垂下式塗装装置および塗装システム
【課題】貨物槽の内面または供給部が損傷するのを防止しつつ安定した塗装を行う。
【解決手段】垂下式塗装装置（１０）は、槽（８００）の上面に形成された開口部（９２０）を通って垂下された支柱（１１）と、支柱に沿って昇降可能であって支柱周りに回動可能な塗装装置本体（１２）と、槽の寸法データを記憶する記憶部（１０１）と、塗装装置本体全体にわたって配置された複数の監視点のそれぞれと、記憶部に記憶された槽との間の最短距離を所定周期毎に算出する算出部（１０２）と、算出部により算出された複数の最短距離のうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合には前記塗装装置本体の動作を停止させる動作停止部（１０３）とを含む。
【解決手段】垂下式塗装装置（１０）は、槽（８００）の上面に形成された開口部（９２０）を通って垂下された支柱（１１）と、支柱に沿って昇降可能であって支柱周りに回動可能な塗装装置本体（１２）と、槽の寸法データを記憶する記憶部（１０１）と、塗装装置本体全体にわたって配置された複数の監視点のそれぞれと、記憶部に記憶された槽との間の最短距離を所定周期毎に算出する算出部（１０２）と、算出部により算出された複数の最短距離のうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合には前記塗装装置本体の動作を停止させる動作停止部（１０３）とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に油槽船内に形成された貨物槽、例えば油槽の内面を塗装するのに用いられる垂下式塗装装置およびそのような塗装装置を備えた塗装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
中型および大型船舶内には鋼板製貨物槽、例えば油槽が甲板の下方に形成されている。このような貨物槽の内部空間は高さが約１５ｍから２０ｍで幅および奥行が約１０ｍから２０ｍであり、比較的大きい。このような貨物槽の内面を塗装する塗装作業はブラスト作業と清掃作業と塗布作業とを含んでいる。
【０００３】
はじめに研掃材を貨物槽の内面に高速投射することにより貨物槽内面の付着物を除去するブラスト作業を行う。次いで目視によるブラスト検査を行った後に、研掃材を回収すると共に貨物槽内面を清掃する清掃作業を行う。次いで塗装剤を貨物槽内面に塗布すると共に塗布された塗膜を目視検査することを含む塗布作業を行うことにより塗装作業を完了する。
【０００４】
特許文献１には、そのような塗装作業を行うための塗装装置が開示されている。特許文献１に開示される塗装装置は垂下式であり、台板上に設置された昇降部と、台板に形成された開口部を通じて昇降部によって台板下方に位置する穴の鉛直方向下方に垂下された支柱と、を含んでいる。そして、この支柱に沿って塗装装置本体が昇降する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３６０７２６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される垂下式塗装装置は油槽船の貨物槽で使用されることが多く、貨物槽内面にはアングルなどの多数の段差部が形成されている。そのような環境で垂下式塗装装置を使用すると、塗装装置本体の先端が貨物槽の内面または段差部に接触する可能性がある。
【０００７】
そのような場合には、貨物槽の内面に塗布された塗料が部分的に剥離したり、塗装装置の供給部自体が破損して、塗料などを供給できなくなる事態が生じうる。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、貨物槽の内面または塗装装置本体が損傷するのを防止しつつ安定した塗装を行うことのできる垂下式塗装装置およびそのような塗装装置を備えた塗装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、槽の上面に形成された開口部を通って垂下された支柱と、前記支柱に沿って昇降可能であって前記支柱周りに回動可能な塗装装置本体と、前記槽の寸法データを記憶する記憶部と、前記塗装装置本体全体にわたって配置された複数の監視点のそれぞれと、前記記憶部に記憶された前記槽との間の最短距離を所定周期毎に算出する算出部と、該算出部により算出された複数の最短距離のうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合には前記塗装装置本体の動作を停止させる動作停止部とを具備する、垂下式塗装装置が提供される。
【００１０】
すなわち１番目の発明においては、塗装装置本体の監視点と槽との間の最短距離が所定の値よりも小さくなったときに塗装装置本体を停止させている。つまり、塗装装置本体が槽に接触する前に、塗装装置本体を停止させているので、塗装装置本体が槽に接触するのを回避できる。従って、槽の内面または供給部が損傷するのを防止しつつ、安定した塗装作業を行うことが可能となる。
【００１１】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記塗装装置本体の先端部に取付けられた少なくとも一つの歪検出部を具備し、前記動作停止部は、該歪検出部による信号値が所定の範囲を越えたときに前記塗装装置本体の動作を停止させるようにした。
すなわち２番目の発明においては、歪検出部、例えば歪ゲージによる信号値が所定の範囲を越えた場合には、供給部の先端部が槽の内面などに実際に接触したと判断できる。そのような場合に供給部を直ちに停止させることにより、槽の内面または供給部自体が損傷するのを防止できる。
【００１２】
３番目の発明によれば、２番目の発明において、さらに、前記塗装装置本体の先端部に接続された第一塗料管と、該第一塗料管と塗料源とを接続していて前記第一塗料管よりも大径の第二塗料管と、前記第一塗料管と前記第二塗料管との間に配置された開閉弁と、を具備する。
すなわち３番目の発明においては、供給部の動作を停止させるときに、開閉弁を閉鎖して塗料などの供給も同時に停止する。動作停止部が開閉弁を閉鎖してもよく、また操作者が手動で閉鎖してもよい。開閉弁は塗料の流れに対して第一塗料管よりも上流に配置されているので、第一塗料管が損傷した場合であっても、塗料が第一塗料管の損傷箇所から漏洩し続けるのを防止できる。なお、第一塗料管と供給部の先端部との間に別の開閉弁が配置されるのが好ましく、塗料などの漏洩をさらに防止できる。
【００１３】
４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、さらに、前記槽における前記支柱の計測された位置と前記槽の寸法データの開口部の位置に応じて定まる前記支柱の目標位置との間の偏差に基づいて、前記垂下式塗装装置の動作プログラムを変更する変更部を具備する。
すなわち４番目の発明においては、支柱の位置の計測値と目標値との間の偏差に基づいて、プログラムを変更するので、垂下式塗装装置による動作をより正確に行うことができる。
【００１４】
５番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記支柱に対して平行な軸線回りに回動可能なゴンドラを具備する。
すなわち５番目の発明においては、操作者がゴンドラに搭乗して、対象物に極めて近くまで接近して、検査作業、補修作業などを行うことが可能である。
【００１５】
６番目の発明によれば、槽の上面に形成された第一開口部を通って垂下された第一支柱と、該第一支柱に沿って昇降可能であって前記第一支柱周りに回動可能な第一塗装装置本体とを含む第一垂下式塗装装置と、前記上面に形成された第二開口部を通って垂下された第二支柱と、該第二支柱に沿って昇降可能であって前記第二支柱周りに回動可能な第二本体とを含む第二垂下式塗装装置と、前記第一垂下式塗装装置を制御する第一制御部と、前記第二垂下式塗装装置を制御する第二制御部と、前記第一制御部および前記第二制御部が接続されている上位制御部と、を具備し、前記第一制御部は前記第一垂下式塗装装置の少なくとも前記第一本体全体にわたって配置された複数の第一監視点の位置を所定周期毎に前記上位制御部に送信しており、前記第二制御部は前記第二垂下式塗装装置の少なくとも前記第二本体全体にわたって配置された複数の第二監視点の位置を前記所定周期毎に前記上位制御部に送信しており、前記上位制御部は、前記第一監視点のそれぞれと前記第二監視点のそれぞれとの間の距離を前記所定周期毎に算出する算出部と、該算出部により算出された複数の距離のうちの最短距離が所定の値よりも小さい場合には前記第一供給部および前記第二供給部の動作を停止させる動作停止部とを含む、塗装システムが提供される。
【００１６】
すなわち６番目の発明においては、第一塗装装置本体の監視点と第二塗装装置本体の監視点との間の最短距離が所定の値よりも小さくなったときに第一塗装装置本体および第二塗装装置本体を停止させている。つまり、第一塗装装置本体および第二塗装装置本体が互いに接触する前に、これら第一塗装装置本体および第二塗装装置本体を停止させているので、第一塗装装置本体および第二塗装装置本体が互いに接触するのを回避できる。従って、第一塗装装置本体および第二塗装装置本体が損傷するのを防止しつつ、安定した塗装を行うことが可能となる。なお、第一および第二塗装装置本体が動作している場合には両方の塗装装置本体を停止させ、一方の塗装装置本体のみが動作している場合には当該一方の塗装装置本体のみを停止させればよい。また、第三塗装装置本体を備えた第三垂下式塗装装置を追加して、第一塗装装置本体の監視点と第二塗装装置本体の監視点との間の最短距離、第二塗装装置本体の監視点と第三塗装装置本体の監視点との間の最短距離ならびに第三塗装装置本体の監視点と第一塗装装置本体の監視点との間の最短距離のいずれかが所定の値よりも小さい場合に、第一塗装装置本体、第二塗装装置本体および第三塗装装置本体を停止させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に基づく垂下式塗装装置の設置状態を示すための船舶の部分断面図である。
【図２】垂下式塗装装置の本体と昇降機との拡大図である。
【図３】垂下式塗装装置の本体の斜視図である。
【図４】（ａ）本発明に基づく垂下式塗装装置の本体に接続されるブラストホース巻上部の拡大図である。（ｂ）図４（ａ）に示すブラストホース巻上部の断面図である。
【図５】本発明に基づく垂下式塗装装置の塗料混合供給部を示すための図である。
【図６】（ａ）貨物槽などを上方から見たモデルを示す図である。（ｂ）図６（ａ）に示されるモデルの部分拡大図である。
【図７】本発明に基づく垂下式塗装装置の監視動作を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）供給部に備えられた噴射ノズルの側面図である。（ｂ）噴射ノズルが貨物槽に部分的に接触するのを示す図である。（ｃ）図８（ａ）に示される噴射ノズルの部分拡大図である。
【図９】（ａ）噴射ノズルから延びる第一塗料管および第二塗料管を示す図である。（ｂ）第二開閉弁の拡大図である。
【図１０】（ａ）垂下式塗装装置の他の本体の側面図である。（ｂ）垂下式塗装装置の他の本体の端面図である。
【図１１】本発明に基づく複数の垂下式塗装装置を備えた塗装システムのブロック図である。
