JPH0520149B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は被塗布材に塗布された薄膜状の塗布剤
の塗布状態を検査する検査装置を有する塗布装置
に関し、例えば自動車のフロントガラスやリヤガ
ラス等の透光パネルの周辺部に塗布されたプライ
マーの良否を検査するのに利用される。

（従来技術） 自動車の組立工程において、フロントガラスや
リヤガラス等の透光パネルは、その全周辺にシー
リング剤が塗布された後に車体の窓枠に組付けら
れるようになつている。その際に、シーリング剤
を塗布する前の窓ガラス表面及び車体窓枠にブラ
ツクプライマーを塗布し、接着の信頼性を高める
ようにしており、これらシーリング剤やプライマ
ーを塗布する作業には各種マニプレータが利用さ
れ自動化が行われている。しかし、これらの塗布
剤は、通常、温度変化や空気との接触の有無等に
よつてその流動性や表面状態等が著しく変化し、
又塗布剤の塗出量の変化や塗布速度の変化等によ
つても塗布状態が変化するため、塗布工程におけ
る定量的な制御や均一状態に塗布することが比較
的困難であり、したがつて塗布が常に正常に行わ
れるわけではなく、例えば塗布されたプライマー
の膜厚不足によるスケ、プライマーの不足による
カスレ等の不具合が発生することがある。

ところが、塗布作業の自動化は行われている
が、塗布が正常に行われたか否かを検査する検査
作業については、作業員の直接の目視による検査
又はITV（工業用テレビジヨン）等を介しての間
接の目視による検査が行われているのが現状であ
り、作業員の判断基準の変動による品質の不均一
さや検査ミス等が発生するとともに、これらに要
する労力がコストアツプの原因ともなつていた。
特に近年においては、周辺部を黒色セラミツク処
理を行つた窓ガラスが採用されるようになつたた
め、ブラツクプライマーの塗布状態の検査は人間
の目ではもはや困難となつてきている。また、
ITVを用いて自動的に検査をすることも考えら
れるが、黒色セラミツク処理とプライマーが同色
であるため検査が困難であり、またITVが比較
的大型であること、信号処理が複雑となり費用が
高くつくという問題もある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上述の問題に鑑みて成されたもので、
被塗布材に塗布された薄膜状塗布剤、特に黒色セ
ラミツク処理を行つた透光パネルに塗布されたブ
ラツクプライマーの良否を検査するための構造簡
単で小型の検査装置を有する塗布装置を提供する
こと目的としたものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明は、被塗布
材たる透光パネルに塗布された薄膜状の塗布剤の
塗布状態を検査する検査装置を備えた塗布装置で
あつて、前記透光パネル上の所定の軌跡に沿つて
該透光パネルに対し相対移動させる塗布手段と、
前記透光パネルを挟んでその下方側に一定周波数
で変調された赤外光を発生する投光器が、その上
方側に赤外光を受光する受光器が位置するよう対
向配置された投光器および受光器と、これら投光
器および・または受光器の前記透光パネルに対す
る対向間隔を調整するための調整手段と、外部か
らの入光を遮断する遮光ボビンであつて、受光器
の前面に取付けられ前記透光パネルとの間の隙間
が調整可能な遮光ボビンと、前記投光器および受
光器を前記塗布手段によつて塗布された塗布剤の
塗布軌跡に沿つて相対移動させるためのマニプレ
ータと、前記受光器の出力の内投光器の変調周波
数に等しい周波数成分が一定値以上になれば制御
信号を出力する制御信号発信手段とを備えてなる
構成を採用するものである。

（実施例） 以下、本発明を自動車のフロントガラスの表面
にブラツクプライマーを塗布し、且つその検査を
行うようにした塗布装置の実施例について説明す
る。

第４図において、間歇送りのコンベア１上を、
周辺に黒色セラミツク処理Ｃが施されたフロント
ガラスのワークＷが順次搬送され、ブラツクプラ
イマーを塗布する塗布工程のステーシヨンにて位
置決めされ静止している。このステーシヨンに
は、多関節のロボツト２を用いてなる塗布装置が
配備されており、ワークＷの上面の全周辺に一定
幅のブラツクプライマーＰを鎖線で図示したよう
に塗布し、且つ正常に塗布されたか否かを自動的
に検査するようになつている。

