JPS6354969A - 塗料吐出量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動塗装機によっ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っ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った。

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２＋を量制御装置を、前記流量計
によって積出された塗料流量にもとづいてマイクロコン
ピュータで制御し、ノズルからの塗料吐出量の一定化を
図っている。

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、自動塗装機によって吹付
塗装を行なっているが、この場合、第９図に示すように
、所定の塗装幅すを確保するために、第１０図に示すよ
うにキャ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
がら塗装を行なっている。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ッ）ｆｉｌ域が形成される。し
たがって、塗料の流れは急激に立上りかつ急激に立下る
複数のステッ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っては
、塗料吐出量の精密な制御は困難であった。

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った。

（発明の口約） 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、自動塗装機によって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準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って、すべて
の塗料流れパルスに対し塗料流量の補正を行なうととも
に、１回の塗装サイクルにおける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、複数の塗料流れパルスのすべてについ
てそれぞれデータ補正を行なっているから、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、今回の塗装サイクルにおける最終の塗料流れパ
ルスの補正データ値すなわち、塗料の流れ状態がもっと
も安定した状態の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、その説明に先立って、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、この吹は塗装は車体の上面（
ｔｏｐ）と側面（ｓｉｄｅ）とに分けてｊテなわれる。

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。ハンチングで示す領域は
塗料カット領域である。

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って、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
スによって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で１を２．７
１秒、パルス周期τ２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τ３を２
．１４秒、パルス周期τ４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
ロコンピュータである。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ＸＩ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・ボック
ス部６、ｘｉ流流量デジタルユニタフよび温度・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
質量流量をあられす信号をエレクトロニクス・ボックス
部６で処理してマイクロコンピュータ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ョン・レギュレータ９　
（以下エアオペレギュレータと略称する）が設けられて
おり、このエアオペレギュレータ９は、マイクロコンピ
ュータ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って作動される。

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、マイクロコンピュータ２から入力される８ビットパ
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１２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ってエ
アオペレギュレータを作動する。

一方、塗料供給通路２１の上流端にはカラーチェンジバ
ルブ群１４が配設されている。このカラーチェンジバル
ブ群１４は、各塗色のためのカラーチェンジバルブ１４
Ａ〜１４．を有し、これらカラーチェンジバルブ１４Ａ
〜１４％は、レギュレータ群１５のそれぞれ対応するレ
ギュレータ１５Ａ　−１５％を介してそれぞれ塗料供給
配管１６＾〜１６Ｎに接続されている。またカラーチェ
ンジバルブ群１４には、レギュレータ１５゜を介して洗
浄用シンナ供給配管１７に接続されたバルブ１４０　と
、レギュレータ１５Ｆを介してエア供給配管１８に接続
されたバルブ１４．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パルプ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ｌから
出力された塗色および塗料吐出量をあられす信号は、塗
料密度をあられす信号とともにマイクロコンピュータ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ェンジバルブを開く　（
このカラーチェンジバルブを例えば１４Ｊとする）。こ
こでマイクロコンピュータ２は、電／空変換装置ｌＯを
介してエアオペレギュレータ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１６．よりレギュレータ１５Ｊおよびカラー
チェンジバルブ１４Ｊを経て塗料供給通路２１に送られ
、エアオペレギュレータ９、質量流量計４を通って塗料
吐出ノズル３から被塗装物に向って吐出される。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ュータ２にフィードバックす
る。このように、マイクロコンピュータ２、電／空変換
装置１０．エアオペレギュレータ９および質量流量計４
によっ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
にステッ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　ａ、横軸は時間である。Ｅは質
量流量計４の出力、Ｅｏはステッ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秒の遅延をもってス
テップ人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、マイクロコンピュータ２の動作の説明とともに後述
する。

マイクロコンビエータ２が実行する処理の内容は第６図
Ａ、Ｂに示されており、時間的に３つの処理過程に分け
られる。

皿…里程（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Ｒ１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ュータ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
カラーチェンジパルプ１４．を開く、マイクロコンピュ
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、塗色に応じた密度り。

を続出し、この密度と吐出量Ｑ、（体積流量）とを乗算
して￥ｔＩ流量に変換してホールドする。この質量流量
をＱ、とする（　Ｑ−＝　ＤＳ・Ｑｖ’）。

（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を続
出し、このｔ／空変換値Ｋを初期値としてｔ／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
換値には正の整数で０≦に≦２５５（１０進数）の値を
有する。

この初期過程は質量流量計４の出力信号の安定を待つこ
とを目的とする。

用正亘弐（第５図および第６図Ｂ参照）マイクロコンピ
ュータ２は、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信号を受けると、
この塗料流れパルスについての流量補正処理を開始する
。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ｆｆｆ
ｆ１流量計４の出力信号を対象としている。

（１）　　自動塗装機本体演算処理機１より時点ｔ１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ｔ１から、あらかじめ設定された時間で。

秒経過する時点ｔ２まで待機する。

（２）　　時点ｔ２から時点ｔ３までサンプリング周波
数ｆＨ２、サンプリング個数Ｓをもって質量流量計４の
出力信号のサンプリングを行なう。

（３）　　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ζ、１を得る。

（４）　　この平均質量流Ｍ開、、を初期過程で設定し
た′１を壁流量と比較し、Ｙ−ζ、、／Ｑ、を計算する
。

（５）Ｙが許容範囲にあるか否かの判定を行なう。

（６）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Δにとし、補正値をＴとすれ
ば、Ｙ＞１のときはＴ＝に一Δにとし、Ｙ＜１のときは
Ｔ＝に＋Δにとする。

（７）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
。Ｔ２ＯまたはＴ≦２５５であればＫの値は補正しない
。

