JP4358352B2

JP4358352B2 - Coating device, coating machine used therefor, and coating method using the same

Info

Publication number: JP4358352B2
Application number: JP13062699A
Authority: JP
Inventors: 村誠市; 野隆夫上
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2019-05-11
Also published as: JP2000317354A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアモータで高速回転駆動される回転霧化頭により塗料を霧化して塗装を行う塗装装置に関し、特に、自動車塗装のように、次々と搬送されてくる被塗物ごとに予め設定された各色の導電性塗料を静電塗着させる多色静電塗装装置に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ボディの塗装では、有機溶剤を使用した塗料が主流であるが、環境保護及び公害防止の観点から、塗装工程において大量に発生する揮発性有機溶剤を削減することが要請されており、その対策として、水性塗料による塗装が注目を集めている。
【０００３】
水性塗料を無駄なく使用するためには、塗着効率の高い静電塗装装置で塗装するのが好ましいが、水性塗料は電気抵抗が低く、塗料供給系を流れる塗料を介して静電塗装機の回転霧化頭とアース側が導通しやすいため、塗料供給系全体に絶縁対策を施して、回転霧化頭に印加される−６０〜９０ｋＶの高電圧がリークするのを防止しなければならない。
【０００４】
しかも、自動車ボディの塗装においては数十色もの塗料を用いて色替塗装を行うため、その全てに絶縁対策を施すのは極めて面倒であり、設備が大型化するという問題があった。
【０００５】
また、各色塗料を供給して色替塗装を行う場合に、前色塗料による塗装が終了した時点で回転霧化頭や塗装機内部に残存する前色塗料を洗浄し、次に供給される次色塗料との混色を防止しているが、廃棄する残存塗料が多く、シンナーなどの洗浄液も大量に必要となり、洗浄時間も長くかかるという問題があった。
【０００６】
そこで最近では、図４に示すような静電塗装装置が提案されている（特開平８−２２９４４６号）。
この静電塗装装置５１は、回転霧化頭５２を配した塗装機本体５３が、塗装ロボット５４に電気的絶縁状態で取り付けられ、回転霧化頭５２に供給する塗料を充填した塗料カセット５５が当該塗装機本体５３に挿脱可能に装填されたものである。
【０００７】
回転霧化頭５２はエアモータ５６の管状回転軸５７に取り付けられると共に、前記塗料カセット５５に形成された塗料供給ノズル５８が管状回転軸５７内に挿通されて、回転霧化頭５２に直接塗料が供給されるようになされている。
【０００８】
この静電塗装装置５１は、塗料カセット５５を塗装機本体５３に装填し、当該カセット５５から回転霧化頭５２に供給して自動車ボディなどの被塗物を塗装した後、塗装機本体５３に使用済みの塗料カセット５５を装填したまま回転霧化頭５２及び塗装機本体５３内に残存する塗料を洗浄する。
次いで、洗浄終了後に、使用済みの塗料カセット５５を外して、次色塗料を充填した塗料カセット５５に交換し、次色塗料による塗装を行う。
【０００９】
これによれば、回転霧化頭５２と塗料カセット５５から供給される導電性塗料が電気的に導通しても、その塗料供給系は塗装機本体５３に装填された塗料カセット５５で寸断され、高電圧がアース側へリークすることがないので、各色ごとに面倒な絶縁対策を施す必要もない。
【００１０】
また、塗料カセット５５に一体的に形成された塗料供給ノズル５８の先端から回転霧化頭５２に塗料が供給されるため、塗装機本体５３内に残存する塗料が少なく、したがって、塗装機本体５３を色替洗浄する場合も、比較的少量のシンナーで足り、洗浄時間も短縮される。
この静電塗装装置５１は、大規模な絶縁対策を施す必要もなく、洗浄性にも優れていることから、水性塗料の多色静電塗装を行うのに好適であり、揮発性有機溶剤の削減を図ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では、地球環境保護の観点から、ＣＯ₂の排出量の大幅な削減が高く、また、生産コストの低減を図る観点から、省エネルギ、省スペースという要請がある。
【００１２】
例えば、塗装ブースで消費されるエネルギーは塗装工場全体で消費されるエネルギの約６０％にも達し、塗装ブースで消費されるエネルギーは生産量に関係なく略一定であるので、塗装ブースが長くなればそれだけランニングコストが嵩み、生産量が低下すると自動車一台あたりの生産コストが高くなるという問題があった。
【００１３】
このため、従来は被塗物となる自動車ボディをコンベアで搬送しながら中塗り工程−乾燥工程−上塗り工程−乾燥工程を行っていたものを、コンベアを止めて中塗りと上塗りを同一ステージで行った後、乾燥させるというように塗装工程を簡略化すれば、塗装ブースを短縮することができ、ランニングコストも低減される。
【００１４】
しかしながら、中塗り塗装や上塗り塗装を一つとっても、自動車ボディの室内側を塗装する内板用塗装装置と、トランクリッド上面、ルーフ上面、ボンネット上面、側面等を塗装する外板用塗装装置は種類が異なるため、従来は内板用塗装装置と外板用塗装装置を別々のステージに設置して塗装している。
【００１５】
即ち、内板用塗装装置は、狭い室内で自由に姿勢を変えることができ、小さな塗装パターンで凹凸の多い室内の塗装面を均一に塗装できるように小径（直径３５ｍｍ程度）の回転霧化頭５２が取り付けられているのに対し、外板用塗装装置は、大きな塗装パターンで広い平滑面を効率良く塗装できるように大径（直径７０ｍｍ程度）の回転霧化頭５２が取り付けられている。
【００１６】
さらに、中塗り用塗装装置は比較的微粒化の程度が粗く噴霧量が多く設定されているのに対し、上塗り用塗装装置は比較的微粒化の程度が細かく噴霧量が少なく設定されている。
