JP6919607B2 - ロボットシステム、およびロボットの制御方法 - Google Patents

ロボットシステム、およびロボットの制御方法 Download PDF

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Description

この発明は、ロボットシステム、およびロボットの制御方法に関する。
特許文献1には、上下動するアクチュエータにダイヘッドを取り付け、ダイヘッドに備えた距離測定センサによりダイヘッドと基板表面との距離を測定し、ダイヘッドと基板表面との距離を設定距離に維持する技術が開示されている。特許文献1によれば、基板のうねりに追従させて基板上に均一な塗布膜が形成される。
特許文献2には、溶液の粘度に応じて、基盤に対する薬液ノズルの位置を設定する技術が開示されている。特許文献2によれば、高粘度の溶液が基盤表面に均一な膜厚で塗布される。
特開2004−298697号公報 特開2010−042325号公報
しかしながら、ロボットを用いて基板等に液体を塗布する場合には、液体の塗布厚は、基板のうねりだけでなく、周囲の温度、液体塗布部における液体の残量、あるいは液体塗布部内の圧力等によって影響を受ける。この点において、特許文献1および特許文献2に記載の技術では、周囲の温度変化等にリアルタイムで追従して液体の塗布量を制御できず、液体を均一な層厚で塗布することはできない。
そこで、この発明の課題は、周囲の温度等の条件に変化があった場合でも、液体を均一な層厚で塗布することができるロボットシステム、およびロボットの制御方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、この開示のロボットシステムは、
ロボットと、
前記ロボットに設けられた液体塗布部と、
前記液体塗布部により塗布された液体の塗布厚を計測する塗布厚計測部と、
前記塗布厚計測部から塗布対象までの第1の距離を計測する距離計測部と、
前記液体塗布部から前記塗布対象までの第2の距離が一定になるように、前記第1の距離に基づいて前記ロボットを制御する制御部と、
前記塗布厚計測部で計測された塗布厚に応じて、前記塗布対象への前記液体の供給量を調整する供給量調整部と、を備え、
前記距離計測部、前記液体塗布部、および前記塗布厚計測部は、前記液体の塗布方向に向かって、前記距離計測部、前記液体塗布部、および前記塗布厚計測部の順で配置されている。
上述のロボットシステムでは、ロボットに設けられた液体塗布部により液体が塗布され、液体の塗布厚は、塗布厚計測部により計測される。距離計測部は、塗布厚計測部から塗布対象までの第1の距離を計測する。制御部は、液体塗布部から塗布対象までの第2の距離が一定になるように、第1の距離に基づいてロボットを制御する。供給量調整部は、塗布厚計測部で計測された塗布厚に応じて、塗布対象への液体の供給量を調整する。
以上のようなロボットシステムにおいて、距離計測部、液体塗布部、および塗布厚計測部は、液体の塗布方向に向かって、距離計測部、液体塗布部、および塗布厚計測部の順で配置されている。
したがって、上述のロボットシステムによれば、距離計測部と塗布厚計測部とを用いて液体の塗布厚を計測しつつ、塗布厚に応じて液体の供給量をリニアにリアルタイムで制御するので、周囲の温度等の条件に変化があった場合でも、液体を均一な層厚で塗布することができる。
また、上述のロボットシステムによれば、距離計測部、液体塗布部、および塗布厚計測部が、液体の塗布方向に向かってこの順で配置されているので、時間差演算による塗布厚保の計測が可能である。
一実施形態の制御装置は、
前記制御部は、前記距離計測部により前記第1の距離を計測した前記塗布対象上のポイントに、前記液体塗布部が到達した時、前記第1の距離に基づいて、前記液体塗布部から前記塗布対象までの第2の距離が一定になるように前記ロボットを制御し、
前記塗布厚計測部は、前記距離計測部により前記第1の距離を計測した前記塗布対象上のポイントに、前記塗布厚計測部が到達した時に、前記塗布厚計測部から塗布面までの距離と、前記第1の距離に基づいて、前記液体の前記塗布厚を計測する。
この一実施形態のロボットシステムでは、上述のような順で配置した距離計測部、液体塗布部、および塗布厚計測部により、時間差演算による塗布厚保の計測と液体の供給量の調整とが可能である。
一実施形態の制御装置は、
前記液体塗布部は、シリンジと、ノズルとを備え、前記ノズルは前記液体の吐出口の絞り手段を備え、
