JPH10328588A - 多色少量塗装システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】数多い色種の塗料を少量の単位で貯蔵しかつ所
要の色の塗料を選択的に塗装ロボット１または自動塗装
装置の塗装機６に供給することができ、しかも色交換を
含む塗装作業の効率が高く、設備全体が小型であるとこ
ろの塗装システムを提供する。 【解決手段】多色少量塗装システムにおいて、ストック
装置３において数多い塗料色の塗料を塗料カートリッジ
２の形態で貯蔵するとともに、移載装置４を用いて、所
要の色の塗料カートリッジ２をストック装置３より選択
的に取り出して運搬し、塗装ロボット１または自動塗装
装置に搭載し、その後、塗料給送機構５により、搭載さ
れた塗料カートリッジ２内の塗料を塗装ロボット１等の
塗装機６に供給することができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多色少量塗装シス
テム、即ち、種々の色の塗料を貯蔵しかつ所要の色の塗
料を少量の単位で選択的に塗装機に供給することができ
る塗装システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば実公平 4-46846号公報、実公平 4
-46847号公報等に参照されるように、従来より、塗装色
の多様化に対応しかつ多色塗装の作業性の向上を図るべ
く、様々な多種少量塗料供給システムが提案され、開発
されている。そして、近年では、自動車ボディ等の塗装
には塗装ロボットがよく利用されることから、最近で
は、数種ないし十数種の色の塗料を選択的に塗装ロボッ
トに供給できるようにするべく考案されたところのいく
つかの多色塗装システムが提案されている。例えば、特
公平 7-34882号公報は、各塗料色の複数の供給路P1〜P3
をそれぞれ塗装ロボット14の作業域内に導き設け、ボト
ル形の貯槽22を各供給路の固定箇所にて連結し、そし
て、塗装時には、前記ロボット14の動作によって該貯槽
は同ロボット14に担持されそしてロボット内の吹付け器
20と連結されて、吹付け塗装をなしうるところの吹付け
塗装器を開示している。また、特開平 4-83549号公報
は、各塗料色の塗装ガン35a 〜35n および塗料中間タン
ク21a 〜21n を塗装ロボット51の近くに、塗料色別に分
けられた塗料循環系とそれぞれ接続・分離可能に配置
し、そして装着ロボット41を使用して、選択的に塗装ガ
ンおよび塗料中間タンクの一方または両方を塗装ロボッ
ト51に装着・離脱し、定流量手段61により塗料を吐出せ
しめることにより、選択的な多色塗装を可能にする多色
塗装装置を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の吹付け
塗装器の発明にあっては、次のような問題がある。各塗
料色の供給路を塗装ロボットの作業域内まで導く必要が
あるため、供給できる塗料色の数が一般に数種の程度に
制限され、多色塗装の多様化を図る上で、一定の限界が
ある。その上、各塗料色の供給路を塗装ロボットの作業
域内まで導くために、全体として大変大掛かりな設備を
必要とする。さらに、塗料色の交換を塗装ロボット自体
で行うため、色交換と塗装とを同時進行でなすことがで
きず、しかも、色交換の度に貯槽22内の洗浄を行う必要
があるため、多色塗装の作業効率が大変悪い。また、上
記の多色塗装装置の発明にあっては、塗装作業の効率の
面で上記吹付け塗装器より改良されているが、なお次の
ような問題がある。塗料色の数を増やして一層の多色化
を図る程、装着ロボットの作業域をより広い範囲に拡大
することが必要とされ、設備の大型化とともに、塗装作
業スペースの著しい広域化を招くという弊害が生じる。
また、各塗料色ごとに塗料循環系を備えるため、塗装設
備は全体として大規模なものになる。さらに、上述のよ
うな従来の多色塗装システムは、１色当り比較的大量の
塗料を塗装ロボットに選択的に供給する場合に適するも
のであった。しかし、最近では、自動車の購入者たる各
個人が希望する夫々の塗料色で各自動車ボディを塗装で
きるようにすることが求められている。この状況より、
自動車ボディの塗装に使用されうる塗料の色は数十種な
いしそれ以上の種類にも及び、塗装の多色化が一層進行
し、これに伴い、白色塗料等の大量使用の塗料を除き、
各色の塗料の使用量が相対的により少ないものとなって
きている。したがって、かように数多い色の塗料をより
少量の単位で選択的に塗装ロボット等の塗装機に供給す
ることができる多色塗装システムの開発が求められてい
た。しかし、これまでに開発された従来の多色塗装シス
テムは、いずれも、この要求を十分に満たすことができ
ないものであった。

【０００４】本発明は、かかる背景の下、従来の多色塗
装技術をさらに改良するべくなされたものであって、そ
の課題は、新たな多色少量塗装システム、即ち、数多い
色種の塗料を少量の単位で貯蔵しかつ所要の色の塗料を
選択的に塗装ロボット等の塗装機に供給することがで
き、しかも色交換を含む塗装作業全体の効率が高く、さ
らに設備全体が大変小型であるところの塗装システムを
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ストック装置
にて数多い塗料色の塗料を塗料カートリッジの形態で貯
蔵し、そして移載装置を用いて、所要の色の塗料カート
リッジをストック装置より選択的に取り出して運搬し、
塗装ロボット等に搭載し、その後、塗料給送機構によ
り、搭載された塗料カートリッジ内の塗料を塗装ロボッ
ト等の塗装機に供給することができるようにしたもので
ある。

