KR20210138150A - 액체 재료 도포 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 원하는 라인 드로잉 도포(묘화 도포)를 실현하기 위한 프로그래밍 작업을 경감시킬 수 있는 액체 재료 도포 장치를 제공한다. 액체 재료를 토출하는 토출 헤드(50)와, 공작물이 탑재되는 공작물 테이블(25)과, 토출 헤드와 공작물 테이블을 XYZ 방향으로 상대 이동시키는 로봇(20)과, 연산 장치 및 도포 프로그램을 기억하는 기억 장치를 가지는 제어부를 구비하고, 공작물과 토출 헤드를 상대 이동시키면서 공작물에 액체 재료를 라인 드로잉 도포하는 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제어부가, 도포 프로그램에 따라 상기 공작물과 상기 토출 헤드를 상대 이동시키는 제1 제어부(30)와, 상기 토출 헤드의 토출량을 제어하는 제2 제어부(40)를 구비하여 구성되며, 상기 제1 제어부가, 상기 토출 헤드의 공작물에 대한 속도 정보를 소정 타이밍에서 출력하는 기능을 가지고, 상기 제2 제어부가, 상기 제1 제어부로부터 출력된 상기 속도 정보에 기초하여 상기 토출량을 자동 제어하는 기능을 가진다.

Description

액체 재료 도포 장치{LIQUID MATERIAL APPLICATION DEVICE}
본 발명은, 토출(吐出) 장치를 공작물(workpiece)에 대하여 상대(相對) 이동시킬 수 있고, 공작물에 대하여, 원하는 라인 드로잉 도포(line drawing application)[묘화(描畵) 도포]를 행하는 도포 장치의 토출량을 제어하는 지령을 자동 생성할 수 있는 액체 재료 도포 장치에 관한 것이다.
본 명세서에서의 라인 드로잉 도포에는, 연속하는 1개의 선을 도포 묘화하는 경우뿐아니라, 간헐 도포에 의해 도포 묘화하는 경우도 포함된다.
전자 기기(機器)의 제조 시에 액체 재료를 소정의 패턴으로 형성하기 위해 디스펜서라고 하는 토출 장치가 많이 사용되고 있다. 디스펜서는, 대형 기기로부터 소형 기기의 제조에 이르기까지 널리 사용되고 있고, 예를 들면, 액정, 유기 EL, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)로 대표되는 평판 디스플레이에 형광체나 접착제를 선형 도포하는 단계, 또는 스마트 폰의 커버를 고정시키기 위한 접착제를 커버 외주(外周)에 선형 도포하는 단계에 사용된다.
디스펜서를 사용한 도포 작업은, 도포 패턴에 따라 노즐과 공작물 테이블을 상대 이동시키면서, 노즐로부터 액체 재료를 토출함으로써 행해진다. 코너부를 가지는 도포 패턴에 있어서, 라인 드로잉 도포를 행할 때는, 코너부에서의 상대 이동 속도의 저하에 의해, 묘화 형성한 선폭에 혼란이 생기는 문제가 알려져 있다.
디스펜서의 1토출 방식으로서, 예를 들면, 압축 공기원으로부터 공급되는 공기를 저류(貯留) 용기 내의 액체 재료에 인가하여 저류 용기와 연통된 노즐로부터 토출시키는 에어식 디스펜서가 있다.
묘화 도포시의 코너부에서의 패턴의 무너짐을 억제하는 에어식 디스펜서로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1에, 기판 상에 사각형상의 패턴을 묘화하는 도포 방법에 있어서, 코너부의 개시점에서 노즐과 기판과의 상대 속도를 감속하는 동시에 페이스트의 토출압을 감압하고, 코너부를 통과 후, 코너부의 종료점에 이르기 전에 노즐과 기판과의 상대 속도를 가속하는 동시에 페이스트의 토출압을 증압(增壓)함으로써, 코너부에 있어서 진동의 발생을 억제하여, 적정한 양의 도포를 행할 수 있는 도포기가 개시되어 있다. 또한, 상기한 제어는, 마이크로 컴퓨터의 RAM에 저장된 패턴 데이터에 기초하여 행해지고, 코너 개시 및 종료 위치의 판정은, 리니어 스케일에 의해 계측하여 행해지는 것으로 하고 있다.
