CN108339723A - 一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源 - Google Patents

一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源 Download PDF

Info

Publication number
CN108339723A
CN108339723A CN201711087661.2A CN201711087661A CN108339723A CN 108339723 A CN108339723 A CN 108339723A CN 201711087661 A CN201711087661 A CN 201711087661A CN 108339723 A CN108339723 A CN 108339723A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
piezoelectric ceramics
dispensing machine
valve actuator
automatic dispensing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711087661.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108339723B (zh
Inventor
李传江
冯英鹏
任见
顾守东
刘建芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou GaoKai Precision Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Suzhou Sino Tech Precision Technology Co Ltd
Shanghai Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Sino Tech Precision Technology Co Ltd, Shanghai Normal University filed Critical Suzhou Sino Tech Precision Technology Co Ltd
Priority to CN201711087661.2A priority Critical patent/CN108339723B/zh
Publication of CN108339723A publication Critical patent/CN108339723A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108339723B publication Critical patent/CN108339723B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)

Abstract

本发明一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源，涉及驱动电源技术领域。本发明由直流电源模块(1)，驱动电压产生模块(2)，控制模块(3)以电信号方式连接组成。本发明一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源，特别采用无模型自适应控制算法调节PWM占空比的方式，克服了现有的驱动电源采用开关控制充放电的方式产生驱动电压波形，只能调节驱动电压大小等技术问题。实现了按工艺要求，由操作人员设置，准确控制自动点胶机压电陶瓷喷射阀的一种上升时间、下降时间、驱动电压等均可调节的压电陶瓷喷射阀驱动电源，达到控制阀体撞击的速度，撞击时间、点胶时间、延迟时间等控制出胶的目的，为微电子封装技术提供新的技术装备。

Description

一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源
技术领域
本发明涉及驱动电源技术领域，具体指一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源。
背景技术
机器人点胶技术在微电子封装技术中起到非常关键的作用。采用压电陶瓷驱动的喷射式点胶阀实现自动点胶，相比于接触式、机械式点胶等方式具有明显的优点，是一种先进的自动点胶技术。在这种驱动方式中，压电陶瓷驱动电源的性能是影响点胶性能的关键因素。市场上现有的驱动电源大都采用开关控制充放电的方式产生驱动电压波形，充放电时间有电路的时间常数确定，只能调节驱动电压的大小，不能按用户工艺要求通过参数设置来改变，输出脉冲的高低电压值也不能控制，高电平值对应充满的状态，即为供电电压值，低电平值为放完的状态，即为零。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种上升时间、下降时间、驱动电压等均可调节的压电陶瓷喷射阀驱动电源。
一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源的设计。高性能自动点胶机要求压电陶瓷喷射阀的撞击时间、点胶时间、延迟时间等都可以按工艺要求由操作人员设置。
为达到这个设计要求方案，由直流电源模块，驱动电压产生模块，控制模块以电信号方式连接组成。
所述直流电源模块，输出两路电压，一路作为控制模块的供电电源(12V)，另一路作为电压驱动模块的主供电电源(0-120V可调)。
所述驱动电压产生模块的主供电电源由整流单元和DC/DC单元组成，其中DC/DC单元的控制信号由控制模块DA输出的0-5V的电压控制。主供电电源输出通过取样电阻进入控制模块，用于监控主供电电源的输出，一方面用于显示，一方面用于短路保护。
所述驱动电压产生模块，接收控制模块的控制信号产生相应的驱动信号给压电陶瓷喷射阀。压电陶瓷喷射阀中的压电陶瓷片可以近似等效为电容，电容值在6.7uF左右。通过改变充放电控制脉冲的占空比实现充放电速度和高低电平电压值的大小。
所述控制模块由STM32作为处理器，实现驱动电源控制、故障保护、参数设置、存储显示功能。驱动控制为核心功能，本发明采用闭环控制实现输出波形的上升时间、下降时间和高低电平值的控制。闭环控制的给定信号由用户设定的上升时间t2、高电平时间t3、下降时间t4、低电平时间t1对应的波形计算得到，反馈信号通过输出端取样电阻得到。
通过控制模块中的STM32中运行的控制软件，由用户通过键盘操作设定实现期望输出波形的上升时间、下降时间、高电平值、低电平值、高电平时间和低电平时间。
所述控制软件中采用无模型自适应控制算法调节PWM占空比的方式实现。所述PWM以控制充放电速度的方式实现上升时间和下降时间的控制，通过输出电压检测作为反馈，再由无模型自适应控制算法控制充放电时间和高低电平的电压值。
故障保护功能主要设计为两种情况的保护，一是陶瓷片短路保护功能，通过输出检测电源模块监测电压降来实现短路保护；二是主控制器温度超限保护功能，通过安放在散热器上的温度传感器测量散热器温度，当温度超过限定值(120度)时，输出控制信号关闭前端电源。
如上所述，本发明提出一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源，实现了上升时间、下降时间、驱动电压等均可调节的压电陶瓷驱动电源。
附图说明
图1为本发明一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源系统连接示意框图；
图2为本发明实施例驱动电压产生模块的电路电路图；
图3为本发明实施例当t2＝0.2ms、t4＝0.2ms时在压电陶瓷阀两端的输出波形图；
图4为本发明实施例当t2＝0.5ms、t4＝0.5ms时在压电陶瓷阀两端的输出波形图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的描述
本发明一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，由直流电源模块1，驱动电压产生模块2，控制模块3以电信号方式连接组成(如附图1所示)。
所述直流电源模块1，由两路独立输出的电源组成，第一路12V电源为控制模块3供电电源，用反激式开关电源。第二路为驱动电压产生模块2的主供电电源。驱动电压产生模块2的主供电电源由整流单元和DC/DC单元组成，芯片用UC3825，输出电压范围为10-120V连续可调。其中DC/DC单元的控制信号由控制模块3的DA输出0-5V的电压控制，以达到开通和关断驱动电压产生模块2的主供电电源的目的。此外主供电电源输出通过取样电阻进入控制模块3，用于监控主供电电源的输出，一方面用于显示，一方面用于短路保护。
所述驱动电压产生模块2电路(如附图2所示)，采用PWM驱动方案，上升时间段对应的陶瓷充电过程，此时，Q3管开通可以实现充电，通过调节控制信号的占空比控制充电的速度，从而控制上升时间。充电达到高电平值时关断Q3管，从而关断充电回路，电压保持高电平。下降时间段对应陶瓷的放电过程，此时，Q2管开通可以实现放电，放电终止电压由U1A运放负电压设定，陶瓷放电到设定电压后停止放电。
所述控制模块3由STM32F103作为处理器，实现驱动电源控制、故障保护、参数设置、存储显示功能。驱动控制为核心功能，采用闭环控制实现输出波形的上升时间、下降时间和高低电平值的控制。闭环控制的给定信号由用户设定的上升时间t2、高电平时间t3、下降时间t4、低电平时间t1对应的波形计算得到，反馈信号通过输出端取样电阻得到。
所述控制软件中采用无模型自适应控制算法调节PWM占空比的方式实现。
系统完成后，电压参数设置为高电压Vh＝120V,Vl＝25V，高电平和低电平时间t1＝5ms、t3＝5ms，当t2＝0.2ms、t4＝0.2msms时在压电陶瓷阀两端的输出波形(如附图3所示)；当t2＝0.5ms、t4＝0.5ms时在压电陶瓷阀两端的输出波形(如附图4所示)。
通过监控直流电源模块1的压降实现压电陶瓷短路保护。通过监控驱动电压产生模块2主散热器的温度超限实现报警保护。
综上所述，本发明系统可以按工艺要求，由操作人员设置，实现准确控制自动点胶机要求压电陶瓷喷射阀的上升时间和下降时间，从而控制阀体撞击的速度，撞击时间、点胶时间、延迟时间等控制出胶的目的，为微电子封装技术提供新的技术装备。

