用于粘性流體分配系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于校正流體分配系統(tǒng)(10)的方法，包括以下步驟：用光學(xué)傳感器定位外部基準(zhǔn)點(diǎn)(24)；將流體分配器(12)移動(dòng)至外部基準(zhǔn)點(diǎn)(24)；在外部基準(zhǔn)點(diǎn)(24)處用流體分配器(12)分配流體；用光學(xué)傳感器定位被分配的流體；計(jì)算在外部基準(zhǔn)點(diǎn)(24)的位置和被分配的流體的位置之間的距離；至少部分地基于計(jì)算出的距離來(lái)確定校正值；以及使用校正值來(lái)提高被分配流體的布置精度?！緦?zhuān)利說(shuō)明】用于粘性流體分配系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本發(fā)明總體上涉及用于校準(zhǔn)粘性流體分配系統(tǒng)的方法。更具體地，本發(fā)明涉及用于校準(zhǔn)由粘性流體分配系統(tǒng)分配的粘性流體的布置的方法。【
背景技術(shù)：
】[0002]在例如為印刷電路板(“PCB”)的基底的制造中，經(jīng)常需要施加少量的粘性流體，即，粘性大于50厘泊的粘性流體。這種流體例如包括通用粘合劑、焊膏、焊劑、阻焊劑、油脂、油、密封劑、封裝化合物、環(huán)氧樹(shù)脂、芯片粘貼劑、硅樹(shù)脂、RTV和氰基丙烯酸鹽粘合劑。[0003]在制造期間，PCB經(jīng)常被傳送至粘性流體分配器，該粘性流體分配器安裝至機(jī)架系統(tǒng)并由此能夠在PCB上方以三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸移動(dòng)，例如在標(biāo)準(zhǔn)X-Y-Z笛卡爾坐標(biāo)系中移動(dòng)。移動(dòng)的流體分配器與相機(jī)一起操作，該相機(jī)也安裝到機(jī)架系統(tǒng)并相對(duì)于流體分配器固定，并且流體分配器能夠?qū)⒄承粤黧w的微滴分配在PCB上的期望位置處。[0004]隨著PCB變得更密集且安裝于其上的部件變得更小，更關(guān)鍵的是以高精確度(通常也被稱(chēng)為“布置精度”或“定位精度”)來(lái)分配粘性流體的微滴。提高布置精度的一種方法在于通過(guò)將想要分配的微滴的位置與實(shí)際分配的微滴的位置進(jìn)行比較。許多因素導(dǎo)致粘性流體的分配微滴的不良布置精度，包括不良照相機(jī)校準(zhǔn)、流體分配系統(tǒng)中的物理部件的未對(duì)準(zhǔn)和輕微改變、內(nèi)部軟件錯(cuò)誤以及與輸入到控制流體分配器或照相機(jī)系統(tǒng)的軟件程序中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的人為錯(cuò)誤。[0005]操作流體分配系統(tǒng)中的關(guān)鍵步驟在于計(jì)算相機(jī)到針偏移值以考慮流體分配器和與其一起操作的相機(jī)的相對(duì)于X-Y平面的位置中的差異，流體分配器和相機(jī)沿著該X-Y平面移動(dòng)?！跋鄼C(jī)到針偏移(Camera-to-needleoffset)”指的是流體從其分配的流體分配器噴嘴或針的中心與相機(jī)成像傳感器的中心之間的距離，該相機(jī)成像傳感器用于識(shí)別流體被分配在其處的位置。該相機(jī)到針偏移值被操作流體分配系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)考慮，使得流體然后被正確地分配在考慮了相機(jī)與分配噴嘴的偏移而由相機(jī)識(shí)別的位置處。例如，流體分配噴嘴和相機(jī)成像傳感器可被安裝至機(jī)架系統(tǒng)，使得該流體分配系統(tǒng)的中心與相機(jī)成像傳感器的中心分開(kāi)15厘米的距離。這15厘米被記錄為相機(jī)到針偏移值，在由相機(jī)識(shí)別出流體微滴在其處被分配的位置之后，在計(jì)算該位置時(shí)該相機(jī)到針偏移值被流體分配系統(tǒng)考慮。[0006]雖然在安裝流體分配器時(shí)進(jìn)行了相機(jī)到針偏移的初步計(jì)算，但通常不足以產(chǎn)生以高布置精度分配的流體微滴。換言之，在想要分配微滴的位置與實(shí)際分配微滴的位置之間仍存在較大的距離。這至少部分地歸因于初步相機(jī)到針偏移值未考慮另外地誤差源。這種附加誤差源可包括系統(tǒng)部件在初始移動(dòng)之后的輕微機(jī)械變化，這可致使初步偏移值不精確和/或控制流體分配系統(tǒng)的軟件的稍微不精確地執(zhí)行。當(dāng)前的用于流體分配系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法無(wú)法提供充分考慮這些附加誤差源以?xún)?yōu)化微滴布置精度的步驟。[0007]因此，存在解決這些缺陷的流體分配系統(tǒng)校準(zhǔn)方法的需求。【
發(fā)明內(nèi)容】[0008]用于校準(zhǔn)流體分配系統(tǒng)的示例性方法包括以下步驟:用光學(xué)傳感器定位外部參考點(diǎn)；將流體分配器移動(dòng)至外部參考點(diǎn)；用流體分配器在外部參考點(diǎn)處分配流體;用光學(xué)傳感器定位被分配的流體;計(jì)算在外部參考點(diǎn)的位置和被分配的流體的位置之間的距離;至少部分地基于計(jì)算出的距離確定校正值;以及使用該校正值來(lái)提高分配流體的布置精度。[0009]通過(guò)閱讀參考附圖的示意性實(shí)施例的下文詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，本發(fā)明的各種附加特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加顯而易見(jiàn)?！靖綀D說(shuō)明】[0010]圖1是計(jì)算機(jī)控制的粘性流體分配系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括定位在平臺(tái)上方的流體分配器和攝像機(jī)。