JP2004322284A - 保護層形成材の塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラを保持するホルダが想定された適切な位置及び姿勢に配置されるか否かを検証する。
【解決手段】車両が順次搬送される搬送ラインの近傍にティーチング動作可能なロボットを設ける。該ロボットには、回転自在であって、保護層形成材を吸収して蓄えることのできる材質のローラ４８を設ける。ロボットの近傍に第１ポインタ２０８、第２ポインタ２１０及び第３ポインタ２１２を備える姿勢確認治具２００を設ける。ローラ４８を保持するホルダ８６に第１穴１２０、第２穴１２２及びマーカ１２４を設け、第１穴１２０、第２穴１２２及びマーカ１２４をそれぞれ第１ポインタ２０８、第２ポインタ２１０及び第３ポインタ２１２に合わせてローラ４８の位置と姿勢を確認する。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装が終了した車両の塗装部を主とする外表面に保護層形成材を塗布する保護層形成材の塗布装置に関し、特に、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を塗布する保護層形成材の塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両は、製造後にユーザに手渡されるまでに屋外ストックヤードで保管されたり、トレーラや船等で搬送されたりすることが多い。この間、車両は粉塵、金属粉、塩分、油分、酸、直射日光等に曝されることから、長時間の保管及び搬送の間には、車両の外表面における複数の塗装層のうち、表面層の品質が侵されるおそれがある。このような事態を防ぐため、車両出荷前の段階において塗装部に剥離性保護層を形成させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。剥離性保護層は液状ラップ材である保護層形成材（ストリッパブルペイントとも呼ばれる）を塗布して乾燥させることにより形成され、塗装部を保護することができる。また、除去する際には容易に剥離させることができるとともに、通常の保管時には自然に剥離してしまうことがない。
【０００３】
剥離性保護層が乾燥する前の保護層形成材を塗布する工程では、ローラに保護層形成材を付着させて、このローラを転がすことによって保護層形成材の塗布を行っている。
【０００４】
このような作業の自動化を図るとともに塗布品質を均一化させるために、ボディ上に保護層形成材を注ぎ出した後、エアを吹き付けることによって保護層形成材を広げる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法によれば保護層形成材の塗布工程における作業の多くが自動化され、作業者の負担を軽減するとともに、タクトタイムを向上させることができて好適である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−８９６９７号公報（段落［００２２］〜［００２７］）
【特許文献２】
特開平８−１７３８８２号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の特許文献２で開示されている方法では、保護層形成材の広がり具合が必ずしも均一ではなく、また、保護層形成材が飛散することを防ぐために、ルーフの縁部には適用していない。
【０００７】
さらに、近時の自動車のボディはより複雑な形状となりつつあり、凹凸部や複雑な曲面を有するものがある。このような凹凸部や曲面にはエアノズルによって保護層形成材を広げるということが困難である。さらにまた、塗装品質が特に重要視されている箇所には保護層形成材をより厚く塗る必要があるが、エアノズルで保護層形成材を広げる場合には塗膜の厚さを調整することは困難である。
【０００８】
このようなことから、エアノズルで保護層形成材を広げた後に、数人の作業者がルーフの縁部や凹凸部等の細部にローラで保護層形成材を塗布して仕上げの処理を行う必要がある。従って、保護層形成材の塗布処理は一部を人手作業に頼っており、作業者の負担となるとともに、作業者の熟練度によって塗布品質にばらつきが発生する。
【０００９】
このような作業者の作業を軽減し、かつ、作業の品質を均一にするためには産業用のロボットを採用し、該ロボットに保護層形成材を車両に塗布するためのローラを設けることが検討される。
【００１０】
ところが、ローラを車両に接触させて転がすという技術は未だ提案されていない。つまり、車両を製造する際に使用される従来のロボットは、車両に対して非接触のまま回転霧化頭等を用いて塗装を行う塗装ロボットや、一対の電極だけを車両に接触させる溶接ガンを用いて溶接を行う溶接ロボット等であり、車両に対してローラを滑らかに転がしながら作業を行うという用途にロボットを適用する事例がない。
【００１１】
車両に対してローラを用いて保護層形成材を塗布する作業を行うためには、ローラと車両との相対位置は極めて重要である。すなわち、車両の外表面に対してローラが傾斜したり、離間すると塗布作業を行うことができない。また、車両の外表面に対してローラを過度に強く押圧すると、ローラ又は車両が損壊するおそれがある。従って、車両の外表面に対するローラの相対的な位置を高精度に制御する必要があり、しかも、ローラの位置は全ての塗布面において常に適切に維持されなければならない。
