JP4097197B2

JP4097197B2 - 保護層形成材の塗布装置

Info

Publication number: JP4097197B2
Application number: JP2003044505A
Authority: JP
Inventors: 伴成長瀬; 正人寺部
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP2004261655A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装が終了した車両の塗装部を主にした外表面に保護層形成材を塗布する保護層形成材の塗布装置に関し、特に、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を塗布する保護層形成材の塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両は、製造後にユーザに手渡されるまでに屋外ストックヤードで保管されたり、トレーラ、船等で搬送されることが多い。この間、車両は粉塵、金属粉、塩分、油分、酸、直射日光等に曝されることから、長時間の保管および搬送の間には、車両の外表面における複数の塗装層のうち表面層の品質が侵されるおそれがある。このような事態を防ぐため、車両出荷前の段階において塗装部に剥離性保護層を形成させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。剥離性保護層は液状ラップ材である保護層形成材（ストリッパブルペイントとも呼ばれる）を塗布して乾燥させることにより形成され、塗装部を保護することができる。また、除去する際には容易に剥離させることができるとともに、通常の保管時には自然に剥離してしまうことがない。
【０００３】
剥離性保護層が乾燥する前の保護層形成材を塗布する工程では、ローラに保護層形成材を付着させて、複数の作業者がローラを転がして保護層形成材の塗布を行っている。
【０００４】
このような作業の自動化を図り、作業者の負担を軽減させるとともに塗布品質を均一化させるために、ボディ上に保護層形成材を抽出した後、エアを吹き付けることによって保護層形成材を広げる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法によれば保護層形成材の塗布工程における作業の多くが自動化され、作業者の負担を軽減するとともに、タクトタイムを向上させることができて好適である。
【０００５】
また、車両を生産する工場では、組み立て作業においてボディを傷つけることがないようにスクラッチカバーと呼ばれる樹脂製のカバーを仮付けすることがある。スクラッチカバーは、例えば、ボディの前方横面に仮付けされ、出荷前に外される。スクラッチカバーは車種毎に違う形状のものを用意する必要があり、さらに搬送ラインにおける日々の生産台数に応じて多数用意する必要がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−８９６９７号公報（段落［００２２］〜［００２７］）
【特許文献２】
特開平８−１７３８８２号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の特許文献２で開示されている方法では、保護層形成材の広がり具合が必ずしも均一ではなく、また、保護層形成材が飛散することを防ぐために、ルーフの縁部には適用していない。
【０００８】
さらに、近時の自動車のボディはより複雑な形状となりつつあり、凹凸部や複雑な曲面を有するものがある。このような凹凸部や曲面にはエアノズルによって保護層形成材を広げるということが困難である。さらにまた、塗装品質が特に重要視されている箇所には保護層形成材をより厚く塗る必要があるが、エアノズルで保護層形成材を広げる場合には塗膜の厚さを調整することは困難である。
【０００９】
このようなことから、エアノズルで保護層形成材を広げた後に、数人の作業者がルーフの縁部や凹凸部等の細部にローラで保護層形成材を塗布して仕上げの処理を行う必要がある。従って、保護層形成材の塗布処理は一部を人手作業に頼っており、作業者の負担となるとともに、作業者の熟練度によって塗布品質にばらつきが発生する。
【００１０】
このような作業者の作業を軽減し、かつ、作業の品質を均一にするためには産業用のロボットを適用することが検討されるが、ロボットに装着可能であって、しかも保護層形成材を塗布するための適当なローラおよびその保持装置は提案されていない。また、上記のように近時の自動車のボディは複雑な形状となっていることから、ローラをボディに密着させるとともに適切な力で押圧することが困難である。
【００１１】
特に、傾斜角度が微妙に変化する外表面に対して常にローラを密着させるためには、ローラの傾斜角度も微妙に変化させなければならず、ロボットの動作教示に多大な時間を要する。
