CN108970826B - 喷嘴、材料分配系统以及从喷嘴施加材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种喷嘴、材料分配系统以及从喷嘴施加材料的方法。所述喷嘴通过分配孔口将材料分配到衬底上，所述材料例如是粘合剂、底涂剂、油漆或其它涂料。所述喷嘴所提供的喷射图案至少部分地限定所述材料到所述衬底上的施加图案。与所述喷嘴成一体式的空气遮罩孔口或单独的喷嘴排出加压气体的遮罩流。所述遮罩流朝向所述衬底投射，以辅助限制所述材料施加到所述衬底上的施加线以外。所述空气遮罩孔口和所述分配孔口能够相对于所述衬底和/或所述施加线移动，以使得所述遮罩流提供对正在施加的所述材料的屏障。

Description

喷嘴、材料分配系统以及从喷嘴施加材料的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年5月31日提交的名称为“空气遮罩喷嘴(Air Mask Nozzle)”的美国临时申请62/513,134的优先权。前述申请的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种喷嘴、材料分配系统以及从喷嘴施加材料的方法。
背景技术
例如粘合剂、油漆、染料或涂料的材料可利用喷射动作而施加到衬底上。喷射动作可部分地通过选择从喷嘴发出的喷射图案进行控制。基于多种因素，例如材料特征(例如，黏度)、压力、体积、时间、与衬底相距的距离等等，喷射图案在覆盖范围方面可发生变化。因为喷射图案的这一可变性，实体地覆盖衬底中并不意图接收材料的部分已用于防止过度喷射，并且被称为遮罩。
发明内容
本文中的各方面设想一种从具有空气遮罩孔口和分配孔口的喷嘴施加材料的方法。方法包含：相对于材料将从分配孔口施加到的衬底定位喷嘴，并接着从分配孔口分配材料。在从分配孔口分配材料时，方法还包含从空气遮罩孔口排出气体。对准轴线延伸通过喷嘴的空气遮罩孔口和分配孔口。换句话说，对准轴线在载体流的起点和遮罩流的起点之间延伸。方法继续进行，沿着衬底的施加线移动喷嘴，以使得对准轴线以75度到105度的角度范围内的角度与施加线相交，同时从分配孔口分配材料且从空气遮罩孔口排出气体。
另一方面设想一种喷嘴，所述喷嘴包括分配孔口，所述分配孔口居中定位在喷嘴上，并且通过穿过喷嘴的加压流体流在分配孔口处有效地分配材料。喷嘴还包含空气遮罩孔口，所述空气遮罩孔口在外围相对于分配孔口定位在喷嘴上，并且在空气遮罩孔口处有效地排出穿过喷嘴的加压流体流。空气遮罩孔口在水平面中的截面积小于分配孔口在水平面中的截面积。
提供这一发明内容是为了阐明在下文以完整细节提供的方法和系统的范围，但不限制所述范围。
附图说明
在此参考附图详细描述本发明，其中：
图1描绘根据本发明的各方面的具有空气遮罩孔口的示范性喷嘴的透视图。
图2描绘根据本发明的各方面的图1的喷嘴的侧视图。
图3描绘根据本发明的各方面的图2的喷嘴沿着切割线3-3的截面视图。
图4描绘根据本发明的各方面的图1的喷嘴的仰视图。
图5描绘根据本发明的各方面的利用图1的喷嘴的示范性系统。
图6描绘根据本发明的各方面的空气遮罩孔口已启动的喷嘴的截面。
图7描绘根据本发明的各方面的具有空气遮罩孔口的喷嘴沿着施加线移动的示范性序列。
图8到图11描绘根据本发明的各方面的替代性空气遮罩孔口配置。
图12描绘根据本发明的各方面的在分配孔口的共同侧上具有作用中空气遮罩孔口和辅助气刀的喷嘴。
图13描绘根据本发明的各方面的在分配孔口的相对侧上具有作用中空气遮罩孔口和辅助气刀的喷嘴。
图14描绘根据本发明的各方面的从具有空气遮罩孔口的喷嘴施加材料的示范性方法。
图15描绘根据本发明的各方面的从分配孔口分配材料和从空气遮罩孔口排出气体的方法。
图16描绘根据本发明的各方面的具有分配孔口的第一喷嘴和具有空气遮罩孔口的第二喷嘴。
图17描绘在距一或多个喷嘴某一距离处具有说明性衬底表面的图16的第一喷嘴和第二喷嘴。
图18描绘根据本发明的各方面的其中第一喷嘴具有任选的物理遮罩延伸部和任选地一体式空气遮罩孔口的图16的第一喷嘴和第二喷嘴。
图19描绘根据本发明的各方面的具有分配孔口的另一第一喷嘴和具有空气遮罩孔口的第二喷嘴。
图20描绘根据本发明的各方面的具有分配孔口的又一第一喷嘴和具有空气遮罩孔口的第二喷嘴。
图21描绘根据本发明的各方面的具有与其相关联的物理遮罩的第一喷嘴。
图22描绘根据本发明的各方面的其中第一喷嘴具有任选的物理遮罩延伸部的图16的第一喷嘴和第二喷嘴以及任选地第三喷嘴的形式。
图23描绘根据本发明的各方面的图22的第一喷嘴和第三喷嘴的由下而上的视图。
附图标号说明
3-3：切割线；
100：喷嘴；
102：分配孔口；
103：递送机构；
104：分配直径；
105：远端；
106：远侧表面；
108：距离；
110：对准轴线；
112：横轴；
202：空气遮罩孔口；
202'：定向；
202”：定向；
203：空气遮罩孔口；
204：遮罩直径；
500：鞋类物品；
502、502'：施加线；
504：覆盖区域；
506：材料流；
508：遮罩流；
510：机械手臂；
512：视觉系统；
514：计算装置；
516：流体耦合；
518：流体源；
520：材料源；
602：材料流；
604：遮罩流；
606：距离；
608：距离；
610：距离；
X：距离；
Y：距离；
700：序列；
702、702'、702”：对准轴线；
704：垂直；
710、712、714、716、718、720、722、724、726、728、730：位置；
800：配置；
802：距离；
900：配置；
902：空气遮罩孔口；
904：距离；
1000：配置；
1002：空气遮罩孔口；
1004：距离；
1100：配置；
1201：衬底；
1202：气刀；
1204：出口孔口；
1206：遮罩流；
1208：过度喷射；
1210：过度喷射；
1500：方法；
1502：框；
1504：框；
1506：框；
1508：框；
1602：第一喷嘴；
1604：第二喷嘴；
1606：分配孔口；
1608：空气遮罩孔口；
1610：喷射流；
1612：空气遮罩孔口；
1614：空气遮罩流；
1616：衬底；
1618：衬底表面；
1620：分配轴线；
1622：遮罩轴线；
1624：相交点；
1626：相交点；
1628：角度；
1702：远侧表面；
1704：衬底表面；
1706：距离；
1708：相交点；
1802：物理遮罩延伸部；
1804：远端；
1806：衬底表面；
1808：距离；
1810：主要表面；
1902：第一喷嘴；
1904：第二喷嘴；
1906：分配孔口；
1908：材料流；
1910：空气遮罩孔口；
1912：空气遮罩流；
1914：物理遮罩；
1920：空气遮罩孔口；
2002：第一喷嘴；
2004：第二喷嘴；
2006：分配孔口；
2008：材料流；
2010：空气遮罩孔口；
2012：空气遮罩流；
2102：喷嘴；
2104：材料流；
2106：物理遮罩；
