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流体涂敷系统以及流体涂敷方法

阅读:801发布:2021-04-05

专利汇可以提供流体涂敷系统以及流体涂敷方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 涉及一种 流体 涂敷系统(10),其包括将流体喷到 工件 上的涂敷装置(20)、使该涂敷装置(20)与工件相对移动的移动装置(30)和控制涂敷装置(20)的控制装置(11)。控制装置(11)在通过调整动 力 源(22)的输出来使来自 喷嘴 (23)的流体的喷出量改变目标变动量(F1)时,以使喷嘴(23)的内压力的变化量成为根据喷出量的目标变动量(F1)所求出的喷嘴(23)的内压力的应该变化的量(P1)的方式,使动力源(22)的输出为暂时超出根据喷出量的目标变动量(F1)所求出的动力源(22)的理论上的输出(N1)的值,然后使其为理论上的输出(N1)。由此,在使来自喷嘴(23)的每个单位时间的流体的喷出量发生变动时能够抑制喷出量的响应延迟。,下面是流体涂敷系统以及流体涂敷方法专利的具体信息内容。

1.一种流体涂敷系统,包括将流体喷到工件上的涂敷装置、使该涂敷装置与所述工件相对移动的移动装置和控制所述涂敷装置的控制装置,所述流体涂敷系统的特征在于:
所述涂敷装置包括动源、根据该动力源的输出而使每个单位时间的所述流体的供给量发生变化的流体供给装置和将从该流体供给装置所供给的所述流体喷到工件上的喷嘴
所述控制装置在以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度为一定的方式,通过降低所述喷嘴相对于所述工件的移动速度,并根据该移动速度的降低来减少所述动力源的输出,以使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量改变目标变动量时,使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行减少,然后使其为所述理论上的输出,以使得所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该降低的量,
在以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度为一定的方式,通过增加所述喷嘴相对于所述工件的移动速度,并根据该移动速度的增加来增加所述动力源的输出,以使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量增加目标变动量时,
使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行增加,然后使其为所述理论上的输出,以使得所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该上升的量。
2.根据权利要求1所述的流体涂敷系统,其特征在于:
所述流体为具有压缩性的流体。
3.根据权利要求1或2所述的流体涂敷系统,其特征在于:
所述流体供给装置包括相应于所述动力源的输出而运动的运动元件和形成收容所述运动元件且伴随着所述运动元件的运动来将流体送出的空间的空间形成部件。
4.根据权利要求3所述的流体涂敷系统,其特征在于:
所述流体供给装置为单轴偏心螺杆,包括作为所述运动元件的外螺纹转子和作为所述空间形成部件的内螺纹定子
5.根据权利要求1或2所述的流体涂敷系统,其特征在于:
所述移动装置为使所述涂敷装置移动的多关节机器人
6.一种流体涂敷系统,包括将流体喷到工件上的涂敷装置、使该涂敷装置与所述工件相对移动的移动装置和控制所述涂敷装置的控制装置,所述流体涂敷系统的特征在于:
所述涂敷装置包括动力源、根据该动力源的输出而使每个单位时间的所述流体的供给量发生变化的流体供给装置和将从该流体供给装置所供给的所述流体喷到工件上的喷嘴;
所述控制装置在使所述喷嘴相对于所述工件的移动速度为一定的状态下,通过减少所述动力源的输出,来使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量减少目标变动量,以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度伴随着该喷出量的减少而变细时,使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行减少,然后使其为所述理论上的输出,以使得所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该降低的量,
在使所述喷嘴相对于所述工件的移动速度为一定的状态下,通过增加所述动力源的输出,来使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量增加目标变动量,以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度伴随着该喷出量的增加而变粗时,
使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行增加,然后使其为所述理论上的输出,以使得所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该上升的量。
7.根据权利要求6所述的流体涂敷系统,其特征在于:
所述流体为具有压缩性的流体。
8.根据权利要求6或7所述的流体涂敷系统,其特征在于:
所述流体供给装置包括相应于所述动力源的输出而运动的运动元件和形成收容所述运动元件且伴随着所述运动元件的运动来将流体送出的空间的空间形成部件。
9.根据权利要求8所述的流体涂敷系统,其特征在于:
所述流体供给装置为单轴偏心螺杆泵,包括作为所述运动元件的外螺纹型转子和作为所述空间形成部件的内螺纹型定子。
10.根据权利要求6或7所述的流体涂敷系统,其特征在于:
所述移动装置为使所述涂敷装置移动的多关节机器人。
11.一种流体涂敷方法,为利用流体涂敷系统来将流体涂敷到工件上的方法,该流体涂敷系统包括将流体喷到工件上的涂敷装置和使该涂敷装置与所述工件相对移动的移动装置,所述流体涂敷方法的特征在于:
所述涂敷装置包括动力源、根据该动力源的输出而使每个单位时间的所述流体的供给量发生变化的流体供给装置和将从该流体供给装置所供给的所述流体喷到工件上的喷嘴,在以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度为一定的方式,通过降低所述喷嘴相对于所述工件的移动速度,并根据该移动速度的降低来减少所述动力源的输出,来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量减少目标变动量时,
使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行减少,然后使其为所述理论上的输出,以使得所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该降低的量,
