JP2001340796A - 粘性材料の塗布装置 - Google Patents

粘性材料の塗布装置

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弘 菊地
Takashi Motohashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】塗布ヘッド5のノズル50外周に圧力センサを
設けることなくシーリング剤の吐出量を適正に制御でき
る粘性材料の塗布装置を提供する。 【解決手段】流量調整弁9を制御する第1の制御手段に
より、塗布ヘッド5の移動速度の変動に対し、粘性材料
の吐出量を制御する。所定の塗布長への塗布作業に要す
る粘性材料の吐出量を目標総吐出量として予め設定する
と共に、流量計4で検出した流量データを該所定の塗布
長への塗布作業の開始から終了まで積算して実総吐出量
とし、圧力調整弁3を制御する第2の制御手段により、
該目標吐出量に対する該実総吐出量の偏差を補正する。
第1及び第2の制御手段により、ノズル50の外周に圧
力センサを設けなくても、塗布ヘッド5の移動速度の変
化及び粘性材料の粘度変化に応じて吐出量を適正に制御
できるので、塗布部位の単位長さ当りの塗布量を一定に
維持でき、粘性材料を所要のビード形状で塗布できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、接着剤やシーリン
グ剤等の粘度の高い粘性材料の塗布装置に関する。
【0002】
【従来の技術】接着剤、シーリング剤などの粘性流体を
吐出して自動車車体等のワークの表面に粘性材料をビー
ド状に塗布する場合、塗布ヘッドの移動速度や材料粘度
が変化しても、単位長さ当りに塗布される粘性材料を一
定量に維持して、粘性材料を所要のビード形状で塗布し
得るようにすることが必要になる。このため、塗布装置
は、塗布ヘッドの移動速度や材料粘度の変化に追従し
て、粘性材料の吐出量を精度良く制御できるものが望ま
しい。
【0003】従来、この種の塗布装置としては、特許第
2677547号公報に見られるように、塗布ヘッドに
流量調整弁とその下流側の吐出圧力を検出するノズル外
周の圧力センサとを設けて、吐出圧力が設定流量に対応
する値になるように圧力センサの出力信号に基づいて流
量調整弁をフィードバック制御するものが知られてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、ワー
クの入り組んだ部位にノズルを臨ませる際に、塗布ヘッ
ドのノズル外周に設けた圧力センサがワークに干渉して
粘性材料の塗布が困難になることがある。
【0005】本発明は、以上の点に鑑み、塗布ヘッドの
ノズル外周にセンサを設けることなく粘性材料の吐出量
を制御し得るようにした粘性材料の塗布装置を提供する
ことをその課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ワークに対し相対移動する塗布ヘッドに
粘性材料を供給し、塗布ヘッドに設けたノズルのノズル
孔から粘性材料を吐出させてワークに粘性材料を塗布す
るようにした粘性材料の塗布装置において、塗布ヘッド
内のノズル孔より上流側の流路部分の流路面積を可変し
て粘性材料の吐出量を調整する流量調整弁と、ワークに
対する塗布ヘッドの相対移動速度に応じて流量調整弁を
制御する第1の制御手段と、該流量調整弁に供給される
粘性材料の材料圧力を調整する圧力調整弁と、該圧力調
整弁から該流量調整弁に供給される粘性材料の流量を検
出する流量検出手段と、該圧力調整弁を制御する第2の
制御手段とを備え、該第2の制御手段は、ワークに対す
る所定の塗布長の塗布作業で吐出された粘性材料の実総
吐出量を、前記流量検出手段により検出された粘性材料
の流量の積算値として算出し、該実総吐出量とあらかじ
め設定された目標総吐出量とを比較し、該目標総吐出量
に対する該実総吐出量の偏差を解消するように、前記圧
力調整弁を制御することを特徴とする。本発明によれ
ば、塗布作業中に、塗布ヘッドの移動速度が変化して
も、第1の制御手段による流量調整弁の制御で単位長さ
当りの粘性材料の吐出量を一定に維持することができ
る。又、温度変化に伴う粘性材料の粘度変化が生じた場
合、所定の塗布長の塗布作業で吐出される粘性材料の総
吐出量が目標総吐出量から乖離するが、第2の制御手段
による圧力調整弁の制御で粘度変化による吐出量の変化
が補償されるため次回の塗布作業を開始した時点から粘
性材料を所要の吐出量で吐出できる。かくて、本発明に
よれば、塗布ヘッドのノズル外周にセンサを設けなくて
も、所要のビード形状で粘性材料を正確に塗布できる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、自動車車体等のワークに
