TW201318712A - 具有可變驅動銷速率之氣動噴射閥，改良之噴射系統及改良之噴射方法 - Google Patents

具有可變驅動銷速率之氣動噴射閥，改良之噴射系統及改良之噴射方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種改良之氣動噴射閥，其包含具有第一室及第二室之一殼體。一氣動活塞係封閉於該等室之間。第一電磁閥及第二電磁閥經組態以分別向該等室供應氣壓且使該等室洩壓。一控制器可操作以調節該等室之增壓及洩壓。該控制器控制針對該第一電磁閥及該第二電磁閥之控制信號之時序，以控制於其期間該第一室及該第二室均經增壓之重疊時間。藉由控制該重疊時間，該控制器控制該噴射閥之驅動銷之速度且藉此控制該閥閉合以噴射一材料小液滴之速度。此允許針對正被噴射之材料之黏度而選擇一最為合適之閥速度。本文亦揭示使用改良之噴射閥及噴射系統之多種新方法。

Description

具有可變驅動銷速率之氣動噴射閥，改良之噴射系統及改良之噴射方法
本發明係大體上關於噴射流體材料，且明確而言係關於電動氣壓噴射閥、噴射系統及改良之噴射方法。
對相關申請案之交叉參考
本申請案係關於與本發明於同日申請且名稱為「模組化噴射器件」(MODULAR JETTING DEVICES)(代理案號第NOR-1414US號)之申請案第＿＿＿號，其全文係以引用之方式併入本文中。
噴射閥係用於電子封裝總成中將細小流體材料滴噴射至一基板上。用於噴射流體材料(諸如，底部填充材料、囊封材料、表面安裝黏結劑、錫焊膏、傳導黏結劑及錫焊遮罩材料、助焊劑及熱化合物)之噴射閥現有多種應用。隨著流體材料之類型變化，該噴射閥必須適於匹配該流體材料變化。一「噴射閥」(jetting valve)或「噴射器件」(jetting device)係一種使材料小液滴自施配器噴射(eject或jet)而著陸於一基板上之器件，其中該小液滴先自該施配器噴嘴脫離，之後才與該基板接觸。因此，在一噴射類型施配器中，經施配之該小液滴在該施配器與該基板之間係處於「飛行中」(in-flight)，且在該施配器與該基板之間之至少一部分的距離上，並不與該施配器或該基板接觸。
可藉由噴射閥噴射之材料可具有不同之特性，諸如，黏度、彈性等等。隨著特性改變，需要不同的針速率來促進 將該材料適當地自該噴射閥噴射。針速率影響經噴射流體材料之關鍵特性，諸如合適之暫停、點速率及隨體產生。一般而言，噴射較稠密、黏度較高之材料比噴射較為稀薄、黏度較低之材料需要更高之針速率。
可使用一氣動活塞來電動氣壓致動噴射閥，該氣動活塞用於使一針移動以當該針撞擊一閥座時噴射該流體材料。在針對電動氣壓噴射閥之習知設計中，使用一單一電磁閥將氣壓運送至該氣動活塞，以打開該噴射閥且使用一復位彈簧以足夠快的速度來閉合該噴射閥，以噴射一材料小液滴。因此，該針或者驅動銷之速率並非高度可變且大體上保持於一相對狹窄之範圍內。考慮到針速率係限於一相對狹窄之範圍內，因此在此等噴射器件中，可噴射之材料之黏度範圍亦類似地受限。
雖然已證明習知之噴射閥足以應對特定之應用，仍需要適應不同流體材料特性之能力增強之改良噴射閥。
具有控制驅動銷速度之重疊時段之氣動噴射閥
在一實施例中，提供一種與一流體材料源及一氣壓源配合使用之噴射閥。該噴射閥包含一氣動致動器，其具有一氣動活塞及自該氣動活塞延伸之一驅動銷。該噴射閥進一步包含具有一第一室及一第二室之一殼體。該氣動活塞係封閉於該第一室與該第二室之間，且該驅動銷係由該氣動活塞移動。第一電磁閥及第二電磁閥經連接至該氣壓源。該第一電磁閥具有一第一狀態，在該第一狀態中，氣壓被 供應至該第一室，以向該氣動活塞施加一第一力，以使該氣動活塞及該驅動銷在一第一方向上移動。該第一電磁閥具有一第二狀態，在該第二狀態中，使該第一空氣室洩壓成環境壓力。該第二電磁閥具有一第一狀態，在該第一狀態中，氣壓被供應至該第二室，以對該氣動活塞施加一第二力，以使該氣動活塞及該驅動銷在一第二方向上移動。該第二電磁閥具有一第二狀態，在該第二狀態中，使該第二空氣室洩壓成環境壓力。
該噴射閥可進一步包含一流體室及一噴嘴。該流體室可封閉一閥座及一閥元件。該噴嘴具有一施配孔口及與該閥座流體連通之一流動通路。該閥元件可移動至實現與該閥座接觸，以自該施配孔口噴射一材料小液滴之一位置。
該噴射閥之一控制器可操作以使該第一電磁閥在一第一時段內保持於該第一狀態中且使得該第二電磁閥在一第二時段內保持於該第一狀態中，其中該第二時段之開始跟隨該第一時段之開始。在該第二時段期間，該驅動銷朝向該閥座移動且該驅動銷在該第二時段期間之該移動促使該閥元件移動而與該閥座接觸，以噴射一材料小液滴。該控制器使該第一時段與該第二時段之間維持一預定之重疊時段。該重疊時段係用於控制在該第二時段期間該驅動銷朝向該閥座移動時該驅動銷之速度，該速度轉而控制當該閥元件與該閥座接觸時該閥元件之速度。該驅動銷移動得越快，則該閥元件移動得越快。
該噴射閥可進一步包含一流體模組，其包含該流體室。 該驅動銷在該第二時段期間之該移動促使該驅動銷接觸該流體模組，且該驅動銷與該流體模組之接觸促使該閥元件移動而與該閥座接觸。該噴射閥可進一步包含該流體模組中之一彈性構件，該彈性構件經組態以偏置該閥元件離開該閥座。
該噴射閥之該殼體可包含一彈簧，該彈簧對該氣動活塞施加一彈簧偏壓。當該氣動活塞由供應至該第一室之壓縮空氣而在該第一方向上移動時，該彈簧可壓縮，且當該氣動活塞由供應至該第二室之壓縮空氣而在該第二方向上移動時，該彈簧可伸展。
該閥元件噴射閥每次移動與該閥座接觸則可操作而使一材料小液滴通過該噴嘴孔口而噴射。
具有用於控制一氣動噴射器件之閥速度之使用者介面之系統
在另一實施例中，提供一種用於噴射之系統，該系統包含一噴射器件，其具有一氣動活塞，該氣動活塞促使一閥元件移動而接觸一閥座，以噴射一材料小液滴；及一控制器，其具有可允許使用者使用以改變該閥元件之速度之一使用者介面。
該噴射器件可具有位於該活塞之相對之側上之上活塞室及下活塞室，該等活塞室係由獨立之電磁閥控制，其中該閥元件之速度係藉由控制該等電磁圈而得以控制。
在另一實施例中，可控制該等電磁圈以提供一所要之重疊時段，在該重疊時段期間，同時將壓縮空氣供應至該上 活塞室及該下活塞室二者，以控制該閥元件之速度。
自具有一閥速度使用者介面之一氣動致動噴射器件噴射之方法
在一方法中，該噴射器件具有一氣動活塞，其促使一閥元件移動而與一閥座接觸，以噴射一材料小液滴；且提供一使用者介面，使用者可使用該使用者介面輸入資訊，該控制器可使用該經輸入之資訊來改變該閥元件之速度。
該噴射器件可具有位於該活塞之相對側上之上活塞室及下活塞室，其等係由獨立之電磁閥控制，其中藉由控制該等電磁圈而控制該閥元件之速度。
為了避免不必要之重複，此處不再贅述多種其他方法，而是在下文描述該等方法。
併入此說明書中且形成本說明書之一部分之附圖圖解本發明之例示性實施例，其連同上文對本發明之實施例之一般性描述及下文給出之詳細描述用於解釋本發明之實施例之原理。
在下文之一些章節中提供副標題目的在於幫助讀者理解本發明之多個實施例、特徵及組件。
