(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアーム先端に取り付けて、被加工物表面にシーラーを塗布するシーラー塗布装置であって、このシーラー塗布装置は、ロボットアーム先端にダンパー機構を介してノズル保持部材を取り付けて構成され、該ダンパー機構は基端部が前記ロボットアーム先端側に連結され先端部にノズル保持部材が結着された複数本のエアシリンダユニットと、これらのエアシリンダユニットのピストンロッド先端とシリンダ本体との間に配置され、ピストンロッドを突出方向に付勢するスプリングとからなり、エアシリンダユニットにエアを供給している間は、ピストンロッドは伸び切り状態となり、エアシリンダユニットへのエアの供給を停止した状態では、圧縮方向に力が作用したピストンロッドのみが前記スプリングに抗して縮み方向に移動することを特徴とするシーラー塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシーラー塗布装置において、前記ダンパー機構は３本または４本のエアシリンダユニットを均等に配置したことを特徴とするシーラー塗布装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のシーラー塗布装置において、前記ノズル保持部材にはノズルが着脱自在とされることを特徴とするシーラー塗布装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載のシーラー塗布装置を用いた塗布方法であって、ノズル先端が被加工物に近接するか接触するまではエアシリンダユニットにエアを供給してエアシリンダユニットの伸び切り状態を維持し、この後エアシリンダユニットへのエアの供給を停止してスプリングの弾発力でノズルを支持し、この状態で被加工物表面にノズル先端を当接させることを特徴とするシーラー塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物表面にシーラーを塗布すべくロボットアームに取り付けて用いるシーラー塗布装置とこの塗布装置を用いた塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の製造工程においては、ボディを形成するためのスポット溶接を行った後、パネル相互の合わせ目に水漏れ、錆対策としての高粘度材（以下シーラーと称する）を充填する工程がある。
【０００３】
ドア、トランク、ボンネット等における周縁のヘミング部（縁曲げ部）にシーラーを人手によって塗布する装置として実開昭６３−１６８７２号公報に開示されるものがある。この装置は塗布箇所にガイドをあてがいつつ塗布するものであるが、人手によるため効率が悪く且つ熟練を要する。
【０００４】
そこで、ロボットにより自動的に塗布する装置として、特公平４−１０３８９号公報に記載された高粘度材塗布装置が知られている。この装置は、車体のフロア部とドアパネルの両方のシーラー塗布を行うものであり、ロボットに取付可能なベースプレートに対してガンボディを回動自在に取り付けている。そして、ガンボディ先端にノズルシャフトとガイドピンを配置しており、更に、ベースプレートに対してガンボディが回動するので、ドアパネルが上下左右方向にズレても、塗布対象部にシーラーを塗布することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したロボットにより自動的に塗布する装置では、ドアパネルが前後方向にズレている場合に、塗布ノズル先端が追随できず、塗布ノズルとドアパネルが擦れてしまうという問題がある。また擦れると、装置及びロボットに無理な力が加わることになり、塗布ノズル先端によって、ドアパネルの表面を傷つけるという事態も生じる。
【０００６】
そこで、本出願人は先に特願２００１−７４５６２号として、ロボットアームの先端に回動部材を設け、この回動部材に揺動部材を取り付け、この揺動部材にノズルを取り付け、更に前記回動部材と揺動部材をスプリングにより基準位置に復帰するように付勢した塗布装置を提案している。
