專利名稱：靜電涂覆設(shè)備和減少靜電涂覆設(shè)備的涂覆污染的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行靜電涂覆的靜電涂覆設(shè)備和減少靜電涂覆設(shè)備的涂覆污染的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及具有噴槍和支撐該噴槍的機(jī)器人臂的靜電涂覆設(shè)備，以及用于減少機(jī)器人臂被懸浮在空氣中的涂覆材料噴霧污染的方法。
背景技術(shù)：
例如，日本專利申請(qǐng)公開JP-A-6-142561號(hào)公開了一種進(jìn)行靜電涂覆的靜電涂覆設(shè)備。這種靜電涂覆設(shè)備通過將一個(gè)靜電板連接到噴槍和機(jī)器人臂上，來阻止懸浮在空氣中不朝著被涂覆的物體前進(jìn)的涂覆材料噴霧粘附在該噴槍和機(jī)器人臂上，利用該靜電板的靜電斥力，該靜電板被施加與施加于該噴槍上電壓具有相同極性的電壓。
而且，該申請(qǐng)的人申請(qǐng)人還公開了一種通過提供靜電電極防止涂覆材料粘附在噴槍和機(jī)器人臂上的方法，該靜電電極被施加與施加在該噴槍和機(jī)器人臂上的電壓相同極性的電壓(日本專利申請(qǐng)公開JP-A-2006-82064)。而且，還利用針形電極作為靜電電極提高電場(chǎng)強(qiáng)度。
但是，利用靜電板的方法，例如日本專利申請(qǐng)公開JP-A-6-142561號(hào)公開的方法，該機(jī)器人臂能夠采取的姿勢(shì)受到限制，這可能影響涂覆質(zhì)量。在這種情況下，需要附加分開的噴槍和機(jī)器人臂。
而且，當(dāng)利用多個(gè)噴槍進(jìn)行涂覆時(shí)，雖然設(shè)置在每個(gè)噴槍和每個(gè)機(jī)器人臂上的靜電板的確防止被噴射的涂覆材料粘附在進(jìn)行噴射的特定的噴槍和機(jī)器人臂上，但是不防止從一個(gè)噴槍和機(jī)器人臂噴射的涂覆材料粘附在另一噴槍和機(jī)器人臂上。也就是，一個(gè)噴槍和機(jī)器人臂最終被從另一個(gè)噴槍噴射的涂覆材料污染。
還有，機(jī)器人臂接地到零伏，以便增加絕緣距離，增加在該靜電板和該機(jī)器人臂之間的距離是必需的。但是確保這個(gè)距離會(huì)阻止獲得足夠的電場(chǎng)強(qiáng)度。結(jié)果，不能充分防止涂覆材料粘附在噴槍和機(jī)器人臂上。
另一方面，日本專利申請(qǐng)公開JP-A-2006-82064號(hào)公開的結(jié)構(gòu)能夠充分防止涂覆材料粘附于噴槍，但是不能防止粘附于機(jī)器人臂，所以需要更好地防止涂覆材料粘附于機(jī)器人臂。
而且，機(jī)器人臂接地到零伏，所以設(shè)置在機(jī)器人臂上的靜電電極需要設(shè)置在遠(yuǎn)離該機(jī)器人臂的位置，以便增加絕緣距離。但是，這樣阻止了獲得足夠的電場(chǎng)強(qiáng)度。結(jié)果，不能充分防止涂覆材料粘附在噴槍和機(jī)器人臂上。另外，需要將電極設(shè)置在遠(yuǎn)離機(jī)器人臂的位置導(dǎo)致增大整個(gè)涂覆設(shè)備的尺寸，并且還可能與機(jī)器人臂的操縱發(fā)生干擾。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種用于在具有噴槍和支撐該噴槍的機(jī)器人臂的靜電涂覆設(shè)備中防止機(jī)器人臂被懸浮在空氣中并不向著被涂覆物體前進(jìn)的涂覆材料噴霧所污染的工藝。
本發(fā)明的第一方面涉及一種涂覆設(shè)備，該設(shè)備具有將涂覆材料噴射到被涂覆物體上的噴槍，和相對(duì)于該被涂覆物體移動(dòng)該噴槍的機(jī)器人臂，并且該設(shè)備構(gòu)造成對(duì)該噴槍中的涂覆材料施加電壓。與施加于涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于該機(jī)器人臂的表面。
根據(jù)第一方面，該機(jī)器人臂本身被充電，使得形成離開該機(jī)器人臂延伸的電磁力線。結(jié)果，在該機(jī)器人臂周圍形成排斥該涂覆材料噴霧并被該涂覆材料噴霧排斥的電場(chǎng)勢(shì)壘，因而使得能夠防止懸浮在空氣中的涂覆材料噴霧粘附在該機(jī)器人臂上。
該機(jī)器人臂包括第一臂部和第二臂部，在一個(gè)端部該噴槍安裝在該第一臂部上，該第二臂部在一個(gè)端部連接于該第一臂部的另一端部、并絕緣該第一臂部和接地側(cè)之間的電連接的，并且與施加于該涂覆材料的電壓相同極性的電壓可以被施加于該第一臂部的表面。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠保持恒定電壓施加于第一臂部的狀態(tài)。
