WO2015083722A1 - 液体材料塗布装置 - Google Patents

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WO2015083722A1
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workpiece
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Musashi Engineering Inc
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention provides a liquid material that can move a discharge device relative to a workpiece and can automatically generate a command for controlling a discharge amount of a coating device that performs a desired drawing coating (drawing coating) on the workpiece.
  • the present invention relates to a coating apparatus.
  • the drawing application in the present specification includes not only the case of applying and drawing a single continuous line, but also the case of applying and drawing by intermittent application.
  • a discharge device In order to form a liquid material in a predetermined pattern at the time of manufacturing an electronic device, a discharge device called a dispenser is often used. Dispensers are widely used from large equipment to manufacture of small equipment. For example, phosphors and adhesives are linearly applied to flat panel displays typified by liquid crystal, organic EL, and plasma display panels (PDP). It is used for the process or the process of apply
  • the application operation using the dispenser is performed by discharging a liquid material from the nozzle while relatively moving the nozzle and the work table according to the application pattern.
  • a coating pattern having a corner portion there is a known problem that a line width drawn and disturbed due to a decrease in a relative movement speed in the corner portion when performing a drawing coating.
  • an air-type dispenser in which air supplied from a compressed air source is applied to a liquid material in a storage container and discharged from a nozzle communicated with the storage container.
  • an air-type dispenser that suppresses the collapse of the pattern at the corner portion during drawing application, for example, in Patent Document 1, in a coating method for drawing a rectangular pattern on a substrate, the nozzle and the substrate at the start point of the corner portion.
  • An applicator is disclosed that can suppress the occurrence of vibrations at the corner and can apply an appropriate amount.
  • the above control is performed based on pattern data stored in the RAM of the microcomputer, and the corner start and end positions are determined by measuring with a linear scale.
  • a relative movement command for moving the relative movement robot in accordance with the coating pattern.
  • a discharge amount control command for controlling the discharge amount at each application position on the application pattern.
  • the discharge amount control command for example, weakens the air pressure for discharge, shortens the distance between the annular valve seat communicating with the discharge port and the valve body, or weakens the rotational speed of the screw that provides the discharge propulsion force. It is an instruction.
  • the relative movement program may be programmed based on characters such as letters, numbers, and symbols, or may be automatically generated by drawing a figure using an applied CAD program.
  • the applicant displays a step of displaying a text input screen, a step of displaying a graphic input screen, and movement information of a work device input from the text input screen on a two-dimensional plane on the graphic input screen. From the step of outputting the route and its height information in real time, from the text input screen and / or the figure input screen, the step of outputting the movement information of the work apparatus input from the drawing input screen in real time to the text input screen.
  • an object of the present invention is to provide a liquid material coating apparatus capable of reducing the programming work for realizing a desired drawing coating (drawing coating).
  • the present invention related to a liquid material application apparatus includes an ejection head for ejecting a liquid material, a work table on which a work is placed, a robot for relatively moving the ejection head and the work table in the XYZ directions, an arithmetic device, and an application program.
  • a liquid material application apparatus that draws and applies a liquid material to the work while relatively moving the work and the discharge head.
  • a first control unit that relatively moves the discharge head; and a second control unit that controls a discharge amount of the discharge head, wherein the first control unit is speed information on the workpiece of the discharge head. Is output at a predetermined timing, and the second control unit is configured to output the discharge amount based on the speed information output from the first control unit. And having a function of automatically controlled.
  • the first control unit and the second control unit may be realized by one physically integrated control unit, or may be realized by two physically separated control units. In some cases.
  • the speed information of the ejection head output by the first control unit is a scalar amount of a relative movement speed between the workpiece and the ejection head, and the first control unit or the second control
  • the unit has a conversion unit that outputs discharge amount information corresponding to the scalar amount, and the second control unit has a function of automatically controlling the discharge amount based on the discharge amount information output from the conversion unit.
  • the conversion unit may further include a conversion table in which discharge amount information corresponding to the scalar amount is defined, or the conversion unit calculates a discharge amount corresponding to the scalar amount. It is good also as providing the conversion type
  • the conversion table defines five or more different discharge amounts.
  • the said conversion part is a functional module implement
  • the first control unit may have a function of synchronizing the discharge amount control of the discharge head by the second control unit and the relative movement of the discharge head.
  • the first control unit may be mounted on the robot, and the second control unit may be connected to the robot via a cable.
  • the coating apparatus 1 of the present invention includes a dispenser 10 and a robot 20 as main components. Below, each element is explained in detail.
  • the dispenser 10 includes a dispense controller 40 and a dispense head 50 as main components.
  • the dispense controller 40 includes a storage device and a computing device, and outputs a discharge operation command for controlling the discharge operation of the dispense head 50.
  • the dispense head 50 includes a discharge unit 53 and a discharge amount control device 64, and discharges the liquid material from the discharge port 55 under a desired discharge condition based on the discharge operation command signal output from the dispense controller 40.
  • the dispenser 10 illustrated in the embodiment is a plunger-type dispenser.
  • the plunger system refers to a system in which a liquid material is discharged by the action of a plunger that reciprocates while sliding in the measuring tube.
