KR20200028988A - 도포 시스템, 작업 시스템 및 자세 변화 유닛 - Google Patents

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Abstract

도포 시스템은 워크에 시일제를 토출하는 노즐을 구비한 도포 유닛과 도포 유닛을 이동시키는 이동 장치를 구비한다. 이동 장치는 제1 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 제1 수평 방향과 직교하는 제2 수평 방향으로 연장되는 가동 유닛과, 제2 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 승강 유닛과, 승강 유닛에 의해 승강되고, 도포 유닛을 지지하는 자세 변화 유닛을 포함한다. 노즐은 근원부와 시일제를 토출하는 선단부를 포함한다. 자세 변화 유닛은 도포 유닛을 연직축 둘레로 회동시키는 회동 기구와 도포 유닛을 수평축 둘레로 회동시키는 회동 기구를 포함하며, 연직축과 노즐이 동축 상에 위치하고, 연직축과 수평축이 노즐의 중심축선상에서 교차한다.

Description

도포 시스템, 작업 시스템 및 자세 변화 유닛
본 발명은 워크에 작업을 행하는 기술에 관한 것으로, 예를 들어 시일제를 도포하는 도포 시스템에 관한 것이다.
서로 맞추어붙임되는 2부재 사이의 한쪽에 시일제를 도포하는 시스템이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 워크의 자세를 변화시키면서, 노즐로부터 시일제를 토출함으로써 워크의 입체 형상을 따라 시일제를 도포 가능한 시스템이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2나 3에는, 워크를 고정하는 한편, 시일제를 토출하는 노즐을 수직 다관절 타입의 로봇으로 이동시킴으로써, 워크의 입체 형상을 따라 시일제를 도포 가능한 시스템이 제안되어 있다.
특허문헌 1: 일본특허 제2866294호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2007-263599호 공보 특허문헌 3: 일본공개특허 2006-122740호 공보
시일제의 도포 대상이 되는 워크로서, 자동차의 윈도우 실드를 구성하는 유리재와 같이 비교적 큰 워크의 경우, 특허문헌 1의 시스템과 같이 워크의 자세를 변화시키면, 그 때문에 장치가 대규모의 것이 된다. 이 점에서 특허문헌 2 및 3의 시스템이 유리하다. 그러나, 특허문헌 2 및 3의 시스템에서는, 워크를 고정하는 공간에 인접하여 수직 다관절 타입의 로봇을 설치하는 공간이 필요하여, 시스템의 전유 면적이 커지는 경향이 있다. 또한, 수직 다관절 타입의 로봇에서는 복수의 동작축의 회동의 조합에 의해 노즐의 방향이나 위치의 제어를 행하기 때문에, 제어가 복잡해지는 경우가 있다.
본 발명의 목적은, 시스템의 전유 면적이나 제어의 용이성을 개선하는 것에 있다.
본 발명에 의하면,
워크에 시일제를 토출하는 노즐을 구비한 도포 유닛과,
상기 도포 유닛을 이동시키는 이동 장치를 구비한 도포 시스템으로서,
상기 이동 장치는,
제1 수평 방향으로 연장 설치된 안내부를 따라 이 제1 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1 수평 방향과 직교하는 제2 수평 방향으로 연장되는 지지부를 포함하는 가동 유닛과,
상기 지지부에 대해 상기 제2 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 승강 유닛과,
상기 승강 유닛에 의해 승강되고, 상기 도포 유닛을 지지하는 자세 변화 유닛을 포함하며,
상기 도포 유닛은, 상기 노즐에 상기 시일제를 공급하는 공급부를 포함하고,
상기 노즐은, 상기 공급부로부터 상기 시일제가 공급되는 근원부와, 상기 시일제를 토출하는 선단부를 포함하며,
상기 자세 변화 유닛은,
상기 도포 유닛을 연직축 둘레로 회동시키는 제1 회동 기구와,
상기 도포 유닛을 수평축 둘레로 회동시키는 제2 회동 기구를 포함하고,
상기 도포 유닛이, 상기 노즐의 축방향이 연직 방향을 향한 자세에 있어서,
상기 연직축과 상기 노즐이 동축 상에 위치하며,
상기 연직축과 상기 수평축이 상기 노즐의 중심축선상에서 교차하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면,
워크의 작업 개소에 대해 작업을 행하는 작업부를 포함하는 작업 유닛과,
상기 작업 유닛을 이동시키는 이동 장치를 구비한 작업 시스템으로서,
상기 이동 장치는,
제1 수평 방향으로 연장 설치된 안내부를 따라 이 제1 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1 수평 방향과 직교하는 제2 수평 방향으로 연장되는 지지부를 포함하는 가동 유닛과,
상기 지지부에 대해 상기 제2 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 승강 유닛과,
상기 승강 유닛에 의해 승강되고, 상기 작업 유닛을 지지하는 자세 변화 유닛을 포함하며,
상기 작업부는, 중실(中實) 또는 중공(中空)의 축체이고,
상기 자세 변화 유닛은,
상기 작업 유닛을 연직축 둘레로 회동시키는 제1 회동 기구와,
상기 작업 유닛을 수평축 둘레로 회동시키는 제2 회동 기구를 포함하며,
상기 작업 유닛이, 상기 작업부의 축방향이 연직 방향을 향한 자세에 있어서,
상기 연직축과 상기 작업부가 동축 상에 위치하고,
상기 연직축과 상기 수평축이 상기 작업부의 중심축선상에서 교차하는 것을 특징으로 하는 작업 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면,
수평 방향에서의 적어도 일방향과 연직 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 또한 워크의 작업 개소에 대해 작업을 행하는 작업부를 포함하는 작업 유닛을 지지하는 자세 변화 유닛으로서,
상기 작업부는, 중실 또는 중공의 축체이고,
상기 자세 변화 유닛은,
상기 작업 유닛을 연직축 둘레로 회동시키는 제1 회동 기구와,
상기 작업 유닛을 수평축 둘레로 회동시키는 제2 회동 기구를 포함하며,
상기 작업 유닛이, 상기 작업부의 축방향이 연직 방향을 향한 자세에 있어서,
상기 연직축과 상기 작업부가 동축 상에 위치하고,
상기 연직축과 상기 수평축이 상기 작업부의 중심축선상에서 교차하는 것을 특징으로 하는 자세 변화 유닛이 제공된다.
본 발명에 의하면, 시스템의 전유 면적이나 제어의 용이성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 작업 시스템의 개략도.
도 2는 맞추어붙임되는 워크의 예를 나타내는 사시도.
도 3은 자세 변화 유닛 및 작업 유닛의 사시도.
도 4는 자세 변화 유닛의 부분 분해 사시도 및 작업 유닛의 사시도.
도 5는 자세 변화 유닛, 작업 유닛 및 계측 유닛의 사시도.
도 6은 보유지지 유닛의 사시도.
도 7은 워크의 위치 결정 태양을 나타내는 도면.
도 8은 도 1의 작업 시스템의 동작 설명도.
도 9는 노즐의 이동 및 자세 변화의 예를 나타내는 동작 설명도.
도 10은 도 1의 작업 시스템의 동작 설명도.
도 11은 도 1의 작업 시스템의 동작 설명도.
