JPH05168996A - 高粘度材料の塗布ガン - Google Patents

高粘度材料の塗布ガン

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JPH05168996A
JPH05168996A JP33647391A JP33647391A JPH05168996A JP H05168996 A JPH05168996 A JP H05168996A JP 33647391 A JP33647391 A JP 33647391A JP 33647391 A JP33647391 A JP 33647391A JP H05168996 A JPH05168996 A JP H05168996A
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JP
Japan
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flow rate
needle
discharge
coating
coating gun
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JP33647391A
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English (en)
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Koji Watanabe
康次 渡辺
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】塗布ガンの移動速度に対応する吐出流量の制御
に応じて吐出流速を抑え,塗布速度の変化範囲の大きい
場合にも所定管理形状のビードが得られる高粘度材料の
塗布ガンを提供する。 【構成】塗布ガン1のノズル口径及び/もしくはノズル
長さを変化可能に構成することにより,高粘度材料の供
給圧力の変化比より吐出流速の変化比を抑えることがで
き,塗布速度の変化比が大きいときにも,塗布されたビ
ードが所定の管理形状になるよう制御される。前記吐出
口6の口径を変化させるため,吐出口6の中心位置に吐
出流速制御ニードル8を摺動自在に設け,吐出流量に対
応して移動させることにより,吐出口6と吐出圧制御ニ
ードル8との間隙が変化して吐出口6の有効面積が変化
する。吐出流速制御ニードル8を吐出流量に対応して移
動させることによって吐出流速を抑え,ビードを所定管
理形状内に収めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,シーリング剤,接着剤
等の高粘度材料の塗布ガンに係り,詳しくは塗布作業を
ロボットにより自動化する場合において塗布ガンの移動
速度の変化にかかわらず塗布される高粘度材料のビード
を管理形状に保つことのできる高粘度材料の塗布ガンに
関する。
【0002】
【従来の技術】高粘度材料の塗布作業をロボットにより
自動化する場合,塗布された高粘度材料の塗布幅,塗布
高さが所定の管理幅・高さの範囲内であるビードになる
ことが要求される。そのために,ロボットに取り付けら
れた塗布ガンの移動速度に対応して塗布ガンからの高粘
度材料の吐出流量を制御することが行われている。高粘
度材料の塗布幅及び吐出流量は,塗布ガン・ノズルへの
供給圧力などのパラメータに対して下記(1)式及び
(2)式に示すような関係にあり,塗布ガンの移動速度
(塗布速度)に対応して吐出流量を変化させて所定幅の
ビードを得るために,ノズルへの供給圧力Pを制御して
いる。 塗布幅 B∝P・d4 /H・v・μ・L………(1) 流量(B・H・v)∝P・d4 /μ・L………(2) ここに,B:塗布幅,H:塗布高さ,v:塗布速度,
d:ノズル口径,P:供給圧力,L:ノズル長さ,μ:
高粘度材料の粘度 上記した供給圧力の制御による高粘度材料の塗布ガンの
従来例を図7に示す。図7(a)は塗布ガン30の正面
図,図7(b)は図7(a)におけるB−B矢視位置を
断面で示す側面図である。図7において,高粘度材料の
供給装置から圧送される高粘度材料は,ポート31に接
続されるホースから塗布ガン30内に所定圧力で供給さ
れる。塗布ガン30内にはサーボ駆動装置39により駆
動されるニードル38が設けられており,図示状態は吐
出オフの状態で,ニードル38をサーボ駆動装置39側
に移動させると,ニードル38先端のテーパー部40と
シート41との間に流路が開かれ,高粘度材料は圧力測