토출 장치와, 공작물 테이블과 토출 장치와, 공작물 테이블을 상대 이동시키는 상대 이동 로봇(XYZ 방향 이동 장치)을 구비하는 도포 장치에 있어서, 원하는 라인 드로잉 도포를 실현하기 위해서는, 다음에, 설명하는 바와 같은 프로그래밍이 필요하다.
먼저, 상대 이동 로봇을 도포 패턴에 따라 상대 이동시키기 위한 상대 이동 지령을 프로그래밍할 필요가 있다. 다음에, 도포 패턴 상의 각 도포 위치에서의 토출량을 제어하는 토출량 제어 지령을 프로그래밍할 필요가 있다. 토출량 제어 지령은, 예를 들면, 토출을 위한 에어 압력을 약하게 하거나, 토출구(吐出口)와 연통되는 환형(環形) 밸브 시트와 밸브체와의 거리를 근접시키거나, 토출 추진력을 부여하는 스크루의 회전 속도를 약하게 하거나 하는 명령이다. 코너부 등의 상대 이동 속도가 변화하는 장소의 XY 좌표에 있어서 토출량을 바꾸기 위해서는, 상대 이동 지령과 연동하여 토출량 제어 지령을 송신할 필요가 있다.
예를 들면, 특허 문헌 2의 단락 [0085]∼단락 [0093]에서는, 도포 패턴에 따라 로봇암을 이동시키는 프로그래밍, 및 서보 건의 도료의 도포 개시, 종료 타이밍 등을 프로그래밍하고, PLC에 프로그래밍 데이터를 기록하고, 재생함으로써, 자동 도장 처리를 행하는 것이 기재되어 있다.
상기한 상대 이동 프로그램은, 문자, 숫자 및 기호 등의 캐릭터 베이스로 프로그래밍되는 경우도 있으면, 응용 CAD 프로그램으로 도형을 묘화함으로써 자동 생성되는 경우도 있다.
출원인은, 특허 문헌 3에 있어서, 텍스트 입력 화면을 표시하는 스텝과, 도형 입력 화면을 표시하는 스텝과, 텍스트 입력 화면으로부터 입력된 작업 장치의 이동 정보를, 도형 입력 화면에 2차원 평면 상의 경로 및 그 높이 정보로서 리얼타임 출력하는 스텝과, 도면 입력 화면으로부터 입력된 작업 장치의 이동 정보를, 텍스트 입력 화면에 캐릭터 베이스로 리얼타임 출력하는 스텝과, 텍스트 입력 화면 및/또는 도형 입력 화면으로부터 입력된 작업 장치의 이동 정보에 기초하여, 작업 장치의 이동 정보를 3차원 공간 상의 경로로서 출력하는 3D 표시 화면을 표시하는 스텝과, 입력된 작업 장치의 (상대) 이동 프로그램을 자동 생성하는 스텝을 포함하는 프로그램을 제안하고 있다.
일본 공개특허 제2005―218971호 공보 일본 공개특허 제2009―172452호 공보 국제 공개 2009/031305호 팜플렛
종래, 원하는 라인 드로잉 도포(묘화 도포)를 실현하기 위해, 이동 속도와 토출량 제어를 연동시켜 프로그래밍하는 것이 필요했었다. 그러나, 상이한 파라미터를 연동시켜 프로그래밍하는 작업은, 많은 수고와 시간이 걸리므로, 작업의 경감이 요구되고 있었다. 도포선의 굵기가 균일해지기 위한 조건은, 예를 들면, 코너부의 도포 궤적을 수개의 선분으로 분단(分斷)하고, 각 선분의 속도와 토출량을 조정하여 시행 착오로 찾아내는 작업이 필요하지만, 이러한 작업은, 이동 속도와 토출량의 제어 코드를 연동시켜 수정하는 것을 반복하여 행하는 것을 의미한다.
이러한 과제는, 타품종 소량 생산의 요구에 대응하는 경우에는, 한층 현저한 것으로 된다.
