JPH0647323A - 自動塗装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】搬送される被塗物の形状を自動的に認識しつつ
その形状に合わせてスプレーガンをオン・オフさせるこ
とにより、塗装を自動化しうる。 【構成】被塗物を搬送する搬送装置、多数個のセンサが
搬送装置を横切る横方向に配置されかつ被塗物の搬送と
ともに単位長さを隔てる位置ごとに検知することにより
ワークビット情報を、搬送方向の前端から後端まで前記
単位長さ位置ごとに発生させる検知装置、前記搬送装置
に設けた塗物ブース内に配置され吐出口を下に取付けら
れた自動塗装用のスプレーガンとを有する塗装装置、お
よび前記検知装置によるワークビット情報に基づいて塗
装装置の前記スプレーガンをオン、オフさせる塗装信号
を生じる制御装置を具えるとともに、制御装置は、位置
情報を有し、かつこの位置情報は、互いに隣り合うセン
サがともに前記検知ビットを出力するとき、スプレーガ
ンのオンをこれらのビット間で継続させうる横方向の最
短継続長さ以上の検知横長さの情報を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送される被塗物の形
状を自動的に認識しつつその形状に合わせてスプレーガ
ンをオン・オフさせることにより、塗装を自動化しうる
自動塗装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】塗装作業においても省力化、塗装品質の
向上などを目的として、その自動化が求められている。

【０００３】このように塗装を自動化するものとして、
従来、いわゆるレシプロケータの他、搬送される被塗物
に同期してスプレーガンをオン・オフ制御する自動塗装
装置、塗装ロボットなどが用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レシプ
ロケータ、塗装ロボットなどは通常、形状が予め定まっ
た被塗物を連続して自動塗装するものであり、吹付け形
状の異なるロットの被塗物を塗装するには、その都度、
異なるプログラムを選択し入力することが必要となる。

【０００５】又自動塗装装置においても制御方式とし
て、シフトレジスター式、カウンター式、コンピュータ
ー式などの記憶制御方式が用いられ、形状の異なる被塗
物が順次搬送されるときにもある程度の自動塗装が可能
であるとはいえ、被塗物自体の形状はやはり予め形状係
数として入力し記憶させておくことが必要であり、予め
形状を記憶することなく搬送される被塗物の形状をその
都度自動的に認識して塗装を行うことを意図してはいな
い。

【０００６】なお形状を自動的に認識して自動塗装を行
うものとして、撮像管、工業用テレビカメラなどを用い
た画像処理データによりスプレーガンをオン・オフする
ことも考えられるが、このような装置は高価となる。

【０００７】本発明は、搬送装置を横切る方向に並ぶ多
数個のセンサからなる検知装置が、各センサごとに検知
横長さの情報を含む位置情報を具えることを基本とし
て、形状の異なる被塗物が搬送されるときにも、予め形
状係数を記憶することなく、その都度形状を認識して形
状に応じた塗装を可能とする構成簡易、比較的安価、か
つ形状記憶のためのプログラム入力作業がなく操作性の
よい自動塗装装置の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、被塗物の形状
に合わせて自動的に塗剤を塗着する自動塗装装置であっ
て、被塗物を搬送する搬送装置、前記被塗物を検知する
多数個のセンサが前記搬送装置を横切る横方向に配置さ
れかつ被塗物の搬送とともに単位長さを隔てる位置ごと
にセンサが被塗物の有無を検知することにより被塗物を
検知した検知ビットと検知しない非検知ビットとが並ぶ
ワークビット情報を、搬送方向の前端から後端まで前記
単位長さ位置ごとに発生させる検知装置、前記搬送装置
に設けた塗物ブース内に配置され横方向に往復動する可
動具とこの可動具に吐出口を下に取付けられた自動塗装
用のスプレーガンとを有する塗装装置、および前記検知
装置によるワークビット情報に基づいて前記塗装装置の
前記スプレーガンをオン、オフさせる塗装信号を生じる
制御装置を具えるとともに、前記制御装置は、前記各セ
ンサごとの前記搬送装置における横方向の位置を定める
位置情報を有し、かつこの位置情報は、互いに隣り合う
センサがともに前記検知ビットを出力するとき、スプレ
ーガンのオンをこれらのビット間で継続させうる横方向
の最短継続長さ以上の検知横長さの情報を含むことを特
徴とする自動塗装装置である。

