図面 (/)

技術 モール材接着システム

出願人 株式会社フジエ
発明者 安藤正雄平井吉弘
出願日 2000年7月21日 (20年5ヶ月経過) 出願番号 2000-220280
公開日 2002年2月5日 (18年11ヶ月経過) 公開番号 2002-036339
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の押出成形 車両の窓 プラスチック等のライニング、接合 車両の内装・外装、防音・断熱
主要キーワード 返送機構 複数工場 リアウィンドウガラス 押し出し口 モール材 汎用ロボット 衛星通信端末 接着システム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年2月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

ガラス材へのモール材接着を効果的に行う。

解決手段

ガラス材14を6軸ロボット10によって移動させ、ここに押し出し機30からのモール材を接着する。そして、6軸ロボット10および押し出し機30のサーボモータ36およびロータリ口金42の回転をロボットコントローラ20によって、1つのロボット制御軸として制御する。

概要

背景

従来より、自動車ウインドシールドガラスリアガラスなどの周辺部には、モールが形成され、このモールを介してこれらガラスが車体に取り付けられる。従って、車体に組み付けられる前に予めモール材をガラスの周辺部に接着しておく必要がある。

このモール材は弾性を有する樹脂材料からなり、押し出し機から加熱された状態で押し出されてくる。一方、ガラス材の周辺部には接着剤が予め塗布され、この接着剤が塗布されたガラス材を6軸ロボット吸着ハンドなどを利用して持ち、押し出し機のモール材出口の前を所定速度で移動させる。これによって、ガラス材の接着剤上に加熱されたモール剤が順次接触され、接着剤がモール材の熱によって反応しモール材がガラス材の周辺部に順次接着される。

ところが、ガラス材は、通常円形ではなく、コーナー部分が存在する。6軸ロボットでガラス材を移動させると、その移動速度は、コーナー部でその曲率に応じて遅くなる。これは、曲率が小さくなると、それに応じて一定距離の移動を行うために必要な軸の移動量が大きくなるからである。このため、ロボットによるガラス移動速度を遅くするとともに、押し出し機からのモール材の押し出し速度も小さくしなければならない。

概要

ガラス材へのモール材の接着を効果的に行う。

ガラス材14を6軸ロボット10によって移動させ、ここに押し出し機30からのモール材を接着する。そして、6軸ロボット10および押し出し機30のサーボモータ36およびロータリ口金42の回転をロボットコントローラ20によって、1つのロボットの制御軸として制御する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

周辺部に接着剤が塗布された基板材を持ち、基板材を3次元空間において任意方向に移動させる多軸ロボットと、モール材を前記基板材の接着剤に向けて所定速度で押し出す押し出し機と、を含み、前記多軸ロボットにより基板材を移動しながら、前記押し出し機からモール材を押し出すことによって基板材の周辺部にモール材を接着するモール材接着システムにおいて、前記多軸ロボットの各軸に加え、押し出し機のモール材押し出し用モータコントロール対象ロボット制御軸として、各制御軸についての制御信号を出力して、基板材の移動及び押し出し機からのモール材の押し出しを制御するロボットコントローラを有することを特徴とするモール材接着システム。

請求項2

請求項1に記載のシステムにおいて、前記押し出し機は、モール材の出口を複数有するとともに、この切り替え機構を有し、前記ロボットコントローラは、この切り替え機構もコントロール対象のロボットの制御軸として制御することを特徴とするモール材接着システム。

請求項3

請求項1または2に記載のシステムにおいて、前記押し出し機は、押し出し機出口側から原料投入側への返送機構を有することを特徴とするモール材接着システム。

技術分野

0001

本発明は、ガラスなどの基板材周辺モール材接着するモール材接着システムに関する。

背景技術

0002

従来より、自動車ウインドシールドガラスリアガラスなどの周辺部には、モールが形成され、このモールを介してこれらガラスが車体に取り付けられる。従って、車体に組み付けられる前に予めモール材をガラスの周辺部に接着しておく必要がある。

