JP6566516B2 - シーラ塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに対してシーラを点状又は線状に塗布する方法に関する。

従来、自動車の車体部品を構成するドアパネル、フードパネル等のように、インナパネルとアウタパネルとから構成されるパネル部材にあっては、インナパネルとアウタパネルとを突き合わせるとともに、アウタパネルの端部をインナパネルの端部外表面に向けて折り曲げることにより、両パネルと一体に組み付けている。

このような両パネルの接触面には、防水性を確保するためにシーラが塗布される。このシーラをワークに塗布する装置としては、シーラを吐出するシーラガンを操作するロボット、ワークに塗布されたシーラの塗布状態を検知するセンサ、シーラガンによるシーラの塗布を制御する塗布制御手段、ロボット制御手段、センサ制御手段、及び塗布開示時刻、シーラに塗布欠陥が発生した時刻等を記憶する記憶手段を備えたものがある（例えば特許文献１参照）。

このシーラ塗布装置では、ロボット制御手段に予めティーチングされた情報に基づいて、ロボットのアームを所定の軌跡で移動させることにより、シーラガンのノズルから吐出されるシーラを、ワークに対して所定のパターンで塗布する（同文献の第２図（Ａ）参照）。この塗布パターンには、直線部（同図のＢ、Ｄ参照）やコーナー部（同図のＣ、Ｅ参照）が含まれる。

シーラ塗布装置は、この塗布パターンに従ってワークに塗布されるシーラの位置及び幅をシーラガンに取り付けられたセンサにより監視し、センサが塗布欠陥を検知した場合に、記憶手段に記憶される時刻から、この塗布欠陥の位置を特定し、この位置にシーラガンによってシーラの再塗布を行うものである。

特開平１−１５９０７５号公報

上記のように、従来のシーラ塗布装置では、シーラが所定の塗布パターンでワークに塗布されるように、ロボットにティーチングを施してロボット制御手段にそのデータが記憶されるが、このティーチング作業は、多くの手順を含み複雑である。このため、ワークの形状や種類が変更され、シーラの塗布高さや塗布幅を一部変更する場合であっても、ティーチングを再度行わなければならず、作業が煩雑になってしまっていた。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、シーラの塗布高さ及び／又は塗布幅の変更を容易に行うことが可能なシーラ塗布方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、シーラを吐出するノズルを有するシーラガンを制御装置によって制御することにより、ワークに対して前記シーラを線状に塗布するシーラ塗布方法において、前記シーラの塗布高さ及び／又は塗布幅を制御装置に設定する工程と、前記ワークに対する前記ノズルの基準高さを前記制御装置に設定する工程と、前記制御装置の制御により前記ノズルを、前記基準高さを有する初期位置に設置する工程と、前記初期位置に設置された前記ノズルの前記基準高さを測定し、測定された値に基づいて前記基準高さの適否を確認する工程と、前記制御装置に設定された前記シーラの前記塗布高さ及び／又は前記塗布幅の値と前記制御装置に設定された前記基準高さの値とに基づいて、前記初期位置から塗布開始位置まで移動させるべき前記ノズルの移動距離を前記制御装置によって演算する工程と、前記制御装置の制御により、前記初期位置に設置された前記ノズルに、前記初期位置から前記塗布開始位置まで移動させるべき前記移動距離を移動させる移動工程と、前記塗布開始位置から塗布終了位置まで前記ノズルを移動させて前記シーラを前記ワークに塗布する塗布工程と、を備え、前記初期位置は、前記塗布開始位置の直下に設定されており、前記移動工程では、前記ノズルを前記移動距離だけ前記初期位置から上昇させて前記塗布開始位置に移動させ、前記塗布工程では、前記ノズルが前記初期位置から前記塗布開始位置に移動したときに前記シーラの吐出を開始するものである。

