JP7378190B1 - テープ材の貼付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 テープ材の貼り付けを迅速且つ確実に行うことができるテープ材の貼付装置を提供する。【解決手段】 多関節ロボット１０と、エンドエフェクタ２０と、制御装置３０とを備え、エンドエフェクタ２０は、リール４０と、テープ材を挟持部により挟持してテープ材の先端を退避位置から貼付位置に搬送する搬送装置５０と、押圧部材６０とを備えており、搬送装置５０は、挟持部により挟持されたテープ材の先端側を貼付位置に向けて案内するガイド部を備え、制御装置３０は、ガイド部から突出するテープ材の先端を、搬送装置５０により貼付位置に搬送して押圧部材６０によりワークＷに押圧した後、把持部によるテープ材の把持を解除して、押圧部材６０をテープ材に沿って基端側に向けて移動させることにより、テープ材をワークＷに貼り付けるテープ材の貼付装置１である。【選択図】 図１

Description

本発明は、テープ材の貼付装置に関する。

多関節ロボットを用いてテープ材をワークに貼り付けることができる装置として、例えば、特許文献１に開示されたテープ材貼付け機が知られている。このテープ材貼付け機は、テープ材の表面を押圧してワークに貼り付けるローラと、テープ材をローラに向けて案内するガイドとを備えており、リールから繰り出されたテープ材を、ローラが貼り付け経路に沿って押圧しながら連続して貼り付けるように構成されている。

特開２０２２－６５８３３号公報

上記従来のテープ材貼付け機は、リールの回転駆動によりテープ材をローラに向けて供給するように構成されているため、テープ材の先端が暴れやすく、テープ材の先端をローラの近傍に確実に供給できないおそれがあった。このように、従来のテープ材の貼付装置は、現在多用されている長尺のテープ材の貼り付け、ワーク深部へのテープ材の貼り付け、ワーク上にある突起物を避けてのテープ材の貼り付け等に十分対応できないおそれがあり、テープ材の材質、厚み、幅、剥離紙の有無等によっては、とりわけその傾向が顕著に表れるため、テープ材の貼り付けを確実に行う上で更に改良の余地があった。

そこで、本発明は、テープ材の貼り付けを迅速且つ確実に行うことができるテープ材の貼付装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、多関節ロボットと、前記多関節ロボットのアームの先端に設けられたエンドエフェクタと、前記多関節ロボットおよびエンドエフェクタを制御する制御装置とを備え、前記エンドエフェクタは、一方面に粘着層を有するテープ材が巻回されたリールと、前記リールから繰り出されたテープ材を挟持部により挟持してテープ材の先端を退避位置から貼付位置に搬送する搬送装置と、前記搬送装置に搬送されたテープ材をワークに押圧して貼り付ける押圧部材とを備えており、前記搬送装置は、前記挟持部により挟持されたテープ材の先端側を前記貼付位置に向けて案内するガイド部を備え、前記制御装置は、前記ガイド部から突出するテープ材の先端を、前記搬送装置により前記貼付位置に搬送して前記押圧部材によりワークに押圧した後、前記挟持部による前記テープ材の挟持を解除して、前記押圧部材をテープ材に沿って基端側に向けて移動させることにより、テープ材をワークに貼り付けるテープ材の貼付装置により達成される。

このテープ材の貼付装置において、前記エンドエフェクタは、前記ガイド部と前記押圧部材との間でテープ材を切断する切断装置を更に備えることが好ましく、前記制御装置は、テープ材をワークに貼り付けた後、テープ材を前記挟持部により挟持して前記切断装置により切断することが好ましい。

前記押圧部材は、前記テープ材に沿って転動するローラであることが好ましい。この場合、前記搬送装置は、前記退避位置から前記貼付位置に向けて前記押圧部材の接線に沿ってテープ材を搬送することが好ましい。

前記搬送装置は、前記ガイド部の先端側に突出するテープ材の一方面にエアを噴射するエア噴射部と、テープ材の他方面側を保持する保持部とを備えることができる。

本発明によれば、テープ材の貼り付けを迅速且つ確実に行うことができるテープ材の貼付装置を提供することができ、例えば、テープ材の材質、ワークに貼り付けるテープ片の長さ、ワーク表面からの貼り付け位置の深さ、ワーク表面の凹凸等を問わずに、テープ材を確実に貼り付けることができる。

