JP6874191B1 - 塗装装置および管の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一形態に係る塗装装置(100)は、ロボットアーム(16)の先端に取り付け可能な支持体(20)に取り付けられたノズル群(10)が、互いに異なる方向に塗料を吐出する第1のノズル(11)と第2のノズル(12)とを有している。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態1に係る塗装装置100の外観を示す斜視図である。図2は、塗装装置100の上面図を示しており、説明の便宜上、塗装対象である管1を併せて図示しており、管1については受口側の管端およびその近傍を断面として図示している。
ここで先ず、管1について説明する。管1は、略中空円筒形状であり、図2および図3に示すように、受口の端面2(管端)側から、内面に設けられた他の管との接続のための凹凸形状を有する領域A1、領域A1に隣接する領域A2(D9寸法部)、内面がほぼ平坦な領域A3(直部)が存在する。例えば、管1は、主に水道管として使用されるダクタイル鋳鉄管である。管1は、防錆、水質への影響を防ぐため、その内周面を塗装する必要があり、本実施形態1の塗装装置100は、その塗装のために用いることができる。なお、塗装装置100は、領域A1のみに塗装を行い、領域A2および領域A3は塗装対象としない。
塗装装置100は、先述の管1の受口の内面を塗装する装置である。詳細には、管1の受口の内面の、凹凸形状に形成された領域を塗装する装置である。
ロボットアーム16は、先端に支持体20を取り付け可能であり、この支持体20を介してノズル群10を取り付けることができる。
支持体20は、複数のノズルからなるノズル群を支持し、ロボットアーム16の先端に取り付けることができる。本実施形態では、支持体20には、その下端に4本のノズル11〜14が取り付けられている。各ノズルについては後述する。
ノズル群10は、ノズル11〜14の4本のノズルから構成される。ノズル11〜14はそれぞれ、塗料を吐出する先端部11a,12a,13a,14aを、支持体20から各先端部まで延びるエクステンションの先端に有している。本実施形態では、図2に示すように、上面視において、4本のノズル11〜14は互いに略90度の角度を持って支持体20の周りに放射状に拡がる方向に配置されている。
塗装装置100は、管1の内部を閉塞する第1マスキング体31および第2マスキング体32を管1の外部から挿入するマスキング設置機構18を更に備えている。前述したように、管1の内面のうち、凹凸形状のある受口の端面2付近の領域A1にのみ塗装処理を行い、領域A1より奥に位置するD9寸法部の領域A2、直部の領域A3には塗装処理を行わない。このため、領域A1に対する塗装処理中に、塗料が領域A2、領域A3に飛散、付着するのを防ぐ必要がある。このため、マスキング設置機構18が用いられる。
待機台26は、塗装処理を行っていない状態のとき、即ち、ノズル群10が初期状態にあるとき、ノズル群10の先端部11a〜14aを載置するための台である。
塗装装置100は、更に、管1の奥に向かって温風を送るドライヤ25を備えている。ドライヤ25から送られる温風によって、各ノズルから塗布された塗料を乾燥させることができるとともに、管1内部に配置された第1マスキング体31および第2マスキング体32に付着した塗料を乾燥させる。温風を用いることにより、塗料の乾燥時間を短縮し、次工程(本塗装)までの待機時間を短縮できる。第1マスキング体31および第2マスキング体32の表面に付着した塗料を乾燥させ、固着させることにより、第1マスキング体31および第2マスキング体32の表面から塗料が滴って、管1の所望の箇所以外の箇所に塗料が付着するのを防ぐことができる。
管保持部40は、管1を管軸が水平となるように保持しつつ、軸心まわりに回転させる。そして、管保持部40は、ノズル群10の挿入方向と略同軸上に管軸が位置するように管1を保持できる。なお、管保持部40は、管1を、塗装装置100によって塗装される位置に搬送する搬送機能を有していても良い。例えば、管1の管軸がノズル群10の挿入方向と略同軸上に位置するように、別の位置から管1を搬送(搬入)し、その後、塗装装置100によって塗装された管1を、当該略同軸上の位置から別の位置に搬送(搬出)する構成としてもよい。