【００１２】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、車両の外表面に保護層形成材を塗布する工程をさらに自動化させるとともに、ローラを車両の外表面に常に密着させることが可能であり、しかもロボットの動作教示を容易に行うことを可能にする保護層形成材の塗布装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、前記ロボットに接続され、回転自在なローラを備えるローラ機構部と、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を前記ローラに供給する供給機構部と、を有し、前記ローラ機構部は、前記ローラを軸心と直交する方向に回転自在に連結した受動的なスラスト回転機構と、前記スラスト回転機構の両方向への回転を所定角度で規制する回転規制部材と、前記ローラを径方向に揺動自在に連結した受動的な径方向揺動機構と、前記ローラの軸方向からみて該径方向揺動機構の揺動中心を基準にして左右に配置され、前記径方向揺動機構に対してそれぞれ対向する方向に力を加える第１空気圧シリンダ及び第２空気圧シリンダとを有し、前記車両を前記ローラで塗布する際に、塗布をする面の形状により、前記第１シリンダと前記第２シリンダの双方で前記径方向揺動機構に対して対向する方向に力を加えることにより、前記径方向揺動機構を固定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、前記ロボットに接続され、回転自在なローラを備えるローラ機構部と、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を前記ローラに供給する供給機構部と、を有し、前記ローラ機構部は、前記ローラを長手方向に揺動自在に連結した受動的な長手方向揺動機構と、前記ローラを径方向に揺動自在に連結した受動的な径方向揺動機構とを有することを特徴とする。
【００１５】
このように、ローラを回転移動させるスラスト回転機構または揺動機構を設けることにより、車両の外表面に保護層形成材を塗布する工程をさらに自動化させることができる。また、ローラを車両の外表面に常に密着させることができるとともにロボットの動作教示を容易に行うことができる。さらに、ローラおよび車両の外表面の双方に過大な力がかかることを防止することができる。
【００１６】
また、本発明では、前記ローラ機構部は、前記ローラを径方向に揺動自在に連結した受動的な径方向揺動機構を有する。径方向揺動機構を設けることにより、ローラは３次元的に移動可能となり、車両の外表面に対してより密着しやすくなる。
【００１７】
さらにまた、前記保護層形成材の材料としてアクリル系コポリマ剤を用いると、車両の塗装部をより確実に保護することができ、しかも除去するときには剥がしやすい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る保護層形成材の塗布装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１７を参照しながら説明する。
【００１９】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置１０は、自動車の搬送ライン１２に設けられるものであり、塗装の終了した車両１４に対して保護層形成材を塗布するものである。塗布装置１０は、産業用ロボットである３台のロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、システム全体の制御を行う制御部１８と、保護層形成材が収容されたタンク２０と、該タンク２０から各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに連通する塗布材管路２２と、水供給源２４からロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへ水を供給する水管路２６とを有する。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ制御部１８に接続されたロボットコントローラ２８ａ、２８ｂ、２８ｃによって制御される。
【００２０】
ロボット１６ａおよび１６ｃは、搬送ライン１２における車両１４の進行方向左手側に設けられ、ロボット１６ｂは、進行方向右手側に備えられている。また、ロボット１６ａは進行方向前方、ロボット１６ｂは進行方向の中程、ロボット１６ｃは進行方向後方に備えられている。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは搬送ライン１２と平行なスライドレール３０上を移動可能である。
【００２１】
塗布材管路２２の途中にはポンプ３２が設けられており、タンク２０から保護層形成材を吸い上げてロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへ供給する。また、タンク２０および塗布材管路２２は、図示しないヒータと温度計とによって温度制御されており、保護層形成材を適温に保っている。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの先端部には、それぞれ塗布材管路２２によって保護層形成材が供給されるローラ機構部３４が設けられている。
【００２２】
