JP2760930B2 - シールテープ自動貼付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、カーエアコン
用のダクト等のワークに、ウレタン発泡体等からなる伸
縮性のある柔軟なシールテープを二次元的あるいは三次
元的に貼付けるためのシールテープ自動貼付け装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールテープを二次元的あるいは
三次元的にワークに貼付けるためのシールテープ自動貼
付け装置としては、例えば特公平４−１１１０２号公報
に示されるものが提案されている。このシールテープ自
動貼付け装置は、姿勢変更自在なロボットのヘッドに取
り付けた貼付け装置本体に、シールテープを案内保持す
る保持レール、シールテープを貼付け部位へ供給する送
り出しローラ、シールテープをワークの貼付け部位へ押
圧する押さえローラ、および、ワークのテープ貼付け部
位に沿うトレースローラ、等を装備し、このトレースロ
ーラを介して貼付け装置本体をワークのテープ貼付け部
位に沿わせて移動させることで、シールテープの自動貼
付けを行うように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
では、トレースローラをワークに追従させることで、貼
付け装置本体を移動させる構成を採っているので、比較
的単純な形状のワークに対しては有効に利用できるが、
ワークのテープ貼付け部位が三次元的に連なる複雑な形
状のワークや、トレースローラの当て付けが困難な形状
のワークに対しては良好に作動させることが困難であっ
た。

【０００４】本発明は、このような点に着目してなされ
たものであって、複雑な形状のワークに対しても容易に
シールテープの自動貼付けを行うことができる装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では次のような構成をとる。すなわち、本発
明のシールテープ自動貼付け装置は、シールテープ供給
装置から連続的に導出したシールテープをワークに供給
して貼付けてゆく位置固定の貼付け装置本体と、支持し
たワークのテープ貼付け部位が貼付け装置本体に対する
一定位置において一定方向に向かうようにワークの姿勢
を連続的に変化させる多関節型のワーク支持ロボットと
からなり、前記貼付け装置本体には、シールテープ供給
装置からのシールテープを所定の経路に沿って案内走行
させるガイドレールと、シールテープをワークの姿勢変
更に対応して送り出すテープ送り出し機構と、シールテ
ープの接着面からセパレータを剥離回収するセパレータ
剥離機構と、ガイドレールから送り出されたシールテー
プをワークのテープ貼付け部位に押圧するテープ押付け
機構と、設定長さのテープ貼付け完了後にシールテープ
を切断するテープカット機構とを備えてある。

【０００６】

【作用】本発明の構成によると、ワーク支持ロボット
は、支持したワークのテープ貼付け部位が貼付け装置本
体に対して一定位置において一定向きに維持されるよう
に、予めプログラムされた動作手順でワークを連続的に
姿勢変更し、この一定位置において、貼付け装置本体か
ら繰り出されたシールテープをワークのテープ貼付け部
位にテープ押付け機構を介して貼付けてゆく。そして、
ワーク姿勢が一巡したところでシールテープを切断して
最終貼付けを行い、これで１回の貼付け作動が完了す
る。

【０００７】

【実施例】図１に示すように、本発明のシールテープ自
動貼付け装置は、貼付け装置本体１と、シールテープ供
給装置２と、多関節型のワーク支持ロボット３とから構
成されている。前記ワーク支持ロボット３は、図２に示
すように、６個の関節軸心Ｊ1 〜Ｊ6を備えた多関節型
が使用され、そのアームヘッド３ａに装着したワークチ
ャックハンド４にワークＷがワンタッチで着脱できるよ
うに構成されており、ワークＷのテープ貼付け部位が常
に貼付け装置本体１に対する一定位置において一定姿勢
（実施例では上向き）に維持されるように、ワークＷに
応じて予め設定したプログラムに基づいてワークＷの姿
勢を変更制御するように図示しない制御装置に接続され
ている。

