シーラ塗布装置
【課題】正確にシーラ塗布できるシーラ塗布装置を提供すること。
【解決手段】ワークに対してシーラを吐出する塗布ノズル６５を備えるシーラ塗布装置１において、供給管７１には、前記塗布ノズル６５近傍に配置された切替バルブ７４と、当該切替バルブ７４よりも前記塗布ノズル６５から離間した位置に配置されたカットオフバルブ７６と、が設けられ、シーラの吐出または遮断に際して、前記切替バルブ７４の動作タイミングと前記カットオフバルブ７６の動作タイミングとを離間させる制御部７５を備えることを特徴とするシーラ塗布装置１である。
【解決手段】ワークに対してシーラを吐出する塗布ノズル６５を備えるシーラ塗布装置１において、供給管７１には、前記塗布ノズル６５近傍に配置された切替バルブ７４と、当該切替バルブ７４よりも前記塗布ノズル６５から離間した位置に配置されたカットオフバルブ７６と、が設けられ、シーラの吐出または遮断に際して、前記切替バルブ７４の動作タイミングと前記カットオフバルブ７６の動作タイミングとを離間させる制御部７５を備えることを特徴とするシーラ塗布装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーラ塗布装置に関する。詳しくは、自動車のボディの表面にシーラを塗布するシーラ塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディの製造工程では、ボディに取り付けられたドアの板合わせ部（以下、「ヘミング部」という）に、シーラ塗布装置を用いてシーラを塗布することが行われている。シーラは高粘度の液体であり、このシーラをヘミング部に塗布することにより、発錆や水漏れを防止する。
シーラ塗布装置としては、ロボットアームの先端に塗布ノズルを備え、自動でシーラの塗布を行うシーラ塗布装置などが用いられる。
また、シーラの塗布に際しては、正確な位置に適量のシーラを塗布することが望まれる。
【０００３】
例えば、シーラ塗布位置をティーチングにより記憶したシーラガンを有するシーラ塗布用ロボットと、このシーラ塗布用ロボットに取り付けられたカメラと、を備えるシーラ塗布装置が提案されている（特許文献１参照）。
このシーラ塗布装置は、ワークの現在位置を３次元測定する測定手段と、測定手段により得られたワークの現在位置と記憶手段に記憶されたシーラ塗布用ロボットの基準位置とを比較し、この比較結果に基づいてティーチングデータを補正する補正手段と、を備える。
【０００４】
このシーラ塗布装置では、カメラにより検出した位置データを測定手段に転送し、測定手段によりワークの現在位置を測定する。次いで、測定されたワークの現在位置と、予め記憶手段に記憶されたティーチングに基づくロボットの基準位置とを比較する。次いで、この比較結果に基づいて、補正手段によりティーチングデータを補正し、シフト量を与えたデータをロボットに転送する。これにより、正確なシーラ塗布作業が可能となる。
【０００５】
ところで、シーラ塗布装置には、ワークに塗布ノズルを当接させた状態でシーラを塗布する接触式と、ワークに対して塗布ノズルが非接触の状態でシーラを塗布する非接触式とがある。
接触式のシーラ塗布装置は、ロボットアームの中心軸方向に延びる塗布ノズルと、この塗布ノズルの先端の近傍に、塗布ノズルの延出方向に延びるガイド部と、を備え、ガイド部の側部をワークの端縁に当接させた状態で、シーラを塗布する。このため、接触式のシーラ塗布装置は、平面構造体のヘミング部などにしか適用できず、ドアサッシの付根などの立体構造部位やドアヒンジなどの狭い部位のヘミング部には、非接触式のシーラ塗布装置が用いられる。
【０００６】
従って、平面構造と立体構造とが組み合わさったワークに対しては、接触式のシーラ塗布装置または非接触式のシーラ塗布装置のいずれか一方を用い、塗布できない部位については人間が手作業で行うか、あるいは、接触式のシーラ塗布装置と非接触式のシーラ塗布装置を併用し、部位に応じてシーラ塗布装置の切替えを行う必要があった。
【０００７】
ここで、例えば、ロボットアームの先端に、複数の塗布ノズルを取り付けることが可能なシーラ塗布装置が提案されている（特許文献２参照）。
このシーラ塗布装置は、ロボットアームの先端に設けられた緩衝機構と、この緩衝機構に固定されたハウジングに取り付けられたサイズや仕様の異なる複数の取り付け金具と、これら複数の取り付け金具に取り付けられた複数の塗布ノズルと、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−９０５号公報
【特許文献２】特開２００７−２０３２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のシーラ塗布装置では、カメラが塗布ノズルの側部に取り付けられているため、カメラがワークや他の生産設備に干渉するおそれがあった。
また、特許文献２のシーラ塗布装置では、ロボットアームの先端に複数の塗布ノズルが円環状に配置されるため、これら複数の塗布ノズルがワークや他の生産設備に干渉するおそれがあった。
また、特許文献２のシーラ塗布装置は、接触式のシーラ塗布装置であり、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方を備えるものではない。従って、ワークの外周部のうち、曲がりの曲率が大きい部位については、手作業で行う必要があった。
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、正確なシーラ塗布作業を可能とするシーラ塗布装置を提供することにある。また、正確にシーラ塗布でき、かつワークや他の生産設備に干渉するのを防止できるシーラ塗布装置を提供することにある。さらには、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方を装備した場合であっても、正確にシーラ塗布でき、かつワークや他の生産設備に干渉するのを防止できるシーラ塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は、ワーク（例えば、後述のボディ２およびドア３）に対してシーラを吐出する塗布ノズル（例えば、後述の塗布ノズル６５）を備えるシーラ塗布装置（例えば、後述のシーラ塗布装置１）において、シーラ供給経路（例えば、後述の供給管７１）には、前記塗布ノズルの近傍に配置された第１のバルブ（例えば、後述の切替バルブ７４）と、当該第１のバルブよりも前記塗布ノズルから離間した位置に配置された第２のバルブ（例えば、後述のカットオフバルブ７６）と、が設けられ、シーラの吐出または遮断に際して、前記第１のバルブの動作タイミングと前記第２のバルブの動作タイミングとを離間させる制御手段（例えば、後述の制御部７５）を備えることを特徴とする。
即ち、この発明のシーラ塗布装置は、第１のバルブにより塗布ノズルとシーラ供給経路とを連通させてシーラの塗布を開始する際にはシーラ供給経路を遮断する一方で、シーラの塗布開始から所定時間が経過した後には第２のバルブによりシーラ供給経路を開放するカットオフ手段（例えば、後述のカットオフバルブ７６、制御部７５）を備える。
【００１２】
この発明によれば、シーラ塗布開始時にはシーラ供給経路を遮断し、シーラ塗布開始から所定時間が経過した後にはシーラ供給経路を開放する。即ち、シーラ塗布を開始するに際し、使用する塗布ノズルとシーラ供給経路とを第１のバルブにより連通させるときには、第２のバルブによりシーラ供給経路を遮断しておく。そして、シーラ塗布開始から所定時間が経過した後に、第２のバルブによりシーラ供給経路を開放する。
これにより、シーラ塗布を開始するまでの待機時間中に、シーラ中に含まれる溶剤成分が揮発してシーラ供給経路の内圧が高まった場合であっても、シーラ塗布開始時に内圧が高まった状態で一気に塗布ノズルから吐出されたシーラの先端がハンマー状に膨らむ、いわゆるハンマーヘッドの発生を防止でき、より正確にシーラ塗布できる。
【００１３】
また、シーラ塗布の終了に際しては、先ず、第２のバルブによりシーラ供給経路を遮断し、次いで第１のバルブにより塗布ノズルとシーラ供給経路とを遮断する。これにより、塗布したシーラの終端の膨らみを防止することができ、より正確にシーラ塗布できる。
【００１４】
なお、この発明の適用範囲は、ロボットを備える自動シーラ塗布装置によるシーラ塗布に限られず、手動によるシーラ塗布にも適用できる。
【００１５】
また、前記シーラ塗布装置は、複数の塗布ノズルを備え、前記シーラ供給経路は、１本のシーラ供給管（例えば、後述の供給管７１）と、この１本のシーラ供給管からそれぞれ分岐して前記塗布ノズルに至る複数のノズル用配管（例えば、後述のノズル用配管７９）と、を含んで構成され、前記制御手段は、シーラの吐出に際して前記第１のバルブを制御することにより、前記複数のノズル用配管のうちのいずれか１つを選択するように構成することが好ましい。
より具体的には、本発明のシーラ塗布装置は、前記塗布ノズルにシーラを供給するシーラ供給装置（例えば、後述のシーラ供給装置７０）をさらに備え、当該シーラ供給装置は、シーラを貯留するタンクと前記塗布ノズルに通ずるノズル用配管とを連結する１本のシーラ供給管と、当該シーラ供給管を流通するシーラの流量を検出する流量検出手段（例えば、後述の流量計７２）と、前記シーラ供給管に設けられた流量調整バルブ（例えば、後述の流量調整バルブ７３）と、前記複数の塗布ノズルのそれぞれに設けられ、当該塗布ノズルに通ずるノズル用配管と前記シーラ供給管とを連通または遮断する第１のバルブを備える切替手段（例えば、後述の切替バルブ７４、制御部７５）と、前記流量検出手段により検出されたシーラの流量に基づいて前記流量調整バルブを制御することにより、前記切替手段により前記シーラ供給管と連通されたノズル用配管および塗布ノズルから吐出するシーラの塗布量を制御する塗布量制御手段（例えば、後述の制御部７５）と、を備えることが好ましい。
【００１６】
この発明によれば、接触式と非接触式の両方を含む複数の塗布ノズルを備える場合であっても、複数の塗布ノズルのそれぞれに、当該塗布ノズルとシーラ供給管とを連通または遮断する第１のバルブを設けることにより、シーラを貯留するタンクからシーラを供給するためのシーラ供給管を１本で構成することができる。また、この発明によれば、シーラ供給管を流通するシーラの流量を検出し、検出されたシーラの流量に基づいて、シーラ供給管に設けた流量調整バルブをフィードバック制御できる。
これにより、１本のシーラ供給管で接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方へシーラを供給でき、シーラ供給管がワークや他の生産設備と干渉するのを防止できる。また、シーラ供給管を流通するシーラの流量に基づいて、シーラ供給管に設けられた流量調整バルブをフィードバック制御するため、塗布ノズルから吐出するシーラの塗布量を最適化でき、より正確にシーラ塗布できる。
【００１７】
また、この発明では、前記シーラ塗布装置が、多軸ロボットに搭載されていることが好ましく、前記塗布ノズルと前記多軸ロボットの本体の中間部分に、ワーク検出用の画像センサが設けられていることが好ましい。
より具体的には、ワークに対してシーラを吐出する塗布ノズルと、アーム（例えば、後述の第２アーム２２）の先端に取り付けられたブラケット（例えば、後述のブラケット３０）により緩衝機構（例えば、後述の緩衝機構５０）を介して当該塗布ノズルを支持しかつ当該塗布ノズルの３次元上の位置を変化させる多軸ロボット（例えば、後述のロボット１０）と、を備えるシーラ塗布装置であって、前記ブラケットは、前記アームの中心軸（例えば、後述の第２アームの中心軸２２Ｃ）の延長線上に重心を有しかつ前記アームの幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース（例えば、後述のブラケットケース３１）を有し、前記シーラ塗布装置は、前記ブラケットケース内に収納されかつ前記ワークの３次元上の位置を検出するセンシング手段としての画像センサ（例えば、後述のカメラ４０）を備えることが好ましい。
【００１８】