Claims (7)

1.一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，由直流电源模块(1)，驱动电压产生模块(2)，控制模块(3)以电信号方式连接组成。
2.如权利要求1所述的一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，所述直流电源模块(1)，输出两路电压，一路作为控制模块(3)的供电电源12V，另一路作为驱动电压模块(2)的主供电电源可调0-120V。
3.如权利要求1所述的一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，所述驱动电压产生模块(2)的主供电电源由整流单元和DC/DC单元组成，其中DC/DC单元的控制信号由控制模块(3)DA输出的0-5V的电压控制；主供电电源输出通过取样电阻进入控制模块(3)监控主供电电源的输出，一方面用于显示，一方面用于短路保护。
4.如权利要求1或3所述的一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，所述驱动电压产生模块(2)接收控制模块(3)的控制信号产生相应的驱动信号给压电陶瓷喷射阀；压电陶瓷喷射阀中的压电陶瓷片近似等效为电容，电容值为6.7±1.34uF。
5.如权利要求1所述的一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，所述控制模块(3)实现对直流电源模块(1)，驱动电压产生模块(2)的控制、故障保护、参数设置、存储显示功能的核心处理器为STM32控制器，采用无模型自适应控制算法，用于控制PWM的占空比；
所述PWM以控制充放电速度的方式实现上升时间和下降时间的控制，通过输出电压检测作为反馈，再由无模型自适应控制算法控制充放电时间和高低电平的电压值。
6.如权利要求1或5所述的一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，所述控制模块(3)采用闭环控制实现输出波形的上升时间、下降时间和高低电平值的控制；
闭环控制的给定信号由用户设定的上升时间t2、高电平时间t3、下降时间t4、低电平时间t1对应的波形计算获得，反馈信号通过输出端取样电阻获得。
7.如权利要求1或5所述的一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，所述控制模块(3)的故障保护功能，一是通过输出检测驱动电压产生模块(2)监测电压降实现陶瓷片短路保护；二是通过设置在散热器上的温度传感器，测量散热器温度，当温度超过限定值120℃时，输出控制信号关闭前端电源主控制器温度实现超限保护。
CN201711087661.2A 2017-11-06 2017-11-06 一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源 Active CN108339723B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711087661.2A CN108339723B (zh) 2017-11-06 2017-11-06 一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711087661.2A CN108339723B (zh) 2017-11-06 2017-11-06 一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108339723A true CN108339723A (zh) 2018-07-31
CN108339723B CN108339723B (zh) 2020-10-02

