JPH09117709A - 流体材料吐出方法 - Google Patents
流体材料吐出方法Info
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- JPH09117709A JPH09117709A JP8262059A JP26205996A JPH09117709A JP H09117709 A JPH09117709 A JP H09117709A JP 8262059 A JP8262059 A JP 8262059A JP 26205996 A JP26205996 A JP 26205996A JP H09117709 A JPH09117709 A JP H09117709A
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
- B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
- B05C5/0225—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work characterised by flow controlling means, e.g. valves, located proximate the outlet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノズルから被加工物へ吐出される流体の粘性
の変化を補正する方法を提供する。 【解決手段】 制御信号に応答する計量弁と連通するノ
ズルから被加工物へ吐出される流体の粘性の変化を補正
する方法において、圧力下で流体を計量弁へ供給するス
テップと、ノズルと被加工物との間の可変相対速度を表
す工具速度信号をつくるステップと、流体の粘性変化の
関数として工具速度信号を調整し、駆動信号を発生する
ステップと、流体の低流量と相関関係のある流体圧力を
表すフィードバック信号を発生するステップと、フィー
ドバック信号及び駆動信号の関数として制御信号を発生
し、計量弁に流体の所望の流れを吐出させるステップ
と、を含む方法。
の変化を補正する方法を提供する。 【解決手段】 制御信号に応答する計量弁と連通するノ
ズルから被加工物へ吐出される流体の粘性の変化を補正
する方法において、圧力下で流体を計量弁へ供給するス
テップと、ノズルと被加工物との間の可変相対速度を表
す工具速度信号をつくるステップと、流体の粘性変化の
関数として工具速度信号を調整し、駆動信号を発生する
ステップと、流体の低流量と相関関係のある流体圧力を
表すフィードバック信号を発生するステップと、フィー
ドバック信号及び駆動信号の関数として制御信号を発生
し、計量弁に流体の所望の流れを吐出させるステップ
と、を含む方法。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は流体吐出システムに係わり、特
に潤滑材やシール材や接着剤のような粘性流体材料を被
加工物に吐出する際に、吐出機と被加工物との相対速度
の変化を補償するように流体材料の流量を制御すること
のできる吐出装置及び方法に関する。
に潤滑材やシール材や接着剤のような粘性流体材料を被
加工物に吐出する際に、吐出機と被加工物との相対速度
の変化を補償するように流体材料の流量を制御すること
のできる吐出装置及び方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】或る種の潤滑材や接着剤やシール材など
の粘性流体を吐出する場合、被加工物の表面に材料をビ
ード状に塗布するに際して、このビードの単位長さ当り
の材料の量を所望値に定めることが必要となることが多
い。高生産工程の場合又は材料ビードを高精度に位置決
めする必要がある場合には、ロボット腕によって吐出ノ
ズルを被加工物表面上をプログラムされたパターンに従
って迅速に案内して、材料を塗布することが多い。吐出
流体は、用途に応じて、ノズルから高速度で或る距離だ
け放出されるか、それとも被加工物に接近配置されたノ
ズルから低速度で押出される。いずれの場合にも、ビー
ドにおける単位直線距離当りの塗布材料量は、吐出ノズ
ルから放出された材料の流量と、被加工物に対するノズ
ルの速度との両方に従って変化する。
の粘性流体を吐出する場合、被加工物の表面に材料をビ
ード状に塗布するに際して、このビードの単位長さ当り
の材料の量を所望値に定めることが必要となることが多
い。高生産工程の場合又は材料ビードを高精度に位置決
めする必要がある場合には、ロボット腕によって吐出ノ
ズルを被加工物表面上をプログラムされたパターンに従
って迅速に案内して、材料を塗布することが多い。吐出
流体は、用途に応じて、ノズルから高速度で或る距離だ
け放出されるか、それとも被加工物に接近配置されたノ
ズルから低速度で押出される。いずれの場合にも、ビー
ドにおける単位直線距離当りの塗布材料量は、吐出ノズ
ルから放出された材料の流量と、被加工物に対するノズ
ルの速度との両方に従って変化する。
【０００３】例えば、自動車工業では、自動車のドアの
内面の周囲にシール材の均一ビードを塗布する必要があ
り、この塗布は内パネルをドアに接合する前に行われ
る。ロボットは、パターンの長い直線部分についてはノ
ズルを迅速に移動させることができるが、しかしながら
ビードパターンが例えば、ドアパネルのコーナー付近な
どで急激に方向を変える場合には、ロボット腕はビード
の所望の位置精度を維持する為に速度を減速しなければ
ならない。もし吐出流体材料の流量が一定値である場合
には、塗布ビードの材料量は、方向変化の為のロボット
腕減速時には増加し、ロボット腕の加速時には減少する
ことになる。
内面の周囲にシール材の均一ビードを塗布する必要があ
り、この塗布は内パネルをドアに接合する前に行われ
る。ロボットは、パターンの長い直線部分についてはノ
ズルを迅速に移動させることができるが、しかしながら
ビードパターンが例えば、ドアパネルのコーナー付近な
どで急激に方向を変える場合には、ロボット腕はビード
の所望の位置精度を維持する為に速度を減速しなければ
ならない。もし吐出流体材料の流量が一定値である場合
には、塗布ビードの材料量は、方向変化の為のロボット
腕減速時には増加し、ロボット腕の加速時には減少する
ことになる。
【０００４】この問題を解決する従来の試みの一つとし
て、ロボットコントロールからの工具速度信号を電圧制
御式直流モータ駆動系に印加して、流体の充満したショ
ットポンプ（Ｓｈｏｔ ｐｕｍｐ）のプランジャ駆動用
のボールネジ機構の速度を制御することが知られてい
る。このショットポンプは、ロボット腕に取付けられた
吐出ノズルに可撓性ホースによって接続されている。直
流駆動系に印加される工具速度信号は被加工物に対する
ノズルの相対速度に応じて変化する。ショットポンププ
ランジャの走行速度が変化すれば、ノズルからの流量も
同様に変化する。従って、ノズルの速度に応じた流体の
吐出流量の制御は、開ループ制御である。
て、ロボットコントロールからの工具速度信号を電圧制
御式直流モータ駆動系に印加して、流体の充満したショ
ットポンプ（Ｓｈｏｔ ｐｕｍｐ）のプランジャ駆動用
のボールネジ機構の速度を制御することが知られてい
る。このショットポンプは、ロボット腕に取付けられた
吐出ノズルに可撓性ホースによって接続されている。直
流駆動系に印加される工具速度信号は被加工物に対する
ノズルの相対速度に応じて変化する。ショットポンププ
ランジャの走行速度が変化すれば、ノズルからの流量も
同様に変化する。従って、ノズルの速度に応じた流体の
吐出流量の制御は、開ループ制御である。
【０００５】ところが、このようなシステムは、種々の
問題が存在する。即ち、その第１の問題は応答性が本質
的に遅いことであり、この為、ビードの大きさ制御は制
限されてしまう。プランジャ駆動用の直流駆動系と機械
システムの応答性の遅延に加えて、ショットポンプとロ
ボット腕に保持されたノズルとの間に接続された可撓性
ホースもシステムの応答性がかなり低下させる。ホース
の長さがたった１０フィートの場合でも、吐出される流
体の特性と供給圧力とに応じて、ノズルの流量がショッ
トポンプの圧力変化に応じて変化するのに一秒以上かか
ることがある。こうして、特にロボット腕速度が急激に
変化する場合には、ビードの大きさを高精度に制御する
ことは、困難である。上述のシステムは、これらの性能
上の制限に加えて、別の実際上の不都合が存在する。即
ち、ショットポンプは少なくとも被加工物全体を塗布す
るのに必要な量の塗布材料を収容できなければならな
い。この為に、ポンプやその関連機械駆動系は非常に大
形化かつ高重量化してしまい、吐出ノズルと一緒にロボ
ット腕に取付けることが不可能になる。即ち、機械部品
や直流駆動制御器は重量が合計で数百ポンドにも達する
こともある。更にこのようなシステムは保守に費用がか
かり、かつまた生産ラインの床面積も多く必要である。
問題が存在する。即ち、その第１の問題は応答性が本質
的に遅いことであり、この為、ビードの大きさ制御は制
限されてしまう。プランジャ駆動用の直流駆動系と機械
システムの応答性の遅延に加えて、ショットポンプとロ
ボット腕に保持されたノズルとの間に接続された可撓性
ホースもシステムの応答性がかなり低下させる。ホース
の長さがたった１０フィートの場合でも、吐出される流
体の特性と供給圧力とに応じて、ノズルの流量がショッ
トポンプの圧力変化に応じて変化するのに一秒以上かか
ることがある。こうして、特にロボット腕速度が急激に
変化する場合には、ビードの大きさを高精度に制御する
ことは、困難である。上述のシステムは、これらの性能
上の制限に加えて、別の実際上の不都合が存在する。即
ち、ショットポンプは少なくとも被加工物全体を塗布す
るのに必要な量の塗布材料を収容できなければならな
い。この為に、ポンプやその関連機械駆動系は非常に大
形化かつ高重量化してしまい、吐出ノズルと一緒にロボ
ット腕に取付けることが不可能になる。即ち、機械部品
や直流駆動制御器は重量が合計で数百ポンドにも達する
こともある。更にこのようなシステムは保守に費用がか
かり、かつまた生産ラインの床面積も多く必要である。
【０００６】公知の別のシステムは、もっと小型の吐出
機を使用するもので、この吐出機はモータ駆動式の計量
弁を具備し、この計量弁には可撓性ホースを介して材料
が連続的に供給される。吐出機はロボット腕に取付けら
れると共にサーボモータ又はステッピングモータを具備
し、このサーボモータ又はステッピングモータは、計量
弁を制御してロボットからの工具速度信号の示す吐出ノ
ズル速度に従って流量を調整する。吐出ノズルから離れ
たシステムの或る地点において流量の閉ループ制御が材
料流れを表すフィードバック信号によって行われる。こ
のフィードバック信号は、供給ポンプのクロスヘッドに
接続されたポテンショメータ又はＬＶＤＴを使用して供