該第二臂部可以由具有電絕緣性質(zhì)的部件構(gòu)成。
該第二臂部可以用樹脂件構(gòu)成。
根據(jù)第二臂部的上述結(jié)構(gòu)，能夠絕緣該第一臂部和接地側(cè)之間的電連接。
與施加于涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于其上的第一電極可以設(shè)置在該第一臂部外周邊上。
第一臂部的這種結(jié)構(gòu)使得能夠形成排斥圍繞在該第一電極(即第一臂部)周圍的涂覆材料噴霧并被該涂覆材料噴霧排斥的電場(chǎng)勢(shì)壘。
與施加于涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于其上的第一針形電極可以突起地設(shè)置在該第一靜電電極上。
第一靜電電極的這種結(jié)構(gòu)使得能夠在該第一針形電極周圍形成很強(qiáng)的靜電電場(chǎng)。
該第一靜電電極可以是以環(huán)形形狀形成的環(huán)形電極，其中相對(duì)于該第一臂部的縱向的截面具有尖角的末端部分。
與施加于涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于其上的第二電極可以設(shè)置在噴槍的外周邊上。
噴槍的這種結(jié)構(gòu)使得能夠形成排斥該噴槍周圍的涂覆材料噴霧并被該霧狀的涂覆材料排斥的電場(chǎng)勢(shì)壘。
該第二靜電電極可以是第二針形電極。
該第二靜電電極的結(jié)構(gòu)使得能夠在該噴槍周圍形成很強(qiáng)的靜電電場(chǎng)。
第二針形電極的長(zhǎng)度可以根據(jù)鐘形罩的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置，該鐘形罩以可旋轉(zhuǎn)方式被驅(qū)動(dòng)并且使涂覆材料霧化。
給噴槍施加電壓的第一電源和給機(jī)器人臂施加電壓的第二電源可以是分別的電源。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以設(shè)定在噴槍和機(jī)器人臂每個(gè)位置施加的電壓值。根據(jù)涂覆材料噴霧的懸浮狀態(tài)和該涂覆材料噴霧在噴槍和機(jī)器人臂上的粘附狀態(tài)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)電壓值能夠有效地防止污染。
第一電源和第二電源可以輸出電壓值獨(dú)立設(shè)定的電壓。
本發(fā)明的第二方面涉及一種用于減少靜電涂覆設(shè)備污染的方法，該設(shè)備具有將涂覆材料噴射到被涂覆物體上的噴槍，和相對(duì)于被涂覆的物體移動(dòng)該噴槍的機(jī)器人臂，并且該設(shè)備構(gòu)造成對(duì)該噴槍中的涂覆材料施加電壓。這種減少涂覆污染的方法包括將與施加于涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于該機(jī)器人臂的表面的步驟。
根據(jù)第二方面，能夠有效地防止涂覆材料粘附到機(jī)器人臂。
減少污染的方法還可以包括將與施加于涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于設(shè)置在該噴槍外周邊上的靜電電極的步驟。
該步驟能夠有效地防止涂覆材料粘附到該噴槍。


從下面結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述本發(fā)明的前述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得很明白，其中同樣的數(shù)字用于表示同樣的零部件，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的靜電涂覆設(shè)備結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是示出由施加的電壓形成在噴槍和機(jī)器人臂周圍的電磁力線的視圖；圖3是示出噴槍和機(jī)器人臂的結(jié)構(gòu)的視圖；圖4是示出第二臂部的結(jié)構(gòu)的視圖；圖5是示出環(huán)形電極和針形電極的側(cè)剖視圖；圖6是示出弱電流與機(jī)器人臂與被涂覆物體之間距離之間的關(guān)系的視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述實(shí)施本發(fā)明的模式。