(57)【要約】【課題】簡単な構造で効率的な接着剤供給を行う。【解決手段】モータ軸１４を回転することで、ラック軸１６を移動させ、これによって、カートリッジ２６のピストン２６ｂを押す。これによって、カートリッジ２６内の接着剤が押し出され、接着剤排出管３０から排出される。また、蓋体２８をシリンダ２６ａに対し回転することで、シリンダ２６ａ内と外部の接続を制御することができ、接着剤の吐出、注入を制御することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットハンドに取り付けられ、塗布面に対して接着剤を供給する接着剤供給装置であって、
独立したカートリッジを受け入れ固定するカートリッジ受け部と、
このカートリッジ受け部に脱着自在で内部に接着剤を収納し、接着剤吐出口から接着剤を吐出するカートリッジであって、一端開放のシリンダ内に摺動移動可能に配置されたピストンを有するカートリッジと、
カートリッジ受け部のほぼ中心部分からカートリッジ側に対し進退自在であって、前記ピストンを押圧するプレス機構と、
前記カートリッジの前記接着剤吐出口を覆う蓋体と、
を有し、
前記蓋体を移動することで、前記接着剤吐出口を開閉することができ、接着剤吐出口を開いた状態で、前記プレス機構の駆動によってカートリッジの接着剤吐出口から接着剤を吐出させる接着剤供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記カートリッジの吐出口位置は前記ロボットハンドの移動中心軸と一致させてある接着剤供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置において、
前記ピストンの移動は、前記カートリッジを移動させるロボットの１軸として制御される接着剤供給装置。
【請求項４】
内部に接着剤を収容し、接着剤供給装置に着脱自在に取り付けられる接着剤用カートリッジであって、
一端開放のシリンダと、
このシリンダ内に摺動移動可能に配置されたピストンと、
シリンダの開放端の反対側の端部に設けられ、シリンダ内と外部を連通する接着剤吐出口と、
シリンダ開放側の外周部に設けられ、前記接着剤供給装置に係合固定される凹部と、
シリンダの開放端の反対側の端部に設けられシリンダの外表面から突出形成された突出部と、
前記カートリッジの前記接着剤吐出口を覆う蓋体と、
を有し、
前記蓋体を移動することで、前記接着剤吐出口を開閉することができ、接着剤吐出口を開いた状態で、前記ピストンの移動によってカートリッジの接着剤吐出口から接着剤を吐出させる接着剤用カートリッジ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置またはカートリッジにおいて、
前記シリンダはその外面が円筒状であり、前記蓋体はその外面に合致した円筒状の内面を有しており、蓋体を前記シリンダの外周に沿って摺動回転することで、接着剤吐出口からの接着剤の吐出を可能とする接着剤供給装置または接着剤用カートリッジ。
【請求項６】
請求項５に記載の装置またはカートリッジにおいて、
前記シリンダには、前記接着剤吐出口とは別に、接着剤流入口が設けられており、前記蓋体の摺動回転によって、この接着剤流入口を開閉する接着剤供給装置または接着剤用カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ロボットハンドに取り付けられ、塗布面に対して接着剤を供給する接着剤供給装置及び接着剤カートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、工場の生産設備においては、各種の作業にロボットが利用されている。例えば、自動車のフロントガラスや、リヤガラスなどには、その周辺に接着剤を付着させる。この接着剤の付着は、ガラスを保持した状態で、接着剤供給装置を接着剤を吐出させながらガラスの周囲に沿って移動させることによって行っている。接着剤供給装置をロボットに固定してロボットが移動させている。
【０００３】
