JPH031086Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、簡易型の産業用ロボツトを利用した
液体塗布装置に関する。

例えばタンクの内壁部の全周に接着剤を一定量
だけ塗布する作業がある。このような塗布作業が
手作業で行われると、塗布量が全周に沿つて均一
化せず、理想の品質が得難い状況にある。

そこで、自動液体吐出装置が用いられている。
この自動液体吐出装置のノズルは、倣い装置によ
つて駆動され、タンクの内周に沿つて移動し、一
定量の接着剤を連続的に塗布していく。

ところが、倣い装置ではワークの塗布部分の形
状と同じ、または相似のカムまたはテンプレート
が必要とされ、ワークが変化すると、当然そのカ
ムまたはテンプレートの交換が必要となる。この
ため、多種少量生産の生産形態では、段取替時間
の無駄が大きく、また設備費もかさむという欠点
がある。

一方、塗装用および溶接用の高級な産業用ロボ
ツトは、ノズルやトーチなどを手首の運動により
常にワークに対し直交させながら移動させ、必要
な塗装作業や溶接作業を行つている。このような
高級な産業用ロボツトでは、手首の回転制御が行
われるため、上記ノズルやトーチは、常にワーク
の加工面に対し直交する状態で移動できるような
つている。したがつて、そのロボツトの制御にか
なり複雑な制御プログラムが必要であり、またロ
ボツトハンドの手首部分に特殊な機構が組み込ま
れている。

もちろん、上記のような高級な産業用ロボツト
は、接着剤等の液体の塗布作業用のものとして用
いることもできる。しかし、このような高級な産
業用ロボツトは、高価であることから、危険でな
く、かつまた特別に悪い作業環境でもない接着剤
等の塗布作業に用いられていない。

したがつて本考案の目的は、比較的簡易な産業
用のロボツトを用い、しかも手首部分の制御を行
わない状態で、機械的な装置により、ロボツトの
ヘツド部分のノズルを常にワークの塗布面に対
し、ほぼ法線方向に維持できるようにすることで
ある。

上記目的のもとに、本考案は、部品等の塗布面
に沿つて動く産業用のロボツトのヘツド部に液体
吐出用のノズルをロータリージヨイントによつて
回転可能な状態で設け、このロータリージヨイン
トのノズル側に上記塗布面に対する直接的な倣い
用の当接体を設け、ロボツトのヘツド部の移動時
に、上記当接体を塗布面にほぼ直交状態で接触さ
せることにより、この当接体とともに上記ノズル
を塗布面に対しほぼ法線方向に対向させるように
している。このような機械的手段によつて、ノズ
ルの向きが制御されるため、ロボツトのヘツド部
分に複雑な手首機構などが必要とされず、したが
つて手首制御のための直線補間や円弧補間などの
特殊な制御プログラムなどが不要となり、ロボツ
トの電気的な制御が簡略化される。

以下、本考案の構成および作用を図に示す一実
施例に基づいて具体的に説明する。

第１図は、本考案の液体塗布装置１を示してい
る。この液体塗布装置１は、産業用のロボツト２
の存在を前提としており、そのヘツド部３に取付
けられる液体吐出用のノズル４および塗布面倣い
用の当接体５を揃えている。

上記ロボツト２は、一例として多関節極座標型
のものであり、ベース６の支柱７に対しブレーム
８を取付け、このフレーム８の第１アーム９およ
び第２アーム１０を垂直方向の関節軸１１，１２
により旋回自在に取付け、これらの第１アーム９
および第２アーム１０をそれぞれの関節軸１１，
１２の上の駆動モータ１３，１４により、それぞ
れ独立に駆動できるように構成されている。

