(57)【要約】【課題】シーラ塗布始めのシーラ塗布量や、塗布始めの位置の安定化を実現する。【解決手段】制御手段１６Ｃによって、圧力センサ３０により検出されたシーラ塗布圧力を記憶し、かかるシーラ塗布圧力が次塗布サイクルの準備圧力となるよう、サーボモータ付き容積形ポンプ１８を制御する。そして、次塗布サイクルの塗布開始時点での、シーラ塗布圧力を最適化し、シーラ塗布量や、塗布始めの位置を安定させる。又、タイマ１６Ｔによって、シーラ塗布開始から圧力センサによる圧力検知を開始するまでの時間を設定することで、シーラ経路内のシーラ塗布圧力が安定した時点で、信頼性の高い圧力検知を行い、次塗布サイクルの準備圧力に反映させる。サーボモータ付き容積形ポンプ１８と、塗布ガン２０とが一体化されることで、両者を連結するシーラ経路からホースを排除し、シーラの圧力に起因する変形により、シーラ経路圧力損失が発生することを回避する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームの先端に装着された、サーボモータ付き容積形ポンプと塗布ガンとが一体化された塗布ガンアッセンブリと、
該塗布ガンアッセンブリ内部のシーラ経路に配置された圧力センサと、
前記圧力センサにより検出されたシーラ塗布圧力を記憶し、かかるシーラ塗布圧力が次塗布サイクルの準備圧力となるよう、前記サーボモータを制御する制御手段とを備えることを特徴とするシーラ塗布装置。
【請求項２】
前記制御手段には、シーラ塗布開始から前記圧力センサによる圧力検知を開始するまでの時間を設定する、タイマが設けられていることを特徴とする請求項１記載のシーラ塗布装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のシーラ塗布装置において、圧力センサによりシーラ塗布圧力を検出し、かかるシーラ塗布圧力を次塗布サイクルの準備圧力とし、次塗布時のシーラ塗布圧力を圧力センサにより検出して、更に次の塗布サイクルの準備圧力とすることを特徴とする吐出量制御方法。
【請求項４】
シーラ塗布開始から前記圧力センサによる圧力検知を開始するまでの時間を、少なくとも、シーラ塗布対象物の大きさ、前記ロボットアームの作動速度を勘案して設定することを特徴とする請求項３記載の吐出量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーラ塗布装置及びその吐出量制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車部品の接合部にシーラを塗布する塗布装置として、ロボットアームの先端部に塗布ガンを装着し、塗布ガンから吐出されるシーラ圧力を監視し、これを適切に制御する装置が開発されている。かかる塗布装置は、温度変化等によりシーラの粘度が変化しても、常に一定の流量で、必要な場所にシーラを塗布することを目的としたものである（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３６８０４号公報
【特許文献２】特開平６−２８５４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のシーラ塗布装置は、塗布ガンから吐出されるシーラ圧力を監視し、吐出圧力を制御しているにもかかわらず、実際には、シーラ塗布始めのシーラ塗布量や、塗布始めの位置が安定しないといった問題が指摘されていた。そこで、本発明者らによる鋭意研究の結果、少なくともポンプから塗布ガンに至るシーラ経路の圧力損失が、かかる課題の発生要因となっていることが確認された。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、塗布ガンから吐出されるシーラ圧力を監視し、吐出圧力を制御して、シーラ塗布圧力を最適化し、シーラ塗布始めのシーラ塗布量や、塗布始めの位置の安定化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００６】
（１）ロボットアームの先端に装着された、サーボモータ付き容積形ポンプと塗布ガンとが一体化された塗布ガンアッセンブリとを備えるシーラ塗布装置。
