JPH06269720A - 粘性材料塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粘性材料塗布装置において、シーリング剤
（粘性材料）を塗布後に速やかに均一に硬化させる。 【構成】 ロボットのハンドにミキシングヘッド３を取
付ける。ミキシングヘッド３の吐出ノズル２に連通する
ミキシングケース10内に撹拌ロータ12,13 を嵌装してサ
ーボモータ４によって駆動する。ミキシングケース10に
通路21,22 、開閉弁23,24 および管路25,26 を介して材
料供給装置を接続する。材料供給装置からミキシングケ
ース10内へシーリング剤を供給し、撹拌ロータ12,13 に
よって撹拌して加熱し、順次吐出ノズル２から吐出して
被塗布部に塗布する。コントロールユニットにより、材
料温度センサ31、電流計32、外気温度センサおよび流量
計の検出に基いてサーボモータ４の回転数を制御し、撹
拌による加熱量を調整することにより、塗布されたシー
リング剤を速やかに均一に硬化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シーリング剤、接着剤
等の粘性材料を塗布する粘性材料塗布装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車の製造工程において、水漏
れ防止、埃侵入防止、端末部の防錆等を目的としてボデ
ィ鋼板の合せ部やヘミング部にシーリング剤の塗布を行
っている。従来、このシーリング剤の塗布は、シーラガ
ンを用いた手作業による塗布が一般的であったが、最近
ではロボットによる自動塗布が普及しつつある。

【０００３】この種のシーリング剤としては、鋼板への
付着性やタレの防止を考慮して塗布時に適度な粘性を有
し、また、塗布装置の内部で硬化するのを防止するため
に硬化時間の長いものあるいは塗布後に熱、紫外線等を
作用させることによって硬化するものが使用されてい
る。そして、硬化時間が長いシーリング剤を用いた場合
には、塗布後に外部から加熱することにより硬化反応を
促進させて硬化時間の短縮を図り、また、熱、紫外線等
により硬化するシーリング剤を用いた場合には、塗布後
に外部から熱、紫外線等を作用させて硬化させるように
している。

【０００４】ところが、上記のようなシーリング剤の特
性から、塗布直後には表面が柔らかく不安定な状態とな
っているのでタレが発生しやすく、また、塗布後にシー
リング剤の硬化を促進させるために熱、紫外線等を加え
る工程を要するため生産効率が低くなるという問題があ
った。

【０００５】そこで、従来、シーリング剤を塗布した直
後に硬化させるようにしたシーリング剤の自動塗布装置
が種々提案されている。例えば特開昭６２−２５０９６
７号公報には、ロボットのハンドの先端に、シーリング
剤を吐出するノズルと塗布されたシーリング剤を加熱す
る加熱手段とを設け、ロボットのハンドによってノズル
および加熱手段を所定の軌跡に沿って移動させてノズル
から吐出されたシーリング剤を塗布すると同時に塗布さ
れたシーリング剤の表面を加熱して硬化させるようにし
た自動塗布装置が記載されている。また、特開昭６１−
１７４９６５号公報には、ロボットのハンドの先端にシ
ーリング剤の吐出ノズルを設け、吐出ノズルの移動方向
後方に紫外線照射装置を設け、ロボットのハンドによっ
てノズルを所定の軌跡に沿って移動させてノズルから吐
出されたシーリング剤を塗布するとともにノズルに紫外
線照射装置を追従させて塗布された直後のシーリング剤
に紫外線を照射して硬化させるようにした自動塗布装置
が記載されている。

