JP3831462B2

JP3831462B2 - ウインドガラスへのシーラー塗布装置

Info

Publication number: JP3831462B2
Application number: JP01428997A
Authority: JP
Inventors: 憲之鵜瀬; 泰弘山本; 健人石田; 英哉山室
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JPH10211458A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、自動車等の車体の開口部にシーラー（密封剤、封止剤または接着剤ともいう。）を介して固着されるフロントウインドガラスおよびリヤウインドガラスに対して、前記ウインドガラスの周縁部近傍の全周にわたって前記シーラーを塗布するためのウインドガラスへのシーラーの塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車等の車体の組立生産ラインでは、搬送されてくる車体のフロント側およびリヤ側の開口部に、ロボットを使用してウインドガラスを自動的に装着する作業が行われている（例えば、特公平６−３１０２７号公報参照）。
【０００３】
一般的に、ウインドガラスを前記開口部に固着する場合には、ロボットの先端部に取り付けられた塗布ガンによりウインドガラスの周縁部近傍の全周に連続してシーラーを塗布し、そのシーラーの塗布面を前記開口部の縁の座部に密着させることで、ウインドガラスを車体に固着封止するようにしている。
【０００４】
この場合、ウインドガラスへのシーラーの塗布量（塗布高さ）は一定であることが好ましい。シーラーの塗布量を一定にするためには、塗布ガンからの単位時間当たりの吐出量を一定に制御したうえで、ウインドガラスから一定の高さ位置上を一定相対速度で前記塗布ガンがシーラーを吐出しながら進行する必要がある（必要条件という。）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロボットの先端部に取り付けられた塗布ガンによりウインドガラスの周縁部近傍の全周にシーラーを塗布する場合、前記ウインドガラスは湾曲しているので、前記必要条件を満足させるためには、前記ウインドガラスの塗布面に倣って塗布ガンを進行させる必要がある。
【０００６】
このため、予め基準となるウインドガラスを準備し、この基準となるウインドガラスに対して、いわゆるティーチングを行って基準となるティーチングデータを得、これを用いて、実際のウインドガラスへの塗布作業を行うことが考えられる。
【０００７】
しかしながら、ウインドガラスの湾曲量はばらついており、前記基準となるティーチングデータにより、ワークとしてのウインドガラスへの塗布作業を行った場合、前記湾曲量のばらつきを原因として塗布量が一定にはならないという問題があった。
【０００８】
また、最悪の場合には、ワークとしてのウインドガラスに対して塗布ガンが接触（干渉）するという問題があった。
【０００９】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであって、湾曲量のばらつきのあるウインドガラスに対しても塗布ガンによりシーラーを一定の塗布量で塗布することを可能とするウインドガラスへのシーラー塗布装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ロボットに取り付けられた塗布ガンにより車体用ウインドガラスに対してシーラーを塗布する装置において、
前記塗布ガンから前記塗布ガンの進行方向前方に延びる取付部材に取り付けられた高さセンサと、
前記高さセンサからの出力信号が供給されて、前記ロボットを制御する制御手段とを備え、
予め、基準となるウインドガラスに対して前記ロボットに取り付けられた塗布ガンの基準軌跡教示データを求めて、前記制御手段に記憶し、
