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JP2537669B2 - ロボット取付け用スプレ―ガン - Google Patents

ロボット取付け用スプレ―ガン

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Publication number
JP2537669B2
JP2537669B2 JP63243791A JP24379188A JP2537669B2 JP 2537669 B2 JP2537669 B2 JP 2537669B2 JP 63243791 A JP63243791 A JP 63243791A JP 24379188 A JP24379188 A JP 24379188A JP 2537669 B2 JP2537669 B2 JP 2537669B2
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JP
Japan
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valve
air
spray gun
robot
manifold
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JP63243791A
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ジェイ ジンプル ジェイムズ
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EE BII BII INDASUTORII KK
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Publication date
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Publication of JPH01130751A publication Critical patent/JPH01130751A/ja
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    • B05B1/3046—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the control being effected by relative coaxial longitudinal movement of the controlling element and the spray head the controlling element being a lift valve the valve element, e.g. a needle, co-operating with a valve seat located downstream of the valve element and its actuating means, generally in the proximity of the outlet orifice
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    • B05B12/149—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet characterised by colour change manifolds or valves therefor
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Spray Control Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はコーティング装置に関し、詳細には、プログ
ラマブル産業用ロボットに取付けるための改良したスプ
レーガンに関する。スプレーガンは遠隔のプログラマブ
ルコントローラによって完全に制御され保守が容易であ
る。
（背景技術） 自動製造ラインにおいてスプレーガンを用いる１つの
方法は、プログラマブル産業用ロボットにスプレーガン
を取付けることである。ロボットは、スプレー塗布に用
いられるとき、２、３の利点を有する。ロボットアーム
のフレキシビリティが車両ボディのような極めて不規則
な形状をコーティングすることを可能にする。ロボット
アームは車両ボディの不規則な表面にしたがい，ボディ
内に達することもできる。また、ロボットは異なった形
状を有する物品を連続的にコーティングするようにプロ
グラムされることができ、また直前にコーティングされ
た物品とは異なった物品をコーティングするようにプロ
グラムされることもできる。
通常、手首（リスト）がスプレーガンを取付けるため
にロボットアームの端に取付けられている。アームは空
間内にスプレーガンを位置決めするように移動し、手首
はアームの端に対してスプレーガンの姿勢を決める２つ
または３つの運動軸を与える。しかしながらロボットの
操作を邪魔することなくアームおよび手首に取付けられ
る重量に制限がある。また、スプレーガンの全体の寸法
を制限することも望ましい。過去においては、多くのロ