도 12는 도 1의 작업 시스템의 제어 장치의 블록도.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 작업 시스템(1)의 개략도이다. 본 실시형태의 작업 시스템(1)은 2개의 워크 중 한쪽에 시일제를 도포하고, 다른 쪽의 워크를 겹쳐서 양자를 맞추어붙이는 도포 시스템이다. 이하, 도 2는 처리 대상이 되는 워크의 예를 나타내는 사시도이다. 워크(W2)는, 본체가 되는 워크(W1)에 장착되는 장착체로서, 본 실시형태의 경우, 워크(W1)의 상측에 씌워지는 커버이다. 워크(W1)에는 위치 결정용의 복수의 구멍(H1)이, 워크(W2)에는 각각의 구멍(H1)의 위치에 대응하여 위치 결정용의 복수의 구멍(H2)이 각각 형성되어 있다. 작업 시스템(1)은 워크(W1)의 주연에 설정된 작업 위치(시일 도포 위치)(Wp)를 따라 시일제(100)를 무단형상으로 도포한다. 시일제(100)는 시일 기능을 갖는 접착제의 일종으로, 시일제(100)가 도포된 워크(W1)에 워크(W2)를 상방으로부터 겹쳐 씌움으로써, 양자를 맞추어붙일 수 있다. 또, 각 도면에서, 화살표 X 및 Y는 서로 직교하는 수평 방향을 나타내고, 화살표 Z는 연직 방향을 나타낸다.
도 1로 되돌아가, 작업 시스템(1)은, 그 프레임을 구성함과 아울러 작업 시스템(1)의 전유 면적을 정하는 판형의 베이스 부재(10)를 구비한다. 베이스 부재(10)는 Y방향으로 긴 직사각형상을 가지고 있다. 베이스 부재(10)에는 복수의 지주(11; 支柱)가 세워 설치되는 설치부가 마련된다. 본 실시형태의 경우, Y방향으로 이간되어 지주(11)가 3열, X방향으로 이간되어 지주(11)가 2열 설치되고, 설치부는, 베이스 부재(10)의 주연 영역으로 되어 있다. 지지 장치(4)가 설치되는 베이스 부재(10)의 Y방향의 일단측의 대략 반분의 영역은 설치부(10a)가 되고, 지지 장치(5)가 설치되는 타단측의 대략 반분의 영역은 설치부(10b)가 되어 있다. 설치부(10a)는, Y방향의 중앙에서의 2개의 지주(11)와 일단측에서의 2개의 지주(11)의 합계 4개의 지주(11)로 둘러싸인 영역으로 되어 있다. 설치부(10b)는, Y방향의 중앙에서의 2개의 지주(11)와 타단측에서의 2개의 지주(11)의 합계 4개의 지주(11)로 둘러싸인 영역으로 되어 있다.
지지 장치(4)는 워크(W1)를 지지하는 장치이다. 본 실시형태의 경우, 후술하는 팔레트(8)(도 7 등)를 개재하여 워크(W1)를 지지한다. 지지 장치(4)는, 한 쌍의 이동탑재 기구(4a)와, 한 쌍의 이동탑재 기구(4a)를 지지하는 가대(4b)를 포함한다. 한 쌍의 이동탑재 기구(4a)는, 각각이 X방향으로 연장 설치되고, Y방향으로 이간되어 배치되어 있으며, 팔레트(8)를 X방향의 한쪽으로부터 다른 쪽으로 반송하는 기구이다. 한 쌍의 이동탑재 기구(4a)는, 작업 시스템(1)의 X방향 양측에 배치된 반송 기구(도시생략)와 연속하여 배치되어 있고, 이 반송 기구 및 한 쌍의 이동탑재 기구(4a)에 의해 도 1의 앞쪽(한쪽)으로부터 이송되어 오는 팔레트(8)(미처리의 워크(W1)가 놓임)를, 시스템(1)의 외부로부터 내부를 향하여 X방향으로 이송하며, 처리 후에는 팔레트(8)(서로 첩부된 워크(W1, W2)가 놓임)를 시스템(1)의 외부가 되는 X방향(다른 쪽)으로 이송한다. 각 이동탑재 기구(4a)는 예를 들어 벨트 컨베이어나 롤러 컨베이어이다. 지지 장치(4)는 후술하는 가동 유닛(31 및 60)의 이동 범위의 하방에 배치되어 있다.
지지 장치(5)는 워크(W2)를 지지하는 장치이다. 본 실시형태의 경우, 후술하는 팔레트(8)(도 7 등)를 개재하여 워크(W2)를 지지한다. 지지 장치(5)는 지지 장치(4)와 마찬가지의 구성으로, 한 쌍의 이동탑재 기구(5a)와, 한 쌍의 이동탑재 기구(5a)를 지지하는 가대(5b)를 포함한다. 한 쌍의 이동탑재 기구(5a)는, 각각이 X방향으로 연장 설치되고, Y방향으로 이간되어 배치되어 있으며, 팔레트(8)를 X방향의 한쪽으로부터 다른 쪽으로 반송하는 기구이다. 한 쌍의 이동탑재 기구(5a)는, 작업 시스템(1)의 X방향 양측에 배치된 반송 기구(도시생략)와 연속하여 배치되어 있고, 이 반송 기구 및 한 쌍의 이동탑재 기구(5a)에 의해 도 1의 앞쪽(한쪽)으로부터 이송되어 오는 팔레트(8)(워크(W2)가 놓임)를, 시스템(1)의 외부로부터 내부를 향하여 이송한다. 각 이동탑재 기구(5a)는 예를 들어 벨트 컨베이어나 롤러 컨베이어이다. 지지 장치(5)는 후술하는 가동 유닛(60)의 이동 범위의 하방에 배치되어 있다.
작업 시스템(1)은, 작업 유닛(2)을 이동시키는 이동 장치(3)를 포함한다. 이동 장치(3)는, 가동 유닛(31)과, 한 쌍의 안내 프레임(32)과, 승강 유닛(33)과, 자세 변화 유닛(34)을 포함한다. 한 쌍의 안내 프레임(32)은, 가동 유닛(31)의 Y방향의 이동을 안내하는 안내부로서 기능한다. 한 쌍의 안내 프레임(32)은, 각각이 Y방향으로 연장 설치되고, X방향으로 이간되어 지주(11)에 지지되어 있다.
가동 유닛(31)은, 한 쌍의 안내 프레임(32) 상에 가설(架設)된 빔형상의 유닛이다. 가동 유닛(31)은, X방향으로 연장되는 지지부(31a)와, 지지부(31a)의 X방향의 양단부에 배치된 구동부(31b)를 포함한다. 도 1에서 구동부(31b)는 하나만 도시되어 있다. 각 구동부(31b)는 구동원으로서 모터를 포함하고, 안내 프레임(32)에 대해 주행력을 발휘한다. 모터의 구동력의 전달 기구로서, 안내 프레임(32)에는, 예를 들어 랙 또는 볼 나사축이 설치되고, 구동부(31b)는, 랙에 맞물리는 피니언 또는 볼 나사축에 맞물리는 볼 너트를 구비한다. 2개의 구동부(31b)가 동기적으로 구동 제어됨으로써, 가동 유닛(31)이 한 쌍의 안내 프레임(32)의 안내에 의해 Y방향으로 평행 이동 가능하다.
지지부(31a)에는, 슬라이더(31c)가 X방향으로 이동 가능하게 설치되어 있고, 지지부(31a)는 슬라이더(31c)의 이동을 안내하는 안내 프레임으로서 기능한다. 슬라이더(31c)에는 구동부(31d)가 설치되어 있다. 구동부(31d)는 구동원으로서 모터를 포함하고, 지지부(31a)를 따라 슬라이더(31c)가 주행된다. 모터의 구동력의 전달 기구로서, 지지부(31a)에는, 예를 들어 랙 또는 볼 나사축이 설치되고, 구동부(31d)는, 랙에 맞물리는 피니언 또는 볼 나사축에 맞물리는 볼 너트를 구비한다.
