CN110446673B - 具有堵塞检测的非接触支撑平台 - Google Patents

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Abstract

非接触支撑平台包括在非接触支撑平台的PV台的外表面上的多个压力喷嘴。该压力喷嘴连接到压力源以产生通过压力喷嘴的流体流出。多个真空吸嘴与压力喷嘴穿插在外表面上，并通过一个或多个软管连接到真空歧管，以产生通过真空吸嘴的流体流入。至少一个流量计被配置为产生指示经由软管中的至少一个软管的所测量的流入的信号。控制器被配置为分析该信号以确定所测量的流入是否指示真空吸嘴被堵塞并且在指示堵塞时产生响应。

Description

具有堵塞检测的非接触支撑平台
技术领域
本发明涉及非接触支撑平台。更具体地，本发明涉及一种被配置为用于检测真空吸嘴堵塞的非接触支撑平台。
背景技术
非接触支撑表面包括在压力-真空(PV)台的表面上的压力喷嘴和真空吸嘴的布置。压力喷嘴与压力源连接，以使来自PV台的空气流出。真空吸嘴连接到真空源，使得空气经由真空吸嘴吸入PV台。
通过压力喷嘴的空气流出和通过真空吸嘴的空气流入可以产生能够支撑物体(例如，平面物体)的气垫。该流出和流入可以产生流体弹簧效应，其抵抗物体和台面之间距离的任何变化。因此，非接触支撑表面可以在距台面固定距离处支撑物体。该台可以从下面或从上面支撑物体。
中断通过一个或多个喷嘴的气流可降低气垫的均匀性。因此，堵塞的喷嘴可影响物体或靠近堵塞的喷嘴的物体的一部分与台面之间的距离。该距离与预期距离的偏差可能不利地影响对物体的测量或处理的质量。
发明内容
因此，根据本发明的实施例，提供了一种非接触支撑平台，包括：多个压力喷嘴，该多个压力喷嘴位于非接触支撑平台的PV台的外表面上，这些压力喷嘴连接至压力源，该压力源用于产生通过这些压力喷嘴的流体的流出；多个真空吸嘴，在外表面上与压力喷嘴穿插并且经由一个或多个软管连接至真空歧管以产生通过该真空吸嘴的流体的流入，至少一个流量计被配置为产生指示经由一个或多个软管中的至少一个软管的所测量的流入的信号；以及控制器，其被配置为为分析该信号以确定所测量的流入是否指示多个真空吸嘴中的一个真空吸嘴被堵塞，并且当指示堵塞时产生响应。
此外，根据本发明的实施例，多个真空吸嘴中的每个真空吸嘴通过单独的软管连接到真空歧管。
此外，根据本发明的实施例，每个单独的软管包括单独的流量计，该流量计被配置为产生指示经由单独的软管的所测量的流入的信号。
此外，根据本发明的实施例，多个真空吸嘴通过单个分支软管连接到真空歧管。
此外，根据本发明的实施例，多个真空吸嘴中的每一个连接到分支软管的分支。
此外，根据本发明的实施例，至少一个流量计位于分支软管的干线上，使得该流量计被配置为产生指示通过多个真空吸嘴的所测量的组合流入的信号。
此外，根据本发明的实施例，分支软管包括分支软管的中间软管分支，该至少一个流量计位于中间软管分支上，使得流量计被配置为产生指示通过多个真空吸嘴中的受监测的真空吸嘴的所测量的组合流入的信号，多个真空吸嘴中的受监测的真空吸嘴的分支连接到流量计上游的中间软管分支。
此外，根据本发明的实施例，其分支与流量计下游的中间软管分支连接的多个真空吸嘴中的未受监测的真空吸嘴设置有补偿结构，以使通过每个未受监测的真空吸嘴的流入基本上等于通过每个受监测的真空吸嘴的流入。
此外，根据本发明的实施例，流量计包括收缩部。
此外，根据本发明的实施例，流量计包括产生指示收缩部上游的软管中的流体压力的信号的压力传感器，和产生指示收缩部下游的软管中的流体压力的信号的压力传感器。
此外，根据本发明的实施例，流量计包括产生指示收缩部上游的流体压力和收缩部下游的流体压力之间的差的信号的压力传感器。
此外，根据本发明的实施例，该非接触支撑平台包括参考导管，该参考导管具有与至少一个流量计的收缩部基本相同的收缩部，并且压力传感器可选择地连接到一个或多个软管中的至少一个软管和参考导管。
此外，根据本发明的实施例，该非接触支撑平台包括导管，压力传感器可连接到导管，并且该导管被配置为以向压力传感器提供零压差。
此外，根据本发明的实施例，控制器被配置为通过将所测量的流入与流入的阈值进行比较来确定测量的流入是否指示堵塞。
此外，根据本发明的实施例，控制器被配置为通过将所测量的流入持续的时间与最小时间段进行比较来确定测量的流入是否指示堵塞。
根据本发明的实施例，进一步提供了一种用于检测非接触支撑平台的一个或多个真空吸嘴的堵塞的方法，该方法包括：获得由流量计产生的信号，该流量计包含在软管中，该软管将PV台的外表面上的一个或多个真空吸嘴中的至少一个真空吸嘴连接到真空歧管，该信号为经由软管的所测量的流入的指示；分析该信号以确定所测量的流入是否指示多个真空吸嘴中的一个真空吸嘴被堵塞；以及当指示堵塞时产生响应。
此外，根据本发明的实施例，流量计包括用于测量软管中的收缩部的两侧之间的压差的压力传感器，并且该方法包括使用压力传感器来测量参考导管中的收缩部的两侧之间的压差。
此外，根据本发明的实施例，分析信号包括将软管中的所测量的压差与参考导管中的所测量的压差进行比较。
此外，根据本发明的实施例，分析信号包括处理信号以获得值并将获得的值与阈值进行比较。
此外，根据本发明的实施例，分析信号包括将所获得的值的持续时间与最小时间段进行比较。
附图说明
为了更好地理解本发明及其实际应用，以下提供并参考附图。应当注意，附图仅作为示例给出，而决不限制本发明的范围。相同的部件由相同的附图标记表示。
图1A示意性地示出了具有堵塞检测的非接触平台的示例，其中每个真空吸嘴通过单独的软管连接到真空歧管。
图1B是用于图1A所示的非接触平台中的堵塞检测的控制器的示意性框图。
图2A示意性地示出了在图1A所示的非接触平台中具有用于堵塞检测的压力传感器的流量计。
图2B示出了在图1A所示的非接触平台中具有用于堵塞检测的压差传感器的流量计。