[0011]圖2是印刷有多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的基準(zhǔn)瓦片的頂視圖。[0012]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的微滴布置校準(zhǔn)程序的簡(jiǎn)化步驟的流程圖。[0013]圖4是與圖3類(lèi)似的詳細(xì)流程圖，但其示出了微滴布置校準(zhǔn)程序的詳細(xì)步驟。[0014]圖5A是與圖2類(lèi)似的頂視圖，但其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的相機(jī)為了定位設(shè)置在基準(zhǔn)瓦片上的基準(zhǔn)點(diǎn)而行進(jìn)的路徑的細(xì)節(jié)。[0015]圖5B是與圖2類(lèi)似的頂視圖，但其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的流體分配器為了分配粘性流體的起始微滴而行進(jìn)的路徑的細(xì)節(jié)。[0016]圖5C是與圖2類(lèi)似的頂視圖，但其示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的流體分配器為了將粘性流體的校準(zhǔn)微滴分配在每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的中心處而行進(jìn)的路徑的細(xì)節(jié)。[0017]圖6A至圖6G是圖形用戶(hù)界面的視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用戶(hù)與微滴布置校準(zhǔn)程序的互動(dòng)的各個(gè)階段?！揪唧w實(shí)施方式】[0018]參考附圖，圖1是可從加利福尼亞州卡爾斯巴德的NordsonASYMTEK購(gòu)得的類(lèi)型的計(jì)算機(jī)控制粘性流體分配系統(tǒng)10的示意性圖示。系統(tǒng)10包括流體分配器12和攝像機(jī)14，該攝像機(jī)附接至定位在平臺(tái)16上方的X-Y定位器(未示出)。流體分配器12安裝在從X-Y定位器懸置的Z軸驅(qū)動(dòng)器(未示出)上，使得流體分配器12可相對(duì)于下方的平臺(tái)16豎直地平移，以用于將粘性流體的微滴分配在定位在平臺(tái)16上的基底上。X-Y定位器和Z軸驅(qū)動(dòng)器為流體分配器12提供了三個(gè)基本垂直的運(yùn)動(dòng)軸線。[0019]流體分配器10包括計(jì)算機(jī)11，用于向系統(tǒng)10提供總體控制。計(jì)算機(jī)11可以是可編程邏輯控制器(“PLC")或基于微處理器的其它控制器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、或能夠?qū)嵤┍疚闹忻枋龅墓δ艿钠渌Ｒ?guī)控制裝置，這對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。在這方面，計(jì)算機(jī)11可包括處理器、存儲(chǔ)器、大容量存儲(chǔ)裝置、輸入/輸入(I/O)接口以及人機(jī)接口(“HMI”)，諸如圖形用戶(hù)界面(“GUI”)。計(jì)算機(jī)11還可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或I/O接口操作地聯(lián)接至一個(gè)或多個(gè)外部源。所述外部源可包括但不限于服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、大容量存儲(chǔ)裝置、外圍設(shè)備、基于云的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或可由計(jì)算機(jī)11使用的任何其它合適的計(jì)算機(jī)源。[0020]諸如PCB(未示出)的基底(通過(guò)流體分配器12將諸如為粘合劑、環(huán)氧樹(shù)脂、焊料等的粘性流體的微滴分配在該基底上)被手動(dòng)地裝載至或被自動(dòng)輸送器(未示出)水平地運(yùn)輸至流體分配器12正下方的位置。在流體分配系統(tǒng)10的操作期間，攝像機(jī)14識(shí)別設(shè)置在平臺(tái)16上的基底或其它目標(biāo)上的位置，粘性流體的微滴被分配到所述位置處。計(jì)算機(jī)11然后控制X-Y定位器將流體分配器12移動(dòng)至基底或其它目標(biāo)上的期望位置上方的位置，并進(jìn)一步控制Z軸驅(qū)動(dòng)器將流體分配器12定位在用于進(jìn)行分配的適當(dāng)高度處。計(jì)算機(jī)11然后控制流體分配器12以從流體分配器12的噴嘴(未示出)分配粘性流體的微滴。被分配的粘性流體的微滴可具有適當(dāng)?shù)捏w積并且可為具有任意形狀的流體微滴的形式，諸如圓形、淚滴形或不規(guī)則形狀。[0021]參考圖1和圖2，平臺(tái)16包括校準(zhǔn)站20，該校準(zhǔn)站被構(gòu)造成容納被稱(chēng)為基準(zhǔn)瓦片的外部目標(biāo)瓦片22，該外部目標(biāo)瓦片被可移除地放置在平臺(tái)16上且被用于校準(zhǔn)流體分配系統(tǒng)10。在所示的實(shí)施方式中，基準(zhǔn)瓦片22是平面的并且具有總體上正方形形狀。此外，在基準(zhǔn)瓦片22包括印刷在其上的至少一個(gè)，且優(yōu)選地至少八個(gè)外部參考點(diǎn)24，參考點(diǎn)被稱(chēng)為“基準(zhǔn)點(diǎn)”或“目標(biāo)”。該八個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24的形狀為圓形，直徑相等地為2mm大小，并且以正方形或箱形圖案在瓦片22上相等地隔開(kāi)，使得正方形或箱形圖案的任一側(cè)均包括等距間隔地定位三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24。