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明示例性的實(shí)施例的靜電涂覆設(shè)備1具有將涂覆材料噴射于被涂覆物體9的噴槍2，和相對(duì)于該被涂覆物體移動(dòng)該噴槍2的機(jī)器人臂3。這種靜電涂覆設(shè)備1構(gòu)造能夠用該噴槍2將電壓施加于涂覆材料(即，涂覆材料噴霧)，并且與施加于涂覆材料的電壓相同極性的電壓被施加于該機(jī)器人臂3(即第一臂部3a)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，該機(jī)器人臂3a(見圖2)自身被充電，使得形成離開該第一臂部3a的表面延伸的電磁力線m1(見圖2)。結(jié)果，在該機(jī)器人臂3的周圍形成排斥涂覆材料噴霧并被該涂覆材料噴霧排斥的電場(chǎng)勢(shì)壘，因此，能夠防止懸浮在空氣中的涂覆材料噴霧粘附在該機(jī)器人臂3上。
以下將詳細(xì)描述該結(jié)構(gòu)。如圖1所示，該機(jī)器人臂3包括豎直臂3A和水平臂3B，該豎直臂3A的下部以可旋轉(zhuǎn)方式連接于底座31，該水平臂3B的后端部以可旋轉(zhuǎn)方式連接于該豎直臂3A上部。該機(jī)器人臂3通過該豎直臂3A和水平臂3B在它們各自的樞轉(zhuǎn)支點(diǎn)上旋轉(zhuǎn)相對(duì)于被涂覆物體9移動(dòng)設(shè)置在該水平臂3B末端的噴槍2。
還是如圖1所示，該水平臂3B包括第一臂部3a、第二臂部3b和第三臂部3c。該第一臂部3a在其末端部分連接于該噴槍2的連接圓柱體2a。該第二臂部3b在其末端部分連接于第一臂部3a，并且該第三臂部3c在其末端部分連接于第二臂部3b，并且在其另一個(gè)末端部分以可旋轉(zhuǎn)方式連接于豎直臂3A。而且，該第三臂部3c經(jīng)由豎直臂3A接地(即連接于大地或地面)。
另外，如圖1和圖3所示，兩個(gè)柔性部分33a和33b(見圖3)設(shè)置在第一臂部3a上，使得第一臂部3a在這兩個(gè)柔性部分33a和33b的每個(gè)能夠彎曲。結(jié)果，噴槍2能夠沿著圖中的順時(shí)針方向或反時(shí)針方向改變其角度。而且，具有噴槍連接于其末端的該連接圓柱體2a構(gòu)造成沿著軸向相對(duì)于第一臂部3a旋轉(zhuǎn)，因此使噴槍2能夠繞該連接圓柱體2a的軸線改變其角度。以這種方式，該噴槍2相對(duì)于被涂覆物體9的角度可以自由設(shè)置。
還有，如圖1至圖3所示，來自高壓電纜6b的高電壓輸入第一臂部3a，并且與施加于該噴槍2的電壓相同極性的電壓被施加于該第一臂部3a的整個(gè)外周表面。而且，如圖1所示，該高壓電纜6b連接于設(shè)置在第二臂部3b中的級(jí)聯(lián)電路7b。由電壓發(fā)生器5b產(chǎn)生的電壓經(jīng)由電壓電纜15b輸入該級(jí)聯(lián)電路7b，并且然后該高電壓從這個(gè)級(jí)聯(lián)電路7b輸入該高壓電纜6b。
另外，在圖1至圖3所示的示例性結(jié)構(gòu)中，與施加于涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于其上的環(huán)形電極8(即環(huán)形靜電電極)設(shè)置在該第一臂部3a的外周邊上。通過對(duì)該環(huán)形電極8施加電壓，電壓施加于整個(gè)第一臂部3a，該電壓形成延伸離開該第一臂部3a的表面電磁力線m1。而且，該電磁力線m1在該第一臂部3a周圍形成電場(chǎng)勢(shì)壘，該電場(chǎng)勢(shì)壘排斥在其上被施加負(fù)電壓的涂覆材料噴霧并被該涂覆材料噴霧排斥(見圖2)。
另外，環(huán)形電極8具有方形截面形狀，如圖5所示，但是，它不限于此?？蛇x地，該環(huán)形電極的截面形狀可以是三角形或多邊形的等。唯一的要求是其截面具有尖角的末端部分8b(即尖銳的邊緣)。而且，只要該環(huán)形電極8是環(huán)形形狀，就能夠形成徑向地朝著該環(huán)形電極8的外面的均勻的電場(chǎng)，如圖3所示。另外，除了這種連續(xù)的環(huán)形形狀，多個(gè)電極也可以以等距離間隔設(shè)置在該第一臂部3a的外周邊上。
此外，如圖3所示，約為50kv的直流電壓施加于形成第一臂部3a的位置II和III之間的第一臂部3a。而且，該第一臂部3a由金屬圓柱形件構(gòu)成，所以均勻的電壓施加于該第一臂部3a。
還有，該第一臂部3a經(jīng)由具有絕緣性質(zhì)的第二臂部3b連接于第三臂部3c，第一臂部3a與接地的第三臂部3c電絕緣，所以電壓能夠如上所述施加于第一臂部3a。