Family

ID=62962690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711087661.2A Active CN108339723B (zh) 2017-11-06 2017-11-06 一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108339723B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112170105A (zh) * 2020-09-18 2021-01-05 深圳市轴心压电技术有限公司 一种新型压电陶瓷阀驱动控制系统
CN112850634A (zh) * 2021-01-19 2021-05-28 青岛歌尔微电子研究院有限公司 芯片封装工艺和芯片封装模组
CN114527686A (zh) * 2021-12-24 2022-05-24 珠海博杰电子股份有限公司 压电陶瓷阀动态控制系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739622A (en) * 1995-08-07 1998-04-14 Nec Corporation Converter wherein a piezoelectric transformer input signal is frequency modulated by a pulse width modulated signal
CN102034441A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 深圳Tcl新技术有限公司 一种lcd驱动电压控制装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739622A (en) * 1995-08-07 1998-04-14 Nec Corporation Converter wherein a piezoelectric transformer input signal is frequency modulated by a pulse width modulated signal
CN102034441A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 深圳Tcl新技术有限公司 一种lcd驱动电压控制装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
廖平等: "压电式点胶机驱动电源研究", 《压电与声光》 *
曹荣敏著: "《数据驱动运动控制系统设计与实现》", 30 June 2012, 国防工业出版社 *
胡晓明: "基于转轨驱动的压电陶瓷驱动电源", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112170105A (zh) * 2020-09-18 2021-01-05 深圳市轴心压电技术有限公司 一种新型压电陶瓷阀驱动控制系统
CN112170105B (zh) * 2020-09-18 2022-06-10 深圳市轴心压电技术有限公司 一种新型压电陶瓷阀驱动控制系统
CN112850634A (zh) * 2021-01-19 2021-05-28 青岛歌尔微电子研究院有限公司 芯片封装工艺和芯片封装模组
CN114527686A (zh) * 2021-12-24 2022-05-24 珠海博杰电子股份有限公司 压电陶瓷阀动态控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108339723B (zh) 2020-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108339723A (zh) 一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源
CN107276405B (zh) 微细电火花脉冲电源及基于该电源的分段控制方法
CN207446558U (zh) 一种压电驱动式热熔胶喷射阀
CN100526626C (zh) 燃料喷射系统
CN102232264A (zh) 具有连续传导模式(ccm)和不连续传导模式(dcm)操作的可调恒流源
CN101473696A (zh) 用脉冲电流驱动负载的驱动电路
CN100561628C (zh) 基于可变电流方式的低压电器智能控制方法
CN104115400A (zh) 具有用于形成具有多级电压的脉冲的多个电容器单元的脉冲形成网络（pfn）以及形成这样的脉冲的方法
CN102266835B (zh) 一种喷涂阀
CN112170105B (zh) 一种新型压电陶瓷阀驱动控制系统
CN104821754B (zh) 智能墙面抹灰机器人的专用控制器
CN202129190U (zh) 一种精密喷射阀
CN106526439A (zh) 一种可调高压脉冲式电池极板绝缘性能检测系统
CN109683080A (zh) 一种电路板老化实验装置
WO2017193968A1 (zh) 一种用于注塑模具的传感器及其在线检测方法
CN202250550U (zh) 摩托车点火器能量平衡式充电点火电路
CN109287020A (zh) 一种用于提升微波输出稳定性的微波源系统及方法
WO2008102984A1 (en) Power conversion system and method
CN101795087A (zh) 一种感性负载换流的方法
CN209390403U (zh) 一种用于提升微波输出稳定性的微波源系统
CN2932821Y (zh) 微处理器控制的电源装置
CN216216444U (zh) 一种节能三相异步电动机
CN202006523U (zh) 注塑干燥机的控制电路
CN108580152A (zh) 一种雾化器换能片谐振点的确定方法
CN203791145U (zh) 一种简易注胶头

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 200234 No. 100, Xuhui District, Shanghai, Guilin Road

Applicant after: SHANGHAI NORMAL University

Applicant after: Suzhou GaoKai Precision Technology Co.,Ltd.

Address before: 200234 No. 100, Xuhui District, Shanghai, Guilin Road

Applicant before: SHANGHAI NORMAL University

Applicant before: SUZHOU ZHONGCHU KEGONG PRECISION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200609

Address after: 215123 west area, third floor, building F, Yida Science Park, No. 11, Jinpu Road, Suzhou Industrial Park, Suzhou, Jiangsu Province

Applicant after: Suzhou GaoKai Precision Technology Co.,Ltd.

Address before: 200234 No. 100, Xuhui District, Shanghai, Guilin Road

Applicant before: SHANGHAI NORMAL University

Applicant before: Suzhou GaoKai Precision Technology Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant