(57)【要約】【課題】適切な時間だけ樹脂を溶融させることで、溶着のサイクルタイムを短縮する。過剰な加熱による樹脂の劣化を防止する。また、溶着の品質を向上させる。【解決手段】樹脂部品の溶融装置３は、加熱部材７１と、押し付け手段７０と、記憶手段７８と、変位検出手段７２と、計時手段７３と、単位変位量算出手段７４と、単位変位量算出手段７４により算出された単位変位量が、記憶手段７８に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、押し付け部材７０の加熱部材７１への押し付け力と加熱部材７１の樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように押し付け手段７０の駆動を制御する駆動制御手段７７と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部品を加熱して溶融させる加熱部材と、
前記加熱部材を前記樹脂部品に押し付ける押し付け手段と、
前記樹脂部品に関して、前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間と前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位量とを予め対応付けて記憶する記憶手段と、
前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出手段と、
前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時手段と、
前記変位検出手段により検出された前記加熱部材の変位と前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、単位時間当たりの前記加熱部材の単位変位量を算出する単位変位量算出手段と、
前記単位変位量算出手段により算出された単位変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする樹脂部品の溶融装置。
【請求項２】
樹脂部品を加熱して溶融させる加熱部材と、
前記加熱部材を前記樹脂部品に押し付ける押し付け手段と、
前記樹脂部品に関して、前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間と前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位量とを予め対応付けて記憶する記憶手段と、
前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出手段と、
前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時手段と、
前記変位検出手段により検出された前記加熱部材の変位と前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、前記計時手段が計時を開始してからの前記加熱部材の総変位量を算出する総変位量算出手段と、
前記総変位量算出手段により算出された総変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする樹脂部品の溶融装置。
【請求項３】
前記変位検出手段により検出された前記加熱部材の変位と前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、前記計時手段が計時を開始してからの前記加熱部材の総変位量を算出する総変位量算出手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記総変位量算出手段により算出された総変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の樹脂部品の溶融装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂部品の溶融装置と、
複数のアームを有し、当該アームの先端に前記樹脂部品の溶融装置が設けられるとともに、駆動力が付与されることにより、前記アームの先端が所定の動作範囲内で動作する単数又は複数のロボットと、
を備えることを特徴とする樹脂部品の溶融ロボットシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の樹脂部品の溶融装置を用いた樹脂部品の溶融方法において、
前記押し付け手段により前記加熱部材を前記樹脂部品に押し付ける押し付け工程と、
前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出工程と、
前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時工程と、
前記変位検出工程により検出された前記加熱部材の変位と前記計時工程により計測された経過時間とに基づいて、単位時間当たりの前記加熱部材の単位変位量を算出する単位変位量算出工程と、
前記単位変位量算出工程により算出された単位変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御する駆動制御工程と、
を備えることを特徴とする樹脂部品の溶融方法。
【請求項６】
請求項２に記載の樹脂部品の溶融装置を用いた樹脂部品の溶融方法において、
前記押し付け手段により前記加熱部材を前記樹脂部品に押し付ける押し付け工程と、
前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出工程と、
前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時工程と、
前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出工程と、
前記変位検出工程により検出された前記加熱部材の変位と前記計時工程により計測された経過時間とに基づいて、前記計時工程が計時を開始してからの前記加熱部材の総変位量を算出する総変位量算出工程と、
前記総変位量算出工程により算出された総変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御する駆動制御工程と、