【０００６】より明確に述べると、本発明は、種々の色
の塗料を少量の単位で貯蔵するとともに、所要の色の塗
料を選択的に塗装機に供給することができる塗装システ
ムであって、各々特定の塗料色の少量の塗料が充填され
た適当数の塗料カートリッジと、前記適当数の塗料カー
トリッジを保持するエンドレスコンベア機構を備え、そ
して所要の色の塗料カートリッジを取出位置まで回し運
ぶことができるストック装置と、塗料カートリッジを搭
載することができる構造を備えた塗装ロボットまたは自
動塗装装置と、前記所要の色の塗料カートリッジを前記
ストック装置より取り出して運搬し、前記塗装ロボット
または自動塗装装置に搭載する移載装置と、搭載された
塗料カートリッジと結合可能であり、結合時、該塗料カ
ートリッジ内の塗料を押出して前記塗装ロボットまたは
自動塗装装置の塗装機に供給する塗料給送機構とを備え
てなる、多色少量塗装システムに関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の多色少量塗装システム
は、種々の色の塗料を少量の単位で貯蔵するとともに、
所要の色の塗料を選択的に塗装機に供給することができ
る塗装システムであり、塗料カートリッジ、ストック装
置、塗装ロボットまたは自動塗装装置、移載装置、およ
び、塗料給送機構より構成される。

【０００８】塗料カートリッジは、相対的に少量の塗料
が入れられた二重構造の容器、例えば筒形の塗料袋（合
成樹脂製）を詰め替え可能に例えば略円筒形のカートリ
ッジ本体内に装填してなり、そして、外からの押圧力に
よって、例えば空気をカートリッジ後端側よりカートリ
ッジ内に圧入することによって、カートリッジ内の塗料
袋を押し潰し、塗料をカートリッジの先端側より外部に
押出すことができる構造を備えてなる。塗料カートリッ
ジには、各々特定の塗料色（例えば、自動車の購入者た
る各個人が希望するそれぞれの塗料色（モスグリーン色
等の特別な色）の少量の塗料が充填される。本発明の塗
装システムには、適当な数、通常約２０個ないし１００
個ぐらいの塗料カートリッジが備えられる。

【０００９】ストック装置は、数多くの（例えば２０種
ないし１００種前後の）塗料色の塗料を塗料カートリッ
ジの形態で貯蔵しかつ塗料カートリッジ内の塗料を攪拌
することを目的とする装置であり、以下に述べるよう
に、所要の色の塗料カートリッジの取り出しと新しい塗
料カートリッジの装入とが可能となっており、さらに、
より好ましくは、ストック装置は、移載装置により運び
戻された使用済みの塗料カートリッジを回収する機構を
備えてなる。ストック装置は、塗料カートリッジを、そ
の装入箇所およびその取出位置を通って回し運ぶように
配備されたエンドレスコンベア機構と、エンドレスコン
ベア機構に組み付けられ、各塗料カートリッジをそれぞ
れ着脱可能に保持する適当数の保持手段と、そして、装
入された塗料カートリッジのアドレス情報に基づいても
しくは光学的に検知された塗料カートリッジの種類情報
に基づいてエンドレスコンベア機構の駆動装置を動作せ
しめて、所要の色の塗料カートリッジを移載装置による
取出位置まで回し運ぶ制御装置とを備えてなる。かかる
構成により、ストック装置は、数多くの塗料色の塗料カ
ートリッジを貯蔵するともに、それらの塗料カートリッ
ジの中から所要の塗料カートリッジを選択的に取出位置
まで回し運ぶことができ、よって、移載装置による取り
出しに供することができる。しかも、ストック装置は、
貯蔵する塗料カートリッジを、その軸方向を中心として
回転しながら、回し運ぶので、回し運びの間において塗
料カートリッジ内の塗料を攪拌し、より均質に混和する
ことができる。エンドレスコンベア機構は、無端のコン
ベア経路を有し、その経路に沿って塗料カートリッジを
回し運ぶことができるコンベア機構であり、例えばエン
ドレスチェーンコンベア機構よりなる。このコンベア機
構は、塗料カートリッジの装入箇所と塗料カートリッジ
の取出位置とを通る循環経路を有する。塗料カートリッ
ジの装入箇所は例えばストック装置の下部に設けられ、
塗料カートリッジの取出位置は例えばストック装置の上
面に設けられる。