【０００６】また、粘性材料の塗布装置に関する先行技
術として、実開昭６３−９４５７３号公報には、材料温
度および外気温度に基づいて吐出ポンプの駆動源である
モータの回転数を制御することにより、粘性材料の吐出
量を自動的に一定に調整するようにした粘性材料吐出装
置が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動塗布装置では次のような問題がある。特開昭６
２−２５０９６７号および特開昭６１−１７４９６５号
公報に記載されたものでは、ロボットのハンドの先端に
吐出ノズルとシーリング剤の硬化手段とが配設されてお
りハンドの先端部が大きくなっているため、被塗布面に
段差部がある場合に塗布が困難であり被塗布面の形状の
制約が大きくなる。また、塗布されたシーリング剤を外
部から加熱または紫外線を照射して硬化さるようにして
いるので、シーリング剤の表面部が先に硬化して被膜を
形成するため、内部が硬化しにくくなり、また、内部が
硬化する際の膨張または収縮によって気泡、破れ、凹凸
等が発生しやすくなるという問題がある。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、シーリング剤を塗布後に硬化手段を用いること
なく速やかに硬化させるようにした粘性材料塗布装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の粘性材料塗布装
置は、上記の課題を解決するために、吐出ノズルと、該
吐出ノズルに連通するミキシングケースと、該ミキシン
グケース内に粘性材料を供給する材料供給手段と、前記
ミキシングケース内の粘性材料を撹拌する撹拌手段と、
該撹拌手段を駆動する駆動手段と、該駆動手段の作動を
制御する制御装置とを備え、前記駆動手段を制御するこ
とにより前記ミキシングケース内の粘性材料に付与する
熱エネルギーを調整するようにしたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】このように構成したことにより、粘性材料は、
ミキシングケース内で撹拌によって加熱されており、硬
化反応が適度に進行しているので、吐出ノズルから吐出
されワークに塗布された後、速やかに均一に硬化する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１２】図１に示すように、粘性材料塗布装置１
は、ロボットのハンド（図示せず）に取付けられ所定の
軌跡に沿って移動し、シーリング剤Ｓを吐出する吐出ノ
ズル２を有するミキシングヘッド３と、ミキシングヘッ
ド３に取付けられたサーボモータ４と、サーボモータ４
を制御するコントロールユニット５と、ミキシングヘッ
ド３にシーリング剤Ｓとなる材料を供給する材料供給装
置６と、ミキシングヘッド３に冷却水を供給する冷却装
置７と、ボディ鋼板等のワークＷを位置決めする位置決
め治具８とから概略構成されている。

【００１３】ミキシングヘッド３について図２を用いて
説明する。ヘッド本体９の図２においてい下端部にミキ
シングケース10の基端側が取付けられ、ナット11によっ
て固定されている。ミキシングケース10内には、撹拌手
段として互いに係合する一対のスクリュ状の撹拌ロータ
12，13がそれぞれ回転可能に嵌装されている。ミキシン
グケース10の先端側には、ミキシングケース10内に連通
する吐出ノズル２が取付けられており、ノズル押え14に
よって固定されている。撹拌ロータ12，13の基端側のシ
ャフト部は12a ，13a は、ヘッド本体９を貫通し、それ
ぞれヘッド本体９に回転可能に支持されている。また、
シャフト部12a にはギヤ15および16が設けられており、
シャフト部13a にはギヤ15に噛み合うギヤ17が設けられ
ている。ヘッド本体９の図２において上部には、シャフ
ト18が回転可能に支持されており、シャフト18には撹拌
ロータ12のギヤ16に噛み合うギヤ19が設けられている。
シャフト18は、ジョイント20によって駆動手段であるサ
ーボモータ４の回転軸4aに連結されており、サーボモー
タ４の回転によって撹拌ロータ12，13が同期回転してミ
キシングケース10内の材料を撹拌するようになってい
る。

【００１４】ヘッド本体９には、ミキシングケース10内
に連通する２つの通路21，22が設けられている。通路2
1，22は、それぞれ開閉弁23，24を介して管路25，26に
連通されており、管路25，26は材料供給装置６に接続さ
れている。そして、通路21，22を通して材料供給装置６
から２種類の材料がミキシングケース10内に供給される
ようになっており、開閉弁23，24によって吐出ノズル２
の材料の吐出、停止を行うようになっている。

【００１５】ミキシングケース10には、その外周を被う
ウォータジャケット27が取付けられている。そして、ウ
ォータジャケット27は、管路28，29によって冷却装置７
に接続されており、ウォータジャケット27内に冷却水を
循環させることによってミキシングケース10を一定温度
に保つようになっている。ミキシングケース10の外周部
には、冷却効率を向上させるためのフィン30が設けられ
ている。また、ミキシングケース10には、内部の材料温
度を検出する材料温度センサ31が設けられている。