この装置によれば、ロボットアーム及びノズルに負荷をかけることなく、且つ被加工物を傷つけることなくシーラーを塗布することができるが、ロボットアームが移動する際にノズルがスイングし、基準位置に停止するまでに多少時間がかかるという改善点が発生した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るシーラー塗布装置は、ロボットアーム先端にダンパー機構を介してノズル保持部材を取り付け、該ダンパー機構は基端部が前記ロボットアーム先端側に連結され先端部にノズル保持部材が結着された複数本のエアシリンダユニットと、これらのエアシリンダユニットのピストンロッド先端とシリンダ本体との間に配置され、ピストンロッドを突出方向に付勢するスプリングとからなり、エアシリンダユニットにエアを供給している間は、ピストンロッドは伸び切り（硬直）状態となり、エアシリンダユニットへのエアの供給を停止した状態では、圧縮方向に力が作用したピストンロッドのみが前記スプリングに抗して縮み方向に移動するようにした。
斯かる構成とすることで、装置及びロボットに無理な力が加わることがなく、塗布ノズル先端によって、ドアパネル等の表面を傷つけることもなく、しかも基準位置に復帰するまで待つ必要もない。
【０００８】
前記ダンパー機構としては、例えば３本または４本のエアシリンダユニットを均等に配置したものが考えられ、また前記ノズル保持部材にはノズルを着脱自在とすることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る塗布方法は、上記のシーラー塗布装置を用いて塗布することを前提とし、ノズル先端が被加工物に近接するか接触するまではエアシリンダユニットにエアを供給してエアシリンダユニットの伸び切り状態を維持し、この後エアシリンダユニットへのエアの供給を停止してスプリングの弾発力でノズルを支持し、この状態で被加工物表面にノズル先端を当接せしめる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係るシーラー塗布装置を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係るシーラー塗布装置を装着したロボットの全体図、図２は同シーラー塗布装置を装着したロボットのアーム部を示す図、図３は同シーラー塗布装置の拡大図、図４はノズル保持板の斜視図である。
【００１１】
本発明に係るシーラー塗布装置を備えたロボットＲは、ロボット本体に軸１を介して第１アーム２を回動自在に支持し、この第１アーム２の先端に軸３を介して第２アーム４を回動自在に支持し、第２アーム４先端に本発明に係る塗布装置１０を取り付けている。
【００１２】
塗布装置１０は緩衝機構１１を介して板状のノズル保持部材２０を支持し、このノズル保持部材２０にシーラを吐出するノズル２１を取り付けている。尚、ノズル保持部材２０には２種類のノズル取付金具２２、２３が設けられている。このように２種類のノズル取付金具２２、２３を備えることで、仕様の異なるノズルでも１つのノズル保持部材２０で間に合わせることができる。
【００１３】
また、ノズル２１の先端には丸棒状のガイド２４が取り付けられている。このガイド２４は被加工物表面に沿って摺動する部材であるので、ポリアセタール樹脂などの摩擦係数の小さな材料にて形成している。
【００１４】
前記緩衝機構１１はエアシリンダユニット１２とスプリング１３から構成される。本実施例の場合、４本のエアシリンダユニット１２を等間隔で配置し、各エアシリンダユニット１２の基端部をピン１４を介して第２アーム４先端のブラケット１５に形成した長孔１６に挿通している。長孔１６の向きは上下のエアシリンダユニット１２については上下方向とし、左右のエアシリンダユニット１２については左右方向とすることで、４本のエアシリンダユニット１２がある程度基端部を中心として揺動可能となっている。
【００１５】
また、前記板状のノズル保持部材２０には４箇所に折曲片２５を備え、エアシリンダユニット１２のピストンロッド１７先端にボルト１８を用いて各折曲片２を結着している。
【００１６】
更に前記スプリング１３はピストンロッド１７先端とシリンダ本体との間に配置され、ピストンロッド１７を突出方向に付勢している。
ここで、エアシリンダユニット１２にエアを供給している間は、エア圧によってピストンロッド１７は伸び切り状態となり、エアの供給を停止するとスプリング１３の弾発力のみでピストンロッド１７は突出する。したがって、エアの供給を停止した状態で、ピストンロッド１７に圧縮方向の力が作用すると当該力が作用したピストンロッド１７のみがスプリング１３に抗して縮み方向に移動する。
【００１７】
