特許 6791038 ベル型塗装機用開閉バルブの診断システム及び診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6791038

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】ベル型塗装機用開閉バルブの診断システム及び診断方法

(51)【国際特許分類】

   B05B 12/14 20060101AFI20201116BHJP

   B05B 12/00 20180101ALI20201116BHJP

   B05B 5/04 20060101ALI20201116BHJP

   B05B 3/10 20060101ALI20201116BHJP

   B05D 1/02 20060101ALI20201116BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B05B12/14

   B05B12/00 A

   B05B5/04 A

   B05B3/10 B

   B05D1/02 Z

   B05D3/00 D

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-122140(P2017-122140)

(22)【出願日】2017年6月22日

(65)【公開番号】特開2019-5686(P2019-5686A)

(43)【公開日】2019年1月17日

【審査請求日】2019年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】富岡 直樹

【審査官】 塩屋 雅弘

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０４−０６５１５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１２５７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１２０９０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１１−１２３３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１１４６５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−２０２３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２７６７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｂ １／００−９／０８

１２／００−１２／１４

１３／００−１３／０６

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベル型塗装機に塗料を供給する複数の供給経路のそれぞれにそれぞれが開閉可能に設けられた複数の開閉バルブを診断するための、ベル型塗装機用開閉バルブの診断システムであって、
上記ベル型塗装機のベルカップを回転駆動するモータの回転数に関する情報を検出する検出部と、
上記複数の開閉バルブを開閉制御するとともに、上記検出部によって検出された情報とその目標値とに基づいて上記モータをフィードバック制御する制御部と、
を備え、
上記制御部は、上記複数の開閉バルブの中から選択した開閉バルブの開動作のための第１指令信号を出力して上記ベル型塗装機に塗料が供給されたとき、上記第１指令信号の出力時から上記フィードバック制御によって上記モータの回転数を上昇させるための第２指令信号を出力するまでに要した応答時間を計測し、計測した上記応答時間に基づいて、選択した上記開閉バルブが正常であるか否かを判定するように構成されている、ベル型塗装機用開閉バルブの診断システム。

【請求項2】

上記制御部は、計測した上記応答時間と予め定められた基準時間との時間差が判定用閾値以下であるときに上記開閉バルブが正常であると判定し、上記時間差が上記判定用閾値を上回るときに上記開閉バルブが異常であると判定するように構成されている、請求項１に記載の、ベル型塗装機用開閉バルブの診断システム。

【請求項3】

上記制御部によって判定された判定結果を報知する報知部を備える、請求項１または２に記載の、ベル型塗装機用開閉バルブの診断システム。

【請求項4】

上記ベル型塗装機及び上記複数の開閉バルブはいずれも、塗装ロボットのロボットアームに取付けられており、
上記制御部は、上記ロボットアームの移動軌跡を制御するロボット制御部によって構成されている、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の、ベル型塗装機用開閉バルブの診断システム。

【請求項5】

ベル型塗装機に塗料を供給する複数の供給経路のそれぞれにそれぞれが開閉可能に設けられた複数の開閉バルブを診断するための、ベル型塗装機用開閉バルブの診断方法であって、
上記複数の開閉バルブの中から選択した開閉バルブの開動作のための第１指令信号を出力して上記ベル型塗装機に塗料が供給されたとき、上記第１指令信号の出力時から、上記ベル型塗装機のベルカップを回転駆動するモータのフィードバック制御によって上記モータの回転数を上昇させるための第２指令信号を出力するまでに要した応答時間を計測する計測ステップと、
上記計測ステップで計測した上記応答時間に基づいて、選択した上記開閉バルブが正常であるか否かを判定する判定ステップと、
を有する、ベル型塗装機用開閉バルブの診断方法。

【請求項6】

上記判定ステップでは、上記計測ステップで計測した上記応答時間と予め定められた基準時間との時間差が判定用閾値以下であるときに上記開閉バルブが正常であると判定し、上記時間差が上記判定用閾値を上回るときに上記開閉バルブが異常であると判定する、請求項５に記載の、ベル型塗装機用開閉バルブの診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベル型塗装機用開閉バルブを診断する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車部品の塗装工程においては、高速で回転するベルカップを備えたベル型塗装機（以下、単に「塗装機」ともいう。）が利用されている。この塗装機は、塗料をベルカップの回転によって粒化して、空気と静電気を利用して部品の被塗装面に塗着させるように構成されている。

【0003】

このような塗装機を備えた塗装装置が、例えば特許文献１に開示されている。この塗装装置は、それぞれが異なる色の塗料を塗装機へ供給するための供給経路にカラーチェンジバルブ（以下、「ＣＣＶ」という。）を備えている。このＣＣＶは、塗料の色替えのためにそれぞれがオンオフ動作可能な複数の開閉バルブを有する。このため、バルブ切り替え時に複数の開閉バルブの中から選択した開閉バルブが開放されることによって、この開閉バルブに対応した色の塗料が塗装機へ供給されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１２５７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記の複数の開閉バルブはいずれも、シール部が溶剤と接触し、且つ高頻度でオンオフ動作するため、バネやパッキン等の部品が劣化して動作不良を生じ易い。そして、開閉バルブの動作不良が部品の品質不良の要因に成り得る。そこで、開閉バルブの動作を監視し、この開閉バルブの異常な動作を検出したタイミングで開閉バルブを交換するという対策が考えられる。

