JP6864586B2 - 粘性材料撹拌装置および粘性材料撹拌方法 - Google Patents
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Description
図1Aおよび1Bは、第1実施形態に係る粘性材料撹拌装置1(以下、単に「撹拌装置1」という)が適用される製造現場を示している。この製造現場では、2つのワーク91,92の重ね合わせまたは突き合わせによって形成されるワーク91,92の合わせ部93に、粘性材料95が塗布される。
製造現場の一例としては、乗り物(例えば、航空機または自動車)や産業機械(例えば、建設機械、農業機械または工作機械)の製造現場を挙げることができる。
本実施形態では、一例として、ワーク91,92が板状であり、合わせ部93がワーク91,92の重ね合わせによって形成されている。合わせ部93は、第1ワーク91の表面と第2ワーク92の側端面とで構成され、直角を形成し、第2ワーク92の側端面に沿って延在している。航空機の製造現場では、ワーク91,92は、円筒状の機体を構成するセグメントであってもよい。
粘性材料95は、シール剤あるいは接着剤のような粘性を有した材料である。一例として、粘性材料95は、常温環境下(例えば、20〜25℃)での塗布時において、1500〜2000Pa・sの粘度を有する。ただし、シール剤も接着剤も、製造現場における湿気の影響もしくは加熱により、合わせ部93に塗布された後の時間経過と共に硬化する(粘度が高くなっていく)。
図1Aは、粘性材料95の塗布作業を示す。図1Aに示すように、粘性材料95の塗布作業では、粘性材料95を吐出する吐出ヘッド80が用いられる。吐出ヘッド80は、図示しないヘッド移動機構によって、合わせ部93への近接または離隔が可能であり、また、合わせ部93の延在方向に沿った移動が可能である。塗布作業では、吐出ヘッド80を作動させて粘性材料95を合わせ部93に吐出しながら、ヘッド移動機構を作動させて吐出ヘッド80と合わせ部93とのクリアランスを適切に保ちつつ吐出ヘッド80を合わせ部93の延在方向に移動させる。吐出速度および移動速度の調整により、吐出ヘッド80が単位距離だけ移動する間に合わせ部93に塗布される粘性材料95の量(体積または重さ)が、製品に要求される量の範囲内に収まるように調整される。以下、当該量を「塗布量」という。
撹拌装置1は、撹拌部材2を備えている。撹拌部材2は、回転軸A周りに回転し、その先端部が回転軸Aから径方向に離れている。撹拌装置1は、撹拌部材2の先端部を塗布作業で合わせ部93に塗布された粘性材料95に没入させ、その状態のままで撹拌部材2を回転軸A周りに旋回させると共に撹拌部材2を塗布方向に沿って移動させるように構成される。ここでいう「旋回」とは、回転軸Aを中心とした自転のみならず、回転軸Aを中心とした公転あるいは回転軸Aを中心とした偏心回転を含む。これにより、粘性材料95の内側に入り込んだエア96を抜くことができ、それにより粘性材料95がワーク91,92と適正に接触し、粘性材料95の耐用期間が長くなる(補修頻度が低くなる)。以下、この撹拌装置1の構成および作用について、より詳しく説明する。
図4Aは、第1実施形態に係る保持部材7の断面図である。図4Aに示すように、保持部材7は、撹拌部材2および回転アクチュエータ3を保持する保持部11と、保持部11に一体化された取付部12とを有する。詳細図示は省略するが、取付部12は、円盤状に形成され、ロボットアーム5の先端に取外し可能に装着される。保持部11は、両端開口された筒状に形成されている。保持部11は、図示される角筒のほか、円筒でもよい。
図5Aは偏心量調整機構25の分解斜視図、図5Bは偏心量調整機構25を組立て状態で示す斜視図である。一例として、偏心量調整機構25は、撹拌体22に設けられたスライダ26および雄ねじ27、並びに、円盤体24に設けられた溝28を備えている。偏心量調整機構25は、ワッシャ29およびナット30を更に備える。
