自動ディスペンサー・UV硬化装置の概要

自動ディスペンサー・UV硬化装置は、接着剤の塗布・供給工程とUV照射による硬化工程を1台のシステムに統合した自動化ソリューションです。製品上の指定された位置や形状に対して、設定した量の接着剤を高精度に塗布した後、製品を自動的にUV照射エリアへ搬送し、設定された時間内で接着剤を硬化させます。2つの工程を1台の装置に統合することで、手作業を削減し、処理時間を短縮するとともに、接着剤の塗布から硬化までの工程安定性をより高いレベルで管理することが可能です。

製品の形状、使用する接着剤の種類、生産ラインの要求条件に応じて、CNC VINAでは、ディスペンス機構、治具（Jig）、製品搬送機構、UV照射・硬化システムなどを最適に構成し、お客様の用途に合わせた装置を設計・製造することが可能です。

これは、電子機器、電気機器、自動車、産業用部品など、UV接着剤を使用した接着、シーリング、部品固定工程を必要とするさまざまな生産・組立ラインに適した自動化ソリューションです。

自動ディスペンサー・UV硬化装置の概要

多くの製造工程では、接着剤の塗布と硬化をそれぞれ別の設備で行うか、作業者による手作業で対応しています。このような方法では、サイクルタイムが長くなるだけでなく、接着剤の塗布量や塗布位置にばらつきが生じる可能性があり、製品間で安定した品質を維持することが難しくなる場合があります。

CNC VINAの自動ディスペンサー・UV硬化装置は、これらの工程を一つの連続した自動化プロセスとして統合できるように設計されています。製品を治具（Jig）に正確に固定した後、ディスペンスシステムがあらかじめ設定された塗布位置、軌跡、塗布量に従って接着剤を自動供給・塗布します。接着剤の塗布が完了すると、製品はUV照射エリアへ自動搬送され、接着剤を硬化させた後、製品取り出し位置へ戻ります。

お客様の用途や生産条件に応じて、装置にはエアシリンダ、ステッピングモーター、ベルト駆動、ミニロボットなど、さまざまな自動搬送・駆動機構を採用することが可能です。最適な駆動方式は、製品形状、接着剤を塗布する軌跡、必要な位置決め精度など、各アプリケーションの要求条件に基づいて選定します。

特にCNC VINAでは、お客様ごとの実際の生産条件や要求仕様に合わせて、装置を設計・製造しています。装置サイズ、作業ステーション数、治具（Jig）、ディスペンスヘッド、製品搬送方式、制御システム、UV照射ユニットなどを、生産ラインの仕様や設置環境に応じて柔軟にカスタマイズすることが可能です。

自動ディスペンサー・UV硬化装置の構成

装置フレーム・ワークテーブル

装置フレームにはアルミ構造材を使用し、ワークテーブルにはアルミプレート、または必要な荷重・剛性に応じた適切な構造を採用します。この構造により、装置の安定した動作を確保するとともに、設置・調整および生産ラインへの組み込みを容易にします。

装置全体の寸法は、製品サイズ、ディスペンス機構のストローク、UV照射ユニットのサイズ、およびお客様の工場における設置スペースなどを考慮して設計します。

製品位置決め用治具（Jig）

治具（Jig）は、接着剤の塗布工程およびUV照射エリアへの搬送時に、製品を正確に位置決めし、安定した状態で保持する役割を担います。製品ごとに専用設計する主要コンポーネントの一つであり、作業サイクル全体を通して製品を所定の位置に正確に保持できるよう設計します。

特殊な形状や複雑なプロファイルを持つ製品については、治具をクイックチェンジ式に設計することも可能です。これにより、段取り作業や製品切り替えをスムーズに行うことができます。

また、円形の軌跡に沿って接着剤を塗布する用途では、治具に回転機構を組み込み、設定されたディスペンス軌跡に沿って製品を回転させることが可能です。

接着剤ディスペンスユニット

ディスペンスユニットは、指定された位置および形状に沿って接着剤を正確に供給・塗布するための機構です。ディスペンスヘッドはブロックに取り付け、エアシリンダ、ストッパー、または用途に応じた適切な駆動機構によってZ軸方向へ移動させることができます。

製品の特定のプロファイルに沿って接着剤を塗布する場合には、ディスペンスヘッドまたは製品自体をX/Y軸方向に制御することが可能です。要求される速度や位置決め精度に応じて、ステッピングモーター＋ベルト駆動、IAIアクチュエータ、その他同等のモーション機構を採用できます。

