KR101733368B1

KR101733368B1 - 유체 도포 시스템 및 유체 도포 방법

Info

Publication number: KR101733368B1
Application number: KR1020167009057A
Authority: KR
Inventors: 마사키 모리; 요시히로 스기노; 히데아키 와키자카
Original assignee: 헤이신 엘티디.
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2017-05-08
Also published as: TWI595932B; JP2015051403A; KR20160054540A; US10300503B2; CN105555418A; CN105555418B; US20160193621A1; JP6304617B2; DE112014004126T5; TW201532679A; WO2015033535A1

Abstract

유체 도포 시스템(10)은 워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치(20)와, 그 도포 장치(20)와 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치(30)와, 도포 장치(20)를 제어하는 제어 장치(11)를 구비한다. 제어 장치(11)는 동력원(22)의 출력을 조정함으로써 노즐(23)로부터의 유체의 토출량을 목표 변동량(F1)만큼 변동시킬 때, 노즐(23)의 내압력의 변화량이, 토출량의 목표 변동량(F1)으로부터 구해지는 노즐(23)의 내압력의 변화되어야 할 양(P1)이 되도록, 동력원(22)의 출력을, 토출량의 목표 변동량(F1)으로부터 구해지는 동력원(22)의 이론상의 출력(N1)을 일단 초과하는 값으로 하고, 그 후에 이론상의 출력(N1)으로 한다. 이에 의해, 노즐(23)로부터의 단위 시간당의 유체의 토출량을 변동시킬 때에 토출량의 응답 지연을 억제할 수 있다.

Description

유체 도포 시스템 및 유체 도포 방법 {FLUID APPLICATION SYSTEM AND FLUID APPLICATION METHOD}

본 발명은 노즐로부터 워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치와, 그 도포 장치와 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치를 포함하는 유체 도포 시스템에 관한 것이다. 또한, 그 유체 도포 시스템을 사용한 유체 도포 방법에 관한 것이다.

자동차, 전자 부재, 태양 전지 등의 제조 공정에서는, 접착제, 시일제, 절연제, 방열제, 시징 방지제 등의 유체를 워크 피스에 도포하는 경우가 있다. 워크 피스에 유체를 도포하기 위해, 유체 도포 시스템이 사용된다. 유체 도포 시스템은 워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치(예: 디스펜서)와, 그 도포 장치와 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치(예: 다관절 로봇)를 포함한다.

도포 장치는, 동력원(예: 모터)과, 그 동력원의 출력에 따라 단위 시간당의 유체의 공급량을 변화시키는 유체 공급 장치(예: 펌프, 액추에이터)와, 그 유체 공급 장치로부터 공급된 유체를 워크 피스에 토출하는 노즐을 구비한다. 워크 피스에 유체를 도포할 때, 도포 장치에 의해, 워크 피스 상의 유체의 선 폭이 일정해지도록 유체를 토출하면서, 이동 장치에 의해, 워크 피스에 대해 노즐을 직선상으로 이동시킨 후, 원호상으로 이동시키고, 또한 직선상으로 이동시키는 경우가 있다.

도 1은 워크 피스에 대한 노즐의 이동을 직선상, 원호상 및 직선상의 순으로 행한 경우에 워크 피스에 도포된 유체의 형태를 도시하는 모식도이다. 도 1에는 워크 피스(50)에 도포된 유체(51)의 영역을 빗금으로 나타냄과 함께, 도포 방향을 빗금 화살표로 나타낸다. 워크 피스(50)에 대한 노즐의 이동을 직선상, 원호상 및 직선상의 순으로 행하면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 워크 피스(50)에 도포된 유체(51)(이하, 간단히 「도포 유체」라고도 함)는 A 위치까지의 제1 직선부(51a), A 위치로부터 B 위치에 이르는 원호부(51b) 및 B 위치에서 시작되는 제2 직선부(51c)에 형성된다. 그때, 이동 장치에 의해 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우가 있다.

도 2a 내지 도 2d는 워크 피스에 대한 노즐의 이동을 직선상, 원호상 및 직선상의 순으로 행할 때에, 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우의 제어의 일례를 나타내는 모식도이다. 이들 도면 중, 도 2a는 경과 시간과 이동 속도의 관계를 나타낸다. 도 2b는 경과 시간과 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수의 관계를 나타낸다. 도 2c는 경과 시간과 노즐로부터의 토출량의 관계를 나타낸다. 도 2d는 워크 피스 상의 도포 유체의 형태를 도시한다. 도 2a 내지 도 2d에 나타내는 A 위치 및 B 위치는 상기 도 1에 나타내는 A 위치 및 B 위치에 각각 대응한다. 도 2d에는 토출량의 응답 지연이 억제된 이상적인 도포 유체의 형태를 이점쇄선으로 나타냄과 함께, 도포 방향을 빗금 화살표로 나타낸다.

도 2a에 나타낸 바와 같이, 워크 피스에 대해, 노즐은 제1 직선부를 직선상으로 고속으로 이동하고, 제1 직선부의 종점인 A 위치의 앞에서 감속을 개시하고 A 위치에서 감속을 종료한다. 노즐은 감속 종료 후에 원호부를 저속으로 이동한다. 노즐은 제2 직선부의 시점인 B 위치에서 가속을 개시하고, 가속 종료 후에는 고속으로 이동한다.

이와 같이 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우, 예를 들어 노즐과 워크 피스의 상대적인 이동 속도가 감소하면, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 하기 위해, 그 이동 속도의 감소에 따라 노즐로부터의 단위 시간당의 유체의 토출량(이하, 간단히 「토출량」이라고도 함)을 감소시킬 필요가 있다. 한편, 노즐과 워크 피스의 상대적인 이동 속도가 증가하면, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 하기 위해, 그 이동 속도의 증가에 따라 노즐로부터의 토출량을 증가시킬 필요가 있다.

여기서, 동력원(예: 모터)과, 유체 공급 장치(예: 펌프)와, 노즐을 구비한 상기의 도포 장치에 있어서, 동력원의 작동이 안정된 상태에 있으면, 토출량은 동력원의 출력(예: 모터의 회전수)과 정의 상관 관계를 갖고, 동력원의 출력이 증가하는 데 수반하여 토출량이 증가한다. 따라서, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 하기 위해, 워크 피스에 대한 노즐의 이동 속도의 변화에 따라 노즐로부터의 토출량을 제어하기 위해서는, 동력원의 출력(예: 모터의 회전수)을 변동시키면 된다.

구체적으로는, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 모터의 회전수가 일정한 상태로부터 노즐의 이동 속도의 감속에 따라 모터의 회전수를 감소시킨 후, 이동 속도가 저속이 되는 타이밍에서 모터의 회전수도 일정하게 한다. 그 후, 노즐의 이동 속도의 가속에 따라 모터의 회전수를 증가시킨 후, 이동 속도가 고속이 되는 타이밍에서 모터의 회전수도 일정하게 한다.

이와 같이 노즐의 이동 속도의 변화에 따라 모터의 회전수를 변동시킬 때, 모터의 회전수의 변화에 대해 토출량의 변화가 추종하는 데 시간을 필요로 하고, 토출량의 응답 지연이 발생한다. 이에 의해, 도포 유체의 선 폭이 변화되기 때문에, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 할 수 없다.

구체적으로는, 도 2c에 나타낸 바와 같이 노즐로부터의 유체의 토출량은 응답 지연에 의해 노즐의 이동 속도의 변화에 추종하지 않는다. 이로 인해, 도포 유체의 선 폭도 일정해지지 않는다. 그 결과, 도 2d에 나타낸 바와 같이, 도포 유체의 선 폭은 원호부 및 이 원호부에 연결되는 제2 직선부의 일부에서 굵어진다.

도포 장치 및 이동 장치를 포함하는 유체 도포 시스템을 사용한 유체 도포 방법에 관하여, 종래부터 다양한 기술이 제안되어 있다[예를 들어, 일본 특허 제5154879호 공보(특허문헌 1) 및 일본 특허 제3769261호 공보(특허문헌 2)]. 특허문헌 1은 액체 재료의 도포 방법을 개시한다. 이 도포 방법에서는 테이블 상에 적재된 워크 피스와, 워크 피스와 대향하는 스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛을 비일정 속도로 상대 이동시키고, 액체 재료의 토출량을 비일정하고 연속적으로 도포한다. 구체적으로는, 액체 재료의 토출량을 변화시킬 때, 스크루의 회전수를 일정한 기울기로 소정의 변화 비율이 될 때까지 변동시킨다.

특허문헌 1의 도포 방법은 스크루의 회전수를 변동시키는 과정에서 스크루 회전수의 변화의 개시 위치와 스크루 회전수의 변화 비율을 조정하기 위해, 응답 시간 산출 공정, 응답 시간 조정 공정 및 토출량 조정 공정을 포함한다. 응답 시간 산출 공정은 도포의 개시 전에 있어서, 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 산출한다. 응답 시간 조정 공정은 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 조정한다. 토출량 조정 공정은 도포된 액체 재료의 단위 길이당의 체적이 일정해지도록 토출량을 조정한다. 특허문헌 1에서는 그 도포 방법에 의해, 원호부와 직선부로 구성되는 도포 패턴의 형성에 있어서, 원호부와 직선부에서 이동 속도가 변화되는 경우에, 액체 재료의 도포량 및 형태를 균일하게 유지할 수 있는 것으로 하고 있다.