【０００９】

【作用】搬送装置によって搬送される被塗物を、前記搬
送装置を横切る方向に配置した多数個のセンサを有する
検知装置により単位長さごとに検知し、検知ビットと非
検知ビットとが並ぶワークビット情報を、前記単位長さ
ごとに発生する。

【００１０】このように被塗物は、この被塗物を検知し
た検知ビットを有する単位長さごとの前記ワークビット
情報がえられることによってその形状が認識される。

【００１１】又制御装置は、センサごとにそのビットに
前記搬送装置における横方向の位置を定める位置情報を
具える。

【００１２】この位置情報は検知横長さの情報を含む。
この検知横長さは、各センサの前記１つの検知ビットに
よりスプレーガンをオンしつづける横方向の長さであっ
て、この検知横長さは、互いに隣り合うセンサがともに
検知ビットを出力しているときビット間においてスプレ
ーガンのオンを継続させうる最短接続長さ以上の長さを
有する。

【００１３】これによって、センサが間隙を有して隔置
されているときにも、塗装の連続性の維持を容易とす
る。さらにこのような検知横長さの情報を有する位置情
報を用いることよって、この検知横長さの調整により被
塗物の形状、塗剤に適した塗装をなしうることにもな
る。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。図１〜２において、自動塗装装置１は、被塗物Ｗを
搬送する搬送装置２、多数個のセンサＳ１〜Ｓｎが搬送
装置を横切る横方向に並べられた検知装置３、スプレー
ガン４、４を有する塗装装置５、および検知装置からの
情報を処理して前記スプレーガン４、４をオン・オフす
る塗装信号を発生する制御装置６を具える。

【００１５】前記搬送装置２は、両端の回転体１０、１
１間に、多条に無端の細紐体１２…を巻装しており、又
細紐体１２として、塗剤の脱落が容易な魚つり用の太番
のてぐす状の細体が好適に利用される。

【００１６】又搬送装置２はサーボモータＭｘにより駆
動されるとともに、その回転数を検知し搬送装置２によ
る被塗物Ｗの搬送距離に検出するための例えばパルスジ
ェネレータＰＧｘが設けられる。

【００１７】又前記塗装装置５は、前記搬送装置２を跨
がりかつ被塗物が通る開口部を有する箱状の塗装ブース
１４内で横方向に往復動する可動具１５と、この可動具
１５に取付く前記スプレーガン４とを具える。

【００１８】又塗装ブース１４には、下方に水槽１４Ａ
を、又一端には排気路１４Ｂを形成している。

【００１９】又塗装ブース１４は、前記排気路１４Ｂを
残して、図３に示すように、その内部水平に仕切る中板
１７が設けられ、その上方に前記可動具１５が配され
る。

【００２０】可動具１５は、前記搬送装置２を横切る方
向にのびる溝形鋼からなる支持枠１９の上下のレール２
０、２０を転動する上下各２個の車輪２１…と、この車
輪２１を支持する移動板２２と、この移動板２２にブラ
ケットを用いて固定される垂下軸２３とからなり、かつ
垂下軸２３下方で高さ調整自在な取付金物２４に前記ス
プレーガン４、４を吐出口を下に取付ける。

【００２１】又垂下軸２３は前記中板１７に設ける切欠
き溝２５から下方に垂下しかつ切欠き溝２５内を移動す
る。

【００２２】又可動具１５は、駆動具２５によって横に
往復動する。駆動具２５は、本例では前記支持枠１９両
端の、鎖車などの回転体と、それに巻装されるチェーン
などの無端の紐体２６とを有し、この紐体２６の一方の
走行線を前記移動板２２の固定部２２ａに固着すること
により、例えばサーボモータＭｙによる回転体の回転と
ともに可動具１５を横方向に往復移動できる。

