JP2021194596A - Coating applicator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粘着体をワーク表面に塗布する塗布装置に関し、特に、ワーク表面に傾斜して配置されるノズル先端部とそのノズル先端部近傍の粘着体を検知する検知機構との位置関係を維持し、粘着体の塗布工程と計測工程とを同時に行う塗布装置に関する。 The present invention relates to a coating device for applying an adhesive body to the work surface, and in particular, maintains a positional relationship between a nozzle tip portion inclined on the work surface and a detection mechanism for detecting the adhesive body in the vicinity of the nozzle tip portion. The present invention relates to a coating device that simultaneously performs a coating process for an adhesive body and a measuring process.
従来の塗布装置100として、図5に示す装置が知られている。図5(A)は、従来の塗布装置100を説明する概略図である。図5(B)は、従来の塗布装置100を説明する側面図である。
As the
図5(A)に示す如く、塗布装置100は、自動車のフロントガラス101等にシーラーを塗布する装置であり、主に、ロボット102と、ロボット102の先端に装着される自動式の塗布ガン103と、シーラー供給制御盤104と、シーラー供給ポンプ105等を有する。また、塗布装置100は、オフラインティーチング装置106やガラス位置検出機構107等を有し、塗布ガン103は、フロントガラス101の塗布面上の塗布ライン(図示せず)に沿って移動するように予めティーチングされる。
As shown in FIG. 5A, the
図5(B)に示す如く、塗布ガン103のノズル103Aの先端位置から一定の高さ位置には、進行方向に伸びるブラケット108が固着され、ブラケット108の先端側にはレーザ距離計である高さセンサ109が固着される。そして、高さセンサ109は、塗布ガン103の移動に先行してフロントガラス101の塗布面上の高さYを測定する。そして、塗布ガン103では、測定された上記高さYのデータに基づき、オフラインティーチング装置106等を介して、ノズル103Aの先端高さHが、基準の高さHrを保持する様に制御される(例えば、特許文献1参照。)。
As shown in FIG. 5B, a
上述したように、塗布装置100では、高さセンサ109にて塗布ガン103の移動に先行して塗布ラインでの上記高さYを測定することで、塗布面からのノズル103Aの先端高さHが、基準高さHrを維持する様に制御する。つまり、塗布装置100では、オフラインティーチング装置106等におけるティーチング作業に係る時間や労力が多くなる課題があると共に、オフラインティーチング装置106を構成する装置コストも増大するという課題もある。
As described above, in the
また、塗布装置100では、高さセンサ109は、ブラケット108に固定され、塗布面に対して垂直方向の距離である高さYを測定する一方、塗布ガン103は、上記測定作業と同時に、塗布面に対して垂直方向からシーラーを塗布する。そして、塗布ガン103のノズル103Aと高さセンサ109とは、水平方向に離間して配設されるため、フロントガラス101の形状に応じた塗布ラインでは、高さセンサ109にて曲面を測定する一方、塗布ガン103にて平坦面にシーラーを塗布する場合がある。この場合には、高さセンサ109は、塗布面に対して垂直方向から測定することが出来ず、その曲面の形状により、塗布面が高さセンサ109に近づき、あるいは、遠ざかるため、高さセンサ109にて上記高さYを正確に測定することが出来ないという課題がある。
Further, in the
一方、上記状況とは逆に、高さセンサ109にて塗布ラインの平坦面を測定しながら、塗布ガン103にて塗布ラインの曲面にシーラーを塗布する場合もある。この場合には、塗布ガン103では、塗布面である曲面に対して垂直方向に上記基準の高さHrを保持するため、ノズル103Aの先端位置が、塗布面に対して垂直方向へと上昇する。その結果、平坦面を計測中の高さセンサ109も、ブラケット108を介して上記移動分だけ上昇するため、上記高さYを正確に測定することが出来ないという課題がある。
On the other hand, contrary to the above situation, the sealer may be applied to the curved surface of the coating line with the
また、塗布装置100では、フロントガラス101の塗布面上に塗布されたシーラーのビード形状の良否判定方法について開示されていないが、上記塗布工程の後工程としてビード形状の良否判定を行う場合には、上記塗布工程と上記良否判定工程とが別工程となるため、リードタイムも長くなり、製造コストを低減し難いという課題がある。
Further, the
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、ワーク表面に傾斜して配置されるノズル先端部とそのノズル先端部近傍の粘着体を検知する検知機構との位置関係を維持し、粘着体の塗布工程と計測工程とを同時に行う塗布装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and maintains the positional relationship between the nozzle tip portion inclined on the work surface and the detection mechanism for detecting the adhesive body in the vicinity of the nozzle tip portion. It is an object of the present invention to provide a coating apparatus for simultaneously performing a coating process of an adhesive body and a measuring process.
