JPH0731904A - シーリングロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成でチップ（開口部周辺）を自動清
掃し、シール作業の品質を向上させる。 【構成】 シール部２のシーリングノズル５がシーラを
吐出しシール作業が行われる。シール作業完了後、制御
手段（図示略）が、リミットスイッチ１５がオンになる
位置にシール部２を変位させる。リミットスイッチ１５
は、シール部２のアクチュエータ１０に当接する可動棒
１６の回転角が予め設定された角度を超えるとオンにな
り、これに応じてエアーノズル２０が圧縮空気を噴出す
る。この際、シーリングノズル５のシーラ噴出口５ｃと
エアーノズル２０のエアー噴出口２７は互いに対向し、
圧縮空気がシーラ噴出口５ｃ周辺へ吹き付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば、自動車のボデ
ィ、ドア等における各部材同士の接合部にシーリング剤
を塗布するシーリングロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のボディやドア等におけ
る各部材同士の接合部にはシーリング剤（以後、シーラ
と称す）を塗布し、これを固化することによって接合部
の防水性や防塵性等を確保するようにしている。自動車
の生産工程においては、この種のシール作業が複数台
（例えば、１２台）のシーリングロボットにより行われ
る。このシーリングロボットは、霧状のシーラを噴出す
るシーリングノズルと、当該ノズルを保持し、その位置
および向きを変動させるアームと、予め教示された位置
座標に対応してアームを駆動し、シーリングノズルのシ
ーラ噴出を制御する制御部とから構成される。

【０００３】上記シーリングロボットは、コンベヤ等に
より搬入されるボディやドア等の被シーリング部材（以
後、ワークと称す）の接合部にシーリングノズルを接近
させ、当該接合部に沿った軌道でシーリングノズルを移
動させる。この際、シーリングノズルの開口部から霧状
のシーラが噴出され、ワークの接合部に塗布される。こ
のようなシール作業が終了すると、シーリングロボット
はシーリングノズルを所定位置に待避させ、次に搬入さ
れてくるワークに備える。

【０００４】ところで、上述したシール作業では、シー
リングノズルから噴出したシーラの一部がワークから跳
ね返り、これが当該ノズル開口部周辺（以後、チップと
称す）に付着する。この状態でシール作業を進めると、
チップに付着して固化する不要シーラが次第に増加し、
ついには団子状に固化したシーラ塊が形成されてしま
う。このようなシーラ塊がチップ上に形成されると、シ
ーリングノズルの軌跡ズレ等の不具合を引き起こし、こ
れによりシーリング品質が劣化するという弊害が生じ
る。そこで、こうした弊害を除去するため、ロボット稼
働終了後に人手を介してチップに付着したシーラを拭き
取るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不要シ
ーラはシール作業毎にチップに付着するため、チップ拭
き取り作業が行われるロボット稼働終了時以前にシーラ
塊が形成されてしまい、これによってシーリングノズル
の軌跡ズレ等の不具合を発生することがあった。このよ
うな問題を回避するためには、シーリングロボットの休
止時間（例えば、７分間）において人間が不要シーラを
拭き取るという方法が考えられるが、ロボットが多数配
備されている場合には全てを時間内に処理できないこと
も起こり得る。したがって、人手を介することなくチッ
プを自動清掃するようにし、シール作業の品質を向上さ
せることができるシーリングロボットが待望されてい
る。本発明は、このような背景に鑑みてなされたもの
で、簡易な構成でチップ（開口部周辺）を自動清掃し、
シール作業の品質を向上させることができるシーリング
ロボットを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるシーリング
ロボットは、ロボットアームに取り付けられ、シーリン
グ剤を吐出する第１のノズルと、常時一定の付勢力で前
記ロボットアームに当接する回動自在な検出棒を備え、
このロボットアームの変位に応じて回動する検出棒が予
め設定された回動量を超えた時にオン信号を発生する検
出手段と、前記オン信号が供給された場合に第２のノズ
ルから圧縮空気を噴出する噴出手段と、シール作業完了
後、前記検出手段がオン信号を発生する位置に前記ロボ
ットアームを変位させる駆動制御手段とを具備し、前記
検出手段がオン信号を発生する時、前記第２のノズルの
開口部と前記第１のノズルの開口部とは互いに対向し、
前記圧縮気体が当該第１のノズルの開口部へ吹き付けら
れることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、ロボットアームに取り付け
られた第１のノズルがシーリング剤を吐出しシール作業
が行われる。シール作業完了後、駆動制御手段が、検出
手段からオン信号が発生する位置にロボットアームを変
位させる。前記検出手段において、前記ロボットアーム
に当接する検出棒が予め設定された回動量を超えて回動
するためにオン信号が発生する。このオン信号が供給さ
れた噴出手段が第２のノズルから圧縮空気を噴出する。
この際、前記第２のノズルの開口部と前記第１のノズル
の開口部とは互いに対向し、前記圧縮気体が当該第１の
ノズルの開口部へ吹き付けられる。こうして、簡易な構
成で開口部周辺を自動清掃し、シール作業の品質を向上
させる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
ついて説明する。図１は本発明の一実施例によるシーリ
ングロボット１の概略構造を示す図、図２，４はシーリ
ングロボット１の部分構造を示す一部断面図、図３は同
外観図である。図１において、２はシール作業を行うシ
ール部、３は不要シーラＭＳを取り除く清掃部、４は液
状のシーラ（シーリング剤）をシール部２へ供給するシ
ーラ管であり、以下、シール部２および清掃部３の構成
を説明する。