給ポンプの行程容積（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を検
知することによって、作られるか又は、吐出機供給用の
可撓性ホースに直列に接続された容積式流量計を使用す
ることによって作られる。このようなシステムは、欧州
特許出願第８５−１０４、１２７．７．号に開示された
ように上述の主制御ループに加えて、吐出機のノズルの
所に圧力センサを設置することによって特定条件下で動
作停止を行うことができる。この文献には以下のことが
開示されている。即ち、吐出ノズルの壁に一個以上の圧
力センサを配置して一対の信号、即ち泡の存在を示す信
号と液体の流れを示す信号とを夫々作り出す。この後者
の信号は、例えば一対の接点とこれに接続された圧力伝
達弾性素子とから作られる。即ち、この圧力伝達弾性素
子は、ノズルでの圧力が或る値を越えている時に上記接
点を閉成させる。流通チャンネルに詰りが生じた場合に
は、流れ信号によって、このシステムの停止又はその旨
の表示を行うことができる。ノズルに泡が生じたことを
検出した場合にも、同様のことが行われる。
機を使用するもので、この吐出機はモータ駆動式の計量
弁を具備し、この計量弁には可撓性ホースを介して材料
が連続的に供給される。吐出機はロボット腕に取付けら
れると共にサーボモータ又はステッピングモータを具備
し、このサーボモータ又はステッピングモータは、計量
弁を制御してロボットからの工具速度信号の示す吐出ノ
ズル速度に従って流量を調整する。吐出ノズルから離れ
たシステムの或る地点において流量の閉ループ制御が材
料流れを表すフィードバック信号によって行われる。こ
のフィードバック信号は、供給ポンプのクロスヘッドに
接続されたポテンショメータ又はＬＶＤＴを使用して供
給ポンプの行程容積（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を検
知することによって、作られるか又は、吐出機供給用の
可撓性ホースに直列に接続された容積式流量計を使用す
ることによって作られる。このようなシステムは、欧州
特許出願第８５−１０４、１２７．７．号に開示された
ように上述の主制御ループに加えて、吐出機のノズルの
所に圧力センサを設置することによって特定条件下で動
作停止を行うことができる。この文献には以下のことが
開示されている。即ち、吐出ノズルの壁に一個以上の圧
力センサを配置して一対の信号、即ち泡の存在を示す信
号と液体の流れを示す信号とを夫々作り出す。この後者
の信号は、例えば一対の接点とこれに接続された圧力伝
達弾性素子とから作られる。即ち、この圧力伝達弾性素
子は、ノズルでの圧力が或る値を越えている時に上記接
点を閉成させる。流通チャンネルに詰りが生じた場合に
は、流れ信号によって、このシステムの停止又はその旨
の表示を行うことができる。ノズルに泡が生じたことを
検出した場合にも、同様のことが行われる。
【０００７】しかしながら、この種のシステムにも性能
的にいくつかの制限が存在する。吐出材料が、上述のシ
ョットポンプシステムの如き遠く離れた計量装置によっ
てではなく、ロボット腕に取付けられた吐出機によって
計量される場合でもこのシステムは応答時間が依然とし
て遅い。この結果、このシステムはビードの大きさ制御
が不充分であり、このような不充分な制御は特に吐出機
ノズルと被加工物との相対速度が急激に変化するときに
起こる。
的にいくつかの制限が存在する。吐出材料が、上述のシ
ョットポンプシステムの如き遠く離れた計量装置によっ
てではなく、ロボット腕に取付けられた吐出機によって
計量される場合でもこのシステムは応答時間が依然とし
て遅い。この結果、このシステムはビードの大きさ制御
が不充分であり、このような不充分な制御は特に吐出機
ノズルと被加工物との相対速度が急激に変化するときに
起こる。
【０００８】
【発明の要約】本発明の目的は、吐出すべき粘性流体材
料の流れを迅速にかつ正確に制御できるように応答速度
を改善した粘性液体材料吐出システムを提供することで
ある。
料の流れを迅速にかつ正確に制御できるように応答速度
を改善した粘性液体材料吐出システムを提供することで
ある。
【０００９】本発明の別の目的は、所望のパターン状に
材料ビードを被加工物に塗布するようにプログラムされ
たロボットと共に使用するのに適する小型・軽量化され
た上述の吐出システムを提供することである。
材料ビードを被加工物に塗布するようにプログラムされ
たロボットと共に使用するのに適する小型・軽量化され
た上述の吐出システムを提供することである。
【００１０】本発明の別の目的は、ロボットと被加工物
との相対速度が急激に変化した場合にもビードパターン
の単位直線距離当りの被加工物への塗布材料量を正確に
制御することができる吐出システムを提供することであ
る。
との相対速度が急激に変化した場合にもビードパターン
の単位直線距離当りの被加工物への塗布材料量を正確に
制御することができる吐出システムを提供することであ
る。
【００１１】本発明の更に別の目的は、吐出時の流体の
動的流れ特性を考慮してシステムの流れ応答性を線形化
することのできる流体吐出システムを提供することであ
る。
動的流れ特性を考慮してシステムの流れ応答性を線形化
することのできる流体吐出システムを提供することであ
る。
【００１２】本発明の更に別の目的は、吐出流体の固有
粘度の変化を周期的に補正して、一ロット内の各被加工
物に所望量の材料を吐出することのできる流体吐出シス
テムを提供することである。
粘度の変化を周期的に補正して、一ロット内の各被加工
物に所望量の材料を吐出することのできる流体吐出シス
テムを提供することである。
【００１３】本発明の更に別の目的は、吐出機を任意に
移動させても流体材料供給ホースがその移動の妨げとな
らないようにこのホースの取付角度位置を選定すること
ができる流体吐出装置を提供することである。
移動させても流体材料供給ホースがその移動の妨げとな
らないようにこのホースの取付角度位置を選定すること
ができる流体吐出装置を提供することである。
【００１４】これらの目的を達成する為に、本発明の好
適実施例は、サーボ アクチュエータを有する粘性流体
用吐出機を具備し、このサーボ アクチュエータは複動
式ピストンアクチュエータを作動する電気・空気式サー
ボ弁を有している。このサーボ アクチュエータは可変
式流体計量弁を駆動する。吐出機は、流体計量弁の下流
側であってその極く近傍に設置された吐出ノズルを具備
する。ノズルにはニードル弁の下流側に圧力センサが配
置され、この圧力センサは吐出流体の時々刻々の流量に
関連した圧力信号を発生する。
適実施例は、サーボ アクチュエータを有する粘性流体
用吐出機を具備し、このサーボ アクチュエータは複動
式ピストンアクチュエータを作動する電気・空気式サー
ボ弁を有している。このサーボ アクチュエータは可変
式流体計量弁を駆動する。吐出機は、流体計量弁の下流
側であってその極く近傍に設置された吐出ノズルを具備
する。ノズルにはニードル弁の下流側に圧力センサが配
置され、この圧力センサは吐出流体の時々刻々の流量に
関連した圧力信号を発生する。
【００１５】所望の流れを表す駆動信号と圧力信号との
差に応じた制御電流が電気空気式サーボ弁を駆動するよ
うな閉ループ制御系に吐出機を組込むことにより、流れ
を連続的かつ高精度に制御することができる。ロボット
使用の場合には、駆動信号は、吐出機を保持するロボッ
トからの工具速度信号に関連していることが好ましく、
これによって、上記制御電流は、吐出機と材料が塗布さ
れる被加工物との相対速度の比較的急激な変化の際にも
ビードを一様に維持できるように、変化する。
差に応じた制御電流が電気空気式サーボ弁を駆動するよ
うな閉ループ制御系に吐出機を組込むことにより、流れ
を連続的かつ高精度に制御することができる。ロボット
使用の場合には、駆動信号は、吐出機を保持するロボッ
トからの工具速度信号に関連していることが好ましく、
これによって、上記制御電流は、吐出機と材料が塗布さ
れる被加工物との相対速度の比較的急激な変化の際にも
ビードを一様に維持できるように、変化する。
【００１６】このようなシステムは、「圧力オーバーレ
ンジ」信号を発生する手段を具備することが望ましい。
この「圧力オーバーレンジ」信号は、例えば、ノズルが
詰まってしまった時のようにノズル内圧力が所定値を越
えた時に、発生する。また、弁が充分に開弁されそれ以
上開くことができなくなった時に「弁オーバーレンジ」
信号を発生する手段を設けることが望ましい。このよう
な信号は吐出されている材料の量が不充分かどうかを決
定するのに使用することができる。
ンジ」信号を発生する手段を具備することが望ましい。
この「圧力オーバーレンジ」信号は、例えば、ノズルが
詰まってしまった時のようにノズル内圧力が所定値を越
えた時に、発生する。また、弁が充分に開弁されそれ以
上開くことができなくなった時に「弁オーバーレンジ」
信号を発生する手段を設けることが望ましい。このよう
な信号は吐出されている材料の量が不充分かどうかを決
定するのに使用することができる。
【００１７】本発明の別の好適実施例は、情報処理機能
付コントローラを含み、このコントローラは吐出された
材料の量をモニターしてこの量を所望の目標値と比較す
る。もし両者に差があることが検出されたときには目標
値信号の大きさをこの差が零になるように周期的に再調
整し、これによって、流体の固有粘度の変化を補償す
る。尚、本明細書で使用する用語「固有」は、せん断効
果以外の現象によって起こる粘度変化を意味している。
例えば、固有粘度変化は、温度変化に起因する変動を含
んでいる。情報処理機能付コントローラはロボットから
の工具速度信号に対して吐出機の流れ応答性を線形化す
るように、プログラムされていることが好ましく、これ
によって、吐出流体の非ニュートン粘性（ｎｏｎ−ｎｅ
ｗｔｏｎｉａｎ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）特性に起因する
圧力と流れとの非線形性を補償する。
付コントローラを含み、このコントローラは吐出された
材料の量をモニターしてこの量を所望の目標値と比較す
る。もし両者に差があることが検出されたときには目標
値信号の大きさをこの差が零になるように周期的に再調
整し、これによって、流体の固有粘度の変化を補償す
る。尚、本明細書で使用する用語「固有」は、せん断効
果以外の現象によって起こる粘度変化を意味している。
例えば、固有粘度変化は、温度変化に起因する変動を含
んでいる。情報処理機能付コントローラはロボットから
の工具速度信号に対して吐出機の流れ応答性を線形化す
るように、プログラムされていることが好ましく、これ
によって、吐出流体の非ニュートン粘性（ｎｏｎ−ｎｅ
ｗｔｏｎｉａｎ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）特性に起因する
