一种容积式锡膏喷射控制电路的制作方法

1.本发明涉及控制电路技术领域，更具体的说，本发明涉及一种容积式锡膏喷射控制电路。


背景技术：

2.在点胶喷射行业中，锡膏喷射的应用需求越来越大，产生了各类锡膏喷射的应用产品，比如螺杆泵点锡膏应用，以及基于压电阀锡膏喷射应用。目前市面上使用的螺杆泵锡膏点胶基本都是接触式，点径大且不是很圆润，且频率效率也很低，由于是接触式的，存在拉丝现象，能实现的锡膏点径都比较粗，精度不够。而压电阀喷射锡膏，虽然效率提升了，但可达到的最小喷射锡膏点径一般也较大，精度不够，并且由于锡膏胶水的粘度比较大的，在通过气压推送针管供料，往往造成锡膏被挤压，导致锡膏沉淀在底部，随着不断进行喷射，锡膏胶量越来越少，最后进入阀体的胶水密度也越来增大，粘度也相应增大，稳定性就下降了。
3.本发明的容积式锡膏喷射控制电路结合螺杆泵和压电阀的优势，能很好的解决精度和稳定性的问题。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种容积式锡膏喷射控制电路。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种容积式锡膏喷射控制电路，其改进之处在于：包括电机驱动模块、第一压电陶瓷驱动模块和第二压电陶瓷驱动模块，电机驱动模块包括电机驱动芯片u25，电机驱动芯片u25包括使能端口en-motor、pwm端口clk-motor_in1和转向控制端口dir-motor，使能端口en-motorr与主控mcu连接，接收电机使能信号，pwm端口clk-motor_in1与主控mcu连接，接收电机运行速度控制信号，转向控制端口dir-motor与主控mcu连接，接收电机正反转控制信号，电机驱动芯片u25与电机连接，输出电机使能信号、电机运行速度控制信号和电机正反转控制信号给电机，控制电机的正反转和运行速度，使电机驱动螺杆对阀体和流道进行搅拌以及清洗；第一压电陶瓷驱动模块与主控mcu连接，第一压电陶瓷驱动模块与伸缩杆连接，用于接收主控mcu驱动信号后驱动伸缩杆打开或关闭流道锡膏的供料；第二压电陶瓷驱动模块与主控mcu连接，第二压电陶瓷驱动模块与撞针连接，用于接收主控mcu驱动信号后驱动撞针对阀体容积式腔体中的锡膏进行撞击喷射。
6.在上述电路中，所述电机驱动模块还包括参考电压单元，所述电机驱动芯片u25还包括参考电压端口vref_motor，参考电压端口vref_motor与参考电压单元连接，用于接收参考电压。
7.在上述电路中，所述第一压电陶瓷驱动模块包括截止驱动芯片u16、n-mos管q19、n-mos管q20、二极管d36、自举电容c168和第一稳压单元，截止驱动芯片u16包括第一电源端口vcc、第一输入端口hin、第一输入端口lin、第一输出端口vb、第一输出端口ho、第一输出
端口vs和第一输出端口lo，
8.第一输入端口hin和第一输入端口lin与主控mcu连接，接收主控mcu的pwm驱动信号，第一输出端口ho与n-mos管q19的栅极连接，第一输出端口lo与n-mos管q20的栅极连接，第一电源端口vcc与二极管d36的正极连接，二极管d36的负极与自举电容c168连接，自举电容c168的另一端连接有第一连接点，该第一连接点与n-mos管q19的源极连接，并与n-mos管q20的漏极连接，第一连接点输出截止驱动正电压pzt-a+，第一稳压单元与第一电源连接，稳压后输出截止驱动负电压pzt-a-，驱动伸缩杆。
9.在上述电路中，所述第二压电陶瓷驱动模块包括喷射驱动芯片u18、n-mos管q21、n-mos管q22、二极管d45、自举电容c181和第二稳压单元，喷射驱动芯片u18包括第二电源端口vcc、第二输入端口hin、第二输入端口lin、第二输出端口vb、第二输出端口ho、第二输出端口vs和第二输出端口lo，
10.第二输入端口hin和第二输入端口lin与主控mcu连接，接收主控mcu的pwm驱动信号，第二输出端口ho与n-mos管q21的栅极连接，第二输出端口lo与n-mos管q22的栅极连接，第二电源端口vcc与二极管d45的正极连接，二极管d45的负极与自举电容c181连接，自举电容c181的另一端连接有第二连接点，该第二连接点与n-mos管q21的源极连接，并与n-mos管q22的漏极连接，第二连接点输出喷射驱动正电压pzt-b+，第二稳压单元与第一电源连接，稳压后输出喷射驱动负电压pzt-b-，驱动撞针。
11.在上述电路中，所述第一稳压单元包括电阻r235、电阻r240、分压电阻r245、分压电阻r246、稳压二极管z3、滤波电容ec2和滤波电容ec4,电阻r235的一端与第一电源连接，另一端与电阻r240连接，电阻r240的另一端连接有第三连接点，该第三连接点与稳压二极管z3的负极连接，并与分压电阻r245和分压电阻r246的一端电性连接，第三连接点输出截止驱动负电压pzt-a-；
12.稳压二极管z3的正极连接有第四连接点，该第四连接点与分压电阻r245和分压电阻r246的另一端连接；
13.滤波电容ec2和滤波电容ec4的一端与所述第三连接点连接，另一端与所述第四连接点连接。
14.在上述电路中，所述第一压电陶瓷驱动模块还包括第一监测单元，第一监测单元包括电阻r248，电阻r248的一端与所述第四连接点连接，并输出监测电压pzt-a-i，电阻r248的另一端接地。
