JPH04317761A - 塗装装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗装装置に関し、マスキ
ング機能を有する２台の塗装工具と、塗装ロボットとを
組合わせて、塗装と洗浄を自動的に行うものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のボデーを塗装する場合、他の部
分と塗り分ける必要があるサイドシルや、バンパ等の下
塗り塗装、あるいはサイドボデーの２色（ツートーン）
上塗り塗装などでは、塗料のダストが塗装範囲外に付着
しないようにマスキングして塗装を行う必要がある。

【０００３】この種のボデー塗装の２つの従来例（第１
従来例、第２従来例）を図８、図９を参照して説明する
。

【０００４】〔第１従来例〕図８に示すように第１従来
例では、サイドボデー１のうち塗装したい範囲１Ａを除
いて、紙２をテープ３で貼ってマスキングし、塗装ガン
３を用いてロボット、塗装自動機あるいは人手等により
、スプレー塗装４を行い、塗装後に紙２やテープ３を剥
す。図中、５はサイドシル、６はアンダーボデーを示す
。

【０００５】そのため、第１従来例では、マスキングの
工数が多大であるという欠点がある。また、マスキング
の手作業があるので、無人化が不可能である。

【０００６】〔第２従来例〕図９に示す第２従来例では
上述した第１従来例の欠点を解消するため、サイドボデ
ー１の形状に合わせて形成した仕切板７を用い、これを
サイドボデー１の塗装範囲１Ａ外に沿わせてマスキング
し、更に仕切板７のエアー穴７Ａからエアー７Ｂを噴出
させて、塗料の吐着を防止する。

【０００７】しかし第２従来例では、サイドボデー１等
の形状に合わせた専用の仕切板７が車種毎に必要である
という欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
の技術の欠点を解消した塗装装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による塗装装置は
、２台の塗装工具と、工具台と、ロボットと、制御装置
とを具備し、前記塗装工具は支持部材に支持されたエア
モータと、エアモータの出力軸に取付けた見切りディス
クと、見切りディスクに塗料噴出範囲の一部がかかる姿
勢で支持部材に支持された塗装ガンと、支持部材に取付
けられた工具交換ユニットとを有し、前記ロボットは塗
装工具の工具交換ユニットと結合する結合部を有し、前
記制御装置はロボットと工具交換ユニットを制御して２
つの塗装工具を交互に工具台でロボットに持たせる工具
交換制御手段と、塗装工具を持ったロボットに予めティ
ーチングした動作を再生させる再生制御手段と、ロボッ
トが持った塗装工具のエアモータを比較的低速で回転さ
せると共に塗装ガンに塗装動作を行わせる塗装制御手段
と、工具台に置かれている塗装工具のエアモータを比較
的高速で回転させると共に塗装ガンに溶剤のみ噴射させ
る洗浄制御手段とを有することを特徴とするものである
。

【００１０】

【作用】２台の塗装工具をロボットに交互に持たせ、一
方の工具で塗装を行っている間に他方を洗浄しておく。 塗装中の工具では、エアモータで見切りディスクを回転
させ、塗装ガンから噴射される塗料のダストが塗装範囲
外に付着するのを、見切りディスクの回転で防止する。 この際、塗装中には見切りディスクを低速回転させるこ
とにより、見切りディスクの一部に塗料が集中的に付着
して垂れ落ちるのを防止する。塗装に用いてない方の工
具では、見切りディスクを高速回転させることにより、
塗装ガンから溶剤のみを噴射させて見切りディスクに付
着した塗料を溶かし、且つ遠心力で吹き飛ばして洗浄す
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図７に基づ
いて詳細に説明する。

【００１２】図１に、２台の塗装工具３０を交互に用い
て、塗装ロボット１０により自動車のボデー８に塗装を
行っている様子を示す。図１中、塗装ロボット１０の両
脇の各位置Ａ、Ｂに２台の工具台１１がある。また、各
塗装工具３０にはそれぞれ上方に位置したバルブ群１２
を介して、塗料及びエア（圧縮空気）用のホース群１３
が接続されている。２０は制御装置である。

