JP2012045476A - 高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、被塗布物の直線部の高粘性流体の塗布量とコーナー部の高粘性流体の塗布量とを調節し、コーナー部の高粘性流体の吐出量を少なくし、全体としてバランスの取れた高粘性流体量を給送することを目的としたものである。
【解決手段】
この発明は、高粘性流体を定速度で自動定量塗布する方法において、塗布速度の変動を検出し、この検出に基づき高粘性流体の吐出量を塗布速度の変化に拘わらず均一塗布できるように制御することを特徴とした高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法により目的を達成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、高粘性流体を自動ガンなどを使用して定速、定量塗布する際に、被塗布物に対する塗布速度の変化に対応して、接着剤の供給量を制御し、定量塗布できるようにすることを目的とした高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法及び装置に関する。

従来から高粘性流体（例えば接着剤）の定量吐出（定量供給）が研究開発され、高粘性流体の定量供給技術が実用に供されている。前記における高粘性流体の高速、定量供給によって、作業効率が著しく向上した。前記のように高粘性流体の高速、定量供給は、直線状塗布部へ定量高速塗布する場合、極めて高い効率をしめしている。

実用新案登録第３１５３８６０号公報 特開２００６−３２２３５９号公報

従来から高粘性流体の高精度定量吐出装置は知られており（特許文献１、２）、実用に供されている。

しかしながら、定量供給は原則として定速定量塗布であるから、塗布速度が遅くなる場所に定量供給すると、高粘性流体が供給過多となる問題点がある。即ち塗布すべき場所（例えば自動車のウィンドウガラスの縁）が直線状の場合には定速で定量塗布できるが、コーナー部に塗布する場合には塗布速度が直線部より遅くなるので、定量吐出すると必然的に高粘性流体が供給過多となり、余剰高粘性流体が塗布位置からはみ出るおそれがあり、不良品発生の原因になるなどの問題点があった。

この発明は、可変式絞りガンを使用し、塗布ノズルが直線塗布部からコーナー塗布部にかかる直前又は塗布ノズルの塗布速度が変化（遅くなる、又は早くなる）する際の塗布ノズルの位置、又は速度を検出し、その検出値を前記可変式絞りガンに付与して、吐出量を制御することにより、前記問題点を解決したのである。

例えば、自動車のウィンドウガラスの周縁に接着剤を塗布する場合、直線塗布部からコーナー塗布部へ、又はコーナー塗布部から直線塗布部へ移る際に、それぞれ塗布量を調節することにより、前記従来の問題点を解決することができる。

即ち、直線塗布部からコーナー塗布部へ移る際には接着剤の吐出量を絞り（少なくする）、コーナー塗布部から直線塗布部へ移る際には接着剤の吐出量を多くすることによって、全塗布部に付着する接着剤の量を規制し、接着剤塗布の過不足を無くすことができる。

前記接着剤の吐出量は、絞りガンの場合には、バルブロッドの位置によって決まるので、前記バルブロッドに掛かる空気の圧力を変化させることにより、バルブロッドの位置を決め、接着剤の吐出量を調節することができる。例えば、前記バルブロッドの先端に近接して円錐部が設けてあり、この円錐部に対応するテーパーハウジングを設け、前記バルブロッドの摺動によってバルブロッドの外壁とテーパーハウジングの内壁との間隙が広狭変化し、その間隙の大小により接着剤の吐出量を正確に制御することができる。

現在使用されている高粘性流体の定量吐出装置としては、ポンプロッドに連結したギヤーロッドを、サーボモータにより得た動力により昇降させ、ポンプロッドの昇降距離を正確に規制することにより定量供給を可能にしたものがある。

前記において、ポンプロッドをエアーで動かす場合には、負荷の変化に対応できない場合もあったが、ポンプロッドをサーボモータで昇降させる場合には、負荷の変動に対応してトルクも増大するので、定量吐出が可能となった。従って、定流量装置を使用しなくても、ほぼ１％の誤差範囲で定量移送ができている。

そこで、例えばウィンドウガラスの周縁に接着剤を塗布する場合に、直線部の塗布は定速度で定量塗布し一定量を高速塗布できるけれども、コーナー部を塗布する場合には、ノズルの速度が若干遅くなる（例えば定速度の６０％）ので、定量吐出の場合に塗布速度が４０％低下すると必然的に４０％余分の接着剤が塗布されることになり、接着剤過多による不良品発生のおそれがある。

