JPS61242665A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は被塗布材に塗布剤を塗布し且つ塗布された状態
を検査する塗布装置に関し、例えば自動車のフロン（・
ガラス等の周辺部にプライマーを塗布するのに利用され
る。

（従来技術） 従来より、被塗布材に塗布剤を塗布する作業は手作業で
行われているが、最近はロボットによる塗布作業も実用
化されている。例えば、自動車のフロンｌ−ガラスやり
ャガラスは、車体窓枠に組イ］けられる前にこれらガラ
スの周辺部にプライマー及びシーリング剤が塗布される
が、これらの作業が適当な動作自由度を持つプレイバソ
クロボノトや数値制御ロボット等を利用し、その腕の先
端部に取付けられた刷毛やノズル等の塗布手段によって
行われている。しかし、塗布剤は、通常、温度変化や空
気との接触の有無等によってその流動性や表面状態等が
著しく変化し、又塗布剤の塗出量の変化や塗布速度の変
化等によっても塗布状態が変化するため、塗布工程にお
ける定量的な制御や均一状態に塗布することが困難であ
る。したがって、上述のようなロボットを利用した塗布
装置での塗布が全て正常に行われるわけではなく、例え
ば塗布された塗布剤の膜厚不足によるスケ、塗４１剤の
不足によるカスレ又は成形不良等の不具合が発生する。

ところが、塗布作業の自動化は行われているが、塗布が
正常に行われたか否かを検査する検査作業については、
作業員の直接の目視による検査又はＩＴＶ（工業用テレ
ビジョン）等を介しての間接の目視による検査が行われ
ているのが現状であり、作業員の判断基準の変動による
品質の不均一さや検査ミス等が発生するとともに、これ
らに要する労力がコストアンプの原因ともなっていた。

また、塗布状態の目？Ｊ！検査が不可能なこともあり、
そのような場合はさら乙こ後の工程において検査するこ
　。

ととなるが、後工程での不良品の発見は歩留りに悪影響
を与えることとなる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は」二連の事情に鑑みてなされたもので、塗布作
業とともに検査作業の自動化を可能とし、しかもこれら
塗布と検査の両作業が同一の工程内でほぼ同時に行える
ようにした塗布装置を提供するものである。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明の技術的手段は、被塗布材に塗４ｊ剤を塗布する
塗布手段を有し、該塗布手段は前記被塗布材上の所定の
軌跡に沿って該被塗布材に対し相対移動するように制御
されたマユブレークに取付けられており、前記塗布手段
により前記被塗布材上に塗布された塗布剤の状態を検査
するための検査手段が前記塗布手段の進行方向の後方に
追随して移動するように設けられてなることを特徴とす
るものである。

（実施例） 以下、本発明を自動車のフロントガラスの表面にブラン
クプライマーを塗布し、且つその検査を行うようにした
塗布装置の実施例について説明する。

第４図において、間歇送りのコンヘア１」―を、周辺に
黒色セラミック処理Ｃが施されたフロントガラスのワー
クＷが順次搬送され、ブラックプライマーを塗布する塗
布工程のステーションにて位置決めされ静止している。

このステーションには、多関節のロボット２を用いてな
る塗布装置が配備されており、ワークＷの上面の全周辺
に一定幅のブラックプライマーＰを鎖線で図示したよう
に塗布し、目つ正常に塗布されたか否かを自動的に検査
するようになっている。

第１図ないし第３図をも参照にして、ロボット２は＠２
ａの先端部に回転手首２ｈ及び屈曲手首２Ｃを有してお
り、屈曲手首２ｃの下端フランジ部にブラケソ１−３を
介し塗布手段である刷毛４及び検査手段である光センサ
ー装置５が取付けられている。

刷毛４は、中空の芯材の周囲に多数の毛を配置して束ね
たもので、図示しない塗布剤圧送機からチューブ６ａ、
　６ｂバルブ７を経て圧送されるプライマーは、刷毛４
の基部４ａから流入して中空部を通り毛部４１ｉから滲
出してワークＷの黒色セラミック処理された表面に幅数
ｌ■、厚さ十数μｍ程度のプライマーの膜を形成するよ
うに塗布されるようになっている。光センサー装置５は
、刷毛４により塗布されたプライマーの膜の状態を、刷
毛４よりも後方に一定距離をおいた位置で検査するもの
で、ワークＷを上下に挟んで受光器８及び投光器９が設
けられ、プライマーの膜の状態による受光器８への受光
量の変化を検知するようになっている。

受光器８は、受光アーム１０の先端部に筒状のホルダー
１１内に保持された受光素子１２、及び調整ねし１３に
よって固定される遮光ボビン１４を有しており、投光器
９は、投光アーム１５の先端部に筒状のホルダー１６内
に保持された発光素子１７を有している。

受光素子１２には、フォトダイオード ランジスタ等を用い、発光素子１７には発光ダイオード
又は電球等を用いる。受光アーム１０及び投光アーム１
５は、それぞれの基部において取付ヘース１８、　１９
に取付けられており、これら取付ヘース１８。

