軸の上端に２股状のフィンガ
ー部３１を有するロータリー・トルク・アクチュエータ
３０と載置パレット２４の回動角度を検出するためのエ
ンコーダ３２とからなっている。すなわち、載置パレッ
ト２４は、ロータリー・トルク・アクチュエータ３０の
フィンガー部３１にそのセンター・ボス部３２が係合し
た後、ロータリー・トルク・アクチュエータ３０の回転
力によって、エンコーダ３２の検出下で所定の角度だけ
回動するとトルクアクチュエータ３０の回転力がロック
されて、載置パレット２４を所定の角度に保持する。

【００２２】固定手段２７は、載置パレット２４の裏面
に設けられた１個の位置決め穴３３と、パレット受台２
５の穴３９に保持された、スプリング３４によって弾性
的に突出するロックピン３５と、このロックピン３５と
シリンダ・ロッド３８の先端のフィンガー３６で係合す
るロックピン３５の引抜用油圧シリンダ３７からなって
いる。ロックピン３５は、全てのパレット受台２５の穴
３９に保持され、載置パレット２４を固定する。そし
て、送り手段４６または４８により載置パレット２４が
塗装ロボット１の正面Ｐ₁の位置に移動を完了すると、
塗装ロボット１は対向する被塗物の正面の塗装を行い、
その面の塗装を終了すると、引抜用油圧シリンダ３７を
作動させる信号を出力して、ロックピン３５を載置パレ
ット２４から抜いた状態に保持する。ロックピン引抜
後、トルクアクチュエータ３０の回転力により載置パレ
ット２４が９０°回転したことをエンコーダ３２が検知
すると、塗装ロボット１は、再び塗装を開始する。ま
た、回動手段２６と固定手段２７の引抜用油圧シリンダ
３７とは、いずれも塗装ロボット１と対向する位置のパ
レット受台下部の環状のベース・フレーム４０に固着さ
れている。

【００２３】一定間隔づつのパレット受台２５の搬送装
置５０は、図５、図６および図７に示されている。すな
わち、パレット受台２５はその裏面の外側と内側とにロ
ーラ４３，４３を有し、ベース・フレーム４０の受部４
１，４２上を移動可能に支持されている。さらに、その
裏面の内側には、１０個のパレット受台と対応して３６
°毎の間隔を置いて下方に垂下する１０本の割出ピン４
４を設けた、環状の駆動リング４５が固着されている。

【００２４】環状のベース・フレーム４０の塗装ロボッ
ト１が対向する位置と平行の両側位置には、反時計方向
一定距離送り手段４６と時計方向送り手段４８とが設け
られている。これらの送り手段４６および４８は、押出
シリンダ装置４７とスライドプレート装置５１とからな
っており、塗装ロボット１の中心軸に対して左右対象に
配置、構成されている。押出シリンダ装置４７のシリン
ダ・ロッド４９の先端には、ベース・フレームに固着さ
れた直線状のガイドレール５２を滑動するスライダー５
３が固着され、このスライダー５３上には、スペーサ５
４を介して送りプレート５５が軸５６に枢動可能に装着
されていると共に、リミットスイッチ（図示しない）が
設置されている。この送りプレート５５はスプリング５
７により図６の実線位置に付勢されており、この姿勢で
割出ピン４４と係合し、したがって、押出シリンダ装置
４７のシリンダ・ロッド４９が前進する時には、スライ
ダー５３の送りプレート５５によって割出ピン４４を押
し、この割出ピン４４を固着している駆動リング４５を
駆動するものである。

【００２５】今、仮に反時計方向送り手段４６のシリン
ダ・ロッド４９が前進して割出ピン４４を反時計方向に
押すと、時計方向送り手段４８のシリンダ・ロッド４９
が後退して割出ピン４４を受止め、スライダー５３に設
置されたリミット・スイッチ（図示しない）によって位
置を検出し、所定位置で駆動リング４５を停止させる。
かくして、駆動リング４５の１ピッチ送りが完了する。
また、パレット受台２５と載置パレット２４とは、ロッ
クピン３５によって固定されている。なお、搬送装置に
回転方向の異なる送り手段４６および４８とを設けたの
は、被塗物の順序を飛ばして２度塗りする場合など、搬
送装置を逆回りさせた方が短時間に被塗物を塗装ロボッ
トの正面位置に配置可能なケースがあることによる。

【００２６】押出シリンダ装置４７のシリンダ・ロッド
４９が後退する時には、次のパレット受台２５と対応し
ている割出ピン４４と送りプレート５５とが干渉するの
で、送りプレート５５には、割出ピン４４と当接する前
面から後方にかけて傾斜する傾斜面５８が形成されてお
り、この傾斜面５８に次の割出ピン４４が係合すると、
送りプレート５５はスプリング５７の付勢力に抗して、
外方に軸５６を中心として偏向され（図６の点線位
置）、シリンダ・ロッド４９の後退を可能ならしめてい
る。

【００２７】今、被塗物Ｗの塗装ロボット１と対向する
塗布面および／または上面の塗装が終了すると、ロータ
リー・トルク・アクチュエータ３０に圧油を供給する電
磁弁（図示しない）がオンされ、載置パレット２４が回
動する。載置パレット２４が９０°回転すると、前記ロ
ータリー・トルク・アクチュエータ３０の回転力がロッ
クされ、載置パレット２４が固定されるとともに、エン
コーダ３２により角度が検出されて、その信号が塗装ロ
ボット１のコントローラに送られ、塗装ロボット１は再
び塗装を開始する。この作業は、順次、１８０°、２７
０°の位置で繰り返えされる。