【００１０】保持手段は、各塗料カートリッジをそれぞ
れ着脱可能に保持する手段であり、上記のエンドレスコ
ンベア機構に組み付けられる。保持手段は、ストック装
置に貯蔵される数多くの（例えば２０種ないし１００種
前後の）塗料色の塗料カートリッジの数だけ、設けられ
る。保持手段は、ストック装置の非稼働時だけでなく、
エンドレスコンベア機構の運転時においても、即ちその
無端コンベア経路に沿って塗料カートリッジが回し運ば
れている間においても、塗料カートリッジを確実に保持
することができる手段であることが求められ、また同時
に、移載装置の下記のチャック手段による掴持動作によ
り、塗料カートリッジが容易に取り出されうるような構
成のものであることが求められる。さらに、保持手段
は、塗料カートリッジの装入が容易な構成のものである
ことが求められる。この観点より、より好ましい保持手
段は、塗料カートリッジを受け取り収めうる収納枠と、
収納枠の外側にて、屈曲部を中心に回動自在に支持され
た左右一組の屈曲した保持アームと、塗料カートリッジ
が掴持されるように左右の保持アームを内向きに付勢せ
しめるバネ手段より成り、左右の保持アームの各一腕部
が外向きに押し広げられたとき、その他腕部がそれぞ
れ、収納枠内に装入された塗料カートリッジを押し出す
ことにより、塗料カートリッジは、移載装置によってス
トック装置より取り出し可能となるように構成される。
とりわけ好ましい保持手段は、下記のトグル機構のよう
に構成される。収納枠は、塗料カートリッジを受け取
り、収めることができる枠であり、例えば、塗料カート
リッジが円筒形のカートリッジであるとき、収納枠は、
該塗料カートリッジがその中に収められたとき、その前
端面、後端面および外周面のうち適当な部位と当接して
塗料カートリッジを安定に保持するように複数の枠棒を
設けてなる。保持アームは、収納枠の外側において取り
付けられた、左右一組の屈曲したアームであって、その
屈曲部を中心に回動自在に支持される。バネ手段は、少
なくとも、左右の保持アームを内向きに付勢せしめるバ
ネ手段（例えばコイルバネ）であって、その付勢力によ
って、保持アームが収納枠内に装入された塗料カートリ
ッジを押え込むことにより、該塗料カートリッジは収納
枠内に掴持されるように構成される。特に好ましくは、
保持手段は、保持アームの一腕部がある姿勢（例えば直
立の姿勢）より内側に傾くと、左右の保持アームが内向
きに付勢され、反対に、保持アームの一腕部がある姿勢
より外側に傾くと、左右の保持アームが外向きに付勢さ
れるという機構（所謂、トグル機構）を備えてなる。従
って、より好ましい態様にあっては、左右の保持アーム
がそれぞれ外向きに押し回され、左右の一腕部がある姿
勢より外側に傾いたとき、左右の保持アームは、バネ手
段の外向きの作用力によって外向きに勢いよく回動し、
これにより、左右の保持アームの他腕部が収納枠内に装
入された塗料カートリッジを収納枠内より外へ押し出
す。従って、塗料カートリッジの容易な取り出しが可能
である。また、その後、左右の保持アームはそれぞれ外
向きに押し広げられた状態に保たれる。そして、塗料カ
ートリッジを収納枠内に装入する際、装入された塗料カ
ートリッジが左右の保持アームの他腕部を内向きに押し
回し、そして左右の一腕部がある姿勢より内側に傾いた
とき、左右の保持アームは、バネ手段の内向きの作用力
によって内向きに勢いよく回動し、これにより、左右の
保持アームの一腕部が収納枠内に装入された塗料カート
リッジを押え付け、よって該塗料カートリッジは収納枠
内に強固に掴持される。従って、塗料カートリッジの容
易な装入が可能であり、また、その後において、塗料カ
ートリッジを収納枠内に安定に保持することができる。
したがって、本発明においては、より好ましくは、移載
装置のチャック手段が塗料カートリッジを掴持すると同
時に、例えばチャック手段の押し広げ部材が、例えば保
持アームの一腕部に設けたピンに当接しながら、左右の
一腕部をそれぞれ外向きに押し回すことによって、左右
の保持アームの一腕部がそれぞれ所定の姿勢より外側に
傾いたとき、左右の保持アームの他腕部がそれぞれ収納
枠内に装入された塗料カートリッジを外へ押し出す（例
えば上方へ押し上げる）ことにより、該塗料カートリッ
ジが上記チャック手段によって容易に掴持され運ばれる
ように、即ち、移載装置によって容易に取り出し可能と
なるように構成される。

【００１１】ストック装置の制御装置は、エンドレスコ
ンベア機構の駆動装置を動作せしめることにより、所要
の塗料カートリッジを、移載装置により取り出されると
ころの取出位置まで回し運ぶという制御動作をなすもの
であり、その動作は、装入された塗料カートリッジのア
ドレス情報に基づいて、または、センサで検知された塗
料カートリッジの種類情報に基づいて行われる。アドレ
ス情報に基づいて制御動作をなす場合には、制御装置と
して、エンドレスコンベア機構の駆動量に基づいて、装
入された塗料カートリッジの無端コンベ経路内の位置を
計算できる装置を使用し、そして、装入箇所において各
塗料カートリッジを装入する際、その塗料カートリッジ
のアドレスを自動読み取りまたは手入力によって制御装
置に入力することにより、制御装置は、無端のコンベア
経路を循環する塗料カートリッジがいかなるアドレス順
序で配列されているかを算出し、さらに、そのアドレス
情報に基づいて、取り出そうとする塗料カートリッジを
取出位置まで回し運ぶのに必要な量を算出し、そして、
その必要な回し運びの量だけエンドレスコンベア機構を
駆動させることにより、取り出そうとする塗料カートリ
ッジを取出位置まで回し運ぶという制御がなされる。ま
た、種類情報に基づいて制御動作をなす場合には、例え
ば、各塗料色についての識別マークが予め付された塗料
カートリッジを準備し、これをストック装置に装入する
とともに、該識別マークが表わす各塗料色の情報を光学
的に読み取ることができる読み取り手段を、塗料カート
リッジの取出位置またはその近くに配置し、そして、該
センサが、回し運ばれる塗料カートリッジ群の中から、
取り出そうとする塗料カートリッジを識別して検出し、
続いて、その種類情報に基づいて取り出そうとする塗料
カートリッジを取出位置にて停止させるという制御がな
される。また、種類情報に基づく別の制御動作も可能で
ある。例えば、ストック装置内の各々の保持手段につい
てそのアドレスを表わす識別マークを付するとともに、
各塗料色についての識別マーク（例えばバーコードマー
ク）が予め付された塗料カートリッジを準備し、かつこ
れら識別マークが表わすアドレスおよび塗料色の情報を
光学的に読み取ることができる読み取り手段（例えばバ
ーコードリーダ）をストック装置内の所定の位置に配置
し、そして、装入された各塗料カートリッジについて読
み取られたアドレスおよび塗料色の情報に基づいて、取
り出そうとする塗料カートリッジを取出位置まで回し運
びそしてその位置にて停止させるという制御動作も可能
である。

【００１２】本発明の多色少量塗装システムは、塗装ロ
ボット、自動塗装装置またはそれら双方を備えてなる。
塗装ロボットおよび自動塗装装置は、その構成について
特に限定されないが、塗料カートリッジを例えば塗装ロ
ボットの頭部（第１アームの先端部または第２アームの
後端部）において搭載することができ、かつ、これと同
時に塗料カートリッジを塗装ロボットまたは自動塗装装
置の塗装機（例えばベル型静電塗装機）とも接続される
ようにする構造を有するものが利用される。塗装ロボッ
トおよび自動塗装装置は、塗装機の他に、通常、塗料色
替装置（ＣＣＶ）および流量調節手段（ギアポンプ）な
どを備え、さらに、シンナーおよびエアの供給源とも接
続され、これらの圧入により塗料流路を洗浄しうる機構
をも備えてなる。そして、塗装ロボットおよび自動塗装
装置は、下記の塗料給送機構とも連係して諸動作をなす
構成となっている。

