JPH0796240A - 粘性塗布材の塗布量制御方法及びシステム - Google Patents

粘性塗布材の塗布量制御方法及びシステム

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JPH0796240A
JPH0796240A JP24459993A JP24459993A JPH0796240A JP H0796240 A JPH0796240 A JP H0796240A JP 24459993 A JP24459993 A JP 24459993A JP 24459993 A JP24459993 A JP 24459993A JP H0796240 A JPH0796240 A JP H0796240A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】プライマー、シーラー、塗料、又は接着剤など
の粘性塗布材の塗布量制御方法及びシステムに関し、粘
性塗布材の塗布量が均一となるように比較的容易に且つ
高精度で制御することを目的とする。 【構成】圧送装置11により粘性塗布材を圧送しノズル
14の先端から吐出させて被塗布材Wに塗布するに当た
り、ノズル14の近傍において粘性塗布材の粘度を計測
し、計測された粘度に基づいて、圧送装置11の圧力又
はノズル14の移動速度を制御することによって粘性塗
布材の塗布量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プライマー、シーラ
ー、塗料、又は接着剤などの粘性塗布材の塗布量制御方
法及びシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、粘性塗布材をノズルから吐出
させて被塗布材に塗布する際に、塗布位置及びビード形
状の均一性を保持するために塗布量の制御が行われてい
る。
【0003】例えば、自動車の車体の組み立てに当たっ
て、所定形状にプレス加工された複数のパネルをスポッ
ト溶接により互いに連結するとともに、その連結部分に
予めゾル状のシーラーを所定のビード形状に塗布するこ
とが行われている。この場合に、シーラーの塗布量を均
一とすることによって、少ない塗布量で充分なシール効
果を得ることが可能となる。
【0004】従来においては、塗布量が均一となるよう
に制御するために、粘性塗布材を圧送する経路であるホ
ース、配管、ノズルなどにヒーターを設置し、粘性塗布
材の温度が一定となるように温度制御を行っていた。
【0005】つまり、温度制御を行うことによって粘性
塗布材の粘度を一定とし、粘度が一定であるという前提
の下で、ポンプの圧送圧力、回転速度、ノズルの開口度
合いなどの制御を行っていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧送経路を流
動する粘性塗布材の温度を一定に保つためには、ノズル
からの吐出を行っていない場合でも粘性塗布材を循環さ
せる必要があるため、粘性塗布材の特性の劣化が生じる
可能性があり、また循環経路とその制御装置が必要なこ
とから塗布システムが大がかりになるという問題もあっ
た。
【0007】このように、粘性塗布材の温度を一定に保
つことは容易ではない。また仮に温度を一定に保つこと
ができた場合であっても、実際には粘性塗布材の粘度は
一定にはならない。
【0008】つまり、粘性塗布材の流動経路において
は、配管の継ぎ手部分又は曲がり部分、ホースとの接続
部分などにおいて流路面積が減少するので、これらの部
分で粘性塗布材が剪断され、粘度が低下するのである。
【0009】また、温度条件などが同一であったとして
も、粘性塗布材の生産ロットが異なることによって粘度
に多少のバラツキが生じることもある。本発明は、上述
の問題に鑑み、粘性塗布材の塗布量が均一となるように
比較的容易に且つ高精度で制御することのできる粘性塗
布材の塗布量制御方法及びシステムを提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る方
法は、上述の課題を解決するため、圧送装置により粘性
塗布材を圧送しノズルの先端から吐出させて被塗布材に
塗布するに当たり、前記ノズルの近傍において前記粘性
塗布材の粘度を計測し、計測された粘度に基づいて当該
粘性塗布材の塗布量を制御する。
【0011】請求項2の発明に係る方法は、前記塗布量
の制御を、前記圧送装置から圧送する圧力を制御するこ
とによって行う。請求項3の発明に係る方法は、前記塗
布量の制御を、前記ノズルと前記被塗布材との相対移動
速度を制御することによって行う。
【0012】請求項4の発明に係るシステムは、粘性塗
布材を圧送するための圧送装置と、粘性塗布材を吐出し
て被塗布材の表面に塗布するためのノズルと、前記ノズ