ボット取付け式スプレーガンは不必要に大きく保守が困
難であった。ロボット取付け式スプレーガンはロボット
から容易にはずすことができず、ときには修理のために
過度の停止時間を要した。理想的には、スプレーガンは
停止時間を最少にするようにロボットの手首から容易に
はずされ、交換される。はずされたスプレーガンが製造
を不必要に遅らせることなく保守される。
自動スプレー装置で使用される遠隔作動スプレーガン
が、伝統的には、装置のプログラマブルコントローラに
よってトリガーされるソレノイド制御式空気バルブを用
いて、作動されている。ソレノイドバルブはスプレーブ
ースの外部に通常は配置されており、電気−空気キャビ
ネット内に配置されている。キャビネットから比較的長
い空気ラインがスプレーガンに連結している。この設計
思想は、空気ラインの容積のためにガントリガー時間の
無視できない遅延を生じさせる。このことは、塗料をガ
ンおよびその供給ラインから廃棄する際にガンがオンお
よびオフに数回トリガーされるときのカラー変更サイク
ル中特に重要な問題となる。
スプレーガンがプログラマブルスプレー塗布ロボット
で用いられるとき、空気および流体の両方の一定時間内
の制御が達成されなければならない。ロボットは、例え
ば１秒当たり４フイート（約120cm）の通常の速度で動
く。このことは50ミリ秒当たり約2,5インチ（約6.35c
m）のスプレーガンの移動に変換できる。したがって、
もしソレノイド作動式空気トリガーバルブがスプレーガ
ンからかなりの距離に配置されているならば、長い距離
に伴う長い遅延がこの装置の固有の問題となる。さら
に、教示スプレーブース内でロボット塗布径路およびト
リガー点をプログラムすることが自動車産業においては
一般に行われている。このプログラムは次に実際の塗料
スプレーブースにアップロードされる。各塗料スプレー
ブースは空気ソレノイド制御バルブに対して異なった位
置を有しているかもしれない。このことは、ガンおよび
制御バルブの間のホースの長さが異なった長さであるこ
とを意味する。これらの異なった長さはバルブおよびガ
ンの間に異なった応答時間を生じさせる。
単一の空気ラインが噴霧化空気およびパターン成形空
気をガンノズルに供給するためにスプレーガンに共通に
連結される。ガンは噴霧化空気およびパターン成形空気
を制御する別個のバルブを有するかもしれない。しかし
ながら、これらのバルブは装置のコントローラによって
遠隔から調節できない。最も良いものとしては、装置の
コントローラがパターン成形空気バルブを独立にオンお
よびオフし円形スプレーパターンまたはファン（扇形）
パターンのいずれかを選択できる。ファンパターンの寸
法はスプレーガンにおいて人手によって調節されなけれ
ばならない。
（発明の開示） 本発明のスプレーガンは製造ラインで一般に使用され
る形式のプログラマブル産業用ロボットに取付けられる
ように設計されている。スプレーガンは、一般に、ロボ
ットアームの端の手首に取付けられたハウジングと、ハ
ウジングに取付けられたマニホルドと、マニホルドに着
脱自在に取付けられたスプレーヘッドと、を有してい
る。ハウジング、マニホルドおよびスプレーヘッド本体
は比較的軽量の非導電性材料から作られる。ハウジング
内に配置した電源モジュールは低電圧を高電圧に変換
し、高電圧が噴霧化したコーティング液体材料を静電的
に荷電するためにマニホルドを通してスプレーヘッドに
与えられる。
スプレーガンは、スプレーヘッドが個々の流体および
電気ラインを切断する必要なしに容易に取りはずされ容
易に交換されるので、容易に保守することができる。取
りはずしたスプレーヘッドはコーティング装置に対して
最少の停止時間で保守できる。また、電源モジュールも
保守中の停止時間を最少にするように容易に交換でき
る。
マニホルドは、液体、噴霧化空気、パターン成形空気
およびパイロット空気をスプレーヘッドに供給し，リタ
ーン流体をスプレーヘッドから受入れる流路を有する。
スプレーヘッドは、マニホルド内の液体流路から受入れ
た噴霧化したコーティング液体を噴射するための、パイ
ロット空気に応答するトリガー作動式バルブを有してい
る。マニホルドは、パイロット空気に応答する、噴霧化
空気およびパイロット空気流路内の通常は閉じたバルブ
を有している。マニホルドの単一の作動バルブが装置の
コントローラからの電気信号に応答してパイロット空気
を噴霧化空気バルブおよびパターン空気バルブ、並びに
スプレーヘッドトリガーに同時に供給するか、またはハ
ウジング内に配置した２つの別個のバルブが装置のコン
トローラからの同期した電気信号に応答してパイロット
空気を噴霧化空気バルブおよびパターン空気バルブに、
スプレーヘッドトリガーとは別個に供給する。スプレー
ガン中に作動バルブを取付けることによって先行技術の
装置に存在したトリガー遅延が実質的に解消される。
マニホルドは、また、流体流路中に空気制御式圧力レ
ギュレータおよびリターン流路中に空気制御式バルブを
有している。レギュレータおよびバルブはスプレーガン
から遠隔の位置から供給される空気によって制御され
る。レギュレータ、リターンバルブおよびトリガーバル
ブをスプレーヘッドのノズルの数インチ（約10数cm）内
に配置することによって、迅速で清浄なカラー変更サイ
クルが達成できる。圧力レギュレータおよびリターンバ