前記のように、不良品が発生することは塗布修正の手間を要するのみならず、接着剤の無駄を生じる。例えば、ウィンドウガラスの周囲に接着剤を塗布する場合には、１枚のウィンドウガラスに必要な接着剤量３２０ｇに対し、３２０ｇ＋８０ｇ吐出されたとすると、無駄は８０ｇとなる。従って、１日２，０００枚のウィンドウガラスに接着剤を塗布する場合には、１日×２，０００×８０ｇの無駄な接着剤が生じると共に、塗布過多による不良品が生じることになり著しい損失となるおそれがある。

前記接着剤の定量塗布においては、塗布速度一定で、接着剤の吐出量が一定しておれば定量塗布できる。そこで、塗布速度が変われば、これに見合うように吐出量を変えればよいことになる。前記においては、直線部分を高速塗布する際の吐出量だと、速度が遅くなればこれに見合うように吐出量を少なくすれば、目的を達成することができる。そこで、コーナー部塗布時には塗布速度が遅くなるので、これに見合うだけ吐出量を少なくするために、バルブ通路を狭くしたものである。

前記においては、バルブの通路を狭くして吐出量を調節したが、大小二つのノズルを用意し、バルブの切換によって、吐出量を変えることもできる。

そこで前記問題点を改善すべく、この発明を完成したのである。

即ち、請求項１の発明は、高粘性流体を定速度で自動定量塗布する方法において、塗布速度の変動を検出し、この検出に基づき高粘性流体の吐出量を均一塗布できるように制御することを特徴とした高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法である。

請求項２の発明は、高粘性流体を定速度で自動定量塗布する方法において、塗布速度の変動を検出し、この検出に基づき可変式絞りガンを用いて、高粘性流体の吐出量を均一塗布できるように制御することを特徴とした高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法である。

請求項３の発明は、高粘性流体を定速度で自動定量塗布する方法において、塗布速度の変動を検出し、この検出に基づき可変式絞りガンを用いて、その吐出量を塗布速度に対応させて制御し、高粘性流体の吐出量を均一塗布できるように制御することを特徴とした高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法である。

請求項４の発明は、可変式絞りガンによる制御は、予め定めたエアー圧力により電磁弁を切り換えて吐出量を制御することを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法である。

請求項５の発明は、可変式絞りガンによる制御は、塗布速度を検出した電気信号により、予め設定された異なるエアー圧力を選択することを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法である。

請求項６の発明は、可変式絞りガンによる制御は、塗布に用いるロボットのティーチングポイント等のタイミングで電気信号を電空レギュレーターに送り、予め設定されたエアー圧力を選定することにより吐出量を制御することを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法である。

請求項７の発明は、可変式絞りガンによる制御は、塗布速度の検出により計測した電圧により、定められたエアー圧力をアナログ的に可変し、吐出量をアナログ的に可変することを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法である。

請求項８の発明は、可変式絞りガンによる制御は、塗布に用いるロボットの速度モニター電圧を電空レギュレーターに入力し、その入力電圧に応じた吐出量をロボット塗布速度に同期させることを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法である。

請求項９の発明は、高粘性流体の定量給送装置の給送ホースに、給送量可変の電空レギュレーターを連結し、該電空レギュレーターは塗布速度の変化に対応して給送量を自動的に変更できる自動制御装置を付設したことを特徴とする高粘性流体の定量塗布装置である。

請求項１０の発明は、自動制御装置は、異なるエアー圧力に設定されたエアーの給送パイプに介装された切替式電磁弁を、塗布速度の検出値に基づき切り替えるようにしたことを特徴とする請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置である。

請求項１１の発明は、自動制御装置は、塗布速度変更の検出値により、予め定めたエアー圧力を選定して電空レギュレーターに付与することを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置である。

請求項１２の発明は、自動制御装置は、塗布速度変更の検出値により、粘性流体の通路に設けたバルブの開度を変更することを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置である。

請求項１３の発明は、自動制御装置は、塗布ノズルを動かすロボットのティーチングポイントのタイミングで、電空レギュレーターのエアー圧力を変化させ、吐出量を変更することを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置である。

請求項１４の発明は、自動制御装置は、電空レギュレーターに塗布速度に対応する電圧を印可し、この入力電圧により吐出量を変更することを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置である。

