(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１縁部及び第２縁部を有する液体スプレーパターンの幅を、中心線、第１縁部及び反対側の第２縁部を有する液体分配装置とセンサとを用いて、測定する方法であって、
液体分配装置をセンサの一方の側に配置する工程と、
液体スプレーパターンを液体分配装置から分配する工程と、
液体スプレーパターンを、一の方向でセンサに向かって移動させる工程と、
液体スプレーパターンの第１縁部をセンサで検出する工程と、
検出された液体スプレーパターンの第１縁部を第１位置と結び付ける工程と、
液体分配装置をセンサの反対側に配置する工程と、
液体スプレーパターンを、反対の方向でセンサに向かって移動させる工程と、
液体スプレーパターンの第２縁部をセンサで検出する工程と、
検出された液体スプレーパターンの第２縁部を第２位置と結び付ける工程と、
液体スプレーパターンの幅を、第１位置と第２位置とを用いて計算する工程と、
を具備する方法。
【請求項２】
センサの位置を決定する工程と、分配装置の中心線の位置を決定する工程と、分配装置の中心線の位置をセンサの位置と結び付ける工程と、分配装置の中心線に対しての、液体スプレーパターンの偏りを、第１位置と第２位置とを用いて計算する工程と、を更に具備する請求項１の方法。
【請求項３】
分配装置の中心線の位置を決定する工程が、分配装置を、センサに対して、一の方向に移動させる工程と、分配装置の第１縁部をセンサで検出する工程と、検出した分配装置の第１縁部を第３位置と結び付ける工程と、分配装置を、センサに対して、反対の方向に移動させる工程と、分配装置の反対側の第２縁部をセンサで検出する工程と、検出した分配装置の反対側の第２縁部を第４位置と結び付ける工程と、分配装置の中心線の位置を、第３位置と第４位置とを用いて計算する工程と、を備えている請求項２の方法。
【請求項４】
液体スプレーパターンの第１縁部を検出する工程が、光ビームを伝播させる工程と、液体スプレーパターンを、光ビームを通過するようにして移動させる工程と、液体スプレーパターンの第１縁部の、光ビーム内での存在又は不存在の一方に応答して、信号を発生する工程と、を備えている請求項１の方法。
【請求項５】
液体スプレーパターンの第２縁部を検出する工程が、液体スプレーパターンを、光ビームを通過するようにして移動させる工程と、液体スプレーパターンの第２縁部の、光ビーム内での存在又は不存在の一方に応答して、信号を発生する工程と、を備えている請求項４の方法。
【請求項６】
第１縁部及び第２縁部を有する液体スプレーパターンの幅を、中心線、第１縁部及び反対側の第２縁部を有する液体分配装置とセンサとタイマとを用いて、測定する方法であって、
液体スプレーパターンを液体分配装置から分配する工程と、
液体スプレーパターンを、センサに対して、第１の方向に移動させる工程と、
液体スプレーパターンの第１縁部をセンサで検出する工程と、
液体スプレーパターンの第１縁部を検出した際にタイマを起動する工程と、
液体スプレーパターンを該第１の方向に一定の速度で移動させ続ける工程と、
液体スプレーパターンの第２縁部をセンサで検出する工程と、
液体スプレーパターンの第２縁部を検出した際にタイマを停止させる工程と、
タイマの前記起動とタイマの前記停止との間の経過時間を決定する工程と、
液体スプレーパターンの幅を、経過時間と一定の速度とを用いて計算する工程と、
を具備する方法。
【請求項７】
検出した液体スプレーパターンの第１縁部を第１位置と結び付ける工程と、検出した液体スプレーパターンの第２縁部を第２位置と結び付ける工程と、センサの位置を決定する工程と、分配装置の中心線の位置を決定する工程と、分配装置の中心線の位置をセンサの位置と結び付ける工程と、分配装置の中心線に対しての、液体スプレーパターンの偏りを、第１位置と第２位置とを用いて計算する工程と、を更に具備する請求項６の方法。
【請求項８】
分配装置の中心線の位置を決定する工程が、分配装置を、センサに対して、一の方向に移動させる工程と、分配装置の第１縁部をセンサで検出する工程と、検出した分配装置の第１縁部を第３位置と結び付ける工程と、分配装置を、センサに対して、反対の方向に移動させる工程と、分配装置の反対側の第２縁部をセンサで検出する工程と、検出した分配装置の反対側の第２縁部を第４位置と結び付ける工程と、分配装置の中心線の位置を、第３位置と第４位置とを用いて計算する工程と、を備えている請求項７の方法。
【請求項９】
液体スプレーパターンの第１縁部を検出する工程が、光ビームを伝播させる工程と、液体スプレーパターンを、光ビームを通過するようにして移動させる工程と、液体スプレーパターンの第１縁部の、光ビーム内での存在又は不存在の一方に応答して、信号を発生する工程と、を備えている請求項６の方法。
【請求項１０】
液体スプレーパターンの第２縁部を検出する工程が、液体スプレーパターンを、光ビームを通過するようにして移動させ続ける工程と、液体スプレーパターンの第２縁部の、光ビーム内での存在又は不存在の一方に応答して、信号を発生する工程と、を備えている請求項９の方法。
【請求項１１】
液体スプレーパターンの幅を、液体分配装置とセンサとを用いて、調節する方法であって、
液体分配装置を、センサの一方の側の所定の位置に位置させる工程と、
液体スプレーパターンを、液体分配装置から所定の分配圧力で分配する工程と、
液体スプレーパターンの不存在をセンサで検出する工程と、
センサによって液体スプレーパターンが検出されるまで分配圧力を上昇させることにより、液体スプレーパターンの幅を広げる工程と、
を具備する方法。
【請求項１２】
液体スプレーパターンの幅を、液体分配装置とセンサとを用いて、調節する方法であって、
液体分配装置を、センサの一方の側の所定の位置に位置させる工程と、
液体スプレーパターンを、液体分配装置から所定の分配圧力で分配する工程と、