第１図ないし第３図をも参照にして、ロボツト
２は腕２ａの先端部に回転手首２ｂ及び屈曲手首
２ｃを有しており、屈曲手首２ｃの下端フランジ
部にブラケツト３を介し塗布手段である刷毛４及
び検査手段である光センサー装置５が取付けられ
ている。刷毛４は、中空の芯材の周囲に多数の毛
を配置して束ねたもので、図示しない塗布剤圧送
機からチユーブ６ａ，６ｂ、バルブ７を経て圧送
されるプライマーは、刷毛４の基部４ａから流入
して中空部を通り毛部４ｂから滲出してワークＷ
の黒色セラミツク処理された表面に幅数mm、厚さ
十数μm程度のプライマーの膜を形成するように
塗布されるようになつている。光センサー装置５
は、刷毛４により塗布されたプライマーの膜の状
態を、刷毛４よりも後方に一定距離をおいた位置
で検査するもので、ワークＷを挟んでその上方に
受光器８が、下方に投光器９が設けられ、プライ
マーの膜の状態による受光器８への受光量の変化
を検知するようになつている。受光器８は、受光
アーム１０の先端部に筒状のホルダー１１内に保
持された受光素子１２を有し、調整ねじ１３によ
つて該受光素子１２の前面に遮光ボビン１４をが
固定されている。該遮光ボビン１４は、外部から
不要な入光を阻止するためであり、後述のように
可能な限り塗布面に近接することが好ましい。投
光器９は、投光アーム１５の先端部に筒状のホル
ダー１６内に保持された発光素子１７を有してい
る。受光素子１２には、フオトダイオード又はフ
オトトランジスタ等を用い、発光素子１７には赤
外光を生ずる発光ダイオード又はレーザダイオー
ドを用いる。

そしてこれら受光アーム１０と投光アーム１５
とは、調整手段３２を介してブラケツト３に取付
けられている。調整手段３２の一例は、次の構造
よりなる。即ち、第２図に示すように透光パネル
たるワークＷの上方に受光器８を支持する受光ア
ーム１０と、ワークＷの下方に投光器９を支持す
る投光アーム１５とはそれぞれの基部が取付ベー
ス１８，１９に固着されており、両取付ベース１
８，１９間に一対のボルト２０ａ，２０ｂと、こ
れらをそれぞれ取付ベース１８，１９に固定する
ためのナツト２１…が取付けられており、上記両
ボルト２０ａ，２０ｂのうち、一方のボルト２０
ａは上方に延びてその延長部２０a₁がブラケツト
３の水平片３ａにナツト２１ａによつて固定され
ている。したがつて両取付ベース１８，１９間の
ボルト２０ａ，２０ｂとナツト２１…を弛緩操作
することによつて受光アーム１０及び投光アーム
１５の先端部に支持される受光器８とワークＷと
の対向間隔、及び投光器９とワークＷとの対向間
隔をそれぞれ独立して調整することができ、また
ボルト２０ａの延長部２０a₁のナツト２１をブラ
ケツト水平片３ａに対して弛緩操作することによ
つて受光器８及び投光器９を同時に上下に高さ調
整することができ、これによつて投・受光器８，
９のワークＷに対する対向間隔を連動的に調整す
ることができるようになつている。

なお、１０ａ，１５ａはそれぞれ受光アーム１
０又は投光アーム１５の先端部に取付けられたホ
ルダー部、１０ｂ，１５ｂはカバー、２２は透明
なカバー、２３は中継ボツクス、２３ａは電線で
ある。

