TWI483781B - A nozzle position correcting mechanism and a coating apparatus provided with the same - Google Patents

Description

噴嘴位置修正機構及具備該機構之塗佈裝置

本發明係關於噴嘴位置修正機構及具備該機構之塗佈裝置，更具體為關於，在藉由驅動機構使吐出液體材料之噴嘴與載置於作業台上的工件相對移動而在工件面上塗佈液體材料時，隨著維修作業而可修正噴嘴位置偏差之噴嘴位置修正機構。

在實施液體材料之補充或維修等的作業時，係自塗佈裝置卸下包含噴嘴或貯存容器之吐出裝置。又，液體材料之補充或維修等作業完成時則再將吐出裝置安裝在塗佈裝置。此時，被形成於具有吐出裝置的噴嘴前端之吐出口的位置，大致均會和卸下前的位置偏離。當以此狀態再開始塗佈作業時，則會對不要塗佈的位置塗佈液體材料，結果，被塗佈液體材料之該製品則成為不良品。因此，為了迴避如上述情事，有各種建議在安裝吐出裝置時調整噴嘴前端位置之機構或方法。

例如，專利文獻1中於基板面塗佈液體材料之塗佈裝置中，其揭示一種具備：被安裝在貯存液體材料之注射器(syringe)，朝基板面吐出液體材料之噴嘴；及，從橫方向對此噴嘴攝影，而自該攝影畫像檢測出噴嘴前端之高度位置及其自噴嘴前端之垂直線的位置偏差量之位置檢測器；及，依照自該位置檢測器之前述高度位置與前述位置偏差量而實施前述注射器之位置修正的控制器；如此為特徵之塗佈裝置。

又，專利文獻2中揭示，在具有塗佈噴嘴及攝影裝置之塗佈裝置中，檢測出該等相對位置之方法，其特徵為，藉由塗佈噴嘴而在試驗塗佈面塗佈塗佈劑，同時，取得在該時攝影裝置之攝影中心之位置的第1位置，其次，藉由攝影裝置對塗佈在試驗塗佈面之塗佈劑攝影而取得在該塗佈劑的中心位置與攝影裝置的攝影中心一致之位置之第2位置，並取得該第1位置與第2位置之X軸方向及Y軸方向的差而對塗佈噴嘴之攝影裝置表示相對位置之值，如此的攝影裝置與塗佈噴嘴之相對位置檢測方法。

專利文獻1或2所使用之位置檢測機器雖然是攝影機，但有時亦可使用其他的光學機器，例如，雷射位移計或光感測器等。

而仍有人厭煩必須設置此種特殊的機器，卻仍以手操作搭載吐出裝置之XYZ驅動機構，以目視對準塗佈位置等的目標位置而移動噴嘴前端，且自該移動量之差以修正塗佈作業開始位置等的設定。

專利文獻1：日本專利特開2000-5679號公報

專利文獻2：日本專利特開2003-142816號公報

但是，在專利文獻1及2所記載的發明中，必須使用為了檢測位置之攝影機或感測器等的特殊之機器，又，根據檢測結果所作的演算處理或控制也相當複雜。

又，在專利文獻2所記載的發明中，為了檢測位置必須實施試驗塗佈，因此，必須另外設置試驗塗佈面。

又，當透過目視而實施對準位置時，該位置會因作業者而有偏差，其精確度也有界限。且，該作業複雜又花費時間。

因此，本發明之目的為提供一種不必使用攝影機或感測器等之特殊的機器，可以簡單之構成而機械地實施位置調整之噴嘴位置修正機構及具備該機構之塗佈裝置。

第1發明係，藉由驅動機構使吐出液體材料之噴嘴與載置於作業台上的工件相對移動而在工件面上塗佈液體材料時，用以修正前述噴嘴的位置之噴嘴位置修正機構，其特徵為，其具備有：相對於前述驅動機構可調整前述噴嘴之相對位置的調整部；及，具有插通前述噴嘴之噴嘴插通孔及抵接在插通於前述噴嘴插通孔的噴嘴之前端部份的抵接面之定位構件。

