(57)【要約】【課題】保護層形成材を塗布部まで供給する管路をロボットの動作に対してスムーズに追従させる。【解決手段】搬送ライン１２に平行でロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃより上方にレール２００、２０２を設ける。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続される可撓性のチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９をレール２００、２０２に沿って変位自在なランナ２０４に接続する。ランナ２０４とチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９との間に、索２０８を弾性的に巻き取るリール２０６を介装する。索２０８はチューブ懸架具２１０によってチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９に固定されている。【選択図】図１
2004283799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、
前記ロボットに接続され、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を車両に塗布する塗布部を備えるエンドエフェクタと、
前記保護層形成材を前記塗布部に供給する供給機構部と、
前記搬送ラインに平行で前記ロボットより上方に設けられるレールと、
前記レールに沿って変位自在なランナと、
を有し、
前記供給機構部は、前記ロボットに接続される可撓性のチューブを具備し、
前記チューブの一部は、前記ランナに接続され、前記レールに沿って変位自在であることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【請求項２】
請求項１記載の保護層形成材の塗布装置において、
弾性体により索を巻き取るリールを有し、
前記チューブの一部に前記索を接続するとともに前記ランナにリールを接続し、前記チューブと前記ランナとを弾性的に接続することを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の保護層形成材の塗布装置において、
前記ロボットは、ベース部に対して可動な第１アームと、
該第１アームに対して可動な第２アームとを有し、
前記チューブは、前記第２アームの中間点よりも前記第１アームに近い側における上面で接続されていることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【請求項４】
車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、
前記ロボットに接続され、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を車両に塗布する塗布部を備えるエンドエフェクタと、
前記保護層形成材を前記塗布部に供給する供給機構部と、
を有し、
前記供給機構部における管路および／または弁はステンレス鋼であることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の保護層形成材の塗布装置において、
前記保護層形成材の材料は、アクリル系コポリマ剤であることを特徴とする保護層形成材の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装が終了した車両の塗装部を主とする外表面に保護層形成材を塗布する保護層形成材の塗布装置に関し、特に、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を塗布する保護層形成材の塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両は、製造後にユーザに手渡されるまでに屋外ストックヤードで保管されたり、トレーラ、船等で搬送されることが多い。この間、車両は粉塵、金属粉、塩分、油分、酸、直射日光等に曝されることから、長時間の保管および搬送の間には、車両の外表面における複数の塗装層のうち表面層の品質が侵されるおそれがある。このような事態を防ぐため、車両出荷前の段階において塗装部に剥離性保護層を形成させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。剥離性保護層は液状ラップ材である保護層形成材（ストリッパブルペイントとも呼ばれる）を塗布して乾燥させることにより形成され、塗装部を保護することができる。また、除去する際には容易に剥離させることができるとともに、通常の保管時には自然に剥離してしまうことがない。
【０００３】
剥離性保護層が乾燥する前の保護層形成材を塗布する工程では、ローラに保護層形成材を付着させて、複数の作業者がローラを転がして保護層形成材の塗布を行っている。
【０００４】
このような作業の自動化を図り、作業者の負担を軽減させるとともに塗布品質を均一化させるために、ボディ上に保護層形成材を抽出した後、エアを吹き付けることによって保護層形成材を広げる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法によれば保護層形成材の塗布工程における作業の多くが自動化され、作業者の負担を軽減するとともに、タクトタイムを向上させることができて好適である。
【０００５】
また、車両を生産する工場では、組み立て作業においてボディを傷つけることがないようにスクラッチカバーと呼ばれる樹脂製のカバーを仮付けすることがある。スクラッチカバーは、例えば、ボディの前方横面に仮付けされ、出荷前に外される。スクラッチカバーは車種毎に違う形状のものを用意する必要があり、さらに搬送ラインにおける日々の生産台数に応じて多数用意する必要がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−８９６９７号公報（段落［００２２］〜［００２７］）
【特許文献２】
特開平８−１７３８８２号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の特許文献２で開示されている方法では、保護層形成材の広がり具合が必ずしも均一ではなく、また、保護層形成材が飛散することを防ぐために、ルーフの縁部には適用していない。
【０００８】
