CN114527686A - 压电陶瓷阀动态控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种能够根据需求设定参数且胶液形态完整的压电陶瓷阀动态控制系统。本发明包括压电陶瓷阀、伺服运动机构以及控制器，所述压电陶瓷阀设置在所述伺服运动机构的活动端，所述压电陶瓷阀和所述伺服运动机构均与所述控制器电信号连接，所述控制器与上位机通信连接，本发明还包括以下控制步骤：根据点胶图形的要求，记录下各个需要点胶位的位置信息，并计算各个点胶位之间的移动时间，以及每个点胶位控制参数建议运动参数序列中，将运动参数序列加载至所述控制器的存储器中，接收触发信号后控制器控制所述压电陶瓷阀和所述伺服运动机构执行点胶作业，完成一个点胶的循环后返回等待的状态。本发明应用于点胶控制系统的技术领域。

Description

压电陶瓷阀动态控制系统
技术领域
本发明应用于点胶控制系统的技术领域,特别涉及一种压电陶瓷阀的多通道动态控制系统。
背景技术
自压电效应被发现后，压电技术的应用日益增加。而压电点胶阀，以其精准可控的特点，已成为点胶行业不可缺少的部件。目前，现有的传统压电阀控制器，只有线模式与点模式，在配合伺服电机的速度模式运动时，通常使用线模式。伺服电机在运动了固定的时间后，点胶阀接收到工作信号，即开始点胶，在固定的直线上匀速点胶时，点胶的速度会有所提升且稳定。但是在拐角较多的不规则图形时，由于电机速度的存在变化，导致时间不一致，从而影响点胶的效果。伺服电机有位置模式和速度模式，在速度模式下，可以有更高效的运动，对于提高效率会有很大的帮助。但是由于缺少位置模式的比较触发功能，同时运动到拐角时，速度会有所变化，这使得固定的点胶间距会出现异常，如图1所示，胶液因伺服电机速度变化导致出现黏连。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种能够根据需求设定参数且胶液形态完整的压电陶瓷阀动态控制系统。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括压电陶瓷阀、伺服运动机构以及控制器，所述压电陶瓷阀设置在所述伺服运动机构的活动端，所述压电陶瓷阀和所述伺服运动机构均与所述控制器电信号连接，所述控制器与上位机通信连接，还包括以下控制步骤：
步骤S1.根据点胶图形的要求，记录下各个需要点胶位的位置信息，由所述控制器的运动计算算出所述伺服运动机构带动所述压电陶瓷阀在各个点胶位依次运动的两个点之间移动时间，建立运动参数序列并将各个点胶位之间的移动时间参数依次写到运动参数序列中；
步骤S2.根据点胶图形的要求，确定每一个点胶位的胶量大小，并对每个点胶位设定控制组合，控制组合的参数包括上升时间、开阀时间、下降时间以及延时时间，完成设定后将每一个点胶位的控制组合参数写到运动参数序列中；
步骤S3.运动参数序列设置完成后保存至所述控制器的存储器中；
步骤S4.当上位机的启动指令发送到所述控制器后，所述控制器会从存储器里读取相应的运动参数序列，并保存到自身的内存中，按设定的各项时间参数，对运动参数序列中的信息进行加载并动态切换所述压电陶瓷阀的控制状态，并控制所述压电陶瓷阀和所述伺服运动机构执行点胶作业；
步骤S5.完成一个点胶的循环后，所述控制器会返回等待的状态，等待下一次的开启信号。
由上述方案可见，所述控制器与上位机通信连接获取启动信号以及获取运动参数序列的各项参数，通过计算或所述伺服运动机构的单次运动时间参数，写入所述运动参数序列中，并采用序列化点胶流程防止所述伺服运动机构的运动和点胶动作冲突，导致在运动过程中速度变化导致胶液黏连。可以通过点胶轨迹、点胶图形以及点胶位置对点胶的参数进行动态配置。同时可以把所述运动参数序列的数据保存到所述控制器中，使用触发的方式进行操作，可以更快捷的进行操作。
一个优选方案是，所述控制器包括处理模块、驱动模块、电源模块以及温度检测模块，所述处理模块与上位机或参数存储卡连接并获取运动参数序列，所述电源模块为各个模块供电，所述压电陶瓷阀通过所述驱动模块接收所述处理模块的控制信号，所述温度检测模块包括设置在所述压电陶瓷阀的温度传感器，所述温度传感器与所述处理模块电信号连接。
由上述方案可见，所述处理模块用于管理和控制所有的模块电路，协调各电路的工作状态。所述驱动模块用于控制所述压电陶瓷阀的动作。所述温度传感器检测所述压电陶瓷阀的温度防止因为温度过高而损坏压电体。
进一步的优选方案是，所述处理模块包括型号为SM32F4系列的处理芯片。
由上述方案可见，SM32F4系列的处理芯片具有DMA，DMA可以不依赖处理芯片的内核对数据进行搬运，这样可以大大的提高处理芯片的执行效率，灵活的使用这一特点，输出运态的PWM波形，就可以实现输出电压阶梯变化。
附图说明
图1是现有控制系统进行不规则图形点胶时的胶液状态图；
图2是本发明的工作流程图；
图3是本发明进行不规则图形点胶时的胶液状态图；
图4是所述控制器的连接示意图；
图5是所述驱动模块的电路原理图。
具体实施方式
如图2和图3所示，在本实施例中，本发明包括压电陶瓷阀1、伺服运动机构2以及控制器3，所述压电陶瓷阀1设置在所述伺服运动机构2的活动端，所述压电陶瓷阀1和所述伺服运动机构2均与所述控制器3电信号连接，所述控制器3与上位机通信连接，其特征在于，它包括以下控制步骤：
步骤S1.根据点胶图形的要求，记录下各个需要点胶位的位置信息，由所述控制器3的运动计算算出所述伺服运动机构2带动所述压电陶瓷阀1在各个点胶位依次运动的两个点之间移动时间T1，建立运动参数序列并将各个点胶位之间的移动时间T1参数依次写到运动参数序列中；
步骤S2.根据点胶图形的要求，确定每一个点胶位的胶量大小，并对每个点胶位设定控制组合，控制组合的参数包括上升时间T2、开阀时间T3、下降时间T4以及延时时间T5，完成设定后将每一个点胶位的控制组合参数写到运动参数序列中；
步骤S3.运动参数序列设置完成后保存至所述控制器3的存储器中；
步骤S4.当上位机的启动指令发送到所述控制器3后，所述控制器3会从存储器里读取相应的运动参数序列，并保存到自身的内存中，按设定的各项时间参数，对运动参数序列中的信息进行加载并动态切换所述压电陶瓷阀1的控制状态，并控制所述压电陶瓷阀1和所述伺服运动机构2执行点胶作业；
步骤S5.完成一个点胶的循环后，所述控制器3会返回等待的状态，等待下一次的开启信号。
如图4和图5所示，在本实施例中，所述控制器3包括处理模块31、驱动模块32、电源模块33以及温度检测模块34，所述处理模块31与上位机或参数存储卡连接并获取运动参数序列，所述电源模块33为各个模块供电，所述压电陶瓷阀1通过所述驱动模块32接收所述处理模块31的控制信号，所述温度检测模块34包括设置在所述压电陶瓷阀1的温度传感器，所述温度传感器与所述处理模块31电信号连接。所述处理模块31包括型号为STM32F4系列的处理芯片。上位机为外部的控制计算机。所述温度传感器为NTC热敏电阻。所述驱动模块32为降压式变换电路（Buck电路），此结构简单，主要MOS管只有开与关两种状态，效率较高，发热少，成本较低，STM32芯片的高级定时器具有死区控制功能，在DMA的协助下，便于控制开关型的降压式变换电路。
所述控制器3还包括存储器，所述处理模块31接收的运动参数序列数据写入所述存储器中。其中，在本实施例中，数据的输入方式有三种：1、上机位通过协议进行发送；2、通过控制系统的触摸屏进行操作；通过读取SD卡进行写入。这三种方式可以满足客户各方面的使用要求。处理芯片从所述存储器读取配置的参数，对接收到触发信号后，利用DMA对高级定时器进行操作，从而使所述驱动模块32输出不一样的电压，对所述进行控制。
本实施例在触发上有三种控制的方式，分别为内触发、外触发和开关型，用户可以根据实际的使用场景进行配置。
在操作界面上，采用是使用双通道或多通道，其中双通道采用两组运动参数序列，两组运动参数序列分别控制两组所述压电陶瓷阀1。另外，所述压电陶瓷阀1以及控制通道的数量可以视实际情况继续的增加。
在界面上，每个点位的参数配置均有上升时间T2、开阀时间T3、下降时间T4以及延时时间T5，通过上述参数控制点胶的效果。