第2發明係，在第1發明中，其特徵為，前述定位構件，在內部含有形成前述抵接面之空間，而前述噴嘴插通孔，被設成連通至前述定位構件的一個面與前述空間。

第3發明係，在第1發明中，其特徵為，前述定位構件，其具備有：具有前述噴嘴插通孔之第1構件；及，含有形成前述抵接面之空間，而被接合在前述第1構件之第2構件。

第4發明係，在第2或3發明中，其特徵為，前述空間係構成自外部可辨認前述抵接面之窗口。

第5發明係，在第1、2或3發明中，其特徵為，在前述定位構件，設有複數個不同內徑之噴嘴插通孔。

第6發明係，在第1、2或3發明中，其特徵為，前述噴嘴插通孔之噴嘴進入側的端部被形成為推拔狀。

第7發明係，在第1、2或3發明中，其特徵為，前述定位構件係由塑膠材料所構成。

第8發明係一種塗佈裝置，其具備有：第1、2或3發明之噴嘴位置修正機構；及，具有可吐出液體材料的噴嘴之吐出裝置；及，載置塗佈液體材料的工件之作業台；及，使噴嘴與工件相對移動之驅動機構；以及控制部。

第9發明係，在第8發明中，其特徵為，前述控制部使定位構件的位置以相對於前述驅動機構之基準位置的相對位置而掌握。

根據本發明，由於其不必使用攝影機或感測器等特殊的機器而可機械地定位，因此，可使構成簡單化，且作業者之作業精準度也不會不均。

又，由於其不需要實施複雜的演算處理或控制，因此，可在短時間內實施噴嘴位置調整，且不需要塗佈作業開始位置等之設定修正。

以下說明本發明之一實施形態。

(定位構件)

圖1表示本發明之定位構件101的概略斜視圖，圖2表示前視圖。圖1及圖2之構成例中，定位構件101係由嵌合構件102與抵接構件103之2個構件所構成。嵌合構件102係大致呈直方體形狀，並以使供吐出裝置705所具有噴嘴707的前端部份插通的孔104自上面貫通至下面之方式被設置。

孔104被形成比噴嘴707稍為大徑，具有可修正噴嘴707的偏差之充份的深度(例如，噴嘴的長度之1/3~1/2)。孔104，在噴嘴進入側的緣部設有推拔部105。換言之，孔104的入口部份係圓錐台狀，自圓錐台之前端一直到出口部份成為圓筒狀。如此藉由設置推拔部105，利用後述調整機構301而使噴嘴707前端部份嵌合於孔104時，則可更容易插入噴嘴707。又，嵌合構件102如藉由熱性質(特別是膨脹或收縮)優越的塑膠材料(例如，聚醚醚酮)構成較佳。其因為，第一，可藉由抑制因熱膨脹或收縮所發生而使噴嘴位置修正的誤差減低為最小限度，第二，以金屬材料構成時，在孔104中插入噴嘴707時則有容易損傷噴嘴707之虞。只要可達成此等目的，則以塑膠材料僅構成定位構件101的一部份(例如，只有嵌合構件102)亦可。

又，孔104之形狀只要配合噴嘴707的形狀而形成即可，其並不被限定於圓筒狀。

抵接構件103，係在中央具有凹陷部108之凹形狀，在此凹陷部108的底面，構成和噴嘴707前端部份的吐出口所形成之面相接觸之抵接面106。藉由在抵接構件103與嵌合構件102之間開設間隙而設置抵接面106，則在利用後述調整機構301嵌合噴嘴707而使噴嘴前端接觸抵接面時，則其可藉由目視而予以確認(具有窗口的作用)。圖1及圖2之構成例中，上述2個構件(102、103)係以螺絲107等的繫緊構件而被固定以構成定位構件101。當藉由以個別構件而構成嵌合構件102與抵接構件103時，在孔104的內側或外側的緣部等如附著液體材料之情形，或要變更噴嘴707的口徑之情形，則不必卸下定位構件101全體而只要卸下嵌合構件102即可實施清掃或和其他零件作交換。

