JP4486222B2

JP4486222B2 - Viscous material applicator

Info

Publication number: JP4486222B2
Application number: JP2000165890A
Authority: JP
Inventors: 大三志賀; 一郎石橋; 弘菊地; 高志本橋; 晋也村上
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2020-06-02
Also published as: JP2001340796A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着剤やシーリング剤等の粘度の高い粘性材料の塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
接着剤、シーリング剤などの粘性流体を吐出して自動車車体等のワークの表面に粘性材料をビード状に塗布する場合、塗布ヘッドの移動速度や材料粘度が変化しても、単位長さ当りに塗布される粘性材料を一定量に維持して、粘性材料を所要のビード形状で塗布し得るようにすることが必要になる。このため、塗布装置は、塗布ヘッドの移動速度や材料粘度の変化に追従して、粘性材料の吐出量を精度良く制御できるものが望ましい。
【０００３】
従来、この種の塗布装置としては、特許第２６７７５４７号公報に見られるように、塗布ヘッドに流量調整弁とその下流側の吐出圧力を検出するノズル外周の圧力センサとを設けて、吐出圧力が設定流量に対応する値になるように圧力センサの出力信号に基づいて流量調整弁をフィードバック制御するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ワークの入り組んだ部位にノズルを臨ませる際に、塗布ヘッドのノズル外周に設けた圧力センサがワークに干渉して粘性材料の塗布が困難になることがある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、塗布ヘッドのノズル外周にセンサを設けることなく粘性材料の吐出量を制御し得るようにした粘性材料の塗布装置を提供することをその課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、ワークに対し相対移動する塗布ヘッドに粘性材料を供給し、塗布ヘッドに設けたノズルのノズル孔から開閉弁を開弁させることで粘性材料を吐出させてワークに粘性材料を塗布するようにした粘性材料の塗布装置において、塗布ヘッド内のノズル孔より上流側の流路部分の流路面積を可変して粘性材料の吐出量を調整する流量調整弁と、ワークに対する塗布ヘッドの相対移動速度に応じて流量調整弁を制御する第１の制御手段と、該流量調整弁に供給される粘性材料の材料圧力を調整する圧力調整弁と、該圧力調整弁から該流量調整弁に供給される粘性材料の流量を検出する流量検出手段と、該圧力調整弁を制御する第２の制御手段とを備え、前記流量調整弁は前記開閉弁と別体に構成され且つ前記塗布ヘッドを構成するヘッド本体の軸線に交叉するように前記ヘッド本体の内部に臨み、該第２の制御手段は、ワークに対する所定の塗布長の塗布作業で吐出された粘性材料の実総吐出量を、前記流量検出手段により検出された粘性材料の流量の積算値として算出し、該実総吐出量とあらかじめ設定された目標総吐出量とを比較し、該目標総吐出量に対する該実総吐出量の偏差を解消するように、前記圧力調整弁を制御することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車車体等のワークに粘性材料たるシーリング剤を塗布する塗布装置の概要を示しており、タンク１から、ポンプ２と圧力調整弁３と流量計４とを経て塗布ヘッド５にシーリング剤が供給される。供給路の流量計４と塗布ヘッド５との間には、シーリング剤をタンク１に戻すリターン弁６が接続されている。
【０００８】
塗布ヘッド５は、先端にノズル５０を取付けたヘッド本体５１と、ヘッド本体５１の基部側面に取付けたバルブブロック５２とを備え、バルブブロック５２においてロボット７の手首部７ａ先端のツールホルダ７ｂに取付けられている。ロボット７は、ロボットコントローラ８に格納されているティーチングデータに従って動作され、塗布ヘッド５をワークのシーリング剤塗布部位に沿って移動させ、塗布部位にシーリング剤をビード状に塗布する。
【０００９】
バルブブロック５２には、シーリング剤の流入ポート５３と、該ポート５３からヘッド本体５１に連なる流路部分の流路面積を可変してシーリング剤の流量を調整する流量調整弁９が設けられている。流量調整弁９は、上記流路部分内で移動可能なテーパー付きのニードル９０と、バルブブロック５２の後端に取付けた、ニードル９０をボールねじ機構等の連動機構９１を介して進退するサーボモータ等の駆動源９２とで構成されている。ニードル９０を進退すると、流入ポート５３に連なる流量調整弁９の流路部分の流路面積（弁開度）が変化し、ヘッド本体５１の流路に供給されるシーリング剤の流量が変化する。駆動源９２はガンコントローラ１０によって制御されている。
【００１０】
ヘッド本体５１には、ノズル５０に連なる弁孔１１ａを開閉するボール状の開閉弁１１と、該開閉弁１１をこれに一体のシリンダロッド１１ｂを介して進退するシリンダ１１ｃとが設けられており、シリンダ１１ｃにより開閉弁１１を開いたときに、バルブブロック５２の流入ポート５３から流量調整弁９と開閉弁１１とを介してノズル５０のノズル孔５０ａからシーリング剤が吐出される。シリンダ１１ｃは、ばね１１ｄを内蔵する単動エアシリンダで構成され、ガンコントローラ１０により制御されるエア弁１１ｅを介して駆動される。そして、塗布作業開始時に開閉弁１１を開弁し、塗布作業終了時に開閉弁１１を閉弁すると共に、ガンコントローラ１０によりリターン弁６を開弁し、シーリング剤をタンク１に戻す。
【００１１】
上記の如くロボット７により塗布ヘッド５をワークの塗布部位に沿って移動させて塗布作業を行う場合、塗布部位の形状に応じて塗布ヘッド５の移動速度を変動させる必要がある。この場合、塗布ヘッド５から吐出されるシーリング剤の吐出量を制御しないと、ワークの塗布部位に対する単位長さ当りの塗布量が一定に維持できず所要のビード形状でシーリング剤を塗布することができない。
