JPH01184063A - 粘性材料塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は産業用ロボットを用いてパネルの所定位置にシ
ーラ材等の粘性材料を自動的に塗布するようにした粘性
材料塗布装置に関する。

（従来の技術） 自動車車体部品を構成するドアパネル、フードパネル、
及びトランクリッドパネル等のように、インナーパネル
とアウターパネルとから構成されているパネル材にあっ
ては、インナーパネルとアウターパネルとを突合わせた
後に、アウターパネルの端部をインナーパネルの端部外
表面に向けて折曲げることにより、両パネルを一体に組
付けている。

このような両パネルの端部の接触面には、一般にシーラ
材と呼ばれる粘性材料からなる構造用接着剤が塗布され
ており、両パネルの接着力を所定の値に維持するように
なっている。

また、近年自動車の防錆品質の向上が希求される中、前
記インナーパネルとアウターパネルとの間に形成された
袋状部と言われる空洞部分への水分の浸入を防止するこ
とにより、穴明き腐蝕等から防錆するために、前記構造
用接着剤は、防錆を目的としたシーリング材としても汎
用され、塗布されている。

第６図は上述のように、インナーパネルＰ１とアウター
パネルＰ２とからなるパネル材を組立てる手順を示す図
であり、予め第６図（Ａ＞に示すように、アウターパネ
ルＰ２の縁部をほぼ直角に折曲げてフランジ部Ｆを形成
した後に、アウターパネルＰ２の内面にフランジ部Ｆの
外表面から所定の距離りに位置させてシーラ材Ｓを塗布
している。第６図（Ｂ）はドアパネル等のようにインナ
ーパネルＰ１とアウターパネルＰ２とからなるパネル材
のうち、アウターパネルＰ２を概略的に矩形として示し
、このアウターパネルＰ２の内面にシーラ材Ｓが塗布さ
れた状態を示す。

シーラ材Ｓが塗布されたアウターパネルＰ２の内面にイ
ンナーパネルＰ１を突合せた後に、第６図（Ｃ）に示す
ように、フランジ部Ｆを折曲げ加工つまりヘミング加工
している。これにより、アクタ−パネルＰ２とインナー
パネルＰ１との接触部にはシーラ材Ｓが密着し、両パネ
ルにより形成された袋状部Ｇ内には水が浸入することが
防止される。

このような目的のシーラ材ＳをパネルＰ２にその縁部か
ら所定の位置に塗布するなめに従来では、第７図に示す
ような粘性材料塗布装置を用いて行なっていた。第７図
に示すように、産業用ロボットのアーム１には、塗布ノ
ズル２を有する塗布ガン本体３が装着され、この塗布ガ
ン本体３には矢印で示す方向に移動自在となっており、
図中左方向に向かう弾発力がばね部材４により付勢され
ている。塗布ノズル２にはパネル材Ｐ２に予め形成され
たフランジ部Ｆと当接するローラ５が設けられている。

したがって、パネル材Ｐ２に塗布ノズルから粘性材料を
塗布する際には、ローラ５がフランジ部Ｆに当接するこ
とにより、粘性材料はフランジ部Ｆから所定の距離の位
置に塗布されるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の粘性材料塗布装置にあ
っては、長期間にわたり装置を使用するとローラ５が摩
耗して正確に塗布ノズル２の位置決めを行なうことがで
きなくなるだけでなく、フランジ部Ｆの高さが充分にな
い部分では、ローラ５がフランジ部Ｆから外れることに
なり、所定の位置に粘性材料を塗布することができない
場合が発生するという問題点があった。

このように、塗布ガン本体３を移動し得るようにしたの
は、塗布ノズル２の移動軌跡は産業用ロボットの制御装
置内に予めティーチングされているが、パネル材Ｐ２の
加工誤差があると、ティーチングされた通りに塗布ノズ
ル２を移動させても、所定の位置に粘性材料を塗布する
ことができないからである。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので
あり、パネルの縁部から所定の位置に確実に粘性材料を
塗布し得るよう°にすることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述した目的を達成するための本発明は、産業用ロボッ
トのアームに装着された塗布ノズルから、パネルに対し
て当該パネルの縁部から所定の位置に粘性材料を塗布す
るようにした粘性材料塗布装置において、塗布された粘
性材料の位置を検出するセンサーが一体となった塗布ガ
ン本体を前記アームに対して前記パネルの縁部にほぼ直
角の方向に移動自在に取付け、前記アームに前記塗布ガ
ン本体を移動するガン位置制御用モータを設け、前記セ
ンサーから得られた塗布位置と基準位置データ記憶手段
からの位置情報とを比較する比較手段と、前記パネルに
塗布された粘性材料が基準位置よりもズレていた場合に
はその位置を記憶する位置修正データ記憶手段と、前記
ズレが存在した場合には前記位置修正データ記憶手段か
ら信号を受けて前記ガン位置制御用モータに制御信号を
送るモータ制御手段とを有する粘性材料塗布装置である
。

