KR20220031006A - 4-자유도를 가지는 유체 분배기 - Google Patents

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노드슨 코포레이션
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Abstract

작업편 상에 점성 유체를 분배하기 위한 유체 분배 시스템, 및 관련 방법이 개시된다. 유체 분배 시스템는 작업편을 지지하도록 구성된 작업 플레이트를 가진다. 유체 분배 시스템은 또한 작업편 상에 유체를 분배하는 작업편 위에 배치된 분배기, 및 분배기를 지지하는 갠트리 포지셔닝 시스템을 포함한다. 갠트리 포지셔닝 시스템은 분배기를 이동시키기 위한 x, y 및 z 이동과, 분배기를 회전시키기 위한 C 축 이동을 제공한다. 유체 분배 시스템은 또한 분배기와 갠트리 포지셔닝 시스템을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

4-자유도를 가지는 유체 분배기
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전체 개시내용이 마치 그 전체가 본 명세서에서 기재된 것처럼 참조에 의해 본 명세서에 통합되는 2019년 7월 3일자 출원된 미국 가출원 제62/870,164호에 대해 우선권을 주장한다.
본 개시내용은 일반적으로 재료를 작업편(workpiece)에 도포하기 위한 유체 분배 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 4-자유도를 가지는 유체 분배기에 관한 것이다.
의류 제조 분야에서, 유체 분배 시스템은 일반적으로 직물 또는 천의 조각을 함께 접착하기 위해 직물 또는 천에 폴리우레탄(PUR) 접착제와 같은 재료를 도포하도록 사용된다. 직물 조각을 함께 접착할 때, 유체 분배 시스템은 고도의 정확도와 정밀도로 소량의 재료를 분무하는 능력을 가질 필요가 있다. 예를 들어, 직물에 도포될 재료의 원하는 스트립의 폭은 폭이 8 mm 미만이고 높이가 0.2 mm 미만인 요건을 가질 수 있다. 현재의 유체 분배 시스템은 곡선형 분배 패턴과 같이 의류 제조 분야에서 일반적인 특정 분배 패턴으로 적절하게 분배되지 않는다.
현재 유체 분배 시스템의 또 다른 문제는 재료 분무이다. 재료는 낮은 수준의 정확도와 정밀도로 분무되며, 이는 과도한 양의 재료의 분무를 유발할 수 있다. 또한, 많은 종래의 유체 분배 시스템에서, 재료는 중력의 영향으로 인해 분무 동작이 완료된 후 일정 시간 동안 도포기 시스템으로부터 계속 흘러 나올 것이다. 종래의 직물 접착 공정 동안, 작업자가 도포기 시스템을 반복적으로 시작 및 중지시킬 필요가 있다는 사실로 인하여, 재료는 도포기 시스템으로부터 지속적으로 흘러나와, 큰 단부들, 실크 드로잉 및 기타 결함으로 이어진다.
그러므로, 곡선형 분배 패턴과 같은 의류 제조 분야에 일반적인 분배 패턴을 적절하게 분배하는 유체 분배 시스템이 필요하다. 또한, 중력으로 인한 미동작 상태 동안 재료를 정확하게 분무하고 도포기 시스템으로부터 재료가 계속 흘러 나오는 것을 최소화하는 유체 분배 시스템이 필요하다.
본 발명의 실시예는 유체 분배 시스템을 사용하여 작업편에 유체를 분배하는 방법을 포함한다. 방법은 유체 분배 시스템의 작업 플레이트에 작업편을 위치시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한 작업편의 분배 영역의 제1 분배 위치 위의 분배 높이에 위치된 XY 평면에서 유체 분배 시스템의 분배기를 정렬하는 단계를 포함한다. XY 평면은 X 축과 X 축에 직교하는 Y 축에 의해 한정된다. 분배기를 정렬하는 단계는 분배기를 사전 분배 위치로부터 제1 분배 위치로 이동시키도록 유체 분배 시스템의 갠트리 포지셔닝 시스템(gantry positioning system)을 통해, x, y 및 z 이동을 제공하는 단계를 포함하고, x 이동은 X 축에 평행한 분배기의 이동이며, y 이동은 Y 축에 평행한 분배기의 이동이고, z 이동은 X 축 및 Y 축의 각각에 직교하는 Z 축에 평행한 분배기의 이동이다. 방법은 제1 분배 위치에서 분배기로부터 유체를 분배하는 단계, 및 작업편의 분배 영역 상에 분배 패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 분배 패턴을 형성하는 단계는 제1 분배 위치로부터 분배 영역의 복수의 분배 위치의 각각으로 분배기를 이동시키도록 갠트리 포지셔닝 시스템을 통해 x, y 및 C 축 이동을 제공하는 단계, 및 복수의 분배 위치의 각각에서 분배기로부터 유체를 분배하는 단계를 포함하며, C 축 이동은 분배기의 중심축을 중심으로 하는 분배기의 회전 운동이다.
본 발명의 다른 실시예는 작업편 상에 유체를 분배하도록 구성된 유체 분배 시스템을 포함한다. 유체 분배 시스템은 작업편을 지지하도록 구성된 작업 플레이트, 및 작업편 위에 배치되고 작업편 상에 유체를 분배하도록 구성된 분배기를 포함한다. 유체 분배 시스템은 분배기를 지지하는 갠트리 포지셔닝 시스템을 추가로 포함한다. 갠트리 포지셔닝 시스템은 분배기를 이동시키기 위한 x, y 및 z 이동으로서, x 이동은 X 축에 평행한 분배기의 이동이고, y 이동은 X 축에 직교하는 Y 축에 평행한 분배기의 이동이며, z 축은 X 축과 Y 축의 각각에 직교하는 Z 축에 평행한 분배기의 이동인, x, y 및 z 이동, 및 분배기를 회전시키는 이동인 C 축 이동을 제공하도록 구성되며, C축 이동은 분배기의 중심축을 중심으로 하는 분배기의 회전 운동이다. 유체 분배 시스템은 분배기 및 갠트리 포지셔닝 시스템을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 추가로 포함한다.
본 발명의 다양한 추가 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 취해진 예시적인 실시예의 다음의 상세한 설명을 검토할 때 당업자에게 보다 명백해질 것이다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 예시하고, 위에 주어진 본 발명의 일반적인 설명, 및 아래에 주어진 실시예의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 양태에 따른 유체 분배 시스템의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 유체 분배 시스템의 갠트리 포지셔닝 시스템의 사시도를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 갠트리 포지셔닝 시스템의 평면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 양태에 따른 분배기 실시예의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 라인 3-3을 따라서 취한 도 4에 도시된 분배기의 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 라인 4-4를 따라서 취한 도 4에 도시된 분배기의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 양태에 따른 다른 분배기의 등각도이다.
도 8은 본 발명의 양태에 따른 도 7의 분배기의 일부의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 양태에 따른 또 다른 분배기의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 라인 2-2를 따라서 취한 도 9의 분배기의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 양태에 따른 작업편의 분배 영역에서 분배하는 예시적인 방법을 도시한다.
도 12는 곡선형 분배 영역을 가지는 예시적인 작업편을 도시한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 양태에 따른 유체 분배 시스템(1)의 실시예의 도면을 도시한다. 도 1은 복수의 분배 영역에서 점성 유체를 분배하기 위한 유체 분배 시스템(1)의 사시도를 도시한다. 도 2는 유체 분배 시스템(1)의 갠트리 포지셔닝 시스템(9)의 사시도를 도시하고, 도 3은 갠트리 포지셔닝 시스템(9)의 평면도를 도시한다. 유체 분배 시스템(1)은 직물 또는 천의 조립체의 일부로서 직물 또는 천일 수 있는 작업편의 분배 영역에서 의류 또는 천의 품목으로 유체를 분배하도록 특별히 적합할 수 있다. 예를 들어, 작업편은 비교적 유연하고 신축성이 있는 폴리에스터, 나일론 및/또는 면 기반 복합 직물일 수 있다. 유체는 점성 유체일 수 있다. 일부 실시예에서, 유체는 폴리우레탄(PUR) 접착제(즉, 핫멜트 접착제)와 같은 접착제일 수 있을지라도, 다른 재료가 고려된다. 유체 분배 시스템(1)은 임의의 원하는 구성으로 배열된 임의의 원하는 수의 작업편에 분배하는데 적합할 수 있다. 대안적으로, 다수의 분배 영역은 본 명세서에 상세히 설명된 바와 같이 작업편의 별개의 영역일 수 있다.
도 1을 참조하면, 유체 분배 시스템(1)은 프레임(7), 작업 플레이트(8), 갠트리 포지셔닝 시스템(9) 및 분배기(10)를 포함할 수 있다. 프레임(7)은 작업 플레이트(8), 작업편, 갠트리 포지셔닝 시스템(9), 및 분배기(10) 중 어떠한 것도 지지할 수 있다. 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어 "지지"는 직접적 또는 간접적인 지지를 포함할 수 있다. 프레임(7)은 지지 테이블일 수 있다.
