专利名称：控制配送液体材料的方法和系统的制作方法
背景技术：
在工业应用中，配送系统以将粘性材料诸如密封剂、粘合剂、涂料以及类似物配送到工件上著称。这些应用也许是密封工件，把工件粘到其他结构上，或者给工件涂上涂层。在这样的配送系统中，被配送的粘性材料的粘性变化，配送系统中的零件的损耗，以及操作异常如配送系统中的气泡，都是普遍存在的。粘性材料和配送系统的操作特性的改变，不断的影响着粘性材料的实际配送速率。作为结果，现有技术努力一直试图提供修正实际配送速率以对付这种变化的方法。
1991年10月8日授权给Price的美国专利5,054,650描述了这样一种方法。Price公开了一种控制配送系统配送粘性材料到工件上的方法。特别是，Price公开了一种方法，该方法修正粘性材料的实际配送速率，使实际配送速率与目标配送速率的偏差保持最小。然而，Price公开的修正实际配送速率的方法在每个作业循环中只修正一次。这种周期性的修正频率不能应付每个作业循环中粘性材料的动态特性，而且在每个作业循环中都可能遇到操作异常。
另一个现有技术是1995年12月12日授权给Tofte等人的美国专利5,475,614。Tofte等人公开了一种控制配送系统以配送化学品到现场的方法。特别是，Tofte等人公开了一种方法，该方法修正化学品的实际配送速率，来解决配送系统中零件的损耗，从而使实际配送速率与目标配送速率的偏差保持最小。
该方法包括在第一时段把化学品配送到现场，在配送化学品的第一时段内，每增加一段时间后，测量一次化学品的压力。然后该方法基于第一时段的压力测量值和初始修正因子，确定在第一时段内配送的化学品的理论体积。在第一时段内配送的化学品的实际体积也同时被测得。然后第一时段配送的理论体积和第一时段配送的实际体积相比较，由此得到一个新的第一修正因子值。
Tofte等人的方法接着在第二时段把化学品配送到现场，在第二时段内，每增加一段时间后，测量一次化学品的压力。然后跟之前一样，该方法基于第二时段的压力测量值和新的第一修正因子值，确定在第二时段内配送的化学品的理论体积。在第二时段内配送的化学品的实际体积也同时被测得。然后由控制器比较第二时段配送的化学品的理论体积和实际体积，由此得到一个新的第二修正因子值。Tofte等人公开了第二时段和第一时段隔开一段时间。Tofte等人主要关心在配送化学品过程中喷嘴的磨损。因此，Tofte等人所公开的互相间隔一段时间的时段足以修正这样的磨损，因为这种磨损不是一下子发生的，也就是说，在几个时段之内慢慢发生。相反地，互相间隔一段时间的时段不足以修正配送期间粘性材料的粘性变化。在这种情况下，必须连续地测得新的修正因子值。
总而言之，Tofte等人公开了使用修正因子来修正实际配送速率，从而使实际配送速率与目标配送速率的偏差保持最小。修正因子在每个时段被重新计算，例如，通过比较每个时段配送的化学品的实际体积和理论体积来计算得到新的第一和第二修正因子值。时段之间隔开一段时间。
发明内容
本发明提供一种控制液体配送系统的方法，该系统包括可控制的压力调整装置，压力传感器，流量表和控制器。先确定修正因子和裂压的初始值，并测得液体配送时段内，增加的每段时间内液体的压力。测得在第一时段内配送的液体的体积，第一时段内每个时间间隔的平均压力，以及第一时段内实际平均流速。然后用平均压力值，平均流速值，新的修正因子和新的裂压来确定理论流速，该流速控制压力调整装置并且产生一个与目标流速相应的压力。新的修正因子和新的裂压都是计算出来的值。理论流速通过最小平方法计算得到。
该方法的特征在于，第二时段的至少一部分时间与第一时段连续，以修正粘性材料和配送系统中操作特性的变化，从而使实际配送速率与目标配送速率的偏差保持最小。
本发明比起包括Tofte等人的现有技术有几个优势，例如，通过连续地测定新的第二修正因子值和新的第一修正因子值，配送系统可以根据第一时段内粘性材料和配送系统中操作特性的变化，更快速的修正第二时段的实际配送速率。这样的变化包括粘性变化，配送系统中的气泡，喷嘴堵塞，以及类似种种。如前面所讨论的，这些变化对粘性材料的实际配送速率有的影响立竿见影。例如，粘性的变化需要立即修正，来保证粘性材料在目标配送速率的最小偏差范围内被配送。本发明的配送系统和控制配送系统的方法通过不断测定新的修正因子值(即通过重新计算修正因子)来实现上述。作为结果，本发明的方法在粘性材料作为密封剂的情况下提供了更好的密封质量，并且通过减少额外的配送降低了成本。