【００１６】サーボモータ４には、サーボモータ４の負
荷を検出するためにサーボモータ４への通電電流を計測
する電流計32が接続されている。

【００１７】材料供給装置６は、２種類の材料を管路2
5，26を通してミキシングヘッド３へ所定の流量で供給
するものである。材料供給装置６が供給する材料は、エ
ポキシ系発泡性樹脂等の２液を混合することによりシー
リング剤Ｓとなり発泡、硬化し、加熱によって反応が促
進されるものである。また、材料供給装置６には、供給
材料の流量を計測する流量計33が設けられている。

【００１８】コントロールユニット５は、ワーク位置決
め治具８に設けられた外気温度センサ34、材料温度セン
サ31、電流計32および流量計33が接続され、これらが検
出する状態量に基づいてサーボモータ４の回転数を制御
するものである。

【００１９】次にコントロールユニット５による制御に
ついて図３ないし図８を用いて説明する。図３のフロー
チャートに基づいて説明する。ステップで吐出ノズル
２から吐出されるシーリング剤Ｓの硬化時間を設定す
る。サーボモータ４の回転数とシーリング剤Ｓの硬化時
間とは図４に示すような関係を有することから、ステッ
プで図４に示す関係に基づいてサーボモータ４の基本
回転数を算出し、外気温度センサ34、材料温度センサ3
1、電流計32および流量計33の検出する状態量に基づい
て基本回転数に対して補正を行い最適な回転数を算出す
る。ステップで、この回転数が得られるようにサーボ
モータ４に制御信号を送る。さらに、ステップで外気
温度センサ34、材料温度センサ31、電流計32および流量
計33の検出する状態量をフィードバックしてサーボモー
タ４の回転数の補正を行い、ステップでサーボモータ
４の回転数を最適な回転数に調整することによって、ス
テップでシーリング剤Ｓの硬化時間が設定時間となる
ように調整される。

【００２０】各センサの検出に基づくサーボモータ４の
回転数の補正について説明する。

【００２１】流量計33が検出する流量によってシーリン
グ剤Ｓの吐出量を計測し、吐出量の変動に対して図５に
示すような制御マップに基づいて補正を行う。すなわ
ち、吐出量の増加に対しては回転数を大きくし、減少に
対しては回転数を小さくする。

【００２２】電流計32が検出する電流によってサーボモ
ータ４にかかる負荷を求め、シーリング剤Ｓの粘度を計
測し、粘度の変動に対して図６に示すような制御マップ
に基づいて補正を行う。すなわち、粘度の増大に対して
は回転数を小さくし、減少に対しては回転数を大きくす
る。

【００２３】材料温度センサ31が検出するミキシングケ
ース10内のシーリング剤Ｓの温度の変動に対して図７に
示すような制御マップに基づいて補正を行う。すなわ
ち、材料温度の上昇に対しては回転数を小さくし、低下
に対しては回転数を大きくする。

【００２４】外気温度センサ34の検出に対して図８に示
すような制御マップに基づいて補正を行う。すなわち、
外気温度の上昇に対しては回転数を小さくし、低下に対
しては回転数を大きくする。

【００２５】そして、各センサの検出する状態量の影響
力に応じてサーボモータ４の回転数を補正することによ
ってシーリング剤Ｓの塗布後の硬化時間を一定に保つよ
うになっている。

【００２６】以上のように構成した本実施例の作用につ
いて次に説明する。

【００２７】材料供給装置６から一定流量で供給される
２種類の材料は、それぞれ管路25，26を通ってミキシン
グヘッド３へ送られ、開閉弁23，24を介して通路21，22
を通りミキシングケース10内へ流入する。ミキシングケ
ース10内に流入した材料は、サーボモータ４によって駆
動され回転する撹拌ロータ12，13によって撹拌、混合さ
れて発泡し、順次、シーリング剤Ｓとなって吐出ノズル
２から吐出される。開閉弁23，24の開閉によってシーリ
ング剤Ｓの吐出、停止を行うことができる。

