JP2010082585A - 塗布方法及び塗布システム - Google Patents

Abstract

【課題】塗布材を塗布するノズルの移動範囲を十分に確保して、該ノズルを容易に所望の位置へと移動させることができると共に、塗布装置への塗布材の迅速な供給とシステム構成の簡素化を可能とする塗布方法及び塗布システムを提供する。
【解決手段】塗布システム１０は、塗布材をワークＷに塗布する塗布装置２４と、該塗布装置２４と別体に設けられ、塗布装置２４に対して塗布材を供給するための供給装置２６とを備えている。この塗布システム１０では、塗布装置２４の注入口４８を移動させて供給装置２６の供給口７４へと連結し、これら注入口４８と供給口７４とを連通させることによって塗布材の供給を行うと共に、供給完了後には、塗布装置２４と供給装置２６とを分離した後、塗布装置２４をワークＷの所望の塗布部位へと移動させることで、塗布材の塗布を実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シーリング材、接着剤及び塗料等の塗布材を被塗布物に塗布するための塗布方法及び塗布システムに関する。

自動車の製造工程等、各種製品の製造工程において、シーリング材（シーラー）や接着剤、塗料等の塗布材を被塗布物に塗布するための塗布システムが使用されている。

特許文献１には、塗布材を自動車の車体の所望の部位に塗布するための塗布システムが記載されている。この塗布システムでは、ノズルと、該ノズルから塗布材を吐出させる吐出装置とをロボットのアームに設けている。一方、ロボットとは別体に塗布材を貯留したタンク（ペール缶）を設け、該タンクと前記吐出装置との間を供給ホース（管路）で結び、タンク内の塗布材を吐出装置へとポンプで圧送するように構成されている。

また、特許文献２には、塗布用ロボットのハンドに取り付けられる塗布材を吐出するための塗布材料吐出装置として、内容積が可変の収納室とノズルと塗布材の供給口とを有し、塗布用ロボットのハンドに着脱自在なカートリッジを設けた構成が開示されている。そして、例えば、塗布工程の終了後、前記収納室へと塗布材を充填する際には、別途設けられた搬送ロボットによって当該カートリッジをハンドから取り外した後、供給側の塗布材料充填装置まで搬送することにより塗布材の充填を行う一方、充填後には再び搬送ロボットによって塗布用ロボットのハンドへとカートリッジを搬送し装着することが記載されている。

実開平７−２４４６６号公報 特開平４−９４７５９号公報

ところが、上記特許文献１の塗布システムでは、ロボットのアームに設けられた吐出装置と、ロボットと別体に設けられたタンクとの間が、塗布材が送られる供給ホースで連結されている。従って、ロボットの作動範囲が前記供給ホースによって規制されると共に、供給ホースの取り回しを考慮して塗布工程を設定する必要がある。

また、ロボットのアームを作動させる際には、塗布材が充填された供給ホースの重量や反力によって当該ロボットの作動が影響を受けるため、ロボットの大型化や高出力化が必要となる可能性がある。特に、被塗布物である車両をライン上で流しながら塗布工程を行う際には、ロボットを搬送装置で移動させつつ塗布を行うことがあるが、この場合には、供給ホース長を相当に長く形成する必要がある。このため、供給ホースの取り回しが一層困難となり、また、供給ホースの重量や反力による影響が一層顕著になる。

一方、上記特許文献２の装置では、前記カートリッジを設けた構成を採用したことにより、供給ホースによるロボット動作への影響等は回避することができるものの、カートリッジの収納室へと塗布材を充填する際には、塗布用ロボットとは別の搬送用ロボットによる当該カートリッジの着脱及び搬送が必須である。このため、空となったカートリッジへの塗布材の迅速な供給が困難であると共に、塗布工程を連続して行う際には複数のカートリッジを準備する必要があり、作業が煩雑でコストも増加する。さらに、塗布用ロボット及び供給側の塗布材料充填装置とは別に搬送用ロボットの設置も必要であるため、設置スペース及びコストの大幅な増大が懸念される。

本発明は、上記従来の課題を考慮してなされたものであり、塗布材をノズル側へと供給する供給ホースの影響をなくすことで、塗布材を塗布するノズルの移動範囲を十分に確保して、該ノズルを容易に所望の位置へと移動させることができると共に、塗布装置への塗布材の迅速な供給とシステム構成の簡素化を可能とする塗布方法及び塗布システムを提供することを目的とする。

本発明に係る塗布方法は、塗布材を貯留する供給装置の供給口に対し、前記塗布材を被塗布物に塗布する塗布装置の注入口を連結し、互いに連通させる第１ステップと、前記供給口から前記注入口を介して、前記塗布装置へと前記塗布材を供給する第２ステップと、前記供給口及び前記注入口を閉じ、前記供給口と前記注入口とを離脱させる第３ステップと、前記塗布装置を所望の位置に移動させ、前記塗布材を前記被塗布物へと塗布する第４ステップとを有することを特徴とする。