さらに、近時の自動車のボディはより複雑な形状となりつつあり、凹凸部や複雑な曲面を有するものがある。このような凹凸部や曲面にはエアノズルによって保護層形成材を広げるということが困難である。さらにまた、塗装品質が特に重要視されている箇所には保護層形成材をより厚く塗る必要があるが、エアノズルで保護層形成材を広げる場合には塗膜の厚さを調整することは困難である。
【０００９】
このようなことから、エアノズルで保護層形成材を広げた後に、数人の作業者がルーフの縁部や凹凸部等の細部にローラで保護層形成材を塗布して仕上げの処理を行う必要がある。従って、保護層形成材の塗布処理は一部を人手作業に頼っており、作業者の負担となるとともに、作業者の熟練度によって塗布品質にばらつきが発生する。
【００１０】
このような作業者の作業を軽減し、かつ、作業の品質を均一にするためには産業用のロボットを適用し、保護層形成材を車両に塗布するための塗布部をロボットに設けることが検討される。また、塗布部をロボットに設ける場合、保護層形成材を供給するポンプと塗布部との間を管路で接続することとなるが、該管路には種々の課題がある。すなわち、これらの管路は保護層形成材に対して化学的に安定である必要があり、しかもロボットの複雑な動作に対して屈曲、引張および捻れなどの変形を起さず、スムーズに追従する必要がある。ロボットの複雑な動作に対してスムーズに追従するために、管路は簡便な構成であることが望ましい。
【００１１】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、保護層形成材を塗布部まで供給する管路が化学的に劣化することを防止するとともに、ロボットの動作に対してスムーズに追従可能となる保護層形成材の塗布装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、前記ロボットに接続され、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を車両に塗布する塗布部を備えるエンドエフェクタと、前記保護層形成材を前記塗布部に供給する供給機構部と、前記搬送ラインに平行で前記ロボットより上方に設けられるレールと、前記レールに沿って変位自在なランナと、を有し、前記供給機構部は、前記ロボットに接続される可撓性のチューブを具備し、前記チューブの一部は、前記ランナに接続され、前記レールに沿って変位自在であることを特徴とする。
【００１３】
このように、前記チューブの一部をランナに接続することにより、チューブはレールに沿って変位自在となり、ロボットに対するチューブの接続部がレールに沿った方向に変位する際、チューブがロボットにスムーズに追従し、ロボットの動作を妨げることがない。
【００１４】
この場合、弾性体により索を巻き取るリールを有し、前記チューブの一部に前記索を接続するとともに前記ランナにリールを接続し、前記チューブと前記ランナとを弾性的に接続するとよい。
【００１５】
このように、チューブとランナとの間にリールを介装することにより、ロボットに対するチューブの接続部がレールから離間する方向に動作する際においても、チューブがロボットの動作を妨げることがない。
【００１６】
前記ロボットは、ベース部に対して可動な第１アームと、該第１アームに対して可動な第２アームとを有し、前記チューブは、前記第２アームの中間点よりも前記第１アームに近い側における上面で接続するとよい。
【００１７】
チューブを第２アームの中間点よりも第１アームに近い側に接続することにより、チューブを上方に引き出しやすくなり、チューブがロボットの他の部分に干渉することを防止できる。
【００１８】
また、本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、車両の搬送ラインの近傍に設けられ、ティーチング動作可能なロボットと、前記ロボットに接続され、乾燥後に剥離性保護層として作用する液状の保護層形成材を車両に塗布する塗布部を備えるエンドエフェクタと、前記保護層形成材を前記塗布部に供給する供給機構部と、を有し、前記供給機構部における管路および／または弁はステンレス鋼であることを特徴とする。
【００１９】
保護層形成材を供給する管路および／または弁にステンレス鋼を用いることにより発錆等の化学的劣化を防止することができる。
【００２０】
さらに、前記保護層形成材の材料としてアクリル系コポリマ剤を用いると、車両の塗装部をより確実に保護することができ、しかも除去するときには剥がしやすい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る保護層形成材の塗布装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１〜図８を参照しながら説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置１０は、自動車の搬送ライン１２に設けられるものであり、塗装の終了した車両１４に対して保護層形成材を塗布するものである。塗布装置１０は、産業用ロボットである３台のロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、システム全体の制御を行う制御部１８と、保護層形成材が収容されたタンク２０と、該タンク２０から各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに連通する塗布材管路２２と、水供給源２４からロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへ水を供給する水管路２６とを有する。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ制御部１８に接続されたロボットコントローラ２８ａ、２８ｂ、２８ｃによって制御される。
【００２３】
ロボット１６ａおよび１６ｃは、搬送ライン１２における車両１４の進行方向左手側に設けられ、ロボット１６ｂは、進行方向右手側に備えられている。また、ロボット１６ａは進行方向前方、ロボット１６ｂは進行方向の中程、ロボット１６ｃは進行方向後方に備えられている。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは搬送ライン１２と平行なスライドレール３０上を移動可能である。
【００２４】
