(57)【要約】【課題】本発明は、材料粘度が変化しても、高精度な定量塗布が続けられる高粘度材の定量塗布装置を提供する。【解決手段】本発明は、定量塗布時、検出される供給ポンプ４の駆動モータトルクが、設定されている正常な定量塗布に費やす設定トルク域αから外れたかを監視し、該トルクが設定トルク値域αを外れると、ワークＰあるいは高粘度材が吐出されるノズル部５を移動させる作業機２の移動速度ＶＲを低下（変更）させるようにした。これにより、気温などにより、供給ポンプ４の高粘度材の材料粘度が増したとしても、被塗布場所Ｐ１には一定量、高粘度材が塗布され続け、定量塗布不良の発生が抑えられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動の供給ポンプの圧送により高粘度材をノズル部からワークへ吐出させる高粘度材供給装置と、
前記ワークおよび前記ノズル部の少なくとも一方を移動させて、前記ノズル部を前記ワークの被塗布場所に沿ってなぞらせる作業機と、
前記作業機の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
前記モータ回転速度を、前記移動速度検出手段から検出された移動速度に応じて制御し、前記高粘度材を前記ワークへ塗布させる塗布制御手段と、
前記塗布時における前記モータの駆動トルクを検出するトルク検出手段と、
前記検出した駆動トルクが、設定されている正常な定量塗布に費やす設定トルク域から外れたかを監視する監視手段と、
前記駆動トルクが前記設定トルク値域を外れると、前記作業機の移動速度を変更させる移動速度変更手段と
を具備したことを特徴とする高粘度材の定量塗布装置。
【請求項２】
前記移動速度変更手段は、前記駆動トルクが、前記設定トルク値域の上限トルク値を超えると、前記作業機の移動速度を所定に低下させるものであることを特徴とする請求項１に記載の高粘度材の定量塗布装置。
【請求項３】
前記移動速度変化手段は、さらに、前記駆動トルクが、前記設定トルク値域の上限トルク値を超えたことを報知する機能を有していることを特徴とする請求項２に記載の高粘度材の定量塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばワーク表面の被塗布場所にシーラや接着材などの高粘度材を定量に塗布する高粘度材の定量塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車（車両）の生産工場では、ボディを構成するパネル部材にシーラ（シール材）や接着材など高粘度材を塗布して、ボディ各部のシールをしたり、ボディ各部を接着したりすることが行なわれている。高粘度材の塗布の多くは、特許文献１に示されるようなロボット装置（作業機）の先端部に、高粘度材を圧送するモータ駆動式の供給ポンプ、該圧送された高粘度を吐出させる塗布ガン（ノズル部）を設けた構造を用いて、ロボット装置の動きで、塗布ガンの先端部を、治具などで所定地点に位置決め固定してあるパネル部材に導き、さらに同パネル部材の被塗布場所に沿ってなぞらせ、同場所に塗布ガンからシーラや接着材を塗布させることが行なわれている。
【０００３】
こうした塗布装置は、良好なシール性や接着性を確保するために、高い精度で高粘度材を一定量、ワークに塗布させる性能が求められる。そのため、コーナーが有るような被塗布場所でも、十分に対応できるよう定量塗布装置では、供給ポンプを一定の速度で回転させるのではなく、供給ポンプの回転速度を、ロボット装置の塗布ガンの移動速度に応じて制御して、移動速度の変更が余儀なくされるコーナー部が存在するような被塗布場所でも、シーラや接着材など高粘度材をパネル部材の被塗布場所に一定量、塗布させるようにすることが進められている。
【特許文献１】特開平７−１１６５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、定量塗布される高粘度材は、気温の影響によって粘度が変動することは知られている。材料粘度が増すと、供給ポンプのモータ回転数は、負荷の増大から低下する。
【０００５】
ところが、供給ポンプのモータ回転数は、ロボット装置の移動速度に応じて低下させたり復帰させたりするなど制御されているため、車体の生産工場の中では、こうした気温の上昇が高粘度材の塗布に影響を与えるまでに波及していることに気が付かないことが多い。このため、定量塗布の工程の途中で、高粘度材の実際の塗り量が減少する挙動や高粘度材の圧送が行なえない状況が発生して、始めて作業者や管理者が、定量塗布に影響を与えていることに気が付くことが多い。
【０００６】
