JPH0538863Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、自動車のボデイなどにシール材を塗
布するシーリング装置に関する。

従来の技術 典型的な先行技術は、第９図に示されている。
産業用ロボツトの手首１には作業端本体２が固定
されており、この作業端本体２にはシール材を吐
出するノズル３を備えるシーリングガン４が揺動
軸５のまわりに角変位可能に取付けられる。この
シーリングガン４は、ばね６によつて矢符７方向
に付勢される。シーリングガン４には、ガイド棒
８が案内レールを介して取付けられている。

第１０図は、第９図に示される先行技術の側面
図である。ノズル３とガイド棒８との各軸線は一
平面内にあり、この一平面は揺動軸５の軸線に垂
直である。揺動軸５は、軸受９によつて上述のよ
うに、作業端本体２に取付けられる。被塗布物１
０の外縁１１にガイド棒８が当接し、ノズル３か
らシーリング部位１２にシール材１３が塗布され
る。

こうしてガイド棒８を被塗布物１０の外縁１１
に、ばね６によつて押付けながらシーリング作業
を行うことによつて、被塗布物１０の位置決め誤
差およびロボツトの軌跡制御誤差が発生しても、
それらを吸収し、シーリング部位１２に確実にシ
ール材１３を塗布することができる。

考案が解決すべき課題 このような先行技術では、第１１図１に示され
るようにガイド棒８を被塗布物１０の外縁１１に
押当てた状態において、ガイド棒８の軸線とノズ
ル３の軸線とを結ぶ中心線１４が、外縁１１に垂
直である状態で、外縁１１から距離Ｗ１だけ離れ
たシーリング部位１２をシールする場合には、揺
動軸５には、その揺動軸５の軸線に交差する方向
の無理な力が作用することはない。

しかしながら第１１図２で示されるように、被
塗布物１０の外縁１１とシーリング部位１２との
間隔Ｗ２が、第１１図１で示される間隔Ｗ１より
も小さく、したがつてガイド棒８の軸線とノズル
３の軸線とを結ぶ中心線１４を外縁１１に対して
90度以外の角度で矢符１６のように傾斜する必要
があるときには、揺動軸５に無理な力が作用しな
いようにするために、ロボツトによつて中心線１
４に沿う矢符１５で示す押付け力が作用するよう
に、ロボツトを操作させなければならない。した
がつて第１１図２で示される場合、揺動軸５に無
理な力が作用しないようにするために、たとえ
ば、ロボツトの手首１の三軸と、基軸三軸を用い
て、ガイド棒８が中心線１４に沿つて矢符１５の
方向に外縁１１を押付けるようにテイーチング操
作を行わなければならない。そのため先行技術で
は、テイーチング操作に時間がかかり、操作性が
悪い。

この先行技術の他の問題は、ロボツトのテイー
チング時にガイド棒８をばね６のばね力に抗して
外縁１１に押当てた状態で、そのばね力が適正な
値となるようにロボツトを変位調整しつつ、テイ
ーチングをする必要がある。この点でもまた、操
作性が悪い。

したがつて先行技術は、被塗布物１０の外縁１
１からの距離が第１１図１で示されるようにＷ１
であつて一定である場合での実施に、実用上、限
られている。

本考案の目的は、被塗布物の外縁などのような
倣い面からの距離が異なつていても、簡単な操作
でシール作業を行うことができるようにしたシー
リング装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本考案は、予め定めた軸線まわりに角変位する
手首を有するロボツトを備え、 手首に、前記軸線まわりに手首と相対的に角変
位可能な取付部材を設け、 手首の前記軸線と平行に延びるガイド棒、およ
びシール材を噴射するノズルを、取付部材に取付
け、 取付部材を手首の前記軸線まわりにばね付勢す
るばね付勢手段を含むことを特徴とする外縁ガイ
ドによる自動シーリング装置である。

また本考案では、前記付勢手段は、手首と取付
部材との間に介在される捩りコイルばねであるこ
とを特徴とする。

さらにまた本考案では、手首と取付部材とが一
体的に回転するように連結したり、その連結状態
を解除するためのクラツチ手段を設けることを特
徴とする。

また本考案では、手首と取付部材との前記手首
軸線まわりの相対的な角変位量を検出する手段を
備え、 前記ロボツトは、この検出手段の出力に応答し
て、クラツチ手段が連結状態を解除していると
き、前記角変位量が予め定めた値となるように手
首をその手首の軸線まわりに角変位駆動すること
を特徴とする。

