JP2014510623A - 粉末スプレー塗装機に用いる制御装置 - Google Patents

Abstract

【目的】粉末スプレー塗装機（２００）に用いられる制御装置（１００）、および粉末スプレー塗装機（２００）を提供する。
【解決手段】粉末スプレー塗装機（２００）の塗装動作において求められる塗装効率性を維持しつつ動作信頼性を確保する目的で、本願発明に係る解決手段は、評価デバイス（１０）と、有効化デバイス（２０）と、第１通信インタフェース（３０）とを含む制御装置（１００）を提供する。評価デバイス（１０）は、第１通信インタフェース（３０）により粉末スプレー塗装機（２００）から受信した少なくとも１つのコードに基づき、粉末スプレー塗装機（２００）の信頼できる動作が確保されるかどうかを評価し、評価結果を有効化デバイス（２０）へ転送する。評価結果が肯定的な場合、有効化デバイス（２０）は動作を有効化する。
【選択図】図１

Description

本願発明は、粉末スプレー塗装機に用いられる制御装置、および制御装置を用いて動作する粉末スプレー塗装機に関する。

従来技術により、塗装対象物の方向に向かって粉末スプレー塗装機から発射される塗装粉末に高電圧を与えるのに適した高電圧発生器を備えた、流動性の粉末を接地された塗装対象表面に吹き付ける粉末スプレー機、特にスプレーガンなどが知られている。

一般的に粉末スプレー機には、比較的低い振幅の可変の、または一定のＡＣ電圧を生成し、一般的に当該電圧を発振器出力へ供給する発振器が設けられる。この発振器出力に、実際の粉末スプレー塗装機、つまり例えば上述したスプレーガンまたは他の何らかの手持ち式の機器を接続することがある。塗装に用いられる選択された塗装粉末のタイプに応じて、および塗装対象物のタイプまたは形態に応じて、異なる高電圧変圧器および高電圧カスケード回路などの異なるタイプの高電圧発生器を有する様々な異なる設計のスプレーガンが用いられる。さらに、使用用途、および電圧生成発振器と実際の手持ち式の機器、つまり粉末スプレー塗装ガンなどとの間にどのようなタイプの、およびどれだけの長さのフィードラインを用いられるかによっても設計は異なる。

よって使用用途に応じて、異なるタイプの粉末スプレーガンまたは他の手持ち式の機器を同じ発振器、つまり同じ電圧生成器を用いて連続して次々と用いることが求められ得る。特に様々な異なるパラメータを設定し得る発振器を用いる場合、接続される粉末スプレー機のタイプに応じて発振器のこれらのパラメータとして適切な値を選択する必要がある。例えば特に、最適な塗装の結果を得るには、出力発振器電圧の振幅、および／または周波数を、対応して用いられる粉末スプレー塗装機、特に粉末スプレーガンに適合させる必要があり得る。また何らかの理由により、旋回する塗装粉末が形成する粉末のクラウド（ｃｌｏｕｄ）を介して接地へ向かって流れる電流が１００ μΑなどの一定の最大電流を超えないように、発振器内に電流制限デバイスを設ける必要もあり得る。

異なる様々な技術データおよびパラメータを有する異なる様々な粉末スプレー塗装機が多数用いられることにより、粉末スプレー塗装機に発振器電圧を供給する発振器が接続された場合において、接続された当該粉末スプレー塗装機において、各発振器を用いた動作信頼性に関する課題を伴うことのない良好な塗装効率での動作が確保され得ないという課題が従来技術の機器にはある。特に、一定の値を有する発振器の場合、加えて可変式の発振器の場合、特定のタイプの粉末スプレー塗装機、特定のタイプのスプレーガンなどが特定の発振器に接続された場合、信頼性基準が確保され得ないという課題がある。可変式の発振器の場合、様々な電気工学上のパラメータがユーザによって変更されるので、原則上は許容されるはずの粉末スプレー塗装機と発振器との組み合わせであっても、パラメータが誤って選択された場合、塗装動作の十分な動作信頼性が確保され得ないといったさらなる課題が生じる。

よって本願発明の目的は、一定の電気的パラメータを有する発振器、または可変的かつ設定可能な電気的パラメータを有する発振器などを用いて粉末スプレー塗装機を動作させる際の動作信頼性を向上させ、良好な塗装結果または良好な塗装効率を実現する方法を提供することである。

この目的は、特許請求項に記載の特徴を有する本願発明によって、特に請求項１に記載の制御装置、請求項１２に記載の粉末スプレー塗装ガン、および請求項１６に記載の方法によって達成される。