特にシーラや接着材など高粘度材の塗布は、高い精度が求められるため、塗り量不良が発生する都度、作業者や管理者は、定量塗布装置の運転を停止して、供給量を調整する作業を行なったり、不完全な塗布状態となっている高粘度材の塗布の手直しを行なったりしていた。
【０００７】
そのため、高粘度材の定量塗布は、気温の影響により、煩わしい作業が増えたり、作業工数が増えたりする問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、材料粘度が変化しても、高精度な定量塗布が続けられる高粘度材の定量塗布装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、モータ駆動の供給ポンプの圧送により高粘度材をノズル部からワークへ吐出させる高粘度材供給装置と、ワークおよびノズル部の少なくとも一方を移動させて、ノズル部をワークの被塗布場所に沿ってなぞらせる作業機と、作業機の移動速度を検出する移動速度検出手段と、モータの回転速度を、移動速度検出手段から検出された移動速度に応じて制御し、高粘度材をワークへ塗布させる塗布制御手段と、塗布時におけるモータの駆動トルクを検出するトルク検出手段と、検出した駆動トルクが、設定されている正常な定量塗布に費やす設定トルク域から外れたかを監視する監視手段と、駆動トルクが設定トルク値域を外れると、作業機の移動速度を変更させる移動速度変更手段とを有した構成を採用した。
【００１０】
同構成によると、気温により材料粘度が増し、供給ポンプのモータ回転トルクが設定トルク値域を外れるという、定量塗布不良を発生させやすい状況になっても、ワークあるいはノズル部の移動速度の変化から、高精度な定量塗布が継続される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、簡単な制御で、高精度な定量塗布の継続が行なえるよう、トルクが、設定トルク値域の上限トルク値を超えると、作業機の移動速度を所定に低下させる制御を採用した。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、迅速に供給ポンプの機能回復のための調整が行なえるよう、駆動トルクが、設定トルク値域の上限トルク値を超えたことを報知する機能を有する構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、たとえ気温により材料粘度が増して、定量塗布不良が発生されやすい状況になったとしても、高精度な定量塗布を継続させることができ、定量塗布不良の発生を抑えることができる。
【００１４】
したがって、定量塗布不良がもたらす装置停止や定量塗布不良による手直し作業を抑えることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、簡単な制御で、定量塗布不良の発生が防げる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、作業者や管理者により、供給ポンプの設定を変更するなどの定量塗布装置の機能回復の調整作業を迅速に実施することができ、高品質で無駄のない高粘度材の定量塗布工程が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［一実施形態］
以下、本発明を図１〜図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００１８】
図１は定量塗布装置の全体の概略構成を示していて、同図１中Ｐは、例えば車体組立ライン中の途中で、図示しない治具により、位置決め固定されたワーク（被塗布物）、例えば車体を構成するパネル部材、Ｐ１は同パネル部材Ｐの上面に設定された被塗布場所を示す。また同図１中２は例えばワークＰの近くに据え付けられた多関節形のロボット装置（本願の作業機に相当）、３は例えばロボット装置２の先端部に形成された工具装着部、４は同工具装着部３に装着された電動モータ駆動式の供給ポンプ、５は同供給ポンプ４の吐出部に接続された塗布ガン（本願のノズル部に相当）である。なお、４ａは供給ポンプ４を駆動する電動モータを示す。
【００１９】
さらに図１中６は例えばロボット装置２から離れた地点に置かれた、高粘度材、例えばシーラ７を収容した収容容器、８は、同収容容器７に組み付けられたシーラ汲上用のエアポンプを示している。供給ポンプ４の吸込部とエアポンプ８の吐出部とは、エアポンプ８の脈動を抑えるシャットオフバルブ９を介装したホース１０で接続されている。これにより、エアポンプ８の稼動により収容容器７内から汲み上げられたシーラ７が、シャットオフバルブ９を通じて、供給ポンプ４へ送り込まれ、同供給ポンプ４の圧送により、脈動が抑えられたシーラ７が、塗布ガン５から吐出される構造にしてある。これらの構成から、シーラ７が塗布ガン５から被塗布場所Ｐ１に対し吐出可能な高粘度材供給装置１１を構成している。