【００２３】なお固定部２２ａは一定方向に回転する回
転体を周回させることにより往復動させることも、リミ
ットスイッチなどの検知器ＳＷと作動片２７とを用い
て、所定の範囲で往復動するようにサーボモータＭｙを
正逆転させることもできる。

【００２４】さらに回転体１０には、その回転角度を検
出し可動具１５の基準点からの移動距離を検出するため
の例えばパルスジェネレータＰＧｙが設けられる。

【００２５】前記検知装置３は、前記塗装装置５におけ
る塗剤による汚損をさけるため、塗装装置５とは離れた
その上流側に配置される。

【００２６】又検知装置３は、前記のように搬送装置を
その上方で横切るセンサー取付板２９に、例えば光電形
式の多数個のセンサＳ１〜Ｓｎ（以下総称するときセン
サＳという）を配置している。

【００２７】このセンサＳとして、透過、反射式の光電
スイッチ、超音波スイッチ、エヤセンターなど各種のも
のが利用でき、又被塗物が鋼などの磁気体であるときに
は磁気センサなどをも利用できる。

【００２８】さらに被塗物の検知面が平坦であるときに
はリミットスイッチなども、適宜利用しうる。

【００２９】又センサＳは、図４に示すように、好まし
く塗装しうる程度に被塗物の形状を認識しうる範囲の１
０〜３０mm程度、本例では２０mmの横方向のピッチ長さ
Ｐｓを隔てて配されている。

【００３０】又センサＳのピッチ長さＰｓ搬送装置２の
前記した細紐体１１…の横方向のピッチ長さＰｃと同一
としかつセンサＳによる細紐体１１…の検知による過動
作を防止するべく、互いにピッチ長さの半分を横に位置
ずれさせる。

【００３１】前記制御装置６は、図５に示すように、操
作回路３０と、Ｉ／Ｏモジュール３１と、シーケンサな
どの演算回路３２とを含み、又演算回路３２には、形状
検出処理部３２Ａ、搬送量検出部３２Ｂ、スプレーガン
駆動部３２Ｃ、および演算処理部３２Ｄを含む。

【００３２】前記Ｉ／Ｏモジュール３１には、前記検知
装置３と、塗装装置５の前記サーボモータＭｙを駆動す
るサーボドライバ３３と、搬送装置２のサーボモータＭ
ｘを駆動するインバータ３４とが接続され、さらにサー
ボモータＭｘの回転数を検知する前記パルスジェネレー
タＰＧｘの出力が接続される。

【００３３】前記塗装装置５のサーボモータＭｙの回転
数を検出するパルスジェネレータＰＧｙの出力は前記サ
ーボドライバー３３に接続する。

【００３４】制御装置６は、操作回路３０からの指令に
より搬送量検出部３２Ｂがインバータ３４を介してサー
ボモータＭｘを駆動し搬送装置２が被塗物Ｗを搬送す
る。

【００３５】又その搬送量を、パルスジェネレータＰＧ
ｘの出力によって把握する。又搬送量検出部３２Ｂは、
検知装置３を搬送の単位長さＬｘごとに駆動し、被塗物
を検出する時分割のワークビット情報ＤとしてＩ／Ｏモ
ジュール３１をへて前記形状検出処理部３２Ａで記憶す
る。

【００３６】ワークビット情報Ｄは、図６にセンサＳが
１２個のセンサＳ１〜Ｓ１２を用いる場合を例示するよ
うに、例えば三角形の被塗物Ｗを検知したセンサＳが出
力する白丸で示す検知ビットＢｗと、検知しないセンサ
が出力する黒丸で示す非検知ビットＢ₀ とが横方向に並
ぶ時分割のビット情報であって、前記単位長さＬｘごと
に、本例では例えば７個のワークビット情報Ｄ１〜Ｄ７
を１つの被塗物について生じ、被塗物Ｗの形状を認識す
るための形状情報となる。