Claims (3)

1.压电陶瓷阀动态控制系统，它包括压电陶瓷阀（1）、伺服运动机构（2）以及控制器（3），所述压电陶瓷阀（1）设置在所述伺服运动机构（2）的活动端，所述压电陶瓷阀（1）和所述伺服运动机构（2）均与所述控制器（3）电信号连接，所述控制器（3）与上位机通信连接，其特征在于，它包括以下控制步骤：
步骤S1、根据点胶图形的要求，记录下各个需要点胶位的位置信息，由所述控制器（3）的运动计算算出所述伺服运动机构（2）带动所述压电陶瓷阀（1）在各个点胶位依次运动的两个点之间移动时间（T1），建立运动参数序列并将各个点胶位之间的移动时间（T1）参数依次写到运动参数序列中；
步骤S2、根据点胶图形的要求，确定每一个点胶位的胶量大小，并对每个点胶位设定控制组合，控制组合的参数包括上升时间（T2）、开阀时间（T3）、下降时间（T4）以及延时时间(T5)，完成设定后将每一个点胶位的控制组合参数写到运动参数序列中；
步骤S3、运动参数序列设置完成后保存至所述控制器（3）的存储器中；
步骤S4、当上位机的启动指令发送到所述控制器（3）后，所述控制器（3）会从存储器里读取相应的运动参数序列，并保存到自身的内存中，按设定的各项时间参数，对运动参数序列中的信息进行加载并动态切换所述压电陶瓷阀（1）的控制状态，并控制所述压电陶瓷阀（1）和所述伺服运动机构（2）执行点胶作业；
步骤S5、完成一个点胶的循环后，所述控制器（3）会返回等待的状态，等待下一次的开启信号。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷阀动态控制系统，其特征在于：所述控制器（3）包括处理模块（31）、驱动模块（32）、电源模块（33）以及温度检测模块（34），所述处理模块（31）与上位机或参数存储卡连接并获取运动参数序列，所述电源模块（33）为各个模块供电，所述压电陶瓷阀（1）通过所述驱动模块（32）接收所述处理模块（31）的控制信号，所述温度检测模块（34）包括设置在所述压电陶瓷阀（1）的温度传感器，所述温度传感器与所述处理模块（31）电信号连接。
3.根据权利要求2所述的压电陶瓷阀动态控制系统，其特征在于：所述处理模块（31）包括型号为STM32F4系列的处理芯片。
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