专利名称：调节从敷涂器施放到工件上的流体的布置的方法
技术领域：
本发明总的涉及材料涂敷器，更具体地说，本发明涉及控制涂敷器操作以调节例如粘合剂等施放到工件上的材料布置的系统和方法。
背景技术：
涂敷器通常在许多不同的工业应用场合中采用，以在经过该涂敷器的传送器上顺序传送的一系列工件中的每一个个上，涂敷例如一个或多个粘合剂珠滴等材料图案。例如，在自动包装流水作业线上，粘合剂涂敷器把热熔性热塑粘合剂一种或多种量或珠滴涂敷到板材坯料的连接片上，其中该连接片随后折叠以组装成胶粘结合的盒子、纸箱或者其它的包装物。热熔性热塑粘合剂通常用于这样的包装应用场合中，其中这类粘合剂速凝时间是有益的。
组装包装物内最终充满许多产品并密封，以形成把产品限制在密闭容器内的密闭容器。如果该涂敷粘合剂定位不正确，则例如在运输期间，可能在该连接片之间存在间隙，或者该连接片可能分开，或者局部地破裂。密封连续性的不足或者缺少使得失去产品密封，并导致容纳产品全部或者部分出现渗漏或者破坏。因此，所希望的是，在该粘合剂涂敷后以及在没有单独检查该包装物情况下来探测该粘合剂珠滴的不适当布置。
在高速变速流水作业线上的涂敷器系统要求将涂敷器的响应时间调节成把该粘合剂涂敷在一个或者多个预定位置上。由于固有的机械和电力系统延迟，这样的涂敷器系统需要响应时间补偿，以把该粘合剂精确地布置在工件上。该响应时间补偿对于在由控制器把电脉冲发送到该涂敷器的瞬间和粘合剂与该工件接触之间的时间延误与在中止粘合剂涂覆上的类似延迟，进行修正。影响因素包括在从该涂敷器到该工件行进中浮在空气中运行时间、传感器延迟、来自在电磁操纵敷涂器阀门中螺线管电感导致的延迟以及由于该敷涂器阀门机械响应时间而导致的延迟。
在用于设定响应时间补偿的一种常规方法中，在系统初始化期间或者启动阶段，作业线操作者凭经验测量该粘合剂位置，并手动地输入响应时间补偿。当操作者不正确地测量位置，或者不正确地对控制器编程时，该程序极可能具有误差。一旦设定响应时间补偿，在操作参数上的变化(即在粘合剂压力、粘合剂粘度或者作业线速度上的变化)可引起在工件上粘合剂布置的不希望偏移。在迭代法中，该操作者必须测量处理的涂敷位置并调整响应时间补偿，直到该涂敷位置与该预定位置相符。该迭代法由于它需要重复几次因而是费时间的过程，由此降低了作业线生产率。
用于高速变速流水作业线的常规自动粘合剂涂敷器，通过监测系统操作参数来调节粘合剂布置。这样的自动敷涂器系统具有探测传送机线速度的编码器、敷涂器、监控在工件上粘合剂布置的粘合剂传感器和探测在与该敷涂器喷嘴具有已知距离上存在被传送工件一部分(即前沿或者后沿)的位置探测器。控制单元的控制器响应来自编码器、粘合剂传感器和位置探测器的信号，控制该敷涂器的操作(即该敷涂器电磁控制阀的打开和关闭)。
该系统控制装置单元打开该敷涂器阀门以通过敷涂器喷嘴在预定模式下排放粘合剂，其中该粘合剂在压力下供应到该敷涂器。该系统控制装置单元此外还关闭该阀门以使来自喷嘴的粘合剂停止排放。该排放的粘合剂与作业线速度同步，以实现把粘合剂在该工件上的适当布置。阀门打开的期间与作业线速度一起限定了施放粘合剂图案的长度。从编码器和位置探测器到系统控制装置单元的信号确定启闭敷涂器的触发信号时间。该粘合剂传感器探测该涂敷粘合剂的实际位置。
在系统启动阶段期间，操作者从图表或者其它的索引中选择响应时间补偿的初始值，并把这些初始值输入到自动粘合剂涂敷器的系统控制装置器中。迭代法用来调整该响应时间补偿，以提供精确的粘合剂布置。该响应时间补偿拟定成随着作业线速度而线性地改变。然而，该预计性的方法忽视可能发生的作业线速度上一些变化(即加速)。该预计的方法此外还忽视了在例如粘合剂压力和温度等其他操作参数上的一些变化。
因此，所希望的是，提供一种这样的改进的控制系统和方法，用于在高度可变速度流水作业线上调节在输送工件上粘合剂的布置，所述系统和方法能够更精确地考虑在例如粘合剂压力、粘合剂温度和作业线速度等操作参数上的变化。
发明概述在发明的一个实施例中，提供一种操作施放系统的方法。该方法包括在经位置探测器探测点和敷涂器涂敷点的方向上传送工件，测量该施放系统操作参数的第一数值，以及在该操作参数的第一值被测量后探测在该探测点上被传送工件的存在。该涂敷点位于该探测点下游。该方法还包括在探测被传送工件后以及在材料从该敷涂器排放前，测量该操作参数的第二数值，以及从该测量的操作参数的第一和第二数值，预测该操作参数的第三数值。该方法还包括基于该操作参数的第三数值确定从敷涂器开始施放材料的启动时间，该启动时间自探测到被传送工件的存在开始起算。自施加点上向被传送工件随后进行施加的第一时间开始从该敷涂器施放一定量的材料。
在发明的另一个实施例中，提供一种用于校准施放系统的方法，该方法包括在工件上指定接收一定量材料的目标开始位置，以及在经该探测点和该涂敷点的方向上传送多个工件。以施放系统操作参数传输每个工件经过所述探测点和涂敷点，所述参数设定为多个数值中对应的那一个。该方法还包括把一定量的材料施放到被传送工件中每个上，测量施放到被传送工件中每个上一定量材料的实际开始位置，并把在每一被传送工件上目标和实际开始位置进行比较，以得到在每一被传送工件上施放的一定量材料的开始误差。导出用于开始响应补偿的数学关系式，该数学关系式把该开始误差描述为与该操作参数有关的函数。
从说明性实施例附图以及其描述中可明显地看出本发明的各种益处和优势。