このようなシステムでは、接着剤を接着剤供給装置に充填する必要があり、通常の場合、接着剤供給装置にホースを通じ接着剤を供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のシステムにおいて、接着剤供給装置には接着剤供給用のホースが接続されている。このため、これをロボットにより移動させていると、ホースが切れたり、ロボットの移動に対する負荷が大きく変動し、その制御が難しかったりする。さらに、ホースの引き回しに空間を確保する必要があり、装置の配置などの制限が大きくなるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、簡単な構造で効率的な接着剤供給を行うことができる接着剤供給装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロボットハンドに取り付けられ、塗布面に対して接着剤を供給する接着剤供給装置であって、独立したカートリッジを受け入れ固定するカートリッジ受け部と、このカートリッジ受け部に脱着自在で内部に接着剤を収納し、接着剤吐出口から接着剤を吐出するカートリッジであって、一端開放のシリンダ内に摺動移動可能に配置されたピストンを有するカートリッジと、カートリッジ受け部のほぼ中心部分からカートリッジ側に対し進退自在であって、前記ピストンを押圧するプレス機構と、前記カートリッジの前記接着剤吐出口を覆う蓋体と、を有し、前記蓋体を移動することで、前記接着剤吐出口を開閉することができ、接着剤吐出口を開いた状態で、前記プレス機構の駆動によってカートリッジの接着剤吐出口から接着剤を吐出させることを特徴とする。
【０００７】
このように、本発明によれば、接着剤が充填されたカートリッジを利用する。従って、接着剤供給装置へ接着剤を供給するためのホースの接続が不要である。そこで、ホースの耐久性やホースの重量などによる接着剤供給装置の動きへの悪影響の問題がなく、またホースの引き回しなどの配慮が不要になる。従って、工場における装置レイアウトが容易になる。また、蓋体によって、接着剤の供給を制御することができる。
【０００８】
前記カートリッジの吐出口位置は前記ロボットハンドの移動中心軸と一致させてあることが好適である。これによって、ロボットハンドによる吐出口の位置決めが容易になる。
【０００９】
また、前記ピストンの移動は、前記カートリッジを移動させるロボットの１軸として制御されることが好適である。これによって、ロボットによるカートリッジの移動と、接着剤吐出量制御を同期させることが容易となる。
【００１０】
また、内部に接着剤を収容し、接着剤供給装置に着脱自在に取り付けられる接着剤用カートリッジであって、一端開放のシリンダと、このシリンダ内に摺動移動可能に配置されたピストンと、シリンダの開放端の反対側の端部に設けられ、シリンダ内と外部を連通する接着剤吐出口と、シリンダ開放側の外周部に設けられ、前記接着剤供給装置に係合固定される凹部と、シリンダの開放端の反対側の端部に設けられシリンダの外表面から突出形成された突出部と、前記カートリッジの前記接着剤吐出口を覆う蓋体と、を有し、前記蓋体を移動することで、前記接着剤吐出口を開閉することができ、接着剤吐出口を開いた状態で、前記ピストンの移動によってカートリッジの接着剤吐出口から接着剤を吐出させることが好適である。
【００１１】
このカートリッジを用いて、接着剤の供給ができ、また接着剤を使い切った場合には、接着剤が充填されたカートリッジに交換すればよい。なお、ピストンの移動により接着剤を吸い込む真空充填方式を採用していれば、接着剤（材料）が途中経路に残存しそこで固化してしまうことを回避できる。そして、接着剤がなくなったカートリッジについては、接着剤を充填し直せばよい。
【００１２】
特に、使用の度に、接着剤塗布対象の１台毎の分量に見合った接着剤をカートリッジ内に供給（充填）することにより、接着剤（材料）の使い残し等がなくなり、不必要な廃棄物を生じることを防止して、環境への配慮が可能となる。
【００１３】
また、前記シリンダはその外面が円筒状であり、前記蓋体はその外面に合致した円筒状の内面を有しており、蓋体を前記シリンダの外周に沿って摺動回転することで、接着剤吐出口からの接着剤の吐出を可能とすることが好適である。
【００１４】
また、前記シリンダには、前記接着剤吐出口とは別に、接着剤流入口が設けられており、前記蓋体の摺動回転によって、この接着剤流入口を開閉することが好適である。これによって、接着剤のカートリッジへの注入を空気に触れずに行うことができる。
【００１５】
接着剤（材料）を空気に触れずに充填することが可能であるため、材料の硬化などを防止することができ、従来行われていた試し出しなどの余分な作業が不要であり、かつ材料の無駄使いをなくすことが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、一実施形態にかかる接着剤供給装置の要部構成を示す正面断面図である。
【００１８】