【図１２】（ａ）塗装システムを上方から見た他のモデルを示す図である。（ｂ）塗装システムを側方から見たモデルを示す図である。
【図１３】塗装システムの動作を示すフローチャートである。
【図１４】垂下式塗装装置に使用される支柱の設置方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく垂下式塗装装置の設置状態を示すための船舶の部分断面図である。図１に示されるように船舶９００内に貨物槽８００が形成されており、本発明の垂下式塗装装置１０の昇降機７０が船舶９００の甲板９１０上に設置されている。通常、甲板９１０には貨物槽８００内を洗浄する際に用いられる複数の開口部９２０すなわちバターワースマシンホールと作業者が貨物槽８００内に進入するのに用いられるマンホール（図示しない）とが形成されている。
【００１９】
本発明における開口部９２０は直径約４０ｃｍの円形であり、マンホールは例えば約１００ｃｍ×約８０ｃｍの矩形ないしは長径が１００ｃｍで短径が８０ｃｍの楕円形である。さらに船舶９００内の貨物槽８００は高さが約１５ｍから２０ｍで幅および奥行が約１０ｍから２０ｍである。昇降機７０を甲板９１０の開口部９２０上に位置決めした後に、本発明の垂下式塗装装置１０の支柱１１を甲板９１０の開口部９２０に通して昇降機７０の一部から貨物槽８００内に垂下させる。
【００２０】
図２は垂下式塗装装置の本体と昇降機との拡大図である。図２に示されるように、支柱１１は甲板９１０の開口部９２０に通され、支柱１１の上方端１３が昇降機７０の一部、例えば架台部７１から延びる吊り下げ材、例えばチェーン７２により固定される。これにより、支柱１１は架台部７１から吊り下げすなわち垂下される。本発明に基づく垂下式塗装装置１０の本体１２および支柱１１の総重量は約１０トンである。
【００２１】
このように本体１２および支柱１１を垂下させる場合には、これら本体１２および支柱１１を貨物槽８００の二重底面８１０上のみにおいて鉛直方向に支持する場合よりも安定性を高めることができる。さらに支柱１１を垂下させることにより、貨物槽８００の底面８１０に対する負荷を減らすことができる。
【００２２】
また、垂下式塗装装置の本体の斜視図である図３および前述した図１に示されるように支柱１１の下方端１４を貨物槽８００の底面８１０上に予め位置決めされた振止部８９上に支持するのが好ましい。垂下式塗装装置１０の支柱１１および本体１２の総重量の大部分、例えば総重量の８０％を架台部７１により支持し、残りの部分、例えば総重量の２０％を底面８１０上の振止部８９により支持する。これにより、垂下式塗装装置１０の動作時に支柱１１が揺れるのを防ぐことができる。
【００２３】
垂下式塗装装置１０の本体１２は甲板９１０のマンホール（図示しない）から貨物槽８００内に分離状態で搬入される。すなわち垂下式塗装装置１０の本体１２を構成する各部材（後述する）は甲板９１０のマンホールを通過できるのに十分に小さい。すなわち本発明においては垂下式塗装装置１０の本体１２を貨物槽８００内に搬入するための特別の開口部を形成する必要性がなくなる。これら部材を貨物槽８００内において支柱１１に組み付けることにより本発明の垂下式塗装装置１０の本体１２が形成される。
【００２４】
図２および図３に示されるように、垂下式塗装装置１０の本体１２は支柱１１に回動可能に取付けられたスリーブ２９とこのスリーブ２９の上方および下方に設けられていてスリーブ２９に連結する環状駆動部２１、２２とを有している。図３に示されるように、垂下式塗装装置１０の支柱１１には支柱１１の長手方向に沿ってキー溝１５が形成されている。環状駆動部２１、２２はキー溝１５に係合する凸部（図示しない）を内部に含んでいる。キー溝１５と凸部とが係合することにより、環状駆動部２１、２２自体が支柱１１周りで回動するのを容易に防ぐことができる。
【００２５】
スリーブ２９は小型歯車を備えたモータ２３、２４を含んでおり、これら小型歯車は環状駆動部２１、２２のギア２５、２６にそれぞれ係合している。図２および図３に示すようにギア２５、２６は同一形状でかつ同軸に位置決めされている。モータ２３、２４を起動させると、これらモータ２３、２４はギア２５、２６の周面に沿って周回し、これによりスリーブ２９を支柱１１周りに回動させることができる。
【００２６】
図２に示されるように昇降機７０はワイヤ７３が巻き付けられた昇降駆動部７９を備えている。ワイヤ７３の一端は昇降機７０内のプーリ７８を介することにより甲板９１０の開口部９２０を通って貨物槽８００内に延びている。図２および図３に示されるようにスリーブ２９の上方に位置する環状駆動部２１は吊具２８を環状駆動部２１の上面に備えており、前述したワイヤ７３の一端が環状駆動部２１の吊具２８に接続されている。
【００２７】
従って、昇降機７０の昇降駆動部７９によりワイヤ７３を巻上げおよび巻出することによって、垂下式塗装装置１０の本体１２を昇降させることができる。図２においては二つのワイヤ７３が採用されているが、垂下式塗装装置１０の本体１２を昇降させるワイヤ７３は少なくとも一つあれば足りる。本発明においてはワイヤ７３を使用することにより、スリーブ２９を鉛直方向に正確に位置決めすることができる。
【００２８】
図２に点線で示すように環状駆動部２１、２２は内部に軸受を含んでおり、これら軸受によって垂下式塗装装置１０の本体１２を容易に昇降させられる。また、昇降機７０の昇降駆動部７９にはエンコーダ（図示しない）が設けられている。このエンコーダによって、垂下式塗装装置１０の本体１２の高さ位置（Ｚ座標）を把握できる。
【００２９】
図２および図３に示されるように、ビーム３０がスリーブ２９に取付けられている。図示されるビーム３０はスリーブ２９に固定されている。図２および図３に示されるビーム３０は第一の摺動部３１をビーム３０の上面に備えている。さらに、ビーム３０はビーム３０の上面に設けられたガイドレール３３とビーム３０内部に位置決めされたモータ３２とを含んでいる。
【００３０】
第一の摺動部３１はガイドレール３３により案内されつつモータ３２によってビーム３０の長手方向に沿って摺動する。さらに図２および図３においては第一の摺動部３１の遠位端に位置決めされた第二の摺動部３９が示されている。第一の摺動部３１は第一の摺動部３１の上面に設けられたガイドレール３４と、第一の摺動部３１の側面に取付けられたラック（図示しない）とを含んでいる。また、第二の摺動部３９は、ピ二オンが回転軸に取付けられたモータ３８を含んでいる。モータ３８のピニオンがラックに係合することによって、第二の摺動部３９は第一の摺動部３１上のガイドレール３４により案内されつつ、モータ３８と一緒に第一の摺動部３１の長手方向に沿って摺動する。
【００３１】
さらにスペーサ４１が第二の摺動部３９内の水平方向回動軸線Ｖ周りに回動可能に接続されている。さらにスペーサ４１自体もスペーサ４１の長手方向に図３におけるθ方向に回動可能である。スペーサ４１の遠位端には多軸アーム４２がさらに設けられており、多軸アーム４２の遠位端には供給部５０、例えば自動ガンが設けられている。
【００３２】
このような構成により、供給部５０を支柱１１に沿って昇降させられると共に支柱１１周りに回動させられ、さらに、供給部５０を水平方向に移動させられるのが分かるであろう。従って、被塗装部の形状に応じて垂下式塗装装置１０の供給部５０を適切に移動させることができる。
【００３３】
さらに、図２および図３においてはケーブル、例えばモータ３８などを駆動させるためのケーブルはケーブルベア（登録商標）３５内に収納されている。
【００３４】
図２および図３に示されるように、スリーブ２９はビーム３０の反対側にウェイト支持ビーム５１を有している。カウンターウェイト５２がウェイト支持ビーム５１の遠位端に設けられている。カウンターウェイト５２はスリーブ２９の反対側に位置する垂下式塗装装置１０のビーム３０などに対するカウンターウェイトであり、スリーブ２９が支柱１１に対し昇降または回動するときの支柱１１の変形およびたわみを抑える役目を果たす。
【００３５】
図３に示されるように監視カメラ５５が本体１２の一部、例えばカウンターウェイト５２に取付けられている。監視カメラ５５は貨物槽８００内における各作業後における被塗装部の状態および垂下式塗装装置１０の本体１２の稼働状態を制御室のモニタに表示する役目を果たす。さらに、ウェイト支持ビーム５１には制御ボックス５３が設けられている。制御ボックス５３は昇降機７０および／または本体１２を制御する制御部、ならびに監視カメラ５５を制御する制御部などを内包している。
【００３６】
図４（ａ）は本発明に基づく垂下式塗装装置の本体に接続されるブラストホース巻上部の拡大図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すブラストホース巻上部の断面図である。図２および図４（ａ）に示されるように本発明の垂下式塗装装置１０においてはブラストホース巻上部８０が船舶９００の甲板９１０上に設置されている。
【００３７】
ブラストホース巻上部８０から延びるブラストホース８１の一端は適切なプーリ８２を介して甲板９１０の開口部９２０を通って貨物槽８００内に進入している。貨物槽８００内においてはブラストホース８１は垂下式塗装装置１０の環状駆動部２１付近において接続され、次いで多軸アーム４２の供給部５０に接続されている（供給部５０と環状駆動部２１との間におけるブラストホース８１は図示しない）。
【００３８】
図４（ｂ）に示されるようにブラストホース巻上部８０のモータ８３を駆動することによってブラストホース８１は巻上げおよび／または巻出される。図４（ｂ）においてはブラストホース８１は８回巻かれている。ブラストホース８１の他端はブラストホース巻上部８０に設けられたスイベルジョイント８４を介して連続ブラスト部８５まで延びている。
【００３９】
図１に示すようにブラストホース巻上部８０から延びるブラストホース８１の他端は連続ブラスト部８５に接続されている。図１においては連続ブラスト部８５は船舶９００の外部、例えば岸壁に設置されているが連続ブラスト部８５が船舶９００の甲板９１０上に設置されていてもよい。連続ブラスト部８５のホッパ８６内には研掃材が装填されている。研掃材は直径が約０．５ｍｍから２．０ｍｍの例えばスチールグリッドなどである。連続ブラスト部８５のホッパ８６にはレベルセンサ８７（図示しない）が設けられており、ホッパ８６内における研掃材の量を監視する。
【００４０】
図５は本発明に基づく垂下式塗装装置の塗料混合供給部を示すための図である。塗料混合供給部９０は塗料コンテナ、本発明においては二つの塗料コンテナ９１、９２を含んでいる。本発明においては塗料コンテナ９１は基剤用コンテナであり、塗料コンテナ９２は硬化剤用コンテナである。これら塗料コンテナ９１、９２からの基剤および硬化剤は混合部９３において混合される。
【００４１】
混合部９３においては、塗料コンテナ９１からの基剤と塗料コンテナ９２からの硬化剤とを混合することにより二液性塗料、例えば二液性エポキシ塗料を形成する。混合部９３においては供給量および混合比を任意に設定できる。混合部９３において形成された塗料は塗料ポット９４に一旦貯蔵される。
【００４２】
塗料ポット９４内にもレベルセンサ（図示しない）が設置されており、これにより塗料ポット９４内における塗料のオーバーフローを防止している。次いで塗料はエアレス塗装機９５により吸引されて垂下式塗装装置１０の本体１２の供給部５０まで圧送される。図５においては塗料混合供給部９０は船舶９００の甲板９１０上に設置されているが、塗料混合供給部９０が船舶９００の外部、例えば岸壁に設置されていてもよい。
