JP2020171921A - 回転式計量ヘッド - Google Patents

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Abstract

【課題】計量ヘッドを移動させるロボットの簡単な制御を可能にする、流体材料を噴射するための回転式計量ヘッドを提供する。【解決手段】流体材料を噴射するための回転式計量ヘッド１０において、回転軸の周りで、３６０度で自在に回転可能な回転台１２を備え、回転台には、計量軸を有する噴射弁１４が配置され、これにより、回転台を回転したときに、計量軸と回転軸の間の交点が変化しない、回転式計量ヘッド。【選択図】図１

Description

本発明は、流体材料を噴射するための回転式計量ヘッドに関する。
スマートフォンやタブレット端末などの電子部品や装置の製造における多くの制作工程において、接着結合処理が必要とされる。接着剤あるいは他の媒体を非接触で塗布することを可能にするため、および非常に高い計量頻度を可能にするため、上記目的のために噴射弁（ｊｅｔ ｖａｌｖｅ）がしばしば用いられる。また、特定の用途において、接触計量によって媒体を塗布することが必要な場合がある。この場合、計量弁（ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｖａｌｖｅ）（噴射弁）は、典型的には計量ニードルを有し、計量ニードルとワークとの間の非常に小さな間隔で、計量される経路に沿って移動される。
ワークへの媒体の塗布は、多くの用途において、それぞれのワークに対して垂直に行われる。このプロセスにおいて、弁とワークとが、多軸ロボットによって互いに向けて移動される。これらのロボットは、典型的には、ワークの平面における移動のための２つの軸（ｘ軸およびｙ軸）と、ワークに垂直な移動のための１つの軸（ｚ軸）とを含む３つの軸を有する。しかしながら、多くの計量用途において、媒体を垂直に塗布することよりも、定義された角度で塗布することが有利である。これは、例えば、縁部で計量が必要な場合且つ媒体がｘｙ平面の特定の面とその垂直面とを両方覆う必要がある場合、またはワークの垂直面での計量が必要な場合に有効である。斜め向きの塗布は、アンダーフィルプロセスにも有利であり得る。
現在市販されている計量弁は、斜めの噴射および／または計量のために使用され、ロボットでの追加の軸に沿って移動される。これにより、回転中心点は、計量点から遠く離れてしまう。したがって、この構成は、正確に制御を実施するのに適していない。
従来の計量システムにおいて、計量弁のチップ（先端）が回転軸の外側に配置されているため、角度や回転に応じて計量チップの位置が変化する。この場合、チップは、軸の周りで、円状または球状に移動する。安定した正確な計量（サテライト（微小の誤吐出）の形成がなく、塗布された媒体の正確な位置）のために、弁とワークとの間の間隔を小さくする必要があるため、典型的な噴射弁の設計において、ロボットを斜め向きに設置することはできない。したがって、縁部や内向きに配置された表面には長いニードルしか到達できない場合が多く、弁の噴射の操作がより困難になる場合や操作を妨げる場合もある。
本発明の目的は、安価に製造することができ、特に計量ヘッドを移動させるロボットの簡単な制御を可能にする、流体材料を噴射するための回転式計量ヘッド（ｒｏｔａｒｙ ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｈｅａｄ）を提供することである。
上記目的は、請求項１に記載の特徴により、達成される。特に、回転式計量ヘッドは、回転軸の周りで、３６０度で自在に回転可能な回転台を有する。回転台上には、計量軸を有する噴射弁が配置される。本発明によれば、噴射弁は、回転台が回転したときに、計量軸と回転軸との間の交点が変化しないように、回転台上に配置される。
本発明による回転式計量ヘッドにおいて、回転台の回転中心が計量点と一致するため、回転台が回転したときであっても、計量点は変化しない。したがって、回転式計量ヘッドを移動させるロボットの複雑な制御や再調整は、不要である。これは、ノズル形状を変更して計量間隔を変更した場合にも、同様に適用される。
本明細書、図面および従属請求項において、本発明の有利な実施形態を記述する。
有利な一実施形態によれば、回転式計量ヘッドの電源供給および流体供給のために、３６０度で自在に回転可能な回転式リードスルーが設けられ得る。このようにして、噴射弁を所望の方向に３６０度またはそれ以上の角度で適宜回転させることができる。これにより、回転式計量ヘッドを多種多様に使用することができると同時に、移動の計算や制御も、従来のシステムに比べて大幅に簡略化することができる。
計量角度の変更を可能にする従来のシステムとは対照的に、本発明による回転式計量ヘッドにおける計量点は、ロボットまたはシステムによる制御によって再計算される必要がなく、計量間隔または計量角度の変更に対応して変更されたロボットの移動によって補完される必要がない。
さらに有利な実施形態によれば、回転台と、回転式リードスルーの回転可能な部分との間には、同調因子（ｅｎｔｒａｉｎｅｒ）が設けられる。このようにして、回転式リードスルーは、ケーブルまたはワイヤのみによって回転されることがないので、張力緩和が提供される。
さらに有利な実施形態によれば、回転台上には、カートリッジホルダが設けられ得る。これにより、接着剤などの流体を含むカートリッジを、弁の近傍に且つ弁と共に回転可能に取り付けることができる。