작업 플레이트(8)는 작업편, 갠트리 포지셔닝 시스템(9) 및 분배기(10) 중 어떠한 것도 지지할 수 있다. 예를 들어, 작업 플레이트(8)는 작업편 및 갠트리 포지셔닝 시스템(9)의 각각을 직접 지지할 수 있고, 분배기(10)를 간접적으로 지지할 수 있다. 작업 플레이트(8)는 평평한 표면일 수 있고, 평평한 표면은 표면 마감을 포함할 수 있다. 작업 플레이트(8)는 분배 작동을 위해 작업 플레이트(8)에 작업편을 고정하기 위한 고정구(11)(예를 들어, 하나 이상의 클램프)를 포함할 수 있다. 고정구(11)는 다양한 크기 및/또는 형상의 작업편을 수용하도록 조정 가능할 수 있다. 작업 플레이트(8)의 전술한 양태들 중 하나 이상에 따르면, 작업 플레이트(8)는 분배 작동 동안 직물 또는 천과 같은 유연한 작업편을 지지할 수 있다. 작업 플레이트(8)는 하나 이상의 고정 위치(12A, 12B, 12C, 12D)를 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 고정 위치(12A, 12B, 12C, 12D)들은 정확한 분배를 보장하기 위해 작업편을 적절하게 배향시키도록 사용될 수 있다. 작업 플레이트(8)는 움직이지 않을 수 있다. 대안적으로, 작업 플레이트(8)는 유체 분배 시스템(1)을 통해 작업 플레이트(8) 및 작업편을 운반할 수 있는 캐리어 시스템(도시되지 않음)에 통합될 수 있다.
갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 전역 원점(O)과 3개의 상호 직교하는 전역 축(X, Y, Z)을 한정한다. 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 4-축 워크스테이션을 가지는 데카르트 로봇 플랫폼일 수 있다. 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 일반적으로 각각 x, y 및 z로 표시되는 전역 X, Y, Z 축, 및 대응하는 방향 화살표에 평행한 방향으로 분배기(10)를 이동시키도록 구성된다. "x 이동", 즉, x 방향으로의 이동은 X 축에 평행한 임의의 이동을 포함할 수 있다. "y 이동", 즉 y 방향으로의 이동은 Y 축에 평행한 임의의 이동을 포함할 수 있다. "z 이동", 즉 z 방향으로의 이동임은 Z 축에 평행한 임의의 이동을 포함할 수 있다.
갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 도 2 및 도 3에서 아치형 방향 화살표로 도시된 바와 같이 전역 Z 축에 평행한 분배기(10)의 중심축(C)을 중심으로 분배기(10)를 회전시키도록 추가로 구성된다. 즉, 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 분배기(10)를 회전시키기 위해 "C 축 이동"을 제공하도록 구성되며; C 축 이동은 분배기(10)의 중심축(C)을 중심으로 하는 분배기(10)의 회전 운동이다. 분배기(10)는 중심축(C)을 중심으로 완전히 360°회전할 수 있다. 분배기(10)는 시계 방향 및 반시계 방향 중 임의의 방향으로 회전할 수 있다.
따라서, 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 분배기(10)가 4-자유도를 가지도록 분배기(10)를 이동 가능하게 지지할 수 있다. 즉, 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 분배기(10)를 x, y, z 방향 중 임의의 방향으로 이동시킬 수 있고, 중심축(C)을 중심으로 분배기(10)를 추가로 회전시킬 수 있다. 또한, 분배기(10)는 x, y, 및 z 방향 중 임의의 방향으로 이동되는 동안 및/또는 중심축(C)을 중심으로 회전되는 동안 유체를 분배할 수 있다. 갠트리 포지셔닝 시스템(9)에 의해 제공되는 분배기(10)의 4-자유도의 이동의 결과로서, 유체 분배 시스템(1)은 예를 들어 곡선형 분배 패턴을 포함하는 다양한 세트의 분배 패턴을 보다 정확하고 안정적이며 효율적으로 분배할 수 있다. 유체 분배 시스템(1)은 또한 직선 패턴을 분배할 수 있다.
갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 제1 x 지지부(13A) 및 제2 x 지지부(13B)를 포함한다. 제1 및 제2 x 지지부(13A, 13B)는 각각 X 축과 평행하게 정렬되고, 대체로 길이 방향 빔들로서 도시된다. 제1 및 제2 x 지지부(13A, 13B)는 각각 작업 플레이트(8)에 장착될 수 있다. 대안적으로, 제1 및 제2 x 지지부(13A, 13B)는 작업 플레이트(8)가 그 사이에 배치되도록 프레임(7)에 각각 장착될 수 있다. 제1 및 제2 x 지지부(13A, 13B)에는 각각 X 축에 평행한 분배기(10)의 x 선형 운동을 가능하게 하기 위해 선형 베어링들로서 도시된 제1 및 제2 x 베어링(14A, 14B)이 제공된다. 제1 및 제2 x 베어링(14A, 14B)은 X 축에 평행하게 정렬된다.
갠트리 포지셔닝 시스템(9)은, Y 축과 평행하게 정렬되고 일반적으로 측 방향 빔 또는 크로스 빔으로 도시된 폭 방향으로 배향된 y 지지부(15)를 추가로 포함한다. y 지지부(15)에는 Y 축에 평행한 분배기(10)의 y 선형 운동을 가능하게 하기 위해 선형 베어링으로서 도시된 y 베어링(16)이 제공된다. y 베어링(16)은 Y 축에 평행하게 정렬된다. y 지지부(15)는 x 이동을 위해 제1 및 제2 x 베어링(14A, 14B)의 각각과 맞물리고 이를 따라서 슬라이딩하도록 제1 및 제2 x 지지부(13A, 13B)에 이동 가능하게 결합된다. 즉, y 지지부(15)는 제1 및 제2 x 베어링(14A, 14B) 상에 슬라이딩 가능하게 배열된다. 예를 들어, y 지지부(15)는 y 지지부(15)를 제1 및 제2 x 지지부(13A, 13B)에 이동 가능하게 결합하는 헤드 클램프들을 포함할 수 있다.
갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 y 이동을 위해 y 베어링(16)과 맞물리고 이를 따라서 슬라이딩할 수 있는 제1 YZ 측면(즉, YZ 평면에서 연장되는 측면)을 가지는 y 캐리지(17)를 추가로 포함한다. y 캐리지(17)는 Z 축에 평행한 방향으로 분배기(10)의 z 선형 운동을 가능하게 하기 위해 선형 베어링으로서 도시된 수직으로 배향된 z 베어링(18)이 부착된 제2 YZ 측면을 가진다. z 베어링(18)은 Z 축에 평행하게 배열된다.
갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 z 이동을 위해 z 베어링(18)과 맞물리고 이를 따라서 슬라이딩 가능한 제1 YZ 측면을 가지는 z 캐리지(19)를 추가로 포함한다. 즉, z 캐리지(19)는 z 베어링(18) 상에 슬라이딩 가능하게 배열된다. z 캐리지(19)는 수평으로 배향된 회전 가능한 베어링(20)이 제공되거나 부착될 수 있는 제2 YZ 측면을 가진다. 분배기(10)는 작업 플레이트(8) 위의 회전 가능한 베어링(20)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
유체 분배 시스템(1)은 작업편의 참조 기준점(22A, 22B, 22C, 22D, 22E)을 식별하기 위한 카메라(21)를 추가로 포함할 수 있다. 유체 분배 시스템(1)은 참조 기준점(22A, 22B, 22C, 22D, 22E)의 위치에 기초하여 전역 원점(O)에 대해 XY 평면에서의 각각의 작업편의 위치 및 배향을 식별할 수 있다. 예를 들어, 도 12(아래에서 논의됨)에 도시된 작업편(W)을 참조하면, 참조 기준점(22A, 22B, 22C, 22D, 22E)은 작업편에 대한 사전 결정된 위치에서 제공될 수 있다. 여기에서 원으로 둘러싸인 "x"로서 표시되지만, 기준점은 예를 들어 문자, 숫자, 점 또는 패턴과 같은 임의의 식별 가능한 마크시일 수 있다. 기준점은 분배가 완료된 후에 제거 가능하다. 이러한 방식으로, 유체 분배 시스템(1)은 각각의 작업편이 원점(O)에 대해 한정된 대응하는 참조 위치에 대해 XY 평면에서 회전 및/또는 병진되는지 여부를 결정할 수 있다.
카메라(21)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 z 캐리지(19)의 제2 YZ 측면과 같은 임의의 적절한 위치에서 갠트리 포지셔닝 시스템(9)에 장착될 수 있다. 기준점 식별을 위해, 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 XY 평면에서 기준점들의 예상 위치에 기초하여 사전 프로그래밍된 경로를 따라서 카메라(21)를 이동시키도록 제어될 수 있다. 하나의 모드에서, 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 카메라(21)가 각각의 일시 정지 동안 기준점의 시각적 이미지를 캡처할 수 있도록 각각의 기준점의 예상 위치에서 순차적으로 일시 정지하도록 제어될 수 있다. 다른 모드에서, 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 연속적으로 이동하도록 제어될 수 있고, 카메라(21)는 이동 동안 기준점의 시각적 이미지를 캡처할 수 있다. 카메라(21)에 의해 캡처된 기준점의 이미지에 기초하여, 컨트롤러(23)(후술됨)는 XY 평면에서 작업편의 실제 위치를 결정할 수 있다.