第５図Ａは、中継ボツクス２３の中に設けられ
た制御信号発信手段２４をブロツク図で示すもの
である。同図において、数ＫHz程度で周波数調整
可能な発信器２５によつてドライブ部２６を変調
し、発光ダイオードである発光素子１７を発光さ
せている。受光素子１２からの出力は、帯域フイ
ルタ２７によつて発光素子からの光成分のみが通
過し且つ復調され、増幅器２８によつて適当なレ
ベルに増幅される。その後、比較器２９によつて
基準値と比較され、増幅器２８の出力が基準値よ
りも大きい場合、即ち受光素子１２による受光量
が基準よりも明るい場合は比較器２９が出力し、
出力部３０からオンオフ式の制御信号S1が出力
される。外部入力３１は、制御信号S1を強制的
にオフ状態にするためのもので、後述するように
受光素子１２がワークＷのプライマーを検査する
に適さない位置にある（通常このような状態はロ
ボツト２の制御状態によつて定まるから、ロボツ
ト２の制御回路から信号出力が可能である）場合
に、不必要な制御信号S₁を出力しないようしてあ
る。

なお２５ａ，２８ａ，２９ａは、それぞれ周波
数、増幅度、基準値の調整器である。

次に、ロボツト２の動作、即ちワークＷに対す
る刷毛４及び光センサー装置５の位置関係の制御
について説明する。

まず、所定の位置にあるワークＷに対して、刷
毛４がその表面に沿つて全周辺を移動し一定幅一
定厚さのプライマーＰが塗布されるように、チユ
ーブ６ａ，６ｂを経て圧送されるプライマーの流
量及び温度、バルブ７の開閉のタイミング、刷毛
４の毛部４ｂのワークＷに対する押し付けの程度
及び速度を調整する。

そして、ワークＷおよびプライマーＰの透光度
等に応じて光センサー装置５の受光器８および投
光器９とワークＷとの対向間隔を調整手段３２の
ボルト２０ａ，２０ｂおよびナツト２１により調
整し、受光器８の遮光ボビン１４の先端が、ワー
クＷの表面から微少な一定の距離を有するように
近接して設け、且つ刷毛４によつて塗布されたプ
ライマーＰに沿つて移動するように、遮光ボビン
１４のホルダー部１０ａへの挿入の程度を調整し
て外部から不要な入光を可能な限り阻止して投光
器９からの光のみを受光するようにするととも
に、ロボツト２が上述のような所定の動作を行う
よう教示し又はプログラムしておく。ワークＷの
コーナー部においては次のように移動する。毛部
４ｂの断面が本実施例のように円形であつて刷毛
４が進行方向を選ばない場合には、速度の若干の
変動はあるものの、刷毛４と遮光ボビン１４とは
第６図Ａに示すように同一の軌跡を移動すること
が可能である。刷毛４の毛部４ｂが横長であつた
り特殊な形状の刷毛であつて常に特定の方向に進
行させねばならない場合は、コーナー部において
刷毛４の向きを変えるために回転させることとな
るが、その際に第６図Ｂに示すように遮光ボビン
１４は刷毛４の軌跡からはずれる。この場合に
は、前述のようにロボツト２の制御回路から光セ
ンサー装置５の制御信号発生手段２４につながれ
た外部入力３１に信号を送り、誤つた制御信号
S1が出力されるのを防止しておく。制御信号S1
は、これによつて警報用のランプ又はブザー等を
オンし、又はロボツト２を停止し、若しくはロボ
ツト２によつて当該不良箇所を再塗布したり当該
不良のワークＷを主ラインから除去する等の異常
時の処理が行われるように接続しておく。