【００１３】塗装工具３０は、図２、図３に示すように
、エアモータ（空気モータ）３１と、椀状に湾曲した見
切りディスク３２と、塗装ガン３３とからなる。更に、
塗装ロボット１０への装着性を考慮して工具交換ユニッ
ト３４を備え、また、工具台１１の左右の切欠部１４に
引っ掛けるための支持棒３５を備えている。

【００１４】塗装工具３０のうちエアモータ３１は、支
持具３６の先端部上面に下向きに取付け、モータ出力軸
３１Ａを支持具３６の下面に突出させてあり、モータ出
力軸３１Ａに見切りディスク３２を下向きにして取付け
てある。そして、見切りディスク３２の回転を案内する
ために、これに転動する複数のガイドローラ３７をアー
ム３８を介して支持具３６に取付けてある。

【００１５】塗装ガン３３は、支持具３６の中央から基
端部寄りの部分に下向きに固定した支柱３９に、これと
交叉する横木４０を介して取付けてある。支柱３９と横
木４０との間の接続部４１は横木４０を高さ方向４２、
張出し方向４３及び支柱３９回りの方向４４に移動して
固定できる構造とし、また、塗装ガン３３と横木４０と
の間の接続部４５は塗装ガン３３を上下方向４６に旋回
して固定できる構造としてある。これにより、見切りデ
ィスク３２と塗装ガン３３の位置関係を、塗料噴出範囲
に見切りディスク３２の一部が適度にかかるように調整
可能としている。

【００１６】工具交換ユニット３４は、支持具３６の基
端部上面に上向きに固定してある。

【００１７】また、工具台１１に掛ける支持棒３５は、
支持具３６の重心部分から両側に張出して固定してある
。

【００１８】工具交換ユニット３４は既知の構造のもの
で良いが、ここでは図４に示すように、エア操作できる
プルスタッド方式のものとしている。図４において、図
示の状態ではシリンダ４７内が大気に解放されて、バネ
４８によりピストン４９が下がり、複数の各ボール５０
をシリンダ内壁のテーパ面５１に乗り上げさせるため、
塗装ロボットアーム１５に装着したプルスタッド１６が
ボール５０に妨げられて工具交換ユニット３４内に入れ
ない。これに対し、エア出入口５２からエアをシリンダ
４７内に入れると、ピストン４９が押されてボール５０
がシリンダ径方向に移動可能となり、プルスタッド１６
をロボットアーム１５で押込むことができる。次いで、
エアを抜くと、ボール５０がプルスタッド１６のくびれ
部１７に入って抜き出せなくし、また、バネ４８の力で
プルスタッド１６のテーパ面１８がシリンダ４７のテー
パ面５３に密着して固定される。

【００１９】図５を参照して、マスキングと、ホース群
１３の詳細を説明する。

【００２０】図５に示すように、塗装ガン３３を塗装対
象のボデー８に向けておいても、見切りディスク３２の
ボデー側部分が影となってスプレー塗料４の飛散を妨げ
、見切りライン９より上の部分をマスキングする。この
結果見切りディスク３２には塗料が付着するが、見切り
ディスク３２を極低速で回転させることにより、付着部
分が徐々に移り変わって先に付着した塗料が乾燥するた
め、付着した塗料が垂れ落ちてボデー８に付くこともな
い。なお、付着して乾燥した塗料は、ボデー８から離れ
た所で見切りディスク３２にシンナー等の溶剤をかけて
溶かしながら、見切りディスク３２を高速回転させて遠
心力で吹き飛ばすなどにより、洗浄すれば良い。