【００４３】
ところで、図３を再び参照すると、制御ボックス５３に接続された制御部１００は、貨物槽８００の寸法データを記憶する記憶部１０１を含んでいる。貨物槽８００の寸法データは、貨物槽８００の内面に加えて、貨物槽８００の内面から突出する段差部８５０等（図１を参照されたい）についてのデータも含んでいる。
【００４４】
さらに、制御部１００は、本体１２全体にわたって配置された複数の監視点（後述する）のそれぞれと、記憶部１０１に記憶された貨物槽８００との間の最短距離を所定周期毎に算出する算出部１０２を含んでいる。制御部１００は制御ボックス５３に含まれていてもよいし、制御室に配置されていてもよい。さらに、制御部１００は、算出部１０２により算出された複数の最短距離のうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合に、本体１２を停止させる動作停止部１０３を含んでいる。なお、動作停止部１０３は、本体１２の運動を停止させるだけでなく、供給部５０への塗料などの供給動作をも停止させる。さらに、制御部１００は、貨物槽８００における支柱１１の計測された位置と貨物槽８００の寸法データの開口部９２０の位置に応じて定まる支柱１１の目標位置との間の偏差に基づいて、垂下式塗装装置１０の動作プログラムを変更する変更部１０４を含んでいる。
【００４５】
ところで、図６（ａ）は貨物槽などを上方から見たモデルを示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示されるモデルの部分拡大図である。これらモデルは、制御部１００に接続された表示部（図示しない）、例えば液晶モニタに表示されるものとする。また、図６（ｂ）から分かるように、垂下式塗装装置１０の本体１２には、複数の監視点Ｂが配置される。これら監視点Ｂは、本体１２の外面全体にわたって等間隔で格子状に配置されている。隣接する監視点Ｂの間の距離はＡで表される。例えば距離Ａは２００ｍｍである。
【００４６】
図７は本発明に基づく垂下式塗装装置の監視動作を示すフローチャートである。以下、図６（ａ）、図６（ｂ）および図７を参照しつつ、本発明の垂下式塗装装置１０の監視動作を説明する。なお、図７に示される監視動作は、垂下式塗装装置１０の塗装作業時に所定の制御周期毎に実施されるものとする。
【００４７】
はじめに、図７のステップ１１１において、垂下式塗装装置１０が設置されている貨物槽８００の寸法データを記憶部１０１から読込む。次いで、ステップ１１２において、本体１２全体にわたって配置された複数の監視点Ｂのそれぞれの現在の位置を取得する。
【００４８】
垂下式塗装装置１０の設置時に、貨物槽８００における支柱１１の位置は開口部９２０の場所に応じて定まる。そして、モータ２３、２４、３２、３８などの出力軸の位置および垂下式塗装装置１０自体の寸法データから、現在の垂下式塗装装置１０の本体１２の位置が把握される。従って、本体１２における監視点Ｂの位置から、複数の監視点Ｂのそれぞれの現在の位置を求めることができる。
【００４９】
次いで、ステップ１１３において、算出部１０２は、監視点Ｂのそれぞれと貨物槽８００との間の最短距離Ｃを算出する。図６（ａ）に示されるように、貨物槽８００の内面には複数の段差部８５０が形成されており、或る監視点Ｂ１と段差部８５０との間の距離がその監視点Ｂ１と貨物槽８００の内面との間の最短距離よりも小さい場合がある。そのような場合には、監視点Ｂ１と段差部８５０との間の距離が最短距離Ｃとして採用される。
【００５０】
次いで、ステップ１１４において、複数の監視点Ｂのそれぞれに関する最短距離Ｃのうちの少なくとも一つが、所定の値よりも小さいか否かが判定される。図６（ｂ）から分かるように、所定の値は例えば距離Ａである。しかしながら、他の値を所定の値として採用してよい。
【００５１】
そして、複数の最短距離Ｃのうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合には、ステップ１１５に進む。ステップ１１５においては、動作停止部１０３が本体１２の動作を停止させ、さらに、ステップ１１６においては、塗料などを供給部５０に供給するのを停止する。なお、複数の最短距離Ｃのうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さくない場合には処理を終了する。
【００５２】
このように、本発明においては、本体１２が貨物槽８００の内面または段差部８５０に接触する前に、本体１２を停止させている。従って、本体１２、特に本体１２の供給部５０が貨物槽８００等に接触するのを回避できる。それゆえ、本発明においては、貨物槽８００の内面等または本体１２が損傷するのを防止しつつ、安定した塗装作業を行うことができる。
【００５３】
ところで、図８（ａ）は供給部に備えられた噴射ノズルの側面図である。図８（ａ）に示されるように、噴射ノズル１２１は湾曲した金属管１２３を備えており、その先端には、塗料などを噴射する噴射部１２２が設けられている。
【００５４】
垂下式塗装装置１０の動作時には、供給部５０が急停止したり、移動方向を急変更する場合がある。このような場合には、図８（ｂ）に示されるように、噴射ノズル１２１が慣性によりわずかながら移動して、貨物槽８００の内面などに実際に接触する。また、設計図面には存在しない突起物などが貨物槽８００に設けられている場合にも、噴射ノズル１２１が突起物などに接触する場合がある。このような場合には、噴射ノズル１２１の金属管１２３が折曲がって破損するか、または貨物槽８００の塗装面が部分的に剥離する可能性がある。
【００５５】
このため、本発明においては、図８（ｃ）に示されるように、金属管１２３の周面に歪ゲージ１２４が取付けられている。これら歪ゲージ１２４は端子台１２５を経由して制御ボックス５３に接続された制御部１００に接続されているものとする。
【００５６】
噴射ノズル１２１が貨物槽８００に接触すると、歪ゲージ１２４がわずかながら変形し、それにより、歪ゲージ１２４による信号値、例えば歪ゲージ１２４の電気抵抗値が変化するようになる。従って、この実施形態においては、歪ゲージ１２４による信号値が所定の範囲を越えたときに、噴射ノズル１２１が貨物槽８００の内面などに実際に接触したものと判断できる。
【００５７】
そのような場合には、動作停止部１０３が本体１２の動作および供給部５０への供給動作を直ちに停止させる。これにより、噴射ノズル１２１の破損および塗装面の損傷を最小限に留めることができる。さらに、歪ゲージによる信号値が所定の範囲を越え続ける場合には、噴射ノズル１２１が破損していることを容易に判断できる。そのような場合には、噴射ノズル１２１を交換することにより塗装不良の発生を防止できる。なお、図８（ｃ）においては二つの歪ゲージ１２４が金属管１２３の上方および下方に取付けられている。しかしながら、さらに多数の歪ゲージ１２４を金属管１２３の周面に周方向に等間隔に取付けてもよい。これにより、噴射ノズル１２１が接触するのを金属管１２３の周方向にわたって検出できるのが分かるであろう。
【００５８】
ところで、図９（ａ）は噴射ノズルから延びる第一塗料管および第二塗料管を示す図である。図９（ａ）においては、第一塗料管１３１が噴射ノズル１２１から延びており、第一塗料管１３１が第二塗料管１３２に接続している。なお、第二塗料管１３２はエアレス塗装機９５（図５を参照されたい）に接続されているものとする。
【００５９】
ここで、第二塗料管１３２は第一塗料管１３１よりも大径であり、第一塗料管１３１は第二塗料管１３２よりも柔軟である。その理由は、多軸アーム４２を円滑に動作させるためである。第一塗料管１３１は、多軸アーム４２が自由に動作するのに十分に長い。或る実施形態においては、第一塗料管１３１の長さは約７ｍである。
【００６０】
図９（ａ）に示されるように、第一開閉弁１３３が噴射ノズル１２１近傍において第一塗料管１３１に設けられており、第二開閉弁１３４が第一塗料管１３１と第二塗料管１３２との間に設けられている。これら第一開閉弁１３３および第二開閉弁１３４は制御ボックス５３に接続されており、制御ボックス５３に接続された制御部１００によって開閉する。
【００６１】
再び図７を参照すると、ステップ１１６においては、複数の最短距離Ｃのうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合に、塗料などを供給部５０に供給するのを停止する。この点に関し、通常は、第一開閉弁１３３のみを閉鎖して塗料を停止している。
【００６２】
しかしながら、第一塗料管１３１は柔軟であるので、多軸アーム４２の動作時に損傷しやすい。このため、第一塗料管１３１が損傷した場合には、第一開閉弁１３３を閉鎖したとしても、塗料は第一塗料管１３１の損傷箇所から噴出し続けることになる。さらに、第一開閉弁１３３自体が故障する可能性もある。
【００６３】
このため、本発明において塗料の供給停止時には、第一開閉弁１３３および第二開閉弁１３４の両方を閉鎖する。第二開閉弁１３４の拡大図である図９（ｂ）から分かるように、第二開閉弁１３４はボールバルブの一種であり、第二開閉弁１３４を図示されるように回転させて閉弁する。これにより、塗料の供給を第一塗料管１３１よりも上流において停止させられる。
【００６４】
従って、第一塗料管１３１が損傷した場合であっても、塗料が第一塗料管１３１の損傷箇所から漏洩し続けるのを防止することができる。なお、実際には、残圧により第一塗料管１３１内の塗料は損傷箇所からわずかながら漏洩しうるが、その勢いは比較的小さく、塗料の飛散範囲を最小限に抑えることができる。
【００６５】
ところで、図１０（ａ）および図１０（ｂ）は垂下式塗装装置の他の本体のそれぞれ側面図および端面図である。これら図面に示されるゴンドラ１３５は摺動部３１によって水平方向に移動でき、またスリーブ２９によって支柱１１周りに回動することができる。さらに、ゴンドラ１３５の一端の底部には、回転軸部１３６が設けられている。図１０（ａ）から分かるように、回転軸部１３６は支柱１１に対して平行である。つまり、ゴンドラ１３５は回転軸部１３６回りに回動できる。これらのことから、ゴンドラ１３５に搭乗した操作者は、対象物に極めて近くまで接近して、検査作業、補修作業などを行うことが可能である。
【００６６】
図１１は本発明に基づく複数の垂下式塗装装置を備えた塗装システムのブロック図である。図１１に示される塗装システム６００においては、三つの垂下式塗装装置１０ａ〜１０ｃが示されている。これら垂下式塗装装置１０ａ〜１０ｃのそれぞれは、制御部１００ａ〜１００ｃに接続されている。なお、塗装システム６００がさらに多数の垂下式塗装装置１０および制御部１００を含んでいてもよい。ただし、塗装システム６００は、少なくとも二つの垂下式塗装装置１０および関連する制御部１００を備える必要があるものとする。
【００６７】
さらに、図１１から分かるように、単一の上位制御部５００がこれら制御部１００ａ〜１００ｃに接続されている。上位制御部５００はデジタルコンピュータであり、前述したのと同様な記憶部５０１および動作停止部５０３を含んでいる。なお、図示されるように、別の記憶部５０１’が上位制御部５００の外部、例えばデータサーバ上にあってもよい。さらに、上位制御部５００は、或る垂下式塗装装置１０の本体１２に配置された複数の第一監視点のそれぞれと他の垂下式塗装装置１０の本体１２に配置された複数の第二監視点のそれぞれとの間の距離を所定周期毎に算出する算出部５０２を含んでいる。