图3A示意性地示出了具有堵塞检测的非接触平台的示例，其中多个真空吸嘴通过分支软管连接到真空歧管。
图3B示意性地示出了包括中间软管分支的图3A所示的非接触平台的变型的示例。
图4是描述根据本发明实施例的用于非接触支撑平台中的堵塞检测的方法的流程图。
图5A示意性地示出了具有参考导管的非接触支撑平台，其处于用于参考导管中的流量测量的构造中。
图5B示意性地示出了具有参考导管的非接触支撑平台，其处于用于压力-真空(PV)台的真空吸嘴的真空软管中的流量测量的构造中。
图5C示意性地示出了具有参考导管的非接触支撑平台，其用于零偏移测量的构造中。
图6是描绘根据本发明实施例的用于在具有参考导管的非接触支撑平台中进行堵塞检测的方法的流程图。
具体实施方式
在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域的技术人员将了解，可以在没有这些特定细节的情况下实践本发明。在其他情况下，为了不使本发明晦涩难懂，本文没有详细描述公知的方法、过程、组件、模块、单元和/或电路。
虽然本发明的实施例在这方面不受限制，但是利用诸如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语的讨论可以指计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算设备的操作和/或过程，其将表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如，电子)量的数据操纵和/或变换为类似地表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理量的其他数据或可存储指令以执行操作和/或过程的其他信息非暂时性存储介质(例如，存储器)。虽然本发明的实施例在这方面不受限制，但是本文使用的术语“许多”和“多个”可以包括例如“多个”或“两个或更多”。在整个说明书中可以使用术语“许多”或“多个”来描述两个或更多个组件、设备、元件、单元、参数等。除非明确说明，否则本文描述的方法实施例不限于特定次序或序列。另外，所述的方法实施例或其元件中的一些可以同时，在相同时间点或一并发生或执行。除非另有说明，本文所用的连接词“或”应理解为包括性的(任何或所有所述选项)。
本发明的一些实施例可以包括诸如计算机或处理器可读介质，或计算机或处理器非暂时性存储介质(例如存储器、磁盘驱动器，或USB闪存)之类的制品，其编码，包括或存储指令(例如计算机可执行指令)，该指令在由处理器或控制器执行时执行本文所公开的方法。
根据本发明的实施例，非接触支撑平台可以被配置为检测通过压力-真空(PV)台的真空吸嘴的空气或另一流体的流入的堵塞或其他中断。例如，恰当的流量计可以检测由于真空吸嘴的堵塞引起的流入减少。流量计被配置为产生可传输到控制器的信号。该控制器可以被配置为产生警报、修改操作，或以其他方式响应于指示真空吸嘴堵塞的信号。
每个真空吸嘴经由连接到真空源的一个或多个真空歧管连接到真空源。真空源可以包括真空喷射器、真空泵或其他类型的真空源。所使用的真空源的类型可以取决于特定非接触支撑平台的要求，或非接触支撑平台的特定应用的要求。例如，可能影响真空源的选择的考虑因素可以包括真空吸嘴的数量、通过每个真空吸嘴的期望流入、环境噪声的可接受水平，或其他考虑因素。
真空吸嘴通常在非接触支撑平台的压力-真空(PV)台上穿插有压力喷嘴。压力喷嘴可以连接到压力源，该压力源使得空气或另一种流体在PV台的表面处流出。典型地，流体流出可以预期从压力喷嘴排出任何异物，使得压力喷嘴的堵塞可以相对罕见。因此，尽管将压力喷嘴连接到压力源的软管也可以设置有如本文所述的流量计，但是在典型情况下这种流量计可以被认为是不必要的。
软管、管道、管、导管或其他连接件(其中任何一种在本文中称之为真空软管)的布置将每个真空吸嘴连接到真空歧管。在一些情况下，每个真空吸嘴可以通过单独的真空软管连接到真空歧管。在一些情况下，单个真空软管可以将一组真空吸嘴连接到真空歧管。例如，连接到真空歧管的单个真空软管可以分支成单独的分支，用于连接到每个真空吸嘴。作为另一实例，PV台可以包括将至一个连接点的多个例如邻近的真空吸嘴连接到单个真空软管的导管。
每个真空软管设有流量计以测量通过软管的流入。流量计被配置为产生可由控制器或计算机读取的信号。
取决于真空吸嘴如何连接到真空歧管，所测量的流入可能受到通过一个或多个真空吸嘴的流入的影响。例如，所测量的流入可能受到一个或多个真空吸嘴的阻塞或堵塞的影响。
如果每个真空吸嘴通过单独的真空软管连接到真空歧管，则每个真空软管可以设置有单独的流量计。在这种情况下，由每个流量计测量的流入可以指示通过与相应的真空软管连接的单个真空吸嘴的流入。因此，任何测量到的流入减少都可以指示一个真空吸嘴的堵塞。在这种情况下，可能需要相对大量的真空软管和流量计。另一方面，具有相对低或粗灵敏度的流量计可以足够检测真空吸嘴的部分堵塞。因此，可以使用相对简单和便宜的流量计。
另一方面，单个软管可以将多个真空吸嘴连接到真空歧管。例如，软管可以是分支的、分叉的(例如，多重分叉的)，或者以其他方式配置成使得软管的一端形成单个干线部分，并且软管的另一端形成多个分支软管。因此，软管可以在近端处将真空歧管中的单个开口连接到远端处的多个真空吸嘴。连接到单个软管的多个真空吸嘴可以是在非接触支撑平台的PV台上的相邻真空吸嘴。流量计可以定位在分支软管的一部分上，该部分对于来自连接到单个软管的所有真空吸嘴的流入是共用的。例如，流量计可以位于靠近真空歧管的软管的干线部分上，该干线部分靠近软管的任何分支或分叉。在这种情况下，所测量的流量可能受到通过连接到单个软管的任何真空吸嘴的流入减少的影响。通过软管之一的这种减少的检测可能需要具有足够灵敏度的流量计来检测由通过真空吸嘴之一的流入的变化引起的通过干线部分的流入的变化。或者，一个或另外分支软管、一个或多个分支软管可以设有单独的流量计。
