JP2006159161A

JP2006159161A - 塗布ロボット

Info

Publication number: JP2006159161A
Application number: JP2004358688A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kirimura; 和也桐村
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】待機時に塗布剤が固化するのを防止するために使用される溶剤の影響を排除することができる塗布ロボットを提供する。
【解決手段】モータにより駆動されて塗布剤の瞬時吐出量を制御する塗布装置をロボット先端に取付け、その移動範囲内に塗布剤の固化を防止する溶剤貯留用の貯留槽７を配置して塗布装置５の塗布ノズル５ｂを貯留槽７内の溶剤内に位置させる一方、塗布ノズル５ｂが貯留槽７内の溶剤から離脱して塗布開始ポイントに達するまでに、塗布ノズル５ｂから一定時間あるいは一定量塗布剤を吐出するように構成されている。そのため、塗布作業を開始する時には、塗布ノズル５ｂの先端に充満した塗布剤に溶剤が染込み、塗布剤の粘度が低くなっていても、この塗布剤が所定位置あるいは空吹き受け槽８内で吐出されるので、その後は所定粘度の塗布剤が吐出され、塗布面を全面に亘って所定厚さに保つことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や電気機器等に使用される部品の表面あるいは裏面に塗料、接着剤あるいはシール剤を塗布する塗布ロボット、特に待機時に塗布剤が固化するのを防止するために使用される溶剤の影響を排除することができる塗布ロボットに関する。

従来、部品の表面あるいは裏面に塗料、接着剤、シール剤等の塗布剤を塗布する際には、その塗布面の厚さを均一にすることが要求されているが、この種作業を塗布ロボットで行う場合、塗布ロボットの先端に設けられた塗布装置の移動速度を一定にすることができないため、塗布面の厚さを均一にすることが難しいものとなっている。これを解消するため、特開平５−２３１５４６号に記載の塗布ロボットが開発されている。この塗布ロボットは、ロボット先端にモータにより駆動されて塗布剤の吐出量を制御できる塗布装置を有しており、ロボット先端の移動速度の速度パターンに沿って塗布装置の瞬時吐出量を算出し、塗布装置からロボット先端の移動速度に比例した吐出量の塗布剤を塗布して、塗布剤の塗布面を均一にするように構成されている。

特開平５−２３１５４６号公報

この塗布ロボットでは、塗布作業工程中正確な位置決めをするため、ロボット先端の移動速度は一定速度に達するまでは加速され、一定速度から停止するまでは減速される。この移動速度の変化にともなって、塗布装置の瞬時吐出量も変化し、塗布面の厚さが均一に保たれている。しかしながら、この塗布ロボットでは塗布作業開始時あるいは一つの作業が終了して次の作業に入るまでに時間がある時には、塗布ノズルに充満された塗布剤の固化を防止するため、塗布ノズルが塗布装置の移動路下方の貯留槽に貯留された溶剤内に浸される。この時、塗布ノズルの先端に充満された塗布剤には溶剤が染込み、その影響で塗布剤は初期の状態よりも粘度が低くなっている。そのため、塗布作業が再開されて塗布ノズルが塗布開始ポイントに移動し、その先端から塗布剤が吐出されると、塗布剤の粘度が低いため、塗布開始ポイントでの塗布剤の塗布量が多く吐出され、塗布開始ポイントで早々に塗布面の厚さが厚くなってしまい、塗布面全面に亘って塗布面の厚さを均一に保つことが困難となる等の欠点が生じている。

上記課題の解決を目的として本発明は、モータにより駆動されて塗布剤の瞬時吐出量を制御する塗布装置をロボット先端に取付けるとともに、その移動範囲内に塗布剤の固化を防止する溶剤貯留用の貯留槽を配置して塗布装置の塗布ノズルを貯留槽内の溶剤内に位置させるように構成した塗布ロボットにおいて、塗布装置の塗布ノズルが貯留槽内の溶剤から離脱して塗布開始ポイントに達するまでに、塗布ノズルから塗布剤が吐出されるように構成されている。また、本発明は塗布装置の移動範囲内に空吹き受け槽を配置し、塗布装置の塗布ノズルを空吹き受け槽に移動させ、この位置で塗布ノズルから塗布剤を吐出するように構成されている。