定室34に流入する。圧力測定器37は圧力測定室34
内の高粘度材料の圧力を測定してサーボ駆動装置39に
フィードバックし,測定圧力が所定の吐出量を得る圧力
になるようサーボ駆動装置39が制御される。高粘度材
料は圧力測定室34からノズル32に入り,ノズル32
先端の吐出口33から吐出される。塗布ガン30は取付
用ネジ穴35,35によりブラケット等を介してロボッ
トに取り付けられ,ロボットによって塗布経路上を移動
する。ロボットによる移動速度と高粘度材料のノズル3
2への供給圧力(前記圧力測定器37の測定値)との関
係は,予め塗布ガン30の制御装置(図示せず)に記憶
されており,制御装置はロボットによる移動速度が入力
されると,移動速度に応じた供給圧力になるようサーボ
駆動装置39を制御してニードル38を移動させる。ロ
ボットによる移動速度が速いときにはニードル38の移
動量を大きくしてノズル32への流量即ち供給圧力を高
め,移動速度が遅いときにはニードル38の移動量を小
さくして供給圧力を低めるよう制御することによって,
ロボットによる移動速度の変化にかかわらず所定幅のビ
ードが塗布経路に得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,一定の
口径を有するノズル吐出口から吐出される高粘度材料の
流量を増加させると,供給圧力の増加に伴って吐出流速
も増加する。そのため,ワークに当たる高粘度材料のエ
ネルギーも大きくなって塗布される高粘度材料が飛び散
り,高粘度材料の塗布幅は管理幅より大きくなり,塗布
高さは管理高さより小さくなって,所定管理形状のビー
ドが得られないことになる。従って,上記従来例塗布ガ
ンによって所定のビードが得られるのは,塗布速度の変
化範囲が小さい場合,即ち,吐出流量の変化が小さい場
合でしかない。例えば,管理幅及び高さのビードが得ら
れる吐出流速の変化比が1:2までとすると,塗布ガン
の移動速度(塗布速度)の変化比は同じく1:2に抑え
なければならない。ロボットによる高粘度材料の塗布作
業を行う場合,曲線部(コーナー部)は塗布位置精度を
保つため低速で移動させる必要があり,直線部では作業
能率の点から高速で移動させることが必要である。この
塗布速度の変化比が大きいほど作業能率及び作業適応性
がよくなるので,塗布速度の変化が大きくても所定のビ
ードが得られる塗布ガンが要求される。しかしながら,
従来の塗布ガンでは塗布速度の変化比を大きくすること
が上記理由により実現できない課題があった。本発明は
上記課題を解決せんがため,塗布ガンの移動速度に対応
する吐出流量の制御に応じて吐出流速を抑え,塗布速度
の変化範囲の大きい場合にも所定管理形状のビードが得
られる高粘度材料の塗布ガン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手段は,材料供給装置から圧送され
る高粘度材料の吐出流量を調節する吐出流量調節機構を
具備してなる高粘度材料の塗布ガンにおいて,前記高粘
度材料の吐出口に設けられ,ノズル口径及び/もしくは
ノズル長さが調節可能な吐出ノズルを具備してなること
を特徴とする高粘度材料の塗布ガンとして構成される。
上記ノズル口径を調節可能にする手段は,吐出口の有効
面積を変化させる吐出流速制御ニードルが前記吐出口の
中心位置に摺動自在に設けられて構成される。また,上
記ノズル口径及びノズル長さを調節可能にする手段は,
吐出口のノズル長さを変化させる吐出流速制御ニードル
が前記吐出口の中心位置に摺動自在に設けてられて構成
される。
【0005】
【作用】本発明によれば,塗布ガンのノズル口径及び/
もしくはノズル長さを変化可能に構成することにより,
高粘度材料の供給圧力の変化比より吐出流速の変化比を
抑えることができ,塗布速度の変化比が大きいときに
も,塗布されたビードが所定の管理形状になるよう制御
される。即ち,吐出流量と流速及びノズル口径とは下記
(3)式に示す関係にあり,流量が変化するときノズル
口径を変化させると流速は変わらない。 流量(B・H・v)∝(流速)×(ノズル口径)2 ……(3) しかし,流量(B・H・v)は先に(2)式で示したよ
うに供給圧力等のパラメータに関わっており,供給圧力
を制御して流量を変化させているためノズル口径を変化
させると,吐出流量の制御が正確にできないことにな
る。そこで,本発明においては,供給圧力の制御可能な
範囲で流速を変化させることで,これを解決している。
即ち,前記吐出口の口径を変化させるため,吐出口の中
心位置に吐出流速制御ニードルを摺動自在に設け,吐出
流量に対応して移動させることにより,吐出口と吐出圧