流量计可以包括流入流过的收缩部。例如，收缩部可以包括单个孔口、串行孔口或另一种类型的收缩部。压力传感器可以被配置为测量收缩部的任一侧(例如上游侧和下游侧)上的流体压力。所测量的收缩部两侧之间的压差可以指示流速。
压力传感器可以被配置为产生指示测量的压力或压差的电信号。电信号可以传输到控制器。例如，压力传感器可以经由电线、电缆或其他连接件连接到被配置为为接收电信号的接收器设备的适当连接器或端口。接收器设备可以集成到控制器中，或者可以与控制器分离。可替代地或另外地，压力传感器可以被配置为无线地发射可由控制器接收的信号。
控制器，例如控制器的处理器，可以被配置为分析或解释接收到的信号。在一些情况下，信号可以表示通过真空端口的流入减少。例如，控制器可以被配置为检测持续预定时间段的流入速率的降低。预定时间段可以对应于在堵塞或另一变化之后稳定流速测量之前通常经过的时间段(例如，30秒至60秒)。可以将所测量的压差或流速的变化与阈值变化进行比较。
可以选择流量计的收缩部(例如，孔口或其他收缩部)，以便产生所需范围内的压力变化。例如，可以确定在大约0.1毫巴(millibar)至大约0.3毫巴，例如大约0.2毫巴范围内的压差对于测量或分析可以是有利的。例如，可以选择收缩部，使得当标称气流速率为大约20标准升/分钟时产生大约10毫巴的压差，气流降低至大约19NL/分钟将产生大约9.8毫巴的压差。
图1A示意性地示出了具有堵塞检测的非接触平台的示例，其中每个真空吸嘴通过单独的软管连接到真空歧管。图1B是用于图1A所示的非接触平台中的堵塞检测的控制器的示意性框图。
非接触平台10包括PV台12，PV台12被配置为形成流体垫(流体通常包括空气或其他气体)，用于在离PV台12的外表面13大约固定距离处支撑物体。典型的物体可以包括薄的扁平物体，例如硅衬底，玻璃板或其他薄的扁平物体。
PV台12通常包括穿插(interspersed)有多个真空吸嘴14的多个压力喷嘴16。从具有压力流出29的压力喷嘴16流出并且进入具有真空流入28的真空吸嘴14的流体可以在外表面13处产生用于物体的非接触支撑的流体垫。
每个压力喷嘴16通过压力软管26连接到压力歧管24。例如，每个压力软管26可以单独地将每个压力喷嘴16连接到压力歧管24的单独端口。可替代地或另外地，一个或多个压力软管26可以包括将两个或多个压力喷嘴16连接到压力歧管24的单个端口的分支软管。当压力歧管24连接到压力源(例如泵、鼓风机或其他压力源)并且压力源工作时，流体可以从每个压力喷嘴16向外流动，如压力流出29所示。
典型地，可以预期压力流出29足够强，以防止灰尘或碎屑积聚在压力喷嘴16中，从而阻碍压力流出29通过压力喷嘴16。
每个真空吸嘴14通过真空软管20连接到真空歧管18。在一些情况下，每个真空吸嘴14可以设置有收缩翅片，例如以自适应分段孔口(Self Adaptive Segmented Orifice,SASO)迷宫的形式。
在所示的示例中，每个真空吸嘴14通过单独的真空软管20连接到真空歧管18的单个真空端口19。真空歧管18可以连接到真空源24。例如，真空源24可以包括真空泵、真空喷射器或另一真空源或抽吸源。当真空歧管18连接到真空源24并且真空源24工作时，流体可以通过每个真空吸嘴14向内流动，如真空流入28所示。
可以选择压力流出29和真空流入28的速率以产生具有特定特性的流体垫。例如，气垫可以被配置或优化为在距PV台12的外表面13特定距离处支撑特定类型的物体。气垫可以被配置为提供特定的流体弹簧效应。
例如，当流体是空气时，压力流出29或真空流入28的典型气流可以在大约每分钟20标准升至大约每分钟40标准升的范围内。(表征标准升的温度和压力值可以在不同用户之间和不同应用之间变化。)真空流入29与压力流出28的比率(例如，当没有被支撑的物体覆盖相应的真空吸嘴14和压力喷嘴16时)可以典型地大于1，例如大约1.5或大于1的另一个值。(例如，可以选择该比率，使得当被支撑物体覆盖相应的真空吸嘴14和压力喷嘴16时，真空流入29等于压力流出28。)
在一些情况下，真空流入28可以将灰尘、碎屑、烟灰、油或其他颗粒物质从环境吸入到一个或多个真空吸嘴14中。该物质可以至少部分地堵塞受影响的真空吸嘴14，从而减少通过受影响的真空吸嘴14的真空流入28。
在所示的示例中，每个真空软管20设置有流量计(FM)22。每个流量计22被配置为产生指示通过真空软管20的真空流入28的信号，真空软管20的流体流入由流量计22测量。例如，信号可以是可经由电缆传输的电信号、可经由电磁波传输的电磁信号、可经由光纤传输或直接(例如，沿着光发射器和光接收器之间的视线)传输的光信号，或另一类型的信号。
控制器30可以被配置为接收和分析由一个或多个流量计22发送的信号。例如，控制器30的处理器34可以被配置为分析由流量计22发送的信号。
控制器30的处理器34可以包括一个或多个处理单元，例如一个或多个计算机。处理器34可以被配置为根据存储在数据存储器36上的编程指令来操作。
处理器34可以与数据存储器36通信。数据存储器36可以包括一个或多个易失性或非易失性，固定或可移动的数据存储装置或存储器装置。数据存储器36可以用于存储例如用于处理器34的操作的编程指令、在操作期间由处理器34使用的数据或参数，或处理器34的操作结果。
例如，处理器34可以处理从流量计22接收的信号，以便确定由流量计22指示的流速。可以将所确定的流速与阈值流速进行比较。例如，阈值流速值或流速的阈值分数变化(threshold fractional change)可以存储在数据存储器36上。可替换地或另外地，指示阈值流速或阈值分数变化的信号值或其他值可以存储在数据存储器36上。处理器34可以被配置为将从流量计22接收到的信号或接收到的信号处理的结果与适当的阈值进行比较。例如，阈值可以由非接触支撑平台10的制造商或安装者确定，例如在校准或设置过程期间。