특허문헌 2는 디스플레이 패널의 패턴 형성 방법을 개시한다. 이 패턴 형성 방법에서는 기판에 대해 디스펜서가 상대적으로 이동하면서, 디스펜서가 페이스트를 토출시킴으로써, 기판에 소정의 패턴의 페이스트층을 형성한다. 그 디스펜서로서는, 나사 홈식 디스펜서가 사용되거나, 2자유도 액추에이터를 구비하는 디스펜서(이하, 「2자유도 액추에이터가 부착된 디스펜서」라고도 함)가 사용된다. 2자유도 액추에이터가 부착된 디스펜서는 제1 액추에이터와, 제2 액추에이터를 조합한 디스펜서이다. 제1 액추에이터는 피스톤을 직선 구동함으로써 피스톤의 토출측의 단부면에 정 또는 부의 스퀴즈 압력을 발생시킨다. 제2 액추에이터는 나사 홈이 형성된 피스톤을 회전시키고 펌핑 압력을 발생시켜, 도포 유체를 토출측으로 압송한다.

특허문헌 2의 패턴 형성 방법에서 나사 홈식 디스펜서를 사용하는 경우, 도포 개시 시에, 나사 홈의 회전을 가속시킨 후, 신속히 정상 회전으로 복귀시킨다. 이에 의해, 토출 개시 직후에 표면 장력에 견디는 운동 에너지가 유체에 부여되기 때문에, 노즐 선단에 유체의 덩어리를 만드는 일 없이 도포를 개시할 수 있다. 한편, 도포의 종료 시에, 나사 홈의 회전을 급속히 감속하여 정지시킴으로써, 노즐 선단의 유체 덩어리를 약간의 상태로 할 수 있고, 도포를 재개할 때의 유체의 늘어져 떨어짐을 방지할 수 있다.

또한, 특허문헌 2의 패턴 형성 방법에서 2자유도 액추에이터가 구비된 디스펜서를 사용하는 경우, 도포의 개시 시에, 피스톤을 강하시킴과 동시에 디스펜서에 페이스트를 공급하는 마스터 펌프의 모터 회전을 개시시키고, 그 후, 모터를 회전시키면서 디스펜서를 상대적으로 주행시킴으로써 페이스트를 토출한다. 이에 의해, 합성 압력에, 피스톤의 하강에 수반하는 스퀴즈 효과에 의해 급준한 피크 압력(오버 슈트)이 발생하고, 노즐 선단에 유체의 덩어리를 만드는 일 없이 도포를 개시할 수 있다. 여기서, 합성 압력은 피스톤을 구비하는 제1 액추에이터에 의한 스퀴즈 압력(제1 액추에이터의 출구측 압력)과, 나사식의 제2 액추에이터에 의한 펌핑 압력(제2 액추에이터의 출구측 압력)을 더한 압력이다.

한편, 도포의 종료 시에는 피스톤을 상승시킴과 동시에 모터의 회전을 정지시켜, 페이스트의 토출을 차단한다. 이에 의해, 상기의 합성 압력이 급준하게 강하하여, 노즐 선단의 유체의 덩어리를 노즐 내부에 약간의 양을 흡인시키는 석백의 효과가 얻어지고, 그 결과, 유체의 덩어리의 늘어져 떨어짐 등의 트러블을 피할 수 있다.

그런데, 하기의 도 3에 나타낸 바와 같이, 워크 피스(50)에 도포되는 유체(51)의 선 폭을 도중에 변화시키는 경우가 있다.

도 3은 선 폭이 도중에 변화되는 경우의 워크 피스에 도포된 유체의 형태를 도시하는 모식도이다. 도 3에는 워크 피스(50) 상의 도포 유체(51)의 영역을 빗금으로 나타낸다. 도 3에 도시하는 도포 유체(51)는 선 폭이 도중에 변화되고, 제1 가는 선부(51d), 굵은 선부(51e) 및 제2 가는 선부(51f)가 그 순서대로 출현한다.

이와 같은 제1 가는 선부(51d), 굵은 선부(51e) 및 제2 가는 선부(51f)에 의해 구성되는 도포 유체(51)는, 예를 들어 하기 (1) 내지 (3)의 수순 A를 거쳐서 형성된다.

(1) 토출구가 가로로 길고 직사각 형상인 평노즐을 사용하여, 가는 선부(51d 및 51f)와 동일한 선 폭이 되도록 유체를 토출하고, C 위치까지의 제1 가는 선부(51d)의 영역에 도포 유체를 형성한다.

(2) 계속해서, C 위치로부터 D 위치까지의 굵은 선부(51e)의 영역에 유체를 도포하지 않고 굵은 선부(51e)의 영역을 통과시킨 후, 유체의 토출을 재개하고, D 위치로부터의 제2 가는 선부(51f)의 영역에 도포 유체를 형성한다.

(3) 마지막으로, 굵은 선부(51e)와 동일한 선 폭이 되도록 유체를 토출하고, C 위치로부터 D 위치까지의 굵은 선부(51e)의 영역에 도포 유체를 형성한다.

이와 같은 수순 A에 의하면, 가는 선부의 영역에 유체를 도포할 때와, 굵은 선부의 영역에 유체를 도포할 때에, 도포 장치의 노즐을 교환할 필요가 있다. 이 노즐 교환을 수작업으로 행하는 경우, 장치를 정지한 상태에서 작업을 행하므로, 도포의 중단 시간이 길어져, 제조 효율이 저하된다. 생력화한 노즐 교환을 실현하기 위해서는, 노즐 교환 장치가 사용된다.

노즐 교환 장치에 관하여, 종래부터 다양한 기술이 제안되어 있다[예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2010-104945호 공보(특허문헌 3)]. 특허문헌 3은 도포 장치 및 이동 장치를 사용하는 유체 도포에 이용하는 것이 가능한 교환 기능을 구비한 노즐 장치를 개시한다. 그 교환 기능을 구비한 노즐 장치는 교환 기능을 구비한 노즐과, 걸림 결합부와, 피걸림 결합부를 포함한다. 교환 기능을 구비한 노즐은 복수의 노즐이 설치되어 있는 회전부와, 이 회전부를 회전 가능하게 보유 지지하는 베이스부를 구비하고, 베이스부의 유체 공급구로부터 공급되는 유체를, 복수의 노즐 중 원하는 노즐로부터 토출시키기 위해, 원하는 노즐을 소정의 토출 위치로 회전 이동시킬 수 있다. 걸림 결합부는 회전부에 설치된다. 피걸림 결합부는 고정측부에 설치되어 걸림 결합부에 결합 분리 가능하게 걸림 결합된다.

특허문헌 3의 교환 기능을 구비한 노즐 장치는 걸림 결합부를 피걸림 결합부에 걸림 결합시킨 상태에서, 베이스부를 이동시킴으로써, 원하는 노즐을 토출 위치로 회전 이동시킨다. 이에 의해, 원하는 노즐을 토출 위치로 회전 이동시키기 위한 노즐 교환용 구동 기구가 불필요해져, 도포 장치를 소형화할 수 있음과 함께 장치 비용을 저감할 수 있다.

일본 특허 제5154879호 공보 일본 특허 제3769261호 공보 일본 특허 출원 공개 제2010-104945호 공보

상기와 같이, 도포 장치 및 이동 장치를 포함하는 유체 도포 시스템을 사용하여, 워크 피스에 선 폭을 일정하게 하여 유체를 도포할 때, 워크 피스에 대한 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우가 있다. 이 경우, 노즐의 이동 속도의 변화에 따라 모터(동력원)의 회전수를 변동시키고, 이에 의해 노즐로부터의 토출량을 제어하면, 토출량의 응답 지연에 의해 도포 유체의 선 폭이 변화되어, 선 폭을 일정하게 할 수 없다.

이 점에서, 상기한 특허문헌 1의 기술에서는 스크루 회전수의 변화 개시 위치와 스크루 회전수의 변화 비율을 조정하고, 이에 의해, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 하는 것을 도모하고 있다. 그러나, 특허문헌 1의 기술에 의해, 노즐로부터의 토출량의 응답 지연을 약간은 개선할 수 있지만, 그 효과는 불충분하여, 여전히 토출량의 응답 지연에 기인하여 도포 유체의 선 폭이 변화된다.

또한, 상기한 나사 홈식 디스펜서를 사용하는 특허문헌 2의 기술에서는, 도포 개시 시에, 나사 홈의 회전을 가속시킨 후, 신속히 정상 회전으로 복귀시키고, 도포의 종료 시에, 나사 홈의 회전을 급속히 감속하여 정지시킨다. 그러나, 특허문헌 2에서는 도포의 도중에 노즐의 이동 속도를 변화시키는 것에 대해 전혀 검토되어 있지 않다. 또한, 그 특허문헌 2의 기술에, 도포의 도중에 노즐의 이동 속도를 변화시키는 것을 간단히 적용해도, 토출량의 오버 슈트나 언더 슈트에 의해 도포 유체의 선 폭이 변화되는 경우가 있다.