【００２１】次に、ホース群１３を説明する。図５にお
いて、１３Ａは塗料ホースであり、塗装ガン３３に接続
している。１３Ｂは塗装ガン３３をオン／オフさせる操
作エア用のホースであり、１３Ｃは塗料を霧化させるエ
ア用のホースであり、ともに塗装ガン３３に接続してい
る。１３Ｄはエアモータ３１を駆動するエア用のホース
であり、エアモータ３１に接続している。１３Ｅは工具
交換ユニット３４を操作するエア用のホースであり、工
具交換ユニット３４に接続している。

【００２２】上述のホース１３Ａ〜１３Ｅに接続するバ
ルブ群１２としては、塗料ホース１３Ａに接続した色替
えバルブ、塗装ガン操作用エアホース１３Ｂに接続した
オン／オフバルブ１２Ｂ、塗料霧化用エアホース１３Ｃ
に接続した流量調整バルブ１２Ｃ、エアモータ駆動用エ
アホース１３Ｄに接続した流量調整バルブ１２Ｄ、工具
交換ユニット操作用エアホース１３Ｅに接続したオン／
オフバルブ１２Ｅがあり、いずれのバルブ１２Ａ〜１２
Ｅも制御装置２０によって制御するようにしてある。

【００２３】制御装置２０はＣＰＵ（中央処理装置）を
中心に構成してあり、２台の塗装工具３０を交互に用い
て塗装ロボット１０が自動的に塗装作業を行い、また塗
装に用いてない方の工具の洗浄を行うように、塗装ロボ
ット１０の制御機能と、バルブ群１２の制御機能とを予
めプログラムし、ロボットと工具交換ユニットを制御し
て２つの塗装工具を交互に工具台でロボットに持たせる
工具交換制御手段と、塗装工具を持ったロボットに予め
ティーチングした動作を再生させる再生制御手段と、ロ
ボットが持った塗装工具のエアモータを比較的低速で回
転させると共に塗装ガンに塗装動作を行わせる塗装制御
手段と、工具台に置かれている塗装工具のエアモータを
比較的高速で回転させると共に塗装ガンに溶剤のみ噴射
させる洗浄制御手段とを実現している。

【００２４】図１及び図６〜図７を参照して、制御装置
２０の制御動作を説明する。但し、塗装ラインにより被
塗装物であるボデー８が次々に塗装ロボット１０の前に
送られてくるものとする。また、２台の塗装工具３０の
うち、図１において塗装ロボット１０が現在持っている
方のものをツールＡとし、塗装ロボット１０の左側位置
Ｂの工具台１１に現在置かれている方のものをツールＢ
と称して説明を行う。従って、ツールＡは右側位置Ａの
工具台１１に置かれる。

【００２５】今、図１の如く、塗装ロボット１０がツー
ルＡを持っているとすると（ステップＳ１）、制御装置
２０はツールＡにより１台目のボデー８の塗装を開始さ
せ（ステップＳ２−１）、これと平行してツールＢの見
切りディスク３２の洗浄を開始させる（ステップＳ３−
１）。

【００２６】ツールＡによる塗装に際しては、ツールＡ
のモータ駆動用流量調整バルブ１２Ｄを少し開くように
制御して見切りディスク３２を超低速で、例えばボデー
１台分の塗装時間で１〜１０回転という低速で回転させ
ながら、塗装ロボット１０を予めボデー形状に合わせて
ティーチングした塗装軌跡に沿って移動させ、見切りデ
ィスク３２でマスキングして見切りライン９（図５参照
）より下の部分を塗装する（ステップＳ２−２）。この
とき、ツールＡの他のバルブについては、指定された色
の塗料となるように色替えバルブ１２Ａを制御し、また
塗料霧化用バルブ１２Ｃをオンにした状態で塗装ガン操
作用バルブ１２Ｂのオン／オフを制御して塗装すべきと
きだけ塗料を霧化させる。工具交換ユニット操作用バル
ブ１２Ｅはオフのままにする。

