CN107670929A - 一种点胶机的点胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种点胶机的点胶方法，通过设定点胶运行轨迹的位移量和点胶时高速点胶阀的打开时间来控制出胶量。该点胶方法具有明显的优越性，胶量是否均匀，取决于轨迹运行的位移量和打开时间这两个因素，与电机的变化速度无关。即使电机高速运行时存在不同速率对出胶量仍没有影响，既保证点胶量的均一稳定，使胶滴大小一致，也提高了点胶质量。有效的解决了高速点胶阀对控制精度的要求，同时还具有可靠性高、响应速度快,成本低等主要优点，且特别适合高速点胶。

Description

一种点胶机的点胶方法

技术领域

本发明涉及点胶，点漆技术领域，特别涉及一种点胶机的点胶方法。

技术背景

电机作为一种重要执行器件，在点胶机械设备中应用广泛。在定距离点胶要求电机能高速、精确地运行，即保证电机在不失步和过冲的情况下，以最快速度平稳地运行到指定位置。那么对步进电机加减速控制的方法比较常见有以下2种：(1)梯形加减速运行，如图1所示。(2)S型加减速运行，如图2所示。

由图1、图2可以看出，电机在匀速运行时，胶量均匀，电机在加减速运行时，由于速度低于匀速运行速度，点胶机在喷胶的过程中，会出现胶量相对多的现象，当电机加减速度与匀速运行速度相差越大，则胶多越明显，所以特别是在电机开始启动和减速到停止的较短时间内，胶量过多的现象最为突出。

则当电机运行轨迹如图3所示时，从图3中可以看出A、E两点分别为电机的起点和停点。由于电机在这两点处运行速度相对比较慢，运行时间较长，则在胶体流量不变的情况下，会出现胶量相对多的现象。同理，B、C、D处为轨迹运行的拐弯点，电机减速运行，胶量增多，且拐弯夹角越小，电机运行速度越慢，胶量越多。特别是在点胶加工设定速度较高时，电机起步加速过程和匀速运行速度差较大，胶量过多不均一现象尤为明显，这种喷胶量不一致会直接影响点胶工艺质量。

目前，解决这一问题的点胶技术常见的有电气比例阀点胶。电气比例阀点胶通过A/D转换器，对封闭容腔内气体的压力信号进行采集、处理、计算，目标值以模拟量的方式输入控制器中，与采集到的值进行比较，经过功率放大器和D/A转换后，实现控制密闭容腔气体压力的目的。电气比例阀的压力响应曲线如图4所示，从图4可以看出，阀的压力响应存在一定的死区，这主要是由于阀内电磁铁的电磁惯性引起的滞后现象，且压力和胶量并不是线性关系，造成电机速度变化和胶量控制无法达到完全匹配，影响出胶量，且价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种点胶机的点胶方法，解决点胶机在起停点和拐弯处出胶量比较大的问题。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种点胶机的点胶方法，包括以下步骤：

1)设定点胶阀打开并保持打开的时间T_on；

2)设定点胶机的运行轨迹间隔位移量s；假设点胶机的运行轨迹总长度为L；则L/s则表示点胶机在运行轨迹过程中，点胶阀打开的次数，点胶阀每次打开并保持打开的时间为T_on；