또한, 상기한 2자유도 액추에이터가 부착된 디스펜서를 사용하는 특허문헌 2의 기술에서는 합성 압력(제1 액추에이터에 의한 스퀴즈 압력과, 나사식의 제2 액추에이터에 의한 펌핑 압력을 더한 압력)을 도포의 개시 시와 종료 시에 이용하고 있다. 그러나, 특허문헌 2에서는 합성 압력을 토출량의 제어에 이용하고 있지 않다.

한편, 상기와 같이, 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭이 도중에 변화되는 경우, 가는 선부의 영역에 유체를 도포할 때와, 굵은 선부의 영역에 유체를 도포할 때에 도포 장치의 노즐을 교환할 필요가 있다. 이 점에서, 특허문헌 3의 노즐 교환 장치를 사용할 수 있다. 그러나, 노즐 교환에 기인하여 제조 효율이 저하되는 것에 변함은 없고, 노즐 교환 장치의 설치에 의해 설비 비용이 상승한다. 이로 인해, 노즐 교환하지 않고 유체를 도포하는 것이 요망된다.

또한, 상기의 수순 A에서는, 우선 가는 선부를 마무리하고, 그 후에 굵은 선부를 마무리할 필요가 있다. 이 점에서, 더 한층의 효율화를 위해, 가는 선부 및 굵은 선부의 각 영역에 연속해서 유체를 도포함으로써, 한 번에 마무리하는 것이 요망된다. 가는 선부 및 굵은 선부를 한 번에 마무리하는 경우, 가는 선부의 영역과 굵은 선부의 영역의 각 경계에서 모터의 회전수를 변동시킴으로써 토출량을 변화시킬 필요가 있다.

도 4a 내지 도 4c는 선 폭이 도중에 변화되는 경우에 유체를 한 번에 도포할 때의 제어의 일례를 도시하는 모식도이다. 이들 도면 중, 도 4a는 경과 시간과 이동 속도의 관계를 나타낸다. 도 4b는 경과 시간과 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수의 관계를 나타낸다. 도 4c는 워크 피스 상의 도포 유체의 형태를 나타낸다. 도 4a 내지 도 4c에는 상기 도 3에 도시한 바와 같은 제1 가는 선부(51d), 굵은 선부(51e) 및 제2 가는 선부(51f)로 구성되는 도포 유체를 형성하는 상황을 나타낸다. 도 4a 내지 도 4c에 나타내는 C 위치 및 D 위치는 상기 도 3에 도시하는 C 위치 및 D 위치에 각각 대응한다. 도 4c에는 토출량의 응답 지연이 억제된 이상적인 도포 유체의 형태를 파선으로 나타냄과 함께, 도포 방향을 빗금 화살표로 나타낸다.

도 4a에 나타낸 바와 같이, 워크 피스에 대한 노즐의 이동 속도를 일정하게 하고, 도 4b에 나타낸 바와 같이 가는 선부의 영역과 굵은 선부의 영역의 각 경계에서 모터의 회전수를 변화시킨다. 이와 같은 노즐의 이동 속도 및 모터의 회전수로 유체를 도포하면, 도 4c에 나타낸 바와 같이, 가는 선부와 굵은 선부의 각 경계에, 토출량의 응답 지연에 기인하여 선 폭이 희미하게 변화되는 부분(51g)이 형성된다. 이로 인해, 도포 유체의 선 폭을 도중에 변화시키는 경우, 한 번에 도포할 수 없다.

본 발명은 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은 노즐로부터의 단위 시간당의 유체의 토출량을 변동시킬 때 토출량의 응답 지연을 억제할 수 있는 유체 도포 시스템 및 유체 도포 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 형태에 의한 유체 도포 시스템은,

워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치와, 그 도포 장치와 상기 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치와, 상기 도포 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 유체 도포 시스템이다.

상기 도포 장치는 동력원과, 그 동력원의 출력에 따라 단위 시간당의 상기 유체의 공급량을 변화시키는 유체 공급 장치와, 그 유체 공급 장치로부터 공급된 상기 유체를 워크 피스에 토출하는 노즐을 구비한다.

상기 제어 장치는,

도포의 개시부터 종료에 이르는 과정에서 상기 동력원의 출력을 조정함으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 변동시킬 때,

상기 노즐의 내압력의 변화량이, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 노즐의 내압력의 변화되어야 할 양이 되도록, 상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하는 값으로 하고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 한다.

상기의 시스템은 다음의 구성으로 할 수 있다:

상기 제어 장치는,

상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭이 일정해지도록 상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 감소시키고, 이 이동 속도의 감소에 따라 상기 동력원의 출력을 감소시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 감소시킬 때,

상기 노즐의 내압력의 변화량이, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 노즐의 내압력의 강하해야 할 양이 되도록, 상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 한다.

상기의 시스템은 다음의 구성으로 할 수 있다:

상기 제어 장치는,

상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭이 일정해지도록 상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 증가시키고, 그 이동 속도의 증가에 따라 상기 동력원의 출력을 증가시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 증가시킬 때,

상기 노즐의 내압력의 변화량이, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 노즐의 내압력의 상승해야 할 양이 되도록, 상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 증가시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 한다.

상기의 시스템은 다음의 구성으로 할 수 있다:

상기 제어 장치는,

상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 일정하게 한 상태에서, 상기 동력원의 출력을 감소시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 감소시키고, 이 토출량의 감소에 수반하여 상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 가늘게 할 때,

상기의 시스템은 다음의 구성으로 할 수 있다:

상기 제어 장치는,

상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 일정하게 한 상태에서, 상기 동력원의 출력을 증가시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 증가시키고, 이 토출량의 증가에 수반하여 상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 굵게 할 때,

상기의 시스템은 다음의 구성으로 할 수 있다:

상기 유체가 압축성을 갖는 유체이다.

상기의 시스템은 다음의 구성으로 할 수 있다:

상기 유체 공급 장치는,

상기 동력원의 출력에 따라 운동하는 운동자와,

상기 운동자를 수용함과 함께, 상기 운동자의 운동에 수반하여 유체를 송출하는 공간을 형성하는 공간 형성 부재를 구비한다.

상기의 시스템은 다음의 구성으로 할 수 있다:

상기 유체 공급 장치는 1축 편심 나사 펌프이고, 상기 운동자로서 수나사형의 로터와, 상기 공간 형성 부재로서 암나사형의 스테이터를 구비한다.

상기의 시스템은 다음의 구성으로 할 수 있다:

상기 이동 장치는 상기 도포 장치를 이동시키는 다관절 로봇이다.

본 발명의 실시 형태에 의한 유체 도포 방법은,

워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치와, 그 도포 장치와 상기 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치를 포함하는 유체 도포 시스템을 사용하여 상기 워크 피스에 유체를 도포하는 방법이다.

본 발명의 유체 도포 시스템 및 유체 도포 방법은 동력원의 출력을 조정함으로써 노즐로부터의 유체의 토출량을 변동시킬 때, 토출량의 응답 지연을 억제할 수 있다. 이로 인해, 도포 유체의 선 폭이 일정해지도록 워크 피스에 유체를 도포할 때에, 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 할 수 있다. 또한, 도포 유체의 선 폭을 변화시켜 유체를 도포하는 경우, 굵은 선부와 가는 선부의 경계에, 선 폭이 희미하게 변화되는 부분이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 한 번에 도포가 가능해진다.