そのため、塗布ノズルが溶剤内に浸された状態から、塗布作業を開始する時には、塗布ノズルが塗布開始ポイントに移動するまでに所定位置あるいは空吹き受け槽の上方まで移動して、この位置で塗布剤が吐出される。そのため、塗布ノズル先端に充満された塗布剤に溶剤が染込み、その粘度が低くなっていても、これが外部に排出される。その後、塗布ノズルは塗布開始ポイントに移動して、通常の塗布作業が開始されるが、この時には塗布ノズル先端には所定粘度の塗布剤が充満されているので、予定の瞬時吐出量が得られ、塗布面を塗布開始ポイントから所定厚さに保つことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は塗布ロボットであり、Ｘ軸テーブル２、Ｙ軸テーブル３およびＺ軸テーブル４を有している。これらテーブル２，３，４はそれぞれサーボモータ（図示せず）により駆動されており、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３が作動してＺ軸テーブル４が任意の平面位置に位置決めされるように構成されている。また、このＺ軸テーブル４はその作動によりスライド部（図示せず）をロボット先端として上下方向位置に位置決めするように構成されており、このスライド部には塗布用サーボモータ５ａにより駆動される塗布ポンプ（図示せず）を備えた塗布装置５が取付けられている。この塗布装置５は、塗布用サーボモータ５ａの回転速度に応じて、塗布ノズル５ｂから塗布剤が吐出されるように構成されており、しかも塗布用サーボモータ５ａに付設されたエンコーダ５ｃの回転パルスが後記する塗布用パルス処理部６ｊに送られ、瞬時吐出量が後記する瞬時吐出量パターンに制御されるように構成されている。

前記塗布ロボット１の近傍には、塗布装置５の移動路の下方の待機ポイントに位置して塗布剤の固化を防止する溶剤貯留用の貯留槽７が配置されており、塗布装置５の塗布ノズル５ｂの先端が貯留槽７内の溶剤内に位置できるように構成されている。

また、この塗布ロボット１の近傍には塗布装置５の移動路の下方の空吹きポイントに位置して空吹き受け槽８が配置されており、塗布ノズル５ｂが貯留槽７から離脱する際には、塗布ノズル５ｂが空吹き受け槽８の上方に移動し、その先端から一定時間あるいは一定量塗布剤が吐出されるように構成されている。

６は塗布ロボット１の制御装置であり、この制御装置６は後記するサーボモータ駆動部６ｇに指令信号を送る制御部６ａと、各テーブル２，３，４を位置決め制御する制御プログラム、速度パラメータ等各種制御パラメータおよび図２に示す各サーボモータの速度パターン並びに塗布個所の位置情報を記憶する記憶部６ｂと、作業開始信号等各種指令信号を制御部６ａに送る操作部６ｃと、位置情報を記憶部６ｂに送るティーチングペンダント６ｄと、各種情報を表示する表示部６ｅと、前記制御部６ａに入出力部６ｆを介して接続されるサーボモータ駆動部６ｇおよびパルス処理部６ｈとからなっている。これらサーボモータ駆動部６ｇおよびパルス処理部６ｈは各テーブル毎に設けられており、各テーブル２，３，４のサーボモータが同一の制御プログラムにより駆動されるように構成されている。

前記操作部６ｃは動作モード、設定モード等のモード指令信号を制御部６ａに送るように構成されており、動作モード時には制御部６ａに作業開始信号を、また設定モード時には記憶部６ｂに各種情報を送ることができるように構成されている。また、前記ティーチングペンダント６ｄは設定モード指令信号を選択できるように構成されており、設定モード時にティーチングペンダント６ｄ内に持つ位置情報、速度パラメータを含む各種制御パラメータを記憶部６ｂに送ることができるように構成されている。

前記記憶部６ｂには所望ワーク上の塗布個所毎に塗布開始ポイント、塗布終了ポイント、通過ポイント、塗布開始ポイントでの上下方向の高さ位置、塗布装置５の吐出量制御パラメータ並びに塗布用サーボモータ５ａを駆動するための各種制御パラメータが位置情報として記憶されている。また、この位置情報にはワーク（図示せず）上に塗布個所が複数ある場合に対応して、作業サイクル完了指令信号の有無が含まれており、塗布装置５が塗布終了ポイントに達して停止する都度、作業サイクル完了指令信号の有無を判断することにより連続して塗布作業が行えるように構成されている。

前記制御部６ａには入出力部６ｆを介して塗布用サーボモータ駆動部６ｉおよび塗布用パルス処理部６ｊが接続されており、塗布装置５もテーブル２，３，４と同一の制御プログラムで、しかも塗布終了ポイントまでの移動距離の長い方のテーブルの指令信号により駆動され、図２に示す瞬時吐出量パターンが得られるように構成されている。