又，如上述2個構件(102、103)不以個別構件構成時亦可，而噴嘴707的嵌合之孔104或噴嘴前端所抵接之抵接面106以1個構件設成亦可。又，凹陷部108並不是必須的構成，如不設置亦可。

定位構件101，係相對於驅動機構(702、703、704)的基準位置(例如，原點等)被相對配設於所規定的位置(自基準位置起被指定之座標位置)。例如，定位構件101，雖然被配設於和作業台710上的塗佈對象物708不重疊之位置，但只要是設在噴嘴707的可動範圍內即可。由於定位構件101被固定設在特定的位置，因此，只要藉定位構件101而實施噴嘴707的位置調整時，即可對記憶在控制部的位置(座標)使噴嘴707的位置對準。如此，由於被位置調整之噴嘴707與工件上之塗佈位置的關係係和記憶在控制部的位置(座標)一致，因此，其亦不需要塗佈開始位置之特定作業。

又，在定位構件101之嵌合構件102，藉由對工件面設置和垂直的直線平行之比較深(長)的直線狀之孔時，在替換噴嘴707時則可修正噴嘴中心軸自前述垂直直線之偏差(傾斜等)。在本發明中，於噴嘴707之前端部份接觸抵接構件103的抵接面之位置而調整噴嘴707時，由於前述噴嘴707的前端部份之Z軸方向的位置(自基準面之高度)經常相同，因此，其不需變更為了在工件上塗佈時所必要間隙(clearance)之設定。因此，其可容易對應於噴嘴707的種類或製造誤差所致之噴嘴前端部份形狀等之偏差。

如此，藉由使用本發明之定位構件101，噴嘴707之塗佈位置或和工件間隙之設定不必以自動或手動地變更，即可簡單地使位置對準。

(調整機構)

圖3表示本發明之調整機構301的概略斜視圖，圖4表示其三面圖。在圖4中，(a)表示前視圖，(b)表示俯視圖，(c)表示左側視圖。此處，X、Y、Z軸各方向之座標軸的方向在圖3中以符號302表示。

如圖3所示，調整機構301被設在：吐出裝置705(以虛線圖示)；以及，被安裝在Z軸驅動機構704(以虛線圖示)之連接構件303之間。又，調整機構301係由：X方向調整部304、Y方向調整部305、及Z方向調整部306所構成，各調整部(304、305、306)係由各別的滑動導件(307、308、309)及滑動構件(310、311、312)所構成。各滑動導件(307、308、309)被安裝成如圖3箭頭所示朝各方向可使各滑動構件(310、311、312)移動，由此，其可使吐出裝置705朝向XYZ之各方向移動。

又，在各調整部(304、305、306)被安裝有為了在任意的位置固定各調整部用之夾緊板(313、314、315)與夾緊螺絲(316、317、318)。夾緊板(313)被設成橫跨滑動構件與連接構件間，而夾緊板(314、315)被設在橫跨二個滑動構件間。夾緊板(313、314、315)一邊以固定螺絲319被固定，另一邊以夾緊螺絲(316、317、318)所固定。在夾緊板(313、314、315)的夾緊螺絲(316、317、318)側，其開設有對應於移動方向之長圓孔320。夾緊螺絲(316、317、318)係由大徑的手抓部份與細徑的螺紋部份所構成，而該螺紋部份，對該孔320的寬度具有微小之間隙而被插通於孔，該螺紋部份的前端被螺入至滑動構件或連接構件。

以下對Z方向調整部306舉例如下說明夾緊板(313、314、315)及夾緊螺絲(316、317、318)的作用。如鬆脫Z夾緊螺絲318時，在Z夾緊螺絲318之手抓部份與Y滑動構件311間夾住Z夾緊板315的力量會鬆弛，而固定螺絲319側的Z滑動構件312則變成可移動。相反地，鎖緊Z夾緊螺絲318時，Z夾緊板315被夾在Z夾緊螺絲318的手抓部份與Y滑動構件311之間而其動作被限制，而Z滑動構件312被固定。Z滑動構件312於Z夾緊板315所開設的長圓孔320之長度的範圍內成為可移動。

