JP2014205206A - 車両用ガラスのシーラ塗布方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】必要な精度を確保しつつシーラ塗布面の形状測定時間を短縮し、塗布工程を効率化させることが可能な車両用ガラスのシーラ塗布方法を提供する。【解決手段】ガラスGを対称に支持し、中心軸上または前記ガラスの幅方向中央部にある第一測定点Aと角部にある第二測定点Bにおけるシーラ塗布面の高さを測定し、前記第一測定点および前記第二測定点におけるシーラ塗布面の高さの基準値に対するそれぞれの誤差から中間点Cにおける誤差を算定し、第一測定点A、第二測定点B、および中間点Cの隣接領域Ax,Bx,Cxの基準値に反映させたノズル位置にてシーラを塗布する。【選択図】図5
Description
本発明は、車両用ガラスのシーラ塗布方法に関し、さらに詳しくは、車両の固定窓ガラスへのシーラ塗布位置を取得する方法に関するものである。
自動車のフロントガラスやリアガラスなどのガラスは、その周辺部に塗布されたウレタン系シーラ(接着剤)によって車体に接着固定される。シーラの塗布に際しては、塗布面を上にして位置決めされたガラスの周辺部に対する塗布ノズルの高さが一定に保たれる必要がある。
例えば、図6において、シーラ塗布ノズル51に対してガラスGが実線で示されるような適正な高さにあれば、図7(a)に示すように、底辺がガラス表面に密着したきれいな断面三角形状のビードを形成することができ、後工程で車体パネルPへの接着時に三角形状の頂部がきれいに潰れて、車体パネルPにシーラSを密着させることができる。
しかし、大型で湾曲したガラスは、不可避的な形状誤差を有しているうえ、完全剛体でないガラスを取付け状態と異なる向きで平置きすると、支持点から離れた部分ほど自重で撓み、その位置(高さ)が変化する傾向がある。しかもその変形量が気温やガラス組成によっても変化する。
そのため、図6に符号G1で示されるように、ガラスの位置が高すぎると、シーラS1の潰れ代が小さくなり、車体パネルPに充分に付着しない虞がある。逆に、図6に符号G2で示されるように、ガラスの位置が低すぎると、シーラS2が伸びてしまい、初期状態においてガラスへの付着が不充分になり、さらには、車体パネルPへの接着時にビード(S2)が倒れてしまい、固定時におけるシーラ形状が一定にならない問題があった。
そこで、シーラを塗布する直前に、塗布面を上にして位置決めされたガラスの周辺部の位置を塗布経路に沿って測定し、その測定結果を基準にして塗布ノズルの高さを補正し、塗布面に対する塗布ノズルの高さが一定になるようにして、シーラ塗布形状を安定させることが提案されている(特許文献1,2参照)。
しかし、曲面形状をなす大型のガラスでは、必要な測定精度を得るために多数の地点で高さ測定しなければならないうえ、各測定地点で測長センサを停止させる必要があり、塗布工程全体の所要時間が長くなる問題があった。さらに、一連の製造ライン上の他の工程、例えば塗布面のワイプ工程やプライマ塗布工程とのタクトタイムの差が大きく、作業時間を短縮する上でのボトルネックとなる問題もあった。
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、必要な精度を確保しつつシーラ塗布面の形状測定時間を短縮し、塗布工程を効率化させることが可能な車両用ガラスのシーラ塗布方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用ガラスのシーラ塗布方法は、
前記ガラスをそのシーラ塗布面を上に向け中心軸について対称に支持する工程と、
前記ガラスの周辺部にある前記シーラ塗布面の高さを測定する工程と、
前記測定された前記高さの基準値に対する誤差を求める工程と、
前記誤差を前記基準値に反映したノズル位置を求める工程と、
前記ノズル位置にてシーラを塗布する工程と、
を含む方法において、
前記シーラ塗布面の高さを測定する工程が、前記中心軸上または前記ガラスの幅方向中央部にある第一測定点(A)と、前記中心軸から離れた前記ガラスの角部にある第二測定点(B)におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程を含み、
前記誤差を求める工程が、前記第一測定点および前記第二測定点におけるシーラ塗布面の高さの基準値に対するそれぞれの誤差から、前記第一測定点と前記第二測定点の中間にある中間点(C)における誤差を算定する工程を含み、