可替代地或另外地，在结构和操作上与真空吸嘴14(和真空软管20)相似或相同并且连接到真空源24的一个或多个外部真空吸嘴可以设置在PV台12的外部。例如，外部真空吸嘴可以位于PV台12一部分上，该部分不用于非接触地支撑物体(例如，PV台12的侧表面或底表面)，或位于其他地方。该位置可以选择成使得可能堵塞外部真空吸嘴的物质的流入是不可能的。通过外部真空吸嘴的流入也可以由流量计监测。由测量通过外部真空吸嘴的流入的流量计产生的信号可以用作参考流入，例如使得能够区分错误地解释真空源24(或真空歧管18)的错误操作和堵塞。
例如，与流速或流量计的稳定时间相关的一个或多个时限或时间阈值可以存储在数据存储器36上。例如，当接收到流量计信号时，处理器34可以被配置为存储从信号处理获得的值、以及一时间，该时间指示接收或处理信号的时间。当接收到后续信号时，可以将当前接收信号所指示的当前获得的值与先前接收信号所指示的一个或多个先前值进行比较。如果在当前值和指示流体流量减少的先前值之间检测到变化(例如，其中该变化超过阈值)，则随后获得的值可以与该变化的值进行比较以确定该变化是否持续。如果该变化持续最小时间段，则处理器34可以将该变化解释为指示相应真空吸嘴14的堵塞。类似地，可以检测指示低流速(指示堵塞)的值。如果在最小时间段内重复获得的值仍然指示低流速，则处理器34可以将该值解释为指示相应真空吸嘴14的堵塞。
当处理器34检测到真空吸嘴14的堵塞时，可以产生适当的输出。例如，处理器34可以操作输出设备32以产生指示堵塞的输出。输出设备32可以包括例如一个或多个显示屏、指示灯、扬声器、蜂鸣器、铃或被配置为产生可见或可听输出的其他设备。
处理器34可以操作输出设备32以指示堵塞。例如，处理器34可以使得在输出设备32的显示屏上显示指示一个或多个真空吸嘴14被堵塞的消息。该消息可以包括或者可以伴随有可能被堵塞的真空吸嘴14的指示(例如，在PV台12的图上，或者其他)。
在某些情况下，处理器34可以被配置为发送指示所检测到的堵塞且可由远程设备接收的消息。例如，远程设备可以与非接触平台10或处理器34的操作者相关联。
在一些情况下，处理器34和控制器30可以被配置为操作真空源24、压力源或一个或多个阀中的一个或多个。在这种情况下，处理器34可以被配置为当检测到堵塞时修改真空源24的操作。例如，控制器30可以修改真空源24、压力源或一个或多个阀的操作，以便补偿检测到的堵塞(例如，保持由PV台12产生的非接触支撑平台10的均匀流体垫)。
PV台12可以包括被监测的真空吸嘴14(例如，每个都设有流量计22)和未被监测且未设有流量计22的真空吸嘴14。被监测和未受监测的真空吸嘴14都可以连接到单个真空源24。与通过未受监测的真空吸嘴14相比，流量计22的存在可显著影响通过监测的真空吸嘴14的真空流入速率28。因此，为了确保真空流入28在PV台12上是均匀的(例如，使得物体可以被均匀地支撑)，未受监测的真空吸嘴14可以被配置为与监测的真空吸嘴14不同。例如，未受监测的真空吸嘴14或其真空软管20可以具有与被监测的真空吸嘴14的构造不同的直径、内部结构或其他构造。可以构造不同的构造使得通过未受监测的真空吸嘴14的真空流入28基本上等于通过被监测的真空吸嘴14的真空流入28。
流量计22可以包括收缩部和一个或多个压力传感器。例如，压力传感器可以被配置为产生可传输到控制器30的电信号。当真空流入28流过收缩部时，由压力传感器产生的信号可以表示在收缩部上游的点处和收缩部下游的点处的流体压力之间的差。流体压力的差可以与真空流入28的流速相关(例如，由收缩部或其他原因引起的微小损失确定)。
在一些情况下，流量计22可以包括孔口形式的收缩部，以及用于测量收缩部上游和下游的流体压力的单独的压力传感器。
图2A示意性地示出了在图1A所示的非接触平台中具有用于堵塞检测的压力传感器的流量计。
压力传感器孔口流量计23包括孔口50形式的收缩部，该收缩部设置在真空软管20中(或设置在与真空软管20串联连接的管或软管中)。孔口50可以代表单个孔口，串行的孔口(例如，彼此不共轴的一系列空间上分开的孔口)或另一种类型的收缩部。
上游压力传感器52被配置为产生电信号，该电信号指示在孔口50上游的点处的真空流入28的流体压力。类似地，下游压力传感器54被配置为产生电信号，该电信号表示真空流入28在孔口50下游的点处的流体压力。
由上游压力传感器52和下游压力传感器54产生的电信号可以传输到控制器30。控制器30的处理器34可以被配置为处理电信号以产生指示上游压力传感器52和下游压力传感器54处的流体压力之间的差的值。因此，该值可以表示通过真空软管20的真空流入28的流速。所产生的值可以与先前值进行比较以确定是否存在真空软管20的堵塞(例如，在连接到真空软管20的真空吸嘴14处)。例如，指示流速降低的值超过阈值降低并且持续最小时间段(例如，在从大约30秒至60秒的范围内的时间段)，或另一最小时间段(例如，对应于足以稳定真空流入28或用于精确测量压力传感器孔口流量计23的时间，或以其他方式确定的最小时间段)可以指示堵塞。
可替代地或另外地，由上游压力传感器52和下游压力传感器54产生的电信号，或由处理信号产生的值，可以与来自流量计的压力传感器的类似信号或值进行比较，该流量计如上所述测量通过外部真空吸嘴的参考流入。
在一些情况下，流量计22可以包括孔口形式的收缩部，并且分离用于测量收缩部上游和下游的流体压差的压差传感器。
图2B示出了在图1A所示的非接触平台中具有用于堵塞检测的压差传感器的流量计。
压差孔口流量计25包括设置在真空软管20(或与真空软管20串联连接的管或软管)中的孔口50形式的收缩部。