0003

このモール材は弾性を有する樹脂材料からなり、押し出し機から加熱された状態で押し出されてくる。一方、ガラス材の周辺部には接着剤が予め塗布され、この接着剤が塗布されたガラス材を6軸ロボット吸着ハンドなどを利用して持ち、押し出し機のモール材出口の前を所定速度で移動させる。これによって、ガラス材の接着剤上に加熱されたモール剤が順次接触され、接着剤がモール材の熱によって反応しモール材がガラス材の周辺部に順次接着される。

0004

ところが、ガラス材は、通常円形ではなく、コーナー部分が存在する。6軸ロボットでガラス材を移動させると、その移動速度は、コーナー部でその曲率に応じて遅くなる。これは、曲率が小さくなると、それに応じて一定距離の移動を行うために必要な軸の移動量が大きくなるからである。このため、ロボットによるガラス移動速度を遅くするとともに、押し出し機からのモール材の押し出し速度も小さくしなければならない。

発明が解決しようとする課題

0005

通常6軸ロボットには、汎用ロボットが利用され、その汎用ロボットの制御には、対応したロボットコントローラが利用されている。一方、押し出し機の制御のためには、押し出し機制御盤を用意し、この押し出し機制御盤でモール材の押し出し量を制御している。そこで、上述のような制御を行うためには、ロボットコントローラと押し出し機制御盤との間で通信を行い、直線部及びコーナー部におけるガラスの移動及びモール押し出し速度の制御を調整する必要があった。

0006

しかし、このように独立した制御部を利用して制御を行うと、両者のマッチングが難しく、適切な調整を行うのに時間がかかるという問題があった。特に、他の制御部からの信号に基づいて行う制御については、基本的にフィードバック制御を行うことができないので調整が難しい。さらに、他品種少量生産の場合、ガラス材の形状が変わるたびに調整をやり直さなければならず、そのための作業量が大きな負担になっていた。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、周辺部に接着剤が塗布された基板材を持ち、基板材を3次元空間において任意方向に移動させる多軸ロボットと、モール材を前記基板材の接着剤に向けて所定速度で押し出す押し出し機と、を含み、前記多軸ロボットにより基板材を移動しながら、前記押し出し機からモール材を押し出すことによって基板材の周辺部にモール材を接着するモール材接着システムにおいて、前記多軸ロボットの各軸に加え、押し出し機のモール材押し出し用モータコントロール対象のロボットの制御軸として、各制御軸についての制御信号を出力して、基板材の移動及び押し出し機からのモール材の押し出しを制御するロボットコントローラを有することを特徴とする。

0008

このように、本発明によれば、多軸(例えば6軸)ロボットと押し出し機をロボットコントローラによる制御軸として同時制御する。従って、作業を1つのロボットコントロールプログラム管理構成できる。そこで、フレキシブル生産ができ、その生産全体を1つのロボットコントローラによって集中管理できる。また、押し出し機のモール材押し出し量もロボットコントローラの1つの軸として制御するため、レスポンスのよりフィードバック制御が保証され、正確な制御を行うことができる。

0009

また、前記押し出し機は、モール材の出口を複数有するとともに、この切り替え機構を有し、前記ロボットコントローラは、この切り替え機構もコントロール対象のロボットの制御軸として制御することが好適である。

0010

これによって、ロボットコントローラのプログラムに出口(口金)の変更を組み込むことで、出口の変更を自動的に何度でも行うことができ、他品種少量生産に適切に対応することができる。

0011

また、前記押し出し機は、押し出し機出口側から原料投入側への返送機構を有することが好適である。これによって、モール材を接着しないタイミングにおけるモール材を返納することができ、モール材を垂れ流しにすることがなく、原料の無駄遣いをなくすことができる。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)について、図面に基づいて説明する。

0013

図1は、本実施形態に係るモール材接着システムの構成を示す図である。汎用の6軸ロボット10はハンド12を有し、このハンド12でガラス材14を持つ。本例では、ハンド12の先端には複数の吸着部16が設けられており、この吸着部16内を真空ポンプ(図示せず)が電磁バルブ18を介し接続されている。そして、吸着部16内を減圧することで、ガラス材14を吸着し、この状態でロボット10の6軸のモータを駆動することでガラス材14が任意の方向に移動される。なお、ガラス材14は、自動車のフロントウィンドシールド)ガラスやリアウィンドウガラスである。