【００１２】
そこで、流量調整弁９の駆動源９２を制御するガンコントローラ１０にロボットコントローラ８から塗布ヘッド５の移動速度を表すデータを伝送し、塗布ヘッド５の移動速度が遅くなったときは流量調整弁９の弁開度が減少し、塗布ヘッド５の移動速度が速くなったときは流量調整弁９の弁開度が増加するように、ガンコントローラ１０により塗布ヘッド５の移動速度に応じて流量調整弁９を制御して、単位長さ当りの塗布量が塗布ヘッド５の移動速度に係らず一定になるべくシーリング剤の吐出量を調整できるようにし、これを第１の制御手段とした。
【００１３】
ところで、シーリング剤の材料粘度が低下すると、図２（ａ）に示すように、シーリング剤の吐出量が増加し、ワークに塗布されるシーリング剤のビード形状が幅広になる。ここで、流量調整弁９の弁開度が一定であっても、流量調整弁９に供給されるシーリング剤の材料圧力が変化すると、シーリング剤の吐出量が図２（ｂ）に示す如く変化する。
【００１４】
そこで、本実施形態では、ワークに対する所定の塗布長の塗布作業、例えば、１個のワークに対する塗布作業（１回の塗布サイクル）で吐出すべきシーリング剤の目標総吐出量をガンコントローラ１０に予め記憶させておき、流量計４で検出されるシーリング剤の流量データを該塗布サイクルの開始から終了までの範囲で積算し、この積算値をシーリング剤の実総吐出量として上記の目標総吐出量と比較する。両者は、シーリング剤の材料粘度の変動に伴って乖離したものとなるが、目標総吐出量に対する実総吐出量の偏差を解消するように、流量調整弁９に供給するシーリング剤の材料圧力を圧力調整弁３で調整する。これらの一連の制御をガンコントローラ１０により行い、第２の制御手段とする。これによれば、シーリング剤の粘度変化で吐出量が変化しても、次回の塗布サイクルでは、シーリング剤を所要の吐出量で吐出して、シーリング剤を所要のビード形状で塗布することができる。
【００１５】
ところで、シーリング剤の粘度変化の要因は主として雰囲気温度の変化であり、１回の塗布サイクル中にシーリング剤の粘度が変化しても、その変化量は微小であり、シーリング剤の粘度変化による流量変化をリアルタイムで検出することは困難である。そこで、上記の如く１回の塗布サイクルの開始から終了までに流量計４で検出された流量を積算して実総吐出量を求めて、シーリング剤の粘度変化による流量変化を実総吐出量の変化として検出し得るようにし、実総吐出量に基づく圧力調整弁３の制御でシーリング剤の粘度変化による吐出量の変化を補償している。
【００１６】
尚、塗布サイクル中の実総吐出量の算出及び実総吐出量に基づく圧力調整弁３の制御は１サイクル毎に行うのがベストであるが、数サイクル毎に１回行うようにしても良い。又、上記の実施形態では、実総吐出量の算出及び目標総吐出量の設定のための所定の塗布長を、１個のワークに対する塗布作業の全塗布部位の総塗布長として例示しているが、１個のワーク中に塗布部位が複数箇所あれば、各塗布部位のいずれかの塗布長を前記の所定の塗布長として、該塗布部位への塗布作業の範囲で算出した実総吐出量に基づいて、前記の第２の制御手段により、シーリング剤の吐出量の制御を行うようにしても良い。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、塗布作業中に塗布ヘッドの移動速度が変化しても、又、粘性材料の材料粘度が変化しても、塗布部位の単位長さ当りに塗布される粘性材料を一定量に維持して、所要のビード形状で粘性材料を正確に塗布でき、而も、塗布ヘッドのノズル外周に圧力センサを設けずに済むため、ワークの入り組んだ部位にも粘性材料を塗布できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一例を示す概略線図
【図２】（ａ）材料粘度と吐出量との関係を示す図、（ｂ）材料圧力と吐出量との関係を示す図
【符号の説明】
３圧力調整弁４流量計
５塗布ヘッド５０ノズル５０ａノズル孔
６リターン弁８ロボットコントローラ９流量調整弁
１０ガンコントローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating apparatus for a viscous material having a high viscosity such as an adhesive or a sealing agent.
[0002]
[Prior art]
When a viscous material such as adhesive or sealant is discharged to apply a viscous material to the surface of a workpiece such as an automobile body, it will be per unit length even if the moving speed or material viscosity of the coating head changes. It is necessary to maintain a certain amount of the viscous material to be applied so that the viscous material can be applied in the required bead shape. For this reason, it is desirable that the coating apparatus can accurately control the discharge amount of the viscous material following the movement speed of the coating head and the change in the material viscosity.
[0003]