１９は、ボルト２０ａ，２０ｂ，及びナツト２］−によ
ってそれぞれの高さ方向位置が調整可能にプラケット３
に取付けられている。なお、ｌＱａ，１５ａはそれぞれ
受光アーム１０又は投光アーム１５の先端部に取付けら
れたホルダ一部、１０ｂ，１５ｂはカバー、２２は透明
なカバー、２３は中継ボックス、２３ａは電線である。

第５図は、中継ボックス２３及び図示しない制御ボック
スの中に設けられた電気回路部２４をブロック図で示す
ものである。同図において、数ＫＨｚ程、　度で周波数
調整可能な発振器２５によってドライブ部２６を変調し
、発光ダイオードである発光素子１７を発光させている
。受光素子１２からの出力は、帯域フィルタ２７によっ
て発光素子からの光成分のみが通過し目つ復調され、増
幅器２８によって適当なレベルに増幅される。その後、
比較器２９によって基準値と比較され、増幅器２８の出
力が基準値よりも大きい場合、即ち受光素子１２による
受光量が基準よりも明るい場合は比較器２９が出力し、
出力部３０からオンオフ式、の制御信号Ｓ１が出力され
る。外部人力３】は、制御信号Ｓ１を強制的にオフ状態
にするためのもので、後述するように受光素子１２がワ
ークＷのプライマーを検査するに適さない位置にある（
通席このような状態はロボット２の制御状態によって定
まるから、ロボット２の制御回路から信号出力が可能で
ある）場合に、不必要な制御信号Ｓ１を出さないように
する。なお２５ａ、２８ａ。

２９ａは、それぞれ周波数、増幅度、基準値の調整器で
ある。

次に、ロボット２の動作、即ちワークＷに対する刷毛４
及び光センサー装置５の位置関係の制御について説明す
る。

まず、所定の位置にあるワークＷに対して、刷毛４がそ
の表面に沿って全周辺を移動し一定幅一定厚さのプライ
マーＰが塗布されるように、チューブ６ａ、　６ｂを経
て圧送されるプライマーの流量及び温度、バルブ７の開
閉のタイミング、刷毛４の毛部４ｈのワークＷに対する
押し付けの程度及び速度を調整する。そして、光センサ
ー装置５の遮光　・ボビン１４の先端が、ワークＷの表
面から微少な一定の距離を有し且つ刷毛５によって塗布
されたプライマーＰに沿って移動するように、ボルト２
０　ａ　。

２０ｂ及びナツト２１により受光器８及び投光器９の高
さ調整をし、又は遮光ボビン】４のホルダ一部１０ａへ
の挿入の程度を調整するとともに、ロポ・ノド２が上述
のような所定の動作を行うよう教示し又はプログラムし
ておく。ワークＷのコーナ一部においては次のように移
動する。毛部４ｈの断面が本実施例のように円形であっ
て刷毛４が進行方向を選ばない場合には、速度の若干の
変動はあるものの、刷毛４と遮光ボビン１４とは第６図
へに示すように同一の軌跡を移動することが可能である
。刷毛４の毛部４ｂが横長であったり特殊な形状の刷毛
であって常に特定の方向に進行させねばならない場合は
、コーナ一部において刷毛４の向きを変えるために回転
させることとなるが、その際に第６図Ｂに示すように遮
光ボビン１４は刷毛４の軌跡からはずれる。この場合に
は、ロボット２の制御回路から光センサー装置５の電気
回路部２４の外部人力３１に信号を送り、誤った制御信
号Ｓ１が出力されるのを防止しておく。制御信号Ｓ１は
、これによって警報用のランプ又はブザー等をオンし、
又はロボット２を停止し、若しくはロボット２によって
当該不良箇所を再塗布したり当該不良のワークＷを主ラ
インから除去する等の異富時の処理が行われるように接
続しておく。

次に作用を説明すると、コンヘア１によって移送されて
きたワークＷが定位置に位置決めされると、ロボット２
が作動して刷毛４がワークＷの塗布開始点に移動し、バ
ルブ７が開き、刷毛４はワークＷ上を所定の軌跡で移動
してプライマーＰを塗布するとともに、光センサー装置
５によって塗布されたプライマーＰの状態を検査し、プ
ライマーＰにスケやカスレがあれば制御信号Ｓ１が出力
され、所定の異常警報や処置が行われる。光センサー装
置５では、発光素子１７から出た光がカバー２２を透過
し、ワークＷを下方から上方へ透過し、遮光ボビン１４
内を通って受光素子１２に至り、光量に応じた電気信号
に変換される。その際に、ワークＷの黒色セラミック処
理Ｃ及びこれに塗布されたプライマーＰにより遮光され
て透過光量は減少するが、プライマーＰにスケやカスレ
があったり塗布幅が不足していれば、それだけ透過光量
が正常値よりも多くなって検知される。つまり透過光は
、黒色セラミック処理Ｃによって数％に減少し、プライ
マーＰによって最終的に十分の数％に減少するのである
が、その僅かな透過光がプライマーＰの状態により変化
するのを検知するのである。プライマーＰの正常と異常
との境界値は、調整器２９ａによって調整しておく。塗
布の開始時や、第６図Ｂで示すように光センサー装置５
がプライマーＰを正常に検査できない状態のときは、外
部人力３１によって制御信号Ｓ１は出力されない。