前記制御手段は、前記高さセンサからの出力信号に応じて、前記ロボットに取り付けられた塗布ガンの前記ウインドガラスからの高さを、前記塗布ガンの前記ウインドガラスからの高さ位置が略一定の高さ位置となるように前記基準軌跡教示データを変更しながら前記ロボットを制御するとともに、前記塗布ガンによる前記ウインドガラスに対するシーラーの塗布を連続して行うように制御し、
さらに、前記ウインドガラスのコーナー部にシーラーを塗布する際に、前記塗布ガンの進行方向前方に延びる取付部材に取り付けられた高さセンサの軌跡が前記ウインドガラスから外れ、該高さセンサからの所定の出力信号が得られなくなる前記基準軌跡教示データ上の位置においては、前記出力信号が得られなくなる状態に至る前に得られた出力信号を基に前記塗布ガンの高さを制御することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ロボットに取り付けられた塗布ガンの進行方向前方の位置におけるウインドガラス面の高さを、塗布ガンの進行方向前方に一体的に取り付けられた高さセンサにより先行して測定するようにしているので、この先行して測定した高さ位置に基づいて前記ロボットの制御手段により塗布ガンの高さを制御することで、湾曲量のばらついているウインドガラスに塗布されるシーラーの塗布量を略一定にすることができる。
【００１５】
さらに、制御手段により、ウインドガラスのコーナー部にシーラーを塗布する際に、塗布ガンの進行方向前方に延びる取付部材に取り付けられた高さセンサの軌跡がウインドガラスから外れ、高さセンサからの所定の出力信号が得られなくなる基準軌跡教示データ上の位置においては、出力信号が得られなくなる状態に至る前に得られた出力信号を基に前記塗布ガンの高さを制御するようにするため、ウインドガラスのコーナー部を好適に塗布することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、この発明の一実施の形態が適用されたシーラー塗布機構４２を含むウインドガラス取付ライン１０の概略的構成を示している。
【００１８】
ウインドガラス取付ライン１０は、リヤ側ウインドガラス（リヤウインドガラス）１２を供給する第１供給装置１４と、フロント側ウインドガラス（フロントウインドガラス）１６を供給する第２供給装置１８と、車体２０をライン２２に沿って搬送する車体搬送装置２４と、ウインドガラス１２を車体２０のリヤ側取付部２６に取着するリヤ側取付装置２８と、ウインドガラス１６を車体２０のフロント側取付部３０に取着するフロント側取付装置３２とを備える。
【００１９】
第１供給装置１４は、ウインドガラス１２を矢印方向に移送する搬送コンベア３４と、このウインドガラス１２を一旦位置決めする仮位置決め機構３６と、脱脂機構３８と、プライマ塗布機構４０と、この実施の形態に係るシーラー塗布機構４２と、移送機構４４とを備える。移送機構４４は、載置台４６上のウインドガラス１２をガラスセンシング位置４８に移送する。
【００２０】
第２供給装置１８は、第１供給装置１４と同様に構成されており、以下、対応する構成要素には同一の符号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００２１】
リヤ側取付装置２８およびフロント側取付装置３２は、それぞれ取付ロボット５８を有している。取付ロボット５８は、床面に固定された基台部６２を備え、この基台部６２上に旋回アーム６４が設けられている。旋回アーム６４の先端には、揺動および回動自在な手首部６６が連結されている。
【００２２】
この手首部６６に、ウインドガラス１２を車体２０の取付部２６に対して位置決め自在な把持手段５４と、この把持手段５４を進退させる押圧手段５６とが取り付けられている。
【００２３】
図２は、この発明の要部に係るシーラー塗布機構４２の全体構成を模式的に示している。この場合、シーラー塗布機構４２は、リヤウインドガラス１２用およびフロントウインドガラス１４用とも同様な構成および作用を有するため、繁雑となるので、以下、リヤウインドガラス１２を例として説明する。
