CN109153030A - 用于测量用于对电路板进行涂覆的涂料射束的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于测量用于电子结构组件的涂装过程的涂料射束的设备和方法。这些设备和方法允许在涂料射束和传感器之间不进行相对移动的情况下确定涂料射束宽度和涂料射束对称性。
Description
技术领域
本发明主要涉及对用于对基板、尤其是电子设备领域的电路板进行涂覆的涂料射束(在电子设备领域中也称为“保形涂覆(Conformal Coating)”)的测量，本发明尤其涉及一种被调整用于测量用于对基板、尤其是电路板进行涂覆的涂料射束的光学传感器、使用该光学传感器的测量设备、使用该测量设备的用于基板、尤其是电路板的涂装设备、用于确定用于对基板、尤其是电路板进行涂覆的涂料射束的宽度或对称性的方法以及用于校准涂料射束的方法。
背景技术
在制造电子结构组件时，经常在装配电子构件之后对电路板设置保护涂料。这种形式的涂覆也称为“保形涂覆”，因为其符合表面结构或拓扑结构。在进行涂覆时，要露出特定的区域，例如接触点、电源板等，从而涂覆过程必须选择性地并且准确地进行。为此，从现有技术中已知液体输出系统，利用液体输出系统，以特定的液体喷射图案根据定义的涂装计划从喷嘴出口向要涂覆的表面的方向输出液体射束。在此，广泛地使用利用可以输出扇形的液体射束的供应器的系统。将这样成形的液体射束称为幕帘，其可以通过供应器中的相应地成形的喷嘴形成，下面将喷嘴称为幕帘喷嘴、供应器喷嘴或简称为喷嘴。幕帘的有效的施加宽度与所施加的液体(在这种情况下是保护涂料)的供应压力、喷嘴几何结构和所使用的施加高度、即幕帘喷嘴的出口与要涂覆的表面之间的距离有关。
在涂覆过程中使用之前，必须校准喷嘴或液体幕帘，即必须确定向喷嘴馈送液体、例如保护涂料的压力，以便在离开喷嘴几何结构时，以特定的施加高度实现特定宽度的液体幕帘或涂料幕帘。此外，必须确定涂料幕帘的对称性，因为喷嘴可能具有公差或者可能被污染，由此可能形成不对称的液体射束。在进行校准时，确定参数，然后利用这些参数进行涂覆过程，即确定要以什么施加高度进行涂覆，必须使用什么供应压力，以便以期望的施加高度实现特定的幕帘宽度，并且必须确定是否由于幕帘喷嘴的公差、磨损和可能的污染而存在幕帘的不对称，从而可以在涂覆过程期间利用供应器的位置相应地修正定义的涂覆计划，以便得到设置的喷射图案。也就是说，在不对称的情况下，涂料幕帘相对于喷嘴口不再对称，并且必须根据不对称来修正幕帘喷嘴在涂覆过程期间的定位。
对于校准过程或者对于幕帘几何结构的测量，一般使用具有光学传感器的涂装设备中的校准站。在图1中示出了根据现有技术的这种测量装置。在图1中，利用附图标记1示意性地示出了幕帘喷嘴，附图标记2表示涂料幕帘，附图标记4表示幕帘喷嘴1的输送设备，附图标记3表示传感器，附图标记H表示施加高度，并且附图标记W表示涂料幕帘2的宽度。供应器的输送设备4在图1中选择的显示方式下可以使幕帘喷嘴1沿y方向经过传感器。涂料幕帘2的宽度W的宽度方向同样沿y方向延伸。施加高度H的高度方向在图1中选择的图示中与输送设备4的移动方向垂直地沿z方向延伸。与检测器光束的传播方向对应的传感器3的测量方向与输送设备4的移动方向(y方向)垂直并且与高度方向(z方向)垂直地沿x方向延伸。光学传感器由基本上点状的光源3A和接收器3B(例如光电二极管)构成。发送器和接收器可以以光栅的形式作为中断器(Unterbrecher)布置，或者发送器和接收器也可以相互集成，其中，接收器不直接接收、而是作为在对象上反射的光接收由发送器发出的光。为了校准涂料幕帘，首先将幕帘喷嘴移动到传感器区域中。之后激活供应器，并且在预先给定的压力下通过喷嘴口输出涂料。在特殊的喷嘴产生涂料幕帘期间，该特殊的喷嘴(幕帘喷嘴)以期望的施加高度在光学传感器处经过。根据幕帘喷嘴相对于光学传感器的速度以及光束的中断或反射的开始，确定所需的施加高度下的幕帘宽度。
例如在DE 600 38 080 T2和EP 1 432 526中描述了这种方式的测量系统。