도 1은 워크 피스에 대한 노즐의 이동을 직선상, 원호상 및 직선상의 순으로 행한 경우에 워크 피스에 도포된 유체의 형태를 도시하는 모식도이다.
도 2a는 워크 피스에 대한 노즐의 이동을 직선상, 원호상 및 직선상의 순으로 행할 때에, 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 이동 속도의 관계를 나타낸다.
도 2b는 워크 피스에 대한 노즐의 이동을 직선상, 원호상 및 직선상의 순으로 행할 때에, 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수의 관계를 나타낸다.
도 2c는 워크 피스에 대한 노즐의 이동을 직선상, 원호상 및 직선상의 순으로 행할 때에, 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 노즐로부터의 토출량의 관계를 나타낸다.
도 2d는 워크 피스에 대한 노즐의 이동을 직선상, 원호상 및 직선상의 순으로 행할 때에, 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 워크 피스 상의 도포 유체의 형태를 나타낸다.
도 3은 선 폭이 도중에 변화되는 경우의 워크 피스에 도포된 유체의 형태를 도시하는 모식도이다.
도 4a는 선 폭이 도중에 변화되는 경우에 유체를 한 번에 도포할 때의 제어의 일례를 도시하는 도면이며, 경과 시간과 이동 속도의 관계를 나타낸다.
도 4b는 선 폭이 도중에 변화되는 경우에 유체를 한 번에 도포할 때의 제어의 일례를 도시하는 도면이며, 경과 시간과 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수의 관계를 나타낸다.
도 4c는 선 폭이 도중에 변화되는 경우에 유체를 한 번에 도포할 때의 제어의 일례를 도시하는 도면이며, 워크 피스 상의 도포 유체의 형태를 나타낸다.
도 5는 워크 피스에 대한 노즐의 이동 속도의 변화에 따라 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수를 변동시키고, 이에 의해 토출량을 제어하는 경우의 경과 시간과 노즐의 내압력의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태인 유체 도포 시스템의 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 7a는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 이동 속도의 관계를 나타낸다.
도 7b는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수의 관계를 나타낸다.
도 7c는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 노즐의 내압력의 관계를 나타낸다.
도 7d는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 노즐로부터의 토출량의 관계를 나타낸다.
도 7e는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 워크 피스 상의 도포 유체의 형태를 나타낸다.
도 8a는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 이동 속도의 관계를 나타낸다.
도 8b는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수의 관계를 나타낸다.
도 8c는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 노즐의 내압력의 관계를 나타낸다.
도 8d는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 경과 시간과 노즐로부터의 토출량의 관계를 나타낸다.
도 8e는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이며, 워크 피스 상의 도포 유체의 형태를 나타낸다.
도 9는 유체 공급 장치로서 적합한 1축 편심 나사 펌프의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 10a는 비교예의 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 10b는 본 발명예의 시험 결과를 나타내는 도면이다.

본 발명자들은 노즐로부터의 토출량의 응답 지연을 억제하기 위해, 도포 장치에 있어서의 유체의 압력에 착안하여 예의 검토를 거듭함과 함께, 다양한 시험을 행하였다. 그 결과, 상기 특허문헌 2에 기재된 바와 같은 액추에이터(유체 공급 장치)의 출구측 압력이 아니라, 노즐의 내압력이 토출량의 응답 지연에 강하게 영향을 미치는 것을 발견하였다.

일반적으로, 노즐의 토출구는 유체 공급 장치의 출구보다도 조여져 있으므로, 노즐의 내압력은 스퀴즈 효과에 의해 유체 공급 장치의 출구측 압력에 비해 높아진다. 이 노즐의 내압력과 유체 공급 장치의 출구측 압력의 차는 일정하지 않고, 토출량, 그 변화량, 노즐의 토출구의 내경, 유체의 점도, 펌프(유체 공급 장치)의 특성 등에 따라 변화된다. 이로 인해, 노즐의 내압력을 고려하는 것이 중요해진다.

도 5는 워크 피스에 대한 노즐의 이동 속도의 변화에 따라 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수를 변동시키고, 이에 의해 토출량을 제어하는 경우에 있어서의 경과 시간과 노즐의 내압력의 관계를 나타내는 모식도이다. 도 5에는 상기 도 2a에 나타내는 경과 시간과 이동 속도의 관계에 있어서, 상기 도 2b에 나타내는 경과 시간과 모터의 회전수의 관계에 따라 토출량을 변동시킬 때의 노즐의 내압력을 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 노즐의 내압력은 상기 도 2b에 나타내는 모터 회전수의 변화에 추종하지 않고, 지연되어 변동된다.

도포 유체의 선 폭을 일정하게 하면서 노즐의 이동 속도를 변화시키는 경우, 노즐의 내압력이 이동 속도의 변화에 추종하도록 동력원의 출력을 조정하면, 토출량의 응답 지연이 억제된다. 그 결과, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 할 수 있다. 또한, 선 폭이 도중에 변화되는 도포 유체를 한 번에 도포하는 경우, 노즐의 내압력이 선 폭의 변화에 추종하도록 동력원의 출력을 조정하면, 토출량의 응답 지연이 억제된다. 그 결과, 가는 선부와 굵은 선부의 경계에, 선 폭이 희미하게 변화되는 부분이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 한 번에 도포가 가능해진다.

본 발명은 상기의 발견에 기초하여 완성한 것이다. 이하에, 본 발명의 유체 도포 시스템 및 유체 도포 방법의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

[유체 도포 시스템의 구성예]

도 6은 본 발명의 일 실시 형태인 유체 도포 시스템의 구성예를 도시하는 모식도이다. 도 6에 도시하는 유체 도포 시스템(10)은 워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치(20)와, 그 도포 장치(20)와 워크 피스(도시 생략)를 상대적으로 이동시키는 이동 장치(30)와, 도포 장치(20)를 제어하는 제어 장치(11)를 포함한다.

도포 장치(20)는 동력원인 모터(22)와, 유체 공급 장치인 펌프(21)와, 펌프(21)의 선단에 장착된 노즐(23)을 구비한다. 펌프(21)는 모터(22)의 출력(회전수)에 따라 단위 시간당의 유체의 공급량을 변화시키는 것이 가능하다. 노즐(23)은 유체 공급 장치(21)로부터 공급된 유체를 워크 피스에 토출하고, 워크 피스 상에 유체를 도포한다. 모터(22)는 케이블에 의해 제어 장치(11)에 접속된다. 제어 장치(11)는 모터(22)의 회전수 및 회전의 방향(정회전 또는 역회전)을 명령함과 함께, 실제의 모터(22)의 회전수를 검출한다. 노즐(23)의 내부에는 내압력을 측정하는 압력계(도시 생략)가 배치되어 있고, 그 측정 결과는 제어 장치(11)에 출력된다.

도포 장치(20)의 펌프(21)는 배관(25)(예: 플렉시블 호스)을 통해 유체 급인 장치(24)에 접속된다. 유체 급인 장치(24)는 드럼통 등의 용기(26)에 저류되어 있는 유체(도시 생략)를 급인하고, 급인한 유체를 배관(25)을 통해 펌프(21)에 공급한다.

이동 장치(30)는 다관절 로봇(31)과, 그 다관절 로봇(31)의 동작을 제어하는 로봇 컨트롤러(32)를 포함한다. 다관절 로봇(31)이 구비하는 아암의 선단에 도포 장치(20)가 장착된다. 도 6에 도시하는 유체 도포 시스템(10)에서는 워크 피스가 고정되는 한편, 다관절 로봇(31)에 의해 펌프(21)가 이동한다. 이에 의해, 도포 장치(20)와 워크 피스의 상대적인 이동이 실현된다. 로봇 컨트롤러(32)는 케이블에 의해 다관절 로봇(31)과 제어 장치(11)에 접속된다. 로봇 컨트롤러(32)는 제어 장치(11)로부터의 입력에 따라 다관절 로봇(31)에 동작 신호를 출력함과 함께, 다관절 로봇(31)의 이동 속도 및 위치 정보 등을 제어 장치(11)에 출력한다.

제어 장치(11)는 노즐(23)의 내압력을 고려하면서 펌프(21)(동력원)의 출력을 조정하여, 노즐(23)로부터의 유체의 토출량 및 그 토출량의 변동량을 제어한다.

[토출량의 제어]

본 실시 형태에 의한 토출량의 제어는 도포의 개시부터 종료에 이르는 과정에서 동력원의 출력을 조정하고, 이에 의해 노즐로부터의 단위 시간당의 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 변동시키는 경우를 대상으로 한다. 여기서, 목표 변동량이라 함은, 변동 후의 토출량과 변동 전의 토출량의 차이다.

또한, 도포의 개시 시 및 도포의 종료 시에는 종래의 일반적인 방법에 의해 토출량을 제어하면 된다. 또한, 도포의 개시 시 및 도포의 종료 시의 토출량의 제어는 본 실시 형태의 유체 도포 시스템이 구비하는 제어 장치(11)에 실장해도 된다.

도포의 개시부터 종료에 이르는 과정에서 토출량을 변동시키는 경우라 함은, 구체적으로는, 워크 피스에 도포 유체의 선 폭이 일정해지도록 유체를 도포할 때, 워크 피스에 대한 노즐의 이동 속도의 변화에 따라 토출량을 변동시키는 경우가 해당된다. 그 밖에, 워크 피스에 대한 노즐의 이동 속도를 일정하게 하여 유체를 도포할 때, 도포 유체의 선 폭의 변화에 따라 토출량을 변동시키는 경우가 해당된다.

여기서, 동력원의 작동이 안정된 상태이면, 노즐로부터의 토출량은 노즐의 내압력과 정의 상관 관계를 갖고, 노즐의 내압력이 증가하는 데 수반하여 노즐로부터의 토출량도 증가한다. 이와 같은 정의 상관 관계를 이용하여, 본 실시 형태에 의한 토출량의 제어에서는 토출량의 목표 변동량으로부터 노즐의 내압력의 변화되어야 할 양을 구한다.

또한, 상기와 같이, 동력원의 작동이 안정된 상태이면, 노즐로부터의 토출량은 동력원의 출력과 정의 상관 관계를 갖고, 동력원의 출력이 증가하는 데 수반하여 노즐로부터의 토출량도 증가한다. 이와 같은 정의 상관 관계를 이용하여, 본 실시 형태에 의한 토출량의 제어에서는 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 동력원의 이론상의 출력을 구한다. 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 동력원의 이론상의 출력이라 함은, 동력원의 작동이 안정된 상태에 있어서 목표 변동량만큼 변동된 후의 토출량이 얻어지는 동력원의 출력이다.

