JPS643540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動塗布装置、特に高粘度の塗布剤
を自動的に塗布する装置に関する。

従来より、接着剤、シール剤等の高粘度の塗布
剤を一定のパターンに塗布する作業は人手にたよ
つていた。これは高粘度の塗布剤の粘性抵抗が大
きいため、その自動供給が困難であつて吐出量が
一定せず、目的どおりのパターンを得ることがで
きなかつたためである。一例をあげると、エンジ
ン本体とエンジンカバーをシールするガスケツト
を製造するには、ウレタン等を主成分とする高粘
度シール剤をノズルから直接エンジン本体上に所
定のパターンを描いて吐出させる。このシール剤
は、空気または空気中の水分に触れると表面が硬
化しガスケツトとしての役目を果すことになる。
しかし、このように製造されるガスケツトのパタ
ーンは通常複雑な曲線の組み合わせとなつてお
り、一定の吐出量で切れ目なく塗布して密封性を
保つためには、上述のごとく熟練した作業者が塗
布状態を目視で確認しつつ作業を行なわなければ
ならなかつた。このため作業の能率が上がらず生
産性の低下を招く原因となつていた。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたもので、
高粘度塗布剤をも一定の吐出量で自動的に塗布
し、また２種類以上の塗布剤を１回の工程で塗布
できる装置を提供するものである。

本発明の実施例を図によつて説明すると、第１
図及び第２図において、ロボツト本体１は把持部
２を有しており、把持部２は開閉可能であるとと
もに所定空間内を自在に移動することができる。
タンク３ａ，３ｂ内には高粘度のそれぞれ異なる
塗布剤が入つており、タンク３ａ，３ｂ上にそれ
ぞれ設けたピストンポンプ４ａ，４ｂによつて吐
出され、可撓性のホース５ａ，５ｂ内を圧送する
ようにして塗布剤供給装置６ａ，６ｂを構成して
いる。ホース５ａ，５ｂの先端には塗布剤を一定
のノズル穴から吐出するためのノズル装置７ａ，
７ｂがそれぞれ接続されている。ノズル装置７
ａ，７ｂはその不使用時に保持装置８ａ，８ｂ上
にそれぞれ保持されており、使用時には前記ロボ
ツト本体１の把持部２によつて把持されて所定空
間内を移動する。９は被塗布物体１０を搬送する
ためのコンベアである。制御盤１１には操作パネ
ル１２と、被塗布物体に対する塗布プログラムを
格納した記憶装置と、被塗布物体の種類に応じて
記憶装置に格納されたプログラムを読み出し、こ
の塗布プログラムによりロボツト本体１、ノズル
装置７ａ，７ｂ、保持装置８ａ，８ｂおよびピス
トンポンプ４ａ，４ｂを制御する制御部が内蔵さ
れている。１３ａ，１３ｂはホース５ａ，５ｂを
吊り下げるための吊り腕である。

さらに各装置の詳細を説明すると、まず、ロボ
ツト本体１は３台のDCサーボモータによつて駆
動され、把持部２をＸ、ＹおよびＺ軸の三方向に
わたる一定の立体空間内を任意な速度で任意の位
置に移動させることができるよう構成されてい
る。把持部２は第３図及び第４図に示すように、
中央付近をピン１４ａ，１４ｂによつて支持板１
５ａ，１５ｂに軸支されたく字状の爪１６ａ，１
６ｂ枢着されている。爪１６ａ，１６ｂのそれぞ
れ先端には、上下に延びる垂直片１７ａ，１７ｂ
の中央が固設され、垂直片１７ａ，１７ｂのそれ
ぞれ両端にはＶ字状部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，
１８ｄが２個づつ対になつて互に対向するよう形
成されている。一方爪１６ａ，１６ｂの他端には
断面円形状の連結部１９ａ，１９ｂが形成されて
いる。連結部１９ａ，１９ｂは断面Ｈ形状の連結
片２０の溝にその円周の２点で接しかつ摺動可能
に嵌合している。連結片２０は、支持板１５ａ，
１５ｂと一体に固定された空気圧シリンダ２１の
ピストンロツド２２先端にナツト２３によつて固
定されている。而して空気圧シリンダ２１の往復
駆動により連結片２０は同様に往復動し、連結片
２０の溝に嵌合した連結部１９ａ，１９ｂは溝内
を摺動しながらピン１４ａ，１４ｂを中心として
それぞれ円弧運動を行ない、爪１６ａ，１６ｂの
開閉を行なう。