請求項１５の発明は、自動制御装置は、ロボットによる塗布速度と同期させ、ロボット速度と見合う電圧により吐出量の多寡を定めることを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置である。

前記のように、この発明は、粘性流体の定速、定量塗布（吐出）装置を用いて、定速塗布と変速塗布とが混在する場合に、変速時を検出し吐出量を削減して各部定量塗布し、不良品の発生を防止すると共に、粘性流体の無駄を是正したのである。

この発明によれば、定速、定量塗布に際し、速度変化を検出し、当該速度に見合う吐出量とすることによって、塗布速度に変化がある場合にも定量塗布を可能にし、不良品の発生を防止すると共に、高粘性流体を節減できる効果がある。

また、この発明によれば、塗布速度の変化を正確に把握し、これに対応した高粘性流体の吐出量とすることを高精度で達成できる効果がある。

前記塗布速度の変化を即時捕捉し、高粘性流体の吐出量を塗布速度に合わせて制御できる効果がある。

（ａ）この発明の方法を示すブロック図、（ｂ）同じく実施の一部を示すブロック図。 （ａ）この発明の実施装置を示す展開説明図、（ｂ）同じくコーナー部の塗布状態を示す一部拡大図、（ｃ）同じくコーナー部の不良塗布状態を示す一部拡大図。 この発明の絞りガンの一部を省略した断面拡大図。

この発明は、自動車、電車その他の窓ガラスなどの周縁部にパッキングその他を接着固定するために、該部へ高粘性流体（例えば接着剤）を塗布する際に、高速で定量塗布するのである。従来、塗布部が直線状の場合には、高速定量塗布する技術が開発され、それぞれ使用されているが、窓ガラスなどの周縁は直線部とコーナー部とに分かれており、直線部では高速定量塗布されている。一方、コーナー部においては、必然的に塗布速度が低下するので、高速、定量供給するとコーナー部は速度低下分だけ接着剤が余分に塗布されることになり、接着剤過多のために接着剤がはみ出して不良品となるおそれがあり、生産上問題点となっていた。

しかしながら、高速塗布と低速塗布とが繰り返されるために、正確な制御が困難で、不良品発生について有効な解決方法がなかった。前記について、例えば窓ガラスは高速塗布の直線部と、低速塗布のコーナー部とが必ずあって、コーナ部の塗布面積は少なく、コーナー部の塗布速度で全体を塗布すれば効率が著しく低下することが判っている。従って前記コーナ部は全体に比べると面積が著しく少ないので、本発明は、直線部の塗布効率のよい速度を保ちつつ、コーナー部のみ遅くして、しかも塗布量を少なくするために低速定量とし、低速の場合のみ吐出量を少なくすることにより低速でも塗布量の過多がないようにしたものである。

即ち、コーナー塗布時には、吐出量を少なくするために塗布速度の変化に対応して吐出量を変化させることにより、コーナー部の吐出量過多の改善を図った。前記において、例えばウィンドウガラスの場合には、直線部の面積に対してコーナー部の面積は少ないけれども、必ずあるので高速塗布においては、自動制御しなければならないのみならず、精度が良くなければならない。そこで、塗布速度の検出によって吐出量を自動制御するようにして目的を達成した。

この発明は、電空レギュレーターを用いることにより、空気圧の変更によって吐出量を制御するようにし、低速塗布時に吐出量を少なくさせたものである。即ち、電空レギュレーターのバルブロッドを移動させる空気圧を調整することにより、バルブロッドの位置を決めて吐出量を適正に決めるようにした。

この発明の実施例を図１に基づいて説明する。図１（ａ）において、高粘性流体（例えば接着剤）は定速定量塗布用に、定量宛送られているが、例えば自動車のウィンドウガラス１のように、塗布部が直線部１ａとコーナー部１ｂとがある場合に、コーナー部の塗布速度は遅くなるので、定速定量送られている接着剤はコーナー部では直線部より多く塗布される。これは塗布速度が遅くなるからである。そこでこれを是正するには直線部と同一速度で塗布するか、コーナー部の吐出量を少なくする必要がある。