또, 본 실시형태에서는, 가동 유닛(31)이 빔형상의 유닛이지만, 문 형상의 유닛이어도 된다. 이 경우, 한 쌍의 안내 프레임(32)에 상당하는 구성은, 복수의 지주(11)를 이용하지 않고, 베이스 부재(10) 상에 지지된다.
승강 유닛(33)은 슬라이더(31c)에 고정되어 있고, 슬라이더(31c)의 이동에 의해 지지부(31a)를 따라 승강 유닛(33)이 X방향으로 이동된다. 승강 유닛(33)은 구동부(33a)를 가진다. 구동부(33a)는 구동원으로서 모터를 포함하고, 모터의 구동력에 의해 자세 변화 유닛(34) 및 작업 유닛(2)이 Z방향으로 이동(승강)된다. 승강 기구로서는, 볼 나사 기구나 랙-피니언 기구 등을 채용 가능하다.
이상의 구성에 의해, 작업 유닛(2) 및 자세 변화 유닛(34)은, X, Y, Z의 각 방향으로 평행 이동 가능하다. 또, 본 실시형태에서는 작업 유닛(2) 및 자세 변화 유닛(34)을 수평 방향에서의 2방향(X, Y)으로 이동 가능한 구성으로 하였지만, 수평 방향에 대해서는, 작업의 목적에 따라, X방향만 또는 Y방향으로만 이동 가능한 구성이어도 된다.
작업 유닛(2) 및 자세 변화 유닛(34)에 대해, 도 1에 더하여 도 3~도 5를 참조하여 설명한다. 도 3은 자세 변화 유닛(34) 및 자세 변화 유닛(34)에 지지되는 작업 유닛(2)의 사시도이다. 도 4는 도 3의 사시도에 있어서, 자세 변화 유닛(34)의 커버(36d)를 분리한 상태를 나타낸다. 도 5는 시선을 바꾼 자세 변화 유닛(34) 및 작업 유닛(2)의 사시도로서, 계측 유닛(7)의 외관도 도시되어 있다.
작업 유닛(2)은, 시일제(100)를 워크(W1)에 도포하는 도포 유닛이다. 작업 유닛(2)은, 시일제(100)를 토출하는 노즐(21)과, 노즐(21)에 시일제(100)(도 2 참조)를 공급하는 공급부(22)를 포함한다. 또한, 작업 유닛(2)은, 노즐(21)로부터의 시일제(100)의 토출을 제어하는 도포 제어 장치(도 12에 도시된 제어 장치(9B))를 포함한다. 노즐(21)은, 시일제(100)를 토출하는 작업을 행하는 작업부이다. 노즐(21)은, 중공의 축체로서, 선단부(21a)와 근원부(21b)를 포함하는 원통형의 관이다. 근원부(21b)는 공급부(22)에 접속되어 있고, 공급부(22)로부터 시일제(100)가 공급된다. 공급부(22)에 의해 근원부(21b)에 압송된 시일제(100)는 선단부(21a)의 개구로부터 토출된다. 공급부(22)는, 시일제(100)의 공급원(도시생략)과 배관을 개재하여 접속된다. 공급부(22)는, 시일제(100)를 저류하는 저류부와, 저류부 내의 시일제(100)를 노즐(21)로 압송하는 구동 기구를 포함한다.
제어 장치(9B)는, 노즐(21)로부터의 시일제(100)의 토출의 개시 및 정지와, 시일제(100)의 토출량을 제어한다. 또한, 제어 장치(9B)는, 이동 장치(3) 및 자세 변화 유닛(34)의 동작을 제어하는 후술하는 제어 장치(9A)(도 12)와 통신을 행하고, 노즐(21)의 선단의 이동 속도에 따라 시일제(100)의 토출량을 제어한다. 작업 유닛(2)에 저류부나 제어 장치(9B)가 포함됨으로써 시일제의 온도나 시일제를 공급하는 공급로의 압력 변화의 영향을 방지할 수 있고, 보다 정확하게 시일제(100)의 토출량을 제어할 수 있다. 이러한 작업 유닛(2)으로서는, 공지의 도포 유닛을 채용 가능하다.
계측 유닛(7)은, 노즐(21)로부터 토출된 시일제(100)의 도포 상태를 계측하는 센서이다. 계측 유닛(7)은, 본 실시형태의 경우, 레이저광(7a)을 출사하여 그 반사광을 계측하는 측거기이다. 레이저광(7a)의 조사처는 노즐(21)의 축방향의 대략 연장선상에 설정된다. 계측 유닛(7)에 의해, 워크(W1)로 토출된 시일제(100)의 형상(두께, 폭 등)을 감시함으로써, 시일제(100)의 토출 이상이 없는지 등, 시일제(100)가 적절히 도포되어 있는지 여부를 판정할 수 있다. 예를 들어 두께에서는, 시일 도포 위치(Wp)를 기준으로 도포 완료된 시일제(100)의 높이를 감시하고, 폭에서는, 미리 설정된 설치값을 기준으로 도포 완료된 시일제(100)의 폭을 감시함으로써 판정할 수 있다.
자세 변화 유닛(34)은, 상부 프레임(34a)과, 하부 프레임(34c)과, 이들을 Z방향의 ZA축 둘레로 회동이 자유롭게 연결하는 연결부(34b)를 포함한다. 상부 프레임(34a)은 승강 유닛(33)의 하단부에 고정되어 있고, 승강 유닛(33)에 의해 자세 변화 유닛(34) 및 작업 유닛(2)과 계측 유닛(7)이 전체적으로 승강된다.
상부 프레임(34a)에는, 회동 기구(35)가 설치되어 있다. 회동 기구(35)는, 상부 유닛(34a)에 대해 ZA축 둘레로 하부 유닛(34c)을 회동시키는 기구로서, 구동원인 모터(35a)와, 전달 기구(35b)를 포함한다. 전달 기구(35a)는 예를 들어 벨트 전동 기구로서, 모터(35a)에 의해 구동되는 구동 풀리와, 연결부(34b)에 설치되고, 하부 프레임(34c)에 고정된 회전축 측의 종동 풀리를 구비하며, 모터(35a)의 구동에 의해 하부 프레임(34c)이 ZA축 둘레로 회동된다.
하부 프레임(34c)은, 판형의 수평 지지 부재(34d)와, 판형의 수직 지지 부재(34e)를 포함하고, 수평 지지 부재(34d)의 한쪽의 단부와 수직 지지 부재(34e)의 상단부가 연결되어 이들이 역L자형으로 조합되어 있다. 수평 지지 부재(34d)의 중앙부에는 연결부(34b)(그 회전축)가 연결되어 있다. 수직 지지 부재(34e)는, 그 상단부가 수평 지지 부재(34d)의 한쪽의 단부에 고정되어 있고, 하방으로 연장 설치되어 있다. 수직 지지 부재(34e)의 하단부에는, 수평 방향으로 연장되는 원통형상의 피봇지지부(34f)가 설치되어 있고, 이 피봇지지부(34f)를 개재하여 지지 부재(37)가 연결되어 있다.
지지 부재(37)는, 작업 유닛(2) 및 계측 유닛(7)을 지지하는 부재이다. 지지 부재(37)는, 역L자형의 하부 프레임(34c)의 하측에 위치하고, 작업 유닛(2)의 공급부(22)의 측부가 고정되는 고정부(37a)와, 계측 유닛(7)이 고정되는 고정부(37b)를 포함한다. 고정부(37a)는 판형의 부재이며, 고정부(37b)는 고정부(37a)를 구성하는 판형의 부재에 장착된 브라켓이다. 지지 부재(37)의 하단부에는 수평 방향으로 연장되는 축형상의 연결부(37c)가 설치되어 있다. 연결부(37c)는, 피봇지지부(34f)와 동축에 접속되고, 지지 부재(37)는 피봇지지부(34f) 및 연결부(37c)의 중심축인 수평 방향의 축(XA) 둘레로 회동이 자유롭다. 즉, 작업 유닛(2) 및 계측 유닛(7)과 지지 부재(37)는 축(XA) 둘레로 일체적으로 회동 가능하게 되어 있다.
