特開 2022-107869 電着塗装設備における膜厚推定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022107869

(43)【公開日】2022-07-25

(54)【発明の名称】電着塗装設備における膜厚推定システム

(51)【国際特許分類】

   C25D 13/14 20060101AFI20220715BHJP

   C25D 13/22 20060101ALI20220715BHJP

   C25D 21/12 20060101ALI20220715BHJP

【ＦＩ】

C25D13/14 Z

C25D13/22 304A

C25D13/22 304B

C25D21/12 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021002522

(22)【出願日】2021-01-12

(71)【出願人】

【識別番号】000110343

【氏名又は名称】トリニティ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114605

【弁理士】

【氏名又は名称】渥美 久彦

(72)【発明者】

【氏名】金子 悠児

(57)【要約】

【課題】塗膜の厚さに関連する因子を遅滞なく調整することにより、車体の表面に形成される塗膜を狙った厚さ範囲にすることができるとともに、電着塗料のロスを少なくすることができる、電着塗装設備における膜厚推定システムを提供すること。
【解決手段】本発明の膜厚推定システム１は、電着塗装設備１０において、車体Ｗ１の部位ごとの電着塗料Ｐ１の膜厚を推定するシステムである。膜厚推定システム１は、学習部５５、記憶部５４及び推定部５６を備える。学習部５５は、電着塗料Ｐ１の組成条件因子に関するデータ、膜厚に関するデータ、及び、電着塗装設備１０の調整因子に関するデータを関連付けて学習する。記憶部５４は、学習部５５で関連付けたデータを学習済データとして記憶する。推定部５６は、学習済データに基づいて、車体Ｗ１の部位ごとの膜厚を推定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電着塗料を貯留するとともに前記電着塗料に車体が浸された状態で搬送される電着槽と、前記電着槽内に配置される複数の電極と、前記車体を搬送する搬送手段とを備える電着塗装設備において、前記車体の部位ごとの前記電着塗料の膜厚を推定するシステムであって、
前記電着塗料の組成条件因子に関するデータ、前記膜厚に関するデータ、及び、前記電着塗装設備の調整因子に関するデータを関連付けて学習する学習部と、
前記学習部で関連付けたデータを学習済データとして記憶する記憶部と、
前記学習済データに基づいて、前記車体の部位ごとの前記膜厚を推定する推定部と
を備えることを特徴とする電着塗装設備における膜厚推定システム。

【請求項2】

前記電着塗料の組成条件因子は、酸濃度（ＭＥＱ）、ＮＶ（ノンボラタイルコンテント）、灰分、塗料電導度及びクーロン効率から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の電着塗装設備における膜厚推定システム。

【請求項3】

前記電着塗装設備の調整因子は、前記車体に印加される電流の電流値、前記電着塗料の液温並びに前記電極の通電時間から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または２に記載の電着塗装設備における膜厚推定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電着塗装設備において、車体の部位ごとの電着塗料の膜厚を推定する膜厚推定システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、電着槽内の電着塗料に浸された車体に対して、電着槽内に配置された複数の電極から電流を印加することにより、車体に対する電着塗装を行う電着塗装設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような電着塗装設備による電着塗装は、防錆性能を付与することを目的として、車体の塗装の下地工程で広く採用されている。しかし、電着塗装では、車体の内板部の膜厚を確保するために過剰な電圧が印加されるため、エネルギーや塗料のロスが発生し、余剰な膜厚が生じてしまう。このため、車体の表面に形成される塗膜を狙った厚さ範囲にする手法が種々考えられている。

【0003】

なお、塗膜の厚さに関連する因子としては、例えば、電極の通電条件、電着塗料（浴液）の組成等が挙げられる。これらの因子に関するデータは、通常、図６に示す作業を経て取得され、帳票１００（紙）に記録されて管理される。具体的に言うと、まず、各因子（例えば、電着槽１０１内の電着塗料１０２の酸濃度、電着槽１０１内に配置された電極１０３から車体１０４に印加される電流の電流値等）を個別に監視する監視作業を行う。次に、電着槽１０１外に搬出された後に乾燥炉（図示略）で乾燥した車体１０４に対して、膜厚計１０５を用いて膜厚を測定し、測定した膜厚を各因子と比較する比較作業を行う。なお、各因子と膜厚とを関連付けたデータは、過去データとして帳票１００に記録される。その後、監視作業及び比較作業を何度も繰り返し行いながら、各因子を過去データに基づいてトライ・アンド・エラーで調整していく。このようにすれば、塗膜を狙った厚さ範囲に近付けることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１３２９０３号公報（図１，図４等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、膜厚や各因子のデータは、上述のように、帳票１００に過去データとして記録されることで管理される。しかし、データを取得する間隔は、毎日であったり数日おきであったりするために一定ではない。しかも、因子の種類が多いため、調整すべき因子もトライ・アンド・エラーで決定する必要があり、因子の決定に時間がかかってしまう。