【００１３】移載装置は、所要の色の塗料カートリッジ
をストック装置より取り出して運搬し、塗装ロボットま
たは自動塗装装置に搭載する装置であり、そして、塗装
後に使用済みの塗料カートリッジを塗装ロボットまたは
自動塗装装置より取り出してストック装置に回収する機
能を併せて有するものがより好ましい。移載装置には、
移載の動作に関して自由度がより高く、塗料カートリッ
ジを運搬する軌跡が自在に変更されうるところの移載ロ
ボットと、移載の動作に関して自由度がより低く、塗料
カートリッジを運搬する軌跡が予め定まっているところ
の自動移載装置との双方が含まれる。移載装置は、例え
ば、装置本体の他、移動体、２つのチャック手段、駆動
装置および制御装置より成り、塗料カートリッジを吊持
しながらストック装置と塗装ロボットまたは自動塗装装
置との間で往復運搬し、そして、塗料カートリッジをス
トック装置より取り出して塗装ロボット等に搭載すると
ともに、使用済みの塗料カートリッジを塗装ロボット等
より取り出してストック装置に回収することができるも
のが利用されうる。移載装置、特にその本体は、塗料カ
ートリッジのストック装置および塗装ロボットまたは自
動塗装装置の近くに、例えばそれらの上方または側方
に、配置される。移動体は、装置本体に対して、ストッ
ク装置と塗装ロボットまたは自動塗装装置とにわたっ
て、往復移動自在に、例えば装置本体に敷設された案内
レールに沿って往復摺動自在に、支持された治具あるい
は構造体などである。２つのチャック手段は、上記の移
動体に一緒に取り付けられ、そして、各々のチャック手
段は、チャック対を開閉する機構と、移動体がストック
装置側に位置するとき、該チャック対をストック装置内
の塗料カートリッジに接近させそしてそれより離隔し、
また移動体が塗装ロボットまたは自動塗装装置の側に位
置するとき、該チャック対を搭載された塗料カートリッ
ジに接近させそしてそれより離隔する機構とを備え、こ
れらの動作により、各々、塗料カートリッジを掴持およ
び解放することができるものである。塗料カートリッジ
への接近・離隔をなす機構は、例えば、移載装置がスト
ック装置および塗装ロボット等の上方に配置される場合
には、チャック対を、ストック装置内の塗料カートリッ
ジに向けて、および塗装ロボット等に搭載された塗料カ
ートリッジに向けて、上下動させる機構よりなる。駆動
装置は、上記の移動体の往復運動と２つのチャック手段
の動作とを行なう駆動手段であって、必ずしも一体の装
置である必要はない。例えば、移動体を往復運動させる
コンベア機構（好ましくは防爆ＡＣサーボモータ）と、
チャック対を上下動させるシリンダ装置と、チャック対
を開閉させるシリンダ装置との組合せよりなる。従っ
て、以上の構成より、２つのチャック手段で以てそれぞ
れ、塗料カートリッジを掴持しながら、それを移動体の
往復動によりストック装置と塗装ロボットまたは自動塗
装装置との間で運搬し、その後、必要なときに、それを
解放するという動作をなすことができる。

【００１４】また、移載装置の制御装置は、移載装置の
動作全体を制御する装置であり、より好ましくは、移動
体がストック装置側に位置するときには、使用済みの塗
料カートリッジを運搬してきた一方のチャック手段が、
ストック装置内の回収口（塗料カートリッジを回収する
ための投入口）に接近し、続いて、その使用済み塗料カ
ートリッジを解放してストック装置の回収口に投入する
とともに、他方のチャック手段が、ストック装置内の取
出位置に接近し、続いて、その取出位置に予め運ばれて
いる次に塗装しようとする塗料色の、即ち所要の塗料色
の塗料カートリッジを掴持してストック装置より取り出
し、また、移動体が塗装ロボットまたは自動塗装装置の
側に位置するときには、一方のチャック手段が、塗装ロ
ボットまたは自動塗装装置の搭載部（塗料カートリッジ
を搭載する箇所）に接近し、既にそこに搭載されそして
塗装に利用された使用済みの塗料カートリッジを掴持し
て塗装ロボットまたは自動塗装装置より取り出し、これ
に続いて、所要の塗料色の塗料カートリッジを運搬して
きた他方のチャック手段が、塗装ロボットまたは自動塗
装装置の搭載部に接近し、その所要の塗料カートリッジ
を解放して塗装ロボットまたは自動塗装装置に搭載する
という一連の動作を制御する。この場合、以上の一連の
動作で以て、塗装しようとする塗料色の塗料カートリッ
ジのストック装置から塗装ロボットまたは自動塗装装置
への搭載と、使用済みの塗料カートリッジの塗装ロボッ
トまたは自動塗装装置からストック装置への回収とを、
同時に為すことができる。

【００１５】最後に、塗料給送機構は、塗装ロボットま
たは自動塗装装置において塗料カートリッジの搭載部か
ら塗装機に通じるまでの塗料流路を備え、そして、例え
ばエアシリンダ装置の動作によって、該搭載部に搭載さ
れた塗料カートリッジと結合することができ（つまり、
該塗料カートリッジを塗料流路と接続させることがで
き）、そして結合時、例えば加圧エアを該塗料カートリ
ッジ内に注入し、内部の塗料袋を押し潰すことにより、
塗料カートリッジ内の塗料を外部に押出し、そして、上
記塗料流路を経て塗装機に供給することができるもので
ある。以上述べたように、本発明の多色少量塗装システ
ムは、ストック装置にて数多い塗料色の塗料を塗料カー
トリッジの形態で（つまり少量の単位で）それぞれ貯蔵
し、そして、移載装置を用いて、所要の色の塗料カート
リッジをストック装置より選択的に取り出して運搬し、
続いてこれを塗装ロボットまたは自動塗装装置に搭載
し、その後、塗料給送機構により、搭載された塗料カー
トリッジ内の塗料を外へ押出して塗装ロボットまたは自
動塗装装置の塗装機に供給することができるものであ
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。この実施例は、非制限的な例であって、本発明がこ
れに限定されないことは、言うまでもない。