を備えることを特徴とする樹脂部品の溶融方法。
【請求項７】
請求項５に記載の樹脂部品の溶融方法において、
前記変位検出工程により検出された前記加熱部材の変位と前記計時工程により計測された経過時間とに基づいて、前記計時工程が計時を開始してからの前記加熱部材の総変位量を算出する総変位量算出工程を備え、
前記駆動制御工程では、前記総変位量算出工程により算出された総変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御することを特徴とする樹脂部品の溶融方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂部品の溶融装置、樹脂部品の溶融ロボットシステム及び樹脂部品の溶融方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂材料で一体成型された燃料タンク等の本体部品には、フィラーチューブの接続口等の小部品が溶着される。溶着は、まず、本体部品と小部品の接合面同士間に当該樹脂材料を溶融させる温度に加熱された熱板を挟んで、互いの接合面の平行度が整うように溶融させ（第１工程）、互いの接合面を溶着可能なように溶融させて（第２工程）、熱板を取り外した上で互いの接合面を合わせる（第３工程）ことにより行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２８０３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献１においては、各工程における作業時間、本体部品及び小部品に対する熱板の押圧力は各工程毎に設定することができるものの、同一工程内では熱板の押圧力は一定である。そのため、作業環境の周辺温度や、溶融させる前の本体部品及び小部品の温度によって溶融速度にばらつきが発生する。このため、目的となる深さの溶融を実現させるためには、これらのばらつきを加味して熱板を長めに本体部品及び小部品に押し付ける必要がある。この結果、溶着完了までのサイクルタイムが長くなるという問題があった。また、過剰な加熱により本体部品及び小部品を組成する樹脂材料が劣化するという問題があった。また、溶融深さの不確実さに起因する製品の品質が不安定になる、不良品を製造してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、適切な時間だけ樹脂を溶融させることで、溶着のサイクルタイムを短縮することができる樹脂部品溶融装置、樹脂部品の溶融ロボットシステム及び樹脂部品の溶融方法を提供することを目的とする。また、過剰な加熱による樹脂の劣化を防止することができる樹脂部品溶融装置、樹脂部品の溶融ロボットシステム及び樹脂部品の溶融方法を提供することを目的とする。また、溶着の品質を向上させることができる樹脂部品溶融装置、樹脂部品の溶融ロボットシステム及び樹脂部品の溶融方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、樹脂部品の溶融装置において、樹脂部品を加熱して溶融させる加熱部材と、前記加熱部材を前記樹脂部品に押し付ける押し付け手段と、前記樹脂部品に関して、前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間と前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位量とを予め対応付けて記憶する記憶手段と、前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出手段と、前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時手段と、前記変位検出手段により検出された前記加熱部材の変位と前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、単位時間当たりの前記加熱部材の単位変位量を算出する単位変位量算出手段と、前記単位変位量算出手段により算出された単位変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、樹脂部品の溶融装置において、樹脂部品を加熱して溶融させる加熱部材と、前記加熱部材を前記樹脂部品に押し付ける押し付け手段と、前記樹脂部品に関して、前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間と前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位量とを予め対応付けて記憶する記憶手段と、前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出手段と、前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時手段と、前記変位検出手段により検出された前記加熱部材の変位と前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、前記計時手段が計時を開始してからの前記加熱部材の総変位量を算出する総変位量算出手段と、前記総変位量算出手段により算出された総変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の樹脂部品の溶融装置において、前記変位検出手段により検出された前記加熱部材の変位と前記計時手段により計測された経過時間とに基づいて、前記計時手段が計時を開始してからの前記加熱部材の総変位量を算出する総変位量算出手段を備え、前記駆動制御手段は、前記総変位量算出手段により算出された総変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、樹脂部品の溶融ロボットシステムにおいて、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂部品の溶融装置と、複数のアームを有し、当該アームの先端に前記樹脂部品の溶融装置が設けられるとともに、駆動力が付与されることにより、前記アームの先端が所定の動作範囲内で動作する単数又は複数のロボットと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の樹脂部品の溶融装置を用いた樹脂部品の溶融方法において、前記押し付け手段により前記加熱部材を前記樹脂部品に押し付ける押し付け工程と、前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出工程と、前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時工程と、前記変位検出工程により検出された前記加熱部材の変位と前記計時工程により計測された経過時間とに基づいて、単位時間当たりの前記加熱部材の単位変位量を算出する単位変位量算出工程と、前記単位変位量算出工程により算出された単位変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御する駆動制御工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の樹脂部品の溶融装置を用いた樹脂部品の溶融方法において、前記押し付け手段により前記加熱部材を前記樹脂部品に押し付ける押し付け工程と、前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出工程と、前記押し付け手段が前記加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時工程と、前記押し付け手段により前記樹脂部品に押し付けられた前記加熱部材の変位を検出する変位検出工程と、前記変位検出工程により検出された前記加熱部材の変位と前記計時工程により計測された経過時間とに基づいて、前記計時工程が計時を開始してからの前記加熱部材の総変位量を算出する総変位量算出工程と、前記総変位量算出工程により算出された総変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御する駆動制御工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の樹脂部品の溶融方法において、前記変位検出工程により検出された前記加熱部材の変位と前記計時工程により計測された経過時間とに基づいて、前記計時工程が計時を開始してからの前記加熱部材の総変位量を算出する総変位量算出工程を備え、前記駆動制御工程では、前記総変位量算出工程により算出された総変位量が、前記記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、前記押し付け部材の前記加熱部材への押し付け力と前記加熱部材の前記樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように前記押し付け手段の駆動を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、加熱部材を樹脂部品に押し付けると、変位検出手段は加熱部材の変位を検出し、計時手段は加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する。また、単位変位量算出手段は、単位時間当たりの加熱部材の単位変位量を算出する。
そして、駆動制御手段は、単位変位量算出手段により算出された単位変位量が、記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、押し付け部材の加熱部材への押し付け力と加熱部材の樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように押し付け手段の駆動を制御する。
これにより、加熱部材の樹脂部品への押し付け時間を調整することにより、適切な時間だけ樹脂を溶融させることで、溶着のサイクルタイムを短縮することができる。また、押し付け手段の加熱部材への押し付け力を調整することにより、樹脂部品を長めに溶融させる必要がなくなり、過剰な加熱による樹脂の劣化を防止することができる。また、溶融深さを安定させることができ、溶融深さの不確実さに起因する製品の品質が不安定になる、不良品を製造してしまうという問題が解消され、溶着の品質を向上させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、加熱部材を樹脂部品に押し付けると、変位検出手段は加熱部材の変位を検出し、計時手段は加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する。また、総変位量算出手段は、計時手段が計時を開始してからの加熱部材の総変位量を算出する。
そして、駆動制御手段は、総変位量算出手段により算出された総変位量が、記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、押し付け部材の加熱部材への押し付け力と加熱部材の樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように押し付け手段の駆動を制御する。
これにより、加熱部材の樹脂部品への押し付け時間を調整することにより、適切な時間だけ樹脂を溶融させることで、溶着のサイクルタイムを短縮することができる。また、押し付け手段の加熱部材への押し付け力を調整することにより、樹脂部品を長めに溶融させる必要がなくなり、過剰な加熱による樹脂の劣化を防止することができる。また、溶融深さを安定させることができ、溶融深さの不確実さに起因する製品の品質が不安定になる、不良品を製造してしまうという問題が解消され、溶着の品質を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、駆動制御手段は、単位変位量と総変位量とに基づいて押し付け手段の駆動を制御するので、いずれか一方のパラメータを用いて制御するときよりも制御の精度を向上させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、所定の動作範囲内で動作するロボットに樹脂部品の溶融装置を設けることにより、溶着を行う樹脂部品の生産ラインでの使用に適した樹脂部品の溶融ロボットシステムを提供することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、押し付け工程では加熱部材を樹脂部品に押し付け、変位検出工程では加熱部材の変位を検出し、計時工程では加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する。そして、単位変位量算出工程では、単位時間当たりの加熱部材の単位変位量を算出する。