压差传感器56通过管58连接到真空软管20。管58被配置为将流体压力从真空软管20传递到压差传感器56。例如，管58可以在上游开口59a处通向真空软管20。类似地，管58可以在下游开口59b处通向真空软管20。因此，真空软管20中位于孔口50上游的点处的流体压力可被传递到压差传感器56的一个表面。真空软管20中在孔口50下游的点处的流体压力可以被传输到压差传感器56的另一个表面。
压差传感器56被配置为产生电信号，该电信号表示真空流入28在孔口50上游的点和孔口50下游的点之间的流体压差。由压差传感器56产生的电信号可以传输到控制器30。控制器30的处理器34可以被配置为处理电信号以产生指示上游开口59a处和下游开口59b处的流体压力之间的差的值。因此，该值可以表示通过真空软管20的真空流入28的流速。所产生的值可以与先前值进行比较以确定是否存在真空软管20的堵塞(例如，在连接到真空软管20的真空吸嘴14处)。例如，指示流速降低并且持续最小时间段(例如，在从大约30秒至60秒的范围内的时间段；或另一最小时间段，例如，对应于足以稳定真空流入28或足以通过压差孔口流量计25进行精确测量的时间的值；或者以其他方式确定的最小时间段)可以指示堵塞。
可替换地或附加地，由压差孔口流量计25产生的电信号，或由处理该信号产生的值，可以与来自流量计的压差传感器的类似信号或值进行比较，该压差传感器如上所述测量通过外部真空吸嘴的参考流入。
作为压力传感器孔口流量计23，压差孔口流量计23或其他类型的孔口流量计的替代或补充，流量计22可以包括其他类型的流量计。例如，流量计22可以包括机械流量计、文丘里流量计或其他类型的流量计。
可替代地或除了各自通过单独的真空软管20连接到真空歧管18的真空吸嘴14之外，两个或更多个真空吸嘴14可以通过单个分支软管连接到真空歧管18。流量计22可以被配置为测量分支软管的一部分中的流体流量，来自所有连接的真空吸嘴14的真空流入28流过该分支软管的一部分。
图3A示意性地示出了具有堵塞检测的非接触平台的示例，其中多个真空吸嘴通过分支软管连接到真空歧管。
非接触支撑平台40包括PV台12，PV台12被配置为形成用于在离PV台12的外表面13大约固定距离处支撑物体的流体垫。PV台12通常包括穿插有多个真空吸嘴14的多个压力喷嘴16。从具有压力流出29的压力喷嘴16流出并且进入具有真空流入28的真空吸嘴14的流体可以在外表面13处产生用于物体的非接触支撑的流体垫。
真空吸嘴14(代表PV台12的所有或一些真空吸嘴14)通过真空软管41连接到真空歧管18。真空歧管18可以连接到真空源24。当真空歧管18连接到真空源24并且真空源24工作时，流体可以通过每个真空吸嘴14向内流动，如真空流入28所示。
真空软管41可以通过软管干线44连接到真空歧管18。真空软管41分支成多个分支软管42。真空软管41的每个分支软管42可以连接到不同的真空吸嘴14。
在一些情况下，分支软管42可以表示内置于PV台12内或在PV台12内部的导管系统。
通过连接到真空吸嘴14的分支软管42的真空流入28可以在真空软管41内组合以形成总软管流入46。总软管流入46可以代表通过软管干线44并进入真空歧管18的组合总流体流。
在一些情况下，真空流入28可以将灰尘、碎屑、烟灰、油或其他颗粒物质从环境吸入到一个或多个真空吸嘴14中。该物质可以至少部分地堵塞受影响的真空吸嘴14，从而减少通过受影响的真空吸嘴14的真空流入28。一个真空流入28的减少可以导致总软管流入46的减少。
真空软管41的软管干线44设有干线流量计48。干线流量计48被配置为产生指示总软管流入46的流速的信号。例如，信号可以是可经由电缆传输的电信号、可经由电磁波传输的电磁信号、可经由光纤传输或直接(例如，沿着光发射器和光接收器之间的视线)传输的光信号，或另一类型的信号。干线流量计48可以包括孔口流量计、机械流量计、文丘里流量计或其他类型的流量计。
干线流量计48可以被配置为足够灵敏，以便能够检测真空吸嘴14之一的部分或全部阻碍或堵塞。当连接到单个真空软管41的分支软管42的真空吸嘴14的数量增加时，由干线流量计48测量的单个真空吸嘴14的堵塞对总软管流入46的影响可以减小。可替代地或另外地，干线流量计48(和控制器30)可以被配置为使得仅检测到多个真空吸嘴14的同时(concurrent)堵塞。例如，干线流量计48可被配置为使得可检测到总软管流入46减少大约1％至2％。
在一些情况下，不同真空软管41的多个软管干线44可以连接到真空歧管18。例如，每个真空软管41的分支软管42可以连接到PV台12的不同区域中的真空吸嘴14。在这种情况下，检测到通过特定软管干线44的总软管流入46的减少可以指示PV台12的特定区域中的一个或多个真空吸嘴14的堵塞。
在一些情况下，两个或多个分支软管42可以结合以形成中间软管分支。然后中间软管分支可与一个或多个其他中间软管分支或一个或多个分支软管结合以形成另一中间软管分支(例如，具有比第一中间软管分支更高的流入速率)或软管干线44。因此，真空软管可被配置为为其中形成不同水平的中间软管分支的结构的形式。一些或所有中间软管分支可以设有流量计。
图3B示意性地示出了包括中间软管分支的图3A所示的非接触平台的变型的示例。
在非接触支撑平台60的真空软管61中，两个或多个分支软管42a连接以形成中间软管分支63。中间软管分支63设有中间分支流量计64。分支软管42a连接以形成中间分支流量计64上游的中间软管分支63。通过受监测的真空吸嘴14a和分支软管42a的真空流入28a结合形成中间流入66。
分支软管42b与中间软管分支63连接以在中间分支流量计64的下游形成软管干线44。因此，通过未受监测的真空吸嘴14b和分支软管42b的真空流入28b不会引发中间流入66。
在一些情况下，真空软管61可以由其中不同水平的分支软管42形成中间软管分支63的结构形成。例如，软管干线44可以分叉或分支成两个软管分支或中间软管分支63。每个中间软管分支63可以依次分支成两个或更多个第二中间软管分支。分叉或分支可以继续，直到中间软管分支成分支软管42a。
