用于将液体或粘性材料分配到基板上的系统和方法与流程

本申请要求于2016年6月8日提交的美国专利申请第15/176,570号的优先权，其通过引用被整体并入本文中。

本公开总体涉及分配液体或粘性材料，更特别地，涉及用于将液体或粘性材料分配到基板上的系统和方法。

背景技术：

许多工业涂敷需要将液体或粘性材料离散地、界限分明地且均匀地涂敷到基板的预定区域。这种材料涂敷在各种过程中非常有用，例如在如电子电路板的非均匀或不规则基板上的保形涂层。特别地，保形涂层材料被用于保护所选择的电路板部件免受湿气、尘埃等的影响。在其中这种材料涂敷是有用的其它过程包括液体分配过程，例如粘合剂分配过程。

为了将液体或粘性材料涂敷到基板，分配系统可以具有控制器，该控制器根据预定的控制程序来指导机械臂和附接上的涂敷器的移动和操作。通常根据其上要被分配材料的基板的特定要求来准备控制程序，例如需要材料的基板的各个区域、其尺寸、待涂敷材料的必要量等。然而，生成控制程序存在各种挑战。例如，控制程序对于实际基板及其部件应该是精确的。此外，控制程序应考虑基板的三维轮廓，例如在电路板上竖直突出的电子部件。无法考虑三维轮廓可能会导致涂敷器与基板的部件发生碰撞，由此，最好的情况是中断分配过程，或者最坏的情况是损坏部件和/或涂敷器。

一种生成控制程序的先前方法是技术员手动创建控制程序。该方法缓慢且低效，这是不期望的。另一种生成控制程序的先前方法包括导入cad(计算机辅助设计)模型或基板的其它详细数字模型，并使用该模型生成控制程序。然而，由于需要大量的时间和财务开销来维护用于各种类型的其上可以被分配材料的基板的多个cad模型的库，所以该方法已被证明是不能令人满意的。因此，需要一种改进的系统和方法，用于生成用于将液体或粘性材料分配到基板的控制程序。

技术实现要素：

本文中公开了用于将液体或粘性材料分配到基板上的系统和方法。在一个实施例中，一种定位分配系统的涂敷器(该涂敷器被构造用以将液体或粘性材料分配到电子基板上)的方法包括使用以通信的方式连接到分配系统的相机来生成电子基板的二维图像。基于电子基板的二维图像来标识电子基板的第一集合的一个或多个子区域，所述一个或多个子区域的第一集合具有突出到电子基板的表面的上方的一个或多个部件。该方法还包括使用与具有所述一个或多个部件的所述一个或多个子区域相关的高度信息来确定用于分配系统的控制程序，以相对于电子基板定位涂敷器并将液体或粘性材料分配到电子基板上。

在另一个实施方式中，一种定位分配系统的涂敷器(该涂敷器被构造用以将液体或粘性材料分配到电子基板上)的方法包括使用高度传感器来确定电子基板的多个区域中的每一个区域的高度值。基于电子基板的多个区域中的每一个区域的高度值来生成电子基板的高度图。该方法还包括基于所述高度图来确定用于分配系统的控制程序，以相对于电子基板定位涂敷器，从而将液体或粘性材料分配到电子基板上。

在另一个实施方式中，一种定位分配系统的涂敷器(该涂敷器被构造用以将液体或粘性材料分配到电子基板上)的方法包括使用以通信的方式连接到分配系统的相机来生成电子基板的二维图像。使用高度传感器来生成电子基板的高度图。基于所述二维图像和所述高度图来生成电子基板的三维表示。该方法还包括基于所述三维表示来确定用于分配系统的控制程序，以相对于电子基板定位涂敷器，从而将液体或粘性材料分配到电子基板上。

附图说明

当结合附图阅读时，会更好地理解以下详细描述。出于说明的目的，附图中示出了示例；然而，主题不限于所公开的具体元件和手段。

图1示出了根据实施例的计算机控制分配系统的示意图；

图2示出了根据实施例的示例性数据流的框图；

图3示出了根据实施例的示例性方法的流程图；

图4示出了根据实施例的示例性基板的俯视图；

图5示出了根据实施例的基板的示例性二维图像；

图6示出了根据实施例的示例性基板的俯视图；

图7示出了根据实施例的示例性方法的流程图；

图8示出了根据实施例的示例性高度图；

图9示出了根据实施例的示例性方法的流程图；并且

图10示出了根据实施例的示例性三维表示。

具体实施方式

参照图1，分配系统10可以被用于将例如液体保形涂层材料或液体粘合剂的液体或粘性材料(下文中称为“材料”)涂敷到一系列基板，例如代表性基板12。尽管将本文中描述了代表性分配系统10的操作，但本领域技术人员将理解，可以使用各种其它分配系统来完成下面描述的方法。分配系统10可以是例如能够从asymtek(carlsbad，ca)商购的modelsc-105、sc-205或sc-400保形涂层涂敷器。

在代表性实施例中，分配系统10包括多轴机电定位器或机械手14以及与机械手14联接的液体或粘性材料涂敷器16。例如，涂敷器16可以从基板12上方的机械手14悬挂下来或附接到机械手14。在一个实施例中，机械手14适应于在x-y-z笛卡尔坐标系内限定的方向上移动或定位涂敷器16，以提供三个自由度。机械手14包括以已知方式联接到可独立控制的马达(未示出)的驱动器。由机械手14来相对于基板12操纵涂敷器16，用于将大量的材料涂敷到基板12的所选区域。在替代实施例中，移动基板12而保持涂敷器16静止。例如，代替涂敷器16与机械手14联接，机械手14或定位器可以被构造用以移动基板12。例如，可以将基板12放置在机械手14上或以其它方式与机械手14可拆卸地联接。在共同转让的美国专利第8,944,001号中描述了一个这样的机械手14或定位器，该专利通过引用被整体并入本文中。在另一个替代实施例中，基板12和涂敷器16都相对于彼此移动。这样的实施例可以包括两个机械手14，一个机械手14用于移动涂敷器16，而另一个机械手14用于移动基板。因此，应当理解，本文中所述的关于涂敷器16相对于基板12的定位的原理同等适用于无论是涂敷器16相对于静止的基板12移动，基板12相对于静止的涂敷器16移动或者是基板12和涂敷器16都相对于彼此移动。