（８）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。

＋９１　　！／空変換値テーブルのＫの値を書換える。

αω　時点ｔ４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、続く出力
信号のパルスにもとづいてそれぞれ行なう。そして最終
（第１２番目）の出力信号パルスの各時点ｔ５〜ｔ８ま
では、第１番目の出力信号パルスについて行なったのと
同様の処理を続行する。

ＯＢ　　電／空変換値記憶テーブルを各■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゛・程 時点ｔ９において塗装置ＲＵＮ信号がＯＦＦになったこ
とを検出すると、次の処理がなされる。

＋１＋　　最終（第１２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）電／空変換装置１０にに＝２５５を出力し、エア
オペレギュレータ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。したがって通路２１内の流・れ
の抵抗を低減するため、エアオペレギュレータ９を全開
にするのである。

（３）　　自動塗装機本体演算処理機ｌ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
に−０を出力して、エアオペレギュレータ９を全開にす
る０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、エアオペレギュレータ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。

（４）■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ュータ
２が実行する処理をさらに詳細に説明するフローチャー
トである。

まず第７図のステップ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
ればステップＳ２〜ｓ４で車種ｉ、塗色ｊおよび吐出量
設定番号ｋを読取る１次のステップＳ５で、電／空変換
装置１ｏにに−０を出力してエアオペレギュレータを全
開にする０次にステップＳ６において、マイクロコンピ
ュータ２内の密度テーブルから塗色に対応した塗料の密
度Ｄｓ（Ｊ）を読み出してセットし、またステップｓ７
で、車種、塗色および吐出量設定番号に対応した吐出！
（体積流量）Ｑｖ　（ｉ、ｊ、ｋ）をセントする。次の
ステップＳ８では、マイクロコンピュータ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／空変換値Ｋｓ　（ｉ、Ｊ、ｋ）を読み
出してセントする。

次にステップＳ９で体積流量Ｑｖ　（ｒ　、　　ｊ、　
　ｋ）に密度Ｄｉｊ＋を乗算してｆｆｉ！流量Ｑ、に変
換する。

そしてステップＳＩＯにおいて電／空変換装置１０にに
＝に、（ｔ、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、ステップ３１１において自動塗装機
ＲＵＮ、ＯＮ信号を受信したか否かを判定し、次のステ
ップＳ１２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ｔ
１）、次のステップ３１３でτ。秒間待機する。そして
τ。秒経過後にステップＳ１４で、質量流量計４の出力
によって吐出量のサンプリングを行ない（第５図の時点
ｔ２からｔ３まで、サンプリング周波数ｆＨｚ・サンプ
リング個数Ｓ）、次のステップＳ１５で、このサンプリ
ング結果の平均質量流量すなわち平均吐出ＩＱい、を算
出する。次のステップ３１６で、サンプリングデータの
評価のためにＹ＝ζ□／Ｑ。

を算出し、次のステップ３１７てこの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には
ステップ３１Ｂへ進んで、電／空変換値にの補正を行な
うが、Ｙの値が許容範囲内にあれば補正を行なわずにス
テップ３２４へ進んでこのＫの値を電／空変換装置１０
に出力する。ステップ３１８ではＹが１より大きいかあ
るいはｌより小さいかの判定を行ない、Ｙ＞１のときは
、ステップＳ１９でＫの値から補正弁ΔＫを減じて電／
空変換値を補正する（Ｔ＝に一ΔＫ）、またＹ＜１のと
きは、ステップＳ２０でＫの値に補正弁ΔＫを加えて電
／空変換値を補正する（Ｔ＝に＋ΔＫ）０次のステップ
Ｓ２１は補正可否をＨｉｐ価するステップで、Ｏ＜Ｔ＜
２５５のときはステップＳ２２でＴ−Ｋ　（補正可能）
とし、Ｔ≦またはＴ≧２５５のときはステップＳ２３で
に＝Ｋ　（補正不可能）とする、そしてステップＳ２４
で電／空変換装置１０にＫを出力する２次のステップＳ
２５で吐出ＯＦＦ信号を検知すると（第５図の時点ｔ４
）、ステップ３２６へ進んで自動塗装機ＲＵＮ信号を評
価する。この信号がＯＮのときはステップ３１２へ戻り
、次の塗料流れパルスに対してステップ５１３〜３２４
に示した補正処理を行なう。また自動塗装機ＲＵＮ信号
がＯＦＦになったときは（第５図の時点ｔ９）ステ、プ
Ｓ２７で電／空変換値テーブルを書換えるとともに最終
の補正室／空変換値を格納する。そして塗料供給通路２
１の洗浄の有無にかかわらず洗浄工程信号を受信すると
、ステップ３２８で電／空変換装置１０にに＝２５５を
出力してエアオペレギュレータを全開にしステップＳ１
に戻る。

以上がマイクロコンピュータ２が実１テする処理のフロ
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、複数（車体上面の塗装については１２個、
車体側面の塗装については１７個）の塗料流れパルスの
すべてについて流量補正を行なっているから、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
ける最終の（１２番目または１７７番目）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ップ入力に
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針の出力信号の波形図、第６
図Ａ、Ｂはマイクロコンピュ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
は処理のフローチャート、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。 ｌ・・・自動塗装機本体演算処理機 ２・・・マイクロコンピュータ ３・・・塗料吐出ノズル　　　４−・−質量流量計９−
エアオペレギエレータ ｌＯ・−・電／空変換装置 １４−カラーチェンジバルブ群 １５−・レギュレータ群 １６・−・塗料供給配管群

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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塗料吐出量制御装置であって、 すべての塗料流れパルスに対し塗料流量の補正を行なう
   とともに、１回の塗装サイクルにおける最終の塗料流れ
   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。