(57)【要約】【課題】従来に比べて小型軽量で低コストである接着剤塗布装置、及びこの接着剤塗布装置にて実行される接着剤塗布形状の測定方法を提供する。【解決手段】被塗布部材１を載置し、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に可動である駆動機構１１０と、駆動機構に設置されている接着剤塗布用のディスペンサー１２０と、非回転状態にて駆動機構に設置され、ディスペンサーによる接着剤のいずれの塗布方向に対しても４５度の傾斜角度に固定配置された状態にて、ディスペンサーで塗布された接着剤の塗布形状を計測する計測センサ１３０とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布部材に接着剤を塗布する接着剤塗布装置であって、
上記被塗布部材を載置すると共に、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に可動である駆動機構と、
上記駆動機構に設置されている接着剤塗布用のディスペンサーと、
非回転状態にて上記駆動機構に設置されている計測センサであって、上記ディスペンサーによる接着剤のいずれの塗布方向に対しても４５度の傾斜角度に固定配置された状態にて、上記ディスペンサーで塗布された接着剤の塗布形状を計測する計測センサと、
を備えたことを特徴とする接着剤塗布装置。
【請求項２】
上記接着剤の塗布方向はＸ軸方向及びＹ軸方向であり、上記計測センサは上記Ｘ、Ｙ軸方向に対して４５度傾斜して位置する、請求項１に記載の接着剤塗布装置。
【請求項３】
上記駆動機構、上記ディスペンサー、及び上記計測センサの動作制御を行う制御装置をさらに備え、この制御装置は、Ｘ軸方向に延在する接着剤に対して、上記計測センサの測定範囲一端から上記接着剤における塗布一端までのＸ１距離と、Ｙ軸方向に延在する接着剤に対して、上記計測センサの測定範囲他端から上記接着剤における塗布他端までのＹ１距離とを一致させ、かつ、Ｘ軸方向に延在する接着剤に対して、上記計測センサの測定範囲他端から上記接着剤における塗布他端までのＸ２距離と、Ｙ軸方向に延在する接着剤に対して、上記計測センサの測定範囲一端から上記接着剤における塗布一端までのＹ２距離とを一致させる機能を持った距離一致部を有する、請求項２に記載の接着剤塗布装置。
【請求項４】
被塗布部材を載置すると共に、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に可動である駆動機構と、この駆動機構に設置されている接着剤塗布用のディスペンサーと、非回転状態で上記駆動機構に設置されている計測センサとを備えた接着剤塗布装置において実行される接着剤塗布形状の測定方法であって、
上記ディスペンサーにてＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って接着剤を上記被塗布部材に塗布し、
上記Ｘ軸方向及び上記Ｙ軸方向のいずれに対しても上記計測センサを回転させることなく４５度の傾斜角度に固定配置して上記接着剤の塗布形状を上記計測センサで測定する、
ことを特徴とする接着剤塗布形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば樹脂材、金属材、ガラス材等の部材同士を接着するために使用する接着剤(樹脂)の塗布を行う接着剤塗布装置、並びに、この接着剤塗布装置にて実行される、塗布された接着剤塗布形状の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば樹脂材、金属材、ガラス材等の部材同士を接着するため、当該部材には、接着剤(樹脂)が塗布される。現在では、塗布ロボットを用いて接着剤の塗布位置が制御され、さらに接着剤塗布用ディスペンサーを用いて接着剤の塗布量が管理されているものが増えている。
ここでは、製品の品質向上あるいは不良削減のため、塗布位置及び塗布量は、画像センサあるいは形状計測センサ等のセンサを使用して、測定及び検査が実行されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、互いに直交する縦横２方向に接着剤が塗布されている場合、センサを用いた従前の測定検査では、センサは１方向に沿った測定しか行うことができず、２方向の測定を行うためには、各方向に応じてセンサの向きを回転させるための回転機構（θ軸）を設ける必要がある。