本發明之實施例係大體上關於一種噴射閥，其使用第一電磁閥及第二電磁閥來操作一電動氣壓致動器之一氣動活塞，該氣動活塞促成一閥元件之移動，以打開且閉合該噴射閥。獨立空氣管線係與該氣動活塞之頂室及底室耦合。該第一電磁閥及該第二電磁閥獨立地控制供應至一氣動活 塞之該頂室及該底室之氣壓。該第一電磁閥係用於打開該噴射閥且該第二電磁閥係用於閉合該噴射閥。可藉由改變該第二電磁閥將壓縮空氣供應至該頂活塞室之動作所花費之時間量與該第一電磁閥將壓縮空氣供應至該底活塞室之動作所花費之時間量之重疊量而改變固定至該活塞之針促使該閥打開及閉合之速率。藉由對控制此第一電磁閥及此第二電磁閥之電脈衝之重疊量加以控制，操作者可控制針速率，且藉此基於經噴射材料之流體材料特性而針對該經噴射流體材料選擇且產生一最佳針速率。
參考圖1A至圖3且根據本發明之一實施例，一噴射閥10包含一流體模組12，其具有一閥元件14、一電動氣壓致動器16、一外蓋18及一流體介面20。該外蓋18係由薄片金屬製成且係藉由習知之緊固件而緊固至該噴射閥10之內框架。該噴射閥10包含一注射器固持器26，其經安裝作為該外蓋18之一附屬物。一注射器22係由該注射器固持器26支撐且對該噴射閥10供應來自該注射器22之經增壓流體材料。一般而言，該流體材料可為一般熟悉此項技術者已知之可被噴射之任何材料或物質且可包含但不限於，助焊劑、錫焊膏、黏結劑、錫焊遮罩、熱化合物、油、囊封劑、灌注化合物、墨水及矽氧烷。當該注射器22中之該流體材料耗盡或者改變該流體材料時，將該注射器22自該注射器固持器26移除且更換。
該噴射閥10可安裝於一機器人上，例如，在一機器或系統(圖中未繪示)中，以間歇地將某量之一流體材料以點滴 形式噴射於一基板(諸如一印刷電路板)上。該噴射閥10可操作而使得連續之該量的流體材料以一間隔的點滴組成之一線條之形式沈積於該基板上。該噴射閥10瞄準之該基板可支撐多種表面安裝組件，此需要快速地噴射小量之流體材料且準確地佈置該等材料，以使流體材料沈積於該基板上之瞄準位置。
流體組件
如最佳在圖2中可見，該流體模組12可包含一噴嘴28、一模組本體30及與流體連接介面20連通之一流體室38。該模組本體30之一第一區段或部分40包含一流體通路42，其透過通路47、47a(下文將描述)使該流體介面20與該流體室38以流體連通之方式耦合。一流體導管44(圖1B)自該注射器22延伸至該流體介面20，以使得該流體模組12與容納於該注射器22內側之流體材料達成流體連通且將來自該注射器22之經增壓流體材料供應至該流體連接介面20。在此實施例中，該流體導管44一般為直接連接該注射器22之出口與該流體連接介面20(無任何中介結構)之具有某一長度之管件。在一實施例中，該流體連接介面20包含一魯爾(Luer)接頭。
該注射器22可經組態以使用經增壓空氣來引導該流體材料朝向該流體介面20流動且最終流動至該流體模組12之該流體室38。被供應至容納於該注射器22中之該流體材料上方之頂部空間之經增壓空氣之壓力可在四十(40)psig至六十(60)psig之範圍內。一般地，一滑動片或柱塞(圖中未繪 示)係設置於該頂部空間之該氣壓與該注射器22內側之流體材料水準面之間，且一密封蓋(圖中未繪示)係緊固至注射器針筒之開口端，以供應氣壓。
該模組本體30之一第二部分45經組態以支撐該噴嘴28。一閥座52係設置於流體入口42與該流體室38之間。該閥座52具有與該流體出口48流體連通之一開口54。
該流體模組12可進一步包含呈一可移動元件60之一壁62之形式之一衝擊板。一偏置元件68(於周邊接觸該可移動元件60)經組態以對該可移動元件60施加一軸向彈力。
一密封環64提供一插入物63與該可移動元件60之外部之間之一密封接合。該可移動元件60之位於該密封環64或者O形環下方之部分界定該流體室38之邊界之一部分。該閥元件14係附接至可移動元件60且位於該流體室38內側之介於該可移動元件60之該壁62與該閥座52之間之一位置處。或者，閥元件14及可移動元件60可構造為一單一整體元件，而非兩個分離之元件。
該模組本體之一第三部分32係藉由摩擦配合而附接至該插入物63之頂部。該模組本體之該第二部分45係藉由摩擦配合附接至該模組本體之該第一部分40，以封閉該流體模組之所有其他組件。也就是說，一旦第一部分40與第二部分45壓合在一起，則該等部分40及45封閉該流體模組之此等部分：噴嘴28、閥座52、閥元件14、可移動元件60、密封環64、偏置元件68、插入物63及該模組本體之第三部分32。因此，在該較佳實施例中，該流體模組係由元件45、 40、28、52、14、60、64、68、63及32組成。作為使用摩擦配合之一替代方式，可使用螺紋連接，以允許此等組件更易於拆卸。
在上文描述且在圖2中繪示之組裝位置，如下提供耦合該流體通路42與該流體室38達成流體連通之通路47及47a。藉由在模組本體30之第一部分40與第三部分32之間產生一空間而製作環形通路47a。藉由形成於插入物63之外側上之凹槽或通道提供通路47。當將插入物63壓入配合於該模組本體30之第二部分45中時，插入物63之外部上及第二部分之內表面上之該等凹槽形成通路47。若插入物63被旋入而非壓入配合於第二部分45中，則可在該插入物63中鑽出一流體通路，以提供自流體通路42至流體室38之一流徑。
注射器
如上所述，一流體導管44(圖1)自該注射器22延伸至流體介面20，以使該流體模組12與容納於該注射器22內側之流體達成流體連通且將來自該注射器22之經增壓流體材料供應至該流體介面20。該流體導管44可為直接連接該注射器22與該流體介面20(不存在任何中介結構)之具有某一長度之管件。通過通路42將流體材料饋送至該流體室38且當藉由該噴射閥10施配流體材料時，自該注射器22到達的流體材料補給該流體室38中之流體材料體積。
該注射器22經組態以使用經增壓空氣來將該流體材料引導至該通路42且最終通過該流體模組12中之一通路47而引 導至該流體室38。由容納於該注射器22中之流體材料上方之一頂部空間中之一滑動片或柱塞(圖中未繪示)限制之增壓空氣可具有在五(5)psig至六十(60)psig的壓力範圍內。
驅動銷
一驅動銷36係間接地與該閥元件14耦合，以與流體模組12聯合操作而自該噴射閥10噴射流體材料。該驅動銷36之尖端34以類似錘子之方式操作，以將其一次衝擊產生之動量傳遞至該可移動元件60之該壁62。該閥元件14係設置於該流體室38內側，位於該移動元件60之該壁62之與該驅動銷36之該尖端34相對之側上。經致動驅動銷36之該尖端34對該可移動元件60之該壁62之撞擊促使該閥元件14撞擊該閥座52且使流體材料自該流體室38噴射。當該驅動銷36越快地撞擊該壁62時，則該閥元件14越快地移動而撞擊該閥座52且噴射一材料小液滴。因此，藉由以下文所述之方式控制該驅動銷36之速度，亦可控制該閥元件14之速度。如上所述，偏置元件68係與該可移動元件60接觸，以對該可移動元件60施加一軸向彈力。當該驅動銷36並未向下推動該壁62時，該閥元件14及該可移動元件60藉由該偏置元件68施加之該軸向彈力而移動離開該閥座52。如上所述，該可移動元件60及該閥元件14可構造為一單一整體組件，而非兩個分離之組件。
加熱器
