CN115041370B - 一种高精度点胶控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及点胶技术领域，尤其涉及一种高精度点胶控制方法，包括A1、采集陶瓷温度变化引起的胶量变化，建立陶瓷温度变化和胶量变化的模型；A2、采集陶瓷驱动高压变化引起的胶量变化，建立陶瓷高压变化和胶量变化的模型；A3、采集环境温度变化引起的胶量变化，建立环境温度变化和胶量变化的模型；A4、采集陶瓷驱动压差变化引起的胶量变化，建立陶瓷压差变化和胶量变化的模型；A5、实时检测点胶过程中陶瓷温度和环境温度变化，通过补偿陶瓷驱动电压的高电压和压差，控制胶量。本发明实时检测压电陶瓷温度和环境温度，通过补偿压电陶瓷的驱动高压和压差，从而保证在点胶过程中获得稳定的点胶效果和精准的出胶量。

Description

一种高精度点胶控制方法
技术领域
本发明涉及点胶技术领域，尤其涉及一种高精度点胶控制方法。
背景技术
压电喷射阀由于其非接触式喷射点胶、能耗低、频率高、适用胶水广、易于拆装与维护；比传统接触式点胶的良率、效率更高。对于不同粘度的胶液，都具有极高的重复精度。其核心部件为压电陶瓷，根据压电陶瓷在不同电压下的形变，产生往复机械运动，实现胶水高速喷射。压电陶瓷工作过程中受环境温度和湿度的影响，其行程会有变动，从而导致出胶量的不稳定性。
发明内容
针对现有算法的不足，本发明在点胶控制精度要求高的场合中通过检测陶瓷温度和环境温度，实时对驱动压电陶瓷的电信号进行修正，从而实现高精度、高稳定性的点胶效果。
本发明所采用的技术方案是：一种高精度点胶控制方法包括以下步骤：
A1、采集陶瓷温度变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立陶瓷温度变化和胶量变化的模型；
  （1）
其中，为多项式的系数，Δcap为陶瓷温度的变化，Δgc为陶瓷温度引起的胶水的变化量；陶瓷温度的改变使得陶瓷伸长量改变，从而改变了胶水的进胶通道，所以需要对陶瓷的驱动高压进行补偿；
A2、采集陶瓷驱动高压变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立陶瓷高压变化和胶量变化的模型；
  （2）
其中， k h 和 b h 为一次方程系数，Δg为通过改变高压引起的胶水的变化量，Δvh为高压变化量；
A3、采集环境温度变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立环境温度变化和胶量变化的模型；
  （3）
其中， k a 和 b a 为一次方程系数，Δ amb 为环境温度变化量，Δ ga 为环境温度的变化引起的胶水的变化量；环境的改变会改变胶水的物理特性，所以对陶瓷的驱动压差进行补偿。
A4、采集陶瓷驱动高压差变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立陶瓷压高差变化和胶量变化的模型；
  （4）
其中，和为一次方程系数，Δgl为改变高压差引起的胶水的变化量，Δvl为高压差变化量；
A5、实时检测点胶过程中陶瓷温度和环境温度变化，通过补偿陶瓷驱动电压的高压和高压差，控制胶量的稳定性；
包括如下步骤：
A51、实时检测陶瓷温度，当陶瓷温度变化时候，根据公式（1）和（2）计算出陶瓷的驱动高压变化量，实时更新陶瓷驱动的高电压；
A52、实时检测环境温度，当环境温度变化时候，根据公式（3）和（4）计算出陶瓷的驱动压差值，实时更新陶瓷驱动的压差。
本发明的有益效果：
实时检测压电陶瓷温度和环境温度，通过补偿压电陶瓷的驱动高压和压差，从而保证在点胶过程中获得稳定的点胶效果和精准的出胶量。
附图说明
图1是本发明的高精度点胶控制方法流程图；
图2是陶瓷温度变化引起的胶水质量变化图；
图3是胶水变化量与高压变化量对应关系图；
图4是环境温度变化引起的胶量变化图；
图5是胶水变化量与高压差变化量对应关系图；
图6是补偿前的数据；
图7是补偿后的数据。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种高精度点胶控制方法包括以下步骤：
A1、采集陶瓷温度变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立陶瓷温度变化和胶量变化的模型；
实际测试陶瓷温度变化和胶量变化的数据，通过最小二乘法函数关系进行拟合；最小二乘法是解决曲线拟合问题最常用的方法；公式如下：
令
其中，是事先选定的一组线性无关的函数，是待定系数(k=1,2,....m,m<n)，拟合准则是使yi(i=1,2,....n)与 f(x i )的距离平方和最小；
本实施例中陶瓷温度变化和胶水的变化关系使用3次多项式；
在恒温实验室定量模式下进行点胶，记录陶瓷温度和胶水重量，共采集46组陶瓷温度变化值与胶水质量变化值数据，拟合曲线如图2所示，得到拟合系数，即；
A2、采集陶瓷驱动高压变化引起的胶量变化，建立陶瓷高压变化和胶量变化的模型；