次に作用を説明すると、コンベア１によつて移
送されてきたワークＷが定位置に位置決めされる
と、ロボツト２が作動して刷毛４がワークＷの塗
布開始点に移動し、バルブ７が開き、刷毛４はワ
ークＷ上を所定の軌跡で移動してプライマーＰを
塗布するとともに、光センサー装置５によつて塗
布されたプライマーＰの状態を検査し、プライマ
ーＰにスケやカスレがあれば制御信号S1が出力
され、所定の異常警報や処置が行われる。光セン
サー装置５では、発光素子１７から出た光がカバ
ー２２を透過し、ワークＷを下方から上方へ透過
し、遮光ボビン１４内を通つて受光素子１２に至
り、光量に応じた電気信号に変換される。その際
に、ワークＷの黒色セラミツク処理Ｃ及びこれに
塗布されたプライマーＰにより遮光されて透過光
量は減少するが、プライマーＰにスケやカスレが
あつたり塗布幅が不足していれば、それだけ透過
光量が正常値よりも多くなつて検知される。つま
り透過光は、黒色セラミツク処理Ｃによつて数％
に減少し、プライマーＰによつて最終的に十分の
数％に減少するのであるが、その僅かな透過光が
プライマーＰの状態により変化するのを検知する
のである。そして適正な透光量になるよう前述の
調整手段３２によつて受光器８および投光器９の
両方またはいずれか一方とワークＷとの対向間隔
を調整し、遮光ボビン１４を可及的にプライマー
Ｐの塗布面に近づける。プライマーＰの正常と異
常との境界値は、比較器２９の調整器２９ａによ
つて調整しておく。

塗布の開始時や、第６図Ｂで示すように光セン
サー装置５の投・受光器８，９がプライマーＰの
塗布軌跡からづれる場合には、当然に予めこのづ
れが予測できるからこの位置に来ると、予め教示
又はプログラムされているロボツト２の制御回路
からの信号を受ける外部入力３１によつて制御信
号S₁は出力されない。

上述の実施例によると、刷毛４によりワークＷ
にプライマーＰを所定の軌跡に塗布することがで
きるとともに、光センサー装置５によつて塗布さ
れたプライマーＰの良否を検査し、スケやカスレ
等の異常があればこれを検知して信号を出し、こ
れによつて適当な処置がされることとなる。光セ
ンサー装置５は、刷毛４と一体的に設けられてお
り、ロボツト２によつて刷毛４の後方に一定の距
離を有して移動するように制御されているので、
刷毛４による塗布とほぼ同時に検査されることと
なる。したがつて、検査工程を特別に設ける必要
がないため時間が大幅に軽減され、検査用ロボツ
トを別に設置する必要がないため設備費用や設備
面積が半減し、また、１台のロボツトで刷毛４と
光センサー装置５を交互に持ち替えて作業を行う
場合に比較すると要する時間が半分以下になり、
しかも、検査によつて異常が検知された場合の処
置が非常に行い易く、ワークＷの不良品を最小限
におさえて歩留りを向上させることが可能であ
る。光センサー装置５は、構造が簡単であるため
小型且つ軽量であり、低コストで製作できる。ま
た光センサー装置５の投光器９は、ワークＷの下
方側に位置し、受光器８は、ワークＷの上方に位
置して、投光器９からの透過光を下方から受け取
るよう受光器８を下向きに設けてなるため、天井
側に設けられる室内灯等の照明光が受光器８に侵
入することがなく、それだけ安定して使用するこ
とができる。また信号処理が容易であるため制御
信号発信手段２４も小型で安価に製作できる。遮
光ボビン１４により、不要な回折光や外乱光等の
入光を遮蔽し精度を高めることができる。