测量幕帘宽度的这些方式具有如下缺点：在测量过程期间必须移动幕帘喷嘴，因此用于移动幕帘喷嘴的步进电机的定位误差可能累积，并且可能导致在确定幕帘宽度时的不准确。此外，测量过程持续较长时间，并且在整个移动进行期间可能需要通过喷嘴喷出涂料，这导致高的涂料消耗。
期望提供一种更准确并且更快速的测量设备。因此，本发明要解决的技术问题是提供设备和方法，利用这些设备和方法可以针对电路板制造快速、准确、因此低成本地测量并且校准涂料射束。
发明内容
根据本发明的第一方面，上述技术问题通过如下光学传感器来解决，该光学传感器被适配为用于测量用于涂装过程、尤其是保形涂覆过程的涂料射束，其中，光学传感器包括：具有大于涂料射束的期望的最大宽度的宽度延伸的视野，使得在测量过程期间不需要相对于涂料射束移动传感器；以及至少一个输出端，通过输出端可以输出与光学传感器的视野中的涂料射束的宽度对应的信号。
利用这样设计的光学传感器，可以快速并且准确地测量涂料射束的宽度，因为供应器或供应器中的幕帘喷嘴不需要移动，并且可以紧接在接通传感器之后在传感器的测量输出端上量取测量结果。
根据本发明的第二方面，上述技术问题通过如下光学传感器来解决，该光学传感器被适配为用于测量用于涂装过程、尤其是保形涂覆过程的涂料射束，其中，光学传感器包括：具有大于涂料射束的期望的最大宽度的宽度延伸的视野，使得在测量过程期间不需要相对于涂料射束移动传感器；以及至少一个输出端，通过输出端可以输出与涂料射束的中间位置相对于光学传感器的位置对应的信号。
这样设计的光学传感器允许在具有相关定位误差的情况下在不移动供应器的情况下确定涂料射束或涂料幕帘的中间位置。传感器的输出端在输出端上实时提供信息，并且减少校准过程期间的涂料消耗。随后，利用该信息可以以非常少的计算开销确定幕帘的不对称性。
根据本发明的第三方面，上述技术问题通过如下光学传感器来解决，该光学传感器被适配为用于测量用于涂装过程、尤其是保形涂覆过程的涂料射束，其中，光学传感器包括：具有大于涂料射束的期望的最大宽度的宽度延伸的视野，使得在测量过程期间不需要相对于涂料射束移动传感器；至少一个输出端，其中，光学传感器具有第一运行模式和第二运行模式，其中，在第一运行模式中可以通过至少一个输出端输出与光学传感器的视野中的涂料射束的宽度对应的信号，并且其中，在第二运行模式中可以通过至少一个输出端(40)输出与涂料射束的中间位置相对于光学传感器的位置对应的信号。
这样设计的光学传感器组合了本发明的第一和第二方面的传感器的特征和优点，并且允许简单地确定涂料射束的宽度和其对称性，而不需要在涂料射束与传感器之间进行相对移动。
测量值的输出可以以不同的实施方式实现。
在一个实施方式中，光学传感器具有至少两个输出端，其中，在至少两个输出端中的第一输出端上可以输出与光学传感器的视野中的涂料射束的宽度对应的信号。在至少两个输出端中的第二输出端上可以输出与涂料射束的中间位置相对于光学传感器的位置对应的信号。对涂料射束的全面测量因此可以快速地执行，因为两个参数同时实时准备好。
在一个实施方式中，光学传感器具有输入端，通过输入端可以选择运行模式。在该实施方式中，仅需要一个输出端，从而可以降低硬件成本。在使用模拟输出端的情况下，光学传感器还允许简单地改造更老、更简单的涂覆设备。模拟输出端例如可以输出0到10V或-5到+5V的电压范围内或者0到20mA或4到20mA的电流范围内的模拟输出信号。这些电压或电流范围可以利用常见的检测和评估装置来处理。
为了能够在不移动涂料供应器的情况下执行涂料射束宽度测量，有利的是，光学传感器包括具有大于涂料射束的期望的最大宽度的宽度延伸的视野。例如在常见的涂装设备中使用针对0.3cm和2cm之间的幕帘宽度的供应器，从而光学传感器的视野应当在1cm至4cm的范围内，优选在3cm的范围内。
在另一个实施方式中，光学传感器使用650nm至780nm的波长范围内、优选670nm附近的范围内的光。在这种波长范围内，也针对在“保形涂覆”中使用的透明涂料得到更好的对比度，来执行测量。670nm附近的波长范围具有如下优点：其提供可实现的对比度与光源的成本之间的特别好的折中。