  • the plunger-type dispenser discharges the liquid material by reducing the volume in the measuring tube due to the advance operation of the plunger, and discharges the liquid material on the same principle as a syringe. It is.
  • the discharge unit 53 provided in the dispense head 50 of the embodiment includes a measuring tube (not shown), a plunger (not shown), and a nozzle 54 having a discharge port 55 (see FIG. 2).
  • the discharge amount control device 64 is a stepping motor (discharge motor) that reciprocates the plunger in the measuring tube. That is, the reciprocation of the plunger is controlled by the rotation of the discharge motor.
  • the plunger is retracted to suck the liquid material from the syringe 56.
  • the robot 20 is a desktop device that includes an X-axis moving device 21, a Y-axis moving device 22, a robot head 23, a gantry 24, and a robot controller 30.
  • the X-axis moving device 21 is a portal device supported by two columns, and uses an X-axis drive source 61 as a drive source.
  • a robot head 23 is disposed in the X-axis moving device 21, and the robot head 23 can move to arbitrary coordinates in the X direction.
  • the Y-axis moving device 22 is laid on a gantry 24 and uses a Y-axis drive source 62 as a drive source.
  • the Y-axis moving device 22 is provided with a table 25, and the table 25 can move to arbitrary coordinates in the Y direction.
  • a work 26 is detachably held on the table 25.
  • the robot head 23 includes a moving member 28 and a Z-axis drive source 63, and constitutes a Z-axis moving device using the Z-axis drive source 63 as a drive source. That is, the robot head 23 can move the moving member 28 to an arbitrary coordinate in the Z direction by the Z-axis drive source 63. Since the dispensing head 50 is detachably fixed to the moving member 28 made of a plate, the dispensing head 50 can also be moved to arbitrary coordinates in the Z direction by the Z-axis moving device.
  • Each of the drive sources 61 to 63 is composed of, for example, a stepping motor, a servo motor, and a linear motor.
  • the gantry 24 incorporates a robot controller 30 that controls the operation of the robot.
  • the application pattern includes at least one location where the relative movement speed is changed while the liquid material is ejected from the dispense head 50.
  • the control unit according to the embodiment includes a robot controller 30 and a dispense controller 40.
  • the robot controller 30 is referred to as a first control unit 30, and the dispense controller 40 is referred to as a second control unit 40.
  • the first control unit and the second control unit are realized by one control unit that is physically integrated. Sometimes it is done.
  • the first control unit 30 includes a storage device 31 that stores a coating program in which a relative movement command is described, and an arithmetic device 32 that executes the coating program.
  • the first control unit 30 executes the application program, and transmits a relative movement command to the X-axis moving device 21, the Y-axis moving device 22, and the Z-axis drive moving device 23 via the cable B81. A relative movement with the workpiece 26 is realized.
  • the application program a command for moving the XYZ axis moving devices (21 to 23) linearly or curvedly to a specified coordinate, a moving speed setting command for the dispensing head 50, a discharge start command, a discharge end command, and the like are described. ing.
  • the application program of the embodiment does not describe a command related to the discharge amount control.
  • the application program of the embodiment is processed by an interpreter method.
  • the second control unit 40 includes a storage device and an arithmetic device, and transmits a discharge operation command to the dispense head 50 via the cable C82.
  • the discharge operation command includes a discharge start command, a discharge end command, and a discharge amount control command.
  • the second control unit 40 includes a conversion unit 45 realized by software stored in the storage device.
  • the conversion unit 45 of the embodiment has a relational expression or conversion table that represents the relationship between the moving speed V of the dispensing head 50 and the control amount D of the discharge amount control device 64.
  • the conversion unit 45 applies the moving speed V to the relational expression or the conversion table, and calculates the control amount D for realizing the set line width.
  • the moving speed V is a scalar amount of the relative moving speed between the work table 26 and the dispense head 50.
  • the control amount D is the rotation speed of the motor (the number of rotations per unit time).
  • the relational expression or conversion table needs to be created in advance based on theoretical values or experimental values.
  • the relational expression or the conversion table preferably defines five or more different discharge amounts in stages. In order to realize a plurality of application line widths with one application apparatus 1, it is necessary to prepare the same number of relational expressions or conversion tables as the application line widths to be realized.
  • the 1st control part 30 and the 2nd control part 40 are electrically connected by cable A80, and can communicate. From the first control unit 30, a discharge start / end command from the application program and the moving speed V of the dispensing head 50 are transmitted to the second control unit 40. Here, the movement speed V of the dispensing head 50 is transmitted to the second control unit 40 when a movement speed change command is issued from the coating program or at predetermined time intervals.
  • the acquisition of the moving speed V by the second control unit 40 may be performed by a polling method in which a transmission request is made from the second control unit 40 to the first control unit 30.
  • the second control unit 40 receives the moving speed of the dispensing head 50, the optimum control condition of the discharge amount control device 64 is obtained from the above-described relational expression or conversion table of the conversion unit 45.
  • the upper part of FIG. 3 is an image diagram of a conversion table showing the control amounts D 1 to D n of the discharge amount control device 64 corresponding to the moving speeds V 1 to V n of the dispense head 50. Since the moving speeds V 1 to V n are described as scalar amounts (absolute values), the same conversion table can be used for acceleration and deceleration.