【００３７】又制御装置６の形状検出処理部３２Ａは、
センサＳ１〜Ｓ１２について１秒以下で設定可能なタイ
マ機能を有し、設定した時限内で被塗物を検出しつづけ
るときのみ検知ビットＢｗとして取扱う。

【００３８】これは、被塗物Ｗ以外の微小物検出による
誤動作を防止する第１の誤動作保護機能となる。

【００３９】又形状検出処理部３２Ａは、図６のワーク
ビット情報Ｄ５におけるセンサＳ６のように、その両側
のセンサＳ５、Ｓ７が検知ビットＢｗであるに拘らず非
検知ビットＢ₀ となっているときには、センサＳ６が誤
動作であるとして、そのビットを検知ビットＢｗとして
判別する第２の誤動作保護機能を具えている。

【００４０】さらに制御装置６は、形状検出処理部３２
Ａにおいて、前記ワークビット情報Ｄのビットに対し
て、各センサＳの搬送装置２における横方向の位置を定
める位置情報を具える。さらに位置情報には、図７に示
す検知横長さＬｙの情報を含む。

【００４１】検知横長さＬｙとは、１つの検知ビットＢ
ｗによって被塗物が存在しているとする横方向の長さ範
囲であって、互いに隣り合うセンサＳがともに前記検知
ビットＢｗであるとき、スプレーガン４をオンする塗装
信号をこれらのビット間で継続させうる横方向の長さで
ある最短接続長さＬｍ以上とする。

【００４２】この最短接続長さＬｍは、各センサＳを中
心として対称に延在させるとき、図７に示すように、セ
ンサＳが隣り合う前記ピッチ長さＬｓとなる。検知横長
さＬｙを最短接続長さＬｍと同長Ｌｙ１とすることによ
ってその間に重なりは生じない。

【００４３】又より長い検知横長さＬｙ１．５とすると
重なり部分ＯＬ１．５が生じ、又最短接続長さＬｍの２
倍長さの検知横長さＬｙ２とすることによってピッチ長
さＰｓと同長の重なり部分ＯＬ２が生じる。

【００４４】このとき、１つ置きのセンサＳによって塗
装信号を連続して発生させることができる。

【００４５】又このような検知横長さＬｙは前記最短接
続長さＬｍをこえる範囲で、手動により調整可能とする
ことができる。

【００４６】又制御装置６の前記搬送量検出部３２Ｂ
は、前記パルスジェネレータＰＧｘによって、被塗物の
搬送量とともに、塗装装置５のスプレーガン４の塗装位
置までの搬送量を順次算出する。

【００４７】又スプレーガン駆動部３２Ｃは、前記パル
スジェネレータＰＧｙによりスプレーガン４の前記基準
点からの横方向の位置を算出し、かつ演算処理部３２Ｄ
に搬送検出部３２Ｂから伝達される被塗物Ｗの搬送量に
応じてスプレーガン４の横移動速度を求め、サーボドラ
イバ３３からサーボモータにＭｙ速度指令を与える。

【００４８】又演算処理部３２Ｄは、形状検出処理部３
２Ａで記憶されるワークビット情報Ｄを取出し、搬送量
検出部３２Ｂの搬送量についての情報、スプレーガン駆
動部３２Ｃのスプレーガンの横位置についての情報とを
合わせて塗装信号を塗装装置５に送る。

【００４９】図６はワークビット情報Ｄが静止したもの
としこのワークビット情報Ｄに対してスプレーガン４が
相対的に移動する動跡を、線Ｑ１〜Ｑ５で示している。

【００５０】まず前記検知横長さＬｙがセンサＳに付与
されていないときには、被塗物Ｗの進行とともに、スプ
レーガン４の第１の経路Ｑ１においては搬送方向上流側
にあるワークビット情報Ｄ１のセンサＳ７、Ｓ６による
検知ビットＢｗ１−７、Ｂｗ１−６でスプレーガン４を
オンする塗装信号を生じる。