本発明に係るシーラ塗布方法では、ノズルの基準高さを制御装置に設定し、この基準高さに基づいてノズルを移動させることにより、制御装置に設定されているシーラの塗布高さ及び又は塗布幅の通りに、ワークに対してシーラを塗布することができる。すなわち、本方法では、制御装置の演算により、設定されている塗布高さ及び／又は塗布幅の値と、基準高さの値とに基づいて、ノズルを基準高さから移動させるべき距離（移動距離）を算出できる。この移動距離に基づいて、ノズルを基準高さから移動させることにより、設定されたシーラの塗布高さ及び／又は塗布幅を実現できる位置にノズルを移動させることができ、これによって所望の寸法のシーラをワークに塗布することが可能になる。

以上のように、本方法では、制御装置に設定されたノズルの基準高さに基づいてシーラの塗布高さ及び塗布幅を設定通りに実現できる。また、シーラの塗布高さ又は塗布幅を変更したい場合には、制御装置に対する設定値を変更するだけでよく、簡単な操作で塗布パターンを変更できる。

したがって、塗布高さ及び／又は塗布幅が変更される複数箇所において、従来のようなティーチング作業を行う必要はなく、統一された基準高さに基づいてシーラの塗布高さ及び／又は塗布幅を実現でき、これらの値が変更された場合であっても、作業が煩雑化することはない。したがって、本方法を使用すれば、シーラの塗布作業を効率良く実行できるとともに、シーラを余分に塗布する必要もないことから、作業コストを大幅に削減することが可能になる。

本発明に係るシーラ塗布方法において、前記シーラガンは、前記ノズルから前記シーラを吐出させる吐出動作と、前記ノズルに残留する前記シーラを吸引する吸込み動作とを行うように構成されており、前記シーラガンは、前記ノズルが前記塗布終了位置に移動した後に、前記吸込み動作を行ってもよい。

本発明によれば、シーラの塗布高さ及び／又は塗布幅の変更を容易に行うことが可能になる。

シーラ塗布装置の側面図である。 制御装置の機能ブロック図である。 ワークに対してシーラを線状に塗布する方法を説明する図である。 ワークに対してシーラを点状に塗布する方法を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１乃至図４は、本発明に係るシーラ塗布方法及び本方法を実施するシーラ塗布装置の一実施形態を示す。

図１は、本方法を実施するシーラ塗布装置１を示す。シーラ塗布装置１は、塗布ロボット２と、この塗布ロボット２の制御を実行する制御装置３とを備える。

塗布ロボット２は、制御装置３に接続されており、この制御装置３の制御により駆動される。図１に示すように、塗布ロボット２は、多関節アーム４と、シーラガン５とを備える。多関節アーム４は、その先端部でシーラガン５を支持しており、その旋回・伸縮・揺動等の動作によってこのシーラガン５を三次元的に移動操作する。シーラガン５は、シーラＳを吐出するノズル６の他、シーラＳをノズル６から吐出させるための駆動源としてのモータ（図示せず）等の機器を備える。

制御装置３は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、モニタ７、入力インタフェース８（キーボード、マウス等）といった各種ハードウェアを実装するコンピュータ（例えばＰＣ、ロボット制御盤等）を含む。制御装置３は、図２に示すように、ＣＰＵにより構成される演算処理部９と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等により構成される記憶部１０と、塗布ロボット２を制御するロボット制御部１１とを備える。これらの各要素はバスにより相互に接続されている。

演算処理部９は、塗布ロボット２の制御に必要な各種の演算処理を実行する。例えば、演算処理部９は、多関節アーム４の動作によるシーラガン５の移動、シーラガン５によるシーラＳの吐出及びその停止、塗布量の変更等の制御に必要な演算処理を実行する。また、演算処理部９は、記憶部１０に記憶されるデータから、設定されたシーラＳの塗布高さ及び塗布幅（塗布径）を実現するために必要とされる、シーラガン５におけるモータの回転条件を演算により求める。

演算処理部９は、記憶部１０に設定されているシーラＳの塗布パターンに関するデータ及びこの塗布パターンに対応するノズル６の軌跡に関するデータに基づいて、ノズル６の座標データをロボット制御部１１に入力する。

本実施形態では、ノズル６の基準高さＨが設定されており、演算処理部９は、この基準高さＨに基づいて、ノズル６の移動距離を演算することができる。具体的には、演算処理部９は、多関節アーム４に含まれる各軸の位置に基づいて、この多関節アーム４の距離を演算し、この距離に基づいて、ノズル６の移動距離を演算する。ここで、ノズル６の基準高さＨは、ノズル６の先端部のワークＷからの鉛直方向距離（ｍｍ）にて定義される。この基準高さＨは、ワークＷに対するノズル６の位置が所期のものであるか否かを確認するために適した値に設定され得る。