ルブはスプレーガンから他の部品をはずすことなしに保
守のためにマニホルドから容易に取はずせる。
（発明を実施するための最良のモード） 次に、図面を参照して本発明を説明する。
特に第１図を参照すると、自動コーティング装置20は
プログラマブルロボット22に取付けた本発明のスプレー
ガン21を有している。図示のロボット22は、可動アーム
24が取付けられたベース23を有している。スプレーガン
21はアーム24の端に固定された手首25に取付けられてい
る。代表的なプログラマブルロボット22においては、ア
ームは、作業環境内の任意の所望の位置にスプレーガン
21を位置決めすることを可能にする３つの運動軸を有
し、手首は、所望の姿勢（方向）にスプレーガン21を向
けることを可能にする付加的な２または３つの運動軸を
有する。プログラマブルコントローラ26は、ロボットア
ーム24を所望の径路を通って駆動し、かつアームが径路
を通って移動すると加工片にスプレーガン21を向けるた
めのプログラム指示を格納するようにロボット22に接続
されている。ロボットおよびプログラマブルコントロー
ラ26は先行技術において周知である。代表的には、ロボ
ットアーム24はプログラミング中は操作によって径路を
導かれる。径路座標情報は内部のアーム位置センサによ
って同時に発生され、プログラマブルコントローラ26中
に格納される。教示される径路座標がその後用いられ
て、同様の加工片がコーティングされる毎に同一の径路
を繰返す。ある装置においては、プログラムデータは多
数の異なった種類の加工片に対して格納される。異なっ
た加工片がコーティングステーションを通して運ばれる
と、装置は各加工片を認識し、そのような加工片を被覆
する（コーティングする）ための適当なプログラムを選
択する。径路データに加えてプログラマブルコントロー
ラ26は、スプレーガンが加工片の表面上方を動かされる
ときスプレーガン21をオンおよびオフにトリガーするた
めの情報を格納する。コーティングサイクル中、プログ
ラマブルコントローラ26は、選択した塗料源28または29
から塗料を供給するバルブを作動し、圧縮空気源30から
圧縮空気を供給し、かつカラー変更サイクル中溶剤源31
から溶剤を選択するために、同期信号をバルブキャビネ
ット27に与える。カラー変更サイクル中、スプレーガン
21および接続したコーティング材料ホースからの塗料お
よび（または）溶剤は容器32中に捨てられてもよい。
スプレーガン21の側面図が第２図に示されている。ス
プレーガン21はロボットの手首25（第１図）に取付けた
アダプタプレート35にボルト止めされている。スプレー
ガン21はハウジング36を有し、ハウジング36は、アダプ
タプレート35にボルト止めするためのフランジ37を一端
に有し、ハウジングの他端40に取付けたマニホルド39お
よびマニホルドに取付けたスプレーヘッド41を有してい
る。マニホルド39はボルト42によってハウジング36に着
脱自在に取付けられ、スプレーヘッド41はボルト43によ
ってマニホルド39に着脱自在に取付けられている。
高圧モジュール44がスプレーヘッド41から放出された
噴霧化したコーティング材料に静電荷を付与するよう
に、低電圧、例えば約12ボルトを高電圧例えば約100,00
0ボルトに変換するためにハウジング36内に配置されて
いる。高圧モジュール44は、一端に、プログラマブルコ
ントローラ26（第１図）に適当なケーブル（図示せず）
を介して接続するためのコネクタ45を、および他端に、
高電圧をマニホルドに与えるためのコネクタ46を、有し
ている。多数の流体ホース（図示せず）がコーティング
液体、噴霧化空気、パターン成形空気、パイロット空気
をマニホルド39に供給しかつ流体をマニホルド39から戻
すためにハウジング76を貫通している。ホースは第１図
に示すバルブキャビネット27に連結されている。
詳細には以下に説明するが、マニホルド39は、液体コ
ーティング材料、噴霧化空気、パターン成形空気および
パイロット空気をスプレーヘッド41に供給し、スプレー
ヘッド41からのコーティング材料を戻す流路およびその
ような材料および空気の流れを制御するバルブを有して
いる。マニホルド39はスプレーヘッド41の平らな面48に
当接する平らな面47を有している。マニホルド39中の空
気流路および流体流路は面47および48においてスプレー
ヘッド41中の対応する流路に接続している。スプレーヘ
ッド41中の流路はコーティング材料および噴霧化空気を
ノズル組立体49に運びかつ所望のファン成形したパター
ンを有する噴霧化したコーティング材料のスプレーを形
成するように空気キャップ50中の流路にパターン成形空
気を運ぶ。面47はハウジング36の軸線に対して任意の所
望の角度で成形されてもよい。第２図に示すように、ス
プレーガン21はハウジング36の軸線から約60度の角度で
噴霧化したコーティング材料を放出する。ハウジングの
軸線から０度から90度までの角度が特定のコーティング
操作においてロボットに最適なフレキシビリティを与え
るように選択できる。
第３図はハウジング36の断面図を示す。ハウジングの
フランジ37はボルト54を収容するための複数の離れて置
いた孔53を有し、ボルト54はフランジ37をアダプタプレ
ート35に連結している。ハウジング36はフランジ37と端