2108：突出表面；
2202：物理遮罩；
2210：空气遮罩孔口；
2212：空气遮罩；
2214：第三喷嘴；
2216：供应线路；
2218：源；
2220：主要表面；
2222：辅助表面；
2224：孔口；
2226：流体；
2228：角度；
2230：偏移距离；
2232：轴线。
具体实施方式
喷嘴将喷射材料射向预期目标处。例如，喷嘴将用于雾化或推动例如墨水、油漆、粘合剂或其它液体或粉末材料的材料的呈流体流形式的压缩空气有效地射向目标处。传统的喷嘴包括空气帽(air cap)。空气帽是可负责限定喷射图案的组件。
一些空气帽被称为外部混合喷射帽。外部混合喷射帽在极为接近喷射材料的输出处包含排出所限定的流中与喷射材料(例如，墨水、油漆、粘合剂、底涂剂)相互作用的压缩空气的一连串喷口。喷射材料和所限定的空气流之间的交互作用将喷射材料作为载体流朝向目标传递。喷射材料通常通过空气流进行雾化以传递到目标。喷射线从空气帽延伸到目标。喷射线限定喷射图案形成所绕着的轴线。因为当材料沿着喷射线从空气帽延伸时，喷射图案可从喷射线径向向外延伸，所以喷射线将用作施加源(例如，喷嘴)和目标之间的直线的参考物。
外部空气帽还可包括空气喇叭(air horn)。空气喇叭以相对于喷射线成某一角度的方式排出压缩流体流(例如空气)，以对载体流进行塑形(即，对喷射图案进行塑形)。空气喇叭流在喷射材料通过载体流雾化的几毫米范围内与喷射线相交。此相交点、相交角度、空气喇叭流中的流体的相对体积以及空气喇叭流中的流体的相对速度都可以影响载体流所产生的喷射图案。
其它空气帽被称为内部混合空气帽。在从喷嘴排出喷射材料之前，内部混合空气帽在喷嘴内对喷射材料进行雾化。这和外部混合空气帽大不相同，外部混合空气帽在从空气帽排出喷射材料之后对喷射材料进行雾化。
尽管在实践中各种空气帽已经被用于特定喷射图案，但是传统上已经出现在极为接近喷射材料从喷嘴排出的点或其中喷射材料已经通过载体流雾化的点(例如，相距1-5毫米)处对喷射图案进行调整。例如，外部混合空气帽的空气喇叭流对空气流施加影响以对所得喷射图案进行塑形，但是空气喇叭流和载体流的交互作用出现在极为接近喷射材料雾化点(例如，相距1-5毫米)处。
尽管例如通过使用空气喇叭的传统喷射图案形成提供了对喷射材料沉积位置的宏观水平控制，但是在示范性方面中，还可实施对喷射材料沉积的额外控制。例如，本文中的各方面设想一种沿着在待喷射的衬底附近或在衬底处与载体流相交的方向排出空气流、遮罩流的空气遮罩孔口。在示范性方面中，空气遮罩孔口形成在空气遮罩孔口和衬底处的相交点之间延伸的遮罩轴线。圆柱形空气遮罩孔口的遮罩轴线与延伸通过圆柱形空气遮罩孔口的圆形横截面的原点的圆柱体体积的纵向轴线轴向对准。在一方面中，遮罩轴线与喷射轴线基本上并行(例如，在10度范围内)。在又一方面中，遮罩轴线与喷射轴线平行。遮罩流充当限制或阻止材料通过载体流传送从而延伸通过遮罩流的遮罩。换句话说，设想遮罩流提供用于控制衬底处的喷射图案的屏障，其提供的控制和有效性程度比传统的喷嘴或空气喇叭配置高。
本发明的各方面设想一种从喷嘴施加材料的方法。方法包括：相对于材料(例如，粘合剂、着色剂和底涂剂)将从喷嘴的分配孔口施加到的衬底定位喷嘴。方法包含从分配孔口分配材料。分配轴线在分配材料的方向上延伸通过分配孔口(例如，在沿着材料流方向延伸于喷嘴和衬底之间的线上)。在从分配孔口分配材料的同时，方法还包含从空气遮罩孔口排出气体。空气遮罩孔口可为不同喷嘴，或与包括分配孔口的喷嘴相同的喷嘴。遮罩轴线在朝向衬底排出气体的方向上延伸通过空气遮罩孔口(例如，在沿着气体流方向从空气遮罩孔口延伸到衬底的线上)。在本实例中，对准轴线延伸通过分配孔口和空气遮罩孔口(例如，对准轴线相交于分配轴线和遮罩轴线)。在分配材料和排出气体时，例如通过受计算系统控制的多轴机械手沿着衬底的施加线移动喷嘴，以使得分配轴线与遮罩轴线在衬底的衬底施加表面的5厘米(例如，5厘米上下)内相交。
本文中的另一方面设想一种从具有空气遮罩孔口和分配孔口的单喷嘴施加材料的方法。方法包含：相对于材料(例如，粘合剂、底涂剂、油漆和染料)将从分配孔口施加到的衬底(例如，鞋类物品的组件或任何材料，所述材料例如是针织、纺织、编织、无纺材料)定位喷嘴，并接着从分配孔口分配材料。在从分配孔口分配材料时，方法还包含从空气遮罩孔口排出气体。对准轴线延伸通过喷嘴的空气遮罩孔口和分配孔口。换句话说，对准轴线在载体流的起点和遮罩流的起点之间延伸。方法继续进行，沿着衬底的施加线移动喷嘴，使得对准轴线以75度到105度的角度范围内的角度与施加线相交，同时从分配孔口分配材料且从空气遮罩孔口排出气体。
另一方面设想一种喷嘴，所述喷嘴包括分配孔口，所述分配孔口居中定位在喷嘴上，并且通过穿过喷嘴的加压流体流在分配孔口处有效地分配材料。喷嘴还包含空气遮罩孔口，所述空气遮罩孔口在外围相对于分配孔口定位在喷嘴上，并且在空气遮罩孔口处有效地排出穿过喷嘴的加压流体流。空气遮罩孔口在水平面(例如，垂直于载体流、遮罩流的平面)中的截面积小于分配孔口在水平面中的截面积(例如，在水平面中，空气遮罩孔口的截面积是分配孔口的截面积的50％、35％、25％、15％或10％)。
图1描绘根据本发明的各方面的具有空气遮罩孔口202和分配孔口102的喷嘴100的透视图。尽管大体上描绘了内部混合帽，但是预期还可结合本文所提供的概念使用外部混合帽。喷嘴100可附连到喷射装置，例如喷胶枪。喷射装置可具有控制来自一或多个孔口的气流的一或多个控制件，例如阀，所述气体例如诸如加压空气的加压气体。例如，第一阀可有效地控制从任选的空气遮罩孔口202排出的气体的体积、压力和/或速度。类似地，例如阀的控制件可控制来自分配孔口102的喷射材料和/或加压流体的体积、压力和/或速度。分配孔口102和空气遮罩孔口202的控制件可合作或独立地进行操作。例如，在喷射材料的一些施加中，遮罩流(即，从空气遮罩孔口202排出的气体)可打开，并且它可关闭，这取决于喷嘴100相对于衬底的位置。换句话说，在一些方面中，预期控制遮罩流的控制件可允许遮罩流在一些位置中形成遮罩(例如，沿着鞋类物品组件上的周界或咬合线)，同时在其它位置中不形成遮罩(例如，意在实现喷射材料覆盖的内部部分)。
尽管图1出于说明的目的描绘具有分配孔口和空气遮罩孔口两者的单喷嘴，但是预期空气遮罩孔口和分配孔口可实体地接合或实体地彼此独立的不同喷嘴中，例如在下文中图16到图20中所描绘。因此，尽管本文中的各方面说明单喷嘴，但是预期结合单喷嘴论述的特征和局限性可同等地适用于多喷嘴方法，并且可用多喷嘴方法来设想。类似地，结合多喷嘴实施方案论述的特征和局限性可同等地适用于单喷嘴方法，并且可用单喷嘴方法来设想。
在图1的实例中，预期喷嘴100可定位在接近处于工具路径(tool path)中的第一位置的衬底处(例如，相距5毫米到1米)。启动控制件以允许从分配孔口102将材料分配到衬底。以喷射图案形式分配材料。喷射图案由喷嘴100限定。喷射图案可选择性地通过使用从空气遮罩孔口202发出的遮罩流进一步限定，如在下文中将更详细地论述。一旦材料被分配，例如通过气体流雾化后，例如通过多轴机械手臂移动喷嘴100。在示范性方面中，喷嘴的移动受具有处理器和存储器的计算装置控制，所述计算装置将一或多个计算机可读指令转换成运动路径。计算机可读指令限定用于在至少两个维度(如果不是在三维中)中移动喷嘴的工具路径。