수직 지지 부재(34e)에는, 회동 기구(36)가 설치되어 있다. 회동 기구(36)는, 하부 프레임(34c)에 대해 ZX축 둘레로 지지 부재(37)를 회동시키는 기구로서, 구동원인 모터(36a)와, 전달 기구(36e)와, 전달 기구(36b)와, 회전축(36c)을 포함한다. 모터(36a)는, 수직 지지 부재(34e)의 다른 쪽 면(역L자형의 하부 프레임(34c)의 하측이 되는 면)에 배치되어 있고, 전달 기구(36b) 및 회전축(36c)은 수직 지지 부재(34e)의 한쪽 면에 배치되어 있다. 이와 같이 수직 지지 부재(34e)의 2측면에 회동 기구(36)의 구성요소를 구분하여 배치함으로써, 전달 기구(36b)의 설치 공간의 컴팩트화나, 중량 배분에 의한 지지 균형을 도모할 수 있다.
전달 기구(36e)는 모터(36a)의 구동력을 전달 기구(36b)에 전달하는 중계 전달 기구로서, 수직 지지 부재(34e)에 구성된다. 전달 기구(36e)는, 모터(36a)와 구동 기어(362)의 사이에 설치되고, 모터(36a)의 구동력을 소정의 비율로 전달하는 전달 요소(36g)(예를 들어 감속기)를 포함한다. 전달 요소(36g)는, 모터(36a)의 출력축에 접속되는 도시하지 않은 전달 입력부와, 구동 기어(362)가 접속되는 전달 출력부(36go)와, 수직 지지 부재(34e)에 장착하는 도시하지 않은 전달 장착부를 포함하고, 전달 출력부(36go)가 수직 지지 부재(34e)에 형성된 개구를 통과하여 회전 가능하게 수직 지지 부재(34e)에 장착된다. 회전축(36c)은, 연결부(37c)에 고정되는 수평축이며, 수직 지지 부재(34e)의 하단부에 위치한다.
전달 기구(36b)는, 본 실시형태의 경우, 구동 기어(362), 랙(363), 종동 기어(361 및 364)를 포함하는 랙-피니언 기구이다. 구동 기어(362)는 랙(363)과 맞물려진다. 랙(363)은 Z방향으로 기어치가 배열된 부재로서, 판형의 브라켓(363a)의 일측면에 고정되어 있다. 브라켓(363a)의 타측면에는 Z방향으로 이간되어 배치된 복수의 슬라이더(363b)가 설치되어 있다. Z방향으로 연장되는 레일 부재(363c)가 수직 지지 부재(34e)에 고정되고, 이 레일 부재(363c)에 복수의 슬라이더(363b)가 걸어맞춤되어, 레일 부재(363c)를 따라 슬라이드된다. 이들 구성에 의해, 랙(363)은 Z방향으로 이동 가능하게 수직 지지 부재(34e)에 지지되어 있다. 모터(36a)의 구동에 따른 구동 기어(362)의 회동이 랙(363)에 전달되어, 랙(363)이 승강 이동된다. 또, 전달 기구(36b)는, 랙-피니언 기구에 한정하는 것은 아니고, 벨트 전동 기구 등, 다른 종류의 전달 기구이어도 된다.
종동 기어(361)는 수직 지지 부재(34e)의 하부에서 수직 지지 부재(34e)에 대해 회전이 자유롭게 지지되어 있고, 랙(363)과 맞물려진다. 랙(363)의 승강에 의해 종동 기어(361)가 회동된다. 종동 기어(364)는 회전축(36c)의 단부에 고정되고, 종동 기어(361)와 맞물려진다. 종동 기어(364)는, 회전축(36c)을 개재하여 연결부(37c)에 접속되어 있다. 따라서, 구동 기어(362)의 회전은, 랙(363), 종동 기어(361)를 개재하여 종동 기어(364)에 전달되고, 나아가 회전축(36c)을 개재하여 연결부(37c)에 전달된다. 이러한 기구에 의해, 모터(36a)를 회동시킴으로써 지지 부재(37)를 축(XA) 둘레로 회동시킬 수 있다. 본 실시형태에서는, 지지 부재(37)는 모터(36a)의 회동과 반대방향으로 회동된다.
본 실시형태의 경우, 수직 지지 부재(34e)의 하단부에 피봇지지부(34f)를 설치하여, 연결부(37c)를 지지하는 한편, 모터(36a)를 수직 지지 부재(34e)의 하단부보다 상측, 특히 수직 지지 부재(34e)의 상부에 배치하고 있다. 바꾸어 말하면 모터(36a)를 노즐(21)로부터 상방으로 떨어진 위치에 배치하고 있다. 이는, 노즐(21)로부터 워크(W1)로 시일제(100)를 토출할 때에, 모터(36a)가 워크(W1)와 간섭하는 것을 방지하는 것에 도움이 된다. 모터(36a)는 장치를 구성하는 부재 중에서, 크기가 큰 부품 중 하나로서, 워크(W1)와의 간섭을 고려해야 할 부품 중 하나이다. 모터(36a)를 노즐(21)의 근방에 위치시키면, 모터(36a)와 워크(W1)의 간섭이 발생하기 때문에, 워크(W1)에 노즐(21)을 가깝게 하여 시일제(100)를 토출시키는 것이 어려워진다. 본 실시형태에서는, 전달 기구(36b)를 설치하여 모터(36a)를 노즐(21)로부터 멀리함으로써, 모터(36a)와 워크(W1)가 간섭하는 것을 방지하고, 워크(W1)에 노즐(21)을 가깝게 하여 시일제(100)를 토출시키는 것이 가능해진다.
전달 기구(36b)의 주위는 커버(36d)로 덮이고, 이에 의해, 전달 기구(36b)에의 이물의 부착을 억제하고 있다. 커버(36d)는 수직 지지 부재(34e)에 고정되어 있다.
이상의 구성에 의해, 회동 기구(35)에 의해 작업 유닛(2)이 축(ZA) 둘레로 회동되고, 회동 기구(36)에 의해 작업 유닛(2)이 축(XA) 둘레로 회동된다. 이에 의해 노즐(21)의 방향, 즉 시일제(100)의 토출 방향을 임의의 방향으로 변경할 수 있다. 본 실시형태의 경우, 계측 유닛(7)은, 작업 유닛(2)에 대한 상대 위치 관계를 유지한 채로, 작업 유닛(2)과 일체적으로 회동되기 때문에, 작업 유닛(2)의 자세에 좌우되지 않고, 항상 안정적으로 시일제(100)의 도포 상태를 계측할 수 있다.
