JP4892276B2 - 液体塗布方法及び液体塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、軟質の長尺材に液体を塗布する液体塗布技術に関する。

軟質の長尺材に液体を塗布する液体塗布技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１２７９５８公報（図２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の技術の基本構成を説明する図であり、ウエザーストリップなど長尺材の塗装装置１００は、長尺材の押出しラインに、押出成形機１０２が設けられ、この押出成形機１０２の口金１０３から長尺材１０４が押出し成形される。押出し成形された長尺材１０４の側方１０５に、テープ貼付機構１０６及びテープ剥離機構１０７が設けられ、これらテープ貼付機構１０６とテープ剥離機構１０７間で長尺材１０４の上方に液体噴射器１０８が設けられている。
そして、長尺材１０４にテープ貼付機構１０６でテープ１１１を貼付け、噴射器１０８で液体を塗布し、テープ剥離機構１０７でテープ１１１を剥離する。

ところで、特許文献１の技術は、しっかりと支えられて、姿勢が変化しない長尺材１０４に好適である。姿勢が変化すると液体噴射器１０８による塗装品質（塗膜厚さなど）が変わるからである。
例えば、ハンガーに吊下げられて水平方向に揺れる可能性のある長尺材に対しては、特許文献１の技術は適用できない。

ゴムや軟質樹脂で構成する長尺材の場合、少ない支持点で支持すると、不可避的に変形や振れが発生する。このような場合でも塗装品質を維持しながら塗装が実施できる技術が望まれる。

本発明は、軟質の長尺材の変位を許容しながらこの長尺材の所定位置に液体を塗布可能な技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、軟質の長尺材に液体を塗布する液体塗布方法において、長尺材を対向する当て部材で挟み、これらの当て部材を長尺材に沿って移動させながら、当て部材の一方に付属させた液体噴射器を長尺部材に対し移動させ液体噴射器で長尺材に液体を噴射することを特徴とする。

請求項２に係る発明では、当て部材は、長尺材に沿って回転するローラであることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、軟質の長尺材に液体を塗布する液体塗布装置において、この液体塗布装置は、長尺材の一方の面に当てる第１当て部材と、長尺材の他方の面に当てる第２当て部材と、この第２当て部材を第１当て部材に対して接離する第２当て部材移動手段と、第１当て部材を支える支持部材に設けた液体噴射器とから構成され、長尺材に対し移動自在に設けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、第１当て部材及び第２当て部材は、長尺材に沿って回転するローラであることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、長尺材を対向する当て部材で挟み、これらの当て部材を長尺材に沿って移動させながら、当て部材の一方に付属させた液体噴射器で長尺材に液体を噴射するようにしたので、仮に、長尺材が変位した場合でも、この変位に液体噴射器を追従させることができる。長尺材の変位に液体噴射器を追従させることができるので、液体噴射器及び当て部材をロボットで移動させる場合に、ロボットに高度なティーチングを施す必要はない。従って、長尺材の変位を許容して所定部位に塗装ができるとともに、ロボットティーチングの容易化を図ることができる。

請求項２に係る発明では、当て部材は、長尺材に沿って回転するローラであるので、これらのローラを長尺材に当てながら円滑に移動させることができる。従って、装置全体を移動させるときに、大きな力をかけることなく円滑な液体塗布を行うことができる。

請求項３に係る発明では、液体塗布装置は、第１当て部材と長尺材の他方の面に当てる第２当て部材とこの第２当て部材を第１当て部材に対して接離する第２当て部材移動手段と液体噴射器とから構成されるので、長尺材の両面を第１及び第２当て部材で挟み、装置全体を移動させながら液体噴射器で噴霧させるだけで、長尺材の所定箇所に液体を塗布することができる。
このとき装置のハンドリング（操作）は、ロボット又は人手による。ロボットであれば教示が簡単になり、人手なら作業が楽になる。

請求項４に係る発明では、当て部材は、長尺材に沿って回転するローラであるので、これらのローラを長尺材に当てながら円滑に移動させることができる。従って、装置全体に大きな力をかけることなく円滑な液体塗布を行うことができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きにみるものとする。
図１は本発明に係る液体塗布装置を装備したドア組立ラインの平面図であり、ドア組立ライン１０は、図下から上向きにドア１１・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を搬送するドア搬送コンベヤ１２と、このドア搬送コンベヤ１２の側方に配置され液体塗装前の長尺材１４・・・を収納する長尺材収納パレット１３、１３と、これら長尺材収納パレット１３、１３の周辺に且つドア搬送コンベヤ１２の側方に配置され長尺材１４・・・に液体を塗布する塗布治具としての液体塗布ハンガー１５と、このハンガー１５の周辺に配置される多関節形ロボット１６と、このロボット１６のアーム先端部１７に配置される液体塗布装置２０と、を主な構成要素とする。１９は安全柵である。