【0006】

なお、電着塗料１０２の組成は、設備が最適な条件下で運転されている場合であっても、時間経過に伴って刻々と変化する。このため、調整すべき因子を決定し、決定した因子を過去データに基づいて調整したとしても、塗膜を狙った厚さ範囲に近付けることができないという問題がある。また、実際の設備では、電着塗料１０２の組成の変化を見越して、例えば、電着槽１０１内に電着塗料１０２を多めに入れるなどした状態で運転するため、電着塗料１０２の使用量などにロスが発生するおそれもある。

【0007】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗膜の厚さに関連する因子を遅滞なく調整することにより、車体の表面に形成される塗膜を狙った厚さ範囲にすることができるとともに、電着塗料のロスを少なくすることができる、電着塗装設備における膜厚推定システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電着塗料を貯留するとともに前記電着塗料に車体が浸された状態で搬送される電着槽と、前記電着槽内に配置される複数の電極と、前記車体を搬送する搬送手段とを備える電着塗装設備において、前記車体の部位ごとの前記電着塗料の膜厚を推定するシステムであって、前記電着塗料の組成条件因子に関するデータ、前記膜厚に関するデータ、及び、前記電着塗装設備の調整因子に関するデータを関連付けて学習する学習部と、前記学習部で関連付けたデータを学習済データとして記憶する記憶部と、前記学習済データに基づいて、前記車体の部位ごとの前記膜厚を推定する推定部とを備えることを特徴とする電着塗装設備における膜厚推定システムをその要旨とする。

【0009】

請求項１に記載の発明では、学習部が、電着塗料の組成条件因子に関するデータ、膜厚に関するデータ、及び、電着塗装設備の調整因子に関するデータを関連付けて学習し、推定部が、学習部で関連付けたデータ（学習済データ）に基づいて、車体の部位ごとの膜厚を推定している。この場合、データを関連付けてからの時間的な遅れが殆どない状態で膜厚を推定できるため、膜厚を推定する前に電着塗料の組成が大きく変化することが防止される。その結果、時間経過に伴って電着塗料の組成が変化する場合であっても、車体の表面に形成される塗膜を狙った厚さ範囲にすることができるため、車体の塗装品質が向上する。しかも、電着塗料の組成の変化を見越して、電着槽内に電着塗料を多めに入れたりしなくても済むため、電着塗料のロスを少なくすることができる。

【0010】

なお、電着塗料としては、カチオン電着塗料やアニオン電着塗料が挙げられるが、防錆の観点から言えば、カチオン電着塗料を用いることが好ましい。

【0011】

また、電着塗料の組成条件因子は、酸濃度（ＭＥＱ）、ＮＶ（ノンボラタイルコンテント）、灰分、塗料電導度及びクーロン効率から選択される少なくとも１つであることが好ましく（請求項２）、特には酸濃度であることが好ましい。本願発明者らが鋭意研究を行った結果、電着塗料の組成条件因子のうち、特に、酸濃度が塗膜の厚さに対する相関が高いことが確認されたからである。しかし、酸濃度はリアルタイムに測定できないため、本願発明者らが酸濃度に連動するパラメータであって、リアルタイムに測定可能なものを探したところ、車体に印加される電流の電流値が酸濃度に連動することを新たに確認した。このことから、電流値の変動を測定すれば、電着塗料の酸濃度、ひいては塗膜の厚さを推測することができる。

【0012】

さらに、電着塗装設備の調整因子は、車体に印加される電流の電流値、電着塗料の液温並びに電極の通電時間から選択される少なくとも１つであることが好ましい（請求項３）。

【発明の効果】

【0013】

以上詳述したように、請求項１～３に記載の発明によると、塗膜の厚さに関連する因子を遅滞なく調整することにより、車体の表面に形成される塗膜を狙った厚さ範囲にすることができるとともに、電着塗料のロスを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態における電着塗装設備を示す概略断面図。

【図2】膜厚の調整方法を示す説明図。

【図3】酸濃度（ＭＥＱ）及び電流値の推移を示すグラフ。

【図4】管理データを示す表。

【図5】欠損値の補間方法を示すグラフ。

【図6】従来技術における膜厚の調整方法を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

【0016】

図１に示されるように、本実施形態の膜厚推定システム１は、電着塗装設備１０において、車体Ｗ１の部位（例えば、ドア外板部やドア内板部など）ごとの電着塗料Ｐ１の膜厚を推定するシステムである。電着塗装設備１０は、電着塗料Ｐ１を貯留する電着槽１１を備えている。電着槽１１では、車体Ｗ１が電着塗料Ｐ１に浸された状態で搬送されるようになっている。電着槽１１は、同電着槽１１の天井部を構成する槽上部１２と、電着槽１１の床部を構成する槽底部１３と、２つの側壁１４とによって構成されている。また、電着槽１１には、同電着槽１１内に車体Ｗ１を搬入するための搬入口１５と、電着槽１１外に車体Ｗ１を搬出するための搬出口１６とが開口されている。なお、本実施形態の電着塗料Ｐ１は、例えば、陽イオン電解性樹脂をビヒクルの主体として用いた塗料である。