40との間に全体的に管状に成形した中央部分55を有して
いる。２つの離れて置かれたブラケット56が高圧モジュ
ール44を収容して保持するために中央部分55の内部に一
体に形成されている。ブラケット56は高圧モジュール44
のシェル59を収容するために離れて配置した側部58を有
している。シェル59は側部58の頂部において内方に向い
たフランジ60によって保持されている。このように、モ
ジュール44はブラケット56中に長手方向に挿入され横方
向の運動が制限されている。比較的大きな開口領域57は
流体および空気ホースを支持するようにブラケット56の
外部で中央部分55を貫通している。ハウジング36はガラ
ス繊維補強ナイロンのような、マニホルド39およびスプ
レーヘッド41の重量を支持できる。非導電性材料から成
形される。
第４図は、高圧モジュール44用のシェル59の詳細を示
す。シェル59はやはり非導電性材料から成形される．ブ
ラケット61が低電圧コネクタ45を取付けるためにシェル
59の一端に取付けられている。高電圧コネクタ46はシェ
ル59の反対端に一体に成形されている。コネクタ46は環
状凹部63によって分離した複数の同心的は環状突起62を
有する。高電圧電極64はコネクタ46の中央に配置されて
いる。電極64は、例えば、中央突起65からわずかに突出
するばねでもよい。突起62および65および凹部63は電極
64から半径方向の表面を増加してアークまたは電気破壊
を防止している。従来の回路（図示せず）がコーティン
グ材料に電荷を与えるのに使用するために低電圧を高電
圧に変換するようにシェル59内に取付けられている。回
路は、例えば低電圧直流を交流に変換する発振器、低電
圧交流を中間レベルの電圧に変換する昇圧変圧器および
中間レベル電圧を整流し中間レベル電圧を高電圧に倍増
するコンデンサ、ダイオードラダー回路網を含んでい
る。
マニホルド39の詳細は第５図−第10図に示されてい
る。第５図および第６図に示すように、マニホルド39は
本体69を有し、本体69は全体的に断面円形であり、かつ
ハウジング36と同一直径を有するセクション71とハウジ
ング端40によって収容される小径のセクション72との管
に段部70を有する。ねじ山付穴73がボルト42を受入れる
ようにセクション72に形成されている。セクション71の
前部に対して面47がマニホルドおよびハウジング36の中
心軸線に対してある角度で延びている。小径マニホルド
セクション72は端74で終わっており、端76は高電圧コネ
クタ75、バルブ作動ソレノイドおよび以下のホースコネ
クタ、すなわちコーティング材料入口コネクタ77、噴霧
化空気入口コネクタ78、パターン成形空気入口コネクタ
79、パイロット空気入口コネクタ80、コーティングレギ
ュレータパイロット空気用コネクタ81、廃棄バルブパイ
ロット空気用コネクタ82およびリターンまたは廃棄流体
出口コネクタ83を有している。
第６図および第７図に示すように、コーティング材料
コネクタ77はマニホルド本体69内の流路84を通して圧力
レギュレータ85に連結され、さらに流路86を通してマニ
ホルド面47の開口87に連結している。Ｏリング88が開口
87を囲むように面47に配置されている。圧力レギュレー
タ85は従来形式のものであり、ダイアフラム組立体89お
よびマニホルドセクション71内の段付開口91内に取付け
たバルブポペット90はキャップ92によって開口91内に保
持され、キャップ92は開口91にねじ込まれている。キャ
ップ92はマニホルドセクション71の側部に露呈しており
ハウジング36またはマニホルド39を分解する必要なしに
レギュレータ85の保守を可能にしている。レギュレータ
85を組立てる際、ばね93およびバルブポペット90が段付
開口91の内部部分94に位置決めされる。ダイアフラム組
立体89が次に開口91内に位置決めされ、キャップが開口
にねじ込まれる。ダイアフラム組立体89は、流路86と連
結しかつバルブポペット90をレギュレータパイロット空
気室96から分離する。コーティングレギュレータ空気コ
ネクタ81は流路97を通して室96に連結されている。開口
87においてスプレーヘッド41に供給されるコーティング
材料はレギュレータパイロット空気圧力の逆関数にある
圧力を有する。レギュレータパイロット空気圧力は、例
えばプログラマブルコントローラ26（第１図）によって
遠隔位置から設定される。
スプレーヘッド41からのリターン流体はマニホルド面
47において開口98に受入れらる。Ｏリング99は開口98を
囲むシールを形成するように面47に取付けられている。
開口98は、流路100、廃棄バルブ101、流路102を通して
廃棄またはリターン流体コネクタ83に連結されている。
バルブ101は圧力レギュレータ85と同一であり、ばね10
3、バルブポペット104、およびねじ山付キャップ107に
よって段付マニホルド開口106に保持されたダイアフラ
ム組立体105を有する。廃棄バルブパイロット空気はコ
ネクタ82から流路108を通してダイアフラム組立体105の
１つの側部にある空気室109に供給される。室109内のパ
イロット空気の圧力は、バルブ101が開放され流体をス
プレーヘッドから流すかまたは閉じられるときを決定す
る。流体の戻りは、塗料がスプレーヘッド41にまたはス