第５図はピストンポンプ４ａの概略縦断面図で
ある。図において圧送チユーブ２４と、圧送チユ
ーブ２４内を往復動する圧送ピストン２５と、ポ
ンプカバー２６とにより囲まれて圧送室２７が形
成されている。ポンプカバー２６内には２個のチ
エツク弁２９，２９がそれぞれの一端を圧送室２
７内へ連通して形成されている。一方のチエツク
弁２８は圧送室２７方向へのみ流通可能な向きに
形成され、その他端には吸入管３０が接続されて
タンク３ａ内の塗布剤３１中に開口している。他
方のチエツク弁２９は圧送室２７からチエツク弁
２９を通つて外部方向へのみ流通可能な向きに形
成され、その他端は前記ホース５ａに接続されて
いる。また圧送ピストン２５は、空気圧シリンダ
３２のピストンロツド３３に連結されており、空
気圧シリンダ３２は方向制御弁３４を介して空気
圧源３５に接続されている。而して、ソレノイド
３４ａがオン状態になると、方向制御弁３４が切
替わり、空気圧シリンダ３２の下降にともなつて
圧送ピストン２５が下降し、圧送室２７内の塗布
剤はチエツク弁２９を通つてホース５ａ内を圧送
される。次にソレノイド３４ａがオフ状態になる
と、方向制御弁３４が逆に切替わり、空気圧シリ
ンダ３２の上昇にともなつて圧送ピストン２５が
上昇し、タンク３ａ内の塗布剤３１は吸入管３０
およびチエツク弁２８を通つて圧送室２７内へ吸
入され、以下同様に繰り返される。圧送ピストン
２５は単なるプランジヤー方式のものでもよく、
いずれにしても圧送ピストンまたはプランジヤー
の断面積とその移動距離との積が、ピストンポン
プ４ａの１行程の吐出容積となる。この１行程の
吐出容積は、被塗布物体への１回の塗布作業に必
要な塗布量以上に設定されている。また両チエツ
ク弁２８，２９はポンプカバー２６内に形成した
がそれぞれ吸入管３０及びホース５ａとの接続途
上に配管接続してもよい。

第６図はノズル装置の正面図、第７図は同側面
図、第８図はノズル装置の掛け金具の背面図、第
９図はノズル装置の回路図である。第９図におい
て、ホース５ａ内を圧送されてきた塗布剤は、ソ
レノイド３６ａにより駆動されるストツプ弁３
６、および絞り弁３７を介して一定の径のノズル
３８に導かれ、ノズル３８から被塗布物体上へ吐
出される。第６図乃至第８図において、ストツプ
弁３６の一側面に絞り弁３７が接続、固定され、
絞り弁３７の下端にノズル３８が接続、固定され
ている。ストツプ弁３６の上部二側面はコ字状の
支持腕３９の２対面で挾まれ、これらはボルトに
より固定されている。支持腕３９の中央辺には、
両先端が径小に形成された２本の把持棒４０ａ，
４０ｂが互に平行にかつ垂直に貫通して固定され
ている。両把持棒４０ａ，４０ｂ間の距離は、そ
の小径部分を前記把持部２の両爪１６ａ，１６ｂ
先端に形成したＶ字状部１８ａ，１８ｂ，１８
ｃ，１８ｄによつて把持可能なように設定されて
いる。また支持腕３９の一辺には、下方に開口し
たコ字状の掛け金具４１がボルト等により固設さ
れ、掛け金具４１の支持腕３９との固定部分と反
対側の垂直面は、下方に開く溝を有した逆Ｕ字状
の係合部４１ａとなつている。第１０図は保持装
置８ａの断面平面図であつて、コンベア９のフレ
ームに固定されたアーム４２ａ上部に、四方を囲
む枠状の枠状金具４３が固設されている。枠状金
具４３の一面を保持片４４とし、その中央には長
方形のガイド孔４５が穿設されている。ガイド孔
４５には、ガイド孔４５の両垂直辺間の幅より幅
広の鍔部４６ａを有しかつガイド孔４５の両垂直
辺と摺接する突状部４６ｂを有する断面Ｔ字状の
係合片４６が、保持片４４の外面から摺動可能か
つ回動不能に嵌入している。係合片４６は、枠状
金具４３の保持片４４と対向する面に垂直に取付
けられた空気圧シリンダ４７のピストンロツド先
端にねじによつて連結されている。而して、空気
圧シリンダ４７のピストンロツドが出側にあると
きは図の二点鎖線で示すごとく、保持片４４と鍔
部４６ａとの間には間隙ができる。この状態で前
記ノズル装置７ａの係合部４１ａを、上方からそ
の溝が前記突状部４６ｂにはまり込むようにして
係合させ、その後空気圧シリンダ４７のピストン
ロツドを入側に駆動すると係合片４６は枠状金具
４３内方へ引き込まれ、保持片４４と鍔部４６ａ
とにより前記係合部４１ａを挾持することとな
る。