【0017】

また、電着塗装設備１０は、搬送方向（図１では右方向）に車体Ｗ１を搬送するコンベア２１（搬送手段）を備えている。コンベア２１は、車体Ｗ１を下降させながら搬入口１５を介して電着槽１１内に搬入するとともに、車体Ｗ１を上昇させながら搬出口１６を介して電着槽１１外に搬出するようになっている。なお、コンベア２１は、搬送方向に延びるレール２２と、レール２２に設けられ車体Ｗ１を懸架して搬送する複数のハンガーレール２３とを備えている。さらに、個々のハンガーレール２３には、周期的にパルス信号を発信するパルス発信機２４が設けられている。

【0018】

図１に示されるように、電着槽１１内には複数の電極３１が配置されている。各電極３１は、電着槽１１の側壁１４に設置される側部電極３２，３３と、電着槽１１の槽底部１３に設置される底部電極３４とからなる。側部電極３２は、上下方向に延びる帯板状をなしており、車体Ｗ１の搬送方向に沿って間隔を空けて配置されている。また、側部電極３３及び底部電極３４は、搬送方向に延びる帯板状をなしており、搬送方向に沿って間隔を空けて配置されている。なお、各電極３１にはケーブル３５（図２参照）が接続されている。そして、各ケーブル３５は、電着槽１１外に引き出される。

【0019】

図２に示されるように、電着塗装設備１０は、添加剤添加手段４１及び液体成分減少手段４４をさらに備えている。添加剤添加手段４１は、電着塗料Ｐ１に対して添加剤４２を添加するためのものである。なお、本実施形態の添加剤４２は、クエン酸、アスコルビン酸、酒石酸等の有機酸である。また、添加剤添加手段４１は、電着槽１１内に連通する添加剤供給管（図示略）上に、タンク（図示略）、添加剤供給バルブ（図示略）及び添加剤供給ノズル４３を設置してなる。タンクは、添加剤４２を送り出すようになっている。添加剤供給バルブは、タンクの下流側に配置されており、添加剤供給管を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。添加剤供給バルブは、開状態に切り替えられた際に、タンクから送り出された添加剤４２を電着槽１１内に供給可能とするようになっている。また、添加剤供給ノズル４３は、電着槽１１の上方に配置されており、添加剤４２を電着槽１１内に供給するようになっている。

【0020】

図２に示されるように、液体成分減少手段４４は、電着塗料Ｐ１の液体成分を減少させるためのものである。液体成分減少手段４４は、両端が電着槽１１内に連通する循環用配管４５上に、電着塗料排出口４６、電着塗料排出バルブ４７、濾過装置４８及び電着塗料供給口４９を設置してなる。電着塗料排出口４６は、電着槽１１の槽底部１３に配置されており、電着塗料Ｐ１を電着槽１１外に排出するようになっている。電着塗料排出バルブ４７は、電着塗料排出口４６の下流側に配置されており、循環用配管４５を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。電着塗料排出バルブ４７は、開状態に切り替えられた際に、電着槽１１外に電着塗料Ｐ１を排出可能とするようになっている。濾過装置４８は、電着塗料排出バルブ４７の下流側に配置されており、電着塗料Ｐ１から濾液を分離するフィルターを備えている。なお、本実施形態のフィルターは、ＵＦ（ultrafiltration membrane）膜である。また、濾液の分離により、電着塗料Ｐ１の液体成分が減少し、電着塗料Ｐ１から分離された濾液は廃棄される。そして、電着塗料供給口４９は、濾過装置４８の下流側に配置されており、濾液が分離された電着塗料Ｐ１を電着槽１１内に供給するようになっている。

【0021】

次に、電着塗装設備１０の電気的構成について説明する。

【0022】

図１に示されるように、電着塗装設備１０はパソコン５０を備えており、パソコン５０は、設備全体を統括的に制御するための制御装置５１を備えている。制御装置５１は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４、入出力回路等により構成されている。なお、ＣＰＵ５２は、学習部５５及び推定部５６としての機能を有している。また、ＣＰＵ５２には、パソコン５０のキーボード５７、及び、パソコン５０のディスプレイ５８が電気的に接続されている。さらに、ＣＰＵ５２は、コンベア２１、各パルス発信機２４、添加剤供給バルブ及び電着塗料排出バルブ４７に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。なお、本実施形態では、制御装置５１に各電極３１をケーブル３５を介して接続することにより、ＣＰＵ５２に各電極３１が電気的に接続される。また、ＣＰＵ５２には、各パルス発信機２４から出力されたパルス信号が周期的に入力されるようになっている。さらに、ＲＯＭ５３には、各車体Ｗ１の電着塗装の作業時間を示す生産タクトタイム情報が予め設定（記憶）されている。また、ＲＯＭ５３には、電着槽１１の搬入口１５付近にある基準位置Ｓ１から側部電極３２までの距離を示す電極距離情報が、複数の側部電極３２ごとに記憶されている。