保護層形成材の材料は、アクリル系コポリマ剤を主成分とするものであって、好ましくは、ガラス転移温度の異なる２種のアクリル系コポリマ部分を有するものであるとよい。具体的には、例えば、前記の特許文献１で示されている保護層形成材を用いるとよい。また、保護層形成材は、水との混合割合および温度の変化によって粘度を調整することができ、しかも、乾燥すると車両１４に密着して粉塵、金属粉、塩分、油分、酸、直射日光等から車両１４の塗装部を化学的および物理的に保護することができる。さらに、車両１４をユーザに納品の際等で除去するときには、容易に剥離させることができる。
【００２３】
図３に示すように、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、例えば、産業用の多関節型のロボットであり、ベース部４０と、該ベース部４０を基準にして順に、第１アーム４２、第２アーム４４および第３アーム４６とを有し、該第３アーム４６の先端にローラ機構部３４が設けられている。ローラ機構部３４は、第３アーム４６に対して着脱自在であり、所謂、エンドエフェクタとして作用する。第１アーム４２はベース部４０に対して水平および垂直に回動可能な軸Ｊ１、Ｊ２によって回動可能である。第２アーム４４は第１アーム４２と軸Ｊ３で回動可能に連結されている。第２アーム４４は軸Ｊ４によって捻れ回転が可能になっている。第３アーム４６は第２アーム４４と軸Ｊ５で回動可能に連結されている。第３アーム４６は軸Ｊ６によって捻れ回転が可能になっている。
【００２４】
このような６軸構成のロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作によって、先端部に接続されたローラ機構部３４は車両１４の近傍における任意の位置に移動可能であって、かつ、任意の向きに設定可能である。換言すれば、ローラ機構部３４は６自由度の移動が可能である。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、回転動作以外にも伸縮動作、平行リンク動作等の動作部を有するものであってもよい。
【００２５】
図４〜図６に示すように、ローラ機構部３４は、第３アーム４６の先端部に取り付けられており、円筒形状で保護層形成材を吸収して蓄えることのできる材質のローラ４８と、ロボット１６ａの第３アーム４６に対する取付部であるスラスト回転機構６９とを有する。該スラスト回転機構６９は、第３アーム４６に対する取付部材７０と、該取付部材７０に対してベアリング７２を介して回転自在に支持されているスラスト回転部材７４と、該スラスト回転部材７４の下に取り付けられたベース部７６とを有する。
【００２６】
また、ローラ機構部３４は、ベース部７６の両端部に設けられた空気圧シリンダ７８および８０と、ベース部７６の略下端の第１揺動軸（径方向揺動機構）８２に揺動自在に軸支された第１揺動部材８４と、ローラ４８を保持するホルダ８６と第１揺動部材８４とを接続するホルダ接続部８８とを有する。ローラ４８は第１揺動軸８２を中心として、径方向に揺動自在である。第１揺動部材８４は、上方に延在する２つの上方延在部８４ａを有し、該上方延在部８４ａの略上端には、第１揺動軸８２と平行なピン９０が設けられている。ピン９０は第１揺動軸８２より上方に設定されている。さらに、ローラ機構部３４は、前記空気圧シリンダ７８および８０のロッド７８ａおよびロッド８０ａから力を受けて、前記第１揺動軸８２を中心として回転する２つのピン押圧部材９２および９４を有する。ピン押圧部材９２の押圧面９２ａは、ロッド７８ａが縮退するとき図６における前記ピン９０の左面を押圧し、ピン押圧部材９４の押圧面９４ａは、ロッド８０ａが縮退するとき図６における前記ピン９０の右面を押圧する。
【００２７】
２つの上方延在部８４ａの間には、ベース部７６から下方に延在する２つの下方延在部７６ａが配置され、該２つの下方延在部７６ａの間に押圧面９２ａおよび９４ａが配置されている。
【００２８】
スラスト回転部材７４には回転規制部材９６が設けられており、該回転規制部材９６の上面の凹部９６ａには、取付部材７０から下に突出する小突起９８が配置されている。小突起９８の幅は凹部９６ａの幅よりやや小さく、この隙間の範囲においてスラスト回転部材７４はスラスト方向に回転自在となっている。ここでいうスラスト方向とは、ローラ４８自体の軸心と直交する方向であり、第３アーム４６の軸心Ｃを中心とした回転方向である。取付部材７０を第３アーム４６に取り付けるためのボルト１００を小突起９８に兼用してもよい。
【００２９】
ホルダ接続部８８には上部と下部で対向する２つのクランパ１０２および１０４が設けられている。これらのクランパ１０２および１０４はアルミパイプ１０６を保持しており、該アルミパイプ１０６により第１揺動部材８４とホルダ８６が連結されている。アルミパイプ１０６の表面には環状溝１０６ａが設けられている。
【００３０】
ローラ４８の両端はホルダ８６により回転自在に保持されており、塗布材管路２２はホルダ８６の一端部を介してローラ４８の内部に連通している。ローラ４８はホルダ８６に対して着脱自在である。
【００３１】