還有，如圖3所示，多個(gè)圓錐狀針形電極8a從環(huán)形電極8以朝徑向外面徑向地突起的形式設(shè)置在該環(huán)形電極8上。除了如圖3所示與該環(huán)形電極8的軸向垂直地突起的針形電極8a之外，它們也可以設(shè)置成使它們向前(朝著該噴槍2)或向后(離開該噴槍2)傾斜。所有的針形電極8a具有同樣的結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)可能時(shí)為了方面起見下面只涉及單個(gè)環(huán)形電極的形式。
此外，如圖2所示，針形電極8a形成從該針形電極8a沿著離開該環(huán)形電極8的方向延伸的電磁力線m2。還有，這種電磁力線m2在第一臂部3a(即該環(huán)形電極8)的周圍形成排斥該涂覆材料噴霧并被該涂覆材料噴霧排斥的電場(chǎng)勢(shì)壘，該涂覆材料噴霧施加有伏電壓(見圖2)。
還有，如圖3所示，施加于針形電極8a的電壓是負(fù)極性電壓，即與施加于第一臂部3a的電壓，約為50kv的直流電壓，具有相同的極性。
另外，如圖5所示，使針形電極8a的末端部分成尖角對(duì)于形成高電壓電磁力線m2是有效的。該尖角的末端還能夠形成強(qiáng)電場(chǎng)。因此，該針形電極8a的末端形狀不特別限于圓錐形。即針形電極8a的末端可以是另外的形狀，只要它是尖角的(即具有尖銳的邊緣)即可。因此，例如該末端可以形成為分成多個(gè)尖點(diǎn)。導(dǎo)電刷可以安裝在該環(huán)形電極8的外周表面上。而且，根據(jù)靜電涂覆設(shè)備1的技術(shù)要求等，該結(jié)構(gòu)也可以僅僅設(shè)置環(huán)形電極8，而不設(shè)置針形電極8a。
此外，如圖3所示，考慮到針形電極8a從第一臂部3a伸出長(zhǎng)度L(以下稱為“伸出長(zhǎng)度L”)，該伸出長(zhǎng)度L必需足夠長(zhǎng)以便當(dāng)電壓沒有施加與該第一臂部3a時(shí)防止由于流過該針形電極8a和該第一臂部3a之間的電能引起打火花(即可能引起著火的放電)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，如上所述，電壓施加于該第一臂部3a，所以這種類型的打火花問題不會(huì)發(fā)生。
另外，因此在減少伸出長(zhǎng)度L的同時(shí)能夠有效地形成高壓電磁力線m2。結(jié)果，整個(gè)第一臂部3a的外徑能夠減小，這樣使設(shè)備更加緊湊。
此外，如圖3所示，在環(huán)形電極8上設(shè)置針形電極8a使得能夠形成這樣的條件，即當(dāng)機(jī)器人臂8(即第一臂部3a)不正常地接近靠近接地的臂涂覆物體9時(shí)，更容易使弱電流在被涂覆物體9和環(huán)形電極8之間流動(dòng)。
圖6是示出這種弱電流與該機(jī)器人臂3和被涂覆物體9之間距離之間的關(guān)系的曲線圖。這個(gè)曲線圖示出電流值為A2的弱電流在具有針形電極8a的結(jié)構(gòu)中在距離D2流動(dòng)。這里，在具有針形電極8a的結(jié)構(gòu)中，在距離D2檢測(cè)到電流A2，因此能夠檢測(cè)到機(jī)器人臂3的不正常的靠近。另一方面，在沒有針形電極8a的結(jié)構(gòu)中，僅具有電流值A(chǔ)1的弱電流流到距離D2，這個(gè)電流值A(chǔ)1很難檢測(cè)到。在這種情況下，如果電流A2在D1處檢測(cè)到并且機(jī)器人臂3在到達(dá)D1之前變成不正?？拷煌扛参矬w9，其后電流值突然增大，這樣可能產(chǎn)生火花并且可能著火。
從上面的描述清楚地知道，利用針形電極8a更容易使弱電流流動(dòng)使得當(dāng)機(jī)器人臂3不正常地靠近被涂覆物體9時(shí)該電流能夠較容易被檢測(cè)。換句話說，設(shè)置針形電極8a使電流能夠更加容易在該機(jī)器人臂3和被涂覆物體9之間流動(dòng)，因而增大不正常接近的檢測(cè)靈敏度并提高安全性。
還有，如圖1、圖3和圖4所示，具有電絕緣性質(zhì)的該圓柱形第二臂部3b設(shè)置在該第一臂部3a和第三臂部3c之間。第二臂部3b的材料是具有電絕緣性值的高電阻的樹脂例如聚酰胺(例如1010Ω或更高)。結(jié)果，第一臂部3a和接地的第三臂部3c被第二臂部3b電絕緣。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，如圖3所示，第二臂部3b的電阻阻止電流在形成該第二臂部3b的從位置III到位置IV的區(qū)域內(nèi)流動(dòng)，并且使約為50kv的直流電壓能夠施加于形成該第一臂部3a的位置II和位置III之間的區(qū)域。
在這里，如果第一臂部3a和第三臂部3c不被第二臂部3b絕緣，那么由于第三臂部3c接地不可能保持恒定的電壓施加于第一臂部的狀態(tài)。為此，如上所述由第二臂部3b提供電絕緣。