このような方法によれば、塗布装置と、該塗布装置に塗布材を供給する供給装置とを用い、被塗布物への塗布材の塗布を行う場合において、例えば、塗布工程の都度、塗布装置と供給装置とを連結して塗布材を供給しながら、塗布材の塗布を行う。従って、塗布装置と供給装置とを連通させる供給ホース等をなくして、塗布装置の移動範囲を十分に確保することができるため、例えば、移動している被塗布物や塗布範囲の広い被塗布物に対しても容易に塗布を行うことができる。しかも、塗布装置と供給装置とを直接的に接続して塗布材の供給を行うことができるため、塗布装置及び供給装置の間に別途他の装置等を介在させる必要がなく、塗布材の迅速な供給とシステム構成の簡素化を図ることができる。

また、前記第２ステップでは、少なくとも前記被塗布物への塗布量の１工程分に対応する量の前記塗布材を前記塗布装置へと供給し、該塗布装置に設けられたタンク機構に充填するようにするとよく、さらに、前記第４ステップでは、前記タンク機構に充填された前記塗布材を前記被塗布物へと塗布するとよい。そうすると、塗布装置への塗布材の供給と塗布装置による塗布とをタンク機構によって一層容易に行うことができる。

さらに、前記第１ステップの後であって前記第２ステップの前に、前記供給口と前記注入口の連結状態をロックするステップを有し、前記第２ステップの後であって前記第３ステップの前に、前記ロックを解除するステップを有すると、両装置の連結部での塗布材リークを一層確実に防止した状態で塗布材の供給を行うことが可能となる。

本発明に係る塗布装置は、被塗布物に塗布材を塗布する塗布装置と、前記塗布装置に前記塗布材を供給する供給装置とを備える塗布システムであって、前記塗布装置は、前記被塗布物に前記塗布材を塗布するためのノズルと、少なくとも１工程分の前記塗布材を貯留可能であり且つ貯留した前記塗布材を前記ノズルへと供給可能なタンク機構と、前記タンク機構に前記塗布材を充填する流路の一端に設けられた注入口を開閉可能な塗布側ジョイント機構と、少なくとも前記ノズル及び前記塗布側ジョイント機構を所定の位置に移動可能に支持する移動装置とを有し、前記供給装置は、前記塗布材を前記タンク機構よりも多量に貯留可能な貯留タンクと、前記注入口に連通可能な供給口が設けられ、該供給口を開閉可能であると共に、前記塗布側ジョイント機構に連結可能な供給側ジョイント機構と、前記貯留タンクに貯留された前記塗布材を前記供給口へと送り出す送出機構とを有し、前記塗布装置と前記供給装置とが別体に構成されると共に、前記塗布側ジョイント機構と前記供給側ジョイント機構とを連結することにより、前記注入口と前記供給口とを連通させて、前記供給装置から前記塗布装置へと前記塗布材を供給するように構成したことを特徴とする。

このような構成では、被塗布物に塗布材を塗布する塗布装置と、これに塗布材を供給する供給装置とが別体で設けられると共に、両装置に互いに連結可能なジョイント機構を設け、さらに塗布装置にはノズルに塗布材を供給可能に貯留するタンク機構を備えている。このため、塗布装置と供給装置との間に塗布材を供給する供給ホースを接続しておく必要がなく、塗布装置の移動範囲を十分に確保することができる。また、塗布装置を搭載する移動装置は、前記供給ホースの重量や反力による影響を受けることがないため、迅速に且つ高精度にノズルを被塗布物へと移動させることができる。しかも、塗布装置と供給装置とを両ジョイント機構によって直接的に接続し、塗布材の供給を行うことができるため、塗布装置及び供給装置の間に別途他の装置等を介在させる必要がなく、塗布材の迅速な供給とシステム構成の簡素化を図ることができる。

また、前記移動装置が、少なくとも前記ノズル及び前記塗布側ジョイント機構をアームに支持した多関節型ロボットであると、ノズル及び塗布側ジョイント機構の移動をより円滑に且つ精度よく行うことができる。

さらに、前記移動装置の動作範囲を越えた位置まで前記塗布装置を搬送可能な搬送装置を備えると、塗布装置による被塗布物に対する作業範囲を一層拡大することができる。そして、この場合にも前記供給ホースが必要ないことから、搬送装置の駆動が当該供給ホースの影響を受けることがない。

さらにまた、前記供給側ジョイント及び前記塗布側ジョイントの少なくとも一方に、前記供給側ジョイントと前記塗布側ジョイントとの連結状態を保持するロック機構が設けられていると、両ジョイント機構の連結部での塗布材のリークを一層有効に防止することができる。

なお、前記タンク機構は、前記塗布材を充填及び排出可能なシリンダと、該シリンダ内を摺動して該シリンダの容積を変更可能なピストンとを有し、前記塗布材を前記注入口から前記シリンダへと充填する場合と、前記塗布材を前記シリンダから前記ノズルへと供給する場合とでは、前記ピストンへの負荷が変更されると、塗布材の円滑な供給と円滑な塗布とを一層容易に実現することができる。

