JP2001516274A - 自動スプレイ塗装のためのプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スプレイノズル(12)を経て塗料を自動スプレイ塗布するためのプラントにおいて、夫々が塗料を供給する供給装置(1,2)から互いに並列に配置された第１供給ライン(9,10)が延びる。装置(24)は、塗料が１つの第１供給ラインを経てスプレイノズルに供給され、次いで，塗料を供給する供給装置(1,2)を変更すべくスプレイノズルに連合する第１弁手段(15,16)が閉じられた後、上記第１ライン内にある塗料が上記供給装置内に押し戻されるような体積の液体を、この液体を上記供給装置に到達させることなく塗料供給方向と逆方向に上記第１弁手段よりも上流の第１ラインに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動スプレイ塗装のためのプラント 技術分野 本発明は、スプレイノズルを経て塗料を自動スプレイ塗布するためのプラント であって、このプラントは、互いに並列に配置された第１供給ラインを介してス プレイノズルに接続され,スプレイ塗装用の塗料を供給する少なくとも２つの供 給装置と、各供給装置から各ラインを経てスプレイノズルヘ塗料を供給する供給 手段と、供給方向に向かって上記供給手段よりも下流の各ラインに配置され,所 定時に１つの供給装置から来る塗料のスプレイを許容するように各供給装置とス プレイノズルとの間の流体接続を開閉するように制御できる第１弁手段とを備え たプラント、および添付の方法についての独立請求項の前提部に記載された自動 スプレイ塗装の方法に関する。 背景技術 この種のプラントは、種々の分野で用いられるが、本発明を明らかにするため に、スプレイ塗装ロボットによる車体などの塗装対象物への用途を、以下に主と して述べるが、本発明はこれに限られるものではない。 少なくとも２つの互いに並列なラインをもつこの種のプラントは、一方のライ ンを洗浄することによって塗料や色彩を変え、このラインをまだ供給されていな い新しい塗料に対して準備するとともに、他方のラインが特定の種類の塗料をス プレイノズルに供給するとき、非稼動の時間を減じるために主として用いられ、 これによって、供給装置の変更,つまり新種の塗料の塗布を迅速に行なえるよう になっている。 通常、一連の異なった塗料と溶剤のマガジンと弁と付属の制御手段とをもつ色 彩変更装置によって構成される上記供給装置は、しばしば比較的嵩ばつて重く、 例えば塗装ロボットの場合、スプレイノズルの近くに設置するのに適しておらず 、例えば車体を塗装する場合、供給装置をスプレイノズル領域まで移動させるこ と は、ロボットが入って来れず,車体の内部を塗装できないことを意味する。その ため、上記第１供給ラインは、通常,かなりの長さになり、例えば車体を塗装す るスプレイ塗装ロボットの場合、数メートルにもなる。スプレイノズルに塗料を 供給する供給装置を変更しなければならないとき、当該第１供給ライン内にある 塗料は、このようなプラントで既に知られているように、スプレイノズルを経て 外部にどっと流れ出し、総て失われてしまう。上記塗料は、通常,供給装置に設 けられた溶剤で供給ラインを洗浄することによって外部へ噴霧される。第１供給 ラインが非常に長いことは、供給装置の変更の都度、無視できない量の塗料がこ うして失われ、これが長期間に亘ると高コストをもたらす結果となる。さらに、 噴霧される塗料は、環境に有害で周囲を汚染するので、例えば塗装が行われてい る室内は、比較的頻繁に清掃されなければならない。塗料ロスを伴うこの問題を 、代わりに容器内に噴霧することによって解決することはできない。なぜなら、 許容できないほど大容積の容器が必要になり、塗料も、空気との接触で劣化する からである。 発明の開示 本発明の目的は、このようなプラントで既に知られている上述の不都合を改善 することができる冒頭で述べたような種類のプラントを提供することである。 