一加熱器76係至少部分地圍繞該流體模組12，該加熱器76具有作為一熱傳遞構件而操作之一本體80。該加熱器76 可包含一習知之加熱元件(圖中未繪示)，諸如駐留於界定在該本體80中之一孔中之一筒匣類型電阻加熱元件。該加熱器76亦可配備有一習知之溫度感測器(圖中未繪示)，諸如一電阻熱器件(RTD)、一熱敏電阻或一熱耦合器，其提供一回饋信號，一溫度控制器可使用該回饋信號來調節供應至該加熱器76之功率。該加熱器76包含彈簧負載銷79，其接觸活塞殼體90中之個別接觸件59，以針對一溫度感測器提供信號路徑且提供為了將電力傳遞至該加熱元件及該溫度感測器之電流路徑。
如最佳於圖2中可見，該流體模組12安坐於加熱器76內。參考圖1B，臂91a及臂91b包含收納於加熱器76之孔78中且由收納於該等臂91a、91b中之狹槽(圖中未繪示)內之彈簧偏置夾77可釋放地緊固於該加熱器76內之下端。當旋鈕250旋轉時，固定至旋鈕250之螺栓260在固定至該等臂91a及91b之一螺紋軸套270內旋轉。因此，在該加熱器76及該流體模組12與該活塞本體90達成壓縮性接觸之前，旋鈕250可旋轉。
為了移除該流體模組12及該加熱器76，使該旋鈕250沿相反方向旋轉，以降低該流體模組12及該加熱器76而使得其等離開活塞本體90。接著壓低該等彈簧偏置夾77，以使該等夾自該等臂91a、91b中之該等狹槽撤出，使得可將該流體模組12及該加熱器76自該噴射閥10拆卸。為了再次附接流體模組12與加熱器76，將臂91a、91b之該等下端插入加熱器76之該等孔78中，直到閂鎖77搭扣至該等臂91a、 91b中之狹槽中。接著該旋鈕250旋轉，直到加熱器76及流體模組12與活塞本體90接觸。
具有獨立電磁圈之相對置空氣活塞室
參考圖2及圖3，該噴射閥10之該電動氣壓致動器16包含該驅動銷36及附接至該驅動銷36之一端之一氣動活塞80。該噴射閥10之一活塞殼體90內側界定有一對空氣活塞室92、96且該室92與該室96係藉由該氣動活塞80而自彼此分離。該等空氣室92及96各者之體積可根據該氣動活塞80之位置改變。一壓縮彈簧86被捕捉於一彈簧固持器118與該氣動活塞80之間。由該壓縮彈簧86施加之力操作為一閉合力，其作用於該氣動活塞80及該驅動銷36上，以使該驅動銷36朝向該可移動元件60之該壁62偏置。因此，當兩個活塞室92及96均經洩壓成大氣壓力時，該彈簧86使驅動銷36偏置抵靠該壁62，此轉而使得該閥元件14偏置抵靠該閥座52，以維持該噴射閥10位於正常情形下閉合之位置。
該噴射閥10包含電磁閥82、84，其為用於控制自一空氣源93至該等空氣室92及96之氣壓之流動之機電器件。空氣室92係設置於該氣動活塞80之一側上且空氣室96係設置於該氣動活塞80之與空氣室92相對置之側上。當該氣動活塞80回應於對該等空氣室92、96之選擇性增壓而移動時，該等空氣室92及96之各者之體積將變化。
該第一電磁閥82係藉由穿過該噴射閥10之該殼體90之一第一通路88而與該氣動活塞80之一側上之該空氣室92耦合。如在圖3中可見，該第一電磁閥82包含一機械閥55， 其具有一空氣入口56、一空氣排放口58及可切換而與該空氣入口56或該空氣排放口58耦合之一流徑57。該第一電磁閥82經組態以將氣壓自該空氣源93通過該空氣入口56及該第一通路88而運送至該空氣室92或使氣壓自該空氣室92通過該第一通路88及該空氣排放口58而洩壓。使空氣室92增壓的氣壓作用於該氣動活塞80之與該空氣室92共用一個邊界之表面區域上，以對該氣動活塞80及連接至該氣動活塞80的該驅動銷36施加一力，以使驅動銷36在遠離該流體模組12之一方向上移動。
該第二電磁閥84係藉由穿過該噴射閥10之該殼體90之之一第二通路94而與該空氣室96耦合。該第二電磁閥84包含一機械閥69，其具有一空氣入口70、一空氣排放口72及可切換而與該空氣入口70或該空氣排放口72耦合之一流徑71。該第二電磁閥84經組態以將氣壓自該空氣源93通過該空氣入口70及該第二通路94而運送至該空氣室96或者使氣壓自空氣室96通過該第二通路94及該空氣排放口72而洩壓。使空氣室96增壓之氣壓作用於該氣動活塞80之與該空氣室96共用一個邊界之表面區域上，以向該氣動活塞80及連接至該氣動活塞80之該驅動銷36施加一力，該力之方向與由空氣室92內側之氣壓施加之該力之方向相反，以使驅動銷36朝向流體模組12之一方向上移動。
電磁閥82之排放口配備有一消音器120且電磁閥84之排放口亦配備有一消音器122。該等消音器120、122降低由自該等電磁閥82、84排放經增壓空氣而產生之噪音之位 準。在來自該空氣源93之壓縮空氣在被供應至該等電磁閥82、84之前，一調節器124調節該壓縮空氣之壓力。一空氣管線128作為支路將來自該調節器124之經調節氣壓供應至該等電磁閥82、84之入口側上之該等空氣入口56、70。該調節器124係用於設定該等電磁閥82、84之該入口側上之氣壓。該調節器124之出口處之壓力及該等電磁閥82、84之該入口側上之壓力係顯示於一氣動壓力計126上。
該等電磁閥82、84亦包含個別之電磁圈101、103，其具有由個別之驅動器電路100及102電致動之線圈。該等驅動器電路100及102係與一控制器104通信式地耦合，該控制器104對該等驅動器電路100及102進行獨立之管理控制。該等驅動器電路100及102係具有將電信號分別提供至該電磁圈101及該電磁圈103之一功率切換電路之已知設計之驅動器電路。
控制器
該控制器104可促使該驅動器電路100將一電信號作為具有一給定持續時間之一電流脈衝供應至電磁閥82之該電磁圈101。回應於該電信號，流經該電磁圈101之該線圈之電流產生一磁場，該磁場促使機械連結至該電磁閥82之機械閥55之一致動器移位。接著藉由打開該流徑57使得該第一通路88藉由該空氣入口閥56及該流徑57而與該空氣源93耦合，藉此該機械閥55改變狀態。經增壓空氣自該空氣源93流經該第一通路88而進入該空氣室92中，該空氣室92為具有可由到達之氣壓增壓之一閉合可變體積，以在圖2中對 該活塞80施加一向上壓力。
當到達電磁圈101之該線圈之電信號被中斷，則使用一彈簧(圖中未繪示)使該致動器及該機械閥55回到一閒置狀態。在該閒置狀態中，該電磁閥82切換該機械閥55之該流徑57，使得電磁閥82之該空氣排放口58與該第一通路88耦合。氣壓自空氣室92通過該第一通路88、流徑57及空氣排放口58而排放或洩壓。因此，電磁圈101除非被供電，否則經設定以使該室92洩壓。若在圖2中該氣動活塞80向下移動以減小空氣室92之開口體積，則空氣室92中之空氣可通過該空氣排放口58排出。可藉由洩壓程序使該空氣室92減壓及/或藉由洩壓程序而使空氣室92維持處於或接近大氣壓力(即，環境壓力)。
類似地，該控制器104可促使該驅動器電路102將一電信號作為具有一給定持續時間之一電流脈衝而供應至電磁閥84之該電磁圈103。回應於該電信號，流經該電磁圈103之該線圈之電流產生一磁場，該磁場促使機械地連結至電磁閥84之該機械閥69之一致動器移位。接著藉由打開該流徑71使該第二通路94藉由該空氣入口70及該流徑71而與該空氣源93耦合，藉此該機械閥69改變狀態。經增壓空氣自該空氣源93通過該第二通路94流動至該空氣室96中(該空氣室96為藉由到達之氣壓增壓之另一閉合可變體積)，以在圖2中對該活塞80施加一向下壓力。