そして、駆動制御工程では、単位変位量算出工程により算出された単位変位量が、記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、押し付け部材の加熱部材への押し付け力と加熱部材の樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように押し付け手段の駆動を制御する。
これにより、加熱部材の樹脂部品への押し付け時間を調整することにより、適切な時間だけ樹脂を溶融させることで、溶着のサイクルタイムを短縮することができる。また、押し付け手段の加熱部材への押し付け力を調整することにより、樹脂部品を長めに溶融させる必要がなくなり、過剰な加熱による樹脂の劣化を防止することができる。また、溶融深さを安定させることができ、溶融深さの不確実さに起因する製品の品質が不安定になる、不良品を製造してしまうという問題が解消され、溶着の品質を向上させることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、押し付け工程では加熱部材を樹脂部品に押し付け、変位検出工程では加熱部材の変位を検出し、計時工程では加熱部材の押し付けを開始してからの経過時間を計測する。そして、総変位量算出工程では、計時手段が計時を開始してからの加熱部材の総変位量を算出する。
そして、駆動制御工程では、総変位量算出工程により算出された総変位量が、記憶手段に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、押し付け部材の加熱部材への押し付け力と加熱部材の樹脂部品への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように押し付け手段の駆動を制御する。
これにより、加熱部材の樹脂部品への押し付け時間を調整することにより、適切な時間だけ樹脂を溶融させることで、溶着のサイクルタイムを短縮することができる。また、押し付け手段の加熱部材への押し付け力を調整することにより、樹脂部品を長めに溶融させる必要がなくなり、過剰な加熱による樹脂の劣化を防止することができる。また、溶融深さを安定させることができ、溶融深さの不確実さに起因する製品の品質が不安定になる、不良品を製造してしまうという問題が解消され、溶着の品質を向上させることができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、駆動制御工程では、単位変位量と総変位量とに基づいて押し付け手段の駆動を制御するので、いずれか一方のパラメータを用いて制御するときよりも制御の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、樹脂部品の溶融装置、樹脂部品の溶融ロボットシステム及び樹脂部品の溶融方法の最良の形態について詳細に説明する。
＜樹脂部品の溶融装置、樹脂部品の溶融ロボットシステムの構成＞
最初に、樹脂部品の溶融装置、樹脂部品の溶融ロボットシステムの構成について説明する。
図１は、溶融ロボットシステム１０の概略構成を示す図である。溶融ロボットシステム１０は、例えば、樹脂材料から一体成型された燃料タンクの本体部品にフィラーチューブの接続口等の小部品を溶着する際に用いられる。溶接ロボットシステム１０は、駆動力が付与されることにより所定の動作範囲内で動作する二基のロボット１，２と、各ロボット１，２に設けられた溶融装置３，４と、を備えている。
【００２０】
（ロボット）
ロボット１，２は、土台となるベース１２，２２と、関節１３，２３で連結された複数のアーム１４，２４と、各関節１３，２３に設けられた駆動源としてのサーボモータ（図示略）と、各サーボモータの軸角度をそれぞれ検出するエンコーダ（図示略）とを備えている。そして、最も先端に配置されたアーム１４，２４の先端部には、燃料タンクの本体部品Ｗ１、小部品Ｗ２を溶融させる溶融装置３，４が装備されている。具体的には、ロボット１には本体部品Ｗ１を溶融させる溶融装置３が設けられ、ロボット２には小部品Ｗ２を溶融させる溶融装置４の一部が設けられている。
各関節１３，２３は、アーム１４，２４の一端部を揺動可能として他端部を軸支する揺動関節と、アーム１４，２４自身をその長手方向を中心に回転可能に軸支する回転関節とのいずれかから構成される。つまり、ロボット１，２はいわゆる多関節型ロボットに相当する。
【００２１】
（本体部品の溶融装置）
溶融装置３は、最も先端に配置されたアーム１４の先端部に設けられた支持台３１を備えている。支持台３１上には、押し付け手段としてのエアシリンダ３２が設けられている。このエアシリンダ３２は、アーム１４の先端部が溶着位置にある際にピストンロッド３２ａが上下方向に沿って伸縮するように設けられている。エアシリンダ３２におけるピストンロッド３２ａの先端部には、通電により本体部品Ｗ１を組成する樹脂材料を溶融可能な温度まで発熱する加熱部材としての熱板３３が設けられている。すなわち、熱板３３は、本体部品Ｗ１に接触することにより、その樹脂材料を加熱して溶融させることができる。熱板３３には、当該熱板３３を通電により加熱するためのヒータ３３ａと、ヒータ３３ａにより加熱された熱板３３の温度を計測する熱電対３３ｂと、が設けられている。ヒータ３３ａ及び熱電対３３ｂは、ともに温度調整ユニット３３ｃに接続され、この温度調整ユニット３３ｃは、ロボット１の駆動制御を行うとともに溶融装置３の構成の一部となりエアシリンダ３２の制御を行う制御装置５に接続されている。
【００２２】
エアシリンダ３２には、エアシリンダ３２により本体部品Ｗ１に押し付けられた熱板３３の変位を検出する変位検出手段としてのポテンショメータ３４が設けられている。すなわち、ポテンショメータ３４は、熱板３３を押圧する前の初期位置からの押し付け量を検出する。ポテンショメータ３４は、カウンタ３４ａに接続され、このカウンタ３４ａによりエアシリンダ３２のピストンロッド３２の伸縮状態が常時監視されている。このカウンタ３４ａは、制御装置５に接続されている。