作 用 本考案に従えば、ロボツトの手首は予め定めた
軸線まわりに角変位することができ、ガイド棒と
ノズルとが取付けられている取付部材を、この手
首に取付けると、ガイド棒を被塗布物の外縁など
のような倣い面に当接するには、手首をその手首
の軸線まわりに角変位するだけでよい。つまりテ
イーチング時には、前述の先行技術のように合計
６軸もの操作を行う必要がないので、操作性が格
段に向上される。テイーチング時、クラツチ手段
によつて、取付部材と手首とを連結して、このば
ね付勢手段によるばね力が作用しないようにすれ
ば、非接触シーリングも可能である。

実施例 第１図は本考案の一実施例の断面図であり、第
２図はその実施例の右側面図である。これらの図
面を参照して、複数（たとえば６）軸を有する産
業用ロボツト２０（後述の第６図参照）の手首２
１は、ツイスト軸の軸線２２のまわりに角変位す
ることができる。この手首２１には、作業端本体
２３が取付けられる。作業端本体２３の連結軸２
４には、取付部材２５を介してガン本体２６が取
付けられる。このガン本体２６の下部には、シー
ル材１３を噴射するノズル孔２８を備えるノズル
２７が固定される。ノズル２７は、手首２１の軸
心２２に平行である。ガン本体２６に形成されて
いる貯留室２９には、管体３０からシール材が圧
送される。この貯留室２９とノズル２７との間に
は、弁座３１が介在される。弁座３１には、針状
の弁体３２が着座する。弁体３２は、貯留室２９
を経て、シール部材３３によつてシールされて駆
動手段３４のピストン３５に結合される。このピ
ストン３５は、シリンダ室３６内で、ばね３９に
よつて弁体３２が弁座３１に着座する方向に付勢
される。シリンダ室３６には、管体４０を介して
圧縮空気が供給されて弁体３２はばね３９のばね
力に抗して弁座３１から離れて開弁状態になり、
また管体４１から圧縮空気が供給されて弁体３２
がばね３９のばね力とともに弁座３１に押付けら
れて閉弁状態となる。

第３図は、第１図の切断面線−から見た断
面図である。ガン本体２６には、案内レール４２
を介して直円筒状のガイド棒４３が昇降自在に設
けられる。このガイド棒４３は、仮想線４３ａで
示す位置にもたらされて倣い動作を行う。ガイド
棒４３の軸線は手首２１の軸線２２に平行であ
る。ガイド棒４３の軸線と、ノズル２７の軸線
と、手首２１の軸線２２とは、一平面内にある。
ガイド棒４３は、駆動手段４４のピストン棒４５
に取付けられる。このピストン棒４５を駆動する
ために、シリンダ４６には、管体４７，４８から
圧縮空気が切換えられて供給されることによつて
ガイド棒４３を昇降変位させる。

被塗布物１０は、たとえば自動車ボデイの一部
としてのスポツト溶接や接着剤によつて固着され
た鋼板５０であり、シール材１３によつてシール
すべきシーリング部位１２は、鋼板５０の折り曲
げられた部分である。この被塗布物１０の外縁１
１は、ガイド棒４３に当接する倣い面である。第
４図は、作業端本体２３の断面図である。この作
業端本体２３は、手首２１に固定されるハウジン
グ５２内に軸受５３，５４によつてロータ５５が
回転自在に支持される。このロータ５５の軸線
は、手首２１の軸線２２の直線延長上にある。ロ
ータ５５により形成されるばね室５６には、ばね
付勢手段としてのコイル状の捩りコイルばね５７
が収納される。この捩りコイルばね５７の一端部
５８はロータ５５に固定され、もう１つの端部５
９はハウジング５２に取付け片６０を介して取付
けられる。こうしてロータ５５により、手首２１
との間で取付部材２５が軸線２２まわりに捩り力
を発揮することができる。