液体スプレーパターンの存在をセンサで検出する工程と、
センサによって液体スプレーパターンの不存在が検出されるまで分配圧力を低下させることにより、液体スプレーパターンの幅を狭める工程と、
を具備する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、一般的には、液体分配装置用の制御システムに関し、より具体的には、液体分配システムから分配される液体スプレーパターンを制御する制御システム及び制御方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
液体スプレーパターンをノズルの出口から支持体の表面に向けて分配するための、種々の液体分配システムが、開発されてきている。例えば、相似被覆塗装においては、相似被覆材料の、平坦で扇状のスプレーパターンを、印刷回路板のような、支持体の表面上へ分配する、液体分配システムが、開発されてきている。これらのシステムの分配ノズルは、例えば、十字カット・ノズル、スリット・ノズル又は空気補助スロット・ノズルであって、所定のパターン幅の、スプレー、連続的なバンド若しくはシート又は繊維状ウェブとして、塗料を回路板に向けて分配すべく、構成されているものであってよい。分配ノズルは、通常、ロボット運動プラットフォームにより、回路板に対して、前後の両方向に移動させられ、もって、並行している相似被覆のトラック又はバンドが、回路板上へ分配され、これにより、回路板の表面上に、均一な防湿バリヤが、得られる。あるいは、回路板が、固定され得る液体分配装置に対して移動させられてもよい。
【０００３】
相似被覆工程の間に、被覆のトラック又はバンドは、それらの隣り合っている縁部に沿って接触し若しくは集まり、又は僅かに重なり合う、ということが、重要であり、もって、完全な表面被覆が、回路板上にもたらされる。さもなければ、回路板は、被覆トラック又は被覆バンドの間に残されている隙間を介しての、望ましくない化学的攻撃又は湿気による攻撃を受けやすい状態のままに残されるであろう。他方、隣り合っている縁部の過剰な重なりは、重なり部における、厚くされた被覆領域に、望ましくない気泡を生じ得、品質管理を危うくし得る。従って、通常、液体スプレーパターンの不変の幅が、回路板上の相似被覆の均一な層を得るのに必要である。
【０００４】
残念ながら、液体材料分配装置は、一の連続生産において、均一な相似被覆層を回路板上に適切に且つ信頼性高く分配し得る一方、材料の粘度及び/又は流体圧における変化が、しばしば、液体スプレーパターンの幅における望ましくない変動をもたらす。更に、ノズルの出口の汚染即ち部分的な閉塞は、スプレーパターンがノズルの中心線に対して偏ることを引き起こす。このことが起こると、液体スプレーパターンの一方の縁部は、他方の縁部よりも、ノズルの出口の中心線から、より大きく離隔させられる。これらの変化が連続生産に先立って検出されないならば、不適切に被覆された回路板は、再生されなければならず、且つ、所望されているパターン幅及び最小の偏りを得るべく、問題点を確認し且つ液体分配システムを手動で調節するための、相似被覆システムの高価な停止時間が、通常、必要になる。当業者は容易に認識するであろうように、パターン幅制御は、また、ペイント分配環境、フラックス分配環境及びホットメルト接着剤分配環境のような、他の液体分配塗布においても重大である。これらの用途の各々においては、所望の材料塗布を得るべく、支持体の表面に対しての又は支持体上に分配されている隣の液体パターンに対しての、分配される液体パターンの縁部位置が、非常にしばしば、正しく調節され且つ設定されなければならない。
【０００５】
従って、液体分配システムにおいて使用される制御システムであって、分配される液体スプレーパターンの幅制御を向上させるものに対するニーズが、存在する。
【０００６】
液体分配システムにおいて使用される制御システムであって、分配される液体スプレーパターンにおける問題点を容易に確認する、作業者の能力を向上させるものに対するニーズも、存在する。
【０００７】
更に、液体分配システムにおいて使用される制御システムであって、液体材料の粘度及び圧力における変動に適応すべく液体スプレーパターンの幅を調節する、作業者の能力を向上させるものに対するニーズも、存在する。
【０００８】
【発明の概要】
既知の液体分配制御システム及び液体分配制御方法の、上述の及び他の短所及び欠点を、本発明は、克服する。ある実施例との関連で本発明は記載されるが、本発明はそれらの実施例に限定されないということは、理解されよう。それどころか、本発明は、本発明の精神及び範囲内に含まれ得る、全ての代替物、改造物及び均等物を含む。
【０００９】
本発明の制御システムは、液体分配システムから分配される液体スプレーパターンを測定・調節すべく作動し得る。本発明の一の実施例においては、制御システムは、液体分配システムの近傍に位置させられるセンサ取付具と、このセンサ取付具に電気的に且つ流体的に接続されているインターフェース・ユニットとを有している。インターフェース・ユニットは、また、液体分配システムと、供給空気源とに流体的に接続されており、更に、液体分配システムと結び付けられているＸ−Ｙ−Ｚロボット運動プラットフォームのロボット制御器に電気的に結合されている。
【００１０】
センサ取付具は、パターン測定・調節手続の間に液体分配システムから分配される液体材料を受容し且つ排出する廃液槽又は廃液容器を有している。廃液槽は、主システム換気空気に接続されている流体溜めに、流体的に接続されている。１対のファイバ光センサが、廃液槽の両側部に、向かい合った関係で装着されている。各センサは、センサ・シュラウド内に装着されており、このセンサ・シュラウドは、廃液槽の両側部に形成されている１対の直立弾性フィンガ即ちクリップを介して、廃液槽と取り外し可能に係合可能である。センサ・シュラウドは、各々、調整された供給空気をインターフェース・ユニットから受容し、この結果、空気は、分配された液体スプレーパターンに向かって流れ、もって、測定・調節手続の間、センサは、汚染から免れた状態に維持される。