【0006】

しかしながら、このような開閉バルブは設置数が多く、部品の品質不良が発生するよりも前に開閉バルブの異常な動作を検出するのが難しい。従って、このような対策では、開閉バルブの交換時期を適正なタイミングで判別することができないという問題がある。
かといって、全ての開閉バルブを一定期間毎に交換するという対策では、実際には問題なく使用できる開閉バルブが正常な状態であるにもかかわらず交換されてしまうことになる。

【0007】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ベル型塗装機用開閉バルブの異常を早期に判別するのに有効な技術を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、
ベル型塗装機に塗料を供給する複数の供給経路のそれぞれにそれぞれが開閉可能に設けられた複数の開閉バルブを診断するための、ベル型塗装機用開閉バルブの診断システムであって、
上記ベル型塗装機のベルカップを回転駆動するモータの回転数に関する情報を検出する検出部と、
上記複数の開閉バルブを開閉制御するとともに、上記検出部によって検出された情報とその目標値とに基づいて上記モータをフィードバック制御する制御部と、
を備え、
上記制御部は、上記複数の開閉バルブの中から選択した開閉バルブの開動作のための第１指令信号を出力して上記ベル型塗装機に塗料が供給されたとき、上記第１指令信号の出力時から上記フィードバック制御によって上記モータの回転数を上昇させるための第２指令信号を出力するまでに要した応答時間を計測し、計測した上記応答時間に基づいて、選択した上記開閉バルブが正常であるか否かを判定するように構成されている、ベル型塗装機用開閉バルブの診断システム、
にある。

【0009】

また、本発明の他の態様は、
ベル型塗装機に塗料を供給する複数の供給経路のそれぞれにそれぞれが開閉可能に設けられた複数の開閉バルブを診断するための、ベル型塗装機用開閉バルブの診断方法であって、
上記複数の開閉バルブの中から選択した開閉バルブの開動作のための第１指令信号を出力して上記ベル型塗装機に塗料が供給されたとき、上記第１指令信号の出力時から、上記ベル型塗装機のベルカップを回転駆動するモータのフィードバック制御によって上記モータの回転数を上昇させるための第２指令信号を出力するまでに要した応答時間を計測する計測ステップと、
上記計測ステップで計測した上記応答時間に基づいて、選択した上記開閉バルブが正常であるか否かを判定する判定ステップと、
を有する、ベル型塗装機用開閉バルブの診断方法、
にある。

【発明の効果】

【0010】

上記の診断システムにおいて、検出部は、ベル型塗装機のベルカップを回転駆動するモータの回転数に関する情報を検出する機能を有する。制御部は、複数の開閉バルブを開閉制御するとともに、検出部によって検出された情報とその目標値とに基づいてモータをフィードバック制御する機能を有する。

【0011】

上記の診断システム及び診断方法において、複数の開閉バルブの中から選択した開閉バルブの開動作のための第１指令信号が出力されてこの開閉バルブが開放されたとき、この開閉バルブに対応した供給経路を通じてベル型塗装機に塗料が供給される。このとき、塗料が供給されることによってベルカップが受ける負荷が高くなり、このベルカップを回転駆動するモータの回転数が一時的に低下する。従って、フィードバック制御によって、モータの回転数を戻すための処理がなされるため、このモータの回転数が上昇する。

【0012】

ここで、開閉バルブが劣化して作動不良を起こすと、第１指令信号が出力されてから実際にベル型塗装機に塗料が供給されるタイミングが正常時に対して遅くなったり早くなったりする。即ち、第１指令信号の出力時から第２指令信号を出力するまでに要する応答時間が正常時に比べて長くなったり短くなったりする。

【0013】

そこで、上記の応答時間を計測することによって、開閉バルブが正常であるか否かを判定することができる。しかも、第１指令信号の出力タイミングに対する第２指令信号の出力タイミングの遅れに着目することによって、部品の品質不良が発生するよりも前の段階で開閉バルブの異常の兆候を早期に判別することが可能になる。
そして、作業者は、この判別結果に応じて、劣化して異常であると判定された開閉バルブを速やかに交換すればよい。その結果、部品の品質不良が発生するのを防ぐことが可能になる。

【0014】

以上のごとく、上記の各態様によれば、ベル型塗装機用開閉バルブの異常を早期に判別するのに有効な技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態１にかかる塗装装置の概略図。

【図2】実施形態１の、ベル型塗装機用開閉バルブの診断システムを模式的に示す図。

【図3】実施形態１における塗装制御のフローチャート。

【図4】実施形態１における開閉バルブ診断処理のフローチャート。

【図5】開閉バルブの正常時と劣化時のそれぞれについて、電空レギュレータへの指令値と時間との関係を示すグラフ。

【図6】実施形態２における開閉バルブ診断処理のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0016】