附图并入以及组成说明书一部分，这些附图示出了本发明的实施例，并与上面给出的本发明一般描述和如下实施例详细描述一起用来解释本发明的原理。
图1为根据本发明实施例的敷涂器系统的示意图；图2为图1中一部分的放大示意图；图3为带有通过图1中敷涂器系统涂敷的粘合剂图案的工件视图；图4为显示对图1中敷涂器系统进行校准的方法的流程图；图5为显示操作根据本发明实施例的图1中敷涂器系统的方法的流程图；以及图6为显示操作根据本发明实施例的图1中敷涂器系统的方法的流程图。
优选实施例的详细说明参考图1和2，敷涂器系统10包括在通常用单头箭头14表示的在上游到下游方向移动的传送机11、悬置在该传送机11上方的粘合剂涂敷器16、位置探测器18和粘合剂传感器20。该位置探测器18位于该粘合剂涂敷器16的上游。该粘合剂传感器20位于该粘合剂涂敷器16的上游。例如，作为例如包装组件包装操作的一部分，纸箱或者盒子板坯料的一系列基本上相同的衬底或者工件12通过传送机11经过该敷涂器16顺序地传送。
该敷涂器16包括带有阀门(未示出)的喷射器或者标准组件22，该阀门能够从喷嘴24施放例如热熔性粘合剂的一定量的可施放材料23，而该喷嘴24与该标准组件22的出口液压性地结合。典型的标准组件22为可从俄亥俄州韦斯特莱克的Nordson公司在商业上得到的E401液体粘合剂电子喷枪。本发明设计成该敷涂器系统10可配备有相同于标准组件22的多个单独标准组件(未示出)，每个标准组件22连接到或者共有的或者独立的粘合剂源26，同时每个标准组件22能够把一定量粘合剂23涂敷到工件12上。该多个标准组件22可在与方向14垂直的横向并行或者交错排列。
粘合剂从例如热熔性粘合剂熔融器中的粘合剂源26中抽吸到支撑该敷涂器16的服务区段或者总管28。该总管28包括把粘合剂供应到标准组件22的内部通路(未示出)。该总管28还包括内加热器(未示出)，该内加热器把热传递到该热熔性粘合剂上，以便把该粘合剂保持在它的适当涂敷温度。
该喷嘴24带有槽口或者一或多个孔口，该槽口或者一或多个孔口布置成把一定量的粘合剂23施放到每个单独工件12的表面12a。沿着移动方向14通过该槽口或者孔口涂敷并测定到该工件12之一的一定量粘合剂23的图案，可以是纵向连续珠滴，或者沿着它的长度中断，以形成多个线段，其中每个线段均包括粘合剂不连续一定量。尽管该涂敷材料或者流体被称作热熔性粘合剂，但本发明没有这样限制，而该敷涂器系统10可涂敷例如墨水的其它种类材料、包括冷胶水和环氧树脂的不同类型粘合剂、衬垫材料、密封剂、嵌塞、涂料、焊剂、封装剂和油漆。
下面继续参照图1和2，同样悬置在该传送机11上方的位置探测器18具有这样的视域，该视域足以探测接近敷涂器16的每个工件12基准部存在或者不存在，并产生输出信号。例如，该位置探测器18可探测或者传感每个连续工件12的前沿46或者后沿48，并产生表示对应探测边沿46、48存在的输出信号。该位置探测器18可以是以常规感测模式操作的光学传感器或者光电探测器、电感应传感器、电容传感器或者其它类型的已知传感器。适当的位置探测器18为可从明尼苏达州明尼阿波利斯的Banner工程公司在商业上得到的SM312DB红外传感器。
该敷涂器16与可编程模式或者系统控制装置30接口，并具有在作业线32上把控制信号输出到该敷涂器16上的控制器，用于打开和关闭该标准组件22的阀门。该控制器响应由作业线34上系统控制装置30收到的来自位置探测器18的触发信号而输出这些控制信号。该目标一定量粘合剂23输入到该系统控制装置30，该系统控制装置执行存储的软件算法并包含控制回路，其中该控制回路为敷涂器16配合对敷涂器16产生适合于产生该一定量粘合剂23的模式和/或长度的控制信号。容易看出的是，在这里描述的各种方法和算法可通过例如系统控制装置30的适当编程的处理器(例如微处理器)来执行实现。一般地，该处理器将接收来自存储器或者类似装置的指令，并执行那些指令，由此进行由那些指令规定的处理过程。执行这种方法和算法的程序可利用各种已知的介质储存并传递。该系统控制装置30同样在作业线35上与粘合剂源26的电子仪器连接，用于调节从粘合剂源26抽吸到该敷涂器16的该粘合剂的压力和温度。
该系统控制装置30或者直接或者间接地提供用于驱动把空气压力供应到标准组件22的气动螺线管的电能，以便控制该标准组件22阀门的打开和关闭。被控制的打开和关闭在连续工件12上产生一定量粘合剂23的开始和停止位置42、44(图3)。可选择的是，该系统控制装置30可控制标准组件22的电动螺线管，该螺线管相对于阀座驱动电枢，由此控制来自该喷嘴24的粘合剂流量以及在连续工件12上的涂覆。
该系统控制装置30在作业线38上方电连接编码器36，该编码器36连续地把一串具有与该传送机移动有关的频率的脉冲传递到系统控制装置30上。传送机移动的单位长度的脉冲数目把涉及传送机11和工件12的位移信息传送到该系统控制装置30。每单位时间脉冲数目确定该传送机11的作业线速度，而该性线加速度由在每单位时间速度改变来确定。该编码器36可以是任何种类的常规编码器，例如轴编码器。在一个具体的实例中，该编码器36可以是与传送辊的轴或者与为该传送机11提供动力的电动机输出轴连接的旋转位置传感器。这种旋转位置传感器例如可从爱达荷州Sagle的编码器产品公司在商业上获得。该系统控制装置30与用于控制该传送机11的作业线速度的母机接口。