【００２４】
シーラー塗布機構４２は、ロボット１０２を有し、ロボット１０２の先端部には、自動式の塗布ガン１０４が取着されている。
【００２５】
塗布ガン１０４は、図３の矢印付きの塗布ライン１０６で示すように、リヤウインドガラス１２の周縁部近傍の印刷等により黒色とされたウインドガラス１２の周囲帯部１０８の全周にシーラーＳＬを塗布する機能を有する。矢印Ｐは塗布方向を表すので、塗布方向Ｐまたは進行方向Ｐともいう。
【００２６】
シーラーＳＬは、ウインドガラス１２の塗布面上に均一な高さに塗布される（盛られる）ことが好ましく、そのため、塗布ガン１０４は、そのノズルからの単位時間当たりの吐出量が一定に制御されるとともに、一定速度でかつウインドガラス１２の塗布面上一定の高さ位置｛この基準の高さをＨｒ（例えば、Ｈｒ＝３ｍｍである。）とする。｝を保持しながら、前記塗布ライン１０６に沿って移動するように予めティーチングされることが好ましい。
【００２７】
実際上、塗布高さ（塗布量）は、塗布ガン１０４の吐出量と塗布ガン１０４の移動速度の積に依存するので、この実施の形態においては、その積が一定になるように、ロボットコントローラ１１２とガラスシーラー供給制御盤１１４との共同作業下に、塗布ガン１０４を移動させるロボット１０２と、塗布ガン１０４からシーラーＳＬを吐出させるためのシーラー供給ポンプ１１６とに対して、いわゆる速度の見合い制御が行われる。
【００２８】
図４に示すように、塗布ガン１０４のノズルの先端位置から一定の高さ位置に、進行方向Ｐ側に延びるブラケット１７０が固着され、このブラケット１７０の先端側にレーザ距離計である高さセンサ１７２が固着されている。高さセンサ１７２は、ウインドガラス１２の塗布面１２ａ上の高さＹを塗布ガン１０４の移動に先行して測定する。高さセンサ１７２の測定基準点Ｍは、塗布ガン１０４の軸に対して進行方向Ｐに距離Ｐ０（この実施の形態では、Ｐ０＝４０ｍｍ）の点であって、塗布ガン１０４のノズルの先端位置（図４中、ウインドガラス１２の塗布面１２ａ上の高さＨの位置）から距離（Ｙ−Ｈ）（ウインドガラス１２が湾曲していなくて平面であると仮定した場合には一定距離であり、この実施の形態ではＹ−Ｈ≒１０７ｍｍ）離れた点にある。
【００２９】
塗布ガン１０４によりシーラーＳＬの塗布が行われる工程では、この高さセンサ１７２で連続的に測定されるウインドガラス１２の塗布面１２ａからの高さ（の測定値）Ｙがロボットコントローラ１１２に供給される。
【００３０】
図２に示すように、シーラー塗布機構４２にもガラスセンシング位置１４８が設けられ、このガラスセンシング位置１４８には、ガラス位置検出機構１５０が設けられている。
【００３１】
ガラス位置検出機構１５０は、白いアクリル板（アクリル白板）１５２と、このアクリル白板１５２の斜め上方にアクリル白板１５２の長手方向に平行して配置されるインバータ式の長尺な蛍光灯からなる照明装置１５４と、照明装置１５４から出射されて前記アクリル白板１５２で反射された光の直接光およびウインドガラス１２の透過光を映像信号に変換するＣＣＤエリアセンサ等を有する２台のＣＣＤカメラ１６１、１６２とを備える。ＣＣＤカメラ１６１、１６２は、アクリル白板１５２の略垂直上方に固定されている。
【００３２】
ＣＣＤカメラ１６１、１６２の出力信号である映像信号がロボットコントローラ１１２を構成する画像処理部１６４に供給され、この画像処理部１６４において、ウインドガラス１２の２隅のコーナーポイントＱ１、Ｑ２の位置が検出される。
【００３３】
ロボットコントローラ１１２には、ホストコンピュータとしても機能するパーソナルコンピュータから構成されるオフラインティーチング装置１６６が接続されている。
【００３４】