【００２７】かくしてツールＡによる１台目の塗装が完
了すると（ステップＳ２−３）、全てのバルブ１２Ａ〜
１２Ｅをオフにして塗装ロボット１０のアーム１５を右
側Ａ位置の工具台１１に向かわせ、ツールＡの支持棒３
５が工具台１１の切欠部１４に嵌まるようにツールＡを
工具台１１上に置く（ステップＳ２−４）。

【００２８】一方、ツールＡによる塗装中、ツールＢに
関しては塗装ガン３３にシンナーだけを供給するように
色替えバルブ１２Ａを制御し、また、塗料霧化用バルブ
１２Ｃ及び塗料ガン操作用バルブ１２Ｂをオンに制御し
て、ツールＢの見切りディスク３２にシンナーを吹付け
る（ステップＳ３−２）。このとき、工具交換ユニット
操作用バルブ１２Ｅはオフのままで良い。そして、モー
タ駆動用流量調整バルブ１２Ｄを全開となるように制御
して、見切りディスク３２を高速で、例えば１０，００
０ｒｐｍで回転させる（ステップＳ３−３）。このシン
ナーの吹付けと高速回転により、見切りディスク３２に
付着していた塗料が溶かされ且つ遠心力で飛ばされて、
見切りディスク３２が完全に洗浄される。そのため、工
具台１１は塗装工具３０のほぼ全体を囲うように、上面
が開口した容器となっている。

【００２９】ツールＢの洗浄はツールＡとの交換前に完
了すれば良く、例えば、ツールＡでの塗装完了時点や工
具台１１へ置いた時点でツールＢの各バルブ１２Ａ〜１
２Ｅをオフにして洗浄を止める（ステップＳ３−４）。

【００３０】ツールＡを工具台に置いた後は、塗装ロボ
ット１０からツールＡを外して、その代りにツールＢを
持たせる（ステップＳ４）。即ち、まず、ツールＡの工
具交換ユニット用バルブ１２Ｅを一時オンに制御し、そ
の間に塗装ロボット１０を制御してロボットアーム１５
のプルスタッド１６を抜く。次いで、塗装ロボット１０
をツールＢへ向けて移動させ、ツールＢの工具交換ユニ
ット用バルブ１２Ｅを一時オンに制御して、その間にロ
ボットアーム１５のプルスタッド１６を工具交換ユニッ
ト３４に挿入する。いずれの工具交換ユニット用バルブ
も一時オン後、オフとする。

【００３１】ツールＢを塗装ロボット１０に持たせると
、今度は、制御装置２０はツールＢにより２台目の塗装
物（ボデー）の塗装を開始させ（ステップＳ５−１）、
これと平行してツールＡの見切りディスク３２の洗浄を
開始させる（ステップＳ６−１）。

【００３２】ツールＢによる塗装に際しても、ツールＢ
のモータ駆動用流量調整バルブ１２Ｄを少し開くように
制御して見切りディスク３２を超低速で、例えばボデー
１台分の塗装時間で１〜１０回転という低速で回転させ
ながら、塗装ロボット１０を予めボデー形状に合わせて
ティーチングした塗装軌跡に沿って移動させ、見切りデ
ィスク３２でマスキングして見切りライン９より下の部
分を塗装する（ステップＳ５−２）。このとき、ツール
Ｂの他のバルブについては、指定された色の塗料となる
ように色替えバルブ１２Ａを制御し、また塗料霧化用バ
ルブ１２Ｃをオンにした状態で塗装ガン操作用バルブ１
２Ｂのオン／オフを制御して塗装すべきときだけ塗料を
霧化させる。工具交換ユニット操作用バルブ１２Ｅはオ
フのままにする。