このため、中塗り用と上塗り用の夫々について、内板用と外板用の２類類ずつ合計４種類、左右両側で８台の塗装装置が必要となるが、これら全ての塗装装置を同一ステージ上に設置することは困難であり、結局、中塗りと上塗りを一つのステージで行うことは困難であった。
【００１７】
また、前述した静電塗装装置５１を用いて塗装したときに、塗装機本体５３の外周面に付着した塗料が被塗物上に剥がれ落ちて塗装不良を生じたり、外周面に付着した導電性塗料を介してアース側へ高電圧がリークするなどのトラブルを生じる原因となる。
このため、例えば３０分ごとに塗装機本体５３の外周面を洗浄することとしているが、このときの洗浄時間は比較的長くかかり、その間、塗装作業を中断しなければならないという問題もある。
【００１８】
そこで本発明は、自動車ボディなどの被塗物の内板塗装と外板塗装はもちろんのこと、中塗りと上塗りも一つのステージで行うことができるようにし、また、外周面に塗料が付着したときでも作業を中断することなく洗浄できるようにすることを技術的課題としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、塗料を霧化する回転霧化頭（２）を備えた複数のベルユニット（５）と、当該ベルユニット（５）に対し挿脱可能に装填されると共に回転霧化頭（２）に供給する塗料が予め充填される複数の塗料カセット（６）と、前記ベルユニット（５）を着脱可能に装着するホルダ（８）が取り付けられた塗装ロボット（Ｒ）とを備え、任意のベルユニット（５）に任意の塗料カセット（６）を装填して当該ベルユニットを前記ホルダ（８）に装着して塗装を行う塗装装置であって、
各ベルユニット（５）は、その先端側にエアモータ（４）の管状回転軸（９）で駆動される回転霧化頭（２）が取り付けられると共に、その後端側に塗料カセット（６）の収納部（１０）が形成され、
前記塗料カセット（６）は、ベルユニット（５）の収納部（１０）に装填されたときに前記管状回転軸（９）に挿通される塗料供給ノズル（１４）が形成されると共に、外力により塗料を押し出すことができるようにシリンダ状に形成され、
前記ベルユニットが装着されるホルダ（８）に、ベルユニット（５）の収納部（１０）に装填されている塗料カセット（６）に対して外力を作用させて塗料を押し出す塗料押出し機構（７）が内蔵されたことを特徴としている。
【００２０】
本発明によれば、前記回転霧化頭及びこれを回転駆動するエアモータを備えたベルユニットが、塗装ロボットに固定されたホルダに対して着脱可能に装着される。
したがって、ベルユニットとして、例えば中塗り用と上塗り用の夫々について、内板塗装用及び外板塗装用の合計４種類のベルユニットを用意し、ステージの左右両側にこれらのベルユニットを装着する塗装ロボットを１台ずつ設置しておけば、ベルユニットを交換するだけで、中塗りから上塗りに至るまで同一のステージで塗装することができる。
【００２１】
また、塗装ロボットに固定されたホルダから、塗装が終了した一のベルユニットを外し、塗料を充填した塗料カセットを装填した他のベルユニットを当該ホルダに装着して塗装している間に、前記一のベルユニットの洗浄及び使用済み塗料カセットの交換を行うことができるので、ベルユニットの外周面が汚れた場合でも、塗装作業を中断することなく当該ベルユニットを洗浄できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る塗装装置を示す概略構成図、図２はその全体図、図３は本発明に係る塗装方法を示す工程図である。
【００２３】
本例の塗装装置１は、塗料を霧化する回転霧化頭２を備えた塗装機Ｔが、その塗料噴霧方向・噴霧位置をコントロールする塗装ロボットＲのアーム３の先端に取り付けられて成る。
【００２４】
塗装機Ｔは、前記回転霧化頭２及びこれを回転駆動するエアモータ４を備えたベルユニット５と、前記回転霧化頭２に供給する塗料を充填した塗料カセット６と、当該塗料カセット６内の塗料を押し出す塗料押出機構７が内蔵されたホルダ８とから成り、塗料カセット６がベルユニット５に対して挿脱可能に装填されると共に、当該ベルユニット５が塗装ロボットＲのアーム３の先端に取り付けられたホルダ８に対して着脱可能に装着されて成る。
【００２５】
ベルユニット５は、例えば、中塗り用と上塗り用の夫々について内板用と外板用の合計４種類が用意されている。
各ベルユニット５は、回転霧化頭２がエアモータ４の管状回転軸９の先端に取り付けられており、その後端には、前記塗料カセット６の収納部１０が形成されている。
【００２６】
また、各ベルユニット５は、ベルユニット洗浄交換装置１１に形成された収容部１２に収容され、この状態で前記ホルダ８に対して着脱される。
前記各収容部１２内には、ベルユニット５の外周面、回転霧化頭２及びその管状回転軸９内を洗浄する洗浄ノズル１３が配設されている。
【００２７】
塗料カセット６は、先端側に前記管状回転軸９内に挿通される塗料供給ノズル１４が取り付けられて、その後端側には、外力により往復移動されるピストン１５が配設され、その容量が一回分の塗装に使用するのに十分な量（３００〜５００ｃｃ程度）に設計されたシリンダ状に形成され、前記ベルユニット５の後端側から挿脱可能に装填できるようになされている。
【００２８】
また、各塗料カセット６は、その塗料供給ノズル１４から当該カセット６内に各色塗料を充填すると共に、待機中は塗料カセット６内に塗料を循環供給する塗料充填コネクタ１６が形成されたカセットラック１７に収容されている。
【００２９】
１８は、塗料カセット６をカセットラック１７とベルユニット洗浄交換装置１１との間で移動させるカセット交換用マニピュレータ（カセット交換装置）であって、塗料を充填した塗料カセット６をカセットラック１７から取り出してベルユニット洗浄交換装置１１の収容部１２に収容されたベルユニット５に装填し、前記収容部１２でホルダ８から外されたベルユニット５に装填されている使用済みの塗料カセット６をベルユニット５から取り出してカセットラック１７の所定の位置に戻すように成されている。
【００３０】