（作用） 塗布ノズルからパネルに塗布された粘性材料の位置はセ
ンサーによって求められ、その位置が所定の位置である
か否かは、基準位置データ記憶手段からの信号と、セン
サーによって求められた実際に塗布された位置信号とを
比較手段によって演算される。そしてこの演算結果によ
って、次のパネルに対する塗布ノズルの位置が修正され
ることになり、ロボットの作動位置を設定するためのテ
ィーチングを再度行なうことなく、正確な位置に粘性材
料を塗布することが可能となる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例に係る粘性材料塗布装置の基
本概念を示す図であり、塗布ノズルから塗布された粘性
材料の塗布位置を検出するセンサー１０は比較手段１１
に接続されており、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶手段からな
る基準位置データ記憶手段１２からの信号が比較手段１
１に送られるようになっている。前記基準位置データ記
憶手段１２には、パネルＰ２の縁部に沿う各々の位置に
おける縁部からの塗布位置が格納されており、センサー
１０からの信号により、実際の塗布位置との誤差が演算
される。

粘性材料を塗布する塗布ノズルを有する塗布ガン本体は
、ガン位置制御用モータ１３によって縁部に対して直角
の方向に移動し得るようになっており、このモータ１３
はモータ制御手段１４によって駆動が制御されるように
なっている。このモータ制御手段１４には比較手段１１
から位置修正データ記憶手段１５を介して制御信号が送
られるようになっている。この位置修正データ記憶手段
１５はＲＡＭ等の記憶手段から構成されており、実際に
塗布された粘性材料の位置が基準位置に対してズレが存
在した場合には、そのズレ量を修正、するように位置修
正データ記憶手段１５からモータ制御手段１４に信号が
送られることになる。

第２図（Ａ）（Ｂ）は本発明の一実施例に係る粘性材料
塗布装置の具体例を示す図であり、第２図には産業用ロ
ボット２０の一部が示されており、このロボット２０に
設けられたアーム２１にはガイドレール２２が装着され
ており、このガイドレール２２には塗布ガン本体２３が
移動可能に取付けられている。この塗布ガン本体２３の
移動方向は、第２図（Ａ）において左右方向となってお
り、この方向はパネルＰ２の縁部に対してほぼ直角とな
る方向である。この方向に塗布ガン本体２３を移動させ
るために、ガイドレール２２には位置制御用モータ１３
が取付けられており、このモータ１３の軸には、塗布ガ
ン本体２３と一体となった摺動体２４にねじ結合された
ボールねじ２５が連結されている。

塗布ガン本体２３の先端には粘性材料としてのシーラ材
Ｓを塗布する塗布ノズル２６が設けられている。この塗
布ノズル２６から塗布されるシーラ材Ｓの塗布開始や開
始停止、及び塗布量の制御を行なうために、塗布ガン本
体２３には塗布制御用モータ２７が取付けられている。

第２図（Ｂ）は塗布ノズル２６の先端からシーラ材Ｓを
塗布している状態を示す図であり、パネルＰ２の上に塗
布されたシーラ材Ｓの位置を検出するために、−次元セ
ンサーないしラインセンサーと言われるセンサー１０が
塗布ガン本体２３に取付けられている。

第３図（Ａ＞は上述したセンサー１０の一例を示す図で
あり、パネルＰ２にはレーザー発生器３０からレーザー
スリット光りが投射されるようになっており、このスリ
ット光りのパネルＰ２からの反射光は、拡散スクリーン
３１を通過した後にレンズ３２により集光されてレーザ
ー用フォトダイオード等の光電センサーつまりラインセ
ンサー本体３３に至るようになっている。

このようなセンサ１０を用いて得られるパネルＰ２の影
像信号波形を示すと第３図（Ｂ）の通りであり、この影
像波形信号とスレッショルドレベルと比較することによ
って、パネルＰ２の縁部とシーラ材Ｓの中心部との間の
距離りと、シーラ材Ｓの幅ｄとが求められる。