上記目的は、このようなプラントに本発明によって、装置を備えることによっ て達成され、この装置は、塗料が上記１つの第１供給ラインを経てスプレイノズ ルに供給され、次いで，塗料供給方向に向かって上記第１弁手段より上流の上記 第１ラインの箇所に塗料を供給する他の上記供給装置に変更すべく、スプレイノ ズルに連合する上記第１弁手段が閉じられた後、上記第１ライン内にある塗料が 上記供給装置内に押し戻されるような体積の液体を、この液体を上記供給装置に 到達させることなく塗料供給方向と逆方向に上記第１ラインに供給するようにな っている。 上記第１ライン内にある塗料を押し戻すべく第１ラインにこのように液体を供 給することによって、供給装置に押し戻され,蓄えられ，次のこの種の塗装に用 いられる総ての塗料は、この供給装置によってスプレイノズルに供給されること に なる。本発明の重要な特徴は、供給装置内の塗料の品質を許容できないほど低下 させることがないよう、上記液体を上記供給装置に到達するほど多くは第１ライ ンに供給しないことである。本発明によるプラントは、相当量の塗料,ひいては 塗料の出費を節約をもたらすのみならず、塗料の消費が最小であることは、環境 に対して優しく、スプレイ塗装が内部で行なわれる室の清掃を殆ど不要にする。 本発明の実施の形態では、上記装置は、予め定められた体積の液体を上記第１ ラインに逆方向に供給するための液体供給手段を有する。このような液体供給手 段は、第１ラインに逆方向に供給される液体の体積を良好に調整でき、この調整 を容易化できるので、有利である。 本発明の他の実施の形態では、上記液体供給手段は、上記第１ラインへ液体が 入る上記箇所から連合する上記供給装置までの上記第１ラインの体積に実質上相 当する体積の上記液体を逆方向に供給することを保障する。この液体供給装置の 設計によって、塗料の消費を最小にすることができる。 本発明の他の実施の形態によれば、上記液体供給装置は、上記液体供給手段に よって供給される液体の上記予め定められた体積を調整するための手段を有し、 この構成は、簡素で信頼性ある液体供給装置を実現する。ここで、「対応する」 とは広い意味で用いられ、上記行程体積は、第１ラインに供給される液体が、そ れ自体は当該供給装置に到達することなく,第１ライン内にある実質上総ての塗 料を当該供給装置になんとかして正確に押し戻すような大きさであることを意味 する。 本発明の他の実施の形態によれば、上記装置は、上記第１ライン内にある塗料 の圧力を超える圧力で、上記液体を第１ラインに供給する手段を有し、この液体 供給手段は、ピストンの第１面に作用する圧力媒体によって、上記ピストンの反 対面にある液体をシリンダの外部へ押し出すように駆動されるピストンシリンダ を有するとともに、上記圧力媒体が作用する上記ピストンの第１面の面積は、上 記液体へ作用を及ぼす上記ピストンの他方,つまり第２面の面積よりも大きくて 、上記圧力媒体と上記液体の間で圧力増加が得られる。この構成によって、例え ば通常,工場で既に利用できる圧縮空気は、第１ラインに液体を供給するために 用いることができ、このことは、本発明の更に好ましい実施の形態を構成する。 本発明の他の実施の形態によれば、上記装置は、上記第１ラインを洗浄する薬 剤の形態の液体を上記第１ラインに逆方向に供給する。この構成は、上記液体を 第１ラインから流し出すことが、スプレイ塗装のための他の種類の塗料によって 第１ラインが再び満たされる前に必ず必要となる第１ラインの自動洗浄をもたら すので、非常に有利である。 本発明の他の実施の形態によれば、上記装置は、上記第１ラインに溶剤を供給 する。溶剤による第１ラインのこのような洗浄は、通常必要となり、溶剤を用い て塗料をこのように供給装置に押し戻すことによって、第１ラインから溶剤を流 し出すことが、第１ラインの自動洗浄をもたらす。 本発明の他の実施の形態によれば、上記供給装置は、色彩変更装置であり、こ のことは、本発明によるプラントの非常に好ましい使用を構成する。。 本発明の他の実施の形態によれば、上記プラントは、第２弁手段を経て上記第 １ラインに接続される第２ラインと、上記塗料が押し戻された後に、上記第１ラ インから出て上記第２ラインを通るように上記液体を塗料の通常の供給方向に供 給する手段とを有するとともに、制御手段は、上記第１弁手段を閉じたまま，上 記第２弁手段を開いたままにし、かつ、上記液体が第１ラインから出るように供 給される間,上記第２弁手段を開いたままにする。