図７に示すように、ローラ４８に保護層形成材を供給するための液圧および空圧の複合回路（供給機構部）１５０は、コンプレッサ１５２と、該コンプレッサ１５２の吐出部に接続されたエアタンク１５４と、空気圧の供給・遮断の切り換えを行う手動の空圧投入弁１５６と、制御部１８から供給される電気信号によって２次側圧力を減少させるレギュレータ１５８と、該レギュレータ１５８の２次圧によってパイロット操作されて塗布材管路２２の圧力を減少させるレギュレータ操作弁１６０とを有する。また、複合回路１５０は、レギュレータ操作弁１６０の２次側管路および水管路２６が接続されたＭＣＶ（Material Control Valve、供給切換弁）１６２と、ＭＣＶ１６２の２次側とローラ４８との間に設けられたトリガー弁１６４とを有する。ＭＣＶ１６２の内部には、塗布材管路２２および水管路２６の連通・遮断の切り換えを行う切換弁１６２ａ、１６２ｂが設けられており、該切換弁１６２ａ、１６２ｂの２次側は連通している。なお、図７の破線は空気圧管路を示す。
【００３２】
ＭＣＶ１６２、トリガー弁１６４およびレギュレータ操作弁１６０は、空気圧パイロット式に限らず電気ソレノイド等の駆動方式のものでもよい。
【００３３】
複合回路１５０は、さらに、空圧投入弁１５６から供給される空気圧を切り換えることによって切換弁１６２ａ、１６２ｂをパイロット形式で操作するＭＣＶ切換電磁弁１６６と、トリガー弁１６４をパイロット操作するトリガー切換電磁弁１６８とを有する。ＭＣＶ切換電磁弁１６６は制御部１８から供給される電気信号によって、切換弁１６２ａ、１６２ｂのいずれか一方を連通させるとともに他方を遮断し、水と保護層形成材とを切り換えてトリガー弁１６４に供給する。トリガー切換電磁弁１６８は、制御部１８から供給される電気信号によってトリガー弁１６４を連通・遮断状態に切り換えて、ローラ４８に水または保護層形成材を供給する。
【００３４】
塗布材管路２２および水管路２６の途中には、それぞれ手動の止め弁１７０、１７２が設けられている。通常、止め弁１７０および１７２は連通させておく。複合回路１５０において空気の排出口にはそれぞれサイレンサ１７４が設けられており、排気音を低減させている。コンプレッサ１５２、ポンプ３２および水供給源２４には、過剰な圧力上昇を防止するリリーフ弁（図示せず）が設けられている。
【００３５】
なお、複合回路１５０におけるコンプレッサ１５２、エアタンク１５４、水供給源２４およびポンプ３２は、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに共通であり、それ以外の機器は各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに個別に備えられている。
【００３６】
次に、このように構成される保護層形成材の塗布装置１０を用いて、車両１４に保護層形成材を塗布する方法について説明する。
【００３７】
まず、予め、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対して動作の教示を行う。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに車両１４のボンネット部１４ａ（図１参照）、ルーフ中央部１４ｂおよびルーフ後方部１４ｃをそれぞれ分担させて、各担当部に保護層形成材を塗布させるように教示し、教示したティーチングデータは制御部１８の所定の記録部に記録し、保持しておく。車両１４がセダン型であるときには、ロボット１６ｃはトランク部を分担する。
【００３８】
レギュレータ１５８による圧力制御、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作速度およびロッド７８ａおよび８０ａに加える力の制御とによって車両１４に塗布する保護層形成材の厚みを調整することができる。
【００３９】
このときの車両１４は塗装が終了していればよく、部品等が取り付けられていない未完成車であってもよいことはもちろんである。
【００４０】
ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって保護層形成材が塗布された車両１４は、搬送ライン１２によって次工程へ搬送される。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、車両１４と干渉することのない待機姿勢に待避して、つぎの車両１４が搬入されるまで待機する。このとき、トリガー弁１６４を遮断させ保護層形成材の供給を停止させる。
【００４１】
塗布された保護層形成材は、自然乾燥または送風しながら乾燥させて可剥離性保護層を形成し、車両１４の塗装部を保護する。
【００４２】
図８に示すように、ロボット１６ａの第３アーム４６と車両１４の表面との距離を適当に保ち、第１揺動部材８４の傾斜角度を所定の角度θとなるように教示する。第１揺動部材８４の傾斜角度は基本的に角度θに保つが、例えば、凹部５００および凸部５０２は無視し、第１揺動部材８４の傾斜角度を多少変化させるようにしてもよい。このように浅い凹部５００や比較的低い凸部５０２も無視することによりロボット１６ａの動作教示が容易になる。
【００４３】
保護層形成材を塗布する処理は、搬送ライン１２において１台の車両１４毎に設定されているタクトタイム内で終了するように教示を行う。
【００４４】