【００１１】
制御システムのインターフェース・ユニットは、電圧／圧力調整器を有しており、この電圧／圧力調整器は、調整された出力空気圧を、液体分配システムと結び付けられている空気圧制御式流体調整器に供給すべく、作動可能である。電圧／圧力調整器によって供給される、調整された出力空気圧は、インターフェース・ユニットの圧力制御器によって制御される。圧力制御器は、信号をロボット制御器から受信すべく作動可能であり、もって、電圧／圧力調整器から液体分配システムの空気圧制御式流体調整器へ供給される、調整された出力空気圧は、上昇させられ又は低下されられる。ロボット制御器は、１対のファイバ光センサへ電気的に結合されている、インターフェース・ユニットのファイバ光増幅器から、信号を受信すべく、作動可能である。液体分配システムのノズルから分配される液体スプレーパターンの幅は、電圧／圧力調整器から液体分配システムの空気圧制御式調整器へ供給される出力空気圧を変化させることにより、容易に変化させられ得る。
【００１２】
液体スプレーパターンの測定・調節手続の間、センサ取付具のセンサは、分配された液体スプレーパターンの縁部の存在又は不存在を検出すべく作動可能である。本発明の一の側面によると、液体分配システムのノズルは、センサに対しての所定の位置へ移動させられる。液体スプレーパターンのパターン幅は、スプレーパターンの縁部の存在又は不存在がセンサによって検出されるまで、分配されたスプレーパターンの幅を広げ又は狭めることにより、作業者によって設定されたパターン幅へ自動的に調節される。
【００１３】
本発明の別の側面によると、ノズルは、スプレーパターンの両縁部がセンサによって検出されるまで、センサに対して移動させられる。各縁部の位置は、センサによる検出の位置において記録される。制御システムは、分配されたスプレーパターンの幅を、スプレーパターンの検出された両縁部の位置から測定すべく、作動可能である。測定されたパターン幅が許容範囲外であるならば、警告が、作業者に与えられる。制御システムは、また、ノズルの中心線に対してのスプレーパターンの偏りを、スプレーパターンの検出された縁部の位置から測定すべく、作動可能である。測定された偏りが許容範囲外であるならば、警告が、作業者に与えられる。
【００１４】
【好適な実施例の詳細な説明】
図、特に図１及び図２を参照するに、全体的に１０で指示されている液体スプレー制御システムは、全体的に１２で指示されている液体スプレー分配システムにおける使用について図示されている。本明細書で実施例において記載されるように、液体スプレー分配システム１２は、液体材料の供給部１４を有しており、この供給部１４は、空気圧制御式調整器１６に流体連通状態で接続されている。調整器１６は、分配装置１９の分配バレル・ノズル１８内の液体材料の流体圧を制御し、もって、液体材料は、平坦で扇状のスプレーパターン２０(図１及び図８Ｇ〜図８Ｊ)で、支持体(図示せず)上へ分配され得る。液体分配システム１２は、オハイオ州ＷｅｓｔｌａｋｅのＮｏｒｄｓｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造・販売されている、Ｎｏｒｄｓｏｎ  Ｍｏｄｅｌ  ＳＣ１０５  Ｓｅｌｅｃｔ  Ｃｏａｔ  Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ又はＮｏｒｄｓｏｎＭｏｄｅｌ  ＳＣ２０５  Ｓｅｌｅｃｔ  Ｃｏａｔ  Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍであってよい。当業界においては良く知られているように、液体分配システムのバレル・ノズル１８は、Ｘ−Ｙ−Ｚロボット運動プラットフォーム(図示せず)の制御の下で、支持体(図示せず)に対してＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動させられ、もって、例えば相似被覆工程において、部分的に重なって並んでいる液体材料のトラックが、支持体(図示せず)の表面上へ分配され、均一に被覆された防湿層が、支持体上に設けられる。
【００１５】
しかしながら、本明細書で使用されているように、用語「液体スプレー分配システム」は、相似被覆工程で使用される液体分配システム又は分配された液体を霧化する液体分配システムに、決して限定されない。むしろ、本明細書で使用されている用語「液体スプレー分配システム」は、より広く、液体材料を所定のパターン幅で支持体に向かう方向に分配すべく作動可能なあらゆる液体材料分配システムを指す。従って、例えば、本発明の液体スプレー制御システム１０は、液体材料分配装置であって、例えば、ペイント、接着剤、シーラント又はフラックスを、分配システムの分配ノズルに面した関係で位置させられている支持体上へスプレーするものと共に使用され得る。液体分配装置から分配されるスプレーパターンは、霧化され得、あるいは、分配された液体材料の連続したバンド又はリボン、及び液体材料の繊維状のウェブ又はバンドであって、分配ノズルから所定のパターン幅で発するものを形成し得る。更に、液体分配パターンは、本明細書中で詳細に記載されている実施例において説明されているような、平坦で扇状のパターンであってよく、あるいは、支持体の平面にほぼ平行な平面において、楕円形の、円形の、長方形の、正方形の、又は他の断面を有していてもよい。従って、以下で詳細に記載されるように、本発明の液体スプレー制御システム１０は、ノズル１８から発する液体材料の分配パターンを測定・調節すべく、且つ分配ノズル１８の中心線２２(図８Ａ)に対しての、分配された液体材料のパターンの整合度を測定すべく、特に構成されている。
【００１６】