3)点胶机开始运行，若点胶机当前的运行轨迹总长度<L，则转入步骤4，若点胶机当前的运行轨迹总长度＝L，则执行步骤6；

4)判断点胶机的轨迹位移量是否达到s；若达到，则点胶机进入一个新的点胶周期，点胶阀打开进行点胶；若没达到，则点胶阀处于原点胶周期，并进入步骤5；

5)判断点胶阀在原点胶周期内打开的时间是否达到T_on；若达到，则点胶阀关闭重复执行步骤3-5；若未达到，则保持点胶阀原有状态重复执行步骤3-5；

6)点胶结束，点胶机关闭。

在一较佳实施例中：所述点胶阀打开并保持打开的时间T_on≥点胶阀阀门响应时间。

在一较佳实施例中：所述点胶机的运行轨迹间隔位移量s≥v*T_on，其中v为轨迹运行的最大速度。

在一较佳实施例中：步骤4时，点胶机进入一个新的点胶周期时，点胶机的轨迹位移量清零、点胶阀的打开时间也清零。

在一较佳实施例中：步骤5时，点胶阀关闭后，点胶阀的打开时间清零。

在一较佳实施例中：所述点胶阀的打开时间由定时器进行计时。

在一较佳实施例中：所述点胶机包括控制器、电磁阀、点胶阀；所述控制器控制电磁阀打开或关闭，所述电磁阀打开时，气路打开，气压控制点胶阀打开。

在一较佳实施例中：所述控制器控制定时器开始计时或者停止计时并清零。

在一较佳实施例中：当点胶阀打开时，控制器同时控制计时器开始计时。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

本发明提供的一种点胶机的点胶方法，采用软件驱动高速点胶阀点胶的过程进行控制。控制器控制晶体管的通断来驱动高速电磁阀的阀门打开或关闭，当高速电磁阀阀门打开时，气管中的气路开通，其产生的气压控制高速点胶阀阀门打开，执行点胶，胶体流出。由于采用软件控制，其点胶机结构更简单，成本更低。

本发明提供的一种点胶机的点胶方法，通过设定点胶运行轨迹的位移量和点胶时高速点胶阀的打开时间来控制出胶量。该点胶方法具有明显的优越性，胶量是否均匀，取决于轨迹运行的位移量和打开时间这两个因素，与电机的变化速度无关。即使电机高速运行时存在不同速率对出胶量仍没有影响，既保证点胶量的均一稳定，使胶滴大小一致，也提高了点胶质量。

附图说明

图1为现有技术中步进电机的一种加速曲线图；

图2为现有技术中步进电机的另一种加速曲线图；

图3为现有技术中步进电机的运行轨迹图；

图4为电气比例阀的压力响应曲线图；

图5为本发明优选实施例中点胶方法的流程图；

图6为本发明优选实施例中点胶机内部控制图；

图7为本发明优选实施例中点胶机的加工曲线图；

图8为为本发明优选实施例中点胶机的加工过程中，点胶阀开关状态示意图。

具体实施方案

下文结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步说明。

参考图5-6，一种点胶机的点胶方法，所述点胶机包括控制器、电磁阀、点胶阀；所述控制器控制电磁阀打开或关闭，所述电磁阀打开时，气路打开，气压控制点胶阀打开。

所述点胶方法包括以下步骤：

1)设定点胶阀打开并保持打开的时间T_on；

2)设定点胶机的运行轨迹间隔位移量s；假设点胶机的运行轨迹总长度L；则L/s则表示点胶机在运行轨迹过程中，点胶阀打开的次数，点胶阀每次打开并保持打开的时间为T_on；

3)点胶机开始运行，若点胶机当前的运行轨迹总长度<L，则转入步骤4，若点胶机当前的运行轨迹总长度＝L，则执行步骤6；

4)判断点胶机的轨迹位移量是否达到s；若达到，则点胶机进入一个新的点胶周期，点胶阀打开进行点胶；若没达到，则点胶阀处于原点胶周期，并进入步骤5；

5)判断点胶阀在原点胶周期内打开的时间是否达到T_on；若达到，则点胶阀关闭重复执行步骤3-5；若未达到，则保持点胶阀原有状态重复执行步骤3-5；

6)如此反复，直到点胶机当前的运行轨迹总长度＝L，点胶结束，点胶机关闭。

具体的，步骤1中，点胶阀打开并保持打开的时间T_on的具体设定一般取决于点胶阀的阀门相应时间，若T_on时间设定太短，则点胶阀来不及打开，所以T_on≥胶阀阀门响应时间。

