JP6437016B2

JP6437016B2 - 塗布装置

Info

Publication number: JP6437016B2
Application number: JP2016573355A
Authority: JP
Inventors: 裕進羽山; 公秀田畑; 武志鍋田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-02-03
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2036-02-01
Also published as: WO2016125751A1; JPWO2016125751A1; US20180029061A1; US10562058B2; CN107206413A; CA2975769A1; CA2975769C

Description

本発明は、シール剤等の液体材料を塗布する塗布装置に関する。

自動車の車体を構成する車体板等では、２枚の車体板を積層することがある。このような場合、積層する各々の車体板の精度が許容範囲内であっても、一方の車体板の端部と他方の車体板の表面との間には、互いの許容誤差が合わさり隙間ができる。このような隙間が空いたままであると、その部分から錆が発生したり、車体の外観において視認される場合には外観が損なわれるという問題がある。そこで、上記隙間にシール剤を塗布することで、錆止め、外観向上を図っている。

塗布対象物に対してシール剤等の液体材料を塗布する塗布装置として、例えば、特許文献１に記載の塗布装置は、ノズルが装着されたノズルユニットと、ノズルユニットを回転させるノズル回転機構とを備える。特許文献１では、塗布対象面の向きが変わった場合でも、ノズル回転機構によりノズルユニットを回転することで、塗布対象面に対してノズルの中心線が垂直となる姿勢を保った状態で、ノズルから液体材料を吐出させている。

特開２０１０−２５３３７６号公報

特許文献１に記載の塗布装置は、ノズルユニットを回転することで、ノズル先端の向きを変えて、塗布対象面に対してノズルの中心線が垂直となる姿勢を保つようにしているが、塗布対象面の向きが変わり、それに対応してノズルユニットを回転すると、ノズルも回転されてノズルの先端位置が変わる。このため、ノズル先端が塗布対象面に対面するように、ノズルユニットを移動する制御を行う必要がある。この制御を行うと、ノズル先端が回転前の位置からズレることがあり、位置がズレた場合には、適切な位置に液体材料を塗布することができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、液体材料を吐出するノズル先端の向きを変えた場合にも適切な位置に液体材料を塗布することができる塗布装置を提供することを目的とする。

本発明の塗布装置は、液体材料を吐出するノズルを有するノズルユニットと、円弧状に形成されたガイド部を有し、前記ノズルの先端を一定の位置に維持しつつ、前記ノズルユニットを前記ガイド部の円弧形状に沿って移動可能に支持する支持部と、前記ノズルユニットを移動させるノズルユニット移動機構と、前記ノズルから吐出される液体材料が対象物に塗布されるように前記支持部を搬送する搬送手段とを備え、前記ノズルは指向性を有し、前記ノズルユニットは、前記ノズルを中心軸線周りに回転させるノズル回転機構を備え、前記ノズルユニットは、前記ノズルを前記中心軸線方向に進退可能に支持し、前記ノズルを前記中心軸線方向の先端側に向けて付勢する付勢部材を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ノズルを有するノズルユニットは、支持部によりノズルの先端を一定の位置に維持されつつ、ガイド部の円弧形状に沿って移動するので、ノズル先端の向きを変えるためにノズルユニットを移動させた場合でも、ノズルは、搬送手段に対して一定の位置が維持され、ノズルから適切な位置に液体材料を吐出することができる。

搬送手段として複数の駆動自在なアームを有するロボットを用いる場合、複数のアームのうちの先端のアームに装着部が設けられ、この装着部に支持部が装着される。この場合、ノズルの向きを変えるためにノズルユニットを移動させた場合でも、ノズルはロボットの装着部に対して一定の位置が維持される。

ノズルは指向性を有し、且つ中心軸線周りに回転可能であるので、吐出方向を変えることができる。

ノズルは進退可能であるので、ノズル先端が対象物に接触した場合には、ノズルは後退する。これにより、ノズルの破損を防止することができる。

前記ガイド部の円弧形状の中心角１００°の範囲で、前記支持部は前記ノズルユニットを移動可能に支持することが好ましい。

ノズルユニットの移動範囲はガイド部の円弧形状の中心角１００°の範囲であるので、３６０°の範囲のものに比べて、簡単な構成とすることができる。

本発明によれば、液体材料を吐出するノズル先端の向きを変えた場合にも適切な位置に液体材料を塗布することができる。

本発明の塗布装置を示す側面図。塗布ユニットを示す正面図。塗布ユニットを示すIII−III線断面図。ノズルと車体板とを示す斜視図。塗布ユニットを示す断面図。回転体が右位置に位置する状態の塗布ユニットを示す正面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、塗布装置１０は、塗布ロボット１１と、ロボット制御装置１２と、塗布ユニット１３と、塗布制御装置１４とを備える。