【００１２】
ロボットの動作は、ローラと車両の外表面との位置関係が適切に維持されるようにティーチングを行うが、この位置関係がずれる原因として、ローラを保持するホルダの変形や、ソフトウェアのデータ処理上のミス等が挙げられる。これらの原因は早期に発見及び検証することが必要である。また、この検証は簡便な手段によって行うことが望ましい。
【００１３】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、保護層形成材を塗布するためのローラを保持するホルダが想定された適切な位置及び姿勢に配置されるか否かを検証することを可能にする保護層形成材の塗布装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、前記ロボットに接続され、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を吸収して蓄えることのできる材質のローラが、ホルダによって回転自在に支持されるローラ機構部と、前記ロボットの近傍に設けられ、少なくとも、空間上の点を指し示す第１ポインタ、第２ポインタ及び第３ポインタを備える姿勢確認治具と、前記ロボットを制御するとともに前記姿勢確認治具の位置及び向きを記憶する制御部と、を有し、前記ホルダは、前記第１ポインタ、前記第２ポインタ及び前記第３ポインタに対して、相対的な位置が符合する第１マーク部、第２マーク部及び第３マーク部を備え、前記制御部は、前記第１ポインタ、前記第２ポインタ及び前記第３ポインタがそれぞれ前記第１マーク部、前記第２マーク部及び前記３マーク部に合うように前記ロボットを動作させることを特徴とする。
【００１５】
このように、第１〜第３ポインタを備える姿勢確認治具を用いることにより、ローラを保持するホルダが想定された適切な位置及び姿勢に配置されるか否かを検証することができる。
【００１６】
この場合、前記ロボットがティーチング動作の教示上の基本姿勢となっているとき、前記第１ポインタ、前記第２ポインタ及び前記第３ポインタが前記第１マーク部、前記第２マーク部及び前記第３マーク部とそれぞれ符合するような位置に前記姿勢確認治具が配置されているとよい。これにより、簡便且つ確実にホルダの位置及び姿勢を確認することができる。
【００１７】
また、前記ホルダは、前記ローラの両端を支持する第１脚部及び第２脚部と、該第１脚部及び第２脚部を連結する横架部とを備え、前記第１マーク部、前記第２マーク部及び前記第３マーク部は、それぞれ前記第１脚部、前記第２脚部及び前記横架部に設けられているとよい。このように第１〜第３マーク部を設けることにより、ホルダの第１脚部、第２脚部及び横架部の位置をそれぞれ確認することができ、ローラの位置及び姿勢をより正確に検証することができる。
【００１８】
前記第１マーク部、前記第２マーク部及び前記第３マーク部の少なくとも１つに穴を形成し、符合する第１ポインタ、第２ポインタ又は第３ポインタが前記穴に挿入されるように前記ロボットを動作させると、簡便且つ確実にホルダの位置及び姿勢を検証することができる。
【００１９】
さらに、前記保護層形成材の材料は、アクリル系コポリマ剤を用いるとよい。これにより、車両の塗装部をより確実に保護することができ、しかも除去するときには剥がしやすい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る保護層形成材の塗布装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置１０は、自動車の搬送ライン１２に設けられるものであり、塗装の終了した車両１４に対して保護層形成材を塗布するものである。塗布装置１０は、産業用ロボットである３台のロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、システム全体の制御を行う制御部１８と、保護層形成材が収容されたタンク２０と、該タンク２０から各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに連通する塗布材管路２２と、水供給源２４からロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへ水を供給する水管路２６とを有する。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ制御部１８に接続されたロボットコントローラ２８ａ、２８ｂ、２８ｃによって制御される。制御部１８にはキーボードやポインティングデバイス等の入力装置１８ａと、モニタ画面１８ｂが設けられている。モニタ画面１８ｂには、動作指示用のボタンが表示され、入力装置１８ａを介してこのボタンを操作することによってロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの全て（又は単体）を基本姿勢に移動させることができる。ロボットの基本姿勢とは、ティーチング動作上の原点となる姿勢である。
【００２２】