前記供給量調整部は、前記絞り手段を駆動することにより、前記塗布対象への前記液体の供給量を調整する、
この一実施形態のロボットシステムでは、液体の供給量は、ノズルの絞り手段を駆動することにより調整される。そして、供給された液体の塗布厚は上述のように計測され、塗布厚に応じて液体塗布部と塗布対象との距離がリニアにリアルタイムで制御される。したがって、周囲の温度等の条件に変化があった場合でも、液体を均一な層厚で塗布することができる。
一実施形態の制御装置は、
前記液体塗布部は、シリンジと、ノズルとを備え、前記シリンジ内を負圧にすることで液体の吐出を抑え、シリンジ内を大気圧もしくは正圧にすることで液体の吐出を行い、
前記供給量調整部は、前記ノズルと前記塗布対象との距離を調整することにより、前記塗布対象への前記液体の供給量を調整する。
この一実施形態のロボットシステムでは、シリンジ内の圧力が正圧にされた場合の液体の吐出量は、ノズルと塗布対象との距離によって変わる。吐出された液体の塗布厚は計測され、塗布厚に応じて液体塗布部と塗布対象との距離がリニアにリアルタイムで制御される。したがって、周囲の温度等の条件に変化があった場合でも、液体を均一な層厚で塗布することができる。
上記課題を解決するため、この開示のロボットの制御方法は、
ロボットに設けられた液体塗布部により塗布された液体の塗布厚を計測するステップと、
塗布厚計測部から塗布対象までの第1の距離を計測するステップと、
前記液体塗布部から前記塗布対象までの第2の距離が一定になるように、前記第1の距離に基づいて前記ロボットを制御するステップと、
計測された塗布厚に応じて、前記塗布対象への前記液体の供給量を調整するステップと、を備え、
前記塗布対象までの距離を計測するステップ、前記液体塗布部により前記液体を塗布するステップ、および前記塗布厚を計測するステップの順で処理を行う。
この開示の制御方法によれば、距離計測部と塗布厚計測部とを用いて液体の塗布厚を計測しつつ、塗布厚に応じて液体の供給量をリニアにリアルタイムで制御するので、周囲の温度等の条件に変化があった場合でも、液体を均一な層厚で塗布することができる。
また、上述の制御方法によれば、塗布対象までの距離を計測するステップ、液体塗布部により液体を塗布するステップ、および塗布厚を計測するステップの順で処理を行うので、時間差演算による塗布厚保の計測が可能である。
以上より明らかなように、この開示のロボットシステム、およびロボットの制御方法によれば、周囲の温度等の条件に変化があった場合でも、液体を均一な層厚で塗布することができる。
一実施形態におけるロボットシステムを示す上面図である。 ディスペンサヘッドの構成を示す側面図である。 ディスペンサコントローラのハードウエア構成を示すブロック図である。 ディスペンサコントローラの機能ブロック図である。 (A)はワークとノズルが離れている場合の塗布液の吐出を説明する図であり、(B)はワークとノズルが(A)よりも離れていない場合の塗布液の吐出を説明する図である。 (A),(B)は、ノズル・ワーク間距離の制御方法を説明するための図である。 (A),(B)は、塗布厚計測方法を説明するための図である。 ノズル・ワーク間距離の制御の制御ループを示すブロック線図である。 ディスペンサヘッドのZ軸(上下方向)制御の制御ループを示すブロック線図である。
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
(ロボットシステム)
図1は、本開示の一実施形態におけるロボットシステム100を示す上面図である。図1に示すように、本実施形態におけるロボットシステム100は、ロボット10と、ディスペンサヘッド20と、ロボット10の制御装置としてのディスペンサコントローラ30と、塗布対象としてのワーク40とを備える。
ロボット10は、例えば、アーム型の6軸の垂直多関節ロボットである。アーム型の6軸の垂直多関節ロボットは、サーボモータ等の動力源を備えており、ロボット制御プログラムに基づいてディスペンサコントローラ30から出力される制御信号によりサーボモータを駆動し、各関節軸を動作させる。
ディスペンサヘッド20は、液体をワーク40に塗布する。液体としては、例えば、シーラー材、水性印刷用のインク、エンジンオイル、オリーブオイル等の低粘度から中粘度の液体が用いられる。