【０００９】上記シール部２において、５はシーラ管４
から供給される液状のシーラを霧状にして噴出するシー
リングノズルであり、図２，３に示すように、ノズル本
体５ａ，略円筒状のシーラ噴出管５ｂ，当該噴出管５ｂ
を所定の形状に切り欠いて形成されるシーラ噴出口５ｃ
を有する。次に、図１において、６は屈曲した円柱状の
アームであり、その下端はノズル本体５ａに接合され
る。７はアーム間接部であり、アーム６を回動自在に支
持する。

【００１０】７ａはアーム間接部７を支持する支持部
材、８はアーム間接部７に取り付けられるアクチュエー
タであり、アーム６を回転駆動する。９は略円柱状のア
ーム、１０はアーム９の下端と支持部材７ａの上端との
間に取り付けられるアクチュエータであり、アクチュエ
ータ１０は支持部材７ａを介してアーム間接部７をアー
ム９の円周方向に回転駆動させる。１１は略柱状のアー
ム、１２はアーム１１の下端とアーム９の上端に取り付
けられるアクチュエータであり、アーム９を図中矢印で
示すＡ方向に回転させる。

【００１１】次に、清掃部３において、１３は略円柱状
の支柱、１４は支柱１３の上端に取り付けられる略直方
体状のハウジング、１５はシール部２が清掃部３に近接
する場合にオンとなるリミットスイッチである。リミッ
トスイッチ１５において、１６は直角に屈折された可動
棒であり、水平部１６ａおよび垂直部１６ｂから構成さ
れる。また、１７は可動棒１６の下端が回転自在に取り
付けられるスイッチ本体、１８は可動棒１６の垂直部１
６ｂに装着されるコイルバネであり、このコイルバネ１
８の下端はスイッチ本体１７に、上端は当該垂直部１６
ｂに取り付けられる。

【００１２】上記コイルバネ１８は、可動棒１６の水平
部１６ａにアクチュエータ１０が当接しない場合には、
当該水平部１６ａが図中左方向を向く（以後、この状態
を初期状態と称す）ように取り付けられる。また、当接
したアクチュエータ１０の移動に応じて可動棒１６が回
転駆動すると、コイルバネ１８により回転方向と逆方向
の弾性力が発生する。そして、さらにアクチュエータ１
０が移動し、アクチュエータ１０と可動棒１６との係合
が外れると、可動棒１０はコイルバネ１８の弾性力によ
り上記初期状態に回帰する。

【００１３】１９は所定の圧力の圧縮空気をハウジング
１４内に供給するエアー管、２０はハウジング１４に取
り付けられ、エアー管１９から供給される圧縮空気を図
中下方へ噴出するエアーノズルである。このエアーノズ
ル２０の構造を図４を参照して説明する。図４におい
て、２１はエアーノズル本体、２２は当該本体２１を介
して供給される圧縮空気を通過させるエアー通路、２３
は当該通路２２を形成するエアーガイドであり、エアー
ノズル本体２１に取り付けられ、その周囲には所定ピッ
チのネジ山が螺刻される。

【００１４】２４はその内周面に上記ネジ山と同一ピッ
チのネジ溝が螺刻されるエアーノズルキャップであり、
エアーガイド２３に螺合される。２５はエアー通路２２
に連通するエアー噴出通路、２６はエアーガイド２３と
エアーノズルキャップ２４とに挟持されるエアー噴出ガ
イドであり、その先端には、エアー噴出通路２５と連通
するエアー噴出口２７が形成される。なお、２８は圧縮
空気が外部の空間に漏れないように密閉性を高めるＯ−
リングである。