次に、前記塗装装置100における塗装処理の流れを、図8を参照して説明する。図8は、本発明の実施形態1に係る塗装装置100を用いた塗装方法の各工程を説明する工程図である。なお、以下の各工程における各構成の動作については、図示しない制御装置による制御を受けて行なわれる。
まず、管1を塗装装置100に搬入する前に加熱する。管1の温度が適温に達したら、管1を塗装装置100に搬入し、塗装装置100の管保持部40に設置し、管軸が水平となるように管1を保持する。
<プライマ塗装工程>
<第1塗装工程>
ノズル11〜14の先端部11a〜14aの水切りが終わると、ステップS18において、ロボットアーム16が、支持体20を管1に向かって前進させる。このとき、図2の実線に示すように、ノズル群10を第1〜第4浸漬槽21〜24から引き揚げた状態から、支持体20が回転して、図2の点線で示すように、第1のノズル11が前方に来るように移動させる。ロボットアーム16が前進して、第1のノズル11の先端部11aを管1内に挿入し、管1内に設置された第1マスキング体31近傍まで前進させると、前進を停止し、ステップS18を終了する。ここで、先述の支持体20の回転は、初期位置においておこなってもよいが、初期位置から管の端面2近傍まで前進する間に行ってもよい。第1のノズル11と管1との相対位置は、ロボットアーム16に取り付けられた距離センサ15により、先述の距離Lを計測することによって求められ、第1のノズル11の位置を正確に位置決めすることができる。
ステップS20が終了したら、ステップS22に移行し、第2塗装を開始する。ステップS22では、ロボットアーム16に取り付けられた支持体20が回転して、第2のノズル12を前方に配置させるとともに、支持体20を、管1の端面2に向かって再び前進させる。第2のノズル12の先端部12aを管1内に挿入し、管1内に設置された第1マスキング体31近傍まで前進させると、前進を停止し、ステップS22を終了する。なお、ステップS22は、前方に位置するノズルがステップS18のそれとは異なる点以外、ステップS18と同じであるため、説明を省略する。
<第1塗装工程>
本塗装工程を開始すると、ステップS26として、ロボットアーム16に取り付けられた支持体20が回転して、第3のノズル13を前方に配置させるとともに、支持体20を、管1の端面2に向かって再び前進させる。第3のノズル13の先端部13aを管1内に挿入し、管1内に設置された第1マスキング体31近傍まで前進させると、前進を停止し、ステップS26を終了する。なお、ステップS26は、前方に位置するノズルがステップS18のそれとは異なる点以外、ステップS18と同じであるため、説明を省略する。
ステップS28が終了したら、ステップS30に移行し、第2塗装を開始する。ステップS30では、ロボットアーム16に取り付けられた支持体20が回転して、第4のノズル14を前方に配置させるとともに、支持体20を、管1の端面2に向かって再び前進させる。第4のノズル14の先端部14aを管1内に挿入し、管1内に設置された第1マスキング体31近傍まで前進させると、前進を停止し、ステップS32を終了する。なお、ステップS30は、前方に位置するノズルがステップS18のそれとは異なる点以外、ステップS18と同じであるため、説明を省略する。
ステップS32が終了したら、ステップS34に移行する。ステップS34では、管1とマスキング体31、32との隙間からの送風を停止するとともに、ドライヤ25からの温風の送風を停止する。その後、ステップS36でマスキング設置機構18を管1から取り外す。なお、これは一例であり、送風の停止と、マスキングの取り出しとは、順序は問わない。
上記実施形態1では、プライマ塗装、本塗装とも、2種類の異なるノズルを1度ずつ使用して塗装する場合を例に説明した。本発明の実施形態はこれに限定されず、プライマ塗装、本塗装とも、更なる塗装処理工程を追加してもよい。以下、これを追加塗装工程と称して説明する。
塗装装置100の制御ブロック(特に先述の制御装置)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
5 (管内面の)凹部
10 ノズル群
11 第1のノズル
11a (第1のノズルの)先端部
12 第2のノズル
12a (第2のノズルの)先端部
13 第3のノズル
13a (第3のノズルの)先端部
14 第4のノズル
14a (第4のノズルの)先端部
15 距離センサ
16 ロボットアーム
17 マスキング移動機構
18 マスキング設置機構
20 支持体
21 第1浸漬槽
22 第2浸漬槽
23 第3浸漬槽
24 第4浸漬槽
31 第1マスキング体
