JPH0729444Y2 - 塗装膜厚測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は自動車の車体表面に形成された塗装皮膜の膜厚
を測定する塗装膜厚測定装置に関する。

〔従来の技術〕 近年、塗装品質の向上の要求が高まってきており、これ
に伴い従来十分に管理されていなかった塗装膜厚も十分
に管理する必要が生じてきた。このためには塗装膜厚計
測の自動化が必要となるが従来は単にロボットのアーム
に膜厚センサを固定していた。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、膜厚センサを単にロボットのアームに固
定すると、例えば自動車の生産ラインにおいては、台車
への車体の搭載誤差のため車体の位置ずれ、プレスや溶
接工程における製作誤差による車体の寸法誤差、膜厚セ
ンサの塗装面への押しつけ方法などによって測定値が異
なるという問題があった。特に車体の曲面部の塗装皮膜
の膜厚測定を行なう場合には、膜厚センサの当り面が平
面であるため安定した当接が得られなかった。

本考案は上記の事情に鑑みてなされたものであり、ロボ
ットのアームに取り付けられた膜厚センサによって常に
安定した塗装皮膜の膜厚測定を行なうことのできる塗装
膜厚測定装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記の目的を達成するために、ロボットのアー
ム先端に膜厚センサを取り付け、該膜厚センサの先端に
設けられた接触子を塗装皮膜に当接させて該塗装皮膜の
膜厚を測定する塗装膜厚測定装置において、前記膜厚セ
ンサを円板の中心に突出可能に装着し、該円板に前記膜
厚センサが突出したときの前記接触子の先端と等しい高
さの複数個の突出部材を固定し、前記円板を複数個の弾
性部材を介して支持部材に揺動可能に取り付け、該支持
部材を前記ロボットのアームに固定したことを特徴とし
ている。

〔作用〕

上記の構成によると、塗装膜厚の測定の際にロボットア
ームの移動によってロボットのアームに固定された支持
部材に対して膜厚センサが突出可能に装着された円板が
弾性部材により揺動可能に取り付けられているので、被
測定部材の姿勢に追従して接触子が塗装皮膜に対して常
に直角に当接する。従って、常に安定した膜厚測定を行
なうことができる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第７図に本考案の一実施例を示す。

第２図に本実施例が適用される自動車の製造ラインのう
ちの塗装膜厚測定工程の構造を示す。

自動車の車体１は台車２に搭載され、塗装終了後レール
３上を搬送されて膜厚測定のためのロボット４の作業位
置で停止する。台車３が停止すると、ロボット４のアー
ム５の先端に取り付けられた膜厚センサユニット６が膜
厚測定作業を開始する。

この際車体１が搬送されてくる周期は通常毎分約１台で
あり、全数の車体１についてロボット４により塗装皮膜
の膜厚測定が行なわれる。

第３図に本実施例に係る塗装膜厚測定装置の全体構成を
示す。この装置はロボット４とセンサユニット６とで構
成されている。ロボット４は公知の６軸と走行１軸７と
からなる多関節型であり、６軸からなるアーム５の先端
にセンサユニット６が取り付けられている。

センサユニット６には膜厚センサのみが設けられてお
り、膜厚センサが検出したデータの保存はアーム５の水
平部分の後方に取り付けられたセンサコントローラ９に
よって行なわれる。またセンサユニット６とセンサコン
トローラ９とはケーブル10によって接続されており、ケ
ーブル10のセンサユニット６側はロボット手首部分が自
由に動作するようにスパイラルホース11で保持されてい
る。

第１図に本実施例の特徴であるセンサユニット６の構成
を示す。センサユニット６は円板12と支持部材13とから
なっており、支持部材13は円筒部14の両端にそれぞれフ
ランジ15,16が同心上に固定されてなっている。そして
フランジ15と円板12とは互いに引き離す方向に付勢する
３枚の板ばね17と、逆に互いに近接する方向に付勢する
３本のコイルばね18で連結保持されている。

この状態を第４図に模式的に示す。第４図において円板
12の直径Ａはフランジ15の直径Ｂより30％程度小さく形
成されており、コイルばね18は円板12側に収束するよう
に傾いて取り付けられている。円板12とフランジ15との
間の間隙Ｌは吸収したい車体１の搭載位置のずれ量や後
述する膜厚センサ19の大きさに依存するが、円板12の直
径Ａの50％程度が望ましい。これらの寸法の一例として
は、膜厚センサ19の直径8mm、長さ40mm、Ａ＝90mm、Ｂ
＝130mm、Ｌ＝45mmである。

円板12の中心には膜厚センサ19が軸方向が円板12に対し
て直角の方向に移動可能に装着されている。このセンサ
19は公知の電磁式１点接触型のものである。この公知の
電磁式のセンサ19は、一般的に交流電磁石を金属上の非
磁性被膜に接近させると、金属への接近距離によってコ
イルを貫く磁束数が変化し、コイル両端にかかる電圧が
変化するため、この電圧の変化を利用してセンサ19の下
端面中心の接触子が非磁性被膜に当接した際の電圧から
膜厚を読み取るものである。この装着状態を第５図に示
す。円板12の中心には上面に突出した円筒状の取付部20
が一体に設けられており、取付部20内には円筒状のケー
シング21がねじ22により固定されている。