【００１５】ところで、図１に示すスイッチ本体１７
は、可動棒１６にアクチュエータ１０が接触しない場合
はオフとなり、可動棒１６にアクチュエータ１０が接触
し、可動棒１６の垂直部１６ｂの回転角が所定の角度以
上であればＯＮになる。ここで、スイッチ本体１７がオ
ンになる角度は、シーラ噴出口５ｃがエアー噴出口２７
の真下近傍に位置する場合のアクチュエータ１０の位置
に応じて予め設定される。

【００１６】また、ハウジング１４内では、エアー管１
９の先端に電磁弁等からなる弁機構（図示略）が取り付
けられており、スイッチ本体１７のオン／オフに応じて
この弁が開閉し、エアーノズル２０に供給される圧縮空
気を通過／遮断する。なお、上述した各種アクチュエー
タの動作やシーリングノズルからのシーラの噴出動作は
図示せぬ制御部（駆動制御手段）に制御される。

【００１７】次に、上述した構成のシーリングロボット
１の動作を、図５を参照して説明する。図５は制御部の
支持の下になされるシーリングロボット１のシール作業
を示すフローチャートである。この図において、Ｃは連
続してシール作業を行った回数を保持するカウンタ変数
であり、上記制御部に記憶される。なお、ここでは、説
明を簡単にするために、シール作業が１台のシーリング
ロボット１によりなされるものとする。

【００１８】自動車のシーリングラインが稼働を開始す
ると、制御部はステップＳ１の処理を行う。ステップＳ
１では、カウンタ変数Ｃに０を代入する。次に、ステッ
プＳ２では、工場内に敷設されたコンベヤが作動し、ド
アやボディ等のワークがシーリングロボット１近傍に搬
送されてくる。そして、このワークは図示せぬ固定治具
により所定の位置に固定される。

【００１９】次に、ステップＳ３では固定されたワーク
に対してシール部２が作動し、ワークの接合部にシーラ
を塗布する。この作業は予め設定された接合部全てに対
して行われる。次に、ステップＳ４では、シーリングロ
ボット１の作動を停止するか否かが判断される。この判
断結果は、シーリングラインが停止する場合には「Ｙｅ
ｓ」となり、処理が終了する。逆に、シーリングライン
が稼働している場合には「Ｎｏ」となり、処理はステッ
プＳ５に進む。

【００２０】ステップＳ５では、カウンタ変数Ｃに１を
加算する。次に、ステップＳ６では、カウンタ変数Ｃの
値が「１０」より小か否かが判断される。処理は、この
判断結果が「Ｙｅｓ」の場合にはステップＳ２に戻り、
「Ｎｏ」の場合にはステップＳ７に進む。ここで、カウ
ンタ変数Ｃと比較する数値を「１０」としたが、この数
値は連続してシールするワークの数を示しており、ワー
クの特性に応じて変更される。

【００２１】ステップＳ７では、シーリングノズル５の
シーラ噴出口５ｃがエアー噴出口２７の真下近傍を所定
の速度で通過するように、制御部がシール部２を作動さ
せる。この際、制御部はシーラ噴出口５ｃが上方（エア
ー噴出口２７の方向）を向くようにシール部２を制御す
る。

【００２２】上述した動作の過程で、シール部２のアク
チュエータ１０が清掃部３の初期状態にある可動棒１６
に接するために、可動棒１６はその垂直部１６ｂを回転
軸とし、コイルバネ１８が加えるモーメントに抗してア
クチュエータ１０の移動方向に回転する。可動棒１６の
回転角が予め設定された角度に達すると、スイッチ本体
１７がオンになり、ハウジング１４内の弁が開く。

【００２３】これにより、圧縮空気がエアー管１９から
弁を介してエアーノズル２０に供給される。エアーノズ
ル２０において、供給された圧縮空気はエアー通路２２
およびエアー噴出通路２５を通過し、エアー噴出口２７
から所定の圧力で噴出される。この際、エアー噴出口２
７の真下近傍には、シーリングノズル５のシーラ噴出口
５ｃが位置しており、シーラ噴出口５ｃの周囲に付着し
た不要シーラＭＳが所定の時間内に吹き飛ばされる。