エアシリンダ３２は、ソレノイドバルブ３２ｂに接続されており、ソレノイドバルブ３２ｂの動作にしたがってエアシリンダ３２のピストンロッド３２ａも伸縮する。ここで、ソレノイドバルブ３２ｂは、センターエキゾーストタイプの３ポジション５方弁である。
【００２３】
本体部品Ｗ１は、床に設置された載置台Ｔ１上に載置され、熱板３３が下降した際に互いの接合面が当接する位置に設けられている。
【００２４】
（小部品の溶融装置）
溶融装置４は、最も先端に配置されたアーム２４の先端部に設けられた支持台４１を備えている。支持台４１には、押し付け手段としてのエアシリンダ４２が設けられている。このエアシリンダ４２は、アーム２４の先端部が溶着位置にある際にピストンロッド４２ａが上下方向に沿って伸縮するように設けられている。エアシリンダ４２におけるピストンロッド４２ａの先端部には、小部品Ｗ２を把持する把持部材４３が設けられ、この把持部材４３により小部品Ｗ２が下向きに把持されている。
床に設置された載置台Ｔ２上には、通電により小部品Ｗ２を組成する樹脂材料を溶融可能な温度まで発熱する加熱部材としての熱板５３が設けられている。すなわち、熱板５３は、小部品Ｗ２に接触することにより、その樹脂材料を加熱して溶融させることができる。熱板５３には、当該熱板５３を通電により加熱するためのヒータ５３ａと、ヒータ５３ａにより加熱された熱板５３の温度を計測する熱電対５３ｂと、が設けられている。ヒータ５３ａ及び熱電対５３ｂは、ともに温度調整ユニット５３ｃに接続され、この温度調整ユニット５３ｃは、ロボット２の駆動制御を行うとともに溶融装置５の構成の一部となりエアシリンダ４２の制御を行う制御装置６に接続されている。
ここで、熱板５３は、小部品Ｗ２が下降した際に互いの接合面が当接する位置に設けられている。
【００２５】
エアシリンダ４２には、エアシリンダ４２により熱板５３に押し付けられた小部品Ｗ２の変位を検出する変位検出手段としてのポテンショメータ４４が設けられている。すなわち、ポテンショメータ４４は、小部品Ｗ２を熱板５３に押圧する前の初期位置からの押し付け量を検出する。ポテンショメータ４４は、カウンタ４４ａに接続され、このカウンタ４４ａによりエアシリンダ４２のピストンロッド４２ａの伸縮状態が常時監視されている。このカウンタ４４ａは、制御装置６に接続されている。
エアシリンダ４２は、ソレノイドバルブ４２ｂに接続されており、ソレノイドバルブ４２ｂの動作にしたがってエアシリンダ４２のピストンロッド４２ａも伸縮する。ここで、ソレノイドバルブ４２ｂは、センターエキゾーストタイプの３ポジション５方弁である。
【００２６】
（本体部品の溶融装置）
図２は、本体部品Ｗ１の溶融装置３の構成を示すブロック図である。
制御装置５は、ロボット１の駆動制御や溶融装置３の溶融制御に関する処理プログラムに従って各処理を実行するＣＰＵ７と、各処理を実行するための処理プログラムや処理データ等が記憶されるメモリ８と、を備えている。
メモリ８には、ロボット１の駆動制御や溶融装置３の溶融制御を行うに当たって必要なプログラムが記憶されたプログラムエリア８１と、ロボット１の駆動制御や溶融装置３の溶融制御を行うに当たって必要なデータが記憶されたデータエリア８２と、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられ、各処理が行われる作業エリア８３と、が形成されている。
【００２７】
プログラムエリア８１には、ポテンショメータ３４により検出された熱板３３の変位と計時回路３５（後述する）により計測された経過時間とに基づいて、単位時間当たりの熱板３３の単位変位量を算出する機能を実現させる単位変位量算出プログラム８１ａが記憶されている。
プログラムエリア８１には、ポテンショメータ３４により検出された熱板３３の変位と計時回路３５により計測された経過時間とに基づいて、計時回路３５が計時を開始してからの熱板３３の総変位量を算出する機能を実現させる総変位量算出プログラム８１ｂが記憶されている。
プログラムエリア８１には、単位変位量算出プログラム８１ａにより算出された単位変位量が、データエリア８２（後述する）に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準データ８２ａに近づくように、エアシリンダ３２の熱板３３への押し付け力と熱板３３の本体部品Ｗ１への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するようにエアシリンダ３２の駆動を制御する機能を実現させる駆動制御プログラム８１ｃが記憶されている。
【００２８】
データエリア８２は、本体部品Ｗ１に関して、エアシリンダ３２が熱板３３の押し付けを開始してからの経過時間とエアシリンダ３２により本体部品Ｗ１に押し付けられた熱板３３の変位量とを予め対応付けた基準データ８２ａを記憶する記憶手段として機能する。
制御装置５は、熱板３３に通電し、エアシリンダ３２に駆動信号を送信する。制御装置５は、ポテンショメータ３４が検出したエアシリンダ３２のピストンロッド３２ａの変位信号を受信し、エアシリンダ３２が熱板３３の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時手段としての計時回路３５から時刻信号を受信する。
【００２９】
図３は、溶融装置３の機能を示すブロック図である。
溶融装置３は、制御装置５からの動作信号によりエアシリンダ３２が伸縮して熱板３３を本体部品Ｗ１に押し付ける押し付け部７０を有し、この押し付け部７０が押し付け手段として機能する。
溶融装置３は、本体部品Ｗ１を溶融させるために加熱される加熱部７１を有し、この加熱部７１が加熱部材として機能する。
溶融装置３は、押し付け部７０により本体部品Ｗ１に押し付けられた加熱部７１の変位を検出する変位検出部７２を有し、この変位検出部７２が変位検出手段として機能する。
溶融装置３は、押し付け部７０が加熱部７２の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時部７３を有し、この計時部７３が計時手段として機能する。