分配系统10还包括相机62和高度传感器64，分配系统10被定位成使得相机62可以生成基板12的二维图像，并且高度传感器64可以收集基板12和基板12的突出的部件的高度数据。在一个方面，相机62和/或高度传感器64可以被定位在机械手14上。以类似于机械手14移动涂敷器16的方式，机械手14可以在xyz笛卡尔坐标系内限定的方向上定位或移动相机62和/或高度传感器64，以给予相机62和高度传感器64三个移动度。如本文中将进一步讨论的，机械手14可以在关于基板12而限定的一系列区域上依次移动相机62和/或高度传感器64，以收集图像数据和/或高度数据。在一些方面，相机62和/或高度传感器64被定位在涂敷器16上。在其它方面，分配系统10还可以包括第二机械手或第三机械手14，每个机械手14均可以包括并定位一个或多个相机62和/或高度传感器64。例如，第一机械手14可以定位涂敷器16，并且第二机械手14可以定位相机62和高度传感器64。

高度传感器64可以包括例如激光高度传感器、机械高度传感器、坐标测量机(cmm)、相机或者用于测量高度传感器64与基板12之间的距离和/或基板12的一部分从基板12的其它部分(例如水平表面)竖直突出的距离的其它系统。在一个方面，高度传感器64和相机62可以被集成在单个传感器或设备中，该单个传感器或设备被构造用以不仅获得基板12的二维图像也收集基板12上的高度数据。

可编程控制器18协调分配系统10的移动和致动。控制器18可以是可编程逻辑控制器(plc)、基于微处理器的控制器、个人计算机或者是如本领域普通技术人员所理解的能够执行本文中所述的功能的其它常规控制设备。例如，如下面详细描述的，控制器18可以执行涉及基于二维图像、高度图和/或三维表示而生成控制程序的各种方法。人机接口(hmi)设备19以已知的方式可操作地连接到控制器18。hmi设备19可以包括输入设备和控制件，如键盘、按钮、控制旋钮、触摸屏等，并且包括输出设备，如显示器和其它视觉指示器，由操作者使用hmi设备19来控制控制器18的操作，从而控制分配系统10的操作。hmi设备19还可以包括音频输出设备，例如扬声器，通过该音频输出设备可以将音频警报传达给操作者。

基板12以与涂敷器16成操作关系的方式被支撑，并且材料被涂敷器16涂敷到每个基板12上的所选区域上。根据分配涂敷，一系列基板12可以具有以批量模式分配在其上的材料。可替代地，可以在自动传送机20上将基板12连续地运输通过涂敷器16。传送机20具有常规设计，此外还可以具有能够调整的宽度，以容纳不同尺寸的基板12。传送机20还可以包括气动操作的提升和锁定机构(未示出)，传送机20接收来自传送机控制器22的命令信号。此外，可以将传送机20与机械手14集成，该机械手14被构造用以提供基板12相对于涂敷器16的三维定位。

基板12中的每一个均可以具有被布置在基板12的大致水平的表面上的多个部件，这些部件中的一些部件可以从基板12的水平表面竖直地突出。例如，印刷电路板(pcb)的基板12可以包括从pcb的表面竖直突出的多个电子部件。这些部件可以包括例如电阻器、晶体管、电容器、电感器、二极管、导线和导电迹线。pcb的部件也可以包括各种连接器、插头或插座。可以期望将诸如保形涂层的材料涂敷到基板12的一个或多个部件上，而留下基板12的其它部分未被涂覆或被涂覆有不同(例如较小)厚度的涂层。应当理解，在本文中术语“基板”的任何使用在意思上不限于基板的整个或整体，而是还应被理解为意指基板的任何部分、区段或子集。

图4示出了作为基板12的一个简化示例的、在其上具有各种部件的基板412的俯视图。基板412包括连接器402a至402c、晶体管406a至406c、电容器408和电阻器410a至410d。导电迹线404将连接器402a至402c与晶体管406a至406c连接。出于在本文中进一步讨论的目的，利用叠加上的二维网格区域或单元在图4中描绘基板412。区域或单元沿x轴被标识为1至32，沿y轴被标识为a至z。

再次参考图1，涂敷器16与涂敷器控制器24电联接，涂敷器控制器24提供了控制涂敷器16的操作的命令信号。运动控制器26通过通信链路21与机械手14电联接。螺线管34通过通信链路23与运动控制器26电联接。传送机控制器22和运动控制器26也通过相应的通信链路25、27与控制器18电联接。运动控制器26通过通信链路29与传送机控制器电联接。因此，用于分配系统10的可编程控制系统包括控制器18、涂敷器控制器24、运动控制器26和可选的传送机控制器22来作为彼此通信的互连部件。

运动控制器26通过通信链路21向机械手14提供命令信号。机械手14使用命令信号来控制涂敷器16的位置和/或速度以及/或者基板12的位置和/或速度。一般，机械手14包括驱动机械手14的不同轴的运动的电动马达，例如伺服马达或步进马达。

涂敷器16包括从机械手14悬挂下来的主体30、安装到主体30的一端上的喷嘴31以及被布置在主体30的内部的流动控制机构(未示出)。主体30内部的流动控制机构可以包括气动针、空气活塞和阀座，它们协作以形成分配阀(未示出)，该分配阀操作以控制从涂敷器16分配的材料流(例如保形涂层材料、液体粘合剂等)。加压流体供应器32和螺线管34协作以便以已知的方式供应加压流体，以调控主体30内部的分配阀的致动。具体地，螺线管34控制将加压流体供应器32与涂敷器16连接的管道33中的空气压力，以便移动空气活塞，并且由此使针相对于阀座移动，从而为分配阀提供打开位置，在该打开位置，材料被涂敷器16分配到基板12。螺线管34可以排出作用在空气活塞上的空气压力，以允许针返回到关闭位置，在该关闭位置，针接触阀座以中断分配。应当理解，在分配系统10中可以替代地采用除了刚刚描述的涂敷器类型之外的涂敷器类型。例如，可以采用喷射涂敷器，在该喷射涂敷器中，朝向阀座移动针并且针与阀座接合，以引起液体或粘性材料从阀座中的开口被喷出。