【００２４】そして、所定の時間（例えば、２秒間）経
過後、可動棒１６の水平部１６ａがアクチュエータ１０
から外れると、可動棒１６はバネ１７のモーメントによ
りアクチュエータ１０の移動方向と逆方向に回転し、初
期状態に戻る。すなわち、可動棒１６の回転角は予め設
定された角度未満となり、スイッチ本体１７はオフとな
る。スイッチ本体１７がオフとなると、ハウジング１４
内の弁が閉じ、エアーノズル２０からのエアー噴出が停
止する。

【００２５】上述した不要シーラＭＳの除去過程が終了
すると、処理はステップＳ１に戻り、再度、カウンタ変
数Ｃが初期化される。上述したシール作業はシーリング
ラインが停止するまで継続して行われ、シーリングライ
ンが停止し、ステップＳ４での判断結果が「Ｙｅｓ」と
なることにより終了する。

【００２６】以上説明したように、本発明の一実施例に
よるシーリングロボット１は、シーリングライン稼働中
に、シーリングノズル５に付着した不要シーラＭＳを除
去することができる。このため、必要十分な清掃作業を
シーリングロボット１に対して行うことができ、不要シ
ーラＭＳ付着による品質トラブルを皆無にすることがで
きる。また、シーリングラインが停止した後で人間が不
要シーラＭＳを拭き取る必要がなく、作業員の負担を軽
減することができる。

【００２７】なお、上述した一実施例においては、圧縮
空気を噴出して不要シーラＭＳを除去する例を示した
が、圧縮空気に代えてサンドブラスト等を噴出するよう
にしてもよい。この際、シンナー等の液体を使用する
と、シーリングノズル５に付着した液体が、シール作業
中にワーク上に滴下することがある。したがって、噴出
物としては、気体あるいは固体を用いるのが望ましい。

【００２８】もちろん、圧縮空気の噴出は、吹き飛ばさ
れた不要シーラＭＳがワーク上に落下しない位置で行
う。また、シーリングラインにおいて複数台のシーリン
グロボット１が作動するようにしてもよい。この際、シ
ール部２と清掃部３との数は一致する必要はなく、１つ
の清掃部３が複数のシール部２に対応するような構成と
しても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロボットアームに取り付けられた第１のノズルがシーリ
ング剤を吐出しシール作業が行われる。シール作業完了
後、駆動制御手段が、検出手段からオン信号が発生する
位置にロボットアームを変位させる。前記検出手段にお
いて、前記ロボットアームに当接する検出棒が予め設定
された回動量を超えて回動するためにオン信号が発生す
る。このオン信号が供給された噴出手段が第２のノズル
から圧縮空気を噴出する。この際、前記第２のノズルの
開口部と前記第１のノズル開口部とは互いに対向し、前
記圧縮気体が当該第１のノズル開口部へ吹き付けられ
る。これにより、簡易な構成で開口部周辺を自動清掃
し、シール作業の品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるシーリングロボット１
の概略構造を示す図である。

【図２】シーリングロボット１の部分構造を示す一部断
面図である。

【図３】シーリングロボット１の部分構造を示す外観図
である。

【図４】シーリングロボット１の部分構造を示す一部断
面図である。

【図５】シーリングロボット１によるシール作業の流れ
を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ シーリングロボット ２ シール部 ３ 清掃部（噴出手段） ５ シーリングノズル（第１のノズル） １５ リミットスイッチ（検出手段） ２０ エアーノズル（第２のノズル）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットアームに取り付けられ、シーリ
   ング剤を吐出する第１のノズルと、 常時一定の付勢力で前記ロボットアームに当接する回動
   自在な検出棒を備え、 このロボットアームの変位に応じて回動する検出棒が予
   め設定された回動量を超えた時にオン信号を発生する検
   出手段と、 前記オン信号が供給された場合に第２のノズルから圧縮
   空気を噴出する噴出手段と、 シール作業完了後、前記検出手段がオン信号を発生する
   位置に前記ロボットアームを変位させる駆動制御手段と
   を具備し、 前記検出手段がオン信号を発生する時、前記第２のノズ
   ルの開口部と前記第１のノズルの開口部とは互いに対向
   し、前記圧縮気体が当該第１のノズルの開口部へ吹き付
   けられることを特徴とするシーリングロボット。
2. 【請求項２】 前記噴出手段は前記第２のノズルからサ
   ンドブラストを所定の速さで噴出することを特徴とする
   請求項１に記載のシーリングロボット。