溶融装置３は、変位検出部７２により検出された加熱部７１の変位と計時部７３により計測された経過時間とに基づいて、単位時間当たりの加熱部７１の単位変位量を算出する単位変位量算出部７４を有し、この単位変位量算出部７４が単位変位量算出手段として機能する。
【００３０】
溶融装置３は、変位検出部７２により検出された加熱部７１の変位と計時部７３により計測された経過時間とに基づいて、計時部７３が計時を開始してからの加熱部７１の総変位量を算出する総変位量算出部７５を有し、この総変位量算出部７５が総変位量算出手段として機能する。
単位変位量算出部７４と総変位量算出部７５により、演算部７６が構成される。
溶融装置３は、単位変位量算出部７４により算出された単位変位量が、データエリア６２に記憶された経過時間と変位量の基準データ８２ａから導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、押し付け部７０の加熱部７１への押し付け力と加熱部７１の本体部品Ｗ１への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように押し付け部７０の駆動を制御する駆動制御部７７を有し、この駆動制御部７７が駆動制御手段として機能する。
溶融装置３は、本体部品Ｗ１に関して、押し付け部７０が加熱部７１の押し付けを開始してからの経過時間と押し付け部７０により本体部品Ｗ１に押し付けられた加熱部７１の変位量とを予め対応付けた基準データ６２ａが記憶された記憶部７８を有し、この記憶部７８が記憶手段として機能する。
駆動制御部７７と記憶部７８により、制御部７９が構成される。
【００３１】
（小部品の溶融装置）
図４は、小部品Ｗ２の溶融装置４の構成を示すブロック図である。
制御装置６は、ロボット２の駆動制御や溶融装置４の溶融制御に関する処理プログラムに従って各処理を実行するＣＰＵ９と、各処理を実行するための処理プログラムや処理データ等が記憶されるメモリ１１と、を備えている。
メモリ１１には、ロボット２の駆動制御や溶融装置４の溶融制御を行うに当たって必要なプログラムが記憶されたプログラムエリア１１１と、ロボット２の駆動制御や溶融装置４の溶融制御を行うに当たって必要なデータが記憶されたデータエリア１１２と、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられ、各処理が行われる作業エリア１１３と、が形成されている。
【００３２】
プログラムエリア１１１には、ポテンショメータ４４により検出された小部品Ｗ２の変位、言い換えると、小部品Ｗ２に対する相対的な熱板５３の変位と計時回路４５（後述する）により計測された経過時間とに基づいて、単位時間当たりの熱板５３の相対的な単位変位量を算出する機能を実現させる単位変位量算出プログラム１１１ａが記憶されている。
プログラムエリア１１１には、ポテンショメータ４４により検出された小部品Ｗ２の変位（熱板５３の小部品Ｗ２に対する相対変位）と計時回路４５により計測された経過時間とに基づいて、計時回路４５が計時を開始してからの小部品Ｗ２の総変位量を算出する機能を実現させる総変位量算出プログラム１１１ｂが記憶されている。
プログラムエリア１１１には、単位変位量算出プログラム１１１ａにより算出された単位変位量が、データエリア１１２に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、エアシリンダ４２の熱板５３への押し付け力と小部品Ｗ２の熱板５３への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するようにエアシリンダ４２の駆動を制御する機能を実現させる駆動制御プログラム１１１ｃが記憶されている。
【００３３】
データエリア１１２は、エアシリンダ４２が小部品Ｗ２の熱板５３への押し付けを開始してからの経過時間とエアシリンダ４２により熱板５３に押し付けられた小部品Ｗ２の変位量とを予め対応付けた基準データ１１２ａを記憶する記憶手段として機能する。
制御装置６は、熱板５３に通電し、エアシリンダ４２に駆動信号を送信する。制御装置６は、ポテンショメータ４４が検出したエアシリンダ４２のピストンロッド４２ａの変位信号を受信し、エアシリンダ４２が熱板５３の押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時手段としての計時回路４５から時刻信号を受信する。
【００３４】
図５は、溶融装置４の機能を示すブロック図である。
溶融装置４は、制御装置６からの動作信号によりエアシリンダ４２が伸縮して小部品Ｗ２を熱板５３に押し付ける押し付け部９０を有し、この押し付け部９０が押し付け手段として機能する。
溶融装置４は、小部品Ｗ２を溶融させるために加熱される加熱部９１を有し、この加熱部９１が加熱部材として機能する。
溶融装置４は、押し付け部９０により熱板５３に押し付けられた小部品Ｗ２の変位（熱板５３の小部品Ｗ２に対する相対変位）を検出する変位検出部９２を有し、この変位検出部９２が変位検出手段として機能する。
溶融装置４は、押し付け部９０が小部品Ｗ２の加熱部９２への押し付けを開始してからの経過時間を計測する計時部９３を有し、この計時部９３が計時手段として機能する。
溶融装置４は、変位検出部９２により検出された小部品Ｗ２の変位（熱板５３の小部品Ｗ２に対する相対変位）と計時部９３により計測された経過時間とに基づいて、単位時間当たりの加熱部９１の単位変位量を算出する単位変位量算出部９４を有し、この単位変位量算出部９４が単位変位量算出手段として機能する。
【００３５】
溶融装置４は、変位検出部９２により検出された加熱部９１の相対変位と計時部９３により計測された経過時間とに基づいて、計時部９３が計時を開始してからの加熱部９１の小部品Ｗ２対する相対的な総変位量を算出する総変位量算出部９５を有し、この総変位量算出部９５が総変位量算出手段として機能する。
単位変位量算出部９４と総変位量算出部９５により、演算部９６が構成される。
溶融装置４は、単位変位量算出部９４により算出された単位変位量が、データエリア１１２に記憶された経過時間と変位量の基準データ１１２ａから導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、押し付け部９０による小部品Ｗ２の加熱部９１への押し付け力と加熱部９１への小部品Ｗ２の押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するように押し付け部９０の駆動を制御する駆動制御部９７を有し、この駆動制御部９７が駆動制御手段として機能する。
