JP4914313B2

JP4914313B2 - シーラ塗布装置

Info

Publication number: JP4914313B2
Application number: JP2007221768A
Authority: JP
Inventors: 晋也村上; 直樹江藤; 大三志賀
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-08-28
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2027-08-28
Also published as: JP2009050982A

Description

本発明は、シーラ塗布装置に関する。詳しくは、ワークの表面にシーラを塗布するシーラ塗布装置に関する。

従来より、自動車のボディの製造工程では、インナパネルとアウタパネルとを重ね合わせたヘミング部（縁部分）に、シーラ塗布装置を用いてシーラを塗布することが行われる。シーラは高粘度の液体であり、このシーラをヘミング部に塗布することにより、発錆や水漏れを防止する。
ところで、例えばドアパネルのヘミング部にシーラを塗布する場合、このドアパネルの位置が予め決定された位置からずれる場合がある。この場合、ドアパネルの位置ずれにロボットを追従させる必要がある。

そこで、例えば、ロボットアームと、このロボットアームの先端にダンパ機構を介して設けられたノズル保持部材と、を備えるシーラ塗布装置が提案されている（特許文献１参照）。
ノズル保持部材には、シーラを吐出する塗布ノズルが固定されている。ダンパ機構は、ロボットアームの先端に設けられ、ピストンロッドの先端がノズル保持部材に取り付けられた複数のエアシリンダユニットと、これらエアシリンダユニットのそれぞれに設けられ、ノズル保持部材をピストンロッドの前進方向に付勢するスプリングと、を備える。

このようなシーラ塗布装置によれば、エアシリンダユニットにエアを供給してピストンロッドを伸長させ、この状態で塗布ノズル先端をワークに接近させる。その後、エアの供給を停止し、スプリングの復元力で塗布ノズルを支持しながら、この塗布ノズルをワークに当接させることで、塗布ノズルの姿勢をワーク表面の形状に追従させる。

しかしながら、上述のシーラ塗布装置では、複数のエアシリンダを設けるため、機器が大型化するという問題があった。また、各スプリングのばね定数にばらつきがあるため、外力が加えられていない状態であっても、塗布ノズルの姿勢が傾斜するおそれがあった。

そこで、ダンパ機構を、単一のシリンダユニットと、このシリンダユニットのピストンロッドの先端に揺動自在に設けられたフローティングベースと、このフローティングベースを付勢するスプリングと、で構成することが提案されている。
この提案によれば、シリンダおよびスプリングを単一にしたので、機器を小型化できるうえに、外力が加えられていない状態で塗布ノズルの姿勢が傾斜するのを防止できる。
特開２００３−１１７４６１号公報

しかしながら、この提案では、フローティングベースが全方向に揺動するだけではなく、塗布ノズルがワークに対して進退したり、回転したりする場合がある。この場合、塗布ノズル先端をワークの所定位置に正確に位置決めすることが困難になる。
また、フローティングベースが揺動する範囲が限定されているため、塗布ノズルの可動範囲を広く確保するためには、塗布ノズルを長くする必要があるが、塗布ノズルを長くすると、塗布ノズルがワークや他の生産設備に干渉するおそれがあった。

本発明は、機器を小型化でき、外力が加えられていない状態で塗布ノズルの姿勢が傾斜するのを防止しつつ、塗布ノズル先端をワークの所定位置に正確に位置決めでき、かつ、塗布ノズルがワークや他の生産設備に干渉するのを防止できるシーラ塗布装置を提供することを目的とする。

本発明のシーラ塗布装置（例えば、後述のシーラ塗布装置１）は、シーラを吐出する塗布ノズル（例えば、後述の塗布ノズル３５）と、緩衝機構（例えば、後述の緩衝機構４０）を介して当該塗布ノズルを支持しかつ当該塗布ノズルの３次元上の位置を変化させる搬送装置（例えば、後述の搬送装置１０）と、を備えるシーラ塗布装置であって、前記緩衝機構は、前記塗布ノズルを支持する第１の可動部（例えば、後述の第１の可動部４１）と、前記塗布ノズルの延出方向に対して交差する方向を第１の回転軸（例えば、後述の第１の回転軸Ｘ）とし、当該第１の回転軸を中心として前記第１の可動部を回動自在に支持する第２の可動部（例えば、後述の第２の可動部４２）と、前記塗布ノズルの延出方向および前記第１の回転軸に対して交差する方向を第２の回転軸（例えば、後述の第２の回転軸Ｙ）とし、前記搬送装置の先端に設けられてかつ前記第２の回転軸を中心として前記第２の可動部を回動自在に支持する固定部（例えば、後述の固定部４３）と、当該固定部に設けられて、前記第１の可動部に向かってピストン（例えば、後述のピストンロッド４４２）を前進させることで当該第１の可動部の姿勢をロックするシリンダ部（例えば、後述のシリンダ部４４）と、前記固定部に設けられて、前記第１の可動部を付勢することで当該第１の可動部を原位置に復帰させる付勢部（例えば、後述の付勢部４５）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、塗布ノズルを第１の可動部に設け、第１の回転軸を中心として、この第１の可動部を第２の可動部に回動自在に支持させた。さらに、第２の回転軸を中心として、この第２の可動部を固定部に回動自在に支持させた。よって、第１の可動部の姿勢を固定部に対して全方向に傾斜させることができる。

