全自动高速点胶机

需求

点胶技术从最开始的手动人工点胶,演变为结合机器视觉的全自动化高速点胶设备。 传统的点胶、灌胶以接触式为主,主要应用于电子元器件、LED封装。但是随着其应用产品逐渐轻薄化、短小化,传统的接触式点胶已经不能完全适用于此类型的点胶应用。全新高速自动点胶设备,需对流体进行精确控制,利用无接触式点胶技术,高速且准确地喷射于预先设定好的位置,藉由胶点的疏密及轨迹的控制,形成点、线和各式图形。

点胶控制的原理如下:

1. 以PWM波控制开关胶,一个胶点输出重量,由开阀时间和关阀时间决定。

2. PWM的周期个数 = 喷射胶水的总重量 / 单一胶点的重量

3. 运动的速度 = 点胶长度(运动的距离 L) / 输出所有胶点的总时间其中,胶阀开关一次的时间(ON_time+Off_Time)称一个周期时间 (cycle)。

 

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点涂胶时,胶阀的开闭,会以100Hz~200Hz或什至更高的频率来决定胶量的多寡及胶点的大小,并以喷嘴的移动速度来控制点胶的间距。

因位置比较输出需要在“穿越”该位置时才能触发输出。所以有以下三种情况:

1. 点、直线:

2. 圆

如何在路径中指定的位置进行胶阀的开关来触发,精准的让胶点落在范围内,是高速点胶必定会面临的课题。而轨迹的规划,也从平面点胶进一步演进成3维空间的任意路径。在高速点胶的过程中,若碰到轨迹转折处,机构的移动势必需要降速来完成拐角过弯的动作。如上述,速度的快慢会与胶的间距有关。当高速的直线运动于转角进行降速时,会有溢胶的问题产生。而溢胶产生的原因为,胶阀的输出时间间隔固定,但是移动的距离因减速而减少,导致胶点过近甚至重合。

系统概述

采用研华EtherCAT 解决方案:

  • 四轴PCI介面DSP架构标准版脉冲型运动控制卡:PCI-1245
  • 四轴PCI介面FPGA架构基本版脉冲型运动控制卡:PCI-1245L
  • 100 kS/s, 12-bit, 16通道多功能数据采集卡:PCI-1710 64
  • 通道隔离型数位输出输入数据采集卡:PCI-1756
  • 高效能工业电脑平台: IPC-610

系统架构图

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系统功能特色说明

1. 三轴任意圆弧插补,可进行空间中的轨迹规划。有以下两种方式来实现:

(1) 根据圆心、终点和方向确定圆弧,执行3轴圆弧插补

(2) 根据圆心、法向量、角度和方向确定圆弧,执行3轴圆弧插补

2. 两轴位置比较触发PWM

(1) 当X和Y的位置皆在指定范围内时,做PWM或单一Pulse的输出。当点胶控制器自身具备PWM输出的功能时,选择“Pulse”输出,反之,选择“PWM”输出控制。

(2) PWM的输出频率会和群组的移动速度相关,当群组速度减小时,PWM频率会动态减小。具体频率对应关系为:

频率=(当前群组速度/客户输入对照速度)* 客户输入频率

总结

1. 三轴任意圆弧插补,结合原有直线、螺旋功能,可轻易完成空间中任意轨迹规划。

2. 二轴位置比较触发,可以设定Pulse或PWM输出。

3. 根据客户群组运动速度动态修改PWM 脉冲输出的频率大小,从而解决低速堆胶的问题。

4. 以研华Softmotion软体核心,提供强大且弹性的API开发工具,满足客户快速开发需求。

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