【００３３】かくしてツールＢによる２台目の塗装が完
了すると（ステップＳ５−３）、全てのバルブ１２Ａ〜
１２Ｅをオフにして塗装ロボット１０のアーム１５を左
側Ｂ位置の工具台１１に向かわせ、ツールＢの支持棒３
５が工具台１１の切欠部１４に嵌まるようにツールＢを
工具台１１上に置く（ステップＳ５−４）。

【００３４】一方、ツールＢによる塗装中、今度はツー
ルＡに関して塗装ガン３３にシンナーだけを供給するよ
うに色替えバルブ１２Ａを制御し、また、塗料霧化用バ
ルブ１２Ｃ及び塗装ガン操作用バルブ１２Ｂをオンに制
御して、ツールＡの見切りディスク３２にシンナーを吹
付ける（ステップＳ６−２）。このとき、工具交換ユニ
ット操作用バルブ１２Ｅはオフのままで良い。そして、
モータ駆動用流量調整バルブ１２Ｄを全開となるように
制御して、見切りディスク３２を高速で、例えば１０，
０００ｒｐｍで回転させる（ステップＳ６−３）。この
シンナーの吹付けと高速回転により、ツールＡの見切り
ディスク３２に付着していた塗料が溶かされ且つ遠心力
で飛ばされて、見切りディスク３２が完全に洗浄される
。

【００３５】ツールＡの洗浄もツールＢとの交換前に完
了すれば良く、例えば、ツールＢでの塗装完了時点や工
具台１１へ置いた時点でツールＡの各バルブ１２Ａ〜１
２Ｅをオフにして洗浄を止める（ステップＳ６−４）。

【００３６】ツールＢを工具台に置いた後は、塗装ロボ
ット１０からツールＢを外して、その代りにツールＡを
持たせる（ステップＳ７）。即ち、まず、ツールＢの工
具交換ユニット用バルブ１２Ｅを一時オンに制御し、そ
の間に塗装ロボット１０を制御してロボットアーム１５
のプルスタッド１６を抜く。次いで、塗装ロボット１０
をツールＡへ向けて移動させ、ツールＡの工具交換ユニ
ット用バルブ１２Ｅを一時オンに制御して、その間にロ
ボットアーム１５のプルスタッド１６を工具交換ユニッ
ト３４に挿入する。いずれの工具交換ユニット用バルブ
も一時オン後、オフとする。

【００３７】このようにツールをＢからＡに交換したら
、ステップＳ２−１、Ｓ３−１に戻り、同様の動作を繰
返す。

【００３８】このように２台の塗装工具３０を塗装と洗
浄に交互に使い分けることにより、洗浄時間を十分にと
ることができ、色まじり等の不具合が生じない。従って
、２トーン塗装や、次々に来る被塗装物の塗装色が個々
に異なる場合に極めて効果的である。

【００３９】上述した実施例では見切りディスク３２の
形状が下向きの椀状であるが、単に平坦な円板でも良く
、更には、上向きの椀状でも良い。

【００４０】また、塗装工具３０の使用法としては、２
台の塗装工具を交互に使用するだけでなく、塗装に要す
る時間に比べて洗浄に要する時間が長い場合などでは、
３台以上の塗装工具を順番に使用しても良い。

【００４１】更に、塗装ロボット１０に塗装工具３０を
持たせて自動的に塗装を行う場合、塗装ロボット１０に
工具把持機構がある場合は、工具交換ユニット３４を省
略することができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の塗装装置によれば、塗装工具の
見切りディスクがマスキングするので、紙やテープを用
いたマスキングに比べて工数が大幅に減り、且つ被塗装
物の形状に合わせた専用の仕切板が不要となる。また、
塗装中はエアモータにより見切りディスクを低速で回転
させるので、見切りディスクの一個所に塗料が集中的に
付着して垂れ落ちることがなく、更に、塗装後はエアモ
ータにより見切りディスクを高速で回転させるので、塗
装ガンから溶剤だけを噴出させて見切りディスクに付着
した塗料を溶かし、遠心力で吹き飛ばして完全に洗浄す
ることができる。また更に、２台の塗装工具をロボット
に交互に持たせて塗装と洗浄を行い、塗装に用いていな
い方の塗装工具を十分な時間で予め洗浄しておくことが
できるので、色まじり等の不具合なく、新しい被塗装物
毎に清浄な塗装工具を使い分けることができる。更に、
ロボットを用いるのでロボットのティーチングにより被
塗装物の多種の形状に合わせて、２トーン塗装などが容
易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る塗装工具を２台交互に
用いて塗装ロボットで塗装と洗浄を行う塗装装置を示す
図。