また、前記制御部６ａは操作部６ｃから作業開始信号を受けると、図３に示すように
１）Ｚ軸テーブルのサーボモータ駆動部に原点復帰指令信号を送る（原点復帰確認）。
２）記憶部から空吹きポイントを呼び出す。
３）あらかじめ設定された速度パラメータで決まる最高速度で、しかも所定の速度パターンでＸ軸テーブルおよびＹ軸テーブルのサーボモータを駆動するように各サーボモータ駆動部に指令信号を送るとともに、パルス処理部からのパルスを受けて塗布装置を速度制御しながら空吹きポイントに位置決めする。
４）記憶部から空吹きポイントでの上下方向の高さ位置を呼び出す。
５）あらかじめ設定された速度パラメータで決まる最高速度で、しかも所定の速度パターンでＺ軸テーブルのサーボモータを駆動するようにサーボモータ駆動部に指令信号を送るとともに、パルス処理部からのパルスを受けて塗布装置を速度制御しながら空吹きポイントでの所定高さ位置に位置決めする。
６）塗布用サーボモータ駆動部に所定時間所定速度パラメータで塗布用サーボモータを駆動するように指令信号を送る（所定時間経過を待つ）。
７）Ｚ軸テーブルのサーボモータ駆動部に原点復帰指令信号を送る（原点復帰確認）。
８）記憶部から塗布開始ポイントを呼び出す。
９）あらかじめ設定された速度パラメータで決まる最高速度で、しかも所定の速度パターンでＸ軸テーブルおよびＹ軸テーブルのサーボモータを駆動するように各サーボモータ駆動部に指令信号を送るとともに、パルス処理部からのパルスを受けて塗布装置を速度制御しながら塗布開始ポイントに位置決めする。
１０）記憶部から塗布開始ポイントでの上下方向の高さ位置を呼出し、あらかじめ設定された速度パラメータで決まる最高速度で、しかも所定の速度パターンでＺ軸テーブルのサーボモータを駆動するようにサーボモータ駆動部に駆動指令信号を送るとともに、パルス処理部からのパルスを受けて塗布装置の塗布ノズル先端を速度制御しながら所定の高さに位置決めする。
１１）記憶部から通過ポイント、塗布終了ポイントを記憶部から呼出す。
１２）あらかじめ設定された速度パラメータで決まる最高速度で、しかも所定の速度パターンでＸ軸テーブルおよびＹ軸テーブルのサーボモータを駆動するように各サーボモータ駆動部に指令信号を送ってロボット先端の塗布装置の塗布ノズルを通過ポイントを経由して塗布終了ポイントに位置決めするとともに、これら指令信号を塗布用サーボモータ駆動部に送り、塗布用パルス処理部からのパルスを受け、瞬時吐出量を所定瞬時吐出量パターンとなるように制御する。
１３）Ｚ軸テーブルのサーボモータ駆動部に原点復帰指令信号を送る（塗布開始ポイントのアドレスを＋１、原点復帰確認）。
１４）作業サイクル完了信号の有無を判断して、これがない時、８)に戻る。
１５）Ｘ軸テーブルおよびＹ軸テーブルの各サーボモータ駆動部に待機ポイント復帰指令信号を送る。
１６)待機ポイント復帰確認信号を待つ。
１７）Ｚ軸テーブルのサーボモータ駆動部に最下限移動指令信号を送り、塗布装置を最下限位置に位置決めする。
１８）エンド。
となるように構成されている。

上記塗装ロボット１では、記憶部6ｂにあらかじめ塗布装置５の待機ポイント、その位置での上下方向の高さ位置および速度パラメータ並びに空吹きポイント、その位置での上下方向の高さ位置、速度パラメータおよび空吹き時間が記憶されている。また、この塗布ロボット１では塗布作業開始前に操作部６ｃで設定モードが選択されて、操作部６ｃあるいはティーチングペンダント６ｄから塗装ロボット1を駆動するための各種制御パラメータに加えて、塗布個所の塗布作業開始ポイント、塗布作業終了ポイント、経路を決める通過ポイントが位置情報として記憶部６ｂに記憶される。また、塗布個所が最終の個所である時には作業サイクル完了信号が前記位置情報として記憶部６ｂに記憶される。

その後、動作モード時に操作部６ｃから作業開始信号が送られると、Ｚ軸テーブル４のサーボモータ駆動部６ｇに原点復帰指令信号が送られる。そのため、待機ポイントで溶剤中に先端を浸した塗布ノズル５ｂを持つ塗布装置５が上昇復帰する。続いて、塗布装置５が待機ポイントから空吹きポイントまで移動し、空吹き受け槽８の上方に達する。塗布装置５がこの位置で停止すると、塗布用サーボモータ駆動部６ｉに所定時間所定速度で塗布用サーボモータ５ａを駆動するように指令信号が送られ、塗布ノズル５ｂから所定時間所定量の塗布剤が空吹き受け槽８内に吐出される。この時、塗布ノズル５ｂの先端開口から浸入した溶剤が染込んだ粘度の低い塗布剤は空吹き受け槽８に吐出され、塗布ノズル先端内には新たに所定粘度の塗布剤が充填される。