分配系统10包括加压液体供应器38，该加压液体供应器38在控制器18的命令下以已知的方式操作，以产生加压材料的连续流或连续供应。例如，加压液体供应器38可以包括隔膜或活塞泵，该隔膜或活塞泵从储存器中虹吸大量材料，然后在压力下将来自储存器的材料流通过流体路径泵送到涂敷器16。加压液体供应器38通过通信链路39与控制器18电连接，该控制器18能够通过经由通信链路39将适当的控制信号传达到加压液体供应器38来调控操作参数，诸如材料的温度和压力。

加压液体供应器38可选地被构造成具有一个或多个常规加热元件38a，常规加热元件38a与常规温度控制器60电联接，常规温度控制器60与控制器18电联接。本领域普通技术人员理解诸如加热元件38a的常规加热元件的结构和操作以及诸如温度控制器60的温度控制器的结构和操作。在替代实施例中，涂敷器16可以包括加热元件(未示出)，或者可以将加热元件(未示出)布置在导管51、53、55中的一个中。无论加热元件在加压液体供应器38与喷嘴31之间的流动路径中的具体位置如何，在将材料涂敷到基板12之前可以在该流动路径中加热该材料。

涂敷器16包括液体入口36，液体入口36与加压液体供应器38以流体连通的方式联接。通过液体入口36将材料从加压液体供应器38供应到涂敷器16，用于从喷嘴31中的分配孔口(未示出)中受调控地分配出来。主体30具有与加压流体供应器32和内部通道(未示出)联接的流体入口40，该流体入口40将加压流体引导到喷嘴31中的分配孔口附近的出口，在出口处加压流体被排出以与从涂敷器16喷的材料流42相互作用并操纵材料流42。流体调控器43通过通信链路45与运动控制器26通信，流体调控器43控制加压流体从加压流体供应器32到流体入口40的流动。在美国专利第7,028,867号中描述了类似于涂敷器16的代表性涂敷器，该专利通过引用被整体并入本文中。

按照操作循环库或操作序列库的指示来操作分配系统10，所述操作循环库或操作序列库被存储在与控制器18相关联的存储器44中并且/或者被存储在其它计算机中。根据需要调回操作序列并将其放置于在控制器18上执行的特定的控制程序中。能够调整操作序列以使其适应不同的环境条件、不同类型的基板12或不同类型的材料。在操作期间，控制器18能够将整个控制程序作为电信号通过通信链路25传送到运动控制器26，用于在运动控制器26处执行所述控制程序。可替代地，控制器18能够通过通信链路25将一个或多个指令作为电信号以一批指令和数据的形式传送到运动控制器26用于后续执行。操作者可以在hmi设备19处输入参数，例如基板12的类型、基板12的标识符、基板12的描述、材料的类型、材料压力、辅助空气压力、涂敷器16的速度、基板12与涂敷器16之间的距离等。输入的参数被存储在控制器18的存储器44中，用于将来在操作序列中使用。控制器18将每个基板12与分配控制程序匹配，该分配控制程序确定了材料要被涂敷到基板12的哪个特定部件和区域。通常，仅将材料涂敷到基板12上的所选区域和/或部件。

继续参考图1，“空气/流体”(a/f)调控器50和流量计52位于流动路径中，该流动路径用于从加压液体供应器38到涂敷器16的液体入口36的材料。结果，迫使材料在从加压液体供应器38到涂敷器16的输送中流过a/f调控器50和流量计52。a/f调控器50的液体输入通过导管51与液体出口联接。类似地，a/f调控器50具有通过导管53与流量计52的液体输入联接的液体出口，所述流量计52又具有通过导管55与涂敷器16的液体入口36联接的液体出口。

a/f调控器50控制加压材料在流体路径中的向涂敷器16的输送中的流体压力。控制器18通过通信链路57与调控器54电联接。在一个实施例中，调控器54可以是“电压/压力”(e/p)调控器，其从运动控制器26接收控制电压并且包括将控制电压转换成流体压力的转换器。可替代地，代替接收控制电压，调控器54可以接收控制电流或串行通信信号用于转换成流体压力。调控器54将加压材料递送到a/f调控器50，以用于控制流过a/f调控器50的材料的流体压力。

a/f调控器50被定位在导管35中，导管35限定了加压液体供应器38与流量计52之间的流体路径。在替代实施例中，可以将流量计52定位在加压液体供应器38与a/f调控器50之间的流体路径中，使得流量计52位于a/f调控器50的上游。在这种替代布置的情况下，a/f调控器50将会在材料已经流过流量计52之后改变材料的压力。作为另一个替代实施例，流量计52可以被定位成测量进入加压液体供应器38中的空气流量。在又一个替代实施例中，可以省略a/f调控器50，有利于其它机构来控制从加压液体供应器38通向涂敷器16的流体的流体压力。例如，可以使用泵(未示出)从加压液体供应器38虹吸材料。作为另一个示例，可以直接调控加压液体供应器38的压力以影响从该加压液体供应器38供应到流量计52和/或涂敷器16的材料的压力。在一些方面，可以省略流量计52。

控制器18通过通信链路59与流量计52电联接。响应于从导管53到导管55的材料流，流量计52产生计数串或电脉冲串，每个计数或电脉冲表示流经或流过流量计52的材料的固定体积。可替代地，可以将来自流量计52的电脉冲串从流量计传达到运动控制器26，然后从运动控制器26转发到控制器18。在一个实施例中，流量计52可以包括齿轮流量计，该齿轮流量计响应于流经齿轮流量计的流量而旋转，并且对于表示已知体积的固定旋转量，利用编码器产生电脉冲，该电脉冲作为电信号以信号流的形式被输送到控制器18。例如，齿轮流量计可以为每0.04立方厘米的流经流量计52的材料产生一个脉冲。在另一个实施例中，流量计52可以包括热式质量流量计。