【0023】

次に、電着塗装設備１０による電着塗装方法を説明する。

【0024】

まず、ＣＰＵ５２は、コンベア２１に駆動信号を出力し、搬入口１５を介して電着槽１１内に車体Ｗ１（ハンガーレール２３）を連続的に搬入させるとともに、搬出口１６を介して電着槽１１外に車体Ｗ１を連続的に搬出させる。そして、電着槽１１内に搬入された車体Ｗ１が電着塗料Ｐ１に浸されると、電着槽１１内に配置された各電極３１から車体Ｗ１に電流が印加され、車体Ｗ１に対する電着塗装が行われる。その結果、車体Ｗ１の表面に塗膜が形成される。

【0025】

なお、塗膜が狙った厚さ範囲内にあれば、特に調整作業を行うことなく、電着塗装を継続する。しかし、電着塗料Ｐ１の組成は、時間経過に伴って刻々と変化するため、電着塗装を継続すると、塗膜の厚さが変動して狙った厚さ範囲外にずれる可能性がある。このため、ＣＰＵ５２は、車体Ｗ１の部位ごとの電着塗料Ｐ１の膜厚を推定する処理を行う。なお、膜厚の推定は、定期的に（本実施形態では、毎日）行われる。

【0026】

具体的に言うと、まず、ＣＰＵ５２は、電着塗料Ｐ１に浸されている複数（ここでは６つ）の車体Ｗ１の現在位置を算出する。詳述すると、ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５３に記憶されている生産タクトタイム情報を取得する。また、ＣＰＵ５２は、車体Ｗ１（ハンガーレール２３）が基準位置Ｓ１（図１参照）から現在位置に移動するまでの間に、対応するパルス発信機２４から出力されたパルス信号の数（パルス数）をカウントする。なお、パルス数のカウントは、電着塗料Ｐ１に浸されている全ての車体Ｗ１において行われる。そして、ＣＰＵ５２は、カウントしたパルス数に基づいて、基準位置Ｓ１からの各車体Ｗ１の移動距離、即ち、各車体Ｗ１の現在位置をそれぞれ算出する。さらに、ＣＰＵ５２は、各車体Ｗ１の現在位置に基づいて、電着槽１１内での各車体Ｗ１の滞留時間（電着塗料Ｐ１に浸されている時間）をそれぞれ算出する。

【0027】

次に、ＣＰＵ５２は、電極３１（側部電極３２）から各車体Ｗ１に印加される電流の電流値をそれぞれ測定（モニタリング）する（図２参照）。具体的に言うと、ＣＰＵ５２は、電着塗料Ｐ１に浸されている複数の車体Ｗ１の中から１つの車体Ｗ１を選択する。次に、ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５３に記憶されている複数の電極距離情報のうち、基準位置Ｓ１から側部電極３２までの距離が、選択した車体Ｗ１の移動距離に最も近い距離となる電極距離情報を選択する。そして、ＣＰＵ５２は、電流計（図示略）に駆動信号を出力し、選択した電極距離情報に対応する側部電極３２から車体Ｗ１に印加される電流の電流値を測定する。その後、電流値の測定は、電着塗料Ｐ１に浸されている他の車体Ｗ１においても同様に行われる。なお、電流値に関するデータは、車体Ｗ１ごとにＲＡＭ５４に記憶される。

【0028】

また、ＣＰＵ５２は、測定した電流値の変動に基づいて、電着塗料Ｐ１の酸濃度（ＭＥＱ）を推測（モニタリング）する（図２参照）。なお、本願発明者らは、電流値の変動と酸濃度の変動とが同期することを新たに確認した（図３参照）。このため、ＣＰＵ５２は、電流値の変動が分かれば、電着塗料Ｐ１の酸濃度を推測することができる。なお、酸濃度に関するデータは、車体Ｗ１ごとにＲＡＭ５４に記憶される。