図１及び図２を更に参照するに、液体スプレー制御システム１０は、インターフェース・ユニット２４(図２)を含んでおり、このインターフェース・ユニット２４は、センサ取付具２６(図１)に電気的に且つ流体的に接続されている。インターフェース・ユニット２４は、液体分配システム１２と供給空気源とにも接続されていると共に、更にロボット制御器２８(図２)にも電気的に結合されており、このロボット制御器２８は、Ｘ−Ｙ−Ｚロボット運動プラットフォーム(図示せず)と結び付けられている。より具体的には、センサ取付具２６は、ＤＥＬＲＩＮ(登録商標)又は同様の材料で作られている廃液槽又は廃液容器３０を有しており、この廃液槽又は廃液容器３０は、液体材料であって、詳細に後述するパターン測定・調節手続の間に、液体スプレー分配システム１２によって分配されるものを受容し且つ排出するための、窪んだチャンバ即ち溜め３２を有している。廃液槽３０は、その下端部に接続されている装着ブラケット３４を有しており、この装着ブラケット３４は、廃液槽３０が、ねじ(図示せず)により、ライン・コンベヤ(図示せず)に又はワークセル領域内の他の好都合な位置に容易に装着されるのを可能にする。廃液槽３０は、Ｎｙｌｏｎ(登録商標)製のニップル３６及びチューブ３８を介して、液体溜め４０に接続されており、この液体溜め４０は、直通チューブ(図示せず)を介して、主システム換気空気に接続されている。
【００１７】
図１に示されているように、液体スプレー制御システム１０は、廃液槽３０の一の側壁４４に装着されているファイバ光エミッタ４２ａと、廃液槽３０の反対側の側壁４４に向かい合った関係で装着されているファイバ光レシーバ４２ｂとを有している。適切なファイバ光エミッタ及びファイバ光レシーバは、Ｋｅｙｅｎｃｅから、部品番号ＦＵ−７７として商業的に入手可能であるが、他のファイバ光エミッタ及びファイバ光レシーバも、使用可能である。従来技術において良く知られているように、エミッタ４２ａは、光のビームを発すべく作動可能であり、その光のビームは、レシーバ４２ｂによって受光される。ファイバ光エミッタ４２ａ及びファイバ光レシーバ４２ｂの各々は、ファイバ光ケーブル４８に結合されているセンサ４６(図２及び図３)を有している。センサ４６は、ほぼ円筒形のセンサ・シュラウド５０(図１及び図３)内へ螺入させられ、止めナット５２によって所定の場所に固定されている。廃液槽３０は、この廃液槽３０の各側壁４４に形成されている、１対の直立弾性フィンガ即ちクリップ５４を有しており、それらのフィンガ即ちクリップ５４は、センサ・シュラウド５０に形成されている環状凹部５６(図３)と弾性的に係合すべく構成されている。このようにして、センサ・シュラウド及びそれらのそれぞれのセンサ４６は、工具又は調節装置を用いることなく、廃液槽３０の両側壁４４に、整合し且つ向かい合った関係で容易に且つ固定的に装着され得る。
【００１８】
図１〜図３を更に参照するに、液体スプレー制御システム１０のインターフェース・ユニット２４は、ファイバ光ディジタル増幅器５８を有しており、このファイバ光ディジタル増幅器５８は、１対のファイバ光ケーブル４８を介して、ファイバ光エミッタ４２ａ及びファイバ光レシーバ４２ｂに結合されている。適切なファイバ光ディジタル増幅器は、Ｋｅｙｅｎｃｅから、部品番号ＦＳ−Ｖ１として商業的に入手可能であるが、他のファイバ光ディジタル増幅器も、使用可能である。センサ・シュラウド５０の各々は、空気パージ・チューブ６０を介して、インターフェース・ユニット２４に流体的に接続されており、その空気パージ・チューブ６０は、インターフェース・ユニット２４上の流体接続継手６２から、各センサ・シュラウド５０と結び付けられている空気パージ継手６４(図３)まで延びている。センサ・シュラウド５０は、各々、調整された供給空気を、インターフェース・ユニット２４から受容し、もって、空気は、それぞれのセンサ４６の各々の周りに形成されている環状チャンバ６６を通って、分配された液体パターン２０(図１)に向かって流れる。このようにして、センサ４６は、詳細に後述する液体スプレー制御システム１０の使用の間、材料による汚染から免れた状態に維持される。ケーブル・クリップ６８が、廃液槽３０の各側壁４４に装着されており、もって、ファイバ光ケーブル４８及び空気パージ・チューブ６０は、センサ取付具２６の近傍位置に、廃液槽の側壁４４に対して保持されている。
【００１９】
図２を参照するに、インターフェース・ユニット２４は、供給空気を供給空気源７０から受容し、この供給空気源７０は、継手７２を介して、インターフェース・ユニット２４に流体的に接続されている。インターフェース・ユニット２４内の一の位置において、供給空気は、電圧／圧力調整器７５の入力７４に流体的に接続されている。適切な電圧／圧力調整器は、ＳＭＣから、部品番号ＩＴＶ２０３０−３１Ｎ２Ｌ４として商業的に入手可能であるが、他の電圧／圧力調整器も、使用可能である。供給空気は、また、調整器７６及び調節可能なニードル弁７８を介して、空気パージ・チューブ６０と結び付けられている継手６２に流体的に接続されている。調整器７６及びニードル弁７８は、センサ・シュラウド５０に供給されるパージ空気圧が手動で調整され又は制御されることを可能にする。圧力計８０が、調整器７６とニードル弁７８との間で、インターフェース・ユニット２４に設けられており、もって、作業者は、センサ・シュラウド５０に供給されるパージ空気圧の読み取り可能な値を供給される。詳細に後述するように、電圧／圧力調整器７５は、調整された空気圧をその出力８２に供給すべく作動可能であり、この出力８２は、インターフェース・ユニット２４における三方ソレノイド弁８４と継手８６とに流体的に接続されている。圧力計８８が、インターフェース・ユニット２４に設けられており、もって、作業者は、電圧／圧力調整器７５によって供給される、調整された出力空気圧の読み取り可能な値を供給される。液体分配システム１２の空気圧制御式流体調整器１６は、調整された空気を電圧／圧力調整器７５から受容すべく、チューブ９０を介して、継手８６に流体的に結合されている。