次に、車両１４に保護層形成材を塗布する際には、タンク２０（図７参照）および塗布材管路２２を所定のヒータによって適温に加温するとともに、コンプレッサ１５２、水供給源２４およびポンプ３２を動作させる。また、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを車両１４と干渉することのない位置で待機させ、空圧投入弁１５６を連通させる。
【００４５】
次いで、塗装の終了した車両１４を搬送ライン１２によって搬入し、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの近傍で停止させる。制御部１８は、車両１４が搬入されたことを搬送ライン１２から供給される信号またはセンサ（図示せず）によって認識し、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを教示データに基づいて動作させる。
【００４６】
このとき、制御部１８はレギュレータ１５８（図７参照）を介してレギュレータ操作弁１６０を制御し、塗布材管路２２を適当な圧力に制御する。また、制御部１８は、ＭＣＶ切換電磁弁１６６を介してＭＣＶ１６２を制御し、塗布材管路２２を連通させるとともに水管路２６を遮断する。さらに、制御部１８はトリガー切換電磁弁１６８を操作することによってトリガー弁１６４を連通させる。このような制御部１８の作用によって保護層形成材は適当な圧力および適温に保たれながらローラ機構部３４のローラ４８に供給され、該ローラ４８の表面に適量がしみ出る。
【００４７】
次に、図８に示すようにロボット１６ａを右方向へ移動させながら車両１４に保護層形成材を塗布する際には、ロッド８０ａが縮退する方向に比較的弱い力Ｆａを発生するように右側の空気圧シリンダ８０に空気を供給する。また、ロッド７８ａが延出するように左側の空気圧シリンダ７８に空気を供給する。このようにすることにより、右側のピン押圧部材９４の押圧面９４ａはピン９０の右側面を比較的弱い力で押圧し、左側のピン押圧部材９２の押圧面９２ａはピン９０から離間する。従って、第１揺動部材８４およびローラ４８は第１揺動軸８２を中心として反時計方向の力を受けることになり、ローラ４８が適当な押圧力で車両１４の表面に押圧される。ローラ４８の適用箇所や移動方法に応じて力Ｆａを適宜調整するとよい。
【００４８】
図９Ａに示すように、車両１４の表面の傾斜角度とローラ４８の向きとが不適合となっている場合、仮に、ベアリング７２およびスラスト回転部材７４（図４参照）を有するスラスト回転機構６９が設けられていないとすると、ローラ４８の下部の中点Ｐのみが車両１４の表面に接し、ローラ４８の両端部はそれぞれ車両１４の表面に対して水平方向に距離Ｈ離間し、または干渉することになる。
【００４９】
しかしながら、ローラ機構部３４にはスラスト回転機構６９が設けられていることから、図９Ｂに示すように、ローラ４８は軸心Ｃを中心として回転し、ローラ４８の下面は車両１４の表面に自動的に密着することになる。従って、保護層形成材をより確実に塗布することができる。また、ローラ４８が車両１４の表面を無理に押圧することがなく、ローラ４８および車両１４の表面の双方に過大な力がかかることを防止できる。
【００５０】
さらに、第１揺動部材８４（図４参照）が第１揺動軸８２を中心として傾斜していることを考慮すると、図１０に示すように、ローラ４８の下面は車両１４の表面に沿って３次元的に移動して密着する。つまり、スラスト回転機構６９と第１揺動軸８２とが協動して作用し、ローラ４８の下面を車両１４の表面に密着させることができる。
【００５１】
図１１に示すように、車両１４の表面の傾斜が連続的に変化する場合にも、スラスト回転機構６９と第１揺動軸８２との協動作用により、ローラ４８の下面は車両１４の表面に接触しながら転がることができる。なお、図９Ａ、図９Ｂ、図１０、図１１および後述する図１７における車両１４の表面の等高線は、該表面の空間上における傾斜を理解しやすいように付した概念的なものである。
【００５２】
このように、車両１４の表面の傾斜角度とローラ４８の向きとが不適合となっている場合でも、ローラ４８の下面は車両１４の表面に自動的に密着することになるので、保護層形成材をより確実に塗布することができるとともに、ロボット１６ａの動作経路の精度を比較的低くすることができる。これにより、ロボット１６ａの動作教示を容易に行うことができ、動作教示に要する時間を低減することが可能である。
【００５３】
図１２に示すように、ロボット１６ａを左方向に移動させながら車両１４に保護層形成材を塗布する際には、ロッド７８ａが縮退する方向に比較的弱い力Ｆａを発生するように左側の空気圧シリンダ７８に空気を供給する。また、ロッド８０ａが延出するように右側の空気圧シリンダ８０に空気を供給する。このようにすることにより、左側のピン押圧部材９２の押圧面９２ａはピン９０の左側面を比較的弱い力で押圧し、右側のピン押圧部材９４の押圧面９４ａはピン９０から離間する。従って、第１揺動部材８４およびローラ４８は第１揺動軸８２を中心として時計方向の力を受けることになり、ローラ４８が適当な押圧力で車両１４の表面に押圧される。
【００５４】