通过下文提及的发明详述，参考以下附图，可以容易地了解和更好地理解本发明的优势。
图1是本发明配送系统的示意图；图2是本发明的配送系统使用的自动机械的透视图；图3是说明本发明第一和第二时段的施于可变频率的节流伺服阀的电压变化图；图4是说明第一和第二时段配送的粘性材料的理论和实际体积的变化图；图5是说明第一和第二时段的粘性材料相对于目标体积的理论和实际体积的变化图；图6是说明本发明一个实施例中第一和第二时段配送的粘性材料的理论和实际体积的变化的图表；图7是表示各种N值的压力-传输速率数据集的趋势曲线图；图8是表示集中在一个狭窄范围内的压力-传输速率数据集；以及图9是表示分布在一个比图8稍宽的范围内的压力-传输速率数据集。
具体实施例方式
参考附图，其中的附图标记表示在所有这些附图中相同或相应的部分，以在目标配送速率的最小偏差范围内的实际配送速率配送粘性材料10到工件12的配送系统，通常表示为14。
配送系统本发明的配送系统14优选使用于工业应用中，所述工业应用要求把粘性材料10精确地配送到工件12上。这种应用包括但不限于，配送油漆到工件12，配送密封剂到工件12来密封工件12使之和湿气隔离，或者配送粘合剂到工件12来将工件12粘合到某个分离的结构。
参考图1，容器16贮存要配送的粘性材料10。泵18从容器16中接收粘性材料10，并通过具有上游端22和下游端24的输送管道20输送粘性材料10。输送管道20依次把粘性材料输送到工件12上。
喷嘴26在下游端24和输送管道20连接。当与输送管道上游端22相连接的泵18通过输送管道20输送粘性材料10到喷嘴26时，喷嘴26把粘性材料10喷到工件12上。
参考图1和图2，当粘性材料10从喷嘴26中配送出来时，使用自动机械28来控制喷嘴26相对于工件12的位置。具体地说，自动机械28包括机械手30，该机械手啮合喷嘴26，从而移动喷嘴26来控制喷嘴26相对于工件12的位置。那些本领域的技术人员知道，机械手30也可以啮合喷嘴26附近的工件12，相对喷嘴26移动工件12。在这种情况下，喷嘴26是固定的。自动机械28绕6个转动轴A1到A6旋转。优选的，自动机械28是一个以标准件构造的、电子驱动伺服的配送自动机械。
流量表32和输送管道20相连，来测量配送到工件12的粘性材料10的实际体积。流量表32位于泵18的下游和喷嘴26的上游。优选的，流量表32为螺旋型或齿轮型测定体积的流量表32，预设体积的粘性材料10从那里通过后，流量表32就传输一个电脉冲24。因此，流量表测得的实际体积总是预设体积。在一个典型的配送应用中，流量表32每0.09秒到0.120秒传输一个脉冲34，因此显示预设体积的粘性材料10从那里通过。例如，简单参考图4，第一脉冲34a显示预设体积的粘性材料10在第一时段T1内通过流量表32，紧接着第一时段，第二脉冲34b显示预设体积的粘性材料10在第二时段T2内通过流量表32。在一个典型的配送应用中，当配送大于预设体积数百倍的总体积时，大量的脉冲34被传输。
再回到图1，压力传感器36位于喷嘴26上，当粘性材料10被配送到工件12时，压力传感器用来测量粘性材料10的压力。压力传感器36包括置于喷嘴26内的传输器38，它传输控制信号40，该控制信号随着喷嘴26内的粘性材料10的压力变化而变化。当粘性材料10被配送时，每增加一段时间ti后，压力传感器36就测量一次压力。在优选的实施例中，每增加的这段时间ti为0.008秒。因此，在一个典型的配送应用中，再参考流量表32发出的脉冲34的频率，从流量表32传送的每个脉冲34得到压力测量值P，见图3-6。