上述の態様の好ましい実施形態について説明する。

【0017】

本明細書に記載の「モータの回転数に関する情報」には、モータ自体の回転数は勿論、このモータによって回転駆動されるベルカップの回転数、またモータやベルカップの回転数を一義的に導き出すことができるパラメータ等の情報が包含される。従って、目標回転数は、モータの回転数についての目標値であってもよいし、或いはベルカップの回転数についての目標値であってもよい。

【0018】

上記の診断システム及び診断方法において、計測した上記応答時間と予め定められた基準時間との時間差が判定用閾値以下であるときに上記開閉バルブが正常であると判定し、上記時間差が上記判定用閾値を上回るときに上記開閉バルブが異常であると判定するのが好ましい。これにより、開閉バルブが正常であるか否かの判定を、計測した応答時間と基準時間との時間差を用いて行うことによって、判定の信頼性を高めることが可能になる。

【0019】

上記の診断システムは、上記制御部によって判定された判定結果を報知する報知部を備えるのが好ましい。これにより、開閉バルブの交換時期を報知部によって作業者に速やかに知らせることが可能になる。

【0020】

上記の診断システムにおいて、上記ベル型塗装機及び上記複数の開閉バルブはいずれも、塗装ロボットのロボットアームに取付けられており、上記制御部は、上記ロボットアームの移動軌跡を制御するロボット制御部によって構成されているのが好ましい。これにより、診断システムのための制御部をロボット制御部によって兼用することが可能になる。

【0021】

以下、本実施形態のベル型塗装機用開閉バルブの診断システム（以下、単に「診断システム」という。）について、図面を参照しつつ説明する。

【0022】

（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１にかかる塗装装置１０は、車体Ｗの塗装を行うためのものである。この塗装装置１０は、ベル型塗装機１１（以下、単に「塗装機１１」という。）と、塗装ロボット２０と、ロボット制御部２２と、を備えている。

【0023】

塗装機１１は、ハウジング１２に収容されたモータ１３によって回転駆動されるベルカップ１１ａを備えている。この塗装機１１は、カップ形状を有するベルカップ１１ａの回転によって塗料を粒化して、空気と静電気を利用して車体Ｗの被塗装面に塗着させるように構成されている。

【0024】

塗装ロボット２０は、複数の回転軸を有するロボットアーム２１を有する。このロボットアーム２１は、その移動軌跡がロボット制御部２２によって制御されるように構成されている。また、このロボットアーム２１の先端部２１ａには、塗装機１１が後述のカラーチェンジバルブ１６とともに取付けられている。このため、塗装ロボット２０のロボットアーム２１が予め教示された移動軌跡にしたがって動くことによって、塗装機１１の位置及び姿勢が変更される。

【0025】

図２に示されるように、塗装機１１のハウジング１２内にはベルカップ１１ａに向けて塗料が流れる流通路１２ａが設けられている。この流通路１２ａの上流部に、塗色数と同数である複数（図２では３つ）の供給経路１５の下流部が接続されている。複数（図２では３つ）のポンプ１４のそれぞれから吐出された塗料は、対応する供給経路１５を通じて塗装機１１の流通路１２ａへと流れるようになっている。

【0026】

複数の供給経路１５にカラーチェンジバルブ（以下、「ＣＣＶ」という。）１６が設けられている。このＣＣＶ１６には、複数（図２では３つ）の開閉バルブ１６ａが含まれている。これら複数の開閉バルブ１６ａのそれぞれが複数の供給経路１５のそれぞれに開閉可能に設けられている。複数の開閉バルブ１６ａはいずれも、塗装機１１の外部に設けられている。

【0027】

複数の開閉バルブ１６ａのバルブ切り替えによって、１つの開閉バルブ１６ａが選択的に開放されて、この開閉バルブ１６ａに対応した供給経路１５を通じて、この供給経路１５に対応した塗色の塗料が流通路１２ａに供給される。開閉バルブ１６ａ自体をＣＣＶということもできる。

【0028】

なお、図２中のポンプ１４、供給経路１５及び開閉バルブ１６ａのそれぞれの数は、使用する塗色数に応じて適宜に変更される。

【0029】

開閉バルブ１６ａは、エア供給経路１７ａを通じて供給されるエアのエア圧力によって作動するバルブとして構成されている。特に図示しないものの、この開閉バルブ１６ａは、弁体と、この弁体を閉方向に付勢する弾性バネと、を有する。この開閉バルブ１６ａは、シール部が溶剤と接触し、且つ高頻度でオンオフ動作するため、バネやパッキン等の部品が劣化して動作不良を生じ易い。

【0030】

エア供給経路１７ａには、制御部３０によって制御される電磁弁１７が開閉可能に設けられている。この電磁弁１７は、電磁力を用いて作動する既知の電磁弁であり、具体的な構造についての説明は省略するが、制御部３０から出力された第１指令信号Ｓ１によって開動作するように構成されている。