このように、ロボット１６ａの進行方向に応じて空気圧シリンダ７８および８０に供給する空気の流れの方向と圧力とを制御することにより、ローラ４８を車両１４の表面に対して適度に押圧することができる。つまり、ローラ４８の自重を押圧力として有効に利用するとともに、該自重では不足の押圧力を空気圧シリンダ７８または空気圧シリンダ８０により補償することができる。
【００５５】
これにより、ローラ４８が空回りしたり、凹部５００および凸部５０２を通過するときに飛び跳ねることがない。また、ローラ４８から保護層形成材がしみ出しやすい。このとき、ローラ４８は第１揺動軸８２を中心として揺動可能であることから、凹部５００および凸部５０２に対しても確実に密着させて保護層形成材を塗布することができる。つまり、ローラ４８が凹部５００および凸部５０２を通過する際には、凹部５００の深さｄおよび凸部５０２の高さに応じてロッド７８ａまたは８０ａが伸縮する。空気圧シリンダ７８および８０は、駆動流体として圧縮性に富む空気を用いていることから柔軟な動作が可能であり、外力の変動を吸収しやすい。
【００５６】
また、不測の事態によりロボット１６ａの動作が所定の教示経路をやや外れて、第３アーム４６が車両１４の表面に近づいた場合においても、ローラ４８は車両１４の表面に対して昇降可能であるとともに、表面に対する押圧力は空気圧シリンダ７８および８０に供給される空気圧により制御されているので、車両１４に過度な力が加わることがない。
【００５７】
空気圧シリンダ７８のロッド７８ａに連結されたピン押圧部材９２と空気圧シリンダ８０のロッド８０ａに連結されたピン押圧部材９４は、ピン９０を介して第１揺動部材８４に対してそれぞれ対向する方向に押圧力を加えるので、第１揺動部材８４が時計方向または反時計方向のいずれの方向に傾斜している場合にも適切に動作可能である。これにより、右方向および左方向のいずれの方向へも保護層形成材を塗布することができる。
【００５８】
また、図１３に示すように、空気圧シリンダ７８のロッド７８ａおよび空気圧シリンダ８０のロッド８０ａの双方を縮退するように作用させてもよい。例えば、ロボット１６ａを図１３の右方向へ移動させる場合、ロッド８０ａが縮退する方向に比較的弱い力Ｆａを発生させるとともに、ロッド７８ａが縮退する方向に非常に弱い力Ｆｂを発生させる。力Ｆａは力Ｆｂより大きく設定し、これらの力ＦａおよびＦｂを適切に設定することにより、ローラ４８を車両１４の表面に対して適切な力で押圧させることができる。
【００５９】
さらに、図１４に示すように、空気圧シリンダ７８のロッド７８ａおよび空気圧シリンダ８０のロッド８０ａの双方を延出するように作用させてもよい。このようにすると、ピン押圧部材９２の押圧面９２ａとピン押圧部材９４の押圧面９４ａの双方がピン９０から離間し、第１揺動部材８４に加わる力はなくなる。従って、ローラ４８は自重だけで車両１４の表面を押圧することとなる。特に、ローラ４８が比較的重く車両１４の表面に対する十分な押圧力を有する場合には、ロッド７８ａおよび８０ａの双方を延出させて第１揺動部材８４を揺動自在とするとよい。
【００６０】
さらにまた、図１５に示すように、狭い幅で比較的深い溝５０４に保護層形成材を塗布する際には、ロッド７８ａおよびロッド８０ａの双方を強い力Ｆｃで縮退させるとよい。この場合、第１揺動部材８４は力学的なバランスにより軸心Ｃ（図６参照）と一致する方向に設定されるとともに、左右いずれの方向にも揺動し難くなり、所謂、ロックされた状態になる。このように第１揺動部材８４をロックした状態でローラ４８を溝５０４に比較的強く押し込むことによりローラ４８から保護層形成材がしみ出し、該溝５０４に対して保護層形成材を塗布することができる。
【００６１】
また、ローラ４８を車両１４の表面に接触させずに比較的長距離を移動させる場合には第１揺動部材８４をロックしておくとよい。ロックすることにより、第１揺動部材８４が不用意に揺動することがなく、長距離を高速で移動させることができる。
【００６２】
次に、ローラ機構部３４の変形例であるローラ機構部３４ａについて図１６を参照しながら説明する。ローラ機構部３４ａは、ローラ機構部３４（図４参照）におけるスラスト回転機構６９（図４参照）を揺動機構（長手方向揺動機構）３００で置き換えたものである。なお、以下の説明では、前記のローラ機構部３４と同じ箇所については同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
揺動機構３００は、ロボット１６ａの第３アーム４６に対する取付部材３０２と、該取付部材３０２の第２揺動軸３０３に対してベアリング３０４を介して回転自在に支持されている第２揺動部材３０６とを有する。第２揺動部材３０６の下にはベース部７６が取り付けられている。
【００６４】
第２揺動軸３０３は第３アーム４６の軸心Ｃと直交する向きで、かつ、第１揺動軸８２の向きに対して垂直である。つまり、軸心Ｃ、第１揺動軸８２および第２揺動軸３０３を幾何学的に平行移動して交差させた場合には互いの軸心は直交する。従って、ローラ４８は揺動機構３００により長手方向に揺動自在となる。
【００６５】
第２揺動部材３０６の上部には回転規制部材３０８が設けられており、該回転規制部材３０８の上面の凹部３０８ａには、取付部材３０２から下に突出する小突起３１０が配置されている。小突起３１０の幅は凹部３０８ａの幅よりやや小さく、この幅の差の範囲において第２揺動部材３０６はベアリング３０４を中心として回転自在となっている。小突起３１０は、取付部材３０２を第３アーム４６に取り付けるためのボルト１００で兼用してもよい。