制御ニードルとの間隙が変化して吐出口の有効面積が変
化する。また,前記吐出流速制御ニードルと吐出口とで
形成される間隙の長さを吐出圧制御ニードルの移動によ
り変化させることによっても,吐出口の有効面積とノズ
ル長さが変化するので,吐出流速制御ニードルを吐出流
量に対応して移動させることによって吐出流速を抑え,
ビードを所定管理形状内に収めることができる。
【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。ここに,図1
は本発明の第1実施例に係る塗布ガンの正面図(a)
と,正面図(a)のA−A線矢視位置を断面で示す側面
図(b),図2はロボットによる高粘度材料塗布作業の
構成を示すブロック図,図3は図1(b)に示す塗布ガ
ンの要部拡大断面図で吐出オフの状態を示し,図4は同
じく要部拡大断面図で吐出オンの状態を示す。図5は本
発明の第2実施例に係る塗布ガンの要部拡大断面図で吐
出オフの状態を示し,図6は同じく要部拡大断面図で吐
出オンの状態を示している。図1に示す塗布ガン1は,
背面に設けられた取付用ネジ穴15,15を利用して図
2に示すようにロボット22のアーム先端部に取付けら
れ,塗布経路上を設定された速度で移動される。また,
高粘度材料が材料供給装置20から圧送され,ポート2
から塗布ガン1内に供給され,高粘度材料の塗布作業系
統が構成されている。図1(b)に示すように,ポート
2に配管されるホース(図示せず)から供給される高粘
度材料は,塗布ガン1の中心部を縦貫するニードル8の
テーパー部11とシート9とにより形成される隙間3か
ら圧力測定室4に流入し,さらにノズル5内を通過して
吐出口6とニードル8のニードル先端部10との隙間か
ら糸状になって吐出され,ワーク24に吹き付けられ
る。前記ニードル8はサーボ駆動装置12により駆動さ
れて軸方向に直線移動し,テーパー部11とシート9と
の隙間3の開口量を変化させて高粘度材料の吐出流量を
調整すると共に,吐出のオン・オフを行う。また,圧力
測定室4に取付けられた圧力測定器7は,圧力測定室4
内に流入する高粘度材料の供給圧力を測定し,図2に示
すように,その測定値を塗布ガン制御装置21に入力
し,塗布ガン制御装置21によって制御されるサーボ駆
動装置12によりニードル8を駆動して,所定流量の圧
力に調整される。ロボットによる塗布ガン1の移動速度
と前記圧力測定器7の測定値との関係は,予め塗布ガン
制御装置21に記憶させておき,ロボット制御装置23
からロボット22の速度信号を前記塗布ガン制御装置2
1に入力すると,塗布ガン制御装置21はロボット22
による塗布ガン1の移動速度に応じた高粘度材料の流
量,即ち,ノズル5への供給圧力となるようサーボ駆動
装置12を制御して,ニードル8を所定量移動させる。
図3,図4に要部拡大図として示すように,本実施例に
なる塗布ガン1のニードル8は,ノズル5の先端に開口
する吐出口6にまで延長形成されている。そのため,サ
ーボ駆動装置12によりニードル8を移動させることに
より,圧力測定室4への流入量を制御するテーパー部1
1と吐出口6の開口径を変化させるニードル先端部10
とが同時に直線移動して,テーパー部11とシート9と
の隙間3と,ニードル先端部10と吐出口6との隙間1
3との有効面積が同時に変化する。また,ニードル8の
テーパー部11とニードル先端部10とのテーパー角度
が異なっており,ニードル先端部10の方がテーパー部
11に比べて小さく形成されている。即ち,ニードル8
の移動に対して,テーパー部11により形成される隙間
3と,ニードル先端部10により形成される隙間13と
は,隙間3の方が変化量が大きいことになる。従って,
吐出流速の変化比よりも流量の変化比の方が大きく,ノ
ズル5の口径を変化させても,供給圧力の制御による流
量変化ができることになる。このように吐出流速を抑制
しつつ吐出流量を制御する動作を以下に具体的数字を示
して説明する。
【0007】例えば,従来の吐出流量の制御方式におい
て,管理幅及び高さのビードが得られる吐出流速の変化
比が1:2までとすると,塗布ガンの移動速度,即ち塗
布速度の変化比は同じく1:2に抑えなければならな
い。これを上記本実施例のようにノズル口径をも変化さ
せ得る吐出流量の制御方式で行うと,塗布速度の変化比
を1:3にしても対応することができる。塗布速度の変
化比を1:3とした場合には,吐出流量の変化比も1:
3となるが,吐出流速の変化比は1:2としなければ管
理形状のビードが得られない。そこで,ノズル口径を√
3/2≒1.22倍に増加させて流速を抑えたとき,所
