CN107175937A - 自动地控制液体喷射图案 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分配控制系统，其包括：具有第一侧表面与第二侧表面的框架部件；定位在所述第一侧表面附近的第一传感器部分；以及定位在所述第二侧表面附近的第二传感器部分，第二传感器部分与所述第一传感器部分分隔一距离以允许离开保形涂层机器的分配器的液体喷射流在其间通过；其中第一传感器部分朝向第二传感器部分传递光束以测量离开分配器的液体喷射流，提供了当分配器静止时包围液体喷射流的两个边缘的光束。此外，还提供了相关的方法。

Description

自动地控制液体喷射图案

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年3月11日提交的、标题为“用于自动地控制液体喷射图案的方法与装置”的美国临时申请No.62/306,753的优先权和权益。

技术领域

下面涉及液体分配系统并且更具体地说涉及自动地控制液体喷射图案的实施方式。

背景技术

存在用于将保形涂层涂敷到诸如印刷电路板的多种基板的机器。可以通过分配器以扇状图案来涂敷保形涂层。保形涂层的扇状喷射图案通常地编程为针对特定应用。与编程喷射图案宽度匹配的实际喷射图案宽度对于将保形涂层成功涂敷到基板来说是重要的。存在测量喷射图案宽度的方法，但是包括移动分配器，这会增加应用的宝贵时间，需要另外的编程，并且浪费额外材料。

由此，存在对于用于自动地控制液体喷射图案同时减少分配器的移动以获得喷射图案的实际宽度的装置与方法的需要。

发明内容

第一方面大体上涉及分配控制系统，其包括：具有第一侧表面与第二侧表面的框架部件；定位在第一侧表面附近的第一传感器部分；以及定位在第二侧表面附近的第二传感器部分，第二传感器部分与所述第一传感器部分分隔一距离以允许离开保形涂层机器的分配器的液体喷射流在其间通过；其中第一传感器部分朝向第二传感器部分传递光束以测量离开分配器的液体喷射流，当分配器静止时光束包围液体喷射流的两个边缘。

第二方面大体上涉及保形涂层机器，其具有用于控制离开分配器的喷射图案的宽度的分配控制系统，此分配控制系统包括：具有连接到位于保形涂层机器内的框架部件的第一传感器部分以及第二传感器部分的传感器；以及与分配器可操作地联通的至少一个调节部件，其中通过传感器测量离开分配器的喷射图案以便与期望喷射图案进行比较，此测量是在不移动分配器的情况下发生的。

第三方面大体上涉及自动地控制液体喷射图案的方法，其包括：使分配系统的分配器初始化；从联接到位于保形涂层机器内的框架部件的传感器发射光束；利用通过传感器发射的光束来测量离开分配器的液体喷射图案的实际宽度；将液体喷射图案的实际宽度与液体喷射图案的期望宽度进行比较；确定喷射图案的实际宽度与液体喷射图案的期望宽度相比是不同的；响应于所述确定调节液体喷射图案的宽度，使得液体喷射图案的实际宽度在容许范围内对应于期望的液体喷射图案，其中分配器在此方法过程中保持静止。

构造与操作的前述与其它特征将变得更加容易理解并且通过下面的详细公开结合附图将完全理解。

附图说明

将参照下面的附图详细地描述一些实施方式，其中相同的附图标记指示相同的构件，其中：

图1A描述了分配系统的实施方式的立体图；

图1B描述了分配系统的实施方式的示意图；

图2描述了描绘初始化分配器的方法的流程图；

图3描述了描绘控制/调节喷射图案宽度的方法的流程图；以及

图4描述了分配系统的立体图，其中测量了喷射图案宽度。

具体实施方式

这里通过示例并且非限定地参照附图提供了公开的装置与方法的下文描述实施方式的详细描述。尽管详细地示出与描述了一些实施方式，应该理解的是在不偏离所附权利要求的范围的情况下可以作出多种改变与修改。本公开的范围将决不限于组成部件的数量、其材料、其形状、其相关布置等，并且仅仅作为本公开的实施方式的实例公开。