분배기(10)의 이동은 갠트리 포지셔닝 시스템(9)의 일련의 제어 가능한 동력 구동 메커니즘 또는 드라이브들을 통해 달성될 수 있다. 보다 구체적으로, 각각의 x, y, z 이동 방향 및 중심축(C)을 중심으로 하는 회전은 적어도 하나의 대응하는 동력 구동 메커니즘에 의해 구동될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 x 구동 메커니즘(24A, 24B) 또는 드라이브들은 각각 제1 및 제2 x 베어링(14A, 14B)을 따라서 x 이동을 작동시키도록 병렬로 작동할 수 있고, 각각 제1 및 제2 x 베어링(14A, 14B) 내에 또는 인접하여 내부적으로 제공될 수 있다. 대안적으로, x 이동은 단일 구동 메커니즘(도시되지 않음)에 의해 작동될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 x 드라이브(24A, 24B)는 y 지지부(15) 및 이에 부착된 다른 구조물에 대한 x 이동을 제공하기 위해 제1 및 제2 x 베어링(14A, 14B)을 따라서 y 지지부(15)를 구동할 수 있다. y 구동 메커니즘(25) 또는 드라이브는 y 베어링(16)을 따라서 y 이동을 작동시킬 수 있고, 도시된 바와 같이 y 베어링(16) 내에 또는 y 베어링(16)에 인접하여 내부적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, y 드라이브(25)는 y 캐리지(17) 및 이에 부착된 다른 구조물의 y 이동을 제공하기 위해 y 베어링(16)을 따라서 y 캐리지(17)를 구동할 수 있다. z 구동 메커니즘(26) 또는 드라이버는 z 베어링(18)을 따라서 z 이동을 작동시킬 수 있고, 도시된 바와 같이 z 베어링(18)에 인접하게 제공될 수 있다. 예를 들어, z 드라이브(26)는 z 캐리지(19) 및 이에 부착된 구조물의 z 이동을 제공하기 위해 z 베어링(18)을 따라서 z 캐리지(19)를 구동할 수 있다. C 드라이브 메커니즘(27) 또는 드라이브는 중심 C 축을 중심으로 하는 회전 운동을 작동시킬 수 있고, 회전 가능한 베어링(20) 내부에 또는 이에 인접하여 내부적으로 제공될 수 있다. C 드라이브(27)는 C 축 운동을 제공하기 위해 분배기(10)를 구동할 수 있다. 즉, C 드라이브(27)는 x, y, z 방향 중 어느 하나의 방향으로도 회전 가능한 베어링(20)과 함께 이동하도록 회전 가능한 베어링(20)에 의해 지지될 수 있다.
한 실시예에서, 구동 메커니즘은 스테퍼 모터들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 구동 메커니즘은 고도의 정확도, 반복성 및 안정성과 함께 이동에 적합한 임의의 다른 적절한 전기식, 공압식 또는 유압식 드라이브를 포함할 수 있다. 구동 메커니즘은 분배기(10)를 이동시키기에 적절한 임의의 추가적인 기계적 드라이브 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, C 드라이브(27)는 분배기(10)에 부착된 풀리 시스템(29)(예를 들어, 하나 이상의 풀리 및 벨트를 포함하는)을 구동하는 모터(28)를 포함할 수 있다. 실시예(도시되지 않음)에서, x, y, z 구동 메커니즘(24A, 24B, 25, 26)은 리드 스크루에 대한 가요성 구동 커플링과 연결된 출력 샤프트를 각각 가지는 스테퍼 모터를 포함할 수 있다. 리드 스크루는 모터와 함께 회전하고, 대응하는 선형 베어링을 따르는 이동을 작동시키기 위해 대응하는 지지부에 장착된 나사형 또는 톱니형 요소와 맞물릴 수 있다. 구동 메커니즘은 여기에 도시되고 설명된 것과 다른 유체 분배 시스템(1) 내의 임의의 적절한 위치에 장착될 수 있다. 제1 및 제2 와이어 번들(30A, 30B)은 예를 들어 분배기(10) 및 그 작동을 제어하는 구동 메커니즘 중 하나 이상을 작동시킬 수 있다.
유체 분배 시스템(1)은 XY 평면에 대한 Z 축을 따르는 작업편의 위치를 측정하는 것을 포함하여 높이 감지 동작을 수행하기 위해 높이 센서를 추가로 포함할 수 있다. 높이 센서는 비접촉 레이저 센서일 수 있거나, 또는 대안적으로 접촉 기계식 센서일 수 있다. 높이 센서는 예를 들어 카메라(21)를 수용하는 유닛에 통합될 수 있다. 작동시에, 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 Z 축을 따라서 작업편의 위치를 측정하기 위해 사전 프로그래밍된 경로를 따라서 높이 센서를 이동시키도록 제어될 수 있다. 본 명세서에서 Z 높이 측정으로서 지칭되는 이러한 측정은 컨트롤러(23)가 분배 높이로서 지칭되는 Z 축을 따르는 적절한 높이를 결정하는 것을 가능하게 하며, 분배기(10)는 유체를 작업편 상에 분배하기 위해 분배 높이로 하강되어야 한다. 이러한 방식으로, 유체 분배 시스템(1)은 분배 동안 분배기(10)와 대응하는 작업편 사이의 적절한 분배 갭을 보장할 수 있다.
갠트리 포지셔닝 시스템(9), 분배기(10), 카메라(21) 등은 컴퓨터와 같은 적어도 하나의 컨트롤러(23)로 제어 가능하다. 바람직하게, 컨트롤러(23)는 갠트리 포지셔닝 시스템(9)의 구동 메커니즘을 제어하는 것에 의해 분배기(10)의 x, y, z, 이동뿐만 아니라 중심축(C)을 중심으로 하는 회전을 지시하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 갠트리 포지셔닝 시스템(9)은 분배기(10)가 작업편의 분배 영역에 대해 적절하게 위치되고 분배 영역에서 분배할 수 있도록 제어 가능하다.
분배기(10)는 작업편 상에 유체를 분배하는데 적합한 임의의 분배기일 수 있다. 예를 들어, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 유체 분배 시스템(1)에는 제1 슬롯식 노즐형 분배기(1010)가 제공될 수 있다. 분배기(1010)는 재료 공급부(1012), 펌프(1016), 및 작업편에 유체를 도포하기 위한 슬롯식 노즐 조립체(1100a)를 포함할 수 있다. 특정 용어는 단지 편의를 위해 다음 설명에서 분배기 실시예(즉, 분배기(1010, 2010, 3010))를 설명하도록 사용될 수 있고 제한이 아니다. "오른쪽", "왼쪽", "하부" 및 "상부"라는 단어는 참조되는 도면에서 방향을 지정한다. "내부" 및 "외부"라는 단어는 각각의 분배기 실시예의 기하학적 중심을 향하거나 멀어지는 방향을 각각 나타낸다. "앞으로" 및 "뒤로"라는 단어는 분배기(1010) 및 그 관련 부품을 따르는 길이 방향(2) 및 길이 방향(2) 반대 방향의 방향을 지칭한다. 용어에는 위에 나열된 단어, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어가 포함된다.
본 명세서에 달리 명시되지 않는 한, 용어 "길이 방향", "측 방향" 및 "수직"은 길이 방향(2)(y 방향에 대응하는), 측 방향(4)(x 방향에 대응하는) 및 수직 방향(6)(z 방향에 대응하는)에 의해 지정된 바와 같이 분배기(1010)의 다양한 구성요소의 직교 방향 성분을 설명하는데 사용된다. 길이 방향 및 측 방향(2, 4)은 수평 평면을 따라서 연장되는 것으로 예시되고, 수직 방향(6)은 수직 평면을 따라서 연장되는 것으로 예시되지만, 다양한 방향을 포함하는 평면은 사용 동안 다를 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 분배기(1010)는 유체의 공급을 저장하기 위한 재료 공급부(1012)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 재료 공급부(1012)는 유체의 공급을 수용하는 사전 패키징된 주사기(1017)를 수용하기 위한 캐비티(1015)를 한정한다. 그러나, 재료 공급부(1012)에 일정량의 유체를 직접 채우거나 또는 분배기(1010)로부터 이격된 외부 공급부(도시되지 않음)로부터 재료 공급부(1012)로 유체를 펌핑하는 것과 같이, 재료 공급부(1012)에 유체를 공급하기 위한 다른 실시예가 고려된다. 재료 공급부(1012)는 유체가 재료 공급부(1012) 내에서 유지되는 동안 상승된 온도에서 유체를 용융 및/또는 유지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 재료 공급부(1012)는 필요에 따라 더 크거나 더 작을 수 있을지라도, 재료 공급부(1012)는 최대 300 밀리리터(㎖)까지 유체를 보유하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 재료 공급부(1012)는 또한 30 ㎖의 유체를 보유하도록 설계될 수 있다. 재료 공급부(1012)는 재료 공급부(1012) 내에 있는 유체에 열을 제공하거나, 또는 대안적으로 재료 공급부(1012) 내에서 원하는 온도를 유지하기 위해 가열 요소(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 것은 유체가 분배될 때 유체가 냉각되는 것을 방지하며, 그러므로 원하는 흐름 특성을 보전한다. 일부 실시예에서, 분배기(1010)는 위에서 설명된 가열 요소와 상이한 온도에서 유체를 유지하도록 구성된 제2 가열 요소(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한, 재료 공급부(1012)는 캐비티(1015) 내에 주사기(1017)를 고정하기 위한 캡(1013)을 포함할 수 있으며, 여기서 캡(1013)은 관통 연장되는 통로(1014)를 한정한다. 통로(1014)는 재료 공급부(1012) 밖으로 유체를 펌핑하기 위해 캐비티(1015) 내의 유체에 압력을 인가하도록 구성된 외부 압축 공기 공급원(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.
재료 공급부(1012)는 캐비티(1015)로부터 유체 출구(1022)로 연장하는 유체 채널(1021)을 추가로 포함한다. 유체 출구(1022)는 후술되는 바와 같이 펌프(1016)의 입구(1026a)에 유체를 제공하도록 구성된다. 체크 밸브(1023)는 캐비티(1015)와 유체 출구(1022) 사이의 유체 채널(1021)에 배치되어, 체크 밸브(1023)를 지나쳐 흐른 유체가 캐비티(1015)로 복귀하는 것을 방지할 수 있다. 이는 오래된 유체 공급부가 교체된 후에 캐비티(1015)에 배치된 새로운 유체의 오염을 방지한다. 체크 밸브(1023)가 볼형 체크 밸브일 수 있는 것으로 도시되었을지라도, 다른 통상적인 유형의 체크 밸브가 대안적으로 포함될 수 있다.