  • the lower part of FIG. 3 is a graph indicating a discharge amount control when the movement speed of the dispensing head 50 is decelerated from V 1 to V n. In the initial state of FIG.
  • the dispensing head 50 is moved at the moving speed V 1
  • the discharge motor is a discharge amount control device 64 is controlled at a rotational speed of the D 1 per unit time.
  • Information on the moving speed of the dispensing head 50 is sent from the first control unit 30 to the second control unit 40 every ⁇ t.
  • the converting unit 45 included in the second control unit 40 calculates the corresponding control amount D based on the conversion table.
  • the discharge amount control device 64 is decelerated until the rotational speed of the D 2.
  • the moving speed decreases in order of V 3 , V 4 ,...
  • V n ⁇ 1 a deceleration command is sequentially issued from the second controller 40 in response to this, and the discharge amount control device 64 is also D 3. , D 4 ... D n-1 and the rotational speed is reduced.
  • the discharge amount control device 64 maintains the rotational speed D n.
  • the discharge amount control device can be controlled by the same method as described above even when it changes nonlinearly.
  • the control amount D of the discharge amount control device 64 corresponding to the moving speed V of the dispense head 50 may be selected from the conversion table, and the discharge amount control device 64 may be controlled by the control amount D. It is also possible to use the relational expression and the conversion table together, for example, to use the conversion table for a certain speed range, and to use the relational expression when deviating from the certain speed range.
  • the coating apparatus 1 automatically performs a coating operation by executing a coating program created in advance.
  • a coating program stored in the storage device 31 of the first control unit is read and executed by the arithmetic device 32, a relative movement command is sent to the X-axis moving device 21, the Y-axis moving device 22, and the Z-axis driving device 23. Is transmitted, and a discharge start / end command is transmitted to the second control unit 40.
  • the application program may not include a discharge end command, and may be a specification that ends discharge after a lapse of a certain time from the discharge start command.
  • information on the moving speed V of the dispensing head 50 is periodically transmitted to the second control unit 40.
  • the information on the moving speed V means moving speed information on the XY plane realized by the X-axis moving device 21 and the Y-axis moving device 22 in the embodiment.
  • the second control unit 40 When the second control unit 40 receives the discharge start / end command and the moving speed V information from the first control unit 30, the second control unit 40 transmits a discharge operation command to the dispense head 50.
  • a discharge start / end command is described in the application program, but among the discharge operation commands, the discharge amount control command is not described in the application program. That is, the second control unit 40 dynamically generates a discharge amount control command based on the moving speed V of the dispense head 50 described in the application program.
  • the discharge amount control device 64 is a stepping motor
  • the discharge amount increase command is a command to increase the motor rotation speed (the number of rotations per unit time)
  • the discharge amount decrease command is the motor rotation speed.
  • the present invention is characterized in that the movement speed of the dispense head and the control of the discharge amount are controlled in real time, but the discharge amount control timing may be slightly shifted depending on the coating conditions. Therefore, the coating apparatus 1 according to a preferred embodiment has a synchronization function for changing the moving speed of the dispensing head and controlling the discharge amount. This synchronization function is realized by uniformly delaying the relative movement command transmitted from the arithmetic unit 32 to the XYZ axis moving devices (21 to 23) for a predetermined time.
  • the second control unit 40 acquires information on the moving speed V of the dispense head 50, and a discharge amount control command is transmitted to the dispense head 50, so that the discharge amount actually starts to change. It takes time to complete.
  • the calculation device 32 may prefetch the application program and transmit the discharge amount control command before a predetermined time when the moving speed V is changed.
  • the discharge amount control device 64 is changed as follows depending on the type of dispenser.
  • the discharge volume control device is a regulator, and the discharge volume control parameters are discharge pressure, discharge Pressure application time is reached.
  • the discharge amount control device is a motor, and the discharge amount control parameters are the rotation direction, the rotation speed, and the rotation speed.
  • the discharge amount control device is an electromagnetic valve, and the discharge amount control parameter is a discharge tact (opening / closing interval of the electromagnetic valve).
  • the coating apparatus of the present invention described above, it is not necessary to describe the discharge amount control command according to the moving speed of the discharge apparatus held by the robot, so that the time for creating the coating program can be significantly reduced. It becomes.
  • the code amount of the application program is also reduced as a whole, the number of factors causing program errors is reduced, and the debugging time is greatly reduced.
  • the operator since the operator only needs to acquire knowledge necessary for programming the relative movement command that determines the operation of the robot, the operator's training period can be shortened.