本発明によれば、塗布装置と、該塗布装置に塗布材を供給する供給装置とを用い、被塗布物への塗布材の塗布を行う場合において、例えば、塗布工程の都度、塗布装置と供給装置とを連結して塗布材を供給しながら、塗布材の塗布を行うことが可能となる。従って、塗布装置と供給装置とを連通させる供給ホース等を設ける必要がなく、塗布装置の移動範囲を十分に確保することができる。また、被塗布物に塗布材を塗布するためのノズルが前記供給ホースの重量や反力の影響を受けることがないため、該ノズルを迅速に且つ高精度に被塗布物へと移動させることが可能となる。さらに、塗布装置と供給装置とを直接的に接続して塗布材の供給を行うことができるため、塗布装置及び供給装置の間に別途他の装置等を介在させる必要がなく、塗布材の迅速な供給とシステム構成の簡素化を図ることができる。

以下、本発明に係る塗布方法について、この塗布方法が実施される塗布システムとの関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る塗布システム１０により、ワーク（被塗布物）Ｗとして自動車のルーフ１２に対し、塗布材であるシーリング材１４を塗布する塗布工程を説明する斜視図である。なお、本実施形態に係る塗布システム１０は、自動車のルーフ１２以外にも、ドアやボンネット、トランク等、車体の各部材の溶接部や縁部等の所望の塗布部位に対し、シーリング材、接着剤及び塗料等の塗布材を塗布することができ、当然、自動車以外にも、塗布材を塗布することが必要とされる製品や工程であれば有効に用いることができる。

図１に示すように、塗布システム１０は、クランプ装置１６でクランプされたワークＷに対し、ロボット（移動装置）１８のアーム２０先端に設けた吐出装置２２によってシーリング材１４を塗布する塗布装置２４と、塗布装置２４とは別体で構成され、シーリング材１４を塗布装置２４へと供給する供給装置２６とを備える。さらに、塗布システム１０には、ロボット１８を含む塗布装置２４を搭載し、ロボット１８（アーム２０）の動作範囲を越えた所望の位置まで搬送可能な搬送装置２８と、当該塗布システム１０を総合的に制御する制御装置３０とが備えられる。制御装置３０と、塗布装置２４、搬送装置２８及び供給装置２６との間は、有線や無線によって信号の送受信が可能に構成されている。なお、制御装置３０を他の機器と無線で接続した場合には、塗布装置２４や搬送装置２８の動作範囲を一層拡大することができる。

供給装置２６は、塗布装置２４（搬送装置２８）の移動可能範囲内において、例えば、工場内の床面に固定されており、多量のシーリング材１４を貯留可能な貯留タンク３４と、貯留タンク３４からシーリング材１４を送り出す送出機構としてのポンプ３６とを備え、塗布装置２４への塗布材供給ステーションとして機能する。

塗布装置２４を搭載する搬送装置２８は、レール３２に沿って移動可能であり、例えば、クランプ装置１６と共にワークＷが製造ライン上を搬送されている際、それに並行して塗布装置２４を移動させることができる。なお、搬送装置２８は、レール３２を必要としない車両等により構成し、所望の位置に自在に移動可能に構成することもできる。

ロボット１８は、産業用の多関節型ロボットであって、プログラム動作によりアーム２０の先端に設けた塗布ガン（ノズル）３８を含む吐出装置２２を、任意の位置に且つ任意の姿勢に移動可能である。ロボット１８は、図示しないティーチングペンダントの操作により、実際に動作を行わせながら動作ティーチングを行うことができる。さらに、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）等を用いたオフライン処理によって、実際のロボット１８を動作させることなく動作ティーチングを行うことも可能である。このようなロボット１８は、コントローラである制御装置３０の制御下に動作する。

このように、本実施形態に係る塗布システム１０では、塗布装置２４と供給装置２６とが別体で構成されており、しかも両者の間にはシーリング材１４を流通させる供給ホースの類は設けていない。

そこで、アーム２０の先端に設けた吐出装置２２には、塗布ガン３８にシーリング材１４を供給可能であると共に、少なくとも１工程分の量のシーリング材１４を貯留可能なタンク機構４０が設けられている。すなわち、塗布システム１０では、ロボット１８及び搬送装置２８を駆動し、例えば、１工程毎に塗布装置２４と供給装置２６とを着脱することで、貯留タンク３４から塗布装置２４のタンク機構４０へとシーリング材１４を適宜供給可能である。

なお、タンク機構４０は、搬送装置２８を含む塗布装置２４側に配設されていれば容易に塗布ガン３８へとシーリング材１４を供給可能であるが、塗布ガン３８とタンク機構４０との間の流路５６（図２参照）を考慮し、アーム２０の取り回し性や装置の簡素化等を考慮した場合には、塗布ガン３８の近傍に設置されることが望ましい。この点については、後述する塗布側ジョイント機構４６（図２参照）についても当該タンク機構４０と同様、塗布ガン３８の近傍に設置されるとよい。