ところで、コーナー部は塗布速度を速くすると、遠心力の関係で塗布位置がずれるおそれがあると共に、ノズルの方向変換のために一時速度が低下し、この場合も定速定量の割合で接着剤が供給されるために、図２（ｃ）に示すように、コーナー部１ｂの接着剤が１ｃのようにはみ出るおそれがある。塗布部の面積が広くなると、接着剤がはみ出て不良品となるおそれがあった。そこで図１のように、吐出量を少なくすることにより、塗布速度が遅くても塗布過多にならないようにしたのである。

前記塗布量を少なくするには、レギュレーターに入れる空気圧を低くし、バルブロッドを先端側へ小移動させ、バルブ間隙を小さくして吐出量を調節することにより、前記のように吐出量を調節することができた。

前記において、コーナー部の検出は従来技術によるが、既知のガラス板の場合には、四つのコーナーを塗布する時が判るので、予めプログラムしておけば自動的に制御できる。また、同一ラインで大きさの異なるガラスに塗布する場合には、ロボットティーチングに入力することができる。その他センサにより速度変化を読み取り、これを電空レギュレーターに伝えて対応することもできる。

接着剤の吐出量を調節するには、前記レギュレーターに入れる空気圧を調節する方法においても色々具体化できる。

例えば、異なる圧力に設定されたエアーを電磁弁の切り替えにより、オートガンの開き側へ供給し、前記圧力に応じた量の接着剤を供給する方法又は電気信号により予め設置された異なるエアー圧力を選定させて吐出量を可変にする方法がある。

また、ロボットのティーチングポイントのタイミングで電気信号を電空レギュレーターに送り、予め設定されたエアー圧力を選択することにより吐出量を可変にする方法がある。即ち、ロボット速度が落ちるコーナーの手前のポイントでエアー圧力を下げて吐出量を絞り、コーナーを抜けるポイントでエアー圧力を上げて吐出量を上げるようにし、ロボットによる塗布速度が変わっても均一な塗布ビートをを得ることができる。

また、ロボットの速度モニター電圧を電空レギュレーターに入力し、その入力電圧に応じたエアー圧力を絞りガンの開き側に供給することにより、吐出量をロボット塗布速度に同期させることができる。前記において、ロボット速度が低下するコーナー部では、ロボット速度のモニター電圧も低下するので、エアー圧力も低下するが、これにより絞られる吐出量の割合を検出し、コーナー部と直線部の吐出量を同一にする必要がある。

この発明の装置の実施例を図２に基づいて説明する。ドラムポンプ３の吐出パイプ４に定量用のサーボモータ１１により駆動する定流量ポンプ５を介装し、開閉バルブ６を介してホース７をオートガン１５に連結する。オートガン１５は電空レギュレーター８によりコントロールされる。前記オートガン１５は塗布ロボット１０のアーム９に取り付けられており、被塗布物（例えば自動車のウィンドウガラス）の縁部へ接着剤を塗布するようになっている。図中１２はロボットコントローラ、１３はノズルである。

次に図３に基づいてオートガン１５を説明する。このオートガン１５は流量を調節するバルブ部１４、バルブロッド１６と、バルブロッド１６を摺動させる加圧部１７とよりなり、加圧部１７はシリンダー１８と、ピストン１９と、スプリング受け２０と、スプリング２１とよりなり、シリンダー１８内の空気圧とスプリング２１の弾力バランスによりバルブロッド１６の位置を保持している。

前記オートガン１５には、スイベルブロック２２にホース７端が接続され、ホース７を介して供給される接着剤は図３中矢示２３、２４、２５のようにノズル１３に運ばれる。

前記において、シリンダー１８内の右側部１８ａへ加圧空気を送入すると、ピストン１９が矢示２７の方向へ移動し、バルブロッド１６も同方向へ移動するので、バルブロッド１６のテーパー部１６ａとバルブの円錐状内壁との間隙により、接着剤の流量を調節することができる。

前記において、空気圧によりピストン１９が矢示２７の方向へ移動すると、スプリング２１を圧縮することになるので、前記空気圧とスプリング２１の弾性力とのバランスによりバルブロッド１６が所定位置に停止し、バルブ開度を決める。前記のように空気圧が強くなると、バルブロッド１６はスプリング２１に抗して、矢示２７の方向へ更に移動することになる。上記に反し、ピストン１９を押圧する空気圧が小さい場合には、バルブロッド１６は矢示２８の方向へ移動する。前記のようにバルブロッド１６の移動により、バルブロッド１６のテーパー部の間隙の広狭が決まり、流量を調節することができる。従って、前記供給する空気圧を調節すれば接着剤の吐出量を調節することができる。

