(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対し相対移動する塗布ヘッドに粘性材料を供給し、塗布ヘッドに設けたノズルのノズル孔から開閉弁を開弁させることで粘性材料を吐出させてワークに粘性材料を塗布するようにした粘性材料の塗布装置において、塗布ヘッド内のノズル孔より上流側の流路部分の流路面積を可変して粘性材料の吐出量を調整する流量調整弁と、ワークに対する塗布ヘッドの相対移動速度に応じて流量調整弁を制御する第１の制御手段と、該流量調整弁に供給される粘性材料の材料圧力を調整する圧力調整弁と、該圧力調整弁から該流量調整弁に供給される粘性材料の流量を検出する流量検出手段と、該圧力調整弁を制御する第２の制御手段とを備え、前記流量調整弁は前記開閉弁と別体に構成され且つ前記塗布ヘッドを構成するヘッド本体の軸線に交叉するように前記ヘッド本体の内部に臨み、該第２の制御手段は、ワークに対する所定の塗布長の塗布作業で吐出された粘性材料の実総吐出量を、前記流量検出手段により検出された粘性材料の流量の積算値として算出し、該実総吐出量とあらかじめ設定された目標総吐出量とを比較し、該目標総吐出量に対する該実総吐出量の偏差を解消するように、前記圧力調整弁を制御することを特徴とする粘性材料の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着剤やシーリング剤等の粘度の高い粘性材料の塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
接着剤、シーリング剤などの粘性流体を吐出して自動車車体等のワークの表面に粘性材料をビード状に塗布する場合、塗布ヘッドの移動速度や材料粘度が変化しても、単位長さ当りに塗布される粘性材料を一定量に維持して、粘性材料を所要のビード形状で塗布し得るようにすることが必要になる。このため、塗布装置は、塗布ヘッドの移動速度や材料粘度の変化に追従して、粘性材料の吐出量を精度良く制御できるものが望ましい。
【０００３】
従来、この種の塗布装置としては、特許第２６７７５４７号公報に見られるように、塗布ヘッドに流量調整弁とその下流側の吐出圧力を検出するノズル外周の圧力センサとを設けて、吐出圧力が設定流量に対応する値になるように圧力センサの出力信号に基づいて流量調整弁をフィードバック制御するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ワークの入り組んだ部位にノズルを臨ませる際に、塗布ヘッドのノズル外周に設けた圧力センサがワークに干渉して粘性材料の塗布が困難になることがある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、塗布ヘッドのノズル外周にセンサを設けることなく粘性材料の吐出量を制御し得るようにした粘性材料の塗布装置を提供することをその課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、ワークに対し相対移動する塗布ヘッドに粘性材料を供給し、塗布ヘッドに設けたノズルのノズル孔から開閉弁を開弁させることで粘性材料を吐出させてワークに粘性材料を塗布するようにした粘性材料の塗布装置において、塗布ヘッド内のノズル孔より上流側の流路部分の流路面積を可変して粘性材料の吐出量を調整する流量調整弁と、ワークに対する塗布ヘッドの相対移動速度に応じて流量調整弁を制御する第１の制御手段と、該流量調整弁に供給される粘性材料の材料圧力を調整する圧力調整弁と、該圧力調整弁から該流量調整弁に供給される粘性材料の流量を検出する流量検出手段と、該圧力調整弁を制御する第２の制御手段とを備え、前記流量調整弁は前記開閉弁と別体に構成され且つ前記塗布ヘッドを構成するヘッド本体の軸線に交叉するように前記ヘッド本体の内部に臨み、該第２の制御手段は、ワークに対する所定の塗布長の塗布作業で吐出された粘性材料の実総吐出量を、前記流量検出手段により検出された粘性材料の流量の積算値として算出し、該実総吐出量とあらかじめ設定された目標総吐出量とを比較し、該目標総吐出量に対する該実総吐出量の偏差を解消するように、前記圧力調整弁を制御することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車車体等のワークに粘性材料たるシーリング剤を塗布する塗布装置の概要を示しており、タンク１から、ポンプ２と圧力調整弁３と流量計４とを経て塗布ヘッド５にシーリング剤が供給される。供給路の流量計４と塗布ヘッド５との間には、シーリング剤をタンク１に戻すリターン弁６が接続されている。
【０００８】
塗布ヘッド５は、先端にノズル５０を取付けたヘッド本体５１と、ヘッド本体５１の基部側面に取付けたバルブブロック５２とを備え、バルブブロック５２においてロボット７の手首部７ａ先端のツールホルダ７ｂに取付けられている。ロボット７は、ロボットコントローラ８に格納されているティーチングデータに従って動作され、塗布ヘッド５をワークのシーリング剤塗布部位に沿って移動させ、塗布部位にシーリング剤をビード状に塗布する。
【０００９】
バルブブロック５２には、シーリング剤の流入ポート５３と、該ポート５３からヘッド本体５１に連なる流路部分の流路面積を可変してシーリング剤の流量を調整する流量調整弁９が設けられている。流量調整弁９は、上記流路部分内で移動可能なテーパー付きのニードル９０と、バルブブロック５２の後端に取付けた、ニードル９０をボールねじ機構等の連動機構９１を介して進退するサーボモータ等の駆動源９２とで構成されている。ニードル９０を進退すると、流入ポート５３に連なる流量調整弁９の流路部分の流路面積（弁開度）が変化し、ヘッド本体５１の流路に供給されるシーリング剤の流量が変化する。駆動源９２はガンコントローラ１０によって制御されている。
