(57)【要約】【課題】ロボットによるシーリング剤の塗布装置において、高品質で均一なシーリング剤の塗布ができるようにする。【解決手段】ロボット１１に取り付けたシーリングガン１２のタンク１４内部に充填されたシーリング剤１９を、ピストン２１によって吐出させる吐出用モータ１３のトルク値を制御装置２３で監視し、トルク値に応じて吐出用モータ１３の回転速度を制御するとともに、この回転速度に応じてシーリングガン１２の移動速度を制御するように構成する。また、シーリング剤の充填時などの非シーリング作業中は、吐出用モータ１３がピストン２１の位置に倣って自由に回転するようにした。【選択図】図１
2006341197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置において、
前記吐出用モータのトルクを監視し、前記トルクの値に応じて前記吐出用モータの回転速度を変化させることを特徴としたシーリング剤塗布装置。
【請求項２】
前記吐出用モータのトルクを監視する際、予め定めた範囲外のトルクが検出されれば、塗布作業を停止することを特徴とした請求項１記載のシーリング塗布装置。
【請求項３】
ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置において、
前記吐出用モータの回転速度の変化に応じて、前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させることを特徴としたシーリング剤塗布装置。
【請求項４】
前記吐出用モータの回転速度の変化に応じて前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させる際、シーリングガンから吐出されるシーリング剤の吐出遅れ分を加味して前記シーリングガンの速度を変化させることを特徴とした請求項３記載のシーリング剤塗布装置。
【請求項５】
ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置において、
塗布作業を行わないときは、前記タンクの内部圧力に押されたピストンの位置に倣って、前記吐出用モータが回転することを特徴としたシーリング剤塗布装置。
【請求項６】
ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置のシーリング剤塗布方法において、
前記吐出モータのトルクを監視し、前記トルクの値に応じて前記吐出用モータの回転速度を変化させ、前記回転速度に応じて前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させることを特徴としたシーリング剤塗布方法。
【請求項７】
ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置のシーリング剤塗布方法において、
前記吐出モータのトルクを監視し、前記トルクが予め定めた範囲外となれば塗布作業を停止し、前記トルクが範囲内であれば、前記トルクの値に応じて前記吐出用モータの回転速度を変化させ、前記回転速度に応じて前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させることを特徴としたシーリング剤塗布方法。
【請求項８】
ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置のシーリング剤塗布方法において、
前記吐出モータのトルクを監視し、前記トルクの値に応じて前記吐出用モータの回転速度を変化させ、シーリングガンから吐出されるシーリング剤の吐出遅れ分と、前記回転速度と、に応じて前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させることを特徴としたシーリング剤塗布方法。
【請求項９】
ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置のシーリング塗布方法において、
塗布作業前に、前記吐出用モータを、前記タンクの内部圧力に押されたピストンの位置に倣って回転するようにしてから塗布作業を開始することを特徴としたシーリング剤塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットによりシーリング剤をワークに塗布するシーリング剤塗布装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来のロボットによるシーリング剤の塗布装置には、ロボットのアーム先端にシーリングガンを取り付け、ガンに設置された吐出用モータによって、ガンのタンク内部に充填されたシーリング剤をピストン動作によって吐出させているものがある。そして、シーリング剤が入った缶などから、管路を介し、シーリング剤をガンへ自動供給している。この際、管路の途中に設けた圧力センサの値が低くなると、シーリング剤をガンに供給していた（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１では、吐出用モータの回転速度を、ロボットのシーリングガンの移動速度に比例して制御している。すなわち、これは、ロボットの制御速度に吐出用モータの回転速度を合わせようとするもので、これによって、シーリング剤塗布量を均一にしようとしている。また、シーリングガンの内部に、シーリング剤を一定量保持できるタンクが存在することになるため、タンクとガンの吐出口が距離的に近くなり、圧力損失などがなく、さらにシーリング剤が均一化されるとしている。
