JPH05104050A - 高粘度材料の流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高粘度材料の粘度変化に伴う流量変化に対応し
て塗布ガンからの吐出量を所望量に制御する高粘度材料
の流量制御装置を提供する。 【構成】タンク２から圧送ポンプ１、第１の流量計５、
塗布ガン６に至る高粘度材料送給ラインに、前記塗布ガ
ン６から第２の流量計７を通って前記タンク２に戻る高
粘度材料送給ラインを加えて高粘度材料の循環送給ライ
ンを形成する。第１の流量計５と第２の流量計７は選択
的に挿入し，いずれかの流量計の測定値に従って塗布ガ
ン６を駆動する。また両流量計５，７を同時に用いる場
合には，第１の流量計５と第２の流量計７との測定値を
制御器１１に入力して各流量測定値の差値を算出し、こ
の差値が所定にの吐出量になるよう制御器１１によって
塗布ガン６のノズル７の開度を制御する。循環送給ライ
ンが形成されているため、塗布ガン６のオン、オフに係
わらず高粘度材料の流れが継続するので流れの有る無し
に係る粘度変化がなくなり、２つの流量計の測定値の差
が所定吐出量になるように制御器によってノズル開度を
制御するので吐出量は所定量に保たれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，シール剤，接着剤，塗
料等の高粘度材料を塗布ガンから吐出させ，ワーク等に
塗布する高粘度材料の自動塗布装置において，高粘度材
料の粘度変化による流量変化を補正して，所望の吐出量
が得られるよう制御する高粘度材料の流量制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば，自動車製造工程において，ボデ
ィの鋼板接合部の防水，防錆を目的として，接合部に高
粘度材料を一定幅のビード形状に塗布するシーリング作
業が行われる。シーリング作業は高粘度材料であるシー
ル剤が定量塗布され，所定のビード形状が安定して得ら
れることが重要である。しかしながら，高粘度材料は温
度依存性が高く，周囲温度の影響により粘度が大幅に変
化すること，あるいは，高粘度材料は流れているとき
と，流れていないときときとでは，粘度が変化すること
などから，粘度の変化は流量の変化となって塗布ガンか
らの吐出量が変化し，一定幅のビード形状が得られない
状態となる。従って，粘度変化に対応できる流量制御が
必要となる。接着剤，塗料等をワーク等に塗布する場合
も同様である。高粘度材料の粘度変化による吐出量の変
化を防止して定量塗布を実現するための従来例装置につ
いて添付図面を参照して説明する。図６に示す従来例装
置は，タンク２１に貯溜された高粘度材料２２を圧送ポ
ンプ２９で塗布ガン２４に送給し，塗布ガン２４内の弁
体の開度を制御器２５で制御するものである。塗布ガン
２４をロボットのアーム先端に取付け，ロボット制御盤
から塗布ガン２４のオン・オフ信号と塗布ガン２４の移
動速度に対応する吐出量信号を前記制御器２５に入力す
ることにより，塗布ガン２４の移動速度に対応した吐出
量が得られる。この装置の場合，粘度変化による塗布ガ
ン２４の吐出量変化の補正はできないため，圧送ポンプ
２９から塗布ガン２４への送給ラインに温度調節機能を
有する加温ホース２３_a を用いて温度の影響による粘度
変化を回避している。図７に示す従来例装置は，タンク
２１に貯溜された高粘度材料２２を圧送ポンプ２９で塗
布ガン２４に送給する送給ライン２３に流量計２７を配
し，この流量計２７によって高粘度材料の粘度変化によ
る流量の変化を検出し，検出値を制御器２５に入力し
て，ロボット制御盤からの吐出量信号を補正して塗布ガ
ン２４からの吐出量を所定量に保つよう制御している。
図８に示す従来例装置は，タンク２１に貯溜された高粘