図２は図１の２部拡大図であるとともに本発明に係る液体塗布装置の平面図、図３は本発明に係る液体塗布装置の側面図、図４は本発明に係る液体塗布装置の正面図である。図中、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」は、各々ロボットアームの後端から先端をみるときの方向を示す。以下、図２〜４を参照して液体塗布装置の構造を説明する。

液体塗布装置２０は、軟質の長尺材１４に液体を塗布する装置であり、多関節形ロボット１６（以下、単に、ロボット１６とも云う。）のアーム先端部１７に取り付けられる板状の基部２１と、この基部２１の右部から前方に延設され側面視で略Ｌ字形状をもつ支持部材２３と、この支持部材２３に設けられる液体噴射器２２、２２と、支持部材２３の前部に取り付けられ第１当て部材２６を上下に移動させる第１当て部材移動手段２７と、この第１当て部材移動手段２７に取り付けられ長尺材１４の一方の面１４ａを移動可能に支持する第１当て部材２６と、基部２１の左部から前方に延設される支持腕３１と、この支持腕３１の先端部に軸部材３２を介して回動可能に取り付けられ長尺材１４の他方の面１４ｂを移動可能に支持する第２当て部材３３と、この第２当て部材３３を揺動させる第２当て部材移動手段３４と、支持部材２３に設けられる液体噴射器２２、２２と、を主要構成とする。

本実施例において、第１当て部材移動手段２７及び第２当て部材移動手段３４は、エアシリンダユニットであるが、これに限定されず、例えば、電気式、若しくは、油圧式のシリンダユニットを利用することは差し支えない。

第１当て部材移動手段２７は、支持部材２３の前部から上方に延設プレート３７を延設し、この延設プレート３７に、第１当て部材移動手段２７のロッド３８が上下に移動するように配置されている。そして、ロッド３８の先端部に第１当て部材２６が取り付けられている。
第１当て部材２６の先端部は二股状になっており、この二股状の各先端部に各々ローラ４１、４１が備えられている。４２は締結ボルトである。

第２当て部材移動手段３４は、側面視で、支持部材２３にそのロッド３９が前方斜め下向きとなるように取り付けられている。そして、ロッド３９の先端部に第２当て部材３３の一端３３ａがピン４４を介して揺動可能に取り付けられている。

第２当て部材３３は、側面視で、略Ｌ字状の部材であり、この略Ｌ字状部材の中間点３３ｃに揺動支点４６となる軸部材３２が取り付けられ、その一端３３ａに前述のロッド３９の先端部が取り付けられ、その他端３３ｂにローラ５１が取り付けられている。
すなわち、第２当て部材３３は、第２当て部材移動手段３４によって、揺動支点４６を中心に揺動可能に構成されている。

液体噴射器２２、２２は、各々、胴体部５２と、この胴体部５２の先端に設けられている噴射口５３と、この噴射口５３に液体を供給する液体供給部５４とからなる。そして、支持部材２３から左方に延設したピン部材５５に胴体部５２が取り付けられている。

液体噴射器２２は、ピン部材５５に胴体部５２を貫通させて取り付けた部材なので、噴射口５３の向きを調整することができる。従って、液体の噴射方向を長尺材１４の塗布面に対して最適な噴射方向に向けることができる。液体噴射器２２、２２は、第１当て部材２６の前後に２つ配置されている。なお、液体供給部５４に連結される液体供給パイプは省略されている。

すなわち、この液体塗布装置２０は、長尺材１４の一方の面１４ａに当てる第１当て部材２６と、長尺材１４の他方の面１４ｂに当てる第２当て部材３３と、この第２当て部材３３を第１当て部材２６に対して接離する第２当て部材移動手段３４と、第１当て部材２６を支える支持部材２３に設けた液体噴射器２２とから構成されたものである。

第１当て部材２６及び第２当て部材３３は、各々、長尺材１４に沿って回転するローラ４０としての第１当て部材用ローラ４１及び第２当て部材用ローラ５１が備えられているので、これらのローラ４１、５１を長尺材１４に当てながら円滑に移動させることができる。従って、装置全体に大きな力をかけることなく円滑な液体塗布を行うことができる。