그래서, 본 발명은, 원하는 라인 드로잉 도포(묘화 도포)를 실현하기 위한 프로그래밍 작업을 경감시킬 수 있는 액체 재료 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
액체 재료 도포 장치에 관한 본 발명은, 액체 재료를 토출하는 토출 헤드와, 공작물이 탑재되는 공작물 테이블과, 토출 헤드와 공작물 테이블을 XYZ 방향으로 상대 이동시키는 로봇과, 연산 장치 및 도포 프로그램을 기억하는 기억 장치를 가지는 제어부를 구비하고, 공작물과 토출 헤드를 상대 이동시키면서 공작물에 액체 재료를 라인 드로잉 도포하는 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제어부가, 도포 프로그램에 따라 상기 공작물과 상기 토출 헤드를 상대 이동시키는 제1 제어부와, 상기 토출 헤드의 토출량을 제어하는 제2 제어부를 구비하여 구성되며, 상기 제1 제어부가, 상기 토출 헤드의 공작물에 대한 속도 정보를 소정 타이밍에서 출력하는 기능을 가지고, 상기 제2 제어부가, 상기 제1 제어부로부터 출력된 상기 속도 정보에 기초하여 상기 토출량을 자동 제어하는 기능을 가지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는, 물리적으로 일체인 1개의 제어부에 의해 실현되는 경우도 있으면, 물리적으로 분리된 2개의 제어부에 의해 실현되는 경우도 있다.
상기 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제1 제어부가 출력하는 상기 토출 헤드의 속도 정보가, 상기 공작물과 상기 토출 헤드와의 상대 이동 속도의 스칼라(scalar) 양이며, 상기 제1 제어부 또는 상기 제2 제어부가, 상기 스칼라 양에 대응하는 토출량 정보를 출력하는 변환부를 가지고, 상기 제2 제어부가, 상기 변환부로부터 출력된 토출량 정보에 기초하여 상기 토출량을 자동 제어하는 기능을 가지는 것을 특징으로 해도 되고, 또한 상기 변환부가, 상기 스칼라 양에 대응하는 토출량 정보가 정해진 변환 테이블을 구비하는 것, 또는 상기 변환부가, 상기 스칼라 양에 대응하는 토출량을 산출하는 변환식을 가지는 것을 특징으로 해도 된다. 여기서, 바람직하게는, 상기 변환 테이블이, 5개 이상의 상이한 토출량을 정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 변환부는, 예를 들면, 상기 제1 또는 제2 제어부가 가지는 기억 장치에 저장된 소프트웨어에 의해 실현되는 기능 모듈이다.
상기 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제1 제어부가, 상기 제2 제어부에 의한 상기 토출 헤드의 토출량의 제어와 상기 토출 헤드의 상대 이동을 동기시키는 기능을 가지는 것을 특징으로 해도 된다.
상기 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제1 제어부가, 상기 로봇에 탑재되고, 상기 제2 제어부가, 상기 로봇과 케이블을 통하여 접속되는 것을 특징으로 해도 된다.
본 발명에 의하면, 원하는 라인 드로잉 도포(묘화 도포)를 실현하기 위한 프로그래밍 작업을 경감시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 도포 장치의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 제어부 및 관련 요소(要素)를 나타낸 블록도이다.
도 3은 토출량의 제어예를 설명하기 위한 도면이다.
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태예를 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 도포 장치(1)는, 디스펜서(10)와, 로봇(20)을 주요한 구성 요소로 한다. 이하에서는, 각각의 요소를 상세하게 설명한다.
<디스펜서>
디스펜서(10)는, 디스펜스 컨트롤러(40)와, 디스펜스 헤드(50)를 주요한 구성 요소로 한다.
디스펜스 컨트롤러(40)는, 기억 장치와, 연산 장치를 구비하고, 디스펜스 헤드(50)의 토출 동작을 제어하는 토출 동작 지령을 출력한다.
디스펜스 헤드(50)는, 토출부(吐出部)(53)와, 토출량 제어 장치(64)를 구비하고, 디스펜스 컨트롤러(40)로부터 출력된 토출 동작 지령 신호에 기초하여 토출구(55)로부터 원하는 토출 조건 하에서 액체 재료를 토출한다.
실시형태예에서 예시하는 디스펜서(10)는, 플런저(plunger) 방식의 디스펜서이다. 여기서, 플런저 방식이란, 계량관 내를 슬라이딩하면서 왕복 이동하는 플런저의 작용에 의해 액체 재료를 토출하는 방식을 말한다. 달리 설명하면, 플런저 방식의 디스펜서는, 계량관 내의 용적이 플런저의 진출 동작에 의해 감소함으로써 액체 재료를 토출하는 것이며, 주사기와 마찬가지의 원리로 액체 재료를 토출하는 것이다.