ロボット１６ａ及び１６ｃは、搬送ライン１２における車両１４の進行方向左手側に設けられ、ロボット１６ｂは、進行方向右手側に設けられている。また、ロボット１６ａは進行方向前方、ロボット１６ｂは進行方向の中程、ロボット１６ｃは進行方向後方に設けられている。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは搬送ライン１２と平行なスライドレール３０上を移動可能である。
【００２３】
塗布材管路２２の途中にはポンプ３２が設けられており、タンク２０から保護層形成材を吸い上げてロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへ供給する。また、保護層形成材は、図示しないヒータと温度計とによって適温となるように制御されている。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの先端部には、それぞれ塗布材管路２２につながるチューブ２２ａから保護層形成材が供給されるローラ機構部３４が設けられている。
【００２４】
保護層形成材の材料は、アクリル系コポリマ剤を主成分とするものであって、好ましくは、ガラス転移温度の異なる２種のアクリル系コポリマ部分を有するものであるとよい。具体的には、例えば、前記の特許文献１で示されている保護層形成材を用いるとよい。また、保護層形成材は、水との混合割合及び温度の変化によって粘度を調整することができ、しかも、乾燥すると車両１４に密着して粉塵、金属粉、塩分、油分、酸、直射日光等から車両１４の塗装部を化学的及び物理的に保護することができる。さらに、車両１４をユーザに納品の際、除去する場合等には容易に剥離することができる。
【００２５】
図２に示すように、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、例えば、産業用の多関節型のロボットであり、ベース部４０と、該ベース部４０を基準にして順に、第１アーム４２、第２アーム４４及び第３アーム４６とを有し、該第３アーム４６の先端にローラ機構部３４が設けられている。ローラ機構部３４は、第３アーム４６に対して着脱自在であり、所謂、エンドエフェクタとして作用する。第１アーム４２はベース部４０に対して水平及び垂直に回動可能な軸Ｊ１、Ｊ２によって回動可能である。第２アーム４４は第１アーム４２と軸Ｊ３で回動可能に連結されている。第２アーム４４は軸Ｊ４によって捻れ回転が可能になっている。第３アーム４６は第２アーム４４と軸Ｊ５で回動可能に連結されている。第３アーム４６は軸Ｊ６によって捻れ回転が可能になっている。
【００２６】
このような６軸構成のロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作によって、先端部に接続されたローラ機構部３４は車両１４の近傍における任意の位置に移動可能であって、かつ、任意の向きに設定可能である。換言すれば、ローラ機構部３４は６自由度の移動が可能である。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、回転動作以外にも伸縮動作、平行リンク動作等の動作部を有するものであってもよい。各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの近傍には姿勢確認治具２００が備えられている。該姿勢確認治具２００の詳細な構成については後述する。
【００２７】
図３〜図６に示すように、ローラ機構部３４は、ロボット１６ａ（１６ｂ、１６ｃ）の第３アーム４６の先端部に取り付けられており、円筒形状で保護層形成材を吸収して蓄えることができるローラ４８と、第３アーム４６に対する取付部であるスラスト回転部６９とを有する。スラスト回転部６９は、取付部材７０と、該取付部材７０に対してベアリング７２を介して回転自在に支持されているスラスト回転部材７４と、該スラスト回転部材７４の下に取り付けられたベース部７６とを有する。
【００２８】
また、ローラ機構部３４は、ベース部７６の両端部に設けられた空気圧シリンダ７８及び８０と、ベース部７６の略下端の揺動軸８２に揺動自在に軸支された揺動部材８４と、ローラ４８を保持するホルダ８６と揺動部材８４とを接続する接続部８８とを有する。揺動部材８４は、上方に延在する２つの上方延在部８４ａを有し、該上方延在部８４ａの略上端には、揺動軸８２と平行なピン９０が設けられている。
【００２９】
さらに、ローラ機構部３４は、前記空気圧シリンダ７８及び８０のロッド７８ａ及びロッド８０ａから力を受けて、前記揺動軸８２を中心として回転する２つのピン押圧部材９２及び９４を有する。ピン押圧部材９２の押圧面９２ａは、ロッド７８ａが縮退するとき図６における前記ピン９０の左面を押圧し、ピン押圧部材９４の押圧面９４ａは、ロッド８０ａが縮退するとき図６における前記ピン９０の右面を押圧する。
【００３０】
２つの上方延在部８４ａの間には、ベース部７６から下方に延在する２つの下方延在部７６ａが配置され、該２つの下方延在部７６ａの間に押圧面９２ａ及び９４ａが配置されている。
【００３１】