ホルダ８は、ベルユニット５と係脱可能に係合するクランプ２０を備えると共に、ベルユニット５が係合した状態で、エアモータ４に駆動用エアを送給するエア供給管（図示せず），回転霧化頭２に高電圧を印加する高電圧発生器２１などが配設されており、塗装ロボットＲのアーム３の先端に電気的絶縁状態で取り付けられている。
【００３１】
また、ホルダ８に配設された塗料押出機構７は、エアモータ２２により軸方向に往復移動されるボールネジ２３で形成され、エアモータ２２を一定速度で回転させることによりボールネジ２３を介して前記ベルユニット５内に装填された塗料カセット６のピストン１５を一定速度で押し動かし、塗料を一定流量で回転霧化頭２に供給できるように成されている。
【００３２】
以上が本発明の一例構成であって、次に本発明に係る塗装方法を図３を伴って説明する。
例えば、中塗りと上塗りを一つのステージで行う場合、まず、ベルユニット洗浄交換装置１１の収容部１２に収容した中塗り内板用のベルユニット５に対し、中塗り塗料を充填した塗料カセット６をカセット交換用マニピュレータ１８により装填した後、塗装ロボットＲのアーム３をその収容部１２まで移動させ、その先端に取り付けられたホルダ８に中塗り内板用のベルユニット５を装着する（第１工程）。
【００３３】
そして、ホルダ８に配設された高電圧発生器２１から回転霧化頭２に−３０〜６０ｋＶの高電圧を印加し、エアモータ４に駆動エアを供給して回転霧化頭２を 20000〜60000 ｒｐｍで回転させると共に、塗料押出機構７により塗料カセット６から回転霧化頭２に対して所定流量で塗料を供給し、中塗り内板塗装を行う（第２工程）。
【００３４】
内板塗装が終了すると、塗装ロボットＲのアーム３をその収容部１２まで移動させ、ベルユニット５を収容部１２に入れてホルダ８から取り外し（第３工程）、塗料カセット装填済みの中塗り外板用のベルユニット５に交換する（第４工程）。
【００３５】
そして、中塗り外板塗装（第５工程）を行っている間に、先に外した中塗り内板用ベルユニット５から使用済み塗料カセット６を取り出してカセットラック１７の所定位置に戻して同種塗料を充填すると共に、当該ベルユニット５の回転霧化頭２，管状回転軸９及び外周面を洗浄する。
【００３６】
外板塗装が終了すると、塗装ロボットＲのアーム３をその収容部１２まで移動させ、ベルユニット５を収容部１２に入れてホルダ８から取り外して（第６工程）、中塗り塗料を生乾き状態まで乾燥させるセッティング（第７工程）を行った後、中塗りで行った第１〜６工程と同様に、上塗りの塗装工程（第８〜１３工程）を行う。
【００３７】
このように、本例では、４種類のベルユニット５を交換して使用することにより、一つの塗装ステージに自動車ボディを停止させた状態で、中塗りから上塗りに至るまで、夫々内板及び外板塗装を行わせることができる。
もちろん、中塗り用と上塗り用のステージを設け、夫々に内板用と外板用の２種類のベルユニット５を用意した塗装装置１を設置してもよい。
【００３８】
さらに、従来と同様に、中塗りと上塗りの夫々について、内板塗装用と外板塗装用の合計４つのステージを設け、夫々について、同種のベルユニット５を２台用意した塗装装置１を設置してもよい。
この場合は、ベルユニット５を交互に交換して塗装することができるので、一方のベルユニット５で塗装している間に、他方のベルユニット５を洗浄することができ、ベルユニット５の外周面に塗料が付着して洗浄時間が長くかかっても、塗装作業を中断する必要がないというメリットがある。
【００３９】
なお、ベルユニット洗浄交換装置１１及びカセットラック１７は塗装ブースの外側に配して使用することもできる。
また、塗料押出機構７は、ボールネジ２３等を使用して機械的に押し出す場合に限らず、ホルダ８に設けた流体圧シリンダに作動油を定量供給してそのピストンで塗料カセット６のピストン１２を押すようにしたり、ホルダ８に形成した加圧空気供給ポート（図示せず）を介してベルユニット５に形成された流入ポート（図示せず）に加圧空気を供給することにより、塗料カセット６のピストン１２を空気圧で押すようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、自動車ボディなどの被塗物の内板塗装と外板塗装はもちろんのこと、中塗りと上塗りを一つのステージで行うこともできるので、塗装ブースを短くして、省スペースを図ることができるだけでなく、省エネルギを図りＣＯ₂の排出量を削減して環境保護に資することができ、さらに、外周面に塗料が付着したときでも作業を中断することなくベルユニットを洗浄することができるという大変優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗装装置を示す概略構成図。
【図２】その全体図。
【図３】本発明に係る塗装方法を示す工程図。
【図４】従来装置を示す説明図。
【符号の説明】
１・・・塗装装置２・・・回転霧化頭
Ｔ・・・塗装機Ｒ・・・塗装ロボット
４・・・エアモータ５・・・ベルユニット
６・・・塗料カセット７・・・塗料押出機構
８・・・ホルダ１１・・・ベルユニット洗浄交換装置
１６・・・塗料充填コネクタ１７・・・カセットラック
１８・・・マニピュレータ（カセット交換装置）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating apparatus that performs coating by atomizing paint with a rotary atomizing head that is driven to rotate at high speed by an air motor, and in particular, is set in advance for each object to be conveyed one after another, such as automobile painting. In addition, it is suitable for use in a multicolor electrostatic coating apparatus for electrostatically applying conductive paints of various colors.