下面继续参照图1和2，也悬置在该传送机11上的该粘合剂传感器20定位成具有的视域足够探测在工件12表面12a上的一定量粘合剂23的布置。该粘合剂传感器20在作业线40上方为系统控制装置30产生表示涂敷量23的开始和停止位置42、44(图3)的输出信号。尤其是，根据施放粘合剂种类不同，该粘合剂传感器20例如可以是红外线或者热探测器、超声探测器、电容传感器、微波传感器、光学传感器等等传感器。适当的粘合剂传感器20为可从俄亥俄州韦斯特莱克Nordson公司商业上得到的HD100胶水传感器。
根据来自粘合剂传感器20和编码器36的输出信号，该系统控制装置30可确定在一定量粘合剂23的实际开始位置和每个连续工件12的前沿46之间的距离d1以及在该一定量粘合剂23实际停止位置44和前沿46之间的距离d2。可选择的是，例如工件12的后沿48的其它参考点12也可用于确定实际停止和开始位置42、44。当连续工件12通过该传送机11连续地经过该粘合剂涂敷器16传送时，该开始和停止位置42、44在每个工件12上确定。该开始和停止位置42、44分别限定了该一定量粘合剂23的前沿和后沿的位置，而在该开始和停止位置42、44之间的差值限定了沿着移动方向14测定的在该工件12上材料的连续或者间断珠滴的长度。
下面继续参照图1和2，该系统控制装置30电连接例如电阻热敏探测器(RTD)的温度传感器50，其中该电阻热敏探测器监控该敷涂器16或者敷涂器16总管28的温度。被监控的温度代表流过总管28内部通路的粘合剂的温度。该温度传感器50在作业线52上连续地产生表示测量温度的输出信号并把该信号传递到系统控制装置30。
该系统控制装置30同样电连接压力传感器54，而该压力传感器54安装在将粘结剂源26连接总管28的软管56上。该压力传感器54监控在软管56流动的该粘合剂压力。该压力传感器54在作业线58上连续地产生表示监控压力的输出信号并把该信号传递到系统控制装置30。来自该温度传感器50和该压力传感器54的输出信号通过该系统控制装置30被数字化并储存。
该粘合剂涂敷器16、位置探测器18、粘合剂传感器20和系统控制装置构成闭环敷涂器系统的独立部件，其中该闭环敷涂器系统精确地调节在顺序地经过敷涂器16传送的每个工件12表面12a上的一定量粘合剂23的布置。为此，该系统控制装置30获得为通过温度传感器50测量的粘合剂温度、通过压力传感器54探测的粘合剂压力以及通过编码器36测量的作业线速度的函数的，在工件12上一定量粘合剂23相对于选择参考点的实际开始和停止位置42、44。该系统控制装置30可把这些测量的信息储存在数据库中以作日后参考。
参见图3，该系统控制装置30把适合于形成在每个工件12上一定量粘合剂23的编程开始位置60和编程停止位置62进行储存。通过距离d3除以测量到的线速度而给出触发粘合剂涂敷器16在该编程开始位置60开始粘合剂涂覆的开始响应时间(即编程的开始延迟)，其中的距离d3是在由位置探测器18视域和工件12前沿46交叉点限定的第一点和由在从标准组件22排放的粘合剂和工件12间开始接触限定的第二点之间测量的。中止在编程停止位置62上粘合剂涂覆的停止响应时间(编程停止延迟)由距离d3加上一定量粘合剂23的长度除以线速度而确定。该编程开始和停止延迟分别用开始和停止响应时间补偿来修正，这些将在下文中说明。
如果实际测量的一定量粘合剂23位置沿着移动方向14相对于要求的模式偏移，则该系统控制装置30采用响应补偿，或者增加或者减少敷涂器16的响应时间。如果实际的开始位置42没有与该编程开始位置60吻合，则产生开始误差。用于开始响应补偿的值定义为在实际开始位置42和编程开始位置60之间的差值(即启动误差)除以作业线速度。同样地，如果实际的和编程停止位置44、62各自不同，则也产生停止误差。用于停止响应补偿的值定义为在实际停止位置44和编程停止位置62之间的差值(即停止误差)除以作业线速度。
参见图4来描述用于敷涂器系统10的校准程序。该校准程序描述为推导数学关系式，以确定是例如作业线速度、粘合剂压力和粘合剂温度等多个操作参数的函数的开始和停止距离响应补偿。然而，应该理解的是，数学关系式可只对于这些操作参数中一个或者这些操作参数中两个而不是对于这三个操作参数中全部开放的，或者可以对于其他任意操作参数或者参数组、或者单独操作参数或者组合开发的。
在程序块100，该系统控制装置30(图1)检索为一定量粘合剂23(图1)设计的目标或者编程开始和停止位置60、62(图3)。该编程开始和停止位置60、62可代表探测模式或者涂敷到工件12上的实际一定量粘合剂23(图3)。在程序块102，该系统控制装置30调整粘合剂源26(图1)的操作。以在由压力传感器54(图1)探测的第一粘合剂压力(P1)、在由温度传感器50(图1)探测的第一粘合剂温度(T1)，通过软管56把粘合剂流供应到涂敷器16。该系统控制装置30把传送机11(图1)的作业线速度设定成第一作业线速度(V1)，该第一作业线速度由从编码器36(图1)提供到系统控制装置30的输出信号核实。
该系统控制装置30然后指示该敷涂器16把一定量粘合剂23涂敷到从工件12的第一测试采样中的每个工件12。在第一测试采样中工件12的数目是任意的，但以期望提供有统计意义采样而进行数目选择。
在程序块104，粘合剂传感器20测定，在第一粘合剂压力、第一粘合剂温度和第一作业线速度的第一测试采样当中每个工件上该一定量粘合剂23，该实际开始和停止位置42、44。该实际开始和停止位置42、44由粘合剂传感器20发送到系统控制器30。在程序块106，该系统控制装置30把第一测试采样的每个工件12的开始误差确定为实际和编程开始位置差。同样地，该系统控制装置30把对于该第一测试采样的每个工件12的停止误差确定为在该实际和编程停止位置44、62之间的差值。