作为详细描述的前言，应该指出的是，如在此说明书与所附权利要求中使用的，除非上下文另外清楚地指出，单数形式“一个”、“一种”和“此”包括复数的指示对象。

参照附图，图1A和图1B描述了分配控制系统100的实施方式。分配控制系统100的实施方式可以是保形涂层机器的一部分，其中保形涂层涂敷到诸如印刷电路板的基板。例如，分配控制系统100的实施方式可以可操作地附接到机械手、比如桁架机械手，其中分配控制系统100的分配器、比如分配器20的移动是计算机可编程的。分配控制系统100的实施方式可以是液体分配控制和/或调节系统、保形涂层分配器控制系统、液体喷射分配控制器等。如图1B中所示，分配控制系统100的实施方式可以可操作地连接到校准器11与流体供给件12。在示例性实施方式中，校准器11与流体供给件12与包括分配器20的分配组件流体联通。这些部件还可以以助于分配与校准来自分配系统100的分配器的流体的方式被机械地连接。校准器11可以控制、调节、校准如通过分配控制系统100测量的、离开分配器20的流体材料的压力等。校准器11的实施方式可以是气动控制的校准器。在示例性实施方式中，校准器11可以是电气动校准器11。此外，泵可以与流体供给件12连接，其中泵可以操作为实现泵输出量的改变。例如，泵、比如齿轮泵，可以用于提高或降低如通过分配控制系统100测量的通过分配器的泵速。

此外，分配控制系统100的实施方式可以包括框架部件10、分配器20、冲程调节器40、传感器50与容器70。

分配控制系统100的实施方式可以包括框架部件10。框架部件10的实施方式可以包括第一表面14与第二表面15，其中第一表面14与第二表面15可以通过间隙分隔开。此间隙可以是大小与尺寸可以设计为使得分配器20可以适配在其间的开口、空间等。第一表面14与第二表面15可以是从框架部件10的背部构件16延伸的搁板状唇部。框架部件10的实施方式可以是用于安装到分配控制系统100的支架部件。传感器50也可以安装到框架部件10。例如，传感器50的实施方式可以安装到或者另外地联接到搁板14、15的底面。第一表面14与第二表面15中的每个都可以包括可以接近传感器的一个以上的开口17，这可以允许操作者与诸如开关、罩板等的传感器50进行交互。另选地，在第一表面14与第二表面15上的一个或一个以上开口17的实施方式可以是观察通过传感器50显示的信息的窗口。此外，框架部件10的第一表面14与第二表面15的实施方式可以包括引导标识18，其可以助于将分配器20定位在通过传感器50发射的光束的宽度内。例如，操作者可以利用引导标识18将分配器20正确地定位在引导标识18之间以确保通过传感器50发射的光束可以包围离开分配器20的喷射的宽度。在其它实施方式中，将分配器20移动到用于测试喷射宽度(或者将液体喷射涂敷到印刷电路板)的特定坐标中的计算机可编程机械手可以利用一个或一个以上传感器来捕获引导标识18以验证输入到计算机中用于分配器20的布置的坐标是准确的。

仍参照图1A和图1B，分配控制系统100的实施方式可以包括分配器20。分配器20的实施方式可以与流体供给件12流体联通。分配器20可以包括用于将液体分配到诸如印刷电路板的基板上的喷嘴。在示例性实施方式中，分配器20可以是喷头。分配器20可以通过机械手沿着X轴线、Y轴线、与Z轴线移动以将流体喷射分配在基板的期望区域处。此外，分配器20可以移动或另外地定位在框架部件10与传感器20附近以将液体分配到容器70中以便调节/控制液体喷射图案。可以一定图案从分配器20分配液体。此图案可以是液体喷射图案。喷射图案可以是扇形、或扇状图案。当从分配器20分配时，液体的分配图案可以具有宽度。此外，分配系统100的实施方式可以包括冲程调节器40。冲程调节器40的实施方式可以调节分配器20的开孔的尺寸。换句话说，冲程调节器40可以调节、改变、减小、扩大等其中分配流体离开分配器20的分配器20的开口的面积。在一些实施方式中，可以手动地调节、控制冲程调节器40。在其它实施方式中，可以经由联接到控制器或计算机处理器的伺服电机与线性致动器来自动地控制冲程调节器40。

