摘 要： 介紹了點膠機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)組成，同時在氣路控制模塊中引入了電磁比例閥，根據(jù)其工作特性設(shè)計了驅(qū)動電路并開發(fā)了程序，用單片機(jī)編程實現(xiàn)電磁比例閥開啟的大小程度，從而控制流過的氣體流量。實現(xiàn)了以電信號控制空氣壓力，通過改變電壓、電流輸入即可達(dá)到調(diào)節(jié)空氣壓力的目的。該系統(tǒng)在實際試驗中運(yùn)行穩(wěn)定，明顯提高了點膠質(zhì)量和點膠精度。
關(guān)鍵詞： 點膠機(jī)； 氣路控制系統(tǒng)； 電磁比例閥
電氣比例閥是以電氣方式控制空氣壓力、流量的元件，它以電信號控制空氣壓力，通過改變電壓、電流輸入來達(dá)到調(diào)節(jié)空氣壓力的目的。它能夠根據(jù)輸入電壓的變化，按照不同的比例壓連續(xù)、高精度地控制閥門送出的空氣流量。
電氣比例閥是在微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展下，為滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的需要而產(chǎn)生的。目前，由于電氣比例閥具有成本低、抗污染能力強(qiáng)、動態(tài)特性好、控制精度高、應(yīng)用成熟等特點，使得這一類系統(tǒng)的應(yīng)用前景十分廣闊[1-2]。
電子工業(yè)的迅猛發(fā)展帶動了與之密切相關(guān)的電子封裝業(yè)的發(fā)展，其中點膠技術(shù)也有了很大的發(fā)展[3-4]。隨著對點膠精度要求的不斷提高，尤其對點膠的連續(xù)性也提出了新的要求[5]。因此，本文在設(shè)計時引入了電氣比例閥，它可將壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓信號來控制電氣比例閥開啟的大小。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
點膠機(jī)系統(tǒng)以壓縮空氣為動力，裝置主要由主控制器、存儲模塊、與下位機(jī)的通信模塊輸入/輸出控制模塊以及鍵盤/顯示模塊等5部分組成。主控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理并輸出控制信號控制外部器件的驅(qū)動電路；存儲模塊用于存儲數(shù)據(jù)；與下位機(jī)的通信模塊實現(xiàn)主板與下位機(jī)的數(shù)據(jù)交換和命令控制；輸入/輸出控制模塊用于驅(qū)動電氣比例閥、電磁閥的開關(guān)；鍵盤/顯示模塊用于顯示參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。
氣路控制系統(tǒng)是點膠裝置的重要組成部分，它的設(shè)計將直接影響到點膠的質(zhì)量和點膠過程的一致均勻性，因此，本文引入了電磁比例閥，通過程序?qū)崿F(xiàn)對電磁比例閥開啟的精確控制，進(jìn)而控制流經(jīng)其的氣流大小，實現(xiàn)了點膠的精確控制。
2 電磁比例閥的特性及驅(qū)動電路
2.1電磁比例閥的特性
以某型號電氣比例閥為例，它有豐富的輸入信號0~10 V DC、0~5 V DC、4 mA~20 mA DC或者1 V~5 V DC以及10 kΩ可變電阻。輸入信號以0 V~5 V DC為例，其輸入/輸出特性如圖2(a)所示, 壓力－流量特性如圖2(b)所示。
2.2 驅(qū)動電路
電氣比例閥的驅(qū)動電路是一個氣壓－電壓轉(zhuǎn)換電路，即將輸入的氣壓值經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為電壓，經(jīng)放大后輸送給電氣比例閥。而電氣比例閥則根據(jù)輸入電壓的大小，按照比例壓來控制閥門開啟的大小，進(jìn)而控制送出空氣的流量。具體電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。
其中，參考電壓模塊給D/A轉(zhuǎn)換器提供高精度的參考電壓，當(dāng)MCU的控制信號到達(dá)D/A轉(zhuǎn)換器時，它可將傳輸?shù)? 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)由功放放大到0～10 V，驅(qū)動電氣比例閥。其具體的驅(qū)動電路設(shè)計如圖4所示。
3 驅(qū)動程序的設(shè)計與實現(xiàn)
在硬件設(shè)計電路中，D/A芯片AD7302通過并口與處理器連接，因此對于處理器的操作來說，就是一個片外的存儲單元,驅(qū)動程序編寫相對比較簡單。AD7302_Init( )負(fù)責(zé)完成對AD7302的初始化工作，AD7302_Out( )負(fù)責(zé)完成對AD7302的D/A轉(zhuǎn)換命令寫入。在本設(shè)計中選用的輸出口是A口，故令A(yù)/B=0。電氣比例閥控制流程圖如圖5所示。
本文介紹了點膠機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理和電磁比例閥的工作特性，根據(jù)其特性設(shè)計了驅(qū)動電路并開發(fā)了程序，實現(xiàn)了用程序控制電磁比例閥開啟的大小程度，從而實現(xiàn)了對氣路系統(tǒng)的精確控制，實現(xiàn)了精密點膠。該系統(tǒng)在實際試驗中運(yùn)行穩(wěn)定，控制精確，能明顯提高點膠質(zhì)量，且點膠過程穩(wěn)定一致。
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