具有闭环控制的分配器制造技术

本发明专利技术题为“具有闭环控制的分配器”。本发明专利技术公开了一种用于控制材料涂覆器的针运动的系统和方法。系统包括致动器组件和传感器组件，该致动器组件包含压电器件，其中致动器组件连接到针并且沿竖直方向平移针，该传感器组件包括用于发射光的发射器，其中致动器组件的一部分遮挡光的一部分。传感器组件还包括用于接收光的非遮挡部分的接收器和固定发射器和接收器的传感器保持器。系统还包括与压电器件、发射器和接收器电连通的控制器，其中控制器基于从接收器接收到的反馈来调节致动器组件的操作。

Distributor with closed-loop control

The invention is entitled \distributor with closed-loop control\. The invention discloses a system and a method for controlling the needle movement of a material applicator. The system comprises an actuator assembly and a sensor assembly comprising a piezoelectric device, wherein the actuator assembly is connected to the needle and translates the needle in a vertical direction, and the sensor assembly comprises a transmitter for emitting light, wherein a part of the actuator assembly blocks a part of the light. The sensor assembly also includes a receiver for receiving the non occluded part of the light and a sensor holder for fixing the transmitter and the receiver. The system also includes a controller electrically connected to the piezoelectric device, the transmitter and the receiver, wherein the controller regulates the operation of the actuator assembly based on the feedback received from the receiver.