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Abstract

所望の線引塗布（描画塗布）を実現するためのプログラミング作業を軽減することができる液体材料塗布装置を提供する。 液体材料を吐出する吐出ヘッド（５０）と、ワークが載置されるワークテーブル（２５）と、吐出ヘッドとワークテーブルとをＸＹＺ方向に相対移動させるロボット（２０）と、演算装置および塗布プログラムを記憶する記憶装置を有する制御部と、を備え、ワークと吐出ヘッドとを相対移動しながらワークに液体材料を線引塗布する液体材料塗布装置において、前記制御部が、塗布プログラムに基づき前記ワークと前記吐出ヘッドとを相対移動させる第一制御部（３０）と、前記吐出ヘッドの吐出量を制御する第二制御部（４０）と、を備えて構成され、前記第一制御部が、前記吐出ヘッドのワークに対する速度情報を所定のタイミングで出力する機能を有し、前記第二制御部が、前記第一制御部から出力された前記速度情報に基づき前記吐出量を自動制御する機能を有する。

Description

液体材料塗布装置
　本発明は、吐出装置をワークに対して相対移動させることができ、ワークに対して、所望とする線引塗布（描画塗布）を行なう塗布装置の吐出量を制御する指令を自動生成できる液体材料塗布装置に関する。
　本明細書における線引塗布には、連続する一本の線を塗布描画する場合のみならず、間欠塗布により塗布描画する場合も含まれる。
　電子機器の製造時に液体材料を所定のパターンに形成するためにディスペンサと呼称される吐出装置が多く用いられている。ディスペンサは、大型機器から小型機器の製造に至るまで広く使用されており、例えば、液晶、有機ＥＬ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に代表されるフラットパネルディスプレイに蛍光体や接着剤を線状塗布する工程、或いは、スマートフォンのカバーを固定するための接着剤をカバー外周に線状塗布する工程に用いられる。
　ディスペンサを用いた塗布作業は、塗布パターンに従いノズルとワークテーブルとを相対移動しながら、ノズルから液体材料を吐出することにより行われる。コーナー部を有する塗布パターンにおいて、線引塗布を行う際には、コーナー部における相対移動速度の低下により、描画形成した線幅に乱れが生じる問題が知られている。
　ディスペンサの一吐出方式として、例えば、圧縮空気源から供給される空気を貯留容器内の液体材料へ印加して貯留容器に連通されたノズルより吐出させるエア式ディスペンサがある。
　描画塗布時のコーナー部におけるパターンの崩れを抑制するエア式ディスペンサとしては、例えば特許文献１に、基板上に四角形状のパターンを描画する塗布方法において、コーナー部の開始点でノズルと基板との相対速度を減速すると同時にペーストの吐出圧を減圧し、コーナー部を通過後、コーナー部の終了点に至る前にノズルと基板との相対速度を加速すると同時にペーストの吐出圧を増圧することで、コーナー部において振動の発生を抑制し、適正な量の塗布ができる塗布機が開示されている。また上記の制御は、マイクロコンピュータのＲＡＭに格納されたパターンデータに基づき行われ、コーナー開始および終了位置の判定は、リニアスケールにより計測して行われるとしている。
　吐出装置と、ワークテーブルと、吐出装置とワークテーブルとを相対移動させる相対移動ロボット（ＸＹＺ方向移動装置）とを備える塗布装置において、所望の線引塗布を実現するためには、次に述べるようなプログラミングが必要である。
　まず、相対移動ロボットを塗布パターンに従って相対移動させるための相対移動指令をプログラミングする必要がある。次に、塗布パターン上の各塗布位置における吐出量を制御する吐出量制御指令をプログラミングする必要がある。吐出量制御指令は、例えば、吐出のためのエア圧力を弱めたり、吐出口と連通する環状弁座と弁体との距離を近めたり、吐出推進力を与えるスクリューの回転速度を弱めたりする命令である。コーナー部などの相対移動速度が変化する場所のＸＹ座標において吐出量を変えるためには、相対移動指令と連動して吐出量制御指令を送信する必要がある。
　例えば、特許文献２の段落［００８５］～段落［００９３］では、塗布パターンに沿ってロボットアームを移動させるプログラミング、およびサーボガンの塗料の塗布開始、終了タイミングなどをプログラミングし、ＰＬＣにプログラミングデータを記録し、再生することにより、自動塗装処理を行うことが記載されている。
　上記の相対移動プログラムは、文字、数字および記号等のキャラクターベースでプログラミングされる場合もあれば、応用ＣＡＤプログラムで図形を描画することで自動生成される場合もある。
　出願人は、特許文献３において、テキスト入力画面を表示するステップと、図形入力画面を表示するステップと、テキスト入力画面から入力された作業装置の移動情報を、図形入力画面に２次元平面上の経路およびその高さ情報としてリアルタイム出力するステップと、図面入力画面から入力された作業装置の移動情報を、テキスト入力画面にキャラクタベースでリアルタイム出力するステップと、テキスト入力画面および／または図形入力画面から入力された作業装置の移動情報に基づき、作業装置の移動情報を３次元空間上の経路として出力する３Ｄ表示画面を表示するステップと、入力された作業装置の（相対）移動プログラムを自動生成するステップとを備えるプログラムを提案している。