여기서, 도 5를 참조하여 축(ZA), 축(XA)과 노즐(21)의 위치 관계에 대해 설명한다. 도 5는, 작업 유닛(2)은, 노즐(21)의 축방향이 Z방향 하향인 초기 자세(혹은 기준 자세)에 있는 경우를 나타낸다. 이 초기 자세에서, 노즐(21)의 중심축선과 축(ZA)은 동축 상에 위치하고, 또한 축(ZA)과 축(XA)이 노즐(21)의 부위(21c) 상에서 교차한다. 여기서, 노즐(21)의 부위(21c)와 선단부(21a)의 거리는 이미 알려져 있으므로, 작업 유닛(2)의 자세를 변화시켰을 때의 선단부(21a)의 위치는 연산에 의해 용이하게 구할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 작업 유닛(2)의 자세를 변화시켰다고 해도 선단부(21a)의 위치와 시일 도포 위치(Wp)의 거리를, 서로가 접촉하지 않도록, 또한 공급하는 시일제가 안정적으로 공급할 수 있는 정도의 거리로 유지할 수 있다. 그 결과, 워크(W1)에 대한 시일제(100)의 도포 제어를 비교적 간이하게 행할 수 있다. 또한, 노즐(21)의 자세 변경(특히 축(XA) 둘레의 자세 변경)에서의 선단부(21a)의 이동 속도(축(XA)을 중심으로 한 선단부(21a)의 주속에 이동 장치(3)에 의한 작업 유닛(2)의 이동 속도를 합한 속도)에 따라 시일제(100)의 토출량이 제어된다.
본 실시형태의 경우, 부위(21c)는, 선단부(21a) 및 근원부(21b)의 양쪽으로부터 떨어진 위치로서, 노즐(21)의 축방향의 중간부에 위치한다. 축(ZA)(초기 자세에서의 노즐(21)의 중심축선)과 축(XA)의 교점인 부위(21c)는, 본 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 선단부(21a)에 위치시켜도 된다. 이 경우, 작업 유닛(2)의 자세를 변화시켜, 노즐(21)의 자세를 변경시켜도, 노즐(21)의 선단부(21a)의 위치는 항상 일정해진다. 이에 따라, 워크(W1)에 대한 시일제(100)의 도포 위치의 연산, 제어를 행할 필요가 없어진다. 한편, 피봇지지부(34f) 등의 주위의 구성과 워크(W1)의 거리가 가까워진다. 이 때문에, 주위의 구성과 워크(W1)의 간섭을 피하기 위해 노즐(21)의 선단부(21a)를 워크(W1)에 충분히 가깝게 할 수 없게 된다. 워크(W1)와의 간섭을 피하는 경우, 부위(21c)는 선단부(21a)로부터 근원부(21b) 측으로 떨어진 부위가 바람직하다.
축(ZA)과 축(XA)의 교점인 부위(21c)는, 근원부(21b)에 위치시켜도 된다. 이 경우, 주위의 구성과 워크(W1)의 간섭이 거의 문제가 되지 않게 되기 때문에, 노즐(21)의 선단부(21a)를 워크(W1)에 충분히 가깝게 할 수 있다. 한편, 작업 유닛(2)의 자세의 변화시에, 선단부(21a)의 위치의 변화량이 커지기 때문에, 워크(W1)의 형상에 따라서는 작업 유닛(2)을 이동시키면서 시일제(100)를 연속적으로 도포하는 것이 어려운 경우가 있다.
이상의 점에서, 본 실시형태와 같이 부위(21c)가 노즐(21)의 축방향의 중간부에 위치하는 것은, 워크(W1)와의 간섭 회피와 시일제(100)의 연속 도포의 점에서 균형이 좋다.
도 1로 되돌아가, 작업 시스템(1)은, 지지 장치(5)로부터 지지 장치(4)로 워크(W2)를 반송하는 반송 장치(6)를 구비한다. 반송 장치(6)는, 가동 유닛(60)과, 승강 유닛(61)과, 회동 유닛(62)과, 보유지지 유닛(63)을 포함한다. 본 실시형태의 경우, 한 쌍의 안내 프레임(32)을, 가동 유닛(60)의 Y방향의 이동을 안내하는 안내부로서도 겸용하고 있다. 그러나, 가동 유닛(60)에 전용의 안내부를 설치해도 된다.
가동 유닛(60)은, 한 쌍의 안내 프레임(32) 상에 가설된 빔형상의 유닛이다. 가동 유닛(60)의 X방향의 양단부에는 구동부(60a)가 설치되어 있다. 각 구동부(60a)는 구동원으로서 모터를 포함하고, 안내 프레임(32)을 따라 가동 유닛(60)이 주행된다. 2개의 구동부(60a)가 동기적으로 구동 제어됨으로써, 가동 유닛(60)이 한 쌍의 안내 프레임(32)의 안내에 의해 Y방향으로 평행 이동 가능하다.
또, 본 실시형태에서는, 가동 유닛(60)이 빔형상의 유닛이지만, 문 형상의 유닛이어도 된다.
승강 유닛(61)은, 가동 유닛(60)의 X방향에서의 임의의 위치(도 1 중에서는 중앙부)에 설치되어 있고, 회동 유닛(62)을 승강한다. 승강 유닛(61)은 구동부(61a)를 가진다. 구동부(61a)는 구동원으로서 모터를 포함하고, 모터의 구동력에 의해 회동 유닛(62)을 Z방향으로 이동(승강)시킨다. 승강 기구로서는, 볼 나사 기구나 랙-피니언 기구 등을 채용 가능하다.
회동 유닛(62)은, 승강 유닛(61)에 의해 승강되는 기둥형상의 승강체임과 아울러, 그 하단부에 보유지지 유닛(63)을 Z축 둘레로 회동시키는 기구(예를 들어, 모터와 감속기)를 포함한다.
보유지지 유닛(63)은, 회동 유닛(62)의 하단부에 지지되어 있고, 지지 장치(5) 상의 워크(W2)를 보유지지하는 유닛이다. 승강 유닛(61)의 구동에 의해 보유지지 유닛(63)은 승강되고, 회동 유닛(62)의 구동에 의해 보유지지 유닛(63)의 Z축과 직교하는 평면에서의 방향을 보정 가능하다.
도 6은 보유지지 유닛(63)의 사시도이다. 보유지지 유닛(63)은, 회동 유닛(62)의 하단부에 연결되는 프레임(631)을 구비한다. 이 프레임(631)에는, 워크(W2)를 보유지지하는 복수의 보유지지부(632)가 지지되어 있다. 보유지지부(632)는, 예를 들어 에어의 흡인에 의해 워크(W2)를 흡착한다. 프레임(631)에는, 또한, 보유지지되는 워크(W2)의 위치 결정을 행하는 복수의 위치 결정부(633 및 634)가 설치되어 있다. 복수의 위치 결정부(633)는, 축형상의 부재로서, 워크(W2)의 위치 결정용의 구멍(H2)에 끼워맞춤하여 그 X 및 Y방향의 위치 결정(수평 방향의 위치 결정)을 행한다. 복수의 위치 결정부(634)는, 로드형상의 부재로서, 워크(W2)의 상면에 접촉하여 그 Z방향의 상방향으로의 위치 결정을 행한다. 복수의 위치 결정부(634)는, 접촉하는 부위와 프레임(631)의 높이에 따라, 다른 길이를 가지고 있다.
도 7은 보유지지 유닛(63)에 의한 워크(W2)의 보유지지 태양의 일례를 도시한다. 도 7의 예에서는, 팔레트(8)를 개재하여 지지 장치(4) 상에 지지된 워크(W1)에 워크(W2)를 겹치는 공정을 예시하고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 워크(W2)의 상면을 복수의 보유지지부(632)가 흡착함으로써 워크(W2)가 보유지지 유닛(63)에 지지된다. 또한, 위치 결정부(633)가 구멍(H2)에 끼워맞춤되어 그 X 및 Y방향의 위치 결정이 유지되고 있다. 나아가 위치 결정부(634)의 선단이 워크(W2)의 상면에 접촉하여 그 Z방향의 위치 결정이 유지되고 있다. 워크(W2)의 상면은 입체적인 형상을 가지고 있지만, 길이가 다른 복수의 위치 결정부(634)가 접촉함으로써, 그 Z방향의 위치 결정을 정밀도 높게 행할 수 있다.