분배기(1010)는 또한, 재료 공급부(1012)에 해제 가능하게 부착되고 재료 공급부(1012)에 유체적으로 연결되는 펌프(1016)를 포함한다. 펌프(1016)는 펌프 본체(1032b), 펌프 본체(1032b)의 상부 단부에 부착된 캡(1032a) 및 펌프 본체(1032b)의 하부 단부에 부착된 노즐 본체(1032c)를 포함하는 펌프 본체 조립체(1032)를 포함할 수 있다. 펌프(1016)는 대안적으로 모놀리식 본체를 한정할 수 있거나 임의의 다른 수의 구성요소를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 펌프 본체(1032b)는 재료 공급부(1012)에 직접 연결되는 펌프 본체 조립체(1032)의 부분을 한정할 수 있을지라도, 다른 배열이 고려된다.
펌프 본체 조립체(1032)는 몇몇 중공 부분을 한정할 수 있다. 예를 들어, 펌프 본체 조립체(1032)의 펌프 본체(1032b) 및 노즐 본체(1032c)는 입구(1026a)로부터 출구(1026b)로 연장되는 유체 채널(1026)을 집합적으로 한정할 수 있다. 유체 채널(1026)은 입구(1026a)를 통해 재료 공급부(1012)로부터 유체를 수용하고 다음에 더 설명되는 바와 같이 출구(1026b)를 통해 노즐 조립체(1100a)에 유체를 제공하도록 구성된다. 추가적으로, 펌프 본체(1032b) 및 노즐 본체(1032c)는 상부 챔버(1036) 및 하부 챔버(1038)를 집합적으로 한정할 수 있다. 상부 및 하부 밀봉 팩(1040a, 1040b)들은 상부 및 하부 챔버(1036, 1038)를 분리하기 위해 펌프 본체 조립체(1032) 내에 위치된다.
펌프(1016)는 또한 펌프 본체 조립체(1032) 내에 위치된 밸브 부재(1048)를 포함한다. 밸브 부재(1048)는 상부 단부(1048a) 및 수직 방향(6)을 따라서 상부 단부(1048a)로부터 연장되는 밸브 스템(1048b)을 한정한다. 상부 단부(1048a)는 상부 챔버(1036) 내에 위치되는 반면에, 밸브 스템(1048b)은 상부 단부(1048a)로부터 상부 챔버(1036)를 통해, 상부 및 하부 밀봉 팩(1040a, 1040b)을 통해, 유체 채널(1026)의 일부를 한정할 수 있는 하부 챔버(1038) 내로 연장된다. 밸브 부재(1048)는 상부 및 하부 챔버(1036, 1038), 그러므로 유체 채널(1026) 내에 이동 가능하게 배치되도록 구성된다. 상부 및 하부 밀봉 팩(1040a, 1040b)들은 하부 챔버로부터 상부 챔버(1036)로 유체 이동을, 그리고 상부 챔버(1036)로부터 하부 챔버(1038)로 압축 공기의 이동을 방지하도록 구성된다. 밸브 시트(valve seat)(도시되지 않음)는 하부 챔버(1038)의 하부 단부에 배치되고, 노즐 본체(1032c)에 의해 한정된다. 작동시에, 밸브 부재(1048)는 제1 후퇴 위치와 제2 연장 위치 사이에서 펌프 본체 조립체(1032) 내에서 왕복하도록 구성된다. 후퇴 위치에서, 밸브 스템(1048b)은 밸브 시트(1054)로부터 전체적으로 이격되어, 유체가 밸브 스템(1048b) 및 밸브 시트(1054)를 지나쳐 유체 채널(1026)의 출구(1026b)로 흐르는 것을 가능하게 한다. 연장 위치에서, 밸브 스템(1048b)은 밸브 시트(1054)와 접촉하고, 유체는 유체 채널(1026)의 출구(1026b)로 흐르는 것이 차단된다. 이와 같이, 밸브 부재(1048)는 유체 채널(1026)을 통한 유체의 흐름을 선택적으로 차단하도록 구성된다.
밸브 부재(1048)의 병진은 커넥터(1024)의 제1 및 제2 공기 경로(1052a, 1052b)를 통해 상부 챔버(1036) 내로 유동하는 압축 공기에 의해 유발될 수 있다. 제1 및 제2 공기 경로(1052a, 1052b)의 각각은 커넥터(1024)를 통해 펌프(1016)에 연결된 밸브(1020)로부터의 압축 공기를 수용할 수 있다. 밸브(1020)는 공압 밸브, 전자 밸브, 또는 필요에 따라 임의의 다른 유형의 밸브일 수 있다. 밸브(1020)는 압축 공기 공급원(1025)에 연결되고 이로부터 압축 공기를 수용할 수 있어서, 밸브는 압축 공기 공급원(1025)으로부터 펌프(1016)로의 공기 흐름을 제어하도록 기능한다. 밸브 부재(1048)의 상부 단부(1048a)는 상부 챔버(1036)를 제1 및 제2 부분(1036a, 1036b)으로 분할하고, 제1 부분(1036a)은 제1 공기 경로(1052a)로부터 압축 공기를 수용할 수 있고, 제2 부분(1036b)은 제2 공기 경로(1052b)로부터 압축 공기를 수용할 수 있다. 구체적으로, 제1 부분(1036a)은 캡(1032a)과 밸브 부재(1048)의 상부 단부(1048a) 사이에 한정될 수 있고, 제2 부분(1036b)은 밸브 부재(1048)의 상부 단부(1048a)와 펌프 본체(1032b) 사이에 한정될 수 있다. 압축 공기가 제1 공기 경로(1052a)를 통해 상부 챔버(1036)의 제1 부분(1036a) 내로 흐를 때, 밸브 부재(1048)는 연장 위치로 수직 방향(6)을 따라서 아래쪽으로 구동된다. 대조적으로, 압축 공기가 제2 공기 경로(1052b)를 통해 상부 챔버(1036)의 제2 부분(1036b) 내로 흐를 때, 밸브 부재(1048)는 후퇴 위치로 수직 방향(6)을 따라서 위쪽으로 구동된다.
밸브 부재(1048)가 수직 방향(6)을 따라서 후퇴 위치로부터 연장 위치로 전환될 때, 밸브 부재(1048)는 행정 길이로서 지칭될 수 있는 거리만큼 이동한다. 필요한 행정 길이는 분배 작동, 분배된 재료의 유형, 시간 경과에 따른 내부 부품의 마모 등 사이에서 변할 수 있다. 펌프(1016)의 한 실시예에서, 행정 길이는 펌프 본체 조립체(1032)의 캡(1032a)을 통해 상부 챔버(1036)의 제1 부분(1036a) 내로 연장되는 제한 로드(limiting rod)(도시되지 않음)를 사용하여 조정될 수 있다. 밸브 부재(1048)가 후퇴 위치에 있을 때, 상부 단부(1048a)는 제한 로드의 하부 단부와 접촉할 수 있어서, 제한 로드는 밸브 부재(1048)가 후퇴 위치에서 얼마나 위쪽으로 이동하는지를 제어한다. 제한 로드는 캡(1032a)에 나사식으로 맞물릴 수 있어서, 캡(1032a)에 대한 제한 로드의 회전은 제한 로드를 상부 챔버(1036) 안팎으로 더 이동시켜, 후퇴 위치에서 밸브 부재(1048)의 최대 상향 위치, 마찬가지로 행정 길이를 변경한다. 그러나, 행정 길이를 조정하기 위한 다른 방법이 또한 고려된다.
본 발명의 다른 양태에 따른 유체 분배 시스템(1)은 제2 다중 도트 노즐형 분배기(2010)를 포함할 수 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 분배기(2010)는 재료의 공급을 저장하기 위한 재료 공급부(2012)를 포함한다. 재료 공급부(2012)는 위에서 논의된 재료 공급부(1012)의 특징들의 임의의 조합을 포함한다. 분배기(2010)는 또한 재료 공급부(2012)에 유체적으로 연결되는 펌프(2016)를 포함한다. 펌프(2016)는 상부 구성요소(2032a), 및 상부 구성요소(2032a)에 부착되고 그 아래에 위치되는 중간 구성요소(2032b)를 포함하는 본체(2031)를 포함할 수 있다. 펌프(2016)는 대안적으로 모놀리식 본체를 한정할 수 있거나, 또는 임의의 다른 수의 구성요소를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 펌프(2016)의 본체(2031)는 상부 챔버(2036) 및 하부 챔버(2038)가 본체(2031) 내에서 한정되도록 실질적으로 중공의 본체를 한정한다. 밀봉 팩(2040)은 본체(2031) 내에 위치되고, 본체(2031)의 내부를 상부 및 하부 챔버(2036, 2038)로 분할한다.
노즐(2100)은 본체(2031)에 제거 가능하게 결합될 수 있고, 예를 들어 중간 구성요소(2032b) 아래에 위치될 수 있다. 노즐(2100)은 각각 상이한 패턴을 분사하도록 구성된 복수의 노즐(2100)로부터 선택될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 노즐(2100)은 모놀리식 본체(2031)의 부품일 수 있다. 하부 챔버(2038)는 노즐(2100) 내에 배치될 수 있다. 밸브 시트(2104)는 하부 챔버(2038)의 하부 단부에 배치되고 노즐(2100)에 의해 한정된다. 복수의 출구 채널(2108)은 밸브 시트(2104)에 인접하게 배치되고 노즐(2100)을 통해 연장된다. 복수의 출구 채널(2108)은 하부 챔버(2038)와 유체 연통한다.