如果该第一测试采样无效，则程序块108把程序控制返回到程序块102，同时对于在相同作业线速度、压力和温度的工件12的另一个第一测试采样，测量一定量粘合剂23的实际停止和开始位置42、44。重复的第一测试采样的结果可与最初的第一测试采样结果结合，或者必要时，该最初第一测试采样的结果删除。做为选择的是，如果该第一测试采样无效，则该系统控制装置30可放弃该校准程序。如果该统计标准离差或者开始误差和停止误方差任何之一的方差超过相应的预先确定上限，该第一测试采样可确定为在统计上无效。如果该第一测试采样在统计上有效，则对于在第一测试采样中的所有工件12来确定平均开始和停止误差，并通过系统控制装置30储存。程序块108然后把程序控制转向程序块110。
继续参考图4。在程序块110中，该系统控制装置30把传送机11的作业线速度设定为不同于第一作业线速度的第二作业线速度(V2)，该第二作业线速度由从编码器36提供给系统控制装置30的输出信号核对。在该第一测试采样期间，该粘合剂压力和粘合剂温度在设定值保持不变。系统控制装置30指示敷涂器16把一定量粘合剂23涂敷到工件12第二测试采样中的每个工件12。在第二测试采样中工件12的数目是任意的，但以期望提供有统计意义采样而进行数目选择。
在程序块112，在第一粘合剂压力、第一粘合剂温度和第二作业线速度，该粘合剂传感器20探测在第二测试采样中每个工件12上一定量粘合剂23的实际开始和停止位置42、44。该粘合剂传感器20把该一定量粘合剂23的实际开始和停止位置42、44发送到该系统控制装置30。在程序块114，该系统控制装置30把对于第二测试采样的每个工件12的开始误差确定作为在实际和编程开始位置42、60之间的差值，并把每个工件12的停止误差确定作为在该实际和编程停止位置44、62之间的第二测试采样差值。
如果第二测试采样统计上无效，则程序块116把程序控制返回到程序块112，同时对于工件12的另一个第二测试采样，测量一定量粘合剂23的实际停止和开始位置42、44。重复的第二测试采样的结果可与该最初第二测试采样结果结合，或者该最初第二测试采样的结果可被删除。做为选择的是，该系统控制装置30可放弃校准程序。与用于第一测试采样的过程类似，如果在该启动和停止误差中统计方差超过相应的预先确定上限，则该第二测试采样确定为无效。如果该第二测试采样在统计上有效，则确定对于第二测试采样的平均开始和停止误差，并系统控制装置30储存，同时程序块116把程序控制转向程序块118。
在程序块118，该系统控制装置30以开始误差的数学关系式，建立该开始响应补偿，其中该启动误差是对于恒定粘合剂温度与压力的作业线速度的函数。利用通过该第一测试采样的平均开始误差和第二测试采样的平均开始误差确定的两个数据点，确定该数学关系式。该系统控制装置30同样地把该停止响应补偿建立成数学关系式，该数学关系式把停止误差与对于恒定温度和压力的作业线速度相关联。利用该第一测试采样的平均停止误差和第二测试采样的平均停止误差定义的两个数据点，确定该数学关系式。
该系统控制装置30储存该数学关系式以备使用，其中该数学关系式为对作为作业线速度函数的启动和停止响应补偿导出的。该系统控制装置30同样把在两个作业线速度中每一的单独和/或平均开始和停止误差储存在三维(即作业线速度、粘合剂压力、粘合剂温度)数据矩阵或者数据库中，以备将来之用。本领域普通技术人员可以理解的是，很容易采用描述那些的替代数据库结构，同时除了数据库以外的其它存储器结构也很容易采用。程序控制然后转向程序块120。
用于开始和停止响应补偿的数学关系式是，每个对于两个不同作业线速度分别由开始和停止误差的线性回归而确定的直线，该直线以斜率和Y截距为特征。通过重复在程序块110-118中步骤，对于附加作业线速度，可重复该校准程序的作业线速度部分。在每个情况中，该选择的作业线速度将不同于其它的校准作业线速度。通过曲线拟合在每个不同作业线速度的平均开始和停止误差给出补充的数据点，该数据点对于使启动和停止响应补偿的数学关系式参数化是有用的，其中每个数学关系可以是线性或者非线性的。
继续参考图4。在程序块120中，该系统控制装置控制30把粘合剂压力设定为不同于第一粘合剂压力的第二粘合剂压力(P2)，该第二粘合剂压力由从压力传感器54提供给系统控制装置30的输出信号核对。该作业线速度和粘合剂温度分别在第二作业线速度和第一粘合剂温度保持不变。系统控制装置30指示敷涂器16把一定量粘合剂23涂敷到工件12的第三测试采样中每个上。在该第三测试采样中工件12的数目是任意的，但以期望提供有统计意义采样而进行数目选择。
在程序块122，在第二粘合剂压力、第一粘合剂温度和第二作业线速度，该粘合剂传感器20探测在第三测试采样中每个工件12上一定量粘合剂23的实际开始和停止位置42、44。该粘合剂传感器20把该一定量粘合剂23的实际开始和停止位置42、44发送到该系统控制装置30。在程序块124，该系统控制装置30把在该第三测试采样对于每个工件12的启动误差确定作为在该实际和编程开始位置42、60之间的差值。同样地，该系统控制装置30把对于该第三测试采样的每个工件12的停止误差确定作为在该实际和编程停止位置44、62之间的差值。