その結果、設備費用の増加、さらにロボット可動部に対する積載重量の増加などの問題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、従来に比べて小型軽量で低コストである接着剤塗布装置、及びこの接着剤塗布装置にて実行される、接着剤塗布形状の測定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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における接着剤塗布装置は、被塗布部材に接着剤を塗布する接着剤塗布装置であって、上記被塗布部材を載置すると共に、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に可動である駆動機構と、上記駆動機構に設置されている接着剤塗布用のディスペンサーと、非回転状態にて上記駆動機構に設置されている計測センサであって、上記ディスペンサーによる接着剤のいずれの塗布方向に対しても４５度の傾斜角度に固定配置された状態にて、上記ディスペンサーで塗布された接着剤の塗布形状を計測する計測センサと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様における接着剤塗布装置によれば、接着剤の塗布形状を計測する計測センサは、ディスペンサーによる接着剤のいずれの塗布方向に対しても４５度の傾斜角度に固定配置されている。したがって、接着剤の塗布方向に対して計測センサの向きを変更するための駆動機構を設ける必要はなく、接着剤塗布装置を小型軽量化することができ、かつ設備費用を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１、２における接着剤塗布装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す接着剤塗布装置において、塗布された接着剤の塗布形状測定動作を説明するための図である。
【図３】図１に示す接着剤塗布装置において、塗布された接着剤の塗布形状測定動作を説明するための図である。
【図４Ａ】実施の形態２における接着剤塗布装置において、塗布された接着剤の塗布形状測定動作を説明するための図である。
【図４Ｂ】実施の形態２における接着剤塗布装置において、塗布された接着剤の塗布形状測定動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施形態である、接着剤塗布装置、及びこの接着剤塗布装置にて実行される接着剤塗布形状の測定方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１０】
実施の形態１．
例えば樹脂材、金属材、ガラス材等の部材同士を接着するため、接着剤(樹脂)が使用されることが多い。接着剤の塗布工程では、製品の品質向上及び不良削減のため、接着剤の塗布位置及び塗布量を定量的に保証する必要がある。そこで、塗布位置が規定位置であるか否か、及び塗布量が規定量であるか否かを測定するために、計測センサを用いて接着剤の塗布幅及び塗布厚みの測定を行い検査が実施されている。
【００１１】
図１には、このような計測センサを有する、本実施形態１における接着剤塗布装置１０１の概略構成が示されている。接着剤塗布装置１０１は、基本的構成として、駆動機構１１０と、被塗布部材１への接着剤の塗布を行うディスペンサー１２０と、塗布された接着剤の形状測定を行う計測センサ１３０とを備え、さらに制御装置１４０を備えることができる。制御装置１４０は、駆動機構１１０、ディスペンサー１２０、及び計測センサ１３０の動作制御を行う装置である。
尚、図１は、各構成部分の概念を示すもので、必ずしも実際の装置構成に対応したものではない。また図１は、実施形態１のみならずその他の実施形態においても参照される。よって図１に示す制御装置１４０には、実施形態１以外の実施形態にて参照する構成部分も図示している。
これらの構成部分について以下に説明を行う。
【００１２】
駆動機構１１０は、接着剤が塗布される被塗布部材１を載置すると共に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に構成部分を移動させる機構であり、例えばサーボモータなどを使用して、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標における正確な位置制御が可能なスライド機構である。駆動機構１１０は、本実施形態１では、Ｘ軸方向におけるスライド機構１１１、Ｙ軸方向におけるスライド機構１１２、及びＺ軸方向におけるスライド機構１１３を有し、各スライド機構１１１、１１２、１１３は、駆動部１１１ａ，１１２ａ，１１３ａをそれぞれ有する。各駆動部１１１ａ，１１２ａ，１１３ａは、制御装置１４０と電気的に接続され制御装置１４０にてそれぞれの軸方向において動作制御がなされる。このような駆動機構１１０は、産業用ロボットで構成することもできる。