以上の構成からなる塗布装置を用いて被加工物表面にシーラーを塗布する方法を説明する。尚、シーラー塗布対象となる部材は、組立中の自動車のドアとし、シーラー塗布箇所は、ドア周縁部のヘミング加工箇所とする。
【００１８】
先ず、汎用ロボットＲのアーム４の先端に塗布装置１０を固定する。そして、溶接工程、塗装工程、電着工程を順次経てシーラー塗布工程へ搬入されてくる自動車ボディのドアを、ロボットまたは人手により全開し、ドアの周縁に沿ったヘミング加工箇所にシーラーを塗布するための準備を行う。
【００１９】
次いで、緩衝機構１１を構成する各エアシリンダユニット１２にエアを供給して硬直させた状態のままロボットＲのアーム２、４を旋回・移動させてヘミング加工箇所に塗布装置１０のノズル２１を当接させるとともに、ガイド２４の側部をドア周縁に当接させる。
【００２０】
ここで、ノズル２１がヘミング加工箇所に当接するか、その直前まで各エアシリンダユニット１２へのエアの供給は継続する。したがって、ノズル２１がロボットアームの旋回などによっていつまでも揺動することなく短時間のうちにノズル２１を当接させることができる。
【００２１】
そして、ノズル２１がヘミング加工箇所に当接するかその直前まできたならば、各エアシリンダユニット１２へのエアの供給を停止する。その結果、各ピストンロッド１２はスプリング１３の弾発力のみで突出していることになり、前記したようにノズル２１に外力が作用すると、それに追従してノズル保持部材２０が傾動可能となる。
【００２２】
この状態で、ノズル２１から単位時間あたり所定量のシーラーを吐出する操作と同時に、ロボットに予めティーチングした動作、即ち、ドア縁部に沿ってアームを所定速度で移動させるという動作をロボットに開始させる。
【００２３】
仮に、ティーチングされたアームの移動軌跡とドアの周縁が多少ズレていたとしても、前記したように個々のエアシリンダユニット１２へのエアの供給が停止しているのでエアシリンダユニットは個々に圧縮可能で、ノズル保持部材２０はに任意の方向に小さな力で傾動可能となっているので、上記の位置ズレを簡単に吸収しつつガイド２４がドアの周縁をなぞって移動する。これにより、ガイド２４と所定の位置関係にあるノズル２１からは、ドアの周縁に沿ったヘミング加工箇所に向けてシーラーが吐出される。
【００２４】
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が考えられる。例えば、エアシリンダユニットの本数は４本ではなく３本でもよい。また実施例では自動車のドアのシーラー塗布工程に適用した場合について説明したが、ボンネット、トランク等についても適用でき、自動車関連以外のシーラー塗布工程に適用できることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エアシリンダユニットへエア供給している間は、ピストンロッドは伸び切り（硬直）状態となるので、ロボットに取り付けた塗布装置のノズル先端を短時間のうちに被加工物に位置決めして当接せしめることができ作業効率が向上する。
また、エアシリンダユニットへのエア供給を停止した状態では、ノズル保持部材が結着された複数本のエアシリンダユニットのうち圧縮方向に力が作用したピストンロッドのみがスプリングに抗して縮み方向に移動するので、ロボットアーム及びノズルに負荷をかけることなく、且つ被加工物を傷つけることなくシーラーを塗布することができる。
したがって、自動車のドア、トランク、ボンネット等の周縁部におけるヘミング加工箇所にシーラーを塗布する工程をスムーズにしかも見栄え良く仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシーラー塗布装置を装着したロボットの全体図
【図２】同シーラー塗布装置を装着したロボットのアーム部を示す図
【図３】同シーラー塗布装置の拡大図
【図４】ノズル保持板の斜視図
【符号の説明】
１、３…軸、２、４…ロボットのアーム、１０…塗布装置、１１…緩衝機構、１２…エアシリンダユニット、１３…スプリング、１４…ピン、１５…ブラケット、１６…長孔、１７…ピストンロッド、１８…ボルト、２０…ノズル保持部材、２１…ノズル、２２、２３…ノズル取付金具、２４…ガイド部材、２５…折曲片、Ｒ…ロボット。
【図１】
0004274717.tif 000002
【図２】
0004274717.tif 000003
【図３】
0004274717.tif 000004
【図４】
0004274717.tif 000005