當到達該電磁圈103之線圈之電信號被中斷，則使用一彈簧(圖中未繪示)使該致動器及該機械閥69回到一閒置狀 態。在該閒置狀態中，該電磁閥84切換該機械閥69之該流徑71，使得電磁閥84之該空氣排放口72係與該第二通路94耦合。氣壓係自空氣室96通過該第二通路94、流徑71及空氣排放口72而自空氣室96排放。因此，電磁圈103經設定除了在經供電時均可使室92洩壓。若在圖2中該氣動活塞80向上移動而減小空氣室96之開口體積，則空氣室96中之空氣通過該空氣排放口72排出。可藉由洩壓程序使該空氣室96減壓且/或藉由洩壓程序而使該空氣室96維持處於或接近大氣壓力(即，環境壓力)。
可協調該等電磁閥82及84打開及閉合該等機械閥55及69之操作，以打開及閉合該噴射閥10，以控制自該流體模組12噴射流體材料。明確而言，由對空氣室92及96之選擇性增壓而促使該氣動活塞80發生之運動使得該驅動銷36之該尖端34相對於流體模組12之該可移動元件60之該壁62移動，以使該閥元件14朝向及遠離閥座52而移動，以噴射材料小液滴。
該控制器104可將一控制信號發送至與電磁閥82關聯的該驅動器電路100，以促使對空氣室92增壓且將另一獨立控制信號發送至與電磁閥84關聯之該驅動器電路102，以促使對空氣室96增壓。如下文將描述，可選擇該等控制信號的時序以控制該驅動銷36之速度，且轉而控制閥元件14驅動閥座52以噴射一材料小液滴之速度。
該控制器104可包括經組態以基於一個或多個使用者輸入而控制一或多個變數之任何電控制裝置。使用者可透過 一使用者介面105提供此等使用者輸入，該使用者介面105可為一鍵盤、滑鼠及顯示器或者觸控螢幕。可使用至少一個處理器106實施該控制器104，該至少一個處理器106可選自微處理器、微控制器、微電腦、數位信號處理器、中央處理單元、場可程式化閘陣列、可程式化邏輯器件、狀態機、邏輯電路、類比電路、數位電路及/或基於儲存於一記憶體108中之操作指令而操縱信號(類比信號及/或數位信號)之任何其他器件。該記憶體108可為一單一記憶體器件或複數個記憶體器件，其包含但不限於，隨機存取記憶體(RAM)、揮發性記憶體、非揮發性記憶體、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、快閃記憶體、快取記憶體及/或能夠儲存數位資訊之任何其他器件。該控制器104具有一大容量儲存器件110，其包含一或多個硬碟驅動器、軟碟或其他可移除碟驅動器、直接存取儲存器件(DASD)、光碟機(例如，CD驅動器、DVD驅動器)，及/或磁帶驅動器，及其他儲存器件。
該控制器104之該處理器106在一操作系統112之控制下操作，且執行或以其他方式依賴於以多種電腦軟體應用程式、組件、程式、物件、模組、資料結構等等之形式體現之電腦程式碼。駐留於記憶體108中且儲存於該大容量儲存器件110中之該電腦程式碼亦包含控制程式碼114，當在該處理器106上執行該電腦程式碼114時，其將控制信號作為電流脈衝提供至該等驅動器電路100、102，以驅動該等電磁閥82、84。該電腦程式碼一般包括一或多個指令，無 論實施為一操作系統之一部分或一特定的應用程式、組件、程式、物件、模組，或一序列之操作，其在不同的時刻駐留於記憶體108中，且當由該處理器106讀取且執行時促使該控制器104執行必要的步驟來執行體現本發明之多個實施例及態樣之步驟或元件。下文將經執行以實施由該控制系統之一或多個專用或通用控制器所執行之本發明之該等實施例之常式被稱為「電腦程式碼」(computer program code)或簡稱為「程式碼」(program code)。
可基於本文所述之多種程式碼之應用而識別該等程式碼，在該應用中，在本發明之一特定實施例中實施該程式碼。然而，應理解，下文之任何特性程式命名僅出於便利而使用，且因此本發明不應僅用於由此命名識別且/或表明之任何特定應用中。此外，考慮到將電腦程式組織成常式、程序、方法、模組、物件等等之方式不計其數，且在駐留於一典型電腦內之多個軟體層(例如，操作系統、文庫、API(應用程式介面)、應用程式、小應用程式等等)當中分配程式功能之方式亦不計其數，因此應理解，本發明並不限於本文所述之特定之程式組織及程式功能分配。
如熟悉此項技術者將理解，本發明之實施例亦可以一電腦程式產品體現，該電腦程式產品以其上體現有具有非瞬態電腦可讀程式碼之至少一個電腦可讀儲存媒體體現。該電腦可讀儲存媒體可為一電子、磁性、光學、電磁、紅外或半導體系統、裝置或器件，或其任何合適的組合，其可包含或儲存可由一指令執行系統、裝置或器件使用或與該 指令執行系統、裝置或器件組合使用之一程式。例示性電腦可讀儲存媒體包含但不限於，一硬碟、一軟碟、一隨機存取記憶體、一唯讀記憶體、一可擦除可程式化唯讀記憶體、一快閃記憶體、一可攜式緊湊型碟唯讀記憶體、一光學儲存器件、一磁儲存器件或其任何合適之組合。可以一或多個物件導向及程序程式化語言寫入包含用於引導一處理器以特定之方式發揮功能以實施針對本發明之實施例之操作之電腦程式碼。可自該電腦可讀儲存媒體將該電腦程式碼供應至任何類型的電腦之處理器(諸如該控制器104之該處理器106)以產生具有一處理器之一機器，其執行該等指令，以實施針對本文所述之感測器資料收集之經電腦實施程式之功能/動作。
對重疊時間之控制
圖4及圖5繪示當將電脈衝信號作為驅動電流供應至電磁閥82及84之個別電磁圈101、103以打開該等電磁閥82及84且將經增壓空氣供應至該等空氣室92及96之情形。當電磁閥82之該電磁圈101處於一經供電狀態下時，電磁閥82將氣壓供應至空氣室92。當電磁閥82之該電磁圈101並非處於一經供電狀態下時，則電磁閥82使空氣室92透過該排放口58洩壓而具有接近環境壓力之壓力或者當由於該氣動活塞80之運動而空氣室92之體積變化時將該空氣室92維持於環境壓力下。當電磁閥84之該電磁圈103係處於一經供電狀態下時，則電磁閥84將氣壓供應至該空氣室96。當電磁閥84之該電磁圈103並非處於一經供電狀態下時，電磁閥 84使該空氣室96通過該排放口72洩壓以使得該空氣室96之壓力接近環境壓力。
如圖4中所示，為了打開該噴射閥10，於時刻t1將一電脈衝信號140供應至電磁閥82之該電磁圈101之該線圈。當藉由該電脈衝信號140供電而處於此第一狀態中時，電磁閥82之該機械閥55經切換使得可在由調節器124建立之壓力下將氣壓供應至該空氣室92。空氣室92之增壓產生一力，該力使該驅動銷36及氣動活塞80在一第一方向上移動或提升而遠離該流體模組12。如下文將描述，當發生此情形時，該彈簧或偏置元件68使該閥元件14縮回而遠離閥座52。當在該第一方向上提升該氣動活塞80時，電磁閥84之該電磁圈103保持於一未經供電狀態中且該空氣室96係與電磁閥84之該排放口72耦合。在此第二狀態中，該電磁閥84使由該氣動活塞80在該第一方向上之運動而產生之氣壓自該空氣室96排出。
當該驅動銷36已經升高一所要的距離時，或者在所要之持續時間內升高，則於時刻t2將一電脈衝信號150供應至電磁閥84之該電磁圈103，以打開電磁閥84之該機械閥69且將壓縮空氣自該空氣源93供應至空氣室96。由對空氣室96之增壓而施加至該氣動活塞80之力與該壓縮彈簧86之力協作以促使該驅動銷36開始向下朝向該流體模組12移動。然而，由於電磁閥82之該電磁圈101仍被供電，因此處於由調節器124建立之壓力下之經增壓空氣保持於空氣室92中。在時刻t3，中斷向電磁閥82之該電磁圈101發送電脈衝 信號140。在該未經供電狀態中，電磁閥82之該機械閥55經切換以使氣壓自該空氣室92通過該排放口58而排放且使得空氣室92回到環境壓力。此造成驅動銷36更快速地朝向該流體模組12移動且撞擊該流體模組12，以噴射一材料小液滴。在時刻t4，中斷向電磁閥84之該電磁圈103發送該電脈衝信號150。在電磁閥84之電磁圈103之該未經供電狀態中，電磁閥84之該機械閥69經切換以使氣壓自空氣室96通過該排放口72洩壓且使空氣室96回到環境壓力。在兩個室92及96均處於環境壓力下之情形時，該彈簧86固持活塞80及驅動銷36(圖2)，以維持該閥元件14抵靠閥座52位於該通常閉合之位置。