【００６８】
図１２（ａ）は塗装システムを上方から見た他のモデルを示す図であり、図１２（ｂ）は塗装システムを側方から見たモデルを示す図である。これらモデルは、上位制御部５００に接続された表示部（図示しない）、例えば液晶モニタに表示されるものとする。なお、図１２（ｂ）における支柱１１ａ、１１ｂ、１１ｃのモデルの位置は、貨物槽８００の開口部９２０の位置に対応している。
【００６９】
さらに、図１３は塗装システムの動作を示すフローチャートである。以下、図１１、図１２（ａ）、図１２（ｂ）および図１３を参照しつつ、第一垂下式塗装装置１０ａと第二垂下式塗装装置１０ｂとを含む塗装システム６００の動作を説明する。なお、図１３に示される動作は、塗装システム６００の塗装作業時に所定の制御周期毎に実施されるものとする。また、図６（ｂ）を参照して前述したように、第一垂下式塗装装置１０ａの第一本体１２ａおよび第二垂下式塗装装置１０ｂの第二本体１２ｂには、複数の監視点Ｂが同様に配置されているものとする。
【００７０】
はじめに、図１３のステップ２１１において第一垂下式塗装装置１０ａの第一本体１２ａの各監視点Ｂの位置を取得し、ステップ２１２において第二垂下式塗装装置１０ｂの第二本体１２ｂの各監視点Ｂの位置を取得する。これら監視点Ｂの位置の取得は、それぞれの制御部１００ａ、１００ｂ、１００ｃによって、前述したのと同様に行われ、これら監視点Ｂの位置は上位制御部５００に送信される。次いで、ステップ２１３において、算出部５０２は、これら監視点Ｂの位置に基づいて、第一本体１２ａの各監視点Ｂと第二本体１２ｂの各監視点Ｂとの間の距離をそれぞれ算出する。
【００７１】
次いで、ステップ２１４において、複数の距離のうちの最短距離が、所定の値、例えば距離Ａよりも小さいか否かが判定される。最短距離が所定の値よりも小さい場合にはステップ２１５に進み、最短距離が所定の値よりも小さくない場合には処理を終了する。
【００７２】
そして、ステップ２１５においては、動作停止部５０３が第一本体１２ａおよび第二本体１２ｂの両方の動作を停止させる。なお、第一および第二本体１２ａ、１２ｂの両方が動作している場合には、これら両方の本体１２ａ、１２ｂを停止させ、第一本体１２ａおよび第二本体１２ｂのうちの一方のみが動作している場合には当該一方の本体のみを停止させる。さらに、ステップ２１６においては、動作停止部５０３は、停止された第一本体１２ａおよび／または第二本体１２ｂの供給部５０に塗料などを供給するのを停止する。動作停止部５０３の動作は、前述した動作停止部１０３の動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００７３】
このように、塗装システム６００においては、第一垂下式塗装装置１０ａおよび第二垂下式塗装装置１０ｂが互いに接触する前に、第一垂下式塗装装置１０ａの第一本体１２ａおよび第二垂下式塗装装置１０ｂの第二本体１２ｂを停止させている。従って、本発明においては、第一垂下式塗装装置１０ａおよび第二垂下式塗装装置１０ｂが互いに接触するのを回避できる。それゆえ、本発明の塗装システム６００においても、第一本体１２ａおよび第二本体１２ｂが損傷するのを防止しつつ、安定した塗装を行うことが可能となるのが分かるであろう。
【００７４】
なお、図１１等に示されるように、塗装システム６００が三つの垂下式塗装装置１０を含む場合には、第一本体１２ａの監視点と第二本体１２ｂの監視点との間の最短距離、第二本体１２ｂの監視点と第三本体１２ｃの監視点との間の最短距離ならびに第三本体１２ｃの監視点と第一本体１２ａの監視点との間の最短距離を算出し、これら最短距離のうちのいずれかが所定の値よりも小さい場合に第一本体１２ａ、第二本体１２ｂおよび第三本体１２ｃを停止させるようにしてもよい。この場合にも、同様な効果が得られるのは明らかであろう。
【００７５】
ところで、図７および図１３において本体１２の監視点Ｂの位置を正確に取得するためには、貨物槽８００における垂下式塗装装置１０の支柱１１を正確に設置する必要がある。垂下式塗装装置に使用される支柱の設置方法を示すフローチャートである図１４を参照しつつ、以下、支柱の設置方法について説明する。
【００７６】
はじめに、図１４のステップ２２１において、振止部８９（図１を参照されたい）を貨物槽８００の底面８１０に対して平行に底面８１０上に配置する。この目的のために、適切な形状のスペーサまたは支柱台（図示しない）を使用してもよい。次いで、ステップ２２２において、振止部８９の中心が開口部９２０の中心に一致するように振止部８９を位置合わせする。
【００７７】
この位置合わせ作業の際には、レーザを振止部８９から開口部９２０に向かって照射して、振止部８９を開口部９２０に対して同軸に配置するのが好ましい。その後、ステップ２０３において、振止部８９を貨物槽８００の底面８１０に溶接またはボルト・ナットなどで固定する。
【００７８】
次いで、供給部５０などの部品をマンホールに通して貨物槽８００内に搬入する。その後、ステップ２２４において、支柱１１を開口部９２０から挿入し、支柱１１の上方端１３を架台部７１から垂下する。そして、支柱１１の下方端１４を振止部８９に支持させる。この目的のために、振止部８９は、下方端１４が部分的に挿入される凹部を備えていてもよい。次いで、本体１２を支柱１１に組付け、それにより、垂下式塗装装置１０を貨物槽８００内に形成する。
【００７９】
このような作業により、振止部８９の中心と開口部９２０の中心とは概ね一致しているが、設計誤差などの誤差が存在する可能性がある。このため、ステップ２２６に進んで、供給部５０に非接触式距離計、例えばレーザ距離計を取付ける。そして、垂下式塗装装置１０を駆動して供給部５０を移動させ、貨物槽８００の目標箇所、例えば段差部８５０と非接触式距離計との間の距離を計測する。このような計測は、複数の目標箇所、例えば４０個の目標箇所に対して行われる。従って、算出部１０２は、貨物槽８００に対する支柱１１の位置を算出することができる。算出された支柱１１の位置の計測値は記憶部１０１に記憶される。
【００８０】
その後、ステップ２２７において、記憶部１０１に記憶された貨物槽８００の寸法データにおける開口部９２０の位置に応じて定まる支柱１１の目標位置を取得する。そして、変更部１０４は、支柱１１の位置の計測値と目標位置との間の偏差を算出して記憶部１０１に記憶する。次いで、変更部１０４は、算出された偏差に基づいて、垂下式塗装装置１０の動作プログラム内の目標座標を補正する。これにより、支柱１１等の実際の位置関係と、図面上での位置関係とが一致し、より高精度で塗装作業を行うことができる。
【００８１】
当然のことながら、前述した実施形態のうちのいくつかを適宜組み合わせることは本発明の範囲に含まれる。なお、図面を参照して説明した実施形態においては垂下式塗装装置１０は貨物槽８００内で使用されているが、垂下式塗装装置１０が他の場所、例えばガスタンク内などにおいても使用されることが理解されるであろう。
【符号の説明】
【００８２】
１０、１０ａ〜１０ｃ 垂下式塗装装置
１１、１１ａ〜１１ｃ 支柱
１２、１２ａ〜１２ｃ 本体（塗装装置本体）
１３ 上方端
１４ 下方端
２１、２２ 環状駆動部
２３、２４ モータ
２５、２６ ギア
２８ 吊具
２９ スリーブ
３０ ビーム
３１ 第一摺動部
３２ モータ
３３ ガイドレール
３４ ガイドレール
３５ ケーブルベア（登録商標）
３８ モータ
３９ 第二摺動部
４１ スペーサ
４２ 多軸アーム
５０ 供給部
５１ ウェイト支持ビーム
５２ カウンターウェイト
５３ 制御ボックス
５５ 監視カメラ
７０ 昇降機
７１ 架台部
７２ チェーン
７３ ワイヤ
７８ プーリ
７９ 昇降駆動部
８０ ブラストホース巻上部
８１ ブラストホース
８２ プーリ
８３ モータ
８４ スイベルジョイント
８５ 連続ブラスト部
８６ ホッパ
８７ レベルセンサ
８９ 振止部
９０ 塗料混合供給部
９１、９２ 塗料コンテナ
９３ 混合部
９４ 塗料ポット
９５ エアレス塗装機
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 制御部
１０１ 記憶部
１０２ 算出部
１０３ 動作停止部
１０４ 変更部
１２１ 噴射ノズル
１２２ 噴射部
１２３ 金属管
１２４ 歪ゲージ（歪検出部）
１２５ 端子台
１３１ 第一塗料管
１３２ 第二塗料管
１３３ 第一開閉弁
１３４ 第二開閉弁
１３５ ゴンドラ
１３６ 回転軸部
５００ 上位制御部
５０１、５０１’ 記憶部
５０２ 算出部
５０３ 動作停止部
６００ 塗装システム
８００ 貨物槽（槽）
９００ 船舶
９１０ 甲板
Ｂ 監視点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に油槽船内に形成された貨物槽、例えば油槽の内面を塗装するのに用いられる垂下式塗装装置およびそのような塗装装置を備えた塗装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
中型および大型船舶内には鋼板製貨物槽、例えば油槽が甲板の下方に形成されている。このような貨物槽の内部空間は高さが約１５ｍから２０ｍで幅および奥行が約１０ｍから２０ｍであり、比較的大きい。このような貨物槽の内面を塗装する塗装作業はブラスト作業と清掃作業と塗布作業とを含んでいる。
【０００３】
はじめに研掃材を貨物槽の内面に高速投射することにより貨物槽内面の付着物を除去するブラスト作業を行う。次いで目視によるブラスト検査を行った後に、研掃材を回収すると共に貨物槽内面を清掃する清掃作業を行う。次いで塗装剤を貨物槽内面に塗布すると共に塗布された塗膜を目視検査することを含む塗布作業を行うことにより塗装作業を完了する。
【０００４】
特許文献１には、そのような塗装作業を行うための塗装装置が開示されている。特許文献１に開示される塗装装置は垂下式であり、台板上に設置された昇降部と、台板に形成された開口部を通じて昇降部によって台板下方に位置する穴の鉛直方向下方に垂下された支柱と、を含んでいる。そして、この支柱に沿って塗装装置本体が昇降する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３６０７２６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される垂下式塗装装置は油槽船の貨物槽で使用されることが多く、貨物槽内面にはアングルなどの多数の段差部が形成されている。そのような環境で垂下式塗装装置を使用すると、塗装装置本体の先端が貨物槽の内面または段差部に接触する可能性がある。
【０００７】
そのような場合には、貨物槽の内面に塗布された塗料が部分的に剥離したり、塗装装置の供給部自体が破損して、塗料などを供給できなくなる事態が生じうる。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、貨物槽の内面または塗装装置本体が損傷するのを防止しつつ安定した塗装を行うことのできる垂下式塗装装置およびそのような塗装装置を備えた塗装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、槽の上面に形成された開口部を通って垂下された支柱と、前記支柱に沿って昇降可能であって前記支柱周りに回動可能な塗装装置本体と、前記槽の寸法データを記憶する記憶部と、前記塗装装置本体全体にわたって配置された複数の監視点のそれぞれと、前記記憶部に記憶された前記槽との間の最短距離を所定周期毎に算出する算出部と、該算出部により算出された複数の最短距離のうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合には前記塗装装置本体の動作を停止させる動作停止部とを具備する、垂下式塗装装置が提供される。