그리고, 본 실시 형태에 의한 토출량의 제어에서는 노즐의 내압력의 변화량이 노즐의 내압력의 변화되어야 할 양이 되도록, 동력원의 출력을, 이론상의 출력을 일단 초과하는 값으로 하고, 그 후에 이론상의 출력으로 한다. 이와 같이 동력원의 출력을, 이론상의 출력을 일단 초과하는 값으로 함으로써, 환언하면, 일시적으로 동력원의 출력을 과도하게 조정함으로써, 노즐의 내압력의 변화에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 동력원의 출력을, 노즐의 내압력의 변화되어야 할 양이 되도록 조정함으로써, 토출량의 변동량이 목표 변동량에 대해 오버 슈트하거나, 언더 슈트하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 노즐로부터의 토출량의 응답 지연이 억제되어, 토출량의 변동량을 목표 변동량으로 제어할 수 있다.

이하에서는, 워크 피스에 도포 유체의 선 폭이 일정해지도록 유체를 도포할 때에, 노즐의 이동 속도의 변화에 따라 토출량을 변동시키는 실시 형태(이하에서는, 「제1 실시 형태」라고도 함) 및 이동 속도를 일정하게 하여 유체를 도포할 때에, 도포 유체의 선 폭의 변화에 따라 토출량을 변동시키는 실시 형태(이하에서는, 「제2 실시 형태」라고도 함)에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

[제1 실시 형태]

도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이다. 이 도면 중, 도 7a는 경과 시간과 이동 속도의 관계를 나타낸다. 도 7b는 경과 시간과 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수의 관계를 나타낸다. 도 7c는 경과 시간과 노즐의 내압력의 관계를 나타낸다. 도 7d는 경과 시간과 노즐로부터의 토출량의 관계를 나타낸다. 도 7e는 워크 피스 상의 도포 유체의 형태를 나타낸다. 도 7a 내지 도 7e에는 상기 도 1에 도시한 바와 같은 제1 직선부(51a), 원호부(51b) 및 제2 직선부(51c)로 구성되는 도포 유체를 형성하는 상황을 나타낸다. 도 7a 내지 도 7e에 나타내는 A 위치 및 B 위치는 상기 도 1 및 도 2a 내지 도 2d에 나타내는 A 위치 및 B 위치에 각각 대응한다. 도 7a 내지 도 7e에 나타내는 상황은, 도 7a에 나타낸 바와 같이 상기 도 2a와 동일한 경과 시간과 이동 속도의 관계를 확보하면서, 상기 도 6에 도시하는 유체 도포 시스템을 사용하여 유체의 도포를 행하는 상황이다.

도 7a에 나타낸 바와 같이, A 위치 근방에서는 워크 피스에 대한 노즐의 이동 속도가 감소한다. 이때, 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 일정하게 하기 위해서는, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 노즐의 이동 속도의 감소에 따라 동력원의 출력(모터의 회전수)을 감소시키고, 이에 의해 토출량을 목표 변동량 F1(도 7d 참조)만큼 감소시킬 필요가 있다.

본 실시 형태에 의한 토출량의 제어에서는 노즐의 내압력과 노즐의 토출량의 관계를 이용하여 토출량의 목표 변동량 F1로부터 노즐의 내압력의 강하해야 할 양 P1(도 7c 참조)을 구한다. 또한, 모터의 회전수(동력원의 출력)와 노즐로부터의 토출량의 관계를 이용하여 토출량의 목표 변동량 F1로부터 동력원의 이론상의 회전수(출력) N1을 구한다. 그리고, 노즐의 내압력의 변화량이 강하해야 할 양 P1이 되도록, 모터의 회전수(동력원의 출력)를, 이론상의 회전수(출력) N1을 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 이론상의 회전수(출력) N1로 한다(도 7b 참조). 이에 의해, 토출량의 응답 지연이 억제되어, 도 7e에 나타낸 바와 같이, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 도 7a에 나타낸 바와 같이, B 위치 근방에서는 워크 피스에 대한 노즐의 이동 속도가 증가한다. 이때, 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 일정하게 하기 위해서는, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 노즐의 이동 속도의 증가에 따라 동력원의 출력(모터의 회전수)을 증가시키고, 이에 의해 토출량을 목표 변동량 F2(도 7d 참조)만큼 증가시킬 필요가 있다.

본 실시 형태에 의한 토출량의 제어에서는 노즐의 내압력과 노즐의 토출량의 관계를 이용하여 토출량의 목표 변동량 F2로부터 노즐의 내압력의 상승해야 할 양 P2(도 7c 참조)를 구한다. 또한, 모터의 회전수(동력원의 출력)와 노즐로부터의 토출량의 관계를 이용하여 토출량의 목표 변동량 F2로부터 동력원의 이론상의 회전수(출력) N2를 구한다. 그리고, 노즐의 내압력의 변화량이 상승해야 할 양 P2가 되도록, 모터의 회전수(동력원의 출력)를, 이론상의 회전수(출력) N2를 일단 초과하여 증가시키고, 그 후에 이론상의 회전수(출력) N2로 한다(도 7b 참조). 이에 의해, 토출량의 응답 지연이 억제되어, 도 7e에 나타낸 바와 같이, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 유지할 수 있다.

이와 같은 제1 실시 형태는 제1 직선부(51a), 원호부(51b) 및 제2 직선부(51c)로 구성되는 도포 유체의 도포 시에 원호부(51b)의 영역에서 감속시키는 사례로 한정되지 않는다. 즉, 워크 피스에 도포 유체의 선 폭이 일정해지도록 유체를 도포할 때, 도포의 개시부터 종료에 이르는 과정에서 노즐의 이동 속도를 변화시키는 사례이면, 상기의 제어는 적용할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 형태의 제어는 직선부만으로 구성되는 도포 유체의 도포 시에 중간의 영역에서 이동 속도를 증가시키거나, 감소시키는 사례에도 적용할 수 있다. 또한, 제1 원호 형상부 및 그 제1 원호 형상부는, 반경이 다른 제2 원호 형상부로 구성되는 도포 유체의 도포 시에는 제1 원호 형상부의 영역과 제2 원호 형상부의 영역이 접속하는 부위에서 이동 속도를 증가시키거나, 감소시킨다. 이와 같은 사례에도 본 실시 형태의 제어는 적용할 수 있다.

[제2 실시 형태]

도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 토출량의 제어의 일례를 도시하는 모식도이다. 이들 도면 중, 도 8a는 경과 시간과 이동 속도의 관계를 나타낸다. 도 8b는 경과 시간과 도포 장치의 모터(동력원)의 회전수의 관계를 나타낸다. 도 8c는 경과 시간과 노즐의 내압력의 관계를 나타낸다. 도 8d는 경과 시간과 노즐로부터의 토출량의 관계를 나타낸다. 도 8e는 워크 피스 상의 도포 유체의 형태를 나타낸다. 도 8a 내지 도 8e에는 상기 도 3에 도시한 바와 같은 제1 가는 선부(51d), 굵은 선부(51e) 및 제2 가는 선부(51f)로 구성되는 도포 유체를 형성하는 상황을 나타낸다. 도 8a 내지 도 8e에 나타내는 C 위치 및 D 위치는 상기 도 3 및 도 4a 내지 도 4c에 나타내는 C 위치 및 D 위치에 각각 대응한다. 도 8a 내지 도 8e에 나타내는 상황은, 도 8a에 나타낸 바와 같이 상기 도 4a와 동일한 경과 시간과 이동 속도의 관계를 확보하면서, 상기 도 6에 도시하는 유체 도포 시스템을 사용하여 유체의 도포를 행하는 상황이다.

도 8e에 나타낸 바와 같이, D 위치 근방에서는 워크 피스(50)에 도포되는 유체(51)의 선 폭이 가늘어진다. 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 가늘게 하기 위해서는, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 동력원의 출력(모터의 회전수)을 감소시키고, 이에 의해 토출량을 목표 변동량 F4(도 8d 참조)만큼 감소시킬 필요가 있다.

본 실시 형태에 의한 토출량의 제어에서는 토출량의 목표 변동량 F4로부터 노즐의 내압력과 노즐의 토출량의 관계를 이용하여 노즐의 내압력의 강하해야 할 양 P4(도 8c 참조)를 구한다. 또한, 토출량의 목표 변동량 F4로부터, 모터의 회전수(동력원의 출력)와 노즐로부터의 토출량의 관계를 이용하여 동력원의 이론상의 회전수(출력) N4를 구한다. 그리고, 노즐의 내압력의 변화량이 강하해야 할 양 P4가 되도록, 모터의 회전수(동력원의 출력)를, 이론상의 회전수(출력) N4를 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 이론상의 회전수(출력) N4(도 8b 참조)로 한다. 이에 의해, 토출량의 응답 지연이 억제되어, 도 8e에 나타낸 바와 같이, 도포 유체의 선 폭을 가늘게 할 때에, 굵은 선부와 가는 선부의 경계에, 선 폭이 희미하게 변화되는 부분이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 8e에 나타낸 바와 같이, C 위치 근방에서는 워크 피스(50)에 도포되는 유체(51)의 선 폭이 굵어진다. 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 굵게 하기 위해서는, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 동력원의 출력(모터의 회전수)을 증가시키고, 이에 의해 토출량을 목표 변동량 F3(도 8d 참조)만큼 증가시킬 필요가 있다.