压力调节器42和输送管道20相连，来控制通过喷嘴26配送到工件12的粘性材料10的实际配送速率。压力调节器42包括可变节流伺服阀44，其对输出信号46产生电子响应来开启和关闭可变节流伺服阀44，因而改变实际配送速率。输出信号46包括施加于可变节流伺服阀44的电压，来维持可变节流伺服阀44的位置。通过电压的增加或减少来调整可变节流伺服阀44，来保证粘性材料10在目标配送速率的最小偏差范围内被配送，这将在下文进一步描述。本领域的技术人员熟知流量表32，压力传感器36和压力调节器42的操作，因此不再进一步描述。
具有微处理器49的控制器48被有效地与流量表32，压力传感器36和压力调节器42电子连接。控制器48被编程为接收和解释流量表32传输的脉冲34，来测量在整个时段内配送的粘性材料10的实际体积。控制器48还被编程为接收和解释由压力传感器36产生控制信号40，来确定超时配送到工件12上的粘性材料10的理论体积。控制器48比较理论体积和实际体积，得到新的修正因子值f，下文将进一步描述。
在不背离本发明思想的情况下，本领域的技术人员应该可以想出配送系统14的其他可选择的构造。
控制配送系统的方法在一个典型的配送应用中，粘性材料10，例如聚氨酯橡胶、硅树脂、丁基合成橡胶、热熔性材料，以及类似物，可能具有10000到50000cP(mPa.s)的标准粘度。另外，粘性材料10的粘度可能由于温度，剪应力变薄或增厚，以及批与批之间的质量差异而变化。同时，配送系统14可能产生变化，诸如零件的损耗(例如喷嘴26的损耗)，喷嘴26的堵塞，配送系统14中的气泡，粘性材料10在中断时的沉淀，以及类似种种。本发明的配送系统利用修正因子f和闭环控制来修正粘性材料10的实际配送速率，以应付粘性材料10和配送系统14中这些操作特性的变化，这样实际配送速率得以保持在目标配送速率的最小偏差范围之内。最小偏差代表实际配送速率可接受的公差。典型地，这样的公差的数量级是十个百分比，也就是说，实际配送速率在目标配送速率的百分之十之内。
配送系统的操作配送系统14的运作基于粘性材料10配送到工件12时测得的压力测量值P。换句话说，粘性材料10配送到工件12是受压力控制的。
参考图3，配送粘性材料10时，每增加一段时间ti，测量一次粘性材料10的压力。如前文所提到的，每增加一段时间ti，压力传感器36传输控制信号40到控制器48，控制器48接收控制信号40，并把控制信号40转换为压力测量值P。
得到每个压力测量值P后，确定理论配送速率。这些理论配送速率由下式计算理论配送速率＝[(P-b)/f]N其中，f为修正因子，b为裂压，P为压力测量值，N为线性因子。裂压b代表粘性材料10开始从配送系统14配送到工件12上的最小压力，也就是说，裂压b修正配送系统14内摩擦力的损失。线性因子N相应于粘性材料10的剪应力变薄或剪应力增厚的特性，例如，对于剪应力增厚，线性因子N可能小于1，对于剪应力变薄，线性因子N可能大于1，对于线性材料，N等于1。就像本领域的技术人员所理解的那样，裂压b和线性因子N可以使用上式或其他方法诸如厂商所建议的方法，以及类似情况而建立在试验或误差的基础上。测定(例如修正)因子f的计算描述如下。
再回到图1，每增加一段时间ti后，比较相应的理论配送速率和目标配送速率。基于理论配送速率和目标配送速率的差异来调整配送系统14，更确切地说是调整可变节流伺服阀44。例如，如果理论配送速率大于目标配送速率，可变节流伺服阀44部分关闭粘性材料10流，如果理论配送速率小于目标配送速率，可变节流伺服阀44部分开放粘性材料10流。
通过调整施于其上的输出信号46的电压可调整可变节流伺服阀44。在优选的实施例中，输出信号46的电压包括基本电压50，第一电压调节值52，以及第二电压调节值54。基本电压是预先确定的，例如，通过关系式如基本电压＝A×目标配送速率+初始电压其中A是常数。特别参考图1，每增加一段时间，一旦测得理论配送速率和目标配送速率之间的差值，该差值乘以第一电压常数K0，得到第一电压调节值52。第一电压调节值52可以用于增加值或减少可变节流伺服阀44的输出信号46的电压，来保证实际配送速率在目标配送速率的最小偏差之内。第二电压调节值54将在下文关于另外的修正程序中进一步描述。