図２は、塗布システム１０の構成を模式的に示したブロック説明図である。図３は、塗布装置２４及び供給装置２６の要部を示す一部省略斜視図であり、図４は、図３に示す塗布装置２４及び供給装置２６を連結した状態を示す一部省略斜視図である。また、図５Ａは、塗布装置２４及び供給装置２６を連結した直後での連結部の状態を示す一部省略断面図であり、図５Ｂは、図５Ａの状態から注入口４８と供給口７４とを連通させ、シーリング材１４を供給している状態を示す一部省略断面図である。

塗布装置２４を構成する吐出装置２２は、シーリング材１４をワークＷに塗布する塗布ガン３８と、タンク機構４０と、供給装置２６の供給側ジョイント機構４４に着脱可能な塗布側ジョイント機構４６とを有する。

塗布側ジョイント機構４６は、供給装置２６からシーリング材１４の供給を受ける注入口４８と、注入口４８に連通する内面円筒状のシリンダ５０内を摺動し、注入口４８を開閉可能な塗布側弁体５２と、塗布側弁体５２を注入口４８側に付勢するばね５４とから構成されている。注入口４８及びシリンダ５０は、流路５６を介して塗布ガン３８及びタンク機構４０に連通している。

注入口４８は、シリンダ５０の筐体上面の当接面５０ａの略中央で開口している。塗布側弁体５２には、注入口４８に臨む先端面５２ａの周縁部から後端側（図５Ａ及び図５Ｂで下方）に向かって拡径するように連続形成された円錐台状のテーパ面５２ｂが設けられている。さらに、注入口４８から連続したシリンダ５０の内壁には、前記テーパ面５２ｂに対応した弁座であるテーパ壁５０ｂが形成されている。従って、ばね５４の付勢力によって塗布側弁体５２が押し上げられ、テーパ面５２ｂとテーパ壁５０ｂとが密着された状態では注入口４８が閉塞される一方（図２及び図５Ａ参照）、ばね５４の付勢力に抗して塗布側弁体５２が引き下げられ、テーパ面５２ｂとテーパ壁５０ｂとが離間された状態では注入口４８が開放される（図５Ｂ参照）。

タンク機構４０は、円筒状のシリンダ５８内を摺動するエアピストン（ピストン）６０を有し、該エアピストン６０により、シリンダ５８内が流路５６に連通する作用室５８ａと、エア配管６２に連通する背圧室５８ｂとに画成されている。エア配管６２には、エアコンプレッサ６１が接続されており、背圧室５８ｂ内に所定圧力のエアを供給し、エアピストン６０を押圧可能である。さらに、エア配管６２には排気バルブ６４が連結され、背圧室５８ｂ内を大気開放することができる。シリンダ５８の内部又は外部の背圧室５８ｂ寄りの位置には、作用室５８ａ内にシーリング材１４が所定量充填され、エアピストン６０がエア配管６２側の所定位置まで後退されたことを検出するセンサ６３が配設されている。

塗布ガン３８は、タンク機構４０から供給されるシーリング材１４をワークＷへと塗布する塗布ガン３８を有する。流路５６に連通した円筒状のシリンダ６５内には、軸線方向を中心として回転し、先端の吐出口６６からシーリング材１４を外部へと吐出させるスクリュー部材６８が配設されている。スクリュー部材６８は、サーボモータ７０により所定の速度及び角度で回転可能である。

一方、供給装置２６は、貯留タンク３４と、ポンプ３６と、塗布装置２４の塗布側ジョイント機構４６に着脱可能な供給側ジョイント機構４４と、両ジョイント機構４４、４６の連結状態を確実に保持し、連結部からのシーリング材１４のリークを防止するロック機構７２とを有する。

供給側ジョイント機構４４は、塗布装置２４の注入口４８へとシーリング材１４を供給する供給口７４と、供給口７４に連通する円筒状のシリンダ７６内を摺動し、供給口７４を開閉可能な供給側弁体７８と、供給側弁体７８をロッド７９の先端に支持し、シリンダ７６内で軸線方向に移動させるシリンダ機構８０とから構成されている。供給口７４及びシリンダ７６は、流路８２を介して貯留タンク３４に連通すると共に、該流路８２の途中には貯留タンク３４からシリンダ７６へのシーリング材１４の流通を制御する供給バルブ８４が配設されている。

供給口７４は、シリンダ７６の筐体下面の当接面７６ａの略中央で開口している。供給側弁体７８には、供給口７４に臨む先端面７８ａの周縁部から後端側（図５Ａ及び図５Ｂで上方）に向かって拡径するように連続形成された円錐台状のテーパ面７８ｂが設けられている。さらに、供給口７４から連続したシリンダ７６の内壁には、前記テーパ面７８ｂに対応した弁座であるテーパ壁７６ｂが形成されている。従って、シリンダ機構８０の駆動作用下に、供給側弁体７８が引き上げられ、テーパ面７８ｂとテーパ壁７６ｂとが密着された状態では供給口７４が閉塞される一方（図２及び図５Ａ参照）、供給側弁体７８が押し下げられ、テーパ面７８ｂとテーパ壁７６ｂとが離間された状態では供給口７４が開放される（図５Ｂ参照）。

