(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺部に接着剤が塗布された基板材を持ち、基板材を３次元空間において任意方向に移動させる多軸ロボットと、
モール材を前記基板材の接着剤塗布部分に向けて所定速度で押し出す押し出し機と、
を含み、
前記多軸ロボットにより基板材を移動しながら、前記押し出し機からモール材を押し出すことによって基板材の周辺部にモール材を接着するモール材接着システムにおいて、
前記多軸ロボットの各軸に加え、押し出し機のモール材押し出し用モータをコントロール対象のロボットの制御軸として、各制御軸についての制御信号を出力して、基板材の移動及び押し出し機からモール材の押し出しを制御するロボットコントローラを有し、
前記押し出し機は、モール材の出口部に回転可能に設けられ、複数のモール材吐出用の口金を有するロータリ口金と、このロータリ口金を回転してモール材を吐出する口金を切り替える切り替え機構と、を有し、
前記ロボットコントローラは、この切り替え機構もコントロール対象のロボットの制御軸として制御することを特徴とするモール材接着システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記押し出し機は、押し出し機出口側から原料投入側への返送機構を有することを特徴とするモール材接着システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスなどの基板材の周辺にモール材を接着するモール材接着システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車のウインドシールドガラスやリアガラスなどの周辺部には、モールが形成され、このモールを介してこれらガラスが車体に取り付けられる。従って、車体に組み付けられる前に予めモール材をガラスの周辺部に接着しておく必要がある。
【０００３】
このモール材は弾性を有する樹脂材料からなり、押し出し機から加熱された状態で押し出されてくる。一方、ガラス材の周辺部には接着剤が予め塗布され、この接着剤が塗布されたガラス材を６軸ロボットが吸着ハンドなどを利用して持ち、押し出し機のモール材出口の前を所定速度で移動させる。これによって、ガラス材の接着剤上に加熱されたモール剤が順次接触され、接着剤がモール材の熱によって反応しモール材がガラス材の周辺部に順次接着される。
【０００４】
ところが、ガラス材は、通常円形ではなく、コーナー部分が存在する。６軸ロボットでガラス材を移動させると、その移動速度は、コーナー部でその曲率に応じて遅くなる。これは、曲率が小さくなると、それに応じて一定距離の移動を行うために必要な軸の移動量が大きくなるからである。このため、ロボットによるガラス移動速度を遅くするとともに、押し出し機からのモール材の押し出し速度も小さくしなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常６軸ロボットには、汎用ロボットが利用され、その汎用ロボットの制御には、対応したロボットコントローラが利用されている。一方、押し出し機の制御のためには、押し出し機制御盤を用意し、この押し出し機制御盤でモール材の押し出し量を制御している。そこで、上述のような制御を行うためには、ロボットコントローラと押し出し機制御盤との間で通信を行い、直線部及びコーナー部におけるガラスの移動及びモール押し出し速度の制御を調整する必要があった。
【０００６】
しかし、このように独立した制御部を利用して制御を行うと、両者のマッチングが難しく、適切な調整を行うのに時間がかかるという問題があった。特に、他の制御部からの信号に基づいて行う制御については、基本的にフィードバック制御を行うことができないので調整が難しい。さらに、他品種少量生産の場合、ガラス材の形状が変わるたびに調整をやり直さなければならず、そのための作業量が大きな負担になっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周辺部に接着剤が塗布された基板材を持ち、基板材を３次元空間において任意方向に移動させる多軸ロボットと、モール材を前記基板材の接着剤の塗布部分に向けて所定速度で押し出す押し出し機と、を含み、前記多軸ロボットにより基板材を移動しながら、前記押し出し機からモール材を押し出すことによって基板材の周辺部にモール材を接着するモール材接着システムにおいて、前記多軸ロボットの各軸に加え、押し出し機のモール材押し出し用モータをコントロール対象のロボットの制御軸として、各制御軸についての制御信号を出力して、基板材の移動及び押し出し機からのモール材の押し出しを制御するロボットコントローラを有することを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明によれば、多軸（例えば６軸）ロボットと押し出し機をロボットコントローラによる制御軸として同時制御する。従って、作業を１つのロボットコントロールプログラムで管理構成できる。そこで、フレキシブルに生産ができ、その生産全体を１つのロボットコントローラによって集中管理できる。また、押し出し機のモール材押し出し量もロボットコントローラの１つの軸として制御するため、レスポンスのよりフィードバック制御が保証され、正確な制御を行うことができる。
