CN103433178A - 一种压电-液压控制式点胶装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种点胶装置，适用于点胶领域，所述点胶装置包括动力系统、位移放大系统、供胶系统和喷射系统；各系统通过螺栓连接；其中由压电叠堆提供整个装置的动力，位移放大系统通过L型液压放大腔将压电叠堆位移放大，而获得位移推动喷射系统的撞针撞击喷嘴，将供胶系统提供的胶液喷射出去，本发明致力于解决现有的点胶装置噪声大、稳定性不高、频率低的问题，从而增加点胶装置的通用性，实现更好的实用效果。

Description

一种压电-液压控制式点胶装置

技术领域

本发明属于点胶领域，尤其涉及非接触式点胶装置及系统。

背景技术

点胶系统是一种广泛应用在产品生产领域的工艺设备。从半导体封装工业、集成电路产业、SMT/PCB装配业到一般性工业的焊接、注涂和密封，通过该系统实现对胶体的点、线、面的施胶过程。点胶装置作为点胶系统核心部件，主要解决自动化点胶，对点胶速度，胶点质量、形状都有着重要影响。

在微电子封装行业，为适应工件的不规则性，追求高品质、高速度、高精度的点胶装置，点胶技术已经逐渐向着非接触式点胶发展。

目前，气动式非接触点胶装置以其结构简单、成本低等特点占据了市场优势，但是这种点胶装置却存在着噪声大、稳定性不高、频率低等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种点胶装置，旨在解决现有的点胶装置噪声大、稳定性不高、频率低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种点胶装置，包括动力系统、位移放大系统、供胶系统和喷射系统。

动力系统包括压电陶瓷电源、压电叠堆、压紧螺母、固定螺栓、防松垫、支架套。压电陶瓷电源和驱动压电叠堆相互之间通过电源信号线进行通信；支架套一端与位移放大系统的上盖螺纹连接固定，另一端与压紧螺母进行螺纹连接；压紧螺母同时顶住压电叠堆；固定螺栓将压电陶瓷与压紧螺母固定在一起；防松圈垫在压紧螺母与支架套之间，以防压紧螺母因压电叠堆高频振动所产生后座力而引起松动。 

位移放大系统包括上盖、上波纹刚性膜片、密封圈、上液压腔体、回复弹簧、下波纹刚性膜片、下液压腔体、底盖、防松垫、密封圈堵头。由螺栓固定上盖和上液压腔体，并压紧至于上液压腔体膜片腔里的上波纹刚性膜片；螺栓将底盖、下液压腔体和上液压腔体固定在一起，同时螺栓也压紧处于下液压腔体膜片腔里的下波纹刚性膜片及置于下波纹刚性膜片上的回复弹簧，形成了密闭的L型液压放大腔，其位移放大比为上下液压腔体膜片腔的直径平方比；密封圈置于各密封槽中，以防液压油泄露。采用一体式波纹刚性膜片不仅拥有和橡胶膜片一样的柔性，还克服了膜片连接处液压油泄露问题，同时提高放大效果。

供胶系统包括胶筒、进胶管道、密封圈。胶筒与进胶管道之间螺纹连接；进胶管道由螺栓固定在喷射系统的胶液腔体上；密封圈置于各密封槽中，以防胶液泄露。

喷射系统包括撞针、喷嘴、套筒、胶液腔体、拔紧螺母、拔紧套和密封件。撞针与位移放大系统中的小波纹刚性膜片螺纹连接；喷嘴置于套筒顶部，而套筒一头置于胶液腔体中，另一头置于拔紧套中，然后通过拔紧螺母将喷嘴、套筒与胶液腔体固定住；密封件置于各密封槽中，以防胶液泄露。

本发明由供胶系统通气供胶，将胶液推入喷射系统以待喷射；动力系统由压电陶瓷电源提供高低电压，使压电叠堆产生高频往复的微小位移，该位移经位移放大系统放大，与回复弹簧共同作用于喷射系统的撞针，使撞针获得有效的往复位移，不断撞击喷嘴，每次撞击均在喷嘴处形成瞬时高压，喷出胶液，形成液滴。