ロック機構７２は、シリンダ７６に並列され、両ジョイント機構４４、４６の連結方向に延びたロッド８６と、ロッド８６の一端に固定された２本爪状のロック部材８８と、ロッド８６の他端に設けられて該ロッド８６を軸線方向（図２で上下方向）に駆動するシリンダ機構９０とを有する。ロック部材８８は、塗布側ジョイント機構４６の流路５６を２本爪の間に挿脱可能であって、シリンダ５０の下面に確実に当接できる大きさ・形状で構成される（図４参照）。

また、供給側ジョイント機構４４、ロック機構７２及び流路８２の一部は、供給装置２６のフレーム９２（図１参照）に対してブラケット９４で確実に固定されている。

次に、基本的には以上のように構成される塗布システム１０によるワークＷへのシーリング材１４の塗布工程につき、図６のフローチャート及び図７のタイミングチャートに基づき説明する。

以下では、制御装置３０の制御下に、ワークＷへの塗布工程が１工程終了した後、塗布装置２４と供給装置２６とを連結すると共に、塗布装置２４のタンク機構４０に供給装置２６からシーリング材１４を充填し、次のワークＷへの塗布工程を１工程実行する場合を例示して本実施形態に係る塗布方法を説明する。勿論、当該塗布方法は、例えば塗布システム１０の最初の作業時や、その日の最初の作業時等、塗布装置２４のタンク機構４０が空の状態からシーリング材１４の充填、ワークＷへの塗布を行うような場合にも適用可能である。

先ず、図６のステップＳ１において、制御装置３０の制御下にロボット１８及び搬送装置２８を駆動し、アーム２０を所定の位置及び姿勢にして、塗布側ジョイント機構４６を供給側ジョイント機構４４に近接させる。続いて、アーム２０をより高精度に駆動して、両ジョイント機構４４、４６を構成する両当接面５０ａ、７６ａを密着させる（図５Ａ、図７の時刻ｔ０〜ｔ１参照）。

この際、塗布側弁体５２の軸中心と供給側弁体７８の軸中心とを一致させた状態で両当接面５０ａ、７６ａを密着させ、これにより、塗布側弁体５２及び供給側弁体７８の両先端面５２ａ、７８ａを同軸上に密着させる。

なお、当接面５０ａ、７６ａ間でのシーリング材１４のリークを防止するため、当接面５０ａ、７６ａのいずれか一方に又は両方に、注入口４８及び供給口７４を囲繞するＯリング等のシール部材（図示せず）を配設し、密着面間に介在させておくとよい。

ステップＳ２において、ロック機構７２のシリンダ機構９０を駆動し、ロッド８６を介してロック部材８８を引き上げる。これにより、図４及び図５Ｂに示すように、両ジョイント機構４４、４６が一層強固に連結され、連結部が確実にロックされる（図７の時刻ｔ１〜ｔ２参照）。なお、ロック機構７２を省略し、ロボット１８を構成するアーム２０の駆動制御によって両ジョイント機構４４、４６を強固に連結しておくことも可能である。

次いで、ステップＳ３では、上記ステップＳ２でロック動作が完了されると、エア配管６２に連通した排気バルブ６４を開き、タンク機構４０を構成するシリンダ５８の背圧室５８ｂを大気開放する（図７の時刻ｔ２〜ｔ３参照）。すなわち、エアピストン６０に対する背圧室５８ｂ側からのエア圧力の負荷をなくした状態とする。また、エア配管６２に接続されたエアコンプレッサ６１は運転停止状態としておく。

ステップＳ４では、上記のステップＳ３と同時に又は多少前後して、供給側ジョイント機構４４を構成するシリンダ機構８０を駆動して、供給口７４と注入口４８とを連通させる（図７の時刻ｔ２〜ｔ３参照）。

すなわち、上記ステップＳ１において、塗布側弁体５２及び供給側弁体７８の両先端面５２ａ、７８ａが密着されている（図５Ａ参照）。そこで、当該ステップＳ４では、シリンダ機構８０を駆動し、ロッド７９によって供給側弁体７８を押し下げる。そうすると、供給側弁体７８が供給口７４から押し出されると同時に、ばね５４の付勢力に抗して塗布側弁体５２を押し下げる。従って、図５Ｂに示すように、供給装置２６側では、テーパ面７８ｂとテーパ壁７６ｂとが離間して、これらテーパ面７８ｂ及びテーパ壁７６ｂの周面間に環状の隙間が開口し、供給口７４が開通される。同様に、塗布装置２４側では、テーパ面５２ｂとテーパ壁５０ｂとが離間して、これらテーパ面５２ｂ及びテーパ壁５０ｂの周面間に環状の隙間が開口し、注入口４８が開通される。すなわち、供給口７４と注入口４８とが連通する（図７の時刻ｔ２〜ｔ３参照）。