塗布ロボット１１は、例えば、多軸多関節型のロボットであり、先端から順にアーム１１ａ〜１１ｄが設けられている。塗布ロボット１１は、各アーム１１ａ〜１１ｄの関節部（図示せず）を駆動する複数のモータ（図示せず）が設けられ、ロボット制御装置１２により駆動が制御される。

塗布ロボット１１の先端側のアーム１１ａには装着部１５が取り付けられており、この装着部１５には、塗布ユニット１３が装着されている。

ロボット制御装置１２は、塗布ロボット１１の複数のモータを駆動することで、各アーム１１ａ〜１１ｄを駆動して、装着部１５に装着された塗布ユニット１３を塗布対象物に対面する位置まで移動させる。

図２に示すように、塗布ユニット１３は、支持部２１と、ノズルユニット２２とを備える。塗布ユニット１３は、例えば、車体を構成する２枚の車体板２３，２４の間隙に、シール剤２５（図４参照）を塗布する。

支持部２１は、塗布ロボット１１の装着部１５に装着される固定部２８と、この固定部２８の下端部に形成されたガイド部２９とを備える。ガイド部２９は、例えば中心角１４０°の円弧状に形成されている。

ガイド部２９の前面には、ノズルユニット２２をガイド部２９の円弧形状に沿って移動させるための円弧状のガイド溝２９ａが形成されている。また、ガイド部２９の前面のガイド溝２９ａの上方には、ラックギヤ２９ｂが形成されている。

図３に示すように、ノズルユニット２２は、ノズル３１と、このノズル３１を回転可能に支持するノズル支持部３２を有する本体部３３と、本体部３３の上部から突出する連結部３４とを備える。なお、図３では、支持部２１及びノズル支持部３２のみを断面で示し、シール剤２５の図示を省略している。

ノズル３１は、シール剤２５を吐出するものであり、先端のノズル口３１ａは、長方形に形成され、指向性を有する。ノズル３１は、車体板２３に当接した状態でシール剤２５を吐出する。ノズル３１は、その中心軸線が正面視（図２）において車体板２３の表面に対して垂直となるようにセットされる。なお、図２における左右方向がノズル口３１ａの長手方向となる。また、ノズル３１の中心軸線が正面視（図２）において車体板２３の表面に対して傾いていてもよい。

ノズル３１の上部は、ノズル支持部３２に形成された支持孔３２ａ，３２ｂに挿通され、ノズル３１は、中心軸線周りに回転可能で且つノズル支持部３２に対して進退可能にノズル支持部３２に支持されている。

本体部３３の内部には、モータ３６が配置され、本体部３３の下面には、モータ３６に接続される第１ギヤ３７が回転可能に取り付けられている。この第１ギヤ３７は、ノズル３１の上部に取り付けられた第２ギヤ３８に噛合している。モータ３６の回転は、第１ギヤ３７を介して第２ギヤ３８に伝わり、第２ギヤ３８が取り付けられたノズル３１が回転する。

ノズル３１の上部には、受け板４１が取り付けられている。この受け板４１は、ノズル支持部３２内に配置される。この受け板４１は、ノズル３１を挿通されたコイルバネ４２の下端を受ける。コイルバネ４２の上端は、ノズル支持部３２の上板部の内面に当接しており、コイルバネ４２により、ノズル３１は突出方向（図３における下方）に付勢されている。この突出方向に付勢された状態では、第２ギヤ３８とノズル支持部３２及び本体部３３の下面との間に隙間があり、ノズル３１は後退可能となる。

車体板２３，２４に設計形状とは異なる凸部があり、この凸部によりノズル３１の先端が押されると、コイルバネ４２の付勢に抗してノズル３１が後退する。これにより、ノズル３１が車体板２３，２４の凸部により押されても、ノズル３１の破損を防止することができる。なお、バネを設けずに、ノズル３１の自重により突出させてもよい。

本体部３３には、ガイド部２９のガイド溝２９ａに係合される第１フック部３３ａと、ガイド部２９の下面に当接する第２フック部３３ｂとが形成されている。また、本体部３３には、ローラ４４が回転可能に取り付けられている。このローラ４４は、ガイド部２９の上面に当接している。

第１フック部３３ａがガイド部２９のガイド溝２９ａに係合されることで、ノズルユニット２２は、ガイド部２９の円弧形状に沿って移動可能となっている。また、第２フック部３３ｂがガイド部２９の下面に当接し、ローラ４４がガイド部２９の上面に当接することで、ノズルユニット２２は、ガイド部２９に対して上下方向が位置決めされる。