0014

この6軸ロボット10には、ロボットコントローラ20が接続されている。そして、このロボットコントローラ20が6軸ロボット10に制御信号を供給し、各軸のモータの駆動を制御して6軸ロボット10の全体動作を制御する。これによって、ガラス材14の移動が制御される。また、電磁バルブ18もロボットコントローラ20からの制御信号により制御され、ロボットコントローラ20によりハンド12によるガラス材14の着脱が制御される。

0015

一方、押し出し機30は、原材料の入口32を有しており、ここからモール材の原料が投入される。この入口32の下方には、スクリューコンベアタイプの押し出し機本体34が設けられており、内部のスクリューアブソリュートエンコーダ付きのサーボモータ36によって駆動されるようになっている。押し出し機本体34の出口には、出口パイプ38を介し口金基部40が接続され、この口金基部40にロータリ口金42が回転可能に取り付けられている。このロータリ口金42は、アブソリュートエンコーダ付きのサーボモータ44により回転される。

0016

ここで、ロータリ口金42は、図2に示すように、4つの口金42A,42B,42C,42Dを有している。そして、口金基部40のモール出口に接続された1つの口金42Aからモール材が押し出される。この例では、上に位置する口金からモール材が押し出される。

0017

また、出口パイプ38の中間には、モール材の出力方向切り替え切り替えバルブ46が設けられ、この切り替えバルブ46にはリターンパイプ48の一端が接続されている。このリターンパイプ48の他端は、原材料の入口32に接続されており、切り替えバルブ46を切り替えることによって、押し出し機本体34から出力されるモール材は、リターンパイプ48を介し入口に戻される。

0018

そこで、サーボモータ36を所定速度で駆動することによって、押し出し機本体34内のモール材がロータリ口金42の4つの口金42A,42B,42C,42Dのうちの1つから押し出される。そして、この押し出し機30の2つのアブソリュートエンコーダ付きのサーボモータ36,44がロボットコントローラ20によってコントロールされる。

0019

特に、本例では、ロボットコントローラ20が2つのサーボモータ44,36を制御対象となるロボットの7軸、8軸としてコントロールする。すなわち、ロボットコントローラ20は、8つの制御軸を有しており、そのうちの1〜6軸を6軸ロボットの各軸に割付け、7軸、8軸を押し出し機30のサーボモータ36,44に割り付ける。従って、ロボットコントローラ20は、6軸ロボット10によるガラス材14の移動と、押し出し機30によモールの押し出し速度およびモール押し出し口金の切り替えを1つのロボットの動作として制御することができる。

0020

なお、押し出し機本体34は、ヒータ(図示せず)を有しており、これによって内部が所定温度に加熱される。なお、温度計(図示せず)からの検出結果がロボットコントローラ20に供給され、ロボットコントローラ20がヒータを制御することで温度をコントロールする。

0021

本例のシステムでは、自動車のフロントガラスやリアガラスの周辺へのモール材の接着を行う。ガラス14は、ほぼ四角形で、丸くなった四隅のコーナー部分を有している。そして、ガラスの周辺部分には、接着剤が予め塗布されている。

0022

ロボットコントローラ20は、電磁バルブ18をオンにするとともに、6軸ロボットの各軸を制御して、ガラス材14に吸着部16を吸着させてハンド12に対し、所定の位置で吸着保持する。そして、6軸ロボット10がガラス材14の周辺の接着剤が塗布されている場所を押し出し機30のロータリ口金42の上に持ってくる。

0023

押し出し機30は、切り替えバルブ46によってリターンパイプ48を介しモール材を循環するようにして準備しており、切り替えバルブ46をロータリ口金42側に切り替えることによって、上に位置する口金からモール材が押し出され、これがガラス材14の周辺部に接触される。このとき、ガラス材14は押し出し機30からのモール材の押し出し速度にあわせて、移動制御されており、モール材の熱によって接着剤が反応し、モール材がガラス材14の周辺部分に順次接着されていく。