そこで、ステップＳ５において、供給装置２６の流路８２に設けられた供給バルブ８４を開くと共に（図７の時刻ｔ３〜ｔ４参照）、ポンプ３６を駆動し、貯留タンク３４に貯留しているシーリング材１４を流路８２を介してシリンダ７６内へと送り出す。すなわち、塗布装置２４へのシーリング材１４の供給を開始する（図７の時刻ｔ４参照）。

この際、塗布装置２４のタンク機構４０では、上記ステップＳ３によってエアピストン６０が無負荷状態とされている。従って、ポンプ３６により貯留タンク３４から送り出されたシーリング材１４は、シリンダ７６内から供給口７４へと流通して塗布装置２４側へと円滑に供給される。

注入口４８から塗布装置２４（吐出装置２２）側へと供給されたシーリング材１４は、シリンダ５０内から流路５６へと流通される。この際、塗布ガン３８では、スクリュー部材６８が停止され、吐出口６６が閉じられている。従って、流路５６に流通されたシーリング材１４は、シリンダ５８の作用室５８ａ内に次第に充填されることになる（ステップＳ６、図７の時刻ｔ４〜ｔ５参照）。

タンク機構４０では、作用室５８ａ内へのシーリング材１４の充填量が増加するのに伴い、該シーリング材１４の押圧作用によってエアピストン６０が次第に後退される。つまり、背圧室５８ｂの容積が次第に減少される。そして、エアピストン６０が所定の位置まで後退されたことがセンサ６３で検出されると（図７の時刻ｔ５参照）、制御装置３０は作用室５８ａ内に十分な量のシーリング材１４が充填されたものと判断し、シーリング材１４の供給を停止する（ステップＳ７）。すなわち、当該ステップＳ７では、ポンプ３６を停止すると共に、供給バルブ８４が閉じられる（図７の時刻ｔ５〜ｔ６参照）。

次いで、ステップＳ８において、供給側ジョイント機構４４を構成するシリンダ機構８０を駆動することにより、供給口７４と注入口４８との連通を遮断する（図７の時刻ｔ６〜ｔ７参照）。

この場合、上記ステップＳ４において、両先端面５２ａ、７８ａが互いに密着された状態で、塗布側弁体５２及び供給側弁体７８がばね５４の付勢力に抗して押し下げられている。そこで、当該ステップＳ８では、シリンダ機構８０を駆動して、ロッド７９によって供給側弁体７８を引き上げる。そうすると、塗布側弁体５２もばね５４の付勢力によって供給側弁体７８と共に上昇する。従って、図５Ａに示すように、再び供給口７４及び注入口４８が閉じられた状態となり、これら供給口７４及び注入口４８間の連通が遮断される。

ステップＳ９では、ロック機構７２のシリンダ機構９０を駆動し、ロッド８６を介してロック部材８８をロック位置から引き下げ、両ジョイント機構４４及び４６のロックを解除する（図７の時刻ｔ７〜ｔ８参照）。

続いて、ステップＳ１０では、上記ステップＳ９で連結部のロックが解除されていることから、ロボット１８を駆動し、塗布側ジョイント機構４６を供給側ジョイント機構４４から離間させる（図２、図７の時刻ｔ８参照）。そして、ロボット１８及び搬送装置２８が駆動制御されることにより、吐出装置２２がワークＷに対する所望の塗布位置へと移動される。

ステップＳ１１では、エア配管６２の排気バルブ６４を閉じると共に、エアコンプレッサ６１を駆動して、タンク機構４０の背圧室５８ｂに所定圧力（弱圧力）からなるエアを供給する。すなわち、エアピストン６０を作用室５８ａ側へと一定圧力で加圧する（図７の時刻ｔ８〜ｔ９参照）。

このため、塗布装置２４を構成する吐出装置２２では、エアピストン６０の押圧作用により、作用室５８ａ、流路５６及びシリンダ５０、６５内に充填されているシーリング材１４が一定圧力で加圧された状態となり、吐出装置２２でのシーリング材１４の塗布準備が完了する。この際、塗布側弁体５２は、ばね５４による付勢に加えて、エアピストン６０からのシーリング材１４への圧力によっても付勢されており、テーパ面５２ｂ及びテーパ壁５０ｂが一層強く密着されるため、注入口４８が一層確実に閉じられることになる。

従って、ステップＳ１２では、ワークＷの所望の塗布部位に向けられた塗布ガン３８の吐出口６６を開くと共に、サーボモータ７０を駆動してスクリュー部材６８を回転させることにより、ワークＷへとシーリング材１４を塗布することができる（図７の時刻ｔ１０以降参照）。なお、タンク機構４０では、このような塗布作業中、エアピストン６０が一定圧力でエア加圧されている。このため、作用室５８ａ内のシーリング材１４が減少するのに伴って、当該エアピストン６０も前進し、常に所望の塗布圧で均一な塗布を行うことができる。