此外，分配控制系统100的实施方式可以包括容器70。容器70的实施方式可以在第一表面14与第二表面15之间联接到框架部件10。容器70可以经由L状或直角支架安装到框架部件的背部构件16。在一些实施方式中，容器70可以直接联接到框架部件10的背部构件16。在示例性实施方式中，容器70可以联接到框架部件使得当分配器20移动到适当位置中时容器70定位在分配器20下方以收集分配流体。容器70的实施方式可以是排水盘、收集盘、盘、排水杯、收集杯、井、凹入室、壶、杯、盆，或者能够收集与保持分配流体的任何容器。容器70还可以具有附接至其的排放管线，以便在一定数量液体喷射分配到容器70中之后来排放收集杯。如在下文中非常详细描述的，容器70的实施方式可以构造为收集在测量与调节程序过程中分配的流体。特别地，容器70可以收集当确定喷射图案的实际宽度是否与用于期望应用的期望的、预编程图案相应时分配的流体。在此程序过程中，诸如PCB或者其它基板的目标，可以不沿着框架部件10定位，从而流体进入容器70中以便容易清洗机器。在另选实施方式中，分配器20可以将液体喷射分配在保形涂层机器的不同位置处的目标上，并且可以达至框架部件10附近以便测试/验证喷射图案的实际宽度与编程的喷射图案宽度相应。

通过继续参照图1A，分配系统100的实施方式可以包括传感器50。传感器50的实施方式可以测量从分配器20分配的流体的喷射图案的一个或一个以上特征。例如，传感器50可以测量液体喷射图案的宽度。传感器50的实施方式可以通信地联接到保形涂层机器的计算系统或定位在框架部件10上的机载计算机，以便经由通信网络或者串行总线线路传送通过传感器50获得的结果。传感器50可以包括发射器51与接收器52。发射器51可以面向接收器52，其中发射器朝向接收器52发射光束或光路径。传感器50的发射器51可以布置在离开分配器20的液体喷射的第一侧上，而接收器52可以布置在离开分配器20的液体喷射的相对的、第二侧上。在示例性实施方式中，传感器50的发射器51可以布置在框架部件10的第一表面14下方，位于框架构件10的背部构件16附近或与框架构件10的背部构件16接触。同样地，接收器52可以布置在框架部件10的第二表面15下方，位于框架构件10的背部构件16附近或与框架构件10的背部构件16接触。此布置可以被颠倒，使得发射器51位于第二表面15下方，同时接收器52位于第一表面14下方。窗57，比如玻璃插入件或其它光学透明表面可以布置在发射器51与接收器52前面，以保护传感器50部件免受液体喷射、尘土、碎屑等的喷溅。此外，传感器50的实施方式可以是数字激光传感器、激光测量传感器、激光通过光束传感器(laser through-beam sensor)、激光CCD测微计等。发射器51的实施方式可以传送、发射、引导或者另外地致使光束沿着平行于框架部件10的水平路径朝向接收器52行进。可以致使光束、比如平面激光束穿过由分配器分配的液体喷射图案以测量分配液体的特征。

另外参照图2-图3，现在可以描述初始化方法200与调节方法300。如图2中描述的，可以根据特定方法200来初始化分配控制系统100。例如，初始化方法200可以起始于将分配器20移动到用于测量与调节喷射图案的位置中(如果需要的话)。如图3中描述的，在初始化之后，调节方法300可以实施为自动地控制喷射图案的宽度。

现在参照图2，初始化步骤的实施方式可以包括以下步骤。首先，步骤201开始初始化方法200以初始化如在步骤202处示出的分配器程序。分配器程序可以通过操作者被预先编程，并且可以根据期望应用、所使用的流体、基板条件等进行改变。一旦分配器程序被初始化，则分配器20可以移动到适当位置。此位置可以是X、Y传感器位置。此外，此位置可以是沿着X轴线或Y轴线的位置。操作者可以对在步骤203a处示出的该位置进行编程。接下来，在步骤204处发现分配器20的Z轴线位置，并且随后在步骤205处分配器20可以沿着Z轴线移动。分配器20可以沿着Z轴线移动直到在步骤206处示出的通过分配器20的存在来触发传感器50(或者单个传感器)。一旦分配器20不再需要沿着Z轴线移动，就在步骤207处记录Z位置。在Z位置被记录之后，初始化方法200可以是完成的，如在步骤208处示出的。