スラスト回転部材７４の上部には回転規制部材９６が設けられており、該回転規制部材９６の上面の凹部９６ａには、取付部材７０から下に突出する小突起９８が配置されている。小突起９８の幅は凹部９６ａの幅よりやや小さく、この隙間の範囲においてスラスト回転部材７４はスラスト方向に回転自在となっている。ここでいうスラスト方向とは、ローラ４８自体の軸心と直交する方向であり、第３アーム４６の軸心Ｃを中心とした回転方向である。取付部材７０を第３アーム４６に取り付けるためのボルト１００を小突起９８に兼用してもよい。
【００３２】
接続部８８には上部と下部で対向する２つのクランパ１０２及び１０４が設けられ、これらのクランパ１０２及び１０４によりアルミパイプ１０６が保持されることにより揺動部材８４とホルダ８６が連結されている。アルミパイプ１０６の表面には環状溝１０６ａが設けられている。
【００３３】
ところで、ホルダ８６は、図３及び図４に示すように、一端に固定ホルダ（第１脚部）８６ａがボルト８６ｂによって固定される一方、他端に可動ホルダ（第２脚部）８６ｃが軸部材８６ｄを介して回転自在に装着されるホルダ本体（横架部）８６ｅを備えている。固定ホルダ８６ａには、ナット１１０ａによって連結部材１１０ｂが固定されており、この連結部材１１０ｂの一端の開口にはチューブ２２ａが接続される。
【００３４】
一方、連結部材１１０ｂの他端の開口には、チューブ２２ａから供給される保護層形成材をさらにローラ４８へと送給するとともに、ローラ４８を回転自在に支持する中空状のパイプ（管部材）１１２の第１端部１１２ａが接続される。この第１端部１１２ａには、複数（例えば、２箇所）の図示しない円錐状の溝が形成されており、この溝に連結部材１１０ｂ側から図示しない埋め込みボルト等が係合することによって、パイプ１１２が連結部材１１０ｂに強固に装着される。パイプ１１２の第２端部１１２ｂは閉塞されている。
【００３５】
なお、パイプ１１２には、供給された保護層形成材をローラ４８へと送給するための複数の孔１１４が形成されている。また、パイプ１１２は、ステンレス鋼材により形成されると好適であり、例えば、ＳＵＳ３０４系材料（オーステナイト系に分類される鋼管：日本工業規格準拠）により形成されると一層好適である。
【００３６】
可動ホルダ８６ｃの先端側には、円形溝部８６ｆが形成されている。この可動ホルダ８６ｃは、スプリング１１６の付勢作用下に回転可能であり（図４中、矢印Ａ方向参照）、該スプリング１１６の弾発力によって前記円形溝部８６ｆに前記パイプ１１２の第２端部１１２ｂが係合される。これにより、パイプ１１２が確実に保持される。
【００３７】
前記のようにローラ４８及びホルダ８６を構成することにより、ローラ４８の着脱を容易に行うことが可能となり、該ローラ４８の取り扱い性を向上させることができる。従って、ローラ４８の清掃や交換等のメンテナンス作業を頻繁に行う必要があっても、該メンテナンス作業を効率的に遂行することが可能となる。
【００３８】
図６に示すように、固定ホルダ８６ａ及び可動ホルダ８６ｃの下面には、それぞれ有底の第１穴（第１マーク部）１２０、第２穴（第２マーク部）１２２が設けられている。また、ホルダ本体８６ｅの側面中央部には小さいマーカ（第３マーク部）１２４が設けられている。
【００３９】
第１穴１２０と第２穴１２２は同じ深さであり、第１底部１２０ａ、第２底部１２２ａの間の距離はＷである。
【００４０】
第１底部１２０ａ、第２底部１２２ａに対するマーカ１２４の水平面における矢印Ｂ方向の距離はＤであり、高さ方向における距離はＨである。水平面における矢印Ｂ方向と直角な方向において、マーカ１２４は、第１底部１２０ａと第２底部１２２ａとの中点に位置している。
【００４１】
姿勢確認治具２００は、横架部２０２と、該横架部２０２の両端から矢印Ｂ方向に延在する水平支持部２０４と、横架部２０２の中心から上方に延在する垂直支持部２０６とを有する。２つの水平支持部２０４の先端部には、上方に突出する第１ポインタ２０８及び第２ポインタ２１０が設けられ、垂直支持部２０６の先端には、矢印Ｂ方向に突出する第３ポインタ２１２が設けられている。横架部２０２は支持台２１４によって水平に固定支持されている。
【００４２】
第１ポインタ２０８、第２ポインタ２１０及び第３ポインタ２１２は、ナット２１３を緩めることにより突出量を調整することができ、次のように調整されている。すなわち、第１ポインタ２０８と第２ポインタ２１０は同じ高さであり、それぞれの第１先端部２０８ａ、第２先端部２１０ａの間の距離は、前記第１穴１２０と第２穴の距離と同じＷである。第１先端部２０８ａ、第２先端部２１０ａに対する第３ポインタ２１２の第３先端部２１２ａの矢印Ｂ方向の距離はＤであり、高さ方向における距離はＨである。矢印Ｂ方向と直角な方向において、第３先端部２１２ａは、第１先端部２０８ａと第２先端部２１０ａとの中点に位置している。つまり、第１先端部２０８ａ、第２先端部２１０ａ及び第３先端部２１２ａの相対的な位置は、第１底部１２０ａ、第２底部１２２ａ及びマーカ１２４の相対的な位置と一致する。
【００４３】
また、姿勢確認治具２００は、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作教示上の原点に配設されており、その位置及び向きは制御部１８に記憶されている。従って、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃが基本姿勢をとるとき、第１先端部２０８ａ、第２先端部２１０ａ及び第３先端部２１２ａは、それぞれ第１底部１２０ａ、第２底部１２２ａ及びマーカ１２４と符合する位置に配置される。