如上所述，機(jī)器人臂3包括第一臂部3a和第二臂部3b，該第一臂部3a在末端部分連接于噴槍，該第二臂部3b在末端部分連接于該第一臂部3a并且使在該第一臂部3a和接地側(cè)之間的電連接絕緣。該機(jī)器人臂3構(gòu)造成使得與施加于涂覆材料的電壓相同極性的電壓被施加在該第一臂部3a的表面。
還有，從防止涂覆材料噴霧粘附的觀點(diǎn)，該第二臂部3b的材料可以是具有低吸水率的樹脂，例如聚酰胺。另外，從強(qiáng)度的觀點(diǎn)，該第二臂部3b的材料可以是具有高機(jī)械強(qiáng)度(即不容易扭轉(zhuǎn)或彎曲)的樹脂，例如聚酰胺。
還有，如圖4所示，為了使該第一臂部3a與第三臂部3c絕緣，設(shè)置在該第一臂部3a內(nèi)用于使該第一臂部3a撓曲并旋轉(zhuǎn)該噴槍2的連接圓柱體2a的第一驅(qū)動(dòng)軸24也必須與第三臂部3c側(cè)上的驅(qū)動(dòng)軸26絕緣，該驅(qū)動(dòng)軸用作第一驅(qū)動(dòng)軸24的驅(qū)動(dòng)源。
因此，設(shè)置在該第一臂部3a側(cè)上并傳輸改變?cè)搰姌?的角度的驅(qū)動(dòng)力的該第一驅(qū)動(dòng)軸24，由用諸如聚酰胺的具有高電阻(例如1010Ω或更高)的樹脂制造的第二驅(qū)動(dòng)軸25連接于設(shè)置在該第三臂部3c側(cè)上的第三驅(qū)動(dòng)軸26，以便該第一驅(qū)動(dòng)軸24和第三驅(qū)動(dòng)軸26相互電絕緣。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，即便第一臂部3a和第一驅(qū)動(dòng)軸24電連接使得電力能夠在它們之間流動(dòng)，該電力向第三驅(qū)動(dòng)軸26的流動(dòng)被該第二驅(qū)動(dòng)軸25所阻擋，因此，能夠保持恒定電壓施加到第一臂部3a的狀態(tài)。
另外，從強(qiáng)度的觀點(diǎn)，第二驅(qū)動(dòng)軸25的材料優(yōu)選是具有機(jī)械強(qiáng)度(即，不容易扭轉(zhuǎn)或彎曲)的樹脂，例如聚酰胺。而且，在驅(qū)動(dòng)軸24、25和26的連接部分可以采用金屬齒輪，以確保足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
此外，如圖3所示，噴槍2在主殼體20的末端具有成形空氣環(huán)21和設(shè)置在該成形空氣環(huán)21內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的鐘形罩22。還有，該鐘形罩22的末端部分從該成形空氣環(huán)21里面伸到外面。通過旋轉(zhuǎn)的鐘形罩22的離心力被霧化的涂覆材料被從該成形空氣環(huán)21吹出的成形空氣推向被涂覆物體9。
此外，如圖1至圖3所示，高電壓從該電壓電纜6a輸入該噴槍2，以便該高電壓施加在被該噴槍2的鐘形罩22霧化的涂覆材料上。而且，如圖1所示，該電壓電纜6a連接于設(shè)置在第二臂部3b中的級(jí)聯(lián)電路7a。由電壓發(fā)生器5a產(chǎn)生的電壓經(jīng)由電壓電纜15a輸入該級(jí)聯(lián)電路7a，然后來自級(jí)聯(lián)電路7a的高電壓被輸入到高電壓電纜6a。
在這里，如圖3所示，施加于涂覆材料的電壓是負(fù)極性電壓，即與施加于該第一臂部3a的電壓，約為90kv的直流電壓，具有相同極性。用于將電壓施加于在該噴槍2中被霧化的涂覆材料的裝置的結(jié)構(gòu)不具體限定，并且可以用已知的裝置結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
如圖2所示，靜電場(chǎng)(電磁力線m3)形成在電壓施加于其上該霧化的涂覆材料和接地的被涂覆物9之間。該霧化的涂覆材料在被來自從該成形空氣環(huán)21的空氣噴孔吹出的成形空氣的力推動(dòng)的同時(shí)沿著該靜電場(chǎng)的電磁力線m3飛行。
還是如圖3所示，多個(gè)具有徑向錐形末端的針形電極23以從該成形空氣環(huán)21伸向徑向外側(cè)的方式設(shè)置在該成形空氣環(huán)21上。所有的針形電極具有同樣的結(jié)構(gòu)，因此為了簡(jiǎn)便在可能時(shí)下面只涉及單個(gè)針形電極形式。
另外，使針形電極23的長(zhǎng)度在鐘形罩22以低速旋轉(zhuǎn)時(shí)較短，而在鐘形罩22以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)較長(zhǎng)，這能夠防止涂覆材料噴霧粘附，而不妨礙從該噴槍2噴射的該涂覆材料的噴射模式。