ロボット２０のアーム２１に装着された塗布ノズル２６
から塗布されるシーラ材ＳのパネルＰ２に対する塗布位
置は、ロボット制御部４０からの（３号によって制御さ
れる。このロボ・ソト制御部４０内には、パネルＰ２の
形状に応じて塗布ノズｌし２６の移動軌跡がティーチン
グされており、ここからの信号により塗布ノズル２６は
所定の軌跡で移動することになる。

ところが、シーラ材Ｓが塗布されるノ＼ネルＰ２の形状
がロフト変更等によって僅に変化すると、塗布ノズル２
６がティーチングされた通りの所定の軌跡を移動しても
、パネルＰ２に対してるよ所定の位置にシーラ材Ｓが塗
布されなくなる。そこて゛、粘性材料塗布制御部４１内
には、センサー１０力）らの信号を受け、上述したし寸
法と６寸法を算出するためのセンサー制御部４２が設け
られており、ここからの信号は入出力ポート４３を通っ
て７実見部４４に送られる。この演算部４４にお〜）て
（よ、前記基準位置データ記憶手段１２からの信号と実
際に塗布ノズル２６により塗布されたシーラ材Ｓの位置
信号とを比較する比較手段１１が設もすられている。

実際に塗布された位置りが基準となる正規の位置とズレ
ていた場合には、そのズレ量が位置修正データ記憶手段
１５に格納されるようになっている。このズレ量に応じ
て演算部４４からの信号はモータ制御手段１４を経てガ
ン位置制御用モータ１３に信号が送られる。

一方、塗布ノズル２６からのシーラ材Ｓの塗布量を制御
するための塗布制御用モータ２７には、演算部４４から
塗布制御部４５を経て制御用信号が送られるようになっ
ており、演算部４４にはロボット制御部４０からも入出
力ポート４６を経て信号が送られるようになっている。

第４図は本発明の塗布ガン本体の他の具体例を示す図で
あり、この場合には塗布ガン本体２３はギヤボックス５
０を有している。また、この場合の塗布ノズル２６はカ
ギ型となっており、この塗布ノズル２６はギヤボックス
５０に回転可能に装着されている。この塗布ノズル２６
を回転するために、ギヤボックス５０に取付けられガン
位置制御用モータ１３には、歯車５１が固定され、この
歯車５１と噛合う歯車５２が塗布ノズル２６に固定され
ている。したがって、モータ１３によって塗布ノズル２
６を回転させると、この塗布ノズル２６の先端の第４図
における矢印方向の位置が変化することになる。

次に、第５図を参照しながら、本発明の粘性材料塗布装
置による塗布作業の手順について説明する。

シーラ材Ｓが塗布されるパネルＰ２が所定の搬送装置に
よって治具等の上に載置される。このパネルＰ２はある
ロットの第１枚目のパネルであり、このパネルが治具等
の上に載置された状態の下で、ロボット２０が起動され
てアーム２１がロボット制御部４０内に予めティーチン
グされたデータに基いて移動する。そして、アーム２１
の移動によって、塗布ノズル２６が被塗物であるパネル
Ｐ２　　。

の所定の位置にまで移動した状態のときに、ロボット制
御部４０からこの中の入出力ボート４７と、粘性材料塗
布制御部４１内の入出力ボート４６を経て制御部４４内
塗布開始指令信号が送られる。

これにより、塗布開示指示が発せられてタイマーがリセ
ットされ、更に塗布制御用モータ１３に対して指令電圧
が出力される。

このパネルＰ２はあるロットの第１枚目のパネルである
ために、ロボット制御部４０内にティーチングされた基
準位置にアーム２１つまり塗布ノズル２６が移動するこ
とになる。

塗布ノズル２６からシーラ材Ｓが塗布されて、その塗布
位置をセンサー１０が検知すると、パネルＰ２の縁部か
ら塗布位置までの距離りと、シーラ材Ｓの幅ｄとが検出
される。これにより、正規の前記りの寸法と実際の寸法
との値が比較され、これらの値にもし差があれば、この
差であるズレ量ΔＱの値が求められる。この値に基づい
て、ズレを無くすために塗布ノズル２６を移動させる址
、ΔＸの値が算出され、この値ΔＸが位置修正データ記
憶手段１５に記憶される。