円形のプロファイルを持つ製品、例えば一部のスピーカー用振動板、スピーカー部品、または外周に沿って接着剤を塗布する必要がある部品については、治具に回転機構を組み込み、ディスペンス動作と同期させることが可能です。この構成により、製品形状に沿った均一で安定した接着剤ビードを形成できます。

接着剤ディスペンス制御システム

Glue Controllerは、接着剤の供給・塗布工程を制御および管理するためのシステムです。接着剤の特性や製品ごとの要求条件に応じて、吐出時間、エア圧力、その他の関連する運転条件を設定することができます。

装置仕様に応じて、空圧レギュレーター、タイマー、制御回路、PLCなどを組み合わせ、装置全体の動作サイクルを制御します。ディスペンス条件を適切に管理することで、各サイクルにおける接着剤の吐出状態を安定させ、作業者の操作によるばらつきを低減することができます。

UV照射・接着剤硬化ユニット

接着剤の塗布工程が完了すると、製品はUV照射エリアへ搬送されます。UVユニットは、UV硬化型接着剤に対して紫外線を照射し、硬化反応を促進します。UV照射チャンバーは外部の作業エリアから分離した構造とし、保護カバーや安全対策構造を組み合わせることで、周囲へのUV光の漏洩を抑制します。これにより、装置運転時の安全性を高めるとともに、生産ラインへの設備統合にも適した構成とすることができます。UVユニットの光源、照射位置、UV光源と製品との距離、照射時間などの各種条件は、使用する接着剤の種類および要求される硬化条件に基づいて選定します。

搬送（Transfer）・製品移載機構

Transferユニットは、接着剤の塗布完了後、治具と製品をディスペンスエリアからUV照射チャンバーへ搬送する役割を担います。UV照射サイクルが完了すると、製品を初期位置へ戻し、作業者による取り出し、または次工程への搬送を行います。搬送工程を自動化することで、中間的な手作業を削減し、安定した作業シーケンスを維持できます。また、コンベヤ、ロボット、その他の自動化設備との連携も容易になり、生産ライン全体の自動化に対応できます。

装置の動作原理

自動ディスペンサー・UV硬化装置は、製品の位置決め、接着剤の塗布、UV照射エリアへの搬送、接着剤の硬化までを一連の自動サイクルで行います。まず、作業者が製品に適した専用治具（Jig）へ対象ワークをセットします。治具ユニットを装置のワークテーブル上に配置し、製品を所定の作業位置に正確に位置決めします。

装置がスタート信号を受けると、ディスペンス機構があらかじめプログラムされた位置へ移動します。Glue Controllerは、設定された条件に基づいて接着剤の吐出・塗布を制御します。ディスペンスヘッドは製品のプロファイルに沿って移動するほか、治具の回転機構と連動することで、連続的かつ安定した接着剤ビードを形成することができます。接着剤の塗布が完了すると、Transfer機構が治具と製品をUV照射チャンバー内へ搬送します。UV光源を設定された時間だけ照射し、接着剤層を硬化させます。硬化サイクルが完了するとUV光源が停止し、製品は取り出し位置へ戻されます。作業者が処理済みの製品を取り出して次の製品に交換し、次の生産サイクルを開始します。

高度な自動化が求められる生産ラインでは、CNC VINAがロボット、コンベヤ、前後工程の設備などと連携可能なシステムを設計・製造し、一連の工程を連続した自動生産プロセスとして構築することが可能です。

自動ディスペンサー・UV硬化装置の用途

本装置は、高精度な接着剤塗布とUVによる迅速な硬化を必要とするさまざまな製造工程に使用できます。

電子機器の製造分野では、PCB上の電子部品や各種部品の固定、複数の部品・アセンブリ間の接着ポイントの形成、高い安定性が求められる接着工程などに使用することが可能です。また、部品間の隙間、溝、接合部などに接着剤を塗布するシーリング工程にも対応できます。設定されたプロファイルに沿って接着剤を正確に塗布した後、UV光を照射して接着剤を硬化させることで、短時間で接着・シーリング工程を完了させることができます。

円形の軌跡や複雑なプロファイルに沿って接着剤を塗布する必要がある製品については、ディスペンスヘッドと治具のモーション機構を連動させ、あらかじめプログラムされた軌跡に沿って接着剤を塗布することが可能です。これにより、製品形状に合わせた高精度かつ均一な接着剤ビードを安定して形成できます。