【００１７】本実施例の多色少量塗装システムは、図１
に示すように、塗装ブース内（図示せず）において塗装
ロボット１と、その側方に配置された塗料カートリッジ
２・・のストック装置３と、このストック装置３の上方
に配備された移載装置４と、そして、塗装ロボット１の
頭部、即ち第２アームの後端部に設けられた塗料給送機
構５よりなる。この塗装システムは、図２に示す水平に
搬送されるワーク（自動車ボディ）Ａの塗装をなすため
に、種々の色の塗料を少量の単位で（つまり塗料カート
リッジ２の形態で）ストック装置３に貯蔵するととも
に、移載装置４が塗装しようとする塗料色の塗料カート
リッジ２をストック装置３より取り出して塗装ロボット
１に搭載することにより、所要の色の塗料を選択的に塗
装ロボット１の塗装機６に供給することができる塗装シ
ステムである。なお、図２中、ｆはワークＡの搬送方向
を示し、ｃは塗装ロボット１の旋回中心を示す。

【００１８】塗料カートリッジ２は、円筒形の金属また
はプラスチック容器であって、図１１に示すように、そ
の内部に、筒状の可撓性の塗料袋（合成樹脂チューブ）
７を装填し、かつ、その先端側に、塗料袋７と連通する
結合部８を備え、さらに、その後端側に、エア流入口部
９を設けてなる。本塗装システムにおいては、適当な
数、例えば、各々塗料色が異なる約２０個ないし約１０
０個の塗料カートリッジ２・・が準備される。つまり、
塗料カートリッジ２の塗料袋７には、各々特定の塗料色
の少量の塗料、例えばワーク１台の塗装においてその色
について必要とされる量の塗料が充填されている。

【００１９】ストック装置３は、適当数の塗料カートリ
ッジ２・・を保持するエンドレスコンベア機構を備え、
そして所要の色の塗料カートリッジを取出位置まで回し
運ぶことができる装置である（図中、枠線ｓはその設置
場所を表わす。）。より詳しく述べると、ストック装置
３は、図３、図４に示すようなエンドレスチェーンコン
ベア機構１０およびこれに組み付けられた約３０個の保
持手段１１・・を備え、さらにコンベア機構１０の運転
を制御する制御装置（図示せず）を備えてなり、約３０
種の塗料色の塗料カートリッジ２・・を貯蔵するととも
に、それらの中より所要の塗料カートリッジ２が移載装
置４によって選択的に取り出されうる構成となってい
る。さらに、図３に示すようにストック装置３は、使用
済みの塗料カートリッジ２を回収する回収機構１２をも
エンドレスチェーンコンベア機構１０に併設してなる。
エンドレスチェーンコンベア機構１０は、左右一対のエ
ンドレスチェーン１３、１３（各チェーン１３はそれぞ
れ５個のスプロケット１４・・に巻き掛けられている）
を一定の間隔を開けて並設し、そして、一つのスプロケ
ット軸１５を防爆インバータモータ１６および減速機１
７とカップリング１８を介して接続してなり、これら駆
動機構１９の運転によって、左右のエンドレスチェーン
１３、１３間に保持された塗料カートリッジ２を回し運
ぶことができる。ストック装置３の上部には、取出位置
（塗料カートリッジ２を取り出す箇所）２０が設けら
れ、また、その下部には、塗料カートリッジ２の装入箇
所（新しい塗料カートリッジ２が外部より追加される箇
所）２１が設けられており、上記のエンドレスチェーン
コンベア機構１０は、塗料カートリッジ２の取出位置２
０および装入箇所２１を通る無端のコンベア経路を有す
るものとなっている。

