JPH0451901Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、プレイバツク型ロボツト等を用い
て、自動車の車体パネル等の被塗布部材にシーラ
材等の粘性流動材を塗布しながら、その塗布状態
を直ちに検出する粘性流動材塗布検出装置に関す
る。

（従来の技術） 最近では、例えば、自動車の組立工程における
車体パネルに対するシーラ材の塗布作業は、外部
制御装置によつて制御されるプレイバツク型ロボ
ツトを用いて、そのハンドに取付けた塗布ガンの
ノズル先端が被塗布部材に対して予め定めた軌跡
に沿つて移動するようにテイーチングし、その塗
布作業時には、当該ハンドがそのテイーチングし
た軌跡を通過するように制御することによつて、
車体パネルの所定の位置にシーラ材を塗布するよ
うなことが行なわれるようになつた。

ところで、このようにプレイバツク型ロボツト
のような移動装置を用いて、シーリング作業等の
比較的精度の要求される作業を行なわせるために
は、ロボツト自体の繰返し精度、テイーチング精
度及び被塗布部材（ワーク）の位置決め精度等に
基づく誤差、並びに、ワーク間誤差等を考慮する
必要がある。

そこで、ロボツトのハンドに塗布ガンに接近し
てその塗布ガンによるシーラ材の塗布状態を撮像
して検出する一次元イメージセンサ及び二次元イ
メージセンサ等を用いた検出装置を取付け、その
検出結果によつて塗布ガンの位置を補正する第６
図に示すような粘性流動材塗布検出装置が開発さ
れつつある。

同図に示すように、この装置は、プレイバツク
型ロボツトのアーム１の先端にハンドに代えて支
持された円柱形のホルダ２の下端面に塗布ガン３
と検出装置４とが設けられている。

塗布ガン３は、ホルダ２に固定される固定軸５
の下部に、ノズル６の中心軸線を一致させて固着
されており、図示しないシーラ材供給源からホー
ス７を通じてシーラ材が圧送供給され、ノズル６
の先端からそれを吹出して被塗布部材であるパネ
ル８上に線状に塗布する。９は塗布さたシーラ材
である。

検出装置４は、固定軸５にボールベアリング１
１を介して回動可能に装着したケース１２の下面
に撮影レンズ１３と照明ランプ１４を装着してお
り、内部には、撮影レンズ１３によつて結像され
るパネル８上の像を、その明暗に応じた電気信号
に変換するラインセンサ１５とその駆動回路及び
信号処理回路等の回路基板１６が設けられてい
る。この撮影レンズ１３とラインセンサ１５及び
その駆動回路によつてビデオカメラを構成してい
る。

さらに、ケース１２の側面には、位置補正用の
DCモータ１７とその回動を検出するタコジエネ
レータ１８が取付けられている。そして、この
DCモータ１７の回転によつて、検出装置４全体
が固定軸５の回りを回動するようになつており、
このDCモータ１７の制御は、コネクタ２１及び
コード２２を介して制御盤１０によつて行なわれ
る。

そして、このように構成された検出装置４によ
つて、ロボツトに予めテイーチングしたシーラ材
の塗布軌跡と現在塗布されているシーラ材の塗布
軌跡との誤差を検出し、その誤差を補正すると共
に、シーラ材９の塗布幅の良否を判定している。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の粘性流動材塗
布検出装置にあつては、制御装置１０から出力さ
れる信号に基づいて検出装置４を回動させるDC
モータ１７の応答速度（ゲイン）は、シーラ材の
塗布軌跡にかかわらず常に一定であつたために、
第４図に示すように、シーラ材の塗布軌跡が急変
する曲線部分では、同図に示す撮像ラインＳと前
記塗布軌跡との関係が直線部分のそれとは大幅に
異なるために、シーラ材の塗布幅の検出評価を一
定に維持するためには、検出装置４の追尾位置を
急速に補正しなければならず、前記応答速度が遅
い場合には、前記塗布軌跡が撮像ラインＳ外に出
てしまい、検出装置４は、追跡対象物を見失うこ
ともあり得る。

また、シーラ材の塗布軌跡が急変する部分にお
いても検出装置４の追尾位置を急速に補正できる
ように、DCモータ１７の応答速度を大きくする
と、シーラ材の塗布軌跡の直線部分においては、
撮像ラインＳ内に存在する微小のゴミやキズに敏
感に反応してしまうので、検出装置４の追尾制御
の安定性を失し、検出装置４は、本来の追尾位置
を見失うという問題点があつた。