該等電脈衝信號140、150經定時以發生重疊，使得在一部分但並非完整的各個循環期間，該等空氣室92及96被同時增壓。藉由該電脈衝信號140與該電脈衝信號150之間之暫時重合來判定針對該等空氣室92及96之增壓之一重疊時段。可藉由調整脈衝140之開始時刻t1及終止時刻t3且藉由調整脈衝150之開始時刻t2及終止時刻t4而控制該重疊時段。脈衝140之開始時刻t1將領先於脈衝150之開始時刻t2。脈衝140之終止時刻t3將領先於脈衝150之終止時刻t4。對脈衝150之開始時刻t2定序，以發生在脈衝140之開始時刻t1與脈衝140之終止時刻t3之間。類似地，脈衝140之終止時刻t3經定序發生在脈衝150之開始時刻t2與脈衝150之終止時刻t4之間。此等時序，明確而言時序t2及t3(由該控制器104控制)使得該脈衝140與該脈衝150之間產生重疊。
雖然圖4及圖5中並不明顯，該等脈衝140及150係理想化且一般熟悉此項技術者應將之理解為具有上升時間及降落時間。此外，時刻t1至時刻t4表示該等脈衝140及150被自該控制器104發送且幾乎同時由該等電磁閥82、84接收之瞬間。電磁閥82之該機械閥55及電磁閥84之該機械閥69各者對於為了切換該等流徑57及71之個別一者而實施致動存在一回應時間。
圖4繪示指示為該等電脈衝信號140與150之一重疊時間1之一重疊時段，其係介於時刻t2與時刻t3之間測量，其為一相對長之重疊時間。考慮到重疊時間1之持續時間相當長，在該氣動活塞80向下移動以閉合該噴射閥10之時段之一相當大部分時段內，該空氣室96中存在一增壓狀態。該空氣室92中之氣壓阻擋該氣動活塞80之向下運動，且轉而促使該驅動銷36以一相當低之速率移動。一般地，氣動活塞80之運動速率與該等電脈衝信號140與150之間之暫時重疊成比例。該重疊時段越短，則該活塞80向下移動(圖2)將越快，且該重疊越長，則活塞向下移動將越慢。
該控制器104可操作以使該第一電磁閥82在一第一時段中保持於一第一狀態中。該電磁閥82係保持於該第一狀態中，其中在與該電脈衝信號140的持續時間大致相等之一時段中，氣壓被供應至空氣室92。該電脈衝信號140之持續時間且因此該第一時段係由時刻t1與時刻t3之間之時段界定。該控制器104可操作以將該第二電磁閥84保持於該第一狀態，其中在與該電脈衝信號140之持續時間大致上 相等之一第二時段內，將氣壓供應至空氣室96。該電脈衝信號150的持續時間，且因此該第二時段係由時刻t2與時刻t4之間之時段界定。
該控制器104維持該第一時段(即，電脈衝信號140之持續時間)與該第二時段(即，電脈衝信號150之持續時間)之間之一預定重疊時段。在該第二時段期間，該驅動銷36朝向該閥座52移動。該重疊時段係用於控制在該第二時段期間當該驅動銷36朝向該閥座52移動時該驅動銷36之速度。該驅動銷36在該第二時段期間之移動促使該閥元件14移動而與該閥座52接觸，以噴射一材料小液滴。
在本文所述之較佳實施例中，該驅動銷36在該第二時段期間之移動促使該驅動銷36接觸該流體模組12。明確而言，該驅動銷36係與該可移動元件60之該壁62接觸，如上文所述。該驅動銷36與該流體模組12之接觸促使該閥元件14移動而與該閥座52接觸，以噴射一材料小液滴。
對於圖4中所示之該噴射閥10之下一循環，將與脈衝信號140及150類似且具有重疊時間1之脈衝信號142與152供應至電磁閥82及84之該等電磁圈101及103。由與脈衝信號140、150及脈衝信號142、152具有相同之重疊時間1之連續電脈衝對(圖中未繪示)產生連續之循環，以依序噴射材料小液滴。
圖5繪示介於時刻t2與時刻t3之間之一重疊時間2給出之針對該等脈衝信號140與150之一重疊時段，該重疊時段之持續時間短於由重疊時間1(圖4)給出之重疊時段之持續時 間。在圖5中，由於該氣動活塞80將抵抗該空氣室92中之一增壓狀態在一較短之時段內向下移動，因此該驅動銷36將比在圖4中以一更高之速率移動。這是因為在圖5中，相較圖4中之情形，在電磁閥84之該電磁圈103已經通電之後，更快地對該空氣室92洩壓而使得該室92接近大氣壓。
因此，對該等電磁閥82及84供電之該等脈衝之間之重疊時間可用於控制該驅動銷36及該閥元件14之速度。較短之重疊時段(例如，重疊時間2)可用於需要該驅動銷36更快地移動以進行噴射之相對濃稠材料。對於較為稀薄材料，該驅動銷36需以一較小之速度移動，以避免造成當噴射材料時材料發生濺潑，且因此可使用一較長之重疊時段(例如，重疊時間1)。
圖6繪示圖解重疊時間與黏度之間之關聯之兩個樣品點。點A處之材料具有之一黏度為12,500厘泊(在25℃下)且根據經驗判定對於該材料，1毫秒之一重疊時間實現良好之小液滴噴射。點B處之材料係具有一黏度為60,000厘泊(在25℃下)之較高黏度材料。根據經驗判定，對於該材料，0.25毫秒之一重疊時間達成良好之噴射。可將此類型之資訊(可獲得多種材料之此類資訊)儲存於可經由該使用者介面獲得之一查找表中。此外，此資料可用於產生一線條、一曲線或數學公式，其針對一給定之黏度值自動地產生一重疊時間。下文將更詳細地描述。
應注意，儘管製造商給出的係材料在25℃(大致等於室溫)下之黏度，通常在噴射材料之前，將材料加熱至一噴 射溫度，以減小材料的黏度。因此，視需要，在進行合適調整之後，可設定該系統在噴射溫度下之黏度而非25℃室溫下黏度。
用於驅動銷速度控制之使用者介面
考慮到對本發明之此描述，及控制重疊時間之方式，控制器104可包含一鍵盤、滑鼠及顯示器，例如，其允許該使用者輸入可由該控制器104使用以控制該氣動活塞80之移動速度且因此該活塞80之移動造成該閥元件14之移動以當閥元件14接觸該閥座52以噴射一材料小液滴之速度之資訊。
例如，使用者可輸入待噴射之該材料之一黏度值。回應於該輸入，該控制器104內之一查找表可用於使一根據經驗判定之重疊時間值與該黏度值關聯。接著控制器104可使用該重疊時間值來控制該等電磁閥82及84以產生實現良好之材料噴射之一驅動銷速率或速度。作為一查找表之替代物且如上所述，若該經驗性資料遵循一曲線，則可使用曲線擬合工具來判定一數學方程式，該方程式使重疊時間與黏度關聯且該控制器可使用該公式產生對應於由使用者輸入之該黏度值之該重疊時間。
作為另一實例，控制器104可使用一控制面板或觸控螢幕，其具有表示材料之黏度範圍之一連串按鈕或觸控墊，諸如針對一高黏度值之一範圍、針對中等黏度材料之一範圍及針對低黏度材料之一範圍。若使用者將噴射該中等黏度範圍中之一材料，則使用者可推動該中等黏度按鈕。回 應於此輸入，該控制器104選擇根據經驗判定之使中等黏度材料達成良好噴射之重疊時間。該控制器104接著可使用該重疊時間值來控制該等電磁閥82及84，以產生所要之驅動銷速度。