塗布材管路２２の途中にはポンプ３２が設けられており、タンク２０から保護層形成材を吸い上げてロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃへ供給する。また、保護層形成材は、図示しないヒータと温度計とによって温度制御されており、保護層形成材を適温に保っている。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの先端部には、それぞれ塗布材管路２２によって保護層形成材が供給されるローラ機構部３４が設けられている。
【００２５】
塗布材管路２２は、ポンプ３２から継手３５ａまでの間はステンレス鋼管２２ａで構成され、継手３５ａからロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃまでの間は可撓性のチューブ２２ｂで構成されている。チューブ２２ｂの材質はポリエチレン、または、ナイロンとポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の二重管構造とするとよい。また、水管路２６は、水供給源２４から継手３５ｂまでの間はステンレス鋼管２６ａで構成され、継手３５ｂからロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃまでの間は可撓性のチューブ２６ｂで構成されている。
【００２６】
ステンレス鋼管２２ａ、２６ａはステンレス鋼であることから発錆を含む化学的な劣化が少ない。ステンレス鋼管２２ａ、２６ａの材質は、好ましくはＳＵＳ３０４を用いるとよい。チューブ２２ｂ、２６ｂはポリエチレンまたはナイロンとポリテトラフルオロエチレンの二重管で構成されていることから保護層形成材に対して化学的な劣化が少ない。また、ナイロンとポリテトラフルオロエチレンの二重管構造は耐摩耗性および断熱性がよい。
【００２７】
保護層形成材の材料は、アクリル系コポリマ剤を主成分とするものであって、好ましくは、ガラス転移温度の異なる２種のアクリル系コポリマ部分を有するものであるとよい。具体的には、例えば、前記の特許文献１で示されている保護層形成材を用いるとよい。また、保護層形成材は、水との混合割合および温度の変化によって粘度を調整することができ、しかも、乾燥すると車両１４に密着して粉塵、金属粉、塩分、油分、酸、直射日光等から車両１４の塗装部を化学的および物理的に保護することができる。さらに、車両１４をユーザに納品の際等で除去するときには、容易に剥離させることができる。
【００２８】
図２に示すように、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、例えば、産業用の多関節型のロボットであり、ベース部４０と、該ベース部４０を基準にして、順に第１アーム４２、第２アーム４４および第３アーム４６とを有し、該第３アーム４６の先端にローラ機構部３４が設けられている。ここで、ベース部４０は、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの一部分であって、環境に固定する箇所として定義される。
【００２９】
第１アーム４２は、ベース部４０に対して可動なアームであり、具体的には、ベース部４０に対して水平および垂直に回動可能な軸Ｊ１、Ｊ２によって回動可能である。第２アーム４４は第１アーム４２に対して可動なアームであり、具体的には、第１アーム４２と軸Ｊ３で回動可能に連結されている。第２アーム４４は軸Ｊ４によって捻れ回転が可能になっている。軸Ｊ４より第１アーム４２に近い側の根元部４４ａと先端側の回転部４４ｂは、軸Ｊ４の回転によって相対的な位置が変わらないことから、共に第２アーム４４の一部として定義される。
【００３０】
第３アーム４６は第２アーム４４と軸Ｊ５で回動可能に連結されている。第３アーム４６は軸Ｊ６によって捻れ回転が可能になっている。軸Ｊ６より第２アーム４４に近い側の根元部４６ａと先端側の回転部４６ｂは、軸Ｊ４の回転によって相対的な位置が変わらないことから、共に第３アーム４６の一部として定義される。
【００３１】
また、第３アーム４６にはローラ機構部３４が接続されている。さらに、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、第１アーム４２、第２アーム４４および第３アーム４６に加え、該第３アーム４６とローラ機構部３４との間に第４アームを有するものであってもよい。
【００３２】
ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの第２アーム４４の中間点よりも第１アーム４２に近い側における上面には、弁等の機器が設けられるバルブ設置台４７が取り付けられている。このバルブ設置台４７には、前記のチューブ２２ｂ、２６ｂおよび圧縮空気供給用のチューブ４９が接続されている。また、バルブ設置台４７には後述するレギュレータ１５８、レギュレータ操作弁１６０、ＭＣＶ（Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ）１６２、ＭＣＶ切換電磁弁１６６およびトリガー切換電磁弁１６８が設けられており、制御部１８の制御下においてローラ機構部３４に対する流体の供給制御を行う。
【００３３】
ところで、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、付加される重量物が先端部にあるほど、静的なモーメントおよび動的な慣性モーメントが大きくなり、負荷が大きい。バルブ設置台４７には、これらの弁類が設けられており比較的重量が大きいが、ベース部４０に近い第２アーム４４に取り付けられていることからロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃにかかる負荷は比較的小さい。また、バルブ設置台４７の重量は軸Ｊ５およびＪ６の動作に影響を与えることがない。
【００３４】
バルブ設置台４７は、ローラ機構部３４に供給する流体制御を行うことから、流体の応答性を考慮するとローラ機構部３４に接近していることが望ましい。一方、ローラ機構部３４はロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの先端に設けられていることから、できるだけ軽量であることが好ましく、比較的重量の大きいバルブ設置台４７をローラ機構部３４に設けることは実際上困難である。
【００３５】
このような観点から、バルブ設置台４７は、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作に影響を与えない限度においてローラ機構部３４に近い箇所に設けることが好ましく、具体的には第２アーム４４に設けるとよい。
【００３６】