(修正次序)

以下說明使用上述定位構件101及調整機構301之噴嘴707的位置之修正次序。又，以下為了說明方便起見，雖然附有符號，但其並不限定和符號相對應之圖面構成的次序。

圖5表示本發明之第一修正次序的流程圖。

首先，在塗佈裝置701的驅動機構(702、703、704)藉由調整機構301而安裝具有噴嘴之吐出裝置705(步驟11)。此處，以調整機構301將噴嘴707朝Z方向向上方移動(步驟12)。這是為了使在次一步驟移動噴嘴707時，不會使噴嘴707之前端碰觸到定位構件101者。其次，利用驅動機構(702、703、704)朝預先所設定之定位構件101的位置(XYZ定位位置)移動噴嘴707(步驟13)。又，為了使定位位置在

一旦設定後即不會變更，使用調整機構301來實施噴嘴707之位置調整．變更(步驟14~15)。噴嘴707移動至定位構件101的上方時，首先，利用X及Y方向之調整部304、305微調整噴嘴707前端的位置而使噴嘴707前端對準嵌合構件之孔104的位置。當此定位完了後，鎖緊夾緊螺絲316、317而固定X及Y方向調整部(步驟14)。其次，利用Z方向調整部306朝嵌合構件之孔104插入噴嘴707，使噴嘴707前端下降抵觸至抵接面106。此時，以目視一面確認噴嘴707的前端另一面實施即可。在抵觸位置鎖緊夾緊螺絲318而固定Z方向調整部306(步驟15)。自嵌合構件之孔104抽出噴嘴707而開始塗佈作業(步驟16)。

又，其他的方法中，亦可以如次所示之次序來實施噴嘴707之位置調整。

圖6表示本發明之第二修正次序的流程圖。

首先，在塗佈裝置701的驅動機構(702、703、704)藉由調整機構301而安裝具有噴嘴707之吐出裝置705(步驟21)。其次，利用驅動機構(702、703)對預先所設定之XYZ定位位置中除了Z位置對X及Y位置使噴嘴707移動(步驟22)。當噴嘴移動至定位構件101的上方時，利用X及Y方向之調整部304、305微調整噴嘴707前端的位置使噴嘴707之前端位置對準嵌合構件之孔104的位置。在此定位完了後，鎖緊夾緊螺絲316、317而固定X及Y方向調整部(步驟23)。其次，利用驅動機構(704)僅對預先所設定之XYZ定位位置中之向Z位置之移動實施至途中(步驟24)。在步驟24中利用Z方向調整部306使插入至嵌合構件的孔104之噴嘴707下降到噴嘴707前端抵觸至抵接面106。此時，以目視一面確認噴嘴707的前端另一面實施即可。在抵觸位置鎖緊夾緊螺絲318而固定Z方向調整部(步驟25)。自嵌合構件之孔104抽出噴嘴707而開始塗佈作業(步驟26)。

以上，雖然例示二種次序，但只要利用定位構件101與調整機構301，則並不受限於上述二種次序，其如藉其他之次序實施亦可。

以下雖然藉實施例而詳細說明本發明，但本發明並不受限於任一實施例。

[實施例1] (塗佈裝置)

如圖7所示，本實施例之塗佈裝置701具有：X驅動機構702；及，Y驅動機構703；及，Z驅動機構704；及，吐出裝置705；及控制此等動作之控制部709。

在X驅動機構702設置Z驅動機構704。在Y驅動機構703上設置可載置塗佈對象物708之作業台710。吐出裝置705具備：可貯存液體材料之貯存容器706；及，在其前端可吐出液體材料之噴嘴707。雖然吐出裝置705以貯存容器706和噴嘴707之組合來表示，但其並不受限於此，其只要具有噴嘴707者即可。