【００５１】さらにスプレーガン４が反転する経路Ｑ２
では、検知ビットＢｗ２−５〜Ｂｗ２−７で塗装信号を
生じる。

【００５２】又各経路Ｑ３〜Ｑ５も同様であって、塗装
信号を生じる各経路Ｑ１〜Ｑ５での外端を結ぶと一点鎖
線ａとなる。

【００５３】他方、前記最短接続長さＬｍと同長の検知
横長さＬｙを付与したときには、その外縁を結ぶ線ｂに
示すように横方向にセンサＳのピッチ長さＬｓの半分長
さが増加する全範囲で塗装信号を発生できる。

【００５４】又演算処理部３２Ｄにおいて、ワークビッ
ト情報Ｄを位置ずれさせて重ね合わせ、ワークビット情
報Ｄの情報を被塗物の形状により近づけることができ
る。

【００５５】図８においては、搬送方向の前端のワーク
ビット情報Ｄ１から後端のワークビット情報Ｄ７までの
各ワークビット情報Ｄ１〜Ｄ７を、このワークビット情
報Ｄ１〜Ｄ７の元の位置から、前記単位長さＬｘの半分
を前後に夫々隔てる位置に同じワークビット情報Ｄ１〜
Ｄ７を配することによって、前進したワークビット情報
Ｄａ１〜Ｄａ７と後進したワークビット情報Ｄｂ１〜Ｄ
ｂ７とをうることができ、演算処理部３２Ｄはこのよう
な重ね合わせ機能を具える。

【００５６】重ね合わせにおいて、非検知ビットＢｏよ
りも検知ビットＢｗが優先する。このようにえられた重
ね合わせワークビット情報群は、前記方向、横方向にお
いてより被塗物の形状に近づき、塗装の精度を向上しう
る。

【００５７】なお重ね合わせとして、単位長さＬｘをよ
り細分し、又は中間位置以外に重ねることも、１つの群
のワークビット情報Ｄのみを重ねることもできる。

【００５８】さらに演算処理部３２Ｄは、付加機能、削
除機能を具備しうる。付加機能とは、図９に示すよう
に、前端、後端のワークビット情報Ｄ１、Ｄ７と同一の
ワークビット情報Ｄｐ１、Ｄｐ７を、その前後に付加す
る機能であり、前記した検知横長さＬｙの増大と合わせ
て形状を、前後、横方向に引きのばしうる。

【００５９】又削除機能とは、図１０に示すごとく、前
後、後端のワークビット情報Ｄ１、Ｄ７を取り除くこ
と、および（又は）各ワークビット情報Ｄ１〜Ｄ７にお
いて、最外側の検知ビットＢｗｏを除去する機能をい
う。

【００６０】かかる削除機能は、図１１に示すように被
塗物の両縁が円弧Ｗａであって塗剤のたれを防ぐべく、
被塗物の長さＬｗよりも短い長さ範囲Ｌ１を塗装する内
方スプレーのときに用いる。かかる塗装は、厚塗りが要
請されるたとえばＵＶ塗料を用いるときには有効とな
る。

【００６１】又いわゆるオーバスプレーをするときに
は、長さＬｗをこえる長さＬ２の範囲で塗装し、付加機
能を用いうる。

【００６２】又付加、削除機能は前記重ね合わせ機能を
併用しうるとともに、付加、削除機能は、検知横長さＬ
ｙの調整回路とともに、前記操作回路３０に設ける図示
しないスイッチレバーなどによって切換え、調整可能と
される。

【００６３】さらに本発明の位置においてスプレーガン
４の可動具１５は、前記支持枠１９の両端間を全ストロ
ークで常に往復動させ、前記検知ビットの範囲でのみス
プレーガン５をオンとすることも、各ワークビット情報
Ｄの各両端の検知ビットで折換えさせ、搬送方向の前端
のワークビット情報から後端のワークビット情報までの
間を連続してオンし、被塗物を離れたときにオフするよ
うに構成することもできる。さらに装置においては、三
角形、矩形、円形、環状形など、種々な形状のワークへ
の吹付けを可能とする。