本実施の形態では、バルブ設置台４７は第２アーム４４に設けられていることから、バルブ設置台４７が比較的重い場合であっても、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作に与える影響を低減することができるとともに、ローラ機構部３４にも比較的近いことから、ローラ機構部３４に対する流体供給の応答性がよい。
【００３７】
また、通常の産業用ロボットでは、作業時に第１アーム４２と第２アーム４４との接続部である軸Ｊ３に相当する部分が最も高くなる姿勢をとることが多く、この近傍にバルブ設置台４７を設けることによって、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９を上方に引き出しやすい。また、後述するチューブ懸架具２１０とバルブ設置台４７との距離を短くすることができ、この間のチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９をロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの他の部分に干渉させるおそれが少ない。また、バルブ設置台４７を第２アーム４４に設けることにより、バルブ設置台４７とローラ機構部３４との間における空気圧パイロット管路１０８およびチューブ１１０は、軸Ｊ４、Ｊ５およびＪ６の回動による影響のみを受け、軸Ｊ１、Ｊ２およびＪ３の回動による曲げ、引張等の外力を受けることがない。
【００３８】
バルブ設置台４７は、例えば、接続管路が削孔されたマニホールドを用いてもよい。この場合、マニホールドはステンレス鋼を用いるとよい。また、バルブ設置台４７の一部または全部にカバーを設けてもよい。
【００３９】
このような６軸構成のロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作によって、先端部に接続されたローラ機構部３４は車両１４の近傍における任意の位置に移動可能であって、かつ、任意の向きに設定可能である。換言すれば、ローラ機構部３４は６自由度の移動が可能である。
【００４０】
ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、回転動作以外にも伸縮動作、平行リンク動作等の動作部を有するものであってもよい。例えば、図３に示すように、第２アーム４４を平行リンク４２ａ、４２ｂおよび４２ｃによって動作させるロボット１７を用いてもよい。この場合、平行リンク４２ａ、４２ｂおよび４２ｃが前記の第１アーム４２に相当する。
【００４１】
図２に戻り、ロボット１６ａおよびロボット１６ｃの上方にはレール２００が設けられ、ロボット１６ｂの上方にはレール２０２が設けられている。レール２００およびレール２０２は、搬送ライン１２と平行である。それぞれのレール２００、２０２には変位自在なランナ２０４が設けられている。各ランナ２０４にはリール２０６が吊り下げられており、該リール２０６から延びる索２０８の先端にはチューブ懸架具２１０が設けられている。索２０８はリール２０６の内部で巻回されており、リール２０６から引き出し可能である。また、リール２０６の内部に設けられた弾性体によって自動的に巻き取りが可能である。チューブ懸架具２１０にはチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９が固定されている。
【００４２】
リール２０６およびチューブ懸架具２１０はロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの軸Ｊ３より上方に設けられている。
【００４３】
チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９は、壁に設けられたチューブ固定具２１２からチューブ懸架具２１０を介してロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃのバルブ設置台４７に接続されている。チューブ固定具２１２とチューブ懸架具２１０との間におけるチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９の長さは、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作に支障がないように十分な余裕がある。
【００４４】
チューブ固定具２１２はロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃから離間した箇所に設けてあり、チューブ固定具２１２とチューブ懸架具２１０との間におけるチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９の弛み部がロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに干渉することがない。
【００４５】
図４に示すように、ローラ機構部３４は、第３アーム４６の先端部に取り付けられたエンドエフェクタである。ここで、エンドエフェクタとは、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃが作業対象に直接働きかける機能を持つ部分であり、円筒形状で保護層形成材を吸収して蓄えることのできる材質のローラ（塗布部）４８と、該ローラ４８を保持する部分と、第３アーム４６に取り付けるための付加部分とを含む。
【００４６】
ローラ機構部３４は、ローラ４８と、ロボット１６ａの第３アーム４６に対する取付部であるスラスト回転機構６９とを有する。該スラスト回転機構６９は、第３アーム４６に対する取付部材７０と、該取付部材７０に対してベアリング７２を介して回転自在に支持されているスラスト回転部材７４と、該スラスト回転部材７４の下に取り付けられたローラ機構ベース部７６とを有する。
【００４７】
また、ローラ機構部３４は、ローラ機構ベース部７６の両端部に設けられた空気圧シリンダ７８および８０と、ローラ機構ベース部７６の略下端の揺動軸８２に揺動自在に軸支された揺動部材８４と、ローラ４８を保持するホルダ８６と揺動部材８４とを接続するホルダ接続部８８とを有する。ローラ４８は揺動軸８２を中心として、径方向に揺動自在である。揺動部材８４は、上方に延在する２つの上方延在部８４ａを有し、該上方延在部８４ａの略上端には、揺動軸８２と平行なピン９０が設けられている。ピン９０は揺動軸８２より上方に設定されている。
【００４８】