본 실시 형태에 의한 토출량의 제어에서는 토출량의 목표 변동량 F3으로부터 노즐의 내압력과 노즐의 토출량의 관계를 이용하여 노즐의 내압력의 상승해야 할 양 P3(도 8c 참조)을 구한다. 또한, 토출량의 목표 변동량 F3으로부터, 모터의 회전수(동력원의 출력)와 노즐로부터의 토출량의 관계를 이용하여 동력원의 이론상의 회전수(출력) N3을 구한다. 그리고, 노즐의 내압력의 변화량이 상승해야 할 양 P3이 되도록, 모터의 회전수(동력원의 출력)를, 이론상의 회전수(출력) N3을 일단 초과하여 증가시키고, 그 후에 이론상의 회전수(출력) N3(도 8b 참조)으로 한다. 이에 의해, 토출량의 응답 지연이 억제되어, 도 8e에 나타낸 바와 같이, 도포 유체의 선 폭을 굵게 할 때에, 가는 선부와 굵은 선부의 경계에, 선 폭이 희미하게 변화되는 부분이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 본 실시 형태에 의한 토출량의 제어는 가는 선부 및 굵은 선부를 포함하는 도포 유체를 형성하는 데 있어서, 연속해서 한 번에 도포하는 것을 가능하게 한다. 이로 인해, 노즐 교환이 불필요해져, 그 결과로서, 제조 효율을 향상시킬 수 있고, 노즐 교환 장치에 필요로 하는 설비 비용을 삭감할 수 있다.

상기의 제2 실시 형태에서는, 도포 유체의 형태는 상기 도 3 및 도 8e에 나타낸 바와 같은 가는 선부와 굵은 선부의 경계에서 각진 형상으로 되어 있다. 이와 같이 경계에서 각진 형상의 도포 유체는 상기한 바와 같은 토출구가 가로로 길고 직사각 형상인 평노즐을 사용하여 형성할 수 있다. 무엇보다, 제2 실시 형태는 경계에서 각진 형상의 도포 유체를 형성하는 경우로 한정되지 않는다. 즉, 본 실시 형태는 토출구가 원형상인 둥근 노즐을 사용하여, 경계에서 라운딩을 띤 형상의 도포 유체를 형성하는 경우에도 적용할 수 있다.

[초과량 및 초과 시간 등의 조정]

본 실시 형태에 의한 토출량의 제어에서는, 상기와 같이, 동력원의 출력을, 이론상의 출력을 일단 초과하는 값으로 하고, 그 후에 이론상의 출력으로 한다. 그때, 동력원의 출력은 상기 도 7b에 나타내는 A 위치 근방과 같이, 이론상의 출력을 초과량만큼 초과하여 변동시킨 후, 즉시 이론상의 출력으로 해도 된다. 또한, 동력원의 출력은 상기 도 7b에 나타내는 B 위치 근방과 같이, 이론상의 출력을 초과량만큼 초과하여 변동시킨 후, 그 출력을 잠시 유지하고, 그 후, 이론상의 출력으로 해도 된다.

본 실시 형태에 의한 토출량의 제어에서는 동력원의 출력 변화의 개시 위치, 초과량 및 초과 시간 등의 제어 조건을 조정함으로써, 노즐의 내압력의 변화량을 노즐의 내압력의 변화되어야 할 양으로 변경한다. 노즐의 내압력의 변화량이 노즐의 내압력의 변화되어야 할 양이 되는 제어 조건은 토출량, 그 변화량, 노즐의 토출구 내경, 유체의 점도, 펌프(유체 공급 장치)의 특성 등의 여러 조건에 따라 변화된다. 이들 여러 조건을 변경하는 경우는, 제어 조건을 적절히 조정함으로써, 노즐의 내압력의 변화량이 노즐의 내압력의 변화되어야 할 양이 되도록 변경한다.

그때, 예를 들어 노즐의 내압력이, 변화되어야 할 노즐의 내압력을 초과하여 변화되고 있는 경우, 초과량 및 초과 시간 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 감소시키는 조정을 행한다. 한편, 노즐의 내압력이, 변화되어야 할 노즐의 내압력에 도달하지 않는 경우, 초과량 및 초과 시간 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 증가시키는 조정을 행한다. 또한, 동력원의 출력 변화의 개시 위치는 노즐의 내압력의 변화 완료 위치가 노즐의 이동 속도의 변화 완료 위치 또는 도포 유체의 선 폭의 변화 완료 위치가 되도록 조정하면 된다.

[적합한 형태]

이하에, 본 실시 형태의 유체 도포 시스템 및 유체 도포 방법의 바람직한 형태를 설명한다.

본 실시 형태의 유체 도포 시스템 및 유체 도포 방법은 유체로서, 접착제, 시일제, 절연제, 방열제, 시징 방지제 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 유체는 압축성을 갖는 유체인 것이 바람직하다. 유체가 압축성을 가지면, 스퀴즈 효과가 커지므로, 토출량의 응답 지연도 현저해진다. 이 점에서, 압축성을 갖는 유체라도, 본 실시 형태의 적용에 의해, 토출량의 응답 지연을 억제할 수 있다. 압축성을 갖는 유체에는, 예를 들어 액상의 에폭시 수지 또는 실리콘 수지가 포함되고, 이들과 동등한 압축률을 갖는 유체가 포함된다.

상기 도 6에 도시하는 유체 도포 시스템에서는 유체 공급 장치로서, 모터의 회전수에 따라 단위 시간당의 유체의 공급량을 변화시키는 펌프가 사용된다. 그 펌프로서, 예를 들어 1축 편심 나사 펌프, 기어 펌프 또는 로터리 펌프를 채용할 수 있다. 그 밖에, 예를 들어 솔레노이드의 여자 작용에 의해 변위되는 운동자를 구비하는 솔레노이드식 펌프를 사용할 수도 있다. 솔레노이드식 펌프는 솔레노이드가 동력원이 되어, 솔레노이드의 동작 주기에 따라 공급량을 변화시킨다.

이와 같은 유체 공급 장치는 모두, 동력원의 출력에 따라 운동하는 운동자와, 그 운동자를 수용함과 함께, 그 운동자의 운동에 수반하여 유체를 송출하는 공간을 형성하는 공간 형성 부재를 구비한다. 예를 들어, 유체 공급 장치가 기어 펌프이면, 기어가 운동자에 해당하고, 펌프실을 형성하는 케이싱 등이 공간 형성 부재에 해당한다. 유체 공급 장치가 로터리 펌프이면, 로터가 운동자에 해당하고, 펌프실을 형성하는 케이싱 등이 공간 형성 부재에 해당한다. 유체 공급 장치가 피스톤 펌프이면, 피스톤이 운동자에 해당하고, 실린더가 공간 형성 부재에 해당한다.

여기서, 동력원의 출력 조정에 의해 노즐로부터의 토출량을 변화시킬 때, 상기와 같이, 결과적으로 노즐의 내압력이 변화된다. 이 내압력의 변화에 수반하여 노즐이 변형되고, 노즐의 내부에서 유체가 가득 차는 공간의 용적이 변화된다. 또한, 동력원의 출력 조정에 의해 노즐로부터의 토출량을 변화시킬 때, 노즐의 전단 부재, 구체적으로는 펌프실 등의 공간 형성 부재에 있어서도, 결과적으로 내압력이 변화된다. 이로 인해, 공간 형성 부재가 변형되고, 공간 형성 부재의 내부에서 유체가 가득 차는 공간의 용적이 변화된다.

이와 같은 노즐 또는 공간 형성 부재의 변형에 의해서도, 노즐로부터의 토출량의 응답 지연이 조장된다. 본 실시 형태의 토출량의 제어는 그와 같은 사태에도 대처할 수 있다.

본 실시 형태의 유체 도포 시스템은 유체 공급 장치로서, 1축 편심 나사 펌프를 적용할 수 있다. 1축 편심 나사 펌프는 동력원(모터)의 출력에 따라 편심되면서 회전하는 수나사형의 로터와, 이 로터를 수용하는 암나사형의 스테이터를 포함한다. 1축 편심 나사 펌프에서는 로터가 운동자에 해당하고, 스테이터가 공간 형성 부재에 해당한다.