本考案は、このような従来の問題点に鑑みて成
されたものであり、検出装置４を回動させるDC
モータ１７の応答速度を、シーラ材の塗布軌跡等
に応じて変化させることにより、シーラ材の塗布
軌跡のいかんに拘らず、検出装置４を常に最適な
追尾位置に設定することのできる粘性流動材塗布
検出装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 以上の目的を達成するために、本考案では、外
部制御装置からの信号に基づいて、被塗布部材に
対して予め定められた作業軌跡に沿つて移動する
移動装置に、シーラ材等の粘性流動材を塗布する
塗布ガン及び当該塗布ガンによる粘性流動材の塗
布状態を撮像して検出する検出装置を取付けて成
る粘性流動材塗布検出装置において、前記検出装
置を前記塗布ガンに対してそのノズル中心軸線の
回りに回動可能に装着すると共に、当該塗布ガン
の塗布姿勢に応じて前記検出装置を回動させる駆
動装置を設け、作業軌跡に応じて、当該駆動装置
の応答速度を変化させる制御手段を前記駆動装置
に接続したことを特徴とする。

（作用） 以上のように構成することにより、検出装置４
を回動する駆動装置であるDCモータ１７は、ノ
ズルの軌跡を制御する外部制御装置からのノズル
の位置データ及び検出装置４から出力されるシー
ラ材の塗布幅に関するデータに基づいて、その応
答速度を変化させる制御手段１０によつて、塗布
軌跡が直線の部分では、当該応答速度が遅くさ
れ、また、塗布軌跡が曲線の部分では、当該応答
速度が速くされるので、塗布軌跡の直線部分及び
曲線部分における検出装置４の追尾制御の安定性
及び応答性が向上し、検出装置４は、シーラ材の
塗布軌跡のいかんに拘らず常に最適な追尾位置を
維持できることになる。

（実施例） 以下に、本考案の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図には、本考案に係る粘性流動材塗布検出
装置の概略構成図が示されている。

同図に示すように、この装置は、コード２４を
介して外部制御装置２５に接続された駆動装置と
してのDCモータ１７により駆動されるロボツト
のアーム１の先端部には、円柱形のホルダ２が軸
支され、その下端面には、塗布ガン３と検出装置
４とが設けられている。

塗布ガン３は、ホルダ２に固定される固定軸５
の下部に、ノズル６の中心軸線を一致させて固着
されており、図示しないシーラ材供給源からホー
ス７を通じてシーラ材９が圧送供給され、ノズル
６の先端からそれを吹出して被塗布部材であるパ
ネル８上に線状に塗布する。

また、検出装置４は、固定軸５にボールベアリ
ング１１を介して回動可能に装着したケース１２
の下面に撮影レンズ１３と照明ランプ１４を装着
しており、内部には、撮影レンズ１３によつて結
像されるパネル８上の像を、その明暗に応じた電
気信号に変換するラインセンサとその駆動回路及
び信号処理回路当の回路基板が設けられている。
この撮影レンズ１３とラインセンサ１５及びその
駆動回路によつてビデオカメラを構成している。

さらに、ケース１２の側面には、位置補正用の
DCモータ１７とその回転を検出するタコジエネ
レータ１８が取付けられている。そして、この
DCモータ１７の回転によつて、検出装置４全体
が固定軸５の回りを回動するようになつており、
このDCモータ１７の制御は、コネクタ２１、コ
ード２２及びコード２６を介して制御手段である
制御盤１０によつて行なわれる。

そして、制御盤１０と外部制御装置２５とは、
コード２３によつて接続されており、外部制御装
置２５からノズル６の位置信号が制御盤１０に出
力される。

以下にこの実施例の作用を説明する。

アーム１を有するロボツトは、その先端部に取
付けた塗布ガン３のノズル６の先端を、パネル８
に対して予め定められた作業軌跡に沿つて移動さ
せるようにテイーチングしてあり、外部制御装置
２５からの指令によつてアーム１を移動させて、
パネル端８ａから一定寸法だけ内側に塗布ガン３
によつてシーラ材９を塗布していく。

そして、ノズル６の後方を照明ランプ１４によ
つて照明し、塗布直後の線状のシーラ材９と交差
するように設定した撮像ラインＳの像を撮影レン
ズ１３とラインセンサ１５等からなるビデオカメ
ラによつて撮像して光電変換し、そのビデオ信号
により塗布されたシーラ材９の幅を検出して、そ
の合否の判定をすると共に、撮像ラインＳが常に
塗布されたシーラ材９に対して略一定の角度で交
差するように、塗布ガン３の塗布姿勢に応じて
DCモータ１７を駆動して検出装置４をノズル６
の中心軸線の回りに回動させる。

第２図には、このようなシーラ材の塗布状態の
判定及び検出装置の位置補正を行なうための信号
処理回路の一例を示すブロツク図が示されてお
り、次のように作用する。以下に、この作用を第
３図乃至第５図を参照して説明する。

多数の固体撮像素子（CCD素子等）を直線配
置したラインセンサ１５は、ラインセンサ駆動回
路３０から転送及び読出し用クロツクパルスと１
フレーム毎のリフレツシユパルス等を供給されて
第４図及び第５図に示す撮像ラインＳ（点Ａ−Ｂ
間）の明暗に応じて第３図イに示すような１フレ
ームのビデオ信号ａを順次出力する。