또, 워크(W1)는 팔레트(8) 상에서 이하와 같이 위치 결정되어 있다. 즉, 팔레트(8)는, 그 본체를 이루는 프레임(81)에, 축형상의 위치 결정부(82)가 세워 설치되어 있다. 위치 결정부(82)는 워크(W1)의 위치 결정용의 구멍(H1)에 끼워맞춤되고, 이에 의해 팔레트(8)와 워크(W1) 사이의 위치 결정이 이루어진다. 프레임(81)은, 또한, 측방으로 돌출된 접촉부(83)를 가지고 있다. 접촉부(83)에는 V자형의 노치가 형성되어 있다. 지지 장치(4)에는 위치 결정부(4c)가 설치되어 있다. 위치 결정부(4c)는, 접촉부(83)의 V자의 노치에 접촉하는 접촉편과, 접촉편을 노치에 진입시키고, 또한 퇴피시키는 액추에이터(예를 들어 에어 실린더, 전동 실린더)를 포함한다. 도 7은, 위치 결정부(4c)가 접촉부(83)와 접촉하여 팔레트(8)를 수평 방향으로 위치 결정하는 상태를 나타내고 있다. 또, 지지 장치(5)에도 위치 결정부(4c)와 마찬가지의 위치 결정부가 설치되어 있다(도시생략).
다음에, 도 12를 참조하여 작업 시스템(1)의 제어 장치(9A) 및 제어 장치(9B)의 구성에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는 제어 장치(9A)에 의해 주로 노즐(21)의 위치나 자세의 제어를 행하고, 제어 장치(9B)에 의해 주로 시일제의 토출량을 제어한다. 그러나, 이들 제어를 하나의 제어 장치로 행하는 구성도 채용 가능하다.
제어 장치(9A)는, CPU 등의 처리부(91A)와, RAM, ROM 등의 기억부(92A)와, 외부 디바이스와 처리부(91A)를 인터페이스하는 인터페이스부(93A)를 포함한다. 인터페이스부(93A)에는, 호스트 컴퓨터와의 통신이나 제어 장치(9B)의 인터페이스부(93B3)와의 통신을 행하는 통신 인터페이스도 포함된다. 호스트 컴퓨터는, 예를 들어, 작업 시스템(1)이 배치된 제조 설비 전체의 관리를 제어하는 컴퓨터이다.
처리부(91A)는 기억부(92A)에 기억된 프로그램을 실행하여, 입력 디바이스가 되는 각종 센서(95A)의 검출 결과나 상위의 컴퓨터 등의 지시에 기초하여, 출력 디바이스가 되는 각종 액추에이터(94A)를 제어한다. 기억부(92A)에는 처리 대상의 워크의 종류에 대한 시일제(100)의 도포 경로의 좌표 정보 등, 시일제의 도포에 관한 정보도 각각 기억한다. 각종 센서(95A)에는, 예를 들어, 상술한 계측 유닛(7)이나, 가동의 구성의 위치를 검지하는 센서 등이 포함된다. 각종 액추에이터(94A)에는, 상술한 각종 모터 등이 포함된다.
제어 장치(9B)는, CPU 등의 처리부(91B)와, RAM, ROM 등의 기억부(92B)와, 외부 디바이스와 처리부(91B)를 인터페이스하는 인터페이스부(93B)를 포함한다. 인터페이스부(93B)에는, 제어 장치(9A)와의 통신을 행하는 통신 인터페이스도 포함된다.
처리부(91B)는 기억부(92B)에 기억된 프로그램을 실행하여, 입력 디바이스가 되는 각종 센서(95B)의 검출 결과나 제어 장치(9A)와의 통신에 기초하여, 출력 디바이스가 되는 각종 액추에이터(94B)를 제어한다. 기억부(92B)에는 시일제의 종류에 대한 토출량 등, 시일제의 도포에 관한 정보도 각각 기억한다. 각종 센서(95B)에는, 예를 들어, 작업 유닛(2)의 주위 온도나, 공급되는 시일제(100)의 양을 검지하는 센서 등이 포함된다. 각종 액추에이터(94B)에는, 공급된 시일제(100)의 토출을 제어하는 각종 액추에이터 등이 포함된다.
<제어예>
제어 장치(9A 및 9B)의 제어에 의한 작업 시스템(1)의 동작예에 대해 도 8~도 11을 참조하여 설명한다. 도 8은 워크(W1, W2)의 시스템 내에의 이동탑재 동작 및 도포 헤드(2)의 도포 동작을 나타내고 있다. 워크(W1, W2)는 도시하지 않은 반송 기구를 개재하여 지지 장치(4, 5)에 각각 이동탑재된다. 이동탑재시, 지지 장치(4)의 이동탑재 기구(4a)는, 워크(W1)가 탑재된 팔레트(8)를 도입하여 위치 결정한다. 또한, 지지 장치(5)의 이동탑재 기구(5a)는, 워크(W2)가 탑재된 팔레트(8)를 도입하여 위치 결정한다.
지지 장치(4) 상에 워크(W1)가 이동탑재되면, 작업 유닛(2) 및 이동 장치(3)에 의해 워크(W1)에 대한 시일제(100)의 도포가 행해진다. 도포 동작은, 예를 들어, 작업 유닛(2)을 이동시키면서 노즐(21)로부터 시일제(100)를 토출함으로써 행한다. 작업 유닛(2)은 이동 장치(3)에 의해 X, Y, Z의 각 방향으로 이동되면서, 워크(W1)의 형상에 대응하여 축(ZA), 축(XA) 둘레로 회동되어 자세를 변화시킨다. 도 9는 자세 변화의 일례를 나타내는 모식도이다. 시일제(100)의 토출은, 예를 들어, 잉크젯 노즐과 같이 소정량을 간헐적으로 토출하는 불연속 토출 타입, 또는 소정량을 연속적으로 토출하는 연속 토출 타입 어느 것이어도 된다.
노즐(21)은, 예를 들어, 워크(W1)의 표면의 법선 방향으로 항상 기립한 상태가 되도록, 그 기울기가 제어된다. 도 9의 예에서는, 워크(W1)에서의 면(W1A, W1B, W1C)에 설정된 시일 도포 위치(Wp)를 따라, 노즐(21)에 의한 시일제(100)의 도포가 행해진다. 또, 노즐(21)에 의한 시일제의 도포 작업은, 워크(W1)와 접촉하지 않도록 소정의 거리 이간시킨 상태로 행해진다. 우선, 면(W1A)에서, 노즐(21)은, 노즐(21A, 21B)과 같이 면(W1A)에 대해 수직인 자세로 직립된다. 이 직립 상태의 노즐(21A, 21B)을 Y방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 면(W1A)에 시일제(100)가 도포된다. 면(W1A)의 도포 완료 후, 경사면인 면(W1B)에의 시일제(100)의 도포가 행해진다. 이 때, 직립시켰던 노즐(21A, 21B)의 상부를 뒤로 경사지게 기울인다. 구체적으로는, 회동 기구(36)를 구동시킴으로써 노즐(21)을 회동시켜, 노즐(21C, 21D)이 면(W1B)에 대해 수직인 자세가 되도록 기울여진다. 이 경동(傾動) 상태의 노즐(21C, 21D)을 X방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 면(W1B)에 시일제(100)가 도포된다. 면(W1B)의 도포 완료 후, 다시 평면부인 면(W1C)의 도포가 행해진다. 이 때, 노즐(21C, 21D)의 기울기를 되돌려, 노즐(21)은 면(W1C)에 대해 수직인 자세로 직립된다. 이 직립 상태의 노즐(21E, 21F)을 Y방향으로 이동시킴으로써, 면(W1C)에 시일제(100)가 도포된다.