度材料２２を圧送ポンプ２９で塗布ガン２４_a に送給す
ると共に，塗布ガン２４_a から前記タンク２１に戻る循
環送給ライン２８を具備している。この構成によれば，
塗布ガン２４のオン・オフに係わらず，常時，高粘度材
料が循環送給ライン２８を流れているので，流れの有る
無しによる粘度変化はなくなり，温度による粘度変化を
少なくできるので，従来流量計２７を省略していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記各従来例装置にお
いて，図６に示した高粘度材料の送給ラインに加温ホー
ス２３_a を用いるものは，粘度変化による吐出量変化の
補正ができないため，送給ラインを加温ホース２３_a と
して温度の影響による粘度変化を回避しようとするもの
であるが，加温ホース２３_a の屈曲性が劣るため，自由
に移動させる必要のある塗布ガン２４付近の送給ホース
には，加温ホース２３_a を使うことができず，温度調節
が不完全となる問題点を有している。また，図７に示し
た送給ライン２３に流量計２７を配置して，この流量計
２７の測定値により制御器２５による塗布ガン２４の吐
出量を補正するものは，流量の検出に時間的遅れがある
ために，塗布ガン２４をオンにした直後の短時間には補
正ができない問題点を有している。さらに，上記２例の
場合，高粘度材料の流れの有る無しによる粘度変化を補
正することはできないため，塗布ガン２４をオンにした
直後には流量制御ができない問題点もある。この問題点
を解決するため，図８に示したような高粘度材料を循環
送給ライン２８に常時循環させ，高粘度材料の流れを継
続させることがなされるが，この構成による場合，図６
に示した従来例装置と同様に，周囲温度の変化等による
粘度変化による吐出量の補正はできないため，温度調節
の手段が必要となるが，図６に示した例と同様に塗布ガ
ン２４_a の付近の送給ホースに加温が困難という問題点
を有している。本発明は上記諸問題点に鑑み，高粘度材
料の粘度変化に伴う流量変化に対応して，塗布ガンから
の吐出量を所望量に補正制御する高粘度材料の流量制御
装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する第１の手段は，タンクに貯溜された
高粘度材料を圧送ポンプにより塗布ガンに送給し，塗布
ガンから高粘度材料を前記タンクに戻す高粘度材料の循
環送給ラインを有する高粘度材料の流量制御装置におい
て，前記圧送ポンプと塗布ガンとの間又は塗布ガンとタ
ンクとの間に設けられた高粘度材料の流量を測定する第
１又は第２の流量計と，前記塗布ガンのノズル開度を変
化させるノズル駆動機構と，前記流量計により測定され
た流量に応じて前記ノズル駆動機構を制御し，塗布ガン
から吐出される高粘度材料の流量を所望量に調整する制
御装置とを具備してなることを特徴とする高粘度材料の
流量制御装置として構成される。また，本発明が採用す
る第２の手段は，タンクに貯溜された高粘度材料を圧送
ポンプにより塗布ガンに送給し，塗布ガンから高粘度材
料を前記タンクに戻す高粘度材料の循環送給ラインを有
する高粘度材料の流量制御装置において，前記圧送ポン
プと塗布ガンとの間に設けられた高粘度材料の流量を測
定する第１の流量計と，前記塗布ガンとタンクとの間に
設けられた高粘度材料の流量を測定する第２の流量計
と，前記塗布ガンのノズル開度を変化させるノズル駆動
機構と，前記第１の流量計により測定された流量と，前
記第２の流量計により測定された流量との差に応じて前
記ノズル駆動機構を制御し，塗布ガンから吐出される高
粘度材料の流量を所望量に調整する制御装置とを具備し
てなることを特徴とする高粘度材料の流量制御装置とし
て構成される。

