液体材料涂布装置的制作方法

本发明涉及一种液体材料涂布装置，其可使吐出装置相对于工件相对移动，且可自动产生控制对工件进行所期望的画线涂布(描绘涂布)的涂布装置的吐出量的指令。

本说明书中的画线涂布，不仅包括涂布描绘连续的一条线的情况，还包括通过间歇涂布进行涂布描绘的情况。

背景技术：

为了在电子设备的制造时将液体材料形成为规定的图案，多采用称为点胶机(dispenser)的吐出装置。点胶机被广泛应用于大型设备到小型设备的制造，例如，用于将荧光体或粘着剂线状涂布于以液晶、有机EL、等离子显示器面板(PDP)为代表的平板显示器的工序、或将用以固定智能型手机的罩体的粘结剂线状涂布于罩体外周的工序。

使用点胶机的涂布作业通过一边根据涂布图案使喷嘴及工件台相对移动一边自喷嘴吐出液体材料而进行。在具有角部的涂布图案中，已知有当进行画线涂布时，由于在角部的相对移动速度的降低而使描绘形成的线宽产生混乱的问题。

作为点胶机的一种吐出方式，例如，具有朝贮存容器内的液体材料施加自压缩空气源供给的空气且自连通于贮存容器的喷嘴吐出的气压式点胶机。

作为抑制描绘涂布时的角部上的图案的形变的气压式点胶机，例如，在专利文献1中公开有一种涂布机，其在将四边形的图案描绘在基板上的涂布方法中，在角部的开始点使喷嘴与基板的相对速度减速，同时对膏体的吐出压力进行减压，在通过了角部后且来到角部的结束点前，使喷嘴与基板的相对速度加速，同时对膏体的吐出压力进行增压，由此在角部抑制振动的产生，从而可进行正确的量的涂布。此外，上述控制基于储存在微型计算机的RAM中的图案数据而进行，角部开始及结束位置的判断通过线性标度尺进行测量而进行。

在具备吐出装置、工件台、及使吐出装置与工件台相对移动的相对移动机器人(XYZ方向移动装置)的涂布装置中，为了实现所期望的画线涂布，需要如下的程序设计。

首先，需要对用以根据涂布图案使相对移动机器人相对移动的相对移动指令进行程序设计。其次，需要对控制涂布图案上的各涂布位置的吐出量的吐出量控制指令进行程序设计。吐出量控制指令例如为使吐出用的空气压力减弱、使与吐出口连通的环状阀座与阀体的距离接近、或将供给吐出推进力的螺杆的旋转速度减小的命令。为了在角部等的相对移动速度变化的场所的XY坐标上改变吐出量，需要与相对移动指令连动地发送吐出量控制指令。

例如，在专利文献2的第0085段至第0093段中记载有使机器人臂沿涂布图案移动的程序设计，及通过对伺服喷枪的涂料的涂布开始、结束时机等进行程序设计，且将程序设计数据记录、再生于PLC，从而进行自动涂布处理。

上述相对移动程序既有以文字、数字及记号等的字符基础(character-base)进行程序设计的情况，也有利用CAD程序描绘图形而自动产生的情况。

申请人在专利文献3中提出一种程序，其具备：显示文字输入画面的工序；显示图形输入画面的工序；将自文字输入画面输入的作业装置的移动信息作为二维平面上的路径及其高度信息而实时输出至图形输入画面的工序；将自图形输入画面输入的作业装置的移动信息以符号基础实时输出至文字输入画面的工序；基于自文字输入画面及/或图形输入画面输入的作业装置的移动信息而显示将作业装置的移动信息作为三维空间上的路径而输出的3D显示画面的工序；及自动产生输入的作业装置的(相对)移动程序的工序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-218971号公报

专利文献2：日本特开2009-172452号公报

专利文献3：国际公开2009/031305号小册子

技术实现要素：

发明所要解决的问题

一直以来，为了实现所期望的画线涂布(描绘涂布)，需要将移动速度与吐出量控制连动而进行程序设计。然而，将不同的参数连动进行程序设计的作业，需要花费很大的工夫及时间，因而需要减轻作业。用以使涂布线的粗细变得均匀的条件，例如需要将角部的涂布轨迹分割为多个线段，且对各线段的速度及吐出量进行调整并利用错误尝试法来找出条件的作业，但是，上述作业意味着需要重复地进行将移动速度与吐出量的控制编码连动地进行修正。

