JPH06226156A - 自動塗装装置 - Google Patents

自動塗装装置

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JPH06226156A
JPH06226156A JP2001493A JP2001493A JPH06226156A JP H06226156 A JPH06226156 A JP H06226156A JP 2001493 A JP2001493 A JP 2001493A JP 2001493 A JP2001493 A JP 2001493A JP H06226156 A JPH06226156 A JP H06226156A
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俊和 宮嶋
Minoru Saito
実 斎藤
Shin Terauchi
伸 寺内
Kazuhiko Arai
一彦 新井
Takezo Miyamoto
武三 宮本
Kiyokazu Itou
精計 伊藤
Shigeru Yoshida
茂 吉田
Hideki Ikeda
秀機 池田
Seiichiro Takizawa
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Masaru Okubo
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/12—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus
    • B05B12/124—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus responsive to distance between spray apparatus and target

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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動的に、かつ高品質の塗装を行うことがで
きるようにする。 【構成】 塗料吹付ノズル１を上下左右に自動的に移動
させると共に、距離センサ８からの情報に基づきノズル
１を塗装面からほぼ一定の距離に維持する。ノズル１の
転向点においてノズルガン１ａを回転させ、また塗装吹
付けの電磁弁１０をＯＮ−ＯＦＦする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動塗装装置に関し、
最適な塗装仕上げを行うことができるようにした自動塗
装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の塗装作業は、はけ、ローラ、吹付
ガンなどの工具や機器を用いて、人手作業で行われてい
る。
【０００３】しかし従来技術による場合は、次の問題点
があった。
【０００４】（１） 塗装品質は塗装職人の技量に左右
される。
【０００５】（２） 塗装作業は高所での足場作業とな
る場合が多く、作業スペースも狭いため作業能率及び安
全性が低い。
【０００６】（３） 塗装のミストが飛散する汚れ作業
であるため作業環境が悪い。
【０００７】（４） 大面積の塗装作業には熟練工を多
数確保しなければならず、熟練工の不足しいてる状況で
は施工時間が長くなる。
【０００８】そこで、近年、人間に代りに吹付ノズルを
自動的に移動させる装置が開発され、この装置によれば
吹付ノズルは左右方向駆動用モータ及び上下方向駆動用
モータにより左右方向及び上下方向に移動されて塗料の
吹付け作業を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記の自動塗装装置に
よれば、人手作業による場合の前記不都合の多くは解消
されるが、塗りムラのない均一な膜厚を得るという塗装
品質の面で必ずしも十分なものでなく、また被塗装面に
凹凸がある場合は実施できない場合があった。
【００１０】したがって、本発明の目的は、塗装材料の
供給から、ノズルの移動、塗料吹付けまで、一連の作業
を自動的に行うことができ、塗装品質の面でも塗りムラ
のない均一な膜厚が得られ、また被塗装面に凹凸があっ
ても品質の良い自動塗装を行うことのできる自動塗装装
置を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このため本発明によれ
ば、塗料吹付ノズルを左右方向に駆動する駆動手段及び
上下方向に駆動する駆動手段を設けると共に、該駆動手
段を制御する制御手段を設け、塗料吹付ノズルの左右移
動及び上下移動を自動的に行うようにした自動塗装装置
において、塗料吹付ノズルを前後方向に駆動する駆動手
段及び塗料吹付ノズルから被塗装面までの距離を計測す
るセンサを設け、センサの計測情報に基づき前記駆動手
段を制御して、塗料吹付ノズルから被塗装面までの距離
を所定距離に維持するようにする。
【００１２】また、吹付ノズル先端のガンの左右、上下
の首振り回転を行う駆動手段及び塗料の吹付のＯＮ−Ｏ
ＦＦを切換える電磁弁を設けると共に、該駆動手段及び
該電磁弁を制御する制御手段を設け、塗料吹付ノズルの
転向点付近で電磁弁のＯＮ−ＯＦＦを行うと共に、塗料
吹付ノズル先端のガンの首振り回転を行い塗料吹付ノズ
ルの吹付角度を変えるようにする。