本願発明によると、制御装置は、動作信頼性を評価する評価デバイスと、動作を有効化する有効化デバイスと、データ受信およびデータ交換のうち少なくともいずれか一方を、接続された粉末スプレー塗装機との間で行う第１通信インタフェースとを含む。本願発明に係る制御装置の第１通信インタフェースは、粉末スプレー塗装機から少なくとも１つのコードを受信し、制御装置の評価デバイスへ転送する。評価デバイスは、少なくとも１つの送信されたコードに基づき、粉末スプレー塗装機の信頼できる動作が確保されるかどうかを評価する。信頼できる動作が確保される場合、評価デバイスは肯定的な評価結果を有効化デバイスへ転送する。対応して、信頼できる動作が確保されないと評価デバイスが判断した場合、評価デバイスによって否定的な評価結果が有効化デバイスへ渡される。肯定的な評価結果の場合のみ、有効化デバイスは動作を有効化する。評価結果を得るべく、第１通信インタフェースが粉末スプレー塗装機から受信したコードは、特に、規定の、または規定可能な比較コードと比較されてよい。この比較コードは、例えば、本願発明に係る制御装置に特定的に割り当てられた発振器が有してもよい。接続された粉末スプレー塗装機を動作させるのに必要であり、かつ、粉末スプレー塗装機からのコードの送信により評価デバイスが知らされる信頼性基準を、制御装置に特定的に割り当てられた発振器に属する比較コードが満たすかどうかを制御装置内で評価することにより、本願発明に係る制御装置は、接続された粉末スプレー塗装機の発振器を用いた動作を、所定の規定可能な、または規定の信頼性基準が満たされた場合にのみ可能とする。

また本願発明によると、制御装置を用いて動作する粉末スプレー塗装機は、第２通信インタフェースと、当該第２通信インタフェースへ接続されたコーディングデバイスとを含む。第２通信インタフェースは、制御装置の第１通信インタフェースとの接続に用いられる。コーディングデバイスは、少なくとも１つのコード、特に、識別コードまたは動作データコードを生成し、第２通信インタフェースを介して制御装置へ出力する。

本願発明の実施形態を有利に発展させた形態は、従属項に記載されている。

例えば、少なくとも１つのコードは識別コードであってよい。特に識別コードは、粉末スプレーガンのタイプコード、シリアルナンバー、または機器番号であってよい。当該識別コードを本願発明に係る制御装置へ送信することにより、各塗装機のタイプ、または同一の塗装機のタイプからなるグループに含まれる個々の塗装機が、制御装置に特定的に割り当てられた発振器を用いて動作することが許可されるかどうか、つまり、塗装動作に必要な信頼性基準が満たされるかどうかに関する評価が当該識別コードに基づいて行われる。

同様に、当該識別コードと併せて、または代替的に動作データコードを送信してもよい。動作データコードは特に、瞬時温度、最高温度、最低温度、または動作タイムコードであってよい。例えば、当該動作データコードを送信することにより、任意の時点において、接続された塗装機が信頼できる動作を可能とする動作温度にあるかどうか判断することが出来る。同様に最高温度コードを動作データコードとして送信することにより、各塗装機が最高温度を超えたことがあるかどうかの判断をすることが出来る。この場合、この送信された最高温度コードの評価では、当該塗装機、特に粉末スプレーガンの動作信頼性が依然として確保されるかどうかの確認が行われてよい。最低温度コードの送信にも同様の状況があてはまる。送信された動作タイムコードに基づき、接続された各粉末スプレー塗装機の利用時間または動作時間が最長時間を既に超えたかどうかの評価を行うことが出来る。信頼性に関して最長の許容時間である動作時間を超えた場合、当該粉末スプレー塗装機の動作を有効化させないようにしてもよい。

有効化デバイスは特に、スイッチングデバイスとして形成されてもよい。スイッチングデバイスは、トランジスタまたは中継スイッチングデバイスなどであってもよい。スイッチングデバイスは、発振電圧を生成する発振器と粉末スプレー塗装機との間に配置されてもよい。スイッチングデバイスが配置されるのは、発振器により生成された電圧を粉末スプレー塗装機に供給するフィードライン、若しくは、リターンライン、特にリファレンスポテンシャルライン上であってもよい。よって特に、信頼できる動作が可能であるとの評価がなされた時に動作を有効化する目的で、発振器により生成された電圧が粉末スプレー塗装機に供給されるようにスイッチングデバイスを繋いでもよい。