調整機構301被配設在Z驅動機構704與吐出裝置705之間。此時，調整機構301、Z軸驅動機構704及吐出裝置705不在Y方向串聯安裝，而吐出裝置705係被配置在調整機構301的X方向之部位(例如滑動構件312)為佳。由此，則可容易對調整機構301操作。又，當使吐出裝置705配設於調整機構301之X方向時，自X軸驅動機構702的距離則變短，其比將吐出裝置705及調整機構301串聯配設在Y方向之情形可使Z軸驅動裝置704彎曲而使負荷減低。

定位構件101被配設在和作業台710上之塗佈對象物708不重疊的位置。本實施例中，雖然使定位構件101設在作業台710上，但其並不一定要設在作業台710上，只要設在噴嘴707之可動範圍內即可。又，當設在作業台710上時，則使抵接構件103和作業台710一體設置，而僅使嵌合構件102可裝卸，如此亦可。不管任一設置方法，其定位構件101對驅動機構(702、703、704)之基準位置(例如原點等)均被配設在相對的規定位置(自基準位置被指定之座標位置)。為了確保交換等時之安裝位置的再現性，如使安裝面高準確度地加工或者設置未圖示之定位銷，如此為佳。

在塗佈作業時，首先，在塗佈裝置701設置所準備之吐出裝置705。其後，以前述方法調整噴嘴707的位置。又，使塗佈對象物708載置固定於作業台710上。其次，向噴嘴707下方移動，而開始塗佈作業。當塗佈終了時，作業台710及吐出裝置705藉由各驅動機構(702、703、704)朝向等待位置移動，而使對一個塗佈對象物708之塗佈作業終了。要對複數個塗佈對象物708繼續塗佈作業時，則將已塗佈之塗佈對象物708和未塗佈之塗佈對象物708交換而反覆上述作業。又，如要實施補充液體材料或交換噴嘴707之作業則將吐出裝置705卸下或安裝，而實施前述之噴嘴位置調整，並重新開始上述作業。

[實施例2] (在定位構件設置複數個孔之構成例)

在實施例1中，雖然定位構件101的噴嘴嵌合之孔104只有1個，但為了對應於假設使用複數種類的噴嘴直徑，亦可設置複數個不同內徑的孔(805~809)。圖8表示該構成例。

圖8所表示之定位構件801，係和實施例1同樣由嵌合構件802與抵接構件803之2個構件所構成。在嵌合構件802上於其中央設置最常使用之噴嘴嵌合之孔805。又，在其右側設置比中央的孔805更大徑之孔(806、807)，而在左側則設置比中央的孔805更小徑之孔(808、809)。在各別的孔(805~809)中配合孔之直徑被設置和前述相同的推拔部810。如此藉由預先設置複數種類的孔(805~809)時，則不必交換定位構件801即可對應於液體材料之變更或變更所希望之塗佈量。又，如預先決定所使用之噴嘴直徑，則只要設置該噴嘴嵌合的孔即可。被形成於抵接構件803之抵接面804係對應於孔(805~809)的個數所形成者。

(產業上之可利用性)

本發明在藉由噴嘴吐出液體材料之各種裝置中可被實施。

除了實施例所列舉之在前端具有噴嘴之貯存容器內的液體材料被僅於所希望時間外加空氣之氣壓式裝置以外，本發明亦可適用於例如，具有平坦管式機構或旋轉管式機構之管系式裝置、使密接於在前端具有噴嘴之貯存容器內面滑動之柱塞移動所希望量而吐出經調整壓力之空氣的柱塞式裝置、藉由螺旋迴轉而吐出液體材料之螺旋式裝置、藉由閥的開閉而使外加所希望的壓力之液體材料吐出控制的閥式裝置，或在閥座使閥體衝突而藉使液體材料自噴嘴飛翔吐出之噴流式的裝置。

101、801‧‧‧定位構件

102‧‧‧嵌合構件(第1構件)

103‧‧‧抵接構件(第2構件)

104‧‧‧孔(噴嘴插通孔)

105、810‧‧‧推拔部

106‧‧‧抵接面

107‧‧‧螺絲

108‧‧‧凹陷部(空間)