オフラインティーチング装置１６６は、公知のように、その画面上の映像で模式的にティーチング（例えば、塗布ガン１０４によるウインドガラス１２に対するシーラーＳＬの塗布作業のティーチング）を行うことが可能であり、そのオフラインティーチング結果のオフラインティーチングデータがロボットコントローラ１１２に設定記憶される。そして、記憶されたオフラインティーチングデータに基づき、ロボットコントローラ１１２により実際にロボット１０２を作動させ、いわゆる実機上でオフラインティーチングデータを修正し、校正された正確なティーチングデータ（教示データ）を得るように構成されている。校正されたティーチングデータは、オフラインティーチング装置１６６に機種（車種）やウインドガラスに対応してジョブデータとして記憶される。
【００３５】
次に、シーラー塗布機構４２に係わる動作をさらに詳しく説明する。
【００３６】
まず、オフラインティーチング装置１６６を利用して、その画面上の映像で模式的に基準となるウインドガラスに対するシーラー塗布作業のオフラインティーチングを行い、そのオフラインティーチング結果のティーチングデータをロボットコントローラ１１２に設定する。
【００３７】
次に、基準となるウインドガラス１２ｒをガラスセンシング位置１４８の白色アクリル板１５０の所定位置に配置する。なお、基準となるウインドガラス１２ｒは、仕様（所望の湾曲量、所望の湾曲形状）に対して寸法誤差のないものである。
【００３８】
次いで、ガラス位置検出機構１５０を構成するＣＣＤカメラ１６１、１６２により基準となるウインドガラス１２ｒの２隅のコーナーポイントＱ１、Ｑ２の位置を検出する。
【００３９】
検出されたコーナーポイントＱ１、Ｑ２を基準位置として、ロボット１０２（塗布ガン１０４）を、例えば、図示しないティーチングボックスを利用して、前記オフラインティーチングデータに基づきステップ送りで動作させ（この場合、シーラーＳＬは吐出させない。）、基準となるウインドガラス１２ｒの塗布面１２ａ上の塗布ガン１０４のノズル先端の高さＨが基準の高さＨｒを保持する（Ｈ＝Ｈｒ）ようにオフラインティーチングデータを校正し、校正後のオフラインティーチングデータをティーチングデータ（以下、基準ティーチングデータ、基準塗布軌跡データまたは基準軌跡教示データともいう。）ＴＤｒとしてオフラインティーチング装置１６６と、必要に応じてロボットコントローラ１１２に記憶しておく。なお、校正時においては、高さセンサ１７２とは別の高さセンサを塗布ガン１０４のノズルの先端に配されるように取り付け、その別の高さセンサによりノズル先端の高さＨが各教示点において基準の高さＨｒとなるように基準ティーチングデータＴＤｒを校正（変更）する。
【００４０】
なお、基準ティーチングデータＴＤｒは、オフラインティーチング装置１６６を使用することなく、始めから図示していないティーチングボックスを使用して実機のロボット１０２を動作させ、いわゆる作業現場でティーチングして得るようにしてもよい。
【００４１】
次いで、このようにして得られた基準ティーチングデータＴＤｒに基づく、実際のウインドガラス１２（基準ウインドガラス１２ｒに対して湾曲している。）の塗布面１２ａへのシーラーＳＬの実際の塗布作業について説明する。
【００４２】
この塗布作業の原理を簡単に説明すると、図４に示すように、ロボット１０２に取り付けられた塗布ガン１０４の進行方向Ｐの前方の位置Ｐ０におけるウインドガラス１２の塗布面１２ａの高さＹを、塗布ガン１０４の進行方向Ｐの前方にブラケット１７０を介して取り付けられた高さセンサ１７２により先行して測定する。そして、この先行して測定した高さＹに基づいてロボットコントローラ１１２により塗布ガン１０４の高さ（ノズル１０５の先端の高さ）Ｈ、すなわち、基準ティーチングデータＴＤｒにおける高さをリアルタイムに変更制御することで、塗布ガン１０４の高さＨを略一定値（Ｈ＝Ｈｒ）に保持することが可能となり、結果として、基準ウインドガラス１２ｒに対して湾曲するウインドガラス１２に塗布されるシーラーＳＬの塗布量を略一定にすることができる。
【００４３】
以上の説明が原理説明である。
【００４４】