本項に記載のシーラ塗布装置は、サーボモータ付き容積形ポンプと塗布ガンとが一体化されることで、両者を連結するシーラ経路からホースを排除し、シーラの圧力に起因する変形により、シーラ経路圧力損失が発生することを回避するものである。そして、塗布ガンアッセンブリ内の、シーラ経路の圧力を圧力センサにより検知し、シーラ塗布圧力に反映させるものである。
【０００７】
（２）前記圧力センサにより検出されたシーラ塗布圧力を記憶し、かかるシーラ塗布圧力が次塗布サイクルの準備圧力となるよう、前記サーボモータを制御する制御手段を備えるシーラ塗布装置（請求項１）。
本項に記載のシーラ塗布装置は、制御手段によって、圧力センサにより検出されたシーラ塗布圧力を記憶し、かかるシーラ塗布圧力が次塗布サイクルの準備圧力となるよう、サーボモータを制御する。そして、次塗布サイクルの塗布開始時点での、シーラ塗布圧力を最適化し、シーラ塗布量や、塗布始めの位置を安定させるものである。
【０００８】
（３）前記制御手段には、シーラ塗布開始から前記圧力センサによる圧力検知を開始するまでの時間を設定する、タイマが設けられているシーラ塗布装置（請求項２）。
本項に記載のシーラ塗布装置は、タイマによって、シーラ塗布開始から圧力センサによる圧力検知を開始するまでの時間を設定することで、シーラ経路内のシーラ塗布圧力が安定した時点で、当該圧力検知を行うものである。なお、タイマの時間設定は、少なくとも、シーラ塗布対象物の大きさ、前記ロボットアームの作動速度を勘案して設定されるものである。
【０００９】
（４）上記（１）から（３）項記載のシーラ塗布装置において、圧力センサによりシーラ塗布圧力を検出し、かかるシーラ塗布圧力を次塗布サイクルの準備圧力とし、次塗布時のシーラ塗布圧力を圧力センサにより検出して、更に次の塗布サイクルの準備圧力とする吐出量制御方法（請求項３）。
本項に記載のシーラ塗布装置の吐出量制御方法は、ホースの変形に起因する圧力損失が排除されたシーラ経路の圧力を圧力センサにより検知し、かかるシーラ塗布圧力を次塗布サイクルの準備圧力として、次サイクルの塗布を開始する。そして、次塗布時のシーラ塗布圧力を圧力センサにより検出し、更に次の塗布サイクルの準備圧力とする。これにより、次塗布サイクルの塗布開始時点での、シーラ塗布圧力を最適化し、シーラ塗布始めのシーラ塗布量や、塗布始めの位置を安定させるものである。
【００１０】
（５）上記（４）項において、シーラ塗布開始から前記圧力センサによる圧力検知を開始するまでの時間を、少なくとも、シーラ塗布対象物の大きさ、前記ロボットアームの作動速度を勘案して設定する吐出量制御方法（請求項４）。
本項に記載のシーラ塗布装置の吐出量制御方法は、シーラ塗布開始から圧力センサによる圧力検知を開始するまでの時間を、少なくとも、シーラ塗布対象物の大きさ、ロボットアームの作動速度を勘案して設定することで、これらの条件毎に、シーラ塗布圧力が安定した時点での圧力検知を可能とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明はこのように構成したので、塗布ガンから吐出されるシーラ圧力を監視し、吐出圧力を制御して、シーラ塗布圧力を最適化し、シーラ塗布始めのシーラ塗布量や、塗布始めの位置の安定化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るシーラ塗布装置の概略図である。
【図２】図１に示されるシーラ塗布装置の、サーボモータ付き容積形ポンプ、塗布ガン及びバルブが一体化された塗布ガンアッセンブリの要部を示すものであり、（ａ）はバルブ側の側面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は塗布ガン側の側面図である。