ロボットハンドに取り付けられるモータアッセンブリ１０からは、モータによって回転される回転軸１２が突出している。このモータ軸１２は、その先端部の周囲にピニオンギア１４が形成されている。そして、このピニオンギア１４の下側にはこれに噛み合うラックが上面側に形成されたラック軸１６と直交して配置されている。図１においては、モータ軸１２が紙面に直角な方向、ラック軸１６が左右方向に位置している。従って、モータ軸１２およびピニオンギア１４が時計回りに回転することによって、ラック軸１６が左方向に移動し、ピニオンギア１４が反時計回りに回転することによって、ラック軸１６が右方向に移動する。なお、モータ軸１２の紙面の奥側には、モータ軸１２を回転するモータが配置されている。
【００１９】
ここで、このモータ軸１２は、ロボットの同時７軸制御の第７軸に割り付けられており、ロボットコントローラによって、ロボットの１つの軸として制御される。そこで、ロボットの動作に応じてモータ軸１２の回転を制御することができ、接着剤供給をロボットの動作に応じて制御することができる。
【００２０】
この接着剤の供給は、例えば自動車のフロントガラスやリアガラスなどのボディー周辺への接着剤の供給である。このようなガラスの周辺への接着剤供給の場合、コーナー部分では、ロボットハンドが大きく動かなければならない。すなわち、ロボットハンドは、ガラスのコーナー部分において、円弧状に移動しなければならずその移動量が大きくなる。そこで、このコーナー部分において、接着剤の供給量を少なくして、ガラスに対するロボットハンドの移動と接着剤の供給量を直線部分と同等にする。特に、この接着剤供給の動作まで、ロボットコントローラによって、ロボットの第７軸の制御として行うため、全体の制御のタイミングを合致するように制御することが容易であり、好適な制御を行うことができる。
【００２１】
ギアアッセンブリには、カートリッジ受け部１８が固定されている。このカートリッジ受け部１８は、円筒状であり、その底面がモータアッセンブリ１０に固定されている。そして、この底面の中央部から前記ラック軸１６が進退自在に突出している。
【００２２】
カートリッジ受け部１８の周辺部の内部には、複数（例えば４つ）のロック用シリンダ２０が形成され、それぞれの内部にロック用ピストン２２が配置されている。このロック用ピストン２２の内側の図における左側には、凹部２２ａが形成されている。また、このロック用ピストン２２の内側に対応するロック用シリンダ２０の内側面には開口が形成され、ここにボール２４が挿入されている。このため、ロック用ピストン２２が図における左側に位置する場合（図１の場合）には、ロック用ピストン２２の凹部２２ａは開口に対応する位置にはなく、ボール２４はロック用ピストン２２の周面に押されて内側に位置している。一方、ロック用ピストン２２が図における右側に移動すると、ロック用ピストン２２の凹部２２ａが開口に対応する位置に至り、ボール２４が凹部２２ａに嵌り込み、ボール２４はロック用シリンダ２０側、すなわち外方に向けて移動可能になる。なお、ロック用シリンダ２０内には、ロック用ピストン２２の両側に圧縮空気を給排出され、これによって、ロック用ピストン２２、ボール２４の移動が制御される。
【００２３】
カートリッジ受け部１８内には、カートリッジ２６が着脱可能に挿入されている。このカートリッジ２６は、一端面が開放された中空円筒状のシリンダ２６ａと、その内部に摺動移動可能に挿入配置された円筒状のピストン２６ｂを有している。そして、このピストン２６ｂのシリンダ２６ａの開放端側に向く面（外側面）がカートリッジ受け部１８側に向いており、ラック軸１６の先端と当接可能となっている。
【００２４】
そして、シリンダ２６ａの外側には、その外面のほぼ全体を覆う蓋体２８が設けられている。すなわち、この蓋体２８の内面はシリンダ２６ａの外面に合致する形状となっており、両者は実質的に隙間なく重ね合わされている。そして、蓋体２８の円筒の中心軸とシリンダ２６ａの円筒の中心軸は同一となっており、蓋体２８が回転することによって、蓋体２８がシリンダ２６ａに対し摺動回転するようになっている。なお、蓋体２８もカートリッジ２６の一部を構成している。
【００２５】
また、蓋体２８の開放端側の外周面には凹条２８ａが形成されており、シリンダ２６ａがカートリッジ受け部１８に挿入された時にこの凹条２６ｃがカートリッジ受け部１８に設けられているボール２４に対応する位置に配置される。このため、この状態で、ロック用シリンダ２０内においてロック用ピストン２２が左側に移動することによって、ボール２４が蓋体２８の凹条２８ｃに向けて押し出され、カートリッジ２６がカートリッジ受け部１８内にロックされる。一方、ロック用ピストン２２が右に移動することによって、ロックがはずれる。
【００２６】
さらに、蓋体２８の閉じている側端面（図１における左側）には、棒状の把持部２８ｂが形成されている。従って、ロボットハンドによって、把持部２８ｂを握って、カートリッジ２６のカートリッジ受け部１８への挿入（装着）、排出（離脱）を行うことができる。
【００２７】
