JP4118183B2 - 保護層形成材の塗布装置 - Google Patents

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と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、長時間の保管及び搬送の間には、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注出した後、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、作業員が従来用いているローラを産業用のロボットに適用することが検討される。この場合、ポンプを用いて保護層形成材をローラに対して自動的に供給できるようにすると好適である。保護層形成材をローラに供給する方法としては、ローラの内面から保護層形成材を供給して表面に染み出させる方法が考えられる。この方法によれば保護層形成材がローラに対して略均一に染みわたり、好適である。
【００１１】
しかしながら、このように保護層形成材をローラの内面から供給する場合、ローラの表面全体に保護層形成材が染みわたるまでには多少時間がかかる。また、最初の段階では保護層形成材が十分均一に染みわたるとは限らず、ローラの表面を形成する材料が保護層形成材に馴染んでいない。従って、実作業を開始するまでに時間がかかるとともに保護層形成材の塗りむらが発生し、又は塗膜厚が不足するおそれがある。
【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、保護層形成材の塗布作業を迅速に開始させるとともに、保護層形成材の塗りむらの発生と塗膜厚が不足することを防止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。
【００１７】
【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、複数の車両が順次搬送される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、回転自在であって、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吸収して蓄えることのできる材質のローラと、前記保護層形成材を前記ローラに供給する供給機構部と、前記ロボットの動作範囲内に配置され、前記ローラの長尺方向の幅より広く、前記ローラを転がすためのウォームアップ機構と、を有し、前記ウォームアップ機構は、傾斜面と、該傾斜面の４辺のうち傾斜した２辺及び下辺に設定された側壁と、前記下辺の近傍に設けられた前記保護層形成材の排出部と、前記ローラを前記車両に当接させて前記保護層形成材を塗布する前に、前記ローラが前記傾斜面の上方の待機位置に配置されたことを検出する位置検出手段と、を有し、前記傾斜面には、複数の孔と、小凸部が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
このように、ロボットの動作範囲内にローラを転がすための傾斜面を設けることにより、所定のティーチング動作によって、保護層形成材を供給しながらローラを転がすことができる。従って、保護層形成材の塗布作業を迅速に開始させることができるとともに、保護層形成材の塗りむらの発生と塗膜厚が不足することを防止することができる。また、塗布作業前に、予め保護層形成材を供給しながらローラを転がすことによって、保護層形成材の塗布作業を迅速に開始させることができるとともに、保護層形成材の塗りむらの発生と塗膜厚が不足することを防止することができる。
【００１９】
さらにまた、本発明における前記ウォームアップ機構は、傾斜面と、該傾斜面の４辺のうち傾斜した２辺及び下辺に設定された側壁と、前記下辺の近傍に設けられた前記保護層形成材の排出部と、前記ローラを前記車両に当接させて前記保護層形成材を塗布する前に、前記ローラが前記傾斜面の上方の待機位置に配置されたことを検出する位置検出手段とを有し、前記傾斜面には、複数の孔と、小凸部が設けられていることから、保護層形成材が外部に漏出または飛散しにくく、下辺に流れて集められた保護層形成材は排出される。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。
【００２０】
また、本発明では、ウォームアップ機構に複数の孔が設けられていることから、前記傾斜面における過剰な保護層形成材が排出される。
【００２１】
さらに、本発明では、ウォームアップ機構に小凸部が設けられていることから、ローラが空回りすることがない。また、ローラに保護層形成材が染み込みやすい。前記ローラが前記傾斜面の上方の待機位置に配置すると、ローラから保護層形成材が滴下しても傾斜面上に落ちることから他の部分を汚すことがない。
【００２２】
【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１１を参照しながら説明する。
【００２３】