【００６６】
次に、このように構成されるローラ機構部３４ａを用いて保護層形成材を塗布する場合の作用について説明する。
【００６７】
図１７に示すように、車両１４の表面の傾斜角度とローラ４８の向きとが不適合となっている場合、仮に、揺動機構３００が設けられていないとすると、ローラ４８の下部の中点Ｐのみが車両１４の表面に接し、ローラ４８の両端部はそれぞれ車両１４の表面に対して高さ方向に距離Ｈ離間し、または干渉することになる。
【００６８】
しかしながら、ローラ機構部３４には揺動機構３００が設けられていることから、ローラ４８は第２揺動軸３０３を中心として回転し、ローラ４８の下面は車両１４の表面に自動的に密着することになる。従って、保護層形成材をより確実に塗布することができる。また、ローラ４８が車両１４の表面を無理に押圧することがなく、ローラ４８および車両１４の表面の双方に過大な力がかかることを防止できる。
【００６９】
さらに、第１揺動部材８４（図１６参照）が第１揺動軸８２を中心として傾斜していることを考慮すると、ローラ４８の下面は車両１４の表面に沿って３次元的に移動して密着する。つまり、第１揺動軸８２と第２揺動軸３０３とが協動して作用し、ローラ４８の下面を車両１４の表面に密着させることができる。
【００７０】
車両１４の表面の傾斜が連続的に変化する場合にも、前記の図１１を用いて示したローラ機構部３４の動作と略同様に、第１揺動軸８２と第２揺動軸３０３との協動作用により、ローラ４８の下面は車両１４の表面に接触しながら転がることができる。
【００７１】
このように、車両１４の表面の傾斜角度とローラ４８の向きとが不適合となっている場合でも、ローラ４８の下面は車両１４の表面に自動的に密着することになるので、保護層形成材をより確実に塗布することができるとともに、ロボット１６ａの動作経路の精度を比較的低くすることができる。これにより、ロボット１６ａの動作教示を容易に行うことができ、動作教示に要する時間を低減することが可能である。
【００７２】
上記したように、本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置１０によれば、ローラ４８を備えるローラ機構部３４または３４ａをロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃで操作するとともにローラ４８に保護層形成材を供給することにより、保護層形成材を塗布する工程を自動化し、塗布品質を均一化することができる。
【００７３】
また、車両１４の表面に保護層形成材を塗布する工程を、従来技術よりもさらに自動化させるとともに、ローラ４８を車両１４の表面に常に密着させることができる。さらに、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作教示を容易に行うことができる。
【００７４】
さらにまた、ローラ機構部３４および３４ａは、ローラ４８を車両１４の表面に押圧させるとともに、凹凸に応じてローラ４８を受動的に昇降させる機能を有するので、ローラ４８を車両１４の外表面に密着させ、保護層形成材を適切に塗布することができる。
【００７５】
また、自動化によって作業者が保護層形成材を塗布する工程がなくなることから、工程数を減少させて生産効率を向上させることができる。さらに、作業者用の空調設備を省略することができる。従って、空調に要する電力の低減により省エネルギ化を図ることができ、耐環境性を向上させることができるとともに工場の操業コストが低減化される。
【００７６】
保護層形成材により形成される剥離性保護層は、車両１４の出荷後において塗装部を保護することができる一方、工場内においても塗装部を保護することができスクラッチカバーの代用となる。従って、車種毎に違う形状の多数のスクラッチカバーを省略することができる。
【００７７】
車両１４のバンパには着色されていて塗装が不要のものがあるが、保護層形成材はこのようなバンパ等の塗装部以外の箇所に塗布してもよい。
【００７８】
本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、上述の実施の形態に限らず、本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。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る保護層形成材の塗布装置によれば、車両の外表面に保護層形成材を塗布する工程をさらに自動化させるとともに、ローラを車両の外表面に密着させ、保護層形成材を適切に塗布するという効果を達成することができる。
【００８０】
また、車両の外表面に保護層形成材を塗布する工程をさらに自動化させるとともに、ローラを車両の外表面に常に密着させることができる。ロボットの動作教示を容易に行うことができる。さらに、ローラおよび車両の外表面の双方に過大な力がかかることを防止することができる。
【００８１】