실시형태예의 디스펜스 헤드(50)가 구비하는 토출부(53)는, 도시하지 않은 계량관과, 도시하지 않은 플런저와, 토출구(55)를 가지는 노즐(54)을 구비하고 있다(도 2 참조). 토출량 제어 장치(64)는, 플런저를 계량관 내에서 왕복 이동시키는 스테핑 모터(토출용 모터)이다. 즉, 플런저의 왕복 이동은 토출용 모터의 회전에 의해 제어된다. 더욱 상세하게는, 토출용 모터의 회전수가 많아질수록, 플런저의 진출 이동 거리가 길어지고, 토출용 모터의 회전 속도가 빨라질수록 플런저의 전진 이동의 속도가 빨라진다. 도시하지 않은 계량관에는, 플런저를 후퇴시켜 시린지(syringe)(56)로부터 액체 재료를 흡입한다.
<로봇>
로봇(20)은, X축 이동 장치(21)와, Y축 이동 장치(22)와, 로봇 헤드(23)와, 가대(mount)(24)와, 로봇 컨트롤러(30)를 구비한 탁상형의 장치이다.
X축 이동 장치(21)는 2개의 지주(支柱)에 지지된 문형의 장치이며, X축 구동원(61)을 구동원으로 한다. X축 이동 장치(21)에는 로봇 헤드(23)가 설치되어 있고, 로봇 헤드(23)는 X방향의 임의의 좌표로 이동할 수 있다.
Y축 이동 장치(22)는 가대(24) 상에 부설(敷設)되어 있고, Y축 구동원(62)을 구동원으로 한다. Y축 이동 장치(22)에는 테이블(25)이 설치되어 있고, 테이블(25)은 Y방향의 임의의 좌표로 이동할 수 있다. 테이블(25) 상에는 공작물(26)이 착탈 가능하게 유지된다.
로봇 헤드(23)는, 이동 부재(28) 및 Z축 구동원(63)을 구비하고, Z축 구동원(63)을 구동원으로 하는 Z축 이동 장치를 구성하고 있다. 즉, 로봇 헤드(23)는, Z축 구동원(63)에 의해 이동 부재(28)를 Z방향의 임의의 좌표로 이동 가능한 것으로 하고 있다. 플레이트로 이루어지는 이동 부재(28)에는 디스펜스 헤드(50)가 착탈(着脫) 가능하게 고정되어 있으므로, 디스펜스 헤드(50)도 Z축 이동 장치에 의해 Z방향의 임의의 좌표로 이동 가능하다.
각각의 구동원(61)∼(63)은, 예를 들면, 스테핑 모터, 서보 모터, 리니어 모터에 의해 구성된다.
가대(24)에는, 로봇의 동작을 제어하는 로봇 컨트롤러(30)가 내장되어 있다.
로봇(20)에 의해, 디스펜스 헤드(50)와 공작물(26)을 상대 이동시킴으로써, 원하는 도포 패턴으로 도포 묘화할 수 있다. 도포 패턴은, 디스펜스 헤드(50)로부터 액체 재료가 토출하면서 상대 이동 속도를 변화시키는 개소(箇所)를 1개 이상 포함하고 있다.
<제어부>
실시형태예의 제어부는, 로봇 컨트롤러(30)와, 디스펜스 컨트롤러(40)로 구성된다. 이하에서는, 로봇 컨트롤러(30)를 제1 제어부(30)라고 하고, 디스펜스 컨트롤러(40)를 제2 제어부(40)라고 한다. 그리고, 제1 제어부와 제2 제어부가 물리적으로 별체인 실시형태예와는 달리, 제1 제어부와 제2 제어부가 물리적으로 일체인 1개의 제어부에 의해 실현되는 경우도 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 제어부(30)는, 상대 이동 지령이 기술된 도포 프로그램을 기억하는 기억 장치(31)와, 이 도포 프로그램을 실행하는 연산 장치(32)를 구비하고 있다.
