(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【実施例】
【0015】
図1に示されるように、シール貼付システム10は、ワーク200、202に長尺のシールS(
図5参照)を貼り付ける装置である。シール貼付システム10は、シール貼付装置20と、治具装置100と、ベースプレート12と、を備える。シールSは、発泡性の樹脂を用いて形成されており、ワーク200、202が最終製品に取り付けられたときに、他部品との間の密閉性を高め、熱、水、音などの侵入を防ぐためのものである。
【0016】
ベースプレート12は、地面に固定され、シール貼付装置20と治具装置100とを支持する。ベースプレート12は、平板形状を有しており、シール貼付装置20と治具装置100とを水平に配置するために用いられる。
【0017】
(治具装置の構成)
治具装置100は、ベースプレート12に固定されている。
図2に示すように、治具装置100は、一対の脚部102と、回転シャフト104と、基部106と、2種類の治具110、120と、を備える。
【0018】
一対の脚部102は、互いに離間してベースプレート12に固定されている。一対の脚部102のそれぞれは、ベースプレート12から鉛直方向に配置されている。一対の脚部102は、それぞれの上端において、回転シャフト104を回転可能に支持している。一対の脚部102は、軸受けを介して回転シャフト104を支持している。回転シャフト104は、一対の脚部102によって、その中心軸がベースプレート12に対して移動不能に支持されている。回転シャフト104は、図示省略したアクチュエータによって脚部102に対して回転される。回転シャフト104と脚部102との間には、互いに係合することによって、回転シャフト104の回転を停止する停止機構(図示省略)が配置されている。
【0019】
回転シャフト104には、一対の脚部102の間に、基部106が固定されている。基部106の外形は、四角筒形状を有する。基部106は、中空であってもよいし、中実であってもよい。また、基部106は、治具110、120を配置するための構造と強度とが考慮して柱状の部材が組み合わされて構成されていてもよい。
【0020】
基部106の第1面106aには、治具110が配置されている。治具110は、ワーク200を位置決めして支持する。治具110は、複数の支持ブロック112を備える。各支持ブロック112は、第1面106aに直接的に取り付けられている。支持ブロック112は、例えば樹脂材料で作製されている。各支持ブロック112は、ワーク200の形状に合わせた形状を有する。即ち、複数の支持ブロック112は、互いに同一の形状を有する場合もあれば、それぞれ異なる形状を有する場合もある。
【0021】
基部106の第1面106aに対して垂直方向に傾斜している第2面106bには、治具120が配置されている。治具120は、ワーク202を位置決めして支持する。なお、ワーク202の形状は、ワーク200の形状と異なる。
図1では、ワーク202は、仮想線で描かれている。通常、治具装置100には、作業対象となるワーク200のみが載置され、ワーク200、202が同時に治具装置100に配置されないためである。但し、ワーク200、202が同時に治具装置100に配置されてもよい。
【0022】
治具120は、複数の支持ブロック122を備える。各支持ブロック122は、第2面106bに直接的に取り付けられている。支持ブロック122は、例えば樹脂材料で作製されている。各支持ブロック122は、ワーク202の形状に合わせた形状を有する。即ち、複数の支持ブロック122は、互いに同一の形状を有する場合もあれば、それぞれ異なる形状を有する場合もある。
【0023】
(シール貼付装置の構成)
図1に示すように、シール貼付装置20は、ベースプレート12に固定されている。シール貼付装置20は、貼付ロボット40と、シール保持パイプ28と、吸引機30と、剥離紙回収パイプ22と、回収槽24と、吸引機26と、を備える。
【0024】
図3に示すように、貼付ロボット40は、支持台42と、レール44と、ロボットアーム48と、貼付ツール50と、を備える。支持台42は、ベースプレート12に直接的に固定されている。支持台42は、治具装置100の回転シャフト104の軸方向に延びている。支持台42は、レール44を支持している。レール44は、回転シャフト104の軸方向に平行に直線状に配置されている。
【0025】
レール44には、ロボットアーム48が取り付けられている。ロボットアーム48は、レール44上を、レール44に沿って移動可能に配置されている。ロボットアーム48は、図示省略されたアクチュエータによって、レール44上を走行する。
【0026】
ロボットアーム48は、複数の関節48aを備える。複数の関節48aのそれぞれは、レール44に平行な軸を有する。ロボットアーム48は、複数の関節48aのそれぞれにおいて、当該関節48aの軸を中心に回動可能である。なお、ロボットアーム48は、様々な構造を採用することができる。例えば、ロボットアーム48は、互いに平行でない軸を有する多関節ロボットであってもよい。
【0027】
ロボットアーム48の先端には、貼付ツール50が取り付けられている。なお、
