卓上型自動調剤システムとは？

製造工程を改善する先進技術

1980年代にデスクトップ型自動分注装置が製造ラインに導入されて以来、ロボットはより速いスピードでファーストパスの歩留まりを向上させ、製品の不良品を減少させました。しかし、現在でも、さまざまな理由で手動から自動に切り替える企業が後を絶ちません。

ある種のアプリケーションには手動装置が適しており、初期費用も安く済みますが、より正確で再現性の高いプロセスや、デポジットの位置の確認が必要な場合は、自動ディスペンサーが最適なソリューションとなります。

ノードソンEFDでは、自動塗布システムの価値と、それが製造ラインにもたらす再現性と精度を理解しています。当社のディスペンスロボットには、3軸または4軸の構成があり、カメラオプション、ソフトウェア、高さセンシング、ディスペンス検査オプションなど、様々なオプションをご用意しています。

自動調剤システム - 定義について

デスクトップ型自動分注装置は、コンピュータ制御による分注を行うシステムとして定義することができます。ロボットをコンピューターに接続することで、ドット、ライン、サークル、アーク、複合アークなど、どのような分注でもプログラミングが簡単になります。コンピュータ制御による塗布のもう一つの利点は、すべてが統合されていることです。クローズドループのモーターとリニアエンコーダ、CCDフィデューシャル認識、レーザーによる基板の高さ検知により、表面の高さの変化や製品の向きの変化を自動的に補正するようにプログラムを調整することができます。

自動分注システムでは、シリンジバレル、ディスペンスバルブ、ジェットバルブ、その他の種類の分注装置から、ほぼすべての液体を分注することができます。これにより、インラインからバッチ分注まで、さまざまなアプリケーションに合わせて調整することができるため、メーカーはロボットを取り入れることができます。

当社のロボットは、X、Y、Zの3つの座標を使用するカルテジアンロボットと呼ばれるものに分類されます。多くの直交ロボットは3軸ですが、中には4軸を持つものもあります。4軸ロボットは、360°回転する平面に沿って吐出することができ、ドット、ライン、サークル、アーク、複合アーク、パターンなどを、ほぼあらゆる角度から吐出することができます。

また、直交座標系の自動塗布システムには、ガントリー型ロボットがあります。これは、ベース軸のトルクを排除するために支持軸が設計されているものです。この結果、より安定したロボットとなり、より大きなペイロードや広い作業領域が必要な場合に最適です。

プログラミング方法

ほとんどのデスクトップ型ディスペンサーロボットには、2つのプログラミング方法のうちどちらかが搭載されています。ノードソンEFDでは、DispenseMotion™またはTeachMotion™ソフトウェアを提供しています。ビジョンが搭載されていない当社の自動分注システムには、TeachMotionソフトウェアが搭載されています。この技術は、直感的なハンドヘルドコントローラーであるティーチペンダントと統合されており、迅速なセットアップと簡単でその場でのプログラミングを可能にします。ビジョンを搭載したロボットには、当社のDispenseMotionソフトウェアが搭載されています。このソフトウェアは強力かつ直感的で、カメラと簡単に統合することができます。このビジョンベースのプログラミングは、複雑な経路にも有効で、ユーザーは数回のクリックで素早くプログラミングを行うことができます。

ビジョンシステム

ビジョン搭載の塗布ロボットは、塗布経路を画面上でプレビューできるため、プログラミングが容易になります。ユーザーがプログラミングする際に必要なことは、画面上でディスペンスパターンの開始点を示し、それに続くパスの輪郭を描き、サイクルの終了点を示すだけで、カメラの位置合わせとチップオフセットの方向付けはソフトウェアが自動的に行います。

高さ検出

一部のディスペンスロボットでは、ワークピース上の各ディスペンス位置の高さを測定することができます。Zクリアランスで収集したデータを使って、ワークごとに異なる高さのばらつきを調整することができます。当社のEシリーズ、EVシリーズ、GVシリーズは、いずれも機械式高さ検出を採用しており、ワークに接触して1点ずつ高さを決める装置が必要です。PRO/PROPlusシリーズでは、唯一レーザー高さ検出を採用しています。この高さ検出は、壊れやすい基板に最適で、1回の掃引でワークの複数の点の高さを決定することができます。

チップの検出

ノードソンEFDロボットは、チップの自動調整が可能です。つまり、チップを交換するたびに、システムが再キャリブレーションを行い、X、Y、Zの高さを調整し、不一致を補うことができます。これにより、常に正確なデポジットを提供することができます。

チップ検出器は、PRO/PROPlusシリーズ、EVシリーズ、RVシリーズ、GVシリーズに対応したオプション品です。チップディテクターは、センサーパッドにチップを接触させてチップの高さ位置を検出し、チップディテクターにデポジットしてXY位置を確認し、必要に応じてプログラムを自動調整する仕組みです。

一方、当社のチップアライナーは、当社のEシリーズ、Rシリーズ、RVシリーズに対応しています。チップアライナーは、光学センサーでディスペンスチップの外径と先端を検出します。ギャップ高さの不一致を識別し、自動的にオフセットが適用されます。

ノードソン EFD 卓上型塗布ロボット

1. Eシリーズ自動液剤塗布ロボットは、エントリーレベルのソリューションとして最適です。複雑なパターンでの吐出が可能で、卓上型ディスペンサーからのアップグレードに最適です。
   
   クイックファクト 3軸、ティーチペンダント、150 x 200 mmから570 x 500 mmまでの5つのサイズ、±0.008 mmの位置繰り返し精度、500 / 250 mm/s から 800 / 320 mm/s の速度範囲、駆動システムは3相マイクロステッピングモーターです。ビジョンはありません。