没有修正因子f来确定理论配送速率，该控制配送系统14配送粘性材料10的方法将不是理想的。基于理论配送速率控制配送系统14时若没有修正因子f，将不能应付存在于粘性材料10和配送系统14的操作特性中的许多变化。这样，配送系统14将是容易出错，导致时间的浪费和产品缺点的增加。由于这个原因，使用了修正因子f。
修正因子的测定修正因子f用于配送系统的操作中，来修正实际配送速率，以及保持实际配送速率在目标配送速率的最小偏差之内。因此，修正因子f必须是连续更新的，也就是说，是重新计算的，以修正粘性材料10和配送系统14的操作特性中存在的变化。
流量表32把每个脉冲34传输到控制器48后，测得也就是重新计算得到修正因子f。由于流量表32可以提供在一定时段内被配送的粘性材料10的准确的体积测量值，这些测量值被用于确定修正因子f。当然，如前文所提到的，在一个典型的配送应用中，这些测量大约每0.09秒到0.12秒发生一次。
修正因子在配送系统14的运作中测定，也就是说，在把粘性材料10配送到工件12上的时候。配送粘性材料10时，每增加一段时间ti，得到压力测量值P。参考图4，第一时段T1内配送的粘性材料10的理论体积在第一时段T1得到的压力测量值P和修正因子f的初始值f初始的基础上确定。使用下式计算第一时段T1内配送的粘性材料10的理论体积理论体积＝∑T1[(Pti-b)/f初始]N其中f初始是修正因子f的初始值，b是裂压，Pti是第一时段T1中每增加一个时段ti得到的压力测量值，N是线性因子。由于是在配送应用中的第一时段T1，修正因子f还未被测定。因此，修正因子的初始值是任意选择的。然而将看到，这个任意的选择在第一时段T1后被校正。
同时，测得第一时段T1内配送的粘性材料10的实际体积，在一个优选的实施例中，这就是流量表32的预设体积，也就是说，就是时间等于零、配送开始时(图4)到流量表32传出第一脉冲34a(也显示在图4中)之间的粘性材料10的体积。控制器48比较了第一时段T1中配送的粘性材料10的理论和实际体积，来测定修正因子f的第一新值f1。
特别是，在下式中，实际体积等于理论体积理论体积＝∑T1[(Pti-b)/f1]N其中，f1为修正因子f的第一新值，b是裂压，Pti是第一时段T1中每增加一个时段ti得到的压力测量值，N是线性因子。修正因子f的第一新值由重新整理的下式计算f1＝∑T1[(Pti-b)/实际体积](1/N)修正因子f的第一新值f1解释了发生在第一时段T1内的粘性材料10和配送系统14的操作特性的变化。因此，现在可以把修正因子f的第一新值f1用于第二时段T2的配送系统14的正常运作中，和第一时段T1相连贯。
还是参考图4，本方法继续在第二时段T2内配送粘性材料10到工件12上。第二时段T2中，采取在第一时段T1中执行的相同步骤，来测定第二时段T2中修正因子f的第二新值f2，也就是说，在第二时段T2中，每增加一个时段ti，测量粘性材料10的压力，在第二时段T2压力测量值P和第一修正因子f1的基础上，测定第二时段T2内配送的粘性材料10的理论体积，测量第二时段T2中配送的粘性材料10的实际体积，然后比较第二时段T2中配送的粘性材料10的理论和实际体积，来计算基于比较第二时段T2中配送的粘性材料10的理论和实际体积的修正因子f第二新值f2。可以看到，修正因子f的第二新值f2会在和第二时段T2相连贯的第三时段(图中未示)粘性材料10的配送中被利用。
测定修正因子f的第一新值f1和第二新值f2的方法，其特征在于，第二时段T2的至少一部分时间紧接着第一时段T1，以修正第二时段T2中的实际配送速率，以应付发生在第一时段T1中的粘性材料10和配送系统14的操作特性的变化，从而把实际配送速率保持在目标配送速率的最小偏差之内。通过连续重新计算修正因子f的新值，粘性材料10的粘性变化、喷嘴26的磨损、喷嘴26的堵塞，配送系统14中的气泡，以及类似种种，都可以被连续的监控和修正。
当然，在配送应用期间，这个过程无限地持续。在优选的实施例中，修正因子的新值在流量表32每传输一个脉冲34后测定，也就是说，每一个脉冲34之后，修正因子f就被重新计算。换句话说，前面关于如何测定修正因子f的第一新值f1和第二新值f2的描述，仅仅是每通过一个脉冲34后，执行重新计算修正因子f的步骤的说明。事实上，修正因子f在配送应用期间可以被重新计算几百次或几千次。