【0031】

なお、図２では、説明の便宜上、１つの開閉バルブ１６ａのみにエア供給経路１７ａが接続されている様子が示されているが、実際には他の開閉バルブ１６ａにも同様にエア供給経路１７ａが接続されている。

【0032】

開閉バルブ１６ａの弁体に作用するエア圧力は、電磁弁１７の開放時に相対的に高くなる一方で、電磁弁１７の閉鎖時に相対的に低くなる。そして、エア圧力が弾性バネの付勢力に打ち勝って弁体が開方向に動くことで開閉バルブ１６ａが開動作する。これに対して、エア圧力が低下して弁体が弾性バネの付勢力にしたがって閉方向に動くことで開閉バルブ１６ａが閉動作する。

【0033】

塗装機１１のモータ１３は、エア供給経路１８ａを通じて供給されるエアのエア圧力によって回転するエアモータとして構成されている。このモータ１３が回転軸Ｌを中心に回転すると、ベルカップ１１ａもこのモータ１３と同軸の回転軸Ｌを中心に回転するようになっている。

【0034】

エア供給経路１８ａには電空レギュレータ（電空Ｒｅｇ．）１８が設けられている。この電空レギュレータ１８は、既知の電空レギュレータであり、具体的な構造についての説明は省略するが、制御部３０が出力する電気的な指令信号を検出し、この指令信号に応じてモータ１３に供給されるエア圧力を制御する機能を有する。この電空レギュレータ１８は、制御部３０から出力された第２指令信号Ｓ２によってエア供給経路１８ａのエア圧力を上昇させる一方で、制御部３０から出力された第３指令信号Ｓ３によってエア供給経路１８ａのエア圧力を低下させるように構成されている。

【0035】

検出部１９は、塗装機１１のベルカップ１１ａを回転駆動するモータ１３の回転数に関する情報を検出する機能を有する。この検出部１９は、ＬＥＤを搭載した非接触方式の回転数検出器であり、ＬＥＤから発光した赤色可視光がモータ１３の回転部分に当たって戻ってきた反射光を検出することによって回転数に関する情報を得るように構成されている。なお、この検出部１９に代えて、別の検出方式の回転数検出器を採用することもできる。

【0036】

ここで、実施形態１の診断システム１は、ＣＣＶ１６の複数の開閉バルブ１６ａを診断するためのものであり、上記の検出部１９と、制御部３０と、報知部４０と、を備えている。また、制御部３０は、上記のロボット制御部２２と兼用の制御部として構成されている。

【0037】

制御部３０は、複数の開閉バルブ１６ａを開閉制御するとともに、検出部１９によって検出された情報とその目標値とに基づいて、即ちモータ１３とその目標回転数とに基づいて、モータ１３をフィードバック制御する機能を有する。この機能を実現するために、この制御部３０は、記憶部３１と、タイマ３２と、演算部３３と、判定部３４と、駆動部３５と、を備えている。

【0038】

記憶部３１は、検出部１９及びタイマ３２のそれぞれが検出した情報、演算部３３の演算で使用する演算式及び判定用閾値などの情報を一時的に記憶し、記憶した情報を要求に応じて出力する機能を有する。

【0039】

タイマ３２は、後述の開閉バルブ診断処理の判定の際に使用する応答時間を計測する機能を有する。

【0040】

演算部３３は、記憶部３１に記憶されている情報を使用して必要な演算を行う機能を有する。

【0041】

判定部３４は、演算部３３の演算結果を使用して、後述の開閉バルブ診断制御において、開閉バルブ１６ａが正常であるか否かの判定を行う機能を有する。

【0042】

駆動部３５は、記憶部３１に記憶されている情報、演算部３３の演算結果、判定部３４の判定結果に基づいて、電磁弁１７、電空レギュレータ１８、報知部４０のそれぞれを駆動するための制御信号を出力する機能を有する。

【0043】

報知部４０は、制御部３０の判定部３４によって判定された判定結果を報知する機能を有する。この報知部４０として、典型的には、アラーム音や音声などの音情報を出力するスピーカー類や、点灯や点滅が可能なランプ類が使用される。

【0044】

次に、上記の制御部３０による塗装制御について図３を参照しつつ具体的に説明する。

【0045】

図３のフローチャートに示されるように、この塗装制御は、ステップＳ１０１からステップＳ１０６までの処理を順次実行することによって達成される。
なお、必要に応じてこのフローチャートに別のステップが追加されてもよいし、或いは１つのステップが複数のステップに分割されてもよい。

【0046】

ステップＳ１０１は、モータ１３を起動して一定回転数で回転させるステップである。このステップＳ１０１において、電空レギュレータ１８が制御されることによってモータ１３にその目標回転数を達成するためのエア圧が供給される。