また、ケーシング21内には膜厚センサ19が摺動自在に装
着されており、膜厚センサ19の上端の係止部23とケーシ
ング21の内面に形成された段差部21aとが係合してい
る。

さらに、係止部23とケーシング21の内側上端面との間に
はコイルばね24が装着されており、係止部23が段差部21
aに当接する方向に付勢している。そして膜厚センサ19
は矢印C-C方向に約8mm程度のストロークで移動可能とな
っている。また膜厚センサ19の下端面中心には接触子25
が設けられており、上端面にはケーブル26が接続されて
いて、ケーブル26はケーシリング21の上端面から引き出
され、第１図に示すように円筒部14に形成された孔部27
を通して第３図に示すケーブル10に接続されている。

円板12の下面には第６図及び第７図に示すように、膜厚
センサ19の周囲に３本の足部27が同心円上に等間隔で取
り付けられており、足部27の高さｈはセンサユニット６
を垂直に吊るしたときに、膜厚センサ19の接触子25が足
部27の下端より僅かに下に位置するような高さとなって
いる。そして前記同心円の直径Ｄは約20mmとなってい
る。

上記のように構成されたセンサユニット６はフランジ16
を介してロボット４のアーム５の先端に固定されてお
り、円筒部14の内径ｄは約50mmである。そして膜厚セン
サ19が取り付けられた円板12はロボット４のアーム５の
先端の手首に対して揺動自在となっている。

次に、本実施例の作用を第８図乃至第10図を参照して説
明する。

まず、ロボット４により膜厚センサ19を車体１に押し付
けるような動作のティーチングを行なう。このとき揺動
する円板12はコイルばね18によって支持部材13に対して
中心に収束され安定して保持される。すなわち、第４図
に示すようにコイルばね18を傾斜させたことによって、
軸方向だけでなく半径方向にも力が作用するので、姿勢
が安定するのである。

次に、ロボット４をティーチングされた動作順序に従っ
て動作させ、第２図に示すように車体１の表面の塗装皮
膜の膜厚を自動測定する。

車体１の表面が平面の場合は第８図に示すように、膜厚
センサ19の接触子25は円板12の３本の足部27により一定
の姿勢で車体１に接触することができる。

車体１の表面が第９図に示すように曲面である場合に
は、膜厚センサ19はケーシング21内で矢印C-C方向に移
動可能であるので、足部27の下端に接する平面より僅か
に上位の位置に接触点25が位置して、一定の姿勢で車体
１に接触することができる。また車体１がティーチング
したときと異なる位置にきた場合にも、±10mm程度であ
れば板ばね17とコイルばね18の作用によりこの誤差を吸
収することができる。このとき膜厚センサ19が傾いても
円筒部14の内周内の空間があるため、膜厚センサ19が円
筒部14の内周面に当ることはない。

さらに、第10図に示すように車体１の側面の膜厚測定を
行なう場合にも同様に、膜厚センサ19の姿勢を安定させ
ることができる。この場合、円板12や膜厚センサ19の重
さに耐えられるように、板ばね17とコイルばね18を高い
剛性のものを選ぶ必要がある。

本実施例によれば、車体１の位置ずれ、製品の製作上の
寸法誤差があっても、また曲面部であっても、膜厚セン
サ19は車体１の表面の形状に追従して位置決めされ、一
定の押し付け方で接触するので、安定した塗装被膜の膜
厚測定を行なうことができる。

なお、上記実施例で示した各部の寸法は一例を示したも
のであり、これらに限定されるものではない。また被測
定部材も自動車の車体に限定されず、ロボットにより塗
装皮膜の膜厚測定を行なう他の部材にも応用できる。

〔考案の効果〕

以上説明した本考案によれば、膜厚センサを支持部材を
介してロボットのアーム先端に揺動可能に取り付けたの
で、被測定部材の位置ずれや寸法誤差があっても、また
曲面部であっても、膜厚センサは被測定部材の表面の形
状に追従して位置決めされ、一定の押し付け方で接触す
るので、安定した塗装被膜の膜厚測定を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の要部を示す斜視図、第２図
は本実施例が適用される自動車の製造ラインのうちの塗
装膜厚測定工程の構成を示す斜視図、第３図は本実施例
に係る塗装膜厚測定装置の全体構成を示す正面図、第４
図は第１図のセンサユニットを示す正面図、第５図は第
１図の膜厚センサの取付構造を示す縦断面図、第６図は
第１図の円板を示す下面図、第７図は同じく正面図、第
８図乃至第10図は本実施例の作用を説明する正面図であ
る。 ４……ロボット、５……アーム、12……円板、13……支
持部材、17……板ばね、18……コイルばね、19……膜厚
センサ、25……接触子、27……足部（突出部材）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボットのアーム先端に膜厚センサを取り
   付け、該膜厚センサの先端に設けられた接触子を塗装皮
   膜に当接させて該塗装皮膜の膜厚を測定する塗装膜厚測
   定装置において、前記膜厚センサを円板の中心に突出可
   能に装着し、該円板に前記膜厚センサが突出したときの
   前記接触子の先端と等しい高さの複数個の突出部材を固
   定し、前記円板を複数個の弾性部材を介して支持部材に
   揺動可能に取り付け、該支持部材を前記ロボットのアー
   ムに固定したことを特徴とする塗装膜厚測定装置。