【００２０】
一方、１３は制御部（例えばマイクロコンピュータで構成されるもの）を示している。同制御部１３には、
ａ．例えばロボット装置２の先端部の塗布ガン５を、パネル部材Ｐの被塗布場所Ｐ１に沿ってなぞらせるように移動させたり、供給ポンプ４の運転を該被塗布場所Ｐ１の始点から終点（いずれも図示しない）の区間で作動させる機能。
【００２１】
ｂ．例えばロボット装置２の各部の移動速度を検出するセンサ１４（本願の移動速度検出手段に相当）から、ロボット装置２の先端部である塗布ガン５の移動速度ＶＲを算出する機能。
【００２２】
ｃ．作動する供給ポンプ４の回転速度を上記算出された移動速度ＶＲに応じて制御する機能。
【００２３】
が設定されていて、ロボット装置２の稼動により、塗布ガン５で、移動速度の変更が余儀なくされるコーナー部が有る被塗布場所Ｐ１に対してもシーラ７が定量に塗布できるようにしている（本願の塗布制御手段に相当）。
【００２４】
また制御部１３には、
ｄ．供給ポンプ４のポンプモータトルクＴ（本願の駆動トルクに相当）を算出する機能（本願のトルク検出手段に相当）。
【００２５】
ｅ．上記算出されたポンプモータトルクＴが、予め設定された正常な定量塗布に費やす設定トルク域α（図３に図示）から外れたか否かを監視する機能（本願の監視手段に相当）。
【００２６】
ｆ．ポンプモータトルクＴが上限トルク値ＴＰを超えると、ロボット装置２の移動速度を所定（ここではα）に低下（ＶＲ−α：変更）させる機能（本願の移動速度変更手段に相当）。
【００２７】
ｇ．さらに同時期に、報知手段、例えば警報器１５を作動させる機能（本願の報知する機能に相当）。
【００２８】
が設定されていて、ポンプモータトルクＴが上限トルク値ＴＰを超えると、シーラ７の粘度が、定量塗布に影響を与えるおそれがあるまで増したと判定して、塗布ガン５の移動速度ＶＲを低下させ、材料粘度の増加で不足する塗布量を塗布ガン５の移動速度の低下で補えるようにしている。
【００２９】
さらに制御部１３には、
ｈ．ポンプモータトルクＴが下限トルク値ＴＲを下回ると、ロボット装置２の稼動を停止（ポンプの移動速度ＶＲ＝０）や、供給ポンプ４の運転を停止する機能。
【００３０】
ｉ．さらには作業者や管理者が居る場所へ通報する通報機能。
【００３１】
が設定されていて、ポンプモータトルクＴが極端に低くなると、ポンプ破損など、供給ポンプ４で異常が発生したと判定して、直ちにロボット装置２の稼動を停止、並びに供給ポンプ４の運転を停止したうえ、通報により、異常な状況に対して迅速な対処が実施され得るようにしている。
【００３２】
図２には、こうした定量塗布装置の制御フローチャートが示されている。同フローチャートを用いて、定量塗布装置でパネル部材Ｐにシーラ７を定量塗布するときを説明する。
【００３３】
このときには、まず、制御部１３の指令により、ロボット装置２は、塗布ガン５の先端部（吐出部）をパネル部材Ｐの被塗布場所Ｐ１の始点に位置決める。その後、供給ポンプ４の運転を始める信号を出力する。続いて、ロボット装置２の先端部を被塗布場所Ｐ１にしたがい移動させる信号を出力する。これにより、図１中のＦ矢印のように塗布ガン５が被塗布場所Ｐ１の被塗布軌跡をなぞるよう始点から終点へ移動し、塗布ガン５から吐出されるシーラ７が被塗布場所Ｐ１に塗布される。
【００３４】
このとき、制御部１３は、図２中のステップＳ１に示されるように例えばロボット装置２の各部のセンサ１４から出力される各関節部の移動速度信号から、ロボット先端、ここでは塗布ガン５の移動速度ＶＲを算出している。また制御部１３は、ステップＳ２に示されるように定量でシーラ７を吐出する供給ポンプ４のポンプの駆動モータ回転数（回転速度）を、検出（算出）された移動速度ＶＲに応じ変える制御（コーナー部になると、モータ回転数を低下させるなど）を行なっている。同制御により、塗布ガン２からのシーラ７は、移動速度ＶＲの変更が余儀なくされるコーナー部が存在するような被塗布場所Ｐでも、一定量に塗布される。
【００３５】
ここで、制御部１３は、ステップＳ３に示されるように定量塗布しているときの供給ポンプ４のポンプモータトルクＴを算出している。そして、制御部１３は、ステップＳ５、ステップＳ６において、ポンプモータトルクＴと、予め設定してある供給ポンプ４で正常な定量塗布を行なうときに費やすトルク範囲、すなわち設定トルク域Ｔとを対比して、ポンプモータトルクＴの挙動を監視し続けている。なお、供給ポンプ４の運転立上り時（シーラ７の流動開始時）は、図３中の流動開始範囲Ｓで示されるように、ポンプモータトルクＴの挙動が落ち着くまで所定時間を費やすので、ポンプモータトルクＴと設定トルク域Ｔとの対比は、当該所定時間を経過した後、行なう（ステップＳ４）。