このように、第１の可動部を２つの回転軸を中心として固定部に支持させたので、従来のように揺動させる構造ではないため、塗布ノズルがワークに対して進退したり、回転したりするのを防止でき、また、塗布ノズル先端をワークの所定位置に正確に位置決めできる。さらに、回動可能な範囲を調整することで、塗布ノズルの可動範囲を広く確保できるため、従来のように塗布ノズルを長くする必要がなく、塗布ノズルがワークや他の生産設備に干渉するのを防止できる。

また、シリンダ部および付勢部を単一に設けることで、機器を小型化できるうえに、外力が加えられていない状態で塗布ノズルの姿勢が傾斜するのを防止できる。

本発明によれば、第１の可動部を２つの回転軸を中心として固定部に支持させたので、従来のように揺動させる構造ではないため、塗布ノズルがワークに対して進退したり、回転したりするのを防止でき、また、塗布ノズル先端をワークの所定位置に正確に位置決めできる。さらに、回動可能な範囲を調整することで、塗布ノズルの可動範囲を広く確保できるため、従来のように塗布ノズルを長くする必要がなく、塗布ノズルがワークや他の生産設備に干渉するのを防止できる。また、シリンダ部および付勢部を単一に設けることで、機器を小型化できるうえに、外力が加えられていない状態で塗布ノズルの姿勢が傾斜するのを防止できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るシーラ塗布装置１の側面図である。
シーラ塗布装置１は、生産ライン上を搬送されるボディ２のドア３の周縁のヘミング部に、シーラを塗布するものである。なお、本実施形態では、ドア３のヘミング部にシーラを塗布するが、これに限らず、その他のシーリング部位にシーラを塗布することもできる。
シーラ塗布装置１は、シーラを吐出する塗布ユニット３０と、緩衝機構４０を介して塗布ユニット３０を支持しかつこの塗布ユニット３０の３次元上の位置を変化させる搬送装置１０と、を備える。

図２は、シーラ塗布装置１の部分拡大側面図である。
搬送装置１０は、ロボット本体２０と、このロボット本体２０に軸支された第１アーム２１と、この第１アーム２１の先端に軸支された第２アーム２２と、を備える。

第１アーム２１は、第１軸２１１でロボット本体２０に軸支される。この第１軸２１１は、第１アーム２１の軸方向とロボット本体２０との成す角度を変化させる。
第２アーム２２は、第２軸２２１で第１アーム２１に軸支される。この第２軸２２１は、第１アーム２１の軸方向と第２アーム２２の軸方向との成す角度を変化させる。

シーラ塗布ユニット３０は、緩衝機構４０に固定されたハウジング３３と、このハウジング３３に設けられた２つの取付金具３４と、これら取付金具３４のそれぞれに取り付けられた２本の塗布ノズル３５と、を備える。

これら塗布ノズル３５は、ロボットアーム２０の中心軸に沿って延びており、先端からシーラを吐出する。塗布ノズル３５の先端近傍には、それぞれ、ガイド部３６が設けられる。
ガイド部３６は、塗布ノズル３５から突出する丸棒状であり、先端でワークに接触して摺動する。そのため、ガイド部３６は、ポリアセタール樹脂などの摩擦係数の小さな材料によって形成される。

なお、ハウジング３３には、取付金具３４のほか、仕様の異なる２つの取付金具３４Ａ、３４Ｂを備える。これらの取付金具３４Ａ、３４Ｂには、塗布ノズル３５と異なる２種類のノズルを着脱可能となっている。
なお、本実施形態では、２つの取付金具３４にのみノズルを取り付けたが、これに限らず、取付金具３４に加えて、取付金具３４Ａ、３４Ｂにもノズルを取り付けてよい。
よって、１つのシーラ塗布装置１で異なる車型に対応でき、また、同じ車型であっても異なる部位にシーラを塗布できるから、シーラ塗布装置１の汎用性を向上できる。