プレーヘッド41から連続的に流れるような塗料循環装置
に使用されることもできる。または、最も一般的には、
流体の戻りは塗料カラー変更サイクル中に用いられる。
プログラマブルコントローラ26は、例えばコーティング
操作の終了時に溶剤をスプレーヘッドに供給するように
プログラムされてもよい。溶剤の大部分は、廃棄バルブ
101を開放するようにパイロット空気を制御することに
よって流体戻し（リターン）を通して廃棄容器32に戻さ
れる。溶剤の極わずかな量がノズル組立体49を清浄にす
るためにスプレーヘッド41から放出される必要がある。
溶剤が塗料流路を清浄にした後、空気が溶剤を流路から
排出するように材料供給流路およびリターン流路を通し
て循環されてもよい。種々の周知の操作サイクルがスプ
レーヘッド41に至るコーティング材料流路を清浄にする
ために用いられることができる。
第６図、第８図および第９図を参照するに、マニホル
ド39を貫通する噴霧化空気およびパターン成形空気用流
路が示されている。噴霧化空気はコネクタ78を通してマ
ニホルド本体69の流路114に入り、流路114から流路115
を通り、バルブ116を通り、流路117を通ってマニホルド
面47にある開口118に流れる。同様に、パターン成形空
気はコネクタ79を通って入り、流路119および120、バル
ブ121および流路122を通ってマニホルド面47にある開口
123に流れる。バルブ116および121は市販のカートリッ
ジバルブであり、これらのバルブは通常は閉じられてお
り、パターン空気に応答して開くものである。
電圧がバルブ作動ソレノイド76に供給されると、バル
ブカバー124内に取付けられたバルブが開放され、パイ
ロット空気がコネクタ80から供給されて両方のバルブ11
6および121を同時に開放し、噴霧化空気およびパターン
成形空気の両方をスプレーヘッド41に与える。パイロッ
ト空気はまたマニホルド流路125を通してマニホルド面4
7にある開口126に同時に供給されスプレーヘッド41中の
コーティング材料トリガーを作動する。詳細には後述す
るが、パイロット空気は室内のピストンを動かしトリガ
ーを作動する。室はマニホルド本体69を貫通している流
路127を通して大気に連通している。
第10図はマニホルド本体69を通る高電圧接続部の詳細
を示す。前述のように、マニホルド本体は非導電性材料
から作られている。コネクタ75は、高圧モジュールコネ
クタ46にある環状突起62および凹部63と補足的な複数の
同心的環状凹部128および突起129の形状である。導電性
コネクタ130が、モジュールコネクタ46がマニホルドコ
ネクタ75に挿入されるとき、高電圧電極64と接触するよ
うに中央凹部131に配置されている。コネクタ132がマニ
ホルド面47に形成されている。コネクタ132は複数の同
心的環状凹部133および突起134を有している。圧縮ばね
電極135がコネクタ132の中央に配置されている。ワイヤ
136がマニホルド本体69を貫通し電極135を接点130に接
続している。
スプレーヘッド41が第11図−第14図に詳細に示されて
いる。スプレーヘッド41はスプレーガンバレル141およ
び円形取付けブラケット142を形成する本体140を有して
いる。ブラケット142は面48を形成しボルト43用の複数
の穴143を有し、ボルト43はスプレーヘッド41をマニホ
ルド39に取付け、マニホルドと整列させるものである。
スプレーヘッド41がマニホルド39に取付けられるとき、
面48における高電圧コネクタ144はマニホルドのコネク
タ132に係合する。同時に、面48はコーティング材料開
口145、噴霧化空気開口146、パターン成形空気開口14
7、流体リターン開口148、トリガーバルブパイロット空
気開口149およびベント開口118を有し、これらはそれぞ
れマニホルド面47上のコーティング材料開口87、噴霧化
空気開口118、パターン成形空気開口123、流体リターン
開口298、トリガーバルブパイロット空気開口126および
ベント流路127に連結される。面47上のＯリングシール8
8はコーティング材料開口87および145のまわりのシール
を形成し、Ｏリングシール99は流体リータ開口98および
148のまわりのシールを形成する。Ｏリングシール151は
面48に取付けられて噴霧化空気開口118および146のまわ
りのシールを形成し、Ｏリングシール152は面48に取付
けられてパターン成形空気開口123および147のまわりの
シールを形成し、Ｏリングシール153は面48に取付けら
れてトリガーパイロット空気開口126および149のまわり
のシールを形成する。
スプレーガンバレル141は段付中央開口154を有してい
る。流体ノズル155が開口154にねじ込まれており、流体
チップ156がノズル154にねじ込まれている。空気キャッ
プ50はリテーナ157によってノズル155に対して締付けら
れており、リテーナ157はバレル141の端158上にねじ込
まれている。コーティング材料トリガーバルブ159がノ
ズル組立体49からのコーティング材料の放出を制御する
ように段付開口154および流体155内に取付けられてい
る。トリガーバルブ159はピストン160、ピストンロッド
162、後方ニードルセクション163および前方ニードルセ
クション164を有している。ピストン160およびピストン
