JPH1052664A

JPH1052664A - 自動塗布装置

Info

Publication number: JPH1052664A
Application number: JP22786096A
Authority: JP
Inventors: Akikimi Suzuki; 章公鈴木; Takeshi Osumi; 剛士大住
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-24
Anticipated expiration: 2016-08-09
Also published as: JP2910032B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熟練を要せず短時間で最適な塗布条件を設定
できる自動塗布装置を提供する。【解決手段】自動塗布装置は、塗布剤を塗布するため
のディスペンサ５と、塗布対象（回路基板等）７を撮像
するカメラ３と、画像処理装置２とを備え、塗布対象７
を表示手段（ＣＲＴ等）１０上に画面表示する。その画
面上で、入力装置（マウス等）８を用いて塗布位置を指
定する。制御装置４は、ロボット１を制御して、指定さ
れた位置にディスペンサの吐出口９を移動させる。入力
装置８から、塗布剤の種類、塗布速度または塗布幅等の
塗布データを入力すると、制御装置４は、塗布データに
基づいてロボット１の移動速度およびディスペンサ５の
吐出圧の最適値を計算し、それによってロボット１およ
びディスペンサ５を制御する。温度センサ６は塗布剤周
辺の温度変化を検出し、温度変化に応じて、ロボット１
の移動速度やディスペンサ５の吐出圧が自動的に設定変
更される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動塗布装置に関
し、特に、ディスペンサ等によって回路基板等に自動的
に塗布剤を塗布する自動塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動塗布装置は、塗布剤を塗布す
るためのディスペンサと、ディスペンサの吐出口をＸ，
Ｙ，Ｚ，θ方向に移動、回転させる移動手段であるロボ
ットで構成されていた。

【０００３】この種の装置においてはディスペンサが移
動すべき位置（座標）を入力する必要があり、従来の座
標入力方法としては、ティーチングと呼ばれる入力方法
が一般的であった。ティーチングは、回路基板等の塗布
される物（塗布対象）を実際に自動塗布装置に搭載し、
ディスペンサの突出口を、塗布したい位置まで、ロボッ
トを制御して移動させロボットに座標値を覚え込ませる
方法である。このほか、図面等によって直接塗布位置を
計測し、ロボットの座標データを数値入力する方法もあ
る。

【０００４】さらに、その他の制御パラメータであるデ
ィスペンサの吐出圧、ロボットの移動速度の良否は、塗
布幅となってあらわれてくるので、実際に塗布して、所
要の塗布幅か否かの確認とディスペンサの吐出圧、ロボ
ット移動速度の調整作業を人が行わなければならなかっ
た。

【０００５】また、塗布剤は、温度に対し、粘性が変化
するため、作業場の温度環境により、所要の塗布幅か否
かの確認と、ディスペンサの吐出圧、ロボット移動速度
の再調整作業を行うか、作業場の温度環境をコントロー
ルする必要があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方式の第１の
問題点は、従来の座標入力方式では、多大な入力時間と
熟練を必要とするということである。その理由は、座標
入力方式にあっては、実際に塗布される物に対し、一連
の塗布作業を行わなければ、ロボットに座標値が入力で
きないからであり、一方、直接座標値を入力する方法の
場合は、図面等から、座標を読み、ロボット座標に変換
してから、ロボットに入力するため、多大な時間と作業
者の経験を必要としていたからである。

【０００７】第２の問題点は、従来の自動塗布装置の制
御方式では、多大な調整時間と経験とを要していた。そ
の理由は、従来の制御方式では、所要の塗布幅を得るた
めに、ディスペンサの吐出圧、ロボットロボットの移動
速度の調整作業を人手によって行っていたため、制御パ
ラメータが多く、かつ、ディスペンサの吐出圧、ロボッ
トの移動速度等の特性を考慮し、調整作業を行う必要が
あったからである。そのため、経験を必要とし、実際に
塗布し、確認しながら、制御パラメータを決定していく
ため、多大な調整時間を要していた。

【０００８】第３の問題点は、従来の自動塗布装置にお
いては、作業場の温度変化に対し、作業場の温度制御を
必要とするか、自動塗布装置の制御パラメータの再設定
を必要とした。その理由は、塗布剤は、温度により粘性
が顕著に変化するため、ディスペンサの吐出圧、ロボッ
トの移動速度等の制御パラメータが一定のとき温度変化
が生じた場合、塗布幅が変化するからである。このた
め、作業場の温度を一定にするか、または、温度変化に
対応した粘性に会わせ制御パラメータを変更する必要が
あった。