【０００８】シールテープ供給装置２は、ボビン５から
セパレータ付きのシールテープＴをガイドローラ６およ
びテンション調整用のダンサローラ７を介して貼付け装
置本体１に供給するように構成されている。

【０００９】貼付け装置本体１は、支柱８に高さ調節可
能に装着した支持アーム９に前後位置調節可能および角
度調節可能に装着されており、図３ないし図５に示すよ
うに、ボビン５から導出したシールテープＴをそのセパ
レータＳの装着面を下にした姿勢で所定の経路に案内す
るガイドレール１０、シールテープＴからセパレータＳ
を剥離するセパレータ剥離機構１１、シールテープＴを
ワークＷの姿勢変更に対応して送り出すテープ送り出し
機構１２、セパレータ張力検出機構１３、ガイドレール
１０の終端からシールテープＴを一定位置まで引き出し
て保持するテープ支持機構１４、シールテープＴをワー
クＷのテープ貼付け部位に押圧するテープ押付け機構１
５、設定長さのテープ貼付け完了後にシールテープＴを
切断するテープカット機構１６、テープ弛み検出機構１
７、テープ継ぎ目検出機構１８（図１参照）、等を装備
しており、以下、各部の構造を詳細に説明する。

【００１０】ガイドレール１０は一対の断面Ｌ形部材を
組み合わせた角筒状に構成されており、前記支持アーム
９に角度調節可能に連結されたフレーム２０に連結固定
されている。図７，図８に示すように、このガイドレー
ル１０の内部には、上ガイドバー２１と横ガイドバー２
２が装備され、各ガイドバー２１，２２の前後２か所か
ら上方および側方に延出した一対のネジ軸２１ａ，２２
ａを、ガイドレール１０に回転のみ自在に装着したノブ
２３，２４によって螺進操作することで、挿通されたシ
ールテープＴの幅および厚さに応じて各ガイドバー２
１，２２を位置調節して、シールテープＴをガタツキな
く走行案内できるように構成されている。

【００１１】セパレータ剥離機構１１は、図３中に示す
ように、ガイドレール１０の終端近くの下部に形成した
開口２５に臨設された前後一対の予備剥離ローラ２６
と、その中間下方に配備されたガイドローラ２７と、ガ
イドレール１０の終端下部に配備された主剥離ローラ２
８とからなり、シールテープＴの接着面に貼付けられた
セパレータＳを、一旦予備剥離ローラ２６およびガイド
ローラ２７に巻回案内することで予備剥離を行い、接着
を弱くした状態で主剥離ローラ２８を介してシールテー
プＴの接着面からセパレータＳを抵抗少なく円滑に剥離
できるように構成されている。

【００１２】テープ送り出し機構１２は、セパレータＳ
を強制的に巻き取り搬送することでシールテープＴをガ
イドレール１０の終端から送り出すように構成されたも
のであって、図３に示すように、巻取りローラ３０、挟
持ローラ３１、張力検出用の可動ローラ３２、および、
ガイドローラ３３、等を備えている。前記巻取りローラ
３０は、図３および図６に示すように、ガイドレール１
０の下部に連結したフレーム３４に軸支され、フレーム
３４の背部に装備したモータ３５にベルト３６を介して
連動連結されている。また、挟持ローラ３１は、フレー
ム３４に枢支連結されるとともにバネ３８によって揺動
付勢された揺動アーム３７の一端に装着されており、巻
取りローラ３０と挟持ローラ３１との間にセパレータＳ
を挟持して送り出し搬送するよう構成されている。な
お、図１中に示すように、送り出されたセパレータＳ
は、エア吹き込みを受けるガイドパイプ３９に案内され
て回収容器４０内に引き込み回収されるようになってい
る。