本発明の請求項1に記載の塗布装置では、ワークの表面に粘着体を塗布する塗布ノズル部と、前記塗布ノズル部を支持する本体部と、その一端側が前記本体部に固定され、その他端側が前記塗布ノズル部の動きを規制する規制部と、前記本体部に固定され、前記ワークの前記表面に塗布された前記粘着体を検知する検知機構と、を備え、前記塗布ノズル部のノズル先端部は、前記ワークの前記表面に対して傾斜して配設され、前記検知機構のレーザ発光部は、前記ワークの前記表面に対して略水平方向において前記ノズル先端部の近傍に配設された状態を維持しながら、前記ワークの前記表面に対して略垂直方向の上方から前記粘着体を照射することを特徴とする。
In the coating device according to
また、本発明の請求項2に記載の塗布装置では、前記レーザ発光部は、前記塗布ノズル部の進行方向において、前記ノズル先端部よりも後方に配設され、前記塗布ノズル部は、前記ワークの前記表面に前記粘着体を塗布する一方、前記検知機構は、前記塗布ノズル部から塗布された直後の前記粘着体を検知することを特徴とする。 Further, in the coating apparatus according to claim 2 of the present invention, the laser light emitting portion is arranged behind the nozzle tip portion in the traveling direction of the coating nozzle portion, and the coating nozzle portion is the work. While the adhesive body is applied to the surface of the above, the detection mechanism is characterized in that the adhesive body immediately after being applied from the application nozzle portion is detected.
また、本発明の請求項3に記載の塗布装置では、前記塗布ノズル部には、前記進行方向へと延在する規制ガイド部が形成され、前記規制ガイド部は、前記規制部と接触することで、前記略水平方向における前記塗布ノズル部の回転動作が規制されることを特徴とする。 Further, in the coating apparatus according to claim 3 of the present invention, the coating nozzle portion is formed with a regulation guide portion extending in the traveling direction, and the regulation guide portion is in contact with the regulation portion. Therefore, the rotational operation of the coating nozzle portion in the substantially horizontal direction is restricted.
また、本発明の請求項4に記載の塗布装置では、前記本体部と前記塗布ノズル部とは、ボール形状の可動式ジョイント部を介して連結することを特徴とする。 Further, the coating device according to claim 4 of the present invention is characterized in that the main body portion and the coating nozzle portion are connected via a ball-shaped movable joint portion.
また、本発明の請求項5に記載の塗布装置では、前記塗布ノズル部は、ガイドローラを介して前記ワークの前記表面を移動し、前記ノズル先端部は、前記ワークの前記表面から離間した状態にて前記粘着体を塗布することを特徴とする。 Further, in the coating apparatus according to claim 5, the coating nozzle portion moves on the surface of the work via a guide roller, and the nozzle tip portion is separated from the surface of the work. It is characterized in that the adhesive body is applied in the above.