しかし同様に、動作を有効化するべく発振電圧を生成するよう発振器を起動させるのは有効化デバイスのみであるようにしてもよい。

好ましくは、評価結果が否定的である場合、または否定的となった場合に有効化デバイスが動作を中断させるようにしてもよい。この目的で、粉末スプレー塗装機からのコードは、発振器を用いて粉末スプレー塗装機が動作を行っている間、継続して受信される。塗装動作の間、信頼できる動作が依然として可能であるか確かめるべくこれらのコードは結果的に評価デバイスにおいて評価もされる。例えば、動作の進行中において最高動作温度を超えた場合、有効化デバイスを用いて塗装動作を中断してもよい。信頼性に関して許容される最長の動作時間を超えた場合も同様の処理を行ってもよい。

特に好ましくは、評価結果が否定的であった場合、つまり、粉末スプレー塗装機の信頼できる動作が可能ではない、または可能ではなくなったものと判断された場合、制御装置、または制御装置の第１通信インタフェースは、粉末スプレー塗装機へ無効化コマンドを送信してもよい。例えば最長許容累積動作時間を超えた場合、粉末スプレー塗装機へ無効化コマンドを送信してもよく、この場合、粉末スプレー塗装機は、当該無効化コマンドを受信した後、自発的に以後の動作を停止する。粉末スプレー塗装機は、専門家によるメンテナンスまたは修理を受けるべく無効化される、当該粉末スプレー塗装機で信頼できる動作がまだ可能であると判断された場合、再起動させられてもよい。

さらに制御装置の第１通信インタフェースは、読み取りコマンドを粉末スプレー塗装機へ送信してもよい。当該読み取りコマンドの評価を粉末スプレー塗装機で行うことにより、例えば、識別コードまたは動作データコードなどの特定のコードを出力できる。よって様々なタイプのコードを同時に、または異なるタイミングで用いて、動作信頼性を評価デバイスで評価することが出来る。

さらに、制御装置にさらに管理インタフェースを設けてもよい。当該管理インタフェースは、制御装置を管理デバイスへ接続するのに用いられ、この場合管理デバイスは、例えば、遠隔のメンテナンス設備、または上位の制御器であってよい。このことは動作信頼性の評価に、例えばさらに特徴変数が用いられる場合に有利に行われ得、制御装置の評価デバイスにおける評価と組み合わせて、動作を有効化する、または有効化しない処理が行われてよい。

特に、管理インタフェースは、動作を無効化する管理コマンドを受信してもよい。このことは、例えば管理インタフェースに接続された上位の制御器が、例えば緊急の運転停止時において粉末スプレー塗装機が信頼できる動作を行えなくなったことを検出した場合において有利である。

同様に、管理インタフェースは、動作を有効化する管理コマンドを受信してもよい。このことは特に、管理インタフェースに遠隔で接続されたメンテナンスユニットが、例えば、最高温度を超えているかもしれないが、粉末スプレー塗装機が特定の発振器を用いて動作してもよいものと判断した場合において有利である。

同様に粉末スプレー塗装機のコーディングデバイスは、制御装置から読み取りコマンドを受信し、当該読み取りコマンドに対応するコードを生成し、制御装置に出力してもよい。

粉末スプレー塗装機には、動作時間検出部、および当該動作時間検出部に割り当てられコーディングデバイスに接続された動作時間記憶部が設けられてもよい。好ましくは動作時間検出部は、粉末スプレー塗装機の累積の動作時間を検出し、検出された動作時間を動作時間記憶部に格納する。例えば、対応する読み取りコマンドを受信するとコーディングデバイスは、動作時間記憶部から読み取った動作時間に基づき動作タイムコードを生成し、制御装置へ送信する。

同様に粉末スプレー塗装機に、動作温度を検出する温度検出部、およびコーディングデバイスに接続された温度記憶部を設けてもよい。ここでも、対応する読み取りコマンドを受信すると、例えば、検出された温度、特に検出された最低または最高温度が温度記憶部から読み取られ、対応する動作データコード、つまり温度データコードがコーディングデバイスで生成され、制御装置へ出力される。

本願発明の実施形態をより詳細に、以下の図面に基づいて説明する。
図１は、本願発明の第１実施形態により提供される、本願発明に係る制御装置と本願発明に係る粉末スプレー塗装機との相互接続を示すブロック図である。 図２は、第２実施形態により提供される、本願発明に係る粉末スプレー塗装機の概略構造を示す。