【０００９】そこで、本発明の第１の目的は、従来のテ
ィーチングのように、実際に一連の塗布作業を行うこと
なく、且つ、図面等から直接座標を算出し、ロボット座
標に変換する必要がなく、画像データ上で塗布位置を指
示し、ロボットへの塗布座標データを決定する入力方式
を提供することにある。

【００１０】第２の目的は、塗布剤、塗布幅または塗布
速度等の塗布データを入力して、最適な移動速度や吐出
圧を自動的に決定することにより、従来、必要とされて
いた再調整や経験を必要としない自動塗布装置を提供す
ることにある。

【００１１】第３の目的は、作業場の温度変が変化して
も、制御パラメータの再調整作業を必要としない自動塗
布装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、塗布剤を塗布するためのディス
ペンサと、塗布対象を撮像して画面に表示する手段と、
前記画面上で塗布位置を指定する手段と、指定された位
置に前記ディスペンサの吐出口を移動させる移動手段と
によって自動塗布装置を構成した。

【００１３】さらに、塗布剤の種類、塗布速度または塗
布幅等の塗布データを入力する入力手段を設け、この塗
布データに基づいて移動手段の移動速度およびディスペ
ンサの吐出圧を決定して移動手段およびディスペンサを
制御するようにした。

【００１４】また、塗布剤の周辺温度の温度を検出する
検出手段を設け、この温度に応じて移動手段の移動速度
およびディスペンサの吐出圧を決定するように構成し
た。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１の自動塗布装置は、塗
布剤を塗布するためのディスペンサ５と、塗布対象７
（ここでは回路基板）を撮像するカメラ３と、カメラ３
の画像データから塗布対象７の位置（座標）を求める画
像処理装置２と、画像を表示する表示手段（ＣＲＴ等）
１０と、画面上で塗布位置を指定したり、塗布剤の種
類、塗布速度または塗布幅等の塗布データを入力する入
力手段（マウス、キーボード等）８と、指定された位置
になるようにディスペンサの吐出口９をＸ，Ｙ，Ｚ，θ
方向に移動、回転させる移動手段としてのロボット１
と、塗布剤の周辺温度を検出する温度センサ６とを備え
ている。

【００１６】制御装置４は、例えばコンピュータ等によ
って構成され、入力装置８からのデータに基づいてディ
スペンサの吐出口の移動速度や吐出圧を計算して、それ
に応じてロボット１やディスペンサ５を制御する。

【００１７】次に図２ないし図４のフローチャートに基
づいて動作を説明する。まず、作業者は、表示装置に表
示される操作メニューから所要の塗布剤を選定する（ス
テップ２０１）。図５は表示装置の画面の一例を示し、
使用すべき塗布剤の番号を欄１１に入力する。次に、操
作メニューを切換え、画面を図６に示す座標入力メニュ
ーにする。座標入力メニューでは、カメラ３により投影
された塗布対象７が画像処理装置２を介して画像処理さ
れた画像７ａが表示されており、塗布対象７の座標が制
御装置４へ入力される（ステップ２０２）。次に入力手
段８（例えばマウス）により、塗布開始点１１と終了点
１２を画面の表示画像上にポインタで設定する（ステッ
プ２０３）。設定終了後、塗布開始点と終了点とは線１
３で結ばれ表示される。このとき塗布位置が不適当であ
れば修正する（ステップ２０４）。

【００１８】次に制御装置４は塗布条件を算出する（ス
テップ２０５）。ここでは、例えば、マウス８により指
定された塗布開始点１１と終了点１２の画素から、各点
を座標値に変換し、ロボットのＸ−Ｙ方向の移動開始点
と終了点のロボット制御データに変換する。さらにロボ
ットの基礎データ（ロボットのオフセット値等）を作成
する（ステップ２０６）。次いで塗布剤に対応した温度
と粘性データを読み込む（ステップ２０７）。このデー
タは例えば図７のデータ７１に示すように、塗布剤ごと
に使用温度と粘性との関係を規定したもので制御装置４
内の記憶手段に記憶されている。そして、温度センサか
ら温度を読み込み前記データ７１に基づいて粘性を算出
する（ステップ２０８）。この粘性の算出は、例えば、
図７に示すように、粘性η、温度Ｔとして、塗布剤の温
度特性（実測値、カタログ値）を多項式で補間した次式
（１）に基づいて行う。 η＝ｆ（Ｔ）（１）