上述の実施例によると、刷毛４によりワークＷにプライ
マーＰを所定の軌跡に塗布することができるとともに、
光センザー装置５によって塗布されたプライマーＰの良
否を検査し、スケやカスレ等の異常があればこれを検知
して信号を出し、これによって適当な処置がされること
となる。光センサー装置５は、刷毛４と一体的に設けら
れており、ロボット２によって刷毛４の後方に一定の距
離を有して移動し塗布面に追随するように制御されてい
るので、刷毛４による塗布とほぼ同時に検査されること
となる。したがって、検査工程を特別に設ける必要がな
いため時間が大幅に軽減され、検査用ロボットを別に設
置する必要がないため設備費用や設備面積が半減し、ま
た、７台のロボットで刷毛４と光センサー装置５を交互
に持ち替えて作業を行う場合に比較すると要する時間が
半分以下になり、しかも、検査によって異常が検知され
た場合の処置が非常に行い易く、ワークＷの不良品を最
小限におさえて歩留りを向」ニさせることが可能である
。光センサー装置５は、構造が簡単であるため小型珪つ
軽量であり、低コストで製作できる。また信号処理が容
易であるため電気回路部２４も小型で安価に製作できる
。遮光ボビン】４により、不要な回折光や外乱光等を遮
蔽し積度を高めることができる。

上述の実施例では、受光素子１２及び発光素子１７を各
７個のみ用いたが、複数個を並置して検知幅を広げるこ
とも可能である。また、適当な遮光用のスリットとレン
ズを組合せて塗布された幅を検査することも可能である
。検知のための光を赤外光とすれば外乱光の影響を受け
に（い。刷毛４に代えて海綿体、ノズル又はローラ等を
使用してもよい。ロボット２は他の種類のマニプレータ
を使用でき、ワークＷを塗布のために移動させるよ・う
にしてもよい。塗布剤はプライマー以外に塗料、接着剤
にも利用できる。ワークＷは周辺に黒色セラミック処理
Ｃを施したガラスを用いたが、このような処理を施して
いないガラスはもちろん可能であり、その場合に黒色セ
ラミック処理Ｃに代えてブラックプライマーを幅広に塗
布して代用することも可能である。発光素子Ｉ７からの
光の一部をワークＷを透過ゼずに別の受光素子で受光し
、その信号によって発光量の変動を補正するようにして
もよい。

」二連の実施例では、検査手段としてワークＷを挟んで
投光器９及び受光器８の配置された光センサー装置５を
用いたが、ワークＷや塗布剤の状態に応し、反射型の光
センサ−、誘導体や磁性体に反応するセンサー、導電性
の変化を検知するセンサ−１又はＣＣＤやＩＴＶ等、種
々のものを用いることが可能である。

（発明の効果） 本発明によると、塗布作業及び検査作業の自動化が可能
となり、しかも塗布と検査の両作業が同一の工程内でほ
ぼ同時に行える。したがって、検査工程を別個に設ける
必要がな（なり、それだけ工程時間が減少し、且つ検査
用のロボット等の設備費用や設備面積が削減されるとと
もに、検査によって異常が検知された場合の処置が行い
易く、不良品の発生を低くおさえて歩留りを向上させる
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は塗布装置の正面
図、第２図は第１図の■矢視図、第３図は第１図の光セ
ンサー装置の拡大断面図、第４図は塗布装置の概略を示
す平面図、第５図は電気回路部の一例を示すブロック図
、第６図Ａ及びＢはワークのコーナ一部における光セン
サー装置の移動例を示す図である。 Ｗ・・・ワーク（被塗布材）、Ｐ・・・プライマー（塗
布剤）、２・・・ロボット（マニプレータ）、４・・・
ＨＩ３毛（塗布手段）、５・・・光センサー装置（検査
手段）、８・・・受光器、９・・・投光器。 第　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被塗布材に塗布剤を塗布する塗布手段を有し、該塗
   布手段は前記被塗布材上の所定の軌跡に沿って該被塗布
   材に対し相対移動するように制御されたマニプレータに
   取付けられており、前記塗布手段により前記被塗布材上
   に塗布された塗布剤の状態を検査するための検査手段が
   前記塗布手段の進行方向の後方に追随して移動するよう
   に設けられてなることを特徴とする塗布装置。 ２、前記検査手段は、前記被塗布材の塗布面を挟んで配
   置された投光器及び受光器である特許請求の範囲第１項
   記載の塗布装置。