タイマで設定された時間が経過すると１枚目のパネルＰ
２に対する塗布作業が終了する。次に、第２枚目のパネ
ルＰ２に対してシーラ材Ｓを塗布する作業は、ロボット
制御部４１からの塗布開始指令を受信した後に開始され
る。そして、この場合には第１枚目のパネルＰ２に対す
る塗布作業とほぼ同様な工程により塗布がなされるが、
位置修正データ記憶手段１５からのガン移動位置データ
に基いてガンつまり塗布ノズル２６が移動されることに
なる。

このようにして、１枚のパネルＰ２に対するシーラ材Ｓ
の塗布作業を行ないながら、その塗布位置をセンサー１
０で検出して、前記りの寸法の誤差ΔΩを求め、次のパ
ネルＰ２に対する塗布作業のためにズレ修正量をフィー
ドバックするようにしている。

したがって、１つのロット内のパネルでも徐々にその形
状が僅かに変化しても、所定の位置に正確にシーラ材Ｓ
等の粘性材料を塗布することができる。また、ロット変
更があって、パネルの形状が僅かに変化しても所定の位
置に正確に塗布することができる。

ただし、シーラ材Ｓの塗布切れが発生したような場合に
は、シーラ材Ｓの幅ｄをセンサー１０によって求めてい
ることから、これを検知することができ、その場合には
塗布切れが発生した場所を記憶しておき、パネルＰ２を
変更することなく、塗布切れが発生した場所まで塗布ノ
ズル２６を移動させて再度その場所のみにシーラ材Ｓを
塗布する。同様に、シーラ材Ｓが塗布された場所が所定
の誤差を越えていた場合には、塗布切れの場合と同様に
その場所にまで塗布ノズル２６を移動させて再度塗布作
業を行なうようにする。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、パネルに対する粘性材料
の塗布作業を行ないながら、塗布された　　−粘性材料
の位置が基準位置となっているか否か、或いは基準位置
に対してどの程度ズレているかを求めて、次のパネルに
対する塗布位置を修正するように、ノズルの位置をフィ
ードバックさせていることから、ロボット制御のための
ティーチングを再度行なうことなく、そのままで塗布ガ
ン本体の位置を移動することによって正確な位置に粘性
材料を塗布することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る粘性材料塗布装置の基
本構造を示すブロック図、第２図（Ａ）は本発明の一実
施例に係る構造図、第２図（Ｂ）は同図（Ａ）に示され
た塗布ガン本体の側面図、第３図（Ａ）はセンサーの一
例を示す概略構造図、第３図（Ｂ）はセンサーで得られ
る影像信号波形を示すグラフ、第４図は塗布ガン本体の
他の具体例を示す一部切欠き正面図、第５図（Ａ）（Ｂ
）は本発明の粘性材料塗布装置の制御工程を示すフロー
チャート、第６図（Ａ）〜（Ｃ）は粘性材料が塗布され
るパネルの一例を示す概略図、第７図は従来の粘性材料
塗布装置を示す正面図である。 １０・・・センサー、１１・・・比較手段、１２・・・
基準位置データ記憶手段、１３・・・ガン位置制御用モ
ータ、１４・・・モータ制御手段、１５・・・位置修正
データ記憶手段、２０・・・ロボット、２１・・・アー
ム、２３・・・塗布ガン本体、２６・・・塗布ノズル。 特許出願人　　　　　日産自動車株式会社代理人　弁理
士　　　八　１）幹　雄（ほか１名）第１図 第２図　　　第３図 第３図 （Ｂ） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 産業用ロボットのアームに装着された塗布ノズルから、
   パネルに対して当該パネルの縁部から所定の位置に粘性
   材料を塗布するようにした粘性材料塗布装置において、
   塗布された粘性材料の位置を検出するセンサーが一体と
   なった塗布ガン本体を前記アームに対して前記パネルの
   縁部にほぼ直角の方向に移動自在に取付け、前記アーム
   に前記塗布ガン本体を移動するガン位置制御用モータを
   設け、前記センサーから得られた塗布位置と基準位置デ
   ータ記憶手段からの位置情報とを比較する比較手段と、
   前記パネルに塗布された粘性材料が基準位置よりもズレ
   ていた場合にはその位置を記憶する位置修正データ記憶
   手段と、前記ズレが存在した場合には前記位置修正デー
   タ記憶手段から信号を受けて前記ガン位置制御用モータ
   に制御信号を送るモータ制御手段とを有する粘性材料塗
   布装置。