确定点胶阀打开并保持打开的时间T_on就可以控制点胶阀的出胶量，其开通时间T_on与出胶量呈递增关系。如果需要点胶的量比较大，增加T_on就可以。

为了精确计算点胶阀打开所持续的时间，使其实际打开的时间不会超过T_on。需要使用定时器进行计时。本实施例中启用时基为0.01ms的定时器，若T_on＝3ms，则通过软件定时时，需进行300次的计数C。即T_on＝0.01ms*C。

步骤2中，设定点胶机的运行轨迹间隔位移量s具体是指：如果点胶机的轨迹加工运行速度曲线如图7所示，在OA和BC段，电机处于加速和减速运行，此区间轨迹加工运行速度较慢，高速点胶阀阀门通断频率较低，AB段轨迹匀高速运行，高速点胶阀阀门通断频率较高，甚至阀门一直处于打开状态。假设点胶机轨迹加工运行的最大速度为v，为保证有足够的位移裕量，则间隔位移量s的具体设定为s≥v*阀门打开时间T_on。

若点胶机的运行轨迹间隔位移量s设为1mm时，点胶机的运行轨迹总长度为L，则点胶机运行过程中阀门打开次数其位移量s的设置，在满足s≥v*阀门打开时间T_on的条件下，s的具体设定值可根据对实际位移的精度要求来定。

例如，设定点胶阀打开并保持打开的时间T_on＝3ms，轨迹位移量s＝1mm，轨迹运行的总长度L＝10mm，则在这10mm的轨迹上阀门会打开10次，每次点胶阀打开时间T_on为3ms。

下文对图7的全过程进行具体的计算和分析，并将计算结果绘制为图8：

1)在A处为起点初速阶段，由于电机在刚起步时速度较慢，假设初始速度为10mm/s,加速度为3000mm/s²，匀速运行时速度为134.6mm/s。

起步时，点胶机开始做匀加速运行，则点胶机运行轨迹间隔位移量s后的当前末速度v_n+1为：

v_n+1＝v_n+aT_n (1)

其中，v_n为点胶机当前初速度、v_n+1为点胶机当前末速度、a为加速度、T_n为以当前速度移动位移量s所花的时间；

则经过位移量s后，点胶机的平均速度可表示为：

将公式(1)代入公式(2)得

其平均速度还可表示为

则联立公式(3)和公式(4)，得出

由公式(5)可推导出点胶机运行位移量s所需要的时间T_n为：

由于T_n>0，得出

同理，点胶机做匀减速运行时，经过轨迹间隔位移量s后其当前末速度为

v_n+1＝v_n-aT_n (8)

可推出点胶机匀减速时轨迹运行位移量s所需要的时间T_n为：

由已知条件可得：在AB段内，A点的初速度为v_n＝10mm/s，a＝3000mm/s²。将已知条件代入公式(7)得，AB段点胶机运行s＝1mm的位移量所需要的时间T_n，也即一个点胶周期持续的时间T_n为：

其中T_n＝T_on+T_offn (10)

其中，T_on表示在一个点胶周期内点胶阀开通时间、T_offn表示一个点胶周期内点胶阀关断时间；

由于点胶阀开通时间T_on＝3ms，代入公式(10)，则AB段点胶阀关断时间为：

T_offn＝T_n-T_on＝22.7ms-3ms＝19.7ms。

将AB段的初速度v_n＝10mm/s，T_n＝22.7*10^-3s代入公式(1)，得出AB段的末速度为：

v_n+1＝v_n+aT_n＝10mm/s+3000mm/s²*22.7*10^-3s≈78.1mm/s

也就是说，点胶机处于连续运行时，点胶阀的阀门打开3ms后，阀门关闭19.7ms后此时到达下一位移点胶B处，此时，一个点胶周期结束，计时器和点胶机实际轨迹位移量清零。