【０００９】
そして、前記押し出し機は、モール材の出口部に回転可能に設けられ、複数のモール材吐出用の口金を有するロータリ口金と、このロータリ口金を回転してモール材を吐出する口金を切り替える切り替え機構と、を有し、前記ロボットコントローラは、この切り替え機構もコントロール対象のロボットの制御軸として制御する。
【００１０】
これによって、ロボットコントローラのプログラムに出口（口金）の変更を組み込むことで、出口の変更を自動的に何度でも行うことができ、他品種少量生産に適切に対応することができる。
【００１１】
また、前記押し出し機は、押し出し機出口側から原料投入側への返送機構を有することが好適である。これによって、モール材を接着しないタイミングにおけるモール材を返納することができ、モール材を垂れ流しにすることがなく、原料の無駄遣いをなくすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るモール材接着システムの構成を示す図である。汎用の６軸ロボット１０はハンド１２を有し、このハンド１２でガラス材１４を持つ。本例では、ハンド１２の先端には複数の吸着部１６が設けられており、この吸着部１６内を真空ポンプ（図示せず）が電磁バルブ１８を介し接続されている。そして、吸着部１６内を減圧することで、ガラス材１４を吸着し、この状態でロボット１０の６軸のモータを駆動することでガラス材１４が任意の方向に移動される。なお、ガラス材１４は、自動車のフロント（ウィンドシールド）ガラスやリアウィンドウガラスである。
【００１４】
この６軸ロボット１０には、ロボットコントローラ２０が接続されている。そして、このロボットコントローラ２０が６軸ロボット１０に制御信号を供給し、各軸のモータの駆動を制御して６軸ロボット１０の全体動作を制御する。これによって、ガラス材１４の移動が制御される。また、電磁バルブ１８もロボットコントローラ２０からの制御信号により制御され、ロボットコントローラ２０によりハンド１２によるガラス材１４の着脱が制御される。
【００１５】
一方、押し出し機３０は、原材料の入口３２を有しており、ここからモール材の原料が投入される。この入口３２の下方には、スクリューコンベアタイプの押し出し機本体３４が設けられており、内部のスクリューがアブソリュートエンコーダ付きのサーボモータ３６によって駆動されるようになっている。押し出し機本体３４の出口には、出口パイプ３８を介し口金基部４０が接続され、この口金基部４０にロータリ口金４２が回転可能に取り付けられている。このロータリ口金４２は、アブソリュートエンコーダ付きのサーボモータ４４により回転される。
【００１６】
ここで、ロータリ口金４２は、図２に示すように、４つの口金４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄを有している。そして、口金基部４０のモール出口に接続された１つの口金４２Ａからモール材が押し出される。この例では、上に位置する口金からモール材が押し出される。
【００１７】
また、出口パイプ３８の中間には、モール材の出力方向を切り替える切り替えバルブ４６が設けられ、この切り替えバルブ４６にはリターンパイプ４８の一端が接続されている。このリターンパイプ４８の他端は、原材料の入口３２に接続されており、切り替えバルブ４６を切り替えることによって、押し出し機本体３４から出力されるモール材は、リターンパイプ４８を介し入口に戻される。
【００１８】
そこで、サーボモータ３６を所定速度で駆動することによって、押し出し機本体３４内のモール材がロータリ口金４２の４つの口金４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄのうちの１つから押し出される。そして、この押し出し機３０の２つのアブソリュートエンコーダ付きのサーボモータ３６，４４がロボットコントローラ２０によってコントロールされる。
【００１９】
特に、本例では、ロボットコントローラ２０が２つのサーボモータ４４，３６を制御対象となるロボットの７軸、８軸としてコントロールする。すなわち、ロボットコントローラ２０は、８つの制御軸を有しており、そのうちの１〜６軸を６軸ロボットの各軸に割付け、７軸、８軸を押し出し機３０のサーボモータ３６，４４に割り付ける。従って、ロボットコントローラ２０は、６軸ロボット１０によるガラス材１４の移動と、押し出し機３０によモールの押し出し速度およびモール押し出し口金の切り替えを１つのロボットの動作として制御することができる。
【００２０】
なお、押し出し機本体３４は、ヒータ（図示せず）を有しており、これによって内部が所定温度に加熱される。なお、温度計（図示せず）からの検出結果がロボットコントローラ２０に供給され、ロボットコントローラ２０がヒータを制御することで温度をコントロールする。
【００２１】
本例のシステムでは、自動車のフロントガラスやリアガラスの周辺へのモール材の接着を行う。ガラス１４は、ほぼ四角形で、丸くなった四隅のコーナー部分を有している。そして、ガラスの周辺部分には、接着剤が予め塗布されている。