さらに、ローラ機構部３４は、前記空気圧シリンダ７８および８０のロッド７８ａおよびロッド８０ａから力を受けて、前記揺動軸８２を中心として回転する２つのピン押圧部材９２および９４を有する。ピン押圧部材９２の押圧面９２ａは、ロッド７８ａが縮退するとき前記ピン９０の一端面を押圧し、ピン押圧部材９４の押圧面９４ａは、ロッド８０ａが縮退するとき前記ピン９０の他端面を押圧する。
【００４９】
２つの上方延在部８４ａの間には、ローラ機構ベース部７６から下方に延在する２つの下方延在部７６ａが配置され、該２つの下方延在部７６ａの間に押圧面９２ａおよび９４ａが配置されている。
【００５０】
スラスト回転部材７４には回転規制部材９６が設けられており、該回転規制部材９６の上面の凹部９６ａには、取付部材７０から下に突出する小突起９８が配置されている。小突起９８の幅は凹部９６ａの幅よりやや小さく、この隙間の範囲においてスラスト回転部材７４はスラスト方向に回転自在となっている。ここでいうスラスト方向とは、ローラ４８の自体の軸心と直交する方向であり、第３アーム４６の軸心を中心とした回転方向である。
【００５１】
ホルダ接続部８８には上部と下部で対向する２つのクランパ１０２および１０４が設けられている。これらのクランパ１０２および１０４はアルミパイプ１０６を保持しており、該アルミパイプ１０６により揺動部材８４とホルダ８６が連結されている。アルミパイプ１０６の表面には環状溝１０６ａが設けられている。
【００５２】
ローラ４８の両端はホルダ８６により回転自在に保持されており、保護層形成材または水を供給するチューブ１０７はホルダ８６の一端部を介してローラ４８の内部に連通している。ローラ４８はホルダ８６に対して着脱自在である。
【００５３】
さらにまた、ローラ機構部３４はチューブ１０７を介してローラ４８に保護層形成材または水を供給し、または遮断するトリガー弁１６４を有する。該トリガー弁１６４は、スラスト回転部材７４およびローラ機構ベース部７６に取り付けられており、ローラ４８に非常に近い。トリガー弁１６４は管路を連通・遮断するだけの機能を有する弁であることから軽量である。特に、トリガー弁１６４は、空気圧パイロット管路１０８で操作される空気圧パイロット式であることから、電気パイロット式で用いられるソレノイド、コイルおよび磁気鉄心等が不要で、小型、軽量である。
【００５４】
トリガー弁１６４には、チューブ１０７、空気圧パイロット管路１０８およびチューブ１１０が接続されている。チューブ１０７の他端はローラ４８に接続されている。チューブ１１０および空気圧パイロット管路１０８は、バルブ設置台４７（図２参照）に接続されており、チューブ１１０はトリガー弁１６４に対して保護層形成材または水を供給し、空気圧パイロット管路１０８はトリガー弁１６４に圧縮空気を供給する。トリガー弁１６４は、空気圧パイロット管路１０８の空気圧によってパイロット操作され、チューブ１１０から供給される保護層形成材または水を連通または遮断する。
【００５５】
トリガー弁１６４とバルブ設置台４７との間におけるチューブ１１０および空気圧パイロット管路１０８は、第２アーム４４の上面に設けられた中継輪１１４を通るように配設されている。中継輪１１４の内径はチューブ１１０および空気圧パイロット管路１０８の外径より十分大きく、チューブ１１０および空気圧パイロット管路１０８の動作を妨げることがない。また、チューブ１１０および空気圧パイロット管路１０８は、中継輪１１４によって概略の位置決めが行われることから弛みを防止できる。
【００５６】
トリガー弁１６４は、ローラ４８に保護層形成材または水を供給し、または遮断する機能を有することから、これらの液体の供給応答性を考慮してローラ４８に対して近接する箇所に設けられることが好ましい。トリガー弁１６４は比較的軽量であることからローラ４８の近傍に設けても、トリガー弁１６４の重量がロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作に与える影響は小さい。具体的には、トリガー弁１６４は、エンドエフェクタとしてのローラ機構部３４または最先端アームである第３アーム４６に設けるとローラ４８に対する距離が短くて好適である。
【００５７】
また、トリガー弁１６４を遮断状態にしておけば、該トリガー弁１６４より上流側管路内の保護層形成材は空気に触れることがなく、保護層形成材が乾燥・固化して詰まることがない。仮に保護層形成材が乾燥・固化しても、その影響はトリガー弁１６４とローラ４８とを接続するチューブ１０７内に限定される。チューブ１０７は非常に短く設定することができるので、保護層形成材が固化した場合に、チューブ１０７を交換する手間やコストが低減される。
【００５８】
図５に示すように、ローラ４８に保護層形成材を供給するための液圧および空圧の複合回路１５０は、コンプレッサ１５２と、該コンプレッサ１５２の吐出部に接続されたエアタンク１５４と、空気圧の供給・遮断の切り換えを行う手動の空圧投入弁１５６と、制御部１８から供給される電気信号によって２次側圧力を減少させるレギュレータ１５８と、該レギュレータ１５８の２次圧によってパイロット操作されて塗布材管路２２の圧力を減少させるレギュレータ操作弁１６０とを有する。また、複合回路１５０は、レギュレータ操作弁１６０の２次側管路および水管路２６が接続されたＭＣＶ１６２を有する。ＭＣＶ１６２の２次側とローラ４８との間にはトリガー弁１６４が設けられている。ＭＣＶ１６２の内部には、塗布材管路２２および水管路２６の連通・遮断の切り換えを行う切換弁１６２ａ、１６２ｂが設けられており、該切換弁１６２ａ、１６２ｂの２次側は連通している。なお、図５の破線は空気圧管路を示す。
【００５９】
ＭＣＶ１６２およびレギュレータ操作弁１６０は、空気圧パイロット式に限らず電気ソレノイド等の駆動方式のものでもよい。
【００６０】
複合回路１５０は、さらに、空圧投入弁１５６から供給される空気圧を切り換えることによって切換弁１６２ａ、１６２ｂをパイロット形式で操作するＭＣＶ切換電磁弁１６６と、トリガー弁１６４を空気圧パイロット管路１０８を介してパイロット操作するトリガー切換電磁弁１６８とを有する。レギュレータ１５８、レギュレータ操作弁１６０、ＭＣＶ１６２、ＭＣＶ切換電磁弁１６６およびトリガー切換電磁弁１６８は、前記のバルブ設置台４７に設けられている。また、バルブ設置台４７には空気圧シリンダ７８および８０を駆動する弁（図示せず）もバルブ設置台４７に設けられている。
【００６１】