【００２０】保持手段１１は、各塗料カートリッジ２を
それぞれ着脱可能に保持する手段であり、ストック装置
３に貯蔵される約３０種の塗料カートリッジ２・・の数
だけ設けられる。この保持手段１１は、図５および図６
に示すように、塗料カートリッジ２を受け取り収めうる
収納枠２２と、左右一組の屈曲した保持アーム２３、２
３と、該保持アーム２３、２３に付設されたコイルバネ
２４、２４よりなる。収納枠２２は、塗料カートリッジ
２を囲いうるようにいくつかの直立した枠棒２５・・を
枠ベース２６に配設してなり、塗料カートリッジ２をそ
の中に収めたとき、枠棒２５が塗料カートリッジ２の前
端面、後端面および外周面と隙間なく当接することによ
り、塗料カートリッジ２を安定に保持することができ
る。また、左右の保持アーム２３、２３はそれぞれ、略
直角に屈曲したアームであって、収納枠２２の外側に
て、その屈曲部２７を中心に回動自在にそしてそれぞれ
の内角側が対向するように支持されている。保持アーム
２３の上腕部２８の先端には、押え部材２９が取り付け
られ、一方、その下腕部３０の先端には、押出し部材３
１が取り付けられている。コイルバネ２４、２４はそれ
ぞれ、保持アーム２３の上腕部２８と収納枠２２の枠ベ
ース２６との間に介装され、これにより上腕部２８が直
立の姿勢より内側に傾くと、左右の保持アーム２３、２
３はそれぞれ内向きに付勢され、反対に、上腕部２８が
直立の姿勢より外側に傾くと、左右の保持アーム２３、
２３はそれぞれ外向きに付勢されるという機構（所謂、
トグル機構）が備えられている（図５参照）。従って、
左右のコイルバネ２４、２４の内向きの作用力によっ
て、保持アーム２３、２３の上腕先端の押え部材２９、
２９がそれぞれ収納枠２２内に装入された塗料カートリ
ッジ２を押圧することにより、該塗料カートリッジ２は
強固に掴持されるようになっている。また、保持アーム
２３の上腕部２８は、左右それぞれ、図５、図６に示す
ように細長いピン５１を水平に植設してなる。一方、下
記に述べる移載装置４のチャック手段３２ｂは、図５、
図６に示すようにそのベース部４６の左右両端に、押し
広げ部材３３、３３をそれぞれ付設してなる。しかし
て、保持手段１１が塗料カートリッジ２の取出位置２０
に停止するとき、その位置の直上方に到来したチャック
手段３２ｂが下降し、これとともに、押し広げ部材３
３、３３が左右のピン５１、５１に当接しながら、左右
の保持アーム２３、２３の上腕部２８、２８をそれぞれ
外向きに押し回し、そして左右の上腕部２８、２８が直
立姿勢より外側に傾いたとき、左右の保持アーム２３、
２３は、左右のコイルバネ２４、２４の外向きの作用力
によって、外向きに勢いよく回動し、よって、その下腕
先端の押出し部材３１、３１がそれぞれ、収納枠２２内
に装入された塗料カートリッジ２を上方へ押し上げる。
かかる構成により、チャック手段３２ｂは、取出位置２
０において塗料カートリッジ２を容易に掴持して運び去
ることができ、つまり、移載装置４による塗料カートリ
ッジ２の容易な取り出しが可能となっている。塗料カー
トリッジ２の取り出し後において、保持手段１１は、左
右の保持アーム２３、２３がそれぞれ外向きに押し広げ
られた状態に保たれる。しかして、この保持手段１１が
塗料カートリッジ２の装入箇所２１にまで回し運ばれ、
そして作業者が新たな塗料カートリッジ２を装入する
際、装入された塗料カートリッジ２が左右の保持アーム
２３、２３の押出し部材３１、３１を下方へ押し、左右
の下腕部３０、３０を内向きに押し回し、そして、左右
の上腕部２８、２８が直立姿勢より内側に傾いたとき、
左右の保持アーム２３、２３は内向きに勢いよく回動
し、よって、その上腕先端の左右の押え部材２９、２９
がそれぞれ、装入された塗料カートリッジ２を上方より
押え付け、収納枠２２に保持する。かかる構成により、
塗料カートリッジ２の容易な装入が可能となっている。

【００２１】塗料カートリッジ２の制御装置は、エンド
レスチェーンコンベア機構１０の駆動機構を適当量動作
せしめることにより、所要の塗料カートリッジ２を取出
位置２０まで回し運ぶという制御を、塗料カートリッジ
２のアドレス情報に基づいて行なう装置である。すなわ
ち、この制御装置は、エンドレスチェーンコンベア機構
１０の駆動量（チェーンコンベア１３の進行量）に基づ
いて、装入された塗料カートリッジ２の無端コンベア経
路内の位置を計算できる装置であり、各塗料カートリッ
ジ２の装入の際に自動読み取りまたは手入力により入力
されたアドレス情報に基づいて、無端コンベア経路を循
環する塗料カートリッジ２・・が原位置を基にいかなる
アドレス順序で配列されているかを算出し、そして、こ
れに基づいて、取り出そうとする塗料色の塗料カートリ
ッジ２を取出位置２０まで回し運ぶのに必要な駆動量を
算出し、そして、その必要な回し運びの量だけエンドレ
スチェーンコンベア機構１０を駆動させることにより、
取り出そうとする塗料色の塗料カートリッジ２を取出位
置２０まで回し運ぶという制御を行なう。また、制御装
置は、上記の構成に代えて、光学的な読み取り手段（バ
ーコードリーダ）を塗料カートリッジ２の回し運び経路
の側方に備え、これで以て、各保持手段１１に付された
アドレスマークおよび各塗料カートリッジ２に付された
塗料色についてマーク（バーコードマーク）を光学的に
読み取り、読み取られたアドレスおよび塗料色の情報に
基づいて、次に塗装しようとする塗料色の塗料カートリ
ッジ２を取出位置２０にまで回し運ぶという制御を為す
ものでもよい。なお、図中、３４は、取出位置２０にお
いて回し運ばれた塗料カートリッジ２の停止を検知する
停止確認センサ（近接スイッチ）であり、また３５は、
取出位置２０の近上方より、取出位置２０に到来する塗
料カートリッジ２の塗料色種等の塗装データを光学的に
読み取るセンサである。而して、ストック装置３は、約
３０種の数多い色の塗料をその中に貯蔵することができ
るとともに、塗装すべき塗料色をストック装置３の制御
装置に指定すると、その制御に従って、まず、エンドレ
スチェーンコンベア機構１０がその運転を開始し、その
塗料色の塗料カートリッジ２を取出位置２０まで回し運
ぶことができるものとなっている。なお、ストック装置
３は、貯蔵する塗料カートリッジ２をその軸方向を中心
として回転しながら回し運ぶので、塗料カートリッジ２
内の塗料を攪拌し、より均質に混和することができる。

【００２２】また、回収機構１２は、図３に示すよう
に、塗料カートリッジ２の回収口３６より下方に、略Ｕ
字形の受けバー３７・・を左右交互に斜め下がりの姿勢
で配置して、塗料カートリッジ２がジグザグに滑り落ち
る通路３８を上下に形成し、さらにこの通路３８に続い
て、水平に延びる通路３９をストック装置３側面の取出
し口４０とともに形成してなり、従って、使用済みの塗
料カートリッジ２は、回収口３６より投入されたとき、
これらの通路３８、３９を通って、最終的に取出し口４
０より回収されるようになっている。