전술한 노즐(21)의 자세 제어는, 노즐(21)의 이동을 정지시키지 않고, 시일제(100)의 도포면의 기울기에 따라 실시간으로 행해진다.
이 때, 이동 장치(3)에 의한 노즐(21)의 이동 속도에 따라 작업 유닛(2)에 의한 시일제(100)의 토출량을 제어함으로써 시일제(100)를 보다 균일하게 도포할 수 있다. 예를 들어, 노즐(21)을 저속으로 이동하는 부위에서는 시일제(100)의 토출량을 줄이고, 고속으로 이동하는 부위에서는 시일제(100)의 토출량을 늘린다. 작업 유닛(2)을 축(XA) 둘레로 회동시키는 경우는, 노즐(21)의 주속도에 따라 시일제(100)의 토출량을 제어함으로써, 작업 유닛(2)의 자세 변화의 전후에서도, 시일제(100)를 보다 균일하게 도포할 수 있다.
구체적으로는, 제어 장치(9A)가 이동 장치(3) 및 자세 변화 유닛(34)의 이동 제어를 행하는 과정에서 노즐(21)의 선단부(21a)의 이동 속도를 산출한다. 노즐(21a)의 선단 이동 속도의 산출은, 가동 유닛(31)과 승강 유닛(33)과 자세 변화 유닛(34)에 의해 이동되는 노즐(21)의 부위(21c)의 제1 이동 속도 정보와, 부위(21c)를 중심으로 이동하는 선단부(21a)의 제2 이동 속도 정보에 기초하여 행해진다. 그리고, 산출된 선단 이동 속도 정보는 인터페이스부(93A)를 개재하여 제어 장치(9B)로 송신된다. 제어 장치(9B)는, 인터페이스부(93B)를 개재하여 선단 이동 속도 정보를 수신하고, 수신한 선단 이동 속도 정보에 기초하여 시일제(100)의 토출량을 제어한다. 시일제(100)의 토출량은, 소정의 선단 속도에 대해 토출량이 미리 설정되어 있다. 또, 시일 도포 위치(Wp)와 노즐(21)의 선단부(21a)의 거리는, 시일제(100)의 점도나 재질 등에 의해 최적의 높이로 설정되어 제어된다.
워크(W1)에 대한 시일제(100)의 도포가 완료되면, 워크(W2)를 워크(W1) 상에 겹치는 공정으로 이동한다. 이동 장치(3)는, 미리 설정된 대기 위치로 이동하여 대기한다. 도 10은 지지 장치(5) 상의 워크(W2)를 보유지지 유닛(63)에서 보유지지하는 공정을 나타내고 있다. 보유지지 유닛(63)은 승강 유닛(61)에 의해 일단 강하되어 워크(W2)를 보유지지한다. 보유지지시에, 복수의 위치 결정부(633 및 634)에 의해 워크(W2)가 보유지지 유닛(63)에 대해 위치 결정됨과 아울러, 적절한 자세로 보유지지된다. 보유지지 유닛(63)이 워크(W2)를 보유지지하면, 승강 유닛(61)에 의해 보유지지 유닛(63)을 상승시켜 워크(W2)를 지지 장치(5)로부터 상방으로 이동시킨다.
이어서, 도 11에 도시된 바와 같이 가동 유닛(60)을 Y방향으로 이동시켜, 워크(W2)를 워크(W1)의 상방의 위치로 반송한다. 보유지지 유닛(63)을 승강 유닛(61)에 의해 강하하여 워크(W2)를 워크(W1)에 겹친다. 이에 의해 워크(W1)에 시일제(100)를 개재하여 워크(W2)가 맞추어붙여진다. 그 후, 반송 장치(6)는 초기 위치(도 8의 위치)로 되돌아간다. 서로 맞추어붙여진 워크(W1 및 W2)는, 이동탑재 기구(4a)에 의해, 시스템 밖의 반송 기구(도시생략)로 이동탑재된다. 이후, 마찬가지의 공정이 반복되게 된다.
이와 같이 하여 본 실시형태에서는, 워크(W1)에 대한 시일제(100)의 도포 작업 등을 행할 수 있다. 작업 유닛(2)을 이동하는 이동 장치(3)가, 워크(W1)의 상방에서 동작하는 구성으로 하였으므로, 작업 시스템(1)의 전유 면적은, 실질적으로 워크(W1)의 크기보다 약간 큰 정도로 충분하다. 이에 따라, 수직 다관절 타입의 로봇을 워크의 측방에 배치한 레이아웃보다, 시스템의 전유 면적을 소형화할 수 있다. 특히 복수의 작업을 행하는 작업 시스템을 복수 나란히 형성시킨 생산 시스템에서는, 생산 시스템 전체의 전유 면적을 줄일 수 있어 공장을 유효하게 활용하는 것이 가능해진다. 또한, 작업 유닛(2)의 이동은, X, Y, Z의 각 평행 이동이며, 또한 초기 자세에서 작업 유닛(2)의 자세 변화의 축(ZA)이 노즐(21)과 동축 상이고 축(XA)도 노즐(21) 상에서 축(ZA)과 교차하므로, 수직 다관절 타입의 로봇과 같이 복수의 동작축의 회동의 조합에 의한 경우보다 토출 위치에 대한 노즐 선단부의 위치 제어 및 노즐 선단부의 속도에 따른 도포 제어를 용이화할 수 있다.
<다른 실시형태>
상기 실시형태에서는, 시일제의 연속 도포의 작업에 관한 작업 시스템을 예시하였지만, 본 발명은, 시일제의 도포 작업 이외의 작업에도 적용 가능하다. 즉, 본 발명은, 워크의 작업 개소에 대해 작업을 행하는 작업부를 포함하는 작업 유닛을 구비한 작업 시스템이나 이 작업 유닛을 지지하는 자세 변화 유닛에 적용 가능하다. 작업부는, 중실 또는 중공의 축체이다. 예를 들어, 레이저 절단이나 레이저 가공을 행하기 위해 레이저를 조사하는 노즐(예를 들어 레이저건), 모따기 가공이나 절삭 가공을 행하는 드릴이나 절삭 공구, 용접(예를 들어, MIG 용접이나 MAG 용접 등)을 행하는 용접재의 공급 기능을 갖는 노즐을 들 수 있다.
본 발명은 상기 실시형태에 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 공표하기 위해, 이하의 청구항을 첨부한다.