【００１０】
すなわち１番目の発明においては、塗装装置本体の監視点と槽との間の最短距離が所定の値よりも小さくなったときに塗装装置本体を停止させている。つまり、塗装装置本体が槽に接触する前に、塗装装置本体を停止させているので、塗装装置本体が槽に接触するのを回避できる。従って、槽の内面または供給部が損傷するのを防止しつつ、安定した塗装作業を行うことが可能となる。
【００１１】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記塗装装置本体の先端部に取付けられた少なくとも一つの歪検出部を具備し、前記動作停止部は、該歪検出部による信号値が所定の範囲を越えたときに前記塗装装置本体の動作を停止させるようにした。
すなわち２番目の発明においては、歪検出部、例えば歪ゲージによる信号値が所定の範囲を越えた場合には、供給部の先端部が槽の内面などに実際に接触したと判断できる。そのような場合に供給部を直ちに停止させることにより、槽の内面または供給部自体が損傷するのを防止できる。
【００１２】
３番目の発明によれば、２番目の発明において、さらに、前記塗装装置本体の先端部に接続された第一塗料管と、該第一塗料管と塗料源とを接続していて前記第一塗料管よりも大径の第二塗料管と、前記第一塗料管と前記第二塗料管との間に配置された開閉弁と、を具備する。
すなわち３番目の発明においては、供給部の動作を停止させるときに、開閉弁を閉鎖して塗料などの供給も同時に停止する。動作停止部が開閉弁を閉鎖してもよく、また操作者が手動で閉鎖してもよい。開閉弁は塗料の流れに対して第一塗料管よりも上流に配置されているので、第一塗料管が損傷した場合であっても、塗料が第一塗料管の損傷箇所から漏洩し続けるのを防止できる。なお、第一塗料管と供給部の先端部との間に別の開閉弁が配置されるのが好ましく、塗料などの漏洩をさらに防止できる。
【００１３】
４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、さらに、前記槽における前記支柱の計測された位置と前記槽の寸法データの開口部の位置に応じて定まる前記支柱の目標位置との間の偏差に基づいて、前記垂下式塗装装置の動作プログラムを変更する変更部を具備する。
すなわち４番目の発明においては、支柱の位置の計測値と目標値との間の偏差に基づいて、プログラムを変更するので、垂下式塗装装置による動作をより正確に行うことができる。
【００１４】
５番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記支柱に対して平行な軸線回りに回動可能なゴンドラを具備する。
すなわち５番目の発明においては、操作者がゴンドラに搭乗して、対象物に極めて近くまで接近して、検査作業、補修作業などを行うことが可能である。
【００１５】
６番目の発明によれば、槽の上面に形成された第一開口部を通って垂下された第一支柱と、該第一支柱に沿って昇降可能であって前記第一支柱周りに回動可能な第一塗装装置本体とを含む第一垂下式塗装装置と、前記上面に形成された第二開口部を通って垂下された第二支柱と、該第二支柱に沿って昇降可能であって前記第二支柱周りに回動可能な第二本体とを含む第二垂下式塗装装置と、前記第一垂下式塗装装置を制御する第一制御部と、前記第二垂下式塗装装置を制御する第二制御部と、前記第一制御部および前記第二制御部が接続されている上位制御部と、を具備し、前記第一制御部は前記第一垂下式塗装装置の少なくとも前記第一本体全体にわたって配置された複数の第一監視点の位置を所定周期毎に前記上位制御部に送信しており、前記第二制御部は前記第二垂下式塗装装置の少なくとも前記第二本体全体にわたって配置された複数の第二監視点の位置を前記所定周期毎に前記上位制御部に送信しており、前記上位制御部は、前記第一監視点のそれぞれと前記第二監視点のそれぞれとの間の距離を前記所定周期毎に算出する算出部と、該算出部により算出された複数の距離のうちの最短距離が所定の値よりも小さい場合には前記第一供給部および前記第二供給部の動作を停止させる動作停止部とを含む、塗装システムが提供される。
【００１６】
すなわち６番目の発明においては、第一塗装装置本体の監視点と第二塗装装置本体の監視点との間の最短距離が所定の値よりも小さくなったときに第一塗装装置本体および第二塗装装置本体を停止させている。つまり、第一塗装装置本体および第二塗装装置本体が互いに接触する前に、これら第一塗装装置本体および第二塗装装置本体を停止させているので、第一塗装装置本体および第二塗装装置本体が互いに接触するのを回避できる。従って、第一塗装装置本体および第二塗装装置本体が損傷するのを防止しつつ、安定した塗装を行うことが可能となる。なお、第一および第二塗装装置本体が動作している場合には両方の塗装装置本体を停止させ、一方の塗装装置本体のみが動作している場合には当該一方の塗装装置本体のみを停止させればよい。また、第三塗装装置本体を備えた第三垂下式塗装装置を追加して、第一塗装装置本体の監視点と第二塗装装置本体の監視点との間の最短距離、第二塗装装置本体の監視点と第三塗装装置本体の監視点との間の最短距離ならびに第三塗装装置本体の監視点と第一塗装装置本体の監視点との間の最短距離のいずれかが所定の値よりも小さい場合に、第一塗装装置本体、第二塗装装置本体および第三塗装装置本体を停止させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に基づく垂下式塗装装置の設置状態を示すための船舶の部分断面図である。
【図２】垂下式塗装装置の本体と昇降機との拡大図である。
【図３】垂下式塗装装置の本体の斜視図である。
【図４】（ａ）本発明に基づく垂下式塗装装置の本体に接続されるブラストホース巻上部の拡大図である。（ｂ）図４（ａ）に示すブラストホース巻上部の断面図である。
【図５】本発明に基づく垂下式塗装装置の塗料混合供給部を示すための図である。
【図６】（ａ）貨物槽などを上方から見たモデルを示す図である。（ｂ）図６（ａ）に示されるモデルの部分拡大図である。
【図７】本発明に基づく垂下式塗装装置の監視動作を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）供給部に備えられた噴射ノズルの側面図である。（ｂ）噴射ノズルが貨物槽に部分的に接触するのを示す図である。（ｃ）図８（ａ）に示される噴射ノズルの部分拡大図である。
【図９】（ａ）噴射ノズルから延びる第一塗料管および第二塗料管を示す図である。（ｂ）第二開閉弁の拡大図である。
【図１０】（ａ）垂下式塗装装置の他の本体の側面図である。（ｂ）垂下式塗装装置の他の本体の端面図である。
【図１１】本発明に基づく複数の垂下式塗装装置を備えた塗装システムのブロック図である。
【図１２】（ａ）塗装システムを上方から見た他のモデルを示す図である。（ｂ）塗装システムを側方から見たモデルを示す図である。
【図１３】塗装システムの動作を示すフローチャートである。
【図１４】垂下式塗装装置に使用される支柱の設置方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく垂下式塗装装置の設置状態を示すための船舶の部分断面図である。図１に示されるように船舶９００内に貨物槽８００が形成されており、本発明の垂下式塗装装置１０の昇降機７０が船舶９００の甲板９１０上に設置されている。通常、甲板９１０には貨物槽８００内を洗浄する際に用いられる複数の開口部９２０すなわちバターワースマシンホールと作業者が貨物槽８００内に進入するのに用いられるマンホール（図示しない）とが形成されている。
【００１９】
本発明における開口部９２０は直径約４０ｃｍの円形であり、マンホールは例えば約１００ｃｍ×約８０ｃｍの矩形ないしは長径が１００ｃｍで短径が８０ｃｍの楕円形である。さらに船舶９００内の貨物槽８００は高さが約１５ｍから２０ｍで幅および奥行が約１０ｍから２０ｍである。昇降機７０を甲板９１０の開口部９２０上に位置決めした後に、本発明の垂下式塗装装置１０の支柱１１を甲板９１０の開口部９２０に通して昇降機７０の一部から貨物槽８００内に垂下させる。
【００２０】
図２は垂下式塗装装置の本体と昇降機との拡大図である。図２に示されるように、支柱１１は甲板９１０の開口部９２０に通され、支柱１１の上方端１３が昇降機７０の一部、例えば架台部７１から延びる吊り下げ材、例えばチェーン７２により固定される。これにより、支柱１１は架台部７１から吊り下げすなわち垂下される。本発明に基づく垂下式塗装装置１０の本体１２および支柱１１の総重量は約１０トンである。
【００２１】
このように本体１２および支柱１１を垂下させる場合には、これら本体１２および支柱１１を貨物槽８００の二重底面８１０上のみにおいて鉛直方向に支持する場合よりも安定性を高めることができる。さらに支柱１１を垂下させることにより、貨物槽８００の底面８１０に対する負荷を減らすことができる。
【００２２】
また、垂下式塗装装置の本体の斜視図である図３および前述した図１に示されるように支柱１１の下方端１４を貨物槽８００の底面８１０上に予め位置決めされた振止部８９上に支持するのが好ましい。垂下式塗装装置１０の支柱１１および本体１２の総重量の大部分、例えば総重量の８０％を架台部７１により支持し、残りの部分、例えば総重量の２０％を底面８１０上の振止部８９により支持する。これにより、垂下式塗装装置１０の動作時に支柱１１が揺れるのを防ぐことができる。
【００２３】
垂下式塗装装置１０の本体１２は甲板９１０のマンホール（図示しない）から貨物槽８００内に分離状態で搬入される。すなわち垂下式塗装装置１０の本体１２を構成する各部材（後述する）は甲板９１０のマンホールを通過できるのに十分に小さい。すなわち本発明においては垂下式塗装装置１０の本体１２を貨物槽８００内に搬入するための特別の開口部を形成する必要性がなくなる。これら部材を貨物槽８００内において支柱１１に組み付けることにより本発明の垂下式塗装装置１０の本体１２が形成される。
【００２４】
図２および図３に示されるように、垂下式塗装装置１０の本体１２は支柱１１に回動可能に取付けられたスリーブ２９とこのスリーブ２９の上方および下方に設けられていてスリーブ２９に連結する環状駆動部２１、２２とを有している。図３に示されるように、垂下式塗装装置１０の支柱１１には支柱１１の長手方向に沿ってキー溝１５が形成されている。環状駆動部２１、２２はキー溝１５に係合する凸部（図示しない）を内部に含んでいる。キー溝１５と凸部とが係合することにより、環状駆動部２１、２２自体が支柱１１周りで回動するのを容易に防ぐことができる。
【００２５】
スリーブ２９は小型歯車を備えたモータ２３、２４を含んでおり、これら小型歯車は環状駆動部２１、２２のギア２５、２６にそれぞれ係合している。図２および図３に示すようにギア２５、２６は同一形状でかつ同軸に位置決めされている。モータ２３、２４を起動させると、これらモータ２３、２４はギア２５、２６の周面に沿って周回し、これによりスリーブ２９を支柱１１周りに回動させることができる。