第１１図は、本装置の制御系統の概略を示すブ
ロツク図であつて、４８は記憶装置、４９は制御
部である。記憶装置４８は被塗布物体に対する塗
布プログラムを格納してある。このプログラム中
には被塗布物体への１回の塗布工程ごとに前記ピ
ストンポンプ４ａ制御用のソレノイド３４ａを塗
布開始時にオン状態とし、塗布終了時にオフ状態
とすることを含んでおり、これによつてピストン
ポンプ４ａは１回の塗布作業中において塗布剤を
連続圧送し、而してノズル装置７ａよりの吐出量
を当該作業中常に一定に保つようにされている。
プログラムは塗布工程に必要な一切のプログラム
（例えば塗布パターン、把持部爪の開閉、ノズル
装置の選択、ピストンポンプの制御等）を含んで
いるが、これらの一部をハードロジツクで構成し
て制御部４９に含ませることもできる。これらの
プログラムは、テイーチングにより、あるいはあ
らかじめプログラムを書き込んだバブルカセツト
等から記憶装置４８内へロードすることによつて
得られる。制御部４９は操作パネル１２の操作に
よつて、被塗布物体の種類に応じて記憶装置４８
に格納された塗布プログラムを読み出し、この塗
布プログラムによつて各装置を制御、駆動する。
以上の説明はノズル装置、保持装置および塗布剤
供給装置のそれぞれ一方について行なつたが、他
方についても同様である。

本発明の自動塗布装置の構成は以上であり、次
にその動作を説明すると、まず初期の状態ではロ
ボツト本体１の把持部２は原点位置において爪開
状態、両ピストンポンプ４ａ，４ｂのソレノイド
３４ａ，３４ａおよび両ノズル装置７ａ，７ｂの
ソレノイド３６ａ，３６ｂはオフ状態、ノズル装
置７ａ，７ｂは保持装置８ａ，８ｂにそれぞれ挾
持された状態となつている。この状態で被塗布物
体１０がコンベア９により搬入され、所定の位置
に停止すると、この被塗布物体の種類によりあら
かじめ操作パネルにより選定されたプログラムを
制御部が記憶装置から読み出す。これによつてロ
ボツト本体１が駆動され、把持部２が一方のノズ
ル装置７ａに接近して爪１６ａ，１６ｂにより把
持棒４０ａ，４０ｂを把持する。その後保持装置
８ａの空気圧シリンダ４７を駆動してピストンロ
ツドを出側に移動させると、ノズル装置７ａの係
合部４１ａが保持装置８ａによる挾持から解放さ
れる。次に把持部２は上方向へ移動してノズル装
置７ａを保持装置８ａから完全に分離し、ノズル
装置７ａのノズル３８先端を被塗布物体１０上の
塗布開始位置へ移動させる。次にノズル装置７ａ
のソレノイド３６ａをオン状態とし、同時にある
いは若干遅れてピストンポンプ４ａのソレノイド
３４ａをオン状態として塗布剤を圧送し、これと
同時に把持部２が移動し、ノズル３８先端は塗布
作業を開始して所定のパターンを描く。所定のパ
ターンが描き終ればソレノイド３４ａ，３６ａを
オフ状態とし同時に把持部２はノズル装置７ａを
保持装置８ａ上へ移動させ、その係合部４１ａを
係合片４６に上方からはめこむ。しかる後把持部
２の爪１６ａ，１６ｂが開き、把持部２は次の塗
布作業にそなえ他のノズル装置７ｂを把持するた
めに移動し、同時に保持装置８ａの空気圧シリン
ダ４７を逆駆動してそのピストンロツドを入側に
移動させると、ノズル装置７ａは保持装置８ａ上
に挾持される。他方のノズル装置７ｂによる塗布
作業も上記と同様に行なわれ、全ての塗布作業が
終れば被塗布物体１０はコンベア９により搬出さ
れ、次に新しい被塗布物体が搬入される。上記の
１回の塗布作業中は使用されているノズル装置に
接続されたピストンポンプが塗布剤を連続して圧
送し、１回の塗布作業が終れば当該ピストンポン
プは圧送を中止して吸入行程に入り次の圧送に備
えることになる。