根据本发明的第四方面，上述技术问题通过如下测量设备来解决，该测量设备包括：前面提到的根据本发明的第一至第三方面的光学传感器；定位装置，其被适配为用于定位用于对电路板涂覆保护涂料的涂料供应器；以及控制装置，其被配置为用于控制定位设备，使得将涂料供应器运输至预先给定的测量位置，从而将从供应器中的幕帘喷嘴的喷嘴口的涂料逸出定位在传感器的视野上方的预先给定的施加高度，并且可以在预先给定的施加高度测量涂料射束的涂料射束宽度。
这样构造的测量设备可以容易地集成到电路板的涂装设备中，并且对涂料供应器或幕帘喷嘴的涂料射束的宽度的校准可以作为涂装过程的一部分来实现。
在一个实施方式中，测量设备还包括涂料供应装置，其中，控制装置被配置为用于控制涂料供应装置，使得可以在涂料的特定供应压力下确定涂料射束的涂料射束宽度和涂料射束对称性。利用作为测量设备的一部分的涂料供应装置，测量设备可以更普遍地使用，例如作为用于输出涂料射束的供应器的独立的试验台或者作为电路板的涂装设备的组成部分，其中，该测量设备的涂料供应装置和控制装置可以在电路板的涂装设备中实现涂装过程本身。
根据本发明的第五方面，上述技术问题通过用于电路板的涂装设备来解决，该涂装设备包括前面提到的根据本发明的第二方面的测量设备，包括前面提到的涂料供应装置以及附加地包括电路板运输装置和涂装区段，可以在涂装区段中涂装电路板。测量设备的定位设备在此还被配置为用于将具有幕帘喷嘴的供应器定位至涂装区域中，并且在涂装区域中移动，使得利用定义的涂装计划涂装电路板。此外，涂装设备中的测量设备的控制装置被配置为用于使用测量的涂料射束宽度与相关的供应压力和测量的涂料射束对称性控制定位设备和涂料供应装置，以进行涂装过程。
通过集成在涂装设备中的具有根据本发明的传感器的测量设备，可以选择性地对电路板涂覆保护涂料，并且在此特别是空出例如电源板和接头的区域。通过利用本发明的涂装设备可以进行的准确的校准，可以准确地设定涂装轨迹，从而不需要掩蔽工作，尽管如此，仍然可以在轨迹的重叠部位实现均匀的保护层，同时节约涂料消耗。
根据本发明的第六方面，上述技术问题通过用于确定用于对电路板进行涂覆的涂料射束的宽度的方法来解决，所述方法包括如下步骤：将涂料供应器移动到电路板的涂装设备的测量位置；在预先给定的压力下将涂料输送至供应器；在涂料供应器静止时，如上面所述利用根据本发明的第一至第三方面的光学传感器检测射束宽度；以及输出与涂料射束的宽度对应的第一信号。
利用这种方法，可以快速并且准确地确定涂料射束或涂料幕帘的宽度。这种方法可以作为射束宽度检查在中间执行，例如在每个基板或每个第二、第三等基板完成之后，例如在装配电路板之后执行。但是这种方法也可以用于针对特定的射束宽度确定供应压力的校准方法。
根据本发明的第七方面，上述技术问题通过用于确定涂料射束的对称性的方法来解决，所述方法包括如下步骤：将涂料供应器移动到电路板的涂装设备的测量位置；将涂料在预先给定的压力下输送至涂料供应器；在涂料供应器静止时，利用根据本发明的第一至第三方面的光学传感器检测涂料射束相对于光学传感器的中间位置；输出与涂料射束的中间位置相对于光学传感器的位置对应的第二信号；比较涂料幕帘的中间位置的位置与涂料供应器中的喷嘴口的中间位置；以及确定这两个位置的距离作为涂料射束的不对称的程度。
利用这种方法，可以快速并且准确地确定涂料射束的不对称性，从而可以在对电路板进行涂覆时以简单的方式对涂料供应器的定位进行修正。这种方法可以作为对称性检查在中间执行，例如在每个基板或每个第二、第三等基板完成之后，例如在装配电路板之后执行，以便确定是否需要清洁喷嘴，或者是否必须调整涂装计划。但是这种方法也可以用于在针对特定的射束宽度确定供应压力之后确定对称数据的校准方法。
在前面提到的方法的另一个实施方式中，将涂料供应器定位在测量位置，使得从涂料供应器中的喷嘴口的涂料逸出定位在传感器的视野上方的预先给定的施加高度，并且可以在预先给定的施加高度测量涂料射束宽度和/或涂料幕帘的幕帘对称性。