【００１３】
【作用】所定の塗装品質の確保できる最適な塗料粘度、
塗料供給圧力でもって材料が吹付ノズルまで供給され
る。吹付ノズルは所定の等速度でもって水平移動し、転
向点において所定のピッチだけ下方移動して塗料の吹付
を行う。塗装面までの距離は距離センサにより計測さ
れ、その情報に基づき塗装面からの吹付ノズルの距離が
ほぼ一定になるように、吹付ノズルの前後方向を制御
し、凹凸のある塗装面の自動塗装を行う。
【００１４】また、吹付ノズル先端のガンの首振り回転
機構及び電磁弁の動作タイミングとして、吹付ノズルの
水平方向移動が等速運動に達する前に、ガンが塗装面に
対して例えば左に４０度回転した位置で電磁弁をＯＮす
ることにより、塗装開始時に塗装品質を最適に仕上げる
ことができる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【００１６】図１ないし図３において、全体を１で示す
吹付ノズルは、左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方
向）及び前後方向（Ｚ方向）の３方向（３軸）に駆動さ
れ、また、吹付ノズル先端のガン１ａは左右、上下に首
振り（２軸）回転されるものであるる吹付ノズル１のＸ
方向移動は、吹付ノズル１を設けた位置決めテーブル２
を水平軸プレート３に沿ってＸ軸サーボモータ４により
駆動することにより行われる。
【００１７】また、吹付ノズル１のＹ方向移動は、水平
軸プレート３を装置のフレームを構成する左右両側に立
設され柱５に沿ってＹ軸サーボモータ６により駆動する
ことにより行われる。水平軸プレート３が上方向及び下
方向に駆動される時、上方向と下方向との駆動力の均一
化を図るために、水平軸プレート３にバランサー用シリ
ンダ７が連結されている。水平軸プレート３の左右端及
び柱５の上下端にはセンサ（図示せず）が設けられてお
り、吹付ノズル１の左右端及び上下端での移動方向転向
制御を行う。
【００１８】また、吹付ノズル１のＺ方向移動は吹付ノ
ズル１を位置決めテーブル２に沿ってＺ軸サーボモータ
（図示せず）により駆動することにより行われる。その
際、塗装面と吹付ノズル１までの距離を計測するセン
サ、例えば超音波センサ８を設け、センサ８の計測情報
に基づきＺ軸サーボモータを制御して吹付ノズル１の塗
装面からの距離を制御する。
【００１９】また、吹付ノズル先端のガン１ａの左右、
上下の首振り回転は、首振り回転機構の２軸回転サーボ
モータ（図示せず）によって行う。
【００２０】また、塗料を供給する塗料ポンプ９は、外
部に設置し、供給ホースを介してガン１ａに接続されて
いる。、塗料の吹付のＯＮ−ＯＦＦを切替える電磁弁１
０が設けられている。
【００２１】そして、前記のＸ軸サーボモータ４、Ｙ軸
サーボモータ６、Ｚ軸サーボモータ、首振り回転機構の
２軸回転サーボモータの移動速度、電磁弁１０の切替タ
イミング、塗料ポンプ９の塗料供給圧力などを自動制御
するためパソコンユニット１１、制御盤１２、操作盤１
３、制御ケーブル１４が設けられている。
【００２２】塗装は、弾性仕上げ塗材の場合、下塗り、
中塗り、玉吹き、トップコートの４種類を用い、各々の
自動塗装による最適塗装条件は表のようになる。
【００２３】ノズル先端に取付ける吹付スプレー用チッ
プとして塗料に最適なチップを用い、ノズル１の左右方
向（Ｘ軸）の移動速度を等速運動するようＸ軸サーボモ
ータ４を制御して一定速度とし、ノズル１から被塗装面
までの距離（Ｚ軸）がほぼ一定になるようセンサ８の情
報によりＺ軸サーボモータを制御することにより、所定
の品質をもつ塗装が可能となる。その際、所定の塗装品
質を確保できる最適な塗料粘度、塗料供給圧力で材料を
ノズルまで供給することは勿論である。
【００２４】ところで、塗装作業では図４のような基本
的動作パターンを用いる場合、上下方向（Ｙ軸）の移動
距離が塗装ムラに影響し、左右方向（Ｘ軸）の塗装開始
点や終点が塗料のダレ発生の原因となる。すなわち、加
速及び減速時は速度が遅い分多く塗料を吹付けることに
なる。これ等の対策として、各塗装材料に応じたノズル
１の上下方向（Ｙ軸）移動ピッチや塗装吹付けの開始、
終了時の電磁弁１０のＯＮ−ＯＦＦのタイミング、及び
ノズル先端のガン１ａの首振り回転機構を制御して、塗
装面全体の塗装品質を確保するようにする。
【００２５】図５に動作タイミングの一例を示し、ノズ
ル１の水平方向（Ｘ軸）移動速度が等速運動に達する前
に、ノズル先端のガン１ａが塗装面に対し左に４０度回
転した位置で電磁弁１０がＯＮすることにより、塗装開
始時の塗装品質を最適に仕上げることができる。
【００２６】次に図６に示すように被塗装面に凹凸があ
る場合は、ノズル１から塗装面までの距離をセンサ８で
計測しその情報をもとにＺ軸サーボモータを制御し、塗
装面からのノズル位置（Ｚ軸）をほぼ一定（５０ｃｍ）
に維持してノズル１を左右方向（Ｘ軸）に移動させて吹
付けを行う。これにより凹凸塗装面でも良好に塗装を行
うことができる。また凹凸を回避することで、ノズル先
端の塗装面への衝突を防ぐことができる。
【００２７】前記の自動塗装装置により建物外壁の全体
を塗装する場合は、建物の外壁に沿って上下左右に移動
できる装置に自動塗装装置を搭載（ゴンドラでも可能）
することで外壁全体を塗装することができる。
【００２８】図７にその一例を示し、マスト２１を立設
した移動昇降装置２０は建物の外壁Ａに沿って移動し、