圧力と流れとの非線形性を補償する。
【００１８】好適な吐出機アッセンブリはロボット工具
取付面に固着可能なフレームを具備する。このフレーム
の一側部にはサーボアクチュエータが支持され、他方の
側部には圧力センサを有する計量弁アッセンブリが支持
されている。本発明によると、この計量弁アッセンブリ
は回転調整可能にフレームに固着され、この回転調整に
より材料供給用ホースが、吐出機の動きを何ら妨げない
ようにすることができる。
取付面に固着可能なフレームを具備する。このフレーム
の一側部にはサーボアクチュエータが支持され、他方の
側部には圧力センサを有する計量弁アッセンブリが支持
されている。本発明によると、この計量弁アッセンブリ
は回転調整可能にフレームに固着され、この回転調整に
より材料供給用ホースが、吐出機の動きを何ら妨げない
ようにすることができる。
【００１９】上述の利点及びそれ以外の利点は、以下に
述べる本発明の好適実施例の詳細に説明及び添附図面か
ら更に明らかになるであろう。尚、図面において、類似
の参照数字は類似の部材を示している。
述べる本発明の好適実施例の詳細に説明及び添附図面か
ら更に明らかになるであろう。尚、図面において、類似
の参照数字は類似の部材を示している。
【００２０】
【詳細な説明】図１は本発明による吐出ガン１０の好適
実施例を示したもので、ガン１０はＣ字形状フレーム１
１を有し、このフレーム１１は取付板１２を具備する。
この取付板１２は一個以上の押さえねじ１４と位置決め
ピン１５とによってロボット腕の工具取付面１３に固着
されている。フレーム１１は、アルミニウム合金のよう
な剛性の高い軽量材料から作ることが好ましく、更に、
取付板１２から外方に夫々延在した上部分１６と、これ
に対向した下部分１７とを有している。フレーム１１の
上部分１６はサーボ・アクチュエータ２０を保持してい
る。このサーボ・アクチュエータ２０は、種々のタイプ
の、応答性の良好な小型軽量リニアアクチュエータのう
ちの任意のものを使用することができるが、しかし好ま
しくは、ピストンロッド２３を有する複動式空気シリン
ダ２２から構成するとよい。このピストンロッド２３の
移動量は、空気シリンダ２２の上に配置された電気作動
式空気サーボ弁２４によって制御される。フレーム１１
の下部分１７は計量弁アッセンブリ２６を保持し、この
計量弁アッセンブリ２６は、流体入口２８と吐出ノズル
２９との間にニードル弁２７を有する。吐出弁ノズル２
９はノズル端３０を有し、このノズル端３０には出口３
１が形成されている。制御を良好にする為には、ニード
ル弁２７は、実際上ノズル２９に接近配置され、端部３
３がほぼ円錐形となった弁棒３２と弁座３４とから構成
されている。弁棒３２は、ピストンロッド２３に接続さ
れているので、弁座３４に対する円錐形端部３３の位
置、従ってノズル２９から放出される流体の流量は電気
・空気式サーボ弁２４の電気入力に応じて制御される。
ニードル弁２７の直ぐ下流に配置された変換器３６は、
ノズル２９から放出された流体の流量に関連した電気信
号３７を発生する。後に詳述するように、この信号３７
をフィードバック信号として使用して、所望の駆動信号
に応じてノズル２９から吐出された流体の流量を制御す
ることが好ましい。ロボット使用の場合には、駆動信号
は、ノズル２９と被加工物３９との間の相対速度に従っ
て変化し、被加工物３９の表面に塗布されるビード内の
単位長さ当りの流量を正確に制御することができる。
実施例を示したもので、ガン１０はＣ字形状フレーム１
１を有し、このフレーム１１は取付板１２を具備する。
この取付板１２は一個以上の押さえねじ１４と位置決め
ピン１５とによってロボット腕の工具取付面１３に固着
されている。フレーム１１は、アルミニウム合金のよう
な剛性の高い軽量材料から作ることが好ましく、更に、
取付板１２から外方に夫々延在した上部分１６と、これ
に対向した下部分１７とを有している。フレーム１１の
上部分１６はサーボ・アクチュエータ２０を保持してい
る。このサーボ・アクチュエータ２０は、種々のタイプ
の、応答性の良好な小型軽量リニアアクチュエータのう
ちの任意のものを使用することができるが、しかし好ま
しくは、ピストンロッド２３を有する複動式空気シリン
ダ２２から構成するとよい。このピストンロッド２３の
移動量は、空気シリンダ２２の上に配置された電気作動
式空気サーボ弁２４によって制御される。フレーム１１
の下部分１７は計量弁アッセンブリ２６を保持し、この
計量弁アッセンブリ２６は、流体入口２８と吐出ノズル
２９との間にニードル弁２７を有する。吐出弁ノズル２
９はノズル端３０を有し、このノズル端３０には出口３
１が形成されている。制御を良好にする為には、ニード
ル弁２７は、実際上ノズル２９に接近配置され、端部３
３がほぼ円錐形となった弁棒３２と弁座３４とから構成
されている。弁棒３２は、ピストンロッド２３に接続さ
れているので、弁座３４に対する円錐形端部３３の位
置、従ってノズル２９から放出される流体の流量は電気
・空気式サーボ弁２４の電気入力に応じて制御される。
ニードル弁２７の直ぐ下流に配置された変換器３６は、
ノズル２９から放出された流体の流量に関連した電気信
号３７を発生する。後に詳述するように、この信号３７
をフィードバック信号として使用して、所望の駆動信号
に応じてノズル２９から吐出された流体の流量を制御す
ることが好ましい。ロボット使用の場合には、駆動信号
は、ノズル２９と被加工物３９との間の相対速度に従っ
て変化し、被加工物３９の表面に塗布されるビード内の
単位長さ当りの流量を正確に制御することができる。
【００２１】リニア・アクチュエータ２０は、任意の高
応答性の電気作動式サーボ弁、例えばジェット−パイプ
型、ノズル・フラッパ型又はスプール型等を組込むこと
ができる。アクチュエータ２０の詳細構造は当業者にと
って公知であり、請求の範囲に記載された発明を構成す
るものではない。図１に示した好適実施例では、アクチ
ュエータ２０はジェット−パイプ電気空気式サーボ弁２
４から構成され、このサーボ弁２４は複動式空気シリン
ダ２２を作動する。サーボ弁２４はハウジング４２を有
し、このハウジング４２は、ネジ４４によってハウジン
グ４２に固着されたネジ付き電気コネクタ４３を支持し
ている。このコネクタ４３には導線４５によって直列接
続の一対のコイル４６が接続され、これらのコイル４６
は、アーマチャ５０の両端４９を取囲んでいる。このア
ーマチャ５０はピボット点５１のまわりに回動するよう
に取付けられている。中空の逆Ｕ字形ジェットパイプ５
２は一方の脚部が空気シリンダ２２内のネジ付入口５３
とろ過器５４とを介して約１００ＰＳＩの公称圧力の調
圧空気供給源に接続可能である。ジェットパイプ５２の
反対側脚部は、その中央付近でアーマチャ５０に固着さ
れているので、アーマチャ５０がコイル４６の或る極性
での励磁によって時計方向に回動すると、ジェットパイ
プ５２からの流れは第１ポート６０の方に向きを変え
る。同様に、コイル４６が逆極性に励磁されると、アー
マチャ５０は反時計方向に回動しジェットパイプ５２か
らの流れを空気シリンダ２２の第２ポート６１の方へ向
ける。いずれの極性の場合にも、ジェットパイプ５２の
振れの程度、即ちポート６０及び６１での圧力は、コイ
ル４６に流れる電流の大きさに比例する。アーマチャ５
０はバネ力により中央に位置しかつ磁気的に付勢される
ように構成されているので、コイル４６が消磁状態にな
るとジェットパイプ５２は図示のように中央に位置し中
立状態になり、これによってポート６０及び６１の圧力
は等しくなる。磁気付勢は一組の永久磁石６３によって
与えられ、各永久磁石６３は空気間隙６５を横切る磁束
によってアーマチャ磁界と関係している。この磁束は、
図示のように配置された４個の透磁性部材６６を介して
間隙６５に伝導される。
応答性の電気作動式サーボ弁、例えばジェット−パイプ
型、ノズル・フラッパ型又はスプール型等を組込むこと
ができる。アクチュエータ２０の詳細構造は当業者にと
って公知であり、請求の範囲に記載された発明を構成す
るものではない。図１に示した好適実施例では、アクチ
ュエータ２０はジェット−パイプ電気空気式サーボ弁２
４から構成され、このサーボ弁２４は複動式空気シリン
ダ２２を作動する。サーボ弁２４はハウジング４２を有
し、このハウジング４２は、ネジ４４によってハウジン
グ４２に固着されたネジ付き電気コネクタ４３を支持し
ている。このコネクタ４３には導線４５によって直列接
続の一対のコイル４６が接続され、これらのコイル４６
は、アーマチャ５０の両端４９を取囲んでいる。このア
ーマチャ５０はピボット点５１のまわりに回動するよう
に取付けられている。中空の逆Ｕ字形ジェットパイプ５
２は一方の脚部が空気シリンダ２２内のネジ付入口５３
とろ過器５４とを介して約１００ＰＳＩの公称圧力の調
圧空気供給源に接続可能である。ジェットパイプ５２の
反対側脚部は、その中央付近でアーマチャ５０に固着さ
れているので、アーマチャ５０がコイル４６の或る極性
での励磁によって時計方向に回動すると、ジェットパイ
プ５２からの流れは第１ポート６０の方に向きを変え
る。同様に、コイル４６が逆極性に励磁されると、アー
マチャ５０は反時計方向に回動しジェットパイプ５２か
らの流れを空気シリンダ２２の第２ポート６１の方へ向
ける。いずれの極性の場合にも、ジェットパイプ５２の
振れの程度、即ちポート６０及び６１での圧力は、コイ
ル４６に流れる電流の大きさに比例する。アーマチャ５
０はバネ力により中央に位置しかつ磁気的に付勢される
ように構成されているので、コイル４６が消磁状態にな
るとジェットパイプ５２は図示のように中央に位置し中
立状態になり、これによってポート６０及び６１の圧力
は等しくなる。磁気付勢は一組の永久磁石６３によって
与えられ、各永久磁石６３は空気間隙６５を横切る磁束
によってアーマチャ磁界と関係している。この磁束は、
図示のように配置された４個の透磁性部材６６を介して
間隙６５に伝導される。
【００２３】複動式空気シリンダ２２はアルミ合金製シ
リンダ本体７０を有し、このシリンダ本体７０の端部は
フレーム１１の上部分１６の孔７１内に入込んでいる。
空気シリンダ２２の本体７０は、そのフランジ７２にお
いてフレーム１１の上部分１６に押えねじ７３によって
固着されている。シリンダ本体７０には、シリンダ孔７
５のほかに第１および第２ポート６０、６１と、ネジ付
空気供給入口５３と、ろ過器５４とを具備している。こ
の孔７５内にはピストン７６が収容され、このピストン
７６には、孔から軸方向に延在したピストンロッド２３
のほかに一対のシール７８が形成されている。孔７５
は、ピストン７６よりも上方に位置する部分が第１ポー
ト６０に連通し、ピストン７６より下の部分が第２ポー
ト６１に接続されている。ピストン７６がニードル弁２
７を駆動する駆動力は、ポート６０と６１の間の差圧に
依存し、この差圧は上述のようにコイル４６に流れる電
流に起因するジェットパイプ５０の振れによって決定さ