【００１３】セパレータ張力検出機構１３は、前記可動
ローラ３２と、巻取りローラ３０と、ガイドローラ３３
と、可動ローラ３２の変位を検出する差動トランス４１
とから構成されている。可動ローラ３２は、巻取りロー
ラ３０とガイドローラ３３との間でスライド軸受け４２
を介して直線スライド可能に支持された左右一対の支軸
４３の下端に装着されており、ガイドローラ３３、巻取
りローラ３０、および、この可動ローラ３２によってセ
パレータＳを屈曲案内するように配備され、可動ローラ
３２がその自重でセパレータＳを屈曲緊張するように構
成されている。また、前記支軸４３とこれと平行に配備
した差動トランス４１のコア軸４１ａとがその上端で連
結され、セパレータＳの張力の変動が可動ローラ３２の
変位として差動トランス４１で検出されるようになって
いる。

【００１４】この構成によると、ワークＷに貼付けられ
たシールテープＴがワークＷの移動に伴って引き出され
る速度とシールテープ送り出し速度（セパレータＳの送
り速度）とが誤差内で同調して、貼付けられるシールテ
ープＴの伸縮量が設定した許容範囲内にあれば、セパレ
ータＳの張力が予め設定された基準値（不感帯を含む）
内にあり、可動ローラ３２が基準位置範囲にある。そし
て、シールテープＴの引出し速度がシールテープ送り出
し速度より大きくなって、シールテープＴが張り気味に
貼付けられるようになると、セパレータＳの張力が減少
して可動ローラ３２が基準位置から下方に変位する。逆
に、シールテープＴの引出し速度がセパレータＳの送り
速度より小さくなって、シールテープＴが弛み気味に貼
付けられるようになると、セパレータＳの張力が増大し
て可動ローラ３２が基準位置から上方に変位することに
なり、この可動ローラ３２の変位からセパレータＳの張
力の変動が検出される。

【００１５】そして、図１１に示すように、このセパレ
ータ張力の変動に基づいて得られる速度補正量Ｖｔ（＝
基準張力との張力差×加・減速率）を基準速度Ｖ0 に加
算（増速）あるいは減算（減速）して、セパレータ張力
を基準値内に維持するためのテープ送り出し速度Ｖの演
算がなされ、これに基づいてモータ３５が速度制御され
るようになっている。なお、テープ送り出し速度の制御
動作の詳細は、図１２に示すフローチャートに基づいて
後述する。

【００１６】テープ支持機構１４は、支点ａを中心に揺
動可能かつ互いに接近離反移動可能な左右一対のスイン
グアーム４５、これを揺動駆動するエアシリンダ４６、
両スイングアーム４５を互いに接近離反移動させるエア
シリンダ４７、等を装備するとともに、両スイングアー
ム４５の遊端には互いに対向するテープ支持針４８が装
着されている。そして、図３中の実線で示すように、エ
アシリンダ４６の収縮作動によってスイングアーム４５
の遊端がガイドレール１０の先端から離れた位置にあ
り、エアシリンダ４６が伸長作動するとスイングアーム
４５の遊端がガイドレール１０の先端に接近する。ま
た、両スイングアーム４５が互いに離反している状態で
は、両テープ支持針４８の先端間隔がテープ幅より大き
くなり、両スイングアーム４５が互いに接近することで
両テープ支持針４８の先端間隔がテープ幅より小さくな
るように設定されており、スイングアーム４５の遊端を
ガイドレール１０の先端に接近させた状態で両スイング
アーム４５が互いに接近することでシールテープＴに左
右から両テープ支持針４８を突き刺すように構成されて
いる。そして、図９中に示すように、各テープ支持針４
８にはフランジ４８ａが備えられていて、シールテープ
Ｔの側面をフランジ４８ａで支持することで、シールテ
ープＴを安定した姿勢で引出し保持することができるよ
うに構成されている。

【００１７】テープ押付け機構１５は、支点ｂを中心に
揺動可能な揺動アーム５０、これを揺動駆動するエアシ
リンダ５１、揺動アーム５０の遊端に装備された押付け
ローラ５２、とからなり、前記スイングアーム４５の遊
端に突き刺し支持されて引き出されたシールテープＴを
前方下方に押し出すように構成されている。