上記構成の撹拌装置1を用いたエア抜き作業は、操作盤9にて作業員によって指令が入力されると開始する。なお、下記のアクチュエータの動作は、制御装置8の制御によるものである。指令が入力されると、移動アクチュエータ6が作動し、ロボットアーム5の姿勢および撹拌部材2の位置および姿勢が変化し、撹拌部材2の先端部が、塗布作業の結果として合わせ部93に塗布された粘性材料95の撹拌開始位置と対向される(図1Bまたは図2を参照)。粘性材料95が両端を有する線分状に塗布されている場合、撹拌開始位置は粘性材料95のいずれかの端である。粘性材料95は閉ループ状に塗布される場合もあり、この場合、撹拌開始位置は粘性材料95の任意の位置、もしくは塗布作業の起点かつ終点位置である。
ここで、tは、没入部2aの回転および移動の開始からの経過時間[s]、xは、没入部2aの回転および移動の開始からt秒後のx座標、yは、同y座標である。なお、e、ωおよびvは、上述した偏心量[mm]、角速度[rad/s]および移動速度[mm/s]である。
図7は第2実施形態に係る撹拌装置101の保持部材107を示す斜視図である。本実施形態では、保持部材107のベース113に、第1実施形態に係る撹拌ヘッド10(撹拌部材2、回転アクチュエータ3および保持部材7の保持部11で構成されるユニット)が搭載されている。このベース113には、撹拌ヘッド10と隣接して、吐出ヘッド180が搭載されている。吐出ヘッド180は、ハウジング181、吐出アクチュエータ182、およびノズル183を有する。詳細図示を省略するが、ハウジング181は、粘性材料を貯留した貯留部、貯留部に貯留されている粘性材料をノズル183に押し出すプランジャなどを内蔵している。ノズル183は貯留部から供給される粘性材料を吐出する。吐出アクチュエータ182は、プランジャの動力源であり、吐出アクチュエータ182が作動すると粘性材料がノズル183から吐出される。吐出アクチュエータ182は、一例として、電気モータによって構成される。
以上、実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更、追加および/または削除可能である。
2 撹拌部材
3 回転アクチュエータ
4 移動機構
7,107 保持部材
8 制御装置
25 偏心量調整機構
80,180 吐出ヘッド
91,92 ワーク
95 粘性材料
A 回転軸
e 偏心量
Claims (5)
- ワークに塗布された粘性材料を撹拌する装置であって、
回転軸周りに回転し、その先端部が前記回転軸から径方向に離れた撹拌部材と、
前記撹拌部材を前記回転軸周りに回転させる回転アクチュエータと、
前記撹拌部材を移動させる移動機構と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記移動機構を駆動して前記撹拌部材の前記先端部を前記塗布された粘性材料に没入させ、
前記回転アクチュエータを駆動して前記撹拌部材を前記回転軸周りに回転させると共に、前記移動機構を駆動して前記撹拌部材の前記先端部を前記粘性材料に没入させたまま前記撹拌部材を前記粘性材料の塗布方向に沿って移動させるように構成されている、粘性材料撹拌装置。 - 前記撹拌部材に、前記先端部の前記回転軸からの径方向距離である偏心量を調整する偏心量調整機構が設けられている、請求項1に記載の粘性材料撹拌装置。
- 前記撹拌部材および前記回転アクチュエータを保持する保持部材を備え、
前記保持部材が前記移動機構に取外し可能に装着される、請求項1または2に記載の粘性材料撹拌装置。 - 前記保持部材に保持され、粘性材料を吐出する吐出ヘッドを備え、
前記制御装置は、
前記移動機構を駆動して、前記吐出ヘッドが前記保持部材の移動方向前側、前記撹拌部材が前記保持部材の移動方向後側となる姿勢で、前記保持部材を移動させ、
前記保持部材の移動過程において、前記吐出ヘッドを駆動して粘性材料をワークに塗布していくと共に、前記回転アクチュエータを駆動して前記撹拌部材を前記回転軸周りに回転させるように構成されている、請求項3に記載の粘性材料撹拌装置。 - ワークに塗布された粘性材料を撹拌する方法であって、
移動機構により撹拌部材を移動させて該撹拌部材の先端部を前記塗布された粘性材料に没入させる工程と、
前記撹拌部材の先端部を前記粘性材料に没入させたまま、回転アクチュエータにより前記撹拌部材を所定の回転軸周りに旋回させると共に、前記移動機構により前記撹拌部材を前記粘性材料の塗布方向に沿って移動させる工程と、
を備える、粘性材料撹拌方法。
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