【０００５】

【作用】本発明の第１の手段によれば，タンク，圧送ポ
ンプ，第１又は第２の流量計，塗布ガン，タンクを連結
し高粘度材料の循環送給ラインが構成されているため，
塗布ガンのオン，オフの状態に係わらず高粘度材料の流
れが継続する。従って，流れの有る無しに係る粘度変化
がなくなり，高粘度材料のガン内での滞留による流量変
化がなくなり，制御可能な状態を維持することができ
る。また，塗布ガンへの流入側に第１の流量計を挿入し
て（又は流出側に第２の流量計を挿入して），高粘度材
料の粘度変化による流量変化を検出し，その測定値を制
御器に入力して塗布ガンからの吐出量を補正するので，
高粘度材料の粘度変化があっても，吐出量は所定の制御
量に補正される。また，本発明の第２の手段によれば，
タンク，圧送ポンプ，第１の流量計，塗布ガン，第２の
流量計，タンクの順に連結された高粘度材料の循環送給
ラインが形成されているため，塗布ガンのオン，オフの
状態に係わらず高粘度材料の流れが継続する。従って，
流れの有る無しに係る粘度変化がなくなり，高粘度材料
のガン内での滞留による流量変化がなくなり，制御可能
な状態を維持できる。また，塗布ガンへの流入側に第１
の流量計，流出側に第２の流量計が挿入され，それぞれ
の測定値を制御器に入力し，第１の流量計と第２の流量
計との測定値の差が，塗布ガンからの吐出量になるよう
に制御器によってノズル開度を補正制御するので，高粘
度材料のノズルからの吐出量は所望の制御量に保たれ
る。

【０００６】

【実施例】以下，添付図面を参照して，本発明を具体化
した実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定するものではない。図１は，本発
明の第１実施例の構成を示す構成図，図２は塗布ガンの
一例を示す断面構造図，図３，図４はロボットによって
塗布ガンを移動させる移動経路と各経路における移動速
度の例を示す塗布ガンの移動動作図と，そのときの吐出
量制御グラフである。図１において，タンク２に貯溜さ
れた高粘度材料３は，圧送ポンプ１によって送給され，
フィルタ９，レギュレータ８，第１の流量計４から塗布
ガン６に至り，更に，塗布ガン６からタンク２に戻る循
環送給ライン２８_a （実線ライン）を矢印方向に流れ
る。従って，本装置が動作中は，塗布ガン６のオン，オ
フに係わらず常時循環送給ライン２８_a を高粘度材料３
が流れるよう構成されている。循環送給ライン２８_a の
塗布ガン６の上流側（圧送ポンプ１と塗布ガン６との
間）に設けた第２の流量計４の測定値は，制御器１１に
入力される。塗布ガン６は，図２にその一例を示すよう
に，送給ラインから圧送されてきた高粘度材料をノズル
１９から所定量吐出するもので，例えば，シーリングロ
ボットのアーム先端に取り付けられて移動し，シール剤
をシーリング経路に定量塗布する。塗布ガン６は，同図
に示すように，アクチュエータ１３を装備しており，こ
れによってニードル１８のシート２０に対する位置を操
作して，供給ホース１４から送給されてきた高粘度材料
のノズル１９への供給量が調節される。塗布ガン６には
排出ホース１６が設けられており，高粘度材料をノズル
１９に供給した余量が復路の循環送給ラインに送り出さ
れる。また，ノズル１９の上部には圧力検出器１５と残
量処理器１７とが装備されており，圧力検出器１５はノ
ズル１９への高粘度材料の流入圧を検出し，前記アクチ
ュエータ１３を制御する制御器１１にフィードバックし
て，所定の吐出量のとき所定の吐出圧になるように制御
器１１のアクチュエータ１３への駆動信号を補正する。
残量処理器１７は塗布ガン６をオフにしたときにノズル
１９内に残った高粘度材料を吸入処理して，残量がノズ
ル１９から溢れることを防止する。

【０００７】上記構成において，制御器１１には，塗布
ガン６が取付けられたロボットを動作制御するロボット
制御盤（図示せず）から，塗布ガン６のオン・オフ信号
と塗布ガン６を移動させる速度に対応した吐出量信号が
入力されている。例えば，塗布ガン６が取付けられたロ
ボットアーム先端の移動経路と移動速度が図３に示すよ
うであるとき，塗布ガン６からの吐出量が図４に示すよ
うに移動速度に応じて変化する吐出量信号とオン・オフ
信号が入力される。即ち，塗布ガン６の移動速度が速い
ほど吐出量を多くして，塗布経路に定量の高粘度材料が
塗布されるよう制御される。高粘度材料の粘度が周囲温
度等の影響により変化したとき，流量が変化して塗布ガ
ン６からの吐出量が図４に点線で示すように変わり，定
量塗布が損なわれる。そこで，第１の流量計４によって
循環送給ラインを流れる高粘度材料の粘度変化による流
量変化を検出して，これを吐出量制御の補正値として制
御器１１に入力する。図４に点線で示す粘度変化による
吐出量変化を，流量計４の測定値で補正すれば，雰囲気
温度の変化等により高粘度材料の粘度が変化しても所定
の吐出量が保たれ，定量塗布が実施できる。