この発明によれば、ワークの３次元上の位置を検出するセンシング手段としての画像センサを、塗布ノズルと多軸ロボットの本体の中間部分、具体的には、アームの中心軸の延長線上に重心を有しかつアームの幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース内に収納した。即ち、ブラケットの一部を、センシング手段のカバーとして利用する構成とした。
これにより、本発明に係るシーラ塗布装置は、センシング手段としての画像センサを備えるため、ワークの３次元上の位置、ロボットの動作および補正基準点となるワークの基準位置を正確に検出でき、シーラ塗布が必要な部位に正確にシーラ塗布できる。また、センシング手段が、アームの中心軸の延長線上に重心を有しかつアームの幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース内に収納されているため、ロボットの動作中に、センシング手段がワークや他の生産設備と干渉するのを防止できる。
【００１９】
また、この発明では、前記塗布ノズルとして、ノズルの先端近傍にガイド部（例えば、後述のガイド部６７Ａ，６７Ｂ）を有しかつ当該ガイド部を前記ワークに当接させた状態でシーラを吐出する接触式塗布ノズル（例えば、後述の接触式塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂ）と、ガイド部を有さずに前記ワークに非接触の状態でシーラを吐出する非接触式塗布ノズル（例えば、後述の非接触式塗布ノズル６５Ｃ）とを、それぞれ少なくとも１つずつ備え、これら複数の塗布ノズルは、前記アームの中心軸に直交する方向に一列に配置されていることが好ましい。
【００２０】
この発明によれば、アームの先端に複数の塗布ノズルを備え、これら複数の塗布ノズルをアームの中心軸に直交する方向に一列に配置させた。また、複数の塗布ノズルとして、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルとを、それぞれ少なくとも１つずつ備える構成とした。
これにより、複数の塗布ノズルがアームの中心軸に直交する方向に一列に配置されているため、アームを適宜旋回・移動させることにより、塗布ノズルがワークや他の生産設備と干渉することなく、狭い部位などにもシーラを塗布できる。また、ワークや他の生産設備との干渉を防止しつつ、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方を装備できるため、平面構造と立体構造とが組み合わさったワークに対しても、１台のシーラ塗布装置でワークの全ての部位をシーラ塗布できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、正確にシーラ塗布できるシーラ塗布装置を提供できる。また、正確にシーラ塗布でき、かつワークや他の生産設備に干渉するのを防止できるシーラ塗布装置を提供できる。さらには、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方を装備した場合であっても、正確にシーラ塗布でき、かつワークや他の生産設備に干渉するのを防止できるシーラ塗布装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るシーラ塗布装置の側面図である。
【図２】前記実施形態に係るシーラ塗布装置の部分拡大側面図である。
【図３】前記実施形態に係るシーラ塗布装置の部分拡大斜視図である。
【図４】緩衝機構の要部断面図である。
【図５】前記実施形態に係るシーラ塗布装置の部分拡大平面図である。
【図６】接触式のシーラ塗布ノズルを説明するための図である。
【図７】非接触式のシーラ塗布ノズルを説明するための図である。
【図８】塗布ノズルの切換位置を説明するための図である。
【図９】シーラ供給装置の構成を示す模式図である。
【図１０】ガンの部分拡大断面図である。
【図１１】ハンマーヘッドを説明するための図である。
【図１２】塗布ノズル切換部分における塗布シーラの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係るシーラ塗布装置１の側面図である。
シーラ塗布装置１は、生産ライン上を搬送されるボディ２の左側に取り付けられたドア３の周縁のヘミング部の他、ドアサッシの付根部位やドアヒンジ部位のヘミング部などに対して、シーラを塗布する。また、これに限らず、シーラ塗布装置１は、その他のシーリング部位にシーラを塗布することもできる。
シーラ塗布装置１は、シーラを吐出する塗布ユニット６０と、後述する第２アームの先端に取り付けられたブラケット３０により緩衝機構５０を介して塗布ユニット６０を支持し、かつこの塗布ユニット６０の３次元上の位置を変化させるロボット１０と、を備える。
【００２４】
図２は、シーラ塗布装置１の部分拡大側面図である。
ロボット１０は、ロボット本体２０と、このロボット本体２０に軸支された第１アーム２１と、この第１アーム２１の先端に軸支された第２アーム２２と、を備える。
【００２５】
第１アーム２１は、第１軸２１１でロボット本体２０に軸支される。この第１軸２１１は、第１アーム２１の軸方向とロボット本体２０との成す角度を変化させる。
第２アーム２２は、第２軸２２１で第１アーム２１に軸支される。この第２軸２２１は、第１アーム２１の軸方向と第２アーム２２の軸方向との成す角度を変化させる。
【００２６】
第２アーム２２の先端には、緩衝機構５０を介して塗布ノズル６５を支持するブラケット３０を構成する箱型のブラケットケース３１が取り付けられる。
ブラケットケース３１は、第１アーム２１および第２アーム２２の中心軸の延長線上に重心および中心軸を有する。ブラケットケース３１は、中空の略立方体形状であり、その幅寸法は、第１アーム２１の幅寸法と略同等である。なお、ブラケットケース３１の幅寸法は、第１アーム２１の幅寸法と略同等以下であればよく、第１アーム２１の幅寸法を超えない範囲で適宜設定される。
【００２７】
図３は、シーラ塗布装置１の部分拡大斜視図である。
図３に示すように、ブラケットケース３１の右側面には、円形の孔３３が設けられる。ブラケットケース３１内には、ボディ２やドア３の３次元上の位置を検出するセンシング手段としての画像センサであるカメラ４０が収納されている。カメラ４０は、孔３３にレンズを臨ませてブラケットケース３１内に収納されており、ドア３の内側に付されたマーカを、孔３３を通して撮像することにより、ボディ２やドア３の３次元上の位置を検出する。
なお、本実施形態のシーラ塗布装置１は、ボディ２の左側のドア３に対してシーラを塗布するものであるため、ブラケットケース３１の右側面に孔３３が設けられるが、ボディ２の右側のドア３に対してシーラを塗布する場合には、ブラケットケースの左側面に孔を設ける。即ち、シーラ塗布時に、マーカが付されたドア３の内側と対向する面に、孔を設ける。
【００２８】
図４は、緩衝機構５０の要部断面図である。
緩衝機構５０は、第２アーム２２に支持されたブラケットケース３１の先端にフランジ部５４を介して取り付けられたシリンダユニット５１と、このシリンダユニット５１に取り付けられたフローティングベース５３と、シリンダユニット５１の外周に配置されてフローティングベース５３とシリンダユニット５１の間に介在する圧縮ばね５２と、を備える。
【００２９】
シリンダユニット５１のフランジ部５４は、ボルト３５によりブラケットケース３１の先端に固定される。
シリンダユニット５１はピストンロッド５５を備え、このピストンロッド５５は、フローティングベース５３に連結され、フローティングベース５３を傾動可能に支持する。
圧縮ばね５２は、フローティングベース５３を、ピストンロッド５５の前進方向に付勢する。
シーラ塗布ユニット６０は、フローティングベース５３に取り付けられるため、シーラ塗布ユニット６０は、ピストンロッド５５が伸長するとともに移動する。
【００３０】
緩衝機構５０のシリンダユニット５１は、本体となるシリンダケース５１１と、このシリンダケース５１１の内部に摺動可能に設けられたピストン５１２と、このピストン５１２から延出するピストンロッド５５と、を備える。５１３は蓋部材であり、５１４、５１５はシール部材である。
また、シリンダユニット５１は、ピストンロッド５５の軸心５５Ｃが、第２アーム２２の中心軸の延長線２２Ｃおよびブラケットケース３１の中心軸３１Ｃ上に位置するように配置される。
【００３１】
シリンダケース５１１の前面５１１ａには、複数個の係合凹部５１６，５１６が設けられ、これらの係合凹部５１６，５１６と係合するように、フローティングベース５３に係合突起５１７，５１７が設けられる。これらの係合凹部５１６，５１６と係合突起５１７，５１７とが係合することにより、シリンダユニット５１の中心線５１Ｃであるピストンロッド５５の軸心５５Ｃに、フローティングベース５３の中心線５３Ｃが一致する。
【００３２】
シリンダケース５１１には、ピストン５１２とシリンダケース５１１とによって形成されたシリンダ室５１８に、圧縮エアを供給するエア供給穴５１９が設けられる。このエア供給穴５１９を通じてシリンダ室５１８に圧縮エアを供給すると、ピストン５１２およびピストンロッド５５が後退する（図４中右へ移動する）。
また、シリンダ室５１８内の圧縮エアを、エア供給穴５１９を通じて排出すると、圧縮ばね５２がばねの復元力により伸び、ピストン５１２およびピストンロッド５５を前進させる。
【００３３】
図３に戻って、シーラ塗布ユニット６０は、緩衝機構５０に固定されたガンブラケット６１と、このガンブラケット６１により支持されたガン６３の先端に設けられた３本の塗布ノズル６５と、を備える。
３本の塗布ノズル６５は、それぞれ、第２アーム２２の中心軸に沿って延びており、先端からシーラを吐出する。本実施形態では、塗布ノズル６５として、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと、非接触式の塗布ノズル６５Ｃと、を備える。なお、これに限らず、接触式の塗布ノズルと、非接触式の塗布ノズルとを少なくとも１つずつ備えていればよく、ワークや他の生産設備と干渉しない範囲内で複数の塗布ノズルを備えていてよい。
【００３４】
接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂは、隣接する非接触式の塗布ノズル６５Ｃとの干渉を避けるため、先端が非接触式の塗布ノズル６５Ｃから離間する方向に屈曲して延びている。接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂの先端近傍には、それぞれ、ガイド部６７Ａ，６７Ｂが設けられる。
ガイド部６７Ａ，６７Ｂは、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂから突出する丸棒状であり、その側部がワークに当接して摺動する。このため、ガイド部６７Ａ，６７Ｂは、ポリアセタール樹脂などの摩擦係数の小さな材料によって形成される。
なお、シーラの塗布精度がそれほど要求されない場合や、シーラの塗布方向が単純である場合には、ガイド部６７Ａ，６７Ｂを用いずに、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂの先端のみをワークに当接させて、シーラを塗布することもできる。
【００３５】
非接触式の塗布ノズル６５Ｃは、先端が屈曲することなく第２アーム２２の中心軸に沿って真っ直ぐに延びており、ガイド部は設けられていない。非接触式の塗布ノズル６５Ｃの長さは、上述の接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂよりも長く設計されている。
【００３６】
上述した３本の塗布ノズル６５は、それぞれ、取付金具６４Ｃを介してガン６３の先端に支持されるが、これら３本の塗布ノズル６５はいずれも着脱可能となっている。このため、仕様の異なる塗布ノズルと交換が可能となっており、１つのシーラ塗布装置１で異なる車型に対応できる。また、同じ車型であっても異なる部位にシーラを塗布でき、シーラ塗布装置１の汎用性は高い。
【００３７】
図５は、シーラ塗布装置１の部分拡大平面図である。
図３および図５から明らかであるように、３本の塗布ノズル６５は、第２アーム２２の中心軸に直交する方向（図３中の高さ方向）に一列に配置される。詳しくは、上方から順に、接触式の塗布ノズル６５Ａ、非接触式の塗布ノズル６５Ｃ、および接触式の塗布ノズル６５Ｂが所定の間隔を設けて一列に配置される。