参考图1，在使用中，当相对于涂敷器16适当地定位基板12时，控制器18获得用于基板12的分配程序。该分配程序确定了材料要被分配到基板12的哪个部件和区域上，通常以条纹、圆点或斑点的形式涂敷材料。控制器18从控制器18的存储器44中取回操作序列，并且又通过通信链路25将表示操作序列的控制信号传达到运动控制器26。运动控制器26通过通信链路21向机械手14发送命令信号，该命令信号指示机械手14以指定的速度将涂敷器16(或基板12)移动到相对于基板12(或相应的涂敷器16)的所期望的位置。运动控制器26控制机械手14的移动以使涂敷器16在整个基板12上的平面(例如x方向和y方向)中移动，在该移动期间必要时打开和关闭涂敷器16中的分配阀，以将材料涂敷到基板12的所期望的部件和区域。

具体地，在基板12上的任何特定位置处，运动控制器26也向螺线管34提供命令信号以使螺线管34改变状态从而打开分配阀，引起材料从喷嘴31排出。同时，运动控制器26向机械手14提供命令信号以启动涂敷器16相对于基板12的运动。可以可选地由辅助流体(例如空气)来操纵材料流42，所述辅助流体影响从涂敷器16排出的流42的成形。在经过预定时间之后，运动控制器26随后改变阀的命令信号的状态，以使螺线管34返回其初始状态。该动作关闭分配阀，以中断从涂敷器16的喷嘴31排出材料。在分配程序的范围期间，运动控制器26可以引起涂敷器16的分配阀的多次(例如二十五次)打开和关闭，使得基板12的多个部件和区域接收一定量的材料。

在分配程序期间或执行分配程序的准备期间，控制器18向运动控制器26提供电信号，该电信号提示运动控制器26向调控器54提供命令信号。调控器54控制供应给a/f调控器50的空气压力，以选择用于从加压液体供应器38流到涂敷器16的加压材料的液体压力。所选择的液体压力值取决于分配涂敷，还可以取决于材料的所期望的流速。在其它因素中，材料的流速尤其受到液体压力、分配喷嘴31中的排出孔口的直径、材料粘度等的影响。

图2提供了与用于将材料分配到基板上的系统和方法有关的各种操作的说明性流程图200。可以例如从分配系统10的相机62来访问或接收基板12的二维图像202。相机62可以将二维图像202作为单个图像收集或者相机62可以将二维图像202作为一系列图像收集，然后这一系列图像被组合成单个二维图像202。例如，具有布置在其上的相机62的机械手14可以在相机62收集基板12的一系列图像时，在基板12上系统性地移动相机62。基板12的二维图像202的形式可以是具有二维网格区域的光栅图像，其中每个区域具有一个或多个对应于该区域的表示基板12的一部分的一个或多个视觉属性(例如颜色、亮度、色调、透明度等)的值。

此外，可以例如从分配系统10的高度传感器64来访问或接收与基板12及其竖直突出的部件有关的高度数据204。高度数据204表示基板12的一个或多个竖直突出的部件从基板12的水平表面竖直延伸出的距离(下文中称为基板12或其部件的“高度”)。在一个方面，可以通过例如由机械手14将高度传感器64定位在与基板12的区域相对应的位置处来收集高度数据204，从而测量基板12或其部件的高度。可以对基板12的其它区域重复该过程。在一个方面，将基板12分区成二维网格区域，并测量每个区域内的基板12或其部件的高度。每个区域内的基板12或其部件的高度被包括在高度数据204中。在另一方面，基板12的一个或多个区域可以被标识为分别对应于基板12的一个或多个部件。在这种情况下，可以例如通过机械手14将高度传感器64定位到与被标识的区域中的一个区域相对应的位置，并且高度传感器64可以测量被标识的区域中的部件的高度。可以对每个被标识的区域重复该过程，并且所测得的高度被包括在高度数据204中。

高度数据204可以被用于生成高度图206，高度图206表示基板或其部件在基板12上的各个位置处的高度。在一些方面，高度图206可以包括二维网格区域，其中每个区域均具有对应的高度值，所述高度值指示基板12或其部件在该区域内的高度。高度值可以是相对值(例如出自1至10的范围的高度值5)或者可以是绝对值(例如0.25英寸或其它计量单位)。在其它方面，高度图206可以包括基板12的二维表示，其中所述二维表示的一个或多个区域被标识为分别对应于基板12的一个或多个部件或其它部分。也就是说，二维表示的对应于基板12的部件的区域由与限定了部件的边界或轮廓相对应的边界或轮廓所限定。被标识的区域中的每一个被分配了一个高度值，该高度值指示基板12的相应的部件或其它部分的高度。

可以至少基于二维图像202、高度数据204和/或高度图206来生成基板12及其部件的三维表示208。例如，可以通过将二维图像202与高度图206相关联来生成三维表示208，使得二维图像202中所表示的基板12的每个部件均可以与来自高度图206的对应的高度值相关联。例如，二维图像202的二维网格区域中的每个区域均可以与高度图206的二维网格区域中的对应的区域相关联。这样的三维表示将包括多个区域，其中每个区域与来自二维图像的值(例如颜色、亮度、色调、透明度等)以及来自高度图206和/或高度数据204的高度值相关联。因此，来自二维图像202的多个区域可以形成三维表示208的x分量和y分量，并且来自高度图206的对应的高度值可以形成三维表示208的z分量。

应当理解，与基板12的全面且详细的三维模型(例如cad模型)相比，本文中所描述的三维表示208是简化的，因为三维表示208未体现部件的竖直侧、下悬部、底面或内部的轮廓。三维表示208的这一简化方面与全面且详细的三维模型相比可以允许更容易地生成、存储和利用三维表示208。

二维图像202、高度数据204、高度图206和/或三维表示208可以被用于生成控制程序210。控制程序210可以被分配系统10的控制器18、运动控制器26和/或其它控制设备利用，以使涂敷器16以由控制程序210所规定的方式(例如对涂敷器16的高度进行竖直调整，以使其避免与部件碰撞或完全避免在基板12的某些区域上的移动)将材料涂敷到基板12的控制程序210中所标识的部件或区域。