제1 제어부(30)는, 도포 프로그램을 실행하고, X축 이동 장치(21), Y축 이동 장치(22) 및 Z축 이동 장치(23)에 케이블 B(81)를 통하여 상대 이동 지령을 송신함으로써, 디스펜스 헤드(50)와 공작물(26)과의 상대 이동을 실현한다.
도포 프로그램에는, XYZ축 이동 장치(21∼23)를 지정 좌표에 직선적 또는 곡선적으로 이동시키는 지령, 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 설정 지령, 토출 개시 지령, 및 토출 종료 지령 등이 기술되어 있다. 실시형태예의 도포 프로그램에는, 토출량 제어에 관한 지령은 기술되어 있지 않다. 실시형태예의 도포 프로그램은, 인터프리터(interpreter) 방식으로 처리된다.
제2 제어부(40)는, 기억 장치와, 연산 장치를 구비하고, 케이블 C(82)를 통하여 디스펜스 헤드(50)에 토출 동작 지령을 송신한다. 토출 동작 지령에는, 토출 개시 지령, 토출 종료 지령, 및 토출량 제어 지령이 포함된다.
또한, 제2 제어부(40)는, 기억 장치에 저장된 소프트웨어에 의해 실현되는 변환부(45)를 가진다. 실시형태예의 변환부(45)에는, 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 V와 토출량 제어 장치(64)의 제어량 D의 관계를 나타낸 관계식 또는 변환 테이블을 가지고 있다. 변환부(45)는, 관계식 또는 변환 테이블에 이동 속도 V를 적용하고, 설정된 선폭을 실현하기 위한 제어량 D를 산출한다. 이동 속도 V는, 공작물(26)과 디스펜스 헤드(50)와의 상대 이동 속도의 스칼라 양이다.
실시형태예에서는, 토출량 제어 장치(64)가 토출용 모터이므로, 제어량 D는 모터의 회전 속도(단위 시간당의 회전수)로 된다. 관계식 또는 변환 테이블은, 이론값 또는 실험값에 기초하여 미리 작성하여 둘 필요가 있다. 관계식 또는 변환 테이블은, 5개 이상의 상이한 토출량을 단계적으로 정하는 것인 것이 바람직하다. 그리고, 1개의 도포 장치(1)에 의해 복수의 도포 선폭을 실현하기 위해서는, 실현하는 도포 선폭과 같은 수의 관계식 또는 변환 테이블을 준비하는 것이 필요하다.
제1 제어부(30)와 제2 제어부(40)는, 케이블 A(80)과 전기적으로 접속되어 있고, 통신을 행할 수 있다. 제1 제어부(30)로부터는, 도포 프로그램으로부터의 토출 개시·종료 지령, 및 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 V가, 제2 제어부(40)에 송신된다. 여기서, 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 V는, 도포 프로그램으로부터의 이동 속도 변경 지령이 개시되었을 때, 또는 소정 시간 간격으로, 제2 제어부(40)에 송신된다. 제2 제어부(40)에 의한 이동 속도 V의 취득은, 제2 제어부(40)로부터 제1 제어부(30)에 송신 요구를 행하는 폴링 방식에 의해 행해도 된다.
제2 제어부(40)가 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도를 수신하면, 변환부(45)가 가지는 전술한 관계식 또는 변환 테이블에 의해 토출량 제어 장치(64)의 최적 제어 조건이 요구된다.
<토출량의 제어예>
도 3의 상단(上段)은, 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 V1∼Vn에 대응하는 토출량 제어 장치(64)의 제어량 D1∼Dn을 나타낸 변환 테이블의 이미지 도면이다. 이동 속도 V1∼Vn은 스칼라 양(절대값)으로 기술되어 있으므로, 가속 시와 감속 시에서 같은 변환 테이블을 사용할 수 있다.
도 3의 하단(下段)은, 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도가 V1으로부터 Vn으로 감속할 때의 토출량 제어를 나타낸 그래프이다.
도 3의 초기 상태에 있어서는, 디스펜스 헤드(50)가 이동 속도 V1으로 이동하고, 토출량 제어 장치(64)인 토출용 모터는 단위 시간당 D1의 회전 속도로 제어되고 있다. 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도의 정보는, Δt마다 제1 제어부(30)로부터 제2 제어부(40)로 보내진다. 제2 제어부(40)가 가지는, 변환부(45)는, 이동 속도 V에 변화가 생긴 경우에는, 변환 테이블에 기초하여 대응하는 제어량 D를 산출한다.