【００３８】
図６は、ドア３の周縁のヘミング部３Ａに対して、接触式の塗布ノズル６５Ａでシーラを塗布する様子を示した図である。図６に示すように、接触式の塗布ノズル６５Ａは、ガイド部６７Ａの側部をドア３の周縁に当接させた後、ヘミング部３Ａに沿って摺動させてシーラを吐出し、ヘミング部３Ａにシーラを塗布する。接触式の塗布ノズル６５Ｂも同様である。
図７は、ドアサッシの付根部位やドアヒンジ部位などのヘミング部３Ｃに対して、非接触式のシーラ塗布ノズル６５Ｃでシーラを塗布する様子を示した図である。図７に示すように、非接触式の塗布ノズル６５Ｃは、ヘミング部３Ｃに対して非接触の状態でシーラを吐出し、ヘミング部３Ｃにシーラを塗布する。
【００３９】
次に、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと、非接触式の塗布ノズル６５Ｃとの切換位置について説明する。
図８は、ドア３の周縁部の部分拡大図である。図８に示すように、ドア３の周縁部内側には、周縁に沿ってヘミング部が形成されており、このヘミング部に対して、シーラが塗布される。ここで、ヘミング部のうち、直線状のヘミング部３Ａ，３Ａについては、ガイド部６７Ａ，６７Ｂをドア３の周縁に当接させて摺動させながら、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂによりシーラの塗布が行われる。一方、ドア３の角部の領域Ｃにおける曲率の大きなヘミング部３Ｃについては、非接触式の塗布ノズル６５Ｃによりシーラの塗布が行われる。
【００４０】
図３に戻って、シーラ塗布装置１は、ガン６３の側面に接続され、かつ塗布ノズル６５にシーラを供給する１本の供給管７１を含んで構成されるシーラ供給装置７０を備える。以下、シーラ供給装置７０について説明する。
図９は、シーラ供給装置７０の構成を示す模式図である。
図９に示すように、シーラ供給装置７０は、供給管７１と、流量計７２と、流量調整バルブ７３と、切替バルブ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃを備える切替部７４と、制御部７５と、カットオフバルブ７６Ａを備えるカットオフ部７６と、を備える。
【００４１】
供給管７１は、図示しないシーラを貯留するタンクと、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ通ずるノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂとを連結する。タンク内に貯留されたシーラは、図示しない供給ポンプにより、供給管７１内を圧送され、ノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂを介して塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂに供給される。
なお、供給管７１は、１本のみで構成される。
【００４２】
流量計７２は、供給管７１内を流通するシーラの流量を検出する。検出信号は、制御部７５に供給される。
【００４３】
流量調整バルブ７３は、バルブの開度を調整することにより、供給管７１内を流通するシーラの流量を調整する。バルブの開度は、制御部７５から供給される制御信号により決定される。
【００４４】
切替部７４は、３つの塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ対応して設けられた、第１切替バルブ７４Ａ、第２切替バルブ７４Ｃ、および第３切替バルブ７４Ｂを備える。
これら第１切替バルブ７４Ａ、第２切替バルブ７４Ｃ、および第３切替バルブ７４Ｂは、制御部７５から供給される制御信号により駆動し、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ通ずるノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂと供給管７１とを連通または遮断する。
【００４５】
詳しくは、上記の第１切替バルブ７４Ａ、第２切替バルブ７４Ｃ、および第３切替バルブ７４Ｂからなる切替バルブ７４は、ソレノイドバルブで構成され、これらソレノイドバルブの駆動により、図示しないエアホースからのエアの供給のＯＮ／ＯＦＦが制御され、ガン６３Ａ，６３Ｃ，６３Ｂにそれぞれ設けられたニードル７７Ａ，７７Ｃ，７７Ｂを後退または前進させる。これにより、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ通ずるノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂと供給管７１を連通または遮断する。
例えば、図１０はガン６３Ｃの部分拡大断面図であるが、この図１０に示すように、ニードル７７Ｃが前進することにより、ノズル用配管７９Ｃと供給管７１とが遮断される。また、ニードル７７Ｃが後退することにより、ノズル用配管７９Ｃと供給管７１とが連通される。
【００４６】
図９に戻って、制御部７５は、流量計７２からの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下、「ＣＰＵ」という）とを備える。この他、制御部７５は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムおよび演算結果などを記憶する記憶回路と、流量調整バルブ７３、切替バルブ７４、およびカットオフバルブ７６Ａなどに制御信号を出力する出力回路と、を備える。
【００４７】
また、制御部７５は、流量計７２により検出されたシーラの流量に基づいて、流量調整バルブ７３を制御することにより、切替部７４により供給管７１と連通された塗布ノズル６５から吐出するシーラの塗布量を制御する塗布量制御部を構成する。
特に、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルとでは、シーラの塗布量が大きく異なり、また、同じ接触式の塗布ノズルにおいても、仕様が異なるとシーラの塗布量も異なってくるため、適宜、好ましい塗布量となるように流量調整バルブ７３を制御する。
【００４８】
カットオフ部７６は、供給管７１に設けられたカットオフバルブ７６Ａを備える。
カットオフバルブ７６Ａは、制御部７５から供給される制御信号により駆動し、供給管７１を遮断または開放する。具体的には、切替部７４により塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ通ずるノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂと供給管７１とを連通させてシーラの塗布を開始する際には、カットオフバルブ７６Ａにより供給管７１を遮断し、シーラの塗布開始から所定時間が経過した後は、カットオフバルブ７６Ａにより供給管７１を開放する。逆に、シーラの塗布を終了する際には、カットオフバルブ７６Ａにより供給管７１を遮断した後、切替部７４によりノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂと供給管７１とを遮断する。
なお、カットオフバルブ７６Ａは、上記切替バルブと同様にソレノイドバルブで構成される。このソレノイドバルブの駆動により、図示しないエアホースからのエアの供給のＯＮ／ＯＦＦが制御され、供給管７１に設けられたニードル７８を後退または前進させる。これにより、供給管７１を遮断または開放する。
【００４９】
ここで、カットオフを実行するシーラ供給装置７０の動作について説明する。
先ず、シーラの塗布を開始するに際して、第１切替バルブ７４Ａ、第２切替バルブ７４Ｃ、および第３切替バルブ７４Ｂのうち、いずれか１つのバルブをＯＮにする。これにより、いずれか１つの塗布ノズル６５と供給管７１とが連通する。このとき、カットオフバルブ７６ＡはＯＦＦとし、供給管７１を遮断しておく。すると、シーラは、供給管７１が遮断されているため、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路内の残圧でシーラを吐出する。これにより、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路の内圧が低減される。
【００５０】
次いで、所定時間が経過し、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路の内圧が十分に低減された後、カットオフバルブ７６ＡをＯＮにし、供給管７１を開放する。すると、供給ポンプにより圧送されたシーラが、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路に導かれ、塗布ノズル６５に供給される。これにより、供給管７１の内圧が高まった状態でシーラの塗布を開始する時に、内圧が高まった状態で一気に塗布ノズル６５から吐出されたシーラの先端がハンマー状に膨らむ、図１１（Ａ）のＳに示すようなハンマーヘッドの発生を防止できる。ハンマーヘッドを防止できるため、図１１の（Ｂ）に示すようにシーラの先端の膨らみが抑制されて、幅方向の寸法が均一な塗布シーラ形状が得られ、正確なシーラ塗布が可能となる。
【００５１】
次いで、シーラの塗布を停止するに際しては、先ず、カットオフバルブ７６ＡをＯＦＦにし、供給管７１を遮断する。すると、シーラは、供給管７１が遮断されているため、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路内の残圧でシーラを吐出する。これにより、図１１（Ｃ）に示すように、シーラの終端の膨らみを防止でき、幅方向の寸法が均一なシーラ形状が得られる。また、カットフバルブ７６Ａよりも下流側の流路内にシーラが残存するのを回避でき、次回のシーラ塗布開始の際におけるハンマーヘッドの発生を予備的に防止できる。
次いで、ＯＮにしていた切替バルブをＯＦＦにし、塗布ノズル６５と供給管７１とを遮断する。これにより、塗布ノズル６５からのシーラの吐出が停止される。
【００５２】
なお、上述したように、シーラの先端および終端の膨らみを防止できるため、特に塗布ノズル６５の切替を実行した場合に、切替部分における塗布シーラのはみ出しを回避できる。図１２は、シーラ塗布装置１によりヘミング部に塗布されたシーラのうち、塗布ノズルの切替を実行した部分のシーラの状態を示した図である。図１２のうち、Ａの領域が塗布ノズル６５Ａにより塗布されたシーラであり、領域Ｃが塗布ノズル６５Ｃにより塗布されたシーラを示している。また、領域Ｄが、塗布ノズルの切替を実行した部分のシーラを示している。この図１２に示すように、従来のようにシーラの先端や終端に膨らみが生ずる場合には、切替部分において幅方向のはみ出しが生じていたところ、本実施形態によれば、シーラの先端や終端の膨らみが防止されているため、切替部分におけるはみ出しを回避できる。特に、塗布ノズル６５の切替の際に、切替前の塗布シーラの終端と切替後の塗布シーラの先端との重複範囲（即ち、領域Ｄの範囲）をロボットの１０で制御することにより、切替部分におけるはみ出しをより効果的に防止できる。
【００５３】
以上のような構成を備えるシーラ塗布装置１の動作について説明する。
シーラ塗布装置１は、生産ライン上をドア３が開いた状態で搬送されてきたボディ２に対して、スライド機構により進退自在に配置される。シーラ塗布開始時には、シーラ塗布装置１は、ボディ２に対して接近する方向に移動する。
【００５４】
シーラ塗布の開始にあたり、先ず、緩衝機構５０に設けられたエア供給穴５１９に圧縮エアを供給し、ピストン５１２を後退させる（図４参照）。すると、ピストン５１２に連結されたピストンロッド５５およびフローティングベース５３は、圧縮ばね５２に抗して移動するとともに、係合凹部５１６，５１６に係合突起５１７，５１７が係合する。
このとき、シリンダユニット５１の中心線５１Ｃとフローティングベース５３の中心線５３Ｃとが一直線上に配置されるため、塗布ノズル６５は高い位置精度を有する。また、塗布ノズル６５の位置精度が高いため、シリンダユニット５１のストロークを適切に設定することにより、ロボット１０のティーチング操作をより正確に実行できる。
【００５５】