在以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度为一定的方式,通过增加所述喷嘴相对于所述工件的移动速度,并根据该移动速度的增加来增加所述动力源的输出,以使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量增加目标变动量时,
使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行增加,然后使其为所述理论上的输出,以使得所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该上升的量。
12.一种流体涂敷方法,为利用流体涂敷系统来将流体涂敷到工件上的方法,该流体涂敷系统包括将流体喷到工件上的涂敷装置和使该涂敷装置与所述工件相对移动的移动装置,所述流体涂敷方法的特征在于:
所述涂敷装置包括动力源、根据该动力源的输出而使每个单位时间的所述流体的供给量发生变化的流体供给装置和将从该流体供给装置所供给的所述流体喷到工件上的喷嘴,在使所述喷嘴相对于所述工件的移动速度为一定的状态下,通过减少所述动力源的输出,来使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量减少目标变动量,以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度伴随着该喷出量的减少而变细时,
使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行减少,然后使其为所述理论上的输出,以使得所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该降低的量,
在使所述喷嘴相对于所述工件的移动速度为一定的状态下,通过增加所述动力源的输出,来使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量增加目标变动量,以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度伴随着该喷出量的增加而变粗时,
使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行增加,然后使其为所述理论上的输出,以使得所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该上升的量。

说明书全文

流体涂敷系统以及流体涂敷方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种流体涂敷系统以及使用该流体涂敷系统的流体涂敷方法,其中,所述流体涂敷系统包括将流体从喷嘴喷到工件上的涂敷装置和使该涂敷装置与工件相对移动的移动装置。

背景技术

[0002] 在汽车电子部件、太阳能电池等制造工序中,有时要将粘着剂、密封剂、绝缘剂、散热剂、烧焦防止剂等流体涂敷到工件上。为了将流体涂敷到工件上,而使用流体涂敷系统。流体涂敷系统包括将流体喷到工件上的涂敷装置(例如,分液器)和使该涂敷装置与工件相对移动的移动装置(例如,多关节机器人)。
[0003] 涂敷装置包括动源(例如,电动机)、根据该动力源的输出而使每个单位时间的流体的供给量发生变化的流体供给装置(例如,致动器)和将从该流体供给装置所供给的流体喷到工件上的喷嘴。在将流体涂敷到工件上时,有时通过涂敷装置以工件上的流体的线宽度一定的方式将流体喷出,同时,通过移动装置使喷嘴相对于工件以直线状移动之后,以圆弧状移动,再以直线状移动。
[0004] 图1为示出了在依次使喷嘴相对于工件以直线状、圆弧状以及直线状移动时涂敷在工件上的流体的形态的示意图。在图1中,阴影表示涂敷在工件50上的流体51的区域,阴影箭头表示涂敷方向。当喷嘴相对于工件50依次以直线状、圆弧状以及直线状移动时,如图1所示,涂敷在工件50上的流体51(以下,也简称为“涂敷流体”)形成为到A位置为止的第一直线部51a、从A位置到B位置的圆弧部51b以及从B位置开始的第二直线部51c。此时,有时通过移动装置使喷嘴的移动速度发生变化。
[0005] 图2A~图2D为示出了在依次使喷嘴相对于工件以直线状、圆弧状以及直线状移动的情况下,使喷嘴的移动速度发生变化时的控制的一个例子的示意图。在这些图中,图2A示出了经过时间与移动速度之间的关系。图2B示出了经过时间与涂敷装置的电动机(动力源)的转速之间的关系。图2C示出了经过时间与来自喷嘴的喷出量之间的关系。图2D示出了工件上的涂敷流体的形态。图2A~图2D所示的A位置以及B位置分别对应上述图1中所示的A位置以及B位置。在图2D中,用双点划线示出了喷出量的响应延迟被抑制后的理想的涂敷流体的形态,阴影箭头表示涂敷方向。
[0006] 如图2A所示,喷嘴相对于工件在第一直线部以直线状高速移动,在第一直线部的终点即A位置跟前开始减速,且在A位置结束减速。喷嘴在减速结束后在圆弧部低速移动。喷嘴在第二直线部的起点即B位置开始加速,在加速结束后以高速移动。
[0007] 在如上述那样,使喷嘴的移动速度发生变化时,例如,在喷嘴和工件的相对移动速度降低之后,为了使涂敷流体的线宽度一定,需要根据该移动速度的减少来减少来自喷嘴的每个单位时间的流体的喷出量(以下,也简称为“喷出量”)。另一方面,在喷嘴和工件的相对移动速度增加之后,为了使涂敷流体的线宽度一定,需要根据该移动速度的增加来增加来自喷嘴的喷出量。
[0008] 此时,在包括动力源(例如,电动机)、液体供给装置(例如,泵)和喷嘴的所述涂敷装置中,若动力源的工作处于稳定状态,则喷出量与动力源的输出(例如,电动机的转速)之间具有正的相关关系,喷出量随着动力源输出的增加而增加。因此,为了使涂敷流体的线宽度一定,而根据喷嘴相对于工件的移动速度的变化来控制来自喷嘴的喷出量,可以改变动力源的输出(例如,电动机的转速)。
[0009] 具体而言,如图2B所示,在从电动机的转速一定的状态开始相应于喷嘴的移动速度的减速而使电动机的转速减少后,在移动速度成为低速的时刻使电动机的转速也为一定。然后,在使电动机的转速相应于喷嘴的移动速度的加速而增加后,在移动速度成为高速的时刻使电动机的转速也为一定。
[0010] 当如上述那样使电动机的转速相应于喷嘴的移动速度的变化而发生变动时,喷出量追随电动机转速的变化而发生变化需要时间,会产生喷出量的响应延迟。由此,使得涂敷流体的线宽度发生变化,从而不能使涂敷流体的线宽度一定。
[0011] 具体而言,如图2C所示,来自喷嘴的流体的喷出量应响应延迟而不能追随喷嘴的移动速度的变化。因此,使得涂敷流体的线宽度也不能保持一定。其结果,如图2D所示,涂敷流体的线宽度在圆弧部以及与该圆弧部连接的第二直线部的一部分变粗。
[0012] 有关使用包括涂敷装置以及移动装置的流体涂敷系统的流体涂敷方法,在现有技术中提出了各种技术(例如,日本专利第5154879号公报(专利文献1)以及日本专利第3769261号公报(专利文献2))。专利文献1公开了液体材料的涂敷方法。在该涂敷方法中,以非固定速度使装载在台上的工件和具有与工件相对的螺旋状物式分液器的喷出单元进行相对移动,以液体材料的喷出量非固定地连续地进行涂敷。具体而言,在使液体材料的喷出量发生变化时,使螺旋状物的转速以一定的倾斜度变动为规定的变化幅度为止。