本発明の一実施形態に係るテープ材の貼付装置の斜視図である。 図１の要部を示す拡大斜視図である。 図１の要部を他の方向から見た拡大斜視図である。 図２に示す要部の作動を説明するための拡大斜視図である。 図２に示す要部の他の作動を説明するための拡大斜視図である。 図２に示す要部の更に他の作動を説明するための拡大斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るテープ材の貼付装置の要部を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、 本発明の一実施形態に係るテープ材の貼付装置（以下、単に「貼付装置」という）の概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、貼付装置１は、多関節ロボット１０と、多関節ロボット１０に取り付けられたエンドエフェクタ２０と、多関節ロボット１０およびエンドエフェクタ２０を制御する制御装置３０とを備えており、載置台１００に搭載されたワークＷにテープ材を貼り付けることができる。ワークＷの形状や大きさ等は特に限定されないが、本実施形態のワークＷは帯状に形成されており、ワークＷの複数の所定位置に、ワークＷの長手方向に沿ってテープ材を貼り付けることができる。

多関節ロボット１０は、複数のアーム１１が関節を介して回動自在に連結された多軸（例えば４軸から７軸）構造を有しており、アーム１１の先端の回転機構部１２に、エンドエフェクタ２０が着脱可能に装着される。

図２は、図１に示すエンドエフェクタ２０の拡大斜視図である。また、図３は、図２に示すエンドエフェクタ２０を他の方向から見た拡大斜視図である。図２および図３に示すように、エンドエフェクタ２０は、アーム１１の回転機構部１２に装着されたブラケット２１を備えている。ブラケット２１は、回転機構部１２の回動軸周りに回動可能となるように、ボルトで締結固定されている。

エンドエフェクタ２０は、テープ材Ｔが巻回されたリール４０と、リール４０から繰り出されたテープ材Ｔを搬送する搬送装置５０と、搬送装置５０により搬送されたテープ材ＴをワークＷに押圧して貼り付ける押圧部材６０と、テープ材Ｔを切断する切断装置７０とを備えている。

テープ材は、例えばフェルト材やスポンジ材などからなる薄帯状（例えば、厚みが約０．９ｍｍ）の基材の一方面に粘着層を有しており、この粘着層が内側の基材の他方面に接するように、リール４０に巻回されている。リール４０は、ブラケット２１に回転自在に支持されており、リール４０から繰り出されたテープ材Ｔは、粘着層と反対側の他方面がガイドロール４１の外周面と接するようにガイドロール４１で折り返されて、搬送装置５０に案内される。

搬送装置５０は、本体５１と、本体５１の先端側に設けられた挟持部５２と、挟持部５２の先端側に設けられたガイド部５３とを備えており、テープ材Ｔの先端Ｔ１を、図３に示す退避位置から、後述する押圧部材６０の近傍位置である貼付位置に搬送する。本体５１は、ガイドレール５１ａに沿って可動ブロック５１ｂが進退可能に設けられたリニアアクチュエータであり、ガイドロール４１で折り返されたテープ材Ｔは、ガイドレール５１ａの下面側（可動ブロック５１ｂと反対側）を通過して、可動ブロック５１ｂの移動方向に沿って延びている。ガイドレール５１ａは、ブラケット２１に固定されている。

挟持部５２は、エアシリンダ等の駆動装置５２ｃのロッドの先端（下端）に設けられた可動片５２ａと、駆動装置５２ｃに支持された固定片５２ｂとを備えている。挟持部５２は、本体５１の可動ブロック５１ｂと一体的に移動するように、可動ブロック５１ｂの先端に固定されている。可動片５２ａは、本体５１の可動ブロック５１ｂの進退方向と直交する方向に往復動可能に設けられており、本体５１の先端側に突出するテープ材Ｔを、固定片５２ｂとの間で厚み方向に挟持する。

ガイド部５３は、平板状のガイド板５３ａと、ガイド板５３ａとの間にテープ材Ｔを挟持するガイドローラ５３ｂとを備えている。ガイド部５３は、挟持部５２の先端側に位置するように固定片５２ｂに固定されており、挟持部５２により挟持されたテープ材Ｔの先端側を、貼付位置に向けて案内する。

押圧部材６０は、円筒状のローラからなり、ブラケット２１に回動可能に取り付けられたアーム６１に、回転自在に支持されている。押圧部材６０は、ばね部材６２により先方に付勢される。押圧部材６０は、テープ材Ｔの全体を所望の押圧力で押圧して、ワークＷに確実に貼り付けることができるように、テープ材Ｔに沿って転動するローラであることが好ましいが、テープ材Ｔに沿って摺動するブロック状の部材等であってもよい。