在对应于其它品种少量生产的需求的情况下，上述课题变得尤其明显。

因此，本发明的目的在于，提供一种液体材料涂布装置，其可减轻用以实现所期望的画线涂布(描绘涂布)的程序设计作业。

解决问题的技术手段

与液体材料涂布装置相关的本发明，其特征在于，具备吐出液体材料的吐出头、载置工件的工件台、使吐出头与工件台在XYZ方向相对移动的机器人、及具有运算装置及存储涂布程序的存储装置的控制部，该液体材料涂布装置一边使工件与吐出头相对移动一边将液体材料画线涂布于工件，上述控制部构成为具备：第一控制部，其根据涂布程序使上述工件与上述吐出头相对移动；及第二控制部，其控制上述吐出头的吐出量；上述第一控制部具有以规定的时机将上述吐出头相对于工件的速度信息输出的功能，上述第二控制部具有根据自上述第一控制部输出的上述速度信息而自动控制上述吐出量的功能。

其中，上述第一控制部及上述第二控制部，既有以物理上成为一体的一个控制部实现的情况，也有以物理上分离的2个控制部实现的情况。

上述液体材料涂布装置中，其特征也可为，上述第一控制部所输出的上述吐出头的速度信息，为上述工件与上述吐出头的相对移动速度的纯量，上述第一控制部或上述第二控制部具有将对应于上述纯量的吐出量信息输出的转换部，上述第二控制部具有根据自上述转换部输出的吐出量信息而自动控制上述吐出量的功能，再有，其特征也可为，上述转换部具备制定了对应于上述纯量的吐出量信息的转换表，或上述转换部具备计算对应于上述纯量的吐出量的转换式。其中，优选其特征在于，上述转换表制定5个以上的不同的吐出量。

其中，上述转换部例如为通过储存于上述第一或第二控制部所具有的存储装置的软件而实现的功能模块。

在上述液体材料涂布装置中，其特征也可为，上述第一控制部具有使由上述第二控制部进行的上述吐出头的吐出量的控制与上述吐出头的相对移动同步的功能。

在上述液体材料涂布装置中，其特征也可为，上述第一控制部搭载于上述机器人，上述第二控制部经由电缆而与上述机器人连接。

发明的效果

根据本发明，可减轻用以实现所期望的画线涂布(描绘涂布)的程序设计作业。

附图说明

图1为显示本发明的涂布装置的外观的立体图。

图2为显示控制部及关联要素的方块图。

图3为用以说明吐出量的控制例的图。

具体实施方式

以下，对用以实施本发明的方式例进行说明。

如图1所示，本发明的涂布装置1将点胶机10及机器人20作为主要构成要素。以下，对各要素进行详细说明。

＜点胶机＞

点胶机10将点胶机控制器40及点胶头(dispense head)50作为主要构成要素。

点胶机控制器40具备存储装置及运算装置，且输出控制点胶头50的吐出动作的吐出动作指令。

点胶头50具备吐出部53及吐出量控制装置64，且基于自点胶机控制器40输出的吐出动作指令信号，以所期望的吐出条件自吐出口55吐出液体材料。

实施方式例所例示的点胶机10是柱塞式的点胶机。在此，柱塞式是指通过一边滑动于计量管内一边往返移动的柱塞的作用来吐出液体材料的方式。换言之，柱塞式的点胶机通过由柱塞的进入动作使计量管内的容积减少而吐出液体材料，且以与注射器相同的原理吐出液体材料。

实施方式例的点胶头50所具备的吐出部53，具备未图示的计量管、未图示的柱塞、及具有吐出口55的喷嘴54(参照图2)。吐出量控制装置64是使柱塞在计量管内往返移动的步进马达(吐出用马达)。即，柱塞的往返移动通过吐出用马达的旋转而被控制。更详细而言，吐出用马达的旋转数越多，则柱塞的进入移动距离越长，吐出用马达的旋转速度越快，则柱塞的前进移动的速度越快。在未图示的计量管，使柱塞后退而自注射器56吸入液体材料。

＜机器人＞

机器人20是具备X轴移动装置21、Y轴移动装置22、机器人头23、基座24及机器人控制器30的台式装置。

X轴移动装置21是由二根支柱支撑的门型装置，且将X轴驱动源61作为驱动源。在X轴移动装置21配置有机器人头23，机器人头23可朝X方向的任意的坐标移动。

Y轴移动装置22铺设于基座24上，且将Y轴驱动源62作为驱动源。在Y轴移动装置22配置有工件台25，工件台25可朝Y方向的任意的坐标移动。在工件台25上装卸自如地保持有工件26。

机器人头23具备移动构件28及Z轴驱动源63，且构成以Z轴驱动源63作为驱动源的Z轴移动装置。即，机器人头23通过Z轴驱动源63而使移动构件28朝Z方向的任意坐标移动自如。在由板构成的移动构件28上可装卸地固定有点胶头50，因此，点胶头50也可通过Z轴移动装置而朝Z方向的任意坐标移动自如。