シール165は開口154の拡大端161内で摺動自在に取付け
られて開口端161をパイロット空気室166および室167に
分離している。室167は面48にあるベント開口150に至る
流路168を通して大気に連通している。面48にあるパイ
ロット開口149は流路169を通して室166に連通されてい
る。ソレノイド76が作動されると、パイロット空気は室
166に供給されピストン160が室167内のリターンスプリ
ング170の力に抗して動かされる。ピストン160の移動は
ピストンロッド162および後方ニードルセクション163に
よって前方ニードルセクション164に伝達され、前方ニ
ードルセクション164をバルブシート171から流体チップ
156内に移動する。
段付バレル開口154は流体ノズルの内部端173近くに環
状室174を形成している。第13図および第14図に最も良
く示すように、面48にあるコーティング材料開口145は
流路175を通して室174に連結されている。面48にある流
体リターン開口148は流路176を通して室174の直径方向
反対側に連結されている。室174は流体ノズル155の半径
方向流路177を通して、前方ニードルセクション164が配
置された中央室178に連結している。パイロット空気が
ピストン160を移動させかつ前方ニードルセクション164
がシート171から移動すると、コーティング材料は、開
口145から、流路175、室174、流路177および室178を通
してスプレーヘッド41中に流入し、流体チップ156中の
オリフィス179から放出される。
シート180は、室178からの流体漏れを防ぎながら後方
ニードルセクション163が流体ノズル155内の円錐状後方
開口を通して流体ノズル室178中で往復することを可能
にする。ばね182はワッシャ183を押圧しシール180を円
錐状開口181および後方ニードルセクション163に当接さ
せる。
スプレーヘッド41の高電圧コネクタ144は、マニホル
ドコネクタ132上の凹部133および突起134に補足的な複
数の環状突起184および凹部185を有している。中央凹部
186内には、電気接点187がコネクタ132の高電圧電極135
と接続するように配置されている。接点187は、ワイヤ1
88、ばね182、ワッシャ183および後方ニードルセクショ
ン163を通して電極189に電気的に接続されている。好ま
しくは、スプレーヘッド41のすべての他の部品（ばね17
0を除く）は、スプレーガン21の安全性を増加するため
に非導電性材料から製造される。電極189は前方ニード
ルセクション164を貫通し、コーティング材料がオリフ
ィス179から放出され噴霧化されるとき、静電荷をコー
ティング材料に与えるようにオリフィス179を同軸的に
貫通している。
噴霧化空気は開口146においてスプレーヘッド41に入
り流路190および191（第13図および第14図）を通って段
付開口154に形成した環状室192に入る。室192から、噴
霧化空気が流体ノズル155内の複数の流路を通って、流
体ノズル155、流体チップ156および空気キャップ50の間
に形成した環状室194に流入する。噴霧化空気はコーテ
ィング材料オリフィス179を囲む環状オリフィス195を通
して室194から放出される。空気キャップ50は周知の構
造のものでもよく、噴霧化を高めるために室194からの
空気を方向決めする付加的オリフィスを有してもよい。
パターン成形空気、すなわちファン空気は開口147に
おいてスプレーヘッド41に入り、流路196および197を通
って、ガンバレル端158、流体ノズル155、流体チップ15
6およびリテーナ157の間に形成された環状室196に流入
する。室196から、パターン成形空気は空気キャップ流
路197によって噴霧化コーティング材料に向けられ、平
らなまたは楕円ファン形状を材料パターンに与える。
第15図は、本発明のスプレーガンハウジングおよびマ
ニホルドの変形実施例を部分的に切欠いて示す断面図で
ある。スプレーガンハウジングおよびマニホルド198は
スプレーガン21と同様なスプレーガンと共に作動する。
スプレーガンハウジングおよびマニホルド198において
は、バルブ作動ソレノイド76がハウジング36に取付けた
２つのバルブ作動ソレノイド199および200に置換えられ
ている。スプレーヘッド41、マニホルド本体69またはハ
ウジング36には変更がない。バルブカバー124がバルブ
カバー124′に置換えられており、バルブカバー124′は
削除したバルブ作動ソレノイド76用の取付け開口および
流路をなくしており、流路202を通して噴霧化空気バル
ブ116用のパイロット空気入口に連結されたホースコネ
クタ201と、流路203を通してパターン成形空気バルブ用
流路203に連結されたホースコネクタ203と、流路206を
通してトリガー空気流路125に連結されたホースコネク
タ205と、を有している。
バルブ作動ソレノイド199は内部バルブを開放する電
子信号に応答してパイロット空気をホース207、コネク
ター201および流路202に加えて噴霧化空気バルブ116を
作動し、それと同時にホース208、コネクタ203および流
路204にパイロット空気を加えパターン成形空気バルブ1
21を作動する。バルブ作動ソレノイド200は内部バルブ
を開放する電気信号に応答してパイロット空気をホース