特開２００５－２１８９７１号公報 特開２００９－１７２４５２号公報 国際公開２００９／０３１３０５号パンフレット
　従来、所望の線引塗布（描画塗布）を実現するために、移動速度と吐出量制御とを連動してプログラミングすることが必要であった。しかしながら、異なるパラメータを連動してプログラミングする作業は、多大な手間と時間がかかるため、作業の軽減が求められていた。塗布線の太さが均一となるための条件は、例えば、コーナー部の塗布軌跡を数個の線分に分断し、各線分の速度と吐出量を調整して試行錯誤で見いだす作業が必要であるが、かかる作業は、移動速度と吐出量の制御コードを連動して修正することを繰り返し行うことを意味する。
　かかる課題は、他品種少量生産のニーズに対応する場合には、一層顕著なものとなる。
　そこで、本発明は、所望の線引塗布（描画塗布）を実現するためのプログラミング作業を軽減することができる液体材料塗布装置を提供することを目的とする。
　液体材料塗布装置に関する本発明は、液体材料を吐出する吐出ヘッドと、ワークが載置されるワークテーブルと、吐出ヘッドとワークテーブルとをＸＹＺ方向に相対移動させるロボットと、演算装置および塗布プログラムを記憶する記憶装置を有する制御部と、を備え、ワークと吐出ヘッドとを相対移動しながらワークに液体材料を線引塗布する液体材料塗布装置において、前記制御部が、塗布プログラムに基づき前記ワークと前記吐出ヘッドとを相対移動させる第一制御部と、前記吐出ヘッドの吐出量を制御する第二制御部と、を備えて構成され、前記第一制御部が、前記吐出ヘッドのワークに対する速度情報を所定のタイミングで出力する機能を有し、前記第二制御部が、前記第一制御部から出力された前記速度情報に基づき前記吐出量を自動制御する機能を有することを特徴とする。
　ここで、上記第一制御部と上記第二制御部とは、物理的に一体である一つの制御部で実現される場合もあれば、物理的に分離された二つの制御部で実現される場合もある。
　上記液体材料塗布装置において、前記第一制御部が出力する前記吐出ヘッドの速度情報が、前記ワークと前記吐出ヘッドとの相対移動速度のスカラー量であり、前記第一制御部または前記第二制御部が、前記スカラー量に対応する吐出量情報を出力する変換部を有し、前記第二制御部が、前記変換部から出力された吐出量情報に基づき前記吐出量を自動制御する機能を有することを特徴としてもよく、さらに、前記変換部が、前記スカラー量に対応する吐出量情報が定められた変換テーブルを備えること、或いは、前記変換部が、前記スカラー量に対応する吐出量を算出する変換式を備えることを特徴としてもよい。ここで、好ましくは、前記変換テーブルが、５つ以上の異なる吐出量を定めることを特徴とする。
　ここで、上記変換部は、例えば、上記第一または第二制御部が有する記憶装置に格納されたソフトウェアにより実現される機能モジュールである。
　上記液体材料塗布装置において、前記第一制御部が、前記第二制御部による前記吐出ヘッドの吐出量の制御と前記吐出ヘッドの相対移動とを同期させる機能を有することを特徴としてもよい。
　上記液体材料塗布装置において、前記第一制御部が、前記ロボットに搭載され、前記第二制御部が、前記ロボットとケーブルを介して接続されることを特徴としてもよい。
　本発明によれば、所望の線引塗布（描画塗布）を実現するためのプログラミング作業を軽減することが可能となる。
本発明の塗布装置の外観を示す斜視図である。 制御部および関連要素を示すブロック図である。 吐出量の制御例を説明するための図である。
　以下に、本発明を実施するための形態例を説明する。
　図１に示すように、本発明の塗布装置１は、ディスペンサ１０と、ロボット２０とを主要な構成要素とする。以下では、各要素を詳説する。
＜ディスペンサ＞
　ディスペンサ１０は、ディスペンスコントローラ４０と、ディスペンスヘッド５０とを主要な構成要素とする。
　ディスペンスコントローラ４０は、記憶装置と、演算装置とを備え、ディスペンスヘッド５０の吐出動作を制御する吐出動作指令を出力する。
　ディスペンスヘッド５０は、吐出部５３と、吐出量制御装置６４とを備え、ディスペンスコントローラ４０から出力された吐出動作指令信号に基づき吐出口５５から所望の吐出条件で液体材料を吐出する。
　実施形態例で例示するディスペンサ１０は、プランジャー方式のディスペンサである。ここで、プランジャー方式とは、計量管内を摺動しながら往復移動するプランジャーの作用により液体材料を吐出する方式をいう。別の言い方をすれば、プランジャー方式のディスペンサは、計量管内の容積がプランジャーの進出動作により減少することにより液体材料を吐出するものであり、注射器と同様の原理で液体材料を吐出するものである。