図５はロボットアームの先端部に液体塗布装置を装着した場合における制御ブロック図である。
ロボット（図１の符号１６）のアーム先端部（図１の符号１７）と本発明に係る液体塗布装置（図１の符号２０）間に、力の作用方向及びその大きさを検出する、いわゆる、力覚センサ６１を介在させることを示す。

力覚センサ６１は、ロボット１６のアーム先端部１７に加わる各方向の力を検出し、それら各方向の力のうちで、力の加わる方向が最小の方向を検出する機能をもつセンサである。

本実施例において、アーム先端部１７に力覚センサ６１を設け、ロボット１６のアーム先端部１７の軌跡を補正するように構成した。
ティーチングデータに基づき、ロボット制御手段５０はロボット１６のアーム先端部１７を移動させ、アームの先端部１７が装着される液体塗布装置２０を所定の方向に移動させる。このとき、アームの先端部１７に装着される液体塗布装置２０に長尺材１４から力を受け、力覚センサ６１により力のかかる方向が最小となる方向のデータがロボット制御手段５０に入力され、ロボット制御手段５０によりティーチングデータが補正され、アームの先端部１７の動きに反映される。

力覚センサ６１を設けることにより、ティーチング（教示）データを基本に、実際の長尺材１４の姿勢や位置を加味してロボットアーム１８を移動させることで、液体塗布を一層円滑に行わせることができる。

以上に述べた液体塗布装置の作用を次に述べる。
図６は第２当て部材を第１当て部材に当て長尺材を挟持することを説明する作用図である。
（ａ）において、長尺材１４の上方の所定位置に液体塗布装置２０を移動する工程である。

（ｂ）において、長尺材１４の他方の面１４ｂに第２当て部材３３を当てる工程であり、第２当て部材３３を第２当て部材移動手段３４により、軸部材３２を支点に他方の面１４ｂに向け揺動させ、第２当て部材３３の先端部に備えられるローラ５１を長尺材１４の他方の面１４ｂに当てる。

（ｃ）において、長尺材１４の一方の面１４ａに第１当て部材２６を当て、この第１当て部材２６と第２当て部材３３との間で長尺材１４を挟持する工程であり、第１当て部材２６を第１当て部材移動手段２７により、第１当て部材２６の先端部に備えられるローラ４１を長尺材１４の一方の面１４ａに当てることで、第２当て部材３３の作動と相俟って長尺材１４を挟持する。

図７は液体塗布ハンガーの斜視図であるとともにこの液体塗布ハンガー１５に長尺材１４を掛けることを説明する作用図であり、組立ラインの側方に設けられている作業エリア６３に面して液体塗布ハンガー１５が配置され、この液体塗布ハンガー１５の作業エリア６３とは反対の側のエリア６４に液体塗布装置２０を装着した多関節形ロボット１６が配置されている。

液体塗布ハンガー１５は、基台６６と、この基台６６上に回動可能に設けられる軸６７と、この軸６７から斜め上方に２股状で且つ逆方向に延設される一対の延設部材６８、６８と、これら延設部材６８、６８の先端部に各々水平に取り付けられるハンガー本体６９、６９と、これらハンガー本体６９、６９に垂直且つ略水平に延設され長尺材１４を掛ける複数のハンガー片７１ａ・・・、７１ｂと、からなる。

左側のハンガー片７１ａ・・・の数を複数としたのは、車種により長尺材のサイズが異なるため、これに対応するためであり、ハンガー片７１ａ・・・の数を複数にすることにより、液体塗布ハンガー１５の汎用性を高めることができる。

作業者Ｐは、図手前側のハンガー片７１ａ、７１ｂに長尺材１４を掛けた後、軸６７を回動させ、作業エリアと反対側に配置されるロボット１６に設けられている液体塗布装置２０側に長尺材１４を向ける。そして、図示せぬ起動スイッチを操作すると、多関節形ロボット１６が動作を開始して、ロボットアーム１８のアーム先端部１７に取り付けた液体塗布装置２０が長尺材１４の所定部位に液体を塗布する。
液体塗布が完了した後、作業者Ｐは、液体塗布ハンガー１５を作業エリア側に回動させ、液体塗布済みの長尺材１４を取り出すことで長尺材塗布の１サイクルが終了する。

なお、液体塗布ハンガー１５において、ハンガー本体６９は逆位相で２つ設けたので、作業者Ｐが一方の側のハンガー片に長尺材４１をセットし、ロボット１６側に位置する反対側のエリア６４に液体塗布ハンガー１５を回動させ、ロボット１６に液体塗布作業をさせ、その間に、液体塗布済みの長尺材４１を組立ライン上のドア１１に取り付けるようにすると、作業者Ｐによるロボットによる塗布作業待ち時間を無くすことが可能となる。