このビデオ信号ａを、固定スレツシユホールド
の二値化回路３１に入力して、第３図イに示すよ
うな固定スレツシユホールドレベルｂと比較して
二値化し、同図ロに示すような二値化信号を得
る。

この信号ｃは、パネル端の追従点ｐより若干遅
れて（内側で）立上がるので、パネル端検出カウ
ンタ３２によつて、ラインセンサ駆動回路３０か
ら１フレームのスキヤンニング開始と同時に読出
しパルスと同期して発生される第３図ハに示すク
ロツクパルスcpを、この立上がり時点までカウ
ントさせ、その間の同図ニに示すクロツクパルス
数のカウント値として、略Ａ点から追従点Ｐまで
の距離に近い値を検出する。

このパネル端検出カウンタ３２のカウント値
を、例えば、減算器等を用いたずれ検出器３３に
入力し、データレジスタ３４に予め設定された所
定のＡ−Ｐ間の距離に相当するパルスカウント値
と比較して、そのずれ量を検出する。

このずれ検出器３３から出力される追従点Ｐの
ずれ方向及びずれ量に応じた極性と大きさを有す
るデジタル値をＤ／Ａコンバータ３５によつて正
又は負のアナログ信号に変換する。

このＤ／Ａコンバータ３５から出力されるアナ
ログ信号のレベル及び外部出力装置１０からノズ
ル６の現在位置に関する位置データをゲイン切換
回路３７に入力し、DCモータ１７の応答速度を
決定するゲインを切換える。このゲインは、ロボ
ツトのテイーチング時に記憶させた作業位置の座
標からノズル６が直線部にある時には低く、曲線
部にある時には高く設定される。

ゲイン切換回路３７によつて選択されたゲイン
は、タコジエネレータ１８によつて発生される逆
極性のフイードバツグ信号との和をとつてサーボ
アンプ３６に入力し、その出力によつてDCモー
タ１７を駆動する。

これによつて、検出装置４は、ノズル６の中心
軸線の回りを、シーラ材９の塗布軌跡が直線の部
分ではゆつくりと回動し、曲線の部分では速く回
動するようになるので、シーラ材９の塗布軌跡の
いかんに拘らず第５図に示すようにＡ−Ｐ間が略
一定になり、それによつて、撮像ラインＳがシー
ラ材９の塗布軌跡に対して略一定の角度で交差す
るように位置補正されることになる。

なお、この実施例では、外部出力装置２５から
のノズルの位置データによつて、DCモータ１７
の応答速度を決定するゲインの高低を選択するよ
うにしたが、シーラ材９の塗布軌跡の曲り具合に
応じて、当該ゲインをリニアに変化させるように
しても良い。

（考案の効果） 以上の説明により明らかなように、本考案によ
れば、外部制御装置からのノズルの位置データに
よつて、粘性流動材の塗布軌跡を認識し、その直
線部分及び曲線部分における駆動装置の応答速度
を変化させるようにしたので、直線部分の追尾制
御の安定性及び曲線部分の追尾制御の応答性が共
に向上し、検出装置は、前記粘性流動材の塗布軌
跡のいかんに拘らず常に最適な追尾位置を維持す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る粘性流動材塗布検出装
置の概略を示す斜視図、第２図は、本考案に係る
粘性流動材塗布検出装置の信号処理回路のブロツ
ク図、第３図はイ〜ニ、第２図に示した信号処理
回路の作用の説明に供する各部の波形図、第４図
及び第５図イ〜ハは、検出装置の位置補正動作の
説明に供する図、第６図は、開発段階にある粘性
流動材塗布検出装置の概略を示す斜視図である。 １……ロボツト（移動装置）のアーム、２……
ホルダ、３……塗布ガン、４……検出装置、５…
…固定軸、６……ノズル、７……ホース、８……
パネル（被塗布部材）、９……シーラ材（粘性流
動材）、１０……制御盤（制御手段）、１１……ボ
ールベアリング、１２……ケース、１３……撮影
レンズ、１４……照明ランプ、１５……ラインセ
ンサ、１６……回路基板、１７……DCモータ
（駆動装置）、１８……タコジエネレータ、２１…
…コネクタ、２２，２３，２４，２６……コー
ド、２５……外部制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外部制御装置からの信号に基づいて、被塗布部
   材に対して予め定められた作業軌跡に沿つて移動
   する移動装置に、シーラ材等の粘性流動材を塗布
   する塗布ガン及び当該塗布ガンによる粘性流動材
   の塗布状態を撮像して検出する検出装置を取付け
   て成る粘性流動材塗布検出装置において、前記検
   出装置を前記塗布ガンに対してそのノズル中心軸
   線の回りに回動可能に装着すると共に、当該塗布
   ガンの塗布姿勢に応じて前記検出装置を回動させ
   る駆動装置を設け、作業軌跡に応じて当該駆動装
   置の応答速度を変化させる制御手段を前記駆動装
   置に接続したことを特徴とする粘性流動材塗布検
   出装置。