前記ノズル位置を求める工程が、前記第一測定点の誤差を前記第一測定点(A)およびその隣接領域(Ax)の基準値に反映し、前記第二測定点の誤差を前記第二測定点(B)およびその隣接領域(Bx)の基準値に反映し、前記中間点の誤差を前記中間点(C)およびその隣接領域(Cx)の基準値に反映する工程を含むことを特徴とする。
前記ガラスをそのシーラ塗布面を上に向け中心軸について対称に支持する工程と、
前記ガラスの周辺部にある前記シーラ塗布面の高さを測定する工程と、
前記測定された前記高さの基準値に対する誤差を求める工程と、
前記誤差を前記基準値に反映したノズル位置を求める工程と、
前記ノズル位置にてシーラを塗布する工程と、
を含む方法において、
前記シーラ塗布面の高さを測定する工程が、前記中心軸上または前記ガラスの幅方向中央部にある第一測定点(A)と、前記中心軸から離れた前記ガラスの角部にある第二測定点(B)におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程を含み、
前記誤差を求める工程が、前記第一測定点および前記第二測定点におけるシーラ塗布面の高さの基準値に対するそれぞれの誤差から、前記第一測定点と前記第二測定点の中間にある中間点(C)における誤差を算定する工程を含み、
前記ノズル位置を求める工程が、前記第一測定点の誤差を前記第一測定点(A)およびその隣接領域(Ax)の基準値に反映し、前記第二測定点の誤差を前記第二測定点(B)およびその隣接領域(Bx)の基準値に反映し、前記中間点の誤差を前記中間点(C)およびその隣接領域(Cx)の基準値に反映する工程を含むことを特徴とする。
本発明に係るシーラ塗布方法は、上述のような工程を採用したことにより、窓ガラスの角部4箇所の第二測定点と中央2箇所の第一測定点の計6箇所の測定から誤差の補正値を算定でき、その補正値を基準値に反映させることで、実用的なシーラ塗布品質を維持しながら、大幅な測定時間の短縮が可能となり、塗布工程を効率化する上で有利である。
本発明方法において、前記中間点における誤差を算定する工程は、前記第一測定点と前記第二測定点の誤差の平均として算定されることが好ましい。中間点は支持点またはその近傍にあり、代表的な2つのガラス変形パターンの何れにおいても誤差は少ない値となり、第一測定点と第二測定点の誤差の中間的な値となるので、平均値として計算することで処理時間を短縮することができる。
本発明方法において、前記中間点が、前記中心軸の各側の支持点を通りかつ前記中心軸に平行な支持基準線上の点であることが好適である。上述した通り、支持基準線上の点は何れのガラス変形パターンにおいても誤差が最小になるので、この中間点を中心とした領域に、測定値から算定した補正値(平均値)を適用することで、測定個所を削減したことによる精度低下を回避できる。
また、本発明方法において、前記第二測定点の誤差を反映する隣接領域が、前記中間点の誤差を反映する隣接領域よりも狭く選定されていることが好適である。本来的に誤差の少ない中間点の補正値をより広い領域に適用することで、測定時間を短縮しつつも安定した測定値を得ることができる。
さらに、本発明の他の好適な態様では、前記シーラ塗布面の高さを測定する工程が、
前記中心軸の各側の支持点の横方向中心軸上または前記ガラスの角部の中間にある第三測定点におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程をさらに含み、
前記ノズル位置を求める工程が、前記第三測定点の誤差を前記第三測定点およびその隣接領域の基準値に反映する工程をさらに含む。
この態様によれば、両側縁部の中間点に位置した第三測定点の測定値が加わることによって、その分の測定時間を要することになるが、ガラス両側縁部の縦方向の撓み等にも対応できるので、縦方向の長さが大きいガラスに好適である。
前記中心軸の各側の支持点の横方向中心軸上または前記ガラスの角部の中間にある第三測定点におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程をさらに含み、
前記ノズル位置を求める工程が、前記第三測定点の誤差を前記第三測定点およびその隣接領域の基準値に反映する工程をさらに含む。
この態様によれば、両側縁部の中間点に位置した第三測定点の測定値が加わることによって、その分の測定時間を要することになるが、ガラス両側縁部の縦方向の撓み等にも対応できるので、縦方向の長さが大きいガラスに好適である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1〜3は、本発明方法を実施するためのシーラ塗布装置1を示しており、各図において、シーラ塗布装置1は、ガラスGにシーラSを塗布する製造ライン2のシーラ塗布位置で、ガラスGを下方から持ち上げて支持する昇降支持装置3、ガラスGを昇降支持装置3に位置決めするための位置決め装置4、ガラスGの位置を測定しその測定値に基づいてシーラSを塗布するシーラ塗布ロボット5を備える。