响应于初始化方法200的完成，可以实施用于自动地控制液体喷射图案的方法。可以在不首先执行初始化方法200的情况下实施方法300。方法300可以在步骤301处开始，以便在步骤302处调节喷射图案扇形宽度。在步骤303处，分配器20可以进一步移动到X、Y、Z位置；然而，分配器20可以无需从通过初始化步骤确定的位置进行移动。在此点处，在步骤303a处，或者先前任意点处，操作者可以将分配高度与扇形宽度信息编程、输入、键入到与分配控制系统100联接的计算装置中。例如，操作者可以对期望的喷射图案信息、比如离开分配器20并且与诸如PCB的基板接触的液体的期望高度与宽度进行编程。喷射图案信息可以与离开分配器20的液体流的宽度相关，并且当布置在基板上时还可以与流体的期望高度相关。相应地，期望的喷射图案特征可以在这里定义为期望的喷射图案。

此外，当分配器20不移动时，分配器20可以被施加脉动以分配一定量的液体，如在步骤305处所示。换句话说，当通过传感器50测量液体喷射时，分配器20，与联接到分配器20的端部效应器或分配头/基部，可以保持静止。在方法300的实施过程中从分配器20分配的液体的喷射图案可以限定为实际喷射图案。为确保实际喷射图案匹配、对应或者在期望喷射图案的可容许范围内，如在步骤305处所描述的，可以测量液体流。

可以通过传感器50执行此测量。通过进一步参照图4，可以通过传感器50测量实际图案。特别地，传感器50的发射器51可以朝向定位在框架部件10的单独一侧上的接收器51来发射光束55，比如多波长激光。光束55可以具有精确地准确确定的宽度，其可以大于离开分配器20的分配的液体流30的宽度。当分配器不移动时通过分配器20分配的液体可以通过如图4中所示的传感器50的光束55。由56描述的区域表示由于光束55中液体图案30的存在而未被接收器52接收的光。传感器50可以计算从发射器51到接收器52的光的接收部分的宽度以确定喷射图案30的实际宽度。由此，激光自由区域56的宽度可以确定为分配器20的液体喷射图案30的实际宽度。

在方法300的步骤306处，实际喷射图案30与期望喷射图案进行比较。例如，联接到分配控制系统100的计算系统的处理器和/或与包含分配控制系统100部件的保形涂层机器相关的计算系统的处理器可以将从传感器50接收的数据(例如，代表液体喷射图案30的宽度的物理测量结果的数学上的数量)与作为用于特定应用的期望宽度的、被键入/输入/编程到计算装置中的值进行比较。如果实际宽度不等于期望宽度(或者距期望宽度在可接受的容许范围内)，则处理器根据设置为调节流体流速的算法执行流体流速调节步骤，如在步骤306a处所示的。步骤306a包括调节流体流速(如果需要的话)，以使实际喷射宽度更接近期望喷射宽度。可以通过操纵、致动、控制至少一个调节部件来自动地实现调节流体流速。至少一个调节部件可以是校准器11、泵、或冲程调节器40。在一个实施方式中，可以通过调节、控制、改变压力来调节喷射图案30的流体流速。可以通过可操作地连接到分配系统100的校准器11来调节和/或调整压力。压力可以调节为减小或增加喷射图案的宽度以使实际喷射图案更接近期望喷射图案。在另一个实施方式中，可以通过增加泵速来调节液体流30的流体流速。可以通过与流体供给件12连接的泵、比如齿轮泵来增加泵速，其中离开分配器20的流体的速度或速率增加了。在又一个实施方式中，可以通过调节、改变、减小、扩大分配器20的开孔来调节分配流体30的流体流速。可以通过冲程调节器40来调节分配器20的开孔。一旦实际喷射图案等于，或者位于可接受容许范围内，就在步骤307处记录压力，并且调节方法300是完整的方法300。相应地，可以自动地控制液体喷射图案。

在方法300中描述的测量步骤过程中，分配器20可以不移动，并且保持静止。由于传感器50的位置以及类型，当分配液体通过传感器50的光束55时，无需调节或移动分配器20。换句话说，在无需移动分配器20(或者液体流30)的情况下，通过传感器、比如传感器50来确定/测量诸如宽度的喷射图案特征。可以通过单程光束55来探测及测量液体喷射图案30的全部宽度，使得沿着X、Y或Z轴线的不移动是为框架部件10或者分配器20或者联接到分配器20的端部效应器所需的。如果液体喷射图案30是扇状，那么在无需使分配器20移位的情况下，扇状喷射图案的边缘可以被单光束55包围。相应地，分配控制系统100的实施方式可以测量实际喷射图案，将实际喷射图案与期望或预编程喷射图案进行验证/比较，并且当端部效应器、阀头和/或分配器20保持静止时，调节多个部件以影响或控制液体喷射图案。可以在无需移动分配器20的喷嘴或者分配器20的情况下，通过光源来测量液体喷射流30的两个边缘。换句话说，传感器50与分配器20可以是静止的以执行液体喷射图案30的测量，节省用于应用的宝贵时间，减少保形涂层机器的编程，以及节约额外材料。

