点胶控制器及其出胶气压闭环控制方法与流程

本发明涉及一种点胶控制器及其出胶气压闭环控制方法。

背景技术：

常规点胶控制器设置确定的开阀持续时间，将确定压力的压缩空气从气压输出口输出，挤压胶桶内置的胶液，胶液受压后从胶桶末端的针头流出。随着点胶作业的进行，胶桶内胶液液面从满胶位逐渐下降，直至胶桶底部。胶液液面的变化导致胶桶内部的空腔容积逐渐变大，需要更多的压缩空气涌入胶桶方可保证设定的工作压力作用于胶桶内置胶液，从而实现胶液的排出。由于现有的控制方法采用同样的设定压力及开阀持续时间，因此，从胶桶末端针头流出的胶液量波动大且不可预测。尤其对于出胶量要求比较精确的技术领域，这种控制方法的出胶精度是十分不理想的。

现有技术中针对这一问题，提出了多种解决方案，例如，申请号：201080023891.2、名称：液体定量排出方法以及装置的专利中，公开了在减压阀与排出阀之间接入容积较大的缓冲罐，在出胶过程中可以减小控制器供气气压的降低，但是这种设置对点胶精度仍然是不可控的，点胶的定量控制精度较差。申请号：201080029406.2、名称：液体材料的排出方法、装置及程序的专利中，公开了在胶液面上端放置可移动柱塞，在柱塞的辅助下，胶液下移速度趋于一致，但事实上，出胶量与胶液下移速度间并非线性关系，难以实现真正的点胶定量控制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有点胶控制精度会随着胶桶内胶液液面的下降而产生波动的不足，本发明提供一种点胶控制器及其出胶气压闭环控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种点胶控制器，用于控制胶桶的出胶量，包括排出阀、第一气压传感器、第二气压传感器和控制单元，所述排出阀的出气口连接胶桶的进气口；所述第一气压传感器安装在排出阀的进气口处，所述第二传感器连接在所述胶桶的进气口处；所述控制单元接收所述第一气压传感器和第二气压传感器的信号，并根据第一气压传感器和第二气压传感器采集的信号控制所述排出阀的开阀持续时间。

为了保证在排出阀打开后，使压缩空气稳定地排入胶桶，还包括减压阀，所述减压阀与排出阀依次气路连接，所述减压阀的出气口连接所述排出阀的进气口，所述第一气压传感器安装在减压阀的出气口与排出阀的进气口之间。

为了便于实现自动控制，所述排出阀为电磁阀。

一种所述的点胶控制器的出胶气压闭环控制方法，包括控制单元控制排出阀打开，使压缩空气排入胶桶内，实现胶桶出胶；

还包括当前所需的出胶持续时间的预判：

由第一气压传感器和第二气压传感器实时采集排出阀打开后的气压，控制单元根据第一气压传感器和第二气压传感器采集的气压获取气压随时间的爬升特性，以“时间-气压”的积分面积与同一桶胶之前出胶的“时间-气压”的积分面积一致为基准，预判出当前所需的出胶持续时间；这里所述的同一胶桶之前出胶是指同一胶桶在当前时刻之前的出胶时刻。

最后，根据预判的出胶持续时间，控制排出阀关闭的时间点，停止输出压缩空气。

其中，当前所需的出胶持续时间的预判方法，具体为：

预先针对胶桶统计不同胶液量的气压爬升特性的参数数据，并存储；

控制单元提取由第一气压传感器和第二气压传感器实时采集的气压，并提取当前的气压爬升特性；

将当前的气压爬升特性与预先存储的气压爬升特性参数数据进行气压爬升特性匹配；

结合气压爬升特性匹配的结果，以“时间-气压”的积分运算方式解算出当前出胶所需的出胶持续时间。

所述气压爬升特性的参数数据包括气压爬升的斜率及爬升细节变化。

第一气压传感器和第二气压传感器每次实时采集的时长范围大于排出阀的响应时间且不大于设定的出胶持续时间。设定的出胶持续时间是指点胶控制器设定的出胶持续时间，在点胶控制器工作前进行设置，一般在工作过程中是保持不变的，而实际的出胶持续时间一般是不同的，是基于本发明的气压闭环控制方法得出的。排出阀的响应时间是指从控制器发出指令到排出阀打开的时间。

本发明的有益效果是，本发明的点胶控制器及其出胶气压闭环控制方法，点胶控制器在胶桶的进气口处设置了第二气压传感器，控制单元控制打开排出阀输出设定工作气压的压缩气体，同时第二气压传感器采集胶桶入口的工作气压，在胶桶空腔变化时，由第二气压传感器反馈胶桶入口处的气压信号，结合第二气压传感器回采的工作气压与点胶控制器内的第一气压传感器采集的工作气压，计算出合适的开阀持续时间，从而能够保证每次出胶胶桶内胶液液面承受的压缩空气能量是一致的，实现了出胶的精准控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的点胶控制器最优实施例的结构示意图。

图2是本发明的出胶气压闭环控制方法的流程控制框图。

图3是本发明的出胶气压闭环控制方法中第一气压传感器和第二气压传感器采集的气压变化曲线图。

图中1、胶桶，2、减压阀，3、排出阀，4、第一气压传感器，5、第二气压传感器，100、点胶控制器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，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，一种点胶控制器100，用于控制胶桶1的出胶量，包括减压阀2、排出阀3、第一气压传感器4、第二气压传感器5和控制单元，所述减压阀2与排出阀3依次气路连接，所述减压阀2的出气口连接所述排出阀3的进气口，所述排出阀3的出气口连接胶桶1的进气口。