作為另一實例，控制器104可包含由該使用者噴射之不同材料之一資料庫。一般可由一噴射材料製造商供應每種材料且由該製造商對一產品命名，諸如產品A(Product A)。在此情形下，若使用者使用產品A，則使用者可跳轉至該控制器104提供之介面中之一合適螢幕，且使用一下拉選單，例如，選擇產品A(Product A)。回應於此選擇，控制器104可使用一查找表來尋找針對該材料之以數值方式判定的重疊時間值且使用該重疊時間值來控制該等電磁閥82、84以達成針對該材料所要之驅動銷速度。
作為另一實例，控制器104可包含具有一滑動條之一介面。當使用者使該滑動條在一方向上移動時，該控制器縮短該重疊時間以加大該驅動銷速率。當該使用者使該滑動條在相反之方向上移動時，該控制器104延長該重疊時間以增大該驅動銷速率。在噴射測試期間，使用者使用該滑動條以加大及減小該噴射閥之該驅動銷速度且觀察該等噴射測試之結果。基於此等結果，操作者可根據經驗判定哪個重疊時間可使對於正被噴射之材料而言產生最好之結果且在製造操作中使用該重疊時間。使用者亦可以此方式藉由根據經驗判定對使用者在製造操作中噴射之每種材料而言最佳之重疊時間而建立各種材料自身的查找表。在另一 變動案中，使用者使用一觸控螢幕上之高黏度、中等黏度及低黏度按鈕或觸控墊來初始設定該滑動條之位置。接著，若該材料並未合適地噴射而是聚集於該噴嘴上，則使用者可調整滑動縮放，以縮短該重疊時間且增加該驅動銷速度，直到達成合適之噴射。相反地，若該滑動條之初始位置造成材料濺潑於該基板上，且/或產生一些細小之附屬材料小液滴，則可使用該滑動條增加該重疊時間且減小驅動銷速度，直到達成合適之噴射。接著可記錄達成良好噴射之該重疊時間讀數，將該讀數儲存於記憶體中且用於製造操作。
在另一實施例中，當一機器人跨一基板移動該噴射閥以噴射一材料小液滴時，且一重疊時間/驅動銷速度用在該基板上之一位置處，及噴射一材料小液滴，且一不同的重疊時間/驅動銷速度係用於該基板上之一不同位置以噴射另一材料小液滴時，該重疊時間及因而該驅動銷速度可「即時」(on the fly)變化。
考慮到上文對本發明之操作方式之描述，可採用若干發明性系統及方法來實踐本本發明。
具有用於控制一氣動噴射期間之閥速度之使用者介面之系統
在根據本發明之用於噴射材料之一系統中，該噴射器件具有一氣動活塞，其促使一閥元件移動，此閥元件接觸一閥座以噴射一材料小液滴且該控制器具有可促成使用者改變該閥元件之速度之一使用者介面。
在另一系統中，該噴射器件具有位於該活塞之相對置之側上之上活塞室及下活塞室，該等活塞室係由獨立之電磁閥控制，且藉由控制該等電磁圈而控制該閥元件之該速度。
在另一系統中，控制該等電磁圈以提供於其期間同時將壓縮空氣供應至該上活塞室及該下活塞室二者之一所要之重疊時段。
用於自具有一閥速度使用者介面之一氣動致動噴射器件噴射之方法
在根據本發明之一用於噴射材料之方法中，該噴射器件具有一氣動活塞，其促使一閥元件移動而與一閥座接觸，以噴射一材料小液滴，且提供一使用者介面，使用者可使用該使用者介面來輸入可由該控制器使用以改變該閥元件之速度之資訊。
在另一方法中，該使用者輸入係關於欲從該噴射器件被噴射之材料。
在另一方法中，該使用者輸入係關於該材料之黏度。
在另一方法中，該噴射器件係氣動致動且具有固定至一活塞之一驅動銷，該活塞係藉由供應至該活塞之相對置側上之室之壓縮空氣而往復移動，其中該驅動銷之移動使得一閥元件移動而與一流體室中之一閥座接觸，以通過與該流體室處於流體連通之一噴嘴孔口而噴射一材料小液滴，且其中：首先將該閥維持於一閉合位置，且該閥元件被迫抵靠該閥座；接著在時刻T1，將該活塞之一側上之該室連 接至一壓縮空氣源，以使該活塞、驅動銷及閥元件縮回而遠離該閥座且允許流體材料流動至該閥座中；在時刻T1之後之一時刻T2，將該活塞之相對置側上之該室連接至一壓縮空氣源，以使該活塞、該驅動銷及該閥元件朝向該閥座移動；在T2之後之一時刻T3，使該第一室與該壓縮空氣源斷開，以允許洩壓該第一室中之壓力；且在時刻T3之後之一時刻T4，將該第二室與該壓縮空氣源斷開，以允許洩壓該第二室中之壓力；其中時刻T2與時刻T3之間之時段包括於其期間該第一室及該第二室二者係連接至一壓縮空氣源之一重疊時段；且其中該重疊時段的持續時間經選擇以控制當該驅動銷朝向該閥座移動時該驅動銷的速率。
在另一方法中，使用一持續時間較短之重疊時段來噴射具有一第一黏度之材料且使用持續時間較長之重疊時段來噴射具有一第二黏度之材料，其中該第一黏度小於該第二黏度。
在另一方法中，提供一使用者介面，使用者可使用該使用者介面將資訊輸入至一控制器且該控制器使用由該使用者輸入的該資訊來產生控制該驅動銷速率之該重疊時段。
在另一方法中，該使用者輸入關於該材料之資訊且該控制器使用由使用者輸入之該資訊來產生控制該驅動銷速率之該重疊時段。
在另一方法中，該使用者輸入關於材料黏度之資訊且該控制器使用由使用者輸入之該資訊來產生控制該驅動銷速率之該重疊時段。
在另一方法中，儲存使重疊時段持續時間與材料黏度關聯之資料且該控制器使用由使用者輸入之該資訊及所儲存之資料來產生控制該驅動銷速率之該重疊時段。
在另一方法中，將來自使用者在該使用者介面處輸入之輸入類型之資訊與儲存與重疊時段資訊關聯之一數學公式儲存於該控制器中且該控制器回應於由該使用者輸入之資訊而利用該公式來提供所要之重疊時段。
在另一方法中，在一使用者介面上提供一滑動條，其允許該使用者縮短重疊時間，且因此增大驅動銷速度，或者增加重疊時間且藉此減小驅動銷速度。
在另一方法中，在一使用者介面上提供按鈕或觸控墊，其對應於材料特性，諸如黏度範圍。接著使用者使用該按鈕或觸控墊來選擇對於待噴射之材料最為合適之範圍且該控制器自記憶體檢索已經根據經驗判定與該黏度範圍協作最佳之重疊時間且在該重疊時間內噴射材料。
在另一方法中，使用者接著使用該按鈕或觸控墊來選擇對待噴射之材料最為合適之範圍且該控制器自記憶體檢索已經根據經驗判定與該黏度範圍協作最佳之重疊時間且預設該滑動條使用該重疊時間噴射材料。接著使用者使用該滑動條藉由加大及減小驅動銷速率且記錄對該材料而言達成最佳噴射之驅動銷速度/重疊時間，藉此尋找一最佳重疊時間。接著在製造操作中使用該驅動銷速度/重疊時間值。
本文僅以舉例之方式參考術語諸如「垂直的」 (vertical)、「水平的」(horizontal)等等，且此參照絕非為了限制，而是為了建立一參照框架。一般熟悉此項技術者將理解，為了描述本發明之實施例，可等效地採用多種其他參照框架。
應理解，當一元件被描述為係「經附接」(attached)、「經連接」(connected)或「經耦合」(coupled)至另一元件，或者與該另一元件附接、連接或耦合，則該元件可直接地連接或耦合至該另一元件，或者可存在一或多個中介元件。相反地，當一元件被描述為「經直接附接」(directly attached)、「經直接連接」(directly connected)或「經直接耦合」(directly coupled)至另一元件時，則不存在中介元件。當一元件被描述為「經間接附接」(indirectly attached)、「經間接連接」(indirectly connected)或「經間接耦合」(indirectly coupled)至另一元件時，則存在至少一個中介元件。