ルと前記被塗布材とを相対移動させるための移動装置
と、前記ノズルの近傍における被塗布材の粘度を計測す
るための粘度計測装置と、計測された粘度に基づいて前
記圧送装置の圧送圧力又は前記移動装置の移動速度の少
なくとも一つを制御する制御部とを有して構成される。
【0013】請求項5の発明に係るシステムでは、前記
粘度計測装置は、シリンダーと、前記シリンダー内を摺
動するピストンと、前記シリンダーよりも小さい内径を
有し前記シリンダー及びノズルに流体的に接続された押
出し口と、前記ピストンを所定の速度で移動させる駆動
源と、前記押出し口の両端の圧力をそれぞれ検出する圧
力センサーと、前記圧力センサーにより検出された圧力
に基づいて粘度を計測する計測演算部と、を有して構成
される。
【0014】
【作用】圧送装置から圧送された塗布材はノズルから吐
出されるとともに、移動装置によりノズルと被塗布材と
が相対移動することによって、被塗布材の表面に所定の
ビード形状に塗布される。
【0015】ノズルの近傍において、粘度計測装置によ
って塗布材の粘度が計測され、計測された粘度に応じて
塗布量が制御される。塗布量の制御は、圧送装置の圧送
圧力又は移動装置による移動速度を制御することによっ
て行われる。又は粘度測定装置の吐出量を制御すること
によって行われる。
【0016】粘度の計測に当たっては、一定流量の塗布
材が、ピストンの移動によって押出し口から吸入され又
は吐出される。そのときに押出し口の両端に生じる圧力
が検出され、その差圧に基づいて粘度が計測される。
【0017】
【実施例】図1は本発明に係る塗布システム1を示すブ
ロック図である。図1において、塗布システム1は、塗
布材TZを圧送するための圧送装置11、配管路12,
13、電磁式のストップバルブV1,2、ノズル14、
粘度計測装置15、ノズル14をワークWに対して移動
させる移動装置16、及び全体を制御する制御部17な
どからなっている。
【0018】圧送装置11は、プランジャポンプなどを
用い、タンクなどに充填されている塗布材TZを所定の
圧力P0で圧送するものである。配管路12は、塗布材
TZを圧送装置11の吐出口から移動装置16の近辺ま
で送るための固定的な流路であり、配管路13は、塗布
材TZを移動装置16のアーム16aの先端に取り付け
られたノズル14まで送るための、少なくとも一部にホ
ースなどを用いた可撓性を有する流路である。
【0019】ノズル14は、その先端から吐出する塗布
材TZをワークWの表面に所定の軌跡を描いて塗布する
よう、移動装置16によって移動される。粘度計測装置
15は、内径がd(例えば20mm)であるシリンダー
21、シリンダー21の内面を密封して摺動するピスト
ン22、内径がD(例えば1〜4mm)で長さがLのオ
リフィスを有した押出し口23、ピストン22に連結さ
れたネジ式の移動機構24、移動機構24を介してピス
トン22を移動駆動するモータM、モータMを速度制御
するドライバ25、ピストン22のストローク位置を検
出するための位置センサーLS1,2、圧力センサーP
S1,2、計測制御部26、及び表示部27などからな
っている。
【0020】粘度計測装置15は、ノズル14に設けら
れたストップバルブV2の直前の上流側の塗布材TZに
ついて、押出し口23を通過する流量Qとそのときの押
出し口23の両端の差圧ΔPに基づいて粘度μを計測す
るものである。粘度測定装置15による計測は、シリン
ダー21内への塗布材TZの吸入時及びシリンダー21
からの吐出時(押出し時)の両方で行われる。シリンダ
ー21からの吐出時は、これによって塗布材TZがノズ
ル14から吐出する。
【0021】すなわち、まず、ストップバルブV2が閉
じられている状態で、モータMが一定の速度で回転し、
ピストン22が図1の上方へ速度Vpで移動する。そう
すると、圧送装置11の圧力P0によって塗布材TZが
押出し口23を経由してシリンダー21内に流入する。
このときの流量QはモータMの回転速度により決定さ
れ、差圧ΔPは圧力センサーPS1,PS2の検出圧力
の差として求められるので、これらから、次の(1)式
に基づいて粘度μが求められる。
【0022】ΔP=A×μ×Q×L/D4 ……(1) 但し、A:補正係数 なお、流量Qは次の(2)式から求められる。
【0023】Q=(πd2 /4)×Vp ……(2) このようにして求められた粘度μに応じて、計測制御部
26から制御部17及びドライバ25に対してRS23
2Cインタフェースによる信号SDが出力される。
【0024】信号SDは、例えば、粘度μの大きさのレ
ベルに対応した6段階の信号SD1〜6であり、ドライ
バ25においては、これらの信号SD1〜6によって、
シリンダー21からの吐出時のモータMの回転速度の制
御が行われる。