れる。ピストンは蓋８０によってシリンダ孔７５内に保
持され、ピストンロッド２３は蓋８０を貫通している。
空気の漏洩を防止する為に、蓋８０は、ピストンロッド
２３の領域にシール８１を、また蓋８０の外周とシリン
ダ孔７５の表面との間に外側Ｏ−リングシール８２を夫
々具備している。蓋８０自体はスナップリング８３によ
ってシリンダ孔７５の端部に保持されている。
リンダ本体７０を有し、このシリンダ本体７０の端部は
フレーム１１の上部分１６の孔７１内に入込んでいる。
空気シリンダ２２の本体７０は、そのフランジ７２にお
いてフレーム１１の上部分１６に押えねじ７３によって
固着されている。シリンダ本体７０には、シリンダ孔７
５のほかに第１および第２ポート６０、６１と、ネジ付
空気供給入口５３と、ろ過器５４とを具備している。こ
の孔７５内にはピストン７６が収容され、このピストン
７６には、孔から軸方向に延在したピストンロッド２３
のほかに一対のシール７８が形成されている。孔７５
は、ピストン７６よりも上方に位置する部分が第１ポー
ト６０に連通し、ピストン７６より下の部分が第２ポー
ト６１に接続されている。ピストン７６がニードル弁２
７を駆動する駆動力は、ポート６０と６１の間の差圧に
依存し、この差圧は上述のようにコイル４６に流れる電
流に起因するジェットパイプ５０の振れによって決定さ
れる。ピストンは蓋８０によってシリンダ孔７５内に保
持され、ピストンロッド２３は蓋８０を貫通している。
空気の漏洩を防止する為に、蓋８０は、ピストンロッド
２３の領域にシール８１を、また蓋８０の外周とシリン
ダ孔７５の表面との間に外側Ｏ−リングシール８２を夫
々具備している。蓋８０自体はスナップリング８３によ
ってシリンダ孔７５の端部に保持されている。
【００２３】計量弁アッセンブリ２６は、図１に示した
ような構造の高剛性の非可撓性弁本体８５を有し、この
弁本体８５は金属製とすることが好ましい。弁本体８５
の下端には通路８４が形成され、この通路８４の下端は
ネジが刻設され、放出出口３１を有する所望形状の流れ
制限ノズル２９が螺合されている。通路８４には、一個
以上の半径方向ネジ付孔が交差しており、その一つの孔
には変換器３６が収容され、他の孔は栓９０によって封
止されている。弁本体８５には、通路８４の直ぐ上流位
置であってそれに実際上隣接した位置にニードル弁２７
が収容されている。弁棒３２も弁座３４も共に長寿命化
を図る為には、焼結タングステンカーバイドのような硬
質材料で作ることが好ましい。流体供給入口２８はニー
ドル弁２７の上流側において弁本体８５に穿孔されてい
る。またこの入口２８は、ホースが取付けられるように
ネジが刻設されており、吐出される加圧状態の流体材料
がこのホースから供給される。
ような構造の高剛性の非可撓性弁本体８５を有し、この
弁本体８５は金属製とすることが好ましい。弁本体８５
の下端には通路８４が形成され、この通路８４の下端は
ネジが刻設され、放出出口３１を有する所望形状の流れ
制限ノズル２９が螺合されている。通路８４には、一個
以上の半径方向ネジ付孔が交差しており、その一つの孔
には変換器３６が収容され、他の孔は栓９０によって封
止されている。弁本体８５には、通路８４の直ぐ上流位
置であってそれに実際上隣接した位置にニードル弁２７
が収容されている。弁棒３２も弁座３４も共に長寿命化
を図る為には、焼結タングステンカーバイドのような硬
質材料で作ることが好ましい。流体供給入口２８はニー
ドル弁２７の上流側において弁本体８５に穿孔されてい
る。またこの入口２８は、ホースが取付けられるように
ネジが刻設されており、吐出される加圧状態の流体材料
がこのホースから供給される。
【００２４】弁本体８５は、ボンネット９７の下端部に
螺合し、このボンネット９７に対してＯリングシール９
８によってシールされている。ボンネット９７は内部パ
ッキン押え９９を有し、このパッキン押え９９は複数の
環状ＰＴＦＥパッキンシール１００を保持している。こ
れらのシール１００は任意の調整可能パッキン押えナッ
ト１０１によって弁棒３２のまわりに、互いに結合する
ことなくシールの為に圧縮状態で保持されている。計量
弁アッセンブリ２６のフレーム１１への取付けは、ボン
ネット９７をフレーム１１の下部分１７に螺合挿通し、
これを止めナット１０２によって所望の角度位置に固定
することによって行われる。計量弁アッセンブリ２６は
継手１０５によってアクチュエータ２０に連結される。
この継手１０５は、弁棒３２の上端に固着されると共
に、ピストンロッド２３の下端に螺合されて第２の止ナ
ット１０６によって所定位置に保持される。
螺合し、このボンネット９７に対してＯリングシール９
８によってシールされている。ボンネット９７は内部パ
ッキン押え９９を有し、このパッキン押え９９は複数の
環状ＰＴＦＥパッキンシール１００を保持している。こ
れらのシール１００は任意の調整可能パッキン押えナッ
ト１０１によって弁棒３２のまわりに、互いに結合する
ことなくシールの為に圧縮状態で保持されている。計量
弁アッセンブリ２６のフレーム１１への取付けは、ボン
ネット９７をフレーム１１の下部分１７に螺合挿通し、
これを止めナット１０２によって所望の角度位置に固定
することによって行われる。計量弁アッセンブリ２６は
継手１０５によってアクチュエータ２０に連結される。
この継手１０５は、弁棒３２の上端に固着されると共
に、ピストンロッド２３の下端に螺合されて第２の止ナ
ット１０６によって所定位置に保持される。
【００２５】変換器３６は、ノズル３０から吐出される
流体の流量を表す信号３７を発生可能な変換器ならば任
意のものを適宜使用することができるが、歪ゲージ型の
圧力変換器が好ましい。この歪ゲージ型の圧力変換器
は、ニードル弁２７の直ぐ下流の通路８４の内側位置に
おける瞬時の流体圧力を検出できるように配置される。
この目的に適した圧力変換器としては、オハイオ（Ｏｈ
ｉｏ）州のコロンバス（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ）のセンソー
テック（Ｓｅｎｓｏｔｅｃ）社製のモデルＡ２０５が存
在する。低レイノルズ数の粘性ニュートン流体の流れ
は、流通路に配置されたノズル又は管状絞りでの圧力降
下にほぼ線形に比例する。従って上述のように配置され
た圧力変換器３６はノズル２９での圧力降下を検出する
ことができる。なぜならば、ノズル２９の出口３１は大
気圧でありかつ通路８４での圧力降下はノズル３０での
圧力降下に比べて非常に小さいからである。こうして、
変換器３６は出口３１から流出する時々刻々の流量を表
す圧力信号３７を発生する。前述したように、ニードル
弁２７の近傍であるため、上記流れはニードル弁２７を
流れる流れに非常に関連している。流量はノズル２９の
極く近傍にある圧力変換器３６によって検出され、かつ
同時にノズル２９の極く近傍にあるニードル弁２７によ
って制御される。従って、ガン１０によって被加工物３
９に塗布される単位長さ当りの流体量は、高応答性の閉
ループサーボ制御システムを構成するように吐出ガン１
０を接続することによって正確に制御される。尚、この
閉ループサーボ制御システムは図２を特に参照して説明
される。
流体の流量を表す信号３７を発生可能な変換器ならば任
意のものを適宜使用することができるが、歪ゲージ型の
圧力変換器が好ましい。この歪ゲージ型の圧力変換器
は、ニードル弁２７の直ぐ下流の通路８４の内側位置に
おける瞬時の流体圧力を検出できるように配置される。
この目的に適した圧力変換器としては、オハイオ（Ｏｈ
ｉｏ）州のコロンバス（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ）のセンソー
テック（Ｓｅｎｓｏｔｅｃ）社製のモデルＡ２０５が存
在する。低レイノルズ数の粘性ニュートン流体の流れ
は、流通路に配置されたノズル又は管状絞りでの圧力降
下にほぼ線形に比例する。従って上述のように配置され
た圧力変換器３６はノズル２９での圧力降下を検出する
ことができる。なぜならば、ノズル２９の出口３１は大
気圧でありかつ通路８４での圧力降下はノズル３０での
圧力降下に比べて非常に小さいからである。こうして、
変換器３６は出口３１から流出する時々刻々の流量を表
す圧力信号３７を発生する。前述したように、ニードル
弁２７の近傍であるため、上記流れはニードル弁２７を
流れる流れに非常に関連している。流量はノズル２９の
極く近傍にある圧力変換器３６によって検出され、かつ
同時にノズル２９の極く近傍にあるニードル弁２７によ
って制御される。従って、ガン１０によって被加工物３
９に塗布される単位長さ当りの流体量は、高応答性の閉
ループサーボ制御システムを構成するように吐出ガン１
０を接続することによって正確に制御される。尚、この
閉ループサーボ制御システムは図２を特に参照して説明
される。
【００２６】吐出ガン１０はロボットの工具取付面１３
に支持され、このロボットのコントローラ（不図示）
は、被加工物の表面上をノズル２９を案内して被加工物
表面に流体のビードを所望のパターンに吐出するように
プログラムされている。ガン１０の計量弁アッセンブリ
２６の流体入口２８は、加圧流体を連続的に供給する供
給部に連通している。変換器３６は、ノズル２９での圧
力降下を連続的に検知して、ノズル端３０の出口３１か
ら吐出される流体の流量に関連した圧力信号３７を発生
する。信号３７は前置増幅器１１０に送られそこで増幅
される。この前置増幅器１１０の出力信号１１１は、加
算接続部１１３のマイナス入力１１２と比較器１１５の
第１入力１１４とに夫々送られる。この比較器１１５の
第２入力１１６には選定可能な一定の参照電圧ＶＲＥＦ
１が入力され、比較器１１５の出力１１７は「圧力オー
バーレンジ（限界超過）」デジタル信号１１８を発生し
これをロボットのコントローラに送出する。出力信号１
１１の大きさがＶＲＥＦ１を越えた場合には、「圧力オ
ーバーレンジ」デジタル信号は論理値１となる。このよ
うな事態は、例えばニードル弁２７を過度に開弁した場
合に生ずることがある。このような場合には、ロボット
コントローラは、過誤表示を行うか、システムを停止さ
せるか、又はその他の適当動作を行うように、プログラ
ムを組むことができる。加算接続部１１３は駆動信号１
２２が入力されるプラス入力１１９を有する。図２の実
施例では、駆動信号１２２はロボットからの工具速度信
号１２８に従い増幅器１２７によって発生される。この
工具速度信号１２８はロボットコントローラから発生さ
れるアナログ電圧信号であり、これは被加工物３９に対
するガン１０の走行速度に応じて変化する。ロボットコ
ントローラにおいて、信号１２８のゲインは、流量が走
行速度の関数となるように選定された工具速度乗算器に
よって調整することができる。増幅器１２７は演算増幅
器であり、この増幅器のゲインは、駆動電圧１２２が他
の回路と適応する範囲内に入るように、工具速度信号１