本文使用的術語目的僅在於描述特定實施例且並不意在限制本發明。除非另有明確說明，當用於本文時，單數形式「一」(a、an)及「該」(the)意在亦包含複數形式。應進一步理解，術語「包括」(comprises及/或comprising)用於此說明書中表明存在所述的特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件，但並不排除出現或添加一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。此外，在用於詳細描述或申請專利範圍中之意義上而言，使用術語「包含」(includes)、「具有」(having/has/with)、 「組成」(composing)或其衍生形式，此等術語類似於開放性術語包括(comprising)係包含性。
雖然已藉由描述多種實施例闡明本發明且已相當詳細地描述了此等實施例，申請人之意圖並非在於限制或以任何方式將附加申請專利範圍限於此細節。熟悉此項技術者將可輕易理解額外之優點及修改。因此，本發明在廣義態樣上並不限於本文所示及所述之特定之細節、代表性裝置及方法及闡釋性實例。因此，在不脫離申請人之一般性發明性概念之精神或範疇之基礎上，可存在自此等細節之偏離。
10‧‧‧噴射閥
12‧‧‧流體模組
14‧‧‧閥元件
16‧‧‧電動氣壓致動器
18‧‧‧外蓋
20‧‧‧流體介面
22‧‧‧注射器
26‧‧‧注射器控制器
28‧‧‧噴嘴
30‧‧‧模組本體
32‧‧‧第三部分
34‧‧‧驅動銷之尖端
36‧‧‧驅動銷
38‧‧‧流體室
40‧‧‧模組本體30之第一區段或第一部分
42‧‧‧流體通路
44‧‧‧流體導管
45‧‧‧模組本體30之第二部分
47‧‧‧通路
47a‧‧‧通路
48‧‧‧出口
52‧‧‧閥座
54‧‧‧開口
55‧‧‧機械閥
56‧‧‧空氣入口
57‧‧‧流徑
58‧‧‧空氣排放口
59‧‧‧接觸件
60‧‧‧可移動元件
62‧‧‧可移動元件60之壁
63‧‧‧插入物
64‧‧‧密封彈簧
68‧‧‧偏置元件
69‧‧‧機械閥
70‧‧‧空氣入口
71‧‧‧流徑
72‧‧‧空氣排放口
76‧‧‧加熱器
77‧‧‧夾
78‧‧‧孔
79‧‧‧彈簧負載銷
80‧‧‧氣動活塞
82‧‧‧第一電磁閥
84‧‧‧第二電磁閥
86‧‧‧壓縮彈簧
88‧‧‧第一通路
90‧‧‧活塞殼體
91a‧‧‧臂
91b‧‧‧臂
92‧‧‧活塞室
93‧‧‧空氣源
94‧‧‧第二通路
96‧‧‧活塞室
100‧‧‧驅動器電路
101‧‧‧電磁圈
102‧‧‧驅動器電路
103‧‧‧電磁圈
104‧‧‧控制器
105‧‧‧使用者介面
106‧‧‧處理器
108‧‧‧記憶體
110‧‧‧儲存器件
112‧‧‧操作系統
114‧‧‧控制程式碼
118‧‧‧彈簧固持器
120‧‧‧消音器
122‧‧‧消音器
124‧‧‧調節器
126‧‧‧氣動壓力計
128‧‧‧空氣管線
140‧‧‧電脈衝信號
142‧‧‧脈衝信號
150‧‧‧電脈衝信號
152‧‧‧脈衝信號
250‧‧‧旋鈕
260‧‧‧螺栓
270‧‧‧螺紋軸套
圖1A係根據本發明之一實施例之一噴射閥的一透視圖。
圖1B係類似於圖1A之一透視圖，其中為著便於描述，已經移除該模組化噴射器件之一外殼體。
圖2係大體上沿圖1B中之線2-2截取之一截面圖，但僅繪示加熱器、流體模組及活塞殼體，及表示用於供應壓縮空氣至該等活塞室之組件之功能塊。
圖3係圖1及圖2之該噴射閥之液壓回路之一示意圖。
圖4係根據本發明之一實施例之由該等電磁閥使用而操作圖1至圖3之該電動氣壓噴射閥之控制信號之一示意圖。
圖5係類似於圖4之一示意圖，其中對針對該等電磁閥之控制信號之時序予以修改，使得相較於圖4，於其期間對該等空氣室施加氣壓之重疊時間縮短。
圖6係重疊時間對黏度之一圖表。
10‧‧‧噴射閥
12‧‧‧流體模組
14‧‧‧閥元件
16‧‧‧電動氣壓致動器
20‧‧‧流體介面
28‧‧‧噴嘴
30‧‧‧模組本體
32‧‧‧第三部分
34‧‧‧驅動銷之尖端
36‧‧‧驅動銷
38‧‧‧流體室
40‧‧‧模組本體30之第一區段或第一部分
42‧‧‧流體通路
45‧‧‧模組本體30之第二部分
47‧‧‧通路
47a‧‧‧通路
48‧‧‧出口
52‧‧‧閥座
54‧‧‧開口
59‧‧‧接觸件
60‧‧‧可移動元件
62‧‧‧可移動元件60之壁
63‧‧‧插入物
64‧‧‧密封彈簧
68‧‧‧偏置元件
76‧‧‧加熱器
79‧‧‧彈簧負載銷
80‧‧‧氣動活塞
82‧‧‧第一電磁閥
84‧‧‧第二電磁閥
86‧‧‧壓縮彈簧
88‧‧‧第一通路
90‧‧‧活塞殼體
92‧‧‧活塞室
93‧‧‧空氣源
94‧‧‧第二通路
96‧‧‧活塞室
100‧‧‧驅動器電路
102‧‧‧驅動器電路
104‧‧‧控制器
105‧‧‧使用者介面
106‧‧‧處理器
108‧‧‧記憶體
110‧‧‧儲存器件
112‧‧‧操作系統
114‧‧‧控制程式碼
118‧‧‧彈簧固持器
128‧‧‧空氣管線

Claims (30)

  1. 一種用於與一流體材料源及一氣壓源配合使用之噴射閥，其包括：一氣動致動器，其具有一氣動活塞及自該氣動活塞延伸之一驅動銷，該驅動銷係由該氣動活塞移動；一殼體，其具有一第一室及一第二室，該氣動活塞係封閉於該第一室與該第二室之間；一第一電磁閥，其係連接至該氣壓源，該第一電磁閥具有一第一狀態，在該第一狀態中，氣壓被供應至該第一室，以向該氣動活塞施加一第一力，以使該氣動活塞及該驅動銷在一第一方向上移動，且該第一電磁閥具有一第二狀態，在該第二狀態中，將該第一空氣室洩壓成環境壓力；一第二電磁閥，其係連接至該氣壓源，該第二電磁閥具有一第一狀態，在該第一狀態中，氣壓被供應至該第二室，以向該氣動活塞施加一第二力，以使該氣動活塞及該驅動銷在一第二方向上移動，且該第二電磁閥具有一第二狀態，在該第二狀態中，將該第二空氣室洩壓成環境壓力；一流體室，其封閉一閥座及一閥元件，該閥元件係可移動至與該閥座接觸之一位置；一噴嘴，其具有一流動通路及一施配孔口，該流動通路係與該閥座流體連通；及一控制器，其可操作以使該第一電磁閥在一第一時段 內保持於該第一狀態中且使得該第二電磁閥在一第二時段內保持於該第一狀態中，該第二時段之開始跟隨該第一時段之開始，且其中該控制器維持該第一時段與該第二時段之間之一預定重疊時段，在該第二時段期間，該驅動銷朝向該閥座移動，且其中該重疊時段係用於控制當在該第二時段期間該驅動銷朝向該閥座移動時該驅動銷之速度，在該第二時段期間該驅動銷之移動促使該閥元件移動而與該閥座接觸。
  2. 如請求項1之噴射閥，其進一步包括：一流體模組，其包含該流體室，其中在該第二時段期間該驅動銷之移動促使該驅動銷接觸該流體模組，且該驅動銷與之流體模組之接觸造成該閥元件移動而與該閥座接觸。
  3. 如請求項2之噴射閥，其進一步包括：一彈性構件，其位於該流體模組中，該彈性構件經組態以偏置該閥元件離開該閥座。
  4. 如請求項1之噴射閥，其中該殼體包含一彈簧，其對該氣動活塞施加一彈簧偏壓。
  5. 如請求項4之噴射閥，其中當該氣動活塞藉由供應至該第一室之壓縮空氣而在該第一方向上移動時，該彈簧被壓縮，且當該氣動活塞係藉由供應至該第二室之壓縮空氣而在該第二方向上移動時，該彈簧伸展。