この実施例においては、１個の被塗布物体に２
種類の塗布剤を塗布したが、３種類以上であつて
も同様である。また１種類のみの場合は、ノズル
装置を当初からロボツト本体の把持部に固定して
おいてもよい。また使用する塗布剤は高粘度シー
ル剤に限定されるものでなく例えばチヨコレー
ト、クリーム等の液状食品であつてもよい。

以上のように、本発明によれば定流量吐出ポン
プにより塗布剤を圧送する塗布剤供給装置と、該
供給装置の先端に接続されたノズル装置と、該ノ
ズル装置を所定空間内の任意位置に移動させるロ
ボツト本体と、被塗布物体に対する塗布プログラ
ムを格納した記憶装置と、被塗布物体の種類に応
じて記憶装置に格納された塗布プログラムを読み
出し、この塗布プログラムによりロボツト本体及
びノズル装置を制御する制御部とからなるため、
塗布剤の吐出量を一定にして被塗布物体に塗布す
ることができ、塗布パターンに応じた塗布プログ
ラムを記憶装置に格納しておけば、目的の塗布パ
ターンどおりの塗布作業が自動的に行なわれる。

また本発明は定流量吐出ポンプとして、１行程
の吐出容積が少なくとも１回の塗布作業に必要な
塗布量以上のピストンポンプを用いることを特徴
とする。

即ち本発明の対象とする接着剤やシール剤のよ
うな高粘度の塗布剤は、一般の歯車ポンプ単独で
圧送することは全く不可能であり、往復動ポンプ
なるピストンポンプでのみ可能である。

しかしピストンポンプからなる吐出ポンプで供
給ホースから吐出ノズルに塗布剤を圧送する際に
ピストンポンプの脈動圧が負荷し、塗布剤の吐出
容積量が経時的に増減し、被塗布面に対する塗布
厚を一定厚に維持することが困難であつた。

これに対し本発明によれば、前記構成からなる
ため、１回の塗布作業中は使用されるノズル装置
に接続されたピストンポンプが塗布剤を連続して
圧送し、１回の塗布作業で終われば当該ピストン
ポンプは圧送を中止して吸入行程に入り次の圧送
に備えることになり、簡単な構成で一定吐出量が
得られ、被塗布面に対する塗布厚を一定厚に維持
することができ、しかも故障が少ないという利点
がある。

さらにノズル装置を、ロボツト本体に設けた把
持部により脱着自在に把持することにより、多種
類の塗布剤を同一工程内で塗布することができ、
複雑な塗布パターンに対応できるとともに設備費
の増大を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例であつて、第１図は自動
塗布装置の概略を示す正面図、第２図は同上面
図、第３図は把持部の断面平面図、第４図は同側
面図、第５図はピストンポンプの概略縦断面図、
第６図はノズル装置の正面図、第７図は同側面
図、第８図はノズル装置の掛け金具の背面図、第
９図はノズル装置の回路図、第１０図は保持装置
の断面平面図、第１１図は自動塗布装置の制御系
統の概略を示すブロツク図である。 １……ロボツト本体、２……把持部、４ａ，４
ｂ……ピストンポンプ（定流量吐出ポンプ）、６
ａ，６ｂ……塗布剤供給装置、７ａ，７ｂ……ノ
ズル装置、１０……被塗布物体、４８……記憶装
置、４９……制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １行程の吐出容積が少なくとも１回の塗布作
   業に必要な塗布量以上のピストンポンプからなる
   定流量吐出ポンプにより塗布剤を圧送する塗布剤
   供給装置と、該供給装置の先端に接続されたノズ
   ル装置と、該ノズル装置を所定空間内の任意位置
   に移動させるロボツト本体と、被塗布物体に対す
   る塗布プログラムを格納した記憶装置と、被塗布
   物体の種類に応じて記憶装置に格納された塗布プ
   ログラムを読み出し、この塗布プログラムにより
   ロボツト本体及びノズル装置を制御する制御部と
   からなることを特徴とする自動塗布装置。 ２ ノズル装置は、ロボツト本体に設けた把持部
   により着脱自在に把持されてなる特許請求の範囲
   第１項記載の自動塗布装置。