【００２６】
図２に示されるように昇降機７０はワイヤ７３が巻き付けられた昇降駆動部７９を備えている。ワイヤ７３の一端は昇降機７０内のプーリ７８を介することにより甲板９１０の開口部９２０を通って貨物槽８００内に延びている。図２および図３に示されるようにスリーブ２９の上方に位置する環状駆動部２１は吊具２８を環状駆動部２１の上面に備えており、前述したワイヤ７３の一端が環状駆動部２１の吊具２８に接続されている。
【００２７】
従って、昇降機７０の昇降駆動部７９によりワイヤ７３を巻上げおよび巻出することによって、垂下式塗装装置１０の本体１２を昇降させることができる。図２においては二つのワイヤ７３が採用されているが、垂下式塗装装置１０の本体１２を昇降させるワイヤ７３は少なくとも一つあれば足りる。本発明においてはワイヤ７３を使用することにより、スリーブ２９を鉛直方向に正確に位置決めすることができる。
【００２８】
図２に点線で示すように環状駆動部２１、２２は内部に軸受を含んでおり、これら軸受によって垂下式塗装装置１０の本体１２を容易に昇降させられる。また、昇降機７０の昇降駆動部７９にはエンコーダ（図示しない）が設けられている。このエンコーダによって、垂下式塗装装置１０の本体１２の高さ位置（Ｚ座標）を把握できる。
【００２９】
図２および図３に示されるように、ビーム３０がスリーブ２９に取付けられている。図示されるビーム３０はスリーブ２９に固定されている。図２および図３に示されるビーム３０は第一の摺動部３１をビーム３０の上面に備えている。さらに、ビーム３０はビーム３０の上面に設けられたガイドレール３３とビーム３０内部に位置決めされたモータ３２とを含んでいる。
【００３０】
第一の摺動部３１はガイドレール３３により案内されつつモータ３２によってビーム３０の長手方向に沿って摺動する。さらに図２および図３においては第一の摺動部３１の遠位端に位置決めされた第二の摺動部３９が示されている。第一の摺動部３１は第一の摺動部３１の上面に設けられたガイドレール３４と、第一の摺動部３１の側面に取付けられたラック（図示しない）とを含んでいる。また、第二の摺動部３９は、ピ二オンが回転軸に取付けられたモータ３８を含んでいる。モータ３８のピニオンがラックに係合することによって、第二の摺動部３９は第一の摺動部３１上のガイドレール３４により案内されつつ、モータ３８と一緒に第一の摺動部３１の長手方向に沿って摺動する。
【００３１】
さらにスペーサ４１が第二の摺動部３９内の水平方向回動軸線Ｖ周りに回動可能に接続されている。さらにスペーサ４１自体もスペーサ４１の長手方向に図３におけるθ方向に回動可能である。スペーサ４１の遠位端には多軸アーム４２がさらに設けられており、多軸アーム４２の遠位端には供給部５０、例えば自動ガンが設けられている。
【００３２】
このような構成により、供給部５０を支柱１１に沿って昇降させられると共に支柱１１周りに回動させられ、さらに、供給部５０を水平方向に移動させられるのが分かるであろう。従って、被塗装部の形状に応じて垂下式塗装装置１０の供給部５０を適切に移動させることができる。
【００３３】
さらに、図２および図３においてはケーブル、例えばモータ３８などを駆動させるためのケーブルはケーブルベア（登録商標）３５内に収納されている。
【００３４】
図２および図３に示されるように、スリーブ２９はビーム３０の反対側にウェイト支持ビーム５１を有している。カウンターウェイト５２がウェイト支持ビーム５１の遠位端に設けられている。カウンターウェイト５２はスリーブ２９の反対側に位置する垂下式塗装装置１０のビーム３０などに対するカウンターウェイトであり、スリーブ２９が支柱１１に対し昇降または回動するときの支柱１１の変形およびたわみを抑える役目を果たす。
【００３５】
図３に示されるように監視カメラ５５が本体１２の一部、例えばカウンターウェイト５２に取付けられている。監視カメラ５５は貨物槽８００内における各作業後における被塗装部の状態および垂下式塗装装置１０の本体１２の稼働状態を制御室のモニタに表示する役目を果たす。さらに、ウェイト支持ビーム５１には制御ボックス５３が設けられている。制御ボックス５３は昇降機７０および／または本体１２を制御する制御部、ならびに監視カメラ５５を制御する制御部などを内包している。
【００３６】
図４（ａ）は本発明に基づく垂下式塗装装置の本体に接続されるブラストホース巻上部の拡大図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すブラストホース巻上部の断面図である。図２および図４（ａ）に示されるように本発明の垂下式塗装装置１０においてはブラストホース巻上部８０が船舶９００の甲板９１０上に設置されている。
【００３７】
ブラストホース巻上部８０から延びるブラストホース８１の一端は適切なプーリ８２を介して甲板９１０の開口部９２０を通って貨物槽８００内に進入している。貨物槽８００内においてはブラストホース８１は垂下式塗装装置１０の環状駆動部２１付近において接続され、次いで多軸アーム４２の供給部５０に接続されている（供給部５０と環状駆動部２１との間におけるブラストホース８１は図示しない）。
【００３８】
図４（ｂ）に示されるようにブラストホース巻上部８０のモータ８３を駆動することによってブラストホース８１は巻上げおよび／または巻出される。図４（ｂ）においてはブラストホース８１は８回巻かれている。ブラストホース８１の他端はブラストホース巻上部８０に設けられたスイベルジョイント８４を介して連続ブラスト部８５まで延びている。
【００３９】
図１に示すようにブラストホース巻上部８０から延びるブラストホース８１の他端は連続ブラスト部８５に接続されている。図１においては連続ブラスト部８５は船舶９００の外部、例えば岸壁に設置されているが連続ブラスト部８５が船舶９００の甲板９１０上に設置されていてもよい。連続ブラスト部８５のホッパ８６内には研掃材が装填されている。研掃材は直径が約０．５ｍｍから２．０ｍｍの例えばスチールグリッドなどである。連続ブラスト部８５のホッパ８６にはレベルセンサ８７（図示しない）が設けられており、ホッパ８６内における研掃材の量を監視する。
【００４０】
図５は本発明に基づく垂下式塗装装置の塗料混合供給部を示すための図である。塗料混合供給部９０は塗料コンテナ、本発明においては二つの塗料コンテナ９１、９２を含んでいる。本発明においては塗料コンテナ９１は基剤用コンテナであり、塗料コンテナ９２は硬化剤用コンテナである。これら塗料コンテナ９１、９２からの基剤および硬化剤は混合部９３において混合される。
【００４１】
混合部９３においては、塗料コンテナ９１からの基剤と塗料コンテナ９２からの硬化剤とを混合することにより二液性塗料、例えば二液性エポキシ塗料を形成する。混合部９３においては供給量および混合比を任意に設定できる。混合部９３において形成された塗料は塗料ポット９４に一旦貯蔵される。
【００４２】
塗料ポット９４内にもレベルセンサ（図示しない）が設置されており、これにより塗料ポット９４内における塗料のオーバーフローを防止している。次いで塗料はエアレス塗装機９５により吸引されて垂下式塗装装置１０の本体１２の供給部５０まで圧送される。図５においては塗料混合供給部９０は船舶９００の甲板９１０上に設置されているが、塗料混合供給部９０が船舶９００の外部、例えば岸壁に設置されていてもよい。
【００４３】
ところで、図３を再び参照すると、制御ボックス５３に接続された制御部１００は、貨物槽８００の寸法データを記憶する記憶部１０１を含んでいる。貨物槽８００の寸法データは、貨物槽８００の内面に加えて、貨物槽８００の内面から突出する段差部８５０等（図１を参照されたい）についてのデータも含んでいる。
【００４４】
さらに、制御部１００は、本体１２全体にわたって配置された複数の監視点（後述する）のそれぞれと、記憶部１０１に記憶された貨物槽８００との間の最短距離を所定周期毎に算出する算出部１０２を含んでいる。制御部１００は制御ボックス５３に含まれていてもよいし、制御室に配置されていてもよい。さらに、制御部１００は、算出部１０２により算出された複数の最短距離のうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合に、本体１２を停止させる動作停止部１０３を含んでいる。なお、動作停止部１０３は、本体１２の運動を停止させるだけでなく、供給部５０への塗料などの供給動作をも停止させる。さらに、制御部１００は、貨物槽８００における支柱１１の計測された位置と貨物槽８００の寸法データの開口部９２０の位置に応じて定まる支柱１１の目標位置との間の偏差に基づいて、垂下式塗装装置１０の動作プログラムを変更する変更部１０４を含んでいる。
【００４５】
ところで、図６（ａ）は貨物槽などを上方から見たモデルを示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示されるモデルの部分拡大図である。これらモデルは、制御部１００に接続された表示部（図示しない）、例えば液晶モニタに表示されるものとする。また、図６（ｂ）から分かるように、垂下式塗装装置１０の本体１２には、複数の監視点Ｂが配置される。これら監視点Ｂは、本体１２の外面全体にわたって等間隔で格子状に配置されている。隣接する監視点Ｂの間の距離はＡで表される。例えば距離Ａは２００ｍｍである。
【００４６】
図７は本発明に基づく垂下式塗装装置の監視動作を示すフローチャートである。以下、図６（ａ）、図６（ｂ）および図７を参照しつつ、本発明の垂下式塗装装置１０の監視動作を説明する。なお、図７に示される監視動作は、垂下式塗装装置１０の塗装作業時に所定の制御周期毎に実施されるものとする。
【００４７】
はじめに、図７のステップ１１１において、垂下式塗装装置１０が設置されている貨物槽８００の寸法データを記憶部１０１から読込む。次いで、ステップ１１２において、本体１２全体にわたって配置された複数の監視点Ｂのそれぞれの現在の位置を取得する。
【００４８】
垂下式塗装装置１０の設置時に、貨物槽８００における支柱１１の位置は開口部９２０の場所に応じて定まる。そして、モータ２３、２４、３２、３８などの出力軸の位置および垂下式塗装装置１０自体の寸法データから、現在の垂下式塗装装置１０の本体１２の位置が把握される。従って、本体１２における監視点Ｂの位置から、複数の監視点Ｂのそれぞれの現在の位置を求めることができる。
【００４９】
次いで、ステップ１１３において、算出部１０２は、監視点Ｂのそれぞれと貨物槽８００との間の最短距離Ｃを算出する。図６（ａ）に示されるように、貨物槽８００の内面には複数の段差部８５０が形成されており、或る監視点Ｂ１と段差部８５０との間の距離がその監視点Ｂ１と貨物槽８００の内面との間の最短距離よりも小さい場合がある。そのような場合には、監視点Ｂ１と段差部８５０との間の距離が最短距離Ｃとして採用される。
【００５０】
次いで、ステップ１１４において、複数の監視点Ｂのそれぞれに関する最短距離Ｃのうちの少なくとも一つが、所定の値よりも小さいか否かが判定される。図６（ｂ）から分かるように、所定の値は例えば距離Ａである。しかしながら、他の値を所定の値として採用してよい。
【００５１】