도 9는 유체 공급 장치로서 적합한 1축 편심 나사 펌프의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 9에 도시하는 1축 편심 나사 펌프(40)는 모터(22)로부터의 동력을 받아 편심되면서 회전하는 수나사형의 로터(42)와, 내주면에 암나사가 형성된 암나사형의 스테이터(43)를 포함한다. 이와 같은 로터(42) 및 스테이터(43)는 케이싱(41)의 내부에 수용된다. 케이싱(41)은 금속제의 통 형상 부재이고, 길이 방향의 선단에 제1 개구부(41a)가 형성된다. 이 제1 개구부(41a)는 1축 편심 나사 펌프(40)의 토출구로서 기능하고, 그 토출구에는 유체를 워크 피스에 토출하기 위한 노즐이 장착된다.

또한, 케이싱(41)의 외주 부분에는 제2 개구부(41b)가 형성된다. 제2 개구부(41b)는 케이싱(41)의 길이 방향의 중간부에 있어서 케이싱(41)의 내부 공간에 연통한다. 이 제2 개구부(41b)는 1축 편심 나사 펌프(40)의 흡입구로서 기능하고, 상기의 유체 급인 장치에 배관을 통해 접속된다.

스테이터(43)는 고무 등의 탄성체 또는 수지 등으로 이루어진다. 스테이터(43)의 내측 구멍(43a)에는 n조의 암나사가 형성된다. 이에 비해, 로터(42)는 금속제의 축체이고, 그 외주에 n-1조의 수나사가 형성된다.

도 9에 도시하는 1축 편심 나사 펌프(40)에 있어서, 스테이터(43)는 2조의 암나사 형상이고, 그 스테이터(43)의 내측 구멍(43a)의 단면은 길이 방향의 어떤 위치에서든, 대략 타원형이다. 한편, 로터(42)는 1조의 수나사 형상이고, 그 로터(42)의 단면은 길이 방향의 어떤 위치에서든 대략 진원형이다. 로터(42)는 스테이터(43)에 형성된 내측 구멍(43a)에 삽입 관통되어, 내측 구멍(43a)의 내부에 있어서 자유롭게 편심 회전이 가능하게 되어 있다.

로터(42)의 편심 회전을 가능하게 하기 위해, 로터(42)는 제1 유니버설 조인트(44)를 통해 로드(45)에 연결되고, 그 로드(45)는 제2 유니버설 조인트(46)를 통해 드라이브 샤프트(47)에 연결된다. 드라이브 샤프트(47)는 케이싱(41)과의 간극을 시일한 상태에서 케이싱(41)에 회전 가능하게 보유 지지되어 있다. 드라이브 샤프트(47)는 모터(22)의 주축(22a)에 연결된다. 이로 인해, 모터(22)의 작동에 의해 주축(22a)이 회전하고, 이에 수반하여, 드라이브 샤프트(47)가 회전하고, 또한 유니버설 조인트(44, 46) 및 로드(45)를 통해 로터(42)가 편심되면서 회전하게 된다.

로터(42)가 스테이터(43) 내에 있어서 회전하면, 로터(42)의 외주면과 스테이터의 내측 구멍(43a) 사이에 형성된 공간이, 스테이터(43) 내를 나선 형상으로 회전하면서 스테이터(43)의 길이 방향으로 진행된다. 이로 인해, 로터(42)가 회전하면, 스테이터(43)의 일단부로부터 유체가 흡입되고, 이것과 동시에, 흡입된 유체가 스테이터(43)의 타단부측을 향해 이송된다. 도 9에 도시하는 1축 편심 나사 펌프(40)는 로터(42)를 정방향으로 회전시킴으로써, 제2 개구부(41b)로부터 흡입한 유체를 압송하고, 제1 개구부(41a)로부터 토출한다.

이와 같은 1축 편심 나사 펌프는 그 동력원(모터)의 회전을 제어함으로써, 유체의 공급량을 자유롭게 고정밀도로 변화시킬 수 있다. 이로 인해, 유체 공급 장치가 1축 편심 나사 펌프인 경우, 모터의 회전수가 안정된 상태이면, 유체가 도포되는 영역에 있어서 선 폭의 편차를 억제할 수 있다.

또한, 1축 편심 나사 펌프에서는 상기의 공간 형성 부재인 스테이터(43)가 고무 등의 탄성체 또는 수지 등으로 구성되므로, 내압력의 변화에 수반하여 스테이터(43)가 변형되기 쉽다. 이로 인해, 노즐의 내부에서 유체가 가득 차는 공간의 용적이 변화되는 것에 기인하여, 노즐로부터의 토출량의 응답 지연이 조장되기 쉽다. 이 점에서, 본 실시 형태의 토출량의 제어를 사용하면, 1축 편심 나사 펌프라도, 토출량의 응답 지연을 억제할 수 있다.

본 실시 형태의 유체 도포 시스템에 있어서, 도포 장치와 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치는 상기 도 6에 도시한 바와 같은 다관절 로봇(31)으로 한정되지 않는다. 이동 장치는, 예를 들어 도포 장치를 Z축 방향으로 보내어 이동시키는 Z축 방향 반송 장치와, 그 Z축 방향 반송 장치를 Y축 방향으로 보내어 이동시키는 Y축 방향 반송 장치와, 그 Y축 방향 반송 장치를 X축 방향으로 보내어 이동시키는 X축 방향 반송 장치와, 그것들을 제어하는 제어 장치로 구성할 수 있다.

상기 도 1에 도시하는 제1 직선부(51a), 원호부(51b) 및 제2 직선부(51c)로 구성되는 도포 유체를 형성하는 경우, 상기 도 6에 도시한 바와 같이 도포 장치(20)를 이동시키는 이동 장치로서 다관절 로봇(31)을 채용하면, 원호부의 영역에서의 감속이 급속으로 되는 경향이 있다. 이와 같은 다관절 로봇(31)이라도, 본 실시 형태의 토출량의 제어에 의해, 토출량의 응답 지연을 억제할 수 있으므로, 도포 유체의 선 폭을 일정하게 할 수 있다.

실시예

본 실시 형태의 유체 도포 시스템을 사용하여 워크 피스에 유체를 도포하는 시험을 행하였다.

[시험 조건]

본 시험에서는 워크 피스에, 상기 도 1에 도시하는 제1 직선부, 원호부 및 제2 직선부로 구성되는 도포 유체를 형성하였다. 도포 유체의 선 폭은 그 목표값을 0.7㎜로 일정하게 하고, 원호부의 반경은 10㎜ 또는 5㎜로 하였다. 워크 피스에 유체를 도포할 때, 상기 도 6에 도시하는 유체 도포 시스템을 사용하였다. 도포 장치로서는, 상기 도 9에 도시하는 1축 편심 나사 펌프를 사용하였다. 유체는 시일제로 하고, 35℃에 있어서의 점도가 217,800mPaㆍs였다.

이동 속도는 상기 도 2a 및 도 7a에 도시한 바와 같이 변화시키고, 직선부의 영역을 도포할 때의 이동 속도는 500㎜/초로 하고, 원호부의 영역을 도포할 때의 이동 속도는 30㎜/초로 하였다. 모터의 회전수가 안정된 상태에 있어서, 직선부의 영역에서는 토출량이 0.192mL/초에서 선 폭이 상기의 목표값이 되고, 그 토출량에 있어서의 노즐의 내압력은 2.9㎫이고, 그 토출량이 얻어지는 모터의 회전수는 9min^-1(rpm)이었다. 또한, 원호부의 영역에서는 토출량이 0.012mL/초에서 선 폭이 상기의 목표값이 되고, 그 토출량에 있어서의 노즐의 내압력은 0.48㎫이고, 그 토출량이 얻어지는 모터의 회전수는 0.36min^-1(rpm)이었다.

본 발명예에서는, 토출량을 목표 변동량[F1(도 7d 참조): 0.18mL/초]만큼 감소시킬 때에, 노즐의 내압력의 변화량이 노즐의 내압력의 강하해야 할 양[P1(도 7c 참조): 2.42㎫]이 되도록, 모터의 회전수를, 이론상의 회전수[N1(도 7b 참조): 0.36min^-1]를 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 이론상의 회전수(N1: 0.36min^- ¹)로 하였다. 모터의 회전수는, 구체적으로는 이론상의 회전수를 초과량 100min^-1만큼 초과하여 감소시킴으로써 역회전시키고, 그 후에 그 회전수를 0.03초간 유지하고, 그 후, 이론상의 회전수로 하였다.

또한, 토출량을 목표 변동량[F2(도 7d 참조): 0.18mL/초]만큼 증가시킬 때, 노즐의 내압력의 변화량이 노즐의 내압력의 상승해야 할 양[P2(도 7c 참조): 2.42㎫]이 되도록, 모터의 회전수를, 이론상의 회전수(N2, 9min^- ¹)를 일단 초과하여 증가시킨 후에 이론상의 회전수[N2(도 7b 참조): 9min^- ¹]로 하였다. 모터의 회전수는, 구체적으로는 이론상의 회전수를 초과량 26min^-1만큼 초과하여 증가시키고, 그 후에 그 회전수를 0.10초간 유지하고, 그 후, 이론상의 회전수로 하였다.

비교예에서는, 상기 도 2b에 나타낸 바와 같이, 이동 속도에 따라 모터의 회전수를 변화시켰다. 직선부의 영역에서는 모터의 회전수를 9min^-1(rpm)으로 하고, 원호부의 영역에서는 모터의 회전수를 0.36min^-1(rpm)으로 하였다.