図2は、ディスペンサヘッド20の構成を示す側面図である。図2に示すように、ディスペンサヘッド20は、ホルダ21と、距離計測センサ22aと、塗布厚計測センサ22bと、シリンジ23と、液体塗布部としてのノズル24とを備える。ホルダ21は、距離計測センサ22a、塗布厚計測センサ22b、およびシリンジ23を保持する。
距離計測センサ22aは、距離計測センサ22aからワーク40までの第1の距離を測定するためのセンサであり、一例として反射型センサが用いられる。塗布厚計測センサ22bは、ワーク40に塗布された液体の塗布厚dを検知するためのセンサであり、一例として、反射型センサが用いられる。
シリンジ23は、塗布する液体を収容する容器である。ノズル24は、シリンジ23の先端に取り付けられ、液体を吐出する管である。
距離計測センサ22a、ノズル24、および塗布厚計測センサ22bは、図2に示すように、矢印Fで示す液体の塗布方向に向かって、距離計測センサ22a、ノズル24、および塗布厚計測センサ22bの順で配置されている。
ディスペンサコントローラ30は、ロボット10を制御して、ノズル24とワーク40との距離を一定に保ち、また、液体の塗布量を調整する制御装置である。図3に、ディスペンサコントローラ30のハードウエア構成を示す。ディスペンサコントローラ30は、図3に示すように、入力装置31と、表示装置32と、中央演算装置33と、記憶装置34と、通信I/F35とを備えている。入力装置31は、一例として、キーボード等から構成される。表示装置32は、一例として、ディスプレイから構成される。中央演算装置33は、一例として、CPUから構成される。記憶装置34は、不揮発性記憶装置と揮発性記憶装置とを備えており、不揮発性記憶装置は、ロボット制御プログラムおよびシーケンス制御プログラム等を記憶する。また中央演算装置33の実行時のワークメモリとして揮発性記憶装置が適宜使用される。通信I/F35は、例えば、RS232C等のシリアル回線のインタフェースであり、センサ22の出力値の入力、およびロボット10との通信を行う。通信I/F35他の通信回線のインタフェースでもよい。
図4は、本実施形態におけるディスペンサコントローラ30の機能ブロック図である。ディスペンサコントローラ30は、入力処理部71、表示処理部72、演算部73、記憶部74、および通信処理部75として機能する。入力処理部71は、入力装置31からの入力を処理する。表示処理部72は、表示装置32に出力する表示データを作成する。演算部73は、制御部73aと、供給量調整部73bとを含む。制御部73aは、ノズル24からワーク40までの第2の距離が一定になるように、上述した第1の距離に基づいてロボット10を制御する。供給量調整部73bは、塗布厚計測センサ22bで計測された塗布厚に応じて、ワーク40への液体の供給量を調整する。制御部73aと供給量調整部73bの機能の詳細については後述する。記憶部74は、ロボット制御プログラムおよびシーケンス制御プログラム等を記憶する。
(塗布量の制御方法)
図5は、本実施形態における塗布液Lqのワーク40における塗布量の調整方法を説明するための図である。ディスペンサヘッド20は、塗布液Lqが重力で下に垂れるのを、シリンジ23内を負圧にすることで抑えている。そして、シリンジ23内負圧を大気圧もしくは正圧にすることで、塗布液Lqを吐出する。
この時、図5(A)に示すように塗布対象のワーク40とノズル24の距離Cが離れていると、ノズル24から出る塗布液Lqの重力によって、図5(B)に示すように距離Cが離れていない場合に比べて、より多くの塗布液Lqが吐出される。本実施形態では、この作用を利用して、供給量調整部73bによってロボット10を制御し、塗布対象のワーク40とノズル24との距離を変えることで塗布量の調整を行っている。
(ノズル・ワーク間距離の制御方法)
次に、本実施形態のロボットシステム100におけるノズル24とワーク40との間の距離を一定に保つ制御方法について説明する。図6は、本実施形態におけるノズル・ワーク間距離の制御方法を説明するための図である。
図6(A)に示すように、制御部73aは、距離計測センサ22aにより、ある時点のワーク40上のポイントPにおいて、ノズル24とワーク40との第1の距離D1を計測する。そして、制御部73aは、ディスペンサヘッド20が矢印Fで示す液体の塗布方向に移動し、図6(B)に示すように、ノズル24がポイントPに到達した際に、ノズル24とワーク40との第2の距離D2が一定になるように、前記第1の距離D1に基づいてディスペンサヘッド20を駆動する。距離計測センサ22aとノズル24との距離は、予め分かっているので、第1の距離D1を前もって計測しておくことにより、ノズル24がポイントPに到達した際にはノズル24とワーク40との第2の距離D2を一定に保つことができる。したがって、ワーク40の表面にうねりがある場合でも、ノズル24とワーク40との距離を一定に保ち、塗布厚を一定することができる。