在一个实施例中，控制程序210最初是基于二维图像202而生成的。可以通过处理基板12的二维图像202来生成这样的控制程序210，以标识基板12的要被涂敷材料的一个或多个区域。可以采用各种图像处理技术来标识基板12的要被涂敷材料的区域。作为一个示例，可以通过检测二维图像202中的颜色或亮度的变化来标识区域。在二维图像202包括具有二维网格区域的光栅图像的情况下，如上所述，可以将第一区域的属性(例如颜色、亮度、色调、透明度等)与第二区域(如与第一区域相邻的区域)的对应的属性进行比较，以在二维图像202中标识关于该属性的变化。以这种方式，可以标识一个或多个区域的集合以使其涂敷有材料。

也可以通过将二维图像202与单独的数字表示进行比较来标识基板12的区域，其中数字表示中的已知对应于基板12的要被涂敷材料的区域和/或部件的区域与二维图像202的区域相关联。

此外，二维图像202的一个或多个区域的集合可以被标识为对应于基板12的从基板12的表面竖直突出的区域或部件。若已经确定了一个或多个区域的集合对应于基板12的竖直突出的区域或部件，则可以例如由高度传感器64来确定一个或多个区域的集合的高度。可以将一个或多个区域的集合的高度确定为整个集合的单个高度，或者可以单独确定所述集合中的每个区域的高度。因此，可以生成控制程序210来包括指令，使得机械手14和涂敷器16避免与被标识的竖直突出的区域或部件碰撞。所述指令可以指示机械手14去调整机械手14和/或涂敷器16与基板12之间的竖直距离，以避免与竖直突出的区域或部件碰撞。附加地或可替代地，所述指令可以指示机械手14去移动，以便使其不经过竖直突出的区域或部件的上方。

在另一个实施例中，基于高度图206来生成控制程序210。如上所述，高度图206可以包括多个区域(例如二维网格区域或单元)，其中每个区域具有对应的高度值。借助于高度图206的每个区域的高度值，高度图206可以被用于标识从基板12的表面竖直突出的多个区域的第一集合的区域。因此，可以生成控制程序210，使得机械手14和/或涂敷器16的移动避免了与例如可能被布置在被标识的竖直突出的第一集合的区域中的区域中的部件发生碰撞。例如，控制程序210可以包括用于使机械手14调整机械手14和/或涂敷器16与基板12之间的竖直距离的指令。附加地或可替代地，控制程序210可以包括用于使机械手14不在被标识的竖直突出的第一区域集合上移动的指令。

此外，高度图206可以被用于标识要被涂敷材料的多个区域的第二区域集合。例如，第二区域集合可以借助于与周围区域相比的高度差值而被标识，从而指示了第二区域集合可以对应于要被涂敷材料的部件。因此，控制程序210可以包括用于例如通过机械手14将涂敷器16定位在第二区域集合中的每个区域上的指令，使得涂敷器16可以将材料涂敷到该区域。应当理解，第二区域集合可以与上述的从基板12竖直突出的第一区域集合重合，在这种情况下，控制程序210还可以包括用于使机械手14调整机械手14和/或涂敷器16与基板12之间的竖直距离的指令，以避免碰撞。

二维图像202也可以与高度图206结合使用，以标识竖直突出的区域的第一集合和/或要被涂敷材料的区域的第二集合。例如，如上所述，在二维图像202中，被标识的区域或部件可以与竖直突出的区域的第一集合和/或要被涂敷材料的区域的第二集合相关联。

例如经由hmi设备19的用户输入也可以与高度图206一起使用，以标识竖直突出的区域的第一集合和/或要被涂敷材料的区域的第二集合。作为示例，用户可以在hmi设备19上呈现竖直突出的区域的第一集合和/或要被涂敷材料的区域的第二集合。用户可以从初始标识中选择一个或多个区域。然后可以使用所选择的一个或多个区域来生成控制程序210。

在又一个实施例中，基于基板12的三维表示208来生成控制程序210，如上所述，所述三维表示208是基于二维图像202和高度图206而生成的。可以分析三维表示208以标识基板12的从基板12竖直突出的一个或多个区域，例如与基板12的部件相对应的那些区域。也可以分析三维表示208以标识基板的要被涂敷材料的一个或多个区域。因此，控制程序210可以包括指令，使得机械手14和涂敷器16避免与基板12的被标识的从基板12竖直突出的区域中的部件发生碰撞。控制程序210还可以包括用于使机械手14将涂敷器16定位在被标识的要被涂敷材料的区域的指令，使得涂敷器16可以将材料涂敷到基板12和/或该区域中的部件。

图3示出了控制分配系统10、特别是机械手14来将材料涂敷到基板12的至少一部分上的示例性过程300。过程300可以至少部分地由控制器18和/或运动控制器26来执行。

在步骤302处，例如经由相机62生成基板12的二维图像202。如上面更详细地描述的，二维图像202可以包括二维网格区域，每个区域均具有属性(例如颜色、亮度、色调、透明度等)。

作为详细示例，图5示出了图4中描绘的基板412的二维图像500，其中基板512、连接器502a至502c、导电迹线504、晶体管506a至506c、电容器508和电阻器510a至510d的图像分别对应于图4的基板412、连接器402a至402c、导电迹线404、晶体管406a至406c、电容器408和电阻器410a至410d。二维图像500包括二维网格区域，其沿x轴被标识为1至32，并且沿y轴被标识为a至z。区域中的每一个都具有对应的颜色属性。例如，x-y坐标为6，u的区域(连接器502a的图像部分地由该区域组成)具有第一颜色属性，并且其它的包括连接器502a至502c的区域也具有第一颜色属性。区域14，s(晶体管506a的图像部分地由该区域组成)具有第二颜色属性，并且其它的包括晶体管506a至506c的区域也具有第二颜色属性。区域27，u(电容器508的图像部分地由该区域组成)具有第三颜色属性，并且其它的包括电容器508的区域也具有第三颜色属性。区域24，h(电阻器510a的图像部分地由该区域组成)具有第四颜色属性，并且其它的包括电阻器510a至510d的区域也具有第四颜色属性。没有任何部件的基板512的图像区域(例如基板表面的图像)具有第五颜色属性。在可以是多色的区域(例如11，g或25，s)中，可以使用主要颜色作为该区域的颜色属性或者可以使用与基色(例如基板表面的颜色)不同的颜色作为该区域的颜色属性。