[시험 결과]

도 10a는 비교예의 시험 결과를 나타내는 도면이고, 도 10b는 본 발명예의 시험 결과를 나타내는 도면이다. 이 도면은 워크 피스(50) 상에 도포된 유체(51)를 촬상한 사진이다. 도 10a에 나타낸 바와 같이, 비교예에서는 토출량의 응답 지연에 의해, 원호부 및 제2 직선부의 입구측에서 도포 유체의 선 폭이 굵어졌다. 이에 비해, 도 10b에 나타낸 바와 같이, 본 발명예에서는 토출량의 응답 지연에 의한 선 폭의 변화는 확인되지 않고, 도포 유체의 선 폭이 일정해졌다.

따라서, 본 실시 형태의 유체 도포 시스템에 의해, 노즐로부터의 토출량의 응답 지연을 억제할 수 있는 것이 명확해졌다.

본 발명은 자동차, 전자 부재, 태양 전지 등의 제조 공정에 있어서, 워크 피스에 접착제, 시일제, 절연제, 방열제, 시징 방지제 등의 유체를 도포할 때에 유효하게 이용할 수 있다.

10 : 유체 도포 시스템
11 : 제어 장치
20 : 도포 장치
21 : 펌프(유체 공급 장치)
22 : 모터(동력원)
22a : 모터의 주축
23 : 노즐
24 : 유체 급인 장치
25 : 배관
26 : 용기
30 : 이동 장치
31 : 다관절 로봇
32 : 로봇 컨트롤러
40 : 1축 편심 나사 펌프(유체 공급 장치)
41 : 케이싱
41a : 제1 개구부
41b : 제2 개구부,
42 : 로터
43 : 스테이터
43a : 내측 구멍
44 : 제1 유니버설 조인트
45 : 로드
46 : 제2 유니버설 조인트
47 : 드라이브 샤프트
50 : 워크 피스
51 : 도포 유체
51a : 제1 직선부
51b : 원호부
51c : 제2 직선부
51d : 제1 가는 선부
51e : 굵은 선부
51f : 제2 가는 선부
51g : 토출량의 응답 지연에 의해 선 폭이 변화되는 부분

Claims

워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치와, 그 도포 장치와 상기 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치와, 상기 도포 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 유체 도포 시스템이며,
상기 도포 장치는 동력원과, 그 동력원의 출력에 따라 단위 시간당의 상기 유체의 공급량을 변화시키는 유체 공급 장치와, 그 유체 공급 장치로부터 공급된 상기 유체를 워크 피스에 토출하는 노즐을 구비하고,
상기 제어 장치는,
상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭이 일정해지도록 상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 감소시키고, 이 이동 속도의 감소에 따라 상기 동력원의 출력을 감소시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 감소시킬 때,
상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하고,
상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭이 일정해지도록 상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 증가시키고, 이 이동 속도의 증가에 따라 상기 동력원의 출력을 증가시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 증가시킬 때,
상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 증가시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하는, 유체 도포 시스템.
워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치와, 그 도포 장치와 상기 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치와, 상기 도포 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 유체 도포 시스템이며,
상기 도포 장치는 동력원과, 그 동력원의 출력에 따라 단위 시간당의 상기 유체의 공급량을 변화시키는 유체 공급 장치와, 그 유체 공급 장치로부터 공급된 상기 유체를 워크 피스에 토출하는 노즐을 구비하고,
상기 제어 장치는,
상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 일정하게 한 상태에서, 상기 동력원의 출력을 감소시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 감소시키고, 이 토출량의 감소에 따라 상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 가늘게 할 때,
상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하고,
상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 일정하게 한 상태에서, 상기 동력원의 출력을 증가시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 증가시키고, 이 토출량의 증가에 수반하여 상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 굵게 할 때,
상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 증가시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하는, 유체 도포 시스템.
워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치와, 그 도포 장치와 상기 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치와, 상기 도포 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 유체 도포 시스템이며,
상기 도포 장치는 동력원과, 그 동력원의 출력에 따라 단위 시간당의 상기 유체의 공급량을 변화시키는 유체 공급 장치와, 그 유체 공급 장치로부터 공급된 상기 유체를 워크 피스에 토출하는 노즐을 구비하고,
상기 제어 장치는,
상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭이 일정해지도록 상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 감소시키고, 이 이동 속도의 감소에 따라 상기 동력원의 출력을 감소시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 감소시킬 때,
상기 노즐의 내압력의 변화량이, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 노즐의 내압력의 강하해야 할 양이 되도록, 상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하고,
상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭이 일정해지도록 상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 증가시키고, 이 이동 속도의 증가에 따라 상기 동력원의 출력을 증가시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 증가시킬 때,
상기 노즐의 내압력의 변화량이, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 노즐의 내압력의 상승해야 할 양이 되도록, 상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 증가시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하는, 유체 도포 시스템.
워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치와, 그 도포 장치와 상기 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치와, 상기 도포 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 유체 도포 시스템이며,
상기 도포 장치는 동력원과, 그 동력원의 출력에 따라 단위 시간당의 상기 유체의 공급량을 변화시키는 유체 공급 장치와, 그 유체 공급 장치로부터 공급된 상기 유체를 워크 피스에 토출하는 노즐을 구비하고,
상기 제어 장치는,
상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 일정하게 한 상태에서, 상기 동력원의 출력을 감소시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 감소시키고, 이 토출량의 감소에 따라 상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 가늘게 할 때,
상기 노즐의 내압력의 변화량이, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 노즐의 내압력의 강하해야 할 양이 되도록, 상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하고,
상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 일정하게 한 상태에서, 상기 동력원의 출력을 증가시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 증가시키고, 이 토출량의 증가에 수반하여 상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 굵게 할 때,
상기 노즐의 내압력의 변화량이, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 노즐의 내압력의 상승해야 할 양이 되도록, 상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 증가시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하는, 유체 도포 시스템.
제1항에 있어서, 상기 유체가 압축성을 갖는 유체인, 유체 도포 시스템.
제2항에 있어서, 상기 유체가 압축성을 갖는 유체인, 유체 도포 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 공급 장치는,
상기 동력원의 출력에 따라 운동하는 운동자와,
상기 운동자를 수용함과 함께, 상기 운동자의 운동에 수반하여 유체를 송출하는 공간을 형성하는 공간 형성 부재를 구비하는, 유체 도포 시스템.
제7항에 있어서, 상기 유체 공급 장치는 1축 편심 나사 펌프이고, 상기 운동자로서 수나사형의 로터와, 상기 공간 형성 부재로서 암나사형의 스테이터를 구비하는, 유체 도포 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 장치는 상기 도포 장치를 이동시키는 다관절 로봇인, 유체 도포 시스템.
워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치와, 그 도포 장치와 상기 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치를 포함하는 유체 도포 시스템을 사용하여 상기 워크 피스에 유체를 도포하는 방법이며,
상기 도포 장치는 동력원과, 그 동력원의 출력에 따라 단위 시간당의 상기 유체의 공급량을 변화시키는 유체 공급 장치와, 그 유체 공급 장치로부터 공급된 상기 유체를 워크 피스에 토출하는 노즐을 구비하고,
상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭이 일정해지도록 상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 감소시키고, 이 이동 속도의 감소에 따라 상기 동력원의 출력을 감소시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 감소시킬 때,
상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하고,
상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭이 일정해지도록 상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 증가시키고, 이 이동 속도의 증가에 따라 상기 동력원의 출력을 증가시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 증가시킬 때,
상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 증가시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하는, 유체 도포 방법.
워크 피스에 유체를 토출하는 도포 장치와, 그 도포 장치와 상기 워크 피스를 상대적으로 이동시키는 이동 장치를 포함하는 유체 도포 시스템을 사용하여 상기 워크 피스에 유체를 도포하는 방법이며,
상기 도포 장치는 동력원과, 그 동력원의 출력에 따라 단위 시간당의 상기 유체의 공급량을 변화시키는 유체 공급 장치와, 그 유체 공급 장치로부터 공급된 상기 유체를 워크 피스에 토출하는 노즐을 구비하고,
상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 일정하게 한 상태에서, 상기 동력원의 출력을 감소시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 감소시키고, 이 토출량의 감소에 따라 상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 가늘게 할 때,
상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 감소시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하고,
상기 워크 피스에 대한 상기 노즐의 이동 속도를 일정하게 한 상태에서, 상기 동력원의 출력을 증가시킴으로써 상기 노즐로부터의 단위 시간당의 상기 유체의 토출량을 목표 변동량만큼 증가시키고, 이 토출량의 증가에 수반하여 상기 워크 피스에 도포되는 유체의 선 폭을 굵게 할 때,
상기 동력원의 출력을, 상기 토출량의 목표 변동량으로부터 구해지는 상기 동력원의 이론상의 출력을 일단 초과하여 증가시키고, 그 후에 상기 이론상의 출력으로 하는, 유체 도포 방법.