本発明の請求項1に記載の塗布装置では、ワークの表面に対して水平方向において、検知機構のレーザ発光部が、ノズル先端部の近傍に配設された状態を維持することで、粘着体のビード形状を真上から正確に計測することができる。この構造により、ティーチング作業の簡易化が図れ、塗布ラインに対して精度良く粘着体を塗布することができ、製造コストや装置コストを低減することができる。
In the coating apparatus according to
また、本発明の請求項2に記載の塗布装置では、ビード形状を正確に測定し、その正確なデータを用いて粘着体の塗布量や塗布位置等の良否判定を行うことで、製品品質を向上させることができる。また、粘着体の塗布工程と計測工程とを同時に行うことで、リードタイムを短縮させ、製造コストを低減させることができる。 Further, in the coating apparatus according to claim 2 of the present invention, the bead shape is accurately measured, and the quality of the product is determined by using the accurate data to determine the quality of the adhesive such as the coating amount and the coating position. Can be improved. Further, by simultaneously performing the coating process and the measuring process of the adhesive body, the lead time can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明の請求項3に記載の塗布装置では、塗布ノズル部が、本体部に追従して走行することで、ワークの塗布ラインに沿って正確に粘着体を塗布することができる。 Further, in the coating apparatus according to claim 3 of the present invention, the coating nozzle portion runs following the main body portion, so that the adhesive body can be accurately applied along the coating line of the work.
また、本発明の請求項4に記載の塗布装置では、塗布ノズル部が、塗布装置の高さ方向において回転可能となることで、ワークの段差等による揺れ等を吸収し、ワークの塗布ラインに沿って正確に粘着体を塗布することができる。 Further, in the coating apparatus according to claim 4 of the present invention, the coating nozzle portion can rotate in the height direction of the coating apparatus, so that the coating device absorbs shaking due to a step or the like of the workpiece and becomes a coating line of the workpiece. The adhesive can be applied exactly along the line.
また、本発明の請求項5に記載の塗布装置では、塗布ノズル部のノズル先端部がガイドローラを介してワークの表面から離間することで、粘着体のビード形状を安定して形成することができる。 Further, in the coating apparatus according to claim 5 of the present invention, the bead shape of the adhesive body can be stably formed by separating the nozzle tip portion of the coating nozzle portion from the surface of the work via the guide roller. can.
最初に、本発明の一実施形態に係る塗布装置10について図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。また、上下方向は塗布装置10の高さ方向を示し、左右方向は塗布装置10を後方から見た場合の横幅方向を示し、前後方向は塗布装置10の奥行方向を示す。
First, the
図1は、本実施形態の塗布装置10を説明する斜視図である。図2は、本実施形態の塗布装置10を説明する正面図である。図3は、本実施形態の塗布装置10を説明する断面図であり、図1に示すA−A線方向の断面である。図4は、本実施形態の塗布装置10によるワーク41への粘着体42の塗布工程及び計測工程を説明する概略図である。尚、図3では、説明の都合上、塗布装置10の一部の断面構造は省略して図示すると共に、図1には図示していないワーク41及び粘着体42を図示する。
FIG. 1 is a perspective view illustrating the