209、コネクタ205および流路206を通して流路125に加え
てコーティング材料トリガーバルブを作動する。別個の
バルブ199および200を使用することにより、噴霧化空気
およびパターン成形空気がコーティング材料トリガーバ
ルブを開放する前に与えるために、装置のコントローラ
はバルブ199および200の操作の間に所望の遅れを与える
ようにプログラムできる。
前述の記載から、スプレーガン21はロボットに取付け
るのに適したコンパクトな構造を有する。さらに、コー
ティング材料のトリガー圧力レギュレーション（調
節）、噴霧化空気、パターン成形空気流体リターン用の
バルブがスプレーガンノズル組立体の数インチ（約10数
cm）以内に配置される。パイロット空気を制御する電気
的トリガーと組合さったこの配列は、スプレーガンから
遠隔の位置に配置したバルブを有する装置に対してトリ
ガー時間を著しく減少させる。バルブはスプレーガンに
常に配置されているので、異なったベースにある数個の
ロボット取付け形スプレーガンは同一の応答時間を有す
る。このことにより最初に教示スプレーベースでプログ
ラムを作り、加工片に塗布するコーティングの品質また
は均一性を失うことなく数個の異なったコーティングロ
ボットにプログラムをアップロードすることができる。
操作フレキシビリティが遠隔位置から噴霧化空気および
パターン成形空気を供給する別個のラインを与えること
によって高められる。静電力源がロボットアームの端に
あるスプレーガンハウジング内に配置されて、高電圧ケ
ーブルをロボットアームに沿ってまたは通して配線する
必要性をなくしている。さらに、スプレーガンは最少の
停止時間で保守を容易に行うように設計されている。ス
プレーヘッドは迅速に交換でき、オフライン保守を可能
にする。マニホルド中のコーティング材料レギュレータ
および流体リターンバルブはスプレーガンを取りはずす
ことなしに交換できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のスプレーガンを取付けている産業用
ロボットおよびロボットおよびスプレーガンを制御する
プログラマブルコントローラを有するコーティング装置
の概略図である。 第２図は、本発明のスプレーガンの側面図である。 第３図は、便宜上流体ホースおよび電源回路を省略して
示す、第２図の線3-3に沿ったスプレーガンハウジング
の断面図である。 第４図は、高圧電源モジュールの斜視図である。 第５図は、バルブマニホルドの側面図である。 第６図は、バルブマニホルドの背面図である。 第７図は、第６図の線7-7に沿った断面図である。 第８図は、第６図の線8-8に沿った断面図である。 第９図は、第６図の線9-9に沿った断面図である。 第10図は、第６図の線10-10に沿った部分断面である。 第11図は、スプレーヘッドの背面図である。 第12図は、第11図の線12-12に沿った断面図である。 第13図は、スプレーヘッド本体の側面図である。 第14図は、スプレーヘッド本体を部分的に切欠いて示す
背面図である。 第15図は、スプレーガンハウジングおよびマニホルドの
変形実施例を部分的に切欠いて示す平面図である。 20……自動コーティング装置、21……スプレーガン、22
……ロボット、26……プログラマブルコントローラ、27
……バルブキャビネット、36……ハウジング、39……マ
ニホルド、41……スプレーヘッド、44……高圧モジュー
ル。

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ロボット取付け用スプレーガンにおいて、
    第一端および第二端を有するハウジングと、前記ハウジ
    ングの第一端をロボットに取付ける手段と、前記ハウジ
    ングの第二端を取付けられたバルブマニホルドと、を有
    し、前記ハウジングは前記第一端および第二端の間に流
    体導管用流路を形成しており、前記バルブマニホルドは
    前記ハウジングの外部に第一面と前記ハウジング内に第
    二面とを有しており、トリガーバルブおよびパイロット
    空気の前記トリガーバルブへの適用に応答して液体を放
    出し噴霧化する手段を有するスプレーヘッドを有し、前
    記スプレーヘッドは前記マニホルドの第一面に着脱自在
    に取付けられる本体を有し、前記マニホルドは液体、噴
    霧化空気、パターン成形空気、パイロット空気を前記ス
    プレーガンに供給するための、前記第一面および第二面
    の間に個々の流路を形成しており、噴霧化空気を前記ス
    プレーヘッドに供給するためのパイロット空気に応答す
    る、前記噴霧化空気流路に配置した通常は閉じた第一バ
    ルブ手段と、パターン成形空気を前記スプレーヘッドに
    供給するためのパイロット空気に応答する、前記パター
    ン成形空気流路に配置した通常は閉じた第二バルブ手段
    と、および前記第一バルブ手段および第二バルブ手段に
    同時にパイロット空気を供給しかつ前記トリガーバルブ
    にパイロット空気を供給するためのトリガー信号に応答
    する、前記スプレーガン中の通常は閉じた作動バルブ手
    段と、を有する、ことを特徴とするロボット取付け用ス
    プレーガン。
  2. 【請求項２】請求項１記載のロボット取付け用スプレー