[0013] 专利文献1的涂敷方法包括响应时间计算工序、响应时间调整工序以及喷出量调整工序,以便在使螺旋状物的转速发生变动的过程中调整螺旋状物的转速发生变化的开始位置和螺旋状物的转速的变化幅度。在响应时间计算工序中,在开始涂敷之前算出使喷出量发生变化时的响应延迟时间。在响应时间调整工序中,调整使喷出量发生变化时的响应延迟时间。在喷出量调整工序中,调整喷出量,以使被涂敷的液体材料的每个单位长度的体积一定。在专利文献1中,通过该涂敷方法,能够在由圆弧部和直线部构成的涂敷图案的形成过程中,在移动速度在圆弧部和直线部发生变化的情况下,使液体材料的涂敷量以及形态保持均匀。
[0014] 专利文献2公开了显示面板的图案形成方法。在该图案形成方法中,通过在分液器相对于基板进行相对移动的同时,使分液器喷出糊剂,来在基板形成规定图案的胶剂层。作为该分液器,或者使用螺纹槽式分液器,或者使用具有两自由度的致动器(actuator)的分液器(以下,称为“带两自由度的致动器的分液器”)。带两自由度的致动器的分液器为将第一致动器和第二致动器组合在一起的分液器。第一致动器通过直线驱动活塞而在活塞的喷出侧的端面产生正或负的挤压压力。第二致动器通过使形成有螺纹槽的活塞进行旋转产生泵压,来将涂敷流体压送到喷出侧。
[0015] 在专利文献2的图案形成方法中使用螺纹槽式分液器时,在涂敷开始时使螺纹槽的旋转加速之后,再使其迅速地恢复为稳态旋转。这样一来,由于在喷出刚开始之后就有克服表面张力的大动能施加到流体,因此能够在喷嘴前端不产生流体的情况下开始涂敷。另一方面,通过在涂敷结束时,使螺纹槽的旋转快速减速到停止,能够使喷嘴前端的流体块形成得非常少,从而能够防止再次开始涂敷时的流体垂落。
[0016] 并且,当在专利文献2的图案形成方法中使用带两自由度的致动器的分液器时,在涂敷开始时,使活塞下降,同时使向分液器供给胶剂的主泵的电动机开始旋转,然后,在使电动机旋转的同时,使分液器相对移动,来喷出胶剂。由此,在合成压力产生随着活塞下降的挤压效果而产生的急剧峰值压力(过冲(overshoot)),能够在不在喷嘴前端产生流体块的情况下开始涂敷。此时,合成压力是将由包括活塞的第一致动器所产生的挤压压力(第一致动器的出侧压力)和螺纹式第二致动器所产生的泵压(第二致动器的出侧压力)加在一起的压力。
[0017] 另一方面,在涂敷结束时,通过在使活塞上升的同时,使电动机停止旋转,来阻断胶剂的喷出。由此,所述合成压力急剧下降,能够获得使喷嘴前端的流体块由喷嘴内部吸引若干量的回吸(suckback)效果,结果是能够避免流体块的垂落等不良现象。
[0018] 但是,如以下的图3所示,有时涂敷在工件50上的流体51的线宽度会在途中发生变化。
[0019] 图3为示出了线宽度在途中发生变化时涂敷在工件上的流体的形态的示意图。图3用阴影线示出了工件50上的涂敷流体51的区域。图3所示的涂敷流体51的线宽度在途中发生变化,依次出现第一细线部51d、粗线部51e以及第二细线部51f。
[0020] 由这样的第一细线部51d、粗线部51e以及第二细线部51f所构成的涂敷流体51例如经由下述(1)~(3)的顺序A形成。
[0021] (1)使用喷出口横向长且为矩形的光滑喷嘴,以线宽度与细线部(51d以及51f)相同的方式喷出流体,将涂敷流体形成在C位置为止的第一细线部51d的区域。
[0022] (2)接着,在不对从C位置到D位置为止的粗线部51e的区域涂敷流体的情况下,使其通过粗线部51e的区域后,再次开始喷出流体,在从D位置开始的第二细线部51f的区域形成涂敷流体。
[0023] (3)最后,以线宽度与粗线部51e相同的方式喷出流体,在从C位置到D位置为止的粗线部51e的区域形成涂敷流体。
[0024] 利用这样的顺序A,在向细线部的区域涂敷流体时和向粗线部的区域涂敷流体时,需要更换涂敷装置的喷嘴。当通过手工作业进行该喷嘴的更换时,由于在停止装置的状态下进行作业,因此中断涂敷的时间较长,制造效率降低。为了实现省力的喷嘴更换而使用喷嘴更换装置。
[0025] 关于喷嘴更换装置,现有技术中提出了各种技术(例如,日本特开2010-104945号公报(专利文献3))。专利文献3公开了一种使用涂敷装置以及移动装置,能够用于流体涂敷的带更换功能的喷嘴装置。该带更换功能的喷嘴装置包括带更换功能喷嘴、嵌合部和被嵌合部。带更换功能喷嘴包括安装有多个喷嘴的旋转部和将该旋转部保持为可自由旋转的基座部,为了从多个喷嘴中所期望的喷嘴喷出从基座部的流体供给口所供给的流体,能够将所期望的喷嘴旋转移动到规定的喷出位置。嵌合部设置在旋转部。被嵌合部以嵌脱自由的方式嵌合在设置在固定侧部的嵌合部中。
[0026] 专利文献3的带更换功能喷嘴装置通过在使嵌合部嵌合在被嵌合部的状态下,让基座部移动,来使所期望的喷嘴旋转移动到喷出位置。因此,不需要使所期望的喷嘴旋转移动到喷出位置的喷嘴更换用驱动机构,能够使涂敷装置小型化,同时降低装置成本。
[0027] 【专利文献1】日本专利第5154879号公报
[0028] 【专利文献2】日本专利第3769261号公报
[0029] 【专利文献3】日本特开2010-104945号公报

发明内容

[0030] 发明所要解决的课题
[0031] 如上所述,当使用包括涂敷装置以及移动装置的流体涂敷系统,以线宽度一定的方式对工件涂敷流体时,有时要改变喷嘴相对于工件的移动速度。此时,若根据喷嘴的移动速度的变化来改变电动机(动力源)的转速,以控制来自喷嘴的喷出量,则涂敷流体的线宽度因喷出量的响应延迟而发生变化,从而不能使线宽度一定。
[0032] 关于此点,在上述专利文献1的技术中,通过对螺旋状物的转速发生变化的开始位置和螺旋状物的转速的变化幅度进行调整,由此来谋求使涂敷流体的线宽度一定。但是,虽然通过专利文献1的技术,能够使来自喷嘴的喷出量的响应延迟得到若干改善,但其效果并不明显,仍然存在涂敷流体的线宽度因喷出量的响应延迟而发生变化的现象。
[0033] 并且,在使用上述螺纹槽式分液器的专利文献2的技术中,在涂敷开始时使螺纹槽的旋转加速后,使其迅速地恢复到稳态旋转,在涂敷结束时,使螺纹槽的旋转快速减速到停止。但是,在专利文献2中并没有提到有关在涂敷中途改变喷嘴的移动速度的任何内容。并且,即使仅仅将在涂敷中途改变喷嘴的移动速度这一技术用于上述专利文献2中,有时涂敷流体的线宽度也会因喷出量的过冲(overshoot)、下冲(undershoot)而发生变化。
[0034] 并且,在使用上述带两自由度的致动器的分液器的专利文献2的技术中,在涂敷开始时以及结束时利用合成压力(将第一致动器所产生的挤压压力和螺纹式第二致动器所产生的泵压加在一起的压力)。但是,在专利文献2中,控制喷出量时不利用合成压力。
[0035] 另一方面,如上所述,在涂敷在工件上的流体的线宽度在中途发生变化的情况下,在向细线部的区域涂敷流体时和向粗线部的区域涂敷流体时,需要更换涂敷装置的喷嘴。关于此点,能够使用专利文献3的喷嘴更换装置。但是,更换喷嘴仍然会使制造效率降低,喷嘴更换装置的设置会使设备成本上升。因此,期望能够在不更换喷嘴的情况下,涂敷流体。
[0036] 并且,在上述顺序A中,需要先完成细线部,再完成粗线部。关于此点,为了进一步提高效率,期望能够通过对细线部以及粗线部的各个区域连续涂敷流体,来一次完成细线部以及粗线部。当要一次完成细线部以及粗线部时,需要在细线部的区域与粗线部的区域之间的各个边界改变电动机的转速,以改变喷出量。