【技术实现步骤摘要】
具有闭环控制的分配器相关申请的交叉引用本专利申请要求2018年5月7日提交的美国临时专利申请62/667,696的权益，其公开内容据此以引用的方式并入本文。
本公开整体涉及流体分配涂覆器，并且更具体地涉及用于控制流体分配涂覆器内的压电器件的操作的控制回路。
技术介绍
用于分配流体材料诸如焊膏、共形涂层、密封剂、底层填充材料和表面安装粘合剂的已知涂覆器通常操作以通过使针往复运动将少量流体材料分配到基板上。一种致动针的方法是通过压电器件，该压电器件提供高水平的控制和对操作变化的快速响应。在喷射操作期间，例如，在每次向下冲程时，针接触阀座以产生不同的高压脉冲，该脉冲从涂覆器的喷嘴喷射少量材料。针的往复运动必须精确，以保持具有适合特定目的的特定尺寸和形状质量的材料喷射点。然而，材料喷射点的尺寸和形状可能随时间推移偏离预期值。这可能部分地归因于材料磨损、环境变化、部件更换等。如果不考虑这些变化，可能会施加不希望的流体图案，这可提供不合格的最终产品。因此，需要一种允许动态、连续和自动校正针运动的系统，以提供一致的喷射材料点尺寸和形状。
技术实现思路
本公开的一个实施方案是用于控制材料涂覆器的针运动的系统。该系统包括致动器组件和传感器组件，该致动器组件包含压电器件，其中该致动器组件连接到针并且被构造成沿竖直方向平移针，该传感器组件包括用于发射光的发射器，其中该致动器组件的一部分或者针的一部分遮挡光的一部分。该传感器组件还包括用于接收光的非遮挡部分的接收器和被构造成固定发射器和接收器的传感器保持器。该系统还包括与压电器件、发射器和接收器电连通的控制器，其中该控制器被构造成基于从接收器接收到的反馈来调节致动器组件的操作。本专利技术的另一个实施方案是控制材料涂覆器的针运动的方法，该涂覆器包括联接到针的致动器组件。该方法包括致动致动器组件的压电器件，使得针沿竖直方向平移并从发射器向接收器发射光，使得致动器组件的一部分或针的一部分遮挡光的一部分，并且接收器接收光的非遮挡部分。该方法还包括基于从接收器接收到的反馈来调节压电器件的操作。本公开的另一个实施方案是用于控制材料涂覆器的针运动的系统。该系统包括致动器组件，该致动器组件包含压电器件，其中该致动器组件连接到针并且被构造成沿竖直方向在针与喷嘴的阀座间隔开的第一位置和针与阀座接触的第二位置之间平移针。使针在第一位置和第二位置之间变换从喷嘴喷射一定量的材料。该系统还包括传感器组件，该传感器组件具有发射器和接收器，该发射器用于发射光，其中致动器组件的一部分或针的一部分遮挡光的一部分，该接收器用于接收光的非遮挡部分，其中该接收器被定位在致动器组件的相对于发射器的相对侧上。传感器组件还具有被构造成固定发射器和接收器的传感器保持器。该系统还包括与压电器件、发射器和接收器电连通的控制器，其中该控制器被构造成操作反馈回路以基于从接收器接收到的反馈来调节供应给致动器组件的压电器件的电压，以保持从喷嘴喷出的材料的恒定尺寸和形状。附图说明当结合附图阅读时，将更好地理解上述
技术实现思路
以及以下具体实施方式。附图示出了本公开的例示性实施方案。然而，应当理解，本专利申请并不限于所示的精确布置和工具。图1是涂覆器的透视图；图2是图1所示的涂覆器的另选透视图；图3A是沿图2所示的线3A-3A截取的图1所示的涂覆器的剖视图；图3B是图3A所示的涂覆器的环绕区域的放大视图；图4是沿图2所示的线4-4截取的图1所示的涂覆器的剖视图；图5A是示出用于控制涂覆器的压电器件的控制回路的实施方案的示意图；图5B是示出用于控制涂覆器的压电器件的控制回路的另一个实施方案的示意图；图5C是示出根据本公开的实施方案的用于控制涂覆器的压电器件的控制回路的另一个实施方案的示意图；图6是随时间推移提供给图1所示的涂覆器的压电器件的电压波形的曲线图；并且图7是控制涂覆器的针运动的方法的工艺流程图。具体实施方式根据本公开的实施方案的涂覆器10包括致动器组件111，该致动器组件包括压电器件112，其中致动器组件111连接到针76。涂覆器10还包括传感器组件138以及控制器138，该传感器组件包括支撑发射器140和接收器154的传感器保持器156，该控制器用于从传感器组件166接收反馈。在以下描述中，某些术语仅为了方便起见用于描述涂覆器10，而无限制之意。词语“右”、“左”、“下”和“上”代表所参考的图中的方向。词语“内部”和“外部”分别指朝向和远离用来描述涂覆器10及其相关部件的描述的几何中心的方向。词语“向前”和“向后”是指沿涂覆器10及其相关部件的纵向方向2的方向以及与纵向方向2相反的方向。术语包括以上列出的词语、其派生词以及具有类似含义的词语。除非本文另外指明，术语“纵向”、“横向”和“竖直”用于描述涂覆器10的各种部件的正交方向分量，如纵向方向2、横向方向4和竖直方向6所表示。应当理解，当纵向和横向方向2、4示为沿着水平面延伸时，竖直方向6示为沿着竖直面延伸，涵盖各种方向的平面可能在使用期间有所不同。本专利技术的实施方案包括用于在制造期间将材料诸如热熔融粘合剂施加到基板上的涂覆器10。具体地，该材料可以是聚氨酯反应型(PUR)热熔胶。参见图1-2，涂覆器10包括第一连接器26和第二连接器28。第一连接器26可限定包括多个尖齿的凸形连接并且被构造成连接到导线(未示出)，该导线将第一连接器26连接到电源，使得涂覆器10通过第一连接器26接收电力输入。第二连接器28可限定包括多个凹槽的凹形连接并且可被构造成连接到导线(未示出)，该导线将第二连接器28连接到控制器诸如控制器166，其将在下文进一步讨论，使得信息通过第二连接器28向和从涂覆器10传输。控制器可以是通用计算机、平板电脑、膝上型电脑、智能电话等。然而，第一连接器26和第二连接器28可根据需要被构造成其他类型的连接器。在其他实施方案中，涂覆器10可经由蓝牙或Wi-Fi向控制器无线地传输信息。第一连接器26和第二连接器28被构造成安装至电路外壳32，该电路外壳可包含电路板(未示出)。涂覆器10包括顶盖18，该顶盖被构造成覆盖开口，材料将通过该开口添加到涂覆器10。尽管在所示实施方案中，涂覆器10被构造成接收含有材料的注射器(未示出)，但设想涂覆器10可通过另选的方式接收材料，诸如通过将材料直接填充到涂覆器10中或向涂覆器10提供外部材料源诸如料斗或熔融物(未示出)的输入。顶盖18可接收延伸穿过顶盖22的输入连接器18。输入连接器22可被构造成与外部加压空气源交接，该外部加压空气源用于选择性地将材料移动通过涂覆器10。涂覆器10还可包括设置在顶盖18和加热器36之间的顶盖座19。除了支撑顶盖18之外，顶盖座19还被构造成与顶盖18相互作用，使得顶盖18在涂覆器10的操作期间，具体地为当加热器36通过输入连接器22接收加压空气时，被锁定在顶盖座19上。顶盖座19可以可释放地联接到涂覆器10，使得当顶盖座19附接到涂覆器10时顶盖座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制材料涂覆器的针运动的系统，所述系统包括：/n致动器组件，所述致动器组件包含压电器件，其中所述致动器组件连接到针并且被构造成沿竖直方向平移所述针；/n传感器组件，所述传感器组件包括：/n发射器，所述发射器用于发射光，其中所述致动器组件的一部分或所述针的一部分遮挡所述光的一部分；/n接收器，所述接收器用于接收所述光的非遮挡部分；和/n传感器保持器，所述传感器保持器被构造成固定所述发射器和所述接收器；和/n控制器，所述控制器与所述压电器件、所述发射器和所述接收器电连通，其中所述控制器被构造成基于从所述接收器接收到的反馈来调节所述致动器组件的操作。/n