【００１８】テープカット機構１６は、図５に示すよう
に、支点ｃを中心に揺動可能な揺動ブラケット５５、こ
れを揺動駆動するエアシリンダ５６、揺動ブラケット５
５に装備された熱線カッタ５７、等を装備している。揺
動ブラケット５５には、ガイド軸５８を介して直線スラ
イド可能に支持されてエアシリンダ５９でスライド駆動
される可動部材６０が装備されており、この可動部材６
０に設けた左右一対のホルダー６１に亘って前記熱線カ
ッタ５７が水平に張設されている（図１０参照）。そし
て、図５中の実線で示すように、エアシリンダ５６が伸
長作動して揺動ブラケット５５が後退揺動している状態
では熱線カッタ５７がガイドレール１０の下方に後退
し、図５中の仮想線で示すように、エアシリンダ５６が
収縮作動して揺動ブラケット５５が進出揺動すると熱線
カッタ５７がガイドレール１０の先端下方に移動して、
前記上ガイドバー２１の突出部２１ａの下面に形成した
スリット６２に対向するようになっている。そして、こ
の位置で、エアシリンダ５９が収縮作動することで熱線
カッタ５７がスリット６２に突入して、ガイドレール１
０から引き出されたシールテープＴが下面から溶断され
るようになっている。

【００１９】テープ弛み検出機構１７は、図５に示すよ
うに、検出片６５ａを備えたマイクロスイッチ６５を前
記上ガイドバー２１の先端に装備して構成されており、
シールテープＴが引出し緊張状態にあると、シールテー
プＴの上面が検知片６５ａに接触して検知片６５ａが上
方に変位され、シールテープＴが設定以上の弛み状態に
あると検知片６５ａが下方に復帰変位するようになって
いる。

【００２０】図１に示したテープ継ぎ目検出機構１８
は、前記ガイドレール１０の入口近くの下面に反射式の
光学センサー６６を配備して構成されており、テープ継
ぎ目においてセパレータＳの接続用に貼付けた接着テー
プ片を感知すると、このテープ継ぎ目がガイドレール１
０から所定量出るまでシールテープＴを送り出し制御し
た後、テープカット機構１５を作動させて、テープ継ぎ
目を含んだシールテープ部分を排除するようにモータ３
５の駆動制御機構に連係されている。

【００２１】本実施例のシールテープ自動貼付け装置
は、以上のように構成されており、以下に、ワークＷの
環状シール部にシールテープを貼付けてゆく一巡の動作
を図１３〜図１８に基づいて説明する。

【００２２】（１）初期セット状態では、図１３に示す
ように、テープ支持機構１４のスイングアーム４５がガ
イドレール１０の先端近くにあるとともに、テープ押付
け機構１５の押付けローラ５２は振り上がり姿勢にあ
り、また、テープカット機構１６も後退姿勢にある。こ
の初期セット状態において貼付け起動指令がだされる
と、先ず両スイングアーム４５が互いに接近作動してシ
ールテープＴの先端部を左右からテープ支持針４８で突
き刺し支持する。

【００２３】（２）次に、図１４に示すように、スイン
グアーム４５が振り出し揺動して、シールテープＴの先
端部を押付けローラ５２の下を迂回して前方に引出し保
持する。

【００２４】（３）次に、図１５に示すように、押付け
ローラ５２が振り下げ移動して、シールテープＴを少し
引出しながらその先端部付近を下方に押し下げ変形させ
る。

【００２５】（４）次に、ワーク支持ロボット３がワー
クＷを上昇させて、シールテープＴの先端部付近をワー
クＷのテープ貼付け部位に押し付けた後、両スイングア
ーム４５を離反作動させてテープ先端の支持を解除し、
スイングアーム４５をセット位置に復帰揺動させる。