連結部３４には、シール剤供給装置の供給チューブ（図示せず）が連結されている。この供給チューブは、連結部３４の内部に設けられた供給路（図示せず）に接続され、シール剤供給装置から供給されたシール剤２５は、供給チューブ、連結部３４の供給路、本体部３３の内部に設けられた供給路（図示せず）を通ってノズル３１に供給される。

図４に示すように、ノズル３１は、車体板２３に当接した状態でシール剤２５を吐出できるように、車体板２３の表面に対してノズル口３１ａが傾斜された状態で車体板２３に当接する。この状態で、ノズル口３１ａから車体板２３，２４の段差部に向けてシール剤２５を吐出すると、吐出されたシール剤２５により、車体板２３，２４の間隙が埋められる。

図５に示すように、連結部３４には、モータ４５が設けられている。本体部３３には、モータ４５の回転出力を伝達する伝達機構４６と、ガイド部２９のラックギヤ２９ｂに噛合する移動用ギヤ４７とが設けられている。伝達機構４６は、ギヤやウォームギヤ等を有し、モータ４５の駆動力を移動用ギヤ４７に伝達する。本体部３３の後面には、移動用ギヤ４７を露呈し、ラックギヤ２９ｂに噛合させるための開口３３ｃが形成されている。なお、図５では、支持部２１、本体部３３の一部のみを断面で示し、車体板２３，２４、シール剤２５の図示を省略している。

モータ４５の駆動により、伝達機構４６を介して移動用ギヤ４７が回転する。移動用ギヤ４７は、ガイド部２９のラックギヤ２９ｂに噛合しているので、移動用ギヤ４７の回転により、移動用ギヤ４７が設けられた本体部３３を有するノズルユニット２２が、ガイド部２９の円弧形状に沿って移動する。

ノズル３１の先端は、正面視でガイド部２９の円弧形状の中心とほぼ一致している。これにより、ノズル３１の先端位置を一定の位置に維持しつつ、ノズルユニット２２がノズル３１の先端を中心に移動（回転）する。

本実施形態では、ノズルユニット２２は、図２に示すセンター位置からガイド部２９の円弧形状に沿って反時計方向に５０°回転（移動）した左位置と、センター位置からガイド部２９の円弧形状に沿って時計方向に５０°回転（移動）した右位置との間で移動可能となっている。ノズルユニット２２は、ガイド部２９の円弧形状の中心角１４０°のうち中心角１００°の範囲で移動する。なお、移動範囲は適宜変更可能である。

塗布装置１０により、車体板２３，２４の間隙にシール剤２５を塗布する場合、オペレータが操作パネル（図示せず）を操作して、塗布ロボット１１、塗布ユニット１３のモータ３６，４５を駆動するための塗布実行データを入力する。この塗布実行データに基づいて、ロボット制御装置１２は塗布ロボット１１を駆動して、図１に示すように、装着部１５に装着された塗布ユニット１３を所望する位置にセットする。

次に、図２に示すように、塗布制御装置１４は、塗布実行データに基づいて、ノズルユニット２２のモータ４５を駆動して、伝達機構４６を介して移動用ギヤ４７を回転させ、ノズルユニット２２をガイド部２９の円弧形状に沿って所望する位置まで移動させる。さらに、塗布制御装置１４は、ノズルユニット２２のモータ３６を駆動してノズル３１を回転させ、ノズル口３１ａを所望する向きまで回転させる。

なお、ノズルユニット２２の所望する位置とは、ノズル３１の先端面が、車体板２３の端部に当接する位置である。また、ノズル３１の所望する向きとは、ノズル３１のノズル口３１ａの長手方向（図２における左右方向）が、車体板２３，２４の段差部で車体板２３，２４の両方に跨るような向きである。

ノズル３１が所望する位置及び向きにセットされると、シール剤供給装置を駆動して、シール剤２５をノズル３１に供給する。図４に示すように、ノズル３１に送られたシール剤２５は、ノズル３１のノズル口３１ａから車体板２３，２４に向けて吐出される。この吐出されたシール剤２５により、車体板２３，２４の間隙が埋められる。

図６に示すように、車体板２３，２４の向きが変わった場合、これに対応する塗布実行データに基づいて、塗布制御装置１４は、ノズルユニット２２のモータ４５を駆動して、ノズル３１の先端面が、車体板２３，２４に対面するように、ノズルユニット２２をガイド部２９の円弧形状に沿って移動させる。