【００１３】
また本実施形態１では、Ｚ軸方向におけるスライド機構１１３は、Ｘ軸方向のスライド機構１１１に取り付けられ、またスライド機構１１３には、ディスペンサー１２０及び計測センサ１３０が取り付けられている。またＹ軸方向におけるスライド機構１１２は、被塗布部材１をＹ軸方向に移動させる。
よって、制御装置１４０による動作制御にて、ディスペンサー１２０及び計測センサ１３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に制御されながら移動可能である。
【００１４】
本実施形態１では、以下に説明するように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向に沿って接着剤が塗布されるが、これに限定するものではなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に接着剤を塗布してもよい。
【００１５】
次に、ディスペンサー１２０について説明する。
上述のようにディスペンサー１２０は、駆動機構１１０におけるＺ軸方向のスライド機構１１３に設置され、塗布駆動部１２１によって接着剤の吐出、塗布動作が実行される。塗布駆動部１２１は、制御装置１４０と電気的に接続され制御装置１４０にて動作が制御される。
本実施の形態１の接着剤塗布装置１０１において、ディスペンサー１２０を用いた被塗布部材１への接着剤５の塗布動作は以下のように行われる。
制御装置１４０によって、Ｘ軸方向におけるスライド機構１１１の駆動部１１１ａ、及びＹ軸方向におけるスライド機構１１２の駆動部１１２ａがそれぞれ動作制御され、並びに、ディスペンサー１２０の塗布駆動部１２１の動作制御が行われることで、接着剤５は、本実施形態１では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向に沿って被塗布部材１に塗布されていく。
【００１６】
次に、計測センサ１３０について説明する。
計測センサ１３０は、二次元変位センサの一例に相当し、ディスペンサー１２０によって被塗布部材１に塗布された接着剤の塗布形状を測定する、具体的には、塗布された接着剤の塗布幅及び塗布厚みを計測する、センサである。計測センサ１３０の一例として、レーザ光を使用して測定を行うものが使用可能である。また計測センサ１３０として、画像センサあるいは形状計測センサ等のセンサを使用することもできる。
また計測センサ１３０は、制御装置１４０と電気的に接続され制御装置１４０にて塗布形状が計測される。この計測動作については以下で詳しく説明する。
尚、本実施形態１のみならず以下の各実施形態において、計測センサ１３０は、接着剤の塗布幅及び塗布厚みの両方を計測するが、塗布幅及び塗布厚みの少なくとも一方を計測するようにしてもよい。
【００１７】
このような計測センサ１３０は、上述したように、駆動機構１１０におけるＺ軸方向のスライド機構１１３に設置されている。ここで計測センサ１３０は、図２に示すように、接着剤５の塗布方向に対して計測センサ３は４５度傾斜して取り付けられている。即ち、計測センサ１３０は、接着剤５が延在するＸ軸方向及びＹ軸方向の両方向に対して、計測センサ１３０の向きを不変とした非回転状態にて、つまり計測センサ１３０に旋回軸（θ軸）を有さずに、スライド機構１１３に設置されており、ディスペンサー１２０による接着剤５のいずれの塗布方向に対しても４５度の傾斜角度に固定配置されている。
【００１８】
このような、４５度の傾斜角度による計測センサ１３０の固定配置によれば、以下の効果を得ることができる。
即ち、接着剤５は互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って塗布され、接着剤５の延在方向に対して計測センサ１３０を４５度の角度に傾斜させることで、接着剤５の延在方向がＸ軸方向及びＹ軸方向に変化しても、接着剤５の延在方向に対する計測センサ１３０の向きを変更する、つまり旋回軸（θ軸）を中心に計測センサ１３０を回転させる、必要は無い。
その結果、計測センサ３を回転させるために必要となる回転機構を設置する必要はなく、設備費用の抑制が可能であると共に、接着剤塗布装置１０１における装置構成を小型軽量化することが可能である。
【００１９】