【００４４】
姿勢確認治具２００を使用しないときには、図７に示すように、保護機構２５０により第１〜第３ポインタ２０８、２１０及び２１２を保護するとよい。保護機構２５０は、第１ポインタ２０８と第２ポインタ２１０を覆う筒部２５２の上部を連結部材２５４で接続し、さらに第３ポインタ２１２の上部及び側面を覆うカバー２５６が連結部材２５４の上面中央部に接続されている。
【００４５】
姿勢確認治具２００に対して保護機構２５０を上から載置することによって、第１ポインタ２０８及び第２ポインタ２１０は筒部２５２で覆われ、第３ポインタ２１２はカバー２５６で覆われる。これにより、例えば、作業者が搬送ライン１２のメンテナンスを行う際に、不注意に姿勢確認治具２００に倒れかかっても、第１〜第３ポインタ２０８、２１０、２１２から作業者を保護することができる。また、第１〜第３ポインタ２０８、２１０、２１２自体が変形することがない。
【００４６】
図８に示すように、ローラ４８に保護層形成材を供給するための液圧及び空圧の複合回路（供給機構部）１５０は、コンプレッサ１５２と、該コンプレッサ１５２の吐出部に接続されたエアタンク１５４と、空気圧の供給・遮断の切り換えを行う手動の空圧投入弁１５６と、制御部１８から供給される電気信号によって２次側圧力を減少させるレギュレータ操作弁１６０と、該レギュレータ操作弁１６０の２次圧によってパイロット操作されて塗布材管路２２の圧力を減少させるレギュレータ１５８とを有する。また、複合回路１５０は、レギュレータ１５８の２次側管路及び水管路２６が接続されたＭＣＶ（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖｅ：供給切換弁）１６２と、ＭＣＶ１６２の２次側とローラ４８との間に設けられたトリガー弁１６４とを有する。ＭＣＶ１６２の内部には、塗布材管路２２及び水管路２６の連通・遮断の切り換えを行う切換弁１６２ａ、１６２ｂが設けられており、該切換弁１６２ａ、１６２ｂの２次側は連通している。なお、図８の破線は空気圧管路を示す。
【００４７】
ＭＣＶ１６２、トリガー弁１６４及びレギュレータ操作弁１６０は、空気圧パイロット式に限らず電気ソレノイド等の駆動方式のものでもよい。
【００４８】
複合回路１５０は、さらに、空圧投入弁１５６から供給される空気圧を切り換えることによって切換弁１６２ａ、１６２ｂをパイロット形式で操作するＭＣＶ切換電磁弁１６６と、トリガー弁１６４をパイロット操作するトリガー切換電磁弁１６８とを有する。ＭＣＶ切換電磁弁１６６は制御部１８から供給される電気信号によって、切換弁１６２ａ、１６２ｂのいずれか一方を連通させるとともに他方を遮断し、水と保護層形成材とを切り換えてトリガー弁１６４に供給する。トリガー切換電磁弁１６８は、制御部１８から供給される電気信号によってトリガー弁１６４を連通・遮断状態に切り換えて、ローラ４８に水又は保護層形成材を供給する。
【００４９】
塗布材管路２２及び水管路２６の途中には、それぞれ手動の止め弁１７０、１７２が設けられている。通常、止め弁１７０及び１７２は連通させておく。複合回路１５０において空気の排出口にはそれぞれサイレンサ１７４が設けられており、排気音を低減させている。コンプレッサ１５２、ポンプ３２及び水供給源２４には、過剰な圧力上昇を防止するリリーフ弁（図示せず）が設けられている。
【００５０】
なお、複合回路１５０におけるコンプレッサ１５２、エアタンク１５４、水供給源２４及びポンプ３２は、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに共通であり、それ以外の機器は各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに個別に備えられている。
【００５１】
次に、このように構成される保護層形成材の塗布装置１０を用いて、車両１４に保護層形成材を塗布する動作について説明する。
【００５２】
まず、予め、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対して動作の教示を行う。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに車両１４のボンネット部１４ａ、ルーフ中央部１４ｂ及びルーフ後方部１４ｃをそれぞれ分担させて、各担当部に保護層形成材を塗布させるように教示し、教示したティーチングデータは制御部１８の所定の記録部に記録し、保持しておく。なお、車両１４が、例えば、セダン型であるときには、ロボット１６ｃはトランク部を分担する。
【００５３】
すなわち、図９に示すように、ロボット１６ａの第３アーム４６と車両１４の表面との距離を適当に保ち、具体的には、平坦な箇所Ｐａにおいて揺動部材８４の傾斜角度を適当な角度θとなるように教示し、平坦な箇所Ｐａから第３アーム４６を車両１４の表面に平行に移動させる。また、平坦な箇所Ｐａから連続する面における浅い凹部５００の箇所Ｐｂにおいても、そのまま平坦な箇所Ｐａにおける面と平行に移動させてよい。さらに、平坦な箇所Ｐａから連続する面における低い凸部５０２の箇所Ｐｃにおいても、そのまま平坦な箇所Ｐａにおける面と平行に移動させてよい。このように、凹部５００及び凸部５０２は無視し、揺動部材８４の傾斜角度を多少変化させるようにしてもよい。浅い凹部５００や比較的低い凸部５０２も無視することによりロボット１６ａの動作教示が容易になる。