【００１９】次に、希望する塗布幅と塗布速度を入力す
る（ステップ２０９）。この入力は、図６に示す座標入
力メニューで行う。塗布速度については、欄１４に、
「低速」、「中速」、「高速」のレベルの中から１つを
選択する。各レベルを選択すると塗布速度の最大値（ま
たは代表値）が決定される。塗布速度の入力は上記のよ
うにレベルを選択するのではなく、数値を入力するよう
にしてもよい。塗布幅については、欄１５に、希望する
数値を入力する。

【００２０】ステップ２１０においては、制御装置４
は、入力された塗布幅および塗布速度と、ステップ２０
８で求めた粘性とに基づいて、ディスペンサの吐出圧を
計算する。図８はその計算方法の一例を示すもので、デ
ータ８１には、各速度レベルにおける塗布幅と吐出圧と
の関係が示され、このデータ８１が粘性に応じて複数記
憶されている。吐出圧の計算は、吐出圧Ｐ、塗布幅Ｂ、
塗布速度Ｖ、粘性ηとして、ディスペンサの塗布特性を
多項式で補間した次式（２）によって行う。Ｐ＝ｆ（Ｂ）×Ｋ（Ｖ）×η （２）

【００２１】次に、吐出圧と塗布速度からロボットの移
動速度プロファイル（例えば時間の経過ごとに移動速度
を指定したもの）、ディスペンサの吐出圧プロファイル
（たとえば時間の経過ごとに吐出圧を指定したもの）を
作成する（ステップ２１１）。図９はその移動速度プロ
ファイルおよ吐出圧プロファイルの作成方法を示すフロ
ーチャートである。まずロボットの速度特性（制御可能
な特性）を制御装置４の記憶手段に記憶しておき、これ
を読み込む（ステップ８０１）。ロボットの速度特性に
は、指令速度を与えてからその速度に達するまでの時間
（立上り時間、立下り時間）等が含まれる。次にステッ
プ２０２（図２）で入力された座標データから移動距離
を算出し（ステップ８０２）、その移動距離を移動速度
で除して塗布時間を求める（ステップ８０３）。

【００２２】次いで塗布時間、速度特性、選択した塗布
速度から移動速度プロファイルを作成する（ステップ８
０４）。この移動速度プロファイルは、例えば、ある時
点における移動速度を、選択した塗布速度（最大速度ま
たは代表速度）に対する比率で指定したものである。次
に、移動速度プロファイルの各時点における移動速度に
対するディスペンサの吐出圧を（２）式によって求め
（ステップ８０５）、速度に対するディスペンサの吐出
圧プロファイルを作成する（ステップ８０６）。

【００２３】さて、図３のフローチャート（ステップ２
１２）へ戻って、次の入力作業があるかどうか（次の塗
布位置がかるかどうか）チェックする。次の入力作業が
あれば、ステップ２０２へ戻って同様の動作を繰り返
し、なければ以上のように作成した制御データを編集す
る（ステップ２１３）。次に実際に塗布作業に移行する
かどうかチェックして（ステップ２１４）、移行しない
のであればデータ作成だけで終了し、移行するのであれ
ば制御データをロボットおよびディスペンサへ送付する
（ステップ２１５）。

【００２４】次に、ロボットおよびディスペンサによる
塗布作業が終了したかどうかを判断して（ステップ２１
６）、終了であれば、これで装置の動作を終了させる。
終了していなければ、次の塗布作業へ移るわけだが、そ
の前に、塗布剤の周辺温度の変化を検出して、温度変化
があれば制御データの更新を行う。すなわち、ステップ
２１７において温度センサ６からの信号に基づいて温度
変化があったかどうか判断し、なければステップ２１４
（図３）へ移行する。温度変化があれば、前述したステ
ップ２０７からステップ２１１までと同様の手順で移動
速度および吐出圧プロファイルを作成する。