また、図２にその他の従来の塗布装置の構成を示す。図２において、５１はロボット、５２はシーリングガン、５３は制御装置、５４はシーリングガン５２にシーリング剤を供給するポンプ、５５はシーリングガン５２に充填されたシーリング剤を温めて、ある程度まで粘度を低くするための加温装置、５６は加温装置５４の温度制御を行うための温度調節盤である。このように、その他の従来の塗布装置には、シーリングガン５２から吐出されるシーリング剤の粘度を調整するための装置が備えられている。
【特許文献１】特許公報２６２０８８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の塗布装置は、シーリング剤を吐出させる吐出用モータの回転速度を、ロボットがシーリングガンを移動させる速度に比例して制御しているものの、温度変化によってシーリング剤の粘度が変化した場合は、吐出される量が変化するにも関わらず、吐出用モータの回転が加減されることがないため、実際は塗布量は一定となっていなかった。
また、シーリング剤をシーリングガンのタンクに充填する際などに、タンクのピストンを動かす吐出用モータは励磁された状態で回転せず、ピストンが動かなかったので、シーリング剤の体積が一定になってしまい、タンクの圧力が増すという問題があった。これにより、シーリング作業を開始すると、タンクの内圧が高いままで不安定なため、シーリング始めに塗布量のバラツキが発生していた。
また、従来の塗布装置は、シーリング作業中、シーリング剤に粘度変化が起こり、粘度が高くなった場合、タンクのピストンが動かなくなり、吐出モータが負荷オーバーのアラームでシーリング作業が中断することがあった。
また、従来の塗布装置には、シーリング剤の粘度を、加温することである程度まで低くするための加温装置（電熱線など）がシーリングガンに備えてあり、また、加温装置の温度を一定に保って粘度を一定にするための温度調節盤が別途必要であって、設備が複雑化し、コストアップとなっていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、シーリング作業前や作業中のシーリングガンの内圧を一定に保つことで、シーリングの塗布量を一定にすることを目的とする。
また、吐出用モータの負荷オーバーのアラームでシーリング作業が中断することを無くすことを目的とする。
また、加温装置と温度調節盤を不要とさせる塗布装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置において、前記吐出用モータのトルクを監視し、前記トルクの値に応じて前記吐出用モータの回転速度を変化させるシーリング剤塗布装置とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記吐出用モータのトルクを監視する際、予め定めた範囲外のトルクが検出されれば、塗布作業を停止する請求項１記載のシーリング塗布装置とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置において、前記吐出用モータの回転速度の変化に応じて、前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させるシーリング剤塗布装置とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記吐出用モータの回転速度の変化に応じて前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させる際、シーリングガンから吐出されるシーリング剤の吐出遅れ分を加味して前記シーリングガンの速度を変化させる請求項３記載のシーリング剤塗布装置とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置において、塗布作業を行わないときは、前記タンクの内部圧力に押されたピストンの位置に倣って、前記吐出用モータが回転するシーリング剤塗布装置とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置のシーリング剤塗布方法において、前記吐出モータのトルクを監視し、前記トルクの値に応じて前記吐出用モータの回転速度を変化させ、前記回転速度に応じて前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させるシーリング剤塗布方法とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置のシーリング剤塗布方法において、前記吐出モータのトルクを監視し、前記トルクが予め定めた範囲外となれば塗布作業を停止し、前記トルクが範囲内であれば、前記トルクの値に応じて前記吐出用モータの回転速度を変化させ、前記回転速度に応じて前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させるシーリング剤塗布方法とするものである。