所述第一气压传感器4安装在减压阀2的出气口与排出阀3的进气口之间，所述第二传感器连接在所述胶桶1的进气口处。图1中点胶控制器100两侧的箭头所示为压缩空气的流向。

所述控制单元接收所述第一气压传感器4和第二气压传感器5的信号，并根据第一气压传感器4和第二气压传感器5采集的信号控制所述排出阀3的开阀持续时间。

为了方便自动控制，所述排出阀3为电磁阀，当然还可以是其他可以实现自动控制的阀门。

一种所述的点胶控制器100的出胶气压闭环控制方法，包括控制单元控制排出阀3打开，使压缩空气排入胶桶1内，实现胶桶1出胶；

还包括当前所需的出胶持续时间的预判：

由第一气压传感器4和第二气压传感器5实时采集排出阀3打开后的气压，控制单元根据第一气压传感器4和第二气压传感器5采集的气压获取气压随时间的爬升特性，以“时间-气压”的积分面积与同一桶胶之前出胶的“时间-气压”的积分面积一致为基准，预判出当前所需的出胶持续时间；这里所述的同一胶桶之前出胶是指同一胶桶在当前时刻之前的出胶时刻。

最后，根据预判的出胶持续时间，控制排出阀3关闭的时间点，停止输出压缩空气。

其中，当前所需的出胶持续时间的预判方法，具体为：

预先针对胶桶1统计不同胶液量的气压爬升特性的参数数据，并存储；

控制单元提取由第一气压传感器4和第二气压传感器5实时采集的气压，并提取当前的气压爬升特性；

将当前的气压爬升特性与预先存储的气压爬升特性参数数据进行气压爬升特性匹配；

结合气压爬升特性匹配的结果，以“时间-气压”的积分运算方式解算出当前出胶所需的出胶持续时间。

所述气压爬升特性的参数数据包括气压爬升的斜率及爬升细节变化。

第一气压传感器4和第二气压传感器5每次实时采集的时长范围大于排出阀3的响应时间且不大于设定的出胶持续时间t。设定的出胶持续时间是指点胶控制器设定的出胶持续时间，在点胶控制器工作前进行设置，一般在工作过程中是保持不变的，而实际的出胶持续时间一般是不同的，是基于本发明的气压闭环控制方法得出的。排出阀3的响应时间是指从控制器发出指令到排出阀3打开的时间。

如图3所示，T0时刻之前，排出阀3处于关闭状态，第一气压传感器4处的气压为工作气压p；第二气压传感器5处为标准大气压，若点胶控制器的回吸处于开启状态，该处气压将低于标准大气压。图3中实线所示为第一气压传感器4采集的气压，虚线所示为第二气压传感器5采集的气压。

T0时刻排出阀3开启，工作气压p涌入至图1中排出阀3后端的胶桶气路中，在气压爬升过程中，第一气压传感器4采集到工作气压的下冲，第二气压传感器5采集到胶桶1进气口处的气压爬升。胶桶1内剩余胶液量的持续减少将导致每次出胶时第一气压传感器4和第二气压传感器5采集到的气压曲线与之前相比均出现差异，本发明提取该差异的细节特征并基于气压爬升特性的先验数据，以出胶量一致为控制目标，实现了真正意义上的气压闭环控制。

若无气压闭环控制，在T0+t时刻关闭排出阀3；本发明基于气压闭环控制，在T0+t`时刻关闭排出阀。出胶持续时间t在点胶控制器工作前进行设置；但基于气压闭环控制的控制方法针对单次出胶，计算出的实际出胶持续时间t`一般是不同的。若从满胶桶的胶执行出胶作业，随着胶桶1内剩余胶量的减少，实际出胶持续时间t`总体呈现逐步增加的趋势。

点胶控制器的主控板预先内置大量针对胶桶内不同胶液量的气压爬升特性的参数数据，可以以参数数据库方式存储在主控芯片内。

执行出胶时，所需的实际出胶持续时间t`的计算方法如下：

1)T0时刻，排出阀3打开；

2)第一气压传感器4和第二气压传感器5从T0时刻开始在传感器每次实时采集的时长范围内完成气压采集；

3)根据步骤2)采集的气压数据进行当前的气压爬升特性提取；

4)将步骤3)提取的气压爬升特性与气压爬升特性参数数据库中的参数数据进行气压爬升特性匹配；

5)结合步骤4)的特性匹配结果，以“时间-气压”的积分运算方式解算出当前出胶所需的出胶持续时间t`。

本发明的点胶控制器及其出胶气压闭环控制方法的原理为，控制单元控制打开排出阀3输出设定工作气压的压缩气体，同时第二气压传感器5采集胶桶1入口的工作气压，在胶桶1空腔变化时，由第二气压传感器5反馈胶桶1入口处的气压信号，结合第二气压传感器5回采的工作气压与点胶控制器100内的第一气压传感器4采集的工作气压，计算出合适的开阀持续时间，从而能够保证每次出胶胶桶1内胶液液面承受的压缩空气能量是一致的，实现了出胶的精准控制。

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。