【００３６】
ここで、シーラ７が正常に被塗布場所Ｐ１に定量塗布され続けられているならば、ポンプモータトルクＴは、ロボット装置２の移動速度ＶＲに応じて調整されても、設定トルク域Ｔ内に収まるので、ステップＳ５，Ｓ６を経てステップＳ１へ戻るルーチンにより、正常に定量の塗布が行なわれる。
【００３７】
ここで、例えば気温の低下により、シーラ７の材料粘度が増したとする。このように材料粘度が増すと、負荷の増大から、供給ポンプ４のモータ回転速度は低下し、吐出量が減少する。それに伴い、供給ポンプ４のポンプモータトルクＴ（羽根車などを回転させようとする力）は、定量塗布を回復しようと上昇する。
【００３８】
ここで、ポンプモータトルクＴの低下が設定トルク域Ｔ内に収まっている間は、求められる定量塗布が確保できるものの、図３中の一点鎖線Ｔ１に示されるように同モータトルクＴが設定トルク域Ｔの上限トルク値ＴＰを超えるようになると、求められるシーラ７の定量塗布が継続できなくなる状況になる。
【００３９】
このような状況になると、ステップＳ１５により、ポンプモータトルクＴは上限トルク値ＴＰを超えるので、ステップＳ７へ進み、ロボット装置２の移動速度ＶＲを低下させる（ＶＲ−α（所定速度値））。すると、塗布ガン５の移動速度は遅くなる。これにより、シーラ７の吐出量は少なくなっても、定量塗布は確保され続ける。
【００４０】
それ故、気温により材料粘度が増し、定量塗布不良を発生させやすい状況になっても、塗布ガン５の移動速度の低下（変化）から、高精度な定量塗布を継続させることができる。
【００４１】
したがって、定量塗布不良の発生を要因とした定量塗布装置の停止や定量塗布不良による手直し作業を削減できる。
【００４２】
また定量塗布不良を発生させやすい状況になったときは、ステップＳ８へ進み、警報器１５を作動させて、作業者や管理者に注意をうながす（注意警報）。これにより、供給ポンプ４の機能回復、すなわち供給ポンプ４の圧送量を増やす調整を迅速に行なうことができ、定量塗布不良の発生を抑制、さらには当該定量塗布不良の発生で定量塗布装置が停止する事態を生じさせずに、シーラ７の定量塗布を続けさせることができ、高品質で無駄を抑えた定量塗布工程が実現できる。
【００４３】
特に定量塗布の堅持は、ポンプモータトルクＴが設定トルク域αの上限トルク値ＴＰを超えると、塗布作業を行なうロボット装置２の移動速度ＶＲを低下させるだけの制御でよいので、簡単である。
【００４４】
なお、定量塗布の工程中、例えば供給ポンプ４が破損したような場合（例えば羽根車が破損した場合）、図３中の二点鎖線Ｔ２で示されるようにポンプモータトルクＴは急激に低下する挙動を示すので、このような事態が生じると、ステップＳ６は、ポンプモータトルクＴが設定トルク域Ｔの下限トルク値ＴＲを超える判定となる。すると、ステップＳ９，Ｓ１０へ進み、即時、ロボット装置２の稼動を停止（ＶＲ＝０）、さらには供給ポンプ４の運転を停止させるうえ、その異常な状況を作業者や管理者が居る場所へ通報する（異常通報）。これで、事態収拾が図れる。
【００４５】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、ワークが固定で、塗布ガンを移動して、シーラを定量塗布する定量塗布装置に本発明を適用したが、これに限らず、塗布ガンが固定で、ワークを移動して、シーラを定量塗布する定量塗布装置に本発明を適用してもよい。むろん、高粘度材は、シーラに限らず、接着材など高い粘度を有する塗布材であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る定量塗布装置の概略的な構成を示す図。
【図２】同装置の定量塗布を維持する制御を説明するためのフローチャート。
【図３】供給ポンプのポンプモータトルクの挙動を説明するための線図。
【符号の説明】
【００４７】
２…ロボット装置（作業機）、４…供給ポンプ、５…塗布ガン（ノズル部）、６…収容容器、７…シーラ（高粘度材）、１１…高粘度材供給装置、１３…制御部（移動速度検出手段、塗布制御手段、トルク検出手段、監視手段、移動速度変更手段）、１５…警報器、Ｐ…パネル部材（ワーク）、Ｐ１…被塗布場所、α…設定トルク域、ＴＰ…上限トルク値。
【図１】
2007260565.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007260565.tif 000005