さらにまた、保護層形成材の材料としてアクリル系コポリマ剤を用いることによって、車両をより確実に保護することができ、しかも除去するときには剥がしやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置の斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置の正面図である。
【図３】ロボットおよび該ロボットに設けられたローラ機構部の斜視図である。
【図４】ローラ機構部の拡大斜視図である。
【図５】ローラ機構部の一部断面拡大正面図である。
【図６】ローラ機構部の一部断面拡大側面図である。
【図７】液圧および空圧の複合回路を示す回路図である。
【図８】ローラ機構部を有するロボットを右方向へ動作させる過程において、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図９】図９Ａは、車両の表面の傾斜角度とローラの向きとが不適合となっている状態を示す模式図であり、図９Ｂは、ローラが軸心Ｃを中心として回転し、車両の表面の傾斜角度とローラの向きとが適合した状態を示す模式図である。
【図１０】ローラが移動し、車両の表面の傾斜角度とローラの向きとが適合した状態を示す模式図である。
【図１１】車両の表面の傾斜が連続的に変化する場合で、スラスト回転機構と第１揺動軸との協動作用により、ローラの下面が車両の表面に接触しながら転がる状態を示す模式図である。
【図１２】ローラ機構部を有するロボットを左方向へ動作させる際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図１３】ローラ機構部における左右の空気圧シリンダのロッドをそれぞれ縮退させながら保護層形成材を塗布する際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図１４】ローラ機構部における左右の空気圧シリンダのロッドをそれぞれ延出させながら保護層形成材を塗布する際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図１５】ローラ機構部における左右の空気圧シリンダのロッドをそれぞれ強い力で縮退させながら保護層形成材を塗布する際の、ロボットと車両の表面との位置関係を示す模式図である。
【図１６】ローラ機構部の変形例を示す一部断面拡大正面図である。
【図１７】ローラ機構部の変形例におけるローラが移動し、車両の表面の傾斜角度とローラの向きとが適合した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０…塗布装置１２…搬送ライン
１４…車両１６ａ、１６ｂ、１６ｃ…ロボット
１８…制御部２０…タンク
２２…塗布材管路２６…水管路
３０…スライドレール３２…ポンプ
３４、３４ａ…ローラ機構部４８…ローラ
７８、８０…空気圧シリンダ７８ａ、８０ａ…ロッド
６９…スラスト回転機構７０、３０２…取付部材
７２、３０４…ベアリング７４…スラスト回転部材
８２、３０３…揺動軸８４、３０６…揺動部材
８６…ホルダ９０…ピン
９２、９４…ピン押圧部材９２ａ、９４ａ…押圧面
９６、３０８…回転規制部材９６ａ、３０８ａ…凹部
９８、３１０…小突起３００…揺動機構

Claims

車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、
前記ロボットに接続され、回転自在なローラを備えるローラ機構部と、
乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を前記ローラに供給する供給機構部と、
を有し、
前記ローラ機構部は、前記ローラを軸心と直交する方向に回転自在に連結した受動的なスラスト回転機構と、
前記スラスト回転機構の両方向への回転を所定角度で規制する回転規制部材と、
前記ローラを径方向に揺動自在に連結した受動的な径方向揺動機構と、
前記ローラの軸方向からみて該径方向揺動機構の揺動中心を基準にして左右に配置され、前記径方向揺動機構に対してそれぞれ対向する方向に力を加える第１空気圧シリンダ及び第２空気圧シリンダと、
を有し、
前記車両を前記ローラで塗布する際に、塗布をする面の形状により、前記第１シリンダと前記第２シリンダの双方で前記径方向揺動機構に対して対向する方向に力を加えることにより、前記径方向揺動機構を固定することを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、
前記ロボットに接続され、回転自在なローラを備えるローラ機構部と、
乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を前記ローラに供給する供給機構部と、
を有し、
前記ローラ機構部は、前記ローラを長手方向に揺動自在に連結した受動的な長手方向揺動機構と、
前記ローラを径方向に揺動自在に連結した受動的な径方向揺動機構と、
を有することを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
請求項１又は２記載の保護層形成材の塗布装置において、
前記保護層形成材の材料は、アクリル系コポリマ剤であることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。