作業端本体２３にはまた、ロータ５５とハウジ
ング５２とを一体的に連結するためのクラツチ手
段６１が設けられる。このクラツチ手段６１は、
管路６２から供給される圧縮空気によつて第４図
の下方にばね６３のばね力に抗して下降変位する
ことができる移動体６４を有する。移動体６４と
ハウジング５２との軸線２２まわりの角変位は、
阻止されている。この移動体６４の内周面には、
第５図に示される係止突起６５が形成される。係
止突起６５は、ロータ５５の外周部に形成された
係止凹所６６に嵌まり込んで係止したり離脱した
りすることができる。ロータ５５の連結軸２４に
は、前述のように取付部材２５が取付けられる。

ハウジング５２には、ロータ５５の角変位量を
電気的に検出するためのポテンシヨメータ６７が
取付けられる。このポテンシヨメータ６７の回転
軸６８は、ロータ５５に固定される。ポテンシヨ
メータ６７からの電気信号は、ケーブル６９を介
して導出される。

第６図は、本考案の一実施例の電気的構成を示
すブロツク図である。ポテンシヨメータ６７（前
述の第４図参照）から電気信号は、インターフエ
イス７０を介して制御回路７１に与えられ、これ
によつてロボツト２０の手首２１が駆動制御され
る。

被塗布物１０のシーリング部位１２をシール作
業するために、ロボツト２０のテイーチング作業
を行う動作を説明する。管路６２に圧縮空気を供
給して、クラツチ手段６１の係止突起６５をロー
タ５５の係止凹所６６に嵌合して係止し、ハウジ
ング５２、したがつて手首２１と、ロータ５５、
したがつて取付部材２５とを一体的に固定する。
これによつて、ばね５７のばね力が取付部材２５
に作用しなくなる。駆動手段４４のピストン棒４
５を伸長して、ガイド棒４３を第１図の仮想線４
３ａで示される位置にもつてくる。そこで第７図
に示されるようにガイド棒４３を被塗布物１０の
外縁１１に当接し、またはごく近接させ、ノズル
２７のノズル孔２８がシーリング部位１２の直上
に来るように、手首２１を軸線２２まわりに角変
位するとともに、他の少数の軸を操作する。ガイ
ド棒４３の軸線と、ノズル２７との軸線と、手首
２１の軸線２２とは、前述のように一平面内にあ
り、第７図では参照符７３で示される。

第７図１は、被塗布物１０の外縁１１からシー
リング部位１２がシール作業が可能な最大間隔Ｗ
３だけ離れた場合におけるシール動作を示す。第
７図２では、シーリング部位１２は外縁１１から
間隔Ｗ４（Ｗ４〓Ｗ３）だけ離れた場合における
シール作業の状態を示す。手首２１の軸心２２ま
わりに角変位することによつて、間隔Ｗ３，Ｗ４
を変化させることができ、しかもこの間隔Ｗ３，
Ｗ４に対応してロボツト２０において操作すべき
軸は、手首２１の軸心２２まわりのいわゆるツイ
スト軸と基軸だけであり、操作性が極めて良好で
ある。

テイーチング作業を行うにあたつては、まず、
クラツチ手段６１において管体６２からの圧縮気
体を遮断して大気圧とし、これによつて移動体６
４はばね６３のばね力によつて第４図の上方に変
位し、そのため、係止突起６５は係止凹所６６か
ら離脱する。そこで手首２１を固定した状態で、
作業端本体２３のハウジング５２と、ロータ５５
とを、捩りばね５７のばね力に抗して回転して角
変位し、捩りばね５７が、ばね力を発揮する状態
とする。その後、ガイド棒４３を第７図に示され
るように被塗布物１０の外縁１１に当接させる。
これによつて捩りばね５７のばね力は、ガイド棒
４３を矢符７４の方向に付勢する。そのためガイ
ド棒４３は、外縁１１に圧接される。こうしてガ
イド棒４３は、外縁１１に沿つて第７図の上下方
向に移動するとき、そのガイド棒４３は外縁１１
にぴつたりと当たつており、ノズル２７によつて
シーリング部位１２にシール材１３を塗布するこ
とができる。そのため被塗布物１０の位置決め誤
差およびロボツトの手首２１の軌跡制御誤差が発
生しても、それらを吸収することができ（第７図
１ａ〜１ｃ参照）、シーリング部位１２に沿つて
正確にシール作業を行うことができる。したがつ
て第８図に示されるように、被塗布物１０の外縁
１１とシーリング部位１２との間隔が、手首２１
の移動方向７５に沿つて変化していても、シーリ
ング部位１２に沿つて外れずにシール材を塗布す
ることが可能である。シーリング部位１２のシー
ル作業中におけるガイド棒４３の位置は参照符４
３１，４３２で示され、ノズル２７の位置は参照
符２７１，２７２でそれぞれ示されており、捩り
ばね５７によつてガイド棒４３およびノズル２７
が手首２１の軸線まわりに角変位する角度は、参
照符θ１，θ２でそれぞれ示されている。このシ
ール作業を行うときにおける手首２１の軸心２２
の位置は、テイーチングした軌跡７６をたどつて
移動する。