そして第２アーム１０の先端のヘツド部３に上
下動軸１５が回転かつ上下動自在に支持されてい
る。この上下動軸１５はフレーム８の内部に設け
られた回転駆動モータ１６によつて駆動される関
係にある。すなわちこの回転駆動モータ１６の回
転は、関節軸１１，１２に対し回転自在に支持さ
れたプリー１７，１８および上記上下動軸１５に
固定されたプリー１９およびこれらに巻掛けられ
たタイミングベルト２０およびすべり軸受け２１
によつて上下動軸１５に伝達される。また上記上
下動軸１５は、第２アーム１０のヘツド部３の内
部に取付けられたシリンダ２２によつて駆動され
るようになつている。すなわちこのシリンダ２２
のシリンダロツド２３は、上下動軸１５の上端部
分にその回転を許す状態で連結されている。また
上下動軸１５は、スプライン２４を形成してお
り、ヘツド部３のすべり軸受け２１に対し回転可
能で、かつ回り止め状態で上下方向に摺動自在に
支持されており、下端部分でロータリージヨイン
ト２５を介在させつつ上記ノズル４を回転可能な
状態で支持している。このノズル４は、ロータリ
ージヨイント２５の下側の部材つまりノズル４側
の部材に対して、上下動軸１５の軸線上で取付け
られているが、下方でＬ字型に屈曲し、その吐出
口を水平方向に向けている。このノズル４の液体
通路２６は、ロータリージヨイント２５および上
下動軸１５の内部を経て配管２７により、液体例
えば接着剤の供給源２８に接続されている。

そして第２図に示すように、上記ノズル４の背
面側に水平方向のガイドバー２９が取付けられて
いる。このガイドバー２９は取付け側および先端
部のストツパー３０，３１の間で支持体３２をそ
の摺動孔３３の部分でコイル状のスプリング３４
を介在させながら軸線方向に摺動自在に支持して
いる。このスプリング３４はＬ字状の支持体３２
を常に進出方向にすなわちノズル４の方向に向け
て付勢している。そしてこの支持体３２は、第３
図および第４図に示すように、ノズル４の側でＵ
字状のアーム３５を備えており、このアーム３５
の２つの先端部分で軸３６により当接体５として
のローラ３７を回転自在に支持している。これら
の左右のローラ３７は、ロータリージヨイント２
５の回転軸線方向から見てノズル４を挟む左右位
置に設けられている。なお、上記ヘツド部３の左
右の側面に一対の案内板３８が設けられている。
この一対の案内板３８は、ノズル４が上昇してい
るとき、それとともに上昇している支持体３２を
挟み込み、ノズル４の自由な回転を拘束してい
る。

次に上記液体塗布装置１の作用を説明する。

第１アーム９および第２アーム１０は駆動モー
タ１３，１４の回転力を受けて関節軸１１，１２
を中心とする旋回運動を行う。また上下動軸１５
は、シリンダ２２の上下方向の駆動力を受けて昇
降運動を行うとともに、回転駆動モータ１６の回
転を受けて第２アーム１０のヘツド部３に対し回
転できる状態にあり、部品等のワーク３９の塗布
面４０に対しノズル４の先端を直交させる状態で
対向させる。

塗布作業の前に、上下動軸１５は、上限位置に
ある。このとき支持体３２が一対の案内板３８の
間で挟持されているため、ノズル４は、上下動軸
１５に対し回転できない状態にある。塗布作業を
開始するに当たり、ノズル４は、ローラ３７がワ
ーク３９に当たらない空間で上下動軸１５ととも
に作業位置の高さまで下降する。その後、ロボツ
ト２の第１アーム９および第２アーム１０は、適
当な旋回運動をして、ノズル４をワーク３９の塗
布面４０まで進行させる。このときローラ３７が
ワーク３９の塗布面４０に同時に接触し、ガイド
バー２９つまりノズル４の向きを塗布面４０の法
線方向に規制する。この状態でロボツト２は、第
１アーム９および第２アーム１０を駆動し、旋回
運動をすることによつて、ノズル４をワーク３９
の塗布面４０に沿つて一定の速度で移動させる。
この間に液体（接着剤）の供給源２８は、定量供
給機能のもとに配管２７、流体通路２６およびロ
ータリージヨイント２５を経て、接着剤をノズル
４に供給している。ノズル４がワーク３９の塗布
面４０に沿つて移動するとき、左右のローラ３７
もその塗布面４０に接しながら移動し、ノズル４
を常に塗布面４０に対し直交する状態に規制して
いる。したがつてノズル４は、ヘツド部３の向き
にかかわらず、ロータリージヨイント２５の部分
で回転し、その吐出口を常にワーク３９の塗布面
４０の法線方向に向けている。ノズル４がワーク
３９の内壁を一周した状態でもとの位置に戻り、
この位置で後退後に、上昇することにより、上限
まで移動し、次の塗布動作を待機する。ノズル４
が上昇した状態にあるとき、支持体３２が一対の
案内板３８によつて挟まれているから、ノズル４
は第１アーム９や第２アーム１０の旋回よつても
勝手な方向に向かないことになる。上記アーム３
５は、Ｕ字状に屈曲しているが、これはワーク３
９の塗布面４０が逆に凸型の曲面に変化したとき
でも、連続して目的の作業を行えるように考慮し
たためである。