記憶部１０は、シーラガン５、特にそのノズル６の先端部における三次元座標データ、多関節アーム４及びシーラガン５を制御するための制御プログラム、ワークＷの種別に関するデータ、ノズル６の基準高さＨに係るデータ等を記憶している。また、記憶部１０は、塗布ロボット２のティーチングに関するデータ（ティーチングデータ）、シーラＳの塗布高さ、塗布幅（塗布径）の値と、対応するシーラガン５のモータの駆動条件との関係を示すデータベース等を記憶している。

ロボット制御部１１は、演算処理部９と協働して、塗布ロボット２の多関節アーム４、及びシーラガン５の駆動制御を実行する。ロボット制御部１１は、多関節アーム４を駆動することにより、シーラガン５を所定の方向に移動させつつ、ノズル６からシーラを吐出させることで、ワークＷに対してシーラＳを所定のパターンで塗布させる。

以下、上記構成のシーラ塗布装置１を用いてシーラＳをワークＷに塗布する方法について説明する。

まず、ワークＷに対してシーラＳを線状に塗布する方法について説明する。制御装置３の記憶部１０には、塗布ロボット２にティーチング（教示）を施すことにより、ワークＷに対するノズル６の相対位置に関するティーチングデータが記憶される。また、制御装置３には、ノズル６の座標に対応するシーラＳの塗布高さ、塗布幅（塗布径）の値、そして、ノズル６の基準高さＨの値が設定される。この設定は、オペレータが制御装置３の入力インタフェース８を操作することにより行われる。

ワークＷの種別や形状が変更された場合には、ティーチングデータを一部修正する必要がある。この場合、入力インタフェース８を介して、修正データが入力される。制御装置３のモニタ７には、ノズル６の位置及び対応するシーラＳの塗布高さ及び塗布幅（塗布径）に関するデータが表示され、オペレータは、モニタ７を見ながら、修正が必要なノズル６の位置に塗布高さや塗布幅（塗布径）の修正値を入力する。演算処理部９は、修正されたデータを記憶部１０に記憶させる。

図３は、ワークＷに対してシーラＳを線状に塗布する場合にシーラガン５が辿る軌跡を示す側面図である。この図３に示すように、シーラガン５は、待機位置Ａ、塗布開始前の初期位置Ｂ、塗布開始位置Ｃ、塗布中途位置（塗布寸法変更位置）Ｄ、塗布終了位置Ｅ、そして退避位置Ｆの順に移動する。なお、この例では、ノズル６の基準高さＨが２ｍｍに設定され、塗布開始位置Ｃから塗布中途位置ＤまでのシーラＳの塗布高さが３ｍｍ、塗布中途位置Ｄから塗布終了位置ＥまでのシーラＳの塗布高さが４ｍｍに設定されているものとする。本実施形態では、シーラＳの塗布幅の値は、シーラＳの塗布高さの値と同一に設定され得る。この場合、塗布開始位置Ｃから塗布中途位置ＤまでのシーラＳの塗布幅は、３ｍｍに設定され、塗布中途位置Ｄから塗布終了位置Ｅまでの塗布幅は、４ｍｍに設定される。

演算処理部９からの指示により、ロボット制御部１１は、シーラガン５を待機位置Ａから塗布開始前の初期位置Ｂへと移動させる。この初期位置Ｂの水平方向における位置は、塗布開始位置Ｂの水平方向における位置と同一に設定されている。すなわち、この例では、初期位置Ｂは、塗布開始位置Ｃの１ｍｍ直下の位置に設定されている。