次いで、フローティングベース５３をシリンダユニット５１に係合させてロックした状態で、ロボット１０のアームを旋回・移動させる。このとき、３つの塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂは、アームの中心軸に直交する方向に一列に配置されているため、アームを適宜旋回・移動させることにより、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂがワークや他の生産設備と干渉することなく、狭い部位などにもシーラを塗布できる。
【００５６】
また、アームを旋回・移動させる際には、ブラケットケース３１内に収納されたカメラ４０により、ドア３の内側に付されたマーカを、孔３３を通して撮像する。これにより、ボディ２やドア３の３次元上の位置を正確に検出する。検出されたボディ２やドア３の現在位置と、予めティーチングされたロボット１０の基準位置とを比較して位置補正する。
【００５７】
そして、塗布ノズル６５を、シーラ塗布位置の直前で停止させる。ドア３の周縁のヘミング部にシーラを塗布するために接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂを使用する場合には、ガイド部６７Ａ，６７Ｂの側部がドア３の周縁に当接する直前の位置で停止させる。
このとき、塗布ノズル６５がシーラ塗布位置に当接する直前の位置までシリンダユニット５１に圧縮エアの供給を継続することにより、塗布ノズル６５がアームの旋回などによって揺動することなく、短時間で塗布ノズル６５を所定のシーラ塗布位置の近傍まで近接させ、停止させることができる。
【００５８】
次いで、塗布ノズル６５がシーラ塗布位置に当接する直前に、エア供給穴５１９への圧縮エアの供給を停止すると、ピストンロッド５５は、圧縮ばね５２の復元力によりピストンロッド５５の前進方向に付勢される。
圧縮エアの供給の停止により、シリンダ室５１８は大気圧となるため、ワークが塗布ノズル６５に当接して外力が作用すると、塗布ノズル６５と一体のフローティングベース５３は、ワークの表面形状に追従して傾く。この状態で、塗布ノズル６５から所定量のシーラを吐出し、ロボット１０にティーチングした動作で、アームを所定の送り速度で移動させてシーラ塗布を実行する。
このとき、シーラの供給は、シーラ供給装置７０により実行される。具体的には、上述のシーラ供給装置７０の動作で説明した通りの手順に従って、実行される。
【００５９】
シーラ塗布が完了したところで、塗布ノズル６５を若干ワークから退避させる。退避させた後、再度、フローティングベース５３をロックした状態で、アームを移動させて原点に復帰させることにより、シーラ塗布の１サイクルが完了する。
なお、シーラ塗布位置の変更に応じて塗布ノズル６５の切替を実行する場合には、上記のシーラ塗布の１サイクルが完了した後、切替バルブ７４による塗布ノズル６５の切替と
アームの旋回・移動を行い、上記の動作を繰り返して実行される。
【００６０】
本実施形態に係るシーラ塗布装置１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態によれば、ボディ２およびドア３に対してシーラを吐出する塗布ノズル６５を備えるシーラ塗布装置１において、供給管７１に、塗布ノズル６５の近傍に配置された切替バルブ７４と、切替バルブ７４よりも塗布ノズル６５から離間した位置に配置されたカットオフバルブ７６と、を設け、シーラの吐出または遮断に際して、切替バルブ７４の動作タイミングとカットオフバルブ７６の動作タイミングとを離間させる制御部７５と、を設けた。即ち、切替バルブ７４により塗布ノズル６５と供給管７１とを連通させてシーラの塗布を開始する際には供給管７１を遮断し、かつシーラの塗布開始から所定時間が経過した後にはカットオフバルブ７６により供給管７１を開放するように構成した。
【００６１】
これにより、シーラ塗布を開始するまでの待機時間中に、シーラ中に含まれる溶剤成分が揮発してシーラ供給経路の内圧が高まった場合であっても、シーラ塗布開始時に内圧が高まった状態で一気に塗布ノズルから吐出されたシーラの先端がハンマー状に膨らむ、いわゆるハンマーヘッドの発生を防止でき、より正確にシーラ塗布できる。
また、シーラ塗布の終了に際しては、先ず、カットオフバルブ７６により供給管７１を遮断し、次いで切替バルブ７４により塗布ノズル６５と供給管７１とを遮断するように構成した。これにより、塗布したシーラの終端の膨らみを防止することができ、より正確にシーラ塗布できる。
なお、本実施形態の適用範囲は、ロボットを備える自動シーラ塗布装置によるシーラ塗布に限られず、手動によるシーラ塗布にも適用できる。
【００６２】
また、本実施形態では、複数の塗布ノズル６５を備え、１本の供給管７１と、この１本の供給管７１からそれぞれ分岐して塗布ノズル６５に至る複数のノズル用配管７９と、を含んで構成した。また、制御部７５を、シーラの吐出に際して切替バルブ７４を制御することにより、複数のノズル用配管７９のうちのいずれか１つを選択するように構成した。
より具体的には、塗布ノズル６５にシーラを供給するシーラ供給装置７０をさらに備え、シーラ供給装置７０は、シーラを貯留するタンクと塗布ノズル６５に通ずるノズル用配管７９とを連結する１本の供給管７１と、供給管７１を流通するシーラの流量を検出する流量計７２と、供給管７１に設けられた流量調整バルブ７３と、複数の塗布ノズル６５のそれぞれに設けられ、塗布ノズル６５に通ずるノズル用配管７９と供給管７１とを連通または遮断する切替バルブ７４と、流量計７２により検出されたシーラの流量に基づいて流量調整バルブ７３を制御することにより、切替バルブ７４により供給管７１と連通されたノズル用配管７９および塗布ノズル６５から吐出するシーラの塗布量を制御する制御部７５と、を含んで構成した。
【００６３】
これにより、接触式と非接触式の両方を含む複数の塗布ノズル６５を備える場合であっても、複数の塗布ノズル６５のそれぞれに、塗布ノズル６５と供給管７１とを連通または遮断する切替バルブ７４を設けることにより、シーラを貯留するタンクからシーラを供給するための供給管７１を１本で構成することができる。また、供給管７１を流通するシーラの流量を検出し、検出されたシーラの流量に基づいて、供給管７１に設けた流量調整バルブ７３をフィードバック制御できる。
即ち、１本の供給管７１で接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと非接触式の塗布ノズル６５Ｃの両方へシーラを供給でき、供給管７１がワークや他の生産設備と干渉するのを防止できる。また、供給管７１を流通するシーラの流量に基づいて、供給管７１に設けられた流量調整バルブ７３をフィードバック制御するため、塗布ノズル６５から吐出するシーラの塗布量を最適化でき、より正確にシーラ塗布できる。
【００６４】
また、本実施形態では、シーラ塗布装置１をロボット１０に搭載し、塗布ノズル６５とロボット１０の本体２０の中間部分に、ワーク検出用の画像センサであるカメラ４０を設けた。
より具体的には、ワークに対してシーラを吐出する塗布ノズル６５と、第２アーム２２の先端に取り付けられたブラケット３０により緩衝機構５０を介して当該塗布ノズル６５を支持し、かつ当該塗布ノズル６５の３次元上の位置を変化させるロボット１０と、を備えるシーラ塗布装置１であって、ブラケット３０は、第２アーム２２の中心軸２２Ｃの延長線上に重心を有しかつ第１アーム２１の幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース３１を有し、前記シーラ塗布装置１は、ブラケットケース３１内に収納されかつワークの３次元上の位置を検出するセンシング手段としての画像センサであるカメラ４０を備えるように構成した。
即ち、ワークの３次元上の位置を検出するカメラ４０を、塗布ノズル６５とロボット１０の本体２０の中間部分、具体的には、第２アームの中心軸の延長線上に重心を有しかつ第１アーム２１の幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース３１内に収納した。そして、ブラケット３０の一部を、カメラ４０のカバーとして利用する構成とした。
【００６５】
これにより、本実施形態によれば、センシング手段としての画像センサであるカメラ４０を備えるため、ワークの３次元上の位置、ロボット１０の動作および補正基準点となるワークの基準位置を正確に検出でき、シーラ塗布が必要な部位に正確にシーラ塗布できる。また、カメラ４０が、第２アーム２２の中心軸２２Ｃの延長線上に重心を有しかつ第１アーム２１の幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース３１内に収納されているため、ロボット１０の動作中に、カメラ４０がワークや他の生産設備と干渉するのを防止できる。
【００６６】
また、本実施形態では、塗布ノズル６５として、ノズルの先端近傍にガイド部６７Ａ，６７Ｂを有しかつ当該ガイド部６７Ａ，６７Ｂを前記ワークに当接させた状態でシーラを吐出する接触式塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと、ガイド部を有さずに前記ワークに非接触の状態でシーラを吐出する非接触式塗布ノズル６５Ｃとを、それぞれ少なくとも１つずつ備え、これら複数の塗布ノズル６５は、第２アーム２２の中心軸２２Ｃに直交する方向に一列に配置して構成した。
また、第２アーム２２の先端に複数の塗布ノズル６５を備え、これら複数の塗布ノズル６５を第２アーム２２の中心軸２２Ｃに直交する方向に一列に配置させた。また、複数の塗布ノズル６５として、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと非接触式の塗布ノズル６５Ｃとを、それぞれ少なくとも１つずつ備える構成とした。
【００６７】
これにより、複数の塗布ノズル６５が第２アーム２２の中心軸２２Ｃに直交する方向に一列に配置されているため、アームを適宜旋回・移動させることにより、塗布ノズル６５がワークや他の生産設備と干渉することなく、狭い部位などにもシーラを塗布できる。また、ワークや他の生産設備との干渉を防止しつつ、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと非接触式の塗布ノズル６５Ｃの両方を装備できるため、平面構造と立体構造とが組み合わさったワークに対しても、１台のシーラ塗布装置でワークの全ての部位をシーラ塗布できる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１ シーラ塗布装置
１０ ロボット（多軸ロボット）
２２ 第２アーム（アーム）
２２Ｃ 第２アームの中心軸（アームの中心軸）
３０ ブラケット
３１ ブラケットケース
４０ カメラ（画像センサ、センシング手段）
５０ 緩衝機構
６５ 塗布ノズル
６５Ａ，６５Ｂ 接触式の塗布ノズル
６５Ｃ 非接触式の塗布ノズル
６７Ａ，６７Ｂ ガイド部
７０ シーラ供給装置
７１ 供給管（シーラ供給経路、シーラ供給管）
７２ 流量計（流量検出手段）
７３ 流量調整バルブ
７４ 切替バルブ（第１のバルブ、切替手段）
７５ 制御部（制御手段、切替手段、塗布量制御手段、カットオフ手段）
７６ カットオフバルブ（第２のバルブ、カットオフ手段）
７９ ノズル用配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーラ塗布装置に関する。詳しくは、自動車のボディの表面にシーラを塗布するシーラ塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディの製造工程では、ボディに取り付けられたドアの板合わせ部（以下、「ヘミング部」という）に、シーラ塗布装置を用いてシーラを塗布することが行われている。シーラは高粘度の液体であり、このシーラをヘミング部に塗布することにより、発錆や水漏れを防止する。
シーラ塗布装置としては、ロボットアームの先端に塗布ノズルを備え、自動でシーラの塗布を行うシーラ塗布装置などが用いられる。
また、シーラの塗布に際しては、正確な位置に適量のシーラを塗布することが望まれる。
【０００３】