尽管已经结合上面概括的特定实施方式描述了本公开，对于本领域中的技术人员将会明显的是多个另选、修改和变形是显而易见。相应地，如上面阐述的本公开的优选实施方式旨在是描述性而不是限制性的。在不偏离如通过下面权利要求所要求的本发明的精神与范围的情况下可以进行多种改变。此权利要求提供了本发明的覆盖的范围并且不应限于这里提供的特定实例。

Claims (20)

1.一种分配控制系统，其包括：

框架部件，其具有第一侧表面与第二侧表面；

第一传感器部分，其定位在所述第一侧表面附近；以及

第二传感器部分，其定位在所述第二侧表面附近，所述第二传感器部分与所述第一传感器部分分隔一距离以允许离开保形涂层机器的分配器的液体喷射流在其间通过；

其中，所述第一传感器部分朝向所述第二传感器部分传递光束以测量离开所述分配器的液体喷射流，当所述分配器静止时所述光束包围所述液体喷射流的两个边缘。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，当测量全部液体喷射流时所述第一传感器部分与所述第二传感器部分是静止的。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测量的液体喷射流与期望的液体喷射流进行比较。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述测量的液体喷射流调节为更接近所述期望的液体喷射流。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二传感器部分接收从所述第一传感器部分发射的光束，并且在其中没有光被所述第二传感器部分接收到的区域的宽度与所述液体喷射流的宽度相应。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述液体喷射流的边缘包括最接近所述框架部件的第一边缘以及最远离所述框架部件的第二边缘。

7.一种保形涂层机器，其具有用于控制离开分配器的喷射图案的宽度的分配控制系统，所述分配控制系统包括：

传感器，其具有连接到位于所述保形涂层机器内的框架部件的第一传感器部分以及第二传感器部分；以及

至少一个调节部件，其与所述分配器可操作地联通；

其中，通过所述传感器测量离开所述分配器的喷射图案以便与期望喷射图案进行比较，所述测量是在不移动所述分配器的情况下发生的。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，当实际喷射图案与所述期望喷射图案不同时，所述至少一个调节部件调节分配液体的流体流速。

9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述至少一个调节部件是校准器、泵、或冲程调节器。

10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述至少调节部件操纵所述分配器的开孔的面积以控制所述喷射图案的宽度。

11.根据权利要求7所述的系统，其中，当测量全部液体喷射流时所述第一传感器部分与所述第二传感器部分是静止的。

12.根据权利要求7所述的系统，还包括联接到所述框架部件的背部构件的容器，所述容器构造为收集离开所述分配器的喷射图案。

13.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第二传感器部分接收从所述第一传感器部分发射的光束，并且在其中没有光被所述第二传感器部分接收到的区域的宽度与所述液体喷射图案的实际宽度相应。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述光束包围最靠近所述框架部件的所述液体喷射图案的第一边缘以及最远离所述框架部件的第二边缘。

15.一种自动地控制液体喷射图案的方法，其包括：

使分配系统的分配器初始化；

从联接到位于保形涂层机器内的框架部件的传感器发射光束；

利用通过所述传感器发射的光束来测量离开所述分配器的液体喷射图案的实际宽度；

将液体喷射图案的实际宽度与液体喷射图案的期望宽度进行比较；

确定喷射图案的实际宽度与液体喷射图案的期望宽度相比是不同的；以及

响应于所述确定调节所述液体喷射图案的宽度，使得所述液体喷射图案的实际宽度在容许范围内对应于期望的液体喷射图案，其中所述分配器在所述方法过程中保持静止。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，调节包括至少一个调节部件调节分配液体的流体流速。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述至少一个调节部件是校准器、泵、或冲程调节器。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，调节至少包括调节部件操纵所述分配器的开孔的面积以控制喷射图案的宽度。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，测量包括当所述分配器静止时通过由所述传感器发射的单光束来探测所述液体喷射流的第一边缘和第二边缘。

20.根据权利要求15所述的方法，其中，与所述保形涂层机器相关联的计算装置的处理器实施所述方法。