そして、複数の最短距離Ｃのうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合には、ステップ１１５に進む。ステップ１１５においては、動作停止部１０３が本体１２の動作を停止させ、さらに、ステップ１１６においては、塗料などを供給部５０に供給するのを停止する。なお、複数の最短距離Ｃのうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さくない場合には処理を終了する。
【００５２】
このように、本発明においては、本体１２が貨物槽８００の内面または段差部８５０に接触する前に、本体１２を停止させている。従って、本体１２、特に本体１２の供給部５０が貨物槽８００等に接触するのを回避できる。それゆえ、本発明においては、貨物槽８００の内面等または本体１２が損傷するのを防止しつつ、安定した塗装作業を行うことができる。
【００５３】
ところで、図８（ａ）は供給部に備えられた噴射ノズルの側面図である。図８（ａ）に示されるように、噴射ノズル１２１は湾曲した金属管１２３を備えており、その先端には、塗料などを噴射する噴射部１２２が設けられている。
【００５４】
垂下式塗装装置１０の動作時には、供給部５０が急停止したり、移動方向を急変更する場合がある。このような場合には、図８（ｂ）に示されるように、噴射ノズル１２１が慣性によりわずかながら移動して、貨物槽８００の内面などに実際に接触する。また、設計図面には存在しない突起物などが貨物槽８００に設けられている場合にも、噴射ノズル１２１が突起物などに接触する場合がある。このような場合には、噴射ノズル１２１の金属管１２３が折曲がって破損するか、または貨物槽８００の塗装面が部分的に剥離する可能性がある。
【００５５】
このため、本発明においては、図８（ｃ）に示されるように、金属管１２３の周面に歪ゲージ１２４が取付けられている。これら歪ゲージ１２４は端子台１２５を経由して制御ボックス５３に接続された制御部１００に接続されているものとする。
【００５６】
噴射ノズル１２１が貨物槽８００に接触すると、歪ゲージ１２４がわずかながら変形し、それにより、歪ゲージ１２４による信号値、例えば歪ゲージ１２４の電気抵抗値が変化するようになる。従って、この実施形態においては、歪ゲージ１２４による信号値が所定の範囲を越えたときに、噴射ノズル１２１が貨物槽８００の内面などに実際に接触したものと判断できる。
【００５７】
そのような場合には、動作停止部１０３が本体１２の動作および供給部５０への供給動作を直ちに停止させる。これにより、噴射ノズル１２１の破損および塗装面の損傷を最小限に留めることができる。さらに、歪ゲージによる信号値が所定の範囲を越え続ける場合には、噴射ノズル１２１が破損していることを容易に判断できる。そのような場合には、噴射ノズル１２１を交換することにより塗装不良の発生を防止できる。なお、図８（ｃ）においては二つの歪ゲージ１２４が金属管１２３の上方および下方に取付けられている。しかしながら、さらに多数の歪ゲージ１２４を金属管１２３の周面に周方向に等間隔に取付けてもよい。これにより、噴射ノズル１２１が接触するのを金属管１２３の周方向にわたって検出できるのが分かるであろう。
【００５８】
ところで、図９（ａ）は噴射ノズルから延びる第一塗料管および第二塗料管を示す図である。図９（ａ）においては、第一塗料管１３１が噴射ノズル１２１から延びており、第一塗料管１３１が第二塗料管１３２に接続している。なお、第二塗料管１３２はエアレス塗装機９５（図５を参照されたい）に接続されているものとする。
【００５９】
ここで、第二塗料管１３２は第一塗料管１３１よりも大径であり、第一塗料管１３１は第二塗料管１３２よりも柔軟である。その理由は、多軸アーム４２を円滑に動作させるためである。第一塗料管１３１は、多軸アーム４２が自由に動作するのに十分に長い。或る実施形態においては、第一塗料管１３１の長さは約７ｍである。
【００６０】
図９（ａ）に示されるように、第一開閉弁１３３が噴射ノズル１２１近傍において第一塗料管１３１に設けられており、第二開閉弁１３４が第一塗料管１３１と第二塗料管１３２との間に設けられている。これら第一開閉弁１３３および第二開閉弁１３４は制御ボックス５３に接続されており、制御ボックス５３に接続された制御部１００によって開閉する。
【００６１】
再び図７を参照すると、ステップ１１６においては、複数の最短距離Ｃのうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合に、塗料などを供給部５０に供給するのを停止する。この点に関し、通常は、第一開閉弁１３３のみを閉鎖して塗料を停止している。
【００６２】
しかしながら、第一塗料管１３１は柔軟であるので、多軸アーム４２の動作時に損傷しやすい。このため、第一塗料管１３１が損傷した場合には、第一開閉弁１３３を閉鎖したとしても、塗料は第一塗料管１３１の損傷箇所から噴出し続けることになる。さらに、第一開閉弁１３３自体が故障する可能性もある。
【００６３】
このため、本発明において塗料の供給停止時には、第一開閉弁１３３および第二開閉弁１３４の両方を閉鎖する。第二開閉弁１３４の拡大図である図９（ｂ）から分かるように、第二開閉弁１３４はボールバルブの一種であり、第二開閉弁１３４を図示されるように回転させて閉弁する。これにより、塗料の供給を第一塗料管１３１よりも上流において停止させられる。
【００６４】
従って、第一塗料管１３１が損傷した場合であっても、塗料が第一塗料管１３１の損傷箇所から漏洩し続けるのを防止することができる。なお、実際には、残圧により第一塗料管１３１内の塗料は損傷箇所からわずかながら漏洩しうるが、その勢いは比較的小さく、塗料の飛散範囲を最小限に抑えることができる。
【００６５】
ところで、図１０（ａ）および図１０（ｂ）は垂下式塗装装置の他の本体のそれぞれ側面図および端面図である。これら図面に示されるゴンドラ１３５は摺動部３１によって水平方向に移動でき、またスリーブ２９によって支柱１１周りに回動することができる。さらに、ゴンドラ１３５の一端の底部には、回転軸部１３６が設けられている。図１０（ａ）から分かるように、回転軸部１３６は支柱１１に対して平行である。つまり、ゴンドラ１３５は回転軸部１３６回りに回動できる。これらのことから、ゴンドラ１３５に搭乗した操作者は、対象物に極めて近くまで接近して、検査作業、補修作業などを行うことが可能である。
【００６６】
図１１は本発明に基づく複数の垂下式塗装装置を備えた塗装システムのブロック図である。図１１に示される塗装システム６００においては、三つの垂下式塗装装置１０ａ〜１０ｃが示されている。これら垂下式塗装装置１０ａ〜１０ｃのそれぞれは、制御部１００ａ〜１００ｃに接続されている。なお、塗装システム６００がさらに多数の垂下式塗装装置１０および制御部１００を含んでいてもよい。ただし、塗装システム６００は、少なくとも二つの垂下式塗装装置１０および関連する制御部１００を備える必要があるものとする。
【００６７】
さらに、図１１から分かるように、単一の上位制御部５００がこれら制御部１００ａ〜１００ｃに接続されている。上位制御部５００はデジタルコンピュータであり、前述したのと同様な記憶部５０１および動作停止部５０３を含んでいる。なお、図示されるように、別の記憶部５０１’が上位制御部５００の外部、例えばデータサーバ上にあってもよい。さらに、上位制御部５００は、或る垂下式塗装装置１０の本体１２に配置された複数の第一監視点のそれぞれと他の垂下式塗装装置１０の本体１２に配置された複数の第二監視点のそれぞれとの間の距離を所定周期毎に算出する算出部５０２を含んでいる。
【００６８】
図１２（ａ）は塗装システムを上方から見た他のモデルを示す図であり、図１２（ｂ）は塗装システムを側方から見たモデルを示す図である。これらモデルは、上位制御部５００に接続された表示部（図示しない）、例えば液晶モニタに表示されるものとする。なお、図１２（ｂ）における支柱１１ａ、１１ｂ、１１ｃのモデルの位置は、貨物槽８００の開口部９２０の位置に対応している。
【００６９】
さらに、図１３は塗装システムの動作を示すフローチャートである。以下、図１１、図１２（ａ）、図１２（ｂ）および図１３を参照しつつ、第一垂下式塗装装置１０ａと第二垂下式塗装装置１０ｂとを含む塗装システム６００の動作を説明する。なお、図１３に示される動作は、塗装システム６００の塗装作業時に所定の制御周期毎に実施されるものとする。また、図６（ｂ）を参照して前述したように、第一垂下式塗装装置１０ａの第一本体１２ａおよび第二垂下式塗装装置１０ｂの第二本体１２ｂには、複数の監視点Ｂが同様に配置されているものとする。
【００７０】
はじめに、図１３のステップ２１１において第一垂下式塗装装置１０ａの第一本体１２ａの各監視点Ｂの位置を取得し、ステップ２１２において第二垂下式塗装装置１０ｂの第二本体１２ｂの各監視点Ｂの位置を取得する。これら監視点Ｂの位置の取得は、それぞれの制御部１００ａ、１００ｂ、１００ｃによって、前述したのと同様に行われ、これら監視点Ｂの位置は上位制御部５００に送信される。次いで、ステップ２１３において、算出部５０２は、これら監視点Ｂの位置に基づいて、第一本体１２ａの各監視点Ｂと第二本体１２ｂの各監視点Ｂとの間の距離をそれぞれ算出する。
【００７１】
次いで、ステップ２１４において、複数の距離のうちの最短距離が、所定の値、例えば距離Ａよりも小さいか否かが判定される。最短距離が所定の値よりも小さい場合にはステップ２１５に進み、最短距離が所定の値よりも小さくない場合には処理を終了する。
【００７２】
そして、ステップ２１５においては、動作停止部５０３が第一本体１２ａおよび第二本体１２ｂの両方の動作を停止させる。なお、第一および第二本体１２ａ、１２ｂの両方が動作している場合には、これら両方の本体１２ａ、１２ｂを停止させ、第一本体１２ａおよび第二本体１２ｂのうちの一方のみが動作している場合には当該一方の本体のみを停止させる。さらに、ステップ２１６においては、動作停止部５０３は、停止された第一本体１２ａおよび／または第二本体１２ｂの供給部５０に塗料などを供給するのを停止する。動作停止部５０３の動作は、前述した動作停止部１０３の動作と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００７３】
このように、塗装システム６００においては、第一垂下式塗装装置１０ａおよび第二垂下式塗装装置１０ｂが互いに接触する前に、第一垂下式塗装装置１０ａの第一本体１２ａおよび第二垂下式塗装装置１０ｂの第二本体１２ｂを停止させている。従って、本発明においては、第一垂下式塗装装置１０ａおよび第二垂下式塗装装置１０ｂが互いに接触するのを回避できる。それゆえ、本発明の塗装システム６００においても、第一本体１２ａおよび第二本体１２ｂが損傷するのを防止しつつ、安定した塗装を行うことが可能となるのが分かるであろう。
【００７４】
なお、図１１等に示されるように、塗装システム６００が三つの垂下式塗装装置１０を含む場合には、第一本体１２ａの監視点と第二本体１２ｂの監視点との間の最短距離、第二本体１２ｂの監視点と第三本体１２ｃの監視点との間の最短距離ならびに第三本体１２ｃの監視点と第一本体１２ａの監視点との間の最短距離を算出し、これら最短距離のうちのいずれかが所定の値よりも小さい場合に第一本体１２ａ、第二本体１２ｂおよび第三本体１２ｃを停止させるようにしてもよい。この場合にも、同様な効果が得られるのは明らかであろう。
【００７５】