【０００８】この実施例では，高粘度材料は循環送給ラ
イン２８_a を常時流れているので，流れの有る無しに係
る高粘度材料の粘度変化は防止される。従って，塗布ガ
ン６のニードル１８がシート１２に圧接したオフの状態
にあるときから，ニードル１８をシート２０から離間さ
せてオンにした直後にも，供給ホース１４から排出ホー
ス１６に圧送されている高粘度材料は，速やかにノズル
１９に所定量が供給され，ノズル１９の先端から吐出さ
れて，塗布ガン６のオン直後にも流量制御可能状態を維
持できる。上記のような第１の流量計４を塗布ガン６の
下流側（塗布ガン６とタンク３との間）に挿入して塗布
ガン６からの排出流量に基づいてアクチュエータ１３を
制御してもよい。塗布ガン６のノズル１９からの吐出量
は圧送ポンプ１からの吐出量と上記塗布ガン６からの排
出流量との差であるから，排出量を制御することで，吐
出量は制御できる。上記第１の実施例では塗布ガン６の
上流又は下流の流量のみを測っているので，塗布ガン６
の流体抵抗の変化が少ない場合には塗布ガン６からの吐
出量をかなり良い精度で制御できる。しかし，上記循環
ライン２８_a の途中に塗布ガン６を設ける本発明とは塗
布ガン６からの吐出流量は塗布ガン６への流入量と排出
量の差となるから，流入量又は排出量のいずれか一方し
か測定できない上記実施例では，ノズル１９からの吐出
量を完全に制御することはでいない。この点を解決した
のが，次の第２の実施例である。

【０００９】次いで，本発明の第２実施例について説明
する。図５は第２実施例の構成図である。上記第１実施
例と共通する部分には同一の符号を付して，その説明は
省略する。図５において，タンク２に貯溜された高粘度
材料３の送給ラインは，上記第１実施例と同様に循環送
給ライン２８_b としてが構成されており，タンク２に貯
溜された高粘度材料３は，圧送ポンプ１により圧送さ
れ，フィルタ９，レギュレータ８，第１の流量計５，塗
布ガン６に至り，更に，塗布ガン６から背圧レギュレー
タ１０，第２の流量計７を通ってタンク２に戻る循環送
給ライン２８_b （実線ライン）を矢印方向に流れる。即
ち，本システムが動作中は，塗布ガン６のオン，オフに
係わらず常時循環送給ライン２８_b を高粘度材料３が流
れるよう構成されている。

【００１０】上記構成において，圧送ポンプ１を作動さ
せることにより，タンク２内に貯溜された高粘度材料３
が循環送給ライン２８_b に圧送される。そこで，ロボッ
ト制御盤から制御器１２に入力されるオン・オフ信号と
吐出量信号制御信号とによって，制御器１２は塗布ガン
６のアクチュエータ１３を制御してノズル１９からの吐
出量と吐出のオン・オフを操作する。さらに，循環送給
ラインの塗布ガン６の上流側と下流側とに配置された第
１の流量計４と第２の流量計５とによる測定値（塗布ガ
ン６への流入量と排出量）は制御器１２に入力され，両
測定値の差が演算される。制御器１２は両測定値の差，
即ち塗布ガン６からの吐出量がロボット制御盤から入力
される吐出量になるよう，前記塗布ガン６のアクチュエ
ータ１３を制御する。従って，高粘度材料の粘度が変化
したときにも，所望の吐出量が保たれるので，粘度変化
に影響されない定量塗布が実現できる。尚，本装置は，
循環送給ラインを構成し流量制御が実施されるので，シ
ール剤，接着剤の高粘度材料の他，メタリック塗料など
沈澱性のある塗料や粘性が変化する塗料などの流量制御
にも適用することができる。

