JP2006218417A - Coating robot - Google Patents
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Abstract
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に関する。 The present invention relates to an application robot that applies a paint, an adhesive, or a sealant to the front surface or the back surface of a part used in an automobile, an electric device, or the like.
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。 Conventionally, when coating agents such as paints, adhesives, and sealants are applied to the front or back surface of a component, it has been required to make the thickness of the coating surface uniform. In this case, since the moving speed of the coating device provided at the tip of the coating robot cannot be made constant, it is difficult to make the thickness of the coating surface uniform. In order to solve this problem, a coating robot described in JP-A-5-231546 has been developed. This coating robot has a coating device that can be driven by a motor at the tip of the robot to control the discharge amount of the coating agent, calculates the instantaneous discharge amount of the coating device along the speed pattern of the moving speed of the robot tip, A coating amount of the coating agent proportional to the moving speed of the robot tip is applied from the coating device to make the coating surface of the coating agent uniform.
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最高速度に達するまでは加速され、最高速度に達した後この速度を維持し、最高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ロボット先端の移動速度を変更したり、塗布装置の最大瞬時吐出量を変更することがあると、塗布面に塗布された塗布剤の塗布高さが変わって、塗布装置先端と塗布剤上面との間隔が変わってしまい、塗布剤を常にきれいに塗布することができない等の欠点が生じている。 In this application robot, the robot tip movement speed is accelerated until it reaches the maximum speed in order to perform accurate positioning during the application work process, and after reaching the maximum speed, this speed is maintained until it stops from the maximum speed. Decelerated. Along with the change in the moving speed, the instantaneous discharge amount of the coating apparatus also changes, and the thickness of the coating surface is kept uniform. However, in this coating robot, if the movement speed of the robot tip is changed or the maximum instantaneous discharge amount of the coating device is changed, the coating height of the coating agent applied to the coating surface changes, and the coating device tip And the distance between the upper surface of the coating agent is changed, and there is a drawback that the coating agent cannot always be applied neatly.
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一方、塗布開始ポイントから塗布終了ポイントまでの移動速度の速度パターンを記憶する記憶部を設け、ロボット先端の移動速度の速度パターンに沿って塗布剤の瞬時吐出量を制御し、塗布面の塗布量を均一にするように構成した塗布ロボットにおいて、塗布開始ポイント毎に塗布装置の高さ位置とそのオフセット量とを記憶する記憶部を設ける一方、塗布開始ポイントが呼出されると、塗布装置の高さ位置のオフセット量により塗布開始ポイントでの塗布装置の高さ位置を補正して塗布装置を位置決めする制御部を設けている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention attaches a coating device that is driven by a motor to control the instantaneous discharge amount of the coating agent at the tip of the robot, and stores a speed pattern of the moving speed from the coating start point to the coating end point. In a coating robot that is configured to control the instantaneous dispensing amount of the coating agent along the speed pattern of the moving speed of the robot tip and make the coating amount on the coating surface uniform, coating is performed at each coating start point. While a storage unit for storing the height position of the apparatus and the offset amount thereof is provided, when the application start point is called, the height position of the application apparatus at the application start point is determined by the offset amount of the height position of the application apparatus. A controller for correcting and positioning the coating device is provided.
また、前記オフセット量を設定するに際して、ロボット先端の定速時の速度あるいは塗布装置の最大瞬時吐出量の変更にともない塗布装置の高さ位置のオフセット量を設定する設定部を設け、このオフセット量の設定を繰り返し行いながら塗布装置と塗布される塗布剤上面との間隔を所定間隔に保持するように構成してもよい。 Further, when setting the offset amount, a setting unit is provided for setting the offset amount of the height position of the coating device in accordance with the change of the speed at the constant speed of the robot tip or the maximum instantaneous discharge amount of the coating device. You may comprise so that the space | interval of an application | coating apparatus and the coating agent upper surface apply | coated may be kept at a predetermined space | interval, repeating setting of these.
本発明によれば、ロボット先端の最高速度を増減したり、また塗布装置の最大瞬時流量を増減したりすることがあって、塗布剤上面の高さが変わり、塗布装置先端と塗布剤の上面との間隔が変わっても、塗布装置の高さ位置のオフセット量により塗布装置と塗布剤上面との間隔を所定の間隔にすることができ、塗布剤を常にきれいに塗布することができる。 According to the present invention, the maximum speed of the robot tip may be increased or decreased, or the maximum instantaneous flow rate of the coating apparatus may be increased or decreased, the height of the upper surface of the coating agent changes, and the upper end of the coating device and the upper surface of the coating agent are changed. Even if the distance between the coating apparatus and the coating apparatus changes, the distance between the coating apparatus and the top surface of the coating agent can be set to a predetermined distance by the offset amount of the height position of the coating apparatus, so that the coating agent can always be applied cleanly.