在从分配孔口102施加材料期间，喷嘴100可选择性地启动遮罩流从空气遮罩孔口202的排出。空气遮罩孔口202被配置成以限定图案提供流体流，例如气流，例如提供有效地阻止或减少喷射材料向外扩散的已知屏障流的层流。例如，当在喷射材料施加线(例如，在其以外并不意图将喷射材料施加到衬底上的线)处沿着工具路径移动喷嘴100时，空气遮罩孔口发出遮罩流以阻止喷射材料被施加超出施加线。换句话说，基于空气遮罩孔口、分配孔口和施加线的相对位置，遮罩流调节了衬底表面处的喷射图案以选择性地向衬底施加喷射材料。此相对位置将在下文中在图7中论述。
图2描绘根据本发明的各方面的图1的喷嘴100的侧面轮廓。描绘了喷嘴100的远侧表面106。远侧表面106是通过分配孔口102从其发出喷射材料的表面。图3描绘根据本发明的各方面的沿着图2的切割线3-3的截面图。
如所描绘，在图3中，预期喷嘴100使用公共流体流来同时推动喷射材料离开分配孔口102并从空气遮罩孔口202产生遮罩流。然而，如上文所提供，空气遮罩孔口实际上可独立地受具有与载体流不同的流体或流体源的流控制。
尽管图3已经在内部孔口、通道等等方面简化，但是描绘了用于喷射材料到载体流的递送机构103的一部分(例如，流体连接器、阀、分配喷嘴、压力/泵浦源、材料源)。递送机构可为套管，材料(例如，粘合剂、底涂剂、着色剂)通过所述套管递送到接近分配孔口102(例如，相距5毫米)的远端105。接着，在喷嘴内部流动且被同时(或分别地)供应到空气遮罩孔口202和/或分配孔口102的气体(例如，空气)可从递送机构103的远端105推动材料以朝向衬底进行分配。
图4描绘根据本发明的各方面的喷嘴100的远侧表面平面图。描绘了分配孔口的分配直径104。描绘了空气遮罩孔口的遮罩直径204。描绘了在空气遮罩孔口和分配孔口之间延伸的对准轴线110。描绘了延伸通过分配孔口并且垂直于对准轴线110的横轴112。
在示范性方面中，遮罩直径204小于分配直径104。例如，遮罩直径可在1.5毫米(mm)到0.25毫米的范围中，且分配直径104可在3.5毫米到1.5毫米的范围中。预期在平行于远侧表面106的平面中，空气遮罩孔口的截面积小于分配孔口的截面积。例如，空气遮罩孔口可具有0.2平方毫米的截面积，且分配孔口具有3.8平方毫米的截面积。在其它实例中，空气遮罩孔口的截面积可为分配孔口的截面积的至少一半。
另外，预期空气遮罩孔口从分配孔口向外围偏移距离108。距离108可为任何距离，例如1.5毫米、2毫米、3毫米、4毫米、5毫米、6毫米或7毫米。在示范性方面中，距离108可为分配直径104的至少125％，以实现有效的空气遮罩配置。
图5描绘根据本发明的各方面的用于实施喷嘴100的系统。喷嘴100与机械手臂510耦合。机械手臂510是能够根据来自计算装置514的一或多个指令定位和移动喷嘴100的多轴移动机构。计算装置514在逻辑上与机械手臂510耦合，以控制机械手臂510和附接的喷嘴100的移动。视觉系统512也在逻辑上与计算装置514耦合。应理解，单独的计算装置可在逻辑上耦合到相对于图5的系统所描绘或设想的组件中的一或多个。还将流体源518描绘为与喷嘴100流体耦合516。流体源518向空气遮罩孔口202提供流体，例如空气，以形成遮罩流508。材料源520与喷嘴100流体耦合，以提供用于施加的材料作为材料流506，所述材料例如粘合剂、底涂剂、油漆或染料。如图5中所描绘，材料流506具有受遮罩流508影响的喷射图案。
示范性衬底描绘为用于鞋类物品500的组件，例如鞋帮。还设想了其它衬底，例如针织、纺织、编织、无纺织物。衬底可为平面或非平面的(例如，立体的物品)。例如，衬底可为将形成为衣物(例如，衬衫、短裤、裤子、夹克、帽子、袜子等等)的材料，或者它可为衣物自身。在图5的实例中，材料流506施加到鞋类物品500上以形成覆盖区域504。覆盖区域504已经涂覆有来自材料源520的材料，如从喷嘴100施加。然而，材料被阻止或基本上被阻止施加到超出施加线502的衬底。在本实例中，施加线502是咬合线。咬合线是鞋帮和鞋底之间的交界。传统上，在覆盖区域504中手动将粘合剂一直施加到施加线502。如果粘合剂延伸超出施加线502，那么在鞋帮上可以看见粘合剂，并且制造出的鞋不具有美观性。如果粘合剂未能基本上达到施加线502，那么鞋底可能易于变得不那么粘合到鞋类物品500上。因此，将材料一直施加到施加线502同时基本上不会过度施加材料超出施加线502的能力允许物品的有效制造。
在使用中，预期一或多个工具路径存储在计算装置514中。在第一实例中，视觉系统512通过捕获衬底图像并将图像与所存储的物品的数据库相比较而有效地识别鞋类物品500。响应于识别鞋类物品500，确定相关联的工具路径。工具路径的确定可包含获取用于经识别物品的存储在计算机可读存储器中的工具路径。可替代地，计算装置514基于视觉系统512所捕获的信息而有效地产生工具路径。无论如何，视觉系统所捕获的信息可有效地确定衬底上的位置以供定位工具路径。可替代地，一或多个制造夹具(例如，定位孔、工具定位)可用于以机械方式标识工具路径在衬底上应该起始的位置。另外，预期实施其它标识系统(例如，条形码、RFID、用户输入等等)来确定鞋类物品500，以产生或获取适当的工具路径。视觉系统512还可以或替代地用于监测材料施加以调整系统的一或多个参数。例如，从分配孔口102分配材料和/或从空气遮罩孔口202排出流体可基于在施加阶段期间视觉系统512所捕获的信息进行调整。
流体源518可为槽、泵、产生器或其它压力源。流体源518可为对常压空气进行加压的压缩器。流体源518可为经加压的非常压气体(例如，N2、O2和CO2)的槽。
材料源520可为其中含有材料的槽。材料源还可为用于将材料馈送到喷嘴100的机械元件，例如泵。材料源可保存液态或固态材料。例如，材料可为待施加的粉末涂料。材料可为待施加的液体组合物。
在组合中，图5的组件可用于以通过使用发出遮罩流的空气遮罩孔口来以阻止材料施加超出施加线的方式向衬底施加材料。图5中描绘的组件中的一或多个可省略，或者可调整其大小、形状、和/或数量(例如，设想多个计算装置514)。设想额外组件在图5的范围内。例如，设想用于移动或以其它方式定位衬底的一或多个材料递送机构。
尽管出于说明的目的在图5中描绘了单喷嘴，但是预期实际上可与所描绘的其它组件一起实施两个(或更多个)喷嘴。例如，具有分配孔口的第一喷嘴可与具有空气遮罩孔口的第二喷嘴接合，以使得公共递送机构(例如，机械手和X-Y平面桌)可共同移动第一和第二喷嘴。可替代地，预期具有分配孔口的第一喷嘴和具有空气遮罩孔口的第二喷嘴可通过分离的移动机构彼此独立地移动。另外，预期第一喷嘴和第二喷嘴可通过公共移动机构(例如，多轴机械手)在宏观尺度上移动，同时每一喷嘴可通过定位在宏观移动机构和每一喷嘴之间的另一移动机构(例如枢转调整器，例如用于调整第一和第二喷嘴之间的相对角度的气动缸)独立地移动。在具有大于一个喷嘴的实例中，预期可针对每一喷嘴实施结合图5论述的独立且分离的系统。可替代地，在示范性方面中，预期结合图5论述的系统/组件中的一或多个可服务第一和第二喷嘴两者。