ところで、バルブ設置台４７とローラ機構部３４との間は、空気圧パイロット管路１０８、チューブ１１０の２本に加え、空気圧シリンダ７８および８０に接続するチューブ（図示せず）が２本ずつ、計４本必要である。従って、仮にバルブ設置台４７に設置される各弁類を外部に配置すると、これらの弁類からロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続されるチューブは６本になる。また、ローラ機構部３４に付加機器を設ける場合には接続するチューブの数はさらに増加することになり、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作が妨げられる。本実施の形態では、バルブ設置台４７を第２アーム４４に設けることにより、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃと外部機器との間で接続されるチューブは、基本的にチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９の３本で足りる。また、図示しないが、保護層形成材の補助的な戻り管路を設ける場合でもチューブは４本で足りる。従って、これらのチューブによりロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作が妨げられることがない。
【００６２】
ＭＣＶ切換電磁弁１６６は制御部１８から供給される電気信号によって、切換弁１６２ａ、１６２ｂのいずれか一方を連通させるとともに他方を遮断し、水と保護層形成材とを切り換えてトリガー弁１６４に供給する。トリガー切換電磁弁１６８は、制御部１８から供給される電気信号によってトリガー弁１６４を連通・遮断に切り換えてローラ４８に水または保護層形成材を供給する。
【００６３】
塗布材管路２２および水管路２６の途中には、それぞれ手動の止め弁１７０、１７２が設けられている。通常、止め弁１７０および１７２は連通させておく。複合回路１５０において空気の排出口にはそれぞれサイレンサ１７４が設けられており、排気音を低減させている。コンプレッサ１５２、ポンプ３２および水供給源２４には、過剰な圧力上昇を防止するリリーフ弁（図示せず）が設けられている。複合回路１５０における各弁は、ステンレス鋼製であり発錆等の化学的劣化が少ない。
【００６４】
なお、複合回路１５０におけるコンプレッサ１５２、エアタンク１５４、水供給源２４およびポンプ３２は、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに共通であり、それ以外の機器は各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに個別に備えられている。
【００６５】
次に、このように構成される塗布装置１０を用いて、車両１４に保護層形成材を塗布する方法について説明する。
【００６６】
まず、予め、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに対して動作の教示を行う。すなわち、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに車両１４のボンネット部１４ａ（図１参照）、ルーフ中央部１４ｂおよびルーフ後方部１４ｃをそれぞれ分担させて、各担当部に保護層形成材を塗布させるように教示し、教示したティーチングデータは制御部１８の所定の記録部に記録し、保持しておく。車両１４がセダン型であるときには、ロボット１６ｃはトランク部を分担する。
【００６７】
次に、車両１４に保護層形成材を塗布する際には、保護層形成材を所定のヒータによって適温に加温するとともに、コンプレッサ１５２、水供給源２４およびポンプ３２を動作させる。また、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを車両１４と干渉することのない位置で待機させ、空圧投入弁１５６を連通させる。
【００６８】
次いで、塗装の終了した車両１４を搬送ライン１２によって搬入し、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの近傍で停止させる。制御部１８は、車両１４が搬入されたことを搬送ライン１２から供給される信号またはセンサ（図示せず）によって認識し、各ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃを教示データに基づいて動作させる。
【００６９】
このとき、図６に示すように、軸Ｊ２を回動させて、第１アーム４２をレール２００から離間する方向へ移動させた場合、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９が接続されるバルブ設置台４７もレール２００から離間し、索２０８をリール２０６から引き出すことになる。このように、索２０８はロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作にともなってリール２０６から引き出されることからロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作を妨げることがない。また、第１アーム４２を略直立させた場合には、図２に示すように、索２０８はリール２０６に自動的に巻き取られることから、バルブ設置台４７に近い箇所のチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９は上方へ延在し、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに干渉することがない。
【００７０】
図７に示すように、軸Ｊ２を回動させて、第１アーム４２をレール２００と平行に移動させた場合、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９が接続されるバルブ設置台４７もレール２００と平行に移動する。この際、ランナ２０４がレール２００に沿って従動的に変位するのでロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作を妨げることがない。また、バルブ設置台４７に近い箇所のチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９は上方へ延在する状態のまま変位することから、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに干渉することがない。
【００７１】