额外的修正在配送系统14的正常操作期间，除了重新计算和利用修正因子f，控制器48可以执行其他的修正程序，来保证实际配送速率在目标配送速率的最小偏差之内。
在优选的实施例中，测定出在第一时段T1和第二时段T2中配送的粘性材料10的理论累积体积。参考图5，理论累积体积是同时基于理论体积和实际体积。特别是，理论累积体积是基于脉冲34a，34b之间的理论体积，以及每一脉冲34a，34b的实际体积。换句话说，利用下式估算脉冲34a，34b之间的理论累积体积理论累积体积＝∑t[(Pti-b)/f]N其中f是修正因子f的可适用值，也就是说，f初始代表第一时段T1，f1代表第二时段T2，b是裂压，Pti是时段T1，T2中每增加一段时间ti所测的压力测量值，N是线性因子。理论累积体积在每一脉冲34a，34b时被调整到粘性材料10的总实际体积，所述的粘性材料10是基于流量表32的预设体积配送的，如图5所示。
在第一时段T1和第二时段T2配送的粘性材料10的目标累积体积是基于目标配送速率测定的，例如，目标配送速率×时间。接着比较这些累积体积，基于理论累积体积和目标累积体积之间的差异，施于可变节流伺服阀44的输出信号46的电压被进一步调整。特别是，参考图1，这个差异乘以第二电压常数K1来计算第二电压调整值54。第二电压调整值54增加或减少施于可变节流伺服阀44的输出信号46的电压。因此，通过输出信号46的施于可变节流伺服阀44的电压，等于基础电压50加上第一电压调整值52和第二电压调整值54。第一电压调整值52和第二电压调整值54，在每个压力测量值P之后，即每0.008秒被测得。
误差检测修正因子f也可以被用来检测配送系统14的操作特性的改变。特别是，如果脉冲34之间的修正因子f变化的值超过了预定的界限，例如，如果修正因子f的第一新值f1和修正因子f的第二新值f2之间的差异超过了预定的界限，喷嘴26就可能堵塞，并且控制器48会发送一个指示信号给配送系统14的操作员，显示这个事实。另外，控制器48会关闭配送系统14，直到情况回到正常状态，也就是说，喷嘴26的堵塞被清除。
基于修正因子f的第一新值f1和第二新值f2之间的差异，修正因子f同样可以被用来检测配送系统14中的气泡。例如，可以设定第二预定界限来检测配送系统14中的气泡。换句话说，配送系统中堵塞的喷嘴或气泡可以根据修正因子f在短期内的巨大变化而检测出来。
修正因子f同样可以被用来检测不受欢迎的“橡皮糖”(gumdrop)配送，也就是说，与稳定的流量相反，大滴的粘性材料10配送到工件12上。
另外，配送系统14的喷嘴26的磨损也可在超过修正因子f值的预定界限的基础上被检测出来。修正因子f的预定界限就是喷嘴26在此时由于过度使用已经接近磨损，必须替换掉。在这方面的一个实施例中，控制器48会计算在配送应用中每一个修正因子f的连续测定值的趋势线。如果这条趋势线不急剧移动，例如，显示喷嘴26堵塞或配送系统14中有气泡，并且趋势线越过预定界限，也就是说，超过了预定的界限，一个指示信号就会被发送到操作员，指示喷嘴26应该被替换了。
可供选择的实施方式在一个可供选择的实施例中，如图6所示，第二时段T2的一部分与第二时段T1交迭，这样第二时段T2包含了第一时段T1来修正实际配送速率，以应付粘性材料10和配送系统14的操作特性的改变，从而保持实际配送速率在目标配送速率的最小偏差之内。这个可供选择的方法通过使用更多的过去的压力和体积数据，为修正因子f提供了一个更好的平均方法。除了与上面概述步骤中的时段有差异，上述实施例中的所有其他步骤都在本实施例实施。
显然，能根据上述的教导可得出本发明的许多修正和变化。本发明可以通过在附加的权利要求中的特定描述之外的其他形式来实施。新颖性被显著和清楚地在“其特征在于”子句中叙述，同时，前序部分仅仅陈列了和本发明有关的现有的、公知的结合。这些前序部分应该被解释为覆盖实现其任何新颖性的组合。另外，权利要求中的附图标记仅仅为了方便，而不应以任何方式理解为对权利要求的限制。