图6描绘根据本发明的各方面的通过遮罩流604调节的材料施加的截面图。材料作为材料流602从分配孔口102朝向衬底分配。从空气遮罩孔口202排出遮罩流604。遮罩流604在衬底上的施加线502处干扰材料流602的经限定喷射图案。因而，来自材料流602的材料不会延伸(或至少基本上不会延伸)超出施加线502。通过大于距离x 608的距离y 610展示喷射图案的这一变形。距离x 608是沿着在空气遮罩孔口和分配孔口之间延伸的对准轴线从分配轴线到施加线502之间的距离。距离y 610是沿着在空气遮罩孔口和分配孔口之间延伸的对准轴线从分配轴线到喷射图案和衬底的相交点之间的距离。如果省略遮罩流604，那么距离x 608和距离y 610可相等。然而，由于遮罩流604，材料一直施加到施加线502，这就小于发出的喷射图案的覆盖范围。
如本文所提供，“轴线”(即，遮罩轴线、分配轴线、对准轴线)是从第一点延伸到第二点的线，但是线并不实体呈现。它是用于测量和定位的参考线。例如，因为从孔口发出的气流在它从孔口延伸时可改变形状，所以公共参考物是表示流体(例如，空气流)在它从孔口发出时的平行路径的单个线。一般此轴线从孔口的中心位置发出，并且定向成平行于一般材料流从孔口发出时的定向。在传统的孔口中，轴线平行于流体经过的限定孔口的侧壁而延伸。
喷嘴维持与衬底相距距离606。距离606可为任何距离，例如5毫米到1米。如从图6可了解，遮罩流604和延伸通过分配孔口102的喷射线之间形成平行关系。当距离606增加时，向外投射的材料流602增加距离y 610。然而，由于遮罩流604的平行关系，在距离606改变时，距离x 608保持基本上恒定。这不同于传统的喷射图案调节器(例如，空气喇叭)，其在材料分配孔口附近调节喷射图案(例如，调节流与喷射线成角度，而不是平行于喷射线)。在所说明实例中，当距离增加或改变时，例如通过向具有不同曲线和角度的三维物品施加材料，对距离606的更小控制可用于确保材料施加至施加线502；因为遮罩流604确保喷射图案在施加线502处终止。因而，在示范性方面中，相比于不使用空气遮罩孔口202，在使用空气遮罩孔口202时，喷嘴和衬底之间所维持的距离可具有更宽松的容忍度。
尽管图6(和图12、图13、图19和图20)描绘遮罩流和喷射线之间的平行关系，但是预期使用遮罩流(例如，遮罩轴线)和喷射线(例如，分配轴线)之间的不平行关系以在接近衬底(例如，在10厘米内、在5厘米内、在1厘米内)处产生这两个流之间的相交点，如在下文中将在图17和图18中所描绘。
图7描绘根据本发明的各方面的遵循沿着施加线502的工具路径的喷嘴100的序列700。喷嘴描绘为通过有序位置标示为712、714、716、718、720、722、724、726和728从被标识为710的位置移动到位置730。换句话说喷嘴沿着施加线502从位置710移动到位置730，如图7中所描绘。
在每一方面中，维持喷嘴的旋转对准，以使得在分配孔口102和空气遮罩孔口202(或任何其它空气遮罩孔口或物理遮罩)之间延伸的对准轴线702垂直704于(或在15度内基本上垂直于)施加线502。换句话说，通过在遮罩流的施加期间维持对准轴线702与施加线502的垂直关系，产生了有效空气遮罩以阻止材料施加超出施加线502，施加线502与其上定位有分配孔口102的侧面相对。在示范性方面中，空气遮罩孔口202或用于限定对准轴线的任何其它孔口在施加线502的第一侧面上，且分配孔口102在施加线502的第二侧面上。在又一方面中，空气遮罩孔口202和分配孔口102都在施加线502的第一侧面上。在又一方面中，空气遮罩孔口202定位在施加线502上。另外，设想对准轴线还在空气遮罩孔口和分配孔口之间延伸，即使在第一喷嘴具有分配孔口且第二喷嘴具有空气遮罩孔口时也如此。换句话说，不管实施的是单喷嘴方法还是多喷嘴方法，都存在对准轴线。
通过维持对准轴线702和施加线502之间的基本垂直关系，遮罩流有效地减少或阻止了材料施加超出施加线。例如，预期遮罩流是层流，并因此提供对材料的一致遮罩。在示范性方面中，一致遮罩实现对材料的喷射图案的可预测阻挡，从而在衬底的预测位置中有效地分配材料。在其它方面中，使对准线相对于施加线的定向在限定范围(例如，75度到105度)之外使得空气遮罩干扰材料沿着施加线的施加，而不是辅助材料沿着施加线的施加。
尽管对准轴线702在图7中是基于分配孔口102和空气遮罩孔口202，但是预期对准轴线702可替代地基于分配孔口和任何空气遮罩孔口，例如第二喷嘴和/或第三喷嘴的空气遮罩孔口(例如，图22的空气遮罩孔口2210)。换句话说，对准轴线可延伸通过分配孔口和空气遮罩孔口，例如图22的空气遮罩孔口2210。因此，尽管图7的讨论大体上是针对图7的特定空气遮罩孔口202，但是本公开意在并设想为同等适用于在分配孔口和遮罩之间延伸的对准轴线，所述遮罩例如空气遮罩孔口(例如，图7的空气遮罩孔口202、图22的空气遮罩孔口2210)或物理遮罩(例如，图19的物理遮罩1914、图22的物理遮罩2202)。因而，本公开表示维持施加线和对准轴线之间的垂直关系(或任何限定的成角度关系)。
另外，预期对准轴线702可基于分配孔口和物理遮罩。换句话说，维持垂直于施加线的对准轴线可确定为延伸通过分配孔口和遮罩(例如，物理遮罩和/或空气遮罩)。出于结合图7论述的原因，对准轴线和施加线之间的垂直关系允许材料沿着施加线的受控制施加。
图8到图11描绘根据本发明的各方面的替代性空气遮罩孔口配置。图8描绘类似于先前在图1到图4中论述的配置800。空气遮罩孔口202和分配孔口102的水平截面都是圆形的。空气遮罩孔口202具有小于分配孔口102的分配直径104的遮罩直径204。此外，空气遮罩孔口202从分配孔口102向外围偏移距离802。在示范性方面中，距离802大于分配直径104，且分配直径104大于遮罩直径204。在示范性方面中，各个元件的这一相对大小和位置允许对从分配孔口102分配的材料的有效遮罩。
图9描绘根据本发明的各方面的在水平面中具有椭圆形截面的空气遮罩孔口902的配置900。空气遮罩孔口902具有垂直于对准轴线的长轴和与对准轴线平行的短轴。空气遮罩孔口902具有沿着对准轴线所测量的为距离904的宽度。距离904小于分配孔口102的直径。在示范性方面中，空气遮罩孔口902可有效地产生线性遮罩流。
图10描绘根据本发明的各方面的在水平面中具有直线式截面的空气遮罩孔口1002的配置1000。空气遮罩孔口1002具有垂直于对准轴线的长轴和与对准轴线平行的短轴。空气遮罩孔口1002具有沿着对准轴线所测量的为距离1004的宽度。距离1004小于分配孔口102的直径。在示范性方面中，空气遮罩孔口1002可有效地产生线性遮罩流。