次に、本実施形態１の接着剤塗布装置１０１において、４５度の傾斜角度に固定配置した計測センサ１３０によって接着剤５の塗布形状を測定する動作について説明する。
接着剤５の塗布方向に対して計測センサ１３０を４５度傾斜させることで、図３に示すように、計測センサ１３０で照射されるレーザ光１３１も接着剤５の塗布方向に対して４５度傾斜する。よって、計測センサ１３０が出力する接着剤５の読取幅５ｂは、４５度の傾斜角度における長さであるので、接着剤５の実際の塗布幅５ａを読取幅５ｂから求める、言い換えると補正する、必要がある。塗布幅５ａのこの取得動作は、本実施形態１では、制御装置１４０における寸法取得部１４１（図１）にて実行される。つまり寸法取得部１４１は、塗布幅５ａの取得動作機能を有する。寸法取得部１４１における塗布幅５ａの取得動作の一例として、本実施形態１では、計測センサ１３０が出力する読取幅５ｂに１／√２を乗算する方法を採る。その他の取得動作としては、例えば読取幅５ｂと塗布幅５ａとのテーブルを参照する等、既知の方法を採ることができる。
【００２０】
また、寸法取得部１４１における塗布幅５ａの取得動作は、接着剤５の延在方向にかかわらず一つの方法にて実行することができる。つまり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向における塗布幅５ａを一つの取得方法で求めることができ、各延在方向に対応して取得方法を変更する必要は無い。
また計測センサ１３０が表示部を有する場合には、制御装置１４０は、求めた塗布幅５ａの値を表示部に表示してもよい。
【００２１】
また、Ｚ軸方向における接着剤５の塗布厚みについては、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれの塗布方向に対しても演算式は必要ない。よって、制御装置１４０は、計測センサ３が読み取る読み取り高さ情報をそのまま接着剤５の塗布厚み情報として使用可能である。
【００２２】
以上説明した制御装置１４０は、実際にはコンピュータを用いて実現され、上述の寸法取得部１４１が有する機能に対応するソフトウェアと、これを実行するためのＣＰＵ（中央演算処理装置）及びメモリ等のハードウェアとから構成されている。尚、上記コンピュータは、実際には、接着剤塗布装置１０１に組み込まれたマイクロコンピュータに相当することができ、一方、スタンドアロン型のパーソナルコンピュータを用いることもできる。
また、上記プログラムは、コンピュータによって直接実行可能なものだけでなく、例えば通信線を介して読み込まれハードディスク等にインストールすることによって実行可能となるものも含む。又、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含まれる。
【００２３】
また、計測センサ１３０における４５度の傾斜角度での固定配置によれば、上述した装置構成の小型軽量化、及び設備費用の抑制の効果だけでなく、さらに以下の効果を得ることが可能となる。
即ち、従来のように、塗布された接着剤５に対して直交方向にレーザ光６を照射するように計測センサを配置した場合には、計測センサを回転させるための回転機構を設ける必要がある。一方、この回転機構における回転中心（旋回軸、θ軸）に計測センサを配置することは機構上困難である。その結果、接着剤５の延在方向がＸ，Ｙ軸方向で変化するときには、計測センサの向きを９０度回転させる動作と、接着剤５の塗布箇所に計測センサを戻す動作との両方が必要になる。即ち、回転動作及び戻し動作用の２つのプログラムが必要であり複雑となる。また、例えば図２に示すように四角状に接着剤５を塗布する場合には、４つの角部の全てに対して、計測センサを移動させるためのプログラム作成が必要となり、複雑なプログラム構成が必要となる。
【００２４】
これに対して本実施形態１のように、計測センサ１３０を４５度の傾斜角度で固定配置することで、回転機構は必要なく、よってプログラム構成も従来に比べて簡易となる。
したがって、図２に示すように四角状に接着剤５を塗布する場合であっても、接着剤５の塗布軌道とほぼ同等のプログラムにて、換言するとディスペンサー１２０を移動させるプログラムとほぼ同等のプログラムにて、計測センサ１３０を移動させることによって、塗布幅及び塗布厚みの形状測定が可能となる。
【００２５】
さらにまた、塗布幅及び塗布厚みの形状測定時間についても、従来に比べて短縮化が可能となる。即ち、回転動作を要する従来の計測センサの場合、一般的には、接着剤５の塗布幅及び塗布厚みの測定に要する時間は、計測センサの分解能によって多少は変化するものの接着剤５を塗布する際の塗布時間とほぼ同等になると予測される。
よって、上述の、回転動作不要及びプログラムの簡易化によれば、従来に比べて、塗布幅及び塗布厚みの形状測定時間を短縮することが可能となる。このことは、例えば、接着剤５を塗布した被塗布部材１同士を貼り合わせるときに、接着剤５が塗布後の時間制約を有する場合には、製品品質上の問題も絡むことから、非常に有効となる。
【００２６】
実施の形態２．
以下に、実施の形態２における接着剤塗布装置について説明する。
この実施形態２の接着剤塗布装置は、基本的に、実施形態１における接着剤塗布装置１０１と同じ構成部分を備え、制御装置１４０において、さらに距離一致部１４２を有する点において相違する。したがって以下の説明では、実施形態１の構成に対する主に相違点の説明を行い、同じ構成部分については説明を省略する。尚、本実施形態２における接着剤塗布装置について「１０２」を符番する（図１）。
【００２７】
実施の形態１にて説明したように、駆動機構１１０における各スライド機構１１１、１１２、１１３は、サーボモータなどを使用して、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標のそれぞれにおいて正確な位置制御が可能である。よって、制御装置１４０における距離一致部１４２は、以下の動作を行う機能を有する。即ち、距離一致部１４２は、図４Ａに示すＸ軸方向に延在する接着剤５において、計測センサ１３０のレーザ光１３１の照射方向に沿った、計測センサ１３０の測定範囲１３２の一端１３２ａから、接着剤５においてこの一端１３２ａに近位する塗布一端５ｃまでのＸ１距離（ｄ）と、図４Ｂに示すＹ軸方向に延在する接着剤５において、測定範囲１３２の他端１３２ｂから、接着剤５においてこの他端１３２ｂに近位する塗布他端５ｄまでのＹ１距離（ｆ）とを一致させる。さらに距離一致部１４２は、図４Ａに示すＸ軸方向に延在する接着剤５において、計測センサ１３０の測定範囲１３２の他端１３２ｂから、接着剤５における塗布他端５ｄまでのＸ２距離（ｅ）と、図４Ｂに示すＹ軸方向に延在する接着剤５において、計測センサ１３０の測定範囲１３２の一端１３２ａから、接着剤５における塗布一端５ｃまでのＹ２距離（ｇ）とを一致させる。
【００２８】
このように距離一致部１４２は、Ｘ１距離（ｄ）とＹ１距離（ｆ）とが同じ値になるように、かつ、Ｘ２距離（ｅ）とＹ２距離（ｇ）とが同じ値になるように、駆動機構１１０を制御、特にスライド機構１１１及びスライド機構１１２を制御する。
また、距離一致部１４２は、実施形態１で説明した寸法取得部１４１と同様に、コンピュータを用いて実現される。
【００２９】
以上のように構成される実施の形態２における接着剤塗布装置１０２は、基本的構成が実施形態１の接着剤塗布装置１０１と同じであることから、実施の形態１で説明した、接着剤塗布装置１０１が奏する効果を有している。さらに本実施形態２では、Ｘ１距離（ｄ）とＹ１距離（ｆ）とが同じ値になり、かつ、Ｘ２距離（ｅ）とＹ２距離（ｇ）とが同じ値になることで、さらに以下の効果を得ることができる。
実施の形態１で説明したように、計測センサ１３０を４５度傾斜させて取り付けたことで、塗布されている接着剤５の延在方向がＸ，Ｙ軸方向で変化しても、計測センサ１３０自体を回転させる必要はない。本実施形態２ではさらに、計測センサ１３０によって接着剤５の塗布幅及び塗布厚みの少なくとも一方を測定するときに、接着剤５の延在方向がＸ，Ｙ軸方向で変化しても、計測センサ１３０に対する塗布幅及び塗布厚みの測定位置用の設定を変更する必要がなくなり、連続して測定を行うことが可能である。したがって、実施形態１に比べて、接着剤５の塗布幅及び塗布厚みをより簡易に形状測定することが可能になる。
【００３０】
上述した各実施の形態を組み合わせた構成を採ることも可能であり、また、異なる実施の形態に示される構成部分同士を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  被塗布部材、５  接着剤、５ａ  塗布幅、５ｃ  塗布一端、５ｄ  塗布他端、
１０１，１０２  接着剤塗布装置、
１１０  駆動機構、１２０  ディスペンサー、１３０  計測センサ、
１３２ａ  測定範囲一端、１３２ｂ  測定範囲他端、
１４０  制御装置、１４２  距離一致部。
【図１】
2017203717.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017203717.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2017203717.tif 000007