控制系统14的可供选择的方法，利用最小平方法反复地计算修正因子和裂压的大小。N被赋予一个常数。图7包括传输速率-液压数据集的在N值大于，小于和等于1条件下的趋势图。优选的，N被赋予和传输速率-液压数据集的期望趋势相一致的值。目标配送速率即液体流速方程式目标流速＝[(压力-b)/f]N(1)修正为下列方程式D＝F×P+B (2)其中D是(理论流速)nn＝1/N，常数；P是液压；F＝fn；以及B＝-F×b
每增加一个时间段ti，大约是每8毫秒，控制器48接收到一个压力信号40，把信号转换成压力值P，并把压力值P贮存于连接微处理器49的电子存储器中。由传输流量表32产生的下一个脉冲34出现时，控制器48通过传输流量表32计算平均配送速率即液体流速Dave，和计算来自压力信号的平均压力值Pave，该压力信号自第一个脉冲34开始，在每增加一个ti时出现。优选的，在一段时间内出现了几个流量表脉冲34，在这一段时间内的压力和流速数量进行平均。压力和传输率值也被记录在电子存储器内。在得到几组(P，D)值后，常数F和B通过最小平方法计算得到。
方程式(2)中的F和B值由下式计算F＝Spd/Spp；B＝DaveF×Pave其中Pave＝P平均＝(1/t)∑P；Dave＝D平均＝(1/t)∑D；Spp＝∑P2-(1/t)(∑P)2Spd＝∑P D-(1/t)(∑P)(∑D)；以及t是时间增量的数目。
控制器48利用一段时间段所获得的数据执行计算，该时间段包括几个流量表脉冲34，而不是利用从传输流量表32发出的仅仅前一个脉冲的压力数据。控制器48不仅计算修正因子F，还计算压力偏差/裂压B。
控制器48仅保留某些老的(P，D)数据集，这样，只有最近的测量值数据反映材料的粘性变化。为了实现这个，记录的P和D数据保存在大小预定的循环缓存中。在一个脉冲的时间增量内，控制器48使用所测得压力的平均值。如果D和P之间的关系是线性的，这种平均是允许的。
为了得到常数B和F的精确值，有分散良好的(P，D)数据集是重要的。如果材料传输在很长一段时间内以等速率出现，压力和传输率将在一个狭窄的范围内，如图8所示。为了避免这样的情况，循环缓存包含的数据有一个较宽的传输率和压力集范围。这个系统始终保持一些低的和高的压力/传输数据集，如图9所示的下限和上限。这种方法保证了使用最小平方法计算得到精确的常数值。
如果较低的速率的压力和传输数据集减少到预定的数量，循环缓存不再记录和保留较高速率的数据。同样的，如果较高的速率的压力和传输数据集减少到预定的数量，缓冲器不再记录和保留较低速率的数据。这个保证循环缓存始终保留较低速率和较高速率的数据以精确计算系数。
当流量表测量比方程式(2)用测量压力所得流速高的流速时，系统14发出“检测到气泡”的警告。同样的，当流量表32测量比方程式(2)用测量压力所得的流速低的流速时，系统发出“检测到顶端部分堵塞”警告。
另外，如果流量表脉冲34没有像方程式(2)所预测地那样出现，系统发出“顶端堵塞”警告。
系统保留F和B的参考值F0和B0，以便测定喷嘴是否损耗的非常厉害。
D＝F0×P+B0(3)如果最近计算出的F和B值导致计算出的理论流速大于由方程式(3)所得的流速，系统发出“喷嘴磨损”警告。
输送管道或枪状管道20的数量是材料配送系统的一部分。枪状管道20运作的数量直接影响输送速率D；因此，需要特殊考虑使用多个枪状管道。如果g是一段给定的时间内运作的枪状管道的数量，所有的枪状管道都有相同的喷嘴尺寸，那么方程式(2)变成，D/g＝F×P+B (4)方程式(4)假定枪状管道软管或管道20中的阻力是可以忽略不计的，而且对输送表增量T敞开的枪状管道g的数量是不变的。在方程式(4)中，当用D替换D/g时，同样的最小平方计算法可以被应用于具有并行运作的多个枪状管道系统。如果在一个时间增量中，枪状管道的数量改变了，那么这个时段的测量数据就被放弃。
依照专利法律的规定，本发明描述了那些被视为代表它的优选实施方式。然而，应该注意到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以通过特定地说明或描述之外的其他形式来实施。
权利要求