図1〜3は、本発明方法を実施するためのシーラ塗布装置1を示しており、各図において、シーラ塗布装置1は、ガラスGにシーラSを塗布する製造ライン2のシーラ塗布位置で、ガラスGを下方から持ち上げて支持する昇降支持装置3、ガラスGを昇降支持装置3に位置決めするための位置決め装置4、ガラスGの位置を測定しその測定値に基づいてシーラSを塗布するシーラ塗布ロボット5を備える。
製造ライン2は、ガラスGに貼付されたテープを剥がす剥離工程、ガラスGの周辺部を払拭して清浄化するワイプ工程、シーラ塗布面にプライマを塗布するプライマ工程、シーラ塗布面にシーラSを塗布するシーラ塗布工程からなり、これらの各工程に沿ってガラスGを搬送する搬送手段として2列1対のベルトコンベア21,21が設けられ、それぞれの工程に作業を自動的に行うロボットが設置されている。
昇降支持装置3は、ベルトコンベア21,21の間に、搬送方向Fおよび幅方向Wに対称に配置された4つの支持部材31、それぞれの支持部材31の幅方向W外側に隣接して配置された固定手段32、各支持部材31および固定手段32に共通の昇降枠33、この昇降枠33を昇降させるアクチュエータ34などから構成されている。
図3に示すように、4つの支持部材31は、昇降枠33から等高に立設され、それぞれの先端部はガラスGを保護するためにエラストマー等からなるキャップ31aが被着されている。固定手段32は、支持部材31で支持されたガラスGをその位置に固定するための吸着パッドなどから構成され、不図示の吸引装置に連結され所定のタイミングで吸引力をオン/オフすることにより、ガラスGを吸引保持/保持解除可能である。
位置決め装置4は、ガラス窓の上下方向を搬送方向Fに一致させて搬送されるガラスGを、搬送方向Fに平行な幅方向Wの中心軸Aに対して対称に位置決めする左右一対の幅方向位置決め部材41,41と、中心軸Aと直交し幅方向に延びる前後方向(窓上下方向)の中心軸Dに対して対称に位置決めする前後一対の搬送方向位置決め部材42,42とを備えている。
幅方向および搬送方向の各位置決め部材41,42は、ガラスGとの当接時に衝撃を与えないように表面がエラストマー等で被覆された円形断面を有する棒状をなし、ベルトコンベア21,21の搬送面より下方に配設されたスライドブロック41s,42sから上向きに立設されている。それぞれのスライドブロック41s,42sは、図2に符号43で搬送方向のみ示されるガイドバーなどの案内手段で進退可能に案内されており、各位置決め部材41,42は、直立姿勢を維持した状態で移動可能である。
そして、幅方向および搬送方向の各位置決め部材41,42は、対をなす位置決め部材同士が共通のセンターピニオン41c,42cに噛合するラック41a,42aを介して連動するように機構的に連結されており、各一方の位置決め部材41,42に連結されたリニアアクチュエータ41b,42bにより、それぞれの中心軸A,Dに対して対称な位置関係を維持しながら、接近または離反するように動作可能である。
また、前後一対の搬送方向位置決め部材42,42は、前後各側が、搬送方向Fに対して同位置かつ幅方向に対称に並設された一対2個の位置決め部材42,42で構成されており、ガラスGを前後方向に位置決めすると同時にガラスGの水平面内での姿勢の歪みを矯正し搬送方向Fに一致されるようにしてある。なお、前後一対の搬送方向位置決め部材42,42のうち、搬送方向後方(上流側)に位置した位置決め部材42は、退避機構42rによって、ベルトコンベア21の搬送面より下方に退避可能である。
シーラ塗布ロボット5は、図4に示すように、多自由度の多関節ロボットアームの先端部にシーラ塗布ノズル51と測長センサ52を備えたティーチングプレイバック方式の作業ロボットである。測長センサ52としては、例えば、測定部位にレーザを照射し反射光をCCD等の受光部で検出する非接触型の測長センサを用いることができる。
次に、上記実施形態に基づくシーラ塗布工程について説明する。
上述の構成を備えたシーラ塗布装置1は、前工程を経たガラスGがベルトコンベア21によって昇降支持装置31の上方に搬送され、次いで、位置決め装置4の搬送方向および幅方向の位置決め部材41,42がそれぞれの側からガラスGの4辺に当接し、ガラスGを昇降支持装置31の4つの支持部材31に位置決めする。その状態で4つの支持部材31が上昇しガラスGを下方から支持するとともに、固定手段32はガラスGを支持部材31に対して固定する。その後、各位置決め部材41,42はガラスGから離反する。