根据本发明的第八方面，上述技术问题通过用于校准涂料射束的方法来解决，所述方法包括步骤：
(a)将涂料的供应压力设置为初始值；
(b)根据第六方面针对期望的施加高度确定涂料射束的宽度；
(c)将测量的涂料射束宽度与额定值进行比较；
(d)当测量的涂料射束宽度与额定涂料射束宽度不对应时，将涂料的供应压力调整预先给定的数值；
(e)重复步骤(b)至(d)，直到达到额定涂料射束宽度为止；以及
(f)存储达到的供应压力的值。
利用这种方法，以快速并且节约涂料的方式得到在期望的施加高度进行涂料施加所需的供应压力。
根据本发明的第九方面，上述技术问题通过用于校准涂料射束的方法来解决，所述方法包括步骤：
(g)根据第七方面确定涂料射束的不对称性；以及
(h)以涂料射束的中间位置的位置与涂料供应器上的喷嘴口的中间位置之间的偏移的值的形式存储不对称性。
利用这种方法，得到针对由于幕帘喷嘴的磨损和制造公差导致的涂料幕帘的不对称的修正值，其可以在建立或改变涂装计划时使用，以进一步进行处理。这种方法可以紧接着根据本发明的第八方面的校准方法应用。但是其也可以在根据本发明的第八方面的方法之后用作对称性检查。所存储的值可以稍后在建立或修正涂装计划时使用。例如，零作为存储的值可以意味着不存在不对称。
根据本发明的第十方面，上述技术问题通过用于校准涂料射束的方法来解决，所述方法包括步骤：
(i)根据本发明的第七方面确定涂料射束的不对称性；
(j)将涂料射束的中间位置的位置和涂料供应器上的喷嘴口的中间位置之间的距离与第一阈值进行比较；以及
(k)当超过第一阈值时，以涂料幕帘的中间位置的位置与涂料供应器上的喷嘴口的中间位置之间的偏移的值的形式存储不对称性。
除了本发明的第九方面以外，在这种方法中也澄清究竟是否需要对涂装计划进行修正。根据确定的不对称性，可以确定应当什么时候进行下一次对称性检查。
在一个实施方式中，可以将涂料射束的中间位置的位置和涂料供应器上的喷嘴口的中间位置之间的距离与第二阈值进行比较，并且当超过第二阈值时，可以将涂料供应器定位到清洁位置，并且可以执行清洁。在清洁过程失败的情况下，必须更换喷嘴，以保持涂覆的质量。
附图说明
下面，借助附图详细阐述本发明的实施例、扩展方案、优点和应用可能性。在此，所描述的和/或在图中示出的所有特征本身或任意的组合原则上是本发明的主题，与其在权利要求中的概括或其引用关系无关。权利要求的内容也是说明书的组成部分。在图中：
图1示出了根据现有技术的用于测量幕帘宽度的传感器布置；
图2示出了根据本发明的用于测量幕帘宽度的传感器布置；
图3示出了图2的布置的横截面图；
图4示出了对称的涂料幕帘的示例；
图5示出了不对称的涂料幕帘的示例；
图6示出了电路板制造设备的部分区段的示意图；
图7示出了用于确定涂料幕帘的宽度的方法的流程图；
图8示出了用于确定涂料幕帘的不对称的方法的流程图；
图9示出了用于校准涂料幕帘的宽度的方法的流程图；以及
图10示出了用于校准涂料幕帘的不对称的方法的流程图。
具体实施方式
图2示出了根据本发明的用于测量涂料幕帘的宽度的传感器布置的示例的示意图。虽然在详细的描述中使用术语“涂料幕帘”、“幕帘宽度”、“幕帘对称性”和“幕帘喷嘴”，但是应当理解，在具体实施方式中示例性地使用这些术语来进行说明，这些术语可以通过更一般的术语和特征“涂料射束”、“涂料射束宽度”、“涂料射束对称性”和“涂料供应器”来代替。