この初期位置Ｂにおいて、ロボット制御部１１は、ノズル６を基準高さＨに設置する。ノズル６が基準高さＨに設置されると、この基準高さＨが適正であるか否かについての確認が行われる。ノズル６の高さの適否の確認には、例えば、ワークＷとノズル６との間にテーパゲージと呼ばれるゲージを入れ、ゲージの目盛を読み取ることにより行われる。また、この確認は、シーラガン５に距離センサ（図示せず）を取り付け、この距離センサによってワークＷからのノズル６の距離を測定することにより行われてもよい。この場合、距離センサは制御装置３に接続され、この制御装置３は、距離センサの測定データに基づいて、基準高さＨが適正なものであるか否かを判定する。

基準高さＨが適正でない場合には、ノズル６の高さが手動、又は自動（制御装置３）により補正される。これにより、ノズル６は適正な基準高さＨに再設定され、次工程へと移行する。基準高さＨが適正である場合、ロボット制御部１１は、次工程としてノズル６を塗布開始位置Ｃへと移動させる。

上記のように、塗布開始位置ＣにおけるシーラＳの塗布高さは３ｍｍに設定されており、ノズル６の基準高さＨの２ｍｍよりも１ｍｍ高くなっている。演算処理部９は、この差１ｍｍをノズル６の移動距離として演算により求め、ロボット制御部１１にこの値を入力する。ロボット制御部１１は、入力された値に基づき、多関節アーム４を駆動して、シーラガン５を１ｍｍ上昇させる。これにより、ノズル６の高さ（ワークＷからの鉛直方向の距離）は３ｍｍとなる。ロボット制御部１１は、シーラガン５のモータを駆動して、ノズル６からシーラＳを下方に吐出させる。ロボット制御部１１は、多関節アーム４を駆動して、シーラガン５を水平に移動させる。これにより、塗布開始位置Ｃから塗布中途位置Ｄまでの区間では、塗布高さ３ｍｍ、塗布幅３ｍｍのシーラＳが線状に塗布される。

ノズル６が塗布中途位置Ｄに到達すると、ロボット制御部１１は、多関節アーム４を制御して、シーラガン５の水平移動を継続させながら、ノズル６の位置を１ｍｍ上昇させる。このとき、演算処理部９は、ノズル６の基準高さＨの値（２ｍｍ）と塗布中途位置ＤにおけるシーラＳの塗布高さ（４ｍｍ）との差（２ｍｍ）をノズル６の移動距離として演算により求める。演算処理部９は、この演算値をロボット制御部１１に入力し、ロボット制御部１１は、入力された値に基づいて多関節アーム４を駆動する。その結果、塗布高さ塗布中途位置Ｄでは、ノズル６の先端部の高さは、ワークＷから４ｍｍの位置に変更される。ロボット制御部１１は、多関節アーム４を駆動して、シーラガン５を塗布中途位置Ｄから塗布終了位置Ｅまで水平移動させる。これにより、塗布中途位置Ｄから塗布終了位置Ｅまでの区間では、塗布高さ４ｍｍ、塗布幅４ｍｍのシーラＳが線状に塗布される。

ノズル６が塗布終了位置Ｅに到達すると、ロボット制御部１１は、シーラガン５の水平移動及びモータを停止させる。その後、ロボット制御部１１は、シーラガン５のモータを逆転させ、シーラガン５に吸込み動作をさせる。これにより、ノズル６に残留するシーラＳが吸引される。ロボット制御部１１は、この吸引が完了すると、多関節アーム４を駆動してシーラガン５を退避位置Ｆへと移動させる。このとき、ノズル６に残留していたシーラＳは吸引されているため、シーラガン５の退避位置Ｆへの移動中にノズル６から漏出することがなく、いわゆる糸引きも発生しない。以上により、所定の線状パターンによるシーラＳの塗布が終了する。

次に、図４を参照しながら、ワークＷに対してシーラＳを点状に塗布する方法について説明する。シーラＳを点状に塗布する場合には、線状に塗布する場合とは異なり、シーラガン５は水平方向には移動せず、上下方向（鉛直方向又はシーラガン５の軸心方向）のみに移動する。なお、この例では、点状に塗布されるシーラＳの塗布高さが１０ｍｍ、塗布径が１０ｍｍに設定され、ノズル６の基準高さＨが２ｍｍに設定されているものとする。なお、図４では、説明の便宜上、シーラＳの塗布高さを誇張して表示している。したがって、図４においてはシーラＳの塗布径よりも塗布高さが大きくなっている。