図１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。制御部１８にはキーボードやポインティングデバイス等の入力装置１８ａと、モニタ画面１８ｂが設けられている。モニタ画面１８ｂには、例えば、ローラ設定メニュー（図７参照）に関する画面が表示される。
【００２４】
ロボット１６ａ及び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、進行方向右手側に設けられている。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。
【００２５】
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、保護層形成材は、図示しないヒータと温度計とによって適温となるように制御されている。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの先端部には、それぞれ塗布材管路２２及びその先端部のチューブ２２ａ（図２参照）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。
【００２６】
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、水との混合割合及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の塗装部を化学的及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。
【００２７】
図２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及び第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に対して水平及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。
【００２８】
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。
【００２９】
各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの近傍には容器台４７が備えられており、該容器台４７上には、ウォーミングアップ機構１１０と超音波駆動回路部１３０ｂを有するモイスチャーボックス１３０が固定されている。容器台４７は、ローラ４８が到達可能な動作範囲内に備えてあればよい。これらのウォーミングアップ機構１１０及びモイスチャーボックス１３０の各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対する相対位置は制御部１８に記憶されている。ウォーミングアップ機構１１０及びモイスチャーボックス１３０の詳細な構成については後述する。
【００３０】
図３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ローラ機構ベース部７６とを有する。ローラ４８の材質は、例えば、スポンジ及び植毛体等を挙げることができる。
【００３１】
また、ローラ機構部３４は、ローラ機構ベース部７６の両端部に設けられた空気圧シリンダ７８及び８０と、ローラ機構ベース部７６の略下端の揺動軸８２に揺動自在に軸支された揺動部材８４と、ローラ４８を保持するホルダ８６と揺動部材８４とを接続するホルダ接続部８８とを有する。ローラ４８は揺動軸８２を中心として、径方向に揺動自在である。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、揺動軸８２と平行なピン９０が設けられている。ピン９０は揺動軸８２より上方に設定されている。
【００３２】
さらに、ローラ機構部３４は、前記空気圧シリンダ７８及び８０のロッド７８ａ及びロッド８０ａから力を受けて、前記揺動軸８２を中心として回転する２つのピン押圧部材９２及び９４を有する。ピン押圧部材９２の押圧面９２ａは、ロッド７８ａが縮退するとき前記ピン９０の一端面を押圧し、ピン押圧部材９４の押圧面９４ａは、ロッド８０ａが縮退するとき前記ピン９０の他端面を押圧する。
【００３３】
２つの上方延在部８４ａの間には、ローラ機構ベース部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及び９４ａが配置されている。
【００３４】
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の軸心を中心とした回転方向である。
【００３５】
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及び１０４が設けられている。これらのクランパ１０２及び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。
【００３６】
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の先端部のチューブ２２ａ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。