【図２】塗装工具の一実施例を示す側断面図。

【図３】図２の平面図。

【図４】工具交換ユニットの一例を示す側断面図。

【図５】塗装工具によるマスキングと、ホース群を示す
図。

【図６】図１における塗装と洗浄の制御動作を示すフロ
ーチャート。

【図７】図１における塗装ロボットの動作と２台の塗装
工具中の各見切りディスクの回転動作とを示すタイムチ
ャート。

【図８】第１従来例を示す図。

【図９】第２従来例を示す図。

【符号の説明】

８　　ボデー（被塗装物） ９　　見切りライン １０　　塗装ロボット １１　　工具台 １２　　バルブ群 １２Ａ　　色替えバルブ １２Ｂ　　塗装ガン操作用バルブ １２Ｃ　　塗料霧化用バルブ １２Ｄ　　エアモータ駆動用バルブ １２Ｅ　　工具交換ユニット操作用バルブ１３　　ホー
ス群 １３Ａ　　塗料ホース １３Ｂ　　塗装ガン操作エア用ホース １３Ｃ　　塗料霧化エア用ホース １３Ｄ　　エアモータ駆動エア用ホース１３Ｅ　　工具
交換ユニット操作エア用ホース１４　　工具台の切欠部 １５　　ロボットアーム １６　　プルスタッド １７　　くびれ部 １８　　テーパ面 ２０　　制御装置 ３０　　塗装工具 ３１　　エアモータ ３１Ａ　　モータ出力軸 ３２　　見切りディスク ３３　　塗装ガン ３４　　工具交換ユニット ３５　　支持棒 ３６　　支持具 ３７　　ガイドローラ ３８　　アーム ３９　　支柱 ４０　　横木 ４１　　接続部 ４２　　高さ方向 ４３　　張出し方向 ４４　　支柱回りの方向 ４５　　接続部 ４６　　上下旋回方向 ４７　　シリンダ ４８　　バネ ４９　　ピストン ５０　　ボール ５１　　テーパ面 ５２　　エア出入口 ５３　　テーパ面 Ａ　　塗装ロボット右側の位置 Ｂ　　塗装ロボット左側の位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２台の塗装工具と、工具台と、ロボッ
   トと、制御装置とを具備し、前記塗装工具は支持部材に
   支持されたエアモータと、エアモータの出力軸に取付け
   た見切りディスクと、見切りディスクに塗料噴出範囲の
   一部がかかる姿勢で支持部材に支持された塗装ガンと、
   支持部材に取付けられた工具交換ユニットとを有し、前
   記ロボットは塗装工具の工具交換ユニットと結合する結
   合部を有し、前記制御装置はロボットと工具交換ユニッ
   トを制御して２つの塗装工具を交互に工具台でロボット
   に持たせる工具交換制御手段と、塗装工具を持ったロボ
   ットに予めティーチングした動作を再生させる再生制御
   手段と、ロボットが持った塗装工具のエアモータを比較
   的低速で回転させると共に塗装ガンに塗装動作を行わせ
   る塗装制御手段と、工具台に置かれている塗装工具のエ
   アモータを比較的高速で回転させると共に塗装ガンに溶
   剤のみ噴射させる洗浄制御手段とを有することを特徴と
   する塗装装置。