图2示意性地示出了幕帘喷嘴1、涂料幕帘2以及由发送器30A和接收器30B构成的传感器30。接收器具有模拟输出端40和数字输入端50。传感器30在此作为具有发送器部分30A和接收器部分30B的光栅阵列示出。发送器部分30A例如可以是由激光二极管构成的线性阵列，接收器部分30B可以是由接收器二极管构成的线性阵列。然而，传感器30的具体结构不重要。本发明的优点由如下传感器结构得到，利用该传感器结构可以检测涂料幕帘的总宽度，并且可以通过至少一个输出端输出涂料幕帘的宽度和其不对称性。这些功能例如也可以利用激光射束和接收器二极管实现，其中，激光射束借助可移动的微型光学元件形成，并且转向至光电二极管，从而例如可以对涂料幕帘进行非常快速的扫描。如在图2中示出的，同样不需要作为具有相对的发送器和接收器的中断器系统(光栅原理)的布置。传感器也可以实现为具有和不具有相对的反射器的集成的发送器/接收器单元。具有数字输入端和模拟输出端的图示也仅仅是示例性的。也可以使用多个输出端，从而可以同时输出对称数据和关于涂料射束的宽度的数据。也可以存在多个输入端或者可以放弃输入端。输入端和输出端可以是模拟和/或数字的。因此，附图中的图示应当仅视为用于实施本发明的示例。
传感器30的一个重要的特性是：其具有视野S，视野S具有大于涂料幕帘2的宽度W的有效宽度WS，从而可以在不相对于传感器移动涂料幕帘的情况下检测涂料幕帘2的宽度W。因此，在使用与在图1中相同的坐标系的情况下，视野的宽度WS的宽度方向沿y方向延伸。涂料幕帘2的宽度W的宽度方向同样沿y方向延伸。因为视野S的宽度WS大于涂料幕帘2的宽度W，所以可以在不移动幕帘喷嘴1的情况下检测涂料幕帘2的宽度W。
图3示出了用于幕帘喷嘴1的不同的供应压力的效果。图3是以视线方向为x方向的图2的3D视图的横截面图。附图标记P表示幕帘喷嘴1在测量位置的方位。在由图1、2和3选择的坐标系中，测量位置P对应于确定的y坐标。图3示出了两个不同的涂料幕帘2-1和2-2，其在用于将例如保护涂料馈送至幕帘喷嘴1的不同的供应压力下形成。在图3所示的示例中，第一涂料幕帘2-1具有通过第一供应压力实现的宽度W1。第二涂料幕帘2-2在大于第一供应压力的第二供应压力下达到大于第一宽度W1的宽度W2。在传感器30的视野S中测量宽度。视野S在图1至3中选择的坐标系中沿y方向延伸，并且在高度方向(z方向)上具有可忽略的延伸。幕帘喷嘴1位于视野S上方(z方向)的选择的施加高度H。在传感器30的视野S中、即在视野S的线上测量宽度W1和W2。如在图3中可以看到的，视野S的宽度WS大于涂料幕帘的宽度W1和W2。选择视野S的宽度WS，使得其大于涂料幕帘2的最大期望的宽度W。
图4示出了本发明的校准原理。方框30示出了传感器，并且方框B1和B2示出了传感器30的运行模式。在运行模式B1和B2中，分别借助图2所示的输出端40输出信号。可以通过图2所示的输入端50在运行模式B1和B2之间进行切换。在第一运行模式B1中，通过输出端40输出电压，其对应于涂料幕帘2的宽度W并且由传感器30检测。如果输出端例如作为模拟输出端实现，则其可以设计为用于输出0至10V的范围内的电压。在这种情况下，0V的电压可以指示不存在涂料幕帘2。在这种情况下，10V的输出电压将意味着涂料幕帘2在视野S的整个宽度WS上延伸。如果视野S的宽度WS例如是10cm，则在图4所示的示例的运行模式B1中，模拟输出端40处的输出电压是1V，即涂料幕帘2的宽度W是1cm。通常使用3至20mm的幕帘宽度。相应地，将视野S的宽度WS设计为大约25至30mm。在将来的应用中，可以想到小于或大于3cm的尺寸。在运行模式B2中，确定涂料幕帘2的中间位置M。在模拟输出端的情况下，可以借助模拟输出端40输出例如对应于涂料幕帘2的中间位置M与视野S的边缘的距离的电压。如果如在上述的示例中，视野S的宽度WS是10cm，并且模拟输出信号的电压范围在0V至10V之间，则涂料幕帘2的中间位置M在图4的图示中对应于模拟输出端40上的大约5V的输出电压。然而，其它尺度也是可能的，例如在准确的中间位置，输出电压可以是0V，并且在涂料幕帘2的中间位置M移动至视野的左边缘的情况下，可以产生-5V的输出电压，并且中间位置M移动至视野S的右边缘可以产生+5V的输出电压。10V的输出电压范围也不局限于该值，而是可以假设任意的值，例如3V或5V。代替模拟电压，也可以输出数字值。在两个输出端的情况下，可以同时执行两个运行模式B1和B2，并且借助两个输出端输出其结果。在仅一个输出端的情况下，可以通过数字输入端50在两个运行模式之间进行切换。