(塗布厚計測方法)
次に、本実施形態のロボットシステム100における塗布厚計測方法について説明する。図7は、本実施形態における塗布厚計測方法を説明するための図である。
図7(A)に示すように、制御部73aは、距離計測センサ22aにより、ある時点のワーク40上のポイントPにおいて、ノズル24とワーク40との第1の距離D1を計測する。そして、制御部73aは、上述したように、ノズル24とワーク40との第2の距離D2を一定に保つ。次に、供給量調整部73bは、供給量調整部73bから塗布液Lqの塗布面までの距離D3を測定し、上述した第1の距離D1から、距離D3を差し引くことにより、塗布厚dを測定する。このように、本実施形態においては、距離計測センサ22aと、塗布厚計測センサ22bとの2つのセンサを用いて、時間差演算により、液体の塗布厚を計測している。
次に、図8および図9を参照しつつ、本実施形態におけるノズル・ワーク間距離の制御方法と、塗布量の調整方法をより具体的に説明する。図8は、本実施形態におけるノズル・ワーク間距離の制御の制御ループを示すブロック線図である。ディスペンサコントローラ30の制御部73aは、図8に示すように、距離計測センサ22aにより、距離計測センサ22aとワーク40との第1の距離D1を計測する。次に、制御部73aは、第1の距離D1と、予め分かっている距離計測センサ22aとノズル24との距離から、ノズル24とワーク40との第2の距離D2を算出する。そして、制御部73aは、時間遅延処理機能81により、第2の距離D2のフィードバックを遅延させる。遅延させる時間は、例えば、ポイントPにおいて第1の距離D1を計測した時点から、ポイントPにノズル24が到達するまでの時間に設定される。
ノズル24とワーク40との距離には、予め目標値が定められている。制御部73aは、この目標値と、遅延されたフィードバックされた第2の距離D2とから、目標値に対するノズル24の高さの変動値を算出する。次に、制御部73aは、ノズル24の高さの変動値を、変動値−指令変換機能82に入力する。変動値−指令変換機能82は、ノズル24の高さの変動値が目標値よりも大きい場合、ディスペンサヘッド20をZ軸のマイナス方向(下方向)に移動させる指令を出力する。また、変動値−指令変換機能82は、ノズル24の高さの変動値が目標値よりも小さい場合、ディスペンサヘッド20をZ軸のプラス方向(上方向)に移動させる指令を出力する。
変動値−指令変換機能82から出力されるZ軸方向の動作指令は、Z軸制御機能83に入力される。Z軸制御機能83は、入力された動作指令に従い、ディスペンサヘッド20を移動させる。本実施形態では、以上のような制御ループにより、ノズル24とワーク40との距離を一定に保っている。
次に、図9を参照しつつ、本実施形態における塗布厚制御方法について、より具体的に説明する。図9は、本実施形態におけるディスペンサヘッドのZ軸(上下方向)制御の制御ループを示すブロック線図である。ディスペンサコントローラ30の制御部73aは、図9に示すように、センサ22aにより上述した第1の距離D1を計測する。
そして、制御部73aは、時間遅延処理機能90により、第1の距離D1のフィードバックを遅延させる。遅延させる時間は、例えば、ポイントPにおいて第1の距離D1を計測した時点から、ポイントPに塗布厚計測センサ22bが到達するまでの時間に設定される。
一方、ポイントPに塗布厚計測センサ22bが到達すると、供給量調整部73bは、供給量調整部73bから塗布面までの距離D3を計測する。そして、上述のように遅延されてフィードバックされた第1の距離D1から距離D3を差し引くことにより、塗布厚dを算出する。
次に、供給量調整部73bは、高さ−容量変換機能91により、塗布厚dを塗布液容量へ変換する。その結果、塗布液容量の現在値がわかるので、供給量調整部73bは、その値をフィードバックする。