Conventionally, as this type of coating apparatus, as shown in Japanese Patent No. 2671547, a coating head is provided with a flow rate adjusting valve and a pressure sensor on the outer periphery of the nozzle for detecting the discharge pressure downstream thereof, and the discharge pressure is reduced. There is known a system that performs feedback control of a flow rate adjustment valve based on an output signal of a pressure sensor so as to have a value corresponding to a set flow rate.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional example, when the nozzle is allowed to face the part where the workpiece is intricate, the pressure sensor provided on the outer periphery of the nozzle of the coating head may interfere with the workpiece and make it difficult to apply the viscous material.
[0005]
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a viscous material coating apparatus capable of controlling the discharge amount of a viscous material without providing a sensor on the outer periphery of the nozzle of the coating head.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention supplies viscous material to an application head that moves relative to a workpiece, and discharges the viscous material by opening an on-off valve from a nozzle hole of a nozzle provided in the application head. In a viscous material coating apparatus that applies a viscous material to a workpiece, a flow rate adjustment valve that adjusts the discharge amount of the viscous material by varying the flow path area of the flow path portion upstream from the nozzle hole in the coating head A first control means for controlling the flow rate adjustment valve in accordance with the relative movement speed of the coating head with respect to the workpiece, a pressure adjustment valve for adjusting the material pressure of the viscous material supplied to the flow rate adjustment valve, and the pressure adjustment A flow rate detecting means for detecting the flow rate of the viscous material supplied from the valve to the flow rate adjusting valve; and a second control means for controlling the pressure adjusting valve, wherein the flow rate adjusting valve is separated from the on-off valve. Constructed and coated Faces the inside of the head body so as to intersect the axis of the head main body constituting the head, the control means of said second, the actual total discharge amount of the viscous material discharged by the coating operation of the predetermined coating length for the workpiece , Calculated as an integrated value of the flow rate of the viscous material detected by the flow rate detection means, comparing the actual total discharge amount with a preset target total discharge amount, and the actual total discharge amount relative to the target total discharge amount The pressure regulating valve is controlled so as to eliminate the deviation .