【００２０】
当業者は認識するであろうように、ノズル１８から分配される液体スプレーパターン２０の幅は、液体分配システム１２の空気圧制御式流体調整器１６への、電圧／圧力調整器７５によって供給される空気圧を変化させることにより、容易に制御され得る。電圧／圧力調整器７５によって供給される、調整された出力空気圧は、インターフェース・ユニット２４の圧力制御器９４からの、調整器７５によって受信されるアナログ電圧入力信号９２を通して、制御される。より具体的には、圧力制御器９４は、ロボット制御器２８と電圧／圧力調整器７５との間のインターフェースである。圧力制御器９４は、ロボット制御器２８からのディジタル入力信号９６を受信し且つインタプリットして、空気圧制御式流体調整器１６への、電圧／圧力調整器７５から供給される、調整された出力空気圧を増加させ又は減少させる。圧力制御器９４は、ロボット制御器２８から受信したディジタル信号をアナログ信号に変換し、その後、そのアナログ信号は、電圧／圧力調整器７５に供給される。所望の圧力設定に比例しているアナログ信号は、電圧／圧力調整器７５に加えられて圧力を設定する。適切な圧力制御器は、Ｚ−Ｗｏｒｌｄから、部品番号１０１−０２６７として商業的に入手可能であるが、他の圧力制御器も、使用可能である。
【００２１】
ここで、センサ取付具２６、ロボット制御器２８及びインターフェース・ユニット２４を含む液体スプレー制御システム１０、並びに液体分配システム１２の動作が、分配された液体スプレーパターン２０(図１)の測定及び調節であって、本発明の原理に係るものに関連して記載される。本発明の一の実施例においては、ロボット制御器２８は、以下の３つの機能を実行すべく、図４〜図７のソフトウェア・ルーチン、あるいは、図９のソフトウェア・ルーチンを走らせるべく作動可能である。即ち、それらの３つの機能とは、１)分配された液体スプレーパターンの幅を作業者が選択した値に自動的に調節し、２)液体スプレーパターンの幅を自動的に測定し、その値を、作業者によって設定された所定の許容パターン幅範囲と比較し、そして、その値が許容範囲外にあるならば、警告を作業者に与え、３)バレル・ノズル１８の中心線(図８Ａ)に対する液体スプレーパターンの偏りを自動的に測定し、その値を、作業者によって設定された所定の許容パターン偏り範囲と比較し、そして、その値が許容範囲外にあるならば、警告を作業者に与えることである。ソフトウェアは、ロボット制御器と結び付けられている、メモリ(ＲＡＭ／ＲＯＭ)に及び/又はテープ、ディスク若しくはディスケットに存在し得るということを、当業者は、認識するであろうが、当業者によって認識されるであろうように、ソフトウェアの位置は、ロボット制御器２８に限定されない。
【００２２】
ここで、図４及び図８Ａ〜図８Ｆを参照しつつ、「分配装置・センサ起動ルーチン」１００が、記載される。このルーチンの目的は、主として、バレル・ノズル１８の中心線２２(図８Ａ)を、センサ４６の垂直中心線１０２(図８Ａ)と位置的に結び付けることである。ステップ１０４において、作業者は、センサ４６(即ちファイバ光レシーバ４２ｂ)をトリガすべく、図８Ｂに示されているように、キーボード(図示せず)又はキーパッド(図示せず)の命令を通して、バレル・ノズル１８をＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動させる。本明細書において使用されている「トリガ」は、センサ４６の状態であって、この状態において、光ビームは、ファイバ光レシーバ４２ｂへのそれが存在していない状態からファイバ光レシーバ４２ｂへのそれが存在している状態へと遷移するか、又は、ファイバ光レシーバ４２ｂへのそれが存在している状態からファイバ光レシーバ４２ｂへのそれが存在していない状態へと遷移する、ものをいう。これらの遷移の各々は、センサ４６のうちの１つ(ファイバ光レシーバ４２ｂ)が、「トリガ」して信号をディジタルファイバ光増幅器５８に結合することを引き起こす。センサ４６の光ビーム感度は、ディジタルファイバ光増幅器５８において調節可能である。図８Ｂに示されているようにバレル・ノズル１８はセンサ４６の間に位置させられている、ということを指示しつつ、センサが「トリガ」されると、バレル・ノズル１８のＸ−Ｙ−Ｚ位置が、学習され且つ記憶される。
【００２３】
バレル１８がセンサ４６によって捜し出されると、「バレル中心線発見ルーチン」１０６が、実行される。ステップ１０８において、図８Ｃに示され且つ矢印１１０によって指示されているように、バレル１８は、センサ中心線１０２から＋Ｙ方向に移動させられる。ステップ１１２において、バレル１８の側縁部１１４ａによってセンサ４６がトリガされたか否かの決定が、なされる。センサ４６がトリガされていないならば、制御は、ステップ１０８に戻り、バレル１８は、センサ中心線１０２から＋Ｙ方向に移動し続ける。他方、図８Ｃに示されているように、センサ４６がバレル側縁部１１４ａによってトリガされていると、検知されたバレル縁部１１４ａの＋Ｙ位置が、ステップ１１６において記録される。
【００２４】