如果第三测试采样统计上无效，则程序块126把程序控制返回到程序块122，同时对于工件12的另一第三测试采样，测量一定量粘合剂23的实际停止和开始位置42、44。最初的第三测试采样的结果可与该重复的第三测试采样结果结合，该最初第三测试采样的结果可被删除，或者该系统控制装置30可放弃该校准程序。与用于第一和第三测试采样的过程类似，如果在该启动和停止误差中统计方差超过相应的预先确定上限，则该第三测试采样确定为无效。
如果该第三测试采样在统计上有效，则系统控制装置30确定并储存对于第三测试采样的平均开始和停止误差，同时程序块126把程序控制转向程序块128。在程序块128，该系统控制装置30把该开始响应补偿建立为涉及开始误差的数学关系式，即是对于恒定作业线速度与粘合剂温度的粘合剂压力的函数。利用通过该第二测试采样的平均开始误差和第三测试采样的平均开始误差定义的两个数据点，确定该数学关系式。该系统控制装置30同样地把该停止响应补偿建立成这样的数学关系式，该数学关系式把停止误差与对于恒定作业线速度和粘合剂温度的粘合剂压力相关。利用通过该第二测试采样的平均停止误差和第三测试采样的平均停止误差定义的两个数据点，确定该数学关系式。
该系统控制装置30储存该数学关系式以备将来之用，其中该数学关系式是作为粘合剂压力函数，用于开始和停止响应补偿导出的。该系统控制装置30还在该数据矩阵中储存在两个粘合剂压力中每一个下的单独和/或平均开始和停止误差，以备将来之用。程序控制然后转向程序块130。
用于开始和停止响应补偿的数学关系式是直线，对于两个不同粘合剂压力，每条直线分别通过来自该开始和停止误差的线性回归确定，该直线以斜率和Y截距为特征。通过重复在程序块120-128中步骤，对于附加粘合剂压力，可重复该校准程序的粘合剂压力部分。在每个情况中，该选择的粘合剂压力将不同于其它的校准粘合剂压力。在每个不同粘合剂压力的平均开始和停止误差通过曲线拟合构成补充数据点，该数据点对于使该数学关系式参数化是有用的，其中数学关系式是线性或者非线性的。
继续参考图4。在程序块130中，该系统控制装置控制30把粘合剂温度设定为不同于第一粘合剂温度的第二粘合剂温度(T2)，该第二粘合剂温度由从温度传感器50提供给系统控制装置30的输出信号核对。该作业线速度和粘合剂压力在第二作业线速度和第二粘合剂压力保持不变。系统控制装置30指示敷涂器16把一定量粘合剂23涂敷到工件12的第四测试采样中每个上。在该第四测试采样中工件12的数目是任意的，但以期望提供有统计意义采样进行数目选择。
在程序块132，在第二粘合剂压力、第二粘合剂温度和第二作业线速度，该粘合剂传感器20探测在第四测试采样中每个工件12上一定量粘合剂23的实际开始和停止位置42、44。该粘合剂传感器20把该一定量粘合剂23的实际开始和停止位置42、44发送到该系统控制装置30。在程序块134，该系统控制装置30把在该第四测试采样对于每个工件12的开始误差确定作为在该实际和编程开始位置42、60之间的差值。同样地，该系统控制装置30把对于该第四测试采样的每个工件12的停止误差确定作为在该实际和编程停止位置44、62之间的差值。
如果该第四测试采样统计上无效，则程序块136把程序控制返回到程序块132，同时对于工件12的另一第四测试采样，测量一定量粘合剂23的实际停止和开始位置42、44。重复的第四测试采样的结果可与该最初第四测试采样结果结合，或者该最初第四测试采样的结果可被删除。做为选择的是，该系统控制装置30可放弃校准程序。与用于先前测试采样的过程类似，如果在该开始和停止误差中统计方差超过相应的预先确定上限，则该第四测试采样确定为无效。
如果该第四测试采样在统计上有效，则通过系统控制装置30确定并储存对于第四测试采样的平均开始和停止误差，同时程序块136把程序控制转向程序块138。在程序块138，该系统控制装置30建立，是对于恒定作业线速度与粘合剂压力的粘合剂温度的函数的为开始误差的数学关系式的该开始响应补偿。利用通过该第三测试采样的平均启动误差和第四测试采样的平均启动误差定义的两个数据点，确定该数学关系式。该系统控制装置30同样地把该停止响应补偿建立成数学关系式，该数学关系式是对于恒定作业线速度和粘合剂压力的粘结剂温度的停止误差数学关系式。利用通过该第三测试采样的平均停止误差和第四测试采样的平均停止误差定义的数据点，确定该数学关系式。
该系统控制装置30储存粘结剂压力函数的该开始和停止响应补偿的数学关系式以备将来之用。该系统控制装置30还在该数据矩阵中储存在两个粘合剂温度中每一个下的单独和/或平均开始和停止误差，以备将来之用。程序控制然后转向程序块140，同时校准结束，除非可测量和考虑另外的操作参数，以提供用于开始和停止响应补偿的数学关系式。
用于开始和停止响应补偿的数学关系式是直线，对于两个不同粘合剂温度，每条直线分别通过来自该开始和停止误差的线性回归而确定，该直线以斜率和Y截距为特征。通过重复在程序块130-138中步骤，对于另外的粘合剂温度，可重复该校准程序的粘合剂温度部分。在每个情况中，该选择的粘合剂温度将不同于其它的校准粘合剂温度。在每个不同粘合剂压力的平均开始和停止误差给出补充数据点，该数据点可用于曲线拟合以使该数学关系式参数化，其中该数学关系式是线性或者非线性的。
从该校准程序导出的信息和数学关系式可备将来把一定量粘合剂23涂敷到连续的工件12上而使用。该敷涂器系统10可根据作业线速度、粘合剂温度、粘合剂压力或者这些操作参数任何组合而修正测量的开始和停止误差。