图11描绘根据本发明的各方面的两个空气遮罩孔口202和203的配置1100。空气遮罩孔口202和空气遮罩孔口203在对准轴线702上进行对准，空气遮罩孔口202和空气遮罩孔口203各自在分配孔口102的不同侧面上。在本实例中，可针对材料施加实现衬底表面处的控制。因此，如果意图以带状形式将材料施加在限定于空气遮罩孔口202和空气遮罩孔口203之间的衬底上，那么两个空气遮罩孔口可同时排出遮罩流。可替代地，可使用空气遮罩孔口202，而不使用空气遮罩孔口203。可由不同的空气遮罩孔口发出遮罩流，而不是将喷嘴旋转180度。换句话说，预期喷嘴可具有两个或更多个空气遮罩孔口，所述空气遮罩孔口独立地启动以相对于喷嘴在衬底上的部分产生空气遮罩流，同时减少喷嘴的移动以实现给定定向的给定遮罩流。
另外，预期两个或更多个空气遮罩孔口在喷嘴(或多个喷嘴)上可受独立控制，其中空气遮罩孔口具有不同大小、形状和/或定向。因此，并不是针对不同喷射材料或施加线改变喷嘴；可启动不同的受独立控制的空气遮罩孔口以产生不同的或替代性遮罩流。
图12和图13描绘根据本发明的各方面的具有气刀1202的喷嘴的额外方面。图12描绘沿着对准轴线在分配孔口102中与空气遮罩孔口202相同的侧面上定位的气刀1202。在本实例中，气刀1202可用作防止材料过度喷射到衬底1201上的辅助屏障。例如，主要喷射流描绘为602。遮罩流604描绘为形成材料的遮罩。然而，在一些方面中，材料可延伸通过遮罩流604，从而形成过度喷射1208。在此情形下，气刀1202具有排出例如加压空气的气体以形成辅助遮罩流1206的出口孔口1204。因此，气刀1202有效地对延伸通过遮罩流604的过度喷射1208产生了辅助遮罩影响。在本实例中，气刀1202是具有平行于喷射线的流体流的辅助喷射图案调整器。因此，相比于空气遮罩孔口202从分配孔口102偏移的距离，出口孔口1204从分配孔口102偏移的距离更大。
气刀是一种分离类型的空气遮罩。气刀是在单独的喷嘴中从分配孔口形成的空气遮罩。具有气刀的喷嘴可实体地与具有分配孔口的喷嘴接合(例如，一体地形成或分离地接合)并相对于其进行静态定位，或者它可以实体地与具有分配孔口的喷嘴分开并相对于其进行动态定位。因此，本文中对空气遮罩和相关联特征(例如，空气遮罩孔口)的提及包含气刀和本文中相关联的公开内容。
可从空气遮罩孔口202和/或分配孔口102独立地启动控制气刀1202。因而，气刀1202可沿着工具路径的一些部分启动，且沿着工具路径的其它部分不在作用中。气刀1202可使用来自空气遮罩孔口202的相同流体或不同流体或流体源。相比于空气遮罩孔口202，气刀1202可排出更大体积和/或更大压力的流体。在示范性方面中，当气刀1202比空气遮罩孔口202距离施加线更远时，在一些方面中，这一更大压力和/或体积是可接受的，因为可以允许流体流中的更多湍流更加远离施加线。
图13描绘沿着对准轴线在分配孔口102中与空气遮罩孔口202不同的侧面上定位的气刀1202。在本实例中，气刀1202可用作防止材料在衬底1201上过度喷射1210的屏障。例如，如果分配孔口102形成阻挡、堵塞或其它使喷射图案不同的缺陷(例如，更改分配孔口102的形状的残余材料)，那么气刀1202可辅助减少过度喷射1210被施加超出气刀1202。预期气刀的组合可组合或单独使用。
图14描绘根据本发明的各方面的喷嘴可相对于施加线502'的一系列定向。在空气遮罩孔口202和分配孔口102之间延伸的对准轴线702描绘为与施加线502'成垂直关系。然而，预期在一些实例中，喷嘴可定向成相对于施加线502'成75度和105度之间的角度。例如，对准轴线702'以定向202'从空气遮罩孔口延伸。对准轴线702'与施加线502'成105度相交。在另一实例中，对准轴线702"以定向202"从空气遮罩孔口延伸。对准轴线702"与施加线502'成75度相交。在一些方面，对准轴线与施加线的相对位置可在75度到105度定向内，以沿着施加线502'为材料到衬底的施加提供足够的遮罩流。
图15说明根据本发明的各方面的从具有空气遮罩孔口和分配孔口的喷嘴施加材料的方法1500。在框1502处，相对于衬底定位喷嘴。在示范性方面中，喷嘴可通过移动机构，例如机械手臂，进行定位。喷嘴相对于衬底所处的位置可由与衬底相关联的工具路径限定。工具路径可由计算装置提供和/或通过计算装置确定。计算装置可使用一或多个组件，例如具有相机的视觉系统，以识别衬底和工具路径在衬底上应该定位的位置。在示范性方面中，视觉系统可确认喷嘴沿着工具路径适当定位。
在框1504处，从喷嘴的分配孔口分配材料。材料可为液体或固体(例如，粉末)。材料可为粘合剂、底涂剂、油漆、染料或将沉积在衬底上的其它材料。可通过雾化并传送材料的气体材料流将材料分配到衬底。材料可作为来自分配孔口的加压液体流进行分配。分配可受计算装置控制。
在框1506处，从与相同喷嘴或不同喷嘴(例如，气刀)相关联的空气遮罩孔口逐出或排出气体。气体可为经加压的常压空气。气体的排出可形成所分配的材料无法或难以突破的虚拟壁。因此，在本文中被称作遮罩流的经加压空气流从所分配的材料产生衬底的虚拟遮罩。遮罩流可受材料的分配独立控制。或者可替代地，在示范性方面中，遮罩流可耦合到分配操作，以使得当进行材料分配时，也进行遮罩流分配。
在框1508处，沿着衬底的施加线移动喷嘴，以使得喷嘴的对准轴线以75度到105度的角度范围内的角度与施加线相交。喷嘴在分配材料和排出遮罩流时的移动可受移动机构(例如，机械手臂)以及计算装置控制。在一些实例中，空气遮罩孔口在施加线的第一侧面上，且分配孔口在施加线的相对第二侧面上。在替代的示范性方面中，空气遮罩孔口和分配孔口在施加线的公共侧面上，并且空气遮罩孔口比分配孔口更接近施加线。
图16描绘根据本发明的各方面的具有分配孔口1606的第一喷嘴1602和具有空气遮罩孔口1612的第二喷嘴1604。第一喷嘴1602和第二喷嘴1604的定向使得因此发出的所得流在接近衬底1616的衬底表面1618处(例如，10厘米、5厘米、1厘米、5毫米、1毫米)相交。喷射流1610和空气遮罩流1614的相交点可标识为材料相交点1624和/或分配轴线1620和遮罩轴线1622的相交点1626。出于一致性和简单性目的，第一喷嘴流和第二喷嘴流之间的相交点将参考轴向相交点(例如，相交点1626)，因为各个流具有可进行调整的特征(例如，大小、形状)。
分配轴线1620和遮罩轴线1622之间的角度1628被设置成确保相交点1626出现在衬底表面1618的预定义距离内。例如，角度1628可限定成确保相交点1626出现在衬底表面1618的10厘米、5厘米、1厘米、5毫米或1毫米内。在一些方面中，角度1628旨在确保从第一喷嘴1602施加的材料不会延伸超过施加线，例如相交点1624处的施加线。尽管本文中的一些方面设想遮罩轴线和分配轴线之间的平行关系以提供相对独立于喷嘴与衬底之间的距离的虚拟壁，但是具有角度1628可提供当控制一或多个喷嘴和衬底表面1618之间的距离时对沿着施加线的材料施加的更大控制。