【００３７】
図４に示すように、ウォーミングアップ機構１１０は、ローラ４８及び該ローラ４８を保持するホルダ８６の幅より広い幅に設定されている。ウォーミングアップ機構１１０は、傾斜面１１２と、該傾斜面１１２の傾斜した２つの辺に接するように設けられた側壁１１４ａと、下辺に接するように設けられた側壁１１４ｂと、下辺の近傍に設けられた排出口１１６とを有する。排出口１１６には、必要に応じて着脱可能な栓を設けてもよい。傾斜面１１２の上辺は両端部が小壁１１４ｃで支持されている。側壁１１４ａ、１１４ｂ及び小壁１１４ｃは、底面板１１８と接続されている。傾斜面１１２には、アルミニウム板が用いられており、該アルミニウム板は容易に着脱可能である。
【００３８】
傾斜面１１２の下辺には、切欠凹部（排出部）１１２ａが設けられている。傾斜面１１２には全面にわたり小さな網目状の凸部１１２ｂが設けられているとともに、所定の間隔で小さな孔１１２ｃが設けられている。
【００３９】
傾斜面１１２はローラ４８の外周径より長く設定されており、該傾斜面１１２上でローラ４８を転がしたとき少なくとも３６０°回転させることができる。
【００４０】
側壁１１４ｂの上部には、回動レバー１２０ａを備えるリミットスイッチ１２０が設けられている。回動レバー１２０ａは弱い弾性力によって傾斜面１１２の方向に傾斜しており、このときリミットスイッチ１２０はオフである。回動レバー１２０ａがウォーミングアップ機構１１０の外方へ向かって回動されたとき（図１１参照）、リミットスイッチ１２０はオンになる。リミットスイッチ１２０のオン・オフに関する信号は、ロボットコントローラ２８ａ、２８ｂ、２８ｃを介して制御部１８に供給される。
【００４１】
実際上、ウォーミングアップ機構１１０は、樹脂製容器の一部を加工し、傾斜面１１２に相当するアルミニウム板を小壁１１４ｃに立てかけるだけの簡便な構造である。アルミニウム板は容易に着脱可能であることから、適時取り外して表面に付着した保護層形成材を取り剥がすとよい。また、必要に応じて水で洗浄するとよい。ウォーミングアップ機構１１０は、保護層形成材を廃棄するための排水ピット上に配置すれば、底面板１１８は省略可能である。
【００４２】
図５に示すように、モイスチャーボックス１３０は、上面開放の貯水ボックス１３０ａと、該貯水ボックス１３０ａに隣接する超音波駆動回路部１３０ｂとを有する。貯水ボックス１３０ａは、ローラ４８及び該ローラ４８を保持するホルダ８６よりやや広い幅を有するとともにホルダ８６の２倍以上の高さを有する。貯水ボックス１３０ａの内面には、超音波駆動回路部１３０ｂによって高周波で振動する超音波振動体１３０ｃが設けられている。超音波振動体１３０ｃを振動させることにより、貯水ボックス１３０ａに溜まっている水を蒸発（又は霧化）させて貯水ボックス１３０ａ内を湿潤に保つことができる。この方式によれば超音波振動体１３０ｃを振動させた後、極めて迅速に水を蒸発させることができる。超音波振動体１３０ｃの振動周波数は、水蒸気粒子の細かさが適切な大きさとなるように設定しておく。
【００４３】
貯水ボックス１３０ａには上部の供給口１３２から水が供給されて溜められる。供給口１３２は電磁弁１３４に接続されており、該電磁弁１３４を制御部１８で操作することによって保護層形成材を貯水ボックス１３０ａに供給することができる。貯水ボックス１３０ａには液面計１３６が設けられており、保護層形成材の液面が低下したことを検出し、電磁弁１３４に作用して水を自動的に補給することができる。通常、水位が貯水ボックス１３０ａの略半分の高さとなるように水を補給する。
【００４４】
図６に示すように、ローラ４８、ウォーミングアップ機構１１０及びモイスチャーボックス１３０に保護層形成材及び水を供給するための液圧及び空圧の複合回路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次側管路及び水管路２６が接続されたＭＣＶ１６２を有する。ＭＣＶ１６２の２次側とローラ４８との間にはトリガー弁１６４が設けられている。ＭＣＶ１６２の内部には、塗布材管路２２及び水管路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６の破線は空気圧管路を示す。
【００４５】
ＭＣＶ１６２及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。
【００４６】
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を空気圧によりパイロット操作するトリガー切換電磁弁１６８とを有する。
【００４７】
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・遮断に切り換えてローラ４８に水又は保護層形成材を供給する。
【００４８】
塗布材管路２２及び水管路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及び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及び水供給源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。