在一個(gè)實(shí)施方式中，如所示的，目標(biāo)瓦片22可另外地包括中央定位的基準(zhǔn)點(diǎn)24c，使得瓦片22包括以3乘3網(wǎng)格圖案布置的總共九個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。在下文描述的校準(zhǔn)程序29的初始設(shè)置期間，中央基準(zhǔn)點(diǎn)24c可用作外部基準(zhǔn)點(diǎn)24中的一個(gè)的代替，并且中央基準(zhǔn)點(diǎn)24c對(duì)于校準(zhǔn)程序29的實(shí)際執(zhí)行而言是非必須的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可使本文公開(kāi)的校準(zhǔn)方法適用于任意形狀、尺寸、數(shù)量和期望間隔的基準(zhǔn)瓦片和基準(zhǔn)點(diǎn)。[0022]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的自動(dòng)微滴布置校準(zhǔn)程序29的簡(jiǎn)化版本，該程序用于校準(zhǔn)由粘性流體分配系統(tǒng)10分配的微滴的布置。在這種微滴布置校準(zhǔn)程序29中，計(jì)算機(jī)11首先在30處訪問(wèn)所存儲(chǔ)的初始相機(jī)到針偏移值。如上文討論的，相機(jī)到針偏移是表示在X-Y坐標(biāo)系中在流體分配器12的噴嘴的中心與攝像機(jī)14的成像傳感器(未示出)的中心之間的距離的二元數(shù)組(array)。流體分配器12和攝像機(jī)14每個(gè)安裝至X-Y定位器，以便理想地維持在X-Y平面中彼此之間的已知距離。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，流體分配器12和攝像機(jī)14在X-Y平面中相對(duì)于彼此固定。在另一個(gè)實(shí)施方式中，流體分配器12在X-Y平面中可相對(duì)于攝像機(jī)14移動(dòng)，使得限定在分配器12與攝像機(jī)14的成像傳感器之間的距離是經(jīng)仔細(xì)考慮的、可測(cè)量的且可重復(fù)的。相機(jī)到針偏移值，即，流體分配器12與攝像機(jī)14的成像傳感器之間的X-Y距離，必須被計(jì)算機(jī)11考慮，使得分配器12可將流體精確地分配在由攝像機(jī)14識(shí)別的位置處。存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)11中的初始相機(jī)到針偏移值可例如是來(lái)自先前的校準(zhǔn)循環(huán)的相機(jī)到針偏移值，或者其可以是用戶(hù)在進(jìn)行適當(dāng)測(cè)量之后授予計(jì)算機(jī)11的值。可例如使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(“CAD”)軟件進(jìn)行初始偏移值的測(cè)量。[0023]接下來(lái)，在31處，計(jì)算機(jī)11命令攝像機(jī)14移動(dòng)并定位基準(zhǔn)瓦片22上的每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24。對(duì)于步驟31至33，并且如下文參考圖4中所示的更詳細(xì)程序39更詳細(xì)地解釋的，攝像機(jī)14和流體分配器12兩者在X-Y平面中從不同方向接近每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，以便考慮與八個(gè)不同的接近方向中的每個(gè)相關(guān)聯(lián)的誤差。在32處，計(jì)算機(jī)11命令流體分配器12移動(dòng)至八個(gè)外部基準(zhǔn)點(diǎn)23中的每個(gè)外部基準(zhǔn)點(diǎn)的中心并且將粘性流體的微滴分配在其上。如這里使用的，術(shù)語(yǔ)“中心”指的是在X-Y平面中的幾何中心，被稱(chēng)為所參照的物體的形心(centroid)。例如，基準(zhǔn)點(diǎn)24、被分配在基準(zhǔn)點(diǎn)上的微滴、流體分配器的噴嘴以及攝像機(jī)14的透鏡均具有在X-Y平面中的幾何中心(形心)，其用于計(jì)算這些物體中的任意兩個(gè)之間的距離。幾何形狀的形心易于被確定，并且對(duì)于具有不規(guī)則的非幾何形狀的分配微滴而言，其形心可由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員計(jì)算。[0024]在33處，計(jì)算機(jī)11然后命令攝像機(jī)14定位分配在基準(zhǔn)瓦片22上的八個(gè)微滴中的每個(gè)微滴。[0025]在34處，計(jì)算機(jī)11將每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24的位置與對(duì)應(yīng)的流體的微滴實(shí)際被分配在其處的位置進(jìn)行比較。具體地，對(duì)于每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24而言，計(jì)算機(jī)11確定在基準(zhǔn)點(diǎn)24的中心的X-Y坐標(biāo)與其對(duì)應(yīng)的分配微滴的中心的X-Y坐標(biāo)之間的差異。計(jì)算機(jī)11然后確定這八個(gè)值的平均值并將存儲(chǔ)該平均值，其被稱(chēng)為“微滴偏移誤差值”。[0026]在35處，計(jì)算機(jī)11然后將微滴偏移誤差值與由計(jì)算機(jī)11教導(dǎo)或以其它方式知曉的極限值進(jìn)行比較。如果微滴偏移值小于極限值，則流體分配系統(tǒng)10被認(rèn)為以足夠的微滴布置精度操作，使得其被適當(dāng)?shù)匦?zhǔn)，并且校準(zhǔn)程序結(jié)束。如果微滴偏移誤差值不小于極限值，則計(jì)算機(jī)11識(shí)別出系統(tǒng)10未以足夠的微滴布置精度操作。由此，校準(zhǔn)程序29不結(jié)束。替代地，在36處，計(jì)算機(jī)11重新計(jì)算或以其它方式調(diào)節(jié)相機(jī)到針偏移值以考慮系統(tǒng)10內(nèi)的額外誤差。計(jì)算機(jī)11然后重復(fù)在31處開(kāi)始的上述過(guò)程，以便提高微滴布置精度。下面參考圖4更詳細(xì)地描述的相機(jī)到針偏移調(diào)節(jié)。因此，這里描述的過(guò)程是迭代過(guò)程，其中，計(jì)算機(jī)11重復(fù)步驟31-36，直到微滴布置誤差值小于極限值，使得已經(jīng)充分地提高了微滴布置精度。[0027]參考圖4，將圖3中的自動(dòng)微滴布置校準(zhǔn)程序29更詳細(xì)地示出為程序39。在40處，計(jì)算機(jī)11首先設(shè)定初始相機(jī)到針偏移數(shù)組C2N，如上面參考圖3所描述的。在41處，計(jì)算機(jī)11指示用戶(hù)尋找左上基準(zhǔn)點(diǎn)24a和右下基準(zhǔn)點(diǎn)24b的位置，且然后將這些位置教導(dǎo)給計(jì)算機(jī)11。計(jì)算機(jī)11被編程為理解基準(zhǔn)瓦片22包括以正方形圖案等距隔開(kāi)的八個(gè)圓形的外基準(zhǔn)點(diǎn)24。由此，基于該兩個(gè)參考基準(zhǔn)點(diǎn)24a、24b的教導(dǎo)位置，計(jì)算機(jī)11然后可確定其余的基準(zhǔn)點(diǎn)24的預(yù)計(jì)位置。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，計(jì)算機(jī)11可被編程為也理解替代的基準(zhǔn)點(diǎn)圖案和數(shù)量。[0028]在42處，計(jì)算機(jī)11然后命令攝像機(jī)14基于所有八個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24的預(yù)計(jì)位置來(lái)定位所有八個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24。攝像機(jī)14從不同方向接近每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的預(yù)計(jì)位置，如上文所述。具體地，如由圖5A中示出的實(shí)施方式所示，攝像機(jī)11從四個(gè)主方向(cardinaldirect1n)及主方向的四個(gè)組合中的每個(gè)方向接近。如這里使用的，術(shù)語(yǔ)“主方向”指的是圖5A中的在X-Y平面中的北方、東方、南方和西方，分別由N、E、S和W表示。主方向的組合包括東北、東南、西南和西北，分別在圖5A中表示為NE、SE、SW和NW。相對(duì)于在X-Y平面中定位在基準(zhǔn)瓦片22上的基準(zhǔn)點(diǎn)24，北方對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)瓦片22的上邊界22a、東方對(duì)應(yīng)于右邊界22b、南方對(duì)應(yīng)于下邊界22c、并且西方對(duì)應(yīng)于左邊界22d。[0029]如在圖5A中所示，攝像機(jī)14在基準(zhǔn)瓦片22的中心附近的位置處開(kāi)始，并且從西南方向接近第一基準(zhǔn)點(diǎn)24，從東方向接近第二基準(zhǔn)點(diǎn)24，從東南方向接近第三基準(zhǔn)點(diǎn)24，從北方向接近第四基準(zhǔn)點(diǎn)24，從東北方接近第五基準(zhǔn)點(diǎn)24，從西方向接近第六基準(zhǔn)點(diǎn)24，從西北方向接近第七基準(zhǔn)點(diǎn)24，并且從南方向接近第八基準(zhǔn)點(diǎn)24。隨著攝像機(jī)定位每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24，編碼器(未示出)被用于標(biāo)注基準(zhǔn)點(diǎn)24的中心的X-Y坐標(biāo)。所有八個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24的X-Y坐標(biāo)然后被計(jì)算機(jī)11存儲(chǔ)在“基底基準(zhǔn)點(diǎn)位置”數(shù)組Vsf中。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將本文公開(kāi)的校準(zhǔn)方法適應(yīng)為使得接近方向包括任何期望的方向及其組合，并且使得接近方向考慮任何期望數(shù)目的基準(zhǔn)點(diǎn)。[0030]如在圖5A中示出的，由攝像機(jī)14橫移的合成路徑限定了具有繞基準(zhǔn)瓦片22的中心以基本上九十度增量等距間隔開(kāi)的四個(gè)弓形腿L的曲線形狀。從主方向及其組合中的每個(gè)方向接近八個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24是有利的，這是流體分配系統(tǒng)10由于基于行進(jìn)方向的運(yùn)動(dòng)而呈現(xiàn)出不同量級(jí)的誤差，其被稱(chēng)為“方向誤差”。由此通過(guò)從流體分配器12和攝像機(jī)14在X-Y平面中的多個(gè)可能的行進(jìn)方向接近基準(zhǔn)點(diǎn)24和被分配的微滴，使方向誤差對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)24或被分配的微滴的定位的影響最小化。[0031]在43處，計(jì)算機(jī)11命令流體分配器12將一系列的流體的初始微滴26分配到基準(zhǔn)瓦片22上，初始微滴26具有由用戶(hù)限定的尺寸、形狀、數(shù)量和圖案。在所示的實(shí)施方式中，等間隔地分配至少一個(gè)，并且優(yōu)選地至少四個(gè)初始微滴26，以在基準(zhǔn)瓦片22的中心附近形成正方形圖案，使得初始微滴26不覆蓋基準(zhǔn)點(diǎn)25中的任何基準(zhǔn)點(diǎn)，如在圖5B中所示。