これによって、液体は、スプ レイノズルを経て外部に放出されるのが防がれつつ、第１ラインから外部へ噴霧 される。 本発明の他の実施の形態によれば、上記プラントは、上記液体のための収集容 器を有し、上記第２ラインは、上記収集容器に開放されている。これによって、 周囲環境は上記液体に曝されず、このことは、上記液体として例えば溶剤を用い る場合,有利であり、上記液体を再利用することも可能である。 本発明の他の実施の形態によれば、上記プラントは、上記スプレイノズルに塗 料を供給する上記供給装置が次に変更されたとき、上記第２ラインから上記第１ ラインの１つへ上記液体を戻すための手段へ上記液体を戻すように導く手段を有 する。これによって、塗料を供給装置へ押し戻すために常に実質上同じ液体を用 いることができ、このことは、上記液体が環境に対して有害な物質および／また は無視できない価格の物質である場合、特に有利であり、それ故、この実施の形 態は、上記液体として溶剤を用いる場合、非常に適している。 本発明は、添付の方法に関する独立請求項によって塗料を自動スプレイ塗布す るための方法にも関し、このような方法の利点は、本発明による上述のプラント から十分明白に判るであろう。 本発明の更なる利点と実施の形態は、以下に述べる説明および他の従属請求項 から明らかになる。 図面の簡単な説明 添付の図面を参照しつつ、例として挙げた本発明の好ましい実施の形態による 塗料のスプレイ塗布のためのプラントおよび方法を以下に述べるが、 図は、本発明の好ましい実施の形態によるプラントの概要図である。 発明を実施するための最良の形態 図に示した塗料の自動スプレイ塗布のためのプラントは、必ずしもではないが 、例えば自動車の車体を塗装するためのスプレイ塗装ロボットに有利に用いられ 、この特別な用途は、以下に述べる説明の基礎になっている。このプラントは、 公知の如くスプレイ塗布のために塗料を供給する２つの供給装置を備え、この供 給装置は、参照番号３〜８で示す一連の種々の色彩塗料源をもつ,いわゆる色彩 変更装置によって形成され、上記色彩塗料源は、弁１１を介して各第１ライン９ ,１０に接続される。上記色彩変更装置は、各第１ラインに切断箇所の印で示す ように、多数の異なった色彩源を有しうる。１つの弁１１を開くことによって、 特定の時点で要求される色彩が、このように当該第１ライン９,１０に供給され る。 並列の第１ライン９,１０は、２つの塗料つまり色彩変更手段１,２から、対象 物に塗料をスプレイ塗布するスプレイノズル１２まで延びている。上記プラント は、各色彩変更装置からスプレイノズルに向かう各ラインに塗料を供給するため に各第１ライン９,１０に設けられた手段１３,１４を有し、この手段内で、例え ば歯車ポンプで構成される供給手段が、好ましくは均一な体積流量でスプレイノ ズルに塗料を供給する。第１弁手段１５,１６は、塗料供給方向に向かって上記 供給手段よりも下流の各第１ラインに設けられ、この第１弁手段は、所定時に１ つの供給装置１,２から来る塗料のスプレイを許容するように各供給装置とスプ レイノズルとの間の流体接続を開閉するように制御できる。また、弁１７が、ス プレイノズル１２に接続されている。 各供給装置１,２は、溶剤源１８を有するとともに、色彩変更が各供給装置で 行なわれる前に第１ラインの洗浄を可能にするためのバイパスライン１９を各歯 車ポンプの周りに有する。上記プラントは、第２ライン２０を有し、この第２ラ インは、両第１ラインに共通であるとともに、分岐ライン２２を経て第１ライン に連合する分離した第２弁手段２１を介して各第１ラインに接続される。第２ラ インは、収集容器２３に開放されている。 今まで述べたプラントの特徴は、この種のプラントで公知である。２つの色彩 変更装置１,２は、比較的嵩ばって重く、第１ライン９,１０がロボットアームの 自由端にあるスプレイノズルに至るまでかなりの距離に亘ってロボットアーム内 を延びるので、通常,当該ロボットの基部に配置される。この距離は、図中の距 離ｘ,ｙの和であり、典型的には6000mmである。