【0029】

そして、酸濃度が推測され、かつ電着塗装が終了した車体Ｗ１は、電着槽１１外に搬出された後、乾燥炉（図示略）で乾燥される。その後、膜厚計６１（図２参照）によって、車体Ｗ１の部位ごとの電着塗料Ｐ１の膜厚が測定（モニタリング）される。なお、本実施形態の電着塗装設備１０における車両（車体Ｗ１）の生産台数は、年間数十万台にも及ぶため、全ての車体Ｗ１の部位ごとの膜厚を測定することは困難である。そこで、本実施形態では、膜厚の測定日に塗装される複数の車体Ｗ１の中から先頭の車体Ｗ１（最初に塗装される車体Ｗ１）を選択し、選択した車体Ｗ１の部位ごとの膜厚を測定する。即ち、膜厚の測定は、全ての測定日において同じタイミング（例えば、塗装開始してからＮ台目、あるいは、塗装開始してからＮ分後）で行われる。なお、膜厚計６１は、特に限定される訳ではないが、例えば、電磁式膜厚計、過電流式膜厚計、赤外線膜厚計、超音波膜厚計、分光干渉式膜厚計等の中から適宜選択して用いることができる。また、膜厚計６１は、ケーブル（図示略）を介してパソコン５０に接続されている。このため、測定した膜厚に関するデータは、ケーブルを介してパソコン５０に送信され、車体Ｗ１の部位ごとにＲＡＭ５４に記憶される。

【0030】

そして、ＣＰＵ５２の学習部５５は、電着塗料Ｐ１の組成条件因子である酸濃度に関するデータ（酸濃度データ）、膜厚に関するデータ（膜厚データ）、及び、電着塗装設備１０の調整因子である電流値に関するデータ（電流値データ）を関連付けて学習する。具体的に言うと、まず、学習部５５は、ＲＡＭ５４に記憶された膜厚データを、同じくＲＡＭ５４に記憶された電流値データ及び酸濃度データに統合する。

【0031】

なお、図４は、管理データを示す表である。この表は、「ＩＤ」、「生産日時」、「目的変数」の欄を有する。「ＩＤ」の欄には、各車体Ｗ１に付与された製造番号が表示され、「生産日時」の欄には、各車体Ｗ１に対する電着塗装が完了した日時（具体的には、車体Ｗ１が電着槽１１外に搬出された日時）が表示されている。また、「ＩＤ」及び「生産日時」の欄には、１週間で生産された約１万台分の車体Ｗ１のデータ（電流値データ及び酸濃度データ）が対応付けられている。さらに、「目的変数」の欄の一部には、膜厚データが記録されている。例えば、２０２０年３月５日の膜厚データが得られた場合には、その日付の先頭（ＩＤが「１」）の「目的変数」の欄に、膜厚データ（目的変数Ａ０）が記録される。これにより、膜厚データが電流値データ及び酸濃度データに統合される。

【0032】

なお、電流値データ及び酸濃度データは、車体Ｗ１の生産数と同数だけ存在するものの、膜厚データは、約１万台のうちの７台分程度であるため、これらの膜厚データだけで、学習部５５による学習を精度良く行うことはできない。そこで、学習部５５は、入力された膜厚データに対して欠損値を補間する処理を行う。具体的に言うと、新たな膜厚データ（例えば、図４に示す目的変数Ａ１）が得られる度に、学習部５５は、図５に示すグラフ上において、新たな膜厚データ（目的変数Ａ１）と、同目的変数Ａ１の１日前に入力された膜厚データ（目的変数Ａ０）とを繋ぐ線分Ｌ１を引く処理を行う。これにより、目的変数Ａ０と目的変数Ａ１との間の欠損値（具体的には、ＩＤが２～１４２９となる車体Ｗ１の膜厚データ）が補間される。なお、膜厚データと観測データ（電流値データ及び酸濃度データ）との間に明確な相関性がある場合には、統計的手法による従来公知の回帰式を用いて欠損値を補間する。

【0033】

その後、膜厚データと観測データとを比較していくことにより、学習部５５は、「電流値及び酸濃度をどの程度にすれば、膜厚が狙った厚さになるか」についてのデータを新たに得ることができる。そして、学習部５５は、得られたデータを学習済データ（過去データ）としてＲＡＭ５４に記憶する。即ち、ＲＡＭ５４は、『記憶部』としての機能を有している。

【0034】

また、学習済データがＲＡＭ５４に記憶された後、観測データ（電流値データ）に含まれる電流値に一定範囲外となるもの（例えば、図３のＥ１を参照）があれば、ＣＰＵ５２は、その電流値を異常値（外れ値）として除去する。これに伴い、異常値が含まれる学習済データも除去される。本実施形態では、コンベア２１の停止により、車体Ｗ１に通常よりも長く電流が印加された場合や、ハンガーレール２３が、車体Ｗ１が懸架されていない空ハンガーである場合や、車体Ｗ１に印加される電流値の積算量が、電着塗装設備１０の不調により平均の４０％以下である場合に、データに含まれる電流値を異常値として除去する。即ち、ＣＰＵ５２は、電流異常値判定除去手段としても機能する。

【0035】

一方、電流値に異常値がなければ、ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５３に予め設定されている学習済モデルに基づいて、膜厚や酸濃度の推測結果をディスプレイ５８に表示させる制御を行う。なお、本実施形態では、単に膜厚や酸濃度の現在値（推測値）だけでなく、これまでの推移が表示される。そして、推測結果の表示は、学習済データがＲＡＭ５４に記憶される度にリアルタイムに更新される。