また、請求項８記載の発明は、ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置のシーリング剤塗布方法において、前記吐出モータのトルクを監視し、前記トルクの値に応じて前記吐出用モータの回転速度を変化させ、シーリングガンから吐出されるシーリング剤の吐出遅れ分と、前記回転速度と、に応じて前記ロボットのシーリングガンの移動速度を変化させるシーリング剤塗布方法とするものである。
また、請求項９記載の発明は、ロボットと、前記ロボットに取り付けられたシーリングガンと、前記シーリングガンのタンクに充填されたシーリング剤を、ピストンの押出によって吐出させる吐出用モータと、前記ロボットと前記吐出用モータを制御する制御装置と、を備えたシーリング剤塗布装置のシーリング塗布方法において、塗布作業前に、前記吐出用モータを、前記タンクの内部圧力に押されたピストンの位置に倣って回転するようにしてから塗布作業を開始するシーリング剤塗布方法とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、シーリング剤の粘度が変化すると、吐出用モータのトルクが変化し、これを制御装置で監視しているので、トルクの値に応じて吐出用モータの回転速度を制御することができ、塗布量が一定となるようなシーリング剤塗布装置を提供できる。また、シーリング剤の粘度がある程度変化しても塗布量が変わらないようにできるので、粘度を一定にするための加温装置と温度制御盤が不要となる。また、粘度が変化しても、その回転速度を制御しているので、一定の範囲においては、吐出用モータが負荷オーバーのアラームを出すことがないので、シーリング作業が中断することを無くすことができる。
請求項２に記載の発明によると、吐出用モータの回転速度に応じて、ロボットのシーリングガンの速度を変化させるため、さらに塗布量が均一化できる。
請求項３に記載の発明によると、シーリングガンへシーリング剤を充填するとき、または異なる塗布面へシーリングガンが移動する間に、シーリングガンのピストンがシーリング剤に押されても、このときのピストンの位置に倣うように吐出モータが回転するよう制御したので、シーリングガンの内圧が高まることなく、常に一定のタンク内圧でシーリング作業を開始でき、作業開始時の塗布量が毎回一定にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明のシーリング剤塗布装置の実施例を示す構成図である。
図１において、１１はロボット、１２はロボット１１のアーム先端に取り付けられたシーリングガン、１３はシーリングガン１２のタンク１４に設置され、タンク１４内部のピストン２１を移動させる吐出用モータである。２０は、管路２２を介してシーリングガン１２へシーリング剤１９を供給する塗布材タンクであって、ウェイトの重力によって常にタンクへ塗布材を供給するものであるが、管路２２の途中に充填のシャットオフができるバルブ１７が備えられており、バルブ１７の切替えによって、シール剤をガン側へ供給するか否かの切替えができる。また、１５はノズルを示しており、ここからシーリング剤１９を吐出させる。ノズル１５には、バルブ１７と同様に、シーリング剤を吐出させるか否かを切替えるバルブ１８が設置されている。
２３は制御装置であって、ロボット１１の内部に備えられた図示しないモータと、吐出用モータ１３と、バルブ１７、１８などを、ケーブル２４を介して制御する。制御装置２３には、図示するもの以外にも多数のものから構成されるが、ここでは本発明に関連するものを記載している。２５はデジタル入出力部であって、ロボット１１の図示しないモータ、吐出用モータ１３、バルブ１７、１８などの信号が入出力される。２６はデジタル入出力部２５との信号を処理するデジタル入出力処理部である。２７はロボット１１の図示しないモータのサーボアンプであり、同じく２８は吐出用モータ１３のサーボアンプである。２９は、サーボアンプ２７、２８のサーボ処理部である。また、３０は速度演算部であって、デジタル入出力処理部２６からの信号を受けるとともに、サーボ処理部２９に速度指令を送出する。そしてまた、速度演算部３０は、予め教示され、記憶されている教示データを保管する教示データ部３１からの位置指令と、デジタル入出力処理部２６からの吐出用モータ１３のトルクフィードバックの情報とから、前述の速度指令をサーボ処理部２９に対して行う。ＣＰＵはフィードバックされた吐出用モータ１３のトルクフィードバックが入力され、デジタル入出力処理部２６にそれを送信している。