例えば、シーラ塗布位置をティーチングにより記憶したシーラガンを有するシーラ塗布用ロボットと、このシーラ塗布用ロボットに取り付けられたカメラと、を備えるシーラ塗布装置が提案されている（特許文献１参照）。
このシーラ塗布装置は、ワークの現在位置を３次元測定する測定手段と、測定手段により得られたワークの現在位置と記憶手段に記憶されたシーラ塗布用ロボットの基準位置とを比較し、この比較結果に基づいてティーチングデータを補正する補正手段と、を備える。
【０００４】
このシーラ塗布装置では、カメラにより検出した位置データを測定手段に転送し、測定手段によりワークの現在位置を測定する。次いで、測定されたワークの現在位置と、予め記憶手段に記憶されたティーチングに基づくロボットの基準位置とを比較する。次いで、この比較結果に基づいて、補正手段によりティーチングデータを補正し、シフト量を与えたデータをロボットに転送する。これにより、正確なシーラ塗布作業が可能となる。
【０００５】
ところで、シーラ塗布装置には、ワークに塗布ノズルを当接させた状態でシーラを塗布する接触式と、ワークに対して塗布ノズルが非接触の状態でシーラを塗布する非接触式とがある。
接触式のシーラ塗布装置は、ロボットアームの中心軸方向に延びる塗布ノズルと、この塗布ノズルの先端の近傍に、塗布ノズルの延出方向に延びるガイド部と、を備え、ガイド部の側部をワークの端縁に当接させた状態で、シーラを塗布する。このため、接触式のシーラ塗布装置は、平面構造体のヘミング部などにしか適用できず、ドアサッシの付根などの立体構造部位やドアヒンジなどの狭い部位のヘミング部には、非接触式のシーラ塗布装置が用いられる。
【０００６】
従って、平面構造と立体構造とが組み合わさったワークに対しては、接触式のシーラ塗布装置または非接触式のシーラ塗布装置のいずれか一方を用い、塗布できない部位については人間が手作業で行うか、あるいは、接触式のシーラ塗布装置と非接触式のシーラ塗布装置を併用し、部位に応じてシーラ塗布装置の切替えを行う必要があった。
【０００７】
ここで、例えば、ロボットアームの先端に、複数の塗布ノズルを取り付けることが可能なシーラ塗布装置が提案されている（特許文献２参照）。
このシーラ塗布装置は、ロボットアームの先端に設けられた緩衝機構と、この緩衝機構に固定されたハウジングに取り付けられたサイズや仕様の異なる複数の取り付け金具と、これら複数の取り付け金具に取り付けられた複数の塗布ノズルと、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−９０５号公報
【特許文献２】特開２００７−２０３２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のシーラ塗布装置では、カメラが塗布ノズルの側部に取り付けられているため、カメラがワークや他の生産設備に干渉するおそれがあった。
また、特許文献２のシーラ塗布装置では、ロボットアームの先端に複数の塗布ノズルが円環状に配置されるため、これら複数の塗布ノズルがワークや他の生産設備に干渉するおそれがあった。
また、特許文献２のシーラ塗布装置は、接触式のシーラ塗布装置であり、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方を備えるものではない。従って、ワークの外周部のうち、曲がりの曲率が大きい部位については、手作業で行う必要があった。
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、正確なシーラ塗布作業を可能とするシーラ塗布装置を提供することにある。また、正確にシーラ塗布でき、かつワークや他の生産設備に干渉するのを防止できるシーラ塗布装置を提供することにある。さらには、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方を装備した場合であっても、正確にシーラ塗布でき、かつワークや他の生産設備に干渉するのを防止できるシーラ塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は、ワーク（例えば、後述のボディ２およびドア３）に対してシーラを吐出する塗布ノズル（例えば、後述の塗布ノズル６５）を備えるシーラ塗布装置（例えば、後述のシーラ塗布装置１）において、シーラ供給経路（例えば、後述の供給管７１）には、前記塗布ノズルの近傍に配置された第１のバルブ（例えば、後述の切替バルブ７４）と、当該第１のバルブよりも前記塗布ノズルから離間した位置に配置された第２のバルブ（例えば、後述のカットオフバルブ７６）と、が設けられ、シーラの吐出または遮断に際して、前記第１のバルブの動作タイミングと前記第２のバルブの動作タイミングとを離間させる制御手段（例えば、後述の制御部７５）を備えることを特徴とする。
即ち、この発明のシーラ塗布装置は、第１のバルブにより塗布ノズルとシーラ供給経路とを連通させてシーラの塗布を開始する際にはシーラ供給経路を遮断する一方で、シーラの塗布開始から所定時間が経過した後には第２のバルブによりシーラ供給経路を開放するカットオフ手段（例えば、後述のカットオフバルブ７６、制御部７５）を備える。
【００１２】
この発明によれば、シーラ塗布開始時にはシーラ供給経路を遮断し、シーラ塗布開始から所定時間が経過した後にはシーラ供給経路を開放する。即ち、シーラ塗布を開始するに際し、使用する塗布ノズルとシーラ供給経路とを第１のバルブにより連通させるときには、第２のバルブによりシーラ供給経路を遮断しておく。そして、シーラ塗布開始から所定時間が経過した後に、第２のバルブによりシーラ供給経路を開放する。
これにより、シーラ塗布を開始するまでの待機時間中に、シーラ中に含まれる溶剤成分が揮発してシーラ供給経路の内圧が高まった場合であっても、シーラ塗布開始時に内圧が高まった状態で一気に塗布ノズルから吐出されたシーラの先端がハンマー状に膨らむ、いわゆるハンマーヘッドの発生を防止でき、より正確にシーラ塗布できる。
【００１３】
また、シーラ塗布の終了に際しては、先ず、第２のバルブによりシーラ供給経路を遮断し、次いで第１のバルブにより塗布ノズルとシーラ供給経路とを遮断する。これにより、塗布したシーラの終端の膨らみを防止することができ、より正確にシーラ塗布できる。
【００１４】
なお、この発明の適用範囲は、ロボットを備える自動シーラ塗布装置によるシーラ塗布に限られず、手動によるシーラ塗布にも適用できる。
【００１５】
また、前記シーラ塗布装置は、複数の塗布ノズルを備え、前記シーラ供給経路は、１本のシーラ供給管（例えば、後述の供給管７１）と、この１本のシーラ供給管からそれぞれ分岐して前記塗布ノズルに至る複数のノズル用配管（例えば、後述のノズル用配管７９）と、を含んで構成され、前記制御手段は、シーラの吐出に際して前記第１のバルブを制御することにより、前記複数のノズル用配管のうちのいずれか１つを選択するように構成することが好ましい。
より具体的には、本発明のシーラ塗布装置は、前記塗布ノズルにシーラを供給するシーラ供給装置（例えば、後述のシーラ供給装置７０）をさらに備え、当該シーラ供給装置は、シーラを貯留するタンクと前記塗布ノズルに通ずるノズル用配管とを連結する１本のシーラ供給管と、当該シーラ供給管を流通するシーラの流量を検出する流量検出手段（例えば、後述の流量計７２）と、前記シーラ供給管に設けられた流量調整バルブ（例えば、後述の流量調整バルブ７３）と、前記複数の塗布ノズルのそれぞれに設けられ、当該塗布ノズルに通ずるノズル用配管と前記シーラ供給管とを連通または遮断する第１のバルブを備える切替手段（例えば、後述の切替バルブ７４、制御部７５）と、前記流量検出手段により検出されたシーラの流量に基づいて前記流量調整バルブを制御することにより、前記切替手段により前記シーラ供給管と連通されたノズル用配管および塗布ノズルから吐出するシーラの塗布量を制御する塗布量制御手段（例えば、後述の制御部７５）と、を備えることが好ましい。
【００１６】
この発明によれば、接触式と非接触式の両方を含む複数の塗布ノズルを備える場合であっても、複数の塗布ノズルのそれぞれに、当該塗布ノズルとシーラ供給管とを連通または遮断する第１のバルブを設けることにより、シーラを貯留するタンクからシーラを供給するためのシーラ供給管を１本で構成することができる。また、この発明によれば、シーラ供給管を流通するシーラの流量を検出し、検出されたシーラの流量に基づいて、シーラ供給管に設けた流量調整バルブをフィードバック制御できる。
これにより、１本のシーラ供給管で接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方へシーラを供給でき、シーラ供給管がワークや他の生産設備と干渉するのを防止できる。また、シーラ供給管を流通するシーラの流量に基づいて、シーラ供給管に設けられた流量調整バルブをフィードバック制御するため、塗布ノズルから吐出するシーラの塗布量を最適化でき、より正確にシーラ塗布できる。
【００１７】
また、この発明では、前記シーラ塗布装置が、多軸ロボットに搭載されていることが好ましく、前記塗布ノズルと前記多軸ロボットの本体の中間部分に、ワーク検出用の画像センサが設けられていることが好ましい。
より具体的には、ワークに対してシーラを吐出する塗布ノズルと、アーム（例えば、後述の第２アーム２２）の先端に取り付けられたブラケット（例えば、後述のブラケット３０）により緩衝機構（例えば、後述の緩衝機構５０）を介して当該塗布ノズルを支持しかつ当該塗布ノズルの３次元上の位置を変化させる多軸ロボット（例えば、後述のロボット１０）と、を備えるシーラ塗布装置であって、前記ブラケットは、前記アームの中心軸（例えば、後述の第２アームの中心軸２２Ｃ）の延長線上に重心を有しかつ前記アームの幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース（例えば、後述のブラケットケース３１）を有し、前記シーラ塗布装置は、前記ブラケットケース内に収納されかつ前記ワークの３次元上の位置を検出するセンシング手段としての画像センサ（例えば、後述のカメラ４０）を備えることが好ましい。
【００１８】
この発明によれば、ワークの３次元上の位置を検出するセンシング手段としての画像センサを、塗布ノズルと多軸ロボットの本体の中間部分、具体的には、アームの中心軸の延長線上に重心を有しかつアームの幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース内に収納した。即ち、ブラケットの一部を、センシング手段のカバーとして利用する構成とした。
これにより、本発明に係るシーラ塗布装置は、センシング手段としての画像センサを備えるため、ワークの３次元上の位置、ロボットの動作および補正基準点となるワークの基準位置を正確に検出でき、シーラ塗布が必要な部位に正確にシーラ塗布できる。また、センシング手段が、アームの中心軸の延長線上に重心を有しかつアームの幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース内に収納されているため、ロボットの動作中に、センシング手段がワークや他の生産設備と干渉するのを防止できる。
【００１９】
また、この発明では、前記塗布ノズルとして、ノズルの先端近傍にガイド部（例えば、後述のガイド部６７Ａ，６７Ｂ）を有しかつ当該ガイド部を前記ワークに当接させた状態でシーラを吐出する接触式塗布ノズル（例えば、後述の接触式塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂ）と、ガイド部を有さずに前記ワークに非接触の状態でシーラを吐出する非接触式塗布ノズル（例えば、後述の非接触式塗布ノズル６５Ｃ）とを、それぞれ少なくとも１つずつ備え、これら複数の塗布ノズルは、前記アームの中心軸に直交する方向に一列に配置されていることが好ましい。
【００２０】
この発明によれば、アームの先端に複数の塗布ノズルを備え、これら複数の塗布ノズルをアームの中心軸に直交する方向に一列に配置させた。また、複数の塗布ノズルとして、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルとを、それぞれ少なくとも１つずつ備える構成とした。