【００２３】また、移載装置４は、塗料カートリッジ２
の塗装ロボット１への搭載および塗装ロボット１からの
回収を同時に為すための装置であって、図７ないし図９
に示されるように、装置本体４１の他、移動体４２、２
つのチャック手段３２ａ、３２ｂ、駆動装置４９および
制御装置（図示せず）よりなる。装置本体４１は、案内
レール４３を水平に、塗装ロボット１上方とストック装
置３上方とにわたって敷設するところの構造体である。
移動体４２は、装置本体４１の案内レール４３に往復摺
動自在に支持された部品であって、コンベア機構４４、
即ち防爆ＡＣサーボモータ４８の運転によって案内レー
ル４３に沿って水平に滑り往復移動することができる。
また、移動体４２は、左右２つのチャック手段３２ａ、
３２ｂを一緒に所定の間隔で平行に吊持してなる。各チ
ャック手段３２ａ、３２ｂは、揺動自在な２つのチャッ
ク対４５ａ、４５ｂをベース部４６に取り付け、そして
シリンダ装置の運転によって開閉動作をするように備
え、これとともに、該ベース部４６をシリンダ装置４７
の運転によって上下動可能に備えてなる。したがって、
各チャック手段３２ａ、３２ｂは、ベース部４６の昇降
動作によってチャック対４５ａ、４５ｂを、下方に位置
する塗料カートリッジ２に接近させあるいはそれより離
隔させることができ、また、これに伴うチャック対４５
ａ、４５ｂの開閉動作によって塗料カートリッジ２を掴
持および解放することができる。以上のように、移載装
置４は、２つのチャック手段３２ａ、３２ｂによりそれ
ぞれ、塗料カートリッジ２を掴持・解放し、そして塗料
カートリッジ２を吊持しながら、移動体４２の往復動に
より塗装ロボット１とストック装置３との間で往復運搬
することができる。

【００２４】制御装置は、移載装置４の動作全体を制御
する装置であり、移動体４２がストック装置３側に位置
するとき、使用済みの塗料カートリッジ２を運搬してき
たチャック手段３２ａが、下降してストック装置３の回
収口３６に接近し、続いて、その使用済み塗料カートリ
ッジ２を解放して回収口３６内に投入し、その後上昇
し、これとともに、チャック手段３２ｂが、下降してス
トック装置３の取出位置２０に接近し、続いて、塗装し
ようとする塗料色の所要の塗料カートリッジ２を掴持し
てストック装置３より取り出し、その後上昇し、また、
移動体４２が塗装ロボット１側に位置するとき、チャッ
ク手段３２ａが、下降して塗装ロボット１の搭載用スペ
ース部５０に接近し、既にそこに搭載されている使用済
みの塗料カートリッジ２を掴持して塗装ロボット１より
取り出し、その後上昇し、これに続いて、所要の塗料カ
ートリッジ２を運搬してきたチャック手段３２ｂが、子
下降して塗装ロボット１の搭載用スペース部５０に接近
し、その所要の塗料カートリッジ２を解放して塗装ロボ
ット１に搭載し、その後上昇するという一連の動作を制
御する。なお、本例においては、各チャック手段３２
ａ、３２ｂはそれぞれ、ベース部４６の左右両端に押し
広げ部材３３、３３を備えており、図５および図６に示
すように、チャック対４５ａ、４５ｂが保持手段１１に
よって保持された塗料カートリッジ２に接近するとき、
左右の押し広げ部材３３、３３はそれぞれ、左右の上腕
部２８、２８のピン５１に当接しながら、保持アーム２
３、２３（押え部材２９、２９）を外向きに押し回し、
そして、左右の上腕部２８、２８が直立の姿勢より外側
に傾いたとき、左右の保持アーム２３、２３の上腕部２
８、２８は勢いよく回動し、その下腕部３０先端の押出
し部材３１、３１がそれぞれ、収納枠２２内に装入され
た塗料カートリッジ２を上方へ押し上げ、従って、チャ
ック対４５ａ、４５ｂによる塗料カートリッジ２の掴持
が容易になされうるようになっている。なお、図中、６
２は、塗料カートリッジ２が掴持されているかどうかを
検知するセンサである。

【００２５】塗装ロボット１は、図１０および図２に示
すように、コンベア機構５２によりワークＡの搬送方向
ｆに往復移動することができ、また、塗装機６を旋回、
変向する機構を備えており、これらの運動動作により、
ワークＡに対する自動塗装を為しうる構成となってい
る。さらに、塗装ロボット１は、図１０に示すように、
その頭部（第２アームの後端部）５３の上面に、塗料カ
ートリッジ２を搭載することができる構造のスペース部
５０を有し、そのスペース部５０には、さらに塗料給送
機構５が備えられている。塗料給送機構５は、塗料カー
トリッジ２が搭載されたとき、その塗料カートリッジ２
と結合し、そして、結合状態において、塗料カートリッ
ジ２内の塗料を押出して塗装ロボット１の塗装機６に供
給することができるものである。その構成を図１１およ
び図１２の概略図に基づいてさらに説明すると、図１１
は、塗装ロボット１のスペース部５０を示し、図１２
は、スペース部５０から塗装機６までの塗料流路を示
す。搭載された塗料カートリッジ２の先端側には、エア
シリンダ装置５４の動作によって結合管５５がカートリ
ッジ２の長手方向（図中、矢印ｐ方向）に変位可能に備
えられ、また、塗料カートリッジ２の後端側には、エア
シリンダ装置５６の動作によってエア流入管５７がカー
トリッジ２の長手方向（図中、矢印ｑ方向）に変位可能
に備えられている。結合管５５は塗料流路Ｂと接続され
ており、一方、エア流入管５７は加圧エア源（図示せ
ず）と接続されている。従って、塗料カートリッジ２が
スペース部５０に搭載されたとき、結合管５５が塗料カ
ートリッジ２の結合部８と連結することにより、塗料カ
ートリッジ２内の塗料袋７が塗料流路Ｂと連通し、ま
た、エア流入管５７が塗料カートリッジ２のエア流入口
部９と結合することにより、加圧エアが塗料カートリッ
ジ２の内部に流入しうるようになっている。結合管５５
（塗料流路Ｂ）は、塗料色替え（ＣＣＶ）装置５８、流
量調節用ギアポンプ５９を経由して、ベル型静電塗装機
６と接続されている。従って、上記の結合動作により、
塗料カートリッジ２内の塗料袋７が塗料流路Ｂと連通し
た時点で、加圧エアを塗料カートリッジ２の内部に流入
せしめると、そのエア圧力によって塗料カートリッジ２
内の塗料袋７が圧縮され、塗料袋７内の塗料が外へ押出
され、結合管５５、色替え（ＣＣＶ）装置５８、ギアポ
ンプ５９を通って塗装ロボット１の塗装機６に給送さ
れ、最終的にワークＡの塗装に利用される。なお、上記
の結合管５５は、その取付け治具６０上を横方向（図
中、矢印ｒ方向）に移動することもでき、塗料カートリ
ッジ２の側方に備えられた洗浄用シンナー・エアバルブ
ユニット６１と結合することにより、その内部および塗
料流路Ｂの洗浄が可能となっている。