切断装置７０は、テープ材Ｔを切断する切断刃７１と、切断刃７１を往復動させるエアシリンダ等の駆動装置７２とを備えており、切断刃７１をテープ材Ｔの厚み方向に移動させることで、ガイド部５３と押圧部材６０との間でテープ材Ｔを切断することができる。

次に、上記の構成を備える貼付装置１によりテープ材の貼付作業を行う方法を説明する。制御装置３０（図１参照）は、まず、図４に示すように、挟持部５２の可動片５２ａを矢示Ａ方向に下降させて、可動片５２ａと固定片５２ｂ（図３参照）との間でテープ材Ｔを挟持した後、多関節ロボット１０のアーム１１の作動により押圧部材６０をワークの上方近傍に移動させる。ついで、制御装置３０は、搬送装置５０を作動させて、本体５１の可動ブロック５１ｂを矢示Ｂ方向に移動させる。これにより、テープ材Ｔの先端Ｔ１が、もとの退避位置Ｐ１から、図５に示す貼付位置Ｐ２まで移動する。

図５に示すように、ガイド部５３によって案内されるテープ材Ｔの先端側は、押圧部材６０とワークＷとの間に介在されるように、退避位置Ｐ１と貼付位置Ｐ２との間で押圧部材６０の外周面と接するように直線状に延びており、搬送装置５０は、退避位置Ｐ１から貼付位置Ｐ２に向けて、押圧部材６０の接線に沿ってテープ材Ｔを搬送する。

制御装置５０は、図５に示す状態から、押圧部材６０を矢示Ｃ方向に移動させることにより、テープ材Ｔの先端Ｔ１を押圧部材６０によりワークＷに押圧する。押圧部材６０によるテープ材Ｔの押圧位置は、先端Ｔ１がワークＷに確実に貼り付けられる位置であることが好ましく、例えば、テープ材Ｔの先端Ｔ１から１～２ｍｍ程度基端側の位置で、押圧部材６０の外周面とテープ材Ｔとが当接することが好ましい。

こうして、テープ材Ｔの先端Ｔ１の下面側（粘着層を有する一方面側）をワークＷに貼り付けた後、挟持部５２の可動片５２ａを矢示Ｄ方向に上降させてテープ材Ｔの挟持を解除し、テープ材Ｔをリールから押圧部材６０に向けて供給可能な状態にする。そして、押圧部材６０を、テープ材Ｔの上面に沿って基端側に向けて矢示Ｅ方向に移動させることにより、押圧部材６０が、テープ材Ｔを押圧しながらワークＷの表面に沿って移動する。こうして、テープ材Ｔが押圧された部分を、ワークＷに貼り付けることができる。制御装置３０は、押圧部材６０の移動によるテープ材Ｔの貼り付けと並行して、本体５１の可動ブロック５１ｂを、図４に示すもとの位置まで後退させる。

次に、制御装置３０は、図６に示すように、挟持部５２の可動片５２ａを矢示Ｆ方向に下降させてテープ材Ｔを再び挟持し、テープ材Ｔにテンションをかけた状態で切断装置７０を作動させて、切断刃７１を矢示Ｇ方向に移動させることによりテープ材Ｔを切断する。切断刃７１によるテープ材Ｔの切断位置は、ガイド部５３と押圧部材６０との間であればよいが、ガイド部５３からの距離が長くなると、切断後にガイド部５３から突出するテープ材Ｔが自重で垂れ下がり易くなるため、例えば、ガイド部５３からテープ材Ｔの先端側２０～２５ｍｍの位置であることが好ましい。これによって、切断後にテープ材Ｔがガイド部５３から突出する部分の方向および必要長さを担保して、次のテープ材Ｔの貼り付けを迅速容易に行うことができる。貼り付けられたテープ材Ｔの基端側は、切断後に押圧部材６０により押圧することで、切断されたテープ材Ｔの全体をワークＷに確実に貼り付けることができる。ワークＷに貼り付けられたテープ材Ｔの全長は、例えば７０ｍｍ程度である。

本実施形態のテープ材の貼付装置１によれば、押圧部材６０の近傍へのテープ材Ｔの供給を、リール４０の回転駆動によって行うのではなく、リール４０から繰り出されたテープ材Ｔを、搬送装置５０が挟持部５２により挟持して、テープ材Ｔの先端Ｔ１を退避位置Ｐ１から貼付位置Ｐ２に搬送して行うため、テープ材Ｔの厚みや材質等に拘らず、テープ材Ｔを押圧部材６０の近傍に確実に供給してワークＷへの貼り付けを迅速容易に行うことができる。退避位置Ｐ１から貼付位置Ｐ２に向けたテープ材Ｔの搬送は、本実施形態のように、ローラからなる押圧部材６０の接線に沿って行われることが好ましく、これによって、ワークＷへのテープ材Ｔの貼り付けを容易且つ確実に行うことができる。