2)当点胶机加速运行到B处时，将BC段的初速度v_n＝78.1mm/s代入公式(7)，则BC段轨迹运行s＝1mm的位移量所需要的时间T_n为：

将点胶阀开通时间T_on＝3ms，代入公式(10)，则BC段点胶阀关断时间为：

T_offn＝T_n-T_on＝10.6ms-3ms＝7.6ms。

将BC段的初速度v_n＝78.1mm/s，T_n＝10.6*10^-3s代入公式(1)，得出BC段的末速度为：

v_n+1＝v_n+aT_n＝78.1mm/s+3000mm/s²*10.6*10^-3s≈110mm/s

则在B处，阀门打开执行3ms点胶后，阀门关闭7.6ms后此时到达下一位移点胶C处，点胶周期再次结束，计时器和点胶阀实际轨迹位移量清零。

3)点胶机继续加速运行到C处时，则将CD段的初速度v_n＝110mm/s代入公式(7)，得出CD段s＝1mm的位移量所需要的时间T_n为：

将点胶阀开通时间T_on＝3ms，代入公式(10)，则点胶阀关断时间为：

T_offn＝T_n-T_on＝8.2ms-3ms＝5.2ms。

将CD段的初速度v_n＝110mm/s，T_n＝8.2*10^-3s代入公式(1)得出CD段的末速度为：

v_n+1＝v_n+aT_n＝110mm/s+3000mm/s²*8.2*10^-3s≈134.6mm/s

则在C处，阀门打开执行3ms点胶后，阀门关闭5.2ms后此时到达下一位移点胶D处，同时计时器和实际轨迹位移量清零。

4)经软件计算点胶机继续加速运行到D处时的速度到达客户设定的匀速速度，则轨迹从D点开始匀速运行，其产生1mm的位移量所需要的时间为T_n，公式为：

将s＝1mm，v_n＝134.6mm/s根据公式(11)，得出DE段点胶机运行s＝1mm的位移量所需要的时间T_n为：

将点胶阀开通时间T_on＝3ms，代入公式(10)，则点胶阀关断时间为：

T_offn＝T_n-T_on＝7.4ms-3ms＝4.4ms。

则在D处，阀门打开执行3ms点胶后，阀门关闭4.4ms后此时到达下一位移点胶E处，同时计时器和实际轨迹位移量清零。

5)根据软件算法，得出轨迹从D处匀速运行到H处时为匀速运行，速度保持为134.6mm/s。那么在D、E、F、G处，阀门先打开执行3ms点胶，再关闭4.4ms后，同时开胶计时和实际轨迹位移量清零，如此重复执行4次后，到达位移点胶H处，开始匀减速运行。