以上のシーラ塗布装置１によれば、図３および図４に示すように、ガイド部３６の側面をワークに当接させた状態で、塗布ノズル３５からシーラを吐出させながら、この塗布ノズル３５をヘミング部に沿って図４中矢印方向に移動させることで、ヘミング部にシーラを塗布する。
なお、シーラの塗布精度がそれほど要求されない場合や、シーラの塗布方向が単純である場合には、ガイド部３６を用いずに、塗布ノズル３５の先端のみをワークに当接させて、シーラを塗布してもよい。

図５は、緩衝機構４０の平面図であり、図６は、図５のＡ−Ａ断面図であり、図７は、図５のＢ−Ｂ断面図である。図８は、緩衝機構４０の概略構成を示す斜視図である。
緩衝機構４０は、ロボットアーム２０の動きに伴ってシーラ塗布ユニット３０とワークとが接触することにより、シーラ塗布ユニット３０の姿勢を変化させるものである。

緩衝機構４０は、シーラ塗布ユニット３０が固定された第１の可動部４１と、第１の可動部４１を回動自在に支持する第２の可動部４２と、第２アーム２２の先端に設けられて第２の可動部４２を回動自在に支持する固定部４３と、固定部４３に設けられて第１の可動部４１の姿勢をロックするシリンダ部４４と、固定部４３に設けられて第１の可動部４１を原位置に復帰するように付勢する付勢部４５と、を備える。

第１の可動部４１は、円盤状であり、中央に貫通孔４１１が形成されている。
また、第１の可動部４１の中心軸Ｚは、シーラ塗布ユニット３０の塗布ノズル３５の延出方向に沿って延びている。
この第１の可動部４１の外周面には、一対の円環状の軸受４１２が設けられている。この第１の可動部４１の中心軸Ｚに直交する方向を第１の回転軸Ｘとすると、これら一対の軸受４１２は、この第１の回転軸Ｘ上に位置している。

第２の可動部４２は、円環状であり、第１の可動部４１の外周面を囲むように配置される。
第２の可動部４２の内周面には、第１の可動部４１に向かって突出する一対の突出部４２１が形成されている。これら一対の突出部４２１は、第１の回転軸Ｘ上に位置しており、第１の可動部４１の一対の軸受４１２に挿入されて、回動自在に支持される。これにより、第２の可動部４２は、第１の回転軸Ｘを中心として第１の可動部４１を回動自在に支持する。

また、第２の可動部４２の外周面には、一対の円環状の軸受４２２が設けられている。第１の可動部４１の中心軸Ｚおよび第１の回転軸Ｘに直交する方向を第２の回転軸Ｙとすると、これら一対の軸受４２２は、第２の回転軸Ｙ上に位置している。
ここで、以上の第１の回転軸Ｘおよび第２の回転軸Ｙは、中心軸Ｚ上の１点で交わっている。

固定部４３は、円盤状の基部４３Ａと、この基部４３Ａの外周に沿って立設された円環状の壁部４３Ｂと、を備える。
壁部４３Ｂは、円環状の第２の可動部４２の外周面を囲むように配置される。

壁部４３Ｂの内周面には、第２の可動部４２に向かって突出する一対の突出部４３１が形成されている。これら一対の突出部４３１は、第２の回転軸Ｙ上に位置しており、第２の可動部４２の一対の軸受４２２に挿入されて、回動自在に支持される。これにより、固定部４３は、第２の回転軸Ｙを中心として第２の可動部４２を回動自在に支持する。

また、壁部４３Ｂうち第１の回転軸Ｘ上に相当する部分には、一対の切り欠き４３２が形成されている。これにより、第２の可動部４２が固定部４３に対して大きく回動しても、第２の可動部４２が固定部４３に干渉しないようになっている。

シリンダ部４４は、固定部４３の基部４３Ａに設けられた円筒状のシリンダ４４１と、このシリンダ４４１に第１の可動部４１に対して進退可能に支持されたピストンロッド４４２と、を備える。
ピストンロッド４４２の先端には、嵌合部４４３が形成されており、ピストンロッド４４２が前進すると、この嵌合部４４３が第１の可動部４１の貫通孔４１１に嵌合し、第１の可動部４１の姿勢をロックする。

付勢部４５は、弦巻ばねであり、固定部４３の基部４３Ａに設けられて第１の可動部４１をピストンロッド４４２の前進方向に付勢する。第１の可動部４１の姿勢が原位置から変化すると、付勢部４５の形状も変化するから、付勢部４５は、この変形時の復元力により、第１の可動部４１が原位置に復帰するように付勢する。