在所示的示例中，通过分支软管42a的流入由中间分支流量计64监测，而通过分支软管42b的真空流入28b则不被监测。中间分支流量计64的存在可显著影响通过分支软管42a的真空流入28a的速率。另一方面，真空流入28b不受中间分支流量计64的影响。因此，为了确保真空流入28a基本上等于真空流入28b(例如，使得可以在距PV台12固定距离处均匀地支撑物体)，未受监测的喷嘴14b、分支软管42b或两者可以被配置为与监测的真空吸嘴14a或分支软管42a不同。例如，分支软管28b或其未被监测的真空吸嘴14b可以在直径、内部结构或其他方面不同于分支软管42a或其被监测的真空吸嘴14a。不同的构造由分支软管62b中的补偿结构62表示。例如，补偿结构62可表示被配置为使得真空流入28b基本上等于真空流入28a的收缩部或其他结构。
控制器30的处理器34可被配置为执行用于在非接触支撑平台10或40的PV台12的真空吸嘴14中进行堵塞检测的方法。
图4是描述根据本发明实施例的用于非接触支撑平台中的堵塞检测的方法的流程图。
应当理解，关于本文中所参考的任何流程图，仅仅为了方便和清楚起见，从而选择了将所示方法划分为由流程图的框表示的离散操作。所示方法到离散操作的可选划分是可能的，具有等效的结果。所示方法到离散操作的这种可替换划分应当被理解为表示所示方法的其他实施例。
类似地，应当理解，除非另有说明，仅为了方便和清楚起见，选择了由本文所引用的任何流程图的框表示的操作的所示执行顺序。所示方法的操作可以以替换顺序执行，或者与等同结果同时执行。所示方法的操作的这种重新排序应当被理解为表示所示方法的其他实施例。
堵塞检测方法100可由控制器30执行，例如由非接触支撑平台(例如，非接触支撑平台10或40)的控制器30的处理器34执行。堵塞检测方法100可以连续执行，可以以预定间隔执行，或者可以响应于预定事件(例如，系统加电或另一事件)而执行。执行可以由非接触支撑平台的操作者启动。
可以从流量计例如流量计22或干线流量计48获得信号(框110)。例如，控制器30可以接收由流量计通过有线或无线连接发送的信号。该信号可以由流量计的一个或多个压力传感器产生，或者以其他方式产生。
可以处理所获得的信号以确定该信号是否指示真空吸嘴14的堵塞(框120)。例如，从流量计的压力传感器接收的信号可以被处理以产生指示流速的值。可以将该值与阈值或与先前测量的值进行比较，以确定当前流速是否指示堵塞。类似地，仅当数值在预定的最小时间段内保持不变(例如，在预定公差内)时，数值可以被解释为指示堵塞。
在一些情况下，当确定通过真空吸嘴14的流入小于通过外部真空吸嘴的参考流入时，可以确定指示堵塞。在这种情况下，通过真空吸嘴14和通过外部吸嘴的真空流入的类似减少可以被解释为指示真空源24、真空歧管18或两个流入共用的其他结构中的一个或多个的操作可能有故障。
如果没有指示堵塞，则可以继续从流量计获得信号(框110)。
如果指示堵塞，则控制器30可以产生响应(框130)。例如，所述响应可以包括产生所述非接触支撑平台的操作者可感知的信号。可替换地或附加地，响应可以包括修改非接触支撑平台的操作。
在一些情况下，具有堵塞检测的非接触支撑平台可以包括一个或多个参考导管。参考导管可以类似于连接到PV台的真空吸嘴的真空软管(或者，在一些情况下，连接到PV台的压力喷嘴的压力软管)构造，并且其设置有流量计。例如，参考导管可以具有真空吸嘴，该真空吸嘴具有与PV台上的真空吸嘴相同的尺寸，并且可以包括收缩孔口，该收缩孔口类似于连接到PV台的真空吸嘴的真空软管上的孔口。单个压差传感器(或类似装置)可替代地连接到参考导管和真空软管。差压读数的比较可以使得非接触支撑平台系统的控制器能够区分压差传感器中的实际堵塞，或漂移或其他不准确性。
例如，非接触支撑平台的真空吸嘴和压力喷嘴可以布置成一个或多个在PV台的表面上重复的图案。在每种类型的图案中，可以在图案的一个或多个区域中监测流入(或在一些情况下监测流出)。例如，连接到该区域中的一个或多个真空吸嘴的真空软管可以被配置为用于流量测量。在不同图案或区域中的喷嘴彼此不同的情况下，可以为每种类型的喷嘴提供不同的参考导管。
图5A示意性地示出了具有参考导管的非接触支撑平台，其处于用于参考导管中的流量测量的构造中。
非接触支撑平台70包括连接到PV台12的真空软管20、参考导管78和控制壳体71。真空软管20和参考导管78设有基本相同的孔口50和真空吸嘴14。在存在多于一种类型的真空吸嘴14的情况下，可以提供其他的参考导管78。
在所示的示例中，控制壳体71包括控制器30、阀74和76以及压差传感器(Diff.)56。在一些情况下，参考导管78，包括其真空吸嘴14，也可以至少部分地封闭在控制壳体71内。典型地，单个控制壳体71可以封闭用于连接以控制连接到一个或多个其他真空软管的阀。在非接触支撑平台70包括多于一种类型的真空软管或真空吸嘴的情况下，可以设置其他的阀以控制与相应的其他参考导管的连接。在一些情况下，可以提供其他的压差传感器以实现多个差压的同时测量。
在一些情况下，在所示示例中指示为由控制壳体71容纳的一个或多个部件可以容纳在单独的壳体中，或者容纳在非接触支撑平台70中或附近的其他地方。
控制壳体71，特别是压差传感器56，可以经由各种连接导管(例如，软管或其他类型的管道或导管)连接到非接触支撑平台70的各种软管、导管或其他空气传导结构。例如，真空软管连接器导管86可以被配置为将控制壳体71连接到真空软管20。参考连接器导管72可以被配置为将控制壳体71连接到参考导管78。压力平衡导管82可以被配置为将控制壳体71连接到真空歧管18。