[0037] 图4A~图4C为示出了线宽度在中途发生变化时一次涂敷流体时的控制的一个例子的示意图。在这些图中,图4A示出了经过时间与移动速度之间的关系。图4B示出了经过时间与涂敷装置的电动机(动力源)的转速之间的关系。图4C示出了工件上的涂敷流体的形态。在图4A~图4C中示出了形成如上述图3所示的由第一细线部51d、粗线部51e以及第二细线部51f所构成的涂敷流体的状况。图4A~图4C所示的C位置以及D位置分别对应上述图3中所示的C位置以及D位置。在图4C中,用虚线示出了喷出量的响应延迟被抑制后的理想的涂敷流体的形态,阴影箭头表示涂敷方向。
[0038] 如图4A所示,使喷嘴相对于工件的移动速度一定,如图4B所示,使电动机的转速在细线部区域与粗线部区域的各个边界发生变化。在以这样的喷嘴的移动速度以及电动机的转速涂敷流体时,如图4C所示,在细线部与粗线部之间的各个边界形成因喷出量的响应延迟而线宽度模糊变化的部分51g。因此,当使涂敷流体的线宽度在中途变化时,不能一次涂敷。
[0039] 鉴于上述状况,本发明的目的在于:提供一种在使来自喷嘴的每个单位时间的流体的喷出量发生变动时能够抑制喷出量的响应延迟的流体涂敷系统以及流体涂敷方法。
[0040] 解决课题所采用的手段
[0041] 本发明的实施方式所涉及的流体涂敷系统为包括将流体喷到工件上的涂敷装置、使该涂敷装置与工件相对移动的移动装置和控制涂敷装置的控制装置的流体涂敷系统。
[0042] 所述涂敷装置包括动力源、根据该动力源的输出而使每个单位时间的所述流体的供给量发生变化的流体供给装置和将从该流体供给装置所供给的所述流体喷到工件上的喷嘴。
[0043] 所述控制装置在从涂敷开始到结束的过程中,通过调整所述动力源的输出来使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量改变目标变动量时,
[0044] 以使所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该变化的量的方式,使所述动力源的输出为暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的值,然后使其为所述理论上的输出。
[0045] 所述系统能够为如下结构:
[0046] 所述控制装置在以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度为一定的方式,降低所述喷嘴相对于所述工件的移动速度,并根据该移动速度的降低来减少所述动力源的输出,以使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量改变目标变动量时,
[0047] 以使所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该降低的量的方式,使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行减少,然后使其为所述理论上的输出。
[0048] 所述系统能够为如下结构:
[0049] 所述控制装置在以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度为一定的方式,增加所述喷嘴相对于所述工件的移动速度,并根据该移动速度的增加来增加所述动力源的输出,以使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量增加目标变动量时,
[0050] 以使所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该上升的量的方式,使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行增加,然后使其为所述理论上的输出。
[0051] 所述系统能够为如下结构:
[0052] 所述控制装置在使所述喷嘴相对于所述工件的移动速度为一定的状态下,通过减少所述动力源的输出,来使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量减少目标变动量,以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度伴随着该喷出量的减少而变细时,[0053] 以使所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该降低的量的方式,使所述动力源的输出以暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行减少,然后使其为所述理论上的输出。
[0054] 所述系统能够为如下结构:
[0055] 所述控制装置在使所述喷嘴相对于所述工件的移动速度为一定的状态下,通过增加所述动力源的输出,来使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量增加目标变动量,以使涂敷在所述工件上的流体的线宽度伴随着该喷出量的增加而变粗时,[0056] 以使所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该上升的量的方式,使所述动力源的输出以暂时超过根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的方式进行增加,然后使其为所述理论上的输出。
[0057] 所述系统能够为如下结构:
[0058] 所述流体为具有压缩性的流体。
[0059] 所述系统能够为如下结构:
[0060] 所述流体供给装置包括相应于所述动力源的输出而运动的运动元件和形成收容所述运动元件且伴随着所述运动元件的运动来将流体送出的空间的空间形成部件。
[0061] 所述系统能够为如下结构:
[0062] 所述流体供给装置为单轴偏心螺杆泵,包括作为所述运动元件的外螺纹转子和作为所述空间形成部件的内螺纹定子
[0063] 所述系统能够为如下结构:
[0064] 所述移动装置为使所述涂敷装置移动的多关节机器人。
[0065] 本发明的实施方式的流体涂敷方法为利用流体涂敷系统来将流体涂敷到所述工件上的方法,该流体涂敷系统包括将流体喷到工件上的涂敷装置和使该涂敷装置与所述工件相对移动的移动装置。
[0066] 所述涂敷装置包括动力源、根据该动力源的输出而使每个单位时间的所述流体的供给量发生变化的流体供给装置和将从该流体供给装置所供给的所述流体喷到工件上的喷嘴。
[0067] 在从涂敷开始到结束的过程中,通过调整所述动力源的输出来使来自所述喷嘴的每个单位时间的所述流体的喷出量改变目标变动量时,
[0068] 以使所述喷嘴的内压力的变化量成为根据所述喷出量的目标变动量所求出的所述喷嘴的内压力的应该变化的量的方式,使所述动力源的输出为暂时超出根据所述喷出量的目标变动量而求出的所述动力源的理论上的输出的值,然后使其为所述理论上的输出。
[0069] 发明的效果
[0070] 本发明的流体涂敷系统以及流体涂敷方法能够通过调整动力源的输[0071] 出而在使来自喷嘴的流体的喷出量发生变动时能够抑制喷出量的响应延迟。因此,在以涂敷流体的线宽度成为一定的方式对工件涂敷流体时,在改变喷嘴的移动速度的情况下,能够使涂敷流体的线宽度为一定。并且,在改变涂敷流体的线宽度来涂敷流体的情况下,能够防止在粗线部与细线部之间的边界形成线宽度模糊变化的部分,能够一次涂敷。附图说明