【図３】図２に示される塗布ガンアッセンブリの全体図であり、（ａ）はバルブ側の側面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】図２に示される塗布ガンアッセンブリ内部の、シーラ経路に配置された圧力センサの単体図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】図１に示されるシーラ塗布装置の、制御系統の構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示されるシーラ塗布装置の、制御手段にて実行される制御フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略する。
本発明の実施の形態に係るシーラ塗布装置１０は、図１に示される、ロボットアーム１２と、ロボットアーム１２の先端に装着された塗布ガンアッセンブリ１４と、制御手段１６とを含むものである。塗布ガンアッセンブリ１４は、図２、図３に示されるように、サーボモータ付き容積形ポンプ１８と、塗布ガン２０と、サーボモータ付き容積形ポンプ１８にシーラを供給するためのバルブ２２とが一体化されたものである。
【００１４】
サーボモータ付き容積形ポンプ１８は、サーボモータ２６の回転軸の回転運動が、送りねじ機構２８によって直線運動へと高精度に変換されることで、ピストン２４を往復動作させるものである。そして、ピストン２４の変位によるシリンダ室１８ｃの容積変化により、シリンダ壁に形成された流入孔１８ａからシリンダ室１８ｃへのシーラの流入、及び、シリンダ室１８ｃから流出孔１８ｂを介したシーラの吐出が行われるものである。又、シリンダ室１８ｃのシリンダ壁には、図４に示される圧力センサ３０の取付け孔１８ｄが形成されている。
なお、圧力センサ３０は、静電容量式圧力センサ、半導体圧力センサ等が適宜用いられる。そして、図４に示される挿入部３０ａが、サーボモータ付き容積形ポンプ１８の取付け孔１８ｄに挿入され、ねじ３０ｂによってシリンダ室１８ｃのシリンダ壁に固定されるものである。符号３０ｃは電気ケーブル、符号３０ｄは電気接続用のソケットである。
【００１５】
塗布ガン２０は、エアシリンダ３２とばね３４とにより往復運動するバルブロッド３６を備えている。そして、ガン本体に形成された流入孔２０ａと流出孔２０ｂとをつなぐシーラ経路に配置されたバルブシート２０ｃを、バルブロッド３６の先端部で開閉することにより、シリンダ室１８ｃから吐出されるシーラの吐出制御を行うものである。エアシリンダ３２は、開エア供給孔２０ｄに作動制御用のエア供給を受けることで上昇し、閉エア供給孔２０ｅに作動制御用のエア供給を受けることで下降するものである。
塗布ガン２０とサーボモータ付き容積形ポンプ１８とは、流入孔２０ａと、流出孔１８ｂとが密閉状態で連通するように、固定ねじ３８等を用いて固定される。又、流出孔２０ｂには、図３に示されるように、塗布対象物へとシーラを吐出するノズル４０が装着される。
【００１６】
バルブ２２は、エアシリンダ４２とばね４４とにより往復運動するバルブロッド４６を備えている。そして、バルブ本体に形成された流入孔２２ａと流出孔２２ｂとをつなぐシーラ経路に配置されたバルブシート２２ｃを、バルブロッド４６の先端部で開閉することにより、シリンダ室１８ｃへと供給するシーラの流量制御を行うものである。エアシリンダ４２は、開エア供給孔２２ｄに作動制御用のエア供給を受けることで上昇し、閉エア供給孔２２ｅに作動制御用のエア供給を受けることで下降するものである。
バルブ２２とサーボモータ付き容積形ポンプ１８とは、流出孔２２ｂと、流入孔１８ａとが密閉状態で連通するように、固定ねじ３８等を用いて固定される。又、流入孔２２ａは、図５に概略図示されたシーラの圧送ポンプ４８に対して、図１に示されるホース５０を介して接続されることで、適宜、シーラの供給を受ける。
【００１７】
したがって、塗布ガンアッセンブリ１４内部のシーラ経路は、バルブ２２の流入孔２２ａ、バルブシート２２ｃ、流出孔２２ｂ、サーボモータ付き容積形ポンプ１８の流入孔１８ａ、シリンダ室１８ｃ、流出孔１８ｂ、塗布ガン２０の、流入孔２０ａ、バルブシート２０ｃ、流出孔２０ｂで構成される。このため、ホース等の弾性変形する管路構成が一切排除された、シーラ経路となっている。
【００１８】