以上の手順により、ワークＷへのシーリング材１４の塗布工程が１工程終了すると、塗布システム１０は再びステップＳ１に戻り、上記の手順を実行することで、次の塗布工程を連続して行うことができる。

この場合、上記ステップＳ１２におけるワークＷへの塗布作業は、例えば、制御装置３０によってロボット１８の動作軌跡をモニタリングしておくことで、当該塗布作業の完了を検出することができる。なお、図２に示すように、センサ６３に加えて、エアピストン６０が所定の前進位置にあることを検出するセンサ９６を配設しておき、これらセンサ６３及び９６間に画成される作用室５８ａに充填可能なシーリング材１４の容量を１工程分に正確に規定しておけば、塗布作業に伴うセンサ９６の検出によっても、塗布作業の完了を把握することができる。さらに、例えば、上記したロボット１８の動作軌跡のモニタリングと、センサ９６による検出とを併用すれば、当該モニタリングとセンサ９６の検出との不一致によって、シーリング材１４の塗布量が過大や過小であることや、吐出装置２２のいずれかの部位でシーリング材１４がリークしていること等の不具合を容易に発見することもできる。

以上のように、本実施形態によれば、ワークＷにシーリング材１４を塗布する塗布装置２４と、塗布装置２４にシーリング材１４を供給する供給装置２６とが別体に設けられている。さらに、塗布装置２４には、少なくとも１工程分のシーリング材１４を貯留できると共に、貯留したシーリング材１４を塗布ガン３８へと供給することができるタンク機構４０が設けられている。そして、供給装置２６が搬送装置２８による搬送範囲も含む塗布装置２４の移動可能範囲内に配置されることにより、シーリング材１４の供給時には塗布装置２４が迅速に供給装置２６との所定の連結可能位置へと移動し、互いのジョイント機構４４、４６を連結して当該シーリング材１４の供給を実施する。

従って、塗布装置２４と供給装置２６との間にシーリング材１４を供給する供給ホース等を設ける必要がないため、ロボット１８や該ロボット１８を搬送する搬送装置２８の移動範囲が前記供給ホースの規制を受けることがない。このため、塗布ガン３８を有する吐出装置２２の移動範囲を大幅に拡大することが可能になると共に、ロボット１８や搬送装置２８の動作を含む塗布工程全体の駆動設定を簡素化することができる。さらに、例えば、ライン上で移動しているワークＷや塗布範囲の広いワークＷに対しても容易に塗布材の塗布を行うことができる。

さらに、塗布システム１０では、搬送装置２８及びロボット１８を動作させることにより、シーリング材１４が充填されるタンク機構４０に連通する注入口４８を直接的に供給装置２６側の供給口７４に接続することができる。従って、上記特許文献２に記載の従来構成のように、カートリッジを塗布用ロボットへと着脱し、塗布材料充填装置へと搬送し着脱するための搬送用ロボット及び該搬送用ロボットの動作工程を必要としない。このため、塗布システム１０によれば、シーリング材１４のタンク機構４０への迅速な供給が可能であると共に、システム構成や工程設計の簡素化と設置スペース及び設置コストの低減が可能である。

しかもロボット１８は、前記供給ホースの重量や反力の影響を受けることがないことから、迅速に且つ高精度に塗布ガン３８をワークＷの所望の塗布部位へと移動させることができ、また、ロボット１８には小型で低出力なものを用いることが可能となり、システム全体の小型化や省電力化、低コスト化が可能となる。

さらに、塗布システム１０では、塗布側ジョイント機構４６と供給側ジョイント機構４４との連結状態をより強固に保持することができるロック機構７２を有している。このため、供給装置２６から塗布装置２４へのシーリング材１４の充填時、両ジョイント機構４４、４６の連結部での塗布材のリークを一層確実に防止することができる。さらに、前記連結部での連結状態を保持するためにロボット１８の出力を保持しておく必要がないため、一層の省電力化や低コスト化を図ることができる。

タンク機構４０では、シーリング材１４の充填時と塗布時とでエアピストン６０に対する加圧状態を変更している。すなわち、充填時にはエアピストン６０を大気開放によりフリーな状態とすることで、タンク機構４０への塗布材の充填負荷を低減し、ポンプ３６の容量の小型化や低出力化が可能となる一方、塗布時にはエアピストン６０を所定の一定圧力で押圧することにより、作用室５８ａからのシーリング材１４の円滑な排出を可能としている。

なお、塗布システム１０で塗布する塗布材としては、上記したように、シーリング材、接着剤及び塗料等、各種のものを用いることができる。この場合、塗布システム１０では、前記供給ホースによる反力の影響がないことから、特に該反力が大きくなり易い粘性の高い塗布材を用いると、従来構成に比べて一層有効である。