また、前記オフセット量の値を設定するに際して、設定部から適当に値を設定して繰り返し塗布作業をサンプルワーク上で行い、塗布状態を確認しながら塗布装置と塗布される塗布剤上面との間隔を所定間隔にすることができる。 Further, when setting the offset amount value, an appropriate value is set from the setting unit and repeated coating operations are performed on the sample work, and the distance between the coating apparatus and the top surface of the coating agent to be coated is checked while checking the coating state. Can be set at a predetermined interval.
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から塗布剤を吐出す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。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1,
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、図2に示すように加速時、最高速度に維持された定速時および減速時を持つ各サーボモータの速度パターン並びに後記する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、制御パラメータ、後記する吐出量制御パラメータおよび塗布装置5の高さ位置のオフセット量を記憶部6bに送ることができるように構成されている。前記塗布装置5の高さ位置のオフセット量は、ロボット先端の最高速度を決める速度パラメータあるいは吐出量制御パラメータの変更があるとき、オフセット量の設定とサンプルワーク(図示せず)上での塗布作業とが繰り返し行われ、その時の塗布状態から適正な値が設定され、塗布装置5の先端と塗布された塗布剤上面との間隔が常時一定となるように構成されている。
The
前記記憶部6bには、塗布装置5の最大瞬時吐出量を決める吐出量制御パラメータおよび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記憶されている。また、記憶部6bには所望ワーク(図示せず)上の塗布個所に対応してチャンネル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塗布装置5の高さ位置およびそのオフセット量が位置情報として記憶されている。この位置情報には、作業サイクル完了指令信号の有無が含まれており、チャンネル番号順に行われる塗布作業の最終個所を確認できるように構成されている。
The
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駆動されるように構成されている。しかも、この塗布用サーボモータ駆動部6iにより駆動される塗布用サーボモータは塗布終了ポイントまでの移動距離が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。
The control unit 6a is connected to a coating servo motor driving unit 6i and a coating
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)チャンネル番号を読み出し、このチャンネル番号に対応した位置情報中の塗布開始ポイントを呼出す。
2)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。
3)記憶部から塗布装置の高さ位置とそのオフセット量を呼出し、塗布装置の高さ位置を補正する。
4)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を持つ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補正された高さ位置に位置決めする。
5)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。
6)記憶部から塗布装置の最大瞬時吐出量を決める吐出量制御パラメータを呼出す。
7)塗布用サーボモータ駆動部に指令受入可信号を送る。
8)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を持つ速度パターンで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。
9)前記指令信号に吐出量制御パラメータを乗じて新たな指令信号を算出し、これ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。
10)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とともに、指令受入可信号をリセットする。(チャンネル番号が記憶されたアドレスをインクリメントする)。
11)作業サイクル完了信号の有無を判断して、これがない時、1)に戻る。
12)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原点復帰指令信号を送る。
13)原点復帰確認信号を待つ。
14)エンド。
となるように構成されている。
When the control unit 6a receives a work start signal from the
2) A command signal is sent to each servo motor drive unit to drive the servo motors of the X-axis table and Y-axis table at a maximum speed determined by a preset speed parameter and in a predetermined speed pattern, and a pulse processing unit In response to the pulse from, the coating device is positioned at the coating start point while controlling the speed.
3) Call the height position of the coating apparatus and the offset amount from the storage unit, and correct the height position of the coating apparatus.
4) A drive command signal is sent to the servo motor drive unit to drive the Z-axis table servo motor at a predetermined speed pattern having a maximum speed determined by a preset speed parameter, and a pulse from the pulse processing unit is received. Then, the tip of the coating nozzle of the coating device is positioned at the corrected height position while controlling the speed.
5) Call the passing point and application end point from the storage unit.
6) A discharge amount control parameter for determining the maximum instantaneous discharge amount of the coating apparatus is called from the storage unit.
7) Send a command acceptance signal to the application servo motor drive.
8) Sending a command signal to each servo motor drive so that the X-axis table and Y-axis table servo motors are driven with a speed pattern having a maximum speed determined by a preset speed parameter, and applying the coating device at the tip of the robot. Position the nozzle at the application end point via the passing point.
