JPS6354970A - 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針を介装するとと
もに、塗料供給源と流量計との間の塗料供給通路に１量
制御装置を設け、この流量制御装置を、前記流量計によ
って検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ンＤＩ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。

（発明の目的） 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、上記複
数の塗料流れパルスに対し、補正対象パルス数をあらか
じめ設定して塗料２ｉｔ量の補正を行なうとともに、上
記補正対象パルスのうちの最終パルスにおける補正デー
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、塗料流れパルスについて補正を行なう
ものであるから、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。また塗料流れパルスのす
べてについてデータ補正を行なうのではなく、あらかじ
め補正対象パルス数を設定し、この設定された塗料流れ
パルスに対してデータ補正を行なうものであるからそれ
だけ制御も容易になる。また上記補正対象パルスのうち
の最終の塗料流れパルスの補正データ値、すなわち流れ
状態が充分に安定した状態の補正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
て節単に説明する。

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）とに分けて行なわれる。本
図には塗料吐出状態が符号■、■、■で示されており、
Ｏ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ＨＪｒ域である。

第１２図は、第ｔｔｔｐ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τ１を２．
７１秒、パルス周期τ客を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。この質量流量計は、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、質量流量デジタルモニタ７および温度・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。

１ｆｔ／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
．〜１４Ｎを有し、これらカラーチェンジバルブ１４Ａ
〜１４．４は、レギュレータ群１５のそれぞれ対応する
レギュレータ１５４〜１５Ｎを介してそれぞれ塗料供給
配管１６Ａ〜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１４゜と、
レギュレータ１５．を介してエア供給配管１８に接続さ
れたバルブ１４ｐ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バルブ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ａ１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１４．とする）。こ
こでマイクロコンピュータ２は、電／空変換装置１０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１６７よりレギュレータ１５、およびカラー
チェンジバルブ１４．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１０１エアオベレギュレーク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　ｏ、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！！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
ステップ入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。

マイクロコンピュータ２が実行する処理の内容は第６図
Ａ−Ｃに示されており、時間的に３つの過程に分けられ
る。

所肌遇互（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
装機本体演算処理機１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
カラーチェンジバルブ１４Ｊ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ＩＱ、（体積流量）とを乗算
して質量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・Ｑ、’）。

（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、この電／空変換値Ｋを初期値と
して電／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。

ＭＬｊＩＬＪＸ（第５図および第６図Ｂ参照）マイクロ
コンピュータ２は、第５図の時点Ｌ１において自動塗装
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信号を受けるが、直ちに補正は開示せず
、吐出ＯＮ信号の発生回数があらかじめ設定された数Ｎ
、に達した時点ｔ２の塗料流れパルスから補正を開始す
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質量、ｉｉ
ｔ計４の出力信号を対象としている。第５図ではＮ直−
２である。

（１）　　自動塗装機本体演算処理機１より時点ｔ１お
よびｔ２における吐出ＯＮ信号を受け：この回数をカウ
ントする。

（２）　　このカウント数Ｎ１＝２として、時点ｔ２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【２から、あらかしめ設定された時間τ。

秒経過する時点ｔ３まで待機する。

（３）時点ｔ３から時点ｔ４までサンプリング周波数ｆ
Ｈｚ　、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。

（４）　　サンプリングしたデータの平均値を算出し、
平均質量流ＩＱ、、を得る。

（５）　　この平均質量流量ζ１．を初期過程で設定し
た質量流量と比較し、Ｙ＝σ、、／Ｑ、を計算する。

（６）Ｙが許容範囲にあるか否かの判定を行なう。

（７）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く１のときは
Ｔ−に＋Δにとする。

（８）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。Ｔ≧０またはＴ≦２５５であればＫの値は補正しな
い。

（９）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。

０１　　電／空変換値テーブルのＫの値を書換える。

αυ　時点ｔ５で吐出○ＦＦ信号を受けても、自動塗装
置ＲＵＮ信号がＯＮである限り上述の処理を次の出力信
号のパルスについて続行する。

（転）　自動塗装機本体演算処理機１からの吐出ＯＮ信
号のカウント数を評価する。このカウント数があらかじ
め設定された回数Ｎ、（第５図ではＮ、−７）を超える
と補正過程を終了する。すなわち第５図において、第７
番目の出力信号の各時点ｔ６〜ｔ９までは、第２番目の
出力信号にもとづいて時点ｔ２〜ｔ５で行なったのと同
様の処理を行なう。

ａ３　　電／空変換値記憶テーブルを第２〜第７番目の
塗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。