前記において説明したように、シリンダ１８ａ内へ加圧空気を送入すればバルブロッド１６はスプリング２１に抗して移動し、スプリング２１の反発力と空気圧力とのバランスが取れた所で停止する。従って、接着剤塗布を直線部で行う場合には、圧力の強い空気を供給してバルブロッド１６を矢示２７の方向へ移動させ、バルブの開度を広くして直線部分を定速定量塗布し、ノズル１３がコーナー部へかかった時には、圧力の小さい空気圧によりピストン１９を摺動させるので、バルブ開度は小さくなり、接着剤の給送量を制御することができる。従って、給送する空気圧の大小によりバルブの開度を定め、ノズル１３が低速塗布する場合には接着剤の吐出量を少なく押さえることができる。

１ ウィンドウガラス
２ 塗布部
３ ドラムポンプ
４ 吐出パイプ
５ 定流量ポンプ
６ 開閉バルブ
７ ホース
８ 電空レギュレーター
９ アーム
１０ 塗布ロボット
１１ サーボモータ
１２ ロボットコントローラ
１３ ノズル
１５ オートガン
１６ バルブロッド
１７ 加圧部
１８ シリンダー
１９ ピストン

Claims (15)

1. 高粘性流体を定速度で自動定量塗布する方法において、塗布速度の変動を検出し、この検出に基づき高粘性流体の吐出量を塗布速度の変化に拘わらず均一塗布できるように制御することを特徴とした高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法。
2. 高粘性流体を定速度で自動定量塗布する方法において、塗布速度の変動を検出し、この検出に基づき可変式絞りガンを用いて、高粘性流体の吐出量を定めて均一塗布できるように制御することを特徴とした高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法。
3. 高粘性流体を定速度で自動定量塗布する方法において、塗布速度の変動を検出し、この検出に基づき可変式絞りガンを用いて、その吐出量を塗布速度に対応させて制御し、高粘性流体の吐出量を均一塗布できるように制御することを特徴とした高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法。
4. 可変式絞りガンによる制御は、予め定めたエアー圧力になるように電磁弁を切り換えて吐出量を制御することを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法。
5. 可変式絞りガンによる制御は、塗布速度を検出した電気信号により、予め設定された異なるエアー圧力を選択することを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法。
6. 可変式絞りガンによる制御は、塗布に用いるロボットのティーチングポイント等のタイミングで電気信号を電空レギュレーターに送り、予め設定されたエアー圧力を選定することにより吐出量を制御することを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法。
7. 可変式絞りガンによる制御は、塗布速度の検出により計測した電圧により、定められたエアー圧力をアナログ的に可変し、吐出量をアナログ的に可変することを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法。
8. 可変式絞りガンによる制御は、塗布に用いるロボットの速度モニター電圧を電空レギュレーターに入力し、その入力電圧に応じた吐出量をロボット塗布速度に同期させることを特徴とした請求項２又は３記載の高粘性流体の定量塗布における吐出量制御方法。
9. 高粘性流体の定量給送装置の給送ホースに、給送量可変の電空レギュレーターを連結し、該電空レギュレーターは塗布速度の変化に対応して給送量を自動的に変更できる自動制御装置を付設したことを特徴とする高粘性流体の定量塗布装置。
10. 自動制御装置は、異なるエアー圧力に設定されたエアーの給送パイプに介装された切替式電磁弁を、塗布速度の検出値に基づき切り替えるようにしたことを特徴とする請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置。
11. 自動制御装置は、塗布速度変更の検出値により、予め定めたエアー圧力を選定して電空レギュレーターに付与することを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置。
12. 自動制御装置は、塗布速度変更の検出値により、高粘性流体の通路に設けたバルブの開度を変更することを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置。
13. 自動制御装置は、塗布ノズルを動かすロボットのティーチングポイントのタイミングで、電空レギュレーターのエアー圧力を変化させ、吐出量を変更することを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置。
14. 自動制御装置は、電空レギュレーターに塗布速度に対応する電圧を印可し、この入力電圧により吐出量を変更することを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置。
15. 自動制御装置は、ロボットによる塗布速度と同期させ、ロボット速度と見合う電圧により吐出量の多寡を定めることを特徴とした請求項９記載の高粘性流体の定量塗布装置。

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