本发明的优点在于：

1、本发明采用一体式波纹刚性膜片与一般的橡胶膜片相比具有更好的放大效果，同时有效的解决膜片连接处液压油泄露问题。

2、本发明采用L型液压放大腔，使点胶装置在未触发时撞针与喷嘴处于闭合状态，故安装就相对简化，而且在喷嘴处也不会出现漏胶现象。

3、本发明由压电叠堆驱动，实现喷射响应频率快，胶点质量控制精确，噪音小；摩损小，使用寿命长。

4、本发明对胶液的适用性强。

附图说明

图1是本发明的压电-液压控制式点胶装置示意图。

图2为图1中位移放大系统A结构放大示意图，实心箭头和空心分别表示压电叠堆伸长和回缩是液压油受挤压的流动方向。

图3为图2位移放大系统中膜片结构放大示意图。

图4为图1中喷射系统B结构放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。

本发明所公开的点胶装置，包括动力系统、位移放大系统、供胶系统和喷射系统四大部分。

如图1所示，本发明所公示的点胶装置。点胶装置的动力系统，包括压电陶瓷电源34、压电叠堆5、压紧螺母1、固定螺栓2、防松垫3、支架套4。压电陶瓷电源34输出正的方波电压通过电源信号线驱动压电叠堆5伸长和回缩，伸缩长度和频率由压电陶瓷电源34输出的信号所决定；支架套4一端与位移放大系统的上盖6螺纹连接；将压电叠堆5置于支架套4中，压电叠堆5的伸长端垂直置于位移放大系统的上膜片7上；压紧螺母1与支架套4上端螺纹连接，同时，压紧螺母1挤压压电叠堆5，在竖直方向上对压电叠堆5进行限位；而防松垫3置于支架套4的槽中，用以防止压紧螺母1在压电叠堆5的后座力作用下引起松动；固定螺栓2将压电叠堆5尾端与压紧螺母1固定在一起，在水平方向上对压电叠堆5进行限位。

位移放大系统包括上盖6、上波纹刚性膜片7、密封圈8、密封圈11、密封圈13、U型密封圈28、密封圈31、密封圈32、上液压腔体9、回复弹簧10、下波纹刚性膜片33、下液压腔体12、底盖15、防松垫30、密封圈堵头29。密封圈8置于上液压腔体9的密封槽中，并将上波纹刚性膜片7置于密封槽上的膜片槽中，再经螺栓固定上盖6和上液压腔体9，压紧置于上液压腔体9上波纹刚性膜片7和密封圈8，实现对上波纹刚性膜片7的限位和液压油的密封；U型密封圈28置于底盖15的上部U型槽中，并用密封圈堵头29将其堵住，实现底部液压油密封；密封圈11、密封圈13、密封圈31置于下液压腔体12各自所对应的密封槽中；下波纹刚性膜片33与喷射系统的撞针14相连，防松垫30置于下波纹刚性膜片33槽中，对下波纹刚性膜片33和撞针14起防松作用。下膜片33置于下液压腔体12的膜片槽中；密封圈32置于上液压腔体9所对应密封槽中；回复弹簧10置于下波纹刚性膜片33的弹簧座上；由螺栓将底盖15、下液压腔体12和上液压腔体9固定在一起，形成了密闭的L型液压放大腔，同时螺栓也压紧密封圈11、密封圈13、密封圈31、密封圈32、下波纹刚性膜片33及回复弹簧10，实现对液压油的密封、下波纹刚性膜片33的限位和回复弹簧10的预紧；

当压电叠堆5伸长时，推动上波纹刚性膜片7向下运动，迫使上液压腔体9中的液压油经由侧流道进入下液压腔体12的膜片腔，推动下波纹刚性膜片33向上运动。当压电叠堆5回缩时，由回复弹簧10推动下波纹刚性膜片33向下运动，使下液压腔体12的膜片腔中的液压油经由L型液压放大腔的侧流道进入上液压腔体9，推动上波纹刚性膜片7向上运动回复原状，如图2 所示。此过程中，可知放大比

                                                    