このように、ランナ２０４およびリール２０６の作用によって、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９がロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作に対してスムーズに追従する。従って、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作が妨げられることがなく、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９が屈曲、引張および捻れなどの変形を起こすことがない。レール２００、２０２、ランナ２０４およびリール２０６にはアクチュエータ等は不要であり、簡便な構成である。
【００７２】
さらに、バルブ設置台４７は比較的重量が大きいが、ベース部４０に近い第２アーム４４に設けられていることから、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作に与える影響が小さい。一方、第２アーム４４は、ローラ機構部３４に対しても近いので、ローラ機構部３４に設けられたトリガー弁１６４に対して供給する流体（保護層形成材および空気）の応答性が高い。
【００７３】
さらにまた、トリガー弁１６４は、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの先端部であるローラ機構部３４に設けられているが、軽量であることからロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作に与える影響が小さい。また、トリガー弁１６４はローラ４８に対して非常に近いので、ローラ４８に供給する保護層形成材の応答性が高い。
【００７４】
制御部１８はレギュレータ１５８（図５参照）を介してレギュレータ操作弁１６０を制御し、塗布材管路２２を適当な圧力に制御する。また、制御部１８は、ＭＣＶ切換電磁弁１６６を介してＭＣＶ１６２を制御し、塗布材管路２２を連通させるとともに水管路２６を遮断する。さらに、制御部１８はトリガー切換電磁弁１６８を操作することによってトリガー弁１６４を連通させる。このような制御部１８の作用によって保護層形成材は適当な圧力および適温に保たれながらローラ機構部３４のローラ４８に供給され、該ローラ４８の表面に適量がしみ出る。
【００７５】
また、終業時またはメンテナンス時等においては、ＭＣＶ切換電磁弁１６６を介してＭＣＶ１６２を操作して切換弁１６２ａを遮断するとともに切換弁１６２ｂを連通させる。このようにすることによって、水管路２６から水が供給され、ＭＣＶ１６２、トリガー弁１６４およびローラ機構部３４のローラ４８を洗浄することができる。ローラ４８は着脱可能となっていることから、ローラ機構部３４から取り外して単体で洗浄してもよい。
【００７６】
ＭＣＶ１６２の操作によりトリガー弁１６４およびローラ４８を洗浄すると、ＭＣＶ１６２とローラ４８との間の塗布材管路２２内に残留した保護層形成材が水で置換・排出されるので、塗布材管路２２内で保護層形成材が乾燥・固化して詰まることがない。
【００７７】
ところで、水で置換・排出される保護層形成材は廃棄されるが、ＭＣＶ１６２が設けられたバルブ設置台４７は第２アーム４４に取り付けられていることから、ローラ４８までの距離が比較的短く、廃棄される保護層形成材の量は少ない。従って、経済的であるとともに洗浄を迅速に行うことができる。
【００７８】
車両１４に保護層形成材を塗布する際、レギュレータ１５８による圧力制御と、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作速度とによって車両１４に塗布する保護層形成材の厚みを調整することができる。
【００７９】
このときの車両１４は塗装が終了していればよく、部品等が取り付けられていない未完成車であってもよいことはもちろんである。
【００８０】
ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって保護層形成材が塗布された車両１４は、搬送ライン１２によって次工程へ搬送される。ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、車両１４と干渉することのないように待避して、次の車両１４が搬入されるまで待機する。このとき、トリガー弁１６４を遮断させ保護層形成材の供給を停止させる。トリガー弁１６４を遮断することによって、保護層形成材の流れは停止し、塗布材管路２２およびチューブ１０７内に保護層形成材が残留する。このうちチューブ１０７内に残留した保護層形成材は、ローラ４８を介して空気に触れることになるが、仮にこの状態が継続してチューブ１０７内に残留した保護層形成材が固化しても、チューブ１０７は非常に短いので交換が容易である。
【００８１】
塗布された保護層形成材は、自然乾燥または送風しながら乾燥させて可剥離性保護層を形成し、車両１４の塗装部を保護する。
【００８２】
なお、本実施の形態におけるローラ機構部３４はローラ４８を有し、該ローラ４８によって保護層形成材を車両１４に塗布するものとして説明したが、使用するエンドエフェクタはこれに限らず、例えば、図８に示すように、ノズル３００を備えるエンドエフェクタ３０２を用いてもよい。エンドエフェクタ３０２はトリガー弁１６４と複数のノズル３００とを有し、トリガー弁１６４からチューブ３０４によって保護層形成材がノズル３００に供給される。ノズル３００は保護層形成材を噴霧することによって車両１４に塗布することができる。この場合においても、トリガー弁１６４をノズル３００の近くに設置することからチューブ１０７を短く設定することができる。
【００８３】
車両１４のバンパには着色されていて塗装が不要のものがあるが、保護層形成材はこのようなバンパ等の塗装部以外の箇所に塗布してもよい。
【００８４】
上記したように、本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置１０によれば、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続されるチューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９は可撓性であって、ランナ２０４に接続されていることから、レール２００、２０２に沿ってスムーズに変位可能である。従って、バルブ設置台４７がレール２００、２０２に沿った方向に動作する際、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９がロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作にスムーズに追従し、ロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作を妨げることがない。