定の流量を得るための供給圧力は,先に示した所定流量
を得るための関係式(2)から,3倍の流量を得るため
の供給圧力Pは, P=3/1.224 ≒1.36倍 とすることにより,流速の変化比は1:2に抑えつつ,
流量の変化比は所定の1:3にすることができる。即
ち,ニードル8を移動させたときに,供給圧力を変化さ
せるテーパー部11とシート9との隙間3の変化量が
1.36倍であるときには,ノズル口径を変化させるニ
ードル先端部10と吐出口6との隙間13の変化量は
1.22倍となる。先に述べたようにテーパー部11と
ニードル先端部10とのテーパー角度を前記のような比
率で形成することによって,流速を抑えつつ流量を制御
することが可能となる。次に,本発明の第2実施例につ
いて説明する。本実施例は第1実施例と同様にノズル口
径の有効面積を変化させると共に,同時にノズル長さを
変化させることができるものである。図5,図6に示す
ように,ニードル先端部10aの首部分にはニードル8
aの直径を狭めた凹部14が設けられており,また,ニ
ードル先端部10aとノズル5aの先端部分とによって
隙間13aが形成されている。この構成によって,ニー
ドル5aを図5に示す吐出オフの状態から図6に示す吐
出オンの状態に移動させるとき,形成される隙間13a
の長さと,隙間量が同時に変化するので,ノズル長さと
ノズル口径を吐出量に対応して変化させることができ
る。本実施例によれば,ノズル口径の変化にノズル長さ
の変化を加えて吐出流速を抑えることができるので,同
じ吐出流量を得るための吐出流速の低減の効果を大きく
することができる。
【0008】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば,塗布
ガンのノズル口径及び/もしくはノズル長さを変化可能
に構成しているので,塗布速度に対応する吐出流量を得
るための高粘度材料の供給圧力の変化比を大きくして
も,高粘度材料の供給圧力の変化比より吐出流速の変化
比を抑えることができる。従って,吐出流速の増加によ
りビードが変形する度合いは弱まり,塗布速度の変化比
を大きくすることができるので,曲線部分を精度よく塗
布するに必要な最低速度に対し,直線部分を塗布すると
きの塗布速度を従来より高速で行うことができ,塗布作
業の能率化を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る塗布ガンの正面図
(a)と,正面図(a)のA−A矢視位置の断面図
(b)。
【図2】実施例塗布ガンのロボット作業の構成を示すブ
ロック図。
【図3】図1(b)の要部拡大図で,吐出オフの状態を
示す部分断面図。
【図4】図1(b)の要部拡大図で,吐出オンの状態を
示す部分断面図。
【図5】本発明の第2実施例に係る塗布ガンの要部拡大
図で,吐出オンの状態を示す部分断面図。
【図6】図5に示す塗布ガンの吐出オンの状態を示す部
分断面図。
【図7】従来例塗布ガンの正面図(a)と,正面図
(a)のB−B矢視位置の断面図。
【符号の説明】
1,1a…塗布ガン 3,3a…テーパー部とシートとの間の隙間 4…圧力測定室 5,5a…ノズル 6,6a…吐出口 7…圧力測定器 8,8a…ニードル 9…シート 10,10a…ニードル先端部 11…テーパー部 12…サーボ駆動装置 13,13a…吐出口とニードル先端部との間の隙間 14…凹部 20…材料供給装置 21…塗布ガン制御装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】材料供給装置から圧送される高粘度材料の
    吐出流量を調節する吐出流量調節機構を具備してなる高
    粘度材料の塗布ガンにおいて,前記高粘度材料の吐出口
    に設けられ,ノズル口径及び/もしくはノズル長さが調
    節可能な吐出ノズルを具備してなることを特徴とする高
    粘度材料の塗布ガン。
  2. 【請求項2】吐出口の有効面積を変化させる吐出流速制
    御ニードルが前記吐出口の中心位置に摺動自在に設けら
    れてなる請求項1記載の高粘度材料の塗布ガン。
  3. 【請求項3】吐出口のノズル長さを変化させる吐出流速
    制御ニードルが前記吐出口の中心位置に摺動自在に設け
    てられてなる請求項1記載の高粘度材料の塗布ガン。
JP33647391A 1991-12-19 1991-12-19 高粘度材料の塗布ガン Pending JPH05168996A (ja)

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