【００２２】
ロボットコントローラ２０は、電磁バルブ１８をオンにするとともに、６軸ロボットの各軸を制御して、ガラス材１４に吸着部１６を吸着させてハンド１２に対し、所定の位置で吸着保持する。そして、６軸ロボット１０がガラス材１４の周辺の接着剤が塗布されている場所を押し出し機３０のロータリ口金４２の上に持ってくる。
【００２３】
押し出し機３０は、切り替えバルブ４６によってリターンパイプ４８を介しモール材を循環するようにして準備しており、切り替えバルブ４６をロータリ口金４２側に切り替えることによって、上に位置する口金からモール材が押し出され、これがガラス材１４の周辺部に接触される。このとき、ガラス材１４は押し出し機３０からのモール材の押し出し速度にあわせて、移動制御されており、モール材の熱によって接着剤が反応し、モール材がガラス材１４の周辺部分に順次接着されていく。
【００２４】
図３にこの状態が示されており、ガラス材１４の移動にあわせてモール材が供給されモール材がガラス材１４に接着されていく。
【００２５】
ここで、ガラス材１４の移動速度は、図４に示すように、コーナー部分において速度が小さくなるように制御する。ロボットコントローラ２０は、６軸ロボット１０の６軸を制御して、このような速度での移動を制御する。なお、この制御は各モータをフィードバック制御するため、正確なコントロールが行われる。さらに、押し出し機３０のサーボモータ３６が、ロボットコントローラ２０の８軸として同時制御されるため、押し出し機３０からのモール材の押し出し量もガラス材１４の移動速度にあわせて自動的にコントロールされる。また、これら制御はすべて１つのロボットコントローラ２０がロボットの各軸の制御として行っており、全制御が実際の駆動にあわせてフィードバック制御される。従って、６軸ロボット１０と押し出し機３０の動作を調整することが容易になる。
【００２６】
さらに、ガラス材１４として、異なるタイプのものについてモールの接着を行う場合には、モールの形が異なるため口金の形状を変更する必要がある。本例では、ロボットコントローラ２０がサーボモータ４４を制御して、ロータリ口金４２を回転して口金４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄの変更を行う。従って、ロボットコントローラ２０のプログラムの中で、口金の変更も自動的に行うことができる。従って、１サイクルの製造工程の中でも何回でも口金を変更することができる。また、異なるガラス材１４の移動速度、押し出し機３０によるモール材の押し出し速度などもロボットコントローラ２０によって行えるため、他品種少量生産にも対応して、好適なモール材の接着を行うことができる。
【００２７】
なお、ガラス材１４の大きさ形状などについての情報は、外部信号としてロボットコントローラ２０に供給され、ロボットコントローラ２０は、この外部信号に応じて、対応する動作プログラムを読み出し、実行する。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、６軸ロボット１０と押し出し機３０をロボットコントローラ２０による８軸同時制御により制御する。従って、製造工程を１つのロボットコントロールプログラムで管理構成できる。そこで、フレキシブルに生産ができ、その生産全体を１つのロボットコントローラ２０によって集中管理できる。なお、図１に示すように、ロボットコントローラ２０にティーチペンダント５０を接続することによって、このティーチペンダント５０を用いて管理することも可能である。
【００２９】
また、押し出し機３０のサーボモータ４４，３６もロボットコントローラ２０の７，８軸として制御したため、レスポンスのよいフィードバック制御が保証され、正確な制御を行うことができる。
【００３０】
ロータリ口金４２による口金の変更をロボットコントローラ２０により行えるため、プログラミングに口金の変更を組み込むことで、口金の変更を自動的に何度でも行うことができ、他品種少量生産に適切に対応することができる。
【００３１】
また、切り替えバルブ４６によって、押し出し機３０からのモール材を入口３２に循環することができるため、モールを接着しないタイミングにおけるモール材を垂れ流しにすることがなく、原料の無駄遣いをなくすことができる。
【００３２】
図５は、本システムの制御系について示したものであり、ロボットコントローラの制御軸８軸には、６軸ロボット１０の６軸と、ロータリ口金４２を駆動するサーボモータ４４と、押し出し機３０の押し出し用サーボモータ３６が割り付けられている。従って、ロボット制御プログラムによって、これら８軸が制御対象のロボットとして制御される。また、ロボットコントローラ２０の汎用入出力には、切り替えバルブ４６と、電磁バルブ１８が接続されており、これらバルブの切り替え制御がロボットコントローラ２０によって行われる。
【００３３】
また、ロボットコントローラ２０には、ティーチペンダント５０とパソコン５２が接続され、これらによってプログラムのロードや変更およびプログラムの実行の制御が行われる。なお、この例では、ロボットコントローラ２０とパソコン５２との接続はシリアルバスであるＲＳ２３２Ｃを用いて行っている。