【００２５】すなわち、塗布剤に対応した温度と粘性デ
ータを読み込み（ステップ２１８）、温度センサから温
度を読み込んで、前記データから粘性を算出する（ステ
ップ２１９）。さらに、既に入力された塗布幅および塗
布速度と、ステップ２１９で求めた粘性とに基づいてデ
ィスペンサの吐出圧を計算する（ステップ２２０）。そ
して、吐出圧と塗布速度からロボットの移動速度プロフ
ァイル、ディスペンサの吐出圧プロファイルを作成し
（ステップ２２１）、座標データ以外の制御データを更
新する（ステップ２２２）。その後は、ステップ２１４
に戻って前述と同様の動作を行う。

【００２６】以上のようすれば、作業者は、塗布対象の
座標値を図面等から求めることなく、また、従来のティ
ーチングのように実際に一連の塗布作業を行いながら座
標値を決定する必要がない。さらに、塗布剤、塗布幅、
塗布速度を入力すると、制御部内のデータベースと制御
方法から適切な移動速度、吐出圧プロファイルが作成さ
れ、ディスペンサとロボットを時間軸で制御するため、
作業者が、自動塗布装置の最適な塗布状態になるよう各
パラメータを調整する必要がない。

【００２７】上記説明においては、塗布データとして、
塗布剤の種類、塗布速度、塗布幅等としたが、塗布デー
タとしては他のデータを用いてもよい。また、塗布デー
タのうちの１つまたは複数を作業者が入力し、その他は
装置によって設定されるようにしてもよい。あるいは塗
布データはすべて固定値として予め装置に設定しておい
て、作業者は塗布開始点と終了点だけを入力するように
してもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明の第１の効果は、塗布される物の
塗布開始点と終了点を画像上で指定できることにより、
データ入力が容易になることである。その理由は、塗布
されるものを画像処理し、画素を計測し、座標変換し
て、画像上で指定した点の座標を検出し、且つ開始点と
終了点を線で結ぶことにより塗布位置が可視可でき、修
正、確認が容易になるからである。

【００２９】本発明の第２の効果は、塗布データを入力
すれば、制御部がロボットとディスペンサを制御するパ
ラメータを決定するということである。これにより、デ
ータ入力が容易になる。その理由は、塗布データに基づ
いて、最適な移動速度や吐出圧を決定できるからであ
る。したがって、従来必要とされていた再調整や熟練が
なくても最適塗布を行うことができる。

【００３０】本発明の第３の効果は、作業場の温度が変
化しても、制御パラメータの再調整作業を必要としない
ことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す概略図。

【図２】塗布装置の動作を示すフローチャート。

【図３】塗布装置の動作を示すフローチャート。

【図４】塗布装置の動作を示すフローチャート。

【図５】塗布剤選定メニューを示す図。

【図６】座標入力メニューを示す図。

【図７】粘性の計算方法を説明する図。

【図８】吐出圧の計算方法を説明する図。

【図９】移動速度プロファイルおよび吐出圧プロファイ
ルの作成方法を説明する図。

【符号の説明】

１ロボット２画像処理装置３カメラ４制御装置５ディスペンサ６温度センサ７塗布対象（回路基板等）８入力装置（マウス、キーボード等）９ディスペンサ吐出口１０表示装置（ＣＲＴ等）１１塗布開始点１２終了点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布剤を塗布するためのディスペンサ
と、塗布対象を撮像して画面に表示する手段と、前記画
面上で塗布位置を指定する手段と、指定された位置に前
記ディスペンサの吐出口を移動させる移動手段とを備え
たことを特徴とする自動塗布装置。
【請求項２】塗布剤を塗布するためのディスペンサ
と、前記ディスペンサの吐出口を移動させる移動手段
と、塗布剤の種類、塗布速度または塗布幅等の塗布デー
タを入力する入力手段と、前記塗布データに基づいて前
記移動手段の移動速度および前記ディスペンサの吐出圧
を決定して前記移動手段および前記ディスペンサを制御
する制御手段とを備えたことを特徴とする自動塗布装
置。
【請求項３】前記塗布剤の周辺温度の温度を検出する
検出手段を設け、前記制御手段は、前記温度に応じて前
記移動手段の移動速度および前記ディスペンサの吐出圧
を決定する請求項２に記載の自動塗布装置。