還有，除了如圖3所示垂直于該主殼體20的軸向伸出的針形電極23，該針形電極也可以設(shè)置成使它向前(朝著該鐘形罩22)或向后(離開該鐘形罩22)傾斜。還有，作為對(duì)設(shè)置在成形空氣環(huán)21上的針形電極的一種選擇，其也可以設(shè)置成從該主殼體20的外周邊伸出。
此外，離開該成形空氣環(huán)21(即噴槍2)延伸的電磁力線m4由該針形電極23形成，如圖2所示。該電磁力線m4環(huán)繞該噴槍2形成電場(chǎng)勢(shì)壘，該勢(shì)壘排斥該涂覆材料噴霧并被涂覆材料噴霧排斥。此外，如圖3所示，施加于該針形電極23的電壓是負(fù)極性電壓，即與施加于該第一臂部3a的電壓，約為90kv直流電壓，具有相同極性。
而且，如圖5所示，使該針形電極23的末端成尖角，對(duì)于形成高壓電磁力線m4是有效的。尖角的末端也能夠形成強(qiáng)電場(chǎng)。因此，針形電極23末端的形狀不具體限定于錐形。即，針形電極23的末端可以是另一種形狀，只要它為尖角(即，具有尖銳的邊緣)即可。因此，該末端可以形成為分成多個(gè)尖點(diǎn)。
而且，如圖3所示，約為90kv的直流電壓在靠近位置I的鐘形罩22施加于霧化的涂覆材料。約為90kv的直流電壓在同一位置同樣施加于該針形電極23。還有，約為50kv的直流電壓施加于形成該第一臂部3a的位置II和III之間的區(qū)域。
而且，如圖3所示，噴槍2的主殼體20和連接圓柱體2a由具有高電阻的樹脂等制造，結(jié)果電壓降(接近于零)遠(yuǎn)離位置I。例如，在針形電極23附近約為90kv的直流電壓施加于在連接圓柱體2a，并且，當(dāng)接近位置II時(shí)，電壓從80kv降低到70kv至60kv，以便當(dāng)?shù)竭_(dá)位置II時(shí)施加約為50kv的直流電壓。
而且如圖3所示，約為50kv的直流電壓施加于靠近第二臂部3b和第一臂部3a之間的邊界上的位置III的第二臂部3b。然后該電壓在第二臂部3b和第三臂部3c之間的邊界上的位置IV附近降至零。
而且，如圖1所示將電壓輸入該噴槍2的高壓電纜6a和將電壓輸入第一臂部3a的高壓電纜6b分別連接于用作它們各自的電源的分別的電壓發(fā)生器5a和5b。即，施加電壓于噴槍2(即針形電極23)的電源(即高電壓發(fā)生器5a)和施加電壓于第一臂部3a(即針形電極8a)的電源(即高電壓發(fā)生器5b)是分別的電源。
因此，從每個(gè)高壓電纜6a和6b輸入的電壓值可以單獨(dú)設(shè)定，所以輸入每個(gè)位置I到III的電壓能夠設(shè)置成希望的值。使在位置I到III輸入的電壓值能夠以這種方式設(shè)定，使得電壓值能夠根據(jù)涂覆材料噴霧的懸浮狀態(tài)和涂覆材料噴霧在噴槍2和機(jī)器人臂3上的粘附狀態(tài)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)，因此有效地減少污染。而且，電壓施加在其上的區(qū)域也能夠根據(jù)第一臂部3a和第二臂部3b的長(zhǎng)度設(shè)置，這也有效地減少污染。
還有，如圖3所示，噴槍2的主殼體20和連接圓柱體2a的表面均由具有高電阻的樹脂制造，因此電壓從針形電極23逐漸降低(接近零)。另一方面，基本上恒定的電壓通過對(duì)其表面施加金屬涂層也可以施加于主殼體20和連接圓柱體2a。因此，根據(jù)該主殼體20和連接圓柱體2a等的表面材料(即樹脂或金屬)，能夠設(shè)定施加于每個(gè)部分上的電壓分布。因此，根據(jù)涂覆材料噴霧的懸浮狀態(tài)和涂覆材料噴霧在噴槍2和機(jī)器人臂3上的粘附狀態(tài)能夠適當(dāng)?shù)剡x擇表面材料，因而有效地防止污染。
上述結(jié)構(gòu)也能夠獲得下述效果。首先如圖1至圖3所示，從噴槍2噴射的涂覆材料通過在負(fù)高電壓施加于其上的噴槍2和接地的被涂覆物體9之間形成的電場(chǎng)而被涂覆在被涂覆物體9上。與噴槍2一樣，負(fù)高電壓也施加在針形電極23上，所以靜電場(chǎng)也形成在該針形電極23周圍。結(jié)果，懸浮在該針形電極23(成形空氣環(huán)21)附近的涂覆材料噴霧被靜電地推斥并推到被涂覆物9一側(cè)，這樣不僅防止它粘附于該噴槍2的主殼體20和連接圓柱體2a，也防止它粘附于機(jī)器人臂3。
另外，如圖1至圖3所示，與噴槍2一樣，負(fù)高電壓還施加于第一臂部3a，所以靜電場(chǎng)也形成在該第一臂部3a周圍。結(jié)果懸浮在該第一臂部3a附近的涂覆材料噴霧被靜電地推斥并推到被涂覆物9一側(cè)，這樣防止它粘附于該機(jī)器人臂3的第一臂部3a。而且，以這種方式，電場(chǎng)勢(shì)壘由電磁力線m1和m2形成在該第一臂部3a周圍，該電場(chǎng)勢(shì)壘排斥負(fù)電壓已經(jīng)施加于其上的涂覆材料噴霧并且被該涂覆材料噴霧排斥(圖2)。這種電場(chǎng)勢(shì)壘防止涂覆材料噴霧粘附于第一臂部3a。