【００２６】以上述べたように、本実施例の塗装システ
ムは、数多くの塗料色の塗料を少量の単位で（塗料カー
トリッジ２の形態で）ストック装置３に貯蔵するととも
に、それら塗料群の中から、移載装置４が特定の塗料色
の塗料カートリッジ２をストック装置３より取り出して
塗装ロボット１に搭載することにより、所要の塗料色の
塗料を選択的に塗装ロボット１の塗装機６に供給し、ワ
ークＡの多色少量塗装に供することができるものであ
る。その上、本例の塗装システムは、各塗料色ごとの塗
料供給路（循環系）を塗装ロボット１の作業域内まで導
くという構成でなく、よって、設備が大掛かりなものと
はならない。さらに、本例の塗装システムは、塗料色の
交換（移載装置４による塗料カートリッジ２の往復）を
塗装ロボット１による塗装と同時に進行させることがで
き、よって、多色塗装の作業効率が大変高いものにな
る。また、本例の塗装システムは、塗料カートリッジ２
の貯蔵の間、それを回転しながら回し運ぶので、塗料カ
ートリッジ２内の塗料を攪拌し、より均質に混和するこ
とができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多色少量
塗装システムは、数多い塗料色の塗料をそれぞれ少量の
単位で貯蔵するとともに、それら塗料色の群の中から所
要の塗料色の塗料を選択的に塗装ロボットまたは自動塗
装装置の塗装機に供給して、塗装を為すことができると
いう効果が得られる。その上、本発明の塗装システム
は、塗装ロボットまたは自動塗装装置において塗装が行
われている間に、次に塗装すべき塗料色の塗料を塗装カ
ートリッジの形態でストック装置より塗装ロボットまた
は自動塗装装置に運搬し、搭載前の態勢まで準備してお
くことができる。したがって、本発明によれば、色交換
を含む塗装作業全体の効率が大変高いものになるという
効果が得られる。さらに、本発明の塗装システムは、相
対的に小型なストック装置と移載装置を備えるだけで済
み、設置スペースの面において有利である。したがっ
て、本発明によれば、塗装の設備全体の小型化に寄与で
きるという効果も得られる。また、本発明の塗装システ
ムは、ストック装置にて塗料カートリッジ内の塗料が効
率よく攪拌され、従って、より均質に混和された塗料を
塗装機に供給し、塗装に使用することができ、また、数
多い塗料色の塗料をそれぞれ長期間安定して貯蔵するこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の多色少量塗装システムを示す
全体図である。

【図２】図１に示す多色少量塗装システムを上方より見
た図である。

【図３】実施例の多色少量塗装システムに使用されるス
トック装置の内部を概略的に示す正面図である。

【図４】図３に示すストック装置を側方より見た側面図
である。

【図５】図３に示すストック装置に備えられる保持手段
および移載装置のチャック手段の下部を示す図である。

【図６】塗料カートリッジの保持（左半図）およびその
取り出し（右半図）の様子を示す図である。

【図７】実施例の多色少量塗装システムに使用される移
載装置の全体を示す正面図である。

【図８】図７に示す移載装置の移動体とチャック手段を
拡大して示す正面図である。

【図９】図７に示す移載装置のチャック手段を拡大して
示す側面図である。

【図１０】実施例の多色少量塗装システムに使用される
塗装ロボットの全体を示す正面図である。

【図１１】図１０に示す塗装ロボットの頭部における塗
料カートリッジ搭載部の構成を示す概略図である。

【図１２】塗料カートリッジ搭載部から塗装機までの塗
料流路を示す図である。

【符号の説明】

１ 塗装ロボット ２ 塗料カートリッジ ３ ストック装置 ４ 移載装置 ５ 塗料給送機構 ６ 塗装機 ７ 塗料袋 １０ エンドレスコンベア機構 １１ 保持手段 ２０ 取出位置 ３２ａ，３２ｂ チャック手段 ４２ 移動体 ５０ 搭載用スペース部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 徹 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 山口 徳恭 愛知県豊田市柿本町１丁目９番地 トリニ ティ工業株式会社内 (72)発明者 藤原 茂樹 愛知県豊田市柿本町１丁目９番地 トリニ ティ工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】種々の色の塗料を少量の単位で貯蔵すると
   ともに、所要の色の塗料を選択的に塗装機に供給するこ
   とができる塗装システムであって、 各々特定の塗料色の少量の塗料が充填された適当数の塗
   料カートリッジと、 前記適当数の塗料カートリッジを保持するエンドレスコ
   ンベア機構を備え、そして所要の色の塗料カートリッジ
   を取出位置まで回し運ぶことができるストック装置と、 塗料カートリッジを搭載することができる構造を備えた
   塗装ロボットまたは自動塗装装置と、 前記所要の色の塗料カートリッジを前記ストック装置よ
   り取り出して運搬し、前記塗装ロボットまたは自動塗装
   装置に搭載する移載装置と、 搭載された塗料カートリッジと結合可能であり、結合
   時、該塗料カートリッジ内の塗料を押出して前記塗装ロ
   ボットまたは自動塗装装置の塗装機に供給する塗料給送
   機構とを備えてなる、多色少量塗装システム。