２８を適当に按分する。増幅器１２７は高精度リミッタ
ーとして使用されることが好ましく、これにより増幅器
１２７への入力が零ボルトと調整可能なスレッシュホー
ルド電圧との間の電圧であるとき、駆動信号の電圧がニ
ードル弁２７を閉弁する方向のステップを実行する。典
型的には、スレッシュホールド電圧は、工具速度信号１
２８が約５０ｍＶ以下である時にニードル弁２７が閉弁
駆動されるように、調整される。このような調整によっ
て、サーボ弁２４に負のバイアス電流を与えることによ
りニードル弁２７の漏洩が防止され、これは工具速度信
号１２８が存在しない又は非常に小さい時にニードル弁
２７を閉弁駆動するのに有効である。加算接続部１１３
はアナログの誤差信号１３０を発生する。この誤差信号
１３０は、大きさと極性が前置増幅器１１０の出力信号
１１１と駆動信号１２２との間の代数差に等しく、増幅
器１３１に送られる。この増幅器１３１のゲインはシス
テムのスティフネスを最適化する為に調整されている。
増幅器１３１の出力信号１３２は進み／遅れ（ｌｅａｄ
／ｌａｇ）補正回路網１３４に送られる。この補正回路
網１３４は、行き過ぎ量をできるだけ小さくした状態で
応答速度を最大にし、かつ閉ループシステムの応答性を
安定化するように、通常の制御手法に従って構成かつ調
整されている。第２の加算接続部１３５は進み／遅れ回
路網１３４の出力信号１３８にディザー発生器１３７か
らのディザー信号１３６を加算する。ディザー信号１３
６は好ましくは信号１３８のフルスケール値の数％の大
きさを有する交流信号であり、静摩擦の影響を除くこと
によってシステムの分解能を改善する。この目的の為
に、ディザー信号１３６は、この分野で通常行われてい
るようにシステムの運転中に空気シリンダ２２を非常に
わずか振動させるものである。加算接続部１３５は、信
号１３８とディザー信号１３６との代数和によって決ま
る大きさと極性とを持つアナログ電圧信号１３９を発生
する。この信号１３９は電流駆動器１４０と比較器１４
２の第１入力１４１とに送られる。この比較器１４２
は、第２入力１４３に選定可能な一定の参照電圧ＶＲＥ
Ｆ２が入力され、出力１４４にデジタルの「弁オーバー
レンジ信号」１４５を発生する。信号１３９の大きさが
ＶＲＥＦ２を越えた場合には、デジタルの「弁オーバー
レンジ」信号は論理１となる。このような状態は、例え
ば吐出ガン１０への流体供給が遮断された場合、又は供
給圧力が駆動信号１２２の要求を充足していない場合に
起り得る。類似の「圧力オーバーレンジ」信号１１８、
「弁オーバーレンジ」信号１４５はロボットコントロー
ラに送られ、このロボットコントローラは、このとき故
障表示を行うか、システムを停止するか又は矯正動作を
開始させるようにプログラムすることができる。
に支持され、このロボットのコントローラ（不図示）
は、被加工物の表面上をノズル２９を案内して被加工物
表面に流体のビードを所望のパターンに吐出するように
プログラムされている。ガン１０の計量弁アッセンブリ
２６の流体入口２８は、加圧流体を連続的に供給する供
給部に連通している。変換器３６は、ノズル２９での圧
力降下を連続的に検知して、ノズル端３０の出口３１か
ら吐出される流体の流量に関連した圧力信号３７を発生
する。信号３７は前置増幅器１１０に送られそこで増幅
される。この前置増幅器１１０の出力信号１１１は、加
算接続部１１３のマイナス入力１１２と比較器１１５の
第１入力１１４とに夫々送られる。この比較器１１５の
第２入力１１６には選定可能な一定の参照電圧ＶＲＥＦ
１が入力され、比較器１１５の出力１１７は「圧力オー
バーレンジ（限界超過）」デジタル信号１１８を発生し
これをロボットのコントローラに送出する。出力信号１
１１の大きさがＶＲＥＦ１を越えた場合には、「圧力オ
ーバーレンジ」デジタル信号は論理値１となる。このよ
うな事態は、例えばニードル弁２７を過度に開弁した場
合に生ずることがある。このような場合には、ロボット
コントローラは、過誤表示を行うか、システムを停止さ
せるか、又はその他の適当動作を行うように、プログラ
ムを組むことができる。加算接続部１１３は駆動信号１
２２が入力されるプラス入力１１９を有する。図２の実
施例では、駆動信号１２２はロボットからの工具速度信
号１２８に従い増幅器１２７によって発生される。この
工具速度信号１２８はロボットコントローラから発生さ
れるアナログ電圧信号であり、これは被加工物３９に対
するガン１０の走行速度に応じて変化する。ロボットコ
ントローラにおいて、信号１２８のゲインは、流量が走
行速度の関数となるように選定された工具速度乗算器に
よって調整することができる。増幅器１２７は演算増幅
器であり、この増幅器のゲインは、駆動電圧１２２が他
の回路と適応する範囲内に入るように、工具速度信号１
２８を適当に按分する。増幅器１２７は高精度リミッタ
ーとして使用されることが好ましく、これにより増幅器
１２７への入力が零ボルトと調整可能なスレッシュホー
ルド電圧との間の電圧であるとき、駆動信号の電圧がニ
ードル弁２７を閉弁する方向のステップを実行する。典
型的には、スレッシュホールド電圧は、工具速度信号１
２８が約５０ｍＶ以下である時にニードル弁２７が閉弁
駆動されるように、調整される。このような調整によっ
て、サーボ弁２４に負のバイアス電流を与えることによ
りニードル弁２７の漏洩が防止され、これは工具速度信
号１２８が存在しない又は非常に小さい時にニードル弁
２７を閉弁駆動するのに有効である。加算接続部１１３
はアナログの誤差信号１３０を発生する。この誤差信号
１３０は、大きさと極性が前置増幅器１１０の出力信号
１１１と駆動信号１２２との間の代数差に等しく、増幅
器１３１に送られる。この増幅器１３１のゲインはシス
テムのスティフネスを最適化する為に調整されている。
増幅器１３１の出力信号１３２は進み／遅れ（ｌｅａｄ
／ｌａｇ）補正回路網１３４に送られる。この補正回路
網１３４は、行き過ぎ量をできるだけ小さくした状態で
応答速度を最大にし、かつ閉ループシステムの応答性を
安定化するように、通常の制御手法に従って構成かつ調
整されている。第２の加算接続部１３５は進み／遅れ回
路網１３４の出力信号１３８にディザー発生器１３７か
らのディザー信号１３６を加算する。ディザー信号１３
６は好ましくは信号１３８のフルスケール値の数％の大
きさを有する交流信号であり、静摩擦の影響を除くこと
によってシステムの分解能を改善する。この目的の為
に、ディザー信号１３６は、この分野で通常行われてい
るようにシステムの運転中に空気シリンダ２２を非常に
わずか振動させるものである。加算接続部１３５は、信
号１３８とディザー信号１３６との代数和によって決ま
る大きさと極性とを持つアナログ電圧信号１３９を発生
する。この信号１３９は電流駆動器１４０と比較器１４
２の第１入力１４１とに送られる。この比較器１４２
は、第２入力１４３に選定可能な一定の参照電圧ＶＲＥ
Ｆ２が入力され、出力１４４にデジタルの「弁オーバー
レンジ信号」１４５を発生する。信号１３９の大きさが
ＶＲＥＦ２を越えた場合には、デジタルの「弁オーバー
レンジ」信号は論理１となる。このような状態は、例え
ば吐出ガン１０への流体供給が遮断された場合、又は供
給圧力が駆動信号１２２の要求を充足していない場合に
起り得る。類似の「圧力オーバーレンジ」信号１１８、
「弁オーバーレンジ」信号１４５はロボットコントロー
ラに送られ、このロボットコントローラは、このとき故
障表示を行うか、システムを停止するか又は矯正動作を
開始させるようにプログラムすることができる。
【００２７】電流駆動器１４０はアナログ制御電流信号
１４６を発生し、この信号１４６はサーボ弁２４のコイ
ル４６に印加される。これによりジェットパイプ５２
は、制御電流信号１４６の大きさと方向に応じて、第１
ポート６０又は第２ポート６１の方へ向きを変えられ、
この結果空気シリンダ２２のピストン７６は下方又は上
方のいずれかに移動される。このピストン７６の下降移
動は計量弁アッセンブリ２６のニードル弁２７を閉弁方
向に駆動しこれにより流体流を減少させる。他方、ピス
トン７６の上昇移動はニードル弁２７を開弁方向に駆動
し、これにより流体流が増大する。
１４６を発生し、この信号１４６はサーボ弁２４のコイ
ル４６に印加される。これによりジェットパイプ５２
は、制御電流信号１４６の大きさと方向に応じて、第１
ポート６０又は第２ポート６１の方へ向きを変えられ、
この結果空気シリンダ２２のピストン７６は下方又は上
方のいずれかに移動される。このピストン７６の下降移
動は計量弁アッセンブリ２６のニードル弁２７を閉弁方
向に駆動しこれにより流体流を減少させる。他方、ピス
トン７６の上昇移動はニードル弁２７を開弁方向に駆動
し、これにより流体流が増大する。
【００２８】次に作用を説明する。本システムは、圧力
変換器３６によって検出されるノズル２９での圧力降下
に応答する閉ループ・サーボシステムとして機能してい
る。最初ニードル弁２７が閉止している状態では、流れ
は無く、ノズル２９での圧力降下は零である。工具速度
信号１２８が増幅器１２７のスレッシュホールド電圧よ
り小さい場合には、増幅器１２７は、ジェットパイプ５
２を第１ポート６０に向けるような制御電流１４６を発
生させるのに充分な大きさと適性極性の駆動信号１２２
を発生する。これにより、ピストン７６は下降状態のま
まであり、ニードル弁２７は強制的に閉弁状態に保持さ
れ、漏洩が防止される。このような状態は、工具速度信
号１２８が流れの開始を支持する増幅器１２７のスレッ
シュホールド電圧よりも大きくなるまで、維持される。
これが起こると、駆動信号の極性が反転する。初期状態
では流れは無かったので、圧力信号３７の値は零であ
る。従って、誤差信号１３０は、その大きさが圧力信号
３７と駆動信号１２２との差によって決定されるので、
制御電流１４６はジェットパイプ５２の方向を第２ポー
ト６１の方へ向ける極性でもってコイル４６に印加され
る。これに応じてピストン７６は上昇移動してニードル
弁２７の弁棒３２の円錐端を弁座３４から持上げて、ニ
ードル弁２７を開弁する。圧力変換器３６の発生する圧
力信号３７が増大するにつれて、誤差信号１３０と制御
電流１４６の両方が減少しジェットパイプ５２が零位置
の方へ移動される。ノズル２９での圧力降下が所望の流
量に対応する値に近づくにつれて、ジェットパイプ５２
によってニードル弁２７は、ノズル２９での圧力降下を
上記値に保ち得る開度に維持される。
変換器３６によって検出されるノズル２９での圧力降下
に応答する閉ループ・サーボシステムとして機能してい
る。最初ニードル弁２７が閉止している状態では、流れ
は無く、ノズル２９での圧力降下は零である。工具速度
信号１２８が増幅器１２７のスレッシュホールド電圧よ
り小さい場合には、増幅器１２７は、ジェットパイプ５
２を第１ポート６０に向けるような制御電流１４６を発
生させるのに充分な大きさと適性極性の駆動信号１２２