【００２６】（５）次に、ワークＷを貼付け移動方向と
逆方向に少し移動させて、シールテープＴの前端Ｔａま
で押付けローラ５２を作用させてワークＷに貼付ける。
その後、図１６に示すように、ワークＷのテープ貼付け
部位が押付けローラ５２が作用する一定位置において一
定の上向き姿勢に維持されるようにワーク支持ロボット
３がワークＷを移動制御し、これに伴ってシールテープ
Ｔが相対的にガイドレール１０から引き出されるととも
に、モータ３５が作動してシールテープＴを送り出して
ゆき、押付けローラ５２を介してシールテープＴが連続
的にワークＷのテープ貼付け部位に貼付けられてゆく。

【００２７】この際のテープ送り出し速度の制御動作
を、図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。
すなわち、テープ貼付け行程が開始されると、先ずテー
プ弛み検出機構１７からの情報（マイクロスイッチ６５
のＯＮ／ＯＦＦ）に基づいてシールテープＴの弛みの有
無を判断し（＃1 ）、弛みがある場合にはモータ３５を
停止してワークＷの移動によりシールテープＴを引き出
し（＃2 ）、弛みが無い場合には張力検出機構１３から
の情報（差動トランス４１の出力信号）を読み込む（＃
3 ）。

【００２８】読み込んだセパレータ張力が予め設定され
た最大値より大きいか否かを判断し（＃4 ）、大きけれ
ばモータ３５を停止してワークＷの移動によりシールテ
ープＴを引き出し（＃2 ）、読み込んだセパレータ張力
が予め設定された最大値以下の場合には、次のステップ
＃5 で基準張力範囲内にあるか否かの判断を行う。

【００２９】そして、セパレータ張力が基準張力範囲内
にある場合には、タイマー１で設定された時間後に元に
戻り（＃6 ）、基準張力範囲から外れているとステップ
＃7に移って、基準値に対する大小判断を行う。

【００３０】セパレータ張力が基準値より大きい時（シ
ールテープＴが弛み気味）には、減速処理に移行して
（＃8 ）、シールテープ送り出し速度の補正演算が行わ
れ（＃9 ）、また、セパレータ張力が基準値以下の時
（シールテープＴが張り気味）には、増速処理に移動し
て（＃10）、シールテープ送り出し速度の補正演算が行
われる（＃11）。

【００３１】ここで、ステップ＃9 における減速補正演
算、および、ステップ＃11における増速補正演算は、次
のようである。 〔減速〕 基準速度−（検出張力と基準張力との差
×減速率） 〔増速〕 基準速度＋（検出張力と基準張力との差
×増速率） 以上のようにして演算されたシールテープ送り出し速度
に向けてモータ３５の速度修正が行われ（＃12）、タイ
マー２で設定された時間後に元に戻る（＃13）。なお、
ステップ＃12の速度修正行程では、変速初期の立ち上が
りを緩慢にすることでハンチングを回避するようにして
いる。

【００３２】（６） 図１７に示すように、テープ貼付
けが貼付け終端から設定量手前に達すると、ワークＷが
一旦停止される。ロボット３から与えられた停止信号に
基づき、テープ引き出し作動も一旦停止される。続い
て、ワークＷを停止させた状態でテープ引き出し作動を
再開してシールテープＴを送り出し、テープ弛み検出機
構１７の検出片６５ａが下方に復帰変位して、ガイドレ
ール１０から導出されたテープＴ部分に適度の弛みが形
成されたことが検知された時点でモータ３５が停止され
る。この状態で、テープカット機構１６の揺動ブラケッ
ト５５が振り上げ作動して熱線カッタ５７がスリット６
２の下方位置に移動される。

【００３３】（７） 次に、図１８に示すように、熱線
カッタ５７がスリット６２に突入上昇してシールテープ
Ｔが切断されて、テープ後端部ＴｂはワークＷ上に自重
で落下する。この際、ガイドレール１０から導出された
シールテープＴ部分は引っ張りのない状態で切断される
ので、切断後にシールテープＴが収縮することがなく、
シールテープＴが精度よく切断される。その結果、テー
プ後端部ＴｂはワークＷに貼付けられたシールテープＴ
の前端部Ｔａにほとんど隙間なく適正に突き合わされる
ことになる。