当设想具有材料的非平面表面(例如，三维鞋帮)时，预期移动机构可维持第一喷嘴1602和表面之间的已知距离，移动机构可调整第一喷嘴1602相对于施加线的位置以补偿表面和第一喷嘴1602之间的距离。例如，当分配孔口1606变得更接近表面时，分配轴线1620和施加线之间的对准轴线的距离减小。另外，预期可基于分配孔口1606(或第一喷嘴1602)与衬底之间的距离，通过移动机构对角度1628进行动态调整。因而，可利用遮罩轴线1622和分配轴线1620之间的不平行关系来实现材料的受控制分布。同时补偿第一喷嘴1602和衬底之间的距离变化。
另外，预期第一喷嘴1602可包括空气遮罩孔口1608。任选地包含和/或任选地利用空气遮罩孔口1608，如在下文中图22描绘为任选地被省略。另外，空气遮罩孔口1608描绘为定位在第一喷嘴1602和第二喷嘴1604之间。在描绘的这一相对位置中，空气遮罩孔口1608可引导流体流以进一步对喷射流1610进行导引或塑形。可替代地，空气遮罩孔口1608可定位成与第二喷嘴1604相对，以辅助在第二喷嘴1604的相对侧面上塑形或以其它方式形成喷射流1610。在示范性方面中，空气遮罩孔口1608如上文结合图1的空气遮罩孔口202描述的那样起作用。在示范性方面中，选择性地启动空气遮罩孔口1608以分配流体，例如压缩气体。因而，在一些操作模式中，空气遮罩孔口1608分配流体，并且在其它操作模式中，空气遮罩孔口1608不分配流体。
图17描绘根据本发明的各方面的在距第一喷嘴1602距离1706处具有说明性衬底表面1704的图16的第一喷嘴和第二喷嘴。确切地说图17描绘衬底可定位在从远侧表面1702测量的第一喷嘴1602的距离1706内。在本实例中，分配轴线1620和遮罩轴线1622的相交点1708出现在衬底表面1704处。然而，如图16中所描绘，在材料流方向上，遮罩轴线和分配轴线的相交点可出现在衬底表面之后。类似地，预期在材料流方向上，相交点可出现在衬底表面之前。在示范性方面中，距离1706大于10厘米、5厘米和1厘米。这和先前论述的空气喇叭概念大不相同。空气喇叭可具有与材料流相交的空气流，但是那个相交点出现在极为接近排出空气流和/或材料流的孔口的位置。实际上，本文所提供的方面设想出现在表面的10厘米、5厘米、1厘米(在正方向和负方向两者上)内的相交点(例如，相交点1708)。在某一距离处使用将空气流和遮罩流移动到本文所提供的范围的传统空气喇叭将不能为传统的空气喇叭喷嘴提供合理的或可工作的距离。在本文中提供的范围内具有传统空气喇叭流的相交点的那个实例中，空气喇叭自身将使表面模糊，并产生尺寸小到无法实际地施加到本文中设想的物品上的材料图案，所述物品例如鞋类物品。
图18描绘根据本发明的各方面的其中第一喷嘴1602具有任选的物理遮罩延伸部1802和任选地一体式空气遮罩孔口的图16的第一喷嘴1602和第二喷嘴1604。物理遮罩延伸部1802是实体地阻挡材料喷射图案或妨碍材料喷射图案的有形元件。物理遮罩延伸部1802具有朝向材料喷射图案和分配孔口定位的主要表面1810。可接触从分配孔口发出的材料以阻止材料喷射图案在物理遮罩延伸部1802的方向上进一步扩大的是主要表面1810。不同于空气遮罩，物理遮罩延伸部1802可向所分配的材料提供物理遮罩，但是它可能还需要清理和其它维护。此外，物理遮罩延伸部1802具有可与衬底表面1806间隔距离1808的远端1804。可使距离1808最小化以提供对物理遮罩延伸部1802所提供的遮罩影响的更大控制；然而，距离1808可为1毫米或更大，以防在第一喷嘴1602遵循施加线移动时远端1804和衬底表面1806之间产生物理干扰。如果衬底是具有合成厚度(married thickness)的材料和或在本质上是立体的，如在示范性方面中对鞋类物品来说是常见的，那么距离1808大于1毫米。物理遮罩延伸部1802可定位在分配孔口的第一侧面上，而空气遮罩可定位在第二侧面上。首先，预期相比于空气遮罩孔口，物理遮罩延伸部1802在对准轴线上在分配孔口的第一侧面上。物理遮罩延伸部1802可与空气遮罩孔口结合使用，空气遮罩孔口与物理遮罩延伸部1802所定位的喷嘴(例如，第一喷嘴1602)成一体式。另外，预期第二喷嘴(例如，第二喷嘴1604)可相对于第一喷嘴的分布孔口定位成与物理遮罩延伸部1802相对。空气遮罩和物理遮罩延伸部1802的这一相对定位可使得在遮罩(例如，空气流)和材料之间将持续出现已知干扰时实施空气遮罩，并在遮罩(例如，物理元件)之间出现异常干扰(例如，小于10％的材料体积分配导致与遮罩接触)时可实施物理遮罩延伸部1802。
图19描绘根据本发明的各方面的具有分配孔口1906的另一第一喷嘴1902和具有空气遮罩孔口1920与集成的物理遮罩1914的第二喷嘴1904。在本实例中，空气遮罩孔口1910定向成具有基本上与分配孔口1906的分配轴线平行的遮罩轴线。第二喷嘴1904经大小设定并定位成还用作材料流1908的物理遮罩。例如，第二喷嘴1904的突出表面提供可改善、替代或增强空气遮罩流1912的物理遮罩表面。物理遮罩1914和空气遮罩流1912的使用提供其中来自材料流1908的大部分材料通过空气遮罩流1912引导并且异常材料(例如，来自分配孔口1906的错误材料)被物理遮罩1914掩蔽的配置。选择物理遮罩1914的形状和大小以实现材料流1908的预期施加图案。预期第二喷嘴1904可相对于第一喷嘴1902移动，以调整物理遮罩1914的位置，从而调整材料流1908。另外，预期空气遮罩流1912和材料流1908可独立地操作和/或改变。
图20描绘根据本发明的各方面的具有分配孔口2006的又一第一喷嘴2002和具有空气遮罩孔口2010的第二喷嘴2004。图20的配置突显了第一喷嘴2002和第二喷嘴2004的相对位置的变化。例如，分配孔口2006和空气遮罩孔口2010在材料流方向上偏移某一距离。此距离可为约1毫米、5毫米、1厘米、2厘米、5厘米或1毫米和5厘米之间的任何值。在示范性方面中，分配孔口2006和空气遮罩孔口2010的偏移允许在更接近与材料流2008的相交点的点处排出集中的空气遮罩流2012。在示范性方面中，通过偏移相应的孔口来减小空气遮罩孔口2010和空气遮罩流2012与材料流2008的相交点之间的距离，空气遮罩流2012作为材料流2008的遮罩可更有效。类似地，在示范性方面中，预期还可调整横向位置(例如，图20中的左、右)以影响空气遮罩流2012和材料流2008的相交(例如，交互作用)位置。
图21描绘根据本发明的各方面的具有与其接合的物理遮罩2106的喷嘴2102。根据本发明的各方面，物理遮罩2106具有突出表面2108，突出表面2108与材料流2104交互作用以调整材料图案。图21的配置突显了在本发明的各方面中空气遮罩流可任选地省略，和/或在本发明的各方面中，空气遮罩流(如果包含)可与材料流2104独立地并分开地进行操作。