【0025】すなわち、ストップバルブV2開かれ、ス
トップバルブV1が閉じられた状態で、モータMが上述
とは反対方向に回転して塗布材TZが押出し口23から
吐出され、それがノズル14から吐出される。このとき
に、計測された粘度μが低いときにはモータMの回転速
度すなわち速度Vpが低くなるように、また粘度μが高
いときには速度Vpが大きくなるように制御され、これ
によってノズル14からの吐出量が一定になるように制
御される。
【0026】ノズル14から塗布材TZが吐出されてい
る間に、移動装置16によってノズル14がワークWに
対して一定の速度vで移動され、ワークWの表面に所定
の軌跡のビードが形成される。
【0027】なお、シリンダー21内の塗布材TZを吐
出する際にも、吸入時と同様にして粘度μが求められ
る。求められた粘度μは表示部27に表示される。ま
た、位置センサーLS1,2は、ピストン22の速度V
pが一定である区間を検出し、その区間内において粘度
μの検出を行うためのタイミング用として使用される。
【0028】また、ノズル14から塗布材TZを吐出さ
せるのに、シリンダー21からの吐出によることなく、
圧送装置11からの圧力によって吐出させてもよい。そ
の場合には、粘度μの大きさのレベルに対応した6段階
の信号SD1〜6によって、圧送装置11による塗布材
TZの圧力P0を制御する。
【0029】つまり、その場合には、粘度μが低いとき
には圧力P0が低くなるように、また粘度μが高いとき
には圧力P0が高くなるように制御し、そのように制御
した状態で、ストップバルブV1,2を開き、ノズル1
4から塗布材TZを吐出する。
【0030】すなわち、ノズル14からの吐出に際して
は、まずストップバルブV1を開き、少し遅れてストッ
プバルブV2を開く。また、ストップバルブV1を閉じ
た後に少し遅れてストップバルブV2を閉じる。ストッ
プバルブV2が開いている間にはノズル14から塗布材
TZが一定の流量で吐出されるので、その間に、移動装
置16によってノズル14がワークWに対して一定の速
度vで移動され、ワークWの表面に所定の軌跡のビード
が形成される。
【0031】上述したように、ノズル14によってワー
クWに塗布材TZを塗布するに当たり、1回の塗布を行
う度毎に、ノズル14の近傍の塗布材TZの粘度μを計
測し、計測した粘度μに応じて、モータMの回転速度又
は圧送装置11からの圧力P0を制御し、ノズル14か
らの吐出量が一定となるように制御する。
【0032】したがって、塗布材TZの温度制御を行う
ことなく、ワークWへの塗布量が均一となるような制御
を高精度で且つ容易に行うことができる。また、配管路
12,13における断面積の変化又は塗布材TZの特性
のバラツキなどによって粘度が変化した場合でも、その
変化した粘度が粘度計測装置15によって計測され、そ
れに対応して吐出量の制御が行われるので、塗布量を常
に一定とすることができる。
【0033】これによって、塗布材TZのワークWへの
塗布量を最適値に近づけることができ、塗布材TZの消
費量の低減を図るとともに、余分な塗布材TZの垂れ、
汚れなどを防止することができる。また、温度制御を必
ずしも行う必要がなく、塗布材TZを循環させる必要が
ないので、塗布システム1の構成が簡略化され、設備費
の削減を図ることができる。
【0034】ノズル14からの吐出量が一定となるの
で、塗布材TZの使用量を正確に把握することができ、
圧送装置11における塗布材TZの補給を的確に行うこ
とができる。
【0035】上述の実施例においては、ノズル14によ
る塗布の際に2つのストップバルブV1,V2の開閉タ
イミングを少しずらせているので、配管路13の膨張な
どによって配管路13内に圧力が溜まることが防止さ
れ、且つノズル14からの塗布材TZの飛び出しが防止
される。
【0036】上述の実施例において、信号SDを出力す
るに当たり、粘度μのレベルに応じた信号SD1〜6を
出力するためのテーブルを計測制御部26内に格納して
おき、そのテーブルを参照するようにしてもよい。粘度
μに対応した6段階の信号SDを出力したが、5段階以
下又は7段階以上でもよく、無段階でもよい。
【0037】上述の実施例において、計測制御部26に
よる粘度μの計測に当たって粘度μそのものを求める必
要は必ずしもない。つまり、測定された差圧ΔPによっ
て、又は、差圧ΔP若しくは粘度μに対応するデータ、
差圧ΔP若しくは粘度μの変化に対応するデータなどを
得ることによって、速度Vp又は圧力P0を制御するこ
とができる。
【0038】上述の実施例においては、塗布量を均一に
するために、計測した粘度μに応じて吐出量が一定とな
るように制御したが、吐出量を制御することなく、又は
これとともに、移動装置16によるノズル14の移動速