返回图3，在步骤304处，至少基于二维图像202来标识基板12的具有一个或多个竖直突出的部件的一个或多个区域的第一集合。可以通过例如检测二维图像202中的颜色或亮度的变化来标识基板12的一个或多个区域的所述第一集合。

继续说关于图5的详细示例，可以通过检测区域的颜色属性的变化来标识与基板512的图像中所描绘的各种部件相对应的区域。例如，可以通过比较区域6，u的颜色属性(第一颜色)与区域5，u和/或区域6，v的颜色属性(第五颜色)，将区域6，u标识为与连接器502a的图像相对应的区域。由于存在颜色变化，因此可以将区域6，u标识为限定了连接器502a(并且因此也限定了连接器402a)的图像的边界或轮廓的区域。也可以以类似的方式标识组成连接器502a的图像的其它区域。可以对二维图像500的每个区域重复该过程，以标识与基板512的图像中所描绘的其它部件相对应的其它区域。

在一些情况下，二维图像500中被标识为对应于部件的所有区域也被标识成要被涂敷材料的区域。在其它情况下，仅有二维图像500中被标识为对应于部件的区域的子集被标识为要被涂敷材料的区域。例如，仅某些部件(和对应的区域)或部件类型将涂敷有材料。实现这一内容(以及通常标识要被涂敷材料的区域和/或部件，或者通常标识竖直突出的区域和/或部件)的一种方式可以是：交叉参考被标识的区域的形状与部件形状的已知简况，以标识由被标识的区域所包括的部件的类型。实现这种选择性地将材料涂敷到部件的另一种方式(以及通常标识要被涂敷材料的区域和/或部件，或者通常标识竖直突出的区域和/或部件)可以是：交叉参考包括部件的被标识的区域的颜色属性与部件颜色的已知简况，由此可以确定部件的类型。

如上所述，可以根据各种其它技术来标识基板12的一个或多个区域的第一集合，例如关联基板12的二维图像202与基板12的不同数字表示，或者接收用户的输入。

参考回图3，在步骤306处，接收或访问与基板12的具有竖直突出的部件的一个或多个区域的第一集合有关的高度信息。例如，确定具有竖直突出的部件的区域的第一集合中的每个区域的高度。每个区域的高度可以由高度传感器64确定。为了确定第二区域集合中的每个区域的高度，例如，可以例如通过机械手14将高度传感器64定位在区域上方，并且高度传感器64可以测量该区域的高度。在另一方面，可以从除了高度传感器64之外的另一个源来访问或接收高度信息。例如，与基板12及其部件有关的高度信息可以已经是已知的并且被存储在控制器18的存储器44或其它存储源中。在这种情况下，可以将所存储的高度信息与基板12的具有竖直突出的部件的一个或多个区域的第一集合中的每个区域相关联，以确定所述区域中的每一个的高度。

再次参考图4和图5并继续说关于这些图的详细示例，对于每个被标识为基板412的从基板412的表面竖直突出的部件(及其区域)，可以确定该部件(及其区域)从基板412的表面竖直延伸出的高度。例如，由于在步骤304中确定了连接器402a从基板412的表面竖直突出，因此可以确定组成连接器402a的一个或多个区域的高度。组成连接器402a的一个或多个区域的高度可以例如通过将高度传感器64移动到与组成连接器402a的一个或多个区域(例如6，u)相对应的位置来确定，高度传感器64在该位置处测量高度。在一个方面，可以确定连接器402a的单个区域并将其用作该部件的代表性高度。在另一方面，可以确定连接器402a的两个或更多个(或所有)的区域。

返回图3，在步骤308处，生成控制程序210。至少根据来自步骤304的被标识的具有一个或多个竖直突出的部件的一个或多个区域的第一集合以及在步骤306中访问或接收的高度信息来生成控制程序210。控制程序210可以由控制器18和/或运动控制器26使用，以相对于基板12定位涂敷器16并将材料分配到基板12上。在一个方面，控制程序210可以由控制器18和/或运动控制器26使用，并且控制程序210包括用于使分配系统10将材料分配到基板12的被标识的第一集合的一个或多个区域的指令。特别地，控制程序210可以包括用于机械手14的指令，以使机械手14相对于与基板12的被标识的一个或多个区域的第一集合相对应的一个或多个位置来定位涂敷器16并使涂敷器将材料分配在基板12上。

此外，控制程序210可以包括用于使分配系统10以如下方式将材料分配到基板的指令：机械手14、涂敷器16或分配系统10的其它部分避免与在基板12的具有竖直突出的部件的一个或多个区域的第一集合中的区域中的突起(例如部件)发生碰撞。控制程序210可以包括用于使机械手14调整机械手14和/或涂敷器16与基板12和/或其部件之间的竖直距离的指令。附加地或可替代地，控制程序210可以包括用于使机械手14以如下方式移动的指令：避免在基板12的具有竖直突出的部件的一个或多个区域的第一集合的上方移动涂敷器16。

继续说关于图4和图5的详细示例，图6描绘了图4的基板412，其中材料被涂敷到与基板412的部件相对应的区域。特别地，材料602被涂敷到对应于连接器402a至402c的区域，材料604被涂敷到导电迹线404，材料606被涂敷到晶体管406a至406c，材料608被涂敷到电容器408，并且材料610被涂敷到电阻器410a至410d。这些被分配了材料的区域可以通过在控制程序210中包括用于涂敷器16的指令来实现，所述指令使涂敷器16定位在上述区域中的每一个的上方并分配材料。