還有，在圖1所示的靜電涂覆設(shè)備1中，對(duì)噴槍2(即針形電極23)施加電壓的電源(即高電壓發(fā)生器5a)和對(duì)第一臂部3a(即針形電極8a)施加電壓的電源(即高壓發(fā)生器5b)是分別的電源，所以能夠在每個(gè)高壓發(fā)生器5a和5b中提供安全電路。結(jié)果，即便在一個(gè)(例如噴槍2)中發(fā)生異常，例如，如果過大的電流流過一個(gè)(例如噴槍2)中，電壓也能夠繼續(xù)供給另一個(gè)(例如第一臂部3a)。
也可以從公用的高電壓發(fā)生器向噴槍2和第一臂部3a兩者供給電壓。在這種情況下，如果必要，用于兩個(gè)系統(tǒng)的安全電路可以設(shè)置在一個(gè)高電壓發(fā)生器中。因此，即便在一個(gè)中發(fā)生異常，如上所述，電壓能夠繼續(xù)供給另一個(gè)。
還有，不僅在前表面一側(cè)(即具有被涂覆物體的一側(cè))產(chǎn)生電磁力，事實(shí)上由相關(guān)靜電涂覆設(shè)備中的靜電板，而且也徑向地產(chǎn)生電磁力。因此，即便機(jī)器人臂快速移動(dòng)，涂覆材料噴霧被靜電地推斥，因此減少由涂覆材料粘附到機(jī)器人臂而引起的污染。此外，由于沒有靜電板，機(jī)器人臂的移動(dòng)不像事實(shí)上當(dāng)設(shè)置靜電板時(shí)那樣被阻礙(也就是說，靜電板與涂覆操作相干涉)。結(jié)果能夠提高機(jī)器人臂移動(dòng)的自由度和噴槍2移動(dòng)的速度。
還有，如圖2所示，對(duì)針形電極23、針形電極8a和第一臂部3a施加高電壓在很寬的區(qū)域形成靜電場(chǎng)(從每個(gè)位置形成徑向延伸的電磁力線m1、m2和m4)。因此，即便在噴射涂覆材料之后噴槍2快速移動(dòng)，懸浮的涂覆材料噴霧也能被形成在該很寬區(qū)域的電場(chǎng)推向被涂覆物體9。結(jié)果，防止涂覆材料噴霧粘附到機(jī)器人臂3等，因此能夠減少污染。
還有，這種靜電場(chǎng)在噴槍2和機(jī)器人臂3(即第一臂部3a)周圍形成排斥該涂覆材料噴霧并被該涂覆材料噴霧排斥的電場(chǎng)勢(shì)壘。即便在噴射涂覆材料之后快速移動(dòng)噴槍時(shí)，該電場(chǎng)勢(shì)壘也能夠防止涂覆材料噴霧粘附到噴槍2等上。
此外，如上所述，這個(gè)示例性實(shí)施例是用于減少靜電涂覆設(shè)備的涂覆材料污染的方法，該靜電涂覆設(shè)備包括將涂覆材料噴射到被涂覆物體9上的噴槍2和相對(duì)于該被涂覆物體9移動(dòng)該噴槍2的機(jī)器人臂3，并且其構(gòu)造成對(duì)該噴槍2中的涂覆材料(即涂覆材料噴霧)施加電壓。這種用于減少涂覆污染的方法通過對(duì)機(jī)器人臂3施加與施加于涂覆材料的電壓同極性的電壓來防止涂覆材料粘附于該機(jī)器人臂3(即第一臂部3a)。根據(jù)這種方法，能夠減少?zèng)]有采取具體的防涂覆污染措施的機(jī)器人臂3自身的涂覆污染。結(jié)果，也能夠減少機(jī)器人臂3需要清潔的次數(shù)。此外，也能夠減少由滴下的粘附的涂覆材料引起的涂覆問題，因此能夠提高涂覆質(zhì)量。
雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于該示例性實(shí)施例或結(jié)構(gòu)。此外，雖然在各實(shí)施例和結(jié)構(gòu)中示出實(shí)例性實(shí)施例的各種示例性的元件，但是包括更多或更少或僅僅單個(gè)元件的各種組合和構(gòu)造也屬于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種靜電涂覆設(shè)備，其具有將涂覆材料噴射到被涂覆物體(9)上的噴槍(2)，和相對(duì)于該被涂覆物體(9)移動(dòng)該噴槍(2)的機(jī)器人臂(3)，并且該設(shè)備構(gòu)造成對(duì)該噴槍(2)中的涂覆材料施加電壓，其特征在于與施加于該涂覆材料的電壓同極性的電壓施加于該機(jī)器人臂(3)的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電涂覆設(shè)備，其中該機(jī)器人臂(3)包括第一臂部(3a)和第二臂部(3b)，在該第一臂部(3a)上該噴槍(2)安裝在一個(gè)端部，該第二臂部(3b)在一個(gè)端部連接于該第一臂部(3a)的另一端部、并使在該第一臂部(3a)和接地側(cè)之間的電連接絕緣；并且與施加于該涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于該第一臂部(3a)的表面。