[0002]
[Prior art]
In automobile body painting, paints using organic solvents are the mainstream, but from the viewpoint of environmental protection and pollution prevention, it is required to reduce volatile organic solvents generated in large quantities in the painting process. As a result, painting with water-based paint has attracted attention.
[0003]
In order to use water-based paint without waste, it is preferable to apply with an electrostatic coating device with high coating efficiency. However, water-based paint has low electrical resistance, and the electrostatic coating machine uses paint that flows through the paint supply system. Since the rotary atomizing head and the ground side are easy to conduct, it is necessary to take insulation measures for the entire paint supply system to prevent leakage of a high voltage of −60 to 90 kV applied to the rotary atomizing head.
[0004]
In addition, since the car body is painted with several tens of colors, it is extremely troublesome to take insulation measures for all of them, and there is a problem that the equipment becomes large.
[0005]
In addition, when color change coating is performed by supplying each color paint, the previous color paint remaining in the rotary atomizing head or inside the coating machine is washed when the previous color paint finishes being applied, and the next supplied Although color mixing with the color paint is prevented, there are many remaining paints to be discarded, a large amount of cleaning liquid such as thinner is required, and the cleaning time is long.
[0006]
Therefore, recently, an electrostatic coating apparatus as shown in FIG. 4 has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-229446).
The electrostatic coating apparatus 51 includes a coating machine main body 53 having a rotary atomizing head 52 arranged in an electrically insulated state on a painting robot 54, and a paint cassette 55 filled with paint to be supplied to the rotary atomizing head 52. The coating machine body 53 is removably loaded.
[0007]
The rotary atomizing head 52 is attached to the tubular rotary shaft 57 of the air motor 56, and the paint supply nozzle 58 formed in the paint cassette 55 is inserted into the tubular rotary shaft 57 so that the rotary atomizing head 52 is directly coated with the paint. It is made to be supplied.
[0008]
The electrostatic coating apparatus 51 loads a paint cassette 55 into a coating machine main body 53, supplies the coating cassette 55 to the rotary atomizing head 52, and coats an object to be coated such as an automobile body. The paint remaining in the rotary atomizing head 52 and the coating machine main body 53 is washed while the used paint cassette 55 is loaded.
Next, after the cleaning is completed, the used paint cassette 55 is removed and replaced with a paint cassette 55 filled with the next color paint, and coating with the next color paint is performed.
[0009]
According to this, even if the conductive paint supplied from the rotary atomizing head 52 and the paint cassette 55 is electrically connected, the paint supply system is cut off by the paint cassette 55 loaded in the coating machine body 53, Since high voltage does not leak to the ground side, it is not necessary to take troublesome insulation measures for each color.
[0010]
Further, since the coating material is supplied from the tip of the coating material supply nozzle 58 formed integrally with the coating material cassette 55 to the rotary atomizing head 52, there is little paint remaining in the coating machine body 53. In the case of cleaning by color change, a relatively small amount of thinner is sufficient, and the cleaning time is shortened.
This electrostatic coating apparatus 51 is suitable for performing multicolor electrostatic coating of water-based paints because it does not require a large-scale insulation measure and has excellent cleaning properties. Reduction can be achieved.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, recently, from the viewpoint of protecting the global environment, there has been a demand for energy saving and space saving from the viewpoint of greatly reducing CO ₂ emissions and reducing production costs.
[0012]
For example, the energy consumed in the painting booth reaches about 60% of the energy consumed in the entire painting plant, and the energy consumed in the painting booth is almost constant regardless of the production volume. As a result, there is a problem that the running cost increases and the production cost per vehicle increases as the production volume decreases.
[0013]
For this reason, in the past, the intermediate coating process-drying process-top coating process-drying process was carried out while conveying the automobile body to be coated on the conveyor, and the intermediate coating and top coating were performed on the same stage with the conveyor stopped. After that, if the painting process is simplified such as drying, the painting booth can be shortened and the running cost can be reduced.
[0014]
However, there are different types of coating equipment for the inner plate that coats the interior side of the car body and the coating device for the outer plate that coats the trunk lid upper surface, roof upper surface, bonnet upper surface, side surface, etc. Therefore, in the past, the coating device for the inner plate and the coating device for the outer plate are installed on different stages for painting.
[0015]
In other words, the coating device for the inner plate can freely change its posture in a narrow room, and the rotary atomizing head has a small diameter (about 35 mm in diameter) so that the painted surface in a room with many irregularities can be uniformly painted with a small coating pattern. On the other hand, the outer plate coating apparatus is provided with a rotary atomizing head 52 having a large diameter (about 70 mm in diameter) so that a wide smooth surface can be efficiently painted with a large coating pattern.
[0016]
Further, the intermediate coating apparatus has a relatively fine atomization level and a large spray amount, whereas the top coating apparatus has a relatively fine atomization level and a small spray amount.