本方法において、シーラガン５は、図４（ａ）乃至図４（ｄ）に示すように、待機位置Ａ、初期位置Ｂ、塗布終了位置Ｃ、そして退避位置Ｄへと移動することにより、ワークＷに対してシーラＳを点状に塗布する。なお、この例では、初期位置Ｂは、シーラＳの塗布開始位置でもある。

図４（ａ）に示すように、ロボット制御部１１の制御により、シーラガン５は待機位置Ａから初期位置Ｂへと移動する。ロボット制御部１１は、シーラガン５のノズル６を基準高さＨ（２ｍｍ）に設置する。ワークＷに対してシーラＳを点状に塗布する場合、ノズル６の基準高さＨは、シーラＳの塗布高さよりも低く設定されることが望ましい。このようにすれば、シーラＳを点状に塗布する際に、ワークＷに近い基準高さＨの２ｍｍの位置から塗布高さ１０ｍｍの位置までノズル６を上昇させながらシーラＳを塗布させることができる。これによって、シーラＳの形状が崩れることなく安定することから、シーラＳを精度良く塗布することが可能になる。

制御装置３の演算処理部９は、設定された塗布高さの値（１０ｍｍ）及び塗布径（１０ｍｍ）の値と、基準高さＨの値（２ｍｍ）との差をノズル６の移動距離として算出する。この場合、塗布高さ及び塗布幅の値が１０ｍｍであり、基準高さＨの値が２ｍｍであることから、その差は８ｍｍである。したがって、演算処理部９は、基準高さＨからのノズル６の移動距離を８ｍｍとし、この値をロボット制御部１１に入力する。

ロボット制御部１１は、演算処理部９の指示により、初期位置（塗布開始位置）Ｂにあるノズル６からシーラＳを吐出させる。ロボット制御部１１は、ノズル６からシーラＳを吐出させながら、多関節アーム４を駆動してシーラガン５を移動距離８ｍｍだけ上昇させ、塗布終了位置Ｃへと移動させる（図４（ｂ）（ｃ）参照）。これにより、塗布高さ１０ｍｍ、塗布径（最大塗布径）１０ｍｍのシーラＳがワークＷに対して点状に塗布される。

ロボット制御部１１は、ノズル６の先端部を塗布高さ１０ｍｍの位置（ワークＷから１０ｍｍの距離）で停止させ、シーラガン５のモータを停止させる。その後、ロボット制御部１１は、このモータを逆転させ、シーラガン５に吸込み動作をさせる。これにより、ノズル６に残留するシーラＳが吸引される。ロボット制御部１１は、この吸引が完了すると、シーラガン５を退避位置Ｄへと移動させる（図４（ｃ）（ｄ）参照）。このとき、ノズル６に残留していたシーラＳは吸引されているため、シーラガン５の退避位置Ｄへの移動中にノズル６から漏出することがなく、いわゆる糸引きも発生しない。以上により、ワークＷに対するシーラＳの塗布が終了する。

以上説明した本実施形態に係るシーラ塗布方法によれば、ノズル６の基準高さＨを設定し、この基準高さＨに基づいてノズル６を移動させることにより、制御装置３に設定されているシーラＳの塗布高さ及び／又は塗布幅の通りに、ワークＷに対してシーラＳを塗布することができる。すなわち、本方法では、制御装置３における演算処理部９により、設定されている塗布高さ及び／又は塗布幅の値と、基準高さＨの値との差を演算することで、ノズル６を基準高さＨから移動させるべき距離（移動距離）を算出できる。演算により求められたこの移動距離に基づいて、制御装置３は、多関節アーム４を駆動し、シーラガン５のノズル６を基準高さＨから移動させる。これによって、設定されたシーラＳの塗布高さ及び／又は塗布幅を実現できる位置にノズル６を移動させることができ、所望の寸法のシーラＳをワークＷに塗布することが可能になる。