上述の実施例では、受光素子１２及び発光素子
１７を各１個のみ用いたが、複数個を並置して検
知幅を広げることも可能である。また、適当な遮
光用のスリツトとレンズを組合せて塗布された幅
を検査することも可能である。検知のための光を
赤外光とするので外乱光の影響を受けにくい。刷
毛４に代えて海綿体、ノズル又はローラ等を使用
してもよい。ロボツト２は他の種類のマニプレー
タを使用でき、ワークＷを塗布のために移動させ
るようにしてもよい。塗布剤はプライマー以外に
塗料、接着剤にも利用できる。ワークＷは周辺に
黒色セラミツク処理Ｃを施したガラスを用いた
が、このような処理を施していないガラスはもち
ろん可能であり、その場合に黒色セラミツク処理
Ｃに代えてブラツクプライマーを幅広に塗布して
代用することも可能である。発光素子１７からの
光の一部をワークＷを透過せずに別の受光素子で
受光し、その信号によつて発光量の変動を補正す
るようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明によると、黒色セラミツク処理を行つた
窓ガラスの周辺に塗布されたブラツクプライマー
のスケやカスレを検知してその良否を検査するこ
とができ、しかも検査装置は小型軽量に製作する
ことが可能である。また、本発明の検査装置を、
ブラツクプライマー等の塗布剤を塗布する刷毛塗
布手段と一体的に設けるためによつて、塗布剤の
塗布と同時にその良否を検査することができ、こ
れに要する時間及び設備費が大幅に削減されると
ともに異常が検知された場合の処理を容易に行う
ことが可能となる。

また本発明によれば、透光パネルを挟んでその
上下に対向して設けた投・受光器によつて透光パ
ネルに塗布された塗布状態を直接に検知するよう
になつているから一層正確に検査することができ
る。

また本発明によれば、透光パネルを挟んでその
下方側に投光器が、その上方側に受光器が位置す
るよう対向配置され受光器の受光面が下向きなる
ように設けられているため、天井側に設けられる
室内灯等の照明光が不測に受光器に侵入すること
がなく、それだけ安定して使用することができ、
しかも受光器の前面には、透光パネルとの間の隙
間を可及的に近接調整できる遮光ボビンが取付け
られるため、不要な回折光や外乱光等が受光器に
入光することがなく、たとえ入光しても周波数変
調した赤外光を信号に用いるから、直流光域は他
の周波数の外乱光を除外でき一層精度を上げるこ
とができる。

また本発明によれば、投光器および受光器の両
方またはいずれか一方と透光パネルとの対向間隔
を調整できるようになつているため、透光パネル
やこれに塗布される塗布剤の透光度や厚みあるい
は形状変化に対応して検知性能の最も良い状態に
調整するこが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は塗布装
置の正面図、第２図は第１図の矢視図、第３図
は第１図の光センサー装置の拡大断面図、第４図
は塗布装置の概略を示す平面図、第５図は制御信
号発信手段の一例を示すブロツク図、第６図Ａ及
びＢはワークのコーナー部における光センサー装
置の移動例を示す図である。 Ｗ……ワーク（被塗布材）、Ｐ……プライマー
（塗布剤）、２……ロボツト（マニプレータ）、４
……塗布手段、５……検査手段（光センサー装
置）、８……受光器、９……投光器、１４……遮
光ボビン、２４……制御信号発信手段、３２……
調整手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被塗布材たる透光パネルに塗布された薄膜状
   の塗布材の塗布状態を検査する検査装置を備えた
   塗布装置であつて、前記透光パネル上の所定の軌
   跡に沿つて該透光パネルに対し相対移動させる塗
   布手段と、前記透光パネルを挟んでその下方側に
   一定周波数で変調された赤外光を発生する投光器
   が、その上方側に赤外光を受光する受光器が位置
   するように対向配置された投光器および受光器
   で、これら投光器および、または受光器の前記透
   光パネルに対する対向間隔を調整するための調整
   手段と、外部からの入光を遮断する遮光ボビンで
   あつて、受光器の前面に取付けられた前記透光パ
   ネルとの間の隙間が調整可能な遮光ボビンと、前
   記投光器および受光器を前記塗布手段によつて塗
   布された塗布材の塗布軌跡に沿つて相対移動させ
   るためのマニプレータと、前記受光器の出力の内
   投光器の変調周波数に等しい周波数成分が一定値
   以上になれば制御信号を出力する制御信号発振手
   段とを備えてなる透光パネル用塗布装置。