を発生する。これにより、ピストン７６は下降状態のま
まであり、ニードル弁２７は強制的に閉弁状態に保持さ
れ、漏洩が防止される。このような状態は、工具速度信
号１２８が流れの開始を支持する増幅器１２７のスレッ
シュホールド電圧よりも大きくなるまで、維持される。
これが起こると、駆動信号の極性が反転する。初期状態
では流れは無かったので、圧力信号３７の値は零であ
る。従って、誤差信号１３０は、その大きさが圧力信号
３７と駆動信号１２２との差によって決定されるので、
制御電流１４６はジェットパイプ５２の方向を第２ポー
ト６１の方へ向ける極性でもってコイル４６に印加され
る。これに応じてピストン７６は上昇移動してニードル
弁２７の弁棒３２の円錐端を弁座３４から持上げて、ニ
ードル弁２７を開弁する。圧力変換器３６の発生する圧
力信号３７が増大するにつれて、誤差信号１３０と制御
電流１４６の両方が減少しジェットパイプ５２が零位置
の方へ移動される。ノズル２９での圧力降下が所望の流
量に対応する値に近づくにつれて、ジェットパイプ５２
によってニードル弁２７は、ノズル２９での圧力降下を
上記値に保ち得る開度に維持される。
【００２９】使用分野によっては、吐出ガン１０に供給
される流体の流れ特性が時間とともに変化することがあ
る。例えば、流体が円筒容器からガン１０に供給される
場合、この円筒容器は冷温の倉庫から温かい工場内に移
動されるので、流体の粘度はこの温度変化に伴い変化す
ることがある。また、円筒容器を変えると粘度が変わる
ことがあるし又は円筒容器の上部と底部とでも粘度が変
化することがある。このような粘度変化を補償する手段
を設けないと、被加工物３９に吐出される材料の量が変
動してしまい問題となる。また、非ニュートン流体を吐
出する場合には、流体全体の時々刻々の粘度がずり（せ
ん断）速度と伴に非線形に変化する。こうして、補償の
不実施又はノズル２９の幾何学形状によるせん断の為
に、圧力信号３７に対する流量の流れ特性が非線形とな
ってしまう。これにより、工具速度信号１２８に対する
流量の応答性が非線形になる。これらの問題は、本発明
によると図３及び図４を参照して以下に説明する方法に
よって駆動信号１２２を作り出すことによって解決され
る。
される流体の流れ特性が時間とともに変化することがあ
る。例えば、流体が円筒容器からガン１０に供給される
場合、この円筒容器は冷温の倉庫から温かい工場内に移
動されるので、流体の粘度はこの温度変化に伴い変化す
ることがある。また、円筒容器を変えると粘度が変わる
ことがあるし又は円筒容器の上部と底部とでも粘度が変
化することがある。このような粘度変化を補償する手段
を設けないと、被加工物３９に吐出される材料の量が変
動してしまい問題となる。また、非ニュートン流体を吐
出する場合には、流体全体の時々刻々の粘度がずり（せ
ん断）速度と伴に非線形に変化する。こうして、補償の
不実施又はノズル２９の幾何学形状によるせん断の為
に、圧力信号３７に対する流量の流れ特性が非線形とな
ってしまう。これにより、工具速度信号１２８に対する
流量の応答性が非線形になる。これらの問題は、本発明
によると図３及び図４を参照して以下に説明する方法に
よって駆動信号１２２を作り出すことによって解決され
る。
【００３０】図３は、本発明の第２の好適実施例を示し
たもので、この実施例は駆動信号１２２の発生方法を除
くと前述の実施例と類似している。図３に示したよう
に、容積式流量計１５０が吐出ガン１０の入口２８に接
続された流体供給ラインに付設されている点で図２のシ
ステムと異なっている。流量計１５０は、ガン１０にで
きるだけ接近して配置することが望ましいが、ガン１０
と共にロボット腕に取付ける必要はない。流量計１５０
はインクリメンタル型エンコーダ１５２を含み、このエ
ンコーダ１５２は一連のパルス１５５から成る電気的出
力信号１５３を発生する。各パルス１５５は所定量の流
体量を表している。信号１５３はパルスカウンタ１５６
に送られ、このカウンタ１５６はパルス１５５を計数す
ると共にリセット信号１５８によって零にリセット可能
である。尚、このリセット信号１５８は、マイクロプロ
セッサを主構成とするコントローラ１６０から発生され
る。このコントローラ１６０は、ロボットコントローラ
（不図示）の一部とすることもできるが、しかしなが
ら、システム周波数応答性を最大にする為には、コント
ローラ１６０は高速で作動すべきであり、かつ主に以下
の作用を実行するように専用構成とすることが好まし
い。コントローラ１６０は、マイクロプロセッサと関連
のハードウェアの他に、必要な全プログラムとデータメ
モリとアナログ・デジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）１６３
とを含む。このコンバータ１６３にはロボットコントロ
ーラから工具速度信号１２８が入力される。パルスカウ
ンタ１５６はパルス計数値１６５をコントローラ１６０
に出力する。またコントローラ１６０にはロボットコン
トローラ（不図示）からデジタル・サイクル・状態信号
１６８とデジタル仕事状態信号１７０とが入力される。
このサイクル状態信号は、吐出ガン１０の運転中は、必
ず論理値１である。仕事状態信号１７０は生産作業が終
了した時に論理値１となる。コントローラ１６０はイン
ターフェース１７２を介してキーボード端末装置の如き
入力／出力装置１７５に接続されている。この入力／出
力装置１７５から制御コマンドと目標値データが入力さ
れる。コントローラ１６０はアナログ信号１７８を発生
するデジタルアナログＤ／Ａコンバータ１７７にも出力
１７６を介して接続されている。この信号１７８は、図
２を参照して説明した増幅器１２７に送出される。増幅
器１２７は駆動信号１２２を発生し、この駆動信号１２
２は前述のように加算接続部１１３のプラス入力１１９
に印加され、この加算接続部１１３は誤差信号１３０を
発生する。駆動信号１２２の発生方法は、必要なデータ
をＤ／Ａコンバータ１７７に出力するコントローラ１６
０に格納されたソフトウェアプログラムを示している図
４を参照することによって一層明らかになるであろう。
たもので、この実施例は駆動信号１２２の発生方法を除
くと前述の実施例と類似している。図３に示したよう
に、容積式流量計１５０が吐出ガン１０の入口２８に接
続された流体供給ラインに付設されている点で図２のシ
ステムと異なっている。流量計１５０は、ガン１０にで
きるだけ接近して配置することが望ましいが、ガン１０
と共にロボット腕に取付ける必要はない。流量計１５０
はインクリメンタル型エンコーダ１５２を含み、このエ
ンコーダ１５２は一連のパルス１５５から成る電気的出
力信号１５３を発生する。各パルス１５５は所定量の流
体量を表している。信号１５３はパルスカウンタ１５６
に送られ、このカウンタ１５６はパルス１５５を計数す
ると共にリセット信号１５８によって零にリセット可能
である。尚、このリセット信号１５８は、マイクロプロ
セッサを主構成とするコントローラ１６０から発生され
る。このコントローラ１６０は、ロボットコントローラ
（不図示）の一部とすることもできるが、しかしなが
ら、システム周波数応答性を最大にする為には、コント
ローラ１６０は高速で作動すべきであり、かつ主に以下
の作用を実行するように専用構成とすることが好まし
い。コントローラ１６０は、マイクロプロセッサと関連
のハードウェアの他に、必要な全プログラムとデータメ
モリとアナログ・デジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）１６３
とを含む。このコンバータ１６３にはロボットコントロ
ーラから工具速度信号１２８が入力される。パルスカウ
ンタ１５６はパルス計数値１６５をコントローラ１６０
に出力する。またコントローラ１６０にはロボットコン
トローラ（不図示）からデジタル・サイクル・状態信号
１６８とデジタル仕事状態信号１７０とが入力される。
このサイクル状態信号は、吐出ガン１０の運転中は、必
ず論理値１である。仕事状態信号１７０は生産作業が終
了した時に論理値１となる。コントローラ１６０はイン
ターフェース１７２を介してキーボード端末装置の如き
入力／出力装置１７５に接続されている。この入力／出
力装置１７５から制御コマンドと目標値データが入力さ
れる。コントローラ１６０はアナログ信号１７８を発生
するデジタルアナログＤ／Ａコンバータ１７７にも出力
１７６を介して接続されている。この信号１７８は、図
２を参照して説明した増幅器１２７に送出される。増幅
器１２７は駆動信号１２２を発生し、この駆動信号１２
２は前述のように加算接続部１１３のプラス入力１１９
に印加され、この加算接続部１１３は誤差信号１３０を
発生する。駆動信号１２２の発生方法は、必要なデータ
をＤ／Ａコンバータ１７７に出力するコントローラ１６
０に格納されたソフトウェアプログラムを示している図
４を参照することによって一層明らかになるであろう。
【００３１】このプログラムは、すべてのデータメモリ
をクリアし、かつ単一の被加工物３９に塗布すべき流体
の所望の全量を表す目標値を含むすべての変数を初期化
することによって開始される。また、この時に、予めプ
ログラムされた流れ線形化の諸因子（ＦＬＦｓ）も初期
化される。これらのＦＬＦ′ｓは、システム流応答性を
線形化する為に工具速度信号１２８に乗算すべき因子を
表す定数であり、この線形化によって、工具速度信号１
２８についてそのフルスケール値の任意の割合分が加算
接続部１１３に印加されたときに、計量弁アッセンブリ
２６のニードル弁２７の位置は、流体についてそのフル
スケール量の同一割合分がノズル出口３１から放出され
るように制御される。ＦＬＦ′ｓは、加算接続部１１３
の入力１１９に印加される電圧に対するノズル３０の出
口３１からの実際の流れの測定曲線から経験的に決定さ
れる。実際の流れ曲線は、吐出される流体の種類による
流れ特性や供給圧力のほかに、ノズル端３０を含むノズ
ル２９とニードル弁２７の幾何学形状によっても変化す
ることがあるので、プログラムはこれらの条件を表すＦ
ＬＦ′ｓをロードする。
をクリアし、かつ単一の被加工物３９に塗布すべき流体
の所望の全量を表す目標値を含むすべての変数を初期化
することによって開始される。また、この時に、予めプ
ログラムされた流れ線形化の諸因子（ＦＬＦｓ）も初期
化される。これらのＦＬＦ′ｓは、システム流応答性を
線形化する為に工具速度信号１２８に乗算すべき因子を
表す定数であり、この線形化によって、工具速度信号１
２８についてそのフルスケール値の任意の割合分が加算
接続部１１３に印加されたときに、計量弁アッセンブリ
２６のニードル弁２７の位置は、流体についてそのフル
スケール量の同一割合分がノズル出口３１から放出され
るように制御される。ＦＬＦ′ｓは、加算接続部１１３
の入力１１９に印加される電圧に対するノズル３０の出
口３１からの実際の流れの測定曲線から経験的に決定さ
れる。実際の流れ曲線は、吐出される流体の種類による