【００５４】
ロボット１６ａを右方向へ移動させながら車両１４に保護層形成材を塗布する際には、ロッド８０ａが縮退する方向に比較的弱い力Ｆａを発生するように右側の空気圧シリンダ８０に空気を供給する。また、ロッド７８ａが延出するように左側の空気圧シリンダ７８に空気を供給する。このようにすることにより、右側のピン押圧部材９４の押圧面９４ａはピン９０の右側面を比較的弱い力で押圧し、左側のピン押圧部材９２の押圧面９２ａはピン９０から離間する。従って、揺動部材８４及びローラ４８は揺動軸８２を中心として反時計方向の力を受けることになり、ローラ４８が適当な押圧力で車両１４の表面に押圧される。
【００５５】
ローラ４８の適用箇所や移動方法に応じて力Ｆａを適宜調整するとよい。この調整は、前記レギュレータ１７６に相当する押圧力調整機能部を制御部１８により操作し、又は、所定のダイヤル等を操作することにより容易に行うことが可能である。
【００５６】
一方、図１０に示すように、ロボット１６ａを左方向に移動させながら車両１４に保護層形成材を塗布する際には、ロッド７８ａが縮退する方向に比較的弱い力Ｆａを発生するように左側の空気圧シリンダ７８に空気を供給する。また、ロッド８０ａが延出するように右側の空気圧シリンダ８０に空気を供給する。このようにすることにより、左側のピン押圧部材９２の押圧面９２ａはピン９０の左側面を比較的弱い力で押圧し、右側のピン押圧部材９４の押圧面９４ａはピン９０から離間する。従って、揺動部材８４及びローラ４８は揺動軸８２を中心として時計方向の力を受けることになり、ローラ４８が適当な押圧力で車両１４の表面に押圧される。
【００５７】
このように、ロボット１６ａの進行方向に応じて空気圧シリンダ７８及び８０に供給する空気の流れの方向と圧力とを制御することにより、ローラ４８を車両１４の表面に対して適度に押圧することができる。つまり、ローラ４８の自重を押圧力として有効に利用するとともに、該自重で不足の押圧力を空気圧シリンダ７８又は空気圧シリンダ８０により補償することができる。
【００５８】
これにより、ローラ４８が空回りしたり、凹部５００及び凸部５０２を通過するときに飛び跳ねることがない。また、ローラ４８から保護層形成材がしみ出しやすい。このとき、ローラ４８は揺動軸８２を中心として揺動可能であることから、凹部５００及び凸部５０２に対しても確実に密着させて保護層形成材を塗布することができる。つまり、ローラ４８が凹部５００及び凸部５０２を通過する際には、凹部５００の深さ及び凸部５０２の高さに応じてロッド７８ａ又は８０ａが伸縮する。空気圧シリンダ７８及び８０は、駆動流体として圧縮性に富む空気を用いていることから柔軟な動作が可能であり、外力の変動を吸収しやすい。
【００５９】
空気圧シリンダ７８のロッド７８ａに連結されたピン押圧部材９２と空気圧シリンダ８０のロッド８０ａに連結されたピン押圧部材９４は、揺動部材８４に対してそれぞれ対向する方向に押圧力を加えるので、揺動部材８４が時計方向又は反時計方向のいずれの方向に傾斜している場合にも適切に動作可能である。これにより、右方向及び左方向のいずれの方向へも保護層形成材を塗布することができる。
【００６０】
その後、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって保護層形成材が塗布された車両１４は、搬送ライン１２によって次工程へ搬送される。そして、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、車両１４と干渉することのない待機姿勢を保持し、次の車両１４が搬入されるまで待機する。このとき、トリガー弁１６４を遮断させ保護層形成材の供給を停止させる。ここでいう待機姿勢とは、前記基本姿勢と異なって動作教示上の原点と無関係であり、車両１４と干渉することのない適当な姿勢である。
【００６１】
塗布された保護層形成材は、自然乾燥又は送風しながら乾燥させて可剥離性保護層を形成し、車両１４の塗装部を保護する。
【００６２】
次に、操作者は、昼休み開始時等の所定の時間に、入力装置１８ａ（図１参照）を操作することによって、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃをそれぞれ基本姿勢に移動させる。
【００６３】
このとき、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、図６に示すように、ローラ機構部３４を姿勢確認治具２００の上方に配置させた後に下降させる。また、ロッド７８ａ及び８０ａ（図３参照）がそれぞれ強い力で縮退するように、空気圧シリンダ７８及び８０に圧縮空気を供給しておく。これにより、揺動部材８４が不用意に揺動することがなく、ロックされる。
【００６４】