此外，在对应于部件中的任一个部件的一个或多个区域在步骤304中被标识为从基板412的表面竖直突出的情况下，控制程序210可以包括用于使机械手14以如下方式定位涂敷器16的指令：避免涂敷器16或分配系统10的其它部分与这些区域中的竖直突起发生碰撞。例如，由于连接器402a及其区域在步骤304中被标识为从基板412的表面竖直突出，因此控制程序210可以包括用于使机械手14以如下方式定位涂敷器16的指令：避免与连接器402a发生碰撞。如果在步骤306中确定了连接器402a的高度，则控制程序210还可以包括用于使机械手14调整机械手14和/或涂敷器16与连接器402a之间的竖直距离的指令。

图7示出了控制分配系统10、特别是机械手14将材料涂敷到基板12的至少一部分上的示例性过程700。过程700可以至少部分地由控制器18和/或运动控制器26来执行。

在步骤702处，确定基板12的多个区域中的每个区域的高度值。可以通过高度传感器64来确定所述高度值。例如，机械手14可以相对于多个区域中的每个区域来依次定位高度传感器64，并且高度传感器64可以判明每个区域的高度值(例如，该区域内的区域或部件从基板12的表面竖直突出的距离)。

在步骤704处，至少基于步骤702的高度值来生成高度图206。如上文更详细地描述的，高度图206可以包括多个区域，例如二维网格区域，其中每个区域均具有高度值。

作为详细示例，图8示出了图4中所示的基板412的高度图800。高度图800包括二维网格区域，其沿x轴被标识为1至32并且沿y轴被标识为a至z。应当理解，可以容易地将高度图800的区域中的每一个区域与图4中所示的基板412的对应区域相关联。高度图800中的区域中的每一个区域均具有对应的高度值，例如步骤702中确定的高度值。与基板412的表面相对应的区域(即基板412的没有任何部件的部分)的高度值(h)为0”。与连接器402a至402c相对应的区域的高度值为.5”；与导电迹线404相对应的区域的高度值为0”；与晶体管406a至406c相对应的区域的高度值为.25”；与电容器408相对应的区域的高度值为1”；最后，与电阻器410a至410d相对应的区域的高度值为.1”。

返回图7，可选地，在步骤706处，可以至少基于步骤704中生成的高度图206来标识多个区域中的从基板12的表面竖直突出的第一子集的区域。例如，可以将多个区域中的每个区域的高度值与预定高度阈值进行比较，并且将高度值超过预定高度阈值的那些区域包括在从基板12的表面竖直突出的第一子集的区域中。

继续说关于图8的详细示例，高度图800可以被用于标识从基板412的表面竖直突出的第一子集的区域。例如，如果使用0”作为预定高度阈值(即基板412的表面的高度值)，则对应于连接器402a至402c、晶体管406a至406c、电容器408和电阻器410a至410d的区域将被包括在竖直突出的第一子集的区域中。然而，作为另一个示例，如果使用.1”作为预定高度阈值，则仅有对应于连接器402a至402c、晶体管406a至406c和电容器408的区域将被包括在竖直突出的第一子集的区域中。

再次参考图7，可选地，在步骤708处，可以标识多个区域中的第二区域子集，其中第二区域子集包括要被涂敷材料的区域。可以借助于步骤702的高度值、步骤704的高度图和/或步骤706的对竖直突出的第一子集的区域的标识来确定要被涂敷材料的第二区域子集。例如，如果区域被标识为从基板12的表面竖直突出，则可以假设该区域对应于基板12的部件，因此应该将材料涂敷于该区域。

可替代地或附加地，可以基于基板12的二维图像202来确定要被涂敷材料的第二区域子集。例如，如本文中更详细描述的，可以将各种图像分析技术应用于二维图像202以标识要被涂敷材料的第二区域子集。特别地，可以检测二维图像202中的区域的属性(例如颜色、亮度、色调、透明度等)的变化，以标识基板12的部件(或其轮廓)，与其对应的区域可以被包括在要被涂敷材料的区域中。

应当理解，从基板12的表面竖直突出的第一子集的区域和要被涂敷材料的第二子集的区域可以完全重合、部分重合或相互排斥。例如，对应于部件的区域可以竖直突出但仍意图具有涂敷于其的材料。

继续说关于图8的详细示例，可以根据高度图800的高度值来标识基板412的多个区域中的要被涂敷材料的第二子集的区域。例如，可以将高度值(h)大于预定高度阈值(例如0”或.1”)的区域包括在要被涂敷材料的第二子集的区域中。可替代地或附加地，可以使用图5中所示的表示基板412的二维图像500来标识要被涂敷材料的第二子集的区域。例如，可以通过检测与连接器502a的图像相对应的区域的颜色属性的变化以及基板412的表面的周围的区域的颜色属性来标识与连接器502a的图像相对应的区域。

返回图7，在步骤710处，针对分配系统10、特别是机械手14生成控制程序210，以相对于基板12的多个区域来定位涂敷器16并将材料分配在基板12上。至少基于步骤704中生成的高度图206来生成控制程序210。可选地，控制程序210还可以基于步骤706中所标识的从基板12的表面竖直突出的第一子集的区域。这样的控制程序210可以包括用于使机械手14以如下方式定位涂敷器16的指令：避免涂敷器16或分配系统10的其它部分与竖直突出的区域或由竖直突出的区域构成的部件发生碰撞。控制程序210还可以包括调整机械手14和/或涂敷器16与竖直突出的区域或由竖直突出的区域构成的部件之间的竖直距离的指令。

可选地，控制程序210还可以基于如步骤708中所标识的要被涂敷材料的第二子集的区域。因此，控制程序210可以包括用于使机械手14将涂敷器16定位在第二子集的区域中的每个区域的上方以将材料分配到所述区域上的指令。

结束与图8有关的详细示例，再次关注图6，图6描绘了基板412，其中材料被涂敷到与基板412的部件相对应的区域。如上所述，材料602被涂敷到与连接器402a至402c相对应的区域，材料604被涂敷到导电迹线404等等。可以通过根据来自高度图800的相应高度值来调整机械手14和/或涂敷器16与区域和/或部件之间的竖直距离，来实现这些材料的涂敷。例如，可以通过如下方式来实现将材料分配到与电容器408相对应的区域上，：调整机械手14和/或涂敷器16的竖直位置，以补偿电容器408的为1”的高度，使得机械手14和/或涂敷器16不与电容器408碰撞。