【００８５】
また、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９とランナ２０４との間には、弾性体により索２０８を巻き取るリール２０６が介装されていることから、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９とランナ２０４は弾性的に接続されている。従って、バルブ設置台４７がレール２００、２０２から離間する方向に動作する際においても、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９がロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作を妨げることがない。
【００８６】
さらに、バルブ設置台４７は、第２アーム４４の中間点よりも第１アーム４２に近い側における上面に設けられていことから、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９を上方へ引き出しやすく、チューブ２２ｂ、２６ｂおよび４９がロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃに干渉しにくい。
【００８７】
本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置１０によれば、使用する保護層形成材は多量の水分を含んでいるが、各弁類およびステンレス鋼管２２ａ、２６ａはＳＵＳ３０４等のステンレス鋼を用いているので、発錆等の劣化が極めて少ない。
【００８８】
また、ローラ４８を備えるローラ機構部３４をロボット１６ａ、１６ｂ、１６ｃで操作するとともにローラ４８に保護層形成材を供給することにより、保護層形成材を塗布する工程を自動化し、塗布品質を均一化することができる。
【００８９】
さらにまた、自動化によって作業者が保護層形成材を塗布する工程がなくなることから、工程数を減少させて生産効率を向上させることができる。さらに、作業者用の空調設備を省略することができる。従って、空調に要する電力の低減により省エネルギ化を図ることができ、耐環境性を向上させることができるとともに工場の操業コストが低減化される。
【００９０】
保護層形成材により形成される剥離性保護層は、車両１４の出荷後において塗装部を保護することができる一方、工場内においても塗装部を保護することができスクラッチカバーの代用となる。従って、車種毎に違う形状の多数のスクラッチカバーを省略することができる。
【００９１】
本発明に係る保護層形成材の塗布装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る保護層形成材の塗布装置によれば、保護層形成材を塗布部まで供給する管路および／または弁をステンレス鋼とすることにより、化学的な劣化を防止するとができる。
【００９３】
また、レールに沿って変位自在なランナおよび索を弾性的に巻き取り可能なリールを用いることによって、ロボットに接続される管路をロボットの動作に対してスムーズに追従させることができる。
【００９４】
また、保護層形成材の材料としてアクリル系コポリマ剤を用いることによって、車両をより確実に保護することができ、しかも除去するときには剥がしやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る保護層形成材の塗布装置の斜視図である。
【図２】第１アームを直立させたロボットと、該ロボットに接続されるチューブの一部がリールを介してレールに吊されている様子を示す斜視図である。
【図３】平行リンクを採用したロボットと、該ロボットに接続されるチューブの一部がリールを介してレールに吊されている様子を示す斜視図である。
【図４】ローラ機構部の拡大斜視図である。
【図５】液圧および空圧の複合回路を示す回路図である。
【図６】第１アームを傾斜させたロボットと、該ロボットに接続されるチューブの一部がリールを介してレールに吊されている様子を示す斜視図である。
【図７】第１アームをレールと平行に動作させる際にチューブとランナが変位する様子を示す模式図である。
【図８】ノズルを有するロボットと、該ロボットに接続されるチューブの一部がリールを介してレールに吊されている様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…塗布装置                  １２…搬送ライン
１４…車両                      １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１７…ロボット
１８…制御部                    ２０…タンク
２２…塗布材管路                ２２ａ、２６ａ…ステンレス鋼管
２２ｂ、２６ｂ、４９、１０７、１１０、３０４…チューブ
２６…水管路                    ３０…スライドレール
３２…ポンプ                    ３４…ローラ機構部
４０…ベース部                  ４２…第１アーム
４４…第２アーム                ４４ａ、４６ａ…根元部
４４ｂ、４６ｂ…回転部          ４６…第３アーム
４７…バルブ設置台              ４８…ローラ
７８、８０…空気圧シリンダ      ７８ａ、８０ａ…ロッド
８６…ホルダ                    １０８…空気圧パイロット管路
１１４…中継輪                  １５０…複合回路
１６２…ＭＣＶ                  １６４…トリガー弁
２００、２０２…レール          ２０４…ランナ
２０６…リール                  ２０８…索
２１０…チューブ懸架具          ２１２…チューブ固定具
【図１】
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【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】
2004283799.tif 000008
【図７】
2004283799.tif 000009
【図８】
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