【００４９】
水管路２６には前記の電磁弁１３４が接続されており、該電磁弁１３４を介してモイスチャーボックス１３０に水を供給することができる。
【００５０】
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及びポンプ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。
【００５１】
図７に示すように、モニタ画面１８ｂに表示されるローラ設定メニューは、洗浄時間テーブル１４０と、材料充填時間テーブル１４２とを有する。洗浄時間テーブル１４０は、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ毎に、後述する洗浄動作を実行させる時間（以下、洗浄設定時間という）を設定するテーブルである。材料充填時間テーブル１４２は、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ毎に、後述する第１動作（ウォーミングアップ機構１１０の傾斜面１１２上でローラ４８転がす動作）を実行させる時間（以下、材料充填設定時間という）を設定するテーブルである。洗浄時間テーブル１４０及び材料充填時間テーブル１４２はそれぞれ「設定値」行と「経過時間」行とを有し、入力装置１８ａを操作することによって、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ毎に洗浄設定時間及び材料充填設定時間を入力する。洗浄設定時間及び材料充填設定時間は所定の記録部に保持される。
【００５２】
洗浄時間テーブル１４０及び材料充填時間テーブル１４２の「経過時間」は、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作の経過時間が表示される行である。また、洗浄動作及び第１動作が実行される度に「０．０」にリセットされ、その直後自動的に計時を再開し経過時間を表示する。
【００５３】
また、モニタ画面１８ｂには、所定のポインティングデバイスの操作で指示されるスタートボタン１４４、停止ボタン１４６及び待機姿勢ボタン１４８が設けられている。スタートボタン１４４及び停止ボタン１４６は、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作を開始及び停止させるボタンである。待機姿勢ボタン１４８は、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを車両１４等と干渉することのない所定の待機姿勢にするボタンである。具体的には、ローラ４８およびホルダ８６をリミットスイッチ１２０（図１１参照）の回動レバー１２０ａを回動させる位置に移動させる。スタートボタン１４４、停止ボタン１４６及び待機姿勢ボタン１４８は、所定の操作によってロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対して個別に動作指示が可能である。
【００５４】
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。
【００５５】
まず、予め、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対して保護層形成材を塗布する動作の教示を行う。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及びルーフ後方部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。
【００５６】
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。
【００５７】
また、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対して、以下に示す第１動作、第２動作及び第３動作を教示させておく。
【００５８】
第１動作は、ウォーミングアップ機構１１０（図４参照）の傾斜面１１２上でローラ４８を複数回（例えば、１０回）往復して転がす動作である。この第１動作はローラ４８を塗布に適した状態となるように準備するための動作であり、ウォーミングアップ動作とも呼ばれる。
【００５９】
第２動作は、ローラ４８をモイスチャーボックス１３０（図５参照）の貯水ボックス１３０ａに挿入する動作であり、ローラ４８を貯水ボックス１３０ａに溜めた水に接触させないように教示する。
【００６０】
第３動作は、ホルダ８６をモイスチャーボックス１３０（図８参照）の貯水ボックス１３０ａに挿入する動作であり、ホルダ８６のチューブ接続部８６ａ（図８参照）を貯水ボックス１３０ａに溜めた水に沈めるように教示する。このとき、ローラ４８はホルダ８６から取り外しておく。
【００６１】
次に、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対する動作の教示が終了後、車両１４に保護層形成材を塗布する方法について図９及び図１０を参照しながら説明する。