【0047】

ステップＳ１０２は、塗装のための塗料吐出指令に基づいて、バルブ切り替え時にＣＣＶ１６の複数の開閉バルブ１６ａの中から選択した開閉バルブ１６ａが開動作するように、電磁弁１７へ開動作のための第１指令信号Ｓ１を出力するステップである。このステップＳ１０２によれば、選択した開閉バルブ１６ａが開放されて、塗装機１１の流通路１２ａに塗料が供給される。

【0048】

ステップＳ１０３は、電空レギュレータ１８へモータ１３の回転数を上昇させるための第２指令信号Ｓ２を出力するステップである。このステップＳ１０３によれば、第２指令信号Ｓ２の指令値に応じて、エア供給経路１８ａを通じてモータ１３に供給されるエアのエア圧力が上昇する。

【0049】

ここで、塗装機１１の流通路１２ａに塗料が供給されることによってベルカップ１１ａの負荷が高くなり、このベルカップ１１ａを回転駆動するモータ１３の回転数が一時的に低下する。従って、このステップＳ１０３では、制御部３０によるフィードバック制御によって、モータ１３の回転数を低下した状態から目標回転数に戻すための指令値が、制御部３０から電空レギュレータ１８へ出力される。その結果、エア供給経路１８ａのエア圧力が上昇してモータ１３の回転数が上昇する。

【0050】

ステップＳ１０４は、検出部１９によって検出されたモータ１３の回転数が目標回転数以上であるか否かを判定するステップである。このステップＳ１０４でモータ１３の回転数が目標回転数以上であると判定した場合にステップＳ１０５にすすみ、そうでない場合にステップＳ１０３に戻る。

【0051】

ステップＳ１０５は、電空レギュレータ１８へモータ１３の回転数を下降させるための第３指令信号Ｓ３を出力するステップである。このステップＳ１０５によれば、第３指令信号Ｓ３の指令値に応じて、エア供給経路１８ａを通じてモータ１３に供給されるエアのエア圧力が低下する。その結果、モータ１３の回転数が低下する。

【0052】

ステップＳ１０６は、検出部１９によって検出されたモータ１３の回転数が目標回転数を下回っているか否かを判定するステップである。このステップＳ１０６でモータ１３の回転数が目標回転数を下回っていると判定した場合にステップＳ１０３に戻り、そうでない場合にステップＳ１０５に戻る。

【0053】

モータ１３の回転数を検出部１９によって連続的に検出することによって、このモータ３の起動中はステップＳ１０３からステップＳ１０６までの処理が繰り返される。

【0054】

次に、上記の制御部３０による開閉バルブ診断処理について図４及び図５を参照しつつ具体的に説明する。

【0055】

図４のフローチャートに示されるように、この開閉バルブ診断処理は、ステップＳ２０１からステップＳ２０７までの処理を順次実行することによって達成される。
なお、必要に応じてこのフローチャートに別のステップが追加されてもよいし、或いは１つのステップが複数のステップに分割されてもよい。

【0056】

ステップＳ２０１は、図３中のステップＳ１０３で出力された第２指令信号Ｓ２の指令値に応じて、応答時間の計測を開始するステップである。即ち、このステップＳ２０１によれば、応答時間の計測を開始するようにタイマ３２が制御される。

【0057】

ここでいう「応答時間」とは、バルブ切り替え時に複数の開閉バルブ１６ａの中から選択した開閉バルブ１６ａについて、電磁弁１７へ第１指令信号Ｓ１を出力してから電空レギュレータ１８へ第２指令信号Ｓ２を出力するまでに要する時間をいう。開閉バルブ１６ａが劣化する前の正常な状態ではこの応答時間がほぼ一定であるが、開閉バルブ１６ａが劣化した異常な状態ではこの応答時間が正常な状態のときよりも長くなったり短くなったりする。

【0058】

ステップＳ２０２は、図３中のステップＳ１０３で出力された第２指令信号Ｓ２の指令値の上昇幅が設定値以上であるか否かを判定するステップである。この設定値として、指令値が上昇方向に変更されたことを判別可能な値が使用される。このステップＳ２０２によれば、指令値の上昇幅が設定値以上になったことを条件にステップＳ２０３にすすむ。

【0059】

ステップＳ２０３は、ステップＳ２０１で開始した初期応答時間の計測を停止するステップである。即ち、このステップＳ２０３によれば、応答時間の計測を停止するようにタイマ３２が制御される。

【0060】

ステップＳ２０１からステップＳ２０３までの処理は、第１指令信号Ｓ１の出力時からフィードバック制御によってモータ１３の回転数を上昇させるための第２指令信号Ｓ２を出力するまでに要した応答時間を計測する計測ステップである。

【0061】

ステップＳ２０４は、ステップＳ２０１からステップＳ２０３までの計測ステップで計測した応答時間に基づいて、選択した開閉バルブ１６ａが正常であるか否かを判定する判定ステップである。このステップＳ２０４では、具体的には、ステップＳ２０３で計測された応答時間から基準時間を差し引いた値を時間差として求める。そして、この時間差が判定用閾値以下であるか否かを判定する。