作業の際にアウトリガ２２で固定される。マスト２１の
頂部付近からマストサポート２３が伸びていて、マスト
２１を支持する。マスト２１に沿って作業床２４が昇降
し、その作業床２４に自動塗装装置２５が載置されてい
る。したがって、自動塗装装置２５は上下左右に移動
し、外壁全体を塗装することができる。
【００２９】下記の表は本発明を実施したするに際して
好ましい塗装条件を示す表である。
【００３０】 このような各塗り作業に本発明は好適に実施できるもの
である以上述べた自動塗装装置は、弾性仕上げ塗材のみ
でなく、錆止め塗装などにも適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果が得られるも
のである。
【００３２】（１） 塗装職人の技量に左右されず、塗
継ぎ部等の仕上げが一級塗装工と同等に塗装でき、塗布
料、塗膜厚などの塗装品質が向上する。
【００３３】（２） 凹凸のある被塗装面でも凹凸検出
センサの情報により自動で塗装でき、その際、凹凸部分
も高品位に仕上げることができる。
【００３４】（３） 自動塗装装置を移動足場やゴンド
ラなどに搭載することで、従来の高所足場作業での人手
による塗装が必要なくなり、無人化塗装が実現できるた
め安全性が大巾に向上する。
【００３５】（４） 自動塗装により、人手による汚れ
作業環境が改善される。
【００３６】（５） 大面積の塗装作業には、複数の自
動塗装装置を用いることで、多くの熟練工を必要とせず
に、作業能率の良い、施工時間の短い塗装作業が行え
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る自動塗装装置の側面図。
【図２】本発明の実施例に係る自動塗装装置の正面図。
【図３】本発明の実施例に係る自動塗装装置の平面図。
【図４】塗装の基本動作パターンを示す図。
【図５】塗装装置の動作タイミングを示す図。
【図６】凹凸面検出での動作パターンを示す図。
【図７】建物外壁の全体を塗装する態様を示す側面図。
【符号の説明】
１・・・吹付ノズル ２・・・位置決めテーブル ３・・・水平軸プレート ４・・・Ｘ軸サーボモータ ５・・・柱 ６・・・Ｙ軸サーボモータ ７・・・バランサー用シリンダ ８・・・センサ ９・・・塗料ポンプ １０・・・電磁弁 １１・・・パソコンユニット １２・・・制御盤 １３・・・操作盤 １４・・・制御ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 593025930 株式会社田村 東京都江東区石島20番３号 (71)出願人 000181354 鹿島道路株式会社 東京都千代田区麹町５丁目３番地の１ (72)発明者 宮嶋 俊和 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 斎藤 実 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 寺内 伸 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 新井 一彦 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 宮本 武三 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 伊藤 精計 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 吉田 茂 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 池田 秀機 東京都港区元赤坂一丁目３番８号 鹿島建 設株式会社東京支店内 (72)発明者 滝沢 清一郎 埼玉県所沢市牛沼254−９ (72)発明者 柴田 正友 埼玉県大宮市東宮下574−４ (72)発明者 大久保 優 東京都世田谷区駒沢３−７−12 (72)発明者 福川 光男 東京都千代田区麹町５丁目３番地の１ 鹿 島道路株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 塗料吹付ノズルを左右方向に駆動する駆
    動手段及び上下方向に駆動する駆動手段を設けると共
    に、該駆動手段を制御する制御手段を設け、塗料吹付ノ
    ズルの左右移動及び上下移動を自動的に行うようにした
    自動塗装装置において、塗料吹付ノズルを前後方向に駆
    動する駆動手段及び塗料吹付ノズルから被塗装面までの
    距離を計測するセンサを設け、センサの計測情報に基づ
    き前記駆動手段を制御して、塗料吹付ノズルから被塗装
    面までの距離を所定距離に維持するようにしてなること
    を特徴とする自動塗装装置。
  2. 【請求項２】 塗料吹付ノズル先端のガンの左右、上下
    の首振り回転を行う駆動手段及び塗料の吹付のＯＮ−Ｏ
    ＦＦを切換える電磁弁を設けると共に、該駆動手段及び
    該電磁弁を制御する制御手段を設け、塗料吹付ノズルの
    転向点付近で電磁弁のＯＮ−ＯＦＦを行うと共に、塗料
    吹付ノズル先端のガンの首振り回転を行い塗料吹付ノズ
    ルの吹付角度を変えることを特徴とする請求項１に記載
    の自動塗装装置。
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