溶融装置４は、押し付け部９０が小部品Ｗ２の加熱部９１への押し付けを開始してからの経過時間と押し付け部９０により加熱部９１に押し付けられた小部品Ｗ２の変位量（熱板５３の小部品Ｗ２に対する相対変位）とを予め対応付けた基準データ１１２ａが記憶された記憶部９８を有し、この記憶部９８が記憶手段として機能する。
駆動制御部９７と記憶部９８により、制御部９９が構成される。
【００３６】
＜本体部品と小部品の溶着処理＞
次に、本体部品と小部品の溶着処理について説明する。
図６に示すように、制御装置５，６のＣＰＵ７，９は、所定のプログラムを実行することにより、熱板３３，５３に通電する（ステップＳ１）。この通電過程においては、熱電対３３ｂ，５３ｂにより熱板３３，５３の温度を計測しながら温度調整ユニット３３ｃ，５３ｃにより、熱板３３，５３の発熱温度を適温に調整する。ここでいう適温とは、本体部品及び小部品を組成する樹脂材料によって異なるが、樹脂材料が溶融し、かつ、樹脂材料がその温度により劣化しない程度の温度をいう。
【００３７】
次いで、ＣＰＵ７，９は、各エアシリンダ３２，４２を駆動させることにより、熱板３３を本体部品Ｗ１の溶融面上に移動させて熱板３３を本体部品Ｗ１に当接させ、小部品Ｗ２を熱板５３の上面に移動させて小部品Ｗ２を熱板５３に当接させる（ステップＳ２）。これにより、熱板３３，５３と本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２との当接面は、熱板３３，５３の温度によって溶融される。
【００３８】
そして、ＣＰＵ７，９が本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２を予め定められた所定の溶融深さまで溶融させたか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、ＣＰＵ７，９が所定の溶融深さまで溶融されたと判断した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７，９は熱板３３，５３を退避させる（ステップＳ４）。一方、ＣＰＵ７，９が所定の溶融深さまで溶融されていないと判断した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ＣＰＵ７，９はこの判断を繰り返す。
【００３９】
ステップＳ４において、熱板３３，５３を退避させた後、ＣＰＵ９は、ロボット２を駆動させることにより、小部品Ｗ２の溶融箇所を本体部品Ｗ１の溶融箇所の上方に移動させる（ステップＳ５）。
次いで、ＣＰＵ９は、ロボット２を駆動させることにより、小部品Ｗ２の溶融箇所と本体部品Ｗ１の溶融箇所を接合させて溶着を行う（ステップＳ６）。
そして、ＣＰＵ９は、小部品Ｗ２を本体部品Ｗ１に所定時間溶着させたか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで、ＣＰＵ９が所定時間溶着させたと判断すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、これをもって本処理を終了させ、ＣＰＵ９が所定時間溶着させていないと判断すると（ステップＳ７：ＮＯ）、ＣＰＵ９はこの判断を繰り返す。
【００４０】
＜溶融制御処理＞
次に、本体部品及び小部品の溶融制御処理について説明する。
図７に示すように、ＣＰＵ７，９は、熱板３３，５３に通電する（ステップＳ１１）。次いで、ＣＰＵ７，９は、ロボット１，２を駆動させ、本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２と熱板３３，５３とを対面させた後、エアシリンダ３２，４２を駆動させることにより熱板３３を本体部品Ｗ１に当接させ、小部品Ｗ２を熱板５３に当接させる（ステップＳ１２：押し付け工程）。
次いで、本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２と熱板３３，５３との当接後、計時回路３５，４５は、経過時間の計測を開始する（ステップＳ１３：計時工程）。また、経過時間の計測とともに、ポテンショメータ３４，４４は、エアシリンダ３２，４２の変位を検出する。言い換えると、この変位は、熱板３３及び小部品Ｗ２の変位の検出であり、ＣＰＵ７，９は、単位変位量算出プログラム８１ａ，１１１ａを実行することにより、単位時間当たりの熱板３３及び小部品Ｗ２の単位変位量を算出する（ステップＳ１５：単位変位量算出工程）。さらに、ＣＰＵ７，９は、総変位量算出プログラム８１ｂ，１１１ｂを実行することにより、計時回路３５，４５が経過時間の計測を開始してからの熱板３３及び小部品Ｗ２の総変位量を算出する（ステップＳ１５：総変位量算出工程）。
次いで、ＣＰＵ７，９は、データエリア８２，１１２に記憶された基準データ８２ａ，１１２ａを読み取り、読み取ったデータから目標となる目標単位変位量、目標総変位量を算出する（ステップＳ１６）。
そして、ＣＰＵ７，９は、駆動制御プログラム８１ｃ，１１１ｃを実行することにより、ステップＳ１５において算出された単位変位量及び総変位量が目標単位変位量及び目標総変位量に近づくようにエアシリンダ３２，４２の押し付けストローク、押し付け時間を調整する（ステップＳ１７：駆動制御工程）。
これをもって、本処理を終了させる。
【００４１】
＜作用効果＞
実施形態における本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２の溶融装置３，４、本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２の溶融ロボットシステム１０及び本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２の溶融方法によれば、熱板３３を本体部品Ｗ１に押し付け、小部品Ｗ２を熱板５３に押し付けると、ポテンショメータ３４，４４はエアシリンダ３２，４２のピストンロッドの変位を検出することで結果的に熱板３３、小部品Ｗ２の変位を検出し、計時回路３５，４５は熱板３３、小部品Ｗ２の押し付けを開始してからの経過時間を計測する。また、制御装置５，６のＣＰＵ７，９は、単位変位量算出プログラム８１ａ，１１１ａを実行することにより、単位時間当たりの熱板３３、小部品Ｗ２の単位変位量を算出する。