さらに有利な実施形態によれば、噴射弁は、回転台に調整可能に固定され得る。これにより、実際、噴射弁は、計量軸と平行に縦方向に調整可能になり、また、計量軸と回転軸との間の角度を設定することができるようなる。このようにして、ロボットによる制御を変更することなく、様々な計量角度と様々な計量間隔とを設定することができる。角度調整は、例えば０度〜４５度の範囲で行うことができる。ただし、複雑な形状において、斜めからの角度で計量ができるように、構成に応じて９０度以上の角度を設定することもできる。これに関連して、自在に回転することができるため、ワークの周りを所与の角度で計量することができる。弁のチップが常に回転軸に向けられ、且つ回転軸からの弁の間隔を調整することができるため、計量は、常に同じ一点で行われる。回転台の回転中心および噴射弁の角度変化における中心が常に計量点であるため、角度調整したときにも変化しない。
有利な一実施形態によれば、噴射弁の縦方向の調整および／または角度調整のために、それぞれの目盛りを設けることができる。これにより、手動での計量間隔および計量角度の設定または調整が容易になる。
さらに有利な実施形態によれば、回転台上には、例えば電動モータを有する回転駆動装置が設けられ得る。回転台は、内側歯部を有するスプロケットを介して駆動され得る。これにより、駆動装置の歯付き構成を保護して収容することができる。また、システム全体の構造の大きさを非常に小さく抑えることもできる。システム全体が大きくなるほど、計量システムを搭載したロボットの作業領域がより制限されることになる。したがって、コンパクトな設計とすることは、重要である。回転可能な計量弁が必要とするスペースに応じて、回転台の大きさが実質的に決定される。しかしながらモータは、弁が必要とする台の半径内に統合することもできる。
有利な実施形態および添付の図面を参照して、単に一例として本発明を以下に記述する。
回転式計量ヘッドの斜視図である。 カートリッジが挿入されていない図１の回転式計量ヘッドの部分断面図である。 図１および図２の回転式計量ヘッドの噴射弁の斜視図である。
図１および図２に示す回転式計量ヘッド１０は、接着剤のような流体材料を噴射するように構成される。回転式計量ヘッド１０は、回転軸Ａ（図２）の周りで、３６０度で自在に回転可能な回転台１２を備える。回転台１２には、計量軸Ｄを有する噴射弁１４が配置される。計量される非常に少量の流体が、計量軸Ｄに沿ってワーク（図示せず）上に射出（噴射）される。
計量台１２は、断面が実質的にＬ字形のホルダ１６上に配置される。ここで、組み立て台１２は、ホルダ１６の、図において水平に示される枝部（ｌｉｍｂ）に配置される。ホルダ１６の垂直枝部は、計量ロボットに固定され得る。さらに同様に実質的にＬ字形の支持体１８が、ホルダ１６の垂直枝部の上側に固定される。支持体１８は、回転台１２の上方で突出するカラーアーム部２０を有する。カラーアーム部２０の自由端には、その回転軸が回転軸Ａ（図２）に同軸に延在するように、３６０度で自在に回転可能な回転式リードスルー２２が固定される。回転式リードスルー２２は、複数の電気的摺動接点２４と、短い部分（ｓｔｕｂ）２８に開口する回転式計量ヘッドの流体供給のための回転式リードスルー２６とを有する。摺動接点２４すなわち電気駆動の制御および噴射弁１４の制御を介して、回転式計量ヘッドの電源供給が実施され得る。噴射される流体は、流体リードスルーを介して、圧力によって付勢され得る。
図１に示すように、回転台１２上には、流体で充填されたカートリッジ３２が挿入されるカートリッジホルダ３０が設けられる。カートリッジ内の流体は、一方では圧力によって付勢され、他方ではカートリッジ３２と噴射弁１４との間および回転式リードスルー２２の短い部分２８とカートリッジの短い部分３３との間のホース接続（詳細に図示せず）によって、噴射弁１４に搬送され得る。これに関連して、回転したときに、カートリッジ３３と回転式リードスルー２２との間のホース接続と、回転台１２と回転式リードスルー２２との間の電気線とを緩和するために、カートリッジホルダ３０と回転式リードスルー２２の回転可能な部分２３との間には、同調因子３４が設けられる。これにより、回転式リードスルー２２の回転可能な部分２３は、回転台１２と共に回転軸Ａの周りで回転することができる。回転台１２上には、回転軸Ａの周りで回転台１２駆動させるための電動モータ３６が設けられる。電動モータ３６は、歯付きホイールを介して、内側歯部４０を有するスプロケット３８に係合する。スプロケット３８は、ホルダ１６の水平枝部に固定される。したがって、ボールベアリング４２に支持された回転台１２は、電動モータ３６が駆動したときに、軸Ａの周りで回転する。
図３は、噴射弁１４の拡大斜視図を示す。ここで、噴射弁１４は、その上側に電源供給のためのプラグ４４を有し、噴射される媒体の供給のための横方向の短い部分４６を有する。噴射弁１４には、出口ノズル４８が調整可能に配置されており、出口ノズル４８は、調整レバー５０の助けを借りて、計量軸Ｄに沿って調整され得る。設定を簡略化するために、目盛り５２が設けられる。このようにして、計量間隔、すなわちノズルチップ４８と交点との間の間隔を、調整することができる。ここで、交点は、計量軸Ｄと回転軸Ａ（計量点）との間の点である。
さらに、噴射弁１４は、回転軸Ａと計量軸Ｄとの間の角度を手動で設定できるように、回転台１２に固定される。これに関連して、噴射弁１４には、設定を簡略化するためのインジケータ５４が設けられる。これにより、設定された角度を目盛り（図示せず）で読み取ることができる。
上述した回転式計量ヘッドにより、計量間隔が変更されても、ノズル形状が変更されても、回転が変更されても、計量角度が変更されても、ロボットは毎回同じ距離を移動する必要があるため、ロボット制御が補正を行うことなく、計量ロボットの制御を簡単に行うことができる。