流れ特性や供給圧力のほかに、ノズル端３０を含むノズ
ル２９とニードル弁２７の幾何学形状によっても変化す
ることがあるので、プログラムはこれらの条件を表すＦ
ＬＦ′ｓをロードする。
【００３２】プログラムは、また流れ補償因子（ＦＣ
Ｆ）を任意に選定した初期値にセットする。ＦＣＦは、
前述した温度やその他の因子の変化に起因する固有粘度
の変化のような、時間と共に変わる流れ特性変化を補償
する変数である。ＦＣＦは各仕事サイクル毎に一度、即
ち一個の被加工物３９についての吐出作業毎に一度の割
合いで、再計算、即ち計算をし直される。ＦＣＦは、線
形化された工具速度信号に乗算される因子であり、これ
により被加工物３９に塗布される流体の全量が選定され
た目標値に実質的に等しくなる。最初の仕事サイクルの
開始時には、目標値からのずれ量は、比較すべき基礎が
存在しないので決定することができない。従って、ＦＣ
Ｆは単位値１に初期化することが好ましい。このＦＣＦ
の再計算方法を以下に説明する。
Ｆ）を任意に選定した初期値にセットする。ＦＣＦは、
前述した温度やその他の因子の変化に起因する固有粘度
の変化のような、時間と共に変わる流れ特性変化を補償
する変数である。ＦＣＦは各仕事サイクル毎に一度、即
ち一個の被加工物３９についての吐出作業毎に一度の割
合いで、再計算、即ち計算をし直される。ＦＣＦは、線
形化された工具速度信号に乗算される因子であり、これ
により被加工物３９に塗布される流体の全量が選定され
た目標値に実質的に等しくなる。最初の仕事サイクルの
開始時には、目標値からのずれ量は、比較すべき基礎が
存在しないので決定することができない。従って、ＦＣ
Ｆは単位値１に初期化することが好ましい。このＦＣＦ
の再計算方法を以下に説明する。
【００３３】初期化の間に、プログラムは、コントロー
ラ１６０からの適宜のリセット信号１５８をパルスカウ
ンタ１５６に出力することによってこのカウンタ１５６
を零にリセットする。次に、コントローラ１６０はプロ
グラムに基づき全計数値１６５を読み込む。この計数値
１６５は前回の仕事サイクル間に吐出された全流体量を
表している。もし、このパルス計数値が最初の仕事サイ
クルの前以外の場合のように零でない場合には、プログ
ラムは、この全パルス計数値１６５を除数とし目標値を
被除数とする商として流れ補償因子ＦＣＦを再計算す
る。ＦＣＦの再計算後に、カウンタ１５６は上述と同様
に再びリセットされる。もし最初の仕事サイクルの開始
時に起こる場合のようにパルス計数値１６５が零に等し
い場合には、ＦＣＦはその初期値のままに保持される。
ラ１６０からの適宜のリセット信号１５８をパルスカウ
ンタ１５６に出力することによってこのカウンタ１５６
を零にリセットする。次に、コントローラ１６０はプロ
グラムに基づき全計数値１６５を読み込む。この計数値
１６５は前回の仕事サイクル間に吐出された全流体量を
表している。もし、このパルス計数値が最初の仕事サイ
クルの前以外の場合のように零でない場合には、プログ
ラムは、この全パルス計数値１６５を除数とし目標値を
被除数とする商として流れ補償因子ＦＣＦを再計算す
る。ＦＣＦの再計算後に、カウンタ１５６は上述と同様
に再びリセットされる。もし最初の仕事サイクルの開始
時に起こる場合のようにパルス計数値１６５が零に等し
い場合には、ＦＣＦはその初期値のままに保持される。
【００３４】次いで、プログラムは、仕事サイクルが進
行中であることを示すロボットコントローラ信号を持つ
ループに入る。この待機ループにおいて、プログラムは
連続的にサイクル状態信号１６８を読み込み、それが論
理値１であるかどうかを調べる。もし論理値１でない場
合にはプログラムは待機ループに留まる。ロボットコン
トローラは、状態信号１６８を論理値零から論理値１に
変えることによって吐出が開始されるべきことを示す。
この時点でコントローラ１６０は、プログラムに従い、
工具速度信号１２８の大きさを表すデジタル値１８０を
Ａ／Ｄコンバータ１６３の出力から読み込む。プログラ
ムは、上記デジタル値の大きさに基づきルックアップテ
ーブルから、初期化中にロードされた一組のＦＬＦ値の
うちの対応する流れ線形化因子ＦＬＦを選択する。その
後に、選択したＦＬＦ値をデジタル値１８０に乗算して
線形化された工具速度値１８１を作る。次に、仕事サイ
クルの間に吐出される実際の流体量が粘度変化のような
流体の流れ特性の変化にもかかわらず目標値に一致する
ように駆動信号１２２を調整する為に、プログラムは、
線形化済工具速度値１８１に流れ補償因子ＦＣＦを乗算
して補正済デジタル値１８２を作る。この補正済デジタ
ル値１８２はＤ／Ａコンバータ１７７に出力され、この
Ｄ／Ａコンバータ１７７の出力１７８は増幅器１２７に
送出され駆動信号１２２を発生する。
行中であることを示すロボットコントローラ信号を持つ
ループに入る。この待機ループにおいて、プログラムは
連続的にサイクル状態信号１６８を読み込み、それが論
理値１であるかどうかを調べる。もし論理値１でない場
合にはプログラムは待機ループに留まる。ロボットコン
トローラは、状態信号１６８を論理値零から論理値１に
変えることによって吐出が開始されるべきことを示す。
この時点でコントローラ１６０は、プログラムに従い、
工具速度信号１２８の大きさを表すデジタル値１８０を
Ａ／Ｄコンバータ１６３の出力から読み込む。プログラ
ムは、上記デジタル値の大きさに基づきルックアップテ
ーブルから、初期化中にロードされた一組のＦＬＦ値の
うちの対応する流れ線形化因子ＦＬＦを選択する。その
後に、選択したＦＬＦ値をデジタル値１８０に乗算して
線形化された工具速度値１８１を作る。次に、仕事サイ
クルの間に吐出される実際の流体量が粘度変化のような
流体の流れ特性の変化にもかかわらず目標値に一致する
ように駆動信号１２２を調整する為に、プログラムは、
線形化済工具速度値１８１に流れ補償因子ＦＣＦを乗算
して補正済デジタル値１８２を作る。この補正済デジタ
ル値１８２はＤ／Ａコンバータ１７７に出力され、この
Ｄ／Ａコンバータ１７７の出力１７８は増幅器１２７に
送出され駆動信号１２２を発生する。
【００３５】次いで、プログラムは再度サイクル状態信
号１６８を読み込んで、吐出を続行すべきかどうかを決
定する。もし続行すべきでない場合には、仕事状態信号
１６８は論理値１にはならず、これはこのサイクルが終
了したことを示す。この場合、コントローラ１６０はプ
ログラムに従い、ロボットコントローラからの仕事状態
信号１７０を読み込む。仕事状態信号１７０が論理値１
でない場合には、これは或る生産ロットの最後の被加工
物３９についての作業が終了したことを表しているので
プログラムはストップする。生産が終了していない場合
には仕事状態信号１７０が論理値１のままであるので、
プログラムはパルス計数値１６５を読み込むステップに
戻る。上述のプログラムは仕事サイクル毎に１回流れ補
償因子を再計算したが、このような周期的な調整の頻度
は、吐出流体の流れ特性に生ずる変化の早さに応じて、
もっと多くしてもよいし、もっと少なくしてもよい。
号１６８を読み込んで、吐出を続行すべきかどうかを決
定する。もし続行すべきでない場合には、仕事状態信号
１６８は論理値１にはならず、これはこのサイクルが終
了したことを示す。この場合、コントローラ１６０はプ
ログラムに従い、ロボットコントローラからの仕事状態
信号１７０を読み込む。仕事状態信号１７０が論理値１
でない場合には、これは或る生産ロットの最後の被加工
物３９についての作業が終了したことを表しているので
プログラムはストップする。生産が終了していない場合
には仕事状態信号１７０が論理値１のままであるので、
プログラムはパルス計数値１６５を読み込むステップに
戻る。上述のプログラムは仕事サイクル毎に１回流れ補
償因子を再計算したが、このような周期的な調整の頻度
は、吐出流体の流れ特性に生ずる変化の早さに応じて、
もっと多くしてもよいし、もっと少なくしてもよい。
【００３６】本発明の利点は多数あるが、最大の利点
は、本吐出システムが流体の流量を迅速かつ正確に制御
できることである。このようなシステムは、３ｄＢ周波
数応答性の遮断点が１０Ｈｚを越えることが分ってい
る。
は、本吐出システムが流体の流量を迅速かつ正確に制御
できることである。このようなシステムは、３ｄＢ周波
数応答性の遮断点が１０Ｈｚを越えることが分ってい
る。
【００３７】吐出ガン１０は、手動を含む任意の手段に
よって向きを変えることができるが、本発明は、ロボッ
トと共に使用するのに特に適するものである。吐出ガン
１０は軽量かつ小型で保守が容易である。更に、本発明
の吐出システムは、ロボット腕に取付けられた吐出ガン
１０と被加工物との間の相対速度に応じて流量を自動的
に調整することができる。
よって向きを変えることができるが、本発明は、ロボッ
トと共に使用するのに特に適するものである。吐出ガン
１０は軽量かつ小型で保守が容易である。更に、本発明
の吐出システムは、ロボット腕に取付けられた吐出ガン
１０と被加工物との間の相対速度に応じて流量を自動的
に調整することができる。
【００３８】こうして、本発明は、吐出流体のビードの
単位長さ当りの流体量を厳密に制御することができ、こ
の制御は、ロボット腕が移動方向を変化する時に通常起
こる急速な加減速の際にも行われる。また、本発明は、
吐出流体の流れ特性の変動を周期的に補償する手段を提
供し、この手段によって、吐出流体の量は常に所望の目
標値に正確に適合する。
単位長さ当りの流体量を厳密に制御することができ、こ
の制御は、ロボット腕が移動方向を変化する時に通常起
こる急速な加減速の際にも行われる。また、本発明は、
吐出流体の流れ特性の変動を周期的に補償する手段を提
供し、この手段によって、吐出流体の量は常に所望の目
標値に正確に適合する。
【００３９】上述の説明は本発明の装置及び方法の好適
実施例に関するものであるが、本発明は上記好適実施例
に限定されるものではなく、当業者であれば本発明の上
記開示から種々の代替実施例を推考できるであろう。従
って、以下に記載した請求の範囲に特に指摘され、かつ
明確に権利請求された本発明の全法的範囲から逸脱する
ことなく、上述の実施例に種々の変化を加えることは可
能である。
実施例に関するものであるが、本発明は上記好適実施例
に限定されるものではなく、当業者であれば本発明の上
記開示から種々の代替実施例を推考できるであろう。従
って、以下に記載した請求の範囲に特に指摘され、かつ
明確に権利請求された本発明の全法的範囲から逸脱する
ことなく、上述の実施例に種々の変化を加えることは可
能である。
【図１】本発明に基づき構成された吐出装置の好適実施
例を示した概略断面図である。
例を示した概略断面図である。
【図２】本発明による流体材料吐出システムの好適実施
例を示したブロック図である。
例を示したブロック図である。
【図３】本発明による流体材料吐出システムの第２の好
適実施例の一部を示したブロック図である。