上記のようにガラスGの位置決め支持工程が完了すると、シーラ塗布ロボット5が作動し、シーラ塗布に先立ち、ガラスGのシーラ塗布面の高さを以下のように測定する。
先ず、図4(a)および図5(a)に示すように、シーラ塗布ロボット5は、測長センサ52をガラスGの周辺部に沿って移動させながら、中心軸A上(ガラスGの幅方向中央部)の2つの第一測定点(A)と4つの角部にある第二測定点(B)の計6箇所の測定点においてシーラ塗布面の高さを順に測定する。
図5(c)は、6箇所の測定点A,Bにおける測定値と基準値との誤差を示しており、中央の測定点Aの誤差がプラス、両側の測定点Bの誤差がマイナスになっている。すなわち、図5(b)を参照すると、支持点31,31の中間ではシーラ塗布面が基準位置より高位置にあり、支持点31,31の外側では基準位置より低位置にある。
これは、支持点31,31から両端が張出した状態で支持され、自重のみが作用している両端支持梁の撓みを想定すれば理解が容易である。すなわち、
(i)支持点31,31間の間隔に比べて両端の張出が大きい場合は、図5(c)に示されるように、中間部分に作用する自重に比べて両端の張出部分に作用する自重の影響で、支持点31,31の外側では自重により垂下し、支持点31,31の中間では基準位置より上方に変位する。反対に、
(ii)両端の張出に比べて支持点31,31間の間隔が大きい場合は、図5(c)に示されるのとは逆に、支持点31,31の中間では自重により垂下し、支持点31,31の外側では基準位置より上方に変位する。
支持点31,31間の間隔と両端の張出の如何によって、このような2つの変位パターンになることが、実際の測定値からも確認されている。
(i)支持点31,31間の間隔に比べて両端の張出が大きい場合は、図5(c)に示されるように、中間部分に作用する自重に比べて両端の張出部分に作用する自重の影響で、支持点31,31の外側では自重により垂下し、支持点31,31の中間では基準位置より上方に変位する。反対に、
(ii)両端の張出に比べて支持点31,31間の間隔が大きい場合は、図5(c)に示されるのとは逆に、支持点31,31の中間では自重により垂下し、支持点31,31の外側では基準位置より上方に変位する。
支持点31,31間の間隔と両端の張出の如何によって、このような2つの変位パターンになることが、実際の測定値からも確認されている。
さらに、当然ではあるが、支持点31を通り中心軸Aと平行な直線上にある中間点Cでは、基準値との誤差すなわち変位(撓み)は最小になる。このことも実際の測定値から確認されている。
一方、支持点31,31間の間隔が極端に大きい場合を除いて、中心軸A回りの回転が拘束されている中心軸上の第一測定点(A)の上方への変位は、自由端となっている両側端部の第二測定点(B)の下方への変位よりも小さいと予想されるが、実際にはそれぞれの変位の絶対値が微小であることから、第一測定点(A)の上方への変位と、第二測定点(B)の下方への変位は、後者がやや大きいものの概ね似たような数値となる。このことも実際の測定値から確認されている。
そこで、第一測定点(A)と第二測定点(B)の中間点(C)では、測定を行わずに第一測定点(A)と第二測定点(B)の測定値の平均値(算術平均)を算出しその計算値を誤差の補正値(C)とする。殆どの場合、計算値(C)はゼロに近い値となる。支持点31が中心軸Aと角部Bとの中央から大きくずれている場合はその限りではないが、車種等の変更によるガラスGの幅の変化は、支持点間の距離に比べれば小さいので、実用上は大きくずれることはない。
次に、上記6箇所の測定値(A,B)とそれらの測定値から算定される2つの計算値(C)の計8箇所の補正値を、それぞれの隣接領域Ax,Bx,Cxにおける教示点の補正値として適用する。図5(c)では上半分のみ図示されているが、下半分も同様であり、図示例では、6箇所の測定値(A,B)から36箇所の教示点の補正値を得ることになる。
次いで、以上のように得られた補正値をシーラ塗布ロボット5の対応する教示点に反映させ、図4(b)に示すように、シーラ塗布ノズル51をガラスGの周辺部に沿って移動させながら、修正されたノズル高さでシーラSの塗布を実施する。
以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。