本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の一実施形態に係る塗布システムにより、ワークに対し、塗布材を塗布する塗布工程を説明する斜視図である。 図１に示す塗布システムの構成を模式的に示したブロック説明図である。 図２に示す塗布装置及び供給装置の要部を示す一部省略斜視図である。 図３に示す塗布装置及び供給装置を連結した状態を示す一部省略斜視図である。 図５Ａは、塗布装置及び供給装置を連結した直後での連結部の状態を示す一部省略断面図であり、図５Ｂは、図５Ａの状態から注入口と供給口とを連通させ、塗布材を供給している状態を示す一部省略断面図である。 本発明の一実施形態に係る塗布方法の手順を示すフローチャートである。 図１に示す塗布システムを構成する各機器の動作状態を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０…塗布システム １４…シーリング材
１８…ロボット ２０…アーム
２２…吐出装置 ２４…塗布装置
２６…供給装置 ２８…搬送装置
３０…制御装置 ３４…貯留タンク
３６…ポンプ ３８…塗布ガン
４０…タンク機構 ４４…供給側ジョイント機構
４６…塗布側ジョイント機構 ４８…注入口
７２…ロック機構 ７４…供給口

Claims (9)

1. 塗布材を貯留する供給装置の供給口に対し、前記塗布材を被塗布物に塗布する塗布装置の注入口を連結し、互いに連通させる第１ステップと、
   前記供給口から前記注入口を介して、前記塗布装置へと前記塗布材を供給する第２ステップと、
   前記供給口及び前記注入口を閉じ、前記供給口と前記注入口とを離脱させる第３ステップと、
   前記塗布装置を所望の位置に移動させ、前記塗布材を前記被塗布物へと塗布する第４ステップと、
   を有することを特徴とする塗布方法。
2. 請求項１記載の塗布方法において、
   前記第２ステップでは、少なくとも前記被塗布物への塗布量の１工程分に対応する量の前記塗布材を前記塗布装置へと供給し、該塗布装置に設けられたタンク機構に充填することを特徴とする塗布方法。
3. 請求項２記載の塗布方法において、
   前記第４ステップでは、前記タンク機構に充填された前記塗布材を前記被塗布物へと塗布することを特徴とする塗布方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗布方法において、
   前記第１ステップの後であって前記第２ステップの前に、前記供給口と前記注入口の連結状態をロックするステップを有し、
   前記第２ステップの後であって前記第３ステップの前に、前記ロックを解除するステップを有することを特徴とする塗布方法。
5. 被塗布物に塗布材を塗布する塗布装置と、前記塗布装置に前記塗布材を供給する供給装置とを備える塗布システムであって、
   前記塗布装置は、前記被塗布物に前記塗布材を塗布するためのノズルと、
   少なくとも１工程分の前記塗布材を貯留可能であり且つ貯留した前記塗布材を前記ノズルへと供給可能なタンク機構と、
   前記タンク機構に前記塗布材を充填する流路の一端に設けられた注入口を開閉可能な塗布側ジョイント機構と、
   少なくとも前記ノズル及び前記塗布側ジョイント機構を所定の位置に移動可能に支持する移動装置とを有し、
   前記供給装置は、前記塗布材を前記タンク機構よりも多量に貯留可能な貯留タンクと、
   前記注入口に連通可能な供給口が設けられ、該供給口を開閉可能であると共に、前記塗布側ジョイント機構に連結可能な供給側ジョイント機構と、
   前記貯留タンクに貯留された前記塗布材を前記供給口へと送り出す送出機構とを有し、
   前記塗布装置と前記供給装置とが別体に構成されると共に、
   前記塗布側ジョイント機構と前記供給側ジョイント機構とを連結することにより、前記注入口と前記供給口とを連通させて、前記供給装置から前記塗布装置へと前記塗布材を供給するように構成したことを特徴とする塗布システム。
6. 請求項５記載の塗布システムにおいて、
   前記移動装置が、少なくとも前記ノズル及び前記塗布側ジョイント機構をアームに支持した多関節型ロボットであることを特徴とする塗布システム。
7. 請求項５又は６記載の塗布システムにおいて、
   さらに、前記移動装置の動作範囲を越えた位置まで前記塗布装置を搬送可能な搬送装置を備えることを特徴とする塗布システム。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載の塗布システムにおいて、
   前記供給側ジョイント及び前記塗布側ジョイントの少なくとも一方に、前記供給側ジョイントと前記塗布側ジョイントとの連結状態を保持するロック機構が設けられていることを特徴とする塗布システム。
9. 請求項５〜８のいずれか１項に記載の塗布システムにおいて、
   前記タンク機構は、前記塗布材を充填及び排出可能なシリンダと、該シリンダ内を摺動して該シリンダの容積を変更可能なピストンとを有し、
   前記塗布材を前記注入口から前記シリンダへと充填する場合と、前記塗布材を前記シリンダから前記ノズルへと供給する場合とでは、前記ピストンへの負荷が変更されることを特徴とする塗布システム。

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