【００１１】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明の第１の手段に
よれば，タンク，圧送ポンプ，第１又は第２の流量計，
塗布ガン，タンクを連絡する高粘度材料の循環送給ライ
ンが形成されているため，塗布ガンのオン，オフの状態
に係わらず高粘度材料の流れが継続する。従って，流れ
の有る無しに係る粘度変化がなくなり，塗布ガンをオン
状態にした直後にも所定の流量を得ることができる。ま
た，塗布ガンへの流入側又は流出側に第１又は第２の流
量計を挿入して，高粘度材料の粘度変化による流量変化
を検出し，その測定値を制御器に入力して塗布ガンから
の吐出量を補正する。従って，高粘度材料の粘度変化が
あっても，吐出量は所定の制御量に保つことができる。
また，本発明の第２の手段によれば，タンク，圧送ポン
プ，第１の流量計，塗布ガン，第２の流量計，タンクの
順に連結された高粘度材料の循環送給ラインが形成され
ているため，塗布ガンのオン，オフの状態に係わらず高
粘度材料の流れが継続する。従って，流れの有る無しに
係る粘度変化がなくなり，塗布ガンをオン状態にした直
後にも所定の流量を得ることができる。また，塗布ガン
への流入側に第１の流量計，流出側に第２の流量計を挿
入して，それぞれの測定値を制御器に入力し，第１の流
量計と第２の流量計との測定値の差が，塗布ガンからの
吐出量になるように制御器によってノズル開度を補正制
御するので，塗装ガンにおける流体抵抗が大きく変化し
ても高粘度材料のノズルからの吐出量は所定の制御量に
保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る高粘度材料の流量制
御装置の構成図。

【図２】塗布ガンの一例を示す断面構造図。

【図３】塗布ガンの移動経路と移動速度の例を示す移動
動作図。

【図４】図３の例における吐出量制御の吐出量グラフ。

【図５】本発明の第２実施例に係る高粘度材料の流量制
御装置の構成図。

【図６】第１の従来例の構成図。

【図７】第２の従来例の構成図。

【図８】第３の従来例の構成図。

【符号の説明】

１…圧送ポンプ ２…タンク ３…高粘度材料 ４…流量計 ５…第１の流量計 ６…塗布ガン ７…第２の流量計 １１，１２…制御器（制御装置） １３…アクチュエータ（ノズル駆動機構）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タンクに貯溜された高粘度材料を圧送ポン
   プにより塗布ガンに送給し，塗布ガンから高粘度材料を
   前記タンクに戻す高粘度材料の循環送給ラインを有する
   高粘度材料の流量制御装置において，前記圧送ポンプと
   塗布ガンとの間，又は塗布ガンとタンクとの間に設けら
   れた高粘度材料の流量を測定する第１又は第２の流量計
   と，前記塗布ガンのノズル開度を変化させるノズル駆動
   機構と，前記流量計により測定された流量に応じて前記
   ノズル駆動機構を制御し，塗布ガンから吐出される高粘
   度材料の流量を所望量に調整する制御装置とを具備して
   なることを特徴とする高粘度材料の流量制御装置。
2. 【請求項２】タンクに貯溜された高粘度材料を圧送ポン
   プにより塗布ガンに送給し，塗布ガンから高粘度材料を
   前記タンクに戻す高粘度材料の循環送給ラインを有する
   高粘度材料の流量制御装置において，前記圧送ポンプと
   塗布ガンとの間に設けられた高粘度材料の流量を測定す
   る第１の流量計と，前記塗布ガンとタンクとの間に設け
   られた高粘度材料の流量を測定する第２の流量計と，前
   記塗布ガンのノズル開度を変化させるノズル駆動機構
   と，前記第１の流量計により測定された流量と，前記第
   ２の流量計により測定された流量との差に応じて前記ノ
   ズル駆動機構を制御し，塗布ガンから吐出される高粘度
   材料の流量を所望量に調整する制御装置とを具備してな
   ることを特徴とする高粘度材料の流量制御装置。