このように、本方法では、制御装置３に設定されたノズル６の基準高さＨに基づいて、シーラＳの塗布高さ及び／又は塗布幅を設定通りに実現できる。また、シーラＳの塗布高さ又は塗布幅を変更したい場合には、制御装置３に対する設定値を変更するだけでよく、簡単な操作で塗布パターンを変更できる。したがって、塗布高さ及び／又は塗布幅が変更される複数箇所において、従来のようなティーチング作業を再三行う必要はなく、統一された基準高さＨに基づいてシーラの塗布高さ及び／又は塗布幅を実現でき、これらの値が変更された場合であっても、作業が煩雑化することはない。

以上のように、本方法を使用すれば、シーラＳの塗布作業を効率良く実行できるとともに、シーラＳを余分に塗布する必要もないことから、作業コストを大幅に削減することが可能になる。

ノズル６の基準高さＨは、教示又は補正により精度良く設定されていることから、このノズル６をこの基準高さＨの位置から移動させることにより、シーラＳの塗布高さ及び塗布幅も精度良く実現される。このように、シーラＳの塗布形状を精度良く形成することにより、シーラＳを余分に塗布する必要がなくなり、これによってシーラＳの塗布量を低減させ、ひいては製品の製造コストを低減させることが可能になる。

また、本発明に係るシーラ塗布方法は、ワークＷに対してシーラＳを点状に塗布する場合、ノズル６の基準高さＨをシーラＳの塗布高さよりも低位置に設定することにより、ノズル６を可能な限りワークＷに接近させることができる。この基準高さＨの位置からシーラＳの塗布高さの位置までノズル６と上昇させながらシーラＳを吐出させることにより、シーラＳの形状が崩れることなく、精度の良い塗布高さ及び塗布幅（塗布径）を実現できる。これにより、シーラＳを余分に塗布する必要がなくなり、シーラＳを点状の塗布する場合においてもシーラＳの塗布量を低減させ、ひいては製品の製造コストを低減させることが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、シーラＳを点状に塗布する場合に、ノズル６の基準高さＨをシーラＳの塗布高さよりも低く設定した例を示したが、これに限定されない。ノズル６の基準高さＨを、シーラＳの塗布高さよりも高く設定するとともに、基準高さＨに配置したノズル６を下方に移動させることにより、ワークＷに対してシーラＳを塗布させてもよい。

３ 制御装置
５ シーラガン
６ ノズル
Ｈ 基準高さ
Ｓ シーラ
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. シーラを吐出するノズルを有するシーラガンを制御装置によって制御することにより、ワークに対して前記シーラを線状に塗布するシーラ塗布方法において、
   前記シーラの塗布高さ及び／又は塗布幅を制御装置に設定する工程と、
   前記ワークに対する前記ノズルの基準高さを前記制御装置に設定する工程と、
   前記制御装置の制御により前記ノズルを、前記基準高さを有する初期位置に設置する工程と、
   前記初期位置に設置された前記ノズルの前記基準高さを測定し、測定された値に基づいて前記基準高さの適否を確認する工程と、
   前記制御装置に設定された前記シーラの前記塗布高さ及び／又は前記塗布幅の値と前記制御装置に設定された前記基準高さの値とに基づいて、前記初期位置から塗布開始位置まで移動させるべき前記ノズルの移動距離を前記制御装置によって演算する工程と、
   前記制御装置の制御により、前記初期位置に設置された前記ノズルに、前記初期位置から前記塗布開始位置まで移動させるべき前記移動距離を移動させる移動工程と、
   前記塗布開始位置から塗布終了位置まで前記ノズルを移動させて前記シーラを前記ワークに塗布する塗布工程と、を備え、
   前記初期位置は、前記塗布開始位置の直下に設定されており、
   前記移動工程では、前記ノズルを前記移動距離だけ前記初期位置から上昇させて前記塗布開始位置に移動させ、
   前記塗布工程では、前記ノズルが前記初期位置から前記塗布開始位置に移動したときに前記シーラの吐出を開始することを特徴とするシーラ塗布方法。
2. 前記シーラガンは、前記ノズルから前記シーラを吐出させる吐出動作と、前記ノズルに残留する前記シーラを吸引する吸込み動作とを行うように構成されており、
   前記シーラガンは、前記ノズルが前記塗布終了位置に移動した後に、前記吸込み動作を行う請求項１に記載のシーラ塗布方法。

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