通常，将测量位置、即幕帘喷嘴1的中间位置P设置在传感器30的视野S的中间位置。也就是说，在上面选择的模拟输出端的示例中，当0V对应于视野的左边缘位置，并且10V对应于视野S的右边缘时，幕帘喷嘴1的中间位置P在测量位置对应于传感器30在第二运行模式B2中的5V的输出电压。在涂料幕帘2的准确对称的情况下，模拟输出端40在第二运行模式B2中的输出电压必须对应于与幕帘喷嘴1的中间位置P对应的针对幕帘喷嘴位置的假设的电压值。
图5示出了在涂料幕帘2不对称时的情况。在这种情况下，得到幕帘喷嘴1的中间位置的坐标P的不同的值，对其可以分配虚拟的电压值P’和涂料幕帘2的中间位置M。根据两个坐标值的差，可以计算出在涂覆涂料时用于喷射图案的修正。通过固定地分配视野S和幕帘喷嘴1的位置，可以对传感器30的视野S内的每个坐标值分配模拟输出端40上的电压值，从而在运行模式B2中在模拟输出端40上输出的电压总是与幕帘喷嘴1在Y轴上的位置相关联。
图6示意性地示出了具有选择的部件的电路板制造设备。利用附图标记100表示测量设备。附图标记200表示幕帘喷嘴1的输送设备。附图标记300表示控制装置，附图标记400表示具有泵和涂料存储器的涂料供应装置。涂料从涂料供应装置通过供应线路401输送至幕帘喷嘴1。在图6中，幕帘喷嘴1在测量位置P绘制在相对于传感器30的位置。利用输送设备200，涂料供应器1可以从测量位置P被输送至涂装区段700。电路板运输装置600在不同的处理级之间运输电路板，例如从装配装置800通过炉900运输至涂装区段700。附图标记500表示电路板的涂装设备。
图7至10示出了使用前面描述的布置和原理的不同的方法的流程图。图7和8在此示出了用于确定涂料射束的宽度和对称性的基本的测量方法。这两个方法可以用作图9和10的方法中的组成部分，或者例如可以在可以定期执行的宽度检查或对称性检查中单独使用。以前面描述的具有模拟输出端的传感器为例描述这些方法，然而这些方法不局限于此。这些方法可以在具有一个或多个数字或模拟输出端的情况下，并且可以在没有或者具有多个数字或模拟输入端的情况下执行。此外，所描述的方法可以以任意顺序组合。在图7至10的流程图中示出的方法仅仅是示例性的实施方式，其仅示出了所附权利要求的部分方面，并且不应当视为限制性的。本发明的整体范围仅通过所附的权利要求来定义。
图7示出了使用前面提到的传感器的方法。图2示出了用于确定涂料幕帘的宽度的方法V1。在步骤S1中，将涂料幕帘喷嘴移动到电路板的涂装设备的测量位置。在下一步骤S2中，将涂料在预先给定的压力下输送至幕帘喷嘴。在下一步骤S3中，在光学传感器处于第一运行模式时并且在涂料幕帘喷嘴静止时，利用前面描述的光学传感器30检测幕帘宽度。在步骤S4中，通过光学传感器30的模拟输出端40输出模拟电压，其中，模拟电压与涂料幕帘的宽度对应。
图8示出了用于确定涂料幕帘的中间位置的方法V2的流程图。在步骤S5中执行图7中的步骤S1和S2。备选地，紧接着图7的方法，例如可以通过数字输入端50切换运行模式。在这种情况下，可以向光学传感器30的数字输入端50中输入数字信号，以便将光学传感器30置于第二运行模式B2。在两个输出端的情况下，完全可以省去该步骤。在下一步骤S6中，通过光学传感器30的模拟输出端40输出模拟电压，其中，模拟电压与涂料幕帘2的中间位置M相对于光学传感器30的位置对应。在下一步骤S7中，将涂料幕帘2的中间位置M的位置与在测量位置上的幕帘喷嘴1的中间位置P进行比较。如先前所描述的，幕帘喷嘴相对于传感器30的中间位置是已知的，并且例如可以作为虚拟电压信号存储在设备控制装置中。针对涂料幕帘2的中间位置M测量的电压值以模拟信号的形式在模拟输出端40上输出。可以将该输出的值与所存储的定义幕帘喷嘴相对于传感器30的视野S的位置的虚拟电压值T’进行比较。在下一步骤S8中，确定两个位置之间的距离作为涂料幕帘不对称的程度。