図中、ハンガー片７１ａ、７１ｂには、長尺材４１を１本セットする場合を示したが、ハンガー片７１ａ、７１ｂに長尺材４１を複数本並べてセットすることもできる。
これにより、長尺材を一度に複数本着脱でき、着脱の効率化を図ることができるとともに、液体塗布装置２０による液体塗布の生産性を高めることができる。
次図において、液体塗布装置２０の作用について、より具体的に説明する。

図８は液体塗布装置で長尺材に液体を塗布することを説明する作用図であり、当て部材３０としての第１当て部材２６及び第２当て部材３３を長尺材１４に当て、液体塗布装置２０を移動させながら長尺材１４の一方の面１４ａに液体噴射器２２を向け液体を塗布する工程を説明するものである。

長尺材１４の水平部１４ｈに液体を塗布する場合には、第１当て部材２６を一方の面１４ａに当てながら、例えば、図矢印ａ方向に液体塗布装置２０を移動させつつ液体噴射器２２から液体を噴射する。

長尺材１４の垂直部１４ｖに液体を塗布する場合には、第１当て部材２６を一方の面１４ａに当て、第２当て部材３３を他方の面１４ｂに当てながら、図矢印ｂ又はｃ方向に液体塗布装置２０を移動させつつ液体噴射器２２から液体を噴射する。

すなわち、軟質の長尺材１４に液体を塗布する液体塗布方法において、長尺材１４を対向する当て部材３０としての第１当て部材２６及び第２当て部材３３で挟み、これらの当て部材２６、３３を長尺材１４に沿って移動させながら、当て部材２６、３３の一方に付属させた液体噴射器２２で長尺材１４に液体を噴射する。

当て部材２６、３３は、長尺材１４に沿って回転するローラ４１、４１、５１、５１を備えているので、これらのローラ４１、４１、５１、５１を長尺材１４に当てながら円滑に移動させることができる。従って、装置全体に大きな力をかけることなく円滑な液体塗布を行うことができる。

長尺材１４を対向する当て部材２６、３３で挟み、これらの当て部材２６、３３を長尺材１４に沿って移動させながら、当て部材２６、３３の一方に付属させた液体噴射器２２で長尺材１４に液体を噴射するようにしたので、仮に、長尺材１４が変位した場合でも、長尺材１４の変位に液体噴射器２２を追従させることができる。長尺材１４の変位に液体噴射器２２を追従させることができるので、長尺材１４の変位に対し、液体噴射器２２及び当て部材２６、３３をロボット（図１の符号１６）で移動させる場合に、ロボット１６に高度なティーチングを施す必要はない。従って、ロボットティーチングの容易化を図ることができる。

図３に戻って、液体塗布装置２０は、第１当て部材２６と長尺材１４の他方の面１４ｂに当てる第２当て部材３３とこの第２当て部材３３を第１当て部材２６に対して接離する第２当て部材移動手段３４と液体噴射器２２とから構成されるので、長尺材１４の両面１４ａ、１４ｂを当て部材２６、３３で挟み、装置全体を移動させながら液体噴射器２２で噴霧させるだけで、長尺材１４の所定箇所に液体を塗布することができる。
このとき、装置のハンドリング（操作）は、ロボット又は人手による。ロボットであればティーチング（教示）が簡単になり、人手なら作業が楽になる。

従来技術では、長尺材４１を、ハンガーなどの治具に吊下げてセットして液体を塗布する場合、軟質という長尺材４１の特性により、長尺材４１に変位がある場合に、このセット位置にばらつきが出る虞があった。長尺材４１のセット位置にばらつきがあると、ロボットのアーム先端部の軌跡は、あらかじめ設定されているティーチングデータに基づいて移動するため、実際の長尺材４１が変位すると、塗装位置が外れてしまい、ハンガーなどの治具に吊下げてセットする方法を採る場合に、塗装が困難となる場合があった。

そこで、長尺材のセット位置にばらつきが出ないように、長尺材全体を保持可能な保持治具を設ける方法が採られることがある。しかし、軟性部材の着脱に煩雑な操作を伴う。加えて、長尺材全体を保持するため、保持治具が大型になり、複雑な構造となる。

この点、本発明によれば、第１当て部材移動手段２７及び第２当て部材移動手段３４によって長尺材１４の一部を挟持するため、煩雑な操作を伴うことなく、長尺材１４の着脱を容易に行うことができる。
加えて、長尺材１４の位置を厳密に管理する必要はないので、治具である液体塗布ハンガー１５を簡便な構造にすることができる。