1.液体配送系统(14)，用来以目标流速通过出口(26)配送液体(10)到工件(12)上，其特征在于，该系统包括可控制的压力调节装置(42)，通过该装置液体(10)在压力下流向出口(26)；提供压力信号的压力传感器(36)，其中的压力信号显示的是出口(26)的液压；提供流速信号的流量表(32)，其中的流速信号显示的是通过出口(26)的液体(10)的流速；响应流速信号的控制器(48)，用来控制所述的压力调节装置(42)产生相应于目标流速的压力，目标流速和压力信号通过修正因子和裂压相关联，其中所述的修正因子和裂压由所述的控制器(48)基于流速信号所显示的流速和压力信号所显示的液压计算出来。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的压力调节装置(42)包括伺服阀(44)，该伺服阀包括一个横截面可变的孔，液体(10)通过这个孔在压力下流向出口(26)。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，具有机械手(30)的自动机械(28)与所述出口(26)啮合，用于控制所述出口(26)相对于工件(12)的位置。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压力调节器(42)包括可变节流伺服阀(44)，并且所述的控制器(48)被编程为利用目标流速和流量信号显示的通过所述出口(26)的流速之间的差异来调整所述的可变节流伺服阀(44)。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的出口(26)和输送管道(20)相连，并且一个泵(18)和所述的输送管道(20)耦联，用来将液体(10)通过所述的输送管道(20)运输到所述的出口(26)。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，具有机械手(30)的自动机械(28)与所述出口(26)啮合，用于控制所述出口(26)相对于工件(12)的位置，所述的自动机械(28)具有6个转动的轴，用于转动所述的出口(26)和出口附近的工件(12)中的一个。
7.控制液体配送系统(14)的方法，包括可控制的压力调节装置(42)，通过该装置液体(10)在压力下流向出口(26)，其特征在于，该方法包括下列步骤建立一个初始修正因子和一个初始裂压；配送液体(10)时，每增加一段时间，测量液压；测定在第一时段配送的液体(10)的体积；测定第一时段内每增加一段时间内的平均压力；测定第一时段内的平均流速；利用第一时段的平均压力值和平均流速测定新的修正因子和新的裂压；利用新的修正因子，新的裂压，和第二时段的压力测量值，来确定第二时段液体(10)的理论流速；以及利用理论流速和目标流速的差异，来控制压力调节装置(42)，产生对应于目标流速的压力。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，测量液体(10)压力的步骤中，还包括每增加一段时间后，接收从压力传感器(36)发出的控制信号，并且把控制信号转换成压力测量值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，测定第一时段配送的液体(10)的实际体积的步骤中，还包括接收配送系统(14)的流量表(32)所产生的第一和第二电脉冲，第一脉冲显示预设体积的液体(10)在第一段时间内通过流量表(32)，第二脉冲显示预设体积的液体(10)在第二段时间内通过流量表(32)，两段脉冲之间就是第一时段。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还有一个步骤，包括每得到一个压力测量值后，确定理论流速。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还有一个步骤，包括比较理论流速和目标流速，基于理论流速和目标流速之间的差异，调整应用于压力调节器(42)的可变节流伺服阀(44)的电压。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还有一个步骤，包括确定第一时段内配送的液体(10)的理论累积体积，和测定第一时段内配送的液体(10)的目标累积体积。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还有一个步骤，包括比较理论累积体积和目标累积体积，基于理论累积体积和目标累积体积之间的差异，调整施于可变节流伺服阀(44)的电压。