當(dāng)分配四個(gè)初始微滴26時(shí)，液體分配器12從西北方向接近第一和第二初始微滴26的位置，然后從西南方向接近第三和第四初始微滴26的位置，以便橫移限定具有單個(gè)弓形腿L的曲線形狀的路徑。分配一系列初始微滴26允許流體分配器12“加速”或“熱身”，使得流體分配器12能夠分配精度且精確量的流體以用于后續(xù)分配微滴。[0032]在44處，計(jì)算機(jī)11命令流體分配器12在八個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24中的每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的中心處分配粘性流體的校準(zhǔn)微滴28。如在圖5C中所示，流體分配器12橫移與上文描述的當(dāng)定位八個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24中的每個(gè)時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)攝像機(jī)14先前所橫移路徑相同的路徑。在流體分配器12分配每個(gè)校準(zhǔn)微滴28時(shí)，使用編碼器標(biāo)注流體分配器12被移動(dòng)到以用于分配校準(zhǔn)微滴28的位置的X-Y坐標(biāo)。所有八個(gè)分配校準(zhǔn)微滴28的分配位置的X-Y坐標(biāo)然后被計(jì)算機(jī)11存儲(chǔ)在“分配時(shí)移動(dòng)到”數(shù)組Vmt中。[0033]在45處，計(jì)算機(jī)11然后命令攝像機(jī)14定位八個(gè)被分配的校準(zhǔn)微滴28中的每一個(gè)校準(zhǔn)微滴。如在圖5C中所示，攝像機(jī)14橫移與在44處由流體分配器12和在42處由攝像機(jī)14先前所橫移的路徑相同的路徑。在攝像機(jī)14定位每個(gè)分配的校準(zhǔn)微滴28時(shí)，使用編碼器標(biāo)注校準(zhǔn)微滴28的中心的X-Y坐標(biāo)。每個(gè)分配的校準(zhǔn)微滴28的X-Y坐標(biāo)然后被計(jì)算機(jī)11存儲(chǔ)在“發(fā)現(xiàn)的校準(zhǔn)微滴”數(shù)組Vcd中。[0034]在46處，通過(guò)對(duì)于每個(gè)分配的校準(zhǔn)微滴28將該分配的校準(zhǔn)微滴28的中心的位置與其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)點(diǎn)24的中心的位置進(jìn)行比較，計(jì)算機(jī)11確定“微滴偏移誤差”。具體地，計(jì)算機(jī)11通過(guò)得出在基底基準(zhǔn)點(diǎn)位置數(shù)組Vsf與發(fā)現(xiàn)的校準(zhǔn)微滴數(shù)組Vcd之間的差異來(lái)計(jì)算并存儲(chǔ)微滴偏移誤差數(shù)組V—，其表示為:[0035]Vdoe=Vsf-Vcd[0036]在47處，計(jì)算機(jī)11通過(guò)計(jì)算微滴偏移誤差Vdcie3的量值來(lái)計(jì)算并存儲(chǔ)“微滴偏移量值”數(shù)組Vd?，其表示為:[0037]Vdom=Sqrt(求平方根)(Vdoe[x]2+Vdoe[y]2)[0038]在48處，計(jì)算機(jī)11通過(guò)對(duì)于每個(gè)分配校準(zhǔn)微滴28找出其中心相對(duì)于其對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)點(diǎn)24的中心偏移的方向來(lái)確定“微滴偏移方向”數(shù)組Vdod。[0039]在49處，計(jì)算機(jī)11確定通過(guò)計(jì)算存儲(chǔ)在微滴偏移量值數(shù)組Vd?內(nèi)的各個(gè)值的平均值來(lái)確定“平均微滴偏移量值”。計(jì)算機(jī)11然后確定該平均微滴偏移量值是否小于教導(dǎo)的或由計(jì)算機(jī)11以其它方式知曉的可接受的閾值或極限值。該可接受的極限值可由用戶(hù)限定并被通信至計(jì)算機(jī)U。如上文相對(duì)于圖3討論的，如果平均微滴偏移誤差值小于可接受的極限值，則校準(zhǔn)程序39完成。如果平均微滴誤差值不小于可接受的極限值，則程序39以涉及重新計(jì)算或調(diào)節(jié)相機(jī)到針偏移值以便處理未被初始相機(jī)到針偏移值考慮的誤差源的步驟繼續(xù)，并且最后提尚微滴布置精度。[0040]在平均微滴誤差值不小于可接受的極限值的情形中，在50處，計(jì)算機(jī)11通過(guò)將流體分配器12移動(dòng)到以用于分配校準(zhǔn)微滴28的位置與由攝像機(jī)14實(shí)際發(fā)現(xiàn)的被分配的微滴28所處的位置進(jìn)行比較，來(lái)對(duì)每個(gè)分配校準(zhǔn)微滴28確定局部相機(jī)到針偏移值。具體地，計(jì)算機(jī)11通過(guò)計(jì)算分配時(shí)移動(dòng)到數(shù)組Vmt與發(fā)現(xiàn)的校準(zhǔn)微滴基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)組Vcd之間的差異來(lái)計(jì)算并存儲(chǔ)“局部相機(jī)到針偏移”數(shù)組Vi。，其表示為:[0041]Vlo=Vmt-Vcd[0042]在51處，計(jì)算機(jī)11通過(guò)對(duì)于每個(gè)分配的校準(zhǔn)微滴28將流體分配器12被命令移動(dòng)到以用于分配校準(zhǔn)微滴28的位置與流體分配器12實(shí)際被移動(dòng)到以用于分配校準(zhǔn)微滴28的位置進(jìn)行比較，來(lái)對(duì)每個(gè)分配的校準(zhǔn)微滴28確定的“命令對(duì)實(shí)際”誤差值。