参见图5，确定开始距离响应补偿和停止距离响应补偿，用于一定量粘合剂23施放到每个工件12上(图1)，以对于在作业线速度上的变化进行修正。以下描述同样地适用于根据其他操作参数来预测在该释放一定量粘合剂23上粘合剂位置，这些操作参数例如为粘合剂温度、粘合剂压力、这些操作参数中两者、或者这两个操作参数任何之一或者两者与作业线速度任何组合。该开始和停止距离补偿根据有关的操作参数变化速率预测。
在程序块150中，当位置探测器18探测到达工件12的前沿46(图1)时，启动用于确定该适当开始和停止响应补偿的程序，并供应输出信号以触发系统控制装置30(图1)。在程序块152中，该系统控制装置30接收来自该编码器36(图1)的表示工件12的作业线速度的信号。该系统控制装置30然后根据两个测量的作业线速度在材料一从该敷涂器16排放的瞬时预测作业线速度，其中考虑了自从在先前或者甚至更早施放循环期间进行的最后一次作业线速度测量以来作业线速度变化速率(即加速度)。例如，加速度可根据该作业线速度的第一和第二值，以及用于预测在材料从该敷涂器16排放或者排放材料撞击到该工件12的未来时刻的作业线速度的，恒加速度的直线运动的经典公式来计算。
在大约测量作业线速度同时，分别利用该粘合剂温度与压力传感器50、54来测量粘合剂温度与压力。该系统控制装置30还可在前施放循环期间分别根据粘合剂温度和粘合剂压力，以及自从先前或者甚至更早施放循环在该粘合剂压力或者粘合剂温度中任何之一变化率，来预测粘合剂温度和/或粘合剂压力。
在程序块154，该系统控制装置30确定在预测速度、测量粘合剂温度和测量粘合剂压力下该开始响应补偿和该停止响应补偿。通过该系统控制装置30确定的开始响应补偿等于在该校准程序期间对于作业线速度、粘合剂压力和粘合剂温度的开始响应补偿独立分量之和。因此，该开始响应补偿为以下之和，即在预测作业线速度估计的启动时间响应补偿的作业线分速度、在该测量粘合剂压力下估计的开始时间响应补偿的粘合剂压力分量、以及在该测量粘合剂温度下估计的开始时间响应补偿的粘合剂温度分量。每个分量可估计成从曲线拟合导出的对应数学关系式计算出的值，或者通过在数据矩阵对应表中查询(可能用内插法)。
同样地，通过该系统控制装置30确定的停止响应补偿等于用于在校准程序期间确定的作业线速度、粘合剂压力和粘合剂温度的停止响应补偿的独立分量之和。因此，该停止响应补偿为以下之和，即在预测作业线速度估计的停止时间响应补偿的作业线速度分量、在该测量粘合剂压力下估计的停止时间响应补偿的粘合剂压力分量、以及在该测量粘合剂温度下估计的停止时间响应补偿的粘合剂温度分量。每个分量可估计成从从曲线拟合导出的对应数学关系式计算出的值，或者通过在数据矩阵对应表中查询(可能用内插法)。
如上所述，该开始和停止响应补偿也可考虑在如上所述该粘合剂压力和/或该粘合剂温度以及在作业线速度上的变化率。例如，如果考虑作业线速度变化率和粘合剂压力，则将在该预测作业线速度、该预测粘合剂压力和该测量粘合剂温度下估计该开始和停止响应补偿。
通过系统控制装置30确定的该开始响应补偿修正成考虑通过该粘合剂传感器20(图1)响应时间引入的任何延迟。具体地说，该粘合剂传感器20具有从传感器20开启而需要的时间造成的开启时间延迟，该延迟从该开始响应补偿值中减去。同样地，通过系统控制装置30确定的该停止响应补偿还修正成考虑通过该粘合剂传感器20的响应时间引入的任何延迟。具体地说，该粘合剂传感器20具有从传感器20关闭需要的时间造成的关闭时间延迟，该延迟从停止响应补偿值中减去。一般地不相等的开启时间延迟和关闭时间延迟的大小取决于该粘合剂传感器20的类型和特性。
本领域普通技术人员应该理解的是，开始和停止补偿可利用测量或者预测的作业线速度任何之一来估计成时间，或者可转换为距离。
在程序块156，该系统控制装置30通过把测量的粘合剂压力与允许粘合剂压力范围比较来核对该粘合剂压力是有效的。例如，无效的粘合剂压力可从例如阻塞喷嘴24(图2)的高压事件中造成，或者从例如在该粘合剂源26(图1)的泵故障的低压事件中造成。如果该粘合剂压力有效，则控制转向程序块158。在程序块158，该系统控制装置30通过把测量的粘合剂温度与允许粘合剂温度范围比较来核对该粘合剂温度是有效的。
如果该粘合剂温度有效，则程序块158把控制转到程序块160，在该程序块160，该系统控制装置30通过把该预测作业线速度与允许作业线速度范围比较来核对该作业线速度是有效的。例如，无效的作业线速度可从有故障的编码器36(图1)或者编码器36震动造成。如果该粘合剂温度、粘合剂压力中任何之一或者作业线速度是无效的，则分别通过程序块156、158和160中任何之一，控制转向其中设置过程误差标记的程序块157。如果对于足够数量的连续工件12，控制转向程序块157，则该系统控制装置30可指示支持该敷涂器系统10的母设备，以停止作业线生产，从而该问题可得到评估。另外，转向程序块157被认为异常的，同时控制返回到程序块150以等待另一个工件12。
在程序块162，该系统控制装置30从该编程开始延迟中减去该开始响应补偿，以确定通过该系统控制装置30使用的计算的启动延迟，以在从该位置探测器18接受到该输出信号后启动敷涂器16的粘合剂涂覆。同样地，该系统控制装置30从该编程启动延迟中减去该停止响应补偿，以确定通过该系统控制装置30使用的计算的停止延迟，以中止来自敷涂器16的粘合剂涂覆。利用测量或者预测的作业线速度，该开始和停止延迟可从距离转换成时间。在程序块164，利用用于开始和中止粘合剂施放的该开始和停止延迟，该敷涂器16把一定量粘合剂23涂敷到工件12，并且控制返回到程序块150，以等待另一个工件12。