在恒温实验室定量模式下间隔5秒进行点胶，5分钟后陶瓷温度稳定不变，此时改变驱动高压值，纪录每个高压值对应的胶水的质量；共采集21组陶瓷驱动高压变化值与胶水质量变化值数据，使用1次方程进行拟合，拟合曲线如图3所示，得到拟合系数 k h 和 b h ，即；
当陶瓷温度变化引起胶水质量变化时候，通过改变高压值来补偿；将A1步骤中计算出的乘Δgc以-1代入中的Δg计算出所需的高压补偿量；
A3、采集环境温度变化引起的胶量变化，建立环境温度变化和胶量变化的模型；
在恒温实验室定量模式下进行点胶，胶筒放入圆形的胶筒电机热中，对胶筒进行恒温控制，模拟使用过程中胶水的环境温度，控制精度为0.1度，记录每个胶筒温度对应的胶水质量；共采集21组环境温度变化量与胶水质量变化量的数据，使用1次方程进行拟合，拟合曲线如图4所示，得到拟合系数 k a 和 b a ，即；
A4、采集陶瓷驱动高压差变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立陶瓷压差变化和胶量变化的模型；
在恒温实验室定量模式下间隔5秒进行点胶，5分钟后陶瓷温度稳定不变，此时改变驱动压差值，记录每个压差值对应的胶水的质量；共采集21组陶瓷驱动压差变化值与胶水质量变化值数据，使用1次方程进行拟合，拟合曲线如图5所示，得到拟合系数 k l 和 b l ，即；
当环境温度变化引起胶量变化时候，通过改变压差值来补偿；将A3步骤中计算出的Δga乘以-1代入中的Δgl计算出所需的压差补偿量；
A5、实时检测点胶过程中陶瓷温度和环境温度变化，通过补偿陶瓷驱动电压的高压和高压差，控制胶量的稳定性；
A51、实时检测陶瓷温度，当陶瓷温度变化时候，根据A1步骤中公式（1）方程式和A2步骤中公式（2）方程式，计算出陶瓷的驱动高压值变化量；
高压变化量：
当陶瓷温度变化在1℃以内时候，高压变化量可以表示为：
实时修改高压的值，给与压电陶瓷新的高压值；
A52、实时检测环境温度，当环境温度变化时候，根据A3步骤中公式（3）方程式和A4步骤中公式（4）方程式，计算出陶瓷的驱动压差值；
压差变化量：；
在恒温实验室定量模式下进行点胶测试,通过逐渐增加陶瓷温度变化情况,记录点胶时胶水的出胶质量的变化,将补偿前后的数据对比，如图6为补偿前陶瓷温度由20.5oC增加到25oC时出胶质量在11.65-11.95之间波动，波动范围接近0.4mg，达不到点胶工艺要求的0.15mg范围；通过陶瓷温度补充算法后如图7所示，陶瓷温度由20.5oC增加到25oC时出胶质量在11.58-11.7之间波动，波动范围0.12mg，满足点胶工艺要求，说明本发明补偿方法有效。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.一种高精度点胶控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1、采集陶瓷温度变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立陶瓷温度变化和胶量变化的模型；
所述陶瓷温度变化和胶量变化的模型的公式为：
Δgc＝a3*Δcap 3+a2*Δcap 2+a1*Δcap+a0  (1)
其中，a1,a2,a3为多项式系数，Δcap为陶瓷温度的变化，Δgc为陶瓷温度引起的胶水的变化量；
A2、采集陶瓷驱动高电压变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立陶瓷高电压变化和胶量变化的模型；
所述陶瓷高电压变化和胶量变化的模型的公式为：
Δvh＝kh·Δg+bh  (2)
其中，kh和bh为一次方程系数，Δg为通过改变高电压引起的胶水的变化量，Δvh为高电压变化量；
A3、采集环境温度变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立环境温度变化和胶量变化的模型；
所述建立环境温度变化和胶量变化的模型的公式为；
Δga＝ka*Δamb+ba  (3)
其中，ka和ba为一次方程系数，Δamb为环境温度变化量，Δga为环境温度的变化引起的胶水的变化量；
A4、采集陶瓷驱动高电电压差变化引起的胶量变化，通过最小二乘法函数建立陶瓷高电电压差变化和胶量变化的模型；
所述陶瓷高电电压差变化和胶量变化的模型的公式为：
Δvl＝kl·Δgl+bl  (4)
其中，kl和bl为一次方程系数，Δgl为改变高电电压差引起的胶水的变化量，Δvl为电压差变化量；
A5、实时检测点胶过程中陶瓷温度和环境温度变化，通过补偿陶瓷驱动电压的高电压和电压差，控制胶量；
所述步骤A5包括：
A51、实时检测陶瓷温度，当陶瓷温度变化时候，根据公式(1)和(2)计算出陶瓷的驱动高电压值，实时更新陶瓷驱动的高电压；
A52、实时检测环境温度，当环境温度变化时候，根据公式(3)和(4)计算出陶瓷的驱动电压差值，实时更新陶瓷驱动的电压差。
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