디스펜스 헤드(50)의 이동 속도가 V2로 저하되면, 제2 제어부(40)로부터 감속 지령이 나와 토출량 제어 장치(64)는 D2의 회전 속도까지 감속한다. 마찬가지로 이동 속도가 V3, V4, … Vn-1으로 순차로 저하되면, 이에 대응하여 제2 제어부(40)로부터 감속 지령이 순차적으로 나와 토출량 제어 장치(64)도 D3, D4, … Dn-1으로 회전 속도를 감속한다. 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도가 Vn에 도달하여 유지되면 제2 제어부(40)로부터 감속 지령이 나와 토출량 제어 장치(64)도 회전 속도를 Dn으로 감속한다. 이동 속도가 Vn이 유지되는 동안은, 제2 제어부(40)로부터 속도 변경 지령이 나오지 않기 때문에, 토출량 제어 장치(64)는 회전 속도 Dn을 유지한다.
도 3의 하단에서는, 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 V가 선형적으로 저하되는 경우를 예시했지만, 비선형(非線形)적으로 변화되는 경우도 상기와 동일한 방법으로 토출량 제어 장치를 제어할 수 있다. 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 V에 대응하는 토출량 제어 장치(64)의 제어량 D를 변환 테이블로부터 선출하여, 토출량 제어 장치(64)를 제어량 D로 컨트롤하면 된다.
그리고, 관계식과 변환 테이블을 병용하여, 예를 들면, 일정한 속도 범위에는 변환 테이블을 사용하고, 일정한 속도 범위를 벗어나는 경우에는 관계식을 사용하는 것도 가능하다.
<도포 작업의 실시>
도포 장치(1)는, 미리 작성된 도포 프로그램 실행함으로써 자동으로 도포 작업을 실시한다.
제1 제어부의 기억 장치(31)에 저장되는 도포 프로그램이 판독되고, 연산 장치(32)에 의해 실행되면, X축 이동 장치(21), Y축 이동 장치(22) 및 Z축 이동 장치(23)에 상대 이동 지령이 송신되고, 제2 제어부(40)에 토출 개시·종료 지령이 송신된다. 그리고, 도포 프로그램에는 토출 종료 지령을 포함하지 않고, 토출 개시 지령으로부터 일정 시간 경과 후에 토출을 종료시키는 사양으로 해도 된다.
도포 프로그램의 실행과 병행하여, 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 V의 정보가 정기적으로 제2 제어부(40)에 송신된다. 여기서, 이동 속도 V의 정보란, 실시형태예에서는, X축 이동 장치(21) 및 Y축 이동 장치(22)에 의해 실현되는 X―Y 평면에서의 이동 속도 정보를 의미한다. 단, 실시형태예와는 달리, X―Z 평면, Y―Z 평면, X―Y―Z 공간 등의 좌표계에서의 이동 속도 정보를 정기적으로 송신하는 것도 물론 가능하다.
제2 제어부(40)가 제1 제어부(30)로부터 토출 개시·종료 지령 및 이동 속도 V의 정보를 수신하면, 디스펜스 헤드(50)에 토출 동작 지령을 송신한다. 토출 동작 지령 중, 토출 개시·종료 지령은 도포 프로그램에 기술되어 있지만, 토출 동작 지령 중, 토출량 제어 지령에 대해서는 도포 프로그램에는 기술되어 있지 않다. 즉, 도포 프로그램에 기술된 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 V에 기초하여 제2 제어부(40)가 동적(動的)으로 토출량 제어 지령을 생성한다. 실시형태예에서는, 토출량 제어 장치(64)는 스테핑 모터이므로, 토출량 증가 지령은 모터의 회전 속도(단위 시간당의 회전수)를 증가시키는 지령이며, 토출량 감소 지령은 모터의 회전 속도(단위 시간당의 회전수)를 감소시키는 지령으로 된다. 즉, 제2 제어부(40)는, 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도가 상승했을 때는 토출량 증가 지령을 출력하고, 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도가 저하되었을 때는 토출량 감소 지령을 출력한다. 제2 제어부(40)에 의해 토출량이 실질적으로 실시간으로 제어되므로, 선폭이 균일한 묘화 도포를, 종래보다 적은 프로그래밍 작업에 의해 실현할 수 있다.