各驱动源61～63例如由步进马达、伺服马达、线性马达所构成。

在基座24内置有控制机器人的动作的机器人控制器30。

通过利用机器人20使点胶头50与工件26相对移动，可以所期望的涂布图案进行涂布描绘。涂布图案包含至少一个一边自点胶头50吐出液体材料一边使相对移动速度变化的部位。

＜控制部＞

实施方式例的控制部由机器人控制器30及点胶机控制器40所构成。以下，称机器人控制器30为第一控制部30，称点胶机控制器40为第二控制部40。此外，与第一控制部及第二控制部在物理上为不同个体的实施方式例不同，也有由第一控制部及第二控制部在物理上为一体的一个控制部实现的情况。

如图2所示，第一控制部30具备存储记述有相对移动指令的涂布程序的存储装置31及执行该涂布程序的运算装置32。

第一控制部30通过执行涂布程序，且经由电缆B81而朝X轴移动装置21、Y轴移动装置22及Z轴移动装置23发送相对移动指令，从而实现点胶头50与工件26的相对移动。

在涂布程序记述有使XYZ轴移动装置(21～23)朝指定坐标直线或曲线地移动的指令、点胶头50的移动速度设定指令、吐出开始指令及吐出结束指令等。在实施方式例的涂布程序未记述有关吐出量控制的指令。实施方式例的涂布程序以直译方式进行处理。

第二控制部40具备存储装置及运算装置，且经由电缆C82将吐出动作指令发送给点胶头50。吐出动作指令包含吐出开始指令、吐出结束指令及吐出量控制指令。

再有，第二控制部40具有通过储存于存储装置的软件而实现的转换部45。在实施方式例的转换部45，具有表示点胶头50的移动速度V及吐出量控制装置64的控制量D的关系的关系式或转换表。转换部45，在关系式或转换表应用移动速度V，并计算用以实现所设定的线宽的控制量D。移动速度V是工件26与点胶头50的相对移动速度的纯量。

实施方式例中，由于吐出量控制装置64是吐出用马达，因而控制量D成为马达的旋转速度(单位时间的旋转数)。关系式或转换表需要根据理论值或实验值预先制作。关系式或转换表优选阶段性地制定5个以上的不同的吐出量。再者，为了利用一个涂布装置1实现多个涂布线宽，需要准备与实现的涂布线宽相同数量的关系式或转换表。

第一控制部30及第二控制部40利用电缆A80而电连接，并可进行通信。自第一控制部30将来自涂布程序的吐出开始·结束指令及点胶头50的移动速度V发送给第二控制部40。其中，点胶头50的移动速度V在来自涂布程序的移动速度变更指令送出时、或以规定的时间间隔被发送给第二控制部40。通过第二控制部40取得移动速度V，也可通过自第二控制部40朝第一控制部30进行发送要求的轮询(polling)方式来进行。

若第二控制部40接收点胶头50的移动速度，则通过转换部45所具有的上述关系式或转换表，求取吐出量控制装置64的最优控制条件。

＜吐出量的控制例＞

图3的上段是显示与点胶头50的移动速度V1～Vn对应的吐出量控制装置64的控制量D1～Dn的转换表的想象图。移动速度V1～Vn以纯量(绝对值)记述，因而在加速时及减速时可使用相同的转换表。

图3的下段是显示点胶头50的移动速度自V1减速至Vn时的吐出量控制的曲线图。

在图3的初始状态下，点胶头50以移动速度V1进行移动，吐出量控制装置64即吐出用马达以单位时间D1的旋转速度控制。点胶头50的移动速度的信息，按每△t自第一控制部30传送至第二控制部40。在移动速度V产生变化的情况下，第二控制部40所具有的转换部45，根据转换表计算对应的控制量D。

若点胶头50的移动速度降低至V2，则自第二控制部40输出减速指令，吐出量控制装置64减速至D2的旋转速度。同样地，若移动速度依次降低至V3、V4、…、Vn-1，则与其相对应地自第二控制部40依序输出减速指令，吐出量控制装置64也将旋转速度减速至D3、D4、…、Dn-1。若点胶头50的移动速度达到Vn且被维持，则自第二控制部40输出减速指令，吐出量控制装置64也将旋转速度减速至Dn。在移动速度维持于Vn的期间，由于自第二控制部40不输出速度变更指令，因而吐出量控制装置64维持旋转速度Dn。

图3的下段中，例示了点胶头50的移动速度V线性地下降的情况，但是，在非线性地变化的情况下，也可以与上述同样的方法控制吐出量控制装置。只要自转换表中选出与点胶头50的移动速度V对应的吐出量控制装置64的控制量D，且以控制量D对吐出量控制装置64进行控制即可。