【0036】

次に、ＣＰＵ５２の推定部５６は、ＲＡＭ５４に記憶されている学習済データに基づいて、車体Ｗ１の部位ごとの膜厚を推定する。具体的に言うと、まず、推定部５６は、側部電極３２から車体Ｗ１に印加される適切な電圧値を推定する。なお、適切な電圧値は、ＲＡＭ５４に記憶されている学習済データ（具体的には、学習済データに含まれる電流値データ及び膜厚データ）から決定される。また、推定部５６は、電着塗料Ｐ１の適切な酸濃度を推定する。なお、適切な酸濃度は、ＲＡＭ５４に記憶されている学習済データ（具体的には、学習済データに含まれる酸濃度データ及び膜厚データ）から決定される。

【0037】

その後、ＣＰＵ５２は、塗膜を狙った厚さ範囲にするための、側部電極３２や電着塗料Ｐ１の推奨設定条件をディスプレイ５８に表示させる制御を行う。具体的に言うと、ディスプレイ５８には、車体Ｗ１の部位ごとの膜厚の予測値が表示される。また、ディスプレイ５８には、側部電極３２から車体Ｗ１に印加される電圧値の推奨値、酸濃度の推奨値、添加剤４２の投入量の推奨値、濾液の廃棄量の推奨値が表示される。

【0038】

その後、ＣＰＵ５２は、決定した適切な電圧値に基づいて、側部電極３２から車体Ｗ１に電圧を印加させる。その結果、車体Ｗ１の表面に形成される塗膜が狙った厚さ範囲に近付くように調整される。なお、一般的に、電圧値が高くなるのに伴って、膜厚は大きくなる傾向にあることが知られている。従って、電圧値と膜厚との間には、正の相関関係があると言うことができる。

【0039】

また、ＣＰＵ５２は、電着塗料Ｐ１を、決定した適切な酸濃度となるように調整する。例えば、酸濃度が低くなって酸が減少した場合には、電着塗料Ｐ１に含まれる塗料粒子同士の反発が弱まり、凝集しやすくなる。その結果、酸濃度が高い場合と比べると、クーロン効率（１クーロン当りの析出量）が高くなるため、少ない電気量で車体Ｗ１の表面に電着塗料Ｐ１を析出させやすくなる。よって、同じ通電条件であれば、余剰な膜厚が生じてしまう。従って、酸濃度と膜厚との間には、負の相関関係があると言うことができる。

【0040】

そこで、ＣＰＵ５２は、酸濃度が低い場合に、酸濃度が高くなるように調整する。具体的に言うと、ＣＰＵ５２は、添加剤添加手段４１を作動させて酸濃度を調整する。詳述すると、まず、ＣＰＵ５２は、添加剤供給バルブに駆動信号を出力する。これにより、添加剤供給バルブが開状態に切り替わり、タンク内の添加剤４２が、添加剤供給管を通過し、添加剤供給ノズル４３から電着槽１１内に充填される。即ち、酸濃度を高くする調整作業は、電着槽１１内の電着塗料Ｐ１に対して添加剤４２を自動的に添加（投入）する作業である。

【0041】

一方、酸濃度が高くなって酸が増加した場合には、析出に多くの電流量が必要となる。その結果、電気分解が増加し、ガスが多く発生する。また、電着塗料Ｐ１の析出に多くの電流量が必要になるため、クーロン効率が低下する。この場合、析出に時間がかかるため、膜厚を確保しにくくなる。

【0042】

そこで、ＣＰＵ５２は、酸濃度が高いと推測された場合に、酸濃度が低くなるように調整する。具体的に言うと、ＣＰＵ５２は、液体成分減少手段４４を作動させて電着塗料Ｐ１の液体成分を減少させることにより、酸濃度を低くする。詳述すると、まず、ＣＰＵ５２は、電着塗料排出バルブ４７に駆動信号を出力する。これにより、電着塗料排出バルブ４７が開状態に切り替わり、電着塗料Ｐ１が、電着塗料排出口４６から電着槽１１外に排出され、循環用配管４５を通過して濾過装置４８に導かれる。そして、濾過装置４８は、電着塗料Ｐ１から濾液を分離する。なお、濾液の分離により、電着塗料Ｐ１の液体成分が減少し、電着塗料Ｐ１から分離された濾液は廃棄される。その後、濾液が分離された電着塗料Ｐ１は、電着塗料供給口４９から電着槽１１内に供給される。即ち、酸濃度を低くする調整作業は、電着塗料Ｐ１の液体成分を自動的に減少させる作業である。