図１から分かるように第１実施形態は、評価デバイス、分離された有効化デバイス２０、第１通信インタフェース３０、および管理インタフェース３１を有する制御装置１００を提供する。さらに、図１に係る第１実施形態においては、特に粉末スプレーガンなどとして形成されてよい、粉末スプレー塗装機２００が提供される。粉末スプレー塗装機２００は、第２通信インタフェース５１および高電圧発生器５０を有する。高電圧発生器５０は、リターンライン４３などのフィードライン４２を介して、一定の電気パラメータを有するか、特定の電気的パラメータに設定できるように構成された発振器４０に接続されている。図１に示されるように、発振器４０と制御装置１００とは便宜上、制御／発振ユニット３００において組み合わせられている。図１に示される第１実施形態において、スイッチングデバイス２１として形成される有効化デバイス２０は、発振器電圧を発振器４０から粉末スプレー塗装機２００の高電圧発生器５０へ供給するフィードラインにより形成される回路中に組み込まれている。

スイッチングデバイス２１は、粉末スプレー塗装機２００が発振器４０を用いて信頼できる動作を行えるとの判断なされたことを意味する肯定的な評価結果が評価デバイス１０から有効化デバイス２０へ送信されるまで、繋がれた状態にはならない。

評価デバイス１０でこの評価を行うべく、場合よっては対応する読み取りコマンドを受信した後に粉末スプレー塗装機２００の第２通信インタフェース５１から制御装置１００の第１通信インタフェース３０へコードが送信される。送信には、バスシステム、特にＣＡＮバスなどの標準的なバスシステムを用いてもよいが、ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）などのポイントツーポイント接続を用いてもよい。しかし、制御装置１００の第１通信インタフェース３０と、粉末スプレー塗装機２００の第２通信インタフェース５１との間の通信リンクを確保するには、上述した例以外を用いてもよい。用いられる物理的接続、または送信プロトコルに関して上述した例はそれらのみに限定するものと解されるべきではない。続いて評価デバイス１０において、評価デバイス１０へ供給されるコード、特に識別コードまたは動作データコードに基づき、特定の粉末スプレー塗装機２００が特定の発振器４０を用いて信頼できる動作を行えるかどうかの評価が行われる。そのような信頼できる動作を行えるとの判断がなされると、評価デバイス１０から制御装置１００の有効化デバイス２０へ有効化信号が送信される。これに応じ、スイッチングデバイス２１として形成された有効化デバイス２０は、発振器４０により生成された発振器電圧をフィードライン４２を介して繋ぎ、結果的に、粉末スプレー塗装機２００内の高電圧発生器５０へと供給する。

図２に示す第２実施形態において、粉末スプレー塗装機２００は対応して形成された制御装置１００、および当然ながら、対応して形成された発振器４０へと接続される。ここでも図２に示す第２実施形態に係る粉末スプレー塗装機２００は、高電圧変圧器と高電圧カスケード回路との間の相互接続など高電圧発生器５０を有する。高電圧発生器５０は、対応して形成された発振器４０に接続される。

さらにここでも、対応して構成された制御装置１００の第１通信インタフェース３０に接続される第２通信インタフェース５１が提供される。加えて図２に示す第２実施形態に係る粉末スプレー塗装機２００は、コード、特に識別コードまたは動作データコードを生成するのに用いられるコーディングデバイス５２を有する。この生成は、例えば、第２通信インタフェースが受信する読み取りコマンドへの応答として行われてもよい。結果的に、対応する読み取りコマンドの評価もコーディングデバイス５２で行われてもよい。よって、例えば、コーディングデバイス５２が対応する読み取りコマンドを受信した後、対応する粉末スプレー塗装機２００のシリアルナンバー、機器番号、またはタイプコードを送信してもよい。同様に、どのタイプの発振器４０、またはどのパラメータを用いればこの特定の粉末スプレー塗装機２００が信頼できる動作を行うことが出来るのかに関する情報を符号化された形式で有する、テストエージェントまたは認証エージェントなどにより発行されるデジタル承認証明書をコーディングデバイス５２に格納してもよい。

さらに図２に示されるように、コーディングデバイス５２は温度記憶部５６および動作時間記憶部５４にも接続されている。また動作時間記憶部５４には、動作時間を例えば累積時間として継続的に検出し、当該動作時間を動作時間記憶部５４と関連付けて格納する動作時間検出部が結合されている。対応する読み取りコマンドを受信するとコーディングデバイス５２は、検出された動作時間を送信してよく、この時、設定されたまたは設定可能な最大動作時間を超えている場合には、接続された制御装置１００は有効化デバイス２０を動作させることが出来ない。