又、図５に示されるように、本発明の実施の形態に係るシーラ塗布装置１０は、ロボットコントローラ１６内に、サーボモータ付き容積形ポンプ１８、塗布ガン２０及びバルブ２２の、制御手段１６Ｃが構成されている。又、ロボットコントローラ１６内には、シーラ塗布開始から、圧力センサ３０による圧力検知を開始するまでの時間を設定する、タイマ１６Ｔが設けられている。そして、制御手段１６Ｃから、サーボモータ付き容積形ポンプ１８の、サーボモータ２６（図３）の制御信号と、塗布ガン２０及びバルブ２２に作動制御用のエアを供給するソレノイドバルブ５２、５４の制御信号とが送信される。又、圧力センサ３０の検知信号が制御手段１６Ｃへと送信され、記憶される。
なお、制御手段１６Ｃ及びタイマ１６Ｔは、例えば、ロボットコントローラ１６を構成するマイクロコンピュータ等の演算装置に、図６に示されるフローを実行するための制御ロジックを構築することで、ロボットコントローラ１６におけるロボットアーム１２の設定入力と共に、制御手段及びタイマの設定入力を行うことができる。
【００１９】
ここで、図６を参照しながら、制御手段１６Ｃにより実行される制御フローを説明する。
Ｓ１００：準備圧力の自動設定機能がＯＮ設定されているか否かを把握する。
Ｓ１１０：Ｓ１００において、準備圧力の自動設定機能がＯＮ設定されている場合には、次塗布サイクルの準備圧力を、前サイクルにおいて圧力センサ３０により検知された圧力（Ｓ１４０）に設定する。具体的には、制御手段１６Ｃから、サーボモータ付き容積形ポンプ１８のサーボモータ２６に対して、ピストン２４を前進方向へと駆動する制御信号を送信し、シリンダ室１８ｃに満たされたシーラに圧力を付与する。この圧力を圧力センサ３０で検知して、所望の圧力へと調整する。又、この時、制御手段１６Ｃからは、ソレノイドバルブ５２（図５）に対しては、塗布ガン２０の閉エア供給孔２０ｅに作動制御用のエア供給を行う位置に切替える制御信号を送信する。一方、ソレノイドバルブ５４（図５）に対しては、バルブ２２の閉エア供給孔２２ｅに作動制御用のエア供給を行う位置に切替える制御信号を送信する。なお、Ｓ１００において、準備圧力の自動設定機能がＯＮ設定されていない場合には、Ｓ２１０へと移行する。
【００２０】
Ｓ１２０：シーラ塗布を開始する。具体的には、制御手段１６Ｃから、ソレノイドバルブ５２（図５）に対して、塗布ガン２０の開エア供給孔２０ｄに作動制御用のエア供給を行う位置に切替える制御信号を送信し、バルブシート２０ｃからバルブロッド３６の先端部を開放する。これと共に、サーボモータ２６に対して、ピストン２４を前進方向へと駆動する制御信号を送信する。一方、ソレノイドバルブ５４に対しては、引き続き、バルブ２２の閉エア供給孔２２ｅに作動制御用のエア供給を行う位置を維持する制御信号を送信する。そして、塗布ガン２０の流出孔２０ｂから、ノズル４０を介してシーラを吐出させる。
Ｓ１３０：タイマ１６Ｔにおいて、シーラ塗布開始（Ｓ１２０）からの経過時間を計測する。なお、タイマの時間設定は、少なくとも、シーラ塗布対象物の大きさ、ロボットアーム１２の作動速度を勘案して設定される。
Ｓ１４０：タイマ１６Ｔで計測されるシーラ塗布開始からの経過時間が、所定時間となった時点で、制御手段１６Ｃから圧力センサ３０に対して、塗布ガンアッセンブリ１４内部のシーラ経路の、圧力読み取り信号を送信する。そして、圧力センサ３０の検知信号が制御手段１６Ｃへと送信され、「前サイクル圧力」として記憶される。
【００２１】
Ｓ１５０：制御手段１６Ｃではロボットコントローラ１６と連携して、ロボットアーム１２のシーラ塗布動作の完了を把握し、シーラ塗布を完了する。具体的には、制御手段１６Ｃから、ソレノイドバルブ５２に対して、塗布ガン２０の閉エア供給孔２０ｅに作動制御用のエア供給を行う位置に切替える制御信号を送信し、バルブシート２０ｃをバルブロッド３６の先端部で閉鎖する。これと共に、必要に応じ、サーボモータ２６を停止する制御信号を送信する。一方、ソレノイドバルブ５４に対しては、引き続き、バルブ２２の閉エア供給孔２２ｅに作動制御用のエア供給を行う位置を維持する制御信号を送信する。そして、ノズル４０からのシーラの吐出を停止させる。
Ｓ１６０：一回のシーラ塗布サイクルが終了し、Ｓ１００へと戻る。
【００２２】
Ｓ２１０：Ｓ１００において、準備圧力の自動設定機能がＯＮ設定されていない場合には、次塗布サイクルの準備圧力を、任意の圧力に設定する。