具體地，計(jì)算機(jī)11通過(guò)計(jì)算分配時(shí)移動(dòng)到數(shù)組Vmt、基底基準(zhǔn)點(diǎn)位置數(shù)組Vsf與初始相機(jī)到針偏移數(shù)組C2N之間的差異來(lái)計(jì)算并存儲(chǔ)“命令對(duì)實(shí)際誤差”數(shù)組Vra，其表示為:[0043]Vca=Vmt-Vst-C2N[0044]在52處，計(jì)算機(jī)11通過(guò)以下方式來(lái)計(jì)算新的相機(jī)到針偏移值，S卩，對(duì)于每個(gè)分配校準(zhǔn)微滴28首先計(jì)算調(diào)節(jié)相機(jī)到針偏移值，該調(diào)節(jié)相機(jī)到針偏移值考慮了與給定分配校準(zhǔn)微滴28相關(guān)聯(lián)的局部相機(jī)到針偏移值和命令對(duì)實(shí)際誤差值這兩者。具體地，計(jì)算機(jī)11通過(guò)計(jì)算局部相機(jī)到針偏移數(shù)組Vi。與命令對(duì)實(shí)際誤差數(shù)組L的和來(lái)計(jì)算并存儲(chǔ)“調(diào)節(jié)相機(jī)到針偏移”數(shù)組，其表示為:[0045]Vc2n=Vlo+Vca[0046]計(jì)算機(jī)11然后通過(guò)計(jì)算存儲(chǔ)在調(diào)節(jié)相機(jī)到針偏移數(shù)組ν&?的各個(gè)值的平均值來(lái)計(jì)算新的相機(jī)到針偏移數(shù)組C2N，其表示為:[0047]C2N=average(求平均)(VC2n[i])[0048]新的調(diào)節(jié)相機(jī)到針偏移值由此考慮了未被初始相機(jī)到針偏移考慮的流體分配系統(tǒng)10中的誤差源。因此，該新的相機(jī)到針偏移可被應(yīng)用于系統(tǒng)10以減小微滴偏移誤差并由此在微滴分配的后續(xù)循環(huán)期間提高微滴布置精度。[0049]在53處，計(jì)算機(jī)11提示用戶(hù)清潔基準(zhǔn)瓦片22，從而可以執(zhí)行校準(zhǔn)程序39的另外迭代。[0050]在54處，計(jì)算機(jī)11確定校準(zhǔn)程序39是否已經(jīng)被執(zhí)行超過(guò)用戶(hù)限定的逸出值(escapevalue)的一定數(shù)目的迭代。如果所執(zhí)行的迭代的次數(shù)未超過(guò)該逸出值，則在步42處開(kāi)始進(jìn)行程序39的另外迭代。如果所執(zhí)行的迭代的次數(shù)超過(guò)該逸出值，則計(jì)算機(jī)11進(jìn)行至55，在55處，計(jì)算機(jī)11提示指示是否期望程序39的另外迭代。如果不期望另外迭代，則校準(zhǔn)程序39結(jié)束，并且不進(jìn)行另外迭代。如果期望另外迭代，則計(jì)算機(jī)11返回到42以進(jìn)行程序39的另外迭代。[0051]參考圖6A至圖6G，微滴布置校準(zhǔn)(諸如程序39)的一個(gè)實(shí)施例包括圖形用戶(hù)界面(“GUI”)59，用戶(hù)可通過(guò)該圖形用戶(hù)界面與程序39交互。GUI59具有尋像器60，計(jì)算機(jī)11在該尋像器上顯示由攝像機(jī)14識(shí)別出的基準(zhǔn)點(diǎn)24和分配的微滴28。圖6A至圖6G示出了從計(jì)算機(jī)11截取的一些列截屏，該計(jì)算機(jī)可例如是個(gè)人計(jì)算機(jī)，示出了用戶(hù)與GUI59交互的不同階段。[0052]例如，用戶(hù)通過(guò)計(jì)算機(jī)11的運(yùn)行〉設(shè)置屏幕中選擇程序39來(lái)開(kāi)始校準(zhǔn)程序39AUI59然后顯示在計(jì)算機(jī)11上，并且用戶(hù)被首先引導(dǎo)至“主(Main)”標(biāo)簽61。用戶(hù)然后將攝像機(jī)14移動(dòng)至X-Y平面中的期望位置，在該位置處，流體分配系統(tǒng)10在將微滴28分配到基準(zhǔn)瓦片上之前將測(cè)量流體分配器12在Z方向上相對(duì)于基準(zhǔn)瓦片22的高度。這個(gè)X-Y位置被稱(chēng)為“高度感測(cè)位置”，并且當(dāng)命令流體分配器12沿著Z軸朝向較低位置移動(dòng)以用于將微滴28分配到基準(zhǔn)瓦片22上時(shí)被計(jì)算機(jī)11考慮。例如，這個(gè)高度可使用任何合適的裝置(未示出)，諸如激光或機(jī)械測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量。如在圖6A中所示，用戶(hù)然后選擇“教導(dǎo)HS位置”62以將高度感測(cè)位置教導(dǎo)給操作校準(zhǔn)程序39的計(jì)算機(jī)11。用戶(hù)然后選擇“用于基準(zhǔn)點(diǎn)”64來(lái)設(shè)定參數(shù)，程序39將使用所述參數(shù)以發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)24。[0053]參考圖6B，用戶(hù)然后選擇“狀態(tài)(Status)”標(biāo)簽66并限定“最大可接受誤差(MaxAcceptableError)”68，其設(shè)定了由程序39用作成功標(biāo)準(zhǔn)的最大微滴偏移誤差。[0054]參考圖6C，用戶(hù)然后選擇“微滴尋找器(DotFinder)”標(biāo)簽70并限定搜索窗(SearchWindow)72、相機(jī)校正時(shí)間(CameraSettlingTime)74以及用于基準(zhǔn)點(diǎn)24的可接受閾值(AcceptanceThreshoId)76。微滴顏色(DotColor)78不影響程序39的結(jié)果。[0055]參考圖6D，用戶(hù)然后選擇“參數(shù)(Parameters)”標(biāo)簽80來(lái)設(shè)定用于定位基準(zhǔn)瓦片24的參數(shù)82-96ο暗度/亮度閾值(Dark/LightThreshoId)82限定與由攝像機(jī)14識(shí)別出的圓圈(諸如基準(zhǔn)點(diǎn)24或分配的微滴28)的邊緣對(duì)應(yīng)的灰度。