データ滞納、　　　止゛程 （第５図および第６図Ｃ参照） 吐出ＯＮ信号のカウント数が７を超えると、次の処理が
なされる。

＋１１　　第７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）第８〜第１２番目の塗料流れパルスは、第７番目
の塗料流れパルスに対してなされた電／空変換値の設定
で吐出量の制御を行ない、電／空変換値テーブルは書換
えない。

（３）時点ｔｌＯにおいて塗装４ｉ１ＲＵＮ信号がＯＦ
Ｆになったことを検出すると、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０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。

（４）　　自動塗装機本体演算処理機１から洗浄工程終
了の信号を受けると電／空変換装置１０にＴＬ／空変換
値に＝Ｏを出力して、エアオペレギュレータ９を全閉に
する。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。

（５）１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０次のステップＳ５で、１ｔ／空変
換装置１０にに−０を出力してエアオペレギュレータを
全開にする。そしてステップＳ６およびＳ７で、補正開
始ステップ数Ｎ　、　（１１および補正終了ステップ数
Ｎ　、（１１をそれぞれセットする０次にステップＳ８
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（Ｊｌを読み出してセ
フ）し、またステップＳ９で、車種、塗色および吐出量
設定番号に対応した吐出Ｍ（体積流量）　ＱＶ（ｉ、ｊ
、ｋ）をセットする６次のステップ３１０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　（＋、ｊ１　ｋ）を読み出してセントする０次に
ステップＳｌｌで体積流量Ｑｖ　（ｎ＝　　ｊ＋　　ｋ
）に密度り、（Ｊ）を乗算して質量流量ＱＩＩに変換す
る。さらにステップ３１２でステップカウント変数を初
期化する（ｎ−１）。

そしてステップ５１３において電／空変換装置１０にに
−Ｋｓ　（ｉ、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５１４においてｎの評価を
行ない、ｎ＜Ｎ、（１）のときには次のステップＳ１５
でｎをインクリメントしステップ３１４の評価を反復す
る。そしてｎ＝Ｎ；ｆ＋１となったときに次のステップ
３１８へ進んで塗料吐出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
ｔ２）、次のステップＳ１９でτ。秒間待機する。そし
てτ。秒経過後にステップＳ２０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ｔ３からｔ４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Ｓ２１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貴石１．を
算出する。次のステップＳ２２で、サンプリングデータ
の評価のためにＹ＝Ｑ、ｓ／Ｑ。

を算出し、次のステップＳ２３でこの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Ｓ２４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Ｓ３１へ進んでｎをインクリメントする。ステッ
プ３２４ではＹが１より大きいかあるいは１より小さい
かの判定を行ない、Ｙ＞１のときは、ステップＳ２５で
Ｋの値から補正骨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３２
６でＫの値に補正骨ΔＫを加えて電／空変換値を補正す
る（Ｔ−に＋ΔＫ）１次のステップＳ２７は補正可否を
評価するステ、プで、０＜Ｔ＜２’５５のときはステッ
プ３２８でＴ＝Ｋ（補正可能）とし、Ｔ≦またはＴａ２
０５のときはステップ３２９でに＝Ｋ　（補正不可能）
とする。

そしてステップＳ３０で電／空変換装置１０にＫを出力
する。ステップＳ３１ではｎをインクリメントし、ステ
ップＳ３２でｎの評価を行なう、そしてｎ＜Ｎ、（１）
のときにはステップ５１８へ戻って上述した処理を反復
し、ｎ≧Ｎ、（１１のときに次のステップＳ３３へ進ん
で電／空変換値テーブルを書換えるとともに最終の補正
電／空変換値を格納する。ｎ≧Ｎ、＋１１の各塗料流れ
パルスについては、このステップ３３３で書換えた電／
空変換値テーブルによってＩＪｉを行ない、データの補
正は行なわない、そしてステップＳ３４で洗浄工程信号
を受信すると、ステップ３３５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が実行する処理のフロー
であるが、上述の説明から明らがなように、本実施例に
おいては、多数の塗料流れパルスのうちの所定のパルス
を補正対象パルスに選定し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
サイクルにおける補正対象パルスのうちの最終の塗料流
れパルスの補正データ値を、次回の塗装サイクル（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人力に
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計の出力信号の波形図、第６
図Ａ、ＢおよびＣ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回およ
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１Ｏ図および
第１Ｌ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。 １・・−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・
・・エアオペレギュレータ １０・・−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 １７−・・シンナ供給配管　　１８・−・エア供給配管
２〇−塗料ＯＮ・ＯＦＦバルブ

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、 上記複数の塗料流れパルスに対し、補正対象パルス数を
   あらかじめ設定して前記塗料流量の補正を行なうととも
   に、前記補正対象パルスのうちの最終パルスにおける補
   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。