【００３４】（８） 最後に、押付けローラ５２がテー
プ突き合わせ部位を通過するまでワークＷがもう少し前
進移動され、これで１回の貼付け作動が完了する。

【００３５】そして、以上の貼付け作動中に、テープ継
ぎ目検出機構１８の光学センサー６６がテープ継ぎ目に
貼付けた接着テープ片を感知すると、上記貼付け作動完
了後に、テープ継ぎ目がガイドレール１０の先端から所
定長さ出るまでシールテープＴを送り出し制御した後、
テープカット機構１６を作動させて、テープ継ぎ目を含
んだシールテープＴ部分を排除する。なお、この際のテ
ープ送り出し量の検出は、ステッピングモータに構成さ
れたモータ３５の駆動パルスを計数して行われる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかように、本発明に
係るシールテープ自動貼付け装置によれば、ワークが複
雑な形状でテープ貼付け部位が三次元的なものであって
も、多関節型のワーク支持ロボットがワークのテープ貼
付け部位を貼付け装置本体に対して貼付けに好適な位置
姿勢に維持し、一定姿勢の貼付け装置本体によってシー
ルテープを連続的かつ能率的に適切に貼付けることがで
きるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシールテープ自動貼付け装置の全
体を示す側面図である。

【図２】ワーク支持ロボットの斜視図である。

【図３】貼付け装置本体の一部を切り欠いた側面図であ
る。

【図４】貼付け装置本体の平面図である。

【図５】貼付け装置本体の反対側からの側面図である。

【図６】テープ送り出し機構の駆動部を示す平面図であ
る。

【図７】ガイドレール先端側からの正面図である。

【図８】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図９】図３におけるＢ−Ｂ矢視図である。

【図１０】図５におけるＣ−Ｃ矢視図である。

【図１１】テープ送り出し機構の送り出し速度制御系を
示すブロック線図である。

【図１２】テープ送り出し速度の制御動作を示すフロー
チャートである。

【図１３】テープ自動貼付け動作の初期セット状態を示
す説明図である。

【図１４】テープ自動貼付け動作のテープ引き出し行程
を示す説明図である。

【図１５】テープ自動貼付け動作のテープ押付け準備行
程を示す説明図である。

【図１６】テープ自動貼付け動作の貼付け行程を示す説
明図である。

【図１７】テープ自動貼付け動作の切断準備行程を示す
説明図である。

【図１８】テープ自動貼付け動作の切断完了行程を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 貼付け装置本体 ２ シールテープ供給装置 ３ ワーク支持ロボット １１ セパレータ剥離機構 １２ テープ送り出し機構 １５ テープ押付け機構 １６ テープカット機構 Ｓ セパレータ Ｔ シールテープ Ｗ ワーク

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールテープ供給装置から連続的に導出
   したシールテープをワークに供給して貼付けてゆく位置
   固定の貼付け装置本体と、支持したワークのテープ貼付
   け部位が貼付け装置本体に対する一定位置において一定
   方向に向かうようにワークの姿勢を連続的に変化させる
   多関節型のワーク支持ロボットとからなり、 前記貼付け装置本体には、シールテープ供給装置からの
   シールテープを所定の経路に沿って案内走行させるガイ
   ドレールと、シールテープをワークの姿勢変更に対応し
   て送り出すテープ送り出し機構と、シールテープの接着
   面からセパレータを剥離回収するセパレータ剥離機構
   と、ガイドレールから送り出されたシールテープをワー
   クのテープ貼付け部位に押圧するテープ押付け機構と、
   設定長さのテープ貼付け完了後にシールテープを切断す
   るテープカット機構とを備えたことを特徴とするシール
   テープ自動貼付け装置。