これにより、複数の塗布ノズルがアームの中心軸に直交する方向に一列に配置されているため、アームを適宜旋回・移動させることにより、塗布ノズルがワークや他の生産設備と干渉することなく、狭い部位などにもシーラを塗布できる。また、ワークや他の生産設備との干渉を防止しつつ、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方を装備できるため、平面構造と立体構造とが組み合わさったワークに対しても、１台のシーラ塗布装置でワークの全ての部位をシーラ塗布できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、正確にシーラ塗布できるシーラ塗布装置を提供できる。また、正確にシーラ塗布でき、かつワークや他の生産設備に干渉するのを防止できるシーラ塗布装置を提供できる。さらには、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルの両方を装備した場合であっても、正確にシーラ塗布でき、かつワークや他の生産設備に干渉するのを防止できるシーラ塗布装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るシーラ塗布装置の側面図である。
【図２】前記実施形態に係るシーラ塗布装置の部分拡大側面図である。
【図３】前記実施形態に係るシーラ塗布装置の部分拡大斜視図である。
【図４】緩衝機構の要部断面図である。
【図５】前記実施形態に係るシーラ塗布装置の部分拡大平面図である。
【図６】接触式のシーラ塗布ノズルを説明するための図である。
【図７】非接触式のシーラ塗布ノズルを説明するための図である。
【図８】塗布ノズルの切換位置を説明するための図である。
【図９】シーラ供給装置の構成を示す模式図である。
【図１０】ガンの部分拡大断面図である。
【図１１】ハンマーヘッドを説明するための図である。
【図１２】塗布ノズル切換部分における塗布シーラの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係るシーラ塗布装置１の側面図である。
シーラ塗布装置１は、生産ライン上を搬送されるボディ２の左側に取り付けられたドア３の周縁のヘミング部の他、ドアサッシの付根部位やドアヒンジ部位のヘミング部などに対して、シーラを塗布する。また、これに限らず、シーラ塗布装置１は、その他のシーリング部位にシーラを塗布することもできる。
シーラ塗布装置１は、シーラを吐出する塗布ユニット６０と、後述する第２アームの先端に取り付けられたブラケット３０により緩衝機構５０を介して塗布ユニット６０を支持し、かつこの塗布ユニット６０の３次元上の位置を変化させるロボット１０と、を備える。
【００２４】
図２は、シーラ塗布装置１の部分拡大側面図である。
ロボット１０は、ロボット本体２０と、このロボット本体２０に軸支された第１アーム２１と、この第１アーム２１の先端に軸支された第２アーム２２と、を備える。
【００２５】
第１アーム２１は、第１軸２１１でロボット本体２０に軸支される。この第１軸２１１は、第１アーム２１の軸方向とロボット本体２０との成す角度を変化させる。
第２アーム２２は、第２軸２２１で第１アーム２１に軸支される。この第２軸２２１は、第１アーム２１の軸方向と第２アーム２２の軸方向との成す角度を変化させる。
【００２６】
第２アーム２２の先端には、緩衝機構５０を介して塗布ノズル６５を支持するブラケット３０を構成する箱型のブラケットケース３１が取り付けられる。
ブラケットケース３１は、第１アーム２１および第２アーム２２の中心軸の延長線上に重心および中心軸を有する。ブラケットケース３１は、中空の略立方体形状であり、その幅寸法は、第１アーム２１の幅寸法と略同等である。なお、ブラケットケース３１の幅寸法は、第１アーム２１の幅寸法と略同等以下であればよく、第１アーム２１の幅寸法を超えない範囲で適宜設定される。
【００２７】
図３は、シーラ塗布装置１の部分拡大斜視図である。
図３に示すように、ブラケットケース３１の右側面には、円形の孔３３が設けられる。ブラケットケース３１内には、ボディ２やドア３の３次元上の位置を検出するセンシング手段としての画像センサであるカメラ４０が収納されている。カメラ４０は、孔３３にレンズを臨ませてブラケットケース３１内に収納されており、ドア３の内側に付されたマーカを、孔３３を通して撮像することにより、ボディ２やドア３の３次元上の位置を検出する。
なお、本実施形態のシーラ塗布装置１は、ボディ２の左側のドア３に対してシーラを塗布するものであるため、ブラケットケース３１の右側面に孔３３が設けられるが、ボディ２の右側のドア３に対してシーラを塗布する場合には、ブラケットケースの左側面に孔を設ける。即ち、シーラ塗布時に、マーカが付されたドア３の内側と対向する面に、孔を設ける。
【００２８】
図４は、緩衝機構５０の要部断面図である。
緩衝機構５０は、第２アーム２２に支持されたブラケットケース３１の先端にフランジ部５４を介して取り付けられたシリンダユニット５１と、このシリンダユニット５１に取り付けられたフローティングベース５３と、シリンダユニット５１の外周に配置されてフローティングベース５３とシリンダユニット５１の間に介在する圧縮ばね５２と、を備える。
【００２９】
シリンダユニット５１のフランジ部５４は、ボルト３５によりブラケットケース３１の先端に固定される。
シリンダユニット５１はピストンロッド５５を備え、このピストンロッド５５は、フローティングベース５３に連結され、フローティングベース５３を傾動可能に支持する。
圧縮ばね５２は、フローティングベース５３を、ピストンロッド５５の前進方向に付勢する。
シーラ塗布ユニット６０は、フローティングベース５３に取り付けられるため、シーラ塗布ユニット６０は、ピストンロッド５５が伸長するとともに移動する。
【００３０】
緩衝機構５０のシリンダユニット５１は、本体となるシリンダケース５１１と、このシリンダケース５１１の内部に摺動可能に設けられたピストン５１２と、このピストン５１２から延出するピストンロッド５５と、を備える。５１３は蓋部材であり、５１４、５１５はシール部材である。
また、シリンダユニット５１は、ピストンロッド５５の軸心５５Ｃが、第２アーム２２の中心軸の延長線２２Ｃおよびブラケットケース３１の中心軸３１Ｃ上に位置するように配置される。
【００３１】
シリンダケース５１１の前面５１１ａには、複数個の係合凹部５１６，５１６が設けられ、これらの係合凹部５１６，５１６と係合するように、フローティングベース５３に係合突起５１７，５１７が設けられる。これらの係合凹部５１６，５１６と係合突起５１７，５１７とが係合することにより、シリンダユニット５１の中心線５１Ｃであるピストンロッド５５の軸心５５Ｃに、フローティングベース５３の中心線５３Ｃが一致する。
【００３２】
シリンダケース５１１には、ピストン５１２とシリンダケース５１１とによって形成されたシリンダ室５１８に、圧縮エアを供給するエア供給穴５１９が設けられる。このエア供給穴５１９を通じてシリンダ室５１８に圧縮エアを供給すると、ピストン５１２およびピストンロッド５５が後退する（図４中右へ移動する）。
また、シリンダ室５１８内の圧縮エアを、エア供給穴５１９を通じて排出すると、圧縮ばね５２がばねの復元力により伸び、ピストン５１２およびピストンロッド５５を前進させる。
【００３３】
図３に戻って、シーラ塗布ユニット６０は、緩衝機構５０に固定されたガンブラケット６１と、このガンブラケット６１により支持されたガン６３の先端に設けられた３本の塗布ノズル６５と、を備える。
３本の塗布ノズル６５は、それぞれ、第２アーム２２の中心軸に沿って延びており、先端からシーラを吐出する。本実施形態では、塗布ノズル６５として、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと、非接触式の塗布ノズル６５Ｃと、を備える。なお、これに限らず、接触式の塗布ノズルと、非接触式の塗布ノズルとを少なくとも１つずつ備えていればよく、ワークや他の生産設備と干渉しない範囲内で複数の塗布ノズルを備えていてよい。
【００３４】
接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂは、隣接する非接触式の塗布ノズル６５Ｃとの干渉を避けるため、先端が非接触式の塗布ノズル６５Ｃから離間する方向に屈曲して延びている。接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂの先端近傍には、それぞれ、ガイド部６７Ａ，６７Ｂが設けられる。
ガイド部６７Ａ，６７Ｂは、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂから突出する丸棒状であり、その側部がワークに当接して摺動する。このため、ガイド部６７Ａ，６７Ｂは、ポリアセタール樹脂などの摩擦係数の小さな材料によって形成される。
なお、シーラの塗布精度がそれほど要求されない場合や、シーラの塗布方向が単純である場合には、ガイド部６７Ａ，６７Ｂを用いずに、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂの先端のみをワークに当接させて、シーラを塗布することもできる。
【００３５】
非接触式の塗布ノズル６５Ｃは、先端が屈曲することなく第２アーム２２の中心軸に沿って真っ直ぐに延びており、ガイド部は設けられていない。非接触式の塗布ノズル６５Ｃの長さは、上述の接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂよりも長く設計されている。
【００３６】
上述した３本の塗布ノズル６５は、それぞれ、取付金具６４Ｃを介してガン６３の先端に支持されるが、これら３本の塗布ノズル６５はいずれも着脱可能となっている。このため、仕様の異なる塗布ノズルと交換が可能となっており、１つのシーラ塗布装置１で異なる車型に対応できる。また、同じ車型であっても異なる部位にシーラを塗布でき、シーラ塗布装置１の汎用性は高い。
【００３７】
図５は、シーラ塗布装置１の部分拡大平面図である。
図３および図５から明らかであるように、３本の塗布ノズル６５は、第２アーム２２の中心軸に直交する方向（図３中の高さ方向）に一列に配置される。詳しくは、上方から順に、接触式の塗布ノズル６５Ａ、非接触式の塗布ノズル６５Ｃ、および接触式の塗布ノズル６５Ｂが所定の間隔を設けて一列に配置される。
【００３８】
図６は、ドア３の周縁のヘミング部３Ａに対して、接触式の塗布ノズル６５Ａでシーラを塗布する様子を示した図である。図６に示すように、接触式の塗布ノズル６５Ａは、ガイド部６７Ａの側部をドア３の周縁に当接させた後、ヘミング部３Ａに沿って摺動させてシーラを吐出し、ヘミング部３Ａにシーラを塗布する。接触式の塗布ノズル６５Ｂも同様である。
図７は、ドアサッシの付根部位やドアヒンジ部位などのヘミング部３Ｃに対して、非接触式のシーラ塗布ノズル６５Ｃでシーラを塗布する様子を示した図である。図７に示すように、非接触式の塗布ノズル６５Ｃは、ヘミング部３Ｃに対して非接触の状態でシーラを吐出し、ヘミング部３Ｃにシーラを塗布する。
【００３９】
次に、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと、非接触式の塗布ノズル６５Ｃとの切換位置について説明する。
図８は、ドア３の周縁部の部分拡大図である。図８に示すように、ドア３の周縁部内側には、周縁に沿ってヘミング部が形成されており、このヘミング部に対して、シーラが塗布される。ここで、ヘミング部のうち、直線状のヘミング部３Ａ，３Ａについては、ガイド部６７Ａ，６７Ｂをドア３の周縁に当接させて摺動させながら、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂによりシーラの塗布が行われる。一方、ドア３の角部の領域Ｃにおける曲率の大きなヘミング部３Ｃについては、非接触式の塗布ノズル６５Ｃによりシーラの塗布が行われる。
【００４０】
図３に戻って、シーラ塗布装置１は、ガン６３の側面に接続され、かつ塗布ノズル６５にシーラを供給する１本の供給管７１を含んで構成されるシーラ供給装置７０を備える。以下、シーラ供給装置７０について説明する。
図９は、シーラ供給装置７０の構成を示す模式図である。