Claims (10)

  1. 流体材料を噴射するための回転式計量ヘッドであって、
    回転軸（Ａ）の周りで、３６０度で自在に回転可能な回転台（１２）を備え、前記回転台（１２）には、計量軸（Ｄ）を有する噴射弁（１４）が配置され、これにより、前記回転台（１２）を回転したときに、前記計量軸（Ｄ）と前記回転軸（Ａ）との間の交点が変化しない、
    回転式計量ヘッド。
  2. 前記回転式計量ヘッドへの電源供給および流体供給のために、３６０度で自在に回転可能な回転式リードスルー（２２）が設けられる、
    請求項１に記載の回転式計量ヘッド。
  3. 前記回転台（１２）と、前記回転式リードスルー（２２）の回転可能な部分（２３）との間には、同調因子（３４）が設けられる、
    請求項２に記載の回転式計量ヘッド。
  4. 前記回転台（１２）上には、カートリッジホルダ（３０）が設けられる、
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転式計量ヘッド。
  5. 前記噴射弁（１４）は、前記回転台（１２）に調整可能に固定され、これにより、前記噴射弁（１４）は、前記計量軸（Ｄ）と平行に縦方向に調整可能になり、前記計量軸（Ｄ）と前記回転軸（Ａ）との間の角度は、特に少なくとも０度〜４５度の範囲で設定することができる、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転式計量ヘッド。
  6. 前記計量軸（Ｄ）と前記回転軸（Ａ）との間の前記交点は、前記縦方向の調整および／または角度調整したときに、変化しない、
    請求項５に記載の回転式計量ヘッド。
  7. 前記縦方向の調整および／または角度調整のために、目盛り（５２）が設けられる、
    請求項５または６に記載の回転式計量ヘッド。
  8. 前記回転台（１２）上には、電動モータ（３６）を含む回転駆動装置が設けられる、
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転式計量ヘッド。
  9. 前記回転台（１２）は、スプロケット（３８）を介して駆動される、
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転式計量ヘッド。
  10. 前記スプロケット（３８）は、内側歯部（４０）を有する、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転式計量ヘッド。
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