なお、上記実施例は、当接体５を回転自在のロ
ーラー３７とし、接触時の抵抗を軽減している
が、この当接体５は、摩擦抵抗の少ない固定的な
部材で構成することもできる。また一対のアーム
３５は、第５図に示すように軸４１により回動自
在に支持し、これらを図示しないスプリングによ
つて付勢するようにしてもよい。この場合、一対
のアーム３５は、アーム３５の間に設けられた度
当たり４２によつて必要以上に接近しないように
なつている。さらに上記実施例は、当接体５すな
わちローラ３７をノズル４の先端部分より後退さ
せているが、このローラ３７は、ワーク３９の形
状に応じてノズル４と同じ位置あるいはそれより
も前進した位置に設けられる。なお、支持体３２
がガイドバー２９の回りに回動する恐れがある場
合には、ガイドバー２９に滑りキーなどを設けれ
ばよい。

また、上記実施例は、ノズル４と一体的なガイ
ドバー２９に対し支持体３２を摺動可能な状態で
支持しているが、この支持体３２は、ノズル４と
一体的に設け、この支持体３２の部分で当接体５
としてローラ３７を進出方向に移動可能な状態で
支持してもよい。また産業用のロボツト２は、当
然、多関節極座標型のものに限らず、例えば直交
座標型のものであつてもよい。

本考案では、回転可能な状態で支持されたノズ
ルが塗布面に当接する当接体の位置規制機能によ
つて常に塗布面に対し法線方向に向けられている
から、高級な直線補間や円弧補間などの制御機能
がロボツト制御装置に必要とされず、普及型のロ
ボツトで上記の目的が達せられる。また、従来の
倣い制御と異なり、ワークの形状と相似なカムや
テンプレート等が必要とされず、段取替が楽であ
り、その制御および管理が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の液体塗布装置の側面図、第２
図は同装置の要部の拡大側面図、第３図は当接体
の部分の正面図、第４図は当接体の部分の平面
図、第５図は当接体の支持部分の他の実施例の平
面図である。 １……液体塗布装置、２……ロボツト、３……
ヘツド部、４……ノズル、５……当接体、２５…
…ロータリージヨイント、２６……液体通路、２
７……配管、２９……ガイドバー、３２……支持
体、３４……スプリング、３５……アーム、３７
……ローラ、３８……案内板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 部品等の塗布面に沿つて動くロボツトのヘツ
   ド部に、ロータリージヨイントを介して液体吐
   出用のノズルを支持し、ロータリージヨイント
   のノズル側の部材に、ロータリージヨイントの
   回転軸線方向から見てノズルを挟む左右位置
   で、部品等との当接体をスプリングで進出付勢
   して支持し、ノズルと連通する液体通路は少な
   くともロータリージヨイントを通つてロボツト
   側まで形成し、外部配管と連通してなり、当接
   体が部品等と当たつてノズルを塗布面に対しほ
   ぼ法線方向を向かせ得るようにしたことを特徴
   とする接着剤等の液体塗布装置。 (2) 当接体をローラとした実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の接着剤等の液体塗布装置。