【0062】

上記の時間差が判定用閾値以下である場合、ステップＳ２０５で開閉バルブ１６ａが正常状態であると判定する。一方で、上記の時間差が判定用閾値を上回る場合、ステップＳ２０６で開閉バルブ１６ａが劣化した異常状態であると判定し、引き続いてステップＳ２０７で報知部４０を使用してステップＳ２０６の判定結果を報知する。このとき、ステップＳ２０５の判定結果もあわせて報知するようにしてもよい。

【0063】

上述の開閉バルブ診断処理を、ＣＣＶ１６のバルブ切り替え時に複数の開閉バルブ１６ａについて１つずつ順番に実行し、全ての開閉バルブ１６ａを繰り返し診断する。

【0064】

ここで、図５を参照しながら、電空レギュレータ１８に対して出力される指令値の時間変化の一例について説明する。この図５では、開閉バルブ１６ａが正常な状態である正常時の指令値の時間変化が破線で示され、開閉バルブ１６ａが異常な状態である劣化時の指令値の時間変化が実線で示されている。

【0065】

図５に示されるように、開閉バルブ１６ａの正常時には、時刻ｔ１において電磁弁１７へ開動作のための第１指令信号Ｓ１が出力される（図３中のステップＳ１０２を参照）。その後、時刻ｔ２において電空レギュレータ１８へ第２指令信号Ｓ２が出力され、この第２指令信号Ｓ２の指令値がＶａからＶｂへと上昇し始める。従って、正常時の応答時間はＴａとなり、このときの応答時間Ｔａが劣化時との比較のための基準時間となる（図４中のステップＳ２０４を参照）。

【0066】

なお、正常な開閉バルブ１６ａについて図３中の塗装制御を実行したときに、この基準時間Ｔａを計測するのが好ましい。或いは、塗装装置１０のテスト運転時にこの基準時間Ｔａを予め計測してもよい。そして、計測した基準時間Ｔａを制御部３０の記憶部３１に一時的に記憶させる。

【0067】

これに対して、開閉バルブ１６ａの劣化時には、正常時と同様に時刻ｔ１において電磁弁１７へ開動作のための第１指令信号Ｓ１が出力される（図３中のステップＳ１０２を参照）。その後、時刻ｔ２よりも遅い時刻ｔ３において電空レギュレータ１８へ第２指令信号Ｓ２が出力され、この第２指令信号Ｓ２の指令値がＶａからＶｂへと上昇し始める。従って、劣化時の応答時間は、正常時を上回るＴｂ（＞Ｔａ）となる。また、このときの応答時間Ｔｂから、予め定められた正常時の応答時間（基準時間）Ｔａを差し引いた値である時間差ΔＴが、制御部３０の記憶部３１に予め記憶された判定用閾値Ｍと比較される（図４中のステップＳ２０４を参照）。判定用閾値Ｍは、複数の開閉バルブ１６ａの全てについて共通の値であってもよいし、或いは複数の開閉バルブ１６ａのそれぞれについて個別に設定された値であってもよい。

【0068】

なお、図５では、開閉バルブ１６ａの劣化によって、電空レギュレータ１８への第２指令信号Ｓ２の出力タイミングが正常時よりも遅くなる場合について例示しているが、この出力タイミングが正常時よりも早くなる場合も想定される。この場合は、劣化時の応答時間Ｔｂが正常時の応答時間Ｔａを下回ることになるため、応答時間Ｔａから応答時間Ｔｂを差し引いた値を時間差ΔＴとすればよい。

【0069】

次に、上記の実施形態１の作用効果について説明する。

【0070】

塗装装置１０において、ＣＣＶ１６の開閉バルブ１６ａが劣化して作動不良を起こすと、開閉バルブ１６ａの開動作のための第１指令信号Ｓ１が出力されてから実際に塗装機１１に塗料が供給されるタイミングが正常時に対して遅くなったり早くなったりする。即ち、第１指令信号Ｓ１の出力時から第２指令信号Ｓ２を出力するまでに要する応答時間Ｔｂが正常時の基準時間Ｔａに比べて長くなったり短くなったりする。

【0071】

そこで、実施形態１では、制御部３０が第１指令信号Ｓ１を電磁弁１７に出力して塗装機１１に塗料が供給されたとき、この第１指令信号Ｓ１の出力時から第２指令信号Ｓ２を出力するまでの応答時間Ｔｂに基づいて、選択した開閉バルブ１６ａが正常であるか否かを判定する。

【0072】

これにより、開閉バルブ１６ａが正常であるか否かを判定することができる。しかも、第１指令信号Ｓ１の出力タイミングに対する第２指令信号Ｓ２の出力タイミングの遅れに着目することによって、車体Ｗの品質不良が発生するよりも前の段階で開閉バルブの異常の兆候を早期に判別することが可能になる。
そして、作業者は、この判別結果に応じて、劣化して異常であると判定された開閉バルブ１６ａを速やかに交換すればよい。その結果、車体Ｗの品質不良が発生するのを防ぐことが可能になる。