再者，也可并用关系式及转换表，例如在一定的速度范围内使用转换表，在超出一定的速度范围的情况下使用关系式。

＜涂布作业的实施＞

涂布装置1通过执行预先制成的涂布程序而自动地实施涂布作业。

若读出储存于第一控制部的存储装置31的涂布程序，且以运算装置32执行，则向X轴移动装置21、Y轴移动装置22及Z轴移动装置23发送相对移动指令，且向第二控制部40发送吐出开始·结束指令。再者，也可为在涂布程序内不包含吐出结束指令，而自吐出开始指令起经过了一定时间后使吐出结束的规格。

点胶头50的移动速度V的信息，与涂布程序的执行并行地，定期地发送给第二控制部40。在此，实施方式例中，移动速度V的信息是指通过X轴移动装置21及Y轴移动装置22所实现的X-Y平面的移动速度信息。但是，当然也可与实施方式例不同，定期地发送X-Z平面、Y-Z平面、X-Y-Z空间等的坐标系中的移动速度信息。

若第二控制部40自第一控制部30接收吐出开始·结束指令及移动速度V的信息，则向点胶头50发送吐出动作指令。吐出动作指令中，吐出开始·结束指令被记述于涂布程序中，但吐出动作指令中，关于吐出量控制指令，不被记述于涂布程序。即，第二控制部40基于记述于涂布程序的点胶头50的移动速度V，动态地产生吐出量控制指令。实施方式例中，由于吐出量控制装置64是步进马达，因而吐出量增加指令是使马达的旋转速度(单位时间的旋转数)增加的指令，吐出量减少指令是使马达的旋转速度(单位时间的旋转数)减少的指令。即，在点胶头50的移动速度上升时，第二控制部40输出吐出量增加指令，在点胶头50的移动速度下降时，第二控制部40输出吐出量减少指令。由于通过第二控制部40而实质上实时地对吐出量进行控制，因而可通过较现有少的程序设计作业来实现线宽均匀的描绘涂布。

＜同步功能＞

本发明中，在具有实时性来控制点胶头的移动速度及吐出量的控制的方面具有特征，但也有吐出量的控制的时机由于涂布条件而略有差异的情况。因此，优选的方式的涂布装置1，具备点胶头的移动速度变化与吐出量控制的同步功能。

该同步功能通过将自运算装置32发送至XYZ轴移动装置(21～23)的相对移动指令同样地延迟规定时间来实现。在此，同步所需要的延迟时间是第二控制部40取得点胶头50的移动速度V的信息，将吐出量控制指令发送至点胶头50，且吐出量实际上开始变化而需要的时间。或者，运算装置32也可先读取涂布程序，在移动速度V发生变更的规定时间前发送吐出量控制指令。

＜不同方式的吐出装置＞

在实施方式例中，对通过吐出用马达控制柱塞的进入量的点胶机的例子进行了说明，但点胶机可使用各种点胶机。然后，吐出量控制装置64根据点胶机的种类，例如如下所述替代。

在对贮存容器内的液体材料施加经调压的空气仅所期望时间而自喷嘴进行吐出的气压式点胶机的情况下，吐出量控制装置为调节器，吐出量的控制参数为吐出压力、吐出压力施加时间。

具有旋转配管(Rotary Tubing)机构的配管式点胶机的情况下，吐出量控制装置为马达，吐出量的控制参数为旋转方向、旋转数、旋转速度。

使阀体冲撞于设置在连通于喷嘴的流路的端部的阀座、或使阀体在快要冲撞于阀座前停止，而使液体材料自喷嘴前端飞射吐出的喷射式点胶机的情况下，吐出量控制装置为电磁阀，吐出量的控制参数为吐出节拍(电磁阀的开闭间隔)。

根据以上说明的本发明的涂布装置，由于不需要根据机器人所保持的吐出装置的移动速度来记述吐出量控制指令，因而可大幅削减涂布程序的制作时间。此外，涂布程序的编码量在整体上也变少，可减少诱发程序错误的主要因素，并且可大幅削减除错作业时间。

此外，操作者只要学习对确定机器人的动作的相对移动指令的程序设计所必要的知识即足够，因而可缩短操作者的培训养成期间。

符号的说明

1：涂布装置

10：点胶机

20：机器人

21：X轴移动装置

22：Y轴移动装置

23：机器人头(Z轴移动装置)

24：基座

25：工件台

26：工件

28：移动构件

30：机器人控制器(第一控制部)

31：存储装置

32：运算装置

40：点胶机控制器(第二控制部)

45：转换部

50：点胶头

53：吐出部

54：喷嘴

55：吐出口

56：注射器

61：X轴驱动源

62：Y轴驱动源

63：Z轴驱动源

64：吐出量控制装置

80：电缆A

81：电缆B

82：电缆C。