9) Multiply the command signal by the discharge amount control parameter to calculate a new command signal, send it to the application servo motor drive unit, receive a pulse from the application pulse processing unit, and calculate the instantaneous discharge amount to a predetermined instantaneous discharge Control to be a quantity pattern.
10) A home position return command signal is sent to the servo motor drive section of the Z-axis table and the command acceptance signal is reset. (Increment the address where the channel number is stored).
11) Determine the presence / absence of a work cycle completion signal, and if not, return to 1).
12) Send an origin return command signal to each servo motor drive of the X-axis table and Y-axis table.
13) Wait for the origin return confirmation signal.
14) End.
It is comprised so that.
上記塗装ロボットでは、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並びに最大瞬時吐出量を決める吐出量制御パラメータが記憶部6bに記憶される。続いて、ワークの塗布個所に対応してチャンネル番号毎に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。この時、定速時の速度を決める速度パラメータあるいは制御パラメータが変更されることがあると、塗布剤上面の高さが変わるので、塗布装置の高さ位置のオフセット量が変更されて、サンプルワーク上で塗布剤の塗布が繰り返され、その塗布状態から塗布ノズル5bの先端と塗布面との間隔が所定の間隔となっていると判断されるオフセット量が設定される。さらに、塗布個所が最終の個所である時にはその位置情報に作業サイクル完了信号が記憶される。
In the coating robot, the setting mode is selected by the
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、位置情報として記憶されたチャンネル番号が呼出される。さらに、このチャンネル番号に対応して記憶された塗布開始ポイントが呼出されて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塗布装置5の高さ位置とそのオフセット量が呼出され、塗布装置5の高さ位置が補正される。続いて、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の先端が補正された高さ位置に位置決めされる。この時、塗布ノズル5bと塗布面に塗布される塗布剤との間隔が所定の間隔に保持される。
Thereafter, when a work start signal is sent from the
ロボット先端の塗布装置5が塗布開始ポイントに位置決めされると、塗布終了ポイントおよび通過ポイントが呼出され、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、塗布装置5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。
When the
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塗布用サーボモータ駆動部6iに指令受入可信号が送られる。そのため、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に送られる指令信号は塗布用サーボモータ駆動部6iにも同様に送られるが、この指令信号には吐出量制御パラメータが乗算されて新たな指令信号が算出される。この新たな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はロボット先端に取付けられた塗布装置5の移動速度に応じて回転するので、塗布装置5の瞬時吐出量も同様に変化して塗布剤が塗布装置5から吐出される。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。しかも、塗布ノズル5bの先端と塗布剤上面との間隔は塗布ロボット1の移動速度や塗布装置5の最大瞬時吐出量に関係なく所定の間隔が保持されているので、塗布剤の塗布状態を常にきれいにすることができる。
On the other hand, a command signal is sent to each servo
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(指令受入可信号をリセット)、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。その後、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チャンネル番号、このチャンネル番号に対応した塗布開始ポイントが呼出され、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に原点復帰指令信号が送られ、これらの原点復帰確認信号を待って、すべての作業を完了することができる。
When the application work from the application start point to the application end point is completed (command acceptance signal is reset), an origin return command signal is sent to the servo
1 塗布ロボット
2 X軸テーブル
3 Y軸テーブル
4 Z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
DESCRIPTION OF
Claims (2)
塗布開始ポイント毎に塗布装置の高さ位置とそのオフセット量とを記憶する記憶部を設ける一方、
塗布開始ポイントが呼出されると、塗布装置の高さ位置のオフセット量により塗布開始ポイントでの塗布装置の高さ位置を補正して塗布装置を位置決めする制御部を設けたことを特徴とする塗装ロボット。 A coating device that is driven by a motor to control the instantaneous discharge amount of the coating agent is attached to the tip of the robot, while a storage unit that stores a speed pattern of the moving speed from the coating start point to the coating end point is provided. In the coating robot configured to control the instantaneous discharge amount of the coating agent along the speed pattern of and uniform the coating amount on the coating surface,
While providing a storage unit for storing the height position of the coating device and the offset amount for each coating start point,
A coating unit comprising a controller for positioning the coating device by correcting the height position of the coating device at the coating start point based on the offset amount of the height position of the coating device when the coating start point is called robot.
A setting unit is provided to set the offset amount of the height position of the coating device in accordance with the change in the speed at the constant speed of the robot tip or the maximum instantaneous discharge amount of the coating device. The coating robot according to claim 1, wherein the coating robot is configured to maintain a predetermined distance from the upper surface of the coating agent to be applied.
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2005
- 2005-02-10 JP JP2005034950A patent/JP2006218417A/en active Pending
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