図９に示すように、シーラ供給装置７０は、供給管７１と、流量計７２と、流量調整バルブ７３と、切替バルブ７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃを備える切替部７４と、制御部７５と、カットオフバルブ７６Ａを備えるカットオフ部７６と、を備える。
【００４１】
供給管７１は、図示しないシーラを貯留するタンクと、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ通ずるノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂとを連結する。タンク内に貯留されたシーラは、図示しない供給ポンプにより、供給管７１内を圧送され、ノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂを介して塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂに供給される。
なお、供給管７１は、１本のみで構成される。
【００４２】
流量計７２は、供給管７１内を流通するシーラの流量を検出する。検出信号は、制御部７５に供給される。
【００４３】
流量調整バルブ７３は、バルブの開度を調整することにより、供給管７１内を流通するシーラの流量を調整する。バルブの開度は、制御部７５から供給される制御信号により決定される。
【００４４】
切替部７４は、３つの塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ対応して設けられた、第１切替バルブ７４Ａ、第２切替バルブ７４Ｃ、および第３切替バルブ７４Ｂを備える。
これら第１切替バルブ７４Ａ、第２切替バルブ７４Ｃ、および第３切替バルブ７４Ｂは、制御部７５から供給される制御信号により駆動し、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ通ずるノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂと供給管７１とを連通または遮断する。
【００４５】
詳しくは、上記の第１切替バルブ７４Ａ、第２切替バルブ７４Ｃ、および第３切替バルブ７４Ｂからなる切替バルブ７４は、ソレノイドバルブで構成され、これらソレノイドバルブの駆動により、図示しないエアホースからのエアの供給のＯＮ／ＯＦＦが制御され、ガン６３Ａ，６３Ｃ，６３Ｂにそれぞれ設けられたニードル７７Ａ，７７Ｃ，７７Ｂを後退または前進させる。これにより、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ通ずるノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂと供給管７１を連通または遮断する。
例えば、図１０はガン６３Ｃの部分拡大断面図であるが、この図１０に示すように、ニードル７７Ｃが前進することにより、ノズル用配管７９Ｃと供給管７１とが遮断される。また、ニードル７７Ｃが後退することにより、ノズル用配管７９Ｃと供給管７１とが連通される。
【００４６】
図９に戻って、制御部７５は、流量計７２からの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下、「ＣＰＵ」という）とを備える。この他、制御部７５は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムおよび演算結果などを記憶する記憶回路と、流量調整バルブ７３、切替バルブ７４、およびカットオフバルブ７６Ａなどに制御信号を出力する出力回路と、を備える。
【００４７】
また、制御部７５は、流量計７２により検出されたシーラの流量に基づいて、流量調整バルブ７３を制御することにより、切替部７４により供給管７１と連通された塗布ノズル６５から吐出するシーラの塗布量を制御する塗布量制御部を構成する。
特に、接触式の塗布ノズルと非接触式の塗布ノズルとでは、シーラの塗布量が大きく異なり、また、同じ接触式の塗布ノズルにおいても、仕様が異なるとシーラの塗布量も異なってくるため、適宜、好ましい塗布量となるように流量調整バルブ７３を制御する。
【００４８】
カットオフ部７６は、供給管７１に設けられたカットオフバルブ７６Ａを備える。
カットオフバルブ７６Ａは、制御部７５から供給される制御信号により駆動し、供給管７１を遮断または開放する。具体的には、切替部７４により塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂにそれぞれ通ずるノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂと供給管７１とを連通させてシーラの塗布を開始する際には、カットオフバルブ７６Ａにより供給管７１を遮断し、シーラの塗布開始から所定時間が経過した後は、カットオフバルブ７６Ａにより供給管７１を開放する。逆に、シーラの塗布を終了する際には、カットオフバルブ７６Ａにより供給管７１を遮断した後、切替部７４によりノズル用配管７９Ａ，７９Ｃ，７９Ｂと供給管７１とを遮断する。
なお、カットオフバルブ７６Ａは、上記切替バルブと同様にソレノイドバルブで構成される。このソレノイドバルブの駆動により、図示しないエアホースからのエアの供給のＯＮ／ＯＦＦが制御され、供給管７１に設けられたニードル７８を後退または前進させる。これにより、供給管７１を遮断または開放する。
【００４９】
ここで、カットオフを実行するシーラ供給装置７０の動作について説明する。
先ず、シーラの塗布を開始するに際して、第１切替バルブ７４Ａ、第２切替バルブ７４Ｃ、および第３切替バルブ７４Ｂのうち、いずれか１つのバルブをＯＮにする。これにより、いずれか１つの塗布ノズル６５と供給管７１とが連通する。このとき、カットオフバルブ７６ＡはＯＦＦとし、供給管７１を遮断しておく。すると、シーラは、供給管７１が遮断されているため、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路内の残圧でシーラを吐出する。これにより、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路の内圧が低減される。
【００５０】
次いで、所定時間が経過し、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路の内圧が十分に低減された後、カットオフバルブ７６ＡをＯＮにし、供給管７１を開放する。すると、供給ポンプにより圧送されたシーラが、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路に導かれ、塗布ノズル６５に供給される。これにより、供給管７１の内圧が高まった状態でシーラの塗布を開始する時に、内圧が高まった状態で一気に塗布ノズル６５から吐出されたシーラの先端がハンマー状に膨らむ、図１１（Ａ）のＳに示すようなハンマーヘッドの発生を防止できる。ハンマーヘッドを防止できるため、図１１の（Ｂ）に示すようにシーラの先端の膨らみが抑制されて、幅方向の寸法が均一な塗布シーラ形状が得られ、正確なシーラ塗布が可能となる。
【００５１】
次いで、シーラの塗布を停止するに際しては、先ず、カットオフバルブ７６ＡをＯＦＦにし、供給管７１を遮断する。すると、シーラは、供給管７１が遮断されているため、カットオフバルブ７６Ａよりも下流側の流路内の残圧でシーラを吐出する。これにより、図１１（Ｃ）に示すように、シーラの終端の膨らみを防止でき、幅方向の寸法が均一なシーラ形状が得られる。また、カットフバルブ７６Ａよりも下流側の流路内にシーラが残存するのを回避でき、次回のシーラ塗布開始の際におけるハンマーヘッドの発生を予備的に防止できる。
次いで、ＯＮにしていた切替バルブをＯＦＦにし、塗布ノズル６５と供給管７１とを遮断する。これにより、塗布ノズル６５からのシーラの吐出が停止される。
【００５２】
なお、上述したように、シーラの先端および終端の膨らみを防止できるため、特に塗布ノズル６５の切替を実行した場合に、切替部分における塗布シーラのはみ出しを回避できる。図１２は、シーラ塗布装置１によりヘミング部に塗布されたシーラのうち、塗布ノズルの切替を実行した部分のシーラの状態を示した図である。図１２のうち、Ａの領域が塗布ノズル６５Ａにより塗布されたシーラであり、領域Ｃが塗布ノズル６５Ｃにより塗布されたシーラを示している。また、領域Ｄが、塗布ノズルの切替を実行した部分のシーラを示している。この図１２に示すように、従来のようにシーラの先端や終端に膨らみが生ずる場合には、切替部分において幅方向のはみ出しが生じていたところ、本実施形態によれば、シーラの先端や終端の膨らみが防止されているため、切替部分におけるはみ出しを回避できる。特に、塗布ノズル６５の切替の際に、切替前の塗布シーラの終端と切替後の塗布シーラの先端との重複範囲（即ち、領域Ｄの範囲）をロボットの１０で制御することにより、切替部分におけるはみ出しをより効果的に防止できる。
【００５３】
以上のような構成を備えるシーラ塗布装置１の動作について説明する。
シーラ塗布装置１は、生産ライン上をドア３が開いた状態で搬送されてきたボディ２に対して、スライド機構により進退自在に配置される。シーラ塗布開始時には、シーラ塗布装置１は、ボディ２に対して接近する方向に移動する。
【００５４】
シーラ塗布の開始にあたり、先ず、緩衝機構５０に設けられたエア供給穴５１９に圧縮エアを供給し、ピストン５１２を後退させる（図４参照）。すると、ピストン５１２に連結されたピストンロッド５５およびフローティングベース５３は、圧縮ばね５２に抗して移動するとともに、係合凹部５１６，５１６に係合突起５１７，５１７が係合する。
このとき、シリンダユニット５１の中心線５１Ｃとフローティングベース５３の中心線５３Ｃとが一直線上に配置されるため、塗布ノズル６５は高い位置精度を有する。また、塗布ノズル６５の位置精度が高いため、シリンダユニット５１のストロークを適切に設定することにより、ロボット１０のティーチング操作をより正確に実行できる。
【００５５】
次いで、フローティングベース５３をシリンダユニット５１に係合させてロックした状態で、ロボット１０のアームを旋回・移動させる。このとき、３つの塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂは、アームの中心軸に直交する方向に一列に配置されているため、アームを適宜旋回・移動させることにより、塗布ノズル６５Ａ，６５Ｃ，６５Ｂがワークや他の生産設備と干渉することなく、狭い部位などにもシーラを塗布できる。
【００５６】
また、アームを旋回・移動させる際には、ブラケットケース３１内に収納されたカメラ４０により、ドア３の内側に付されたマーカを、孔３３を通して撮像する。これにより、ボディ２やドア３の３次元上の位置を正確に検出する。検出されたボディ２やドア３の現在位置と、予めティーチングされたロボット１０の基準位置とを比較して位置補正する。
【００５７】
そして、塗布ノズル６５を、シーラ塗布位置の直前で停止させる。ドア３の周縁のヘミング部にシーラを塗布するために接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂを使用する場合には、ガイド部６７Ａ，６７Ｂの側部がドア３の周縁に当接する直前の位置で停止させる。
このとき、塗布ノズル６５がシーラ塗布位置に当接する直前の位置までシリンダユニット５１に圧縮エアの供給を継続することにより、塗布ノズル６５がアームの旋回などによって揺動することなく、短時間で塗布ノズル６５を所定のシーラ塗布位置の近傍まで近接させ、停止させることができる。
【００５８】
次いで、塗布ノズル６５がシーラ塗布位置に当接する直前に、エア供給穴５１９への圧縮エアの供給を停止すると、ピストンロッド５５は、圧縮ばね５２の復元力によりピストンロッド５５の前進方向に付勢される。
圧縮エアの供給の停止により、シリンダ室５１８は大気圧となるため、ワークが塗布ノズル６５に当接して外力が作用すると、塗布ノズル６５と一体のフローティングベース５３は、ワークの表面形状に追従して傾く。この状態で、塗布ノズル６５から所定量のシーラを吐出し、ロボット１０にティーチングした動作で、アームを所定の送り速度で移動させてシーラ塗布を実行する。