ところで、図７および図１３において本体１２の監視点Ｂの位置を正確に取得するためには、貨物槽８００における垂下式塗装装置１０の支柱１１を正確に設置する必要がある。垂下式塗装装置に使用される支柱の設置方法を示すフローチャートである図１４を参照しつつ、以下、支柱の設置方法について説明する。
【００７６】
はじめに、図１４のステップ２２１において、振止部８９（図１を参照されたい）を貨物槽８００の底面８１０に対して平行に底面８１０上に配置する。この目的のために、適切な形状のスペーサまたは支柱台（図示しない）を使用してもよい。次いで、ステップ２２２において、振止部８９の中心が開口部９２０の中心に一致するように振止部８９を位置合わせする。
【００７７】
この位置合わせ作業の際には、レーザを振止部８９から開口部９２０に向かって照射して、振止部８９を開口部９２０に対して同軸に配置するのが好ましい。その後、ステップ２０３において、振止部８９を貨物槽８００の底面８１０に溶接またはボルト・ナットなどで固定する。
【００７８】
次いで、供給部５０などの部品をマンホールに通して貨物槽８００内に搬入する。その後、ステップ２２４において、支柱１１を開口部９２０から挿入し、支柱１１の上方端１３を架台部７１から垂下する。そして、支柱１１の下方端１４を振止部８９に支持させる。この目的のために、振止部８９は、下方端１４が部分的に挿入される凹部を備えていてもよい。次いで、本体１２を支柱１１に組付け、それにより、垂下式塗装装置１０を貨物槽８００内に形成する。
【００７９】
このような作業により、振止部８９の中心と開口部９２０の中心とは概ね一致しているが、設計誤差などの誤差が存在する可能性がある。このため、ステップ２２６に進んで、供給部５０に非接触式距離計、例えばレーザ距離計を取付ける。そして、垂下式塗装装置１０を駆動して供給部５０を移動させ、貨物槽８００の目標箇所、例えば段差部８５０と非接触式距離計との間の距離を計測する。このような計測は、複数の目標箇所、例えば４０個の目標箇所に対して行われる。従って、算出部１０２は、貨物槽８００に対する支柱１１の位置を算出することができる。算出された支柱１１の位置の計測値は記憶部１０１に記憶される。
【００８０】
その後、ステップ２２７において、記憶部１０１に記憶された貨物槽８００の寸法データにおける開口部９２０の位置に応じて定まる支柱１１の目標位置を取得する。そして、変更部１０４は、支柱１１の位置の計測値と目標位置との間の偏差を算出して記憶部１０１に記憶する。次いで、変更部１０４は、算出された偏差に基づいて、垂下式塗装装置１０の動作プログラム内の目標座標を補正する。これにより、支柱１１等の実際の位置関係と、図面上での位置関係とが一致し、より高精度で塗装作業を行うことができる。
【００８１】
当然のことながら、前述した実施形態のうちのいくつかを適宜組み合わせることは本発明の範囲に含まれる。なお、図面を参照して説明した実施形態においては垂下式塗装装置１０は貨物槽８００内で使用されているが、垂下式塗装装置１０が他の場所、例えばガスタンク内などにおいても使用されることが理解されるであろう。
【符号の説明】
【００８２】
１０、１０ａ〜１０ｃ 垂下式塗装装置
１１、１１ａ〜１１ｃ 支柱
１２、１２ａ〜１２ｃ 本体（塗装装置本体）
１３ 上方端
１４ 下方端
２１、２２ 環状駆動部
２３、２４ モータ
２５、２６ ギア
２８ 吊具
２９ スリーブ
３０ ビーム
３１ 第一摺動部
３２ モータ
３３ ガイドレール
３４ ガイドレール
３５ ケーブルベア（登録商標）
３８ モータ
３９ 第二摺動部
４１ スペーサ
４２ 多軸アーム
５０ 供給部
５１ ウェイト支持ビーム
５２ カウンターウェイト
５３ 制御ボックス
５５ 監視カメラ
７０ 昇降機
７１ 架台部
７２ チェーン
７３ ワイヤ
７８ プーリ
７９ 昇降駆動部
８０ ブラストホース巻上部
８１ ブラストホース
８２ プーリ
８３ モータ
８４ スイベルジョイント
８５ 連続ブラスト部
８６ ホッパ
８７ レベルセンサ
８９ 振止部
９０ 塗料混合供給部
９１、９２ 塗料コンテナ
９３ 混合部
９４ 塗料ポット
９５ エアレス塗装機
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 制御部
１０１ 記憶部
１０２ 算出部
１０３ 動作停止部
１０４ 変更部
１２１ 噴射ノズル
１２２ 噴射部
１２３ 金属管
１２４ 歪ゲージ（歪検出部）
１２５ 端子台
１３１ 第一塗料管
１３２ 第二塗料管
１３３ 第一開閉弁
１３４ 第二開閉弁
１３５ ゴンドラ
１３６ 回転軸部
５００ 上位制御部
５０１、５０１’ 記憶部
５０２ 算出部
５０３ 動作停止部
６００ 塗装システム
８００ 貨物槽（槽）
９００ 船舶
９１０ 甲板
Ｂ 監視点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽の上面に形成された開口部を通って垂下された支柱と、
前記支柱に沿って昇降可能であって前記支柱周りに回動可能な塗装装置本体と、
前記槽の寸法データを記憶する記憶部と、
前記塗装装置本体全体にわたって配置された複数の監視点のそれぞれと、前記記憶部に記憶された前記槽との間の最短距離を所定周期毎に算出する算出部と、
該算出部により算出された複数の最短距離のうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合には前記塗装装置本体の動作を停止させる動作停止部とを具備する、垂下式塗装装置。
【請求項２】
さらに、前記塗装装置本体の先端部に取付けられた少なくとも一つの歪検出部を具備し、
前記動作停止部は、該歪検出部による信号値が所定の範囲を越えたときに前記塗装装置本体の動作を停止させるようにした、請求項１に記載の垂下式塗装装置。
【請求項３】
さらに、前記塗装装置本体の先端部に接続された第一塗料管と、
該第一塗料管と塗料源とを接続していて前記第一塗料管よりも大径の第二塗料管と、
前記第一塗料管と前記第二塗料管との間に配置された開閉弁と、を具備する請求項２に記載の垂下式塗装装置。
【請求項４】
さらに、前記槽における前記支柱の計測された位置と前記槽の寸法データの開口部の位置に応じて定まる前記支柱の目標位置との間の偏差に基づいて、前記垂下式塗装装置の動作プログラムを変更する変更部を具備する請求項１から３のいずれか一項に記載の垂下式塗装装置。
【請求項５】
さらに、前記支柱に対して平行な軸線回りに回動可能なゴンドラを具備する請求項１に記載の垂下式塗装装置。
【請求項６】
槽の上面に形成された第一開口部を通って垂下された第一支柱と、該第一支柱に沿って昇降可能であって前記第一支柱周りに回動可能な第一塗装装置本体とを含む第一垂下式塗装装置と、
前記上面に形成された第二開口部を通って垂下された第二支柱と、該第二支柱に沿って昇降可能であって前記第二支柱周りに回動可能な第二本体とを含む第二垂下式塗装装置と、
前記第一垂下式塗装装置を制御する第一制御部と、
前記第二垂下式塗装装置を制御する第二制御部と、
前記第一制御部および前記第二制御部が接続されている上位制御部と、を具備し、
前記第一制御部は前記第一垂下式塗装装置の少なくとも前記第一本体全体にわたって配置された複数の第一監視点の位置を所定周期毎に前記上位制御部に送信しており、
前記第二制御部は前記第二垂下式塗装装置の少なくとも前記第二本体全体にわたって配置された複数の第二監視点の位置を前記所定周期毎に前記上位制御部に送信しており、
前記上位制御部は、前記第一監視点のそれぞれと前記第二監視点のそれぞれとの間の距離を前記所定周期毎に算出する算出部と、
該算出部により算出された複数の距離のうちの最短距離が所定の値よりも小さい場合には前記第一供給部および前記第二供給部の動作を停止させる動作停止部とを含む、塗装システム。
【請求項１】
槽の上面に形成された開口部を通って垂下された支柱と、
前記支柱に沿って昇降可能であって前記支柱周りに回動可能な塗装装置本体と、
前記槽の寸法データを記憶する記憶部と、
前記塗装装置本体全体にわたって配置された複数の監視点のそれぞれと、前記記憶部に記憶された前記槽との間の最短距離を所定周期毎に算出する算出部と、
該算出部により算出された複数の最短距離のうちの少なくとも一つが所定の値よりも小さい場合には前記塗装装置本体の動作を停止させる動作停止部とを具備する、垂下式塗装装置。
【請求項２】
さらに、前記塗装装置本体の先端部に取付けられた少なくとも一つの歪検出部を具備し、
前記動作停止部は、該歪検出部による信号値が所定の範囲を越えたときに前記塗装装置本体の動作を停止させるようにした、請求項１に記載の垂下式塗装装置。
【請求項３】
さらに、前記塗装装置本体の先端部に接続された第一塗料管と、
該第一塗料管と塗料源とを接続していて前記第一塗料管よりも大径の第二塗料管と、
前記第一塗料管と前記第二塗料管との間に配置された開閉弁と、を具備する請求項２に記載の垂下式塗装装置。
【請求項４】
さらに、前記槽における前記支柱の計測された位置と前記槽の寸法データの開口部の位置に応じて定まる前記支柱の目標位置との間の偏差に基づいて、前記垂下式塗装装置の動作プログラムを変更する変更部を具備する請求項１から３のいずれか一項に記載の垂下式塗装装置。
【請求項５】
さらに、前記支柱に対して平行な軸線回りに回動可能なゴンドラを具備する請求項１に記載の垂下式塗装装置。
【請求項６】
槽の上面に形成された第一開口部を通って垂下された第一支柱と、該第一支柱に沿って昇降可能であって前記第一支柱周りに回動可能な第一塗装装置本体とを含む第一垂下式塗装装置と、
前記上面に形成された第二開口部を通って垂下された第二支柱と、該第二支柱に沿って昇降可能であって前記第二支柱周りに回動可能な第二本体とを含む第二垂下式塗装装置と、
前記第一垂下式塗装装置を制御する第一制御部と、
前記第二垂下式塗装装置を制御する第二制御部と、
前記第一制御部および前記第二制御部が接続されている上位制御部と、を具備し、
前記第一制御部は前記第一垂下式塗装装置の少なくとも前記第一本体全体にわたって配置された複数の第一監視点の位置を所定周期毎に前記上位制御部に送信しており、
前記第二制御部は前記第二垂下式塗装装置の少なくとも前記第二本体全体にわたって配置された複数の第二監視点の位置を前記所定周期毎に前記上位制御部に送信しており、
前記上位制御部は、前記第一監視点のそれぞれと前記第二監視点のそれぞれとの間の距離を前記所定周期毎に算出する算出部と、
該算出部により算出された複数の距離のうちの最短距離が所定の値よりも小さい場合には前記第一供給部および前記第二供給部の動作を停止させる動作停止部とを含む、塗装システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−６２６７１（Ｐ２０１１−６２６７１Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１７４５３（Ｐ２００９−２１７４５３）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（５９３０５９０３８）株式会社ナカタ・マックコーポレーション (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（５９３０５９０３８）株式会社ナカタ・マックコーポレーション (3)
【Ｆターム（参考）】
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