【0043】

従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。

【0044】

（１）本実施形態では、学習部５５が、電着塗料Ｐ１の組成条件因子である酸濃度に関するデータ、膜厚に関するデータ、及び、電着塗装設備１０の調整因子である電流値に関するデータを関連付けて学習し、推定部５６が、学習部５５で関連付けたデータ（学習済データ）に基づいて、車体Ｗ１の部位ごとの膜厚を推定している。この場合、データを関連付けてからの時間的な遅れが殆どない状態で膜厚を推定できるため、膜厚を推定する前に電着塗料Ｐ１の組成が大きく変化することが防止される。その結果、時間経過に伴って電着塗料Ｐ１の組成が変化する場合であっても、車体Ｗ１の表面に形成される塗膜を狙った厚さ範囲にすることができるため、車体Ｗ１の塗装品質が向上する。しかも、学習部５５による学習機会を多くすれば、車体Ｗ１の部位ごとの膜厚が最適化されていくため、塗装品質がいっそう安定する。また、電着塗料Ｐ１の組成の変化を見越して、電着槽１１内に電着塗料Ｐ１を多めに入れたりしなくても済むため、電着塗料Ｐ１のロスを少なくすることができる。

【0045】

（２）本実施形態では、電着塗料Ｐ１の酸濃度が高い場合に、ＣＰＵ５２が、学習済データに基づいて電着塗料Ｐ１の液体成分を減少させる制御を行うことにより、酸濃度が低くなるように調整している。その結果、酸濃度が低くなって酸が減少するため、電着塗料Ｐ１の析出に必要な電流量が減少し、電気分解が減少する。これにより、ガスの発生が減少するため、塗膜内でのガスピン（ガスピンホール）の発生を防止することができ、塗装品質が向上する。

【0046】

（３）なお、電着塗装は、多数（例えば、１週間で約１万台）の車体Ｗ１に対して行われる。このため、それぞれの車体Ｗ１に対して各部位の膜厚を測定することは、多大な労力がかかるため、現実的ではない。そこで、本実施形態では、膜厚の測定日において最初に塗装される車体Ｗ１のみに対して膜厚を測定し、新たな膜厚が測定される度に、新たな膜厚（例えば目的変数Ａ１）と、前回測定された膜厚（例えば目的変数Ａ０）との間の欠損値（膜厚）を自動で補間している（図４，図５参照）。つまり、膜厚を測定していない車体Ｗ１に対しても、自動で膜厚のデータが与えられるため、電着塗装が多数の車体Ｗ１に対して行われたとしても、全ての車体Ｗ１の膜厚を容易に推定することができる。

【0047】

（４）本実施形態では、電流計（図示略）が測定した電流値に一定範囲外となるもの（図３のＥ１参照）がある場合に、ＣＰＵ５２（学習部５５）が、その電流値を、本来あり得ないかけ離れた異常値であるとして除去したうえで、残りの電流値（電流値データ）を得ている。その結果、推定部５６は、電流値データを含む学習済データに基づいて、車体Ｗ１の部位ごとの膜厚を正確に推定することができる。

【0048】

なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

【0049】

・上記実施形態において、学習済データに含まれる電着塗料Ｐ１の組成条件因子は、酸濃度（ＭＥＱ）であった。しかし、組成条件因子は、ＮＶ（ノンボラタイルコンテント）、灰分、塗料電導度及びクーロン効率などの別のものであってもよい。なお、一般的に、ＮＶが高くなるのに伴って、乾燥時に塗膜に残る樹脂成分が増えるため、膜厚は大きくなる傾向にあることが知られている。従って、ＮＶと膜厚との間には、正の相関関係があると言うことができる。また、灰分が高くなるのに伴って、電着塗料Ｐ１の顔料分が増加して膜抵抗が増加し、付き廻り性が向上するため、膜厚は大きくなる傾向にあることが知られている。従って、灰分と膜厚との間にも、正の相関関係があると言うことができる。さらに、塗料電導度が高くなるのに伴って、塗膜が形成されやすくなるため、膜厚は大きくなる傾向にあることが知られている。従って、塗料電導度と膜厚との間にも、正の相関関係があると言うことができる。また、クーロン効率が高くなるのに伴って、少ない電気量で車体Ｗ１の表面に電着塗料Ｐ１を析出させやすくなるため、膜厚は大きくなる傾向にあることが知られている。従って、クーロン効率と膜厚との間にも、正の相関関係があると言うことができる。なお、組成条件因子として、酸濃度、ＮＶ、灰分、塗料電導度及びクーロン効率の中から２つ以上を選択して用いてもよい。

【0050】

しかしながら、上記の組成条件因子のうち、ＮＶ、灰分、塗料電導度及びクーロン効率は、電着槽１１から電着塗料Ｐ１のサンプルを採取し、外部機関において、採取したサンプルの成分分析を行うことではじめて得られるものであるため、結果が出るまでに時間がかかってしまう。なお、塗料電導度は、電導度計を用いれば測定が可能であるが、電導度計を電着塗装設備１０に常設すると、センサの汚染等により、安定した測定値が得られなくなる。よって、組成条件因子は酸濃度であることが好ましい。