  6. 如請求項1之噴射閥，其中每次該閥元件移動而與該閥座接觸時，可通過該噴嘴孔口噴射一材料小液滴。
  7. 一種用於噴射一材料之系統，其包括：一氣動噴射器件，其具有一活塞，該活塞可促使一閥元件移動而與一閥座接觸，以噴射一材料小液滴；及一控制器，其具有一使用者介面，其中該使用者介面促使該使用者改變該閥元件之速度，其中該噴射器件具有位於該活塞之相對側上之上活塞室及下活塞室，其等係由獨立之電磁閥控制，且其中藉由該控制器控制該等電磁圈而控制該閥元件之速度。
  8. 如請求項7之系統，其中該等電磁圈經控制以提供一所要之重疊時段，在該重疊時段期間，同時將壓縮空氣供應至該上活塞室及該下活塞室二者。
  9. 在用於將材料小液滴噴射至一基板之一系統中，其中該系統具有一噴射器件及一控制器，該噴射器件具有一氣動活塞，該活塞促使一閥元件移動而與一閥座接觸，以噴射一材料小液滴，其中該噴射器件具有位於該活塞之相對側上之上活塞室及下活塞室，其等係由獨立之電磁閥控制，一種用於自該噴射器件噴射材料小液滴之方法，其包括下列步驟：提供一使用者介面，使用者可使用該使用者介面來改變該閥元件之速度；自該使用者接收該使用者介面處之一輸入；及使用該輸入來控制該閥元件之速度，此係藉由控制該等電磁圈以提供於其期間同時向該上活塞室及該下活塞室二者供應壓縮空氣之一所要重疊時段達成。
  10. 如請求項9之方法，其中自該使用者接收輸入之該步驟涉及到接收關於欲從該噴射器件被噴射之一材料之輸入。
  11. 如請求項10之方法，其中自該使用者接收輸入之該步驟涉及到接收關於該材料之黏度之輸入。
  12. 如請求項9之方法，其中使用該輸入來控制該閥元件之速度之該步驟涉及到使用該輸入來控制該閥元件移動而接觸該閥座之速度。
  13. 如請求項12之方法，其中使用該輸入來控制該閥元件之速度之該步驟涉及到將資訊儲存於一查找表中，該查找表使來自該使用者介面處之使用者之輸入類型之資訊與重疊時段資訊關聯，且回應於由使用者輸入之該資訊而存取該資訊，以提供所要之重疊時段。
  14. 如請求項12之方法，其中使用該輸入來控制該閥元件之速度之該步驟涉及到儲存一數學公式，其使來自該使用者介面處之使用者之輸入類型之資訊與重疊時段資訊相關聯且回應於由使用者輸入之該資訊而利用該公式提供所要之重疊時段。
  15. 一種藉由透過一控制器來控制一噴射器件之一驅動銷之速度而自一氣動致動噴射器件噴射小液滴之方法，其中該驅動銷係固定至藉由壓縮空氣而往復移動之一活塞，該壓縮空氣係供應至位於該活塞之上方及下方之第一空氣室及第二空氣室，且其中該驅動銷在一第一方向上之移動使該驅動銷以一驅動銷速率朝向一流體室之該閥座 移動，以促使該流體室內之一閥元件撞擊該閥座且通過與該流體室流體連通之一噴嘴孔口噴射一材料小液滴，且其中該活塞及該驅動銷在與該第一方向相反之一第二方向上之移動允許該閥元件縮回而遠離該閥座，該方法包括下列步驟：a)將該閥維持於一閉合位置，且迫使該閥元件抵靠該閥座；b)在將該閥維持於該閉合位置之後，在時刻T1將該活塞之一側上之該第一室連接至一壓縮空氣源，以使該活塞、驅動銷及閥元件在該第二方向上移動，以允許該閥元件遠離該閥座而縮回且允許流體材料流入該閥座中；c)在時刻T1之後之一時刻T2，將該活塞之相對側上之該第二室連接至一壓縮空氣源，以使該活塞、該驅動銷及該閥元件在朝向該閥座之該第一方向上移動；d)在時刻T2之後之一時刻T3，使該第一室與該壓縮空氣源斷開且允許洩壓該第一室中的壓力；及e)在時刻T3之後之一時刻T4，使該第二室與該壓縮空氣源斷開且允許洩壓該第二室中之壓力，其中T2與T3之間之時段包括一重疊時段，在該重疊時段期間，該第一室及該第二室均被連接至一壓縮空氣源，且其中該重疊時段之持續時間係用於當該驅動銷在該第一方向上朝向該閥座移動時控制該驅動銷之驅動銷速率。
  16. 如請求項15之方法，其中持續時間較短之重疊時段係用於噴射具有一第一黏度之材料且其中持續時間較長之重 疊時段係用於噴射具有一第二黏度之材料，其中該第一黏度係小於該第二黏度。
  17. 如請求項15之方法，其進一步包括下列步驟：提供一使用者介面，使用者可使用該使用者介面來向一控制器輸入資訊；接收一使用者在該控制器處輸入之資訊；及回應於由使用者輸入之該資訊，透過該控制器控制用於控制該驅動銷速率之該重疊時段。
  18. 如請求項16之方法，其中該使用者輸入關於該材料之資訊且其中該控制器使用由該使用者輸入之資訊來產生控制該驅動銷速率之該重疊時段。
  19. 如請求項18之方法，其中該使用者輸入關於該材料黏度的資訊且其中該控制器使用由使用者輸入之該資訊來產生控制該驅動銷速率之該重疊時段。
  20. 如請求項19之方法，其中該步驟進一步包括：儲存將重疊時段持續時間與材料黏度關聯之資料且其中該控制器使用由使用者輸入之該資訊及所儲存之資料來產生控制該驅動銷速率之該重疊時段。
  21. 如請求項17之方法，其中該使用者介面包含一滑動條，其允許使用者減少該重疊時間，且藉此增加驅動銷速度，或者增加重疊時間且藉此減小驅動銷速度。
  22. 如請求項17之方法，其中該使用者介面包含對應於一第一黏度範圍之一第一致動元件及對應於一第二黏度範圍之一第二致動元件，且其中當該使用者致動該第一致動 元件時，該控制器自記憶體檢索針對該第一黏度範圍之一重疊時間且使用該重疊時間來控制驅動銷速度。
  23. 如請求項22之方法，其中該致動元件為一觸控螢幕上之一觸控墊。
  24. 如請求項21之方法，其中該使用者介面進一步包括對應於一第一黏度範圍之一第一致動元件及對應於一第二黏度範圍之一第二致動元件，且其中當該使用者致動該第一致動元件時，該控制器自記憶體檢索針對該第一黏度範圍之一重疊時間且使用該重疊時間來控制驅動銷速度，且其中使用者接著可使用該滑動條來縮短該重疊時間，且藉此增加驅動銷速度，或者增加重疊時間且藉此減小驅動銷速度。
  25. 一種用於將材料小液滴噴射至一基板上之系統，該系統具有一噴射器件及一控制器，該噴射器件具有一驅動銷，其藉由一致動器而往復移動，以噴射材料小液滴，一種自該噴射器件噴射材料小液滴之方法，其包括下列步驟：提供一使用者介面，其可改變該噴射器件之該驅動銷之該速度；接收該使用者介面處之關於待噴射之材料之一輸入；及使用該輸入來控制該驅動銷之該速度。
  26. 如請求項25之方法，其中該輸入係關於該材料之黏度。
  27. 如請求項26之方法，其中該輸入涉及到使用者在兩個或兩個以上黏度範圍之間做出選擇。
  28. 如請求項25之方法，其中該輸入藉由該材料之產品名稱而識別該材料。
  29. 一種用於將材料小液滴噴射至一基板上之系統，該系統具有一噴射器件及一控制器，該噴射器件具有一驅動銷，其藉由一致動器而往復移動，以噴射材料小液滴，一種自該噴射器件噴射材料小液滴之方法，其包括下列步驟：提供一使用者介面，其允許該使用者針對該閥元件在一預定範圍內選擇一速度；基於使用者所選擇之速度而自該使用者接收一輸入；及使用該輸入來控制該閥元件之該速度。
  30. 如請求項29之方法，其中使用者使用該介面來以不同之驅動銷速度噴射材料，以判定針對噴射該材料之一最佳驅動銷速度。
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