Claims (18)

  1. 워크에 시일제를 토출하는 노즐을 구비한 도포 유닛과,
    상기 도포 유닛을 이동시키는 이동 장치를 구비한 도포 시스템으로서,
    상기 이동 장치는,
    제1 수평 방향으로 연장 설치된 안내부를 따라 이 제1 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1 수평 방향과 직교하는 제2 수평 방향으로 연장되는 지지부를 포함하는 가동 유닛과,
    상기 지지부에 대해 상기 제2 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 승강 유닛과,
    상기 승강 유닛에 의해 승강되고, 상기 도포 유닛을 지지하는 자세 변화 유닛을 포함하며,
    상기 도포 유닛은, 상기 노즐에 상기 시일제를 공급하는 공급부를 포함하고,
    상기 노즐은, 상기 공급부로부터 상기 시일제가 공급되는 근원부와, 상기 시일제를 토출하는 선단부를 포함하며,
    상기 자세 변화 유닛은,
    상기 도포 유닛을 연직축 둘레로 회동시키는 제1 회동 기구와,
    상기 도포 유닛을 수평축 둘레로 회동시키는 제2 회동 기구를 포함하고,
    상기 도포 유닛이, 상기 노즐의 축방향이 연직 방향을 향한 자세에 있어서,
    상기 연직축과 상기 노즐이 동축 상에 위치하며,
    상기 연직축과 상기 수평축이 상기 노즐의 중심축선상에서 교차하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 자세 변화 유닛은, 상기 도포 유닛을 지지하는 지지 부재를 더 포함하고,
    상기 지지 부재는,
    상기 공급부가 고정되는 제1 고정부와,
    상기 제2 회동 기구에 연결되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연직축과 상기 수평축이 교차하는 상기 중심축선상의 부위가 상기 선단부로부터 상기 근원부 측으로 떨어진 부위인 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 노즐로부터 토출된 상기 시일제의 도포 상태를 계측하는 계측 유닛을 더 포함하고,
    상기 지지 부재는, 상기 계측 유닛이 고정되는 제2 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 장치를 제어하는 제어 장치를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 워크에 대한 상기 시일제의 도포 경로를 따라, 상기 노즐의 토출 방향을 변화시키면서, 상기 노즐의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 도포 유닛을 제어하는 제어 장치를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 이동 장치에 의한 상기 노즐의 이동 속도에 따라 상기 도포 유닛에 의한 상기 시일제의 토출량을 제어하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 자세 변화 유닛은,
    연직 방향으로 연장 설치된 지지 부재를 구비하고,
    상기 도포 유닛은, 상기 지지 부재의 하단부에 상기 수평축 둘레로 회동이 자유롭게 지지되며,
    상기 제2 회동 기구는,
    상기 하단부보다 상측에서 상기 지지 부재에 지지된 모터와,
    상기 지지 부재에 지지되고, 상기 모터의 구동력을 상기 도포 유닛에 전달시켜 상기 도포 유닛을 상기 수평축 둘레로 회동시키는 전달 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 전달 기구는,
    상기 도포 유닛의 회동축에 접속된 종동 기어와,
    상기 종동 기어보다 상측에 배치되고, 상기 모터의 구동력에 의해 구동되는 구동 기어와,
    상기 구동 기어의 회전을 상기 종동 기어에 전달하는 랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 수평 방향으로 연장 설치되고, 상기 제2 수평 방향으로 이간된, 상기 안내부로서의 한 쌍의 프레임과,
    상기 한 쌍의 프레임을 지지하는 복수의 지주와,
    상기 워크를 지지하는 지지 장치를 더 구비하며,
    상기 가동 유닛은, 상기 한 쌍의 프레임에 가설(架設)되고,
    상기 지지 장치는, 상기 가동 유닛의 이동 범위의 하방에 배치되고, 또한 상기 워크를 위치 결정하는 위치 결정부를 포함하며,
    상기 도포 시스템은, 상기 복수의 지주 및 상기 지지 장치를 지지하는 베이스 부재를 더 포함하고,
    상기 베이스 부재는, 상기 복수의 지주가 설치되는 설치부와, 상기 지지 장치가 설치되는 설치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 지지 장치는, 상기 워크를 상기 도포 시스템의 외부와 내부의 사이에서 이송하는 이송 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 지지 장치에 지지된 워크 상에, 이 워크와 상기 시일제를 개재하여 장착되는 장착체를 반송하는 반송 장치를 더 구비하고,
    상기 반송 장치는,
    상기 한 쌍의 프레임에 가설되고, 상기 제1 수평 방향으로 이동하는 제2 가동 유닛과,
    상기 제2 가동 유닛에 지지된 제2 승강 유닛과,
    상기 장착체를 보유지지하고, 상기 제2 승강 유닛에 의해 승강되는 보유지지 유닛과,
    상기 제2 승강 유닛에 지지되고, 상기 보유지지 유닛을 연직축 둘레로 회동시키는 제3 회동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 보유지지 유닛은, 상기 장착체를 보유지지하는 보유지지부와, 보유지지하는 상기 장착체를 수평 방향 및 연직 방향으로 위치 결정하는 위치 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 지지 장치는, 상기 장착체를 상기 도포 시스템의 외부와 내부의 사이에서 이송하는 이송 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 시스템.
  14. 워크의 작업 개소에 대해 작업을 행하는 작업부를 포함하는 작업 유닛과,
    상기 작업 유닛을 이동시키는 이동 장치를 구비한 작업 시스템으로서,
    상기 이동 장치는,
    제1 수평 방향으로 연장 설치된 안내부를 따라 이 제1 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1 수평 방향과 직교하는 제2 수평 방향으로 연장되는 지지부를 포함하는 가동 유닛과,
    상기 지지부에 대해 상기 제2 수평 방향으로 이동 가능하게 설치되는 승강 유닛과,
    상기 승강 유닛에 의해 승강되고, 상기 작업 유닛을 지지하는 자세 변화 유닛을 포함하며,
    상기 작업부는, 중실(中實) 또는 중공(中空)의 축체이고,
    상기 자세 변화 유닛은,
    상기 작업 유닛을 연직축 둘레로 회동시키는 제1 회동 기구와,
    상기 작업 유닛을 수평축 둘레로 회동시키는 제2 회동 기구를 포함하며,
    상기 작업 유닛이, 상기 작업부의 작업축이 연직 방향을 향한 자세에 있어서,
    상기 연직축과 상기 작업부가 동축 상에 위치하고,
    상기 연직축과 상기 수평축이 상기 작업부의 중심축선상에서 교차하는 것을 특징으로 하는 작업 시스템.
  15. 수평 방향에서의 적어도 일방향과 연직 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 또한 워크의 작업 개소에 대해 작업을 행하는 작업부를 포함하는 작업 유닛을 지지하는 자세 변화 유닛으로서,
    상기 작업부는, 중실 또는 중공의 축체이고,
    상기 자세 변화 유닛은,
    상기 작업 유닛을 연직축 둘레로 회동시키는 제1 회동 기구와,
    상기 작업 유닛을 수평축 둘레로 회동시키는 제2 회동 기구를 포함하며,
    상기 작업 유닛이, 상기 작업부의 축방향이 연직 방향을 향한 자세에 있어서,
    상기 연직축과 상기 작업부가 동축 상에 위치하고,
    상기 연직축과 상기 수평축이 상기 작업부의 중심축선상에서 교차하는 것을 특징으로 하는 자세 변화 유닛.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 자세 변화 유닛은, 상기 작업부를 지지하는 지지 부재를 더 포함하고,
    상기 지지 부재는,
    상기 제2 회동 기구에 연결되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 변화 유닛.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 자세 변화 유닛은,
    연직 방향으로 연장 설치된 지지 부재를 구비하고,
    상기 작업 유닛은, 상기 지지 부재의 하단부에 상기 수평축 둘레로 회동이 자유롭게 지지되며,
    상기 제2 회동 기구는,
    상기 하단부보다 상측에서 상기 지지 부재에 지지된 모터와,
    상기 지지 부재에 지지되고, 상기 모터의 구동력을 상기 작업 유닛에 전달시켜 상기 작업 유닛을 상기 수평축 둘레로 회동시키는 전달 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 변화 유닛.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 전달 기구는,
    상기 작업 유닛의 회동축에 접속된 종동 기어와,
    상기 종동 기어보다 상측에 배치되고, 상기 모터의 구동력에 의해 구동되는 구동 기어와,
    상기 구동 기어의 회전을 상기 종동 기어에 전달하는 랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 변화 유닛.
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