【００２８】今、２７０°の位置で被塗物Ｗに対する塗
装が終了すると、塗装ロボット１が停止すると同時に、
塗装ロボット１のコントローラから色替装置のコントロ
ーラにその信号が伝達され、次の載置パレット上の被塗
物に対する塗料が準備されるとともに、反時計方向一定
距離送り手段４６の各シリンダ装置４７の電磁弁がオン
され、圧油が供給されて、シリンダ・ロッド４９が前進
する。かくして、載置パレット２４とパレット受台２５
とが１ピッチ送られ、次の載置パレット２４のセンター
ボス３２がロータリー・トルク・アクチュエータ３０の
フィンガー部３１に入り、同様に、ロックピン３５が引
抜用シリンダ３７のシリンダ・ロッド３８の先端のフィ
ンガー３６に係合する。この送り手段４６による作業の
完了は送り手段４８のスライダー５３の位置をりリミッ
ト・スイッチ（図示しない）で検知し、その信号を受け
て完了する。

【００２９】なお、図示の例は、１０個の被塗物を順次
送る環状の搬送装置について説明したが、搬送装置を直
線状としてより多数の被塗物に連続的に塗装することも
可能であり、また、この環状の搬送装置の１箇所に被塗
物の供給装置を設け、他の箇所に被塗物の排出装置を付
設して、連続的に塗装することも可能である。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、色替に際し、希釈剤
と圧力空気とを交互に数回づつスプレーガンより噴出さ
せることによって、マニピュレータ、管路およびスプレ
ーガンの洗浄を短時間に完全に行うことができ、色替を
容易に自動化できるものである。また、スプレー式塗装
装置を、スプレーガンと、このスプレーガンと管路によ
り連結されているマニピュレータと、このマニピュレー
タに設けられた複数の切換バルブと、これらの切換バル
ブとそれぞれ連通する、塗料タンク、希釈剤タンクおよ
び加圧空気源と、前記各切換バルブを作動する作動手段
と、被塗物の塗装データを入力することができるととも
に、これらの作動手段に信号を出力することのできるコ
ントローラから構成したので、色替に際し、前記希釈剤
と圧力空気とを交互に数回づつスプレーガンより噴出さ
せることを自動的に実施することができるものである。
また、色替コントローラにより制御される作動手段と搬
送装置とを連動させることにより、塗装色の異なる複数
の被塗物を連続して自動塗装することが可能となるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を実施するために適した塗装ロ
ボットのスプレー式塗装装置の概略説明図である。

【図２】この発明の装置のコントローラの一部の表面を
示す平面図である。

【図３】この発明の色替方法の工程図である。

【図４】この発明の搬送装置における被塗物の塗布面を
回転させる切換装置の断面図である。

【図５】この発明の搬送装置の概略平面図である。

【図６】この発明の搬送装置の要部の拡大平面図であ
る。

【図７】図６に示された装置の断面図である。

【図８】従来の塗装ロボットのスプレー式塗装装置の色
替を説明する概略側面図である。

【符号の説明】

１塗装ロボット２アーム３スプレーガン４被塗物５回転台６管路７ポンプ８吸入口９タンク９’，９’ 開放タンク１０カン１１管路１２切換バルブ１３マニピュレータ１５電磁弁（作動手段）１６圧力空気源１７減圧弁１８，１９，２０，２１管路２２セレクトスイッチ２３切換装置２４載置パレット２５パレット受台２６回動手段２７固定手段４０ベース・フレーム４４割出ピン４６反時計方向一定距離送り手段４８時計方向一定距離送り手段５０搬送装置５１スライドプレート装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗装データに基づいて被塗物を自動的に
塗装する塗装ロボットのスプレー式塗装方法において、
色替に際し、希釈剤と圧力空気とを交互に数回づつスプ
レーガンより噴出させ、最後に希釈剤を噴出させた後に
替えようとする色の塗料をスプレーガンより噴出させて
管路内に残留する希釈剤を塗料と同時に排出した後、色
替後の色出しをすることを特徴とするスプレー式塗装方
法。
【請求項２】塗装ロボットのスプレーガンと、このス
プレーガンと管路により連結されているマニピュレータ
と、このマニピュレータに設けられた複数の切換バルブ
と、これらの切換バルブとそれぞれ連通する、塗料タン
ク、希釈剤タンクおよび加圧空気源と、前記各切換バル
ブを作動する作動手段と、被塗物の塗装データを入力す
ることができるとともに前記作動手段を制御する色替コ
ントローラとからなり、この色替コントローラの制御に
より、色替に際し、希釈剤と圧力空気とを交互に数回づ
つスプレーガンより噴出させ、最後に希釈剤を噴出させ
た後に替えようとする色の塗料をスプレーガンより噴出
させて色出しすることができることを特徴とするスプレ
ー式塗装装置。
【請求項３】前記色替コントローラにより制御される
前記作動手段と連動して搬送装置による被塗物の搬送を
制御することを特徴とする請求項２記載のスプレー式塗
装装置。