車体板２３，２４の向きに合わせてノズル３１の向きを変えるために、ノズルユニット２２を移動させた場合でも、ノズル３１の先端位置を一定の位置に維持しつつ、ガイド部２９の円弧形状に沿ってノズルユニット２２が移動する。すなわち、ノズル３１の向きを変えても、ノズル３１の先端位置は変わらない。これにより、ノズル３１の向きを変えるためにノズルユニット２２を移動させた場合でも、ノズル３１から車体板２３，２４の塗布対象位置に向けてシール剤２５を吐出することができる。

本実施形態では、ノズル３１の先端の向きを変えるためにノズルユニット２２を移動させた場合でも、ノズル３１は、塗布ロボット１１の装着部１５に対して一定の位置が維持される。すなわち、ノズルユニット２２を移動させた場合でも、塗布ロボット１１を駆動して装着部１５を移動させる必要はない。これにより、塗布ロボット１１を駆動するための塗布実行データは、装着部１５が塗布対象面に対して一定の位置を維持しながら移動する単純な塗布実行データとなり、塗布対象物の設計データから容易に自動演算可能である。従って、ノズルユニットを移動するとノズルも移動されてノズルの先端位置が変わるたびに、ノズル先端が塗布対象面に対面するようにロボットを再駆動する再位置合わせ制御を行う必要がある従来の塗布装置に比べて、本実施形態では塗布実行データを単純化することができる。

また、従来の塗布装置で再位置合わせ制御を行うと、ノズル先端が所望の位置からズレることがある。この場合、オペレータが手動で操作パネルを操作してロボットを駆動させて、ノズル先端の位置を調整する必要があり、手間がかかり、時間効率が悪くなる。本実施形態では、ノズル先端の位置を調整する必要がないので、オペレータの作業工数を削減し、時間効率を向上することができる。

上記実施形態では、塗布対象面の向きが変わった場合に自動でノズル先端の向きを変えるような塗布実行データに基づいて塗布装置を駆動しているが、塗布対象面の向きが変わった場合にオペレータが手動で操作パネルを操作してノズルユニットを移動させ、ノズル先端の向きを変えるように塗布装置を駆動させる場合でも、ノズル先端の位置を調整するために塗布ロボットを駆動する必要はないので、オペレータの作業工数を削減し、時間効率を向上することができる。

上記実施形態では、ノズルは、車体板に当接した状態でシール剤を吐出するようにしているが、ノズルと車体板との間に隙間を設けるようにしてもよい。

上記実施形態では、指向性を有するノズルを用いているが、指向性のないノズルを用いてもよく、ノズルから吐出するものもシール剤に限らず、液体材料であればよい。

上記実施形態では、モータ、伝達機構、移動用ギヤ、ガイド部のラックギヤにより、ノズルユニットを移動させているが、ノズルユニットを移動させることができればよく、例えば、ローラをガイド部に押し付けた状態で回転させ、ローラとガイド部との摩擦力により、ノズルユニットを移動させるようにしてもよい。

１０…塗布装置、１１…塗布ロボット、１２…ロボット制御装置、１３…塗布ユニット、１４…塗布制御装置、１５…装着部、２１…支持部、２２…ノズルユニット、２３，２４…車体板、２５…シール剤、２８…固定部、２９…ガイド部、２９ａ…ガイド溝、２９ｂ…ラックギヤ、３１…ノズル、３１ａ…ノズル口、３２…ノズル支持部、３２ａ，３２ｂ…支持孔、３３…本体部、３３ａ，３３ｂ…第１，第２フック部、３３ｃ…開口、３４…連結部、３６，４５…モータ、３７，３８…第１，第２ギヤ、４１…受け板、４２…コイルバネ、４４…ローラ、４６…伝達機構、４７…移動用ギヤ

Claims

液体材料を吐出するノズルを有するノズルユニットと、
円弧状に形成されたガイド部を有し、前記ノズルの先端を一定の位置に維持しつつ、前記ノズルユニットを前記ガイド部の円弧形状に沿って移動可能に支持する支持部と、
前記ノズルユニットを移動させるノズルユニット移動機構と、
前記ノズルから吐出される液体材料が対象物に塗布されるように前記支持部を搬送する搬送手段とを備え、
前記ノズルは指向性を有し、
前記ノズルユニットは、前記ノズルを中心軸線周りに回転させるノズル回転機構を備え、
前記ノズルユニットは、前記ノズルを前記中心軸線方向に進退可能に支持し、
前記ノズルを前記中心軸線方向の先端側に向けて付勢する付勢部材を備えることを特徴とする塗布装置。
請求項１に記載の塗布装置において、
前記ガイド部の円弧形状の中心角１００°の範囲で、前記支持部は前記ノズルユニットを移動可能に支持することを特徴とする塗布装置。