控制器30可以控制阀74和76的操作。可以操作阀74以将压差传感器56连接到阀76或压力平衡导管82。阀76可以被操作以连接阀74，例如，当阀76经由阀74连接到压差传感器56时，经由参考连接器导管84连接到参考导管78，或者经由真空软管连接器导管86连接到真空软管20。例如，阀74和76中的一个或两个可包括3/2(指示3个端口和2个状态)电磁阀，例如先导型电磁阀(pilot operated solenoid valve)或直动型电磁阀(direct actionsolenoid valve)，或其他类型的阀。
参考连接器导管84、真空软管连接器导管86和压力平衡导管82中的一个或多个可以包括或者可以连接到保护阀72。每个保护阀72可以包括电磁阀或其他类型的阀，其可关闭以防止真空歧管18(或连接到真空歧管18的真空软管20或参考导管78)与压差传感器56之间的气流。例如，在维护期间，例如当向真空歧管18施加压力时，可以关闭一个或多个保护阀72。如果这种压力能够到达压力平衡导管82，则可能损坏或影响压力平衡导管82的操作。保护阀72可由控制器30或其他装置操作。
控制器30可以从压差传感器56接收差压数据。控制器30可以例如根据阀74和76的当前状态来分析所接收的差压数据，并且确定压差传感器56的零偏移，参考流速或来自PV台12的真空流。对接收到的差压数据的分析可以确定PV台12的真空吸嘴14或真空软管20是否被堵塞。
控制器30可被配置为从PV台12的一个或多个衬底传感器80接收数据。衬底传感器80可以包括近距离传感器(proximity sensor)、成像传感器或另一类型的传感器，其被配置为指示PV台12的一个或多个真空吸嘴14何时被衬底覆盖。例如，控制器30可以被配置为成当一个或多个真空吸嘴14被衬底覆盖时，例如当气流可能受到衬底的影响时，避免测量通过真空软管20或通过参考导管78的气流。
在图5A所示的示例中，阀74处于压差传感器56与阀76连接并且与压力平衡导管82断开的状态。阀76处于这样的状态，使得阀74连接到参考连接器导管84，并且与真空软管连接器导管86断开。因此，压差传感器56可以测量参考导管78(在孔口50和真空吸嘴14之间的点处)和真空歧管18之间的差压。压差的测量值可以指示参考导管78中的气流速率。测量值或从测量值导出的值可以作为参考值存储在例如控制器30的数据存储器中。
参考导管78的真空吸嘴14可被配置为(例如，由筛网或过滤器保护，或位于与产生各种类型碎屑的处理点足够距离处)，使得参考导管78的堵塞不太可能。因此，当参考导管78连接到压差传感器56时，差压测量的变化可以指示压差传感器56的响应的漂移或其他变化。(可以提供真空传感器或其他类型的传感器以指示真空源24的变化。)因此，当压差传感器56连接到参考导管78时获得的差值或气流值可以用作当压差传感器56连接到真空软管20时获得的值的参考值。
图5B示意性地示出了具有参考导管的非接触支撑平台，其处于用于压力-真空(Pressure-vacuum stage,PV)台的真空吸嘴的真空软管中的流量测量的构造中。
在所示的示例中，阀74处于压差传感器56与阀76连接并且与压力平衡导管82断开的状态。阀76处于这样的状态，使得阀74连接到真空软管连接器导管86，并且与参考连接器导管84断开。因此，压差传感器56可以测量真空软管20(在孔口50和真空吸嘴14之间的点处)和真空歧管18之间的差压。压差的测量值可以指示真空软管20中的气流速率。可以使用所存储的参考值来校正所测量的值、所得到的气流速率或从差压的测量值导出的另一个值。
图5C示意性地示出了在用于零偏移测量的构造中的具有参考导管的非接触支撑平台。
在所示的示例中，阀74处于压差传感器56连接到压力平衡导管82并且与阀76断开的状态。因此，压差传感器56的两侧连接到真空歧管18，并且期望压差为零。在这种情况下，差压的测量值可以表示压差传感器56的零偏移值。所得到的零偏移值可以存储在例如控制器30的数据存储器中。零偏移值可用于处理或校正当连接到例如真空软管20或参考导管78中的气流时所进行的测量。
图6是描绘根据本发明实施例的用于在具有参考导管的非接触支撑平台中进行堵塞检测的方法的流程图。
堵塞检测方法200可以由控制器30执行，例如由具有参考导管78的非接触支撑平台70的控制器30的处理器34执行。堵塞检测方法200可以连续执行、可以以预定间隔执行，或者可以响应于预定事件(例如，系统加电或另一事件)而执行。执行可以由非接触支撑平台的操作者启动。
可以从衬底传感器感测信号(框210)。
如果感测到衬底(框220)，则仅可以测量零偏移(框240)。例如，压差传感器56可以连接到压力平衡导管82以测量零偏移。测量可以持续预定时间，直到测量的波动减小到阈值水平以下，或者直到满足另一标准。
在一些情况下，例如，在最近测量到零偏移的情况下，控制器30可以等待直到衬底传感器不指示存在衬底(返回到框210)，而不执行另一零偏移测量。在一些情况下，例如，当一个或多个标准(例如，自前一个零偏移测量起经过的时间，或测量周期)开始时，可以在不存在衬底时进行零偏移测量。
如果没有感测到衬底(框220)，则压差传感器56可以连接到参考导管78(框230)。参考测量可以持续预定时间，直到测量的波动减小到阈值水平以下，或者直到满足另一标准。
可以利用压差传感器56的测量来获得参考值(框240)。例如，测量值可以存储为参考值，随后在压力或真空软管上的气流测量可以与该参考值进行比较。
压差传感器56可以连接到压力软管或真空软管，例如真空软管20(框250)。软管测量可以持续预定时间，直到测量的波动减小到阈值水平以下，或者直到满足另一标准。
可以分析测量的软管值以及参考值和零偏移值，以产生指示通过软管的空气流的值(框260)。例如，可以利用参考值来计算气流值，该气流值与压差传感器56的测量中的任何漂移无关。
可以分析软管测量以确定是否指示堵塞(框270)。例如，软管测量值和参考测量值之间的差值可以与阈值进行比较，以确定是否指示堵塞。
如果指示堵塞，则可以产生响应(框280)。例如，所述响应可以包括产生非接触支撑平台的操作者可感知的信号。可替换地或附加地，响应可以包括修改非接触支撑平台的操作。