この状態で、塗布開始ポイントが呼び出されてＸ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の各サーボモータが所定の最高速度で、しかも所定の速度パターンで駆動されるとともに、Ｚ軸テーブル４に取付けられた塗布装置５が塗布開始ポイントに位置決めされる。同時に、この塗布開始ポイントでの上下方向の高さ位置が呼出され、Ｚ軸テーブル４のサーボモータが所定の最高速度で、しかも所定の速度パターンで駆動され、塗布装置５の塗布ノズル５ｂの先端が塗布開始ポイントでの上下方向の所定高さ位置に位置決めされる。

塗布開始ポイントでの塗布ノズル５ｂの位置決めが完了すると、塗布終了ポイントおよび通過ポイントが呼び出され、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の各サーボモータが所定の最高速度で、しかも所定の速度パターンで駆動されるように各サーボモータ駆動部６ｇに指令信号が送られる。同時に、各パルス処理部６ｈからのパルスを受けて、塗布ノズル５ｂが通過ポイントにより決まる経路上を速度制御されながら移動し、塗布終了ポイントに達する。

一方、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の各サーボモータ駆動部６ｇに指令信号が送られると同時に、この指令信号が塗布用サーボモータ駆動部６ｉに送られ、塗布用サーボモータ５ａが駆動される。この時、塗布用サーボモータ５ａはＸ軸テーブル２あるいはＹ軸テーブル３のいずれかの移動速度に応じて回転するので、塗布装置５の瞬時吐出量も移動速度と同様に変化する。そのため、塗布開始ポイントから塗布終了ポイントまでの速度パターンに応じて塗布装置５の瞬時吐出量が変化し、塗布剤の塗布面の厚さは均一に保たれる。

前記塗布開始ポイントから塗布終了ポイントまでの塗布作業が完了すると、Ｚ軸テーブル４のサーボモータ駆動部６ｇに原点復帰指令信号が送られる。Ｚ軸テーブル４の原点復帰が確認されると、前記塗布開始ポイントの位置情報に作業サイクル完了信号が記憶されているか否かが判断され、これが記憶されてない時には新たな塗布開始ポイントが呼び出され、前記作業が繰り返される。また、前記位置情報に作業サイクル完了信号が記憶されている時には、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の各サーボモータ駆動部６ｇに待機ポイント復帰指令信号が送られ、塗布装置５が待機ポイント上方に達する。この塗布装置５が待機ポイント上に位置決めされると、その位置での最下限位置が呼び出され、同時にＺ軸テーブル４のサーボモータ駆動部に駆動指令信号が送られる。そのため、塗布装置５が速度制御されながら、最下限位置に位置決めされ、塗布ノズル５ｂが貯留槽７に貯留された溶剤内に浸され、この状態ですべての作業が完了する。

なお、本発明の実施形態では、塗布装置５の塗布ノズル５ｂは作業終了後、あるいは次の作業までに時間のある時に待機ポイントに移動するように構成されているが、必要に応じて操作部６ｃから待機ポイント移動指令信号を出力するように構成してもよい。

本発明の塗布ロボットの説明図である。本発明に係るサーボモータおよび塗布装置の速度パターンー瞬時吐出量パターン図である。本発明に係る制御部の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１塗布ロボット
２Ｘ軸テーブル
３Ｙ軸テーブル
４Ｚ軸テーブル
５塗布装置
５ａ塗布用サーボモータ
５ｂ塗布ノズル
５ｃエンコーダ
６制御装置
６ａ制御部
６ｂ記憶部
６ｃ操作部
６ｄティーチングペンダント
６ｅ表示部
６ｆ入出力部
６ｇサーボモータ駆動部
６ｈパルス処理部
６ｉ塗布用サーボモータ駆動部
６ｊ塗布用パルス処理部
７貯留槽
８空吹き受け槽

Claims

モータにより駆動されて塗布剤の瞬時吐出量を制御する塗布装置をロボット先端に取付けるとともに、その移動範囲内に塗布剤の固化を防止する溶剤貯留用の貯留槽を配置して塗布装置の塗布ノズルを貯留槽内の溶剤内に位置させるように構成した塗布ロボットにおいて、
塗布装置の塗布ノズルが貯留槽内の溶剤から離脱して塗布開始ポイントに達するまでに、塗布ノズルから塗布剤を吐出するように構成したことを特徴とする塗装ロボット。
塗布装置の移動範囲内に空吹き受け槽を配置し、塗布装置の塗布ノズルを空吹き受け槽上方に移動させ、この位置で塗布ノズルから塗布剤を吐出するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の塗布ロボット。