図1では、貼付ツール50の構造は省略されている。
【0028】
貼付ツール50は、治具装置100に支持されるワーク200、202に対向して配置され、ワーク200、202にシールSを押圧することによって、ワーク200、202にシールSを貼り付ける。
【0029】
(貼付ツールの構成)
図4に示すように、貼付ツール50は、支持板51と、ブロック53と、第1保持部52と、案内部54と、第2保持部56と、押圧部58と、バネ部60と、ダンパ部62、64と、を備える。
【0030】
支持板51は、ロボットアーム48の先端に固定されている。支持板51は、矩形の平板形状を有する。支持板51は、円形の貫通孔51aを有する。支持板51には、ブロック53と第1保持部52と案内部54と第2保持部56と押圧部58とバネ部60とダンパ部62、64と、が取り付けられている。
【0031】
支持板51には、ブロック53が固定されている。ブロック53は、矩形の平板形状を有する。ブロック53は、支持板51に対して垂直に配置されている。
【0032】
支持板51には、さらに、ダンパ部64が配置されている。ダンパ部64は、ブロック53に並んで配置されている。ダンパ部64は、支持板51に対して垂直方向に伸縮可能に配置されている。
【0033】
第1保持部52は、複数(本実施例では2個)のローラ52aと、溝52bと、を備える。溝52bは、ダンパ部64の端部に連結される支柱68に配置されている。溝52bは、支持板51の垂直方向に延びている。溝52bは、支持板51に垂直方向であって互いに平行に配置されている一対の平板の隙間に配置されている。
【0034】
複数のローラ52aは、溝52bの一対の平板の隙間に配置されている。複数のローラ52aは、溝52bに沿って並んで配置されている。複数のローラ52aは、シリンダ66及び支柱67を介してブロック53に取り付けられている。複数のローラ52aは、支柱67に自転自在に支持されている。
図6に示すように、複数のローラ52aは、支持板51に平行に伸縮可能なシリンダ66が伸縮することによって、支持板51に対して平行に移動可能に配置されている。これにより、複数のローラ52aと溝52bとの間隔が変動する。
【0035】
第1保持部52の支持板51と反対側には、案内部54が配置されている。案内部54は、支柱68の支持板51の反対側の端に配置されている。案内部54は、支柱68に自転自在に取り付けられているローラを有する。ローラは、その外周に案内部54に沿って配置されるシールSを案内する溝54aを有する。溝54aは、ローラの全周に亘って連続的に配置されている。
【0036】
ダンパ部64の端部には、支柱68に並んで、ダンパ部62とバネ部60とが配置されている。ダンパ部62は、支持板51に対して垂直方向に伸縮可能に配置されている。ダンパ部62は、バネ部60内に配置されている。バネ部60は、コイルバネである。バネ部60は、ダンパ部62の伸縮方向に弾性変形可能に配置されている。
【0037】
ダンパ部62の支持板51と反対側の端には、支柱69を介して、第2保持部56と押圧部58とが配置されている。第2保持部56は、案内部54の溝54aに配置されている。第2保持部56は、支柱69に自転自在に配置されるローラを有する。第2保持部56の案内部54と反対側には、押圧部58が配置されている。押圧部58は、支柱69に自転自在に配置されるローラを有する。押圧部58は、第2保持部56によりも支持板51から若干離間した位置に配置されている。
【0038】
貼付ツール50には、シール保持パイプ28と、剥離紙回収パイプ22と、が取り付けられている。シール保持パイプ28は、管形状を有する可撓性を有する材料(例えばビニール)で作製されている。シール保持パイプ28の貼付ツール50側の端は、支持板51の貫通孔51aを貫通して、第1保持部52の支持板51側に間隔を有して配置されている。
図1に示すように、シール保持パイプ28は、ベースプレート12に設置されている吸引機30に接続されている。シール保持パイプ28には、シールSが挿入される。吸引機30は、シール保持パイプ28内の空気を吸引する。これにより、シール保持パイプ28内に配置されるシールSを貼付ツール50と反対向きに引っ張って保持する。
【0039】
剥離紙回収パイプ22は、管形状を有する可撓性を有する材料(例えばビニール)で作製されている。剥離紙回収パイプ22の貼付ツール50側の端は、第1保持部52に並んで配置されている。剥離紙回収パイプ22には、シールSから剥離された剥離紙Hが挿入される。
図1に示すように、剥離紙回収パイプ22は、ベースプレート12に設置されている回収槽24に接続されている。回収槽24は、中空の容器である。剥離紙回収パイプ22は、回収槽24内に連通している。回収槽24には、吸引機26に接続されている。吸引機26は、剥離紙回収パイプ22内の空気を吸引する。これにより、剥離紙回収パイプ22内に配置される剥離紙Hを吸引機26側に吸い込む。これにより、シールSから剥離された剥離紙Hは、回収槽24に回収される。
【0040】
(シール貼付作業について)