6)点胶机运行到H处时，做匀减速运行，则将HI段的初速度v_n＝134.6mm/s代入公式(9)，得HI段轨迹运行s＝1mm的位移量所需要的时间T_n为：

将点胶阀开通时间T_on＝3ms，代入公式(10)，则点胶阀关断时间为：

T_offn＝T_n-T_on＝8.2ms-3ms＝5.2ms。

同理将HI段的初速度v_n＝134.6mm/s，T_n＝8.2*10^-3s代入公式(8)得出HI段的末速度为：

v_n+1＝v_n-aT_n＝134.6mm/s-3000/s²*8.2*10^-3s≈110mm/s

则在H处，阀门打开执行3ms点胶后，阀门关闭5.2ms后此时到达下一位移点胶I处，同时计时器和实际轨迹位移量清零。

6)轨迹继续减速运行到I处时，则将IJ段的初速度v_n＝110mm/s代入公式(9)，得IJ段轨迹运行s＝1mm的位移量所需要的时间T_n为：

将点胶阀开通时间T_on＝3ms，代入公式(10)，则点胶阀关断时间为：

T_offn＝T_n-T_on＝10.6ms-3ms＝7.6ms。

同理将v_n＝110mm/s，T_n＝10.6*10^-3s代入公式(8)得出IJ段的末速度为：

v_n+1＝v_n-aT_n＝110mm/s-3000mm/s²*10.6*10^-3s≈78.1mm/s

则在I处，阀门打开执行3ms点胶后，阀门关闭7.6ms后此时到达下一位移点胶J处，同时计时器和实际轨迹位移量清零。

7)轨迹继续减速运行到J处时，则将将JK段的初速度v_n＝78.1mm/s代入公式(9)，得出JK段轨迹运行s＝1mm的位移量所需要的时间T_n为：

将点胶阀开通时间T_on＝3ms，代入公式(10)，则点胶阀关断时间为：

T_offn＝T_n-T_on＝22.7ms-3ms＝19.7ms。

则在J处，阀门打开执行3ms点胶后，阀门关闭19.7ms后到达下一位移点胶K处，阀门打开执行3ms点胶后，此时点胶轨迹结束，阀门关闭，退出点胶。

从本例可以看出，在每一等间距位移处，通过控制高速点胶阀阀门打开时间为3ms，则在轨迹加工运行速度变化的情况下，仍保证了每一位移处的胶量一致。

以上对本发明提供的一种点胶机的点胶方法，无论点胶机以何种速度运行，每次点胶的位移量与点胶时间恒定，即确定了每一处胶滴的大小一致。通过这种软件控制的方式，有效的解决了高速点胶阀对控制精度的要求，同时还具有可靠性高、响应速度快,成本低等主要优点，且特别适合高速点胶。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种点胶机的点胶方法，其特征在于包括以下步骤：

1)设定点胶阀打开并保持打开的时间T_on；

2)设定点胶机的运行轨迹间隔位移量s；假设点胶机的运行轨迹总长度为L；则L/s则表示点胶机在运行轨迹过程中，点胶阀打开的次数，点胶阀每次打开并保持打开的时间为T_on；

3)点胶机开始运行，若点胶机当前的运行轨迹总长度<L，则转入步骤4，若点胶机当前的运行轨迹总长度＝L，则执行步骤6；

4)判断点胶机的轨迹位移量是否达到s；若达到，则点胶机进入一个新的点胶周期，点胶阀打开进行点胶；若没达到，则点胶阀处于原点胶周期，并进入步骤5；

5)判断点胶阀在原点胶周期内打开的时间是否达到T_on；若达到，则点胶阀关闭重复执行步骤3-5；若未达到，则保持点胶阀原有状态重复执行步骤3-5；

6)点胶结束，点胶机关闭。

2.根据权利要求1所述的一种点胶机的点胶方法，其特征在于：所述点胶阀打开并保持打开的时间T_on≥点胶阀阀门响应时间。

3.根据权利要求1所述的一种点胶机的点胶方法，其特征在于：所述点胶机的运行轨迹间隔位移量s≥v*T_on，其中v为轨迹运行的最大速度。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种点胶机的点胶方法，其特征在于：步骤4时，点胶机进入一个新的点胶周期时，点胶机的轨迹位移量清零、点胶阀的打开时间也清零。

5.根据权利要求4所述的一种点胶机的点胶方法，其特征在于：步骤5时，点胶阀关闭后，点胶阀的打开时间清零。

6.根据权利要求5所述的一种点胶机的点胶方法，其特征在于：所述点胶阀的打开时间由定时器进行计时。

7.根据权利要求6所述的一种点胶机的点胶方法，其特征在于：所述点胶机包括控制器、电磁阀、点胶阀；所述控制器控制电磁阀打开或关闭，所述电磁阀打开时，气路打开，气压控制点胶阀打开。

8.根据权利要求7所述的一种点胶机的点胶方法，其特征在于：所述控制器控制定时器开始计时或者停止计时并清零。

9.根据权利要求8所述的一种点胶机的点胶方法，其特征在于：当点胶阀打开时，控制器同时控制计时器开始计时。