　実施形態例のディスペンスヘッド５０が備える吐出部５３は、図示しない計量管と、図示しないプランジャーと、吐出口５５を有するノズル５４とを備えている（図２参照）。吐出量制御装置６４は、プランジャーを計量管内で往復移動させるステッピングモータ（吐出用モータ）である。すなわち、プランジャーの往復移動は吐出用モータの回転により制御される。より詳細には、吐出用モータの回転数が多くなるほど、プランジャーの進出移動距離が長くなり、吐出用モータの回転速度が速くなるほどプランジャーの前進移動の速度が速くなる。図示しない計量管には、プランジャーを後退させてシリンジ５６から液体材料を吸入する。
＜ロボット＞
　ロボット２０は、Ｘ軸移動装置２１と、Ｙ軸移動装置２２と、ロボットヘッド２３と、架台２４と、ロボットコントローラ３０とを備えた卓上型の装置である。
　Ｘ軸移動装置２１は二本の支柱に支えられた門形の装置であり、Ｘ軸駆動源６１を駆動源とする。Ｘ軸移動装置２１にはロボットヘッド２３が配設されており、ロボットヘッド２３はＸ方向の任意の座標に移動することが可能である。
　Ｙ軸移動装置２２は架台２４上に敷設されており、Ｙ軸駆動源６２を駆動源とする。Ｙ軸移動装置２２にはテーブル２５が配設されており、テーブル２５はＹ方向の任意の座標に移動することが可能である。テーブル２５上にはワーク２６が着脱自在に保持される。
　ロボットヘッド２３は、移動部材２８およびＺ軸駆動源６３を備え、Ｚ軸駆動源６３を駆動源とするＺ軸移動装置を構成している。すなわち、ロボットヘッド２３は、Ｚ軸駆動源６３により移動部材２８をＺ方向の任意の座標に移動自在としている。プレートからなる移動部材２８にはディスペンスヘッド５０が着脱可能に固定されているので、ディスペンスヘッド５０もＺ軸移動装置によりＺ方向の任意の座標に移動自在である。
　各駆動源６１～６３は、例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、リニアモータにより構成される。
　架台２４には、ロボットの動作を制御するロボットコントローラ３０が内蔵されている。
　ロボット２０により、ディスペンスヘッド５０とワーク２６とを相対移動させることにより、所望の塗布パターンで塗布描画することが可能である。塗布パターンは、ディスペンスヘッド５０から液体材料が吐出しながら相対移動速度を変化させる箇所を少なくとも一つ含んでいる。
＜制御部＞
　実施形態例の制御部は、ロボットコントローラ３０と、ディスペンスコントローラ４０とから構成される。以下では、ロボットコントローラ３０を第一制御部３０と呼称し、ディスペンスコントローラ４０を第二制御部４０と呼称する。なお、第一制御部と第二制御部とが物理的に別体である実施形態例とは異なり、第一制御部と第二制御部とが物理的に一体である一つの制御部で実現される場合もある。
　図２に示すように、第一制御部３０は、相対移動指令が記述された塗布プログラムを記憶する記憶装置３１と、この塗布プログラムを実行する演算装置３２とを備えている。
　第一制御部３０は、塗布プログラムを実行し、Ｘ軸移動装置２１、Ｙ軸移動装置２２およびＺ軸駆移動装置２３にケーブルＢ８１を介して相対移動指令を送信することで、ディスペンスヘッド５０とワーク２６との相対移動を実現する。
　塗布プログラムには、ＸＹＺ軸移動装置（２１～２３）を指定座標に直線的または曲線的に移動させる指令、ディスペンスヘッド５０の移動速度設定指令、吐出開始指令、および、吐出終了指令などが記述されている。実施形態例の塗布プログラムには、吐出量制御に関する指令は記述されていない。実施形態例の塗布プログラムは、インタプリタ方式で処理される。
　第二制御部４０は、記憶装置と、演算装置とを備え、ケーブルＣ８２を介してディスペンスヘッド５０に吐出動作指令を送信する。吐出動作指令には、吐出開始指令、吐出終了指令、および、吐出量制御指令が含まれる。
　さらに、第二制御部４０は、記憶装置に格納されたソフトウェアにより実現される変換部４５を有する。実施形態例の変換部４５には、ディスペンスヘッド５０の移動速度Ｖと吐出量制御装置６４の制御量Ｄの関係を表す関係式または変換テーブルを有している。変換部４５は、関係式または変換テーブルに移動速度Ｖを適用し、設定された線幅を実現するための制御量Ｄを算出する。移動速度Ｖは、ワークテーブル２６とディスペンスヘッド５０との相対移動速度のスカラー量である。
　実施形態例では、吐出量制御装置６４が吐出用モータであることから、制御量Ｄはモータの回転速度（単位時間当たりの回転数）となる。関係式または変換テーブルは、理論値または実験値に基づき予め作成しておく必要がある。関係式または変換テーブルは、５つ以上の異なる吐出量を段階的に定めるものであることが好ましい。なお、一つの塗布装置１で複数の塗布線幅を実現するためには、実現する塗布線幅と同じ数の関係式または変換テーブルを用意することが必要である。
　第一制御部３０と第二制御部４０は、ケーブルＡ８０で電気的に接続されており、通信を行うことが可能である。第一制御部３０からは、塗布プログラムからの吐出開始・終了指令、および、ディスペンスヘッド５０の移動速度Ｖが、第二制御部４０に送信される。ここで、ディスペンスヘッド５０の移動速度Ｖは、塗布プログラムからの移動速度変更指令が出された際に、或いは、所定の時間間隔で、第二制御部４０に送信される。第二制御部４０による移動速度Ｖの取得は、第二制御部４０から第一制御部３０へ送信要求を行うポーリング方式により行ってもよい。