펌프(2016)는 또한 본체(2031) 내에 위치된 발사 핀(firing pin)(2048)을 포함한다. 발사 핀(2048)은 상부 단부(2048a)와, 수직 방향(6)을 따라서 상부 단부(2048a)로부터 연장되는 밸브 스템(2048b)을 한정한다. 상부 단부(2048a)는 상부 챔버(2036) 내에 위치되는 반면에, 밸브 스템(2048b)은 상부 단부(2048a)로부터 상부 챔버(2036)를 통하고 밀봉 팩(2040)을 통해 하부 챔버(2038) 내로 연장된다.
작동시에, 발사 핀(2048)은 본체(2031) 내에서 후퇴 위치와 연장 위치 사이를 왕복하도록 구성된다. 이러한 왕복은 제1 및 제2 공기 경로(2052a, 2052b)를 통해 상부 챔버(2036) 내로 흐르는 압축 공기에 의해 유발될 수 있다. 제1 및 제2 공기 경로(2052a, 2052b)의 각각은 커넥터(도시되지 않음)를 통해 펌프(2016)에 연결된 밸브(2020)로부터 압축 공기를 수용할 수 있다. 밸브(2020)는 공압 밸브, 전자 밸브, 또는 필요에 따라 임의의 다른 유형의 밸브일 수 있다. 발사 핀(2048)의 상부 단부(2048a)는 상부 챔버(2036)를 제1 및 제2 부분(2036a, 2036b)으로 분할하고, 여기서 제1 부분(2036a)은 제1 공기 경로(2052a)로부터 압축 공기를 수용할 수 있고, 제2 부분(2036b)은 제2 공기 경로(2052b)로부터 압축 공기를 수용할 수 있다. 압축 공기가 제1 공기 경로(2052a)를 통해 상부 챔버(2036)의 제1 부분(2036a) 내로 흐를 때, 발사 핀(2048)은 수직 방향(6)을 따라서 아래쪽으로 연장 위치로 구동된다. 대조적으로, 압축 공기가 제2 공기 경로(2052b)를 통해 상부 챔버(2036)의 제2 부분(2036b)으로 흐를 때, 발사 핀(2048)은 수직 방향(6)을 따라서 위쪽으로 후퇴 위치로 구동된다.
계속해서 도 7 및 도 8을 참조하면, 펌프(2016)는 노즐(2100)의 외부 표면과 중간 구성요소(2032b)의 내부 표면 사이에 한정된 원주 방향 챔버(2054)를 포함한다. 원주 방향 챔버(2054)가 재료 공급부(2012)에 유체적으로 연결되어서, 원주 방향 챔버(2054)는, 재료 공급부(2012)로부터 재료를 수용하고 재료가 원주 방향 챔버(2054)를 통해 노즐(2100) 내에 한정된 반경 방향 구멍(2056)들로 흐르는 것을 허용하도록 구성된다. 재료는 그런 다음 반경 방향 구멍(2056)들을 통해 하부 챔버(2038)로 흐를 수 있다. 일부 실시예에서, 반경 방향 구멍(2056)들은 노즐(2100) 주위에서 등거리로 이격된 4개의 반경 방향 구멍을 포함한다. 그러나, 반경 방향 구멍(2056)들은 그 보다 많거나 적은 구멍들뿐만 아니라 비등거리 간격을 가지는 구멍들을 포함할 수 있다.
발사 핀(2048)이 후퇴 위치에 있을 때, 밸브 스템(2048b)은 노즐(2100)에 의해 한정된 밸브 시트(2104)로부터 이격된다. 이러한 위치에서, 재료는 원주 방향 챔버(2054)를 통하고, 반경 방향 구멍(2056)들을 통하여 하부 챔버(2038) 내로 흐른다. 그런 다음, 발사 핀(2048)이 연장 위치로 전환될 때, 발사 핀(2048)의 밸브 스템(2048b)은 밸브 시트(2104)를 향해 하부 챔버(2038)를 통해 수직 방향(6)을 따라서 빠르게 아래쪽으로 이동한다. 이러한 전환 동안, 발사 핀(2048)은 하부 챔버(2038) 내의 재료의 양이 출구 채널(2108)들을 통해 배출되게 한다. 연장 위치에 있을 때, 밸브 스템(2048b)의 하부 단부는 밸브 시트(2104)와 접촉하고, 그러므로 하부 챔버(2038)와 각각의 출구 채널(2108) 사이에 유체 밀봉을 형성하거나, 또는 밸브 시트(2104) 약간 위에 위치될 수 있다.
발사 핀(2048)이 수직 방향(6)을 따라서 후퇴 위치로부터 연장 위치로 전환할 때, 발사 핀(2048)은 행정 길이로서 지칭될 수 있는 거리만큼 이동한다. 필요한 행정 길이는 분배 작동, 분배된 재료 유형, 시간 경과에 따른 내부 부품의 마모 등에 따라 달라질 수 있다. 그 결과, 행정 길이는, 본체(2031)의 상부 구성요소(2032a)를 통해 상부 챔버(2036)의 제1 부분(2036a) 내로 연장되는 제한 로드(2044)를 사용하여 조정될 수 있다. 발사 핀(2048)이 후퇴 위치에 있을 때, 상부 단부(2048a)가 제한 로드(2044)의 하부 단부와 접촉할 수 있어서, 제한 로드(2044)는 발사 핀(2048)이 후퇴 위치에서 얼마나 위쪽으로 이동하는지를 제어할 수 있다. 제한 로드(2044)가 상부 구성요소(2032a)와 나사식으로 맞물릴 수 있어서, 상부 구성요소(2032a)에 대한 제한 로드(2044)의 회전은 상부 챔버(2036) 안팎으로 제한 로드(2044)를 더 이동시키고, 그러므로 후퇴 위치에서 발사 핀(2048)의 최대 상향 위치, 마찬가지로 행정 길이를 변경한다.
노즐(2100)이 3개의 출구 채널(2108)들을 포함할 수 있을지라도, 노즐(2100)은 다른 적절한 수의 출구 채널(2108), 예를 들어 1, 2, 4, 5, 또는 6개의 출구 채널을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 적절한 노즐(2100)들은 단일 출구 채널(2108), 2개의 출구 채널(2108) 또는 그 이상의 출구 채널들을 가질 수 있다. 출구 채널(2108)의 각각은 수직 방향(6)으로부터 0°내지 90°의 각도로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 출구 채널(2108)들의 일부 또는 전부는 다른 출구 채널(2108)들 중 하나 이상과 평행할 수 있고 수직 방향(6)을 따라서 배치될 수 있다. 출구 채널(2108)의 각각의 특정 각도는 밸브 시트(2104)의 크기 및/또는 형상, 밸브 스템(2048b)의 크기 및/또는 형상, 분배되는 재료, 각각의 출구 채널(2108)로부터 분배되는 액적 사이의 원하는 거리, 또는 기타 제조 요구사항 및/또는 선호도에 의존하여 달라질 수 있다.
발사 핀(2048)이 후퇴 위치로부터 연장 위치로, 그리고 나서 연장 위치로부터 다시 후퇴 위치로 전환할 때, 이러한 것은 행정으로서 지칭될 수 있다. 각각의 행정으로, 노즐(2100)의 하부 챔버(2038) 내의 재료는 출구 채널(2108)들을 통해 이동된다. 발사 핀(2048)은 발사 핀(2048)의 밸브 스템(2048b)과 밸브 시트(2104) 사이의 충격 운동량으로 인해 노즐로부터 작업편을 향해 개별 체적의 재료가 강제로 배출(즉, 분사)되도록 밸브 시트(2104)에 충격을 가하기 위해 구성된다. 분사는 액체 재료가 일반적으로 유체의 "비드"로서 지칭되는 연속적인 세장형 필라멘트로서 분배되는, 압출 또는 다른 유형의 재료 분배와 대조된다. 액체 재료를 압출하는 동안 밸브를 빠르게 개폐하는 것에 의해, 또는 분배되는 것으로서 압출된 비드를 공기를 사용하여 압출된 비드를 파괴하도록 공기를 사용하는 것에 의해 액적이 형성될 수 있지만, 이러한 공정은 발사 핀(2048)이 밸브 시트(2104)를 타격할 때 개별 액체 질량체가 높은 속도로 분배기(2010)로부터 빠르게 직접 분출되는 분사 공정과 명확히 다르다. 액체 재료(예를 들어, 유체)는 저압으로 하부 챔버(2038) 내로 수용되고 고압으로 하부 챔버(2038) 밖으로 분사된다. 고압은 밸브 스템(2048b)이 밸브 시트(2104) 쪽으로 이동함에 따라서 전개된다. 밸브 스템(2048b)이 밸브 시트(2104)에 충격을 가할 때, 액체 재료의 일부(액적 또는 점의 형태를 하는)는 노즐 조립체(2100)로부터 떨어져 나갈 수 있다. 그래서, 일부 실시예에서, 분사된 재료는 작업편과 접촉하기 전에 노즐 조립체(2100)로부터 분리될 수 있다.
복수의 출구 채널(2108)을 제공하는 것에 의해, 단일 행정은 노즐(2100)로부터 작업편 상으로 다수의 액적의 분배를 초래할 수 있다. 행정 길이, 하부 챔버(2038)에 존재하는 재료의 양, 출구 채널(2108)의 수 및 치수는 원하는 분배를 달성하기 위해 수정될 수 있는 모든 파라마터임을 이해해야 한다.
예시적인 실시예에서, 3개의 출구 채널(2108)이 노즐(2100)에서 도시되어 있다. 발사 핀(2048)의 각각의 행정으로, 3개의 개별 액적이 노즐(2100)로부터 작업편 상으로 분사된다. 이러한 것은 더 많은 재료의 동시 분배를 허용하고, 그러므로 제조 시간과 관련 비용을 감소시킨다. 출구 채널(2108)들의 수와 배열은 원하는 용도에 기초하여 조정될 수 있으며, 이는 각각의 분배 디바이스 및 노즐(2100)에 다양성을 추가한다.