【0051】

・上記実施形態において、学習済データに含まれる電着塗装設備１０の調整因子は、車体Ｗ１に印加される電流の電流値であった。しかし、調整因子は、電着塗料Ｐ１の液温や側部電極３２の通電時間などの別のものであってもよい。なお、一般的に、液温が高くなるのに伴って、膜厚は大きくなる傾向にあることが知られている。従って、液温と膜厚との間には、正の相関関係があると言うことができる。また、通電時間が長くなるのに伴って、膜厚は大きくなる傾向にあることが知られている。従って、灰分と膜厚との間にも、正の相関関係があると言うことができる。なお、調整因子として、電流値、液温及び通電時間の中から２つ以上を選択して用いてもよい。

【0052】

・上記実施形態では、電流値データが、車体Ｗ１に印加される電流を電流計で測定することにより得られ（ＲＡＭ５４に記憶され）、酸濃度データが、電流値の変動から推測することにより得られ、膜厚データが、膜厚計６１を用いて電着塗料Ｐ１の膜厚を測定することにより得られるものであった。しかし、これらのデータは、帳票（紙）に記録されて管理され、作業者がキーボード５７で手入力することにより、ＲＡＭ５４に記憶されるものであってもよい。

【0053】

・上記実施形態では、電流値データ、酸濃度データ及び膜厚データが、毎日取得されていたが、これらのデータは数日おきに取得されるものであってもよい。また、膜厚データは、膜厚の測定日において最初に塗装される車体Ｗ１の膜厚を測定することにより得られるものであったが、測定日において２番目以降に塗装される車体Ｗ１の膜厚を測定することにより得られるものであってもよい。さらに、膜厚データは、１日に１つだけ得られるものであったが、１日に２つ以上得られるものであってもよい。

【0054】

・上記実施形態では、濾過装置４８を用いて電着塗料Ｐ１から濾液を分離することにより、電着塗料Ｐ１の液体成分を減少させていたが、他の手法によって液体成分を減少させてもよい。例えば、電着塗料Ｐ１の液体成分を蒸発させることによって、液体成分を減少させてもよいし、遠心分離機を用いて電着塗料Ｐ１から濾液を分離することにより、液体成分を減少させてもよい。また、上記実施形態では、電着塗料Ｐ１の液体成分を減少させることにより、酸濃度が低くなるように調整していたが、電着塗料Ｐ１に対してアルカリ分を添加することにより、酸濃度が低くなるように調整してもよい。

【0055】

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

【0056】

（１）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記膜厚に関するデータは、前記膜厚の測定日に塗装される複数の前記車体の中から特定の前記車体を選択し、選択した前記車体の膜厚を測定することにより得られるものであることを特徴とする電着塗装設備における膜厚推定システム。

【0057】

（２）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記学習部は、前記膜厚に関するデータが新たに得られる度に、今回得られた前記膜厚に関するデータと、前回得られた前記膜厚に関するデータとの間の欠損値を補間する処理を行うことを特徴とする電着塗装設備における膜厚推定システム。

【0058】

（３）請求項３において、前記電着塗装設備の調整因子は、前記車体に印加される電流の電流値であり、前記電着塗装設備の調整因子に関するデータに含まれる前記電流値に一定範囲外となるものがある場合に、前記一定範囲外にある電流値を異常値であるとして除去する電流異常値判定除去手段を備えることを特徴とする電着塗装設備における膜厚推定システム。

【0059】

（４）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記搬送手段は、レールと、前記レールに設けられ前記車体を懸架して搬送する複数のハンガーレールとを備え、個々の前記ハンガーレールに、周期的にパルス信号を発信するパルス発信機が設けられ、前記パルス発信機から発信された前記パルス信号の数に基づいて、前記ハンガーレールに懸架された前記車体の基準位置からの移動距離を算出することを特徴とする電着塗装設備における膜厚推定システム。

【0060】

（５）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記電着塗料の組成条件因子は酸濃度であり、前記電着塗料に対して添加剤を添加する添加剤添加手段と、前記電着塗料の液体成分を減少させる液体成分減少手段とを備え、前記酸濃度を高くする調整作業は、前記電着塗料に対して前記添加剤を添加する作業であり、前記酸濃度を低くする調整作業は、前記電着塗料の液体成分を減少させる作業であることを特徴とする電着塗装設備における膜厚推定システム。このようにした場合、添加剤添加手段や液体成分減少手段を作動させ、電着塗料に対して添加剤を添加する作業や電着塗料の液体成分を減少させる作業を自動的に行う。よって、作業者自身が添加剤を添加する作業や液体成分を減少させる作業を行わなくても済むため、作業者の作業負荷が軽減される。

【符号の説明】

【0061】

１…膜厚推定システム
１０…電着塗装設備
１１…電着槽
２１…搬送手段としてのコンベア
３１…電極
５４…記憶部としてのＲＡＭ
５５…学習部
５６…推定部
Ｐ１…電着塗料
Ｗ１…車体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】