    ガンにおいて、前記通常閉じたパイロットバルブ手段が
    電気トリガー信号に応答することを特徴とするロボット
    取付け用スプレーガン。
  3. 【請求項３】請求項１記載のロボット取付け用スプレー
    ガンにおいて、前記マニホルドが前記コーティング材料
    に配置した空気制御式圧力レギュレータと、前記コーテ
    ィング材料に制御空気を供給して前記スプレーヘッドに
    供給される液体の圧力を制御空気を供給して前記スプレ
    ーヘッドに供給される液体の圧力を制御するための，前
    記マニホルドおよびロボットから遠隔にある手段と、を
    さらに有することを特徴とするロボット取付け用スプレ
    ーガン。
  4. 【請求項４】請求項３記載のロボット取付け用スプレー
    ガンにおいて、前記マニホルドが前記スプレーガンから
    の未噴射液体を取除く流体リターン流路と、前記リター
    ン流路内に配置した空気制御式リターンバルブと、およ
    び前記リターンバルブを作動するように制御空気を供給
    して流体を前記液体流路から前記スプレーヘッドを通し
    て前記リターン流路に流すための、前記マニホルドおよ
    びロボットから遠隔に配置した手段と、をさらに有する
    ことを特徴とするロボット取付け用スプレーガン。
  5. 【請求項５】請求項４記載のロボット取付け用スプレー
    ガンにおいて、前記マニホルドは前記ハウジングの外部
    にありかつ前記第一面および第二面の間に配置した表面
    を有し、前記圧力レギュレータおよび前記リターンバル
    ブは前記外部表面から着脱自在に前記マニホルドに取付
    けられていることを特徴とするロボット取付け用スプレ
    ーガン。
  6. 【請求項６】請求項４記載のロボット取付け用スプレー
    ガンにおいて、前記スプレーヘッド本体、前記ハウジン
    グおよび前記マニホルドは非導電性材料から形成され、
    前記スプレーヘッドは静電荷を噴霧化した液体に与える
    手段を有し、低電圧を静電圧に変換するための、ハウジ
    ング内に取付けた電源をさらに有し、前記マニホルドは
    静電圧を前記電源から受けて前記静電圧を前記スプレー
    ヘッドに加える手段を有することを特徴とするロボット
    取付け用スプレーガン。
  7. 【請求項７】請求項１記載のロボット取付け用スプレー
    ガンにおいて、前記マニホルドおよびロボットから遠隔
    にある位置から噴霧化空気を前記マニホルドの噴霧化空
    気流路に供給する手段と、前記マニホルドおよびロボッ
    トから遠隔にある位置からパターン成形空気を前記マニ
    ホルドのパターン成形流路に供給する手段と、供給され
    る噴霧化空気およびパターン成形空気の圧力を独立して
    制御するための、前記マニホルドおよびロボットから遠
    隔にある手段と、をさらに有することを特徴とするロボ
    ット取付け用スプレーガン。
  8. 【請求項８】請求項１記載のロボット取付け用スプレー
    ガンにおいて、前記通常閉じた作動バルブ手段がパター
    ン空気を前記第一バルブ、第二バルブ、前記トリガーバ
    ルブに同時に供給するための前記マニホルドにある単一
    の電気作動式バルブを有することを特徴とするロボット
    取付け用スプレーガン。
  9. 【請求項９】請求項１記載のロボット取付け用スプレー
    ガンにおいて、前記通常閉じた作動バルブ手段が前記ハ
    ウジング内に配置した第三バルブおよび第四バルブを有
    し、前記第三バルブが電気トリガー信号に応答してパイ
    ロット空気を前記第一バルブおよび第二バルブに同時に
    供給し、前記第四バルブが電気トリガー信号に応答して
    パイロット空気を前記トリガーバルブに供給することを
    特徴とするロボット取付け用スプレーガン。
  10. 【請求項１０】自動コーティング装置において、可動ア
    ームを有するプログラマブルロボットと、前記ロボット
    アームに取付けたスプレーガンと、前記スプレーガンへ
    の噴霧化空気およびコーティング流体の運搬を制御する
    ように前記ロボットアームに支持した電気作動式バルブ
    手段と、前記ロボットアームを駆動して前記スプレーガ
    ンをプログラムした径路に沿って移動させかつ前記スプ
    レーガンがプログラムした径路の所定部分にわたって移
    動させられるとき前記バルブ手段を作動するプログラム
    を格納するプログラマブルコントローラ手段と、を有す
    ることを特徴とする自動コーティング装置。
  11. 【請求項１１】請求項10記載の自動コーティング装置に
    おいて、前記バルブ手段が前記スプレーガンへの噴霧化
    空気の運搬を制御する第一バルブ手段と、前記スプレー
    ガンへのコーティング流体の運搬を制御する第二バルブ
    手段と、を有し、前記プログラマブルコントローラ手段
    が前記第一バルブ手段および第二バルブ手段を選択的に
    作動するプログラムを格納することを特徴とする自動コ
    ーティング装置。
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