작업편 상으로 분배된 인접한 액적들 사이의 거리는 출구 채널(2108)들 사이의 거리와 수직 방향(6)에 대한 각각의 출구 채널(2108)의 각도에 의해 제어될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 분배된 액적들 사이의 거리는 노즐(2100)을 작업편에 더 가깝게 또는 더 멀리 이동시키는 것에 의해 변경될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 출구 채널은 수직 방향(6)을 따라서 배치되고, 제2 출구 채널은 음의 수평 방향(4)으로 수직 방향(6)으로부터 0°내지 90°의 각도로 배치되고, 제3 출구 채널은 음의 수평 방향과 반대되는 양의 수평 방향(4)으로 수직 방향(6)으로부터 0°내지 90°의 각도로 배치된다. 이러한 도시된 실시예에서, 출구 채널들로부터 분배된 각각의 3개의 액적 사이의 작업편 상에서의 거리는 작업편으로부터 노즐(2100)의 거리와 긍정적으로 상관될 것이다. 노즐(2100) 상에서의 출구 채널(2108)의 특정 배열은 또한 작업편 상에서의 분배 패턴을 결정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 유체 분배 시스템(1)은 제3 슬롯식 노즐형 분배기(3010)를 포함할 수 있다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 분배기(3010)는 재료의 공급을 저장하기 위한 재료 공급부(3012)를 포함한다. 재료 공급부(3012)는 위에서 설명된 재료 공급부(1012)의 특징들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
분배기(3010)는 또한 재료 공급부(3012)에 유체적으로 연결되는 펌프(3016)를 포함할 수 있다. 펌프(3016)는 위에서 설명된 펌프(2016)와 유사할 수 있다. 예를 들어, 펌프(3016)는 상부 구성요소(3032a), 상부 구성요소(3032a)에 부착되고 그 아래에 위치된 중간 구성요소(3032b), 및 중간 구성요소(3032b)에 부착되고 그 아래에 위치된 하부 구성요소(3032c)를 포함하는 본체(3031)를 포함할 수 있다.
펌프(3016)의 본체(3031)는 상부 챔버(3036) 및 하부 챔버(3038)가 본체(3031) 내에서 한정되도록 실질적으로 중공의 본체를 한정할 수 있다. 밀봉 팩(3040)은 본체(3031) 내에 위치되고, 본체(3031)의 내부를 상부 및 하부 챔버(3036, 3038)들로 분할한다. 펌프(3016)는 또한 본체(3031) 내에 위치된 발사 핀(3048)을 포함한다. 발사 핀(3048)은 상부 단부(3048a)와, 상부 단부(3048a)로부터 수직 방향(6)을 따라서 연장되는 스템(3048b)을 한정한다. 상부 단부(3048a)는 상부 단부(3036) 내에 위치되는 반면에, 스템(3048b)은 상부 단부(3048a)로부터 상부 단부(3036)를 통하고, 밀봉 팩(3040)을 통해 하부 챔버(3038) 내로 연장된다.
펌프(3016)는 전술한 펌프(2016)와 유사한 방식으로 작동할 수 있다. 예를 들어, 발사 핀(3048)은 후퇴 위치와 연장 위치 사이의 본체(3031) 내에서 왕복하도록 구성된다. 이러한 왕복은 제1 및 제2 공기 경로(3052a, 3052b)를 통해 상부 챔버(3036) 내로 유동하는 압축 공기에 의해 유발될 수 있다. 제1 및 제2 공기 경로(3052a, 3052b)의 각각은 커넥터(3024)를 통해 펌프(3016)에 연결된 밸브(3020)로부터 압축 공기를 수용할 수 있다. 발사 핀(3048)의 상부 단부(3048a)는 상부 챔버(3036)를 제1 및 제2 부분(3036a, 3036b)으로 분할하며, 여기서 제1 부분(3036a)은 제1 공기 경로(3052a)로부터 압축 공기를 수용할 수 있고, 제2 부분(3036b)은 제2 공기 경로(3052b)로부터 압축 공기를 수용할 수 있다. 압축 공기가 제1 공기 경로(3052a)를 통해 상부 챔버(3036)의 제1 부분(3036a) 내로 흐를 때, 발사 핀(3048)은 연장 위치로 수직 방향(6)을 따라서 아래쪽으로 구동된다. 대조적으로, 압축 공기가 제2 공기 경로(3052b)를 통해 상부 챔버(3036)의 제2 부분(3036b) 내로 흐를 때, 발사 핀(3048)은 후퇴 위치로 수직 방향(6)을 따라서 위쪽으로 구동된다.
펌프(3016)는 본체(3031)의 하부 구성요소(3032c)의 외부 표면과 중간 구성요소(3032b)의 내부 표면 사이에 한정된 원주 방향 챔버(3054)를 포함한다. 원주 방향 챔버(3054)가 재료 공급부(3012)에 유체적으로 연결되어서, 원주 방향 챔버(3054)는, 재료 공급부(3012)로부터 재료를 수용하고 재료가 원주 방향 챔버(3054)를 통해 하부 구성요소(3032c) 내에 한정된 반경 방향 구멍(3056)들로 흐르는 것을 가능하게 하도록 구성된다. 재료는 그런 다음 반경 방향 구멍(3056)들을 통해 하부 챔버(3038)로 흐를 수 있다. 한 실시예에서, 반경 방향 구멍(3056)들은 하부 구성요소(3032c) 주위에서 원주 바향으로 등거리로 이격된 4개의 반경 방향 구멍을 포함한다.
발사 핀(3048)이 후퇴 위치에 있을 때, 스템(3048b)은 하부 챔버(3038)의 하부 단부에서 하부 구성요소(3032c)에 의해 한정된 밸브 시트(3060)로부터 이격된다. 이 위치에서, 재료는 원주 방향 챔버(3054)를 통하고, 반경 방향 구멍(3056)들을 통해 하부 챔버(3038) 내로 흐름다. 그런 다음, 발사 핀(3048)이 연장 위치로 전환될 때, 발사 핀(3048)의 스템(3048b)은 밸브 시트(3060)를 향하여 하부 챔버(3038)를 통해 수직 방향(6)을 따라서 아래쪽으로 빠르게 이동한다. 이러한 전환 동안, 발사 핀(3048)은 하부 챔버(3038) 내의 일정 양의 재료가 하부 챔버(3038)의 하부 단부에서 하부 챔버(3038)로부터 연장되는 출구 채널(3064)을 통해 배출되게 한다. 출구 채널(3064)은 이러한 양의 재료를 하부 챔버(3038)로부터 펌프(3016)에 부착된 노즐 조립체(3028)로 안내하도록 구성된다. 연장 위치에 있을 때, 스템(3048b)의 하부 단부는 밸브 시트(3060)와 접촉할 수 있고, 그러므로 하부 챔버(3038)와 출구 채널(3064) 사이에 유체 밀봉을 생성할 수 있거나, 또는 밸브 시트(3060) 약간 위에 위치될 수 있다.
발사 핀(3048)이 수직 방향(6)을 따라서 후퇴 위치로부터 연장 위치로 전환할 때, 발사 핀(3048)은 행정 길이로서 지칭될 수 있는 거리만큼 이동한다. 필요한 행정 길이는 분배 작동, 분배된 재료 유형, 시간 경과에 따른 내부 부품의 마모 등에 따라 달라질 수 있다. 그 결과, 행정 길이는 본체(3031)의 상부 구성요소(3032a)를 통해 상부 챔버(3036)의 제1 부분(3036a) 내로 연장되는 제한 로드(3044)를 사용하여 조정될 수 있다. 발사 핀(3048)이 후퇴 위치에 있을 때, 상부 단부(3048a)는 제한 로드(3044)의 하부 단부와 접촉할 수 있어서, 제한 로드(3044)는 발사 핀(3048)이 후퇴 위치에서 위쪽으로 얼마나 멀리 이동하는지를 제어할 수 있다. 제한 로드(3044)가 상부 구성요소(3032a)와 나사식으로 맞물릴 수 있어서, 상부 구성요소(3032a)에 대한 제한 로드(3044)의 회전은 제한 로드(3044)를 상부 챔버(3036) 안팎으로 더 이동시키고, 그러므로 후퇴 위치에서 발사 핀(3048)의 최대 상향 위치, 마찬가지로 행정 길이를 변경한다.
노즐 조립체(3028)는 노즐 본체를 포함할 수 있다. 노즐 본체(3029)는 상부 플랜지(3100), 상부 플랜지(3100)로부터 연장되는 아암(3104), 및 상부 플랜지(3100) 반대편의 아암(3104)에 부착된 노즐 헤드(3108)를 포함할 수 있다. 상부 플랜지(3100)는 그 상부 표면 상의 입구 포트뿐만 아니라 상부 플랜지를 통해 연장되는 2개의 보어를 포함할 수 있다. 분배기(3010)가 완전히 조립될 때, 상부 표면은 펌프(3016)와 접촉하고, 입구 포트는 펌프(3016)의 출구 채널(3064)과 유체 연통할 수 있어서, 노즐 조립체(3028)는 입구 포트를 통해 펌프(3016)로부터 재료를 수용한다. 보어들은 상부 플랜지(3100)를 펌프(3016)에 고정하기 위해 볼트를 수용하도록 구성될 수 있다. 그러나, 상부 플랜지(3100)는 더 많거나 더 적은 보어들을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 대안적으로, 노즐 조립체(3028)는 스냅 끼워맞춤 맞물림, 더브테일 슬롯을 통한 맞물림, 클램핑 등과 같은 대안적인 수단을 통해 펌프(3016)에 부착될 수 있다.