3.如權(quán)利要求2所述的靜電涂覆設(shè)備，其中該第二臂部(3b)由具有電絕緣性質(zhì)的部件構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2或3所述的靜電涂覆設(shè)備，其中該第二臂部(3b)由樹脂件構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求2或3所述的靜電涂覆設(shè)備，其中與施加于該涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于其上的第一靜電電極(8)設(shè)置在該第一臂部(3a)的外周邊上。
6.如權(quán)利要求5所述的靜電涂覆設(shè)備，其中與施加于該涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于其上的第一針形電極(8a)突起地設(shè)置在該第一靜電電極(8)上。
7.如權(quán)利要求5所述的靜電涂覆設(shè)備，其中該第一靜電電極(8)是以環(huán)形形狀形成的環(huán)形電極，其中關(guān)于該第一臂部(3a)縱向的截面具有尖角的末端部分(8b)。
8.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的靜電涂覆設(shè)備，其中與施加于該涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于其上的第二靜電電極(23)設(shè)置在該噴槍(2)的外周邊上。
9.如權(quán)利要求8所述的靜電涂覆設(shè)備，其中該第二靜電電極(23)是第二針形電極。
10.如權(quán)利要求9所述的靜電涂覆設(shè)備，其中該第二針形電極的長(zhǎng)度根據(jù)該鐘形罩(22)的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置，該鐘形罩(22)以可旋轉(zhuǎn)方式被驅(qū)動(dòng)并且使該涂覆材料霧化。
11.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的靜電涂覆設(shè)備，其中對(duì)該噴槍(2)施加電壓的第一電源(7a)和對(duì)該機(jī)器人臂(30施加電壓的第二電源(7b)是分開的電源。
12.如權(quán)利要求11所述的靜電涂覆設(shè)備，其中該第一電源(7a)和第二電源(7b)輸出電壓值獨(dú)立設(shè)置的電壓。
13.一種用于減少靜電涂覆設(shè)備的涂覆污染的方法，該涂覆設(shè)備具有將涂覆材料噴射到被涂覆物體(9)上的噴槍(2)，和相對(duì)于該被涂覆物體(9)移動(dòng)該噴槍(2)的機(jī)器人臂(3)，并且該設(shè)備構(gòu)造成對(duì)該噴槍(2)中的涂覆材料施加電壓，其特征在于包括如下步驟將與施加于該涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于該機(jī)器人臂(3)的表面。
14.如權(quán)利要求13所述的減少靜電涂覆設(shè)備的涂覆污染的方法，還包括如下步驟將與施加于該涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于設(shè)置在該噴槍(2)外周邊上的靜電電極(23)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在具有噴槍和支撐該噴槍的機(jī)器人臂的靜電涂覆設(shè)備中，減少機(jī)器人臂被懸浮在空中并不向著被涂覆物體前進(jìn)的涂覆材料霧滴污染的新穎的方法。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的靜電涂覆設(shè)備(1)具有將涂覆材料噴射到要被涂覆的物體(9)上的噴槍(2)，和相對(duì)于該要被涂覆的物體(9)移動(dòng)該噴槍(2)的機(jī)器人臂(3)，并且該設(shè)備構(gòu)造成對(duì)該噴槍(2)中的涂覆材料(涂覆材料霧滴)施加電壓，與施加于該涂覆材料的電壓相同極性的電壓施加于該機(jī)器人臂(3)(即第一臂部(3a))的表面。
文檔編號(hào)B25J9/00GK1927471SQ20061012907
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者榊原正人, 中村尚范, 花井陽一, 鷲頭慎一 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社