For this reason, for each of the intermediate coating and the top coating, a total of four types of two types, one for the inner plate and one for the outer plate, are required, and eight coating devices are required on both the left and right sides. It was difficult to install on the stage, and eventually it was difficult to perform intermediate coating and top coating on one stage.
[0017]
In addition, when coating is performed using the electrostatic coating apparatus 51 described above, the paint adhering to the outer peripheral surface of the coating machine main body 53 peels off on the object to be coated, resulting in poor coating, or the conductivity adhering to the outer peripheral surface. This may cause problems such as leakage of high voltage to the ground side through the paint.
For this reason, for example, the outer peripheral surface of the coating machine main body 53 is cleaned every 30 minutes, but the cleaning time at this time is relatively long, and there is also a problem that the painting operation must be interrupted during that time.
[0018]
Therefore, the present invention enables not only the inner and outer coatings of an object to be coated such as an automobile body, but also the intermediate coating and the top coating can be performed in one stage, and the paint adheres to the outer peripheral surface. The technical challenge is to be able to clean the work without interruption.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention is loaded with a plurality of bell units (5) having a rotary atomizing head (2) for atomizing paint and detachable from the bell units (5). And a painting robot (6) in which a plurality of paint cassettes (6) pre-filled with paint to be supplied to the rotary atomizing head (2) and a holder (8) for detachably mounting the bell unit (5) are attached ( R), and a coating device that performs coating by loading an optional paint cassette (6) in an optional bell unit (5) and mounting the bell unit on the holder (8),
Each bell unit (5) has a rotary atomizing head (2) driven by a tubular rotary shaft (9) of an air motor (4) attached to the front end side thereof, and a paint cassette (6) stored in the rear end side thereof. Part (10) is formed,
The paint cassette (6) is formed with a paint supply nozzle (14) that is inserted into the tubular rotating shaft (9) when it is loaded into the storage section (10) of the bell unit (5). It is formed in a cylinder so that the paint can be extruded,
A paint pushing mechanism (7) that pushes paint by applying an external force to the paint cassette (6) loaded in the storage section (10) of the bell unit (5) to the holder (8) to which the bell unit is mounted. ) Is built-in .
[0020]
According to the present invention, the bell unit including the rotary atomizing head and the air motor that rotationally drives the rotary atomizing head is detachably attached to a holder fixed to the painting robot.
Therefore, as bell units, for example, for intermediate coating and top coating, a total of four types of bell units for inner plate coating and outer plate coating are prepared, and these bell units are mounted on both the left and right sides of the stage. If you install one robot at a time, you can paint on the same stage from intermediate coating to top coating by simply replacing the bell unit.
[0021]
In addition, one bell unit that has finished painting is removed from the holder fixed to the painting robot, and another bell unit loaded with a paint cassette filled with paint is attached to the holder while painting. Since one bell unit can be cleaned and the used paint cassette can be replaced, even if the outer peripheral surface of the bell unit becomes dirty, the bell unit can be cleaned without interrupting the painting operation.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a coating apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an overall view thereof, and FIG. 3 is a process diagram illustrating a coating method according to the present invention.
[0023]
The coating apparatus 1 of this example is formed by attaching a coating machine T having a rotary atomizing head 2 for atomizing paint to the tip of an arm 3 of a painting robot R that controls the paint spraying direction and position.
[0024]
The coating machine T includes a bell unit 5 including the rotary atomizing head 2 and an air motor 4 that rotationally drives the rotary atomizing head 2, a paint cassette 6 filled with a paint to be supplied to the rotary atomizing head 2, and the inside of the paint cassette 6 the tip of the coating consists of the holder 8 which hydraulic mechanism 7 is built extruding, with paint cassette 6 is removably mounted relative to the bell unit 5, the bell unit 5 of the arm 3 of the coating robot R It is detachably attached to the holder 8 attached to the head.
[0025]
As the bell unit 5, for example, a total of four types for the inner plate and the outer plate are prepared for the intermediate coating and the top coating, respectively.
In each bell unit 5, the rotary atomizing head 2 is attached to the tip of the tubular rotary shaft 9 of the air motor 4, and the storage portion 10 for the paint cassette 6 is formed at the rear end.
[0026]
Each bell unit 5 is accommodated in an accommodating portion 12 formed in the bell unit cleaning / replacing device 11, and is attached to and detached from the holder 8 in this state.
A cleaning nozzle 13 for cleaning the outer peripheral surface of the bell unit 5, the rotary atomizing head 2, and the inside of the tubular rotary shaft 9 is disposed in each housing portion 12.
[0027]
The coating material cassette 6 is provided with a coating material supply nozzle 14 inserted into the tubular rotary shaft 9 at the front end side, and a piston 15 that is reciprocated by an external force is disposed at the rear end side thereof. It is formed in a cylindrical shape designed to have a sufficient amount (about 300 to 500 cc) for use in batch coating, and can be removably loaded from the rear end side of the bell unit 5.
[0028]
Each paint cassette 6 is filled with each color paint from the paint supply nozzle 14 into the cassette 6, and a cassette rack 17 is provided with a paint filling connector 16 for circulating the paint into the paint cassette 6 during standby. Is housed in.
[0029]
Reference numeral 18 denotes a cassette replacement manipulator (cassette replacement device) for moving the paint cassette 6 between the cassette rack 17 and the bell unit cleaning / replacement device 11. The paint cassette 6 filled with paint is taken out from the cassette rack 17. The bell unit 5 is loaded into the bell unit 5 accommodated in the accommodating portion 12 of the bell unit cleaning / replacement device 11, and the used paint cassette 6 loaded in the bell unit 5 removed from the holder 8 in the accommodating portion 12 is replaced with the bell unit 5. And is returned to a predetermined position of the cassette rack 17.