【００６２】
先ず、ステップＳ１において、ウォーミングアップ機構１１０及びモイスチャーボックス１３０の貯水ボックス１３０ａにそれぞれ保護層形成材及び水を規定液位となるように供給する。この処理は、液面計１３６、電磁弁１３４によって自動的に行われる。
【００６３】
次に、ステップＳ２において、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを待機姿勢にし、ホルダ８６にローラ４８を装着する。このローラ４８は、未使用のもの又は洗浄して保護層形成材が洗い流されたものを用いる。
【００６４】
ここで、待機姿勢とは、図１１に示すように、ホルダ８６を回動レバー１２０ａに押し当てて、該回動レバー１２０ａを回動させる位置にロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを移動させた姿勢である。このようにすることにより、ローラ４８を装着する作業者は、モニタ画面１８ｂ（図１参照）によって、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃがローラ４８を交換する姿勢に至ったことを集中的に管理、認識することができる。また、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃが正しい動作を行っていることを確認することができる。
【００６５】
次いで、ステップＳ３において、所定の初期処理を行う。すなわち、保護層形成材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及びポンプ３２を動作させる。また、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを待機姿勢に保ち、空圧投入弁１５６を連通させる。
【００６６】
さらに、ステップＳ４において、予め教示したウォーミングアップ動作を実行させる。すなわち、チューブ２２ａからローラ４８の内面に保護層形成材を供給しながら傾斜面１１２上でローラ４８を複数回往復して転がす。
【００６７】
チューブ２２ａから供給される保護層形成材は、ローラ４８の表面に染み出るまでやや時間がかかるが、塗布作業を行う前段階でウォーミングアップ動作を実行させることによって保護層形成材を予め十分に染み込ませておくことができ、塗布作業を直ちに開始することができる。また、保護層形成材をローラ４８に染み込ませることによって、ローラ４８を構成する材料（例えば、植毛体）は柔らかくなって保護層形成材に馴染む。
【００６８】
さらに、傾斜面１１２は３方を側壁１１４ａ及び１１４ｂで囲われていることから、保護層形成材が外部に漏出又は飛散しにくい。また、ローラ４８を転がしたときににじみ出た余分な保護層形成材は傾斜面１１２を流れ落ちて切欠凹部１１２ａを通り底面板１１８に流れ込み、排出口１１６から排出される。ローラ４８からにじみ出る保護層形成材の量が過剰であるときには、孔１１２ｃから底面板１１８に滴下する。従って、傾斜面１１２上には適量の保護層形成材が残ることとなり、この傾斜面１１２をローラ４８が転がることにより、ローラ４８の植毛体（又はスポンジ）が保護層形成材に馴染む。
【００６９】
傾斜面１１２は、ローラ４８の外周径より長いので、ローラ４８を３６０°以上回転させることができ、保護層形成材をローラ４８の全周の面に均一に染み込ませることができる。ローラ４８は傾斜面１１２に設けられた網目状の凸部１１２ｂによって抵抗を受けるので、空回りすることがない。また、前記凸部１１２ｂによりローラ４８の表面は小さい圧縮・伸張を繰り返すことになり、保護層形成材が染み込みやすい。
【００７０】
さらに、傾斜面１１２の上辺は両端が小壁１１４ｃで支えられており、それ以外の部分は開放されている。従って、開放された部分からローラ４８を傾斜面１１２上に進入させやすい。また、小壁１１４ｃの幅は狭いことからホルダ８６に干渉することがない。
【００７１】
ウォーミング動作を実行させて保護層形成材をローラ４８に染み込ませた後、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを待機姿勢に戻す（ステップＳ５）。
【００７２】
このとき、ローラ４８は、傾斜面１１２の上方に配置されることになり、ローラ４８から保護層形成材が滴下しても傾斜面１１２上に落ちることからウォーミングアップ機構１１０以外の部分を汚すことがない。
【００７３】
次に、ステップＳ６において、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又はセンサ（図示せず）によって確認して次のステップＳ７に移る。車両１４の搬入が確認されない場合はそのまま待機する。
【００７４】
ステップＳ７においては、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを教示データに基づいて動作させ、車両１４の表面に保護層形成材を塗布する。このとき、制御部１８はレギュレータ１５８（図６参照）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、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及び適温に保たれながらローラ機構部３４のローラ４８の内面に供給される。