参见图6，图中示出了用于动态地更新包含在该数据矩阵内该开始和停止误差以及调整该数学关系式的程序。在根据作业线速度进行更新方面进行描述的该更新过程，也同样地适用于基于其它的操作参数的更新，这些参数例如为粘合剂压力或者粘合剂温度。
在程序块170启动该动态补偿程序，并可与图5详细说明的该开始响应补偿和停止响应补偿程序一起同时运行。在程序块172，该系统控制装置30核对该作业线速度、粘合剂温度和粘合剂压力处于适合于粘合剂涂覆合适的范围内。如果这些参数是无效的，系统控制装置30(图1)把控制返回到程序块170并等候接受下一个工件12(图1)的该作业线速度、粘合剂温度和粘合剂压力。如果这些参数有效，系统控制装置30把控制转向程序块174。
在程序块174，该系统控制装置30把对于工件12的开始误差确定作为在该实际和编程开始位置42、60(图3)之间的差值。控制转向其中控制器确定该开始误差是否是负值的程序块176。如果该开始误差是负值，则控制转向程序块178。在程序块178，该系统控制装置30把该开始响应补偿降低到零，或者取消该负值开始误差，把新开始响应补偿储存在该数据矩阵，同时把控制转向程序块184。如果该启动误差不是负值，则控制通过程序块176转向程序块180。
在程序块180，该系统控制装置30确定该开始误差是否是正值。如果该开始误差不是正值，则控制通过程序块180转向程序块184。如果该开始误差是正值，则控制转向程序块182。在程序块182，该系统控制装置30把该开始响应补偿增加到零，或者取消该正值开始误差，以适当的粘合剂压力、粘合剂温度和作业线速度把新开始响应补偿储存在数据矩阵中。控制转向程序块184。当然，如果该开始误差为零，则该开始响应补偿无变化或者更新发生。
在程序块184，该系统控制装置30把对于工件12的停止误差确定作为在该实际和编程停止位置44、62(图3)之间的差值。控制转向其中系统控制装置30确定该停止误差是否是负值的程序块186。如果该停止误差是负值，则控制转向程序块188。在程序块188，该系统控制装置30把该停止响应补偿降低到零，或者取消该停止误差，并把该新停止响应补偿储存在该数据矩阵中。控制然后返回到程序块170，以迎候下一个工件12。如果该停止误差不是负值，则控制通过程序块186转向程序块190。
在程序块190，该系统控制装置30确定该停止误差是否是正值。如果该停止误差不是正值，则控制通过程序块190转向程序块192。如果该停止误差是正值，则控制转向程序块170，以等待下一个工件12。在程序块192，该系统控制装置30把该停止响应补偿增加到零，或者取消该停止误差并把该新停止响应补偿储存在该数据矩阵误差中。可分别利用停止误差和开始误差或者累积停止和开始误差，重新确定或者更新决定该停止响应补偿和/或该开始响应补偿的该数学关系式。控制转向程序块170，以等待候下一个工件12。当然，如果该停止误差是零，则不发生该停止响应补偿的变化或者更新。
尽管已通过各种实施例的描述示出了本发明，以及尽管非常详细地描述了这些实施例，但申请人不想限制所附权利要求范围或者以任何方式限定到这样的细节中。对于本领域那样技术人员来说，其他优点和改型是容易实现的。因此，在较宽方面的本发明不限于示出和描述的细节、典型方法以及说明性的例子。因此，在不脱离本申请人的一般发明构思的范围或精神的前提下，可偏离这些细节。
权利要求
1.一种用于操作施放系统的方法，其中该系统具有有一个探测点的位置探测器和有一个在该探测点下游的涂敷点的敷涂器，该方法包括沿着经该探测点和该涂敷点的路径传送工件；测量该施放系统操作参数的第一数值；在测量该操作参数第一值后，在该探测点探测该被传送工件的存在；在探测到被传送工件后且在材料从该敷涂器排放前，测量该操作参数的第二数值；从所测量的操作参数的第一和第二数值，预测该操作参数的第三数值；基于该操作参数的第三数值确定从敷涂器开始施放材料的启动时间，该启动时间自探测到被传送工件的存在开始起算；以及自施加点上向被传送工件随后进行施加的第一时间开始从该敷涂器施放一定量的材料。
2.如权利要求1所述的方法，其中该操作参数为该第一被传送工件的作业线速度，而测量第二数值还包括感测该被传送工件传送的该作业线速度。
3.如权利要求1所述的方法，其中该操作参数为该施放材料的温度，而测量第二数值还包括感测要施放到该被传送工件上该材料的温度。
4.如权利要求1所述的方法，其中该操作参数为该施放材料的压力，而测量第二数值还包括感测要施放到该被传送工件上该材料的压力。
5.如权利要求1所述的方法，其中该施放量具有在该材料与该工件初次接触点上的开始位置，而确定开始时间还包括参照包含多个可能的开始响应补偿的数据库，其中每个可能的开始响应补偿是在操作参数的多个数值中的对应的那一个上估计的；从可能的开始响应补偿中将一个开始响应补偿内插到该第三数值；以及通过将该工件上的该开始位置传送到该涂敷点所需要的时间减去该开始响应补偿，从而预测该开始时间。
6.如权利要求5所述的方法，其中该施放材料在该被传送工件上具有前沿，并还包括测量该施放材料的前沿相对于在该工件上参考点的位置；以及把测量位置与目标位置进行比较，以确定在该操作参数的第三值的位置误差。