図1及び図2に示す如く、塗布装置10は、主に、ワーク41(図3参照)の表面41A(図3参照)に粘着体42(図3参照)を塗布する塗布ノズル部11と、塗布ノズル部11を支持する本体部12と、本体部12の紙面後方側の側面に固定される検知機構13と、本体部12の紙面前方側の側面に固定される規制部14と、を備える。そして、塗布装置10は、例えば、自動車の組み立てライン等において、ロボット(図示せず)のアーム部15の先端に配設されて使用される。尚、粘着体42としては、ウェルドボンドやシーラー等の高粘性の接着剤が用いられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
塗布ノズル部11は、主に、粘着体42をそのノズル先端部16Aから吐出するノズル部16と、ノズル部16を支持するノズル基部17と、ノズル基部17に配設されるガイドローラ18,31(図2参照)と、ノズル基部17の一部であり、塗布装置10の進行方向である紙面前方側へと延在する規制ガイド部19と、を有する。そして、ノズル部16及びノズル先端部16Aは、ワーク41の表面41Aに対して傾斜して配設される。
The
また、一対のガイドローラ18は、ノズル基部17の紙面後方側に配設され、ノズル先端部16Aは、その一対のガイドローラ18間であり、ノズル基部17の略中央領域に配設される。一方、ノズル基部17の紙面前方側には、1個のガイドローラ31(図2参照)が、ノズル基部17の略中央領域に配設される。ノズル基部17は、3個のガイドローラ18,31を介してワーク41の表面41Aを移動可能となる。そして、ノズル先端部16Aは、ガイドローラ18,31を介してワーク41の表面41Aから離間して配設される。
Further, the pair of
本体部12は、主に、基部20と、塗布装置10の高さ方向(紙面上下方向)の移動を調整するシャフト部32(図2参照)及びバネ部21,22と、塗布ノズル部11と可動状態に連結するための可動式ジョイント部43(図3参照)と、を有する。詳細は後述するが、本体部12が、塗布装置10の高さ方向に移動可能となり、塗布ノズル部11に所望の押圧力を加えた状態にて、粘着体42の塗布工程を行うことで、粘着体42が塗布ラインに対して蛇行して塗布されることが防止される。
The
検知機構13としては、例えば、非接触式のレーザ変位計が用いられる。そして、検知機構13の筐体部13Aは、本体部12の基部20の紙面後方側の側面に固定される。詳細は後述するが、検知機構13のレーザ発光部46(図3参照)は、ノズル先端部16A近傍の略直上部に配設され、粘着体42に対して交差方向、例えば、直交方向にラインレーザを照射し、断面毎に粘着体42のビード形状を測定し、粘着体42のビード形状の良否判定を行う。
As the
規制部14は、主に、基部23と、基部23に支持され、塗布ノズル部11の回転動作を規制する回転規制部24と、基部23の下方に回転規制部24を支持するポール部25と、を有する。
The regulating
基部23は、本体部12の基部20の紙面前方側の側面に固定される。そして、回転規制部24は、紙面前後方向に延在する天板24Aと、天板24Aの両側から紙面上下方向へと延在する一対の規制板24Bと、を有する。
The
天板24Aは、その紙面前方側にてポール部25に対して移動可能な状態に配設される一方、その紙面後方側にてシャフト部32に対して締結して固定される。また、天板24Aは、バネ部21,22により挟み込まれて支持される。尚、バネ部21は、天板24Aを紙面下方へと付勢した状態にて配設され、バネ部22は、天板24Aを紙面上方へと付勢した状態にて配設される。
The
また、図2に示すように、一対の規制板24Bの間には、塗布ノズル部11の規制ガイド部19が挿入される。そして、規制ガイド部19は、常時、一対の規制板24Bの間に位置すると共に、規制板24Bに対して若干のクリアランスを有して配設される。この構造により、規制ガイド部19が規制板24Bに接触することで、塗布ノズル部11の水平方向での回転動作が規制され、塗布ノズル部11は、蛇行することなく、本体部12に追従して塗布ラインに沿って移動する。
Further, as shown in FIG. 2, the
図3に示す如く、塗布装置10は、ロボット(図示せず)のアーム部15の先端に配設され、ロボット内の制御装置による塗布工程の設定条件に基づき、ワーク41の表面41Aの塗布ライン(図示せず)上を走行しながら、ワーク41の表面41Aに粘着体42を塗布する。
As shown in FIG. 3, the
本体部12と塗布ノズル部11とは、可動式ジョイント部43を介して連結する。図示したように、シャフト部32は、その上端部が基部20の底面に設けられた凹部44に対してスライド自在に挿入されると共に、その下端部が可動式ジョイント部43に対して固定される。そして、本体部12は、凹部44の空間部45を利用して、シャフト部32の外周面にガイドされながら、紙面上下方向へと移動可能となる。
The
また、可動式ジョイント部43は、シャフト部32が挿入される球状部43Aと、球状部43Aを回転可能な状態に支持する基部43Bと、を有し、基部43Bの下端部は、塗布ノズル部11のノズル基部17に対して固定される。そして、矢印48,49に示すように、塗布ノズル部11は、可動式ジョイント部43により本体部12に対して塗布装置10の高さ方向に回転可能な状態に連結される。
Further, the movable
この構造により、ロボット(図示せず)のアーム部15を介して、本体部12が、塗布装置10の高さ方向に移動可能となり、塗布ノズル部11に所望の押圧力を加えた状態にて、粘着体42の塗布工程を行うことができる。そして、塗布ノズル部11は、ワーク41側へと押された状態にて移動することで、ワーク41の曲面においても、塗布ノズル部11が塗布ラインから外れて走行し、粘着体42が、塗布ラインから外れて塗布されることが防止される。