[0072] 图1为示出了依次使喷嘴相对于工件以直线状、圆弧状以及直线状移动时被涂敷在工件上的流体的形态的示意图。
[0073] 图2A为示出了依次使喷嘴相对于工件以直线状、圆弧状以及直线状移动时,使喷嘴的移动速度发生变化时的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与移动速度之间的关系。
[0074] 图2B为示出了依次使喷嘴相对于工件以直线状、圆弧状以及直线状移动时,使喷嘴的移动速度发生变化时的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与涂敷装置的电动机(动力源)的转速之间的关系。
[0075] 图2C为示出了依次使喷嘴相对于工件以直线状、圆弧状以及直线状移动时,使喷嘴的移动速度发生变化时的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与来自喷嘴的喷出量之间的关系。
[0076] 图2D为示出了依次使喷嘴相对于工件以直线状、圆弧状以及直线状移动时,使喷嘴的移动速度发生变化时的控制的一个例子的示意图,示出了工件上的涂敷流体的形态。
[0077] 图3为示出了线宽度在中途发生变化时涂敷在工件上的流体的形态的示意图。
[0078] 图4A为示出了线宽度在中途发生变化的情况下,一次涂敷流体时的控制的一个例子的图,示出了经过时间与移动速度之间的关系。
[0079] 图4B为示出了线宽度在中途发生变化的情况下,一次涂敷流体时的控制的一个例子的图,示出了经过时间与涂敷装置的电动机(动力源)的转速之间的关系。
[0080] 图4C为示出了线宽度在中途发生变化的情况下,一次涂敷流体时的控制的一个例子的图,示出了工件上的涂敷流体的形态。
[0081] 图5为示出了根据喷嘴相对于工件的移动速度的变化来改变涂敷装置的电动机(动力源)的转速,由此控制喷出量时的经过时间与喷嘴的内压力之间的关系的示意图。
[0082] 图6为示出了作为本发明的一实施方式的流体涂敷系统的结构例的示意图。
[0083] 图7A为示出了本发明的第一实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与移动速度之间的关系。
[0084] 图7B为示出了本发明的第一实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与涂敷装置的电动机(动力源)的转速之间的关系。
[0085] 图7C为示出了本发明的第一实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与喷嘴的内压力之间的关系。
[0086] 图7D为示出了本发明的第一实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与来自喷嘴的喷出量之间的关系。
[0087] 图7E为示出了本发明的第一实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了工件上的涂敷流体的形态。
[0088] 图8A为示出了本发明的第二实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与移动速度之间的关系。
[0089] 图8B为示出了本发明的第二实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与涂敷装置的电动机(动力源)的转速之间的关系。
[0090] 图8C为示出了本发明的第二实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与喷嘴的内压力之间的关系。
[0091] 图8D为示出了本发明的第二实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了经过时间与来自喷嘴的喷出量之间的关系。
[0092] 图8E为示出了本发明的第二实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图,示出了工件上的涂敷流体的形态。
[0093] 图9为示意地示出了适合作为流体供给装置的单轴偏心螺杆泵的结构的剖面图。
[0094] 图10A为示出了比较例的试验结果的图。
[0095] 图10B为示出了本发明例的试验结果的图。

具体实施方式

[0096] 本案发明者们为了抑制来自喷嘴的喷出量的响应延迟,着眼于涂敷装置中的流体压力反复认真研究,且进行了各种试验。结果得出:对喷出量的响应延迟影响较大的不是记载在所述专利文献2中的那样的致动器(流体供给装置)的出侧压力,而是喷嘴的内压力。
[0097] 通常,由于喷嘴的喷出口比流体供给装置的出口小,因此喷嘴的内压力因挤压效果而高于流体供给装置的出侧压力。该喷嘴的内压力与流体供给装置的出侧压力之间的差不是固定的,因喷出量、其变化量、喷嘴的喷出口的内径、流体的粘度、泵(流体供给装置)的特性等发生变化。因此,考虑喷嘴的内压力变得极其重要。
[0098] 图5为示出了根据喷嘴相对于工件的移动速度的变化来改变涂敷装置的电动机(驱动源)的转速,由此控制喷出量时的经过时间与喷嘴的内压力之间的关系的示意图。图5示出了在所述图2A所示的经过时间与移动速度之间的关系中,根据所述图2B所示的经过时间与电动机的转速之间的关系来改变喷出量时的喷嘴的内压力。如图5所示,喷嘴的内压力没有追随所述图2B所示的电动机转速的变化,而是延迟变化。
[0099] 在使涂敷流体的线宽度一定的同时,改变喷嘴的移动速度时,为了使喷嘴的内压力追随移动速度的变化,只要调整动力源的输出,就能够抑制喷出量的响应延迟。结果是能够使涂敷流体的线宽度一定。并且,在对线宽度在中途发生变化的涂敷流体一次涂敷时,为了使喷嘴的内压力追随线宽度的变化,只要调整动力源的输出,就能够抑制喷出量的响应延迟。结果是能够防止在细线部与粗线部之间的边界形成线宽度模糊变化的部分,能够一次涂敷。
[0100] 本发明为基于上述认识完成的。以下,参照附图对本发明的流体涂敷系统以及流体涂敷方法的实施方式进行说明。
[0101] (流体涂敷系统的结构例)
[0102] 图6为示出了作为本发明的一实施方式的流体涂敷系统的结构例的示意图。图6所示的流体涂敷系统10包括将流体喷到工件上的涂敷装置20、使该涂敷装置20与工件(图示省略)相对移动的移动装置30和控制涂敷装置20的控制装置11。
[0103] 涂敷装置20包括作为动力源的电动机22、作为流体供给装置的泵21和安装在泵21的前端的喷嘴23。泵21能够根据电动机22的输出(转速)来改变每个单位时间的流体的供给量。喷嘴23将从流体供给装置21所供给的流体喷向工件,将流体涂敷在工件上。电动机22通过电缆连接到控制装置11。控制装置11在命令电动机22的转速以及旋转方向(正转或反转)的同时,对实际的电动机22的转速进行检测。在喷嘴23的内部配置有测量内压力的压力计(图示省略),该测量结果被输出到控制装置11。
[0104] 涂敷装置20的泵21经由配管25(例如,软管)连接到流体抽吸装置24。流体抽吸装置24抽吸贮存在筒罐等容器26中的流体(图示省略),经由配管25将抽吸的流体供给到泵21。