図５は、塗布作業の動作例を示している。塗布ガン１０４は矢印Ｐ方向にウインドガラス１２（の塗布面１２ａ）に対して一定速度で連続的にシーラーＳＬを吐出しながら地点ｐ０（等速移動であるので、時点ｔ０と考えることもできる。）から地点ｐ１０（時点ｔ１０）の方向に進行する。
【００４５】
図５において、基準ウインドガラス１２ｒ（の塗布面１２ａ）に対して平行に引かれている実線は、高さＨが基準高さＨｒになっている基準ティーチングデータＴＤｒを示している。換言すれば、この基準ティーチングデータＴＤｒは、基準ウインドガラス１２ｒの塗布面１２ａの高さ位置に対して基準高さＨｒを加算したデータである。また、図５において、地点ｐ０から地点ｐ１０側に向かって斜め上方に引いた１点鎖線は、基準ウインドガラス１２ｒに対して湾曲している実際のウインドガラス１２の塗布面１２ａの高さ位置を示している。
【００４６】
時点ｔ０の前の時点で、高さセンサ１７２が地点ｐ０の直上にあるときの、その高さセンサ１７２の測定値ＹをＹ＝Ｙｒ（図５例において、Ｙｒ＝１１０ｍｍに設定している。）とする。次に、塗布ガン１０４が時点ｔ０〜ｔ１（センサ測定区間）にある間に、進行方向Ｐの前方の一定位置（図示の位置。地点ｐ２と地点ｐ３との間）にある高さセンサ１７２により測定された測定値ＹをＹ＝Ｙ０とする。このとき、その高さセンサ１７２の位置のウインドガラス１２の湾曲量は、地点ｐ０における測定値Ｙｒから地点ｐ２と地点ｐ３との間の測定地点における測定値Ｙ０を引いた値Ｚ０（Ｚ０＝Ｙｒ−Ｙ０）として簡単に計算される。
【００４７】
この湾曲量Ｚ０が地点ｐ１〜地点ｐ２の移動中に連続的に補正される（シフト実行区間）。すなわち、塗布ガン１０４（のノズル１０５）が地点ｐ１上に到達したときに、塗布ガン１０４の上方への移動が開始され、地点ｐ２（現在値セット区間の開始位置）において、湾曲量Ｚ０に等しい高さだけ塗布ガン１０４が上方に移動される（シフトされる）。この地点ｐ２においては、湾曲量Ｚ０が塗布ガン１０４の基準ティーチングデータＴＤｒ上の高さ位置から、その上方へのシフト量Ｘ０に等しい（Ｘ０＝Ｚ０）。
【００４８】
同様にして、塗布ガン１０４が地点ｐ３〜地点ｐ４の間にあるとき、高さセンサ１７２により先行位置（地点ｐ５と地点ｐ６との間の位置）の高さがＹ＝Ｙ１として測定され、その高さセンサ１７２の位置のウインドガラス１２の湾曲量Ｚ１がＺ１＝Ｙｒ−Ｙ１と計算され、地点ｐ５における塗布ガン１０４の上方へのシフト量Ｘ１は、その前の現在値セット地点ｐ２におけるシフト量Ｘ０を湾曲量Ｚ１から引いた値として簡単に計算される。すなわち、シフト量Ｘ１はＸ１＝Ｚ１−Ｘ０＝Ｚ１−Ｚ０と計算される。以下、同様に、地点ｐ８におけるシフト量Ｘ２は、Ｘ２＝Ｚ２−Ｚ１として計算される。
【００４９】
このように、この実施の形態では、一定距離ｐｓ（時間も一定時間）毎にセンサ測定区間、シフト実行区間、現在地セット区間の動作を１サイクルｔｓとして動作を繰り返しながら、塗布ガン１０４を進行方向Ｐに連続に移動させることで、塗布ガン１０４のノズル１０５の先端部とワークとしてのウインドガラス１２の塗布面１２ａとの間の距離Ｈが略一定（Ｈ＝Ｈｒ）に保持されたままシーラーＳＬの塗布作業を実施することができる。
【００５０】
すなわち、先行してウインドガラス１２の塗布面１２ａの高さＨを測定し、制御手段であるロボットコントローラ１１２の制御のもとにロボット１０２を介して塗布ガン１０４の上下方向の位置を移動するようにしているので、ウインドガラス１２の塗布面１２ａと塗布ガン１０４との距離が略一定値（基準高さＨｒ）に保持され、シーラーＳＬの塗布量が一定に制御されるとともに、塗布ガン１０４のノズル１０５とワークとしてのウインドガラス１２とが接触（干渉）することがない。
【００５１】
この場合、セット測定区間、シフト実行区間、現在値セット区間の長さ、および移動速度は、ワークとしてのウインドガラス１２の湾曲量のばらつき範囲、塗布ガン１０４を移動させるロボット１０２、シーラーＳＬの吐出量等を考慮して最適の値に決定することができる。
