摘 要： 介紹了點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)組成,，同時(shí)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(jì)了驅(qū)動(dòng)電路并開(kāi)發(fā)了程序，用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)電磁比例閥開(kāi)啟的大小程度,，從而控制流過(guò)的氣體流量,。實(shí)現(xiàn)了以電信號(hào)控制空氣壓力，通過(guò)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(shí)際試驗(yàn)中運(yùn)行穩(wěn)定，明顯提高了點(diǎn)膠質(zhì)量和點(diǎn)膠精度,。
關(guān)鍵詞： 點(diǎn)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(hào)控制空氣壓力，通過(guò)改變電壓,、電流輸入來(lái)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(mén)送出的空氣流量,。
電氣比例閥是在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展下，為滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)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(dòng)態(tài)特性好,、控制精度高,、應(yīng)用成熟等特點(diǎn)，使得這一類(lèi)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(dòng)了與之密切相關(guān)的電子封裝業(yè)的發(fā)展,，其中點(diǎn)膠技術(shù)也有了很大的發(fā)展[3-4]。隨著對(duì)點(diǎn)膠精度要求的不斷提高,，尤其對(duì)點(diǎn)膠的連續(xù)性也提出了新的要求[5]。因此,，本文在設(shè)計(jì)時(shí)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(hào)來(lái)控制電氣比例閥開(kāi)啟的大小。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
點(diǎn)膠機(jī)系統(tǒng)以壓縮空氣為動(dòng)力,，裝置主要由主控制器,、存儲(chǔ)模塊、與下位機(jī)的通信模塊輸入/輸出控制模塊以及鍵盤(pán)/顯示模塊等5部分組成,。主控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理并輸出控制信號(hào)控制外部器件的驅(qū)動(dòng)電路,；存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；與下位機(jī)的通信模塊實(shí)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(dòng)電氣比例閥,、電磁閥的開(kāi)關(guān)；鍵盤(pán)/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(diǎn)膠裝置的重要組成部分，它的設(shè)計(jì)將直接影響到點(diǎn)膠的質(zhì)量和點(diǎn)膠過(guò)程的一致均勻性,，因此,，本文引入了電磁比例閥，通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)電磁比例閥開(kāi)啟的精確控制,，進(jìn)而控制流經(jīng)其的氣流大小,，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)膠的精確控制。
2 電磁比例閥的特性及驅(qū)動(dòng)電路
2.1電磁比例閥的特性
以某型號(hào)電氣比例閥為例,，它有豐富的輸入信號(hào)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(hào)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(dòng)電路
電氣比例閥的驅(qū)動(dòng)電路是一個(gè)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(lái)控制閥門(mén)開(kāi)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(hào)到達(dá)D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，它可將傳輸?shù)? 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),，經(jīng)由功放放大到0～10 V,，驅(qū)動(dòng)電氣比例閥。其具體的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)如圖4所示,。
3 驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
在硬件設(shè)計(jì)電路中,，D/A芯片AD7302通過(guò)并口與處理器連接，因此對(duì)于處理器的操作來(lái)說(shuō),，就是一個(gè)片外的存儲(chǔ)單元,驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,。AD7302_Init( )負(fù)責(zé)完成對(duì)AD7302的初始化工作，AD7302_Out( )負(fù)責(zé)完成對(duì)AD7302的D/A轉(zhuǎn)換命令寫(xiě)入,。在本設(shè)計(jì)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(diǎn)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(jì)了驅(qū)動(dòng)電路并開(kāi)發(fā)了程序，實(shí)現(xiàn)了用程序控制電磁比例閥開(kāi)啟的大小程度,，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣路系統(tǒng)的精確控制,，實(shí)現(xiàn)了精密點(diǎn)膠。該系統(tǒng)在實(shí)際試驗(yàn)中運(yùn)行穩(wěn)定,，控制精確,，能明顯提高點(diǎn)膠質(zhì)量，且點(diǎn)膠過(guò)程穩(wěn)定一致,。
參考文獻(xiàn)
[1] 郭溫．電磁比例節(jié)流閥控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性研究[J]．西安航空技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),，2009，27(5):26-28．
[2] 牛險(xiǎn)峰．比例閥的應(yīng)用[J]．重型機(jī)械科技,，2004(1)：51-53．
[3] 高尚通,，楊克武．微型電子封裝技術(shù)[J]． 電子與封裝，2004,，4(1)：10-15．
[4] 張蜀平,，鄭宏宇．電子封裝技術(shù)的新進(jìn)展[J]．電子與封裝，2004,，4(1)：3-9．
[5] Zhao Yixiang, Li Hanxiong, Ding Han, et al. Integrated modeling of time-pressure fluid dispensing for electronics manufacturing [J]. International Journal of Advanced Manufaeturing Technology, 2005,26(1-2):1-9.