14.如权利要求7所述的方法，其特征在于，建立一个初始裂压和测定裂压的步骤，包括测定一个压力，该压力代表液体(10)要克服的配送系统(14)中的摩擦力损失，以开始把液体(10)配送到工件(12)上。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还有一个步骤，包括为液体(10)建立一个代表液体(10)的剪应力变薄或增厚性质的线性因子(N)。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，测定液体理论流速的步骤，还包括使用下述关系式确定理论流速D＝F×P+B，其中D是(理论流速)n；n＝1/N，常数；P是液压；F＝fn；和B＝-F×b；b是裂压；f是修正因子；和n是线性因子。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，F和B的值由下式计算F＝Spd/Spp；和B＝DaveF×Pave，其中Pave＝P平均＝(1/t)∑P；Dave＝D平均＝(1/t)∑D；Spp＝∑P2-(1/t)(∑P)2；Spd＝∑PD-(1/t)(∑P)(∑D)；以及t是时间增量的数目。
18.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还有一个步骤，包括基于流量表(32)表示的流速和小于流量表(32)表示的流速的理论流速之间的差异，检测配送系统(14)中的障碍物。
19.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还有一个步骤，包括基于流量表(32)表示的流速和大于流量表(32)表示的流速的理论流速之间的差异，检测配送系统(14)中的气泡。
20.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还有一个步骤，包括建立修正因子和裂压的参考值，以及检测配送系统(14)的喷嘴(26)的磨损，这是基于利用修正因子和裂压的参考值以及某一时段的压力测量值测定的第一理论流速，和利用新的修正因子和新的裂压以及所述时段的压力测量值测定的第二理论流速，第二理论流速大于第一理论流速。
21.如权利要求7所述的方法，其特征在于，整个第二时段和第一时段连续地发生，来修正第二时段的实际流速，以对付第一时段发生的液体(10)和配送系统(14)的操作特性的改变，从而把第二时段的实际流速维持在目标流速的最小偏差之内。
22.如权利要求7所述的方法，其特征在于，部分第二时段与第一时段交迭，来修正第二时段的实际流速，以对付第一时段发生的液体(10)和配送系统(14)的操作特性的改变，从而把实际流速维持在目标流速的最小偏差之内。
全文摘要
控制液体配送系统(14)的方法，包括可控制的压力调节装置(42)，压力传感器(36)，流量表(32)，和控制器(48)。建立修正因子和裂压的初始值，测量液体配送时段中每增加一段时间的液压。测定第一时段配送的液体的体积，第一时段内的平均压力和第一时段内的实际平均流速。然后使用平均压力值，平均流速值，新的修正因子和新的裂压来计算理论流速，用于控制压力调节装置(42)和产生对应于目标流速的压力。
文档编号B05C11/10GK1835807SQ200480023142
公开日2006年9月20日 申请日期2004年8月26日 优先权日2003年8月26日
发明者柳田明广, 雷蒙德·古佐夫斯基, 基肖尔·兰勒拉珀利, 卡尔·F·沃思, 戴维·布鲁斯 申请人:美国发那科机器人有限公司