このように動作させることにより、ホルダ８６の第１穴１２０及び第２穴１２２に第１ポインタ２０８及び第２ポインタ２１０挿入され、第１先端部２０８ａ、第２先端部２１０ａが第１底部１２０ａ及び第２底部１２２ａに軽く当接する（図６参照）。また、このとき、マーカ１２４は、第３先端部２１２ａの正面に配置される。第１ポインタ２０８、第２ポインタ２１０及び第３ポインタ２１２は、１つの直線状にないことから、ホルダ８６の取り得る位置及び姿勢は１つに決定される。
【００６５】
このように、第１底部１２０ａ、第２底部１２２ａ及びマーカ１２４がそれぞれ第１先端部２０８ａ、第２先端部２１０ａ及び第３先端部２１２ａに対応するように配置されることによってホルダ８６の形状が歪んでいないということ、及び、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを制御するプログラムが正常に動作していることを確認することができる。また、ホルダ８６が多少でも歪んでいると第１ポインタ２０８及び第２ポインタ２１０は第１穴１２０及び第２穴１２２に挿入されず、ホルダ８６又はローラ機構部３４の歪みを簡便且つ正確に検証することができる。
【００６６】
一方、例えば、図１１Ａに示すように、第２穴１２２と第２先端部２１０ａが一致し、第３先端部２１２ａとマーカ１２４が符合している場合であって、第１先端部２０８ａと第１底部１２０ａが一致しない場合には、第１底部１２０ａが設けられる固定ホルダ８６ａ又はその近傍が変形していることが考えられる。
【００６７】
また、図１１Ｂに示すように、第３先端部２１２ａとマーカ１２４が一致する位置にある場合で、第１先端部２０８ａと第１底部１２０ａとの位置がずれており、第２先端部２１０ａと第２底部１２２ａとの位置も同様にずれているときには、ホルダ８６が全体に歪んでいることが考えられる。
【００６８】
このような場合には、ホルダ８６をノギス等によってさらに詳細に計測し、歪みが確認された場合には、ホルダ８６を交換するとよい。また、ホルダ８６が正常値であれば、ローラ機構部３４の各部の寸法を確認するとよい。
【００６９】
さらに、図１１Ｃに示すように、第１先端部２０８ａ、第２先端部２１０ａ及び第３先端部２１２ａがそれぞれ第１底部１２０ａ、第２底部１２２ａ及びマーカ１２４に対して同方向に同じ距離だけ離間している場合には、ホルダ８６の形状は正常であって、ソフトウェア上の異常があることが考えられる。ここでソフトウェア上の異常とは、例えば、姿勢確認治具２００の位置を示す教示原点である座標値が何らかの理由により書き換えられていることによる異常であり、このような場合には、座標原点等の基本的なデータやティーチングデータの内容を確認するとよい。
【００７０】
なお、図１１Ａ〜図１１Ｃでは、紙面に沿ってホルダ８６が変形し、又はずれている例を示したが、紙面に垂直な方向に変形、又はずれている場合にも同様にホルダ８６の検証を行うことができる。
【００７１】
また、実際上、ソフトウェア上の異常が発生することは極めて希であり、ホルダ８６の位置が姿勢確認治具２００に適合しないときには、ホルダ８６の変形の有無を確認するようにしてもよい。
【００７２】
このように、姿勢確認治具２００を用いて、ホルダ８６を適合させることにより、ホルダ８６やソフトウェアの異常の有無を簡便に判断することができる。
【００７３】
特に、本実施の形態では、保護層形成材を複雑な形状の車両１４に対してローラ４８を直接接触させながら転がすという作業があることから、エンドエフェクタであるローラ機構部３４にかかる負荷が他の形態のロボットで用いるエンドエフェクタ（例えば、溶接ガンや塗装用の回転霧化頭等）にかかる負荷より大きい場合がある。従って、姿勢確認治具２００を用いることによってホルダ８６やローラ機構部３４の歪みの有無を定期的に検査し、歪みによる塗布品質の劣化を未然に防止するとよい。
【００７４】
また、塗布作業中におけるローラ４８と車両１４の外表面との位置関係が不適切であると判断されるとき、及び、作業者が塗布の終わった車両１４を目視で判断して、塗布の状態が適当でないと判断されるとき等に、姿勢確認治具２００を用いた検査を適宜実施するようにしてもよい。
【００７５】
姿勢確認治具２００では第１ポインタ２０８及び第２ポインタ２１０は、上向きに延在していると説明したが、例えば、図１２に示すような姿勢確認治具２００ａを用いてもよい。姿勢確認治具２００ａでは、前記第１ポインタ２０８及び第２ポインタ２１０に相当する第１ポインタ３００及び第２ポインタ３０２を水平の矢印Ｂ方向に延在させて、固定ホルダ８６ａ及び可動ホルダ８６ｃの側面に対応する有底の穴３０４、３０６を設ける。また、第３ポインタ２１２に対応する有底の穴３０６をホルダ本体８６ｅの側面に設ける。これにより、第１ポインタ３００、第２ポインタ３０２及び第３ポインタ２１２がそれぞれ穴３０４、３０６、３０８に挿入されることになり、ホルダ８６の形状を確認しやすい。
【００７６】
本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る保護層形成材の塗布装置によれば、姿勢確認治具の第１〜第３ポインタに対してローラを保持するホルダの第１〜第３マーク部を合わせることにより、ローラの位置が想定された適切な位置に配置されるか否かを検証することができる。
【００７８】
また、姿勢確認治具をロボットがティーチング動作の教示上の基本姿勢である原点に配置することにより、簡便且つ確実に上記の検証を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置の斜視図である。
【図２】前記塗布装置におけるロボット及び該ロボットに設けられたローラ機構部の斜視図である。
【図３】前記ローラ機構部の拡大斜視図である。
【図４】前記ローラ機構部の一部断面正面図である。
【図５】前記ローラ機構部の側面図である。
【図６】姿勢確認治具及びローラ機構部の一部を示す斜視図である。
【図７】姿勢確認治具に保護機構を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図８】液圧及び空圧の複合回路図である。
【図９】前記ロボットを右方向へ移動させる際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す説明図である。
【図１０】前記ロボットを左方向へ移動させる際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す説明図である。
【図１１】図１１Ａは、姿勢確認治具を用いてローラ及びホルダの位置及び姿勢を確認する際に、可動ホルダが変形している状態を示す模式側面図であり、図１１Ｂは、姿勢確認治具を用いてローラ及びホルダの位置及び姿勢を確認する際に、ホルダ全体が歪んでいる状態を示す模式側面図であり、図１１Ｃは、姿勢確認治具を用いてローラ及びホルダの位置及び姿勢を確認する際に、ホルダの位置がずれている状態を示す模式側面図である。
【図１２】姿勢確認治具の変形例とローラ機構部の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…塗布装置 １２…搬送ライン
１４…車両 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ…ロボット
１８…制御部 ２０…タンク
２２…塗布材管路 ２６…水管路
３０…スライドレール ３２…ポンプ
３４…ローラ機構部 ４０、７６…ベース部
４８…ローラ ８４…揺動部材
８６…ホルダ ８６ａ…固定ホルダ
８６ｃ…可動ホルダ ８６ｅ…ホルダ本体
８６ｆ…円形溝部 １２０…第１穴
１２０ａ…第１底部 １２２…第２穴
１２２ａ…第２底部 １２４…マーカ
２００、２００ａ…姿勢確認治具 ２０２…横架部
２０４…水平支持部 ２０６…垂直支持部
２０８…第１ポインタ ２０８ａ…第１先端部
２１０…第２ポインタ ２１０ａ…第２先端部
２１２…第３ポインタ ２１２ａ…第３先端部
２１４…支持台

Claims (5)

1. 車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、
   前記ロボットに接続され、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を吸収して蓄えることのできる材質のローラが、ホルダによって回転自在に支持されるローラ機構部と、
   前記ロボットの近傍に設けられ、少なくとも、空間上の点を指し示す第１ポインタ、第２ポインタ及び第３ポインタを備える姿勢確認治具と、
   前記ロボットを制御するとともに前記姿勢確認治具の位置及び向きを記憶する制御部と、
   を有し、
   前記ホルダは、前記第１ポインタ、前記第２ポインタ及び前記第３ポインタに対して、相対的な位置が符合する第１マーク部、第２マーク部及び第３マーク部を備え、前記制御部は、前記第１ポインタ、前記第２ポインタ及び前記第３ポインタがそれぞれ前記第１マーク部、前記第２マーク部及び前記３マーク部に合うように前記ロボットを動作させることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
2. 請求項１記載の保護層形成材の塗布装置において、
   前記ロボットがティーチング動作の教示上の基本姿勢となっているとき、前記第１ポインタ、前記第２ポインタ及び前記第３ポインタが前記第１マーク部、前記第２マーク部及び前記第３マーク部とそれぞれ符合するような位置に前記姿勢確認治具が配置されていることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
3. 請求項１又は２記載の保護層形成材の塗布装置において、
   前記ホルダは、前記ローラの両端を支持する第１脚部及び第２脚部と、該第１脚部及び第２脚部を連結する横架部とを備え、
   前記第１マーク部、前記第２マーク部及び前記第３マーク部は、それぞれ前記第１脚部、前記第２脚部及び前記横架部に設けられていることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護層形成材の塗布装置において、
   前記第１マーク部、前記第２マーク部及び前記第３マーク部の少なくとも１つに穴を形成し、符合する第１ポインタ、第２ポインタ又は第３ポインタが前記穴に挿入されるように前記ロボットを動作させることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の保護層形成材の塗布装置において、
   前記保護層形成材の材料は、アクリル系コポリマ剤であることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。

Images