次いで、シール貼付システム10がワーク200にシールを貼り付ける作業について説明する。ワーク200にシールSを貼り付けるためには、シール貼付装置20にシールSを取り付け、治具装置100にワーク200をセットする。ワーク200は、治具110の支持ブロック112上に載置される。複数の支持ブロック112の内の2個の支持ブロック112には、ワーク200を固定するための固定部材が設けられている。固定部材は、例えばワーク200を挟んで固定するクランプを有していてもよく、ワーク200に配置される貫通孔と支持ブロック112に配置される貫通孔とを重ね合わせて、重ね合わされた2個の貫通孔に挿入されることによって、ワーク200を治具110に固定するピンを有していてもよく、ワーク200を吸着して治具に固定するバキュームカップを有していてもよい。なお、ワーク200がセットされる際の治具110は、上方に向いていてもよいし、上方から傾斜して配置されていてもよい。ワーク200がセットされている治具110は、貼付ツール50に対向する上向き(「特定方向」の一例)に配置される。
【0041】
シール貼付装置20にシールSを取り付ける際には、シールSを貼付ツール50側の端から、シール保持パイプ28に挿入する。
図6に示すように、貼付ツール50は、シリンダ66によって、第1保持部52のローラ52aと溝52bとが離間して配置される。
図6に示す状態で、シール保持パイプ28から貼付ツール50側に延びるシールSを溝52bに配置して、シリンダ66を縮めることによって、ローラ52aを溝52bに近づける。これにより、シールSが、ローラ52aと溝52bとによって挟持されて、第1保持部52に保持される。
【0042】
図5に示すように、第1保持部52から案内部54側に延びるシールSでは、剥離紙Hが剥離され、剥離紙回収パイプ22に挿入される。また、シールSは、案内部54の溝54aに沿って湾曲されて、シールSの延伸方向が、下方から右方向に案内される。右方向に案内されたシールSは、第2保持部56、押圧部58に至る。ワーク200と貼付ツール50とを近づけることによって、押圧部58によって、シールSがワーク200に押圧される。
【0043】
シールSがワーク200に押圧されている状態で、シール貼付装置20が、レール44に沿って、進行方向Fに移動されると、シールSがワーク200に貼り付けられる。このとき、治具装置100は固定されている。ロボットアーム48は、ワーク200の形状に合わせて、貼付ツール50を移動させる。
【0044】
シール貼付装置20が進行方向Fに移動されると、シールSがシール保持パイプ28からワーク200側に引っ張り出される。シールSは、引張り方向に力が加わっている状態で、貼付ツール50に支持されている。シールSは、第1保持部52によって
図5の上下方向に保持されて案内部54まで伸びている。これにより、シールSの保持方向のずれを抑制することができる。第1保持部52では、溝52bによって、シールSが進行方向Fに対して垂直方向にずれることを抑制することができる。また、ローラ52aと溝52bとでシールSを挟むことによって、シールSが進行方向Fにずれることを抑制することができる。
【0045】
また、第1保持部52に自転自在なローラ52aを配置することによって、シールSをスムーズにワーク200側に送出することができる。
【0046】
第1保持部52からワーク200に延びるシールSでは、案内部54によって方向が変えられている。案内部54は、シールSをワーク200に向かう方向(即ち
図5の下方向)からワーク200に沿った方向(即ち
図5の右方向)に案内する。案内部54では、案内部54自身はワーク200に接触する一方、シールSはワーク200に接触していない。即ち、案内部54では、シールSの延伸方向が変えられる一方、シールSはワーク200に貼り付けられていない。シールSの貼付は、シールSの方向が変えられた後の押圧部58で実施される。このため、シールSの方向を変えつつワーク200に貼り付ける構成と比較して、シールSの方向を確実に変えた後に、シールSを貼り付けることができる。これにより、シールSがずれて貼り付けられることを抑制することができる。なお、仮に、案内部54でシールSをワーク200に押圧する構成を採用しようとすると、案内部54の外周からシールSが露出していなければならず、溝54aを浅くするかあるいは溝54aを設置しない構成を採用しなければならない。この構成では、案内部54において、シールSが
図5の紙面垂直方向にずれてしまう可能性がある。本実施例では、案内部54に溝54aを配置して、シールSとワークとを離間させる構成を採用しているために、案内部54においてシールSがずれることを抑制することができる。
【0047】
また、案内部54からワーク200に沿って伸びるシールSは、案内部54と押圧部58との間で、第2保持部56によって押さえられている。この結果、シールSが、案内部54と押圧部58との間で、進行方向Fに対して垂直方向(即ち
図5の紙面垂直方向)にずれることを抑制することができる。また、第2保持部56を案内部54に近づけて配置することによって、シールSのずれを効果的に抑制することができる。
【0048】