在所示的實(shí)施方式中，暗度/亮度閾值(Dark/LightThreshold)82的零值對(duì)應(yīng)于黑色，并且值255對(duì)應(yīng)于白色。因此，如果基準(zhǔn)點(diǎn)24被攝像機(jī)14識(shí)別為白色圓圈，則應(yīng)該輸入大約為200的值。如果基準(zhǔn)點(diǎn)被識(shí)別為黑色圓圈，貝1J應(yīng)該輸入大約為80的值。最小限制直徑(RestrictMinDiameter)84和最大限制直徑(RestrictMaxDiameter)86限制可由被程序39操作的攝像機(jī)14識(shí)別的圓圈的最小直徑和最大直徑。這些參數(shù)84、86可在由攝像機(jī)14識(shí)別出多個(gè)圓圈且在尋像器60內(nèi)顯示這些圓圈時(shí)，用于將“不良”圓圈過(guò)濾掉。對(duì)這些參數(shù)84、86輸入的值控制由計(jì)算機(jī)11在尋像器60內(nèi)畫(huà)出的外箱87和內(nèi)箱88的寬度。以這種方式，外箱87的寬度對(duì)應(yīng)于對(duì)最大限制直徑(RestrictMaxDiameter)86所輸入的值，并且內(nèi)箱88的寬度對(duì)應(yīng)于對(duì)最小限制直徑(RestrictMinDiameter)84所輸入的值。與針對(duì)這些參數(shù)84、86所輸入的值相關(guān)聯(lián)的單位為像素(pixels)ο[0056]仍參考圖6D，圓度(RoundneSS)89對(duì)應(yīng)于由攝像機(jī)14識(shí)別出的圓圈(諸如基準(zhǔn)點(diǎn)24或校準(zhǔn)微滴28)的預(yù)期圓度。例如，完美的圓圈對(duì)應(yīng)于100%的圓度值(Roundness)88，并且無(wú)定形團(tuán)對(duì)應(yīng)于0%的圓度值(Roundness)88。如果用戶(hù)預(yù)期將始終識(shí)別出良好的圓形圓圈，則應(yīng)該輸入為近似90%的值。圓周點(diǎn)(CircumferencePoints)90對(duì)應(yīng)于所識(shí)別的圓圈(諸如基準(zhǔn)點(diǎn)24或分配微滴28)將有多少是可見(jiàn)的。例如，整圓對(duì)應(yīng)為100%的值，并且半圓對(duì)應(yīng)為50%的值。如果用戶(hù)預(yù)期將始終識(shí)別出整圓，則應(yīng)該輸入為近似90%的值。[0057]仍參考圖6D，發(fā)現(xiàn)多個(gè)微滴則失效(FailIfMultipleDotsFound)92、發(fā)現(xiàn)最接近中心的微滴(FindDotNearestCenter)94、和發(fā)現(xiàn)最大微滴(FindLargestDot)96均限定由執(zhí)行程序39的計(jì)算機(jī)11在多個(gè)識(shí)別出的圓環(huán)每個(gè)滿(mǎn)足最小限制直徑84、最大限制直徑86、圓度89和圓周點(diǎn)90參數(shù)的情形中要采取的行動(dòng)。發(fā)現(xiàn)多個(gè)微滴則失效(FailIfMultipleDotsFound)92導(dǎo)致計(jì)算機(jī)11表現(xiàn)為從未發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)點(diǎn)24。發(fā)現(xiàn)最接近中心的微滴(FindDotNearestCenter)94和發(fā)現(xiàn)最大微滴(FindLargestDot)96均導(dǎo)致計(jì)算機(jī)在不提示用戶(hù)的情況下如所描述地執(zhí)行。[0058]參考圖6E，當(dāng)在尋像器60中示出基準(zhǔn)點(diǎn)24時(shí)，用戶(hù)然后選擇“測(cè)試(Test)”標(biāo)簽98以確定程序39是否能夠正確地識(shí)別出基準(zhǔn)點(diǎn)24。對(duì)于同一基準(zhǔn)點(diǎn)并且另外地對(duì)于至少一個(gè)其它基準(zhǔn)點(diǎn)24，優(yōu)選地多次選擇“測(cè)試(Test)”按鈕100，以模擬多次行進(jìn)。如果選擇了“測(cè)試(Test)”按鈕100突出錯(cuò)誤圓圈，則用戶(hù)應(yīng)該返回到先前的標(biāo)簽66、70和80以調(diào)節(jié)合適的參數(shù)，并且然后返回到“測(cè)試(Test)”標(biāo)簽98以確保正確的操作。一旦測(cè)試符合要求，用戶(hù)則選擇“保存亮度等級(jí)(SaveLightLevels)”101以保存用于識(shí)別出基準(zhǔn)點(diǎn)24的設(shè)定。[0059]參考回到圖6A，用戶(hù)然后選擇“用于微滴(ForDots)”110以開(kāi)始設(shè)定參數(shù)，所述參數(shù)被用于在程序39期間識(shí)別出分配的微滴28。用戶(hù)然后將基準(zhǔn)點(diǎn)24的中心定位在尋像器60內(nèi)并選擇“在當(dāng)前位置分配微滴(Dispensedotatcurrentlocat1n)”112。這命令流體分配器12分配能夠被用于設(shè)定微滴尋找器70參數(shù)。用戶(hù)然后使用分配的微滴28而不是基準(zhǔn)點(diǎn)24作為目標(biāo)重復(fù)上述步驟。一旦分配的微滴設(shè)定被設(shè)定并保存，用戶(hù)就選擇“下一步(Next)”按鈕114。[0060]參考圖6F并且仍在主(Main)標(biāo)簽61上，程序39然后促使用戶(hù)定位左上的第一基準(zhǔn)點(diǎn)24a。用戶(hù)選擇“下一步(Next)”114以繼續(xù)。用戶(hù)然后在尋像器60中定位左上基準(zhǔn)點(diǎn)24a并選擇“教導(dǎo)(Teach)”116，這會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)11保存左上基準(zhǔn)點(diǎn)24a的X-Y坐標(biāo)。