【００５２】
この実施の形態では、前記１サイクルの時間を約２００ｍｓに設定し、区間の長さを一定距離ｐｓ＝２０ｍｍとしている。
【００５３】
なお、図６に示すように、ウインドガラス１２のコーナー部においては、塗布ライン１０６、すなわち、基準ティーチングデータＴＤｒの平面視的な軌跡１０５ｔに対して、高さセンサ１７２の軌跡１７２ｔが、地点ｐｃ２として示すように、一旦、ウインドガラス１２の外側にはみ出す。高さセンサ１７２がウインドガラス１２の外側にはみだした場合、高さセンサ１７２の出力信号が極端に変化する。このように、高さセンサ１７２の出力信号がある管理幅に対して極端に変化した場合には、所望の出力信号が得られない。
【００５４】
この場合には、得られなくなった前の地点、例えば、図６中、地点ｐｃ１で得られた高さにより塗布ガン１０４のシフト量を決定し、一定の出力信号が再び得られた地点ｐｃ３から再度シフト量の補正処理を行うようにする。これにより、ウインドガラス１２のコーナー部にも好適（塗布量が略一定）に塗布することができる。
【００５５】
なお、この発明は上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、塗布ガンの進行方向前方の位置におけるウインドガラス面の高さを先行して測定するようにしているので、この先行測定した高さ位置に基づいて塗布ガンの高さを制御することで、湾曲するウインドガラスに塗布されるシーラーの塗布量を略一定にすることができ、ウインドガラス面と塗布ガンとの干渉を可及的に回避することができるという効果も達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態が適用されたウインドガラス取付ラインの概略的構成を示す平面図である。
【図２】図１例のライン中、シーラー塗布機構の全体的な構成を模式的に示す線図である。
【図３】ウインドガラスとそのウインドガラスの全周の塗布ラインの説明に供される平面図である。
【図４】塗布ガンに一体的に取り付けられた高さセンサの説明に供される側面視的線図である。
【図５】塗布ガンの高さ制御の説明に供される線図である。
【図６】ウインドガラスのコーナー部における塗布ガンの高さ制御の説明に供される線図である。
【符号の説明】
１０…ウインドガラス取付ライン１２、１６…ウインドガラス
４２…シーラー塗布機構１０２…ロボット
１０４…塗布ガン１１２…ロボットコントローラ
１１４…ガラスシーラー供給制御盤１１６…シーラー供給ポンプ
１５０…ガラス位置検出機構１７２…高さセンサ

Claims

ロボットに取り付けられた塗布ガンにより車体用ウインドガラスに対してシーラーを塗布する装置において、
前記塗布ガンから前記塗布ガンの進行方向前方に延びる取付部材に取り付けられた高さセンサと、
前記高さセンサからの出力信号が供給されて、前記ロボットを制御する制御手段とを備え、
予め、基準となるウインドガラスに対して前記ロボットに取り付けられた塗布ガンの基準軌跡教示データを求めて、前記制御手段に記憶し、
前記制御手段は、前記高さセンサからの出力信号に応じて、前記ロボットに取り付けられた塗布ガンの前記ウインドガラスからの高さを、前記塗布ガンの前記ウインドガラスからの高さ位置が略一定の高さ位置となるように前記基準軌跡教示データを変更しながら前記ロボットを制御するとともに、前記塗布ガンによる前記ウインドガラスに対するシーラーの塗布を連続して行うように制御し、
さらに、前記ウインドガラスのコーナー部にシーラーを塗布する際に、前記塗布ガンの進行方向前方に延びる取付部材に取り付けられた高さセンサの軌跡が前記ウインドガラスから外れ、該高さセンサからの所定の出力信号が得られなくなる前記基準軌跡教示データ上の位置においては、前記出力信号が得られなくなる状態に至る前に得られた出力信号を基に前記塗布ガンの高さを制御することを特徴とするウインドガラスへのシーラー塗布装置。