　第二制御部４０がディスペンスヘッド５０の移動速度を受信すると、変換部４５の有する前述の関係式または変換テーブルにより吐出量制御装置６４の最適制御条件が求められる。
＜吐出量の制御例＞
　図３の上段は、ディスペンスヘッド５０の移動速度Ｖ１～Ｖｎに対応する吐出量制御装置６４の制御量Ｄ１～Ｄｎを示す変換テーブルのイメージ図である。移動速度Ｖ１～Ｖｎはスカラー量（絶対値）で記述されているため、加速時と減速時とで同じ変換テーブルを使用することが可能である。
　図３の下段は、ディスペンスヘッド５０の移動速度がＶ１からＶｎに減速する際の吐出量制御を示すグラフである。
　図３の初期状態においては、ディスペンスヘッド５０が移動速度Ｖ１で移動し、吐出量制御装置６４である吐出用モータは単位時間当たりＤ１の回転速度で制御されている。ディスペンスヘッド５０の移動速度の情報は、Δｔ毎に第一制御部３０から第二制御部４０に送られる。第二制御部４０が有する、変換部４５は、移動速度Ｖに変化が生じた場合には、変換テーブルに基づき対応する制御量Ｄを算出する。
　ディスペンスヘッド５０の移動速度がＶ２に低下すると、第二制御部４０から減速指令が出され、吐出量制御装置６４はＤ２の回転速度まで減速する。同様に移動速度がＶ３、Ｖ４、・・・・Ｖｎ－１と順に低下すると、これに対応して第二制御部４０から減速指令が順次出され、吐出量制御装置６４もＤ３、Ｄ４・・・・Ｄｎ－１と回転速度を減速する。ディスペンスヘッド５０の移動速度がＶｎに達し維持されると、第二制御部４０から減速指令が出され、吐出量制御装置６４も回転速度をＤｎに減速する。移動速度がＶｎを維持される間は、第二制御部４０から速度変更指令が出されないので、吐出量制御装置６４は回転速度Ｄｎを維持する。
　図３の下段では、ディスペンスヘッド５０の移動速度Ｖが線形的に低下する場合を例示したが、非線形的に変化する場合も上記と同様の方法で吐出量制御装置を制御することが可能である。ディスペンスヘッド５０の移動速度Ｖに対応する吐出量制御装置６４の制御量Ｄを変換テーブルから選び出し、吐出量制御装置６４を制御量Ｄでコントロールすればよい。
　なお、関係式と変換テーブルを併用し、例えば一定の速度範囲には変換テーブルを使用し、一定の速度範囲を逸脱する場合には関係式を使用することも可能である。
＜塗布作業の実施＞
　塗布装置１は、予め作成された塗布プログラム実行することで自動で塗布作業を実施する。
　第一制御部の記憶装置３１に格納される塗布プログラムが読み出され、演算装置３２で実行されると、Ｘ軸移動装置２１、Ｙ軸移動装置２２およびＺ軸駆移動装置２３に相対移動指令が送信され、第二制御部４０に吐出開始・終了指令が送信される。なお、塗布プログラムには吐出終了指令を含めず、吐出開始指令から一定時間経過後に吐出を終了させる仕様としてもよい。
　塗布プログラムの実行と並行して、ディスペンスヘッド５０の移動速度Ｖの情報が定期的に第二制御部４０に送信される。ここで、移動速度Ｖの情報とは、実施形態例では、Ｘ軸移動装置２１およびＹ軸移動装置２２により実現されるＸ－Ｙ平面における移動速度情報を意味する。ただし、実施形態例とは異なり、Ｘ－Ｚ平面、Ｙ－Ｚ平面、Ｘ－Ｙ－Ｚ空間などの座標系における移動速度情報を定期的に送信することももちろん可能である。
　第二制御部４０が第一制御部３０から吐出開始・終了指令および移動速度Ｖの情報を受信すると、ディスペンスヘッド５０に吐出動作指令を送信する。吐出動作指令のうち、吐出開始・終了指令は塗布プログラムに記述されているが、吐出動作指令のうち、吐出量制御指令については塗布プログラムには記述されていない。すなわち、塗布プログラムに記述されたディスペンスヘッド５０の移動速度Ｖに基づいて第二制御部４０が動的に吐出量制御指令を生成する。実施形態例では、吐出量制御装置６４はステッピングモータであるから、吐出量増加指令はモータの回転速度（単位時間当たりの回転数）を増加させる指令であり、吐出量減少指令はモータの回転速度（単位時間当たりの回転数）を減少させる指令となる。すなわち、第二制御部４０は、ディスペンスヘッド５０の移動速度が上昇した際には吐出量増加指令を出力し、ディスペンスヘッド５０の移動速度が低下した際には吐出量減少指令を出力する。第二制御部４０により吐出量が実質的にリアルタイムで制御されるので、線幅が均一な描画塗布を、従来よりも少ないプログラミング作業により実現することが可能である。
＜同期機能＞
　本発明では、リアルタイム性をもってディスペンスヘッドの移動速度と吐出量の制御がコントロールされる点に特徴があるが、塗布条件によっては吐出量の制御のタイミングが僅かにズレる場合もある。そこで、好ましい形態の塗布装置１は、ディスペンスヘッドの移動速度変化と吐出量制御の同期機能を備えている。