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an outline of a coating apparatus that applies a sealing agent, which is a viscous material, to a workpiece such as an automobile body. The sealing is applied from a tank 1 to a coating head 5 through a pump 2, a pressure regulating valve 3, and a flow meter 4. Agent is supplied. A return valve 6 for returning the sealing agent to the tank 1 is connected between the flow meter 4 and the coating head 5 in the supply path.
[0008]
The coating head 5 includes a head main body 51 having a nozzle 50 attached to the tip, and a valve block 52 attached to the base side surface of the head main body 51. The valve block 52 is attached to the tool holder 7b at the tip of the wrist 7a of the robot 7. It has been. The robot 7 is operated according to the teaching data stored in the robot controller 8, moves the coating head 5 along the sealant application site of the workpiece, and applies the sealant to the application site in a bead shape.
[0009]
The valve block 52 is provided with a sealing agent inflow port 53 and a flow rate adjusting valve 9 for adjusting the flow rate of the sealing agent by changing the flow passage area of the flow passage portion connected from the port 53 to the head body 51. . The flow rate adjusting valve 9 includes a tapered needle 90 that can move in the flow path portion, and a servo motor that is attached to the rear end of the valve block 52 and moves forward and backward through an interlocking mechanism 91 such as a ball screw mechanism. It is comprised with the drive sources 92, such as. When the needle 90 is advanced or retracted, the flow path area (valve opening degree) of the flow path portion of the flow rate adjusting valve 9 connected to the inflow port 53 changes, and the flow rate of the sealing agent supplied to the flow path of the head body 51 changes. The drive source 92 is controlled by the gun controller 10.
[0010]
The head main body 51 is provided with a ball-shaped on-off valve 11 that opens and closes a valve hole 11a connected to the nozzle 50, and a cylinder 11c that advances and retreats the on-off valve 11 via a cylinder rod 11b integrated therewith. When the opening / closing valve 11 is opened by the cylinder 11 c, the sealing agent is discharged from the nozzle hole 50 a of the nozzle 50 through the flow rate adjusting valve 9 and the opening / closing valve 11 from the inflow port 53 of the valve block 52. The cylinder 11c is composed of a single-action air cylinder with a built-in spring 11d, and is driven through an air valve 11e controlled by the gun controller 10. Then, the opening / closing valve 11 is opened at the start of the coating operation, and the opening / closing valve 11 is closed at the end of the coating operation, and the return valve 6 is opened by the gun controller 10 to return the sealing agent to the tank 1.
[0011]
As described above, when the application operation is performed by moving the application head 5 along the application part of the workpiece by the robot 7, it is necessary to change the moving speed of the application head 5 according to the shape of the application part. In this case, if the discharge amount of the sealing agent discharged from the coating head 5 is not controlled, the coating amount per unit length with respect to the application portion of the workpiece cannot be kept constant, and the sealing agent can be applied in a required bead shape. Can not.
[0012]
Therefore, data representing the moving speed of the coating head 5 is transmitted from the robot controller 8 to the gun controller 10 that controls the drive source 92 of the flow rate adjusting valve 9, and when the moving speed of the coating head 5 becomes slow, the flow rate adjusting valve 9. The flow rate adjustment valve according to the movement speed of the application head 5 is controlled by the gun controller 10 so that the valve opening degree of the flow rate adjustment valve 9 is increased when the movement speed of the application head 5 is increased. No. 9 is controlled so that the amount of the sealing agent discharged can be adjusted so that the coating amount per unit length is constant regardless of the moving speed of the coating head 5, and this is used as the first control means.
[0013]
By the way, when the material viscosity of the sealing agent decreases, as shown in FIG. 2A, the discharge amount of the sealing agent increases, and the bead shape of the sealing agent applied to the workpiece becomes wider. Here, even if the valve opening degree of the flow rate adjusting valve 9 is constant, when the material pressure of the sealing agent supplied to the flow rate adjusting valve 9 changes, the discharge amount of the sealing agent changes as shown in FIG. To do.