【技术特征摘要】
20180507 US 62/667,696;20190419 US 16/389,0611.一种用于控制材料涂覆器的针运动的系统，所述系统包括：
致动器组件，所述致动器组件包含压电器件，其中所述致动器组件连接到针并且被构造成沿竖直方向平移所述针；
传感器组件，所述传感器组件包括：
发射器，所述发射器用于发射光，其中所述致动器组件的一部分或所述针的一部分遮挡所述光的一部分；
接收器，所述接收器用于接收所述光的非遮挡部分；和
传感器保持器，所述传感器保持器被构造成固定所述发射器和所述接收器；和
控制器，所述控制器与所述压电器件、所述发射器和所述接收器电连通，其中所述控制器被构造成基于从所述接收器接收到的反馈来调节所述致动器组件的操作。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述针被构造成将一定量的所述材料喷射出喷嘴，并且所述控制器被构造成调节提供给所述压电器件的电压以保持由所述针从所述喷嘴喷射的所述材料的恒定尺寸和形状。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述发射器沿垂直于所述竖直方向的方向发射所述光。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被构造成实现包括反馈控制的控制回路，其中所述反馈控制基于从所述接收器接收到的反馈来调节提供给所述压电器件的电压或电压速率。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器组件可沿所述竖直方向相对于所述致动器组件进行调节。


6.根据权利要求1所述的系统，还包括：
止挡件，所述止挡件定位在所述致动器组件上方；和
外壳，所述外壳定位在所述致动器组件下方，
其中所述传感器组件可释放地联接到所述止挡件和所述外壳。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述致动器组件被构造成使所述针在以下两个位置之间变换：1)所述针与喷嘴的阀座间隔开的第一位置；和2)所述针与所述阀座接触的第二位置，使得所述针在所述第一位置和所述第二位置之间的变换从所述喷嘴喷射一定量的所述材料。


8.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被构造成基于从所述接收器接收到的所述反馈来确定所述针的位置或速度。


9.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器被构造成在所述速度高于预先确定的阈值时降低供应给所述压电器件的电压或电压速率。


10.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器被构造成在所述速度低于预先确定的阈值时增加供应给所述压电器件的电压或电压速率。


11.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器包括存储器，所述控制器被构造成基于所述针的所述速度和所述电压之间的预先确定的关系来调节供应给所述压电器件的电压，其中所述预先确定的关系存储在所述存储器中。


12.一种控制材料涂覆器的针运动的方法，所述材料涂覆器包括联接到针的致动器组件，所述方法包括：
致动所述致动器组件的压电器件，使得所述针沿竖直方向平移；
从发射器向接收器发射光，使得所述致动器组件的一部分或所述针的一部分遮挡所述光的一部分，并且所述接收器接收所述光的非遮挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·阿伦·古尔德，布兰登·D·康纳，
申请(专利权)人：诺信公司，
类型：发明
国别省市：美国;US