次に、シーラ塗布装置１の動作を、図９を参照しながら説明する。
まず、ピストンロッド４４２を前進させて、嵌合部４４３を貫通孔４１１に嵌合させ、第１の可動部４１をロックする。
次に、ロボットアーム２０を操作して、シーラ塗布ユニット３０をシーラ塗布位置に接近させる。

その後、ピストンロッド４４２を後退させる。この状態では、付勢部４５が第１の可動部４１を付勢することにより、第１の可動部４１の姿勢は原位置に復帰している。
続いて、シーラ塗布ユニット３０をシーラ塗布位置にさらに接近させ、ガイド部３６をワークに当接させる。すると、ワークの表面形状に追従して、塗布ノズル３５およびガイド部３６の姿勢が変化し、この変化に伴って、図９に示すように、第１の可動部４１の固定部４３に対する角度が変化する。

その後、塗布ノズル３５から所定量のシーラを吐出しつつ、ロボットアーム２０を所定の送り速度で移動させ、シーラ塗布を行う。シーラ塗布が完了した後、シーラ塗布ユニット３０をワークから退避させて、再度、第１の可動部４１をロックし、ロボットアーム２０を移動させて、待機位置に戻る。これにより、シーラ塗布工程の１サイクルが完了する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）塗布ノズル３５を第１の可動部４１に設け、第１の回転軸Ｘを中心として、この第１の可動部４１を第２の可動部４２に回動自在に支持させた。さらに、第２の回転軸Ｙを中心として、この第２の可動部４２を固定部４３に回動自在に支持させた。よって、第１の可動部４１の姿勢を固定部４３に対して全方向に傾斜させることができる。

このように、第１の可動部４１を２つの回転軸Ｘ、Ｙを中心として固定部４３に支持させたので、従来のように揺動させる構造ではないため、塗布ノズル３５がワークに対して進退したり、回転したりするのを防止でき、また、塗布ノズル３５の先端をワークの所定位置に正確に位置決めできる。さらに、回動可能な範囲を調整することで、塗布ノズル３５の可動範囲を広く確保できるため、従来のように塗布ノズルを長くする必要がなく、塗布ノズル３５がワークや他の生産設備に干渉するのを防止できる。

また、シリンダ部４４および付勢部４５を単一に設けたので、機器を小型化できるうえに、外力が加えられていない状態で塗布ノズル３５の姿勢が傾斜するのを防止できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明の一実施形態に係るシーラ塗布装置の側面図である。前記実施形態に係るシーラ塗布装置の部分拡大側面図である。前記実施形態に係るシーラ塗布装置の動作を示す断面図である。前記実施形態に係るシーラ塗布装置の動作を示す別の断面図である。前記実施形態に係る緩衝機構の平面図である。図５のＡ−Ａ断面図である。図５のＢ−Ｂ断面図である。前記実施形態に係る緩衝機構の概略構成を示す斜視図である。前記実施形態に係る緩衝機構の動作を示す断面図である。

符号の説明

１シーラ塗布装置
１０搬送装置
３５塗布ノズル
４０緩衝機構
４１第１の可動部
４２第２の可動部
４３固定部
４４シリンダ部
４５付勢部
４４２ピストンロッド

Claims

シーラを吐出する塗布ノズルと、緩衝機構を介して当該塗布ノズルを支持しかつ当該塗布ノズルの３次元上の位置を変化させる搬送装置と、を備えるシーラ塗布装置であって、
前記緩衝機構は、中央の中心軸上に貫通孔が形成され、前記塗布ノズルを支持する第１の可動部と、
前記第１の可動部の外表面を囲むように配置され、前記塗布ノズルの延出する中心軸方向に対して直交する方向を第１の回転軸とし、当該第１の回転軸を中心として前記第１の可動部を回動自在に支持する第２の可動部と、
前記第２の可動部の外表面を囲むように配置され、前記塗布ノズルの延出する中心軸方向および前記第１の回転軸に対して直交する方向を第２の回転軸とし、前記搬送装置の先端に設けられてかつ前記第２の回転軸を中心として前記第２の可動部を回動自在に支持する固定部と、
当該固定部に設けられて、前記第１の可動部に向かってピストンロッドを前進させることで当該第１の可動部における前記第１の回転軸および前記第２の回転軸が交わる中心軸上の１点上の前記貫通孔に前記ピストンロッドを嵌合させ前記第１の可動部の姿勢をロックするシリンダ部と、
前記固定部に設けられて、前記第１の可動部を原位置に復帰するように付勢する付勢部と、を備えることを特徴とするシーラ塗布装置。