テープ材Ｔが、例えばセロハンテープのように薄くて変形しやすい場合には、図７に示すように、ガイド部５３の先端側に突出するテープ材Ｔの一方面（粘着層を有する面）にエアを噴射するエア噴射部８０と、テープ材Ｔの他方面側を保持する保持部８１とを備える構成にすることができる。保持部８１は、ガイド部５３から押圧部材６０に向けて延びる可撓性の帯状の部材であり、保持部８１の先端部は、押圧部材６０の外周面に沿って円弧状に湾曲している。保持部８１の円弧状部分の中心角は、４５度程度であることが好ましい。押圧部材６０は、保持部８１を介してテープ材Ｔを押圧可能であり、テープ材Ｔの先端Ｔ１をワークに貼り付けた後、テープ材Ｔを先端Ｔ１から基端側に向けて順次押圧することで、所望長さのテープ材Ｔをワークに確実に貼付けることができる。

エア噴射部８０は、例えば噴射ノズルからなり、テープ材Ｔの先端Ｔ１が押圧部材６０によりワークに押圧された状態で、テープ材Ｔの他方面側が保持部８１により保持された部分の一方面に対して、噴射口８０ａからエアを噴射する。これにより、テープ材Ｔが丸まるおそれがなく、テープ材Ｔを強制的に帯状に広げた状態でワークに貼り付けることができるので、テープ材Ｔの貼り付けを迅速且つ確実に行うことができる。図７において、図５等と同様の構成部分には、同一の符号を付している。

上記各実施形態のテープ材の貼付装置１は、テープ材Ｔの厚みや材質、貼り付けるテープ片の長さ、貼り付け場所のワーク表面からの深さ、ワーク表面の凹凸等に拘らず、テープ材の全体をワークに確実に貼り付けることができる。

１ テープ材の貼付装置
１０ 多関節ロボット
１１ アーム
２０ エンドエフェクタ
３０ 制御装置
４０ リール
５０ 搬送装置
５２ 挟持部
５３ ガイド部
６０ 押圧部材
７０ 切断装置
８０ エア噴射部
８１ 保持部
Ｗ ワーク
Ｔ テープ材
Ｐ１ 退避位置
Ｐ２ 貼付位置

Claims (5)

1. 多関節ロボットと、
   前記多関節ロボットのアームの先端に設けられたエンドエフェクタと、
   前記多関節ロボットおよびエンドエフェクタを制御する制御装置とを備え、
   前記エンドエフェクタは、
   一方面に粘着層を有するテープ材が巻回されたリールと、
   前記リールから繰り出されたテープ材を挟持部により挟持してテープ材の先端を退避位置から貼付位置に搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置に搬送されたテープ材をワークに押圧して貼り付ける押圧部材とを備えており、
   前記搬送装置は、前記挟持部により挟持されたテープ材の先端側を前記貼付位置に向けて案内するガイド部を備え、
   前記制御装置は、前記ガイド部から突出するテープ材の先端を、前記搬送装置により前記貼付位置に搬送して前記押圧部材によりワークに押圧した後、前記挟持部による前記テープ材の挟持を解除して、前記押圧部材をテープ材に沿って基端側に向けて移動させることにより、テープ材をワークに貼り付けるテープ材の貼付装置。
2. 前記エンドエフェクタは、前記ガイド部と前記押圧部材との間でテープ材を切断する切断装置を更に備え、
   前記制御装置は、テープ材をワークに貼り付けた後、テープ材を前記挟持部により挟持して前記切断装置により切断する請求項１に記載のテープ材の貼付装置。
3. 前記押圧部材は、前記テープ材に沿って転動するローラである請求項１に記載のテープ材の貼付装置。
4. 前記搬送装置は、前記退避位置から前記貼付位置に向けて前記押圧部材の接線に沿ってテープ材を搬送する請求項３に記載のテープ材の貼付装置。
5. 前記搬送装置は、前記ガイド部の先端側に突出するテープ材の一方面にエアを噴射するエア噴射部と、テープ材の他方面側を保持する保持部とを備える請求項１に記載のテープ材の貼付装置。