粘性材料たるシーリング剤を塗布する塗布装置の概要を
示しており、タンク1から、ポンプ2と圧力調整弁3と
流量計4とを経て塗布ヘッド5にシーリング剤が供給さ
れる。供給路の流量計4と塗布ヘッド5との間には、シ
ーリング剤をタンク1に戻すリターン弁6が接続されて
いる。
【0008】塗布ヘッド5は、先端にノズル50を取付
けたヘッド本体51と、ヘッド本体51の基部側面に取
付けたバルブブロック52とを備え、バルブブロック5
2においてロボット7の手首部7a先端のツールホルダ
7bに取付けられている。ロボット7は、ロボットコン
トローラ8に格納されているティーチングデータに従っ
て動作され、塗布ヘッド5をワークのシーリング剤塗布
部位に沿って移動させ、塗布部位にシーリング剤をビー
ド状に塗布する。
【0009】バルブブロック52には、シーリング剤の
流入ポート53と、該ポート53からヘッド本体51に
連なる流路部分の流路面積を可変してシーリング剤の流
量を調整する流量調整弁9が設けられている。流量調整
弁9は、上記流路部分内で移動可能なテーパー付きのニ
ードル90と、バルブブロック52の後端に取付けた、
ニードル90をボールねじ機構等の連動機構91を介し
て進退するサーボモータ等の駆動源92とで構成されて
いる。ニードル90を進退すると、流入ポート53に連
なる流量調整弁9の流路部分の流路面積(弁開度)が変
化し、ヘッド本体51の流路に供給されるシーリング剤
の流量が変化する。駆動源92はガンコントローラ10
によって制御されている。
【0010】ヘッド本体51には、ノズル50に連なる
弁孔11aを開閉するボール状の開閉弁11と、該開閉
弁11をこれに一体のシリンダロッド11bを介して進
退するシリンダ11cとが設けられており、シリンダ1
1cにより開閉弁11を開いたときに、バルブブロック
52の流入ポート53から流量調整弁9と開閉弁11と
を介してノズル50のノズル孔50aからシーリング剤
が吐出される。シリンダ11cは、ばね11dを内蔵す
る単動エアシリンダで構成され、ガンコントローラ10
により制御されるエア弁11eを介して駆動される。そ
して、塗布作業開始時に開閉弁11を開弁し、塗布作業
終了時に開閉弁11を閉弁すると共に、ガンコントロー
ラ10によりリターン弁6を開弁し、シーリング剤をタ
ンク1に戻す。
【0011】上記の如くロボット7により塗布ヘッド5
をワークの塗布部位に沿って移動させて塗布作業を行う
場合、塗布部位の形状に応じて塗布ヘッド5の移動速度
を変動させる必要がある。この場合、塗布ヘッド5から
吐出されるシーリング剤の吐出量を制御しないと、ワー
クの塗布部位に対する単位長さ当りの塗布量が一定に維
持できず所要のビード形状でシーリング剤を塗布するこ
とができない。
【0012】そこで、流量調整弁9の駆動源92を制御
するガンコントローラ10にロボットコントローラ8か
ら塗布ヘッド5の移動速度を表すデータを伝送し、塗布
ヘッド5の移動速度が遅くなったときは流量調整弁9の
弁開度が減少し、塗布ヘッド5の移動速度が速くなった
ときは流量調整弁9の弁開度が増加するように、ガンコ
ントローラ10により塗布ヘッド5の移動速度に応じて
流量調整弁9を制御して、単位長さ当りの塗布量が塗布
ヘッド5の移動速度に係らず一定になるべくシーリング
剤の吐出量を調整できるようにし、これを第1の制御手
段とした。
【0013】ところで、シーリング剤の材料粘度が低下
すると、図2(a)に示すように、シーリング剤の吐出
量が増加し、ワークに塗布されるシーリング剤のビード
形状が幅広になる。ここで、流量調整弁9の弁開度が一
定であっても、流量調整弁9に供給されるシーリング剤
の材料圧力が変化すると、シーリング剤の吐出量が図2
(b)に示す如く変化する。
【0014】そこで、本実施形態では、ワークに対する
所定の塗布長の塗布作業、例えば、1個のワークに対す
る塗布作業(1回の塗布サイクル)で吐出すべきシーリ
ング剤の目標総吐出量をガンコントローラ10に予め記
憶させておき、流量計4で検出されるシーリング剤の流
量データを該塗布サイクルの開始から終了までの範囲で
積算し、この積算値をシーリング剤の実総吐出量として
上記の目標総吐出量と比較する。両者は、シーリング剤
の材料粘度の変動に伴って乖離したものとなるが、目標
総吐出量に対する実総吐出量の偏差を解消するように、
流量調整弁9に供給するシーリング剤の材料圧力を圧力
調整弁3で調整する。これらの一連の制御をガンコント
ローラ10により行い、第2の制御手段とする。これに
よれば、シーリング剤の粘度変化で吐出量が変化して
も、次回の塗布サイクルでは、シーリング剤を所要の吐