32 第2マスキング体
40 管保持部
100 塗装装置
Claims (10)
- 管の受口の内面を塗装する塗装装置であって、
ロボットアームの先端に取り付け可能な支持体と、前記内面に向けて塗料を吐出するノズルを複数有するノズル群と、を備え、
前記ノズル群は、互いに異なる方向に塗料を吐出するように前記支持体に取り付けられており、
前記支持体は、前記ロボットアームとの接続点を中心にして回転可能であり、
前記ノズル群の各ノズルは互いに、前記支持体の周りに異なる位置に配置されている、
ことを特徴とする塗装装置。 - 前記ノズル群は、1つの前記ノズルが前記管の受口に挿入して塗料の吐出を終えて当該管の受口から出た後に、前記支持体の前記回転によって、別の1つのノズルが前記受口に挿入して塗料の吐出を終えて当該管の受口から出る構成となっている、
ことを特徴とする請求項1に記載の塗装装置。 - 前記ノズル群は、第1のノズルおよび第2のノズルを少なくとも有しており、
前記第1のノズルは、前記受口の内面に設けられた他の管との接続のための凹凸形状の表面のうちの、前記管の奥を向いた面に向かって塗料を吐出し、
前記第2のノズルは、前記凹凸形状の表面のうちの、前記管の管軸に沿った面および前記管の受口の管端を向いた面に向かって塗料を吐出する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の塗装装置。 - 前記ノズル群は、前記管の受口の管端から管内部に挿入して、塗料を吐出し、
前記第1のノズルは、前記挿入の方向に沿った軸に対して垂直な方向に塗料を吐出するか、あるいは、当該垂直な方向よりも当該挿入の方向の後方に傾斜した方向に塗料を吐出し、
前記第2のノズルは、前記挿入の方向に沿った軸に対して垂直な方向よりも当該挿入の方向の前方に傾斜した方向に塗料を吐出する、
ことを特徴とする請求項3に記載の塗装装置。 - 管軸が水平となるように前記管を保持する管保持部を更に備え、
前記第2のノズルが前記管保持部に保持された前記管の受口の内面における当該受口の管端から最も離れた箇所に塗料を塗布する場合に、前記管端の側から前記挿入の方向に見た当該第2のノズルは、斜め方向に向かって塗料を塗布する、
ことを特徴とする請求項4に記載の塗装装置。 - 前記第1のノズルおよび前記第2のノズルは、第1の塗料を吐出し、
前記ノズル群は、互いに異なる方向に塗料を吐出するように前記支持体に取り付けられている第3のノズルおよび第4のノズルを更に有しており、
前記第3のノズルおよび前記第4のノズルは、前記第1の塗料とは異なる第2の塗料を吐出する、
ことを特徴とする請求項3から5の何れか1項に記載の塗装装置。 - 前記第1のノズルおよび前記第2のノズルは、
管の受口の内面を本塗装する前のプライマ塗装に用いるプライマ塗装用の塗料を吐出するか、あるいは、
管の受口の内面に塗装されたプライマ塗装の膜の上に塗布される本塗装用の塗料を吐出する、
ことを特徴とする請求項3から6の何れか1項に記載の塗装装置。 - 前記管の内部を閉塞するマスキング体を外部から挿入するマスキング設置機構を更に備えている、
ことを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の塗装装置。 - 請求項1から8の何れか1項に記載の塗装装置を用いて、管の受口の内面に塗料を塗布した管の製造方法。
- 管の受口の内面を塗装する塗装装置であって、
ロボットアームの先端に取り付け可能な支持体と、塗料を吐出するノズルを複数有するノズル群と、を備え、
前記ノズル群は、互いに異なる方向に塗料を吐出するように前記支持体に取り付けられており、
前記ノズル群は、第1のノズルおよび第2のノズルを少なくとも有しており、
前記第1のノズルは、前記受口の内面に設けられた他の管との接続のための凹凸形状の表面のうちの、前記管の奥を向いた面に向かって塗料を吐出し、
前記第2のノズルは、前記凹凸形状の表面のうちの、前記管の管軸に沿った面および前記管の受口の管端を向いた面に向かって塗料を吐出し、
前記第1のノズルおよび前記第2のノズルは、第1の塗料を吐出し、
前記ノズル群は、互いに異なる方向に塗料を吐出するように前記支持体に取り付けられている第3のノズルおよび第4のノズルを更に有しており、
前記第3のノズルおよび前記第4のノズルは、前記第1の塗料とは異なる第2の塗料を吐出する、
ことを特徴とする塗装装置。
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