その後、ステップ１１８において、図８Ｄに示され且つ矢印１２０によって指示されているように、バレル１８は、−Ｙ方向に移動させられる。ステップ１２２において、反対側のバレル側縁部１１４ｂによってセンサ４６がトリガされたか否かの決定が、なされる。センサ４６がトリガされていないならば、制御は、ステップ１１８に戻り、バレル１８は、−Ｙ方向に移動し続ける。センサ４６がトリガされていると、反対側のバレル側縁部１１４ｂの−Ｙ位置が、ステップ１２４において記録される。ステップ１２６において、記録された＋Ｙ位置及び−Ｙ位置から、バレル中心線２２の位置が、＋Ｙ値と−Ｙ値の和の２分の１として計算される。その後、ステップ１２８において、図８Ｅに示されているようにバレル中心線２２がセンサ中心線１０２と一致するように、バレル１８は、移動されられる。次に、ステップ１３０において、図８Ｆに示され且つ矢印１３２によって指示されているように、バレル１８は、＋Ｚ方向に移動させられる。ステップ１３４において、バレル端部１３６によってセンサ４６がトリガされているか否かの決定が、なされる。センサ４６がバレル端部１３６によってトリガされていないならば、制御は、ステップ１３０に戻り、バレル１８は、＋Ｚ方向に移動し続ける。センサ４６がバレル端部１３６によってトリガされていると、バレル端部１３６の＋Ｚ位置が、ステップ１３８において記録される。ステップ１４０において、流体調整器１６用の所望されている空気圧値が、作業者から受け取られ、又は、設定空気圧が、使用される。最後に、ステップ１４２において、「分配装置・センサ起動ルーチン」が、終了させられ、そして、制御は、図５の「パターン設定ルーチン」１４４へ進む。
【００２５】
「パターン設定ルーチン」１４４の目的は、作業者によって所望されている、所望の扇形幅(「ＦＷ」)及び扇形高さ(「ＦＨ」)を設定することである。この目的のために、図５に示されているように、「パターン設定ルーチン」１４４のステップ１４６において、扇形幅(「ＦＷ」)値及び扇形高さ(「ＦＨ」)値が、作業者から受け取られる。ステップ１４８において、「パターン設定ルーチン」１４４は、終了させられ、そして、制御は、図６に示されている「扇形幅較正ルーチン」１５０へ進む。
【００２６】
「扇形幅較正ルーチン」１５０の目的は、扇形の実際の幅を、プログラムされた扇形幅(「ＦＷ」)値に自動的に調節することである。図６を参照するに、ステップ１５２において、図８Ｇに示されているように、バレル１８は、扇形高さ(「ＦＨ」)まで＋Ｚ方向に移動させられる。ステップ１５４において、図８Ｇに示されているように、バレル１８は、「ＦＷ」/２に対応する−Ｙ位置まで−Ｙ方向に移動させられる。ステップ１５６において、流体調整器１６への空気圧値が、作業者が選択した値又は設定空気圧値で設定される。次に、ステップ１５８において、分配装置１９が、オンされる。一のステップ１６０において、扇形スプレー縁部１６２によってセンサ４６がトリガされているか否かの決定が、なされる。縁部１６２ａがセンサ４６の間に位置させられていないということを指示しつつ、センサ４６が扇形スプレー縁部１６２によってトリガされていないならば、制御は、ステップ１６４であって、矢印１６６によって指示されているように扇形幅(「ＦＷ」)を広げるべく、流体調整器１６に供給される空気圧を２ＰＳＩの増分だけ上昇させるものへ進む。勿論、他の増分も、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、用いられ得る。流体調整器１６の空気圧における上昇は、増幅器５８からロボット制御器２８へ結合されつつある電気信号の結果であり、そのロボット制御器２８は、ディジタル入力信号９６を圧力制御器９４に供給する。圧力制御器９４は、ディジタル入力信号９６をアナログ信号９２に変換し、このアナログ信号９２は、詳細に前述したように、電圧／圧力調整器７５に加えられる。ステップ１６０において、扇形スプレー縁部１６２によってセンサ４６がトリガされたか否かの決定であって、それにより、正しく調節された扇形幅(「ＦＷ」)が設定されているということを指示するものが、なされる。イエスであるならば、分配装置１９は、ステップ１６８においてオフされる。
【００２７】
ステップ１７０において、分配装置１９がオンされたときに扇形スプレー縁部１６２によってセンサ４６がトリガされたか否かの決定が、なされる。図８Ｇにおける扇形縁部１６２ｂによって引き起こされ得るように、センサ４６が扇形スプレー縁部１６２によってトリガされているならば、矢印１７４によって指示されているように扇形縁部１６２ｂを狭めるべく、圧力調整器１６に供給される空気圧は、ステップ１７２において、２ＰＳＩの増分だけ低下させられる。扇形縁部１６２の正しい縁部位置が調節されると、分配装置１９は、ステップ１６８においてオフされ、そして、「扇形幅較正ルーチン」１５０は、ステップ１７６において終了させられ、次いで、制御は、図７に示されている「扇形幅・偏り検出ルーチン」１７８へ進む。
【００２８】
「扇形幅・偏り検出ルーチン」１７８の目的は、実際の扇形幅(「ＦＷ」)と、バレル中心線２２に対しての扇形パターンの偏りとを自動的に測定することである。図７に示されているように、ステップ１８０において、分配装置１９が、オンされる。次に、ステップ１８２において、図８Ｇにおいて矢印１８４によって指示されているように、バレル１８は、＋Ｙ方向に移動させられる。ステップ１８６において、扇形スプレー縁部１６２によってセンサ４６がトリガされたか否かの決定が、なされる。センサ４６がトリガされていないならば、制御は、ステップ１８２に戻り、バレル１８は、＋Ｙ方向に移動し続ける。図８Ｈに見られるように、センサ４６が扇形スプレー縁部１６２によってトリガされているならば、バレル１８の＋Ｙ位置が、ステップ１８８において記録される。次いで、ステップ１９０において、図８Ｈにおいて矢印１９１によって指示されているように、バレル１８は、−Ｙ方向に移動されられる。ステップ１９２において、反対側の扇形スプレー縁部１６２によってセンサ４６がトリガされたか否かの決定が、なされる。センサ４６が扇形スプレー縁部１６２によってトリガされていないならば、制御は、ステップ１９０に戻り、バレル１８は、−Ｙ方向に移動し続ける。しかしながら、図８Ｉに見られるように、センサ４６が反対側の扇形スプレー縁部１６２によってトリガされていると、バレル１８の−Ｙ位置が、ステップ１９４において記録される。ステップ１９６において、実際の扇形幅が、記憶されている＋Ｙ値と−Ｙ値の差として計算される。
【００２９】