<동기(同期) 기능>
본 발명에서는, 리얼타임성을 가지고 디스펜스 헤드의 이동 속도와 토출량의 제어가 컨트롤되는 점에 특징이 있지만, 도포 조건에 따라서는 토출량의 제어의 타이밍이 약간 어긋나는 경우도 있다. 그래서, 바람직한 형태의 도포 장치(1)는, 디스펜스 헤드의 이동 속도 변화와 토출량 제어의 동기 기능을 구비하고 있다.
이 동기 기능은, 연산 장치(32)로부터 XYZ축 이동 장치(21∼23)에 송신하는 상대 이동 지령을 일정하게 소정 시간만 지연시킴으로써 실현된다. 여기서, 동기에 필요한 지연 시간은, 제2 제어부(40)가 디스펜스 헤드(50)의 이동 속도 V의 정보를 취득하여, 토출량 제어 지령이 디스펜스 헤드(50)에 송신되고, 실제로 토출량이 변화되기 시작하는 데 필요로 하는 시간이다. 또는, 연산 장치(32)가 도포 프로그램을 먼저 판독하고, 이동 속도 V가 변경되는 소정 시간 전에 토출량 제어 지령을 송신하도록 해도 된다.
<상이한 방식의 토출 장치>
실시형태예에서는, 토출용 모터에 의해 플런저의 진출량이 제어되는 디스펜서의 예를 설명하였으나, 디스펜서는 다양한 종류의 것을 사용할 수 있다. 그리고, 토출량 제어 장치(64)는, 디스펜서의 종류에 따라서, 예를 들면, 다음과 같이 대신한다.
저류 용기 내의 액체 재료에 압력 조정된 에어를 원하는 시간만 인가하여 노즐로부터 토출을 행하는 에어식 디스펜서의 경우에는, 토출량 제어 장치는 레귤레이터로, 토출량의 제어 파라미터는, 토출 압력, 토출압 인가 시간으로 된다.
로터리 튜빙(tubing) 기구(機構)를 가지는 튜빙식 디스펜서의 경우에는, 토출량 제어 장치는 모터로, 토출량의 제어 파라미터는, 회전 방향, 회전수, 회전 속도로 된다.
노즐과 연통되는 유로(流路)의 단부(端部)에 설치된 밸브 시트에 밸브체를 충돌시키거나 또는 밸브체를 밸브 시트에 충돌하기 직전에 정지시켜 액체 재료를 노즐 선단으로부터 비상(飛翔) 토출시키는 제트식 디스펜서의 경우에는, 토출량 제어 장치는 전자(電磁) 밸브로, 토출량의 제어 파라미터는, 토출 택트(전자 밸브의 개폐 간격)로 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 도포 장치에 의하면, 로봇이 유지하는 토출 장치의 이동 속도에 따라 토출량 제어 지령을 기술(記述)할 필요가 없어지므로, 도포 프로그램의 작성 시간을 대폭 삭감하는 것이 가능해진다. 또한, 도포 프로그램의 코드량도 전체적으로 적어지게 되어, 프로그램 미스를 유발하는 요인이 감소하는 동시에 디버그(debug) 작업 시간도 대폭 삭감된다.
또한, 오퍼레이터는, 로봇의 동작을 정하는 상대 이동 지령의 프로그래밍에 필요한 지식만을 습득하면 되므로, 오퍼레이터의 육성(育成) 기간을 단축하는 것도 가능해진다.