上述の実施例では、捩りコイルばね５７のばね
力によつてガイド棒４３が被塗布物１０の外縁１
１に当接してばね付勢されたけれども、本考案の
他の実施例としてシーリング作業時にロータ５５
の角変位量をポテンシヨメータ６７によつて検出
し、制御回路７１は、このポテンシヨメータ６７
によつて検出されるロータ５５の角変位量が予め
定めた値となるように手首２１をその軸心２２ま
わりに角変位駆動し、これによつてガイド棒４３
が外縁１１に当接する圧接力を、たとえば一定値
となるようにしてもよい。

なお、一般品質上、ガイドが必要でない部位に
ついては、クラツチ手段を用いることと、ガイド
を後退させることによりスプリングのブレ等、影
響なく塗布できる。またこれによりガンの交換が
不要になり、１台のロボツトでほとんどの塗布部
がシーリングできることになり、工程分割等が不
要でコストメリツト大となり得る。

考案の効果 以上のように本考案によれば、簡単な操作で、
ガイド棒を被塗布物の外縁などの倣い面に当接し
た状態で、その倣い面との間隔が異なるシーリン
グ部位に、容易にシール材を塗布することが可能
になる。もう１つの効果としてボデイ位置決めの
誤差や建付誤差が吸収され、品質、設備投資面で
大きなメリツトが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は
第１図に示された実施例の右側面図、第３図は第
１図の切断面線−から見た断面図、第４図は
作業端本体２３の断面図、第５図はクラツチ手段
６１の一部を示す斜視図、第６図は本考案の一実
施例の電気的構成を示すブロツク図、第７図はシ
ール作業を説明するための簡略化した平面図、第
８図はシール作業を説明するための簡略化した平
面図、第９図は先行技術の側面図、第１０図は第
９図に示された先行技術の断面図、第１１図は第
９図および第１０図に示された先行技術によつて
シール作業を行う状態を示す簡略化した平面図で
ある。 １０……被塗布物、１１……外縁、１３……シ
ール材、２０……産業用ロボツト、２１……手
首、２２……軸線、２３……作業端本体、２４…
…連結軸、２５……取付部材、２６……ガン本
体、２７……ノズル、２８……ノズル孔、３４，
４４……駆動手段、４２……レール、４３……ガ
イド棒、５２……ハウジング、５５……ロータ、
６１……クラツチ手段、６７……ポテンシヨメー
タ、７０……インターフエイス、７１……制御回
路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 予め定めた軸線まわりに角変位する手首を有
   するロボツトを備え、 手首に、前記軸線まわりに手首と相対的に角
   変位可能な取付部材を設け、 手首の前記軸線と平行に延びるガイド棒、お
   よびシール材を噴射するノズルを、取付部材に
   取付け、 取付部材を手首の前記軸線まわりにばね付勢
   するばね付勢手段を含むことを特徴とする外縁
   ガイドによる自動シーリング装置。 (2) 前記付勢手段は、手首と取付部材との間に介
   在される捩りコイルばねであることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の外縁ガ
   イドによる自動シーリング装置。 (3) 手首と取付部材とが一体的に回転するように
   連結したり、その連結状態を解除するためのク
   ラツチ手段を設けることを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の外縁ガイドによる
   自動シーリング装置。 (4) 手首と取付部材との前記手首軸線まわりの相
   対的な捩り角変位量を検出する手段を備え、 前記ロボツトは、この検出手段の出力に応答
   して、クラツチ手段が連結状態を解除している
   とき前記捩り角変位量が予め定めた値となるよ
   うに手首をその手首の軸線まわりに角変位駆動
   し、ガイド棒をワークに所定の力で押し付ける
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の外縁ガイドによる自動シーリング装
   置。