そして、ＣＰＵ７，９は、駆動制御プログラム８１ｃ，１１１ｃを実行することにより、算出された単位変位量が、データエリア８１，１１２に記憶された経過時間と変位量から導かれる単位時間当たりの基準単位変位量に近づくように、エアシリンダ３２，４２の熱板３３、小部品Ｗ２への押し付け力と熱板３３の本体部品Ｗ１への押し付け時間、小部品Ｗ２の熱板５３への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するようにエアシリンダ３２，４２の駆動を制御する。
また、ＣＰＵ７，９は、駆動制御プログラム８１ｃ，１１１ｃを実行することにより、、算出された総変位量が、データエリア８１，１１２に記憶された経過時間と変位量から導かれる基準総変位量に近づくように、エアシリンダ３２，４２の熱板３３、小部品Ｗ２への押し付け力と熱板３３の本体部品Ｗ１への押し付け時間、小部品Ｗ２の熱板５３への押し付け時間のうち少なくとも一方を調節するようにエアシリンダ３２，４２の駆動を制御する。
【００４２】
これにより、熱板３３の本体部品Ｗ１への押し付け時間、小部品Ｗ２の熱板５３への押し付け時間を調整することにより、適切な時間だけ樹脂を溶融させることで、溶着のサイクルタイムを短縮することができる。また、エアシリンダ３２，４２の熱板３３、小部品Ｗ２への押し付け力を調整することにより、本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２を長めに溶融させる必要がなくなり、過剰な加熱による樹脂の劣化を防止することができる。また、溶融深さを安定させることができ、溶融深さの不確実さに起因する製品の品質が不安定になる、不良品を製造してしまうという問題が解消され、溶着の品質を向上させることができる。
また、所定の動作範囲内で動作するロボット１，２に溶融装置３，４を設けることにより、溶着を行う本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２の生産ラインでの使用に適した溶融ロボットシステム１０を提供することができる。
【００４３】
＜その他＞
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、熱板３３，５３による本体部品Ｗ１及び小部品Ｗ２への押し付けは、熱板３３の本体部品Ｗ１への押し付けのように熱板３３による絶対的な押し付けであってもよいし、小部品Ｗ２の熱板５３への押し付けのように熱板５３による相対的な押し付けであってもよい。従って、ロボット１で本体部品Ｗ１を把持して熱板３３に押し付けるものであってもよいし、ロボット２に熱板５３を設けて小部品Ｗ２を押し付けるものであってもよい。
また、熱板３３及び小部品Ｗ２の単位変位量と総変位量を用いてエアシリンダ３２，４２の駆動制御を行ったが、いずれか一方で駆動制御を行ってもよい。
また、各プログラムは機能毎に別個に作成してもよいし、全てのプログラムを処理の流れに沿って一体に作成して一つのプログラムとしてもよい。また、全ての処理をプログラムによりソフト的に処理するものに限らず、その一部又は全部の処理をハードウェアで処理するようにしてもよい。
また、ソレノイドバルブ３２ａ，４２ａを２ポジション５方弁とし、電空レギュレータを付加することで押し付け力を切り換えることができるように構成してもよい。
また、エアシリンダ３２とポテンショメータ３４に代えて、サーボモータを駆動源とする直動運動機構を使用してもよい。また、エアシリンダ４２とポテンショメータ４４に代えて、サーボモータを駆動源とする直動運動機構を使用してもよい。
その他、発明の範囲内で自由に置換、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】溶融装置及び溶融ロボットシステムの概要図。
【図２】本体部品の溶融装置の構成を示すブロック図。
【図３】本体部品の溶融装置の機能を示すブロック図。
【図４】小部品の溶融装置の構成を示すブロック図。
【図５】小部品の溶融装置の機能を示すブロック図。
【図６】本体部品と小部品の溶着処理を示すフローチャート。
【図７】本体部品及び小部品の溶融制御処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４５】
１  ロボット
２  ロボット
３  溶融装置
４  溶融装置
５  制御装置（単位変位量算出手段、総変位量算出手段、駆動制御手段）
６  制御装置（単位変位量算出手段、総変位量算出手段、駆動制御手段）
１０  溶融ロボットシステム
３２  エアシリンダ（押し付け手段）
３３  熱板（加熱部材）
３４  ポテンショメータ（変位検出手段）
３５  計時回路（計時手段）
４２  エアシリンダ（押し付け手段）
４４  ポテンショメータ（変位検出手段）
４５  計時回路（計時手段）
５３  熱板（加熱部材）
７０  押し付け部（押し付け手段）
７１  加熱部（加熱部材）
７２  変位検出部（変位検出手段）
７３  計時部（計時手段）
７４  単位変位量算出部（単位変位量算出手段）
７５  総変位量算出部（総変位量算出手段）
７７  駆動制御部（駆動制御手段）
７８  記憶部（記憶手段）
８２  データエリア（記憶手段）
９０  押し付け部（押し付け手段）
９１  加熱部（加熱部材）
９２  変位検出部（変位検出手段）
９３  計時部（計時手段）
９４  単位変位量算出部（単位変位量算出手段）
９５  総変位量算出部（総変位量算出手段）
９７  駆動制御部（駆動制御手段）
９８  記憶部（記憶手段）
１１２  データエリア（記憶手段）
Ｗ１  本体部品（樹脂部品）
Ｗ２  小部品（樹脂部品）
【図１】
2007176016.tif 000003
【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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