ステップ１９８において、測定された扇形幅が許容範囲内にあるか否かの決定が、なされる。実際の扇形幅が許容範囲内にないならば、制御は、ステップ２００に進み、ノズルを洗浄・点検するようにとの警告が、作業者に与えられる。ステップ２０２において、継続することを作業者は欲しているか否かの決定が、なされる。ノーであるならば、制御は、「開始」に戻る。そうではなく、実際の扇形幅が許容範囲内にあるならば、又は、作業者が継続することを選択しているならば、制御は、ステップ２０４に進み、そして、扇形偏りが、記憶されている＋Ｙ値と−Ｙ値の和として、バレル１８の中心線２２に対して計算される。ステップ２０６において、扇形偏りが許容範囲内にあるか否かの決定が、なされる。ノーであるならば、制御は、ステップ２０８に進み、ノズルを洗浄・点検するようにとの警告が、作業者に与えられる。その後、継続することを作業者は欲しているか否かの決定が、ステップ２１０においてなされる。ノーであるならば、制御は、「開始」に戻る。そうでないならば、圧力が、設定され、そして、制御は、塗布プログラムへ復帰させられる。ステップ２０６において扇形偏りは許容範囲内にあるという決定がなされるならば、圧力が、設定され、そして、やはり、制御は、塗布プログラムへ進まされる。
【００３０】
図９に示されているように、液体スプレー制御システム１０による実行用の、別のソフトウェア・プログラムが、示されている。ステップ２１２において、図４に関連して詳細に上述した「分配装置・センサ起動ルーチン」が、実行される。次に、ステップ２１４において、図５に関連して詳細に上述した「パターン設定ルーチン」が、実行される。ステップ２１６において、図６に関連して詳細に上述した「扇形幅較正ルーチン」が、実行される。その後、制御は、ステップ２１８において、本発明の別の実施例に係る「扇形幅・偏り検出ルーチン」に進む。ステップ２２０において、分配装置１９が、オンされる。次いで、ステップ２２２において、図８Ｇに示され且つ矢印１８４によって指示されているように、バレル１８は、＋Ｙ方向に移動させられる。
【００３１】
ステップ２２４において、扇形スプレー縁部１６２によってセンサ４６がトリガされたか否かの決定が、なされる。ノーであるならば、制御は、ステップ２２２に戻り、バレル１８は、＋Ｙ方向に移動し続ける。図８Ｈに示されているように、センサ４６が扇形スプレー縁部１６２によってトリガされているならば、ステップ２２６において、バレル１８の＋Ｙ位置が、記録される。次に、ステップ２２８において、バレル１８は、既知の一定の速度で−Ｙ方向に移動させられ、且つ、タイマ(図示せず)が、起動される。ステップ２３０において、反対側の扇形スプレー縁部１６２によってセンサ４６がトリガされたか否かの決定が、なされる。ノーであるならば、ステップ２２８に戻り、バレル１８は、既知の一定の速度で−Ｙ方向に移動し続ける。図８Ｉに見られるように、センサ４６が反対側の扇形スプレー縁部１６２によってトリガされているならば、制御は、その後、ステップ２３２に進み、そして、バレル１８の−Ｙ位置が、記録され、且つ、タイマが、停止させられる。ステップ２３４において、実際の扇形幅が、既知の速度とタイマによって確立された経過時間の積として計算される。
【００３２】
ステップ２３６において、実際の扇形幅が許容範囲内にあるか否かの決定が、なされる。ノーであるならば、ステップ２３８において、ノズルを洗浄・点検するようにとの警告が、作業者に与えられる。ステップ２４０において、継続することを作業者は欲しているか否かの決定が、なされる。ノーであるならば、制御は、「開始」に戻る。そうではなく、作業者が継続することを選択しているならば、又は、実際の扇形幅が許容範囲内にあるならば、制御は、ステップ２４２に進み、そして、バレル１８の中心線２２に対しての扇形パターンの偏りが、記憶されている＋Ｙ位置値と−Ｙ位置値の和として計算される。
【００３３】
ステップ２４４において、扇形偏りが許容範囲内にあるか否かの決定が、なされる。ノーであるならば、ノズルを洗浄・点検するようにとの警告が、ステップ２４６において作業者に与えられる。ステップ２４８において、継続することを作業者は欲しているか否かの決定が、なされる。ノーであるならば、制御は、「開始」へ戻される。そうでないならば、圧力が、設定され、そして、制御は、塗布プログラムへ戻される。扇形偏りが許容範囲内にあるならば、やはり、圧力が、設定され、そして、制御は、塗布プログラムへ戻る。勿論、当業者は、液体スプレー制御システム１０になされ得る、ハードウェア及びソフトウェアの修正を容易に認識するであろう。従って、ハードウェア及びソフトウェアの変更が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、液体スプレー制御システム１０になされ得る。例えば、ファイバ光センサが記載されているのに対し、当業者は、本発明において置き換えられ得る、多数のセンサ装置を認識するであろう。更に、本発明の一実施例においては、電圧／圧力調整器７５によって供給される空気圧に液体分配システム１２は応答するのに対し、当業者は、本発明において置き換えられ得る、他の多数の調整装置であって、液体分配システム１２内の流体圧を制御するものを容易に認識するであろう。
【００３４】