【００７５】
また、ローラ４８の内面に供給された保護層形成材はローラ４８の表面ににじみ出るまでにやや時間がかかるが、前記のステップＳ４において予めウォーミングアップ動作を実行しているので、直ちに塗布作業を行うことができる。
【００７６】
レギュレータ１５８による圧力制御と、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作速度及びロッド７８ａ及び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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。塗布された保護層形成材は、自然乾燥又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。
【００７９】
次に、ステップＳ８において、材料充填時間テーブル１４２（図７参照）の「設定値」の行で示される材料充填設定時間が経過したか否かを確認する。材料充填設定時間が経過しているときには、対応するタイマカウンタを「０．０」にリセットした後ステップＳ４へ戻りウォーミングアップ動作を行う。材料充填設定時間が経過していないときには次のステップＳ９へ移る。
【００８０】
材料充填設定時間が経過したときにはステップＳ４に戻るので、定期的なウォーミングアップ動作によりローラの表面を形成する材料を保護層形成材に馴染ませることができる。従って、車両１４に対して保護層形成材の塗りむらの発生を防止するとともに塗膜厚が不足することを防止することができる。
【００８１】
ステップＳ９においては、洗浄時間テーブル１４０（図７参照）の「設定値」の行で示される洗浄設定時間が経過したか否かを確認する。洗浄設定時間が経過しているときには、対応するタイマカウンタを「０．０」にリセットした後、図１０に示す休止モードに移る。洗浄設定時間が経過していないときには次のステップＳ１０へ移る。
【００８２】
ステップＳ１０においては、所定の休止時間であるか否かを確認する。休止時間であるときには図１０に示す休止モードに移り、それ以外のときにはステップＳ５へ戻り、その後次の車両１４が搬入されるまで待機する（ステップＳ６）。
【００８３】
ここで、休止時間とは終業時間、昼休みの開始時間及び工場操業上の所定の区切り時間等で搬送ライン１２が停止する時間である。
【００８４】
図１０に示す休止モードでは、まずステップＳ１０１において、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを待機姿勢に戻し、ローラ４８をホルダ８６から取り外す。取り外したローラ４８は、専用の洗浄装置で洗浄し、その後乾燥させる。
【００８５】
次に、ステップＳ１０２において、洗浄動作を行う。洗浄動作とは、ＭＣＶ切換電磁弁１６６（図６参照）を介してＭＣＶ１６２を操作し、切換弁１６２ａを遮断するとともに切換弁１６２ｂを連通させる動作である。この洗浄動作によって、水管路２６から水が供給され、ＭＣＶ１６２、トリガー弁１６４、チューブ２２ａを洗浄することができる。ローラ４８はステップＳ１０１で取り付けたままとし、ステップＳ１０２において洗浄動作により洗浄し、その後取り外して、さらに専用の洗浄装置で洗浄してもよい。
【００８６】
次いで、ステップＳ１０３において、休止時間が小休止に対応するものであるか長休止に対応するものであるかを確認する。小休止は、昼休み及び工場操業上の所定の区切り時間等の休止時間であり、長休止は、終業時間後の夜間等の休止時間である。小休止に対応した休止時間であるときにはステップＳ１０４へ移り、長休止に対応した休止時間であるときにはステップＳ１０８へ移る。
【００８７】
ステップＳ１０４においては、前記のステップＳ２と同様にホルダ８６にローラ４８を装着する。このローラ４８は、未使用のもの又は洗浄して保護層形成材が洗い流されたものである。
【００８８】
次に、ステップＳ１０５において、前記のステップＳ４と同様にウォーミングアップ動作を実行させる。ウォーミングアップ動作によって、新しく装着したローラ４８の表面を形成する材料を馴染ませることができるとともに保護層形成材を染み込ませることができる。
【００８９】
次いで、ステップＳ１０６において、予め教示した第２動作を実行させる。つまり、ローラ４８を、水に接触しない程度にモイスチャーボックス１３０（図５参照）の貯水ボックス１３０ａに挿入する。このとき、超音波振動体１３０ｃを振動させて水を蒸発させることにより貯水ボックス１３０ａの内部を湿潤に保ち、ローラ４８を加湿する。また、保護層形成材の供給は止めておく。
【００９０】
なお、ローラ４８は、必ずしも貯水ボックス１３０ａ内の水によって加湿することはなく、他の部分に溜めた水を蒸発させて、発生した蒸気をローラ４８に当てるように導いてもよい。
【００９１】