[0105] 移动装置30包括多关节机器人31和控制该多关节机器人31的动作的机器人控制器32。在多关节机器人31所具有的臂的前端安装涂敷装置20。在图6所示的流体涂敷系统10中,固定有工件,另一方面,泵21通过多关节机器人31移动。由此,能够实现涂敷装置20和工件的相对移动。机器人控制器32通过电缆连接在多关节机器人31和控制装置11上。机器人控制器32根据来自控制装置11的输入来将动作信号输出给多关节机器人31,并且将多关节机器人31的移动速度以及位置信息等输出给控制装置11。
[0106] 控制装置11在考虑到喷嘴23的内压力的情况下,对泵21(动力源)的输出进行调整,以控制来自喷嘴23的流体的喷出量以及该喷出量的变动值。
[0107] (喷出量的控制)
[0108] 本实施方式中的喷出量的控制以如下情况作为对象:在涂敷开始到结束的过程中,调整动力源的输出,由此使来自喷嘴的每个单位时间的流体的喷出量改变目标变动量。这里,目标变动量为变动后的喷出量和变动前的喷出量之间的差。
[0109] 而且,在涂敷开始时以及涂敷结束时,可以通过现有技术中的常用方法控制喷出量。另外,涂敷开始时以及涂敷结束时的喷出量的控制,可以安装在本实施方式的流体涂敷系统所具有的控制装置11中。
[0110] 在涂敷开始到结束的过程中改变喷出量的情况具体是指以下情况符合:在以涂敷流体的线宽度一定的方式将流体涂敷在工件上时,根据喷嘴相对于工件的移动速度的变化来改变喷出量。另外,当使喷嘴相对于工件的移动速度一定来涂敷流体时,根据涂敷流体的线宽度的变化来改变喷出量。
[0111] 此时,若动力源的动作处于稳定状态,则来自喷嘴的喷出量与喷嘴的内压力之间具有正的相关关系,随着喷嘴的内压力增加,来自喷嘴的喷出量也增加。利用这样的正的相关关系,在本实施方式的喷出量的控制中,根据喷出量的目标变动量求出喷嘴的内压力的应该变化的量。
[0112] 并且,如上所述,若动力源的动作处于稳定状态,则来自喷嘴的喷出量与动力源的输出之间具有正的相关关系,随着动力源的输出增加,来自喷嘴的喷出量也增加。利用这样的正的相关关系,在本实施方式中对喷出量进行控制时,求出根据喷出量的目标变动量所求出的动力源的理论上的输出。根据喷出量的目标变动量所求出的动力源的理论上的输出是指在动力源的动作处于稳定状态下能够得到改变了目标变动量之后的喷出量的动力源的输出。
[0113] 并且,在本实施方式的喷出量的控制中,为了使喷嘴的内压力的变化量成为喷嘴的内压力的应该变化的量,使动力源的输出为暂时超出理论上的输出的值,然后使其为理论上的输出。通过像这样使动力源的输出为暂时超出理论上的输出的值,换言之,通过暂时过度调整动力源的输出,能够缩短喷嘴内压力的变化所需的时间。并且,为了成为喷嘴的内压力的应该变化的量,而调整动力源的输出,能够防止喷出量的变动量相对于目标变动量成为过冲或下冲。结果是能够抑制来自喷嘴的喷出量的响应延迟,将喷出量的变动量控制为目标变动量。
[0114] 以下,参照附图,对在以涂敷流体的线宽度一定的方式对工件涂敷流体时,根据喷嘴的移动速度的变化来改变喷出量的实施方式(以下也称为“第一实施方式”以及在以移动速度一定的方式涂敷流体时,根据涂敷流体的线宽度的变化而改变喷出量的实施方式(以下也称为“第二实施方式”)进行说明。
[0115] (第一实施方式)
[0116] 图7A~图7E为示出了本发明的第一实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图。这些图中,图7A示出了经过时间与移动速度之间的关系。图7B示出了经过时间与涂敷装置的电动机(动力源)的转速之间的关系。图7C示出了经过时间与喷嘴的内压力之间的关系。图7D示出了经过时间与来自喷嘴的喷出量之间的关系。图7E示出了工件上的涂敷流体的形态。在图7A~图7E中,示出了形成如所述图1所示的由第一直线部51a、圆弧部51b以及第二直线部51c所构成的涂敷流体的状况。图7A~图7E所示的A位置以及B位置分别对应所述图1以及图2A~图2D所示的A位置以及B位置。图7A~图7E所示的状况为如下状况:如图7A所示,在确保与所述图2A相同的经过时间与移动速度之间的关系的同时,用所述图6所示的流体涂敷系统,进行流体的涂敷。
[0117] 如图7A所示,在A位置附近,喷嘴相对于工件的移动速度降低。此时,如图7B所示,为了使涂敷在工件上的流体的线宽度一定,需要根据喷嘴的移动速度的降低来减少动力源的输出(电动机的转速),由此使喷出量减少目标变动量F1(参照图7D)。
[0118] 在本实施方式的喷出量的控制中,利用喷嘴的内压力与喷嘴的喷出量之间的关系,根据喷出量的目标变动量F1来求出喷嘴的内压力的应该降低的量P1(参照图7C)。并且,利用电动机的转速(动力源的输出)与来自喷嘴的喷出量之间的关系,根据喷出量的目标变动量F1来求出动力源的理论上的转速(输出)N1。然后,为了使喷嘴的内压力的变化量成为应该降低的量P1,而使电动机的转速(动力源的输出)减少至暂时超出理论上的转速(输出)N1后,再使其为理论上的转速(输出)N1(参照图7B)。由此,能够抑制喷出量的响应延迟,如图7E所示,能够将涂敷流体的线宽度维持为一定。
[0119] 并且,如图7A所示,在B位置附近,喷嘴相对于工件的移动速度增加。此时,为了使涂敷在工件上的流体的线宽度一定,如图7B所示,需要根据喷嘴的移动速度的增加来增加动力源的输出(电动机的转速),由此使喷出量增加目标变动量F2(参照图7D)。
[0120] 在本实施方式的喷出量的控制中,利用喷嘴的内压力与喷嘴的喷出量之间的关系,根据喷出量的目标变动量F2来求出喷嘴的内压力的应该上升的量P2(参照图7C)。并且,利用电动机的转速(动力源的输出)与来自喷嘴的喷出量之间的关系,根据喷出量的目标变动量F2来求出动力源的理论上的转速(输出)N2。然后,为了使喷嘴的内压力的变化量成为应该上升的量P2,而使电动机的转速(动力源的输出)增加至暂时超过理论上的转速(输出)N2后,再使其为理论上的转速(输出)N2(参照图7B)。由此,能够抑制喷出量的响应延迟,如图7E所示,能够将涂敷流体的线宽度维持为一定。
[0121] 这样的第一实施方式并不限定于在进行由第一直线部51a、圆弧部51b以及第二直线部51c构成的涂敷流体的涂敷时,在圆弧部51b的区域减速的事例。即,只要是在以涂敷流体的线宽度成为一定的方式对工件涂敷流体时,在涂敷开始到结束的过程中使喷嘴的移动速度发生变化的事例,均能够适用上述控制。例如,本实施方式的控制也能够适用于在进行仅由直线部构成的涂敷流体的涂敷时在中间区域增加移动速度,或降低移动速度的事例。并且,在进行由第一圆弧状部以及半径与第一圆弧状部不同的第二圆弧状部构成的涂敷流体的涂敷时,在第一圆弧状部的区域和第二圆弧状部的区域连接的部位增加移动速度,或降低移动速度。这样的事例也能够适用本实施方式的控制。
[0122] (第二实施方式)