以上のように、本発明の液体スプレー制御システム１０は、スプレーパターン２０の幅を作業者によって設定される値に調節するという機能を、自動的に果たす、ということを、当業者は、容易に理解するであろう。例えば、扇形幅が最初狭過ぎるならば、液体スプレー制御システム１０は、図８Ｇにおいて矢印１６６によって指示されているように扇形幅を広げるべく、流体調整器１６に供給される空気圧を漸次的に上昇させる。他方、扇形幅が最初広過ぎるならば、液体スプレー制御システム１０は、図８Ｇにおいて矢印１７４によって指示されているように扇形幅を狭めるべく、流体調整器１６に供給される空気圧を漸次的に低下させることにより、扇形幅を設定値まで自動的に狭める。更に、液体スプレー制御システム１０は、自動的に、実際の扇形幅を測定し且つ実際の扇形幅が許容範囲内にあるか否かを決定する。このようにして、実際の扇形幅が許容範囲外にあるならば、作業者は、警告と、継続すべきか否かの決定とを自動的に与えられる。従って、無駄な塗布連続生産時間が、避けられる。更に、液体スプレー制御システム１０は、バレル１８の中心線に対しての、扇形パターンの偏りを自動的に測定する。測定された偏りが許容範囲外にあるならば、やはり、作業者は、警告と、塗布工程を継続すべきか否かの決定とを自動的に与えられる。従って、本発明の液体スプレー制御システム１０は、分配される液体パターンの幅制御を向上させる。液体スプレー制御システム１０は、また、分配される液体スプレーパターンにおける問題点を容易に確認する、作業者の能力を向上させる。更に、本発明の液体スプレー制御システム１０は、液体材料の粘度及び圧力における変動に適応すべく液体スプレーパターンの幅を調節する、作業者の能力を向上させる。
【００３５】
本発明が種々の実施例の記載によって説明され且つこれらの実施例がかなり詳細に記載されているが、添付されている請求項の範囲をそのような詳細に制限し又はあらゆる点で限定することは、本出願人の意図ではない。追加の利点及び変更は、当業者には容易に理解されよう。例えば、バレル・ノズル１８はセンサ取付具２２に対して移動するとして詳細に記載されているが、それに代えて、分配される液体スプレーパターンの測定及び調節を行うべく、バレル・ノズル１８は固定され得且つセンサ取付具２２がＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動すべく構成される、ということが、認識されよう。それ故、そのより広い側面における本発明は、図示され且つ記載されている、特定の、詳細、代表的な装置及び方法、並びに説明用の例に限定されない。従って、そのような詳細からの新たな発展が、本出願人の全体的な発明概念の精神及び範囲から逸脱することなく、なされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に係る液体スプレー制御システムであって、液体スプレーパターンを支持体に向けて分配する液体分配システムにおいて用いられるものの部分概略図である。
【図２】図１に部分的に示されている液体スプレー制御システムの完全なブロック図である。
【図３】図１の３−３線に沿う、センサ及びセンサ・シュラウドの断面図である。
【図４】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「分配装置・センサ起動ルーチン」のソフトウェア流れ図である。
【図５】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「パターン設定ルーチン」のソフトウェア流れ図である。
【図６】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「扇形幅較正ルーチン」のソフトウェア流れ図である。
【図７】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「扇形幅・偏り検出ルーチン」のソフトウェア流れ図である。
【図８Ａ】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「分配装置・センサ起動ルーチン」の間の、液体分配装置のバレル・ノズルの運動を示している概略図である。
【図８Ｂ】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「分配装置・センサ起動ルーチン」の間の、液体分配装置のバレル・ノズルの運動を示している概略図である。
【図８Ｃ】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「分配装置・センサ起動ルーチン」の間の、液体分配装置のバレル・ノズルの運動を示している概略図である。
【図８Ｄ】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「分配装置・センサ起動ルーチン」の間の、液体分配装置のバレル・ノズルの運動を示している概略図である。
【図８Ｅ】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「分配装置・センサ起動ルーチン」の間の、液体分配装置のバレル・ノズルの運動を示している概略図である。
【図８Ｆ】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「分配装置・センサ起動ルーチン」の間の、液体分配装置のバレル・ノズルの運動を示している概略図である。
【図８Ｇ】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「扇形幅較正ルーチン」の間の、液体分配装置のバレル・ノズルの運動を示している概略図である。
【図８Ｈ】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「扇形幅・偏り検出ルーチン」の間の、液体分配装置のバレル・ノズルの運動を示している概略図である。
【図８Ｉ】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される「扇形幅・偏り検出ルーチン」の間の、液体分配装置のバレル・ノズルの運動を示している概略図である。
【図９】本発明の液体スプレー制御システムによって実行される、別の液体スプレー制御プログラムのソフトウェア流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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【図９】
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