Ｓ２２０：Ｓ２１０で設定された任意の圧力で、シーラ塗布を開始する。具体的には、制御手段１６Ｃから、ソレノイドバルブ５２に対して、塗布ガン２０の開エア供給孔２０ｄに作動制御用のエア供給を行う位置に切替える制御信号を送信し、バルブシート２０ｃからバルブロッド３６の先端部を開放する。これと共に、サーボモータ２６に対して、ピストン２４の前進方向へと駆動する制御信号を送信する。一方、ソレノイドバルブ５４に対しては、引き続き、バルブ２２の閉エア供給孔２２ｅに作動制御用のエア供給を行う位置を維持する制御信号を送信する。そして、塗布ガン２０の流出孔２０ｂから、ノズル４０を介してシーラを吐出させる。
この際にも、必要に応じて、制御手段１６Ｃから圧力センサ３０に対して、塗布ガンアッセンブリ１４内部のシーラ経路の、圧力読み取り信号を送信する。そして、圧力センサ３０の検知信号が制御手段１６Ｃへと送信され、サーボモータ２６の制御にフィードバックされる。
【００２３】
なお、シリンダ室１８ｃは、複数回のシーラ塗布サイクル分の容積が確保されており（例えば４０ｃｃ）、所定回数の塗布サイクルの実施の後に、適宜、シーラの補充が行われる。このシーラの補充の際には、制御手段１６Ｃから、ソレノイドバルブ５２に対して、塗布ガン２０の閉エア供給孔２０ｅに作動制御用のエア供給を行う位置に切替える制御信号を送信し、バルブシート２０ｃをバルブロッド３６の先端部で閉鎖する。これと共に、サーボモータ２６に対して、ピストン２４の後退方向へと駆動する制御信号を送信する。一方、ソレノイドバルブ５４に対しては、バルブ２２の開エア供給孔２２ｄに作動制御用のエア供給を行う位置へと切替える制御信号を送信する。そして、バルブシート２２ｃからバルブロッド４６の先端部を開放する。これにより、バルブ２２の流入孔２２ａからシーラを流入させ、流出孔２２ｂ、流入孔１８ａを介して、シリンダ室１８ｃへとシーラを供給する。
【００２４】
さて、上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。まず、本発明の実施の形態に係るシーラ塗布装置によれば、サーボモータ付き容積形ポンプ１８と、塗布ガン２０とが一体化されることで、両者を連結するシーラ経路からホースを排除し、シーラの圧力に起因する変形により、シーラ経路圧力損失が発生することを回避することができる。そして、塗布ガンアッセンブリ１４内の、シーラ経路の圧力を圧力センサ３０により検知し、シーラ塗布圧力に反映させる。その結果、温度変化等によりシーラの粘度が変化しても、常に所定の流量で、必要な場所にシーラを塗布することが可能となり、シーラ塗布始めのシーラ塗布量や、塗布始めの位置を安定させることができる。
【００２５】
より具体的には、制御手段１６Ｃによって、圧力センサ３０により検出されたシーラ塗布圧力を記憶し、かかるシーラ塗布圧力が次塗布サイクルの準備圧力となるよう、サーボモータ２６を制御する。そして、次塗布サイクルの塗布開始時点での、シーラ塗布圧力を最適化し、シーラ塗布量や、塗布始めの位置を安定させることができる。
又、タイマ１６Ｔによって、シーラ塗布開始から圧力センサによる圧力検知を開始するまでの時間を設定することで、シーラ経路内のシーラ塗布圧力が安定した時点で、信頼性の高い圧力検知を行い、次塗布サイクルの準備圧力に反映させることが可能となる。
【符号の説明】
【００２６】
１０：シーラ塗布装置、１２：ロボットアーム、１４：塗布ガンアッセンブリ、１６：ロボットコントローラ、１６Ｃ：制御手段、１６Ｔ：タイマ、１８：サーボモータ付き容積形ポンプ、１８ａ：流入孔、１８ｂ：流出孔、１８ｃ：シリンダ室、１８ｄ：取付孔、２０：塗布ガン、２０ａ：流入孔、２０ｂ：流出孔、２０ｃ：バルブシート、２２：バルブ、２２ａ：流入孔、２２ｂ：流出孔、２２ｃ：バルブシート、２４：ピストン、２６：サーボモータ、３０：圧力センサ
【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】
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