例えば、上記の実施形態では、第一測定点(A)と第二測定点(B)の測定値の平均値を中間点(C)の補正値とする場合を示したが、上述した通り、支持点31を通り中心軸Aと平行な直線上にある中間点Cでは、基準値との誤差は殆どゼロに近いので、この中間点の補正値をゼロとして基準値をそのまま用い、中間点Cと第一測定点Aとの中間点(第一中間点)および第二測定点Bとの中間点(第二中間点)に、それぞれの測定値の1/2の値を適用し、その値と他の測定値との平均値を適用することもできる。
また、図5(b)では、第一測定点(A)、第二測定点(B)、および中間点(C)からほぼ均等に隣接領域Ax,Bx,Cxを設定する場合を示したが、一般的に曲率の大きい第二測定点(B)の隣接領域Bxを中間点(C)の隣接領域Cxより狭くしても良い。
さらに、縦方向の長さが比較的大きいガラスGなどにおいては、図1に示す4つの支持点31の横方向の中心軸(D)上にある点(第三測定点)におけるシーラ塗布面の高さを測定し、左右の第三測定点と第二測定点(B)の中間点にそれらの誤差の平均値を適用することもできる。
上記の実施形態では、ガラスGが対称な4点で支持される場合について述べたが、中心軸A上の2点、あるいは、前記4点の内側に対称な2点が追加された6点で支持される場合や、各側が3点で支持される場合、あるいは、各側における支持点がライン状の支持体からなる場合等にも本発明を適用可能である。
1 シーラ塗布装置
2 製造ライン
3 昇降支持装置
4 位置決め装置
5 シーラ塗布ロボット
31 支持部材
32 固定手段
41 幅方向位置決め部材
42 搬送方向位置決め部材
51 シーラ塗布ノズル
52 測長センサ
A 中心軸、第一測定点
Ax,Bx,Cx 隣接領域
B 第二測定点
C 中間点
G ガラス
S シーラ
2 製造ライン
3 昇降支持装置
4 位置決め装置
5 シーラ塗布ロボット
31 支持部材
32 固定手段
41 幅方向位置決め部材
42 搬送方向位置決め部材
51 シーラ塗布ノズル
52 測長センサ
A 中心軸、第一測定点
Ax,Bx,Cx 隣接領域
B 第二測定点
C 中間点
G ガラス
S シーラ
Claims (5)
- 車両用ガラスのシーラ塗布方法であって、
前記ガラスをそのシーラ塗布面を上に向け中心軸について対称に支持する工程と、
前記ガラスの周辺部にある前記シーラ塗布面の高さを測定する工程と、
前記測定された前記高さの基準値に対する誤差を求める工程と、
前記誤差を前記基準値に反映したノズル位置を求める工程と、
前記ノズル位置にてシーラを塗布する工程と、
を含む方法において、
前記シーラ塗布面の高さを測定する工程が、前記中心軸上または前記ガラスの幅方向中央部にある第一測定点と、前記中心軸から離れた前記ガラスの角部にある第二測定点におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程を含み、
前記誤差を求める工程が、前記第一測定点および前記第二測定点におけるシーラ塗布面の高さの基準値に対するそれぞれの誤差から、前記第一測定点と前記第二測定点の中間にある中間点における誤差を算定する工程を含み、
前記ノズル位置を求める工程が、前記第一測定点の誤差を前記第一測定点およびその隣接領域の基準値に反映し、前記第二測定点の誤差を前記第二測定点およびその隣接領域の基準値に反映し、前記中間点の誤差を前記中間点およびその隣接領域の基準値に反映する工程を含むことを特徴とする車両用ガラスのシーラ塗布方法。 - 前記中間点における誤差を算定する工程が、前記第一測定点と前記第二測定点の誤差の平均として算定されることを特徴とする請求項1に記載の車両用ガラスのシーラ塗布方法。
- 前記中間点が、前記中心軸の各側の支持点を通りかつ前記中心軸に平行な支持基準線上の点であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用ガラスのシーラ塗布方法。
- 前記第二測定点の誤差を反映する隣接領域が、前記中間点の誤差を反映する隣接領域よりも狭いことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の車両用ガラスのシーラ塗布方法。
- 前記シーラ塗布面の高さを測定する工程が、
前記中心軸の各側の支持点の横方向中心軸上または前記ガラスの角部の中間にある第三測定点におけるシーラ塗布面の高さを測定する工程をさらに含み、
前記ノズル位置を求める工程が、前記第三測定点の誤差を前記第三測定点およびその隣接領域の基準値に反映する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の車両用ガラスのシーラ塗布方法。
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