도 11은 본 발명의 양태에 따른 작업편의 분배 영역에서 분배하는 예시적인 방법(4000)을 도시한다. 도 12는 곡선형 분배 영역을 가지는 직물 또는 천과 같은 예시적인 작업편(W)을 도시한다. 방법(4000)은 예를 들어 유체 분배 시스템(1) 또는 그의 임의의 적절한 변형으로 수행될 수 있다.
단계(4002)에서, 작업편은 유체 분배 시스템(1)의 작업 플레이트(8) 상에 위치된다. 예를 들어, 작업자 또는 자동화 시스템은 작업 플레이트(8) 상에 작업편을 배치할 수 있다. 작업편은 고정구(11)를 통해 작업 플레이트(8)에 고정될 수 있다. 대안적으로, 작업편은 고정되지 않고 작업 플레이트(8)의 상부에 놓일 수 있다.
단계(4002)는 작업 플레이트(8) 상에 작업편을 위치시키는데 이어서 또는 그 전에, 분배 위치(즉, 제1 분배 위치 및 후술하는 복수의 분배 위치의 각각)를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 분배 위치들은 다수의 인자에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 인간 기계 인터페이스(도시되지 않음)를 통해 유체 분배 시스템(1)의 컨트롤러(23)에 원하는 유체 분배 패턴(즉, 제1 분배 패턴)을 입력할 수 있다. 원하는 유체 분배 패턴은 예를 들어 원하는 분배 패턴의 크기, 원하는 분배 패턴의 형상, 원하는 분배 패턴의 각각의 위치에서 분배될 유체의 양 등을 포함하여 다수의 특성을 포함할 수 있다. 분배 위치들은 원하는 분배 패턴을 달성하기 위해 계산된 위치들일 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 원하는 유체 분배 패턴은 곡선 패턴일 수 있다. 원하는 분배 패턴은 곡선, 직선 또는 이들의 조합일 수 있다.
원하는 유체 분배 패턴이 작업편의 원하는 분배 영역에서 정확하게 분배되는 것을 보장하기 위해, 단계(4002)는 유체 분배 시스템(1)의 상대 정렬을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상대 정렬은 작업 플레이트(8)의 하나 이상의 고정된 위치(12A, 12B, 12C, 12D)의 위치를 컨트롤러(23)에 입력하는 단계를 포함할 수 있다. 작업편은 그런 다음 하나 이상의 고정 위치(12A, 12B, 12C, 12D)에 대해 작업 플레이트(8) 상에서 사전 결정된 배향으로 위치될 수 있다. 사전 결정된 배향은 또한 컨트롤러(23)에 입력될 수 있다. 작업 플레이트(8)의 하나 이상의 고정 위치(12A, 12B, 12C, 12D)의 위치, 작업편의 배향, 및 원하는 유체 분배 패턴에 기초하여, 컨트롤러(23)는 원하는 유체 분배 패턴을 달성하기 위해 분배 프로토콜(아래에서 논의됨)을 자동으로 계산할 수 있다. 즉, 작업 플레이트(8)의 하나 이상의 고정 위치(12A, 12B, 12C, 12D)의 위치 및 작업편의 배향은 분배 위치들의 위치를 결정하는데 사용되는 인자에 포함될 수 있다.
다른 실시예에서, 원하는 유체 분배 패턴이 작업편의 원하는 분배 영역에서 정확하게 분배되는 것을 보장하는 것은 예를 들어 위에서 설명한 방식으로 분배 영역과 관련된 참조 기준점(22A, 22B, 22C, 22D, 22E)을 식별하는 것(예를 들어, 카메라(21)를 이용하여)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 분배 영역에는 대응하는 참조 기준점(22A, 22B, 22C, 22D, 22E)의 자체 세트가 제공될 수 있다. 대안적으로, 다수의 분배 영역은 단일 세트의 참조 기준점(22A, 22B, 22C, 22D, 22E)과 관련될 수 있다. 유체 분배 시스템(1)은 식별된 기준 기준점(22A, 22B, 22C, 22D, 22E)에 기초하여 각각의 분배 위치의 위치 및 배향(즉, 위치 지정)을 결정할 수 있다. 즉, 식별된 참조 기준점(22A, 22B, 22C, 22D, 22E)은 분배 위치의 위치를 결정하는데 사용되는 인자에 포함될 수 있다.
단계(4004)에서, 유체 분배 시스템(1)은 작업편의 분배 영역의 제1 분배 위치 위의 분배 높이에 위치된 XY 평면에서 분배기(즉, 분배기 실시예(1010, 2010, 3010) 중 임의의 것)를 정렬할 수 있다. 유체 분배 시스템(1)은 높이 감지를 통해 분배 영역에 대한 Z 높이 측정치들을 수집할 수 있다. 이러한 높이 감지는 분배 영역에 대한 다수의 높이 측정치를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 유체 분배 시스템(1)은 Z 높이 측정치들에 기초하여 및/또는 사용자 입력에 기초하여 분배기에 대한 분배 높이를 결정할 수 있다. 제1 분배 위치는 전술한 바와 같이 단계(4002)에서 결정될 수 있다. XY 평면은 X 축과, X 축에 직교하는 Y 축에 의해 한정될 수 있다. 분배기를 정렬하는 것은 사전 분배 위치로부터 제1 분배 위치로 분배기를 이동시키도록 유체 분배 시스템(1)의 갠트리 포지셔닝 시스템(9)을 통해 x, y 및 z 이동을 제공하는 것을 포함할 수 있다. x, y 및 z 이동은 위에서 논의된 x, y 및 z 구동 메커니즘(24A, 24B, 25, 26)을 통해 제공될 수 있다. "x 이동"은 X 축에 평행한 분배기의 이동이거나, 또는 도 2 및 도 3에 도시된 x 방향으로의 이동이다. "y 이동"은 Y 축에 평행한 분배기의 이동이거나, 또는 도 2 및 도 3에 도시된 y 방향으로의 이동이다. "z 이동"은 X 축 및 Y 축의 각각에 직교하는 Z 축에 평행한 분배기의 이동이거나, 또는 도 2 및 도 3에 도시된 z 방향으로의 이동이다.
단계(4006)에서, 분배기는 제1 분배 위치에서 분배기로부터 유체 분배를 시작하도록 제어된다. 유체는 점성 유체일 수 있다. 유체는 폴리우레탄(PUR) 접착제와 같은 접착제일 수 있을지라도, 다른 재료도 고려된다.
단계(4008)에서, 갠트리 포지셔닝 시스템(9) 및 분배기는 작업편의 분배 영역에 분배 패턴을 형성하도록 제어된다. 분배 패턴을 형성하는 것은 갠트리 포지셔닝 시스템(9)을 통해 제1 분배 위치로부터 분배 영역의 복수의 분배 위치의 각각으로 x, y 및 C 축 이동을 제공하고, 복수의 분배 위치의 각각에서 분배기로부터 유체를 분배하는 것을 포함할 수 있다. C 축 이동은 분배기의 중심축을 중심으로 하는 분배기의 회전 운동이며, C 드라이브(27)를 통해 제공될 수 있다. 회전 운동은 시계 방향 및 반시계 방향 중 임의의 방향으로 C 축을 중심으로 하는 완전한 회전을 포함할 수 있다. x, y, 및 C 축 이동은 예를 들어 제1 분배 위치 및 복수의 분배 위치의 각각의 위치에 기초하여 자동으로 계산될 수 있다. 분배기는 원하는 수의 패턴을 분배할 수 있다. 예를 들어, 분배기는 각각의 분배 위치에서 비드를 분배할 수 있다. 대안적으로, 분배기는 도 12에 도시된 바와 같이 작업편 상에 직선 또는 곡선의 선형 패턴을 분배하기 위해 갠트리 포지셔닝 시스템(9)에 의해 이동되는 동안 연속적으로 분배할 수 있다. 분배기의 4-자유도 이동의 결과로서, 방법(4000)은 예를 들어 곡선형 분배 패턴을 포함하는 다양한 세트의 분배 패턴을 보다 정확하고, 신뢰성 있고, 효율적으로 분배할 수 있다.
유체 패턴의 분배가 완료되면, 유체 분배 시스템(1)은 방법(4000)이 시작되었을 때와 동일한 높이일 수 있는 사전 분배 높이까지 Z 축을 따라서 분배기를 다시 상승시킬 수 있다. 시스템은 예를 들어 제2, 제3, 제4, ... 제n 분배 영역에서 분배될 추가 유체 패턴이 있는지 여부를 평가할 수 있다. 수행될 추가 분배가 남아 있으면, 시스템은 단계(4002)로 돌아갈 수 있다. 모든 분배가 완료되면, 시스템은 분배 작동을 종료할 수 있다.
본 발명이 그 특정 실시예의 설명에 의해 예시되고 실시예가 상당히 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구범위의 범위를 이러한 세부사항으로 제한하거나 또는 어떤 식으로든 한정하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에서 논의된 다양한 특징은 단독으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 추가 이점 및 수정은 당업자에게 용이하게 나타날 것이다. 그러므로, 본 발명은 보다 넓은 양태에서 특정 세부사항, 대표적인 장치 및 방법 및 도시되고 설명된 예시적인 예로 제한되지 않는다. 따라서, 일반적인 발명 개념의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 이러한 세부사항에서 출발할 수 있다.