[0123] 图8A~图8E为示出了本发明的第二实施方式中的喷出量的控制的一个例子的示意图。这些图中,图8A示出了经过时间与移动速度之间的关系。图8B示出了经过时间与涂敷装置的电动机(动力源)的转速之间的关系。图8C示出了经过时间与喷嘴的内压力之间的关系。图8D示出了经过时间与来自喷嘴的喷出量之间的关系。图8E示出了工件上的涂敷流体的形态。在图8A~图8E中,示出了形成如所述图3所示的由第一细线部51d、粗线部51e以及第二细线部51f构成的涂敷流体的状况。图8A~图8E所示的C位置以及D位置分别对应所述图3以及图4A~图4C所示的C位置以及D位置。图8A~图8E所示的状况为如下状况:如图8A所示,在确保与所述图4A相同的经过时间与移动速度之间的关系的同时,用所述图6所示的流体涂敷系统,进行流体的涂敷。
[0124] 如图8E所示,在D位置附近,涂敷在工件50上的流体51的线宽度变细。为了使涂敷在工件上的流体的线宽度变细,如图8B所示,需要减少动力源的输出(电动机的转速),由此使喷出量减少目标变动量F4(参照图8D)。
[0125] 在本实施方式的喷出量的控制中,利用喷嘴的内压力与喷嘴的喷出量之间的关系,根据喷出量的目标变动量F4来求出喷嘴的内压力的应该降低的量P4(参照图8C)。并且,利用电动机的转速(动力源的输出)与来自喷嘴的喷出量之间的关系,根据喷出量的目标变动量F4来求出动力源的理论上的转速(输出)N4。然后,为了使喷嘴的内压力的变化量成为应该降低的量P4,而使电动机的转速(动力源的输出)减少至暂时超出理论上的转速(输出)N4后,再使其为理论上的转速(输出)N4(参照图8B)。由此,能够抑制喷出量的响应延迟,如图8E所示,在使涂敷流体的线宽度变细时,能够防止在粗线部与细线部的边界形成线宽度模糊变化的部分。
[0126] 并且,如图8E所示,在C位置附近,涂敷在工件50上的流体51的线宽度变粗。为了使涂敷在工件上的流体的线宽度变粗,如图8B所示,需要增加动力源的输出(电动机的转速),由此使喷出量增加目标变动量F3(参照图8D)。
[0127] 在本实施方式的喷出量的控制中,利用喷嘴的内压力与喷嘴的喷出量之间的关系,根据喷出量的目标变动量F3来求出喷嘴的内压力的应该上升的量P3(参照图8C)。并且,利用电动机的转速(动力源的输出)与来自喷嘴的喷出量之间的关系,根据喷出量的目标变动量F3来求出动力源的理论上的转速(输出)N3。然后,为了使喷嘴的内压力的变化量成为应该上升的量P3,而使电动机的转速(动力源的输出)增加至暂时超过理论上的转速(输出)N3后,再使其为理论上的转速(输出)N3(参照图8B)。由此,能够抑制喷出量的响应延迟,如图8E所示,在使涂敷流体的线宽度较粗时,能够防止在细线部与粗线部的边界形成线宽度模糊变化的部分。
[0128] 这样的本实施方式的喷出量的控制在形成包含细线部以及粗线部的涂敷流体时,能够连续一次进行涂敷。因此,不需要更换喷嘴,结果是能够提高制造效率,能够削减喷嘴更换装置所需的设备成本。
[0129] 在所述第二实施方式中,涂敷流体的形态在所述图3以及图8E所示的细线部与粗线部之间的边界成为有方形的形状。能够用所述的喷出口横向长且为矩形的光滑喷嘴来形成这样的在边界有方形角的形状的涂敷流体。但是,第二实施方式并不限定于形成在边界有方形角的形状的涂敷流体的情况。即,本实施方式还能够适用于如下情况:用喷出口为圆形的圆喷嘴,在边界形成带圆的形状的涂敷流体。
[0130] (调整超过量以及超过时间等)
[0131] 在本实施方式的喷出量的控制中,如上所述,使动力源的输出为暂时超出理论上的输出的值,其后再使其为理论上的输出。此时,在如所述图7B所示的A位置附近,可以在使动力源的输出变动超出理论上的输出超过量之后,立即使其为理论上的输出。并且,在如所述图7B所示的B位置附近,可以在使动力源的输出变动超出理论上的输出超过量之后,暂时维持该输出,其后再使其为理论上的输出。
[0132] 在本实施方式的喷出量的控制中,通过调整动力源的输出变化的开始位置、超过量以及超过时间这些控制条件,来将喷嘴的内压力的变化量改变为喷嘴的内压力的应该变化的量。喷嘴的内压力的变化量成为喷嘴的内压力的应该变化的量的控制条件因喷出量、其变化量、喷嘴的喷出口的内径、流体的粘度、泵(流体供给装置)的特征等各个条件发生变化。在改变这些各个条件时,通过适当调整控制条件,来使喷嘴的内压力的变化量变为喷嘴的内压力的应该变化的量。
[0133] 此时,例如,当喷嘴的内压力超过应该变化的喷嘴的内压力而变化时,进行减少超过量以及超过时间中的任意一方或两方的调整。另一方面,当喷嘴的内压力没有达到应该变化的喷嘴的内压力时,进行增加超过量以及超过时间中的任意一方或两方的调整。并且,只要调整动力源的输出变化的开始位置,以使喷嘴的内压力的变化结束位置成为喷嘴的移动速度的变化结束位置或涂敷流体的线宽度的变化结束位置即可。
[0134] (最佳方式)
[0135] 以下,对本实施方式的流体涂敷系统以及流体涂敷方法的优选方式进行说明。
[0136] 本实施方式的流体涂敷系统以及流体涂敷方法能够将粘着剂、密封剂、绝缘剂、散热剂、烧焦防止剂等用作流体。这样的流体优选为具有压缩性的流体。当流体具有压缩性时,由于挤压效果变大,因此喷出量的响应延迟也会变得显著。关于此点,即使为具有压缩性的流体,通过本实施方式的适用,也能够抑制喷出量的响应延迟。具有压缩性的流体例如包含液体状的环树脂树脂,包含与它们具有相同压缩率的流体。
[0137] 在如所述图6所示的流体涂敷系统中,能够将根据电动机的转速来使每个单位时间的流体的供给量改变的泵用作流体供给装置。作为该泵,例如,能够采用单轴偏心螺杆泵、齿轮泵或旋转泵。另外,例如,还能够采用包括因螺线管的励磁作用而位移的运动元件的螺线管式泵。螺线管式泵的螺线管为动力源,根据螺线管的动作周期,来使供给量变化。
[0138] 这样的流体供给装置均包括运动元件和空间形成部件,所述运动元件相应于动力源的输出而运动,所述空间形成部件形成收容该运动元件且伴随着该运动元件的运动来将流体送出的空间。例如,若流体供给装置为齿轮泵,则齿轮相当于运动元件,形成泵室的壳体等相当于空间形成部件。若流体供给装置为旋转泵,则转子相当于运动元件,形成泵室的壳体等相当于空间形成部件。若流体供给装置为活塞泵,则活塞相当于运动元件,汽缸相当于空间形成部件。
[0139] 此时,当通过调整动力源的输出,来改变来自喷嘴的喷出量时,如上所述,结果是喷嘴的内压力发生变化。喷嘴随着该内压力的变化而变形,在喷嘴的内部,流体所充满的空间的容积发生变化。并且,当通过调整动力源的输出,来改变来自喷嘴的喷出量时,即使在作为喷嘴前段的部件,具体而言,在称为泵室的空间形成部件中,结果是内压力也会发生变化。因此,空间形成部件发生变形,在空间形成部件的内部,流体所充满的空间的容积发生变化。
[0140] 即使为这样的喷嘴或空间形成部件的变形,也会助长来自喷嘴的喷出量的响应延迟。本实施方式的喷出量的控制也能够应对这样的情况。
[0141] 本实施方式的流体涂敷系统能够将单轴偏心螺杆泵用作流体供给装置。单轴偏心螺杆泵包括根据动力源(电动机)的输出,进行偏心旋转的外螺纹型转子和收容该转子的内螺纹型定子。在单轴偏心螺杆泵中,转子相当于运动元件,定子相当于空间形成部件。
[0142] 图9为示意地示出了适合作为流体供给装置的单轴偏心螺杆泵的结构的剖面图。图9所示的单轴偏心螺杆泵40包括受到来自电动机22的动力而偏心旋转的外螺纹型转子42和在内周面形成有内螺纹的内螺纹型定子43。这样的转子42和定子43被收容在壳体41的内部。壳体41为金属制筒状部件,在长度方向的前端设置有第一开口部41a。该第一开口部41a作为单轴偏心螺杆泵40的喷出口发挥作用,在该喷出口安装有用于将流体喷到工件用的喷嘴。