　この同期機能は、演算装置３２からＸＹＺ軸移動装置（２１～２３）に送信する相対移動指令を一様に所定時間だけ遅らせることにより実現される。ここで、同期に必要な遅延時間は、第二制御部４０がディスペンスヘッド５０の移動速度Ｖの情報を取得し、吐出量制御指令がディスペンスヘッド５０に送信され、実際に吐出量が変化し始めるのに要する時間である。或いは、演算装置３２が塗布プログラムを先読みし、移動速度Ｖが変更される所定時間前に吐出量制御指令を送信するようにしてもよい。
＜異なる方式の吐出装置＞
　実施形態例では、吐出用モータによりプランジャーの進出量が制御されるディスペンサの例を説明したが、ディスペンサは様々な種類のものを使用することが可能である。そして、吐出量制御装置６４は、ディスペンサの種類によって例えば次のように代わる。
　貯留容器内の液体材料に調圧されたエアを所望時間だけ印加してノズルから吐出を行うエア式ディスペンサの場合は、吐出量制御装置はレギュレータで、吐出量の制御パラメータは、吐出圧力、吐出圧印加時間となる。
　ロータリチュービング機構を有するチュービング式ディスペンサの場合は、吐出量制御装置はモータで、吐出量の制御パラメータは、回転方向、回転数、回転速度となる。
　ノズルに連通する流路の端部に設けられた弁座に弁体を衝突させてまたは弁体を弁座に衝突する寸前に停止させて液体材料をノズル先端より飛翔吐出させるジェット式ディスペンサの場合は、吐出量制御装置は電磁弁で、吐出量の制御パラメータは、吐出タクト（電磁弁の開閉間隔）となる。
　以上に説明した本発明の塗布装置によれば、ロボットが保持する吐出装置の移動速度に応じて吐出量制御指令を記述する必要がなくなるので、塗布プログラムの作成時間を大幅に削減することが可能となる。また、塗布プログラムのコード量も全体的に少なくなり、プログラムミスを誘発する要因が減少するの共にデバッグ作業時間も大幅に削減される。
　また、オペレータは、ロボットの動作を定める相対移動指令のプログラミングに必要な知識のみを習得すれば足りるので、オペレータの育成期間を短縮することも可能となる。
１：塗布装置
１０：ディスペンサ
２０：ロボット
２１：Ｘ軸移動装置
２２：Ｙ軸移動装置
２３：ロボットヘッド（Ｚ軸移動装置）
２４：架台
２５：テーブル
２６：ワーク
２８：移動部材
３０：ロボットコントローラ（第一制御部）
３１：記憶装置
３２：演算装置
４０：ディスペンスコントローラ（第二制御部）
４５：変換部
５０：ディスペンスヘッド
５３：吐出部
５４：ノズル
５５：吐出口
５６：シリンジ
６１：Ｘ軸駆動源
６２：Ｙ軸駆動源
６３：Ｚ軸駆動源
６４：吐出量制御装置
８０：ケーブルＡ
８１：ケーブルＢ
８２：ケーブルＣ

Claims (7)

  1. 　液体材料を吐出する吐出ヘッドと、
    　ワークが載置されるワークテーブルと、
    　吐出ヘッドとワークテーブルとをＸＹＺ方向に相対移動させるロボットと、
    　演算装置および塗布プログラムを記憶する記憶装置を有する制御部と、を備え、
    　ワークと吐出ヘッドとを相対移動しながらワークに液体材料を線引塗布する液体材料塗布装置において、
    　前記制御部が、塗布プログラムに基づき前記ワークと前記吐出ヘッドとを相対移動させる第一制御部と、前記吐出ヘッドの吐出量を制御する第二制御部と、を備えて構成され、
    　前記第一制御部が、前記吐出ヘッドのワークに対する速度情報を所定のタイミングで出力する機能を有し、
    　前記第二制御部が、前記第一制御部から出力された前記速度情報に基づき前記吐出量を自動制御する機能を有することを特徴とする液体材料塗布装置。
  2. 　前記第一制御部が出力する前記吐出ヘッドの速度情報が、前記ワークと前記吐出ヘッドとの相対移動速度のスカラー量であり、
    　前記第一制御部または前記第二制御部が、前記スカラー量に対応する吐出量情報を出力する変換部を有し、
    　前記第二制御部が、前記変換部から出力された吐出量情報に基づき前記吐出量を自動制御する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の液体材料塗布装置。
  3. 　前記変換部が、前記スカラー量に対応する吐出量情報が定められた変換テーブルを備えることを特徴とする請求項２に記載の液体材料塗布装置。
  4. 　前記変換テーブルが、５つ以上の異なる吐出量を定めることを特徴とする請求項３に記載の液体材料塗布装置。
  5. 　前記変換部が、前記スカラー量に対応する吐出量を算出する変換式を備えることを特徴とする請求項２に記載の液体材料塗布装置。
  6. 　前記第一制御部が、前記第二制御部による前記吐出ヘッドの吐出量の制御と前記吐出ヘッドの相対移動とを同期させる機能を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体材料塗布装置。
  7. 　前記第一制御部が、前記ロボットに搭載され、
    　前記第二制御部が、前記ロボットとケーブルを介して接続されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体材料塗布装置。
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