图9示出了用于校准幕帘宽度的方法V3的流程图。在步骤S9中，将涂料的供应压力设置为初始值。在下一步骤中，执行在图7中描述的具有步骤S1至S4的方法V1。在步骤S10中，将测量的幕帘宽度与额定值进行比较。如果测量的幕帘宽度小于额定值，则在步骤S11中，将涂料的供应压力提高预先给定的数值。相反，如果测量的幕帘宽度大于额定值，则在步骤S11中，将涂料的供应压力降低预先给定的数值。之后，以具有步骤S1至S4的方法V1继续。如果测量的幕帘宽度对应于额定值，则在步骤S12中存储所达到的供应压力的值。
图10示出了用于校准幕帘宽度的方法的流程图V4。该方法可选地可以在图9的方法V3之后执行。随后，根据图8的方法V2执行不对称性。在步骤S13中，将测量的不对称性与阈值进行比较。如果不对称值小于第一阈值，则不需要进行修正。如果不对称值大于第一阈值，则利用不对称值对涂装计划进行修正。如果不对称值大于第二阈值，则可以对喷嘴进行清洁。虽然图10描述了在第一步骤中执行图9的方法V3的方法，但是该方法也可以在没有该步骤的情况下执行。然后，可以作为第一步骤在根据图9的方法中执行最后提到的这种方法。也就是说，在校准过程中，可以在确定宽度之前执行对称性的确定。
因为针对期望的施加高度的期望的幕帘宽度的参数、即所需的压力值以及涂料幕帘的不对称性是已知的，因此在下一步骤中，设备控制装置可以计算或调整用于对电路板进行涂覆的喷射图案的程序，随后执行涂覆过程。
Claims (17)
1.一种光学传感器(30)，其被适配为用于测量用于涂装过程的涂料射束(2)，其中，所述光学传感器包括：
具有大于涂料射束的期望的最大宽度(W)的宽度延伸(SW)的视野(S)，使得在测量过程期间不需要相对于涂料射束移动传感器；以及
至少一个输出端(40)，通过所述输出端能够输出与所述光学传感器的视野(S)中的涂料射束的宽度(W)对应的信号。
2.一种光学传感器(30)，其被适配为用于测量用于涂装过程的涂料射束(2)，其中，所述光学传感器包括：
具有大于涂料射束的期望的最大宽度(W)的宽度延伸(SW)的视野(S)，使得在测量过程期间不需要相对于涂料射束移动传感器；以及
至少一个输出端(40)，通过所述输出端能够输出与涂料射束的中间位置(M)相对于光学传感器的位置对应的信号。
3.一种光学传感器(30)，其被适配为用于测量用于涂装过程的涂料射束(2)，其中，所述光学传感器包括：
具有大于涂料射束的期望的最大宽度(W)的宽度延伸(SW)的视野(S)，使得在测量过程期间不需要相对于涂料射束移动传感器；以及
至少一个输出端(40)，其中，
所述光学传感器具有第一运行模式(B1)和第二运行模式(B2)，
其中，在第一运行模式(B1)中能够通过至少一个输出端(40)输出与光学传感器的视野(S)中的涂料射束的宽度(W)对应的信号，并且
其中，在第二运行模式(B2)中能够通过至少一个输出端(40)输出与涂料射束的中间位置(M)相对于光学传感器的位置对应的信号。
4.根据权利要求3所述的光学传感器，其中，光学传感器具有至少两个输出端，其中，借助所述至少两个输出端中的第一输出端能够输出与光学传感器的视野(S)中的涂料射束的宽度(W)对应的信号，并且借助所述至少两个输出端中的第二输出端能够输出与涂料射束的中间位置(M)相对于光学传感器的位置对应的信号。
5.根据权利要求3或4所述的光学传感器，其中，光学传感器具有输入端(50)，通过所述输入端能够选择运行模式。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学传感器，其中，光学传感器的视野的宽度延伸(SW)在4cm和1cm之间的范围内，优选在3cm的范围内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学传感器，其中，光学传感器使用650nm至780nm的波长范围内、优选670nm附近的范围内的光。
8.一种测量设备(100)，其包括：
根据权利要求1-7中任一项所述的光学传感器(30)；
定位设备(200)，其被适配为用于定位用于对电路板涂覆保护涂料的涂料供应器；以及