如果没有指示堵塞，则使用压差传感器56的测量可以继续进行(返回到框210)。
可以注意到，零偏移、参考值和软管测量值的测量可以以任何顺序执行。在一些情况下，顺序可以是固定的并且可以在预定时间重复。
堵塞检测方法200可以在PV台12的多个不同软管(例如，不同区域或不同模式的喷嘴)上串联重复或并联执行(例如，通过压差传感器和阀的不同布置)。
本文公开了不同的实施例。某些实施例的特征可以与其他实施例的特征组合；因此，某些实施例可以是多个实施例的特征的组合。出于说明和描述的目的，本文已经给出了本发明实施例的上述描述。并不旨在穷举或将本发明限于所公开的精确形式。本领域技术人员应当理解，根据上述教导，许多修改、变化、替换、改变和等效物是可能的。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这些修改和变化。
虽然本文已说明和描述了本发明的某些特征，但所属领域的技术人员现在将想到许多修改、替代、改变和等效物。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这些修改和变化。

Claims (20)

1.一种非接触支撑平台，包括：
多个压力喷嘴，在所述非接触支撑平台的PV台的外表面上，所述压力喷嘴连接到压力源，所述压力源用于产生通过压力喷嘴的流体的流出；
多个真空吸嘴，与所述压力喷嘴穿插在所述外表面上并且经由一个或多个软管连接到真空歧管以产生通过真空吸嘴的流体的流入；
至少一个流量计，被配置为产生指示经由所述一个或多个软管中的至少一个软管的所测量的流入的信号；以及
控制器，被配置为用于分析所述信号以确定所测量的流入是否指示所述多个真空吸嘴中的一个真空吸嘴被堵塞并且在指示堵塞时产生响应。
2.根据权利要求1所述的非接触支撑平台，其中所述多个真空吸嘴中的每个真空吸嘴通过单独的软管连接到所述真空歧管上。
3.根据权利要求2所述的非接触支撑平台，其中每个单独的软管包括单独的流量计，所述流量计被配置为产生指示经由所述单独的软管的所测量的流入的信号。
4.根据权利要求1所述的非接触支撑平台，其中所述多个真空吸嘴通过单个分支软管连接到所述真空歧管。
5.根据权利要求4所述的非接触支撑平台，其中所述多个真空吸嘴中的每一个连接到所述分支软管的分支。
6.根据权利要求4或5所述的非接触支撑平台，其中，所述至少一个流量计位于所述分支软管的干线上，使得所述至少一个流量计被配置为产生指示通过所述多个真空吸嘴的所测量的组合流入的信号。
7.根据权利要求4所述的非接触支撑平台，其中，所述分支软管包括所述分支软管的中间软管分支，所述至少一个流量计位于所述中间软管分支上，使得所述至少一个流量计被配置为产生一信号，该信号指示通过所述多个真空吸嘴中的受监测的真空吸嘴的所测量的组合流入，其中，受监测的真空吸嘴的分支连接到所述至少一个流量计上游的中间软管分支。
8.根据权利要求7所述的非接触支撑平台，其中，所述多个真空吸嘴中未受监测的真空吸嘴设有补偿结构，以使通过每个未受监测的真空吸嘴的流入基本上等于通过每个受监测的真空吸嘴的流入，其中，所述多个真空吸嘴中未受监测的真空吸嘴的分支与所述至少一个流量计下游的中间软管分支连接。
9.根据权利要求1所述的非接触支撑平台，其中，所述至少一个流量计包括收缩部。
10.根据权利要求9所述的非接触支撑平台，其中，所述至少一个流量计包括用于产生指示所述收缩部上游的软管中的流体压力的信号的压力传感器，和用于产生指示所述收缩部下游的软管中的流体压力的信号的压力传感器。
11.根据权利要求9所述的非接触支撑平台，其中，所述至少一个流量计包括产生指示所述收缩部上游的流体压力和所述收缩部下游的流体压力之间的差的信号的压力传感器。
12.根据权利要求11所述的非接触支撑平台，还包括参考导管，所述参考导管具有与所述至少一个流量计的收缩部基本上相同的收缩部，并且其中所述压力传感器可替代地连接到所述一个或多个软管中的至少一个软管上并且连接到所述参考导管上。
13.根据权利要求11所述的非接触支撑平台，还包括导管，所述压力传感器能够连接至所述导管并且所述导管被配置为向所述压力传感器提供零压差。
14.根据权利要求1所述的非接触支撑平台，其中所述控制器被配置为通过将所测量的流入与所述流入的阈值进行比较来确定所测量的流入是否指示所述堵塞。
15.根据权利要求14所述的非接触支撑平台，其中，所述控制器被配置为通过将所测量的流入持续的时间与一个最小时间段进行比较来确定所测量的流入是否指示所述堵塞。
16.一种用于检测非接触支撑平台的一个或多个真空吸嘴的堵塞的方法，所述方法包括：
获得由流量计产生的信号，所述流量计包含在软管中，所述软管将PV台的外表面上的所述一个或多个真空吸嘴中的至少一个真空吸嘴连接至真空歧管，所述信号指示经由所述软管的所测量的流入；
分析所述信号以确定所测量的流入是否指示所述多个真空吸嘴中的一个真空吸嘴被堵塞；以及
当指示所述堵塞时产生响应。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述流量计包括用于测量所述软管中的收缩部的两侧之间的压差的压力传感器，并且其中所述方法还包括使用所述压力传感器来测量参考导管中的收缩部的两侧之间的压差。
18.根据权利要求17所述的方法，其中分析所述信号包括将所述软管中的所测量的压差与所述参考导管中的所测量的压差进行比较。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中分析所述信号包括处理所述信号以获得一值并且将所获得的值与阈值进行比较。
20.根据权利要求19所述的方法，其中分析所述信号包括将所获得的值的持续时间与最小时间段进行比较。
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