[0143] 并且,在壳体41的外周部分设置第二开口部41b。第二开口部41b在壳体41的长度方向的中间部与壳体41的内部空间连通。该第二开口部41b作为单轴偏心螺杆泵40的吸入口发挥作用,经由配管连接在所述流体抽吸装置上。
[0144] 定子43由橡胶等弹性体或树脂等构成。在定子43的内孔43a形成n条内螺纹。与此相对,转子42为金属制的轴体,在其外周形成n-1条外螺纹。
[0145] 在图9所示的单轴偏心螺杆泵40中,定子43为两条内螺纹形状,其定子43的内孔43a的剖面在长度方向的任意位置上均大致为椭圆形。另一方面,转子42为1条外螺纹形状,其转子42的剖面在长度方向的任意位置上均大致为正圆形。转子42插通形成在定子43的内孔43a,能够在内孔43a的内部自由进行偏心旋转。
[0146] 为了使转子42能够偏心旋转,转子42经由第一自由连接件44连接在杆45上,该杆45经由第二自由连接件46连接在驱动轴47上。驱动轴47在密封与壳体41之间的间隙的状态下,可旋转自由地保持在壳体41。驱动轴47连接在电动机22的主轴22a上。因此,主轴22a因电动机22的动作而旋转,使得驱动轴47随之旋转,进一步经由自由连接件44、46以及杆45使转子42进行偏心旋转。
[0147] 转子42在定子43内旋转时,在转子42的外周面与定子的内孔43a之间形成的空间在定子43内以螺旋状旋转的同时,向定子43的长度方向前进。因此,在转子42旋转时,流体从定子43的一端吸入,与此同时,被吸入的流体被送往定子43的另一端侧。图9所示的单轴偏心螺杆泵40通过使转子42正向旋转,来压送从第二开口部41b吸入的流体,且将该流体从第一开口部41a喷出。
[0148] 这样的单轴偏心螺杆泵能够通过控制其动力源(电动机)的旋转,来自由地使流体的供给量精度良好地发生变化。因此,当流体供给装置为单轴偏心螺杆泵时,若电动机的转速处于稳定状态,则能够抑制流体在涂敷区域发生线宽度不均的情况。
[0149] 并且,在单轴偏心螺杆泵中,由于作为上述空间形成部件的定子43由橡胶等弹性体或树脂等构成,因此定子43较易随着内压力的变化而变形。因此,由于在喷嘴的内部,流体所充满的空间的容积发生变化,较易助长来自喷嘴的喷出量的响应延迟。关于此点,使用本实施方式的喷出量的控制,即使为单轴偏心螺杆泵,也能够抑制喷出量的响应延迟。
[0150] 在本实施方式的流体涂敷系统中,使涂敷装置和工件相对移动的移动装置并不限定于所述图6所示的多关节机器人31。移动装置例如能够由在Z轴方向上搬送移动涂敷装置的Z轴方向搬送装置、将该Z轴方向搬送装置在Y轴方向上搬送移动的Y轴方向搬送装置、将该Y轴方向搬送装置在X轴方向上搬送移动的X轴方向搬送装置和控制它们的控制装置构成。
[0151] 在形成由所述图1所示的第一直线部51a、圆弧部51b以及第二直线部51c构成的涂敷流体时,如所述图6所示,若将多关节机器人31用作使涂敷装置20移动的移动装置,则在圆弧部的区域的减速往往容易变得急速。即使为这样的多关节机器人31,由于通过本实施方式的喷出量的控制,能够抑制喷出量的响应延迟,因此能够使涂敷流体的线宽度一定。
[0152] 实施例
[0153] 利用本实施方式的流体涂敷系统进行了将流体涂敷在工件上的试验。
[0154] (试验条件)
[0155] 在本试验中,在工件上形成了由所述图1所示的第一直线部、圆弧部以及第二直线部构成的涂敷流体。使涂敷流体的线宽度为固定值0.7mm这一目标值,使圆弧部的半径为10mm或5mm。在将流体涂敷在工件上时,使用了所述图6所示的流体涂敷系统。将所述图9所示的单轴偏心螺杆泵用作了涂敷装置。使流体为密封剂,35度下的粘度为217800mPa·s。
[0156] 使移动速度如所述图2A以及图7A所示地那样变化,使涂敷直线部的区域时的移动速度为500mm/秒,使涂敷圆弧部的区域时的移动速度为30mm/秒。在电动机的转速处于稳定状态下,在直线部的区域中,喷出量为0.192mL/秒,线宽度为所述目标值,其喷出量中的喷嘴的内压力为2.9MPa,能够得到该喷出量的电动机的转速为9min-1(rpm)。并且,在圆弧部的区域,喷出量为0.012mL/秒,线宽度为所述目标值,其喷出量中的喷嘴的内压力为0.48MPa,能够得到该喷出量的电动机的转速为0.36min-1(rpm)。
[0157] 在本发明例中,当使喷出量减少目标变动量(F1(参照图7D):0.18mL/秒)时,为了使喷嘴的内压力的变化量成为喷嘴的内压力的应该降低的量(P1(参照图7C):2.42MPa),而使电动机的转速减少至暂时超出理论上的转速(N1(参照图7B):0.36min-1),其后再使其为理论上的转速(N1:0.36min-1)。具体而言,通过使电动机的转速以超过量100min-1超出理论上的转速而减少,使其反转,然后,将该转速维持0.03秒,其后再使其为理论上的转速。
[0158] 并且,当使喷出量增加目标变动量(F2(参照图7D):0.18mL/秒)时,为了使喷嘴的内压力的变化量成为喷嘴的内压力的应该上升的量(P2(参照图7C):2.42MPa),而使电动机-1的转速增加至暂时超过理论上的转速(N2、9min )后,再使其为理论上的转速(N2(参照图
7B):9min-1)。具体而言,使电动机的转速增加至超过理论上的转速的超过量为26min-1,然后将该转速维持0.10秒,其后再使其为理论上的转速。
[0159] 在比较例中,如所述图2B所示,根据移动速度使电动机的转速发生变化。在直线部-1 -1的区域,使电动机的转速为9min (rpm),在圆弧部的区域,使电动机的转速为0.36min(rpm)。
[0160] (试验结果)
[0161] 图10A为示出了比较例的试验结果的图,图10B为示出了本发明例的试验结果的图。这些图为将涂敷在工件50上的流体51拍摄下来的照片。如图10A所示,在比较例中,由于喷出量的响应延迟,使涂敷流体的线宽度在圆弧部以及第二直线部的入侧变粗。与此相对,如图10B所示,在本发明例中,看不到因喷出量的响应延迟而使线宽度发生变化的情况,涂敷流体的线宽度是一定的。
[0162] 因此,很显然,通过本实施方式的流体涂敷系统,能够抑制来自喷嘴的喷出量的响应延迟。
[0163] (工业上的利用可能性)
[0164] 本发明在汽车、电子部件、太阳能电池等的制造工序中,在将粘着剂、密封剂、绝缘剂、散热剂、烧焦防止剂等流体涂敷到工件上时能够有效利用。
[0165] 符号的说明:
[0166] 10-流体涂敷系统;11-控制装置;20-涂敷装置;21-泵(流体供给装置);22-电动机(动力源);22a-电动机的主轴;23-喷嘴;24-流体抽吸装置;25-配管;26-容器;30-移动装置;31-多关节机器人;32-机器人控制器;40-单轴偏心螺杆泵(流体供给装置);41-壳体;41a-第一开口部;41b-第二开口部;42-转子;43-定子;43a-内孔;44-第一自由连接件;45-杆;46-第二自由连接件;47-驱动轴;50-工件;51-涂敷流体;
51a-第一直线部;51b-圆弧部;51c-第二直线部;51d-第一细线部;51e-粗线部;51f-第二细线部;51g-线宽度因喷出量的响应延迟而发生变化的部分。
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