また、カートリッジ２６のシリンダ２６ａには、把持部側の端部には開口２６ｃが設けられており、蓋体２８にもこれに対応する位置に開口２８ｃが設けられている。特に、本実施形態では、シリンダ２６ａの先端側の周囲部に面取りした斜めの面があり、そこに開口２８ｃが設けられ、蓋体２８の開口２８ｃも斜めの面に設けられている。そこで、蓋体２８を回転することによって、開口２８ｃが開口２６ｃに対し相対的に移動し、開口２６ｃの開閉を行うことができる。シリンダ２６ａの突き当たり面には、偏心した位置に開口２６ｄが設けられており、蓋体２８を回転することで、開口２６ｄを開閉することができる。なお、図においては、開口２６ｃ，２８ｃが合致し、かつ開口２６ｄ，２８ｄが合致するように記載しているが、実際には両者とも開放する位置にはなく、１つずつが開放されるように設定してある。
【００２８】
そして、蓋体２８の開口２８ｃに対応する位置には、接着剤排出管３０が接続されている。
【００２９】
従って、バルブ２８を開いた状態で、モータ軸１２を回転して、ラック軸１６を移動して、ピストン２６ｂをシリンダ２６ａ内部に向けて押し込むことによって、シリンダ２６ａ内部の接着剤が接着剤排出管３０の先端３０ａから押し出される。そこで、ロボットハンドを任意に移動することによって、接着剤排出管３０の先端開口３０ａからの接着剤を任意位置に供給することができる。
【００３０】
また、蓋体２８を回転することによって、開口２６ｃが閉じられ、接着剤の排出を停止することができる。
【００３１】
さらに、蓋体２８の把持部２８ｂの内部は中空になっており、外部と開口２８ｄを接続する接着剤通路２８ｅになっている。すなわち、この接着剤通路２８ｅ、開口２８ｄ、開口２６ｄが連通された状態において、接着剤通路２８ｅから接着剤を供給することで、シリンダ２６ａ内部に接着剤が供給され、ピストン２６ｂが後退することになる。
【００３２】
また、図２に示すように、ラック軸１６は中空に形成されており、この内部には、移動軸３２がラック軸１６に対し相対移動自在に配置されている。さらにラック軸１６のカートリッジ２６側の端部には、若干広いバネ収容部１６ａが形成され、この内部に移動軸３２をカートリッジ２６側に向けて付勢するバネ３４が設けられている。従って、図２において、２点鎖線で示すように、ラック１６軸がピストン２６ｂの背部に当接されていないときには、移動軸のカートリッジ２６側端部は、ラック軸２６の中から吐出した構成になっている。なお、移動軸３２の反対側の端部には、ストッパ３２ａが設けられており、移動軸３２のカートリッジ側への移動を規制している。
【００３３】
また、移動軸３２のカートリッジ２６の反対側の端部には、リング部３２ａが設けられ、これに対応する位置に光学式の検出部３６が設けられている。すなわち、移動軸３２がラック軸１６より、所定量突出した場合に、リング部３２ａが検出部３６の下方にいたり、検出部３６がリング部３２ａの存在を検出する。
【００３４】
これによって、ピストン２６ｂ、シリンダ２６ａ内で、十分後ろ側に位置（接着剤が十分は行っている）し、このカートリッジ２６がカートリッジ受け部１８に装着される際に、リング部３２ａが検出部３６に検出される。従って、カートリッジ２６の取り替え時に、装着しようとするカートリッジ２６がピストン位置が十分後ろで接着剤が入ったものであるか否かを検出部３６の検出結果によって確認することができる。
【００３５】
図３には、接着剤供給装置を含むシステムの全体構成を示してある。基台４０上には、６軸ロボット４２が設置されており、そのロボットハンド４２ａの先端に、本実施形態の接着剤供給装置４４が接続されている。
【００３６】
そして、本実施形態においては、ロボットハンド４２ａの駆動軸と、接着剤排出管３０、特に先端開口３０ａの中心軸は一致されている。そこで、ロボットハンド４２ａの移動による先端開口３０ａ位置の制御が容易となっている。
【００３７】
また、ガラス保持台４６は、基台４６ａと、吸盤による下方支持部４６ｂと、周辺支持部４６ｃとからなっている。そして、ガラス４８は、下方支持部４６ｂ支持され、その状態で、ロボットハンド４２ａが移動しながら、ピストン２６ｂを移動してガラス４８の周辺に接着剤を塗布する。ここで、上述のように、モータ軸の駆動はロボットの第７軸に割り付けられており、ガラス４８のコーナー部に塗布する場合に接着剤の吐出量を減少するように制御する。これによって、ガラス４８の周辺に対する接着剤の塗布量を均一にすることができる。
【００３８】