塗布液Lqを塗布する際には、予め塗布液容量の目標値が定められている。供給量調整部73bは、この塗布液容量の目標値と、塗布液容量の現在値のフィードバックとから、塗布液容量の目標値に対する変動値を算出する。次に、供給量調整部73bは、塗布液容量の変動値を、変動値−指令変換機能92に入力する。変動値−指令変換機能92は、塗布液容量の変動値が目標値よりも大きい場合、つまり、塗布量が多い場合には、ディスペンサヘッド20をZ軸のマイナス方向(下方向)に移動させる指令を出力する。また、変動値−指令変換機能92は、塗布液容量の変動値が目標値よりも小さい場合、つまり、塗布量が少ない場合には、ディスペンサヘッド20をZ軸のプラス方向(上方向)に移動させる指令を出力する。
変動値−指令変換機能92から出力されるZ軸方向の動作指令は、Z軸制御機能93に入力される。Z軸制御機能93は、入力された動作指令に従い、ディスペンサヘッド20を移動させる。本実施形態では、以上のような制御ループにより、塗布量の制御を行っている。
本実施形態では、図8に示す ノズル・ワーク間距離の制御と、図9に示す塗布厚制御とを並行して行うことにより、ノズル・ワーク間距離を一定に保ちつつ、ディスペンサヘッド20をZ軸方向に移動させて、ノズル24とワーク40上の塗布液Lqの塗布面との距離を一定に保つように、リニアに制御する。その結果、温度、塗布液Lqの残量、ディスペンサヘッド20のシリンジ23内の圧力の変化により、ノズル24からの塗布液Lqの吐出量に変動がある場合であっても、ワーク40上の塗布液Lqの塗布厚を一定に保つことができる。
また、本実施形態によれば、ワーク40の表面にうねりがある場合であっても、距離計測センサ22aにより、距離計測センサ22aからワーク40までの第1の距離D1を測定できるため、塗布対象のワーク40の表面が平坦ではなく、うねりを有している場合でも、それに追従して塗布厚dを的確に測定することができる。その結果、ワーク40の表面にうねりがある場合でも、ワーク40上の塗布液Lqの塗布厚を一定に保つことができる。
また、本実施形態では、距離計測センサ22aと塗布厚計測センサ22bの2つのセンサを用いたので、レーザセンサのような高価なセンサを用いない場合でも、塗布厚を一定保つ制御が可能になっている。したがって、本実施形態によれば、コストの削減を図ることができる。
上述した実施形態では、液体の供給量の調整方法として、ディスペンサヘッド20とワーク40との距離を調整する例について説明した。しかし、本開示は、このような態様に限定される訳ではない。例えば、ノズル24に絞り手段を設け、絞り手段を駆動することにより、液体の供給量を調整するようにしてもよい。
以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。
22a 距離計測センサ(距離計測部)
22b 塗布厚計測センサ(塗布厚計測部)
24 ノズル(液体塗布部)
30 制御装置
73a 制御部
73b 供給量調整部
100 ロボットシステム

Claims (4)

  1. ロボットと、
    前記ロボットに設けられたディスペンサヘッドであって、ホルダに、液体塗布部と、前記液体塗布部により塗布された液体の塗布厚を計測する塗布厚計測部と、前記塗布厚計測部から塗布対象までの第1の距離を計測する距離計測部とが備えられ、前記ホルダと共に、前記液体塗布部および前記塗布厚計測部並びに前記距離計測部が一体として移動する前記ディスペンサヘッドと、
    前記液体塗布部から前記塗布対象までの第2の距離が一定になるように、前記第1の距離に基づいて前記ロボットを制御する制御部と、
    前記塗布厚計測部で計測された塗布厚に応じて、前記塗布対象への前記液体の供給量を調整する供給量調整部と、を備え、
    前記距離計測部、前記液体塗布部、および前記塗布厚計測部は、前記液体の塗布方向に向かって、前記距離計測部、前記液体塗布部、および前記塗布厚計測部の順で配置されており
    前記制御部は、前記距離計測部により前記第1の距離を計測した前記塗布対象上のポイントに、前記液体塗布部が到達した時、前記第1の距離に基づいて、前記液体塗布部から前記塗布対象までの第2の距離が一定になるように前記ロボットを制御し、
    前記塗布厚計測部は、前記距離計測部により前記第1の距離を計測した前記塗布対象上のポイントに、前記塗布厚計測部が到達した時に、前記塗布厚計測部から塗布面までの距離と、前記第1の距離に基づいて、前記液体の前記塗布厚を計測する、
    ロボットシステム。
  2. 前記液体塗布部は、シリンジと、ノズルとを備え、前記ノズルは前記液体の吐出口の絞り手段を備え、
    前記供給量調整部は、前記絞り手段を駆動することにより、前記塗布対象への前記液体の供給量を調整する、