因而，预期在本文所提供的各个配置中，一或多个元件(例如，喷嘴、孔口、物理遮罩)可定位在不同位置处以影响材料流。定位包含竖直和横向定位改变。另外，定位还包含定向改变。例如，一个元件(例如，第一喷嘴)可相对于另一元件(例如，第二喷嘴)旋转。另外，预期可省略或添加一或多个元件。例如，具有分配孔口的第一喷嘴还可具有一体式空气面罩孔口。在此同一实例中，可提供具有一或多个孔口(例如，第二空气遮罩孔口)的第二喷嘴。在示范性方面中，空气遮罩孔口、第二空气遮罩孔口和分配孔口可独立地并分开地进行操作。
图22描绘根据本发明的各方面的其中第一喷嘴1602具有任选的物理遮罩2202的图16的第一喷嘴1602和第二喷嘴1604以及任选地第三喷嘴2214。尽管描绘和参考了图16的喷嘴，但是预期本文所提供的任何喷嘴可以任何组合形式实施。例如，在一些方面中，可完全省略第二喷嘴1604。另外，尽管在图22中第一喷嘴1602描绘为具有空气遮罩孔口(例如，图16的空气遮罩孔口1608)，但是在替代方面，预期空气遮罩孔口可省略或以不同方式定位。
物理遮罩2202在来自第一喷嘴1602的喷射图案的方向上从第一喷嘴1602延伸(或沿着第一喷嘴1602延伸)。物理遮罩2202可具有曲率，例如平行于第一喷嘴1602的外部表面的曲率。曲率可具有任何直径，例如大于或小于第一喷嘴1602的直径的直径。另外，在示范性方面中，物理遮罩2202的弯曲轮廓提供与第一喷嘴1602的喷射图案更对准的物理遮罩表面。
物理遮罩2202包含主要表面2220和相对的辅助表面2222。主要表面2220是暴露于相关联的喷嘴的喷射图案的表面，所述喷嘴例如是第一喷嘴1602。主要表面2220充当用于控制从相关联的喷嘴发出的喷射图案的物理遮罩。主要表面2220可积聚从相关联的喷嘴发出的材料，例如粘合剂。最终，积聚的材料可以无意的方式干扰或以其它方式破坏来自相关联的喷嘴的喷射图案。积聚的材料可妨碍预期的喷射图案和材料最终在目标表面上的施加。因此，本文中的各方面设想了物理遮罩清理解决方案。
孔口2224在主要表面2220上引导流体2226，例如压缩空气，以从主要表面2220中移走积聚的材料。通过源2218将流体2226供应到孔口2224。源2218可为导管(例如，气动线路)或用于将流体2226传输到孔口2224的其它流体套管。可从压缩器、储存器或其它源供应流体2226。在示范性方面中，孔口2224从辅助表面2222通过物理遮罩2202延伸到主要表面2220。在主要表面2220处，孔口2224配置(例如，指向出口)成沿着主要表面2220引导流体2226。换句话说，空气流被引导到物理遮罩2202的主要表面2220，以从主要表面2220中移除积聚的材料。流体2226有效地从主要表面2220中移除材料，例如积聚的材料。在使用中，预期孔口2224排出流体2226以清理主要表面2220。在示范性方面中，应要求排出流体2226。例如，当第一喷嘴1602不排出材料时，可排出流体2226。换句话说，孔口2224独立于第一喷嘴1602进行操作。孔口2224在不会干扰从第一喷嘴1602喷射材料的时间，例如在第一喷嘴1602完成材料分配操作之后，进行操作(例如，排出空气)。
在图22中描绘了第三喷嘴2214；然而，它是任选的，并且在一些方面中可省略。在其中实施第三喷嘴2214的实例中，第三喷嘴2214发出空气遮罩2212。第三喷嘴2214从空气遮罩孔口2210排出流体，并由供应线路2216供应。供应线路2216与源流体连接，所述源例如压缩器、槽或其它供应。空气遮罩2212朝向辅助表面2222投射。在示范性方面中，空气遮罩2212充当物理遮罩2202的远端和材料从第一喷嘴1602将施加到的表面之间的空气遮罩。当任选地使用时，空气遮罩2212允许物理遮罩2202维持与材料将施加到的表面之间的物理间隙(例如，在不接触的情况下的偏移距离)。通过维持物理间隙，当物理遮罩2202相对于表面移动时，可避免物理遮罩2202和表面和/或施加材料的干扰。
第三喷嘴2214的位置和定向可进行调整，例如沿着某一方向的任何轴线2232和/或旋转。预期第三喷嘴2214相对于所描绘的组件中的一或多个的位置可进行调整，所述组件例如第一喷嘴1602、第二喷嘴1604和/或物理遮罩2202。可调整位置可包含水平地与图22的一或多个组件之间的偏移距离。可调整位置可包含在垂直方向上与空气遮罩2212所指向的衬底之间的偏移距离2230。例如形成于空气遮罩2212和物理遮罩2202之间的角度的定向可进行调整和维持。还设想了例如形成于空气遮罩2212和衬底之间的角度2228的定向。第三喷嘴2214的位置和/或定向的可调整性允许从空气遮罩孔口2210排出的空气遮罩2212适当定位。位置和/或定向的这一调整可补偿来自第一喷嘴1602的材料的不同喷射图案和/或来自第一喷嘴1602的错误材料的不同容差。
图23描绘根据本发明的各方面的图22的组件的一部分的由下而上的平面图。确切地说，在图23中描绘了第一喷嘴1602、物理遮罩2202和第三喷嘴2214。图23描绘具有符合第一喷嘴1602的曲率的弯曲形式的物理遮罩。在示范性方面中，物理遮罩2202的曲率还可符合从分配孔口1606发出的喷射图案。例如，分配孔口1606描绘为发出锥形流的圆形孔口。物理遮罩2202的主要表面2220的曲率在从分配孔口1606发出的流和物理遮罩2202的相交点处可具有对应于从分配孔口1606发出的流的锥形半径的半径。另外，尽管图23描绘具有平行弯曲表面的主要表面2220和辅助表面2222，但是在示范性方面中，预期辅助表面2222可具有与主要表面2220不同的(例如，线性)表面。例如，在示范性方面中，辅助表面具有线性表面，以使得与来自第三喷嘴2214的空气遮罩流的交互作用在与来自分配孔口1606的流的相交点处形成超出物理遮罩2202的远端的直缘。在又另一实例中，辅助表面2222是弯曲表面，如图23中所描绘，以在来自第三喷嘴2214的空气遮罩流与从分配孔口1606发出的流在接近衬底超出物理遮罩2202的远端处交互作用时，提供来自第三喷嘴2214的空气遮罩流的弯曲相交轮廓。尽管描绘为弯曲的，但是预期主要表面2220可替代地在由下而上的平面图中具有不同表面配置，例如线性表面。
孔口2224描绘为定位在物理遮罩2202的主要表面2220和分配孔口1606之间。孔口2224描绘为具有非圆形(例如，环形的方形侧结构)平面形状。然而，还预期孔口2224可具有圆形、线状、多边形等形状。孔口2224的形状可进行调整以补充物理遮罩2202的形状、主要表面2220的形状和/或来自分配孔口1606的喷射图案。
空气遮罩孔口2210描绘为第三喷嘴2214上的直线式孔口。然而，在示范性方面中，各方面预期形成具有弯曲轮廓的空气遮罩的孔口形状，例如匹配或符合来自分配孔口1606的流体流的弯曲轮廓。如相对于图22所论述，预期第三喷嘴2214可以相对于其它组件成任何定向或位置进行定位，所述其它组件例如第一喷嘴1602和/或物理遮罩2202。位置和定向移动可有助于形成用于在第一喷嘴1602与目标衬底交互时控制第一喷嘴1602的输出的有效空气遮罩。
根据前述内容，可看出本发明极其适用于实现上文阐述的所有目的和目标以及明显且结构固有的其它优点。