【0073】

特に、この診断システム１及び診断方法では、計測した応答時間Ｔｂと予め定められた基準時間Ｔａとの時間差ΔＴが判定用閾値Ｍ以下であるときに開閉バルブ１６ａが正常であり、時間差ΔＴが判定用閾値Ｍを上回るときに開閉バルブ１６ａが異常である、即ち劣化していると判定することによって、判定の信頼性を高めることが可能になる。

【0074】

また、実施形態１によれば、開閉バルブ１６ａの交換時期を報知部４０によって作業者に速やかに知らせることが可能になる。

【0075】

また、実施形態１によれば、診断システム１のための制御部３０をロボット制御部２２によって兼用することが可能になる。

【0076】

以下、実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。

【0077】

（実施形態２）
実施形態２の診断システム１０１は、実施形態１の診断システム１と同様の要素によって構成されている。一方で、この診断システム１０１の制御部３０による開閉バルブ診断処理が、実施形態１の場合と相違している。
その他は、実施形態１と同様である。

【0078】

図６に示されるように、実施形態２における開閉バルブ診断処理は、ステップＳ３０１からステップＳ３０７までの処理を順次実行することによって達成される。このうち、ステップＳ３０１からＳ３０３までのステップは、実施形態１におけるステップＳ２０１からＳ２０３までのステップと同様であるため説明を省略する。

【0079】

ステップＳ３０４は、ステップＳ３０１からステップＳ３０３までの計測ステップで計測された応答時間を使用して、開閉バルブ１６ａが正常であるか否かを判定する判定ステップである。このステップＳ３０４では、具体的には、計測ステップで計測された応答時間（図５中の応答時間Ｔｂを参照）が判定用閾値Ｎ以下であるか否かを判定する。

【0080】

上記の応答時間Ｔｂが判定用閾値Ｎ以下である場合、ステップＳ３０５で開閉バルブ１６ａが正常状態であると判定する。一方で、上記の応答時間Ｔｂが判定用閾値Ｎを上回る場合、ステップＳ３０６で開閉バルブ１６ａが劣化状態であると判定し、引き続いてステップＳ３０７で報知部４０を使用してステップＳ３０６の判定結果を報知する。このとき、ステップＳ３０５の判定結果もあわせて報知するようにしてもよい。

【0081】

判定用閾値Ｎは、予め設定されて制御部３０の記憶部３１に予め記憶されている。この判定用閾値Ｎは、複数の開閉バルブ１６ａの全てについて共通の値であってもよいし、或いは複数の開閉バルブ１６ａのそれぞれについて個別に設定された値であってもよい。

【0082】

実施形態２によれば、測定した応答時間Ｔｂ自体を判定用閾値Ｎと比較することによって、実施形態１のように基準時間Ｔａを計測する処理を省略することができるため、開閉バルブ診断処理を簡素化することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0083】

本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

【0084】

上記の実施形態では、モータ１３のフィードバック制御に使用するパラメータがモータ１３の回転数とその目標回転数である場合について例示したが、これに代えて、ベルカップ１１ａの回転数とその目標回転数をモータ１３のフィードバック制御に使用することもできる。

【0085】

上記の実施形態では、制御部３０の判定部３４によって判定された判定結果を報知部４０によって報知する場合について例示したが、この報知部４０に代えて或いは加えて、上記の判定結果を画面表示するモニター類や、上記の判定結果を印字出力するプリンター類を使用することもできる。

【0086】

上記の実施形態では、診断システム１，１０１の制御部３０がロボット制御２２と兼用される場合について例示したが、これに代えて、制御部３０を診断システム１，１０１に専用の制御部とすることもできる。

【0087】

上記の実施形態では、ＣＣＶ１６の全ての開閉バルブ１６ａについて開閉バルブ診断処理を実行する場合について例示したが、これに代えて、必要に応じて複数の開閉バルブ１６ａのうち１又は複数の特定の開閉バルブ１６ａについてのみ開閉バルブ診断処理を実行するようにしてもよい。

【0088】

上記の実施形態では、開閉バルブ１６ａの開動作のための指令信号Ｓ１がこの開閉バルブ１６ａに連通する電磁弁１７に出力されるようにしたが、この開閉バルブ１６ａとして電磁弁を採用した場合には、この電磁弁自体に開動作のための指令信号が出力されるようにしてもよい。

【0089】

上記の実施形態では、塗装機１１のベルカップ１１ａを回転駆動するモータ１３がエアモータである場合について例示したが、このモータ１３に代えて電動モータを採用することもできる。本実施形態のモータ１３の場合、その回転数を変化させるための指令信号Ｓ２，Ｓ３が電空レギュレータ１８に出力されるようにしたが、電動モータの場合は、その回転数を変化させるための指令信号が電動モータ自体に出力されてもよい。