[0061]參考圖6G，程序39然后促使用戶(hù)定位右下的第二基準(zhǔn)點(diǎn)24b。用戶(hù)選擇“下一步(Next)”114以繼續(xù)。用戶(hù)然后在尋像器60中定位右下基準(zhǔn)點(diǎn)24b并選擇“教導(dǎo)(Teach)”116，這會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)11保存右下基準(zhǔn)點(diǎn)24b的X-Y坐標(biāo)。使用上文關(guān)于圖3至圖5C描述的步驟，程序39然后定位所有八個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24，將校準(zhǔn)微滴28分配在每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)24的中心處，定位被分配的校準(zhǔn)微滴28，并計(jì)算微滴偏移誤差。如果微滴偏移誤差大于用戶(hù)限定的極限值，則彈出誤差窗口(未示出)通過(guò)顯示諸如“平均微滴偏移量值的[值]超過(guò)可接受閾值的[值]英寸”的消息向用戶(hù)發(fā)出警告。用戶(hù)通過(guò)選擇“0K”按鈕(未示出)知曉該消息，將基準(zhǔn)瓦片22擦拭干凈，然后選擇“下一步(Next)”114。程序39然后可重復(fù)上述步驟以便提高流體分配系統(tǒng)的微滴布置精度。如果新的微滴偏移誤差小于用戶(hù)限定的極限值，則程序39成功并且將出現(xiàn)顯示該結(jié)果的彈出窗口(未示出)。這種彈出窗口可包括諸如“值對(duì)相機(jī)偏移=([x值]，[y值])英寸可接受的微滴偏移誤差=[值]英寸平均微滴偏移誤差=[值]英寸”的消息。用戶(hù)通過(guò)選擇“0K”按鈕確認(rèn)該消息，然后通過(guò)選擇“完成(Done)”按鈕來(lái)結(jié)束程序39。[0062]上文描述的校準(zhǔn)程序39和⑶I59可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)需要修改，以用于與具有任何合適形狀、數(shù)量和構(gòu)造的基準(zhǔn)點(diǎn)的基準(zhǔn)瓦片一起使用。[0063]雖然已經(jīng)通過(guò)本發(fā)明的具體實(shí)施例的描述示出了本發(fā)明，并且雖然相當(dāng)詳細(xì)地描述的這些實(shí)施例，但其并非旨在將所附權(quán)利要求的范圍約束或以任何方式限制到這些細(xì)節(jié)。本文討論的各個(gè)特征可單獨(dú)使用或組合地使用。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，其它優(yōu)勢(shì)和改型將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明在其較寬方面不限于這些具體細(xì)節(jié)、所示出的設(shè)備和方法、以及所示出和描述的示意性實(shí)例。因此，在不背離總體發(fā)明構(gòu)思的范圍和精神的前提下，可以脫離這些細(xì)節(jié)?！局鳈?quán)項(xiàng)】1.一種用于校準(zhǔn)流體分配系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)包括流體分配器和光學(xué)傳感器，所述方法包括以下步驟:(i)用所述光學(xué)傳感器定位外部參考點(diǎn)；(ii)將所述流體分配器移動(dòng)至所述外部參考點(diǎn)；(iii)用所述流體分配器在所述外部參考點(diǎn)處分配流體；(iv)用所述光學(xué)傳感器定位被分配的流體；(V)計(jì)算所述外部參考點(diǎn)的位置和被分配的流體的位置之間的距離；(vi)至少部分地基于計(jì)算出的距離來(lái)確定校正值；以及(vii)使用所述校正值來(lái)提高被分配的流體的布置精度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，由控制器自動(dòng)執(zhí)行步驟(i)至步驟(vii)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:重復(fù)步驟(i)至步驟(vii)至少一次。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括:對(duì)步驟(i)至步驟(vii)進(jìn)行迭代，直到計(jì)算出的距離小于上限值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述外部參考點(diǎn)被定位在瓦片上，并且所述瓦片包括至少一個(gè)另外的外部參考點(diǎn)，其中，對(duì)所述至少一個(gè)另外的外部參考點(diǎn)也執(zhí)行步驟(i)至步驟(vii)，并且其中，至少部分地基于通過(guò)對(duì)與所述外部參考點(diǎn)中的每個(gè)外部參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述計(jì)算出的距離進(jìn)行平均而確定的值來(lái)確定校正值。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述瓦片具有至少八個(gè)外部參考點(diǎn)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述外部參考點(diǎn)和被分配的流體每個(gè)具有形心，并且計(jì)算距離的步驟還包括:計(jì)算所述外部參考點(diǎn)的形心和所述被分配的流體的形心之間的距離。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，被分配的流體還包括流體微滴?！疚臋n編號(hào)】G05B19/401GK105849658SQ201480071470【公開(kāi)日】2016年8月10日【申請(qǐng)日】2014年12月9日【發(fā)明人】庫(kù)特勒·克羅韋爾三世,帕曼·塔耶比【申請(qǐng)人】諾信公司