[0030]
The holder 8 includes a clamp 20 that is detachably engaged with the bell unit 5, and an air supply pipe (not shown) that supplies driving air to the air motor 4 while the bell unit 5 is engaged. A high voltage generator 21 for applying a high voltage to the rotary atomizing head 2 is disposed and attached to the tip of the arm 3 of the painting robot R in an electrically insulated state.
[0031]
The paint extruding mechanism 7 disposed in the holder 8 is formed by a ball screw 23 that is reciprocated in the axial direction by an air motor 22, and the bell unit 5 is rotated via the ball screw 23 by rotating the air motor 22 at a constant speed. The piston 15 of the paint cassette 6 loaded therein is pushed and moved at a constant speed so that the paint can be supplied to the rotary atomizing head 2 at a constant flow rate.
[0032]
The above is an example configuration of the present invention. Next, the coating method according to the present invention will be described with reference to FIG.
For example, when the intermediate coating and the top coating are performed on one stage, first, a coating cassette 6 filled with the intermediate coating is applied to the bell unit 5 for the inner coating inner plate accommodated in the accommodating portion 12 of the bell unit cleaning / replacement device 11. Is loaded by the cassette replacement manipulator 18, and then the arm 3 of the painting robot R is moved to the accommodating portion 12, and the bell unit 5 for the intermediate coating inner plate is attached to the holder 8 attached to the tip (first). Process).
[0033]
Then, a high voltage of −30 to 60 kV is applied to the rotary atomizing head 2 from the high voltage generator 21 arranged in the holder 8, and driving air is supplied to the air motor 4 to make the rotary atomizing head 2 20000 to 60000. While rotating at rpm, the coating material extrusion mechanism 7 supplies the coating material from the coating material cassette 6 to the rotary atomizing head 2 at a predetermined flow rate to perform the intermediate coating on the inner coating (second step).
[0034]
When the inner plate coating is completed, the arm 3 of the coating robot R is moved to the housing portion 12, the bell unit 5 is placed in the housing portion 12 and removed from the holder 8 (third step), and the intermediate coating outside with the paint cassette loaded is completed. The plate is replaced with a bell unit 5 (fourth step).
[0035]
Then, during the intermediate coating outer plate coating (fifth step), the used paint cassette 6 is taken out from the previously removed inner coating inner plate bell unit 5 and returned to a predetermined position on the cassette rack 17 to be of the same kind. While filling the paint, the rotary atomizing head 2, the tubular rotary shaft 9 and the outer peripheral surface of the bell unit 5 are cleaned.
[0036]
When the outer plate coating is completed, the arm 3 of the coating robot R is moved to the housing portion 12, the bell unit 5 is placed in the housing portion 12 and removed from the holder 8 (sixth step), and the intermediate coating is brought to a dry state. After performing the setting to be dried (seventh step), the top coating step (the eighth to thirteenth steps) is performed in the same manner as the first to sixth steps performed by the intermediate coating.
[0037]
In this way, in this example, by replacing the four types of bell units 5 and using the automobile body on one painting stage, the inner plate and the outer coating are respectively applied from the intermediate coating to the top coating. Board painting can be performed.
Of course, it is also possible to provide a coating apparatus 1 which is provided with a stage for intermediate coating and a top coating and which has two types of bell units 5 for inner plates and outer plates, respectively.
[0038]
Furthermore, in the same way as in the past, a total of four stages for inner coating and outer coating are provided for each of the intermediate coating and the top coating, and a coating device 1 is prepared with two bell units 5 of the same type for each. May be.
In this case, since the bell units 5 can be alternately replaced and painted, the other bell unit 5 can be cleaned while the one bell unit 5 is painted, Even if the paint adheres to the surface and takes a long cleaning time, there is an advantage that it is not necessary to interrupt the painting operation.
[0039]
In addition, the bell unit washing | cleaning exchange apparatus 11 and the cassette rack 17 can also be distribute | arranged and used outside a coating booth.
In addition, the paint extrusion mechanism 7 is not limited to mechanical extrusion using the ball screw 23 or the like, and the hydraulic oil is quantitatively supplied to the fluid pressure cylinder provided in the holder 8 and the piston 12 of the paint cassette 6 is moved by the piston. The paint cassette 6 is supplied by pressing or supplying pressurized air to an inflow port (not shown) formed in the bell unit 5 via a pressurized air supply port (not shown) formed in the holder 8. The piston 12 may be pushed with air pressure.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, not only the inner and outer coatings of the object to be coated such as an automobile body, but also the intermediate coating and the top coating can be performed in one stage. Not only can it be shortened to save space, but it can also save energy, reduce CO ₂ emissions and contribute to environmental protection, and even interrupt work even when paint adheres to the outer surface. The bell unit can be cleaned without any trouble.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a coating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an overall view thereof.