適実施例の一部を示したブロック図である。
【図４】図３の実施例の動作を示したフローチャート図
である。
である。
２６ 計量弁アッセンブリ ２９ ノズル ３７ 圧力信号 ３９ 被加工物 １２２ 駆動信号 １２８ 工具速度信号 １４６ 制御電流
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明の分野】本発明は流体材料吐出方法に係わり、特
に潤滑材やシール材や接着剤のような粘性流体材料を被
加工物に吐出する際に、吐出機と被加工物との相対速度
の変化を補償するように流体材料の流量を制御すること
のできる吐出方法に関する。
に潤滑材やシール材や接着剤のような粘性流体材料を被
加工物に吐出する際に、吐出機と被加工物との相対速度
の変化を補償するように流体材料の流量を制御すること
のできる吐出方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【発明の要約】本発明の目的は、吐出すべき粘性流体材
料の流れを迅速にかつ正確に制御できるように応答速度
を改善した粘性液体材料吐出システムにおける流体材料
吐出方法を提供することである。
料の流れを迅速にかつ正確に制御できるように応答速度
を改善した粘性液体材料吐出システムにおける流体材料
吐出方法を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】本発明の別の目的は、所望のパターン状に
材料ビードを被加工物に塗布するようにプログラムされ
たロボットと共に使用するのに適する小型・軽量化され
た上述の吐出システムにおける流体材料吐出方法を提供
することである。
材料ビードを被加工物に塗布するようにプログラムされ
たロボットと共に使用するのに適する小型・軽量化され
た上述の吐出システムにおける流体材料吐出方法を提供
することである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】本発明の別の目的は、ロボットと被加工物
との相対速度が急激に変化した場合にもビードパターン
の単位直線距離当りの被加工物への塗布材料量を正確に
制御することができる吐出システムにおける流体材料吐
出方法を提供することである。
との相対速度が急激に変化した場合にもビードパターン
の単位直線距離当りの被加工物への塗布材料量を正確に
制御することができる吐出システムにおける流体材料吐
出方法を提供することである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】本発明の更に別の目的は、吐出時の流体の
動的流れ特性を考慮してシステムの流れ応答性を線形化
することのできる流体吐出システムにおける流体材料吐
出方法を提供することである。
動的流れ特性を考慮してシステムの流れ応答性を線形化
することのできる流体吐出システムにおける流体材料吐
出方法を提供することである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】本発明の更に別の目的は、吐出流体の固有
粘度の変化を周期的に補正して、一ロット内の各被加工
物に所望量の材料を吐出することのできる流体吐出シス
テムにおける流体材料吐出方法を提供することである。
粘度の変化を周期的に補正して、一ロット内の各被加工
物に所望量の材料を吐出することのできる流体吐出シス
テムにおける流体材料吐出方法を提供することである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】本発明の更に別の目的は、吐出機を任意に
移動させても流体材料供給ホースがその移動の妨げとな
らないようにこのホースの取付角度位置を選定すること
ができる流体吐出装置における流体材料吐出方法を提供
することである。
移動させても流体材料供給ホースがその移動の妨げとな
らないようにこのホースの取付角度位置を選定すること
ができる流体吐出装置における流体材料吐出方法を提供
することである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】上述の利点及びそれ以外の利点は、以下に
述べる本発明の好適実施例の詳細な説明及び添附図面か
ら更に明らかになるであろう。尚、図面において、類似
の参照数字は類似の部材を示している。
述べる本発明の好適実施例の詳細な説明及び添附図面か
ら更に明らかになるであろう。尚、図面において、類似
の参照数字は類似の部材を示している。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】吐出ガン１０は、手動を含む任意の手段に
よって向きを変えることができるが、本発明は、ロボッ
トと共に使用するのに特に適するものである。吐出ガン
１０は軽量かつ小型で保守が容易である。更に、本吐出
システムは、ロボット腕に取付けられた吐出ガン１０と
被加工物との間の相対速度に応じて流量を自動的に調整
することができる。
よって向きを変えることができるが、本発明は、ロボッ
トと共に使用するのに特に適するものである。吐出ガン
１０は軽量かつ小型で保守が容易である。更に、本吐出
システムは、ロボット腕に取付けられた吐出ガン１０と
被加工物との間の相対速度に応じて流量を自動的に調整
することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】上述の説明は本発明の方法の好適実施例に
関するものであるが、本発明は上記好適実施例に限定さ
れるものではなく、当業者であれば本発明の上記開示か
ら種々の代替実施例を推考できるであろう。従って、以
下に記載した請求の範囲に特に指摘され、かつ明確に権
利請求された本発明の全法的範囲から逸脱することな
く、上述の実施例に種々の変化を加えることは可能であ
る。
関するものであるが、本発明は上記好適実施例に限定さ
れるものではなく、当業者であれば本発明の上記開示か
ら種々の代替実施例を推考できるであろう。従って、以
下に記載した請求の範囲に特に指摘され、かつ明確に権
利請求された本発明の全法的範囲から逸脱することな
く、上述の実施例に種々の変化を加えることは可能であ
る。
Claims (9)
- 【請求項１】 制御信号に応答する計量弁と連通するノ
ズルから被加工物へ吐出される流体の粘度の変化を補正
する方法において、 圧力下で流体を前記計量弁へ供給するステップと、 前記ノズルと前記被加工物との間の可変相対速度を表す
工具速度信号をつくるステップと、 流体の粘度変化の関数として前記工具速度信号を調製
し、駆動信号を発生するステップと、 流体の低流量と相関関係のある流体圧力を表すフィード
バック信号を発生するステップと、 前記フィードバック信号及び前記駆動信号の関数として
前記制御信号を発生し、前記計量弁に流体の所望の流れ
を吐出させるステップと、を含むことを特徴とする方
法。 - 【請求項２】 前記工具速度信号を調整するステップ
は、 所定の時間の間に前記計量弁へ送出される流体の第一容
積を計測するステップと、 流体の前記第一容積と基準値との差の関数として流れ補
償因子を計算するステップと、 前記流れ補償因子の関係として前記工具速度信号を調整
するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記
載の方法。 - 【請求項３】 前記工具速度信号を調整するステップ
は、前記工具速度信号に前記流れ補償因子を乗算するス
テップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記工具速度信号を調整するステップ
は、 流体の圧力流れ非線形性の効果の関数としての流れ因子
を決定するステップと、 前記流れ因子の関数として前記工具速度信号を調整し、
駆動信号を発生するステップと、を含むことを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記制御信号を発生するステップは、 所定の一組の条件のための前記制御信号の関数としてノ
ズルからの非ニュートン流体の公知の流れに基づいて流
れ線形化因子を決定するステップと、 第一流れ線形化因子を選択するステップと、 前記第一流れ線形化因子の関数として前記制御信号を変
えるステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記
載の方法。 - 【請求項６】 前記流れ線形化因子を決定するステップ
は、 所定の複数組の条件のための前記制御信号の関数として
ノズルからの非ニュートン流体の公知の流れに基づいて
一組の流れ線形化因子を決定するステップを含むことを
特徴とする請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記制御信号を発生するステップは、 前記ノズルと前記被加工物との間の相対移動と相関関係
のある工具速度信号をつくるステップと、 前記工具速度信号の関数として前記第一流れ線形化因子
を選択するステップと、 前記工具速度信号に前記第一流れ線形化因子を乗算し
て、線形化された工具速度値を発生するステップと、を
含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記制御信号を発生するステップは、 非ニュートン流体の流量と相関関係のある流体圧力を表
すフィードバック信号を発生するステップと、 前記フィードバック信号及び前記線形化された工具速度
値の関数として前記制御信号を発生し、それによって前
記非ニュートン流体に起因する流れの非線形性の関数と
して前記制御信号を補正し、計量弁に前記非ニュートン
流体の所望の流れを吐出させるステップと、を含むこと
を特徴とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 前記粘度変化の関数として前記工具速度
信号を調整するステップは、非ニュートン粘性特性に起
因する圧力流れ非線形性を表す動的流れ特性と、 剪断効果以外の現象により生ずる固有粘度変化と、のう
ちの少なくとも一つを補正するステップを含むことを特
徴とする請求項１に記載の方法。
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|---|---|---|---|
| US92494086A | 1986-10-30 | 1986-10-30 | |
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|---|---|---|---|
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| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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