度vを制御してもよい。すなわち、粘度μが低い場合に
は吐出量が増大するので速度vを速くし、この逆に粘度
μが高い場合には速度vを遅くする。
【0039】上述の実施例においては、ワークWへの1
回の塗布を行う毎に粘度μを計測したが、2回、又は3
回以上の塗布を行う毎に、粘度μを1回又は複数回計測
してもよい。
【0040】上述の実施例において、計測制御部26
は、適当なインタフェース回路を有したCPUボードな
どで実現することができる。図1においては、粘度計測
装置15のドライバ25及び計測制御部26と塗布シス
テム1の全体の制御部17とを別構成のように示した
が、これらは単一の制御部で構成してもよい。
【0041】上述の実施例において、位置センサーLS
1,2として、光電式、磁気感応式、その他の種々の方
式のものが用いられる。圧送装置11、ノズル14、粘
度計測装置15、移動装置16、制御部17などの構成
及び動作タイミングは、本発明の主旨に沿って種々変更
することができる。
【0042】
【発明の効果】本発明によると、粘性塗布材の塗布量が
均一となるように、比較的容易に且つ高精度で制御する
ことができる。例えば配管路における断面積の変化又は
塗布材の特性のバラツキなどによって粘度が変化した場
合でも、塗布量を均一に制御することができる。
【0043】したがって、塗布材の被塗布材への塗布量
を最適値に近づけることができ、塗布材の消費量の低減
を図るとともに、余分な塗布材の垂れ、汚れなどを防止
することができる。また、温度制御を必ずしも行う必要
がなく、塗布材を循環させる必要がないので、塗布量制
御システムの構成が簡略化され、設備費の削減を図るこ
とができる。
【0044】また、ノズルからの吐出量を一定として塗
布材の使用量を正確に把握することが可能となり、圧送
装置における塗布材の補給を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る塗布システムを示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 塗布システム(塗布量制御システム) 11 圧送装置 12 配管路 14 ノズル 15 粘度計測装置 16 移動装置 17 制御部 21 シリンダー 22 ピストン 23 押出し口 26 計測制御部(計測演算部) PS1,PS2 圧力センサー TZ 塗布材(粘性塗布材) W ワーク(被塗布材) M モータ(駆動源)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧送装置により粘性塗布材を圧送しノズル
    の先端から吐出させて被塗布材に塗布するに当たり、 前記ノズルの近傍において前記粘性塗布材の粘度を計測
    し、計測された粘度に基づいて当該粘性塗布材の塗布量
    を制御することを特徴とする粘性塗布材の塗布量制御方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の塗布量制御方法において、 前記塗布量の制御を、前記圧送装置から圧送する圧力を
    制御することによって行うことを特徴とする粘性塗布材
    の塗布方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載の塗布量制御方法において、 前記塗布量の制御を、前記ノズルと前記被塗布材との相
    対移動速度を制御することによって行うことを特徴とす
    る粘性塗布材の塗布量制御方法。
  4. 【請求項4】粘性塗布材を圧送するための圧送装置と、 粘性塗布材を吐出して被塗布材の表面に塗布するための
    ノズルと、 前記ノズルと前記被塗布材とを相対移動させるための移
    動装置と、 前記ノズルの近傍における被塗布材の粘度を計測するた
    めの粘度計測装置と、 計測された粘度に基づいて前記圧送装置の圧送圧力又は
    前記移動装置の移動速度の少なくとも一つを制御する制
    御部とを有してなることを特徴とする粘性塗布材の塗布
    量制御システム。
  5. 【請求項5】請求項4記載の塗布量制御システムにおい
    て、 前記粘度計測装置は、 シリンダーと、 前記シリンダー内を摺動するピストンと、 前記シリンダーよりも小さい内径を有し前記シリンダー
    及びノズルに流体的に接続された押出し口と、 前記ピストンを所定の速度で移動させる駆動源と、 前記押出し口の両端の圧力をそれぞれ検出する圧力セン
    サーと、 前記圧力センサーにより検出された圧力に基づいて粘度
    を計測する計測演算部と、 を有してなることを特徴とする粘性塗布材の塗布量制御
    システム。
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