【００１０】
ヘッド本体５１には、ノズル５０に連なる弁孔１１ａを開閉するボール状の開閉弁１１と、該開閉弁１１をこれに一体のシリンダロッド１１ｂを介して進退するシリンダ１１ｃとが設けられており、シリンダ１１ｃにより開閉弁１１を開いたときに、バルブブロック５２の流入ポート５３から流量調整弁９と開閉弁１１とを介してノズル５０のノズル孔５０ａからシーリング剤が吐出される。シリンダ１１ｃは、ばね１１ｄを内蔵する単動エアシリンダで構成され、ガンコントローラ１０により制御されるエア弁１１ｅを介して駆動される。そして、塗布作業開始時に開閉弁１１を開弁し、塗布作業終了時に開閉弁１１を閉弁すると共に、ガンコントローラ１０によりリターン弁６を開弁し、シーリング剤をタンク１に戻す。
【００１１】
上記の如くロボット７により塗布ヘッド５をワークの塗布部位に沿って移動させて塗布作業を行う場合、塗布部位の形状に応じて塗布ヘッド５の移動速度を変動させる必要がある。この場合、塗布ヘッド５から吐出されるシーリング剤の吐出量を制御しないと、ワークの塗布部位に対する単位長さ当りの塗布量が一定に維持できず所要のビード形状でシーリング剤を塗布することができない。
【００１２】
そこで、流量調整弁９の駆動源９２を制御するガンコントローラ１０にロボットコントローラ８から塗布ヘッド５の移動速度を表すデータを伝送し、塗布ヘッド５の移動速度が遅くなったときは流量調整弁９の弁開度が減少し、塗布ヘッド５の移動速度が速くなったときは流量調整弁９の弁開度が増加するように、ガンコントローラ１０により塗布ヘッド５の移動速度に応じて流量調整弁９を制御して、単位長さ当りの塗布量が塗布ヘッド５の移動速度に係らず一定になるべくシーリング剤の吐出量を調整できるようにし、これを第１の制御手段とした。
【００１３】
ところで、シーリング剤の材料粘度が低下すると、図２（ａ）に示すように、シーリング剤の吐出量が増加し、ワークに塗布されるシーリング剤のビード形状が幅広になる。ここで、流量調整弁９の弁開度が一定であっても、流量調整弁９に供給されるシーリング剤の材料圧力が変化すると、シーリング剤の吐出量が図２（ｂ）に示す如く変化する。
【００１４】
そこで、本実施形態では、ワークに対する所定の塗布長の塗布作業、例えば、１個のワークに対する塗布作業（１回の塗布サイクル）で吐出すべきシーリング剤の目標総吐出量をガンコントローラ１０に予め記憶させておき、流量計４で検出されるシーリング剤の流量データを該塗布サイクルの開始から終了までの範囲で積算し、この積算値をシーリング剤の実総吐出量として上記の目標総吐出量と比較する。両者は、シーリング剤の材料粘度の変動に伴って乖離したものとなるが、目標総吐出量に対する実総吐出量の偏差を解消するように、流量調整弁９に供給するシーリング剤の材料圧力を圧力調整弁３で調整する。これらの一連の制御をガンコントローラ１０により行い、第２の制御手段とする。これによれば、シーリング剤の粘度変化で吐出量が変化しても、次回の塗布サイクルでは、シーリング剤を所要の吐出量で吐出して、シーリング剤を所要のビード形状で塗布することができる。
【００１５】
ところで、シーリング剤の粘度変化の要因は主として雰囲気温度の変化であり、１回の塗布サイクル中にシーリング剤の粘度が変化しても、その変化量は微小であり、シーリング剤の粘度変化による流量変化をリアルタイムで検出することは困難である。そこで、上記の如く１回の塗布サイクルの開始から終了までに流量計４で検出された流量を積算して実総吐出量を求めて、シーリング剤の粘度変化による流量変化を実総吐出量の変化として検出し得るようにし、実総吐出量に基づく圧力調整弁３の制御でシーリング剤の粘度変化による吐出量の変化を補償している。
【００１６】
尚、塗布サイクル中の実総吐出量の算出及び実総吐出量に基づく圧力調整弁３の制御は１サイクル毎に行うのがベストであるが、数サイクル毎に１回行うようにしても良い。又、上記の実施形態では、実総吐出量の算出及び目標総吐出量の設定のための所定の塗布長を、１個のワークに対する塗布作業の全塗布部位の総塗布長として例示しているが、１個のワーク中に塗布部位が複数箇所あれば、各塗布部位のいずれかの塗布長を前記の所定の塗布長として、該塗布部位への塗布作業の範囲で算出した実総吐出量に基づいて、前記の第２の制御手段により、シーリング剤の吐出量の制御を行うようにしても良い。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、塗布作業中に塗布ヘッドの移動速度が変化しても、又、粘性材料の材料粘度が変化しても、塗布部位の単位長さ当りに塗布される粘性材料を一定量に維持して、所要のビード形状で粘性材料を正確に塗布でき、而も、塗布ヘッドのノズル外周に圧力センサを設けずに済むため、ワークの入り組んだ部位にも粘性材料を塗布できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一例を示す概略線図
【図２】（ａ）材料粘度と吐出量との関係を示す図、（ｂ）材料圧力と吐出量との関係を示す図
【符号の説明】
３  圧力調整弁    ４  流量計
５  塗布ヘッド    ５０  ノズル    ５０ａ  ノズル孔
６  リターン弁    ８  ロボットコントローラ    ９  流量調整弁
１０  ガンコントローラ
【図１】
0004486222.tif 000002
【図２】
0004486222.tif 000003