以上のように本発明では、特に、吐出用サーボモータ１３のトルクをデジタル入出力処理部２６にて監視する。例えば、該モータのトルクは吐出用モータ１３の電流フィードバック値を監視するか、吐出用モータ１３にトルクセンサを取り付けるように構成しておけばよい。
【０００８】
次に、以上で構成された塗布装置のシーリング動作を説明する。まずバルブ１７を開いてシーリング剤１９の充填作業を行い、再びバルブ１７を閉じ、続いてロボット１１が、教示データ部３１からの指令に基づき、シーリングガン１２をワーク１６の所定位置に移動させながら、バルブ１８を開く。そして、ワーク１６に対して、教示データ部３１からの指令に従って、ピストン２１が所定の位置まで移動するよう、吐出用モータ１３を回転させ、所定量のシーリング剤１９が吐出されることで、シーリング作業が終了する。シーリング作業が終了すれば、再びバルブ１８を閉じ、次のワークなど別の塗布作業面への作業を連続して行っていく。
ここで、充填作業において、バルブ１７を開き、タンク１４にシーリング剤１９を充填させるとき、タンク１４に充填されたシーリング剤１９は、図１においてピストン２１を押し上げようとするが、吐出用モータ１３がサーボＯＮ（励磁されている）されていると、ピストン２１が動かないため、シーリング剤１９は圧縮され、タンク１４の内部圧力は上昇する。本発明ではこれを避けるため、以上のようなシーリング剤充填時と、シーリング作業中であって、ある塗布作業面から他の塗布作業面に移動するような、一時的に塗布作業が中断する際にのみ、吐出用モータ１３がピストン２１の位置に倣って自由に回転するよう制御する。そして、シーリング作業開始時は、ピストン２１の位置に倣った回転位置から、予め教示された回転量を吐出用モータ１３が回転し、ピストン２１を所定量動かすことで、毎回の作業時に所定量のシーリング剤１９を塗布させるようにする。これによって、毎回のシーリング作業開始時では、必ずタンク１４内は毎回同等の内部圧力となり、シーリング開始直後に、予定量以上の、予期しない塗布が行われることを防ぐことができる。
また、本発明においては、常に吐出用モータ１３のトルク値を制御装置２３で監視しておき、このトルク値の増減に応じて吐出用モータ１３の回転速度を決定するようにする。このとき、トルク値の上限値と下限値を予め定めておき、この範囲内において、吐出用モータ１３の速度制御をおこなう。この上限値と下限値は、タンク１４内部のシーリング剤１９の粘度により決定するもので、粘度が高すぎたり、低すぎたりすると塗布品質に影響がでるため、予め品質に影響がでない範囲で決定しておく。もし、このトルクが範囲外になれば、図示しないが、ロボットの手元操作装置や制御装置２３に設けた警告ランプなどで、操作者に通知するか、塗布作業を停止する。吐出用モータ１３は、この範囲内では問題なくトルクが出力できる容量のものを選定しておく。この構成によって、シーリング剤１９の粘度が、温度の変化等に伴って変化し、吐出用モータ１３に対する必要なトルクが変化した場合でも、モータは想定外のトルクの負荷オーバーアラーム等で突然停止することがない。また、以上のように、吐出用モータ１３の制御をロボット１１の制御装置２３で行うことにより、シーリング剤１９の粘度を監視していることになり、粘度が上記の範囲で変化しても、塗布量を一定にできるため、従来必要であった加温装置や温度制御盤を設置する必要がない。
また、さらに本発明においては、上記の吐出用モータ１３の回転速度に応じて、ロボット１１のシーリングガン１２を動作させる速度を加減するようにする。例えば、本発明のような塗布装置が設置される工場においては、塗布装置の運転開始時は、周囲温度も低く、シーリング剤１９の粘度も高い場合が多いが、周囲温度が高くなって粘度が低くなると、吐出用モータ１３にかかるトルクも低くなり、それに応じて吐出用モータ１３の回転速度を上昇させ、その回転速度に応じてシーリングガン１２の速度も速く制御するよう構成する。
また、シーリングガン１２の速度を変化させる際に、吐出用モータ１３の回転速度を変化させると同時にシーリングガン１２の速度を変化させてしまうと、ピストン２１の動作の遅れから、ノズル１５から吐出する塗布剤の吐出が遅れている場合があるので、予めこの吐出遅れを加味したうえで、シーリングガン１２の速度を変化させるとよい。これにより、さらにワークに対する塗布量が均一化される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例を示すシーリング剤塗布装置の構成図
【図２】従来のシーリング剤塗布装置の構成図
【符号の説明】
【００１０】
１１  ロボット
１２  シーリングガン
１３  吐出用モータ
１４  タンク
１５  ノズル
１６  ワーク
１７  バルブ
１８  バルブ
１９  シーリング剤
２０  塗布剤タンク
２１  ピストン
２２  管路
２３  制御装置
２４  ケーブル
２５  デジタル入出力部
２６  デジタル入出力処理部
２７  サーボアンプ
２８  サーボアンプ
２９  サーボ処理部
３０  速度演算部
３１  教示データ
【図１】
2006341197.tif 000003
【図２】
2006341197.tif 000004