押圧部58及び第2保持部56がバネ部60及びダンパ部62、64によって支持されている。このため、押圧部58が、ワーク200の凹凸によって移動することができる。これにより、押圧部58及び第2保持部56の位置を、ワーク200の凹凸に合わせて変動することができる。また、案内部54は、ダンパ部64に支持されている。これにより、押圧部58の移動に合わせて、案内部54を移動させることができる。これにより、第2保持部56及び案内部54がワーク200に近づくことによって、第2保持部56及び案内部54で、シールSがワーク200に貼り付けられる事態を回避することができる。
【0049】
第2保持部56及び押圧部58は、支柱69に自転自在に支持されている。これにより、シール貼付装置20の移動に伴って、シールSをスムーズに送出することができる。
【0050】
シールSが貼り付けられていくのに合わせて、剥離紙Hは、シールSから剥がされる。剥離紙Hは、吸引機26によって剥離紙回収パイプ22に吸引され、回収槽24に回収される。これにより、剥離紙Hを適切に回収することができる。
【0051】
ワーク200にシールSを貼り付けた後でワーク202にシールSを貼り付ける場合、基部106を、回転シャフト104を中心に回転させ、治具120を貼付ツール50に対向させる(即ち
図1の上方に向けて配置する)。この構成によれば、治具装置100は、複数種類のワーク200、202を支持することができる。治具110、120が異なる向きに配置されているため、治具110、120の一方を使用する場合に、治具110、120の他方を取り外さずに、一方の治具110、120に支持されているワークにシールSを貼り付けることができる。これにより、ワークを支持する治具の取り換え作業を実行せずに、複数種類のワークを支持することができる。
【0052】
基部106の外形が、四角筒形状を有しており、治具110、120のそれぞれが互いに傾斜して配置されている面106a、106bのそれぞれに配置されている。治具110に支持されているワーク200にシールSを貼り付ける際に、治具120を、貼付ツール50と干渉する位置に配置されることを防止することができる。
【0053】
治具装置100では、治具110、120の回転シャフト104は、一対の脚部102を介して、ベースプレート12に対して支持されている。このため、治具110、120の回転軸は、ベースプレート12に対して固定されている。この構成では、治具110、120の回転軸がベースプレート12に対して移動可能に配置されている構成と比較して、治具110、120を貼付ツール50に対して、容易に位置決めすることができる。
【0054】
また、シール貼付装置20は、レール44に沿って直線移動可能に配置されている。この構成によれば、ロボットアーム48をワーク200、202に合わせて、長くせずに済む。
【0055】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【0056】
(1)上記の実施例では、治具装置100は、2個の治具110、120を備える。しかしながら、治具装置100は、3個以上の治具を備えていてもよい。例えば、基部106の4つの側面のそれぞれに治具が配置されていてもよい。この場合、治具110、120以外の治具は、ワーク200、202を支持してもよいし、ワーク200、202と形状が異なるワークを支持してもよい。
【0057】
(2)上記の実施例では、治具110は1つの面106aに配置されている。しかしながら、治具110は、互いに傾斜している2つの面に跨って配置されていてもよい。
【0058】
(3)上記の実施例では、基部106は、四角筒形状の外形を有している。しかしながら、基部106の外形形状は、四角筒以外の多角筒形状であってもよいし、互いに傾斜している複数の平板を有していてもよいし、円筒形状等の湾曲面を有していてもよい。また、あるいは、基部106は、1枚の平板形状を有していてもよい。この場合、2個の治具のそれぞれが、平板形状の表裏面のそれぞれに配置されていてもよい。
【0059】
(4)基部106は、ベースプレート12に対して、回転以外の移動、例えば、ベースプレート12に平行あるいは垂直に移動可能であってもよい。
【0060】
(5)治具装置100は、シール貼付作業時に、基部106を回転させてもよい。
【0061】
(6)貼付ツール50は、第2保持部56を備えていなくてよい。
【0062】
(7)案内部54の支持態様は、ダンパ部64に限られず、バネ部等の他の構成によって支持されていてもよい。
【0063】
(8)第2保持部56、押圧部58の支持態様は、ダンパ部62、64及びバネ部60に限られず、バネ部60を備えていなくてもよいし、バネ部60がコイルバネ以外のバネであってもよい。
【0064】
(9)上記の実施例では、シール貼付システム10が「ワーク加工システム」の一例である。しかしながら、「ワーク加工システム」は、シール貼付システム10に替えて、又はこれと共に、例えば、溶接ツールを備える溶接システム、塗装ツールを備える塗装システム等を備えていてもよい。「ワーク加工システム」は、治具装置100に支持されるワークに何らかの加工(接着、変形、着色等)を行うシステムであればよい。
【0065】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。