0024

図3にこの状態が示されており、ガラス材14の移動にあわせてモール材が供給されモール材がガラス材14に接着されていく。

0025

ここで、ガラス材14の移動速度は、図4に示すように、コーナー部分において速度が小さくなるように制御する。ロボットコントローラ20は、6軸ロボット10の6軸を制御して、このような速度での移動を制御する。なお、この制御は各モータをフィードバック制御するため、正確なコントロールが行われる。さらに、押し出し機30のサーボモータ36が、ロボットコントローラ20の8軸として同時制御されるため、押し出し機30からのモール材の押し出し量もガラス材14の移動速度にあわせて自動的にコントロールされる。また、これら制御はすべて1つのロボットコントローラ20がロボットの各軸の制御として行っており、全制御が実際の駆動にあわせてフィードバック制御される。従って、6軸ロボット10と押し出し機30の動作を調整することが容易になる。

0026

さらに、ガラス材14として、異なるタイプのものについてモールの接着を行う場合には、モールの形が異なるため口金の形状を変更する必要がある。本例では、ロボットコントローラ20がサーボモータ44を制御して、ロータリ口金42を回転して口金42A,42B,42C,42Dの変更を行う。従って、ロボットコントローラ20のプログラムの中で、口金の変更も自動的に行うことができる。従って、1サイクルの製造工程の中でも何回でも口金を変更することができる。また、異なるガラス材14の移動速度、押し出し機30によるモール材の押し出し速度などもロボットコントローラ20によって行えるため、他品種少量生産にも対応して、好適なモール材の接着を行うことができる。

0027

なお、ガラス材14の大きさ形状などについての情報は、外部信号としてロボットコントローラ20に供給され、ロボットコントローラ20は、この外部信号に応じて、対応する動作プログラム読み出し、実行する。

0028

以上のように、本実施形態によれば、6軸ロボット10と押し出し機30をロボットコントローラ20による8軸同時制御により制御する。従って、製造工程を1つのロボットコントロールプログラムで管理構成できる。そこで、フレキシブルに生産ができ、その生産全体を1つのロボットコントローラ20によって集中管理できる。なお、図1に示すように、ロボットコントローラ20にティーチペンダント50を接続することによって、このティーチペンダント50を用いて管理することも可能である。

0029

また、押し出し機30のサーボモータ44,36もロボットコントローラ20の7,8軸として制御したため、レスポンスのよいフィードバック制御が保証され、正確な制御を行うことができる。

0030

ロータリ口金42による口金の変更をロボットコントローラ20により行えるため、プログラミングに口金の変更を組み込むことで、口金の変更を自動的に何度でも行うことができ、他品種少量生産に適切に対応することができる。

0031

また、切り替えバルブ46によって、押し出し機30からのモール材を入口32に循環することができるため、モールを接着しないタイミングにおけるモール材を垂れ流しにすることがなく、原料の無駄遣いをなくすことができる。

0032

図5は、本システムの制御系について示したものであり、ロボットコントローラの制御軸8軸には、6軸ロボット10の6軸と、ロータリ口金42を駆動するサーボモータ44と、押し出し機30の押し出し用サーボモータ36が割り付けられている。従って、ロボット制御プログラムによって、これら8軸が制御対象のロボットとして制御される。また、ロボットコントローラ20の汎用入出力には、切り替えバルブ46と、電磁バルブ18が接続されており、これらバルブ切り替え制御がロボットコントローラ20によって行われる。

0033

また、ロボットコントローラ20には、ティーチペンダント50とパソコン52が接続され、これらによってプログラムのロードや変更およびプログラムの実行の制御が行われる。なお、この例では、ロボットコントローラ20とパソコン52との接続はシリアルバスであるRS232Cを用いて行っている。