【0090】

上記の実施形態では、開閉バルブ１６ａにエアを供給するエア供給経路１７ａに電磁弁１７を設け、モータ１３にエアを供給するエア供給経路１８ａに電空レギュレータ１８を設ける場合について例示したが、必要に応じて、これら電磁弁１７及び電空レギュレータ１８のうちの少なくとも一方を別のタイプのバルブに変更することもできる。

【0091】

上記の実施形態では、開閉バルブ１６ａが塗装機１１の外部に設けられる場合について例示したが、これに代えて、塗装機１１のハウジング１２内に開閉バルブ１６ａを設けるようにしてもよい。

【0092】

上記の実施形態では、塗料の供給経路１５に設けられた開閉バルブ１６ａの切替えによって塗装機１１の色替えを行う場合について例示したが、これに代えて、塗料が充填され且つこの塗料の供給経路を開閉可能な開閉バルブが内蔵されておりそれぞれが塗装機に着脱可能な複数のカーリッジを用い、これら複数のカーリッジの取替えによって塗装機の色替えを行うようにしてもよい。この場合、いずれも開閉バルブを内蔵している複数のカートリッジが塗装装置の構成要素となる。

【0093】

複数のカーリッジの中から所望の色の塗料が充填されているカートリッジを選択して塗装機に取付ける。これにより、この色の塗料を供給する供給経路に選択したカートリッジの開閉バルブが開閉可能に設けられる。この開閉バルブを複数の開閉バルブの中から選択された開閉バルブということもできる。

【0094】

塗装機に取付けられたカートリッジに内蔵されている開閉バルブに電磁弁１７及びエア供給経路１７ａを通じてエアを供給してこの開閉バルブを開放し、且つこのカートリッジに塗料を押し出すための押出液を供給する。これにより、このカートリッジに充填されている塗料が塗装機から噴射される。また、このカートリッジに内蔵されている開閉バルブを上述の診断システム１，１０１を使用して診断することができる。そして、塗装機にカートリッジを付け替える毎に、このカートリッジに内蔵されている開閉バルブを診断できる。

【0095】

また、上記の実施形態や、他の変更例に鑑みた場合、以下のような態様が考えられる。

【0096】

一つの態様として、
「ベル型塗装機と、
上記ベル型塗装機に塗料を供給する複数の供給経路のそれぞれにそれぞれが開閉可能に設けられた複数の開閉バルブと、
上記ベル型塗装機のベルカップを回転駆動するモータの回転数に関する情報を検出する検出部と、
上記複数の開閉バルブを開閉制御するとともに、上記検出部によって検出された情報とその目標値とに基づいて上記モータをフィードバック制御する制御部と、
を備え、
上記制御部は、上記複数の開閉バルブの中から選択した開閉バルブの開動作のための第１指令信号を出力して上記ベル型塗装機に塗料が供給されたとき、上記第１指令信号の出力時から上記フィードバック制御によって上記モータの回転数を上昇させるための第２指令信号を出力するまでに要した応答時間に基づいて、選択した上記開閉バルブが正常であるか否かを判定するように構成されている、塗装装置。」
という態様を採り得る。
この態様によれば、開閉バルブの異常を早期に判別することができる判別機能を備えた塗装装置を提供することができる。

【0097】

他の態様として、
「ベル型塗装機と、
上記ベル型塗装機のベルカップを回転駆動するモータの回転数に関する情報を検出する検出部と、
塗料が充填され且つこの塗料の供給経路を開閉可能な開閉バルブが内蔵されておりそれぞれが上記ベル型塗装機に着脱可能に構成された複数のカーリッジと、
上記複数のカーリッジの中から選択して上記ベル型塗装機に取付けられたカートリッジの上記開閉バルブを開閉制御するとともに、上記検出部によって検出された情報とその目標値とに基づいて上記モータをフィードバック制御する制御部と、
を備え、
上記制御部は、上記開閉バルブの開動作のための第１指令信号を出力して上記カートリッジから上記ベル型塗装機に塗料が供給されたとき、上記第１指令信号の出力時から上記フィードバック制御によって上記モータの回転数を上昇させるための第２指令信号を出力するまでに要した応答時間に基づいて、上記開閉バルブが正常であるか否かを判定するように構成されている、塗装装置。」
という態様を採り得る。
この態様によれば、ベル型塗装機に取付けられたカートリッジに内蔵されている開閉バルブの異常を早期に判別することができる判別機能を備えた塗装装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0098】

１，１０１ ベル型塗装機用開閉バルブの診断システム
１１ ベル型塗装機（塗装機）
１１ａ ベルカップ
１３ モータ
１５ 供給経路
１６ カラーチェンジバルブ（ＣＣＶ）
１６ａ 開閉バルブ
１９ 検出部
２０ 塗装ロボット
２１ ロボットアーム
２２ ロボット制御部
３０ 制御部
４０ 報知部
Ｍ，Ｎ 判定用閾値
Ｓ１ 第１指令信号
Ｓ２ 第２指令信号
Ｔａ 応答時間（基準時間）
Ｔｂ 基準時間
ΔＴ 時間差

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】