此外，在基板412的第二区域子集在步骤708中被标识为意图涂敷有材料的情况下，控制程序210可以包括用于使机械手14将涂敷器16定位在第二区域子集中的每个区域上方以将材料分配到所述区域上的指令。例如，如果对应于连接器402a至402c的区域被标识为意图涂敷有材料，则控制程序210可以包括用于使机械手14将涂敷器16定位在这些区域中的每一个的上方并分配材料602的指令。

图9示出了控制分配系统10、特别是机械手14来将材料分配到基板12的至少一部分上的示例性过程900。过程900可以至少部分地由控制器18和/或运动控制器26执行。

在步骤902处，生成基板12的二维图像202。二维图像202可以由相机62生成。二维图像202可以包括二维网格区域，其中每个区域均具有属性(例如颜色、亮度、色调、透明度等)。作为二维图像202的示例，如上文所充分描述的，图5描绘了来自图4的基板412的二维图像500。

在步骤904处，生成基板12的高度图206。高度图206可以包括多个区域，例如二维网格区域，其中每个区域均具有高度值。可以经由高度传感器64来确定高度图206的每个区域的高度值。作为高度图206的示例，如上文所充分描述的，图8描绘了表示基板412的高度图800。

在步骤906处，基于来自步骤902的二维图像202和来自步骤904的高度图206来生成三维表示208。例如，可以通过将二维图像202(提供三维表示208在x轴和y轴上的方位)的二维特征与高度图206(提供三维表示208在z轴上的方位)的相应的高度值相关联来生成三维表示208。

作为详细示例，图10示出了图4中所示的基板412的三维表示1000。三维图像1000包括x轴和y轴，三维图像1000的x轴和y轴的方位分别对应于沿着基板412的x轴和y轴的方位。三维图像1000还包括z轴，其表示每个部件和/或其区域从基板412的表面竖直突出的高度。在三维图像1000中，基板1012、连接器1002a至1002c、晶体管1006a至1006c、电容器1008和电阻器的1010a至1010d的表示分别对应于基板412、连接器402a至402c、晶体管406a至406c、电容器408和电阻器410a至410d。此外，三维表示1012的z轴方位反映了基板412的高度图800中所指示的布置在基板412上的每个部件的高度值。

可选地，在步骤908处，可以至少基于三维表示208来标识基板12的从基板12的表面竖直突出的第一多个区域。例如，可以将区域的z轴的属性(例如高度值)与预定高度阈值进行比较，如果z轴的属性超过预定高度阈值，则将该区域包括在从基板12的表面竖直突出的第一多个区域中。

可选地，在步骤910处，至少基于三维表示208来标识基板12的要被涂敷材料的第二多个区域。作为一个示例，可以通过确定区域是否从基板12的表面竖直突出，来标识要被涂敷材料的第二多个区域，如上文关于步骤908所述，在这种情况下，可以将该区域包括在要被涂敷材料的第二多个区域中。如果区域被标识为竖直突出，则可以假设，在某些情况下，所述被标识为竖直突出的区域对应于基板12的部件，因此将材料分配在其上。作为另一个示例，可以通过分析三维表示208的由二维图像202所赋予的x轴和y轴的方位(包括与每个区域相关的属性)来标识要被涂敷材料的第二多个区域。例如，可以检测两个或更多个区域的相应属性的变化，以确定区域对应于部件，从而在一些情况下将材料涂敷在其上。作为又一个示例，可以交叉参考三维表示208中由一个或多个区域形成的三维形状与形状(例如部件形状)的已知简况，以将一个或多个区域标识为特定的部件或部件的类型。因此，可以将这些一个或多个区域包括在要被涂敷材料的第二多个区域中。

应当理解，从基板12的表面竖直突出的第一区域子集和要被涂敷材料的第二区域子集可以完全重合、部分重合或相互排斥。例如，对应于部件的区域可以竖直突出但仍意图具有涂敷于其的材料。

在步骤912处，至少基于步骤906中生成的三维表示208来生成控制程序210。控制程序210可以由控制器18和/或运动控制器26使用，并且包括用于使分配系统10、特别是机械手14来相对于基板12定位涂敷器16并将材料分配到基板12上的指令。

控制程序210还可以基于步骤908中所标识的从基板12的表面竖直突出的第一多个区域，在这种情况下，控制程序210可以包括用于使机械手14以如下方式定位涂敷器16的指令：避免涂敷器16与在从基板12的表面竖直突出的第一多个区域中的区域中的突出(例如部件)发生碰撞。作为示例，控制程序210可以包括用于使机械手14调整机械手14和/或涂敷器16与基板12和/或其部件之间的竖直距离的指令。附加的或可替代地，控制程序210可以包括用于使机械手14以如下方式定位涂敷器16的指令：避免将涂敷器16或分配系统10的其它部分定位到竖直突出的第一多个区域中的竖直突出区域的上方。

控制程序210还可以基于步骤910中所标识的基板12的要被涂敷材料的第二多个区域。例如，控制程序210可以包括用于使机械手14将涂敷器16定位在第二多个区域中的每个区域的上方以将材料分配到所述区域上的指令。

应当理解，前面的描述提供了所公开的系统和技术的示例。然而，预期本公开的其它实施方式在细节上可以与前述示例不同。对本公开或其示例的所有提及旨在提及当时正在讨论的特定示例，而不是旨在更广义地暗示对本公开的范围的任何限制。所有关于某些特征的区分和贬低的语言旨在指明缺乏对那些特征的偏好，但除非另有指明，否则不从本公开的范围中完全排除这样的特征。

除非本文中另有指明，否则本文中对数值范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个独立数值的速记方法，并且每个独立数值都被并入本说明书中，就如同它是被单独在此叙述的一样。除非本文中另有指明或与上下文明显矛盾，否则本文中所描述的所有方法均可以以任何合适的顺序执行。