0034

図6は、集中管理システムの構成を示したものである。上述のように、本実施形態においては、1つのロボットコントローラ20によって、モール材接着作業のすべてをコントロールする。従って、1つのパソコン52で、作業全体を制御することができる。このため、このパソコン52を一般電話回線携帯電話回線衛星通信回線などで他のパソコン58に接続すれば、その他のパソコンで、集中管理が可能である。これによって、リモートコントロールによる集中管理が可能になる。

0035

すなわち、パソコン52にモデム54を電話機56を介し一般電話回線に接続することで、他の電話機56、モデム54を介し接続された他のパソコン58との接続が行え、パソコン58によって、ロボットコントローラ20を介しモール接続作業をコントロールすることができる。

0036

また、電話機56に代えて携帯電話機60を利用すれば、携帯電話回線を用いて、通信が行える。さらに、衛星通信端末62を利用することもできる。このように、工場の中の作業の制御を1つのパソコン52を利用して制御するようにしておけば、そのパソコン52に対し、各種通信手段を利用して、他のパソコン58を接続することで、通信を利用したリモートコントロールが行える。従って、複数の工場にパソコン52を設置しこのパソコンによって各種作業を管理するようにし、このパソコン52を通信回線で、集中管理を行う場所のパソコン58に接続することで、パソコン58により全工場の作業を集中管理することができる。

0037

さらに、図7に示すように、パソコン52,58間をプロバイダー64を経由したインターネットで接続することもできる。これによって、任意のパソコン52について、容易に他のパソコン58に接続することができる。さらに、図7においては、監視カメラ70をパソコン52に接続している。これによって、この監視カメラ70からの映像をインターネットを通じ、伝送することで、システムの動作状態監視も行える。異常発生時において、その処置も可能となる。これによって、メイン工場にデータを集中しておき、ここから無人工場を管理して作業を行わせることも可能になる。なお、通信方法は上述のような各種のものが利用可能である。

0038

また、図8に示すように、1つの工場を集中管理を行う有人のメイン工場として、他の複数の工場を管理される無人のサブ工場とすることが好適である。

発明の効果

0039

以上説明したように、本発明によれば、多軸(例えば6軸)ロボットと押し出し機をロボットコントローラによる制御軸として同時制御する。従って、作業を1つのロボットコントロールプログラムで管理構成できる。そこで、フレキシブルに生産ができ、その生産全体を1つのロボットコントローラによって集中管理できる。また、押し出し機のモール材押し出し量もロボットコントローラ20の1つの軸として制御するため、レスポンスのよいフィードバック制御が保証され、正確な制御を行うことができる。

0040

また、前記押し出し機は、モール材の出口を複数有するとともに、この切り替え機構を有し、前記ロボットコントローラは、この切り替え機構もコントロール対象のロボットの制御軸として制御することで、ロボットコントローラのプログラムに出口(口金)の変更を組み込むことで、出口の変更を自動的に何度でも行うことができ、他品種少量生産に適切に対応することができる。

0041

また、前記押し出し機は、押し出し機出口側から原料投入側への返送機構を有することで、モール材を接着しないタイミングにおけるモール材を返納することができ、モール材を垂れ流しにすることがなく、原料の無駄遣いをなくすことができる。

図面の簡単な説明

0042

図1全体システムの構成を示す図である。
図2ロータリ口金の構成を示す図である。
図3モール材の接着状態を示す図である。
図4ガラス材の移動速度を示す図である。
図5制御系の構成を示す図である。
図6リモートコントロールの構成を示す図である。
図7インターネットを利用する場合の構成例を示す図である。
図8複数工場の制御についての構成を示す図である。

--

0043

10 6軸ロボット、12ハンド、14ガラス材、16吸着部、18電磁バルブ、20ロボットコントローラ、30押し出し機、32 入口、34 押し出し機本体、36,44サーボモータ、38出口パイプ、40口金基部、42ロータリ口金、46切り替えバルブ、48リターンパイプ、50ティーチペンダント、52,58パソコン、54モデム、56電話機、60携帯電話機、62衛星通信端末、64プロバイダー、70カメラ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