301‧‧‧調整機構

302‧‧‧座標軸

303‧‧‧連接構件

304‧‧‧X方向調整部

305‧‧‧Y方向調整部

306‧‧‧Z方向調整部

307‧‧‧X滑動導件

308‧‧‧Y滑動導件

309‧‧‧Z滑動導件

310‧‧‧X滑動構件

311‧‧‧Y滑動構件

312‧‧‧Z滑動構件

313‧‧‧X夾緊板

314‧‧‧Y夾緊板

315‧‧‧Z夾緊板

316‧‧‧X夾緊螺絲

317‧‧‧Y夾緊螺絲

318‧‧‧Z夾緊螺絲

319‧‧‧固定螺絲

320‧‧‧長圓孔

701‧‧‧塗佈裝置

702‧‧‧X驅動機構

703‧‧‧Y驅動機構

704‧‧‧Z驅動機構

705‧‧‧吐出裝置

706‧‧‧貯存容器(注射器)

707‧‧‧噴嘴

708‧‧‧塗佈對象物

709‧‧‧控制部

710‧‧‧作業台

802‧‧‧嵌合構件

803‧‧‧抵接構件

804‧‧‧抵接面

805‧‧‧中央的孔

806、807‧‧‧大徑之孔

808、809‧‧‧小徑之孔

圖1係本發明之定位構件的概略斜視圖。

圖2係本發明之定位構件的前視圖。

圖3係本發明之調整機構的概略斜視圖。

圖4(a)係本發明之調整機構的前視圖，(b)係本發明之調整機構的俯視圖，(c)係本發明之調整機構的左側視圖。

圖5係本發明之第一修正次序的流程圖。

圖6係本發明之第二修正次序的流程圖。

圖7係實施例1之塗佈裝置的概略斜視圖。

圖8表示實施例2之定位構件的概略斜視圖。

101．．．定位構件

102．．．嵌合構件(第1構件)

103．．．抵接構件(第2構件)

104．．．孔(噴嘴插通孔)

105．．．推拔部

106．．．抵接面

107．．．螺絲

Claims (9)

1. 一種噴嘴位置修正機構，藉由驅動機構使吐出液體材料之噴嘴與載置於作業台上的工件相對移動而在工件面上塗佈液體材料時，用來修正前述噴嘴的位置之噴嘴修正機構，其特徵為，其具備有：相對於前述驅動機構可調整前述噴嘴之相對位置的調整部；及定位構件，該定位構件具有於進行前述噴嘴的位置之修正時供前述噴嘴插通及抽出之噴嘴插通孔、及抵接在插通於前述噴嘴插通孔的噴嘴之前端部份的抵接面。
2. 如申請專利範圍第1項之噴嘴位置修正機構，其中，前述定位構件在內部含有形成前述抵接面之空間，前述噴嘴插通孔被設成使前述定位構件的一個面與前述空間相連通。
3. 如申請專利範圍第1項之噴嘴位置修正機構，其中，前述定位構件具備：具有前述噴嘴插通孔之第1構件；及，含有形成前述抵接面之空間，而和前述第1構件相接合之第2構件。
4. 如申請專利範圍第2或3項之噴嘴位置修正機構，其中，前述空間係構成自外部可辨認前述抵接面之窗口。
5. 如申請專利範圍第1、2或3項之噴嘴位置修正機構， 其中，在前述定位構件設有複數個不同內徑之噴嘴插通孔。
6. 如申請專利範圍第1、2或3項之噴嘴位置修正機構，其中，前述噴嘴插通孔之噴嘴進入側的端部被形成為推拔狀。
7. 如申請專利範圍第1、2或3項之噴嘴位置修正機構，其中，前述定位構件係由塑膠材料所構成。
8. 一種塗佈裝置，其具備有：申請專利範圍第1、2或3項所記載之噴嘴位置修正機構；及，具有可吐出液體材料的噴嘴之吐出裝置；及，載置被塗佈液體材料的工件之作業台；及，使噴嘴與工件相對移動之驅動機構；以及控制部。
9. 如申請專利範圍第8項之塗佈裝置，其中，前述控制部使定位構件的位置以相對於前述驅動機構之基準位置之相對位置而掌握。