Claims (20)

  1. 유체 분배 시스템을 사용하여 작업편 상에 유체를 분배하는 방법으로서,
    상기 유체 분배 시스템의 작업 플레이트 상에 상기 작업편을 위치시키는 단계;
    상기 작업편의 분배 영역의 제1 분배 위치 위의 분배 높이에 위치된 XY 평면에서 상기 유체 분배 시스템의 분배기를 정렬하는 단계로서, 상기 XY 평면은 X 축과 상기 X 축에 직교하는 Y 축에 의해 한정되며, 상기 분배기를 정렬하는 단계는 상기 분배기를 사전 분배 위치로부터 상기 제1 분배 위치로 이동시키도록 상기 유체 분배 시스템의 갠트리 포지셔닝 시스템을 통해 x, y 및 z 이동을 제공하는 단계를 포함하고, x 이동은 상기 X 축에 평행한 분배기의 이동이며, y 이동은 상기 Y 축에 평행한 분배기의 이동이고, z 이동은 상기 X 축 및 상기 Y 축의 각각에 직교하는 Z 축에 평행한 분배기의 이동인, 상기 단계;
    상기 제1 분배 위치에서 상기 분배기로부터 유체를 분배하는 단계; 및
    상기 작업편의 분배 영역 상에 분배 패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 분배 패턴을 형성하는 단계는 상기 제1 분배 위치로부터 상기 분배 영역의 복수의 분배 위치의 각각으로 상기 분배기를 이동시키도록 상기 갠트리 포지셔닝 시스템을 통해 x, y 및 C 축 이동을 제공하는 단계, 및 상기 복수의 분배 위치의 각각에서 상기 분배기로부터 유체를 분배하는 단계를 포함하며, C 축 이동은 상기 분배기의 중심축을 중심으로 하는 분배기의 회전 운동인, 유체 분배 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분배기를 정렬하기 전에, 상기 작업 플레이터의 하나 이상의 고정 위치에 대해 상기 제1 분배 위치 및 상기 복수의 분배 위치의 각각의 위치를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 유체 분배 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 작업 플레이트 상에 상기 작업편을 위치시키는 단계는 상기 작업편을 상기 하나 이상의 고정 위치와 정렬하는 단계를 포함하는, 유체 분배 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 분배 위치 및 상기 복수의 분배 위치의 각각의 위치에 기초하여 x, y, 및 C 축 이동을 자동으로 계산하는 단계를 추가로 포함하는, 유체 분배 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유체 분배 시스템의 작업 플레이트 상에 상기 작업편을 위치시키는 단계 후에, 상기 작업편 상의 분배 영역과 관련된 참조 기준점들을 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 유체 분배 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 참조 기준점들에 대해 상기 제1 분배 위치 및 상기 복수의 분배 위치의 각각의 위치를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 유체 분배 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 분배 위치 및 상기 복수의 분배 위치의 각각의 위치에 기초하여 x, y, 및 C 축 이동을 자동으로 계산하는 단계를 추가로 포함하는, 유체 분배 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 작업편은 직물 또는 천인, 유체 분배 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 유체는 접착제인, 유체 분배 방법.
  10. 작업편 상에 유체를 분배하도록 구성된 유체 분배 시스템으로서,
    상기 작업편을 지지하도록 구성된 작업 플레이트;
    상기 작업편 위에 배치되고 상기 작업편 상에 유체를 분배하도록 구성된 분배기;
    상기 분배기를 지지하는 갠트리 포지셔닝 시스템으로서,
    상기 분배기를 이동시키기 위한 x, y 및 z 이동으로서, x 이동은 X 축에 평행한 상기 분배기의 이동이고, y 이동은 상기 X 축에 직교하는 Y 축에 평행한 상기 분배기의 이동이며, z 축은 상기 X 축과 상기 Y 축의 각각에 직교하는 Z 축에 평행한 상기 분배기의 이동인, 상기 x, y 및 z 이동; 및
    상기 분배기를 회전시키고, 상기 분배기의 중심축을 중심으로 하는 상기 분배기의 회전 운동인 C축 이동을 제공하도록 구성된, 상기 갠트리 포지셔닝 시스템; 및
    상기 분배기 및 상기 갠트리 포지셔닝 시스템을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하는, 유체 분배 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 작업 플레이트는 상기 작업 플레이트에 상기 작업편을 고정하도록 구성된 고정구를 포함하는, 유체 분배 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 분배기는,
    노즐 본체 내로 연장되는 오목부를 한정하는 상기 노즐 본체, 및 유체를 수용하도록 구성된 입구 및 상기 오목부로 개방된 출구를 가지는 유체 채널을 포함하는 펌프 조립체; 및
    상기 유체 채널에 이동 가능하게 배치되고, 유체가 상기 유체 채널의 출구로 흐르는 것을 선택적으로 차단하도록 구성된 밸브를 포함하는 펌프; 및
    유체를 분배하기 위한 슬롯식 노즐 조립체를 포함하며,
    상기 슬롯식 노즐 조립체는 상기 노즐 본체의 오목부에 수용되는, 유체 분배 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 분배기는,
    입구 및 출구 사이에서 그 내부에 챔버를 한정하는 본체로서, 상기 챔버는 상기 입구를 통해 유체를 수용하고 유체가 상기 출구를 통해 빠져나가는 것을 허용하도록 구성된, 상기 본체;
    상기 출구에 인접하게 배치된 밸브 시트;
    상기 밸브 시트를 향하고 이로부터 멀어지게 상기 챔버 내에서 슬라이딩 가능하게 이동하여 상기 밸브 시트와 접촉하도록 구성된 밸브 스템; 및
    상기 챔버의 출구와 유체 연통하고, 상기 챔버로부터 유체를 수용하도록 각각 구성되 복수의 출구 채널을 포함하며,
    상기 밸브 스템이 상기 밸브 시트에 충격을 가하도록 구성되어서, 상기 작업편 상에서 상기 밸브 스템과 상기 밸브 시트 사이의 충격 운동량으로 인하여 별개의 체적의 유체가 상기 복수의 출구 채널로부터 강제로 배출되는, 유체 분배 시스템.
  14. 제10항에 있어서, 상기 갠트리 포지셔닝 시스템은,
    제1 및 제2 x 베어링을 각각 포함하는 제1 및 제2 x 지지부로서, 상기 제1 및 제2 x 지지부 및 상기 제1 및 제2 x 베어링은 상기 X 축에 평행하게 정렬되는, 상기 제1 및 제2 x 지지부; 및
    상기 제1 및 제2 x 베어링 상에 슬라이딩 가능하게 배열되고, 상기 Y 축에 평행하게 정렬되는 y 지지부; 및
    상기 x 이동을 제공하도록 상기 제1 및 제2 x 베어링을 따라서 상기 y 지지부를 구동하도록 구성된 제1 및 제2 x 드라이브를 포함하는, 유체 분배 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 갠트리 포지셔닝 시스템은,
    상기 y 지지부 상에 제공되고, 상기 Y 축에 평행하게 정렬되는 y 베어링;
    상기 y 베어링 상에 슬라이딩 가능하게 배열되는 y 캐리지; 및
    상기 y 이동을 제공하도록 상기 y 베어링을 따라서 상기 y 캐리지를 구동하도록 구성된 y 드라이브를 추가로 포함하는, 유체 분배 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 갠트리 포지셔닝 시스템은,
    상기 y 캐리지 상에 제공되고, 상기 Z 축에 평행하게 정렬되는 z 베어링;
    상기 z 베어링 상에 슬라이딩 가능하게 배열되는 z 캐리지; 및
    상기 z 이동을 제공하도록 상기 z 베어링을 따라서 상기 z 캐리지를 구동하도록 구성된 z 드라이브를 추가로 포함하는, 유체 분배 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 갠트리 포지셔닝 시스템은,
    상기 z 캐리지 상에 제공되고, 상기 작업 플레이트 위로 상기 분배기를 회전 가능하게 지지하는 회전 가능 베어링; 및
    상기 회전 가능 베어링과 함께 이동하도록 상기 회전 가능 베어링에 의해 지지되는 C 드라이브를 추가로 포함하며, 상기 C 드라이브는 C 축 이동을 제공하기 위해 상기 분배기를 구동하도록 구성되는, 유체 분배 시스템.
  18. 제10항에 있어서, 상기 작업편은 직물 또는 천인, 유체 분배 시스템.
  19. 제10항에 있어서, 상기 유체는 접착제인, 유체 분배 시스템.
  20. 제10항에 있어서, 상기 컨트롤러는 곡선형 분배 패턴을 분배하기 위해 상기 분배기 및 상기 갠트리 포지셔닝 시스템을 제어하도록 구성되는, 유체 분배 시스템.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113117977A (zh) * 2021-04-14 2021-07-16 赛尔康(贵港)有限公司 一种电路板的自动点胶生产线
CN114950868A (zh) * 2022-07-05 2022-08-30 广东猛犸象智能机器人制造有限公司 一种3d视觉引导的智能点胶拼接产品系统及方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY133543A (en) * 2002-01-24 2007-11-30 Three Bond Co Ltd Material application apparatus
US7963246B1 (en) * 2007-08-14 2011-06-21 Henline Adhesive Equipment Co., Inc. Apparatus for controlled application of an adhesive bead to a workpiece
JP5638768B2 (ja) * 2009-04-24 2014-12-10 武蔵エンジニアリング株式会社 ノズル回転機構およびそれを備える塗布装置
CN103894314A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 涂胶机
CN103706517B (zh) * 2013-12-12 2017-01-11 辽宁苏泊尔卫浴有限公司 六轴联动点胶机
WO2015137271A1 (ja) * 2014-03-10 2015-09-17 武蔵エンジニアリング株式会社 塗布装置および塗布方法
US9533449B2 (en) * 2014-06-19 2017-01-03 Autodesk, Inc. Material deposition systems with four or more axes
US9707584B2 (en) * 2014-07-09 2017-07-18 Nordson Corporation Dual applicator fluid dispensing methods and systems
JP6818739B2 (ja) * 2015-08-05 2021-01-20 ノードソン コーポレーションＮｏｒｄｓｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ プログレッシブキャビティポンプによる供給部を含む噴射ディスペンシングシステム及び関連方法

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