2. EVシリーズ自動液剤塗布ロボットは、Eシリーズと同様にビジョンを搭載しており、部品のアライメントや位置のばらつきが重要なバッチ処理または重要な塗布アプリケーションに理想的なロボットです。このロボットは、ディスペンスサイクルが始まる前に、指定された角度やフィデューシャルマークの位置を特定するため、ディスペンスが始まったときに正確であることを保証することができます。
   
   クイックファクト 3軸、DispenseMotionソフトウェア、150 x 200 mmから570 x 500 mmまでの5つのサイズ、位置繰り返し精度± 0.008 mm、速度範囲500 / 250 mm/s から 800 / 320 mm/s 、駆動システムは3相マイクロステッピングモーターです。Visonはペンシルカメラです。




3. Rシリーズ自動液剤塗布ロボットは、あらゆる次元、あらゆる角度で塗布するために第4軸が必要な場合に最適なソリューションを提供します。これにより、ユーザーは、堆積物の配置や量の精度を犠牲にすることなく、360°回転平面に沿って分注することができます。すべてのディスペンスサイクルにおいて、X軸とY軸に沿って同時に移動し、R軸のみを設定する必要があるため、簡単かつ迅速にプログラミングを行うことができます。
   
   クイックファクト 4軸、Teach Pendant & TeachMotionソフトウェア、300 x 300 mmから620 x 500 mmまでの3つのサイズ、位置繰り返し精度± 0.008 mm、最大速度800 / 320 mm/s、駆動システムは3相マイクロステッピングモーターです。ビジョンはありません。




4. 自動液剤塗布ロボットRVシリーズには、CCDスマートカメラが搭載されており、高さを変えての多点フォーカスが可能です。第4軸は、真の3Dモーションコントロールで複雑な円弧やカーブをナビゲートすることを可能にします。また、単一フィクスチャーの操作により、サイクルタイムとコストを削減することができます。
   
   クイックファクト 4軸、DispenseMotionソフトウェア、300 x 300 mm～620 x 500 mmの3サイズ、位置決め繰り返し精度±0.008 mm、最高速度800 / 320 mm/s、駆動方式は3相マイクロステッピングモーター。視野はCCDスマートカメラ（固定または回転マウント）。




5. PROPlus/PROシリーズ自動液剤塗布ロボットは、精度とシンプルな操作性を追求し、設計・構成されたEFDの最も高度で先進的な自動化システムです。グローバルシャッターを搭載した高精細CCDスマートカメラは、ローリングシャッターシステムにありがちなブレや小さな歪みを排除しています。PROシリーズは、レーザーハイトセンシングを含むクローズドフィードバックループを備えており、部品の高さによって生じる歪みを排除しながら、繊細な基板を損傷から保護します。
   
   クイックファクト 3軸、DispenseMotionソフトウェア、サイズは250 / 250 mmと250 / 220 mmの4種類、位置繰り返し精度はPROシリーズが± 0.004 mm、PROPlusシリーズが± 0.003 mm、最高速度はPROシリーズが500 / 250 mm/s、PROPlusが800 / 250 mm/s、駆動システムはPROシリーズが5相マイクロステッピングモーター、PROPlusシリーズがサーボモーターです。ビジョンは、PROシリーズ、PROPlusシリーズともにCCDスマートカメラを採用。




6. GVシリーズ自動液剤塗布ロボットは、スタンドアローンシステムとして動作するほか、回転テーブルやコンベア式組立ラインにシームレスに組み込むことができます。再現性を犠牲にすることなく、大きなワークエンベロープを必要とする基板を扱う場合に最適なソリューションです。また、ワークの積載量を無制限にすることも可能です。
   
   クイックファクト 3軸、DispenseMotionソフトウェア、サイズは400 / 400 mmと800 / 800 mmの2種類、位置繰り返し精度はG4Vが± 0.02 mm/軸、G8Vが± 0.1 mm/軸、最高速度はG4Vが500 / 320 mm/秒、G8Vが800 / 320 mm/秒で、駆動システムはG4Vが5相マイクロステッピングモーター、G8VがXY軸にサーボモーター、Z軸に5相マイクロステッピングモーターが使われている。ビジョンは、G4Vがペンシルカメラ、G8VがCCDスマートカメラです。

デスクトップ型自動分注システムは、初期投資額が大きいかもしれませんが、精度、生産量の増加、製品不良の減少、そして総合的な能力により、製造ラインに大きな価値をもたらします。当社の分注ロボットなら、数カ月で投資回収できることも少なくありません。

当社のロボットの包括的なリストについては、自動ディスペンスシステム選択ガイドをご覧ください。ご質問や経験豊富なアプリケーションスペシャリストとの会話をご希望の方は、遠慮なく [email protected] までメールにてお問い合わせください。

ジョナサン・ティトーネ

Johnathan Titoneは、ノードソンEFDの オートディスペンスシステム のグローバル プロダクト ライン マネージャーです。 彼は、当社の調剤ロボットがどのように動作し、ユーザーに利益をもたらすかについての専門家です。 ジョナサンは2005年にノードソンEFDに入社し、ブライアント大学でMBAの取得に取り組んでいます。