    請求項1に記載のロボットシステム。
  3. 前記液体塗布部は、シリンジと、ノズルとを備え、前記シリンジ内を負圧にすることで液体の吐出を抑え、シリンジ内を大気圧もしくは正圧にすることで液体の吐出を行い、
    前記供給量調整部は、前記ノズルと前記塗布対象との距離を調整することにより、前記塗布対象への前記液体の供給量を調整する、
    請求項1または請求項2に記載のロボットシステム。
  4. ロボットと、前記ロボットに設けられたディスペンサヘッドであって、ホルダに、液体塗布部と、前記液体塗布部により塗布された液体の塗布厚を計測する塗布厚計測部と、前記塗布厚計測部から塗布対象までの第1の距離を計測する距離計測部とが備えられ、前記ホルダと共に、前記液体塗布部および前記塗布厚計測部並びに前記距離計測部が一体として移動する前記ディスペンサヘッドと、を備えるロボットシステムにおける前記ロボットの制御方法であって、
    前記液体塗布部により塗布された液体の塗布厚を計測するステップと、
    塗布厚計測部から塗布対象までの第1の距離を計測するステップと、
    前記液体塗布部から前記塗布対象までの第2の距離が一定になるように、前記第1の距離に基づいて前記ロボットを制御するステップと、
    計測された塗布厚に応じて、前記塗布対象への前記液体の供給量を調整するステップと、を備え、
    前記塗布対象までの距離を計測するステップ、前記液体塗布部により前記液体を塗布するステップ、および前記塗布厚を計測するステップの順で処理を行い
    前記ロボットを制御するステップは、前記第1の距離を計測した前記塗布対象上のポイントに、前記液体塗布部が到達した時、前記第1の距離に基づいて、前記液体塗布部から前記塗布対象までの第2の距離が一定になるように前記ロボットを制御し、
    前記塗布厚を計測するステップは、前記第1の距離を計測した前記塗布対象上のポイントに、前記塗布厚計測部が到達した時に、前記塗布厚計測部から塗布面までの距離と、前記第1の距離に基づいて、前記液体の前記塗布厚を計測する、
    ロボットの制御方法
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6691353B2 (ja) * 2015-05-22 2020-04-28 川崎重工業株式会社 潤滑剤注入システム
KR20210001493A (ko) * 2019-06-28 2021-01-06 삼성전자주식회사 반도체 장치의 제조 설비
US11826768B2 (en) * 2021-03-11 2023-11-28 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for adaptive control and real-time edge tracking of adhesive and sealer dispensing
CN115350833B (zh) * 2022-10-19 2023-01-20 二重(德阳)重型装备有限公司 锻造喷涂检测方法及喷涂方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3320160C2 (de) * 1983-06-03 1986-07-03 IBS, Engineering + Consulting Ingenieurbüro Schröder GmbH, 5410 Höhr-Grenzhausen Vorrichtung zum Beschichten von keramischen Platten, vorzugsweise zum Aufbringen einer Glasurschicht
JP2759999B2 (ja) * 1989-01-13 1998-05-28 松下電器産業株式会社 描画方法及び描画装置
JPH11197588A (ja) * 1998-01-13 1999-07-27 Juki Corp ディスペンサの昇降ストローク制御方法
JP3520205B2 (ja) * 1998-09-18 2004-04-19 株式会社 日立インダストリイズ ペースト塗布方法とペースト塗布機
JP2001298697A (ja) * 2000-04-10 2001-10-26 Sony Corp プロダクションシステム及びプロダクション方法
JP3976632B2 (ja) * 2002-07-29 2007-09-19 タツモ株式会社 基板処理装置