また、図４には、上述したカートリッジ受け部１８と同様の構造を有する受け部を有する固定のステーション５０が示されている。すなわち、ステーション５０は、基台５２の上面にカートリッジ２６の蓋体２８から伸びる把持部２８ｂを固定してカートリッジ２６を支持するカートリッジ受け部５４が設けられている。把持部２８ｂの先端部分には、凹条が設けられており、ここを上述した受け部１８と同様の構成でエアシリンダなどを利用して保持する。
【００３９】
そして、このステーション５０には、把持部２８の先端部と係合し接着剤通路２８ｅと連通する注入管５６が内部が連通するように設けられている。従って、ステーションにカートリッジ２６が取り付けられた時に、開口２６ｄと開口２８ｄを一致させておくことによって、注入管５６の他端から接着剤を供給することで、シリンダ２６ａ内に接着剤を供給することができる。
【００４０】
また、カートリッジ２６の上方には、押え５８が配置可能になっており、これによってピストン２６ｂの上死点が決定されるようになっている。この押え５８はその駆動機構６０によって３次元移動が可能になっており、カートリッジ２６がロボット４２によってステーション５０に取り付けられた後、カートリッジ２６のピストン２６ｂの背面側に上方からおり、シリンダ２６ａの蓋をすることで、ピストン２６ｂの上死点を決定する。ステーション５０は複数あり、駆動機構６０は押え５８を各ステーション５０に移動してカートリッジ２６の蓋をできるようになっている。そして、この押え５８を設置した状態で、注入管５６を介し接着剤を注入することで、ピストン２６ｂが所定の位置になるまで、接着剤を注入することができる。従って、接着剤の注入量自体は制御しなくても供給できるだけ供給すればよい。
【００４１】
そして、このような接着剤の注入が終了した場合には、そのままの状態で待っていればよい。ロボット４２は、カートリッジ２６の接着剤が終了した場合には、空いているステーション５０にカートリッジ２６を運び、カートリッジ２６の把持部２８ｂをカートリッジ受け部５４によって保持させ、ロボットハンドから離す。次に、他のステーション５０ですでに待っている接着剤注入後のカートリッジ２６を取り付ける。この際に、上述の検出部３６によって、接着剤が入っているカートリッジ２６か否かを判定する。そして、カートリッジ２６を取り付け、ガラスへの接着剤塗布を再開する。一方、空のカートリッジ２６が取り付けられたステーション５０では、接着剤を注入し、ロボット４２による次のカートリッジ２６取り替えに備える。
【００４２】
このように、本実施形態では、接着剤が充填されたカートリッジ２６を利用する。従って、接着剤供給装置へ接着剤を供給するためのホースの接続が不要である。そこで、ホースの耐久性やホースの重量などによる接着剤供給装置の動きへの悪影響の問題がなく、またホースの引き回しなどの配慮が不要になる。従って、工場における装置レイアウトが容易になる。
【００４３】
そして、蓋体２８の回転によって、シリンダ２６ａ内と、接着剤吐出のための接着剤排出管３０や、接着剤を注入するための接着剤通路２８ｅと外部との接続を制御することができる。従って、接着剤を空気との接触をさせずに、順次カートリッジ２６に充填することができる。
【００４４】
なお、このような接着剤供給装置は、車両のフロントガラスやリアガラスの周辺へのモール接着用の接着剤の塗布や、ボンネットの裏側へのリブの接着など各種部材への接着剤の塗布に利用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、接着剤が充填されたカートリッジを利用する。従って、接着剤供給装置へ接着剤を供給するためのホースの接続が不要である。そこで、ホースの耐久性やホースの重量などによる接着剤供給装置の動きへの悪影響の問題がなく、またホースの引き回しなどの配慮が不要になる。従って、工場における装置レイアウトが容易になる。また、蓋体によって、接着剤のカートリッジに対する排出供給の容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る装置の正面断面図である。
【図２】接着剤注入後のカートリッジを検出するための構成を示す図である。
【図３】ロボットシステムの構成を示す図である。
【図４】接着剤注入用のステーションの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  モータアッセンブリ、１２  モータ軸、１４  ピニオンギア、１６  ラック軸、１８  カートリッジ受け部、２０  ロック用シリンダ、２２  ロック用ピストン、２４  ボール、２６  カートリッジ、２８  バルブ、３０  接着剤排出管。
【図１】
2004337732.tif 000003
【図２】
2004337732.tif 000004
【図３】
2004337732.tif 000005
【図４】
2004337732.tif 000006