本発明に係る液体の塗布装置２０は、長尺材１４を対向する当て部材２６、３３で挟み、これらの当て部材２６、３３を長尺材１４に沿って移動させながら、液体噴射器２２で長尺材１４に液体を噴射するので、長尺材１４のセット位置が変位しても、この変位に液体噴射器２２を追従させることができる。
長尺材１４の一部を支持する構造で済むので、液体塗布装置２０は複雑とはならず、費用を抑えた経済的な塗装装置とすることができる。

図９は液体塗布後にドア組立ライン上を流れるドア１１の窓枠部７２に長尺材１４を取り付けることを説明する作用図であり、作業者は組立ラインの側方に配置される液体塗布ハンガー１５から液体塗布済みの長尺材１４を取り出し、この長尺材１４を組立ライン上のドア１１に取り付ける。

このとき、長尺材１４の表面である一方の面１４ａに液体塗布装置（図１の符号２０）によって液体を塗布したので、ドア１１の溝部７３に長尺材１４を容易に組み付けることができる。

図１に戻って、上記に述べてきた作用をまとめる。
作業者Ｐは、先ず、長尺材収納パレット１３から所定の長尺材１４・・・を取り出し、矢印ｅ方向に歩いて、作業エリア６３に移動し、液体塗布ハンガー１５に長尺材１４・・・をセットし、この液体塗布ハンガー１５を矢印ｆ方向に回転させ、長尺材１４・・・をセットした側が反対側のエリア６４になるように液体塗布ハンガー１５を移動させるとともに、液体塗布済みの長尺材４１・・・を取り出す。

作業者Ｐは、塗布済みの長尺材４１・・・を取り出し、矢印ｇ方向に移動し、塗布済みの長尺材４１をドア１１に取り付ける。
作業者Ｐが、長尺材４１をドア１１に取り付けている間に、ロボットアーム１８に装着された液体塗布装置２０が作業を開始して、長尺材１４・・・に液体を自動で塗布する。
以上で、長尺材１４・・・の取り付けの１サイクルが完了する。

尚、請求項１では、当て部材は摺り板であってもよい。
請求項３では、第１当て部材と第２当て部材は、摺り板であってもよい。
また、本発明は、実施の形態では四輪車のドア組立ラインに適用したが、一般の軟質の長尺材の液体塗布に適用することは差し支えない。

本発明は、四輪車のドアに取り付ける長尺物への液体塗布に好適である。

本発明に係る液体塗布装置を装備したドア組立ラインの平面図である。 図１の２部拡大図であるとともに本発明に係る液体塗布装置の平面図である。 本発明に係る液体塗布装置の側面図である。 本発明に係る液体塗布装置の正面図である。 ロボットアームの先端部に液体塗布装置を装着した場合における制御ブロック図である。 第２当て部材を第１当て部材に当て長尺材を挟持することを説明する作用図である。 液体塗布ハンガーの斜視図であるとともにこの液体塗布ハンガーに長尺材を掛けることを説明する作用図である。 液体塗布装置で長尺材に液体を塗布することを説明する作用図である。 液体塗布後にドア組立ライン上を流れるドアの窓枠部に長尺材を取り付けることを説明する作用図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１４…長尺材、長尺材の一方の面、２０…液体塗布装置、２２…液体噴射器、２３…支持部材、２６…第１当て部材、３０…当て部材、３３…第２当て部材、３４…第２当て部材移動手段、４０…ローラ。

Claims (4)

1. 軟質の長尺材に液体を塗布する液体塗布方法において、
   前記長尺材を対向する当て部材で挟み、これらの当て部材を前記長尺材に沿って移動させながら、前記当て部材の一方に付属させた液体噴射器を前記長尺部材に対し移動させ前記液体噴射器で前記長尺材に液体を噴射することを特徴とする液体塗布方法。
2. 前記当て部材は、前記長尺材に沿って回転するローラであることを特徴とする請求項１記載の液体塗布方法。
3. 軟質の長尺材に液体を塗布する液体塗布装置において、
   この液体塗布装置は、前記長尺材の一方の面に当てる第１当て部材と、前記長尺材の他方の面に当てる第２当て部材と、この第２当て部材を前記第１当て部材に対して接離する第２当て部材移動手段と、前記第１当て部材を支える支持部材に設けた液体噴射器とから構成され、前記長尺材に対し移動自在に設けられていることを特徴とする液体塗布装置。
4. 前記第１当て部材及び第２当て部材は、前記長尺材に沿って回転するローラであることを特徴とする請求項３記載の液体塗布装置。

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