JP2004298697A (ja) 2003-03-28 2004-10-28 Dainippon Printing Co Ltd 塗布方法及び塗布装置
JP2005014453A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Ricoh Printing Systems Ltd インク液滴制御装置及びそれを備えたインクジェット記録装置
US20050242205A1 (en) * 2003-08-21 2005-11-03 Bae Systems Plc Visualisation of a sprayed coating
JP4755407B2 (ja) * 2004-02-13 2011-08-24 三菱レイヨン株式会社 塗工方法
JP4832945B2 (ja) * 2006-04-14 2011-12-07 大日本スクリーン製造株式会社 シリンジポンプおよび基板処理装置
DE102008015834A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Inos Automationssoftware Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Einbringen oder Auftragen von zähflüssigem Material
JP2010042325A (ja) 2008-08-08 2010-02-25 Sharp Corp 塗布方法および塗布装置
JP2010158636A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Panasonic Corp 液塗布方法および液塗布装置ならびに有機elディスプレイ基板
ITMO20100263A1 (it) * 2010-09-21 2012-03-22 Vincenzo Rina Apparecchiatura per la verniciatura di scafi di imbarcazioni navali o simili
DE102012021658A1 (de) * 2012-05-03 2013-11-07 Dürr Systems GmbH Rotorblattherstellvorrichtung und zugehöriges Verfahren
CN104174550A (zh) * 2013-05-23 2014-12-03 Ap***股份有限公司 分配器
EP3795765B1 (en) * 2013-05-23 2023-08-09 Q-Bot Limited Robotic vehicle
JP6279450B2 (ja) * 2013-11-27 2018-02-14 芝浦メカトロニクス株式会社 塗布装置、塗布方法、表示装置用部材の製造装置及び表示装置用部材の製造方法
JP6267141B2 (ja) * 2014-06-04 2018-01-24 東京エレクトロン株式会社 液塗布方法、液塗布装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
DE102014116830A1 (de) * 2014-11-18 2016-05-19 Intec Bielenberg Gmbh & Co Kg Vorrichtung zum Dämmmattenauftrag
FR3048368A1 (fr) * 2016-03-04 2017-09-08 Exel Ind Applicateur de produit de revetement, robot multiaxes comprenant un tel applicateur et procede d'application d'un produit de revetement
CN106426193A (zh) * 2016-04-26 2017-02-22 年双红 远程控制的高空喷涂打磨机器人
DE102017208102A1 (de) * 2017-05-15 2018-11-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur vollautomatischen Korrektur von Beschichtungsfehlern

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