公知のこのようなプラントを用 いるとき、所定時に塗料が１つの供給装置から噴霧され、噴霧が例えば供給装置 １から供給装置２へ変わる場合、総ての塗料は、第１ライン９からスプレイノズ ル１２を経て外部へ噴霧されるか、あるいは容器に噴霧されて処分され、その後 、溶剤源１８からの溶剤が第１ライン９,ポンプ１３の周りのバイパスラインお よび第２ライン２０を流れて収集容器２３に放出され、このとき弁手段１５は閉 じられ、図示の上側の分岐ライン２２に属する両弁手段21は開かれる。この動作 は、第２の供給装置２がスプレイノズル１２に塗料を供給する間に行なわれるの で、第１ライン９をもつ供給装置１は、所望の場合,スプレイノズルに新たな塗 料を供給する準備ができており、その結果、異なった色彩の塗料間で迅速な切り 換えができる。こうして、この公知のプラントでは色彩変更の都度，典型的には 120m1(ミリリッター)の塗料が失われ、このことは、かかるスプレイ塗装ロボッ トでは毎年,典型的には略200000回の色彩変更がおこなわれるため、毎年,相当な 出費になることを意味する。 本発明によるプラントの新しい特徴を、次に述べる。このプラントは、装置２ ４を備え、この装置は、塗料が１つの第１ラインを経てスプレイノズルに供給さ れ、次いで,塗料供給方向に向かって第１弁手段１５,１６より上流の上記第１ラ インの箇所２５,２６に塗料を供給する供給装置に変更すべく、スプレイノズル に連合する弁手段１５,１６が閉じられた後、上記第１ライン内にある塗料が供 給装置１,２内に押し戻されるような体積の液体を、この液体を供給装置に到達 させることなく塗料供給方向と逆方向に上記第１ラインに供給するようになって いる。このために、上記装置は、２つの分岐ライン２８,２９および各第３弁手 段３０,３１を経て第１ラインの上記箇所２５,２６に至る液体を供給するための 第３ライン２７を有する。図示しない制御手段は、第１ラインに上記液体が供給 されるときに第３弁手段を開き、そうでないときに第３弁手段を閉じる。第３ラ イン２７は、所定体積の液体を各第１ライン９,１０に供給すべく,第３ライン２ ７に所定量の液体を送出するピストンシリンダ３３の出口３２に接続される。ピ ストンシリンダのピストン３４は、工場の通常の圧縮空気系３５からの圧縮空気 であるのが好ましい圧力媒体に連通する第１面を有する。上記圧力媒体は、ピス トンの上記第１面３６に作用するようになっていて、この第１面は、上記液体に 作用するピストンの第２面３７よりも広いので、圧力媒体から液体へ圧力増加が 得られる。ピストンシリンダ３３からこのように圧送される液体は、溶剤である のが好ましく、この溶剤は、収集容器２３に接続された蒸留装置３９からピスト ンシリンダ３３の入日３８に供給される。ピストンシリンダ３３は、供給すべき 液体の予め定められた体積を、ピストンシリンダの行程体積を調整することによ って調整するための設定ねじ４０を有する。 本発明によるプラントの動作は、次のとおりである。バイパスラインの弁１９ ,弁３０,弁１６および第１ライン９に接続された分岐ラインの少なくとも弁２１ が閉じられて、スプレイノズル１２が供給装置１からの塗料を噴霧するものとす る。供給装置２からの塗料供給に切り換えることによって色彩が変更されるとき 、供給装置１および第１ライン９に次のことが行なわれる。第１弁手段１５が閉 じられ、第３弁手段３０が開かれ、バイパスライン１９の弁が開かれる。その後 、ピストンシリンダ３３は、予め定められた体積の液体,この例では溶剤を供給 すべく駆動され、溶剤は、第３ライン２７を経て第１ライン９の箇所２５に逆方 向に供給され、第１ライン９内の塗料を供給装置１の色彩源に押し戻す。上記溶 剤 の予め定められた体積は、溶剤が上記色彩源には到達しないが、好ましくは第１ ライン９内にある実質上総ての塗料を供給装置１に押し戻すように選択されてい る。その後、第１ライン９内にある溶剤は、この第１ラインを通過しつつこれを 洗浄して第２ライン２０に出るが、第２ラインでは既に第３弁手段３０が閉じら れ,各第２弁手段２１が開かれている。この過程は、溶剤源１８から幾らかの追 加溶剤を供給することによって有利に起こる。