保護層形成材は、車両１４に塗布した後は迅速に乾燥・固化することが望ましいことから、乾燥・固化しやすいように調整されているものがある。しかしながら、車両１４に塗布する前段階でローラ４８に染み込んでいるときには乾燥・固化することは不都合である。本実施の形態においては、昼休み等の小休止時にはモイスチャーボックス１３０を用いてローラ４８を加湿し、保護層形成材の乾燥・固化を防止することができる。また、前のステップＳ１０５においてローラ４８には保護層形成材が十分に染み込んでいるので、小休止が終了したときには、直ちに保護層形成材の塗布を開始することができる。
【００９２】
ところで、熱式の蒸気発生器を用いる場合には、蒸気が発生するまでに時間がかかる。従って、ローラ４８を貯水ボックス１３０ａに挿入する所定時間前から通電等の発熱処理を行う必要があり、エネルギ消費量が大きい。また、例えば、搬送ライン１２を臨時に停止させローラ４８を急きょ加湿する必要が生じたときには、熱式の蒸気発生器では水蒸気の発生が間に合わず、ローラ４８に染み込んだ保護層形成材が乾燥・固化するおそれがある。
【００９３】
本実施の形態で用いるモイスチャーボックス１３０は超音波式であることから、ローラ４８を貯水ボックス１３０ａに挿入した後、超音波振動体１３０ｃを振動させることにより迅速に水蒸気を発生させることができるので、保護層形成材の乾燥・固化をより確実に防止できる。ローラ４８を急きょ加湿する必要が生じたときにも対応可能である。また、ローラ４８を貯水ボックス１３０ａに挿入していないときには水蒸気の発生を停止させることができるのでエネルギ消費量が少ない。また、モイスチャーボックス１３０は、熱式と異なり発熱することがないので取り扱いが容易である。
【００９４】
なお、小休止時にはステップＳ１０１〜Ｓ１０５においてローラ４８を洗浄、交換するとともにウォーミングアップ動作を実行すると説明したが、小休止の時間が短いときには、これらのステップＳ１０１〜Ｓ１０５を省略してステップＳ１０６へ移り、その時点で用いているローラ４８をそのままモイスチャーボックス１３０内で加湿してもよい。ステップＳ１０１、ステップＳ１０２及びＳ１０４のローラ４８の洗浄、交換処理のみを省略し、ウォーミングアップ動作を実行（ステップＳ１０５）させた後に、ステップＳ１０６へ移ってもよい。
【００９５】
次に、ステップＳ１０７において、制御部１８は休止時間が終了したか否かを確認する。このとき、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃのローラ４８は貯水ボックス１３０ａに挿入したままとし、超音波振動体１３０ｃによって水蒸気を発生させて湿潤状態に保つ。休止時間が終了したときにはステップＳ５に移り、休止時間であるときにはそのまま待機する。なお、休止時間が終了したときにはステップＳ４へ戻りウォーミングアップ動作を実行してもよい。
【００９６】
ステップＳ１０８、つまり、夜間等の長休止であるときには、ローラ４８をホルダ８６から取り外したまま、予め教示した第３動作を実行させる。つまり、ホルダ８６を、モイスチャーボックス１３０（図８参照）の貯水ボックス１３０ａに挿入し、ホルダ８６のチューブ接続部８６ａを貯水ボックス１３０ａに溜めた水に沈める。このとき、超音波振動体１３０ｃは停止させたままとし、水蒸気は発生させない。
【００９７】
このように、チューブ接続部８６ａを水に沈めておくことにより、トリガー弁１６４及びチューブ２２ａ等に多少残留している保護層形成材の乾燥・固化によって管路が詰まることを防止できる。
【００９８】
なお、長休止としては、通常の夜間における休止と、連休等の２４時間以上の休止が挙げられるが、２４時間以上の休止時には貯水ボックス１３０ａに蓄える水の量を多くし、ホルダ８６を深く沈めておくとよい。このように、休止時間の長さに応じて水を補充することによって、自然蒸発による水位の低下を補うことができる。
【００９９】
このステップＳ１０８により保護層形成材の塗布作業は終了し、再稼働する際には前記のステップＳ１から実行する。
【０１００】
図９及び図１０における処理は主に制御部１８のプログラム処理によって自動的に行われ、一部の補助的な作業だけを担当の作業員が行えばよい。補助的な作業とは、例えば、ステップＳ２、Ｓ１０２及びＳ１０４におけるローラ４８の着脱作業等である。貯水ボックス１３０ａへの水の補給は、液面計１３６等を用いることなく作業員が目視判断で行ってもよい。
【０１０１】
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方法及び塗布装置１０によれば、塗布作業を行う以前に保護層形成材を供給しながら簡便な構成のウォーミングアップ機構１１０を用いてウォーミングアップ動作を実行させる。従って、ローラ４８に保護層形成材を染み込ませることができ、その後、塗布作業を直ちに開始することができる。
【０１０２】
また、車両１４に対する保護層形成材の塗りむらの発生を防止するとともに塗膜厚が不足することを防止することができる。
【０１０３】
さらに、ローラ４８を装着した後にはウォーミングアップ動作を行うようにしたので、ローラ４８の表面を形成する材料を保護層形成材に対して馴染ませて、柔らかくすることができる。このウォーミングアップ動作の再実行は、車両１４の所定台数毎に実行してもよい。