FIG. 3 is a process diagram showing a coating method according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coating apparatus 2 ... Rotary atomization head T ... Coating machine R ... Coating robot 4 ... Air motor 5 ... Bell unit 6 ... Paint cassette 7 ... Paint extrusion mechanism DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Holder 11 ... Bell unit washing | cleaning exchange apparatus 16 ... Paint filling connector 17 ... Cassette rack 18 ... Manipulator (cassette exchange apparatus)

Claims

塗料を霧化する回転霧化頭（２）を備えた複数のベルユニット（５）と、当該ベルユニット（５）に対し挿脱可能に装填されると共に回転霧化頭（２）に供給する塗料が予め充填される複数の塗料カセット（６）と、前記ベルユニット（５）を着脱可能に装着するホルダ（８）が取り付けられた塗装ロボット（Ｒ）とを備え、任意のベルユニット（５）に任意の塗料カセット（６）を装填して当該ベルユニットを前記ホルダ（８）に装着して塗装を行う塗装装置であって、
各ベルユニット（５）は、その先端側にエアモータ（４）の管状回転軸（９）で駆動される回転霧化頭（２）が取り付けられると共に、その後端側に塗料カセット（６）の収納部（１０）が形成され、
前記塗料カセット（６）は、ベルユニット（５）の収納部（１０）に装填されたときに前記管状回転軸（９）に挿通される塗料供給ノズル（１４）が形成されると共に、外力により塗料を押し出すことができるようにシリンダ状に形成され、
前記ベルユニットが装着されるホルダ（８）に、ベルユニット（５）の収納部（１０）に装填されている塗料カセット（６）に対して外力を作用させて塗料を押し出す塗料押出し機構（７）が内蔵されたことを特徴とする塗装装置。A plurality of bell units (5) having a rotary atomizing head (2) for atomizing paint, and the bell units (5) are detachably loaded and supplied to the rotary atomizing head (2). A plurality of paint cassettes (6) pre-filled with paint, and a painting robot (R) to which a holder (8) for detachably mounting the bell unit (5) is attached, and an arbitrary bell unit (5 A coating device for loading the optional paint cassette (6) and mounting the bell unit on the holder (8) for coating,
Each bell unit (5) has a rotary atomizing head (2) driven by a tubular rotary shaft (9) of an air motor (4) attached to the front end side thereof, and a paint cassette (6) stored in the rear end side thereof. Part (10) is formed,
The paint cassette (6) is formed with a paint supply nozzle (14) that is inserted into the tubular rotating shaft (9) when it is loaded into the storage section (10) of the bell unit (5). It is formed in a cylinder so that the paint can be extruded,
A paint pushing mechanism (7) that pushes paint by applying an external force to the paint cassette (6) loaded in the storage section (10) of the bell unit (5) to the holder (8) to which the bell unit is mounted. ) Is built-in .

前記ホルダ（８）に交互に装着される少なくとも二つのベルユニット（５，５）と、前記ホルダ（８）から外された一のベルユニット（５）を洗浄すると共に、当該一のベルユニット（５）を外した前記ホルダ（８）に、塗料を充填した塗料カセット（６）が装填された他のベルユニット（５）を装填するベルユニット洗浄交換装置（１１）と、前記ホルダ（８）から外されたベルユニット（５）が洗浄開始される前に当該ベルユニット（５）に装填されている使用済みの塗料カセット（６）を外して、塗料が充填された塗料カセット（６）を洗浄終了した当該ベルユニット（５）に装填するカセット交換装置（１８）を備えた請求項１記載の塗装装置。 At least two bell units (5, 5) alternately mounted on the holder (8) and one bell unit (5) removed from the holder (8) are washed, and the one bell unit ( The bell unit washing and changing device (11) for loading the other bell unit (5) loaded with the paint cassette (6) filled with the paint into the holder (8) removed from 5), and the holder (8) The used paint cassette (6) loaded in the bell unit (5) is removed before the removed bell unit (5) starts cleaning, and the paint cassette (6) filled with paint is removed. The coating apparatus according to claim 1, further comprising a cassette changing device (18) for loading the bell unit (5) after the cleaning.

前記使用済みの塗料カセット（６）に、塗料を充填する塗料充填コネクタ（１６）が形成されたカセットラック（１７）を備えた請求項１又は２記載の塗装装置。 The painting apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a cassette rack (17) in which a paint filling connector (16) for filling paint is formed in the used paint cassette (6).

前記ベルユニット（５）に配された回転霧化頭（２）に対して前記ホルダ（８）を介して高電圧を印加する高電圧発生器（２１）が当該ホルダ（８）又は塗装ロボット（Ｒ）に配設された請求項１，２又は３記載の塗装装置。 A high voltage generator (21) for applying a high voltage to the rotary atomizing head (2) disposed in the bell unit (5) via the holder (8) is provided with the holder (8) or a painting robot ( The coating apparatus according to claim 1, 2 or 3, disposed in R).

塗料を霧化する回転霧化頭（２）を備えた複数のベルユニット（５）と、前記回転霧化頭（２）に供給される塗料を予め充填した複数の塗料カセット（６）とを備え、任意のベルユニット（５）に任意の塗料カセット（６）を装填して当該ベルユニットを当該ベルユニットを塗装ロボット（Ｒ）に固定されたホルダ（８）に装着して使用される塗装機であって、
当該ベルユニット（５）を塗装ロボット（Ｒ）に固定されたホルダ（８）に対して着脱可能に装着して使用される塗装機であって、
前記ベルユニット（５）は、その先端側にエアモータ（４）の管状回転軸（９）で駆動される回転霧化頭（２）が取り付けられると共に、その後端側に塗料カセット（６）の収納部（１０）が形成され、
前記塗料カセット（６）は、ベルユニット（５）の収納部（１０）に装填されたときに管状回転軸（９）に挿通される塗料供給ノズル（１４）が形成されると共に、外力により塗料を押し出すことができるようにシリンダ状に形成され、
前記ベルユニット（５）が装着されるホルダ（８）に、ベルユニット（５）の収納部（１０）に装填されている塗料カセット（６）に対して外力を作用させて塗料を押し出す塗料押出し機構（７）が内蔵されたことを特徴とする塗装機。A plurality of bell units (5) provided with a rotary atomizing head (2) for atomizing paint, and a plurality of paint cassettes (6) pre-filled with paint supplied to the rotary atomizing head (2). The coating is used by loading an arbitrary paint cassette (6) into an arbitrary bell unit (5) and mounting the bell unit on a holder (8) fixed to the coating robot (R). Machine,
A painting machine used by detachably attaching the bell unit (5) to a holder (8) fixed to a painting robot (R),
The bell unit (5) has a rotary atomizing head (2) driven by a tubular rotary shaft (9) of an air motor (4) attached to the tip side thereof, and a paint cassette (6) stored in the rear end side thereof. Part (10) is formed,
The paint cassette (6) is formed with a paint supply nozzle (14) that is inserted into the tubular rotary shaft (9) when loaded into the storage section (10) of the bell unit (5), and is applied by an external force. Is formed into a cylinder so that it can be extruded,
A paint pusher that pushes paint by applying an external force to the paint cassette (6) loaded in the storage section (10) of the bell unit (5) to the holder (8) to which the bell unit (5) is mounted. A painting machine having a built-in mechanism (7) .