控制装置(300)，其被配置为用于控制定位设备，使得将涂料供应器运输至预先给定的测量位置，使得将从供应器中的喷嘴口的涂料逸出定位在传感器的视野上方的预先给定的施加高度，并且能够在预先给定的施加高度测量涂料射束的涂料射束宽度和/或涂料射束对称性。
9.根据权利要求8所述的测量设备(100)，其中，测量设备还包括用于涂料供应器的涂料供应装置，并且
其中，控制装置(300)还被配置为用于控制涂料供应装置，使得能够在涂料的特定供应压力下确定涂料射束的涂料射束宽度和/或涂料射束对称性。
10.一种用于电路板的涂装设备(500)，其包括：
根据权利要求9所述的测量设备(100)，
电路板运输装置(600)；以及
涂装区段(700)，能够在涂装区段中对电路板进行涂装，
其中，测量设备的定位设备还被配置为用于将涂料供应器定位在涂装区域中，并且在涂装区域中移动，从而对电路板进行涂装，并且
其中，测量设备的控制装置(300)还被配置为用于使用测量的涂料射束宽度和/或涂料射束对称性控制定位设备和涂料供应装置，以进行涂装过程。
11.一种用于确定用于对电路板进行涂覆的涂料射束的宽度的方法(V1)，其包括如下步骤：
将涂料供应器移动到用于电路板的涂装设备的测量位置(S1)；
在预先给定的压力下将涂料输送至涂料供应器(S2)；
在涂料供应器静止时，利用根据权利要求1-7中任一项所述的光学传感器检测涂料射束宽度(S3)；以及
输出与涂料射束的宽度对应的第一信号(S4)。
12.一种用于确定用于对电路板进行涂覆的涂料射束的对称性的方法(V2)，其包括：
将涂料供应器移动到用于电路板的涂装设备的测量位置(S1)；
在预先给定的压力下将涂料输送至涂料供应器(S2)；
在涂料供应器静止时，利用根据权利要求1-7中任一项所述的光学传感器检测涂料射束相对于光学传感器的中间位置(S3)；
输出与涂料射束的中间位置相对于光学传感器的位置对应的第二信号(S6)；
将涂料射束的中间位置的位置与涂料供应器的喷嘴口的中间位置进行比较(S7)；以及
确定两个位置的距离作为涂料幕帘的不对称的程度(S8)。
13.根据权利要求11或12所述的方法(V1、V2)，其中，将涂料供应器定位在测量位置，使得从涂料供应器中的喷嘴口的涂料逸出定位在传感器的视野上方的预先给定的施加高度，并且能够在预先给定的施加高度测量涂料射束宽度和/或涂料射束的射束对称性。
14.一种用于校准涂料射束的方法(V3)，其包括步骤：
(a)将涂料的供应压力设置为初始值(S9)；
(b)根据权利要求11针对期望的施加高度确定涂料射束的宽度(V1)；
(c)将测量的涂料射束宽度与额定值进行比较(S10、S12)；
(d)当测量的涂料射束宽度与额定涂料射束宽度不对应时，将涂料的供应压力调整预先给定的数值(S11、S13)；
(e)重复步骤(b)至(d)，直到达到额定涂料射束宽度为止；以及
(f)存储所达到的供应压力的值(S12)。
15.一种用于校准涂料射束的方法，其包括步骤：
(g)根据权利要求12确定涂料射束的不对称性(V2)；以及
(h)以涂料射束的中间位置的位置与涂料供应器上的喷嘴口的中间位置之间的偏移的值的形式存储不对称性。
16.一种用于校准涂料射束的方法(V4)，其包括步骤：
(g)根据权利要求12确定涂料射束的不对称性(V2)；
(i)将涂料射束的中间位置的位置和涂料供应器上的喷嘴口的中间位置之间的距离与第一阈值进行比较(S13)；以及
(j)当超过第一阈值时，以涂料幕帘的中间位置的位置与涂料供应器上的喷嘴口的中间位置之间的偏移的值的形式存储不对称性(S14)。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其还包括如下步骤：
(k)将涂料射束的中间位置的位置和涂料供应器上的喷嘴口的中间位置之间的距离与第二阈值进行比较；
(l)当超过阈值时，将涂料供应器定位到清洁位置并且执行清洁。
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