【００６４】

【発明の効果】このように本発明の装置は、形状の異な
る被塗物が搬送されるときにも、予め形状係数を記憶さ
せることなく、その都度形状を認識して形状に応じた塗
装を可能とする構成簡易、比較的安価、かつ形状記憶の
ためのプログラム入力作業がなく操作性に優れる。

【００６５】又位置情報は検知横長さの情報を含むこと
によって、センサが間隙を有して隔置されているときに
も、塗装の連続性の維持を容易とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動塗装装置の一実施例の全体構成の
概略を示す平面図である。

【図２】その正面図である。

【図３】可動具を例示する斜視図である。

【図４】検知装置を例示する正面図である。

【図５】回路の全体構成を例示するブロック図である。

【図６】制御装置による塗装範囲を説明する線図であ
る。

【図７】最短接続長さと検知横長さを説明する線図であ
る。

【図８】重ね合わせ機能を説明する線図である。

【図９】付加機能を説明する線図である。

【図１０】削除機能を説明する線図である。

【図１１】被塗物を例示する断面図である。

【符号の説明】

２ 搬送装置 ３ 検知装置 ４ スプレーガン ５ 塗装装置 ６ 制御装置 １５ 可動具 Ｂｗ 検知ビット Ｂｏ 非検知ビット Ｄ、Ｄ１〜Ｄ７ ワークビット情報 Ｌｍ 最短接続長さ Ｌｙ、Ｌｙ１〜Ｌｙ２ 検知横長さ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被塗物の形状に合わせて自動的に塗剤を塗
   着する自動塗装装置であって、被塗物を搬送する搬送装
   置、前記被塗物を検知する多数個のセンサが前記搬送装
   置を横切る横方向に配置されかつ被塗物の搬送とともに
   単位長さを隔てる位置ごとにセンサが被塗物の有無を検
   知することにより被塗物を検知した検知ビットと検知し
   ない非検知ビットとが並ぶワークビット情報を、搬送方
   向の前端から後端まで前記単位長さ位置ごとに発生させ
   る検知装置、前記搬送装置に設けた塗物ブース内に配置
   され横方向に往復動する可動具とこの可動具に吐出口を
   下に取付けられた自動塗装用のスプレーガンとを有する
   塗装装置、および前記検知装置によるワークビット情報
   に基づいて前記塗装装置の前記スプレーガンをオン、オ
   フさせる塗装信号を生じる制御装置を具えるとともに、
   前記制御装置は、前記各センサごとの前記搬送装置にお
   ける横方向の位置を定める位置情報を有し、かつこの位
   置情報は、互いに隣り合うセンサがともに前記検知ビッ
   トを出力するとき、スプレーガンのオンをこれらのビッ
   ト間で継続させうる横方向の最短継続長さ以上の検知横
   長さの情報を含むことを特徴とする自動塗装装置
2. 【請求項２】前記制御装置は、前記検知横長さを、前記
   最短継続長さをこえる範囲で調整可能としたことを特徴
   とする請求項１記載の自動塗装装置。
3. 【請求項３】前記制御装置は、搬送方向の前端及び後端
   のワークビット情報と各同一のワークビット情報を、前
   端、後端のワークビット情報の各前後に夫々加える付加
   機能を具えたことを特徴とする請求項１記載の自動塗装
   装置。
4. 【請求項４】前記制御装置は、搬送方向の前端および後
   端のワークビット情報を削除するとともに、各ワークビ
   ット情報の最側端の前記検知ビットを削除する削除機能
   を具えることを特徴とする請求項１記載の自動塗装装
   置。
5. 【請求項５】前記制御装置は、搬送方向の前端から後端
   までのワークビット情報に、このワークビット情報と夫
   々同じワークビット情報を、各相応する前記単位長さを
   隔てる位置から夫々同距離を隔てる位置に配する重ね機
   能を具えることを特徴とする請求項１記載の自動塗装装
   置。