塗料を霧化する回転霧化頭（２）を備えた複数のベルユニット（５）から選択された任意のベルユニット（５）に、回転霧化頭（２）に供給する塗料が予め充填される複数の塗料カセット（６）から選択された任意の塗料カセット（６）を着脱可能に装填すると共に、当該ベルユニット（５）を塗装ロボット（Ｒ）に固定されたホルダ（８）に対して着脱可能に装着して塗装する塗装方法において、
前記ベルユニット（５）は、その先端側にエアモータ（４）の管状回転軸（９）で駆動される回転霧化頭（２）が取り付けられると共に、その後端側に塗料カセット（６）の収納部（１０）が形成され、
前記塗料カセット（６）は、ベルユニット（５）の収納部（１０）に装填されたときに管状回転軸（９）に挿通される塗料供給ノズル（１４）が形成されると共に、外力により塗料を押し出すことができるようにシリンダ状に形成され、
前記ベルユニット（５）を装着するホルダ（８）に、ベルユニット（５）の収納部（１０）に装填されている塗料カセット（６）に対して外力を作用させて塗料を押し出す塗料押出し機構（７）が内蔵されて成り、
塗装工程ごとに異なるベルユニット（５）をホルダ（８）に装着して塗装する際に、
先の塗装工程で、塗料カセット（６）を装填した一のベルユニット（５）をホルダ（８）に装着して塗装している間に、次の塗装工程で使用する他のベルユニット（５）に塗料カセット（６）を装填しておき、
先の塗装工程が終了した時点で、前記一のベルユニット（５）を塗料カセット（６）ごとホルダ（８）から外して、他のベルユニット（５）を塗料カセット（６）ごとホルダ（８）に装着し、
次の塗装工程で塗装している間に、先の塗装工程で使用した前記一のベルユニットから使用済み塗料カセットを取り外して、当該一のベルユニットを洗浄した後、さらに次の塗装工程で使用するベルユニットに塗料カセットを装填することを特徴とする塗装方法。 An arbitrary bell unit (5) selected from a plurality of bell units (5) provided with a rotary atomizing head (2) for atomizing paint is pre-filled with a paint to be supplied to the rotary atomizing head (2). An optional paint cassette (6) selected from a plurality of paint cassettes (6) is detachably loaded and the bell unit (5) is attached to the holder (8) fixed to the painting robot (R). In the painting method to attach detachably and paint,
The bell unit (5) has a rotary atomizing head (2) driven by a tubular rotary shaft (9) of an air motor (4) attached to the tip side thereof, and a paint cassette (6) stored in the rear end side thereof. Part (10) is formed,
The paint cassette (6) is formed with a paint supply nozzle (14) that is inserted into the tubular rotary shaft (9) when loaded into the storage section (10) of the bell unit (5), and is applied by an external force. Is formed into a cylinder so that it can be extruded,
A paint extrusion mechanism that pushes paint by applying an external force to the paint cassette (6) loaded in the storage section (10) of the bell unit (5) to the holder (8) to which the bell unit (5) is mounted. (7) is built-in,
When painting a different bell unit (5) on the holder (8) for each painting process,
While the one bell unit (5) loaded with the paint cassette (6) is mounted on the holder (8) in the previous painting process, the other bell unit (5) used in the next painting process is applied. ) Is loaded with paint cassette (6)
When the previous painting process is completed, the one bell unit (5) is removed from the holder (8) together with the paint cassette (6), and the other bell unit (5) is removed from the holder (8) together with the paint cassette (6). )
While painting in the next painting process, remove the used paint cassette from the one bell unit used in the previous painting process, wash the one bell unit, and then use it in the next painting process A painting method characterized by loading a paint cassette into a bell unit.

前記ベルユニット洗浄交換装置（１１）は、ホルダ（８）から外されたベルユニット（５）を収容する収容部（１２）と、当該収容部（１２）に収容されたベルユニット（５）の外周面、回転霧化頭及び管状回転軸内を洗浄する洗浄ノズル（１３）が形成された請求項２記載の塗装装置。 The bell unit cleaning / replacing device (11) includes an accommodating portion (12) for accommodating the bell unit (5) removed from the holder (8), and a bell unit (5) accommodated in the accommodating portion (12). The coating apparatus according to claim 2, wherein a cleaning nozzle (13) for cleaning the outer peripheral surface, the rotary atomizing head, and the inside of the tubular rotary shaft is formed.