これによって、上記溶剤は、第１ ライン９を洗浄するためにも用いられるので、所望の場合、供給装置１から他の 塗料を受け入れる準備ができる。溶剤は、第２ライン２０を経て収集容器２３に 達し、残留塗料などを除去した後にピストンシリンダ３３に供給できるように、 さらに蒸留装置３９に導かれる。 本発明は、勿論、決して上述の実施の形態に限定されず、本発明の基本概念か ら離れることなく種々の更なる改変が可能であることは、当業者にとって明白で あろう。 塗料を各供給装置に押し戻すために例えば溶剤以外の液体を用いることができ るが、当該液体が塗料を破壊しないことが重要である。例えば水性塗料を用いる 場合、唯一の液体として水を用いることができる。しかし、当該第１ラインを洗 浄のにも用いることができる液体を用いることが有利である。 色彩を供給する供給装置の数は、勿論２つを超えてもよいが、塗料を変更する 際の不必要な非稼動の時間を無くすためには、かかる供給装置が２つあれば十分 であろう。 請求項の「各供給装置から各供給ラインへの塗料供給のための手段」という定 義は、広い意味で用いられ、各供給装置に設けられる如何なる塗料推進手段によ って構成される手段をも包含する。請求項の供給手段は、図示のバイパスライン を不要にする他の種類のポンプで構成することもできる。 請求項の「互いに並列に配置された第１供給ライン」は、互いに並列に接続さ れていることを意味し、互いに平行に延びる必要はない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．スプレイノズル(12)を経て塗料を自動スプレイ塗布するためのプラントであ って、このプラントは、互いに並列に配置された第１供給ライン(9,10)を介して 上記スプレイノズルに接続され,スプレイ塗装用の塗料を供給する少なくとも２ つの供給装置(1,2)と、この各供給装置から各ラインを経て上記スプレイノズル ヘ塗料を供給する供給手段(13,14)と、供給方向に向かって上記供給手段よりも 下流の各ラインに配置され，所定時に上記１つの供給装置から来る塗料の噴霧を 許容するように上記各供給装置とスプレイノズルとの問の流体接続を開閉するよ うに制御できる第１弁手段(15,16)とを備えたプラントにおいて、 装置(24)を備え、この装置は、塗料が上記１つの第１供給ラインを経てスプレ イノズルに供給され、次いで，塗料供給方向に向かって上記第１弁手段より上流 の上記第１ラインの箇所に塗料を供給する他の上記供給装置に変更すべく、スプ レイノズルに連合する上記第１弁手段が閉じられた後、上記第１ライン内にある 塗料が上記供給装置内に押し戻されるような体積の液体を、この液体を上記供給 装置に到達させることなく塗料供給方向と逆方向に上記第１ラインに供給するよ うになっていることを特徴とするプラント。 ２．請求項１に記載のプラントにおいて、上記装置は、予め定められた体積の液 体を上記第１ライン(9,10)に逆方向に供給するための液体供給手段(33)を有する ことを特徴とするプラント。 ３．請求項２に記載のプラントにおいて、上記液体供給手段(33)は、上記第１ラ イン(9,10)へ液体が入る上記箇所(25,26)から連合する上記供給装置(1,2)までの 上記第１ラインの体積に実質上相当する体積の上記液体を逆方向に供給すること を保障することを特徴とするプラント。 ４．請求項２または３に記載のプラントにおいて、上記液体供給手段は、上記第 １ライン(9,10)に逆方向に供給されるべき液体の体積に相当する予め定められた 行程体積を有するピストンシリンダ(33)を備えたことを特徴とするプラント ５．請求項２乃至４のいずれか１つに記載のプラントにおいて、上記装置は、上 記液体供給手段(33)によって供給される液体の上記予め定められた体積を調整す るための手段(40)を有することを特徴とするプラント。 ６．請求項１乃至５のいずれか１つに記載のプラントにおいて、上記装置は、上 記第１ライン(9,10)内にある塗料の圧力を超える圧力で、上記液体を第１ライン に供給する手段(33)を有することを特徴とするプラント。 ７．