7.如权利要求6所述的方法，还包括从该位置误差确定出该开始响应补偿的新数值；以及把用于该开始响应补偿的新数值，作为与该操作参数的第三数值相关的项，储存在包含多个可能的开始响应补偿的该数据库中。
8.如权利要求1所述的方法，其中该施放量具有在该材料与该工件初次接触点上的开始位置，而确定开始时间还包括从把该开始响应补偿与该操作参数相关的数学关系式中，确定在该操作参数的第三数值的开始响应补偿；以及通过将该工件上的该开始位置传送到该涂敷点所需要的时间减去该开始响应补偿，从而预测该开始时间。
9.如权利要求8所述的方法，其中该施放材料在该被传送工件上具有前沿，并还包括测量该施放材料的前沿相对于在该工件上参考点的位置；以及把测量位置与目标位置进行比较，以确定在该操作参数的第三值的位置误差。
10.如权利要求9所述的方法，还包括利用在该操作参数的第三值上的位置误差重新估计该数学关系式。
11.如权利要求1所述的方法，还包括基于该操作参数的第三数值确定中止从该敷涂器施放材料的停止时间，该停止时间自探测到被传送工件存在开始起算；以及在该停止时间，停止从该敷涂器材料的施放，以在停止位置，中止在该涂敷点向该被传送工件上涂敷材料。
12.如权利要求11所述的方法，其中该施放量具有在该材料与该工件初次接触点上的开始位置、停止位置和在该开始和停止位置之间延伸的长度，以及确定该停止时间还包括参照包含多个可能的停止响应补偿的数据库，其中在用于操作参数的多个数值中对应的那一个上估计每个停止响应补偿；从可能的停止响应补偿中将一个停止响应补偿内插到该第三数值；以及通过将该工件上的该停止位置传送到该涂敷点所需要的时间减去该停止响应补偿，从而预测该停止时间。
13.如权利要求12所述的方法，其中该施放材料在该被传送工件上具有前沿，并还包括测量该施放材料的前沿相对于在该工件上参考点的位置；以及把测量位置与目标位置进行比较，以确定在该操作参数的第三值的位置误差。
14.如权利要求13所述的方法，还包括从该位置误差中确定用于该停止响应补偿的新数值；以及把用于该停止响应补偿的新数值，作为与该操作参数的第三数值联系的项，储存在包含多个可能的停止响应补偿的该数据库中。
15.如权利要求11所述的方法，其中该施放量具有在该材料与该工件初次接触点上的开始位置、停止位置和在该启动和停止位置之间延伸的长度，以及确定该停止时间还包括从把该停止响应补偿与该操作参数相关的数学关系式中，确定在该操作参数的第三数值的停止响应补偿；以及通过将该工件上的停止位置传送到该涂敷点所需要的时间减去该停止响应补偿，从而预测该停止时间。
16.如权利要求15所述的方法，其中该施放材料在该被传送工件上具有前沿，并还包括测量该施放材料的前沿相对于在该工件上参考点的位置；以及把测量位置与目标位置进行比较，以确定在该操作参数的第三值的位置误差。
17.如权利要求16所述的方法，还包括利用在该操作参数的第三值来重新估计该数学关系式。
18.一种用于校准施放系统的方法，其中该系统具有有一个探测点的位置探测器和有一个在该探测点下游的涂敷点的敷涂器，该方法包括在工件上指定接收一定量的材料的目标开始位置；在经该探测点和该涂敷点的方向上，传送多个工件，其中该施放系统操作参数设定成多个数值中对应的那一个；把一定量的材料施放到每个被传送工件上；测量施放到被传送工件中每个上一定量材料的实际开始位置；把在每一被传送工件上目标和实际开始位置进行比较，以得到在每一被传送工件上施放的一定量材料的开始误差；以及导出用于开始响应补偿的数学关系式，该数学关系式把该开始误差描述为与该操作参数的函数。
19.如权利要求18所述的方法，其中该操作参数为每一被传送工件的作业线速度，并还包括把该作业线速度设定为在把对应量材料施放前该作业线速度数值中对应之一，在该速度，每一被传送工件经过该涂敷点传送。
20.如权利要求18所述的方法，其中该操作参数为该施放材料的温度，并还包括把要施放到每一被传送工件上的材料温度设定为在施放对应量材料前材料温度数值中对应之一。
21.如权利要求18所述的方法，其中该操作参数为该施放材料的压力，并还包括把要施放到每一被传送工件上的材料压力设定为在施放对应量材料前材料压力数值中对应之一。
22.如权利要求18所述的方法，还包括在工件上指定接收该一定量的材料的目标停止位置；测量施放到被传送工件中每个上一定量材料的实际停止位置；把在每一被传送工件上目标和实际停止位置进行比较，以得到用于施放的一定量材料的停止误差；以及导出用于停止响应补偿的数学关系式，该数学关系式把该停止误差描述为与该操作参数的函数。
23.如权利要求22所述的方法，其中导出该开始响应补偿的数学关系式还包括在数据库中储存作为该操作参数函数的开始误差。
全文摘要
本发明涉及用于操作材料施放系统的方法。该方法包括测量施放系统的例如作业线速度、材料压力或者材料温度的操作参数数值，以预测该操作参数将来数值。该操作参数预测数值用来精确地确定开始时间，该开始动时间从探测到经过该施放系统敷涂器传送的工件存在开始测量，在该时间，启动从该敷涂器对材料的施放。本发明还提供一种校准程序，用于导出确定该操作参数预测数值的数学关系式。
文档编号B05C11/10GK1692991SQ20051006872
公开日2005年11月9日 申请日期2005年4月29日 优先权日2004年4月30日
发明者马丁·戈安, 史蒂文·朱利昂 申请人:诺信公司