With this structure, the
また、ワーク41の表面に製品品質上問題とならない程度のプレス時の微細な凹凸形状等が形成される場合もある。この場合においても、塗布ノズル部11に所望の押圧力を加えられると共に、塗布ノズル部11は、本体部12に対して塗布装置10の高さ方向に回転する。この構造により、塗布ノズル部11が、上記凹凸形状により走行時に揺れる場合でも、可動式ジョイント部43やバネ部21,22により上記揺れを吸収することができる。その結果、塗布ノズル部11が、塗布ラインに対して蛇行して走行することを防止し、粘着体42が、塗布ラインに対して蛇行して塗布されることが防止される。
Further, the surface of the
上述したように、塗布装置10は、ワーク41の塗布ラインに沿って蛇行等し難い機構を有することで、ティーチング作業の簡易化が図れ、ワーク41の表面41Aに正確に粘着体42を塗布することできる。その結果、ティーチング機構の簡素化により、ティーチングに伴う製造コストや装置コストを低減することができる。
As described above, the
次に、図3及び図4を用いて、塗布装置10による粘着体42の塗布工程及び計測工程について説明する。
Next, the coating process and the measuring process of the
図3に示す如く、塗布装置10の塗布ノズル部11のノズル先端部16Aは、粘着体42の供給機構(図示せず)と供給管路47を介して連結し、塗布工程時には、上記供給機構から塗布装置10へと粘着体42が圧送される。そして、粘着体42は、塗布装置10の走行中に、塗布ライン(図示せず)に沿ってノズル先端部16Aからワーク41の表面41Aへと塗布される。
As shown in FIG. 3, the
ノズル先端部16Aは、ワーク41の表面41Aに対して略垂直方向に位置するのではなく、塗布装置10の進行方向の後方側に向けて、ワーク41の表面41Aに対して角度α1傾斜して配設される。この構造により、粘着体42が、ノズル先端部16Aと干渉することもなく、一定形状の粘着体42が、塗布ラインに沿って形成される。そして、後工程にて、ワーク41は車両の所望の領域へと組み付けられるが、その際に、ワーク41の外縁部から粘着体42がはみ出す品質不良や、粘着体42の不足により所望の接着力が得られない品質不良等が発生することが防止される。
The
また、図示したように、検知機構13のレーザ発光部46は、ノズル先端部16A近傍であり、ノズル先端部16Aから吐出された粘着体42の略直上部に配設される。上述したように、ノズル先端部16Aは、ワーク41の表面41Aに対して傾斜して配設されることで、ノズル先端部16Aから吐出された粘着体42が、塗布ノズル部11にてその上方を覆われることがない。その結果、検知機構13では、ノズル先端部16Aから吐出された粘着体42のビード形状を直ぐに計測することが可能となる。
Further, as shown in the figure, the laser
図4では、ワーク41の平坦部及び曲面部において、塗布装置10が、粘着体42をワーク41の表面41Aに塗布すると共に、塗布した粘着体42のビード形状を計測する作業状況を示す。図3を用いて上述したように、検知機構13のレーザ発光部46は、ワーク41の表面41Aに対して略垂直方向に位置し、粘着体42に対して直交方向にラインレーザを照射する。そして、検知機構13では、ノズル先端部16Aから吐出された直後の粘着体42のビード形状を計測する。つまり、検知機構13のレーザ発光部46は、水平方向において、ノズル先端部16A近傍に配置される。
FIG. 4 shows a working situation in which the
この構造により、図4に示すように、塗布装置10がワーク41の平坦面を走行する場合だけでなく、塗布装置10がワーク41の曲面を走行する場合においても、粘着体42に対して略垂直方向からラインレーザを照射することが可能となり、粘着体42のビード形状の良否判定を正確に行うことができる。その結果、塗布装置10では、上記良否判定結果を用いて、粘着体42の塗布量が設定値を満たすか、否か、また、粘着体42が塗布ラインに沿って塗布されているか、否か等の品質検査も正確に行うことができる。
Due to this structure, as shown in FIG. 4, not only when the
更には、塗布装置10は、ワーク41の塗布ラインに沿って走行する際に、ワーク41の表面41Aに粘着体42を塗布しながら、同時に塗布した粘着体42のビード形状の計測を行う。この作業方法により、塗布装置10では、粘着体42の塗布工程と計測工程とが同時に実施され、リードタイムを短縮でき、製造コストを低減することができる。
Further, the
尚、本実施形態では、塗布装置10が、自動車の組み立てライン等において、ロボット(図示せず)のアーム部15の先端に配設されて使用される場合について説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、塗布装置10が自走式の場合でも良く、その場合でも同様な効果が得られる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。
In the present embodiment, the case where the
10 塗布装置
11 塗布ノズル部
12 本体部
13 検知機構
14 規制部
16 ノズル部
16A ノズル先端部
17 ノズル基部
18,31 ガイドローラ
19 規制ガイド部
20 基部
21,22 バネ部
23 基部
24 回転規制部
24A 天板
24B 規制板
25 ポール部
32 シャフト部
41 ワーク
42 粘着体
43 可動式ジョイント部
44 凹部
45 空間部
46 レーザ発光部
10
Claims (5)
前記塗布ノズル部を支持する本体部と、
その一端側が前記本体部に固定され、その他端側が前記塗布ノズル部の動きを規制する規制部と、
前記本体部に固定され、前記ワークの前記表面に塗布された前記粘着体を検知する検知機構と、を備え、
前記塗布ノズル部のノズル先端部は、前記ワークの前記表面に対して傾斜して配設され、
前記検知機構のレーザ発光部は、前記ワークの前記表面に対して略水平方向において前記ノズル先端部の近傍に配設された状態を維持しながら、前記ワークの前記表面に対して略垂直方向の上方から前記粘着体を照射することを特徴とする塗布装置。 The coating nozzle that applies the adhesive to the surface of the work,
The main body that supports the coating nozzle and
One end side thereof is fixed to the main body portion, and the other end side regulates the movement of the coating nozzle portion.
A detection mechanism for detecting the adhesive body fixed to the main body and applied to the surface of the work is provided.
The nozzle tip portion of the coating nozzle portion is arranged so as to be inclined with respect to the surface of the work.
The laser light emitting portion of the detection mechanism is substantially perpendicular to the surface of the work while maintaining a state of being disposed in the vicinity of the tip of the nozzle in a substantially horizontal direction with respect to the surface of the work. A coating device characterized by irradiating the adhesive body from above.
前記塗布ノズル部は、前記ワークの前記表面に前記粘着体を塗布する一方、前記検知機構は、前記塗布ノズル部から塗布された直後の前記粘着体を検知することを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。 The laser light emitting portion is arranged behind the nozzle tip portion in the traveling direction of the coating nozzle portion.
The first aspect of the present invention is characterized in that the coating nozzle portion applies the adhesive body to the surface of the work, while the detection mechanism detects the adhesive body immediately after being applied from the coating nozzle portion. The coating device described.
前記規制ガイド部は、前記規制部と接触することで、前記略水平方向における前記塗布ノズル部の回転動作が規制されることを特徴とする請求項2に記載の塗布装置。 A regulation guide portion extending in the traveling direction is formed in the coating nozzle portion.
The coating device according to claim 2, wherein the regulation guide portion is in contact with the regulation portion to regulate the rotational operation of the coating nozzle portion in the substantially horizontal direction.
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JP2020102956A JP7464453B2 (en) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | Coating Equipment |
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