1: 도포 장치
10: 디스펜서
20: 로봇
21: X축 이동 장치
22: Y축 이동 장치
23: 로봇 헤드(Z축 이동 장치)
24: 가대
25: 테이블
26: 공작물
28: 이동 부재
30: 로봇 컨트롤러(제1 제어부)
31: 기억 장치
32: 연산 장치
40: 디스펜스 컨트롤러(제2 제어부)
45: 변환부
50: 디스펜스 헤드
53: 토출부
54: 노즐
55: 토출구
56: 시린지
61: X축 구동원
62: Y축 구동원
63: Z축 구동원
64: 토출량 제어 장치
80: 케이블 A
81: 케이블 B
82: 케이블 C

Claims (13)

  1. 액체 재료를 토출(吐出)하는 토출 헤드와, 상기 토출 헤드와 공작물을 상대 이동시키는 로봇을 구비하고,
    상기 공작물과 상기 토출 헤드를 상대 이동시키면서 상기 공작물에 액체 재료를 라인 드로잉 도포(line drawing application)하는 액체 재료 도포 장치에 있어서,
    상기 공작물과 상기 토출 헤드를 상대 이동시키는 제1 제어부, 및
    상기 토출 헤드의 토출량을 제어하는 제2 제어부
    를 구비하고,
    상기 제1 제어부는 상기 토출 헤드의 공작물에 대한 속도 정보를 출력하는 기능을 가지며,
    상기 제2 제어부는 상기 제1 제어부로부터 출력된 상기 속도 정보에 기초하여 상기 토출량을 자동 제어하는 기능을 가지는,
    액체 재료 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토출 헤드는 착탈 가능하고,
    상기 제2 제어부는 상기 제1 제어부와 물리적으로 별체이며,
    상기 제2 제어부는 상기 제1 제어부로부터 출력된 상기 속도 정보에 대응하는 토출량 정보를 출력하는 변환부를 가지며, 또한 상기 변환부로부터 출력된 상기 토출량 정보에 기초하여 상기 토출량을 자동 제어하는 기능을 가지는,
    액체 재료 도포 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 제어부가 상기 로봇에 탑재되고,
    상기 제2 제어부가 상기 로봇과 물리적으로 별체로 구성되는,
    액체 재료 도포 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 제어부가 상기 로봇과 케이블을 통해 접속되는, 액체 재료 도포 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어부가 상기 토출 헤드의 공작물에 대한 속도 정보를 상기 제2 제어부에 직접 출력하는 기능을 가지는, 액체 재료 도포 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 제어부는, 도포 프로그램에 기초하여 상기 공작물과 상기 토출 헤드를 상대 이동시키고,
    상기 도포 프로그램은 상기 공작물과 상기 토출 헤드의 상대 이동 속도의 스칼라 양의 기술(記述)을 포함하고,
    상기 제1 제어부가 상기 스칼라 양을 상기 속도 정보로서 출력하는 기능을 가지는,
    액체 재료 도포 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도포 프로그램이 상기 공작물과 상기 토출 헤드를 도포 패턴에 따라 상대 이동시키기 위한 상대 이동 지령을 포함하고,
    상기 제2 제어부가, 상기 스칼라 양에 대응하는 토출량 정보를 출력하는 변환부를 가지고, 상기 제1 제어부로부터 출력된 상기 스칼라 양에 기초하여 상기 토출 헤드에 의해 선폭이 균일한 라인 드로잉 도포를 하기 위한 토출량 제어 지령을 상기 토출량 정보로서 동적으로 생성하여, 상기 토출 헤드의 상기 토출량을 자동 제어하는 기능을 가지는,
    액체 재료 도포 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 토출 헤드로부터 토출되는 액체 재료의 양을 제어하는 토출량 제어부를 구비하고,
    상기 제1 제어부 및 상기 제2 제어부가 기억 장치 및 연산 장치를 각각 가지며,
    상기 토출량 제어 지령은 상기 토출량 제어부에 대한 지령인,
    액체 재료 도포 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 토출량 제어부가 상기 토출 헤드에 탑재되어 있는, 액체 재료 도포 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 제어부가 상기 도포 프로그램의 실행과 병행하여 상기 제2 제어부에 상기 스칼라 양을 송신하는 기능을 가지는, 액체 재료 도포 장치.
  11. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로봇은, 상기 공작물과 상기 토출 헤드를 상대 이동시키는 이동 장치를 구비하고, 상기 이동 장치에 상대 이동 지령을 송신하는 것으로 상기 공작물과 상기 토출 헤드의 상대 이동을 실현하는, 액체 재료 도포 장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 토출 헤드가, 액체 재료를 노즐로부터 비상(飛翔) 토출시키는 제트식 디스펜서인, 액체 재료 도포 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 제어부는 토출 택트를 제어 파라미터로 하여 상기 토출량을 자동 제어하는, 액체 재료 도포 장치.
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