請求項６に記載のプラントにおいて、上記液体供給手段は、ピストン(34)の 第１面(36)に作用する圧力媒体によって、上記ピストンの反対面にある液体をシ リンダの外部へ押し出すように駆動されるピストンシリンダ(33)を有するととも に、上記圧力媒体が作用する上記ピストンの第１面(36)の面積は、上記液体へ作 用を及ぼす上記ピストンの他方，つまり第２面(37)の面積よりも大きくて、上記 圧力媒体と上記液体の間で圧力増加が得られることを特徴とするプラント。 ８．請求項２乃至７のいずれか１つに記載のプラントにおいて、このプラントは 、上記液体を上記第１ライン(9,10)に逆方向に圧送する圧縮空気駆動のシリンダ (33)を有することを特徴とするプラント。 ９．請求項１乃至８のいずれか１つに記載のプラントにおいて、上記装置(24)は 、上記第１ラインを洗浄する薬剤の形態の液体を上記第１ライン(9,10)に逆方向 に供給することを特徴とするプラント。 １０．請求項９に記載のプラントにおいて、上記装置は、上記第１ライン(9,10) に溶剤を供給することを特徴とするプラント。 １１．請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のプラントにおいて、上記供給装 置(1,2)は、色彩変更装置であることを特徴とするプラント。 １２．請求項１乃至１１のいずれか１つに記載のプラントにおいて、このプラン トは、第２弁手段(21)を経て上記第１ラインに接続される第２ライン(20)と、上 記塗料が押し戻された後に、上記第１ラインから出て上記第２ラインを通るよう に上記液体を塗料の通常の供給方向に供給する手段とを有するとともに、制御手 段は、上記第１弁手段(15,16)を閉じたまま,上記第２弁手段を開いたままにし、 かつ、上記液体が第１ラインから出るように供給される間,上記第２弁手段を開 いたままにすることを特徴とするプラント。 １３．請求項１２に記載のプラントにおいて、上記第２ライン(20)は、上記第１ ライン(9,10)に接続され、分離された第２弁手段(21)は、上記第２ラインに接続 された各分岐ライン(22)を経て各第１ライン(9,10)に連合させられていることを 特徴とするプラント。 １４．請求項１２または１３に記載のプラントにおいて、このプラントは、上記 液体のための収集容器(23)を有し、上記第２ライン(20)は、上記収集容器に開放 されていることを特徴とするプラント。 １５．請求項１２に記載のプラントにおいて、このプラントは、上記スプレイノ ズルに塗料を供給する上記供給装置(1,2)が次に変更されたとき、上記第２ライ ンから上記第１ラインの１つへ上記液体を戻すための手段(33)へ上記液体を戻す ように導く手段(23,39)を有することを特徴とするプラント。 １６．請求項１乃至１５のいずれか１つに記載のプラントにおいて、このプラン トは、上記各第１ライン(9,10)へ液体を供給するライン(27)に設けられた第３弁 手段(30,31)を有し、液体が上記第１ラインに供給されるときに上記第３弁手段 を開き,それ以外のときに上記第３弁手段を閉じる制御手段を有することを特徴 とするプラント。 １７．請求項１乃至１６のいずれか１つに記載のプラントにおいて、上記１つの 供給手段(13,14)は、上記各第１ラインに設けられて、上記塗料をスプレイ塗布 する際に、各供給装置(1,2)からスプレイノズル(12)への均一な体積流量での塗 料供給を確立することを特徴とするプラント。 １８．スプレイノズル(12)を経て塗料を自動スプレイ塗布するための方法であっ て、スプレイ塗布のために塗料を供給する少なくとも２つの供給装置(1,2)から スプレイノズルに、所定時に１つの供給装置からの塗料の噴霧が可能なように選 択的に塗料が供給される方法において、 上記１つの供給装置から第１ライン(9,10)を経てスプレイノズルへ塗料が供給 された後、上記他の供給装置からの塗料の供給に切り換えが行なわれるとき、上 記第１ラインが閉鎖され、この閉鎖の箇所からスプレイノズルへの塗料供給方向 に向かつて上流の上記第１ラインに、この第１ライン(9,10)内にある塗料が上記 供給装置(1,2)内に押し戻されるような体積の液体を、この液体を上記供給装置 に到達させることなく上記塗料供給方向と逆方向に供給することを特徴とする方 法。