出量で吐出して、シーリング剤を所要のビード形状で塗
布することができる。
【0015】ところで、シーリング剤の粘度変化の要因
は主として雰囲気温度の変化であり、1回の塗布サイク
ル中にシーリング剤の粘度が変化しても、その変化量は
微小であり、シーリング剤の粘度変化による流量変化を
リアルタイムで検出することは困難である。そこで、上
記の如く1回の塗布サイクルの開始から終了までに流量
計4で検出された流量を積算して実総吐出量を求めて、
シーリング剤の粘度変化による流量変化を実総吐出量の
変化として検出し得るようにし、実総吐出量に基づく圧
力調整弁3の制御でシーリング剤の粘度変化による吐出
量の変化を補償している。
【0016】尚、塗布サイクル中の実総吐出量の算出及
び実総吐出量に基づく圧力調整弁3の制御は1サイクル
毎に行うのがベストであるが、数サイクル毎に1回行う
ようにしても良い。又、上記の実施形態では、実総吐出
量の算出及び目標総吐出量の設定のための所定の塗布長
を、1個のワークに対する塗布作業の全塗布部位の総塗
布長として例示しているが、1個のワーク中に塗布部位
が複数箇所あれば、各塗布部位のいずれかの塗布長を前
記の所定の塗布長として、該塗布部位への塗布作業の範
囲で算出した実総吐出量に基づいて、前記の第2の制御
手段により、シーリング剤の吐出量の制御を行うように
しても良い。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、塗布作業中に塗布ヘッドの移動速度が変化し
ても、又、粘性材料の材料粘度が変化しても、塗布部位
の単位長さ当りに塗布される粘性材料を一定量に維持し
て、所要のビード形状で粘性材料を正確に塗布でき、而
も、塗布ヘッドのノズル外周に圧力センサを設けずに済
むため、ワークの入り組んだ部位にも粘性材料を塗布で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一例を示す概略線図
【図2】(a)材料粘度と吐出量との関係を示す図、
(b)材料圧力と吐出量との関係を示す図
【符号の説明】 3 圧力調整弁 4 流量計 5 塗布ヘッド 50 ノズル 50a ノズル孔 6 リターン弁 8 ロボットコントローラ 9
流量調整弁 10 ガンコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 弘 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 本橋 高志 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 村上 晋也 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホン ダエンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 4D075 AC06 AC92 AC94 CA47 DA06 DB02 DC12 EA35 EA39 4F035 AA04 BA22 BB21 4F041 AA07 AA16 AB01 BA05 BA35 BA56 4F042 AA09 BA04 BA06 BA12 BA15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークに対し相対移動する塗布ヘッドに粘
    性材料を供給し、塗布ヘッドに設けたノズルのノズル孔
    から粘性材料を吐出させてワークに粘性材料を塗布する
    ようにした粘性材料の塗布装置において、塗布ヘッド内
    のノズル孔より上流側の流路部分の流路面積を可変して
    粘性材料の吐出量を調整する流量調整弁と、ワークに対
    する塗布ヘッドの相対移動速度に応じて流量調整弁を制
    御する第1の制御手段と、該流量調整弁に供給される粘
    性材料の材料圧力を調整する圧力調整弁と、該圧力調整
    弁から該流量調整弁に供給される粘性材料の流量を検出
    する流量検出手段と、該圧力調整弁を制御する第2の制
    御手段とを備え、該第2の制御手段は、ワークに対する
    所定の塗布長の塗布作業で吐出された粘性材料の実総吐
    出量を、前記流量検出手段により検出された粘性材料の
    流量の積算値として算出し、該実総吐出量とあらかじめ
    設定された目標総吐出量とを比較し、該目標総吐出量に
    対する該実総吐出量の偏差を解消するように、前記圧力
    調整弁を制御することを特徴とする粘性材料の塗布装
    置。
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