【００３４】
図６は、集中管理システムの構成を示したものである。上述のように、本実施形態においては、１つのロボットコントローラ２０によって、モール材接着作業のすべてをコントロールする。従って、１つのパソコン５２で、作業全体を制御することができる。このため、このパソコン５２を一般電話回線、携帯電話回線、衛星通信回線などで他のパソコン５８に接続すれば、その他のパソコンで、集中管理が可能である。これによって、リモートコントロールによる集中管理が可能になる。
【００３５】
すなわち、パソコン５２にモデム５４を電話機５６を介し一般電話回線に接続することで、他の電話機５６、モデム５４を介し接続された他のパソコン５８との接続が行え、パソコン５８によって、ロボットコントローラ２０を介しモール接続作業をコントロールすることができる。
【００３６】
また、電話機５６に代えて携帯電話機６０を利用すれば、携帯電話回線を用いて、通信が行える。さらに、衛星通信端末６２を利用することもできる。このように、工場の中の作業の制御を１つのパソコン５２を利用して制御するようにしておけば、そのパソコン５２に対し、各種通信手段を利用して、他のパソコン５８を接続することで、通信を利用したリモートコントロールが行える。従って、複数の工場にパソコン５２を設置しこのパソコンによって各種作業を管理するようにし、このパソコン５２を通信回線で、集中管理を行う場所のパソコン５８に接続することで、パソコン５８により全工場の作業を集中管理することができる。
【００３７】
さらに、図７に示すように、パソコン５２，５８間をプロバイダー６４を経由したインターネットで接続することもできる。これによって、任意のパソコン５２について、容易に他のパソコン５８に接続することができる。さらに、図７においては、監視カメラ７０をパソコン５２に接続している。これによって、この監視カメラ７０からの映像をインターネットを通じ、伝送することで、システムの動作状態の監視も行える。異常発生時において、その処置も可能となる。これによって、メイン工場にデータを集中しておき、ここから無人工場を管理して作業を行わせることも可能になる。なお、通信方法は上述のような各種のものが利用可能である。
【００３８】
また、図８に示すように、１つの工場を集中管理を行う有人のメイン工場として、他の複数の工場を管理される無人のサブ工場とすることが好適である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多軸（例えば６軸）ロボットと押し出し機をロボットコントローラによる制御軸として同時制御する。従って、作業を１つのロボットコントロールプログラムで管理構成できる。そこで、フレキシブルに生産ができ、その生産全体を１つのロボットコントローラによって集中管理できる。また、押し出し機のモール材押し出し量もロボットコントローラ２０の１つの軸として制御するため、レスポンスのよいフィードバック制御が保証され、正確な制御を行うことができる。
【００４０】
また、前記押し出し機は、モール材の出口を複数有するとともに、この切り替え機構を有し、前記ロボットコントローラは、この切り替え機構もコントロール対象のロボットの制御軸として制御することで、ロボットコントローラのプログラムに出口（口金）の変更を組み込むことで、出口の変更を自動的に何度でも行うことができ、他品種少量生産に適切に対応することができる。
【００４１】
また、前記押し出し機は、押し出し機出口側から原料投入側への返送機構を有することで、モール材を接着しないタイミングにおけるモール材を返納することができ、モール材を垂れ流しにすることがなく、原料の無駄遣いをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体システムの構成を示す図である。
【図２】ロータリ口金の構成を示す図である。
【図３】モール材の接着状態を示す図である。
【図４】ガラス材の移動速度を示す図である。
【図５】制御系の構成を示す図である。
【図６】リモートコントロールの構成を示す図である。
【図７】インターネットを利用する場合の構成例を示す図である。
【図８】複数工場の制御についての構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  ６軸ロボット、１２  ハンド、１４  ガラス材、１６  吸着部、１８  電磁バルブ、２０  ロボットコントローラ、３０  押し出し機、３２  入口、３４  押し出し機本体、３６，４４  サーボモータ、３８  出口パイプ、４０  口金基部、４２  ロータリ口金、４６  切り替えバルブ、４８  リターンパイプ、５０  ティーチペンダント、５２，５８  パソコン、５４  モデム、５６  電話機、６０  携帯電話機、６２  衛星通信端末、６４  プロバイダー、７０  カメラ。
【図１】
0003618282.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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