同様に温度検出部５５は温度記憶部５６と協働して、粉末スプレー塗装機２００の動作温度を継続的に検出および格納する。これにより、接続された制御装置、または接続された制御装置１００に含まれる評価デバイス１０が所定の温度限界を下回るか上回った場合には、接続された有効化デバイス２０により発振器電圧の有効化が同様に妨げられる。

符号の説明
１０ 評価デバイス
２０ 有効化デバイス
２１ スイッチングデバイス
３０ 第１通信インタフェース
３１ 管理インタフェース
４０ 発振器
４２ フィードライン
４３ リターンライン
５０ 高電圧発生器
５１ 第２通信インタフェース
５２ コーディングデバイス
５３ 動作時間検出部
５４ 動作時間記憶部
５５ 温度検出部
５６ 温度記憶部
１００ 制御装置
２００ 粉末スプレー塗装機
３００ 制御／発振ユニット

Claims (16)

1. 粉末スプレー塗装機に用いられる制御装置であり、
   動作信頼性を評価する評価デバイスと、
   動作を有効化する有効化デバイスと、
   データ受信およびデータ交換のうち少なくともいずれか一方を、接続された前記粉末スプレー塗装機との間で行う第１通信インタフェースと
   を備え、
   前記第１通信インタフェースは、前記粉末スプレー塗装機から少なくとも１つのコードを受信し、前記評価デバイスへ転送し、
   前記評価デバイスは、前記少なくとも１つのコードに基づき、特に、規定の、または規定可能な比較コードとの比較に基づき、信頼できる動作が確保されるかどうかを評価し、評価結果を前記有効化デバイスへ転送し、
   前記有効化デバイスは、前記評価結果が肯定的である場合、動作を有効化する、制御装置。
2. 前記少なくとも１つのコードは、識別コードであり、特にタイプコード、シリアルナンバー、または機器番号である、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記少なくとも１つのコードは、動作データコードであり、特に、瞬時温度、最高温度、最低温度、または動作タイムのコードである、請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記有効化デバイスは、前記粉末スプレー塗装機に対し発振電圧を生成する発振器と前記粉末スプレー塗装機との間のフィードラインまたはリターンラインに配置されるスイッチングデバイスとして形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記有効化デバイスは、動作を有効化するべく発振電圧を生成するよう発振器を起動させる、請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記有効化デバイスはさらに、前記評価結果が否定的である場合に動作を中断する、請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記第１通信インタフェースはさらに、前記評価結果が否定的である場合に、前記粉末スプレー塗装機へ無効化コマンドを送信する、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記第１通信インタフェースはさらに、前記粉末スプレー塗装機へ読み取りコマンドを送信する、請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記制御装置を管理デバイスへ接続する管理インタフェースをさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 前記管理インタフェースは、動作を無効化する管理コマンドを受信する、請求項９に記載の制御装置。
11. 前記管理インタフェースは、動作を有効化する管理コマンドを受信する、請求項９または１０に記載の制御装置。
12. 制御装置を用いて動作する粉末スプレー塗装機であり、
    前記制御装置の第１通信インタフェースへ接続可能である、または接続されている第２通信インタフェースと、
    前記第２通信インタフェースへ接続され、少なくとも１つのコード、特に、識別コードまたは動作データコードを生成し、前記制御装置へ出力するコーディングデバイスと
    を備える粉末スプレー塗装機。
13. 前記コーディングデバイスはさらに、前記制御装置から受信する読み取りコマンドに応じて前記少なくとも１つのコードを生成し、前記制御装置へ出力する、請求項１２に記載の粉末スプレー塗装機。
14. 動作時間を検出する動作時間検出部と
    前記コーディングデバイスへ接続され、検出された前記動作時間を読み取り可能なように格納する動作時間記憶部と
    をさらに備える請求項１２または１３に記載の粉末スプレー塗装機。
15. 動作温度を検出する温度検出部と、
    前記コーディングデバイスへ接続され、検出された前記動作温度、特に、最低温度または最高温度を読み取り可能なように格納する温度記憶部と
    をさらに備える請求項１２から１４のいずれか１項に記載の粉末スプレー塗装機。
16. 粉末スプレー塗装機の動作を有効化する方法であり、
    前記粉末スプレー塗装機からコードを受信する段階と、
    前記コードに基づき、信頼できる動作が確保されるかどうかを評価する段階と、
    前記信頼できる動作が確保されると評価された場合、前記粉末スプレー塗装機の前記動作を有効化する段階と
    を備える方法。

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