【００２８】ワーク位置決め治具８にワークＷを固定
し、ロボットを作動させミキシングヘッド３を移動させ
て吐出ノズル２をワークＷのシーリング剤塗布開始地点
に移動させて開閉弁を23，24を開く。そして、吐出ノズ
ル２からシーリング剤Ｓを吐出させながら吐出ノズル２
をワークＷ上の所定の軌跡に沿って移動させてシーリン
グ剤Ｓを塗布する。

【００２９】このとき、吐出ノズル２から吐出されるシ
ーリング剤Ｓは、ミキシングケース10内で撹拌ロータ1
2，13によって撹拌され、混練および撹拌による温度上
昇によって熱エネルギーが付与されており、発泡および
硬化反応が促進され、既にある程度硬化が進んでいるの
でワークＷに塗布された後、速やかに硬化する。よっ
て、タレが生じることがない。また、塗布されたシーリ
ング剤Ｓは、撹拌による混練および加熱によって均一に
硬化反応が進行しており、表面部が先に硬化することが
ないので、気泡、破れ、凹凸等が発生しにくくなる。さ
らに、上記従来例のように吐出ノズル２の周りに加熱装
置や紫外照射装置等の硬化手段を設けていないので、複
雑な形状の被塗布面に対応することができる。

【００３０】また、サーボモータ４の回転数を制御して
材料に付与する熱エネルギーを調整することにより、吐
出ノズル２から突出されるシーリング剤Ｓの硬化時間お
よび粘度を自由に設定することができるので、ワークＷ
の被塗布面の形状に合せて最適な硬化時間および粘度を
設定することができる。

【００３１】なお、本実施例では、シーリング剤Ｓとし
て２液混合型のエポキシ系発泡性樹脂を用いた場合につ
いて説明しているが、本発明は、これに限らず、撹拌ま
たは加熱によって硬化反応が促進されるシーリング剤を
用いるものであれば１液型その他のシーリング剤を用い
るものに適用することもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の粘性材料
塗布装置によれば、粘性材料は、ミキシングケース内で
撹拌によって加熱されており、硬化反応が適度に進行し
ているので、吐出ノズルから吐出されワークに塗布され
た後、速やかに均一に硬化する。その結果、タレが生じ
ることがなく、また、塗布されたシーリング剤は、撹拌
による混練および加熱によって均一に硬化反応が進行し
ており、表面部が先に硬化することがないので、気泡、
破れ、凹凸等が発生しにくくなる。また、撹拌手段の作
動を制御することにより、吐出ノズルから突出されるシ
ーリング剤の硬化時間および粘度を自由に設定すること
ができるので、被塗布面の形状に合せて最適な硬化時間
および粘度を設定することができるという優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】図１の装置のミキシングヘッドおよびサーボモ
ータの一部縦断面図である。

【図３】図１の装置のコントロールユニットの制御を示
すフローチャートとである。

【図４】図１の装置におけるサーボモータの回転数とシ
ーリング剤の硬化時間との関係を示す図である。

【図５】図１の装置のコントロールユニットによる制御
に用いられる吐出量と回転数の関係を示す制御マップで
ある。

【図６】図１の装置のコントロールユニットによる制御
に用いられる粘度と回転数の関係を示す制御マップであ
る。

【図７】図１の装置のコントロールユニットによる制御
に用いられる材料温度と回転数の関係を示す制御マップ
である。

【図８】図１の装置のコントロールユニットによる制御
に用いられる外気温度と回転数の関係を示す制御マップ
である。

【符号の説明】

１ 粘性材料塗布装置 ２ 吐出ノズル ４ サーボモータ（駆動手段） ５ コントロールユニット（制御装置） ６ 材料供給装置（材料供給手段） 10 ミキシングケース 12,13 撹拌ロータ（撹拌手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出ノズルと、該吐出ノズルに連通する
   ミキシングケースと、該ミキシングケース内に粘性材料
   を供給する材料供給手段と、前記ミキシングケース内の
   粘性材料を撹拌する撹拌手段と、該撹拌手段を駆動する
   駆動手段と、該駆動手段の作動を制御する制御装置とを
   備え、前記駆動手段を制御することにより前記ミキシン
   グケース内の粘性材料に付与する熱エネルギーを調整す
   るようにしたことを特徴とする粘性材料塗布装置。