应理解，某些特征和子组合具有效用，并且可以在不参考其它特征和子组合的情况下采用。权利要求的范围设想了这一情况且将其包含在权利要求的范围内。
虽然结合彼此论述了具体的元件和步骤，但是应理解，设想本文提供的任何元件和/或步骤为可与任何其它元件和/或步骤组合，无论是否明确提供所述任何其它元件和/或步骤，且仍属于本文所提供的范围。由于本公开的许多可能实施例可在不脱离其范围的情况下进行，所以应理解，本文中阐述的或附图中所示的所有主题可理解为说明性的而不是限制性的。

Claims (23)

1.一种从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
相对于所述材料将从所述喷嘴的分配孔口施加到的衬底定位所述喷嘴；
从所述分配孔口分配所述材料，其中分配轴线在分配所述材料的方向上延伸通过所述分配孔口；
在从所述分配孔口分配所述材料的同时，从空气遮罩孔口和出口孔口排出气体，其中遮罩轴线在朝向所述衬底排出所述气体的方向上延伸通过所述空气遮罩孔口，所述出口孔口和所述空气遮罩孔口位于所述分配孔口的相同侧面处，并且所述出口孔口位于所述空气遮罩孔口的与所述分配孔口相对的侧面处；
对准轴线延伸通过所述分配孔口和所述空气遮罩孔口；以及
在分配所述材料和排出所述气体时，沿着所述衬底的施加线移动所述喷嘴，以使得所述分配轴线在所述衬底的衬底施加表面的5厘米内与所述遮罩轴线相交。
2.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，定位所述喷嘴和所述喷嘴的移动由受计算装置控制的多轴机械手臂执行。
3.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，进一步包括确定所述施加线相对于所述衬底的位置。
4.根据权利要求3所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，确定所述施加线的所述位置包括利用视觉系统捕获所述衬底的图像。
5.根据权利要求3所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，确定所述施加线的所述位置包括获取与所述衬底相关联的数据文件。
6.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，所述衬底是鞋类物品的一部分。
7.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，所述衬底是非平面的。
8.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，所述材料是选自粘合剂、涂料和染料的一种材料。
9.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，第二喷嘴包括所述空气遮罩孔口，所述第二喷嘴不同于所述喷嘴。
10.根据权利要求9所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，进一步包括调整所述第二喷嘴的位置或定向。
11.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，至少部分地通过利用从所述分配孔口排出的加压气体推动所述材料来实现分配所述材料。
12.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，所述空气遮罩孔口在水平面中具有比所述分配孔口在所述水平面中的截面积小的截面积。
13.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，在所述喷嘴沿着所述施加线移动期间，所述空气遮罩孔口在所述施加线的第一侧面上，且所述分配孔口在所述施加线的第二侧面上。
14.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，在所述喷嘴沿着所述施加线移动期间，所述分配孔口维持在距离所述衬底的偏移距离范围内。
15.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，在所述喷嘴沿着所述施加线移动期间，所述对准轴线维持垂直于所述施加线。
16.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，所述喷嘴进一步包括从所述喷嘴朝向所述衬底延伸的物理遮罩。
17.根据权利要求16所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，进一步包括将空气流引导于所述物理遮罩的主要表面处以清理所述主要表面。
18.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，进一步包括启动排出气流的第二空气遮罩孔口，所述气流从所述分配轴线偏移且平行于所述分配轴线。
19.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，所述材料是底涂剂。
20.根据权利要求1所述的从喷嘴施加材料的方法，其特征在于，所述材料是油漆。
21.一种喷嘴，其特征在于，包括：
分配孔口，其定位在所述喷嘴上，并且通过穿过所述喷嘴的加压流体流在所述分配孔口处有效地分配材料；
空气遮罩孔口，所述空气遮罩孔口在外围相对于所述分配孔口定位在所述喷嘴上，并且在所述空气遮罩孔口处有效地排出穿过所述喷嘴的所述加压流体流，其中所述空气遮罩孔口在水平面中的截面积小于所述分配孔口在所述水平面中的截面积；以及
出口孔口，其中所述出口孔口和所述空气遮罩孔口位于所述分配孔口的相同侧面处，并且所述出口孔口位于所述空气遮罩孔口的与所述分配孔口相对的侧面处。
22.根据权利要求21所述的喷嘴，其特征在于，所述空气遮罩孔口从所述分配孔口向外围偏移一距离，所述距离至少为在延伸于所述空气遮罩孔口和所述分配孔口之间的对准轴线上所测量的所述分配孔口的宽度。
23.一种材料分配系统，其特征在于，包括：
第一喷嘴，其具有分配孔口，所述分配孔口定位在所述第一喷嘴上，且通过穿过所述第一喷嘴的加压流体流在所述分配孔口处有效地分配材料，所述第一喷嘴具有在分配所述材料的方向上延伸通过所述分配孔口的分配轴线；
第二喷嘴，其具有空气遮罩孔口，所述空气遮罩孔口有效地将穿过所述第二喷嘴的所述加压流体流在所述空气遮罩孔口处排出，其中遮罩轴线在排出气体的方向上延伸通过所述空气遮罩孔口，其中所述分配轴线和所述遮罩轴线在距所述分配孔口大于5厘米的距离处相交；以及
气刀，其具有出口孔口，其中所述出口孔口和所述空气遮罩孔口位于所述分配孔口的相同侧面处，并且所述出口孔口位于所述空气遮罩孔口的与所述分配孔口相对的侧面处。
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