【０１０４】
また、ローラ４８を備えるローラ機構部３４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。
【０１０５】
さらに、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ことができる。
【０１０６】
さらにまた、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。また、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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
なお、前記のステップＳ５では、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは待機姿勢で待機すると説明したが、ステップＳ１０６と同様にモイスチャーボックス１３０の貯水ボックス１３０ａにローラ４８を挿入し、水蒸気で加湿しながら待機してもよい。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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、種々の構成乃至ステップを採り得ることはもちろんである。
【０１１１】
【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、保護層形成材の塗布作業を迅速に開始させるとともに、保護層形成材の塗りむらの発生と塗膜厚が不足することを防止することができる。
【０１１２】
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】ロボット、該ロボットに設けられたローラ機構部、ウォーミングアップ機構及びモイスチャーボックスの斜視図である。
【図３】ローラ機構部の拡大斜視図である。
【図４】ウォーミングアップ機構の一部断面斜視図である。
【図５】モイスチャーボックスの貯水ボックスでローラを加湿する様子を示す一部断面側面図である。
【図６】液圧及び空圧の複合回路を示す回路図である。
【図７】モニタ画面に表示されるローラ設定メニューを示す図である。
【図８】モイスチャーボックスの貯水ボックスにホルダを沈める様子を示す一部断面側面図である。
【図９】本実施の形態に係る保護層形成材の塗布方法の一部を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態に係る保護層形成材の塗布方法の一部である休止モードを示すフローチャートである。
【図１１】ウォーミングアップ機構に設けられたリミットスイッチの回動レバーにホルダを押し当てた状態を示す一部断面斜視図である。
【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 ２２ａ…チューブ
２６…水管路 ３０…スライドレール
３２…ポンプ ３４…ローラ機構部
４７…容器台 ４８…ローラ
１１０…ウォーミングアップ機構 １１２…傾斜面
１１２ａ…切欠凹部 １１２ｂ…凸部
１１２ｃ…孔 １１４ａ、１１４ｂ…側壁
１１６…排出口 １１８…底面板
１２０…リミットスイッチ １２０ａ…回動レバー
１３０…モイスチャーボックス １３０ａ…貯水ボックス
１３０ｂ…超音波駆動回路部 １３０ｃ…超音波振動体
１３２…供給口 １３４…電磁弁
１３６…液面計 １４０…洗浄時間テーブル
１４２…材料充填時間テーブル １５０…複合回路
１６２…ＭＣＶ １６２ａ、１６２ｂ…切換弁
１６４…トリガー弁

Claims (2)

1. 複数の車両が順次搬送される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、回転自在であって、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吸収して蓄えることのできる材質のローラと、
   前記保護層形成材を前記ローラに供給する供給機構部と、
   前記ロボットの動作範囲内に配置され、前記ローラの長尺方向の幅より広く、前記ローラを転がすためのウォームアップ機構と、
   を有し、
   前記ウォームアップ機構は、傾斜面と、
   該傾斜面の４辺のうち傾斜した２辺及び下辺に設定された側壁と、
   前記下辺の近傍に設けられた前記保護層形成材の排出部と、
   前記ローラを前記車両に当接させて前記保護層形成材を塗布する前に、前記ローラが前記傾斜面の上方の待機位置に配置されたことを検出する位置検出手段と、
   を有し、
   前記傾斜面には、複数の孔と、小凸部が設けられていることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
2. 請求項１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。

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