このとき、シーラの供給は、シーラ供給装置７０により実行される。具体的には、上述のシーラ供給装置７０の動作で説明した通りの手順に従って、実行される。
【００５９】
シーラ塗布が完了したところで、塗布ノズル６５を若干ワークから退避させる。退避させた後、再度、フローティングベース５３をロックした状態で、アームを移動させて原点に復帰させることにより、シーラ塗布の１サイクルが完了する。
なお、シーラ塗布位置の変更に応じて塗布ノズル６５の切替を実行する場合には、上記のシーラ塗布の１サイクルが完了した後、切替バルブ７４による塗布ノズル６５の切替と
アームの旋回・移動を行い、上記の動作を繰り返して実行される。
【００６０】
本実施形態に係るシーラ塗布装置１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態によれば、ボディ２およびドア３に対してシーラを吐出する塗布ノズル６５を備えるシーラ塗布装置１において、供給管７１に、塗布ノズル６５の近傍に配置された切替バルブ７４と、切替バルブ７４よりも塗布ノズル６５から離間した位置に配置されたカットオフバルブ７６と、を設け、シーラの吐出または遮断に際して、切替バルブ７４の動作タイミングとカットオフバルブ７６の動作タイミングとを離間させる制御部７５と、を設けた。即ち、切替バルブ７４により塗布ノズル６５と供給管７１とを連通させてシーラの塗布を開始する際には供給管７１を遮断し、かつシーラの塗布開始から所定時間が経過した後にはカットオフバルブ７６により供給管７１を開放するように構成した。
【００６１】
これにより、シーラ塗布を開始するまでの待機時間中に、シーラ中に含まれる溶剤成分が揮発してシーラ供給経路の内圧が高まった場合であっても、シーラ塗布開始時に内圧が高まった状態で一気に塗布ノズルから吐出されたシーラの先端がハンマー状に膨らむ、いわゆるハンマーヘッドの発生を防止でき、より正確にシーラ塗布できる。
また、シーラ塗布の終了に際しては、先ず、カットオフバルブ７６により供給管７１を遮断し、次いで切替バルブ７４により塗布ノズル６５と供給管７１とを遮断するように構成した。これにより、塗布したシーラの終端の膨らみを防止することができ、より正確にシーラ塗布できる。
なお、本実施形態の適用範囲は、ロボットを備える自動シーラ塗布装置によるシーラ塗布に限られず、手動によるシーラ塗布にも適用できる。
【００６２】
また、本実施形態では、複数の塗布ノズル６５を備え、１本の供給管７１と、この１本の供給管７１からそれぞれ分岐して塗布ノズル６５に至る複数のノズル用配管７９と、を含んで構成した。また、制御部７５を、シーラの吐出に際して切替バルブ７４を制御することにより、複数のノズル用配管７９のうちのいずれか１つを選択するように構成した。
より具体的には、塗布ノズル６５にシーラを供給するシーラ供給装置７０をさらに備え、シーラ供給装置７０は、シーラを貯留するタンクと塗布ノズル６５に通ずるノズル用配管７９とを連結する１本の供給管７１と、供給管７１を流通するシーラの流量を検出する流量計７２と、供給管７１に設けられた流量調整バルブ７３と、複数の塗布ノズル６５のそれぞれに設けられ、塗布ノズル６５に通ずるノズル用配管７９と供給管７１とを連通または遮断する切替バルブ７４と、流量計７２により検出されたシーラの流量に基づいて流量調整バルブ７３を制御することにより、切替バルブ７４により供給管７１と連通されたノズル用配管７９および塗布ノズル６５から吐出するシーラの塗布量を制御する制御部７５と、を含んで構成した。
【００６３】
これにより、接触式と非接触式の両方を含む複数の塗布ノズル６５を備える場合であっても、複数の塗布ノズル６５のそれぞれに、塗布ノズル６５と供給管７１とを連通または遮断する切替バルブ７４を設けることにより、シーラを貯留するタンクからシーラを供給するための供給管７１を１本で構成することができる。また、供給管７１を流通するシーラの流量を検出し、検出されたシーラの流量に基づいて、供給管７１に設けた流量調整バルブ７３をフィードバック制御できる。
即ち、１本の供給管７１で接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと非接触式の塗布ノズル６５Ｃの両方へシーラを供給でき、供給管７１がワークや他の生産設備と干渉するのを防止できる。また、供給管７１を流通するシーラの流量に基づいて、供給管７１に設けられた流量調整バルブ７３をフィードバック制御するため、塗布ノズル６５から吐出するシーラの塗布量を最適化でき、より正確にシーラ塗布できる。
【００６４】
また、本実施形態では、シーラ塗布装置１をロボット１０に搭載し、塗布ノズル６５とロボット１０の本体２０の中間部分に、ワーク検出用の画像センサであるカメラ４０を設けた。
より具体的には、ワークに対してシーラを吐出する塗布ノズル６５と、第２アーム２２の先端に取り付けられたブラケット３０により緩衝機構５０を介して当該塗布ノズル６５を支持し、かつ当該塗布ノズル６５の３次元上の位置を変化させるロボット１０と、を備えるシーラ塗布装置１であって、ブラケット３０は、第２アーム２２の中心軸２２Ｃの延長線上に重心を有しかつ第１アーム２１の幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース３１を有し、前記シーラ塗布装置１は、ブラケットケース３１内に収納されかつワークの３次元上の位置を検出するセンシング手段としての画像センサであるカメラ４０を備えるように構成した。
即ち、ワークの３次元上の位置を検出するカメラ４０を、塗布ノズル６５とロボット１０の本体２０の中間部分、具体的には、第２アームの中心軸の延長線上に重心を有しかつ第１アーム２１の幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース３１内に収納した。そして、ブラケット３０の一部を、カメラ４０のカバーとして利用する構成とした。
【００６５】
これにより、本実施形態によれば、センシング手段としての画像センサであるカメラ４０を備えるため、ワークの３次元上の位置、ロボット１０の動作および補正基準点となるワークの基準位置を正確に検出でき、シーラ塗布が必要な部位に正確にシーラ塗布できる。また、カメラ４０が、第２アーム２２の中心軸２２Ｃの延長線上に重心を有しかつ第１アーム２１の幅寸法と略同等以下の幅寸法を有する箱型のブラケットケース３１内に収納されているため、ロボット１０の動作中に、カメラ４０がワークや他の生産設備と干渉するのを防止できる。
【００６６】
また、本実施形態では、塗布ノズル６５として、ノズルの先端近傍にガイド部６７Ａ，６７Ｂを有しかつ当該ガイド部６７Ａ，６７Ｂを前記ワークに当接させた状態でシーラを吐出する接触式塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと、ガイド部を有さずに前記ワークに非接触の状態でシーラを吐出する非接触式塗布ノズル６５Ｃとを、それぞれ少なくとも１つずつ備え、これら複数の塗布ノズル６５は、第２アーム２２の中心軸２２Ｃに直交する方向に一列に配置して構成した。
また、第２アーム２２の先端に複数の塗布ノズル６５を備え、これら複数の塗布ノズル６５を第２アーム２２の中心軸２２Ｃに直交する方向に一列に配置させた。また、複数の塗布ノズル６５として、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと非接触式の塗布ノズル６５Ｃとを、それぞれ少なくとも１つずつ備える構成とした。
【００６７】
これにより、複数の塗布ノズル６５が第２アーム２２の中心軸２２Ｃに直交する方向に一列に配置されているため、アームを適宜旋回・移動させることにより、塗布ノズル６５がワークや他の生産設備と干渉することなく、狭い部位などにもシーラを塗布できる。また、ワークや他の生産設備との干渉を防止しつつ、接触式の塗布ノズル６５Ａ，６５Ｂと非接触式の塗布ノズル６５Ｃの両方を装備できるため、平面構造と立体構造とが組み合わさったワークに対しても、１台のシーラ塗布装置でワークの全ての部位をシーラ塗布できる。
【００６８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１ シーラ塗布装置
１０ ロボット（多軸ロボット）
２２ 第２アーム（アーム）
２２Ｃ 第２アームの中心軸（アームの中心軸）
３０ ブラケット
３１ ブラケットケース
４０ カメラ（画像センサ、センシング手段）
５０ 緩衝機構
６５ 塗布ノズル
６５Ａ，６５Ｂ 接触式の塗布ノズル
６５Ｃ 非接触式の塗布ノズル
６７Ａ，６７Ｂ ガイド部
７０ シーラ供給装置
７１ 供給管（シーラ供給経路、シーラ供給管）
７２ 流量計（流量検出手段）
７３ 流量調整バルブ
７４ 切替バルブ（第１のバルブ、切替手段）
７５ 制御部（制御手段、切替手段、塗布量制御手段、カットオフ手段）
７６ カットオフバルブ（第２のバルブ、カットオフ手段）
７９ ノズル用配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対してシーラを吐出する塗布ノズルを備えるシーラ塗布装置において、
シーラ供給経路には、前記塗布ノズルの近傍に配置された第１のバルブと、当該第１のバルブよりも前記塗布ノズルから離間した位置に配置された第２のバルブと、が設けられ、
シーラの吐出または遮断に際して、前記第１のバルブの動作タイミングと前記第２のバルブの動作タイミングとを離間させる制御手段を備えることを特徴とするシーラ塗布装置。
【請求項２】
前記シーラ塗布装置は、複数の塗布ノズルを備え、
前記シーラ供給経路は、１本のシーラ供給管と、この１本のシーラ供給管からそれぞれ分岐して前記塗布ノズルに至る複数のノズル用配管と、を含んで構成され、
前記制御手段は、シーラの吐出に際して前記第１のバルブを制御することにより、前記複数のノズル用配管のうちのいずれか１つを選択することを特徴とする請求項１記載のシーラ塗布装置。
【請求項３】
前記シーラ塗布装置が、多軸ロボットに搭載されたことを特徴とする請求項１または２記載のシーラ塗布装置。
【請求項４】
前記塗布ノズルと前記多軸ロボットの本体の中間部分には、ワーク検出用の画像センサが設けられていることを特徴とする請求項３記載のシーラ塗布装置。
【請求項１】
ワークに対してシーラを吐出する塗布ノズルを備えるシーラ塗布装置において、
シーラ供給経路には、前記塗布ノズルの近傍に配置された第１のバルブと、当該第１のバルブよりも前記塗布ノズルから離間した位置に配置された第２のバルブと、が設けられ、
シーラの吐出または遮断に際して、前記第１のバルブの動作タイミングと前記第２のバルブの動作タイミングとを離間させる制御手段を備えることを特徴とするシーラ塗布装置。
【請求項２】
前記シーラ塗布装置は、複数の塗布ノズルを備え、
前記シーラ供給経路は、１本のシーラ供給管と、この１本のシーラ供給管からそれぞれ分岐して前記塗布ノズルに至る複数のノズル用配管と、を含んで構成され、
前記制御手段は、シーラの吐出に際して前記第１のバルブを制御することにより、前記複数のノズル用配管のうちのいずれか１つを選択することを特徴とする請求項１記載のシーラ塗布装置。
【請求項３】
前記シーラ塗布装置が、多軸ロボットに搭載されたことを特徴とする請求項１または２記載のシーラ塗布装置。
【請求項４】
前記塗布ノズルと前記多軸ロボットの本体の中間部分には、ワーク検出用の画像センサが設けられていることを特徴とする請求項３記載のシーラ塗布装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−９８３０５（Ｐ２０１１−９８３０５Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５５３８９（Ｐ２００９−２５５３８９）
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（３０７０３６３３９）エクスカテック株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【出願人】（３０７０３６３３９）エクスカテック株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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