[0014]
Therefore, in this embodiment, the target total discharge amount of the sealing agent to be discharged in a coating operation of a predetermined coating length on the workpiece, for example, a coating operation (one coating cycle) on one workpiece is previously stored in the gun controller 10. The flow rate data of the sealing agent detected by the flow meter 4 is accumulated in the range from the start to the end of the coating cycle, and the integrated total is used as the actual total discharge amount of the sealing agent. Compare with Both of them are deviated with the variation of the material viscosity of the sealing agent, but the material pressure of the sealing agent supplied to the flow rate adjusting valve 9 is set so as to eliminate the deviation of the actual total discharge amount from the target total discharge amount. Adjust with the pressure regulating valve 3. A series of these controls is performed by the gun controller 10 to serve as a second control means. According to this, even if the discharge amount changes due to a change in the viscosity of the sealing agent, it is possible to apply the sealing agent in the required bead shape by discharging the sealing agent in the required discharge amount in the next coating cycle. .
[0015]
By the way, the cause of the change in the viscosity of the sealing agent is mainly the change in the atmospheric temperature. Even if the viscosity of the sealing agent changes during one coating cycle, the amount of change is very small, and the flow rate due to the change in viscosity of the sealing agent. It is difficult to detect changes in real time. Therefore, as described above, the actual total discharge amount is obtained by integrating the flow rate detected by the flow meter 4 from the start to the end of one application cycle, and the change in the flow rate due to the viscosity change of the sealing agent is calculated as the actual total discharge amount. The change in the discharge amount due to the change in the viscosity of the sealing agent is compensated by controlling the pressure regulating valve 3 based on the actual total discharge amount.
[0016]
The calculation of the actual total discharge amount during the application cycle and the control of the pressure regulating valve 3 based on the actual total discharge amount are best performed every cycle, but may be performed once every several cycles. . Further, in the above embodiment, the predetermined application length for calculating the actual total discharge amount and setting the target total discharge amount is exemplified as the total application length of all application sites of the application work for one workpiece. However, if there are a plurality of application parts in one work, the actual total discharge amount calculated within the range of the application work to the application part with the application length of any of the application parts as the predetermined application length Based on the above, the discharge amount of the sealing agent may be controlled by the second control means.
[0017]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, even if the moving speed of the coating head changes during the coating operation or the material viscosity of the viscous material changes, the per unit length of the coating site. The viscous material to be applied to the substrate can be maintained in a certain amount, and the viscous material can be applied accurately in the required bead shape. In addition, it is not necessary to provide a pressure sensor around the nozzle of the application head. A viscous material can also be applied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the apparatus of the present invention. FIG. 2A is a diagram showing a relationship between a material viscosity and a discharge amount. FIG. 1B is a diagram showing a relationship between a material pressure and a discharge amount. Explanation】
3 Pressure adjusting valve 4 Flow meter 5 Application head 50 Nozzle 50a Nozzle hole 6 Return valve 8 Robot controller 9 Flow rate adjusting valve 10 Gun controller

Claims

Viscosity material is supplied to the application head that moves relative to the workpiece, and the on- off valve is opened from the nozzle hole of the nozzle provided on the application head to discharge the viscous material and apply the viscosity material to the workpiece. In the material application device, the flow rate adjustment valve that adjusts the discharge amount of the viscous material by changing the flow area of the flow path portion upstream from the nozzle hole in the application head, and the relative movement speed of the application head with respect to the workpiece First control means for controlling the flow regulating valve, a pressure regulating valve for regulating the material pressure of the viscous material supplied to the flow regulating valve, and the viscous material supplied from the pressure regulating valve to the flow regulating valve A flow rate detecting means for detecting the flow rate of the liquid and a second control means for controlling the pressure regulating valve, wherein the flow rate regulating valve is configured separately from the on-off valve and is a head body constituting the coating head. On the axis Faces the inside of the head body so as to or control means said second, the actual total discharge amount of the viscous material discharged by the coating operation of the predetermined coating length for the workpiece, which is detected by the flow rate detecting unit Calculated as an integrated value of the flow rate of the viscous material, comparing the actual total discharge amount with a preset target total discharge amount, to eliminate the deviation of the actual total discharge amount from the target total discharge amount, An apparatus for applying a viscous material, characterized by controlling a pressure regulating valve.