式中X——表示压电叠堆5伸长量；

    Y——表示撞针14抬起量；

    D——表示上液压腔体9的膜片腔直径；

    d——表示下液压腔体12的膜片腔直径。

供胶系统包括胶筒16、进胶管道17、密封圈18。胶筒16与进胶管道17之间螺纹连接；进胶管道17由螺栓固定在喷射系统的胶液腔体25上；密封圈18置于进胶管道17密封槽中，以防胶液泄露。对胶筒16的胶液通气，挤压胶液经进胶管道17进入喷射系统的胶液腔体25中。

喷射系统包括撞针14、喷嘴21、套筒23、胶液腔体25、拔紧螺母19、拔紧套20、U型密封圈26、密封圈22、密封圈24和密封圈27。撞针14与位移放大系统中的下波纹刚性膜片33螺纹连接；撞针14穿过U型密封圈28，进入胶液腔体25中；U型密封圈26置于位移放大系统的底盖15的下部密封槽中，以防胶液进入位移放大系统的液压腔中；密封圈27置于底盖15的下部密封槽中，以防胶液侧漏；由螺栓将胶液腔体25与底盖15固定在一起；密封圈22和密封圈24分别置于套筒23相对应的密封槽中；喷嘴21置于套筒23 顶部；套筒23 和喷嘴21置于拔紧套20中；拔紧套20置于拔紧螺母19中；拔紧螺母19与胶液腔体25螺纹连接，经由拔紧套20将喷嘴21、套筒23压紧在胶液腔体中，各密封圈受到挤压形成密封，防止胶液侧漏。

工作原理：

当点胶装置处于待工作状态时，压电陶瓷电源34未给电，由于回复弹簧10预紧力的作用，撞针14和喷嘴21处于闭合状态；此时，对供胶系统的胶筒16供气，挤压胶液经由进胶管道进入喷射系统的胶液腔体25，填充空腔。

调节压电陶瓷电源34获得合适的电压信号。启动压电陶瓷电源34，在输出高电压时，压电叠堆5伸长，推动上波纹刚性膜片7向下变形；上液压腔体9的膜片腔液压油受挤压，经由L型液压放大腔的测流道进入下液压腔体12的膜片腔，推动下波纹刚性膜片33。当推力大于由回复弹簧10的变形力、U型密封圈28和U型密封圈26的摩擦力及胶液阻力组成的合力时，下波纹刚性膜片33带动撞针14向上运动；直到推力与该合力达到平衡时，撞针14停止运动，处于最高点。此过程中，供胶系统一直挤压胶液填充由撞针14向上运动引起的空腔。

在压电陶瓷电源34输出低电压时，压电叠堆5回缩，上膜片7向上变形回复原状，此时推力变成吸力，液压油经由L型液压放大腔的测流道从下液压腔体12的膜片腔回流到上液压腔体9的膜片腔里，引起下波形膜片33向下变形。同时回复弹簧10克服U型密封圈28和U型密封圈26的摩擦力及胶液阻力组成的合力，推动撞针14快速向下运动，撞击喷嘴21；撞击瞬间在喷嘴21处形成瞬时高压，一方面阻止撞针14向下运动，另一方面，将喷嘴21头部的胶液挤出，形成一滴胶点，实现一次喷射。

压电陶瓷电源34连续不断的输出高频率的高低电压，供胶系统一直挤压胶液填充空腔，则相应的点胶设备就实现了高频率、高精度的喷射点胶。

Claims (1)

1.一种压电-液压控制式点胶装置，包括动力系统、位移放大系统、供胶系统和喷射系统，其特征在于，位移放大系统包括上盖、上波纹刚性膜片、密封圈、上液压腔体、回复弹簧、下波纹刚性膜片、下液压腔体、底盖、防松垫、密封圈堵头，其中，由螺栓固定上盖和上液压腔体，并压紧至于上液压腔体膜片腔里的上波纹刚性膜片，螺栓将底盖、下液压腔体和上液压腔体固定在一起，同时螺栓也压紧处于下液压腔体膜片腔里的下波纹刚性膜片及置于下波纹刚性膜片上的回复弹簧，形成了密闭的L型液压放大腔，其位移放大比为上下液压腔体膜片腔的直径平方比，密封圈置于各密封槽中。

Images