15.在上述电路中，所述第一压电陶瓷驱动模块还包括时钟芯片u17，时钟芯片u17与所述自举电容c168连接，用于给自举电容c168提供稳定电压。
16.在上述电路中，所述第二稳压单元包括电阻r123、电阻r129、分压电阻r265、分压电阻r266、稳压二极管z9,电阻r123的一端与第一电源连接，另一端与电阻r129连接，电阻r129的另一端连接有第五连接点，该第五连接点与稳压二极管z9的负极连接，并与分压电阻r265和分压电阻r266的一端电性连接，第五连接点输出喷射驱动负电压pzt-b-；
17.稳压二极管z9的正极连接有第六连接点，该第六连接点与分压电阻r265和分压电阻r266的另一端连接。
18.在上述电路中，所述第二稳压单元还包括滤波电容ec3和滤波电容ec5，滤波电容ec3和滤波电容ec5的一端与所述第五连接点连接，另一端与所述第六连接点连接。
19.在上述电路中，所述第二压电陶瓷驱动模块还包括第二监测单元和时钟芯片u19，第二监测单元包括电阻r268,电阻r268的一端与所述第六连接点连接，并输出监测电压pzt-b-i，电阻r268的另一端接地；
20.时钟芯片u19与所述自举电容c181连接，用于给自举电容c181提供稳定电压。
21.本发明的有益效果是：实现了通过电机驱动的搅拌功能，可达到高精度角度控制；第一压电陶瓷驱动模块驱动截止陶瓷，驱动伸缩杆，实现锡膏喷射的截止快速响应，可精确配合喷射陶瓷驱动撞针的响应速度，实现同步或异步关断截止供料的功能；第二压电陶瓷驱动模块驱动喷射陶瓷，驱动撞针，实现大力度高频和小胶量的控制，并且参数可设定，能够更好的满足高难度、高精度、高稳定性的锡膏喷射工艺需求，特别是小点径和高频的应用；实现三个驱动合一的驱动及控制，保证喷射效果的一致性和稳定性。
附图说明
22.附图1、附图2和附图4为本发明的一种容积式锡膏喷射控制电路的电路图。附图3为本发明中的第一压电陶瓷驱动模块中第一稳压单元和第一监测单元的电路示意图。
23.附图5为本发明中的第二压电陶瓷驱动模块中第二稳压单元和第二监测单元的电路示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
25.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
26.参照图1、图2和图4所示，本发明提供了一种容积式锡膏喷射控制电路，包括电机驱动模块10、第一压电陶瓷驱动模块20和第二压电陶瓷驱动模块30，电机驱动模块10包括电机驱动芯片u25和参考电压单元101，u25为集成功放的步进电机驱动ic，型号为tb67s109aftg，电机的工作电压为vo＝24v，电机驱动芯片u25包括使能端口en-motor、pwm端口clk-motor_in1、转向控制端口dir-motor和参考电压端口vref_motor，vref_motor为电机驱动芯片u25提供2.5v的参考电压，参考电压端口vref_motor与参考电压单元101连接，接收参考电压，使能端口en-motorr与主控mcu连接，接收电机使能信号，高电平时有效，pwm端口clk-motor_in1为控制步进电机的脉冲信号引脚，与主控mcu连接，接收电机运行速度控制信号，转向控制端口dir-motor与主控mcu连接，接收电机正反转控制信号，电机驱动芯片u25的输出端口a-motor、输出端口a+motor、输出端口b-motor和输出端口b+motor,分别连接到端子cn12和端子cn8，端子cn12和端子cn8连接到电机的ab控制信号线，使电机驱动芯片u25可输出电机使能信号、电机运行速度控制信号和电机正反转控制信号给电机，控制电机的正反转和运行速度，使电机驱动螺杆对阀体和流道进行搅拌以及清洗；第一压电
陶瓷驱动模块20与主控mcu连接，第一压电陶瓷驱动模块20与伸缩杆连接，用于接收主控mcu驱动信号后驱动伸缩杆打开或关闭流道锡膏的供料；第二压电陶瓷驱动模块30与主控mcu连接，第二压电陶瓷驱动模块30与撞针连接，用于接收主控mcu驱动信号后驱动撞针对阀体容积式腔体中的锡膏进行撞击喷射(主控mcu发出控制信号来控制电路，是本技术领域内的常规应用手段，因此此处省略了对主控mcu的详细表述)。
27.电机的角度和速度由主控mcu发送pwm脉冲控制，实现电机的正反转，方便阀体和流道的清洗搅拌。截止驱动，基于压电陶瓷的驱动，实现联动上下伸缩杆功能，达到关闭截止流道锡膏的供料，确保压电阀的喷嘴不渗漏锡膏或助焊剂。喷射驱动，和截止驱动的原理一样，也是驱动陶瓷工作，通过驱动撞针将阀体容积式腔体的锡膏挤出去。当主控mcu发出信号后，电机驱动模块10开始启动电机搅拌容积式压电阀流道内部的锡膏；然后第一压电陶瓷驱动模块20驱动截止陶瓷先打开，随着搅拌电机的运转，驱动伸缩杆将锡膏顺利供料进入容积式腔体；然后第二压电陶瓷驱动模块30驱动喷射陶瓷根据设定的等待时间(即截止陶瓷的提前时间)到后开始驱动撞针对阀体容积式腔体中的锡膏进行撞击喷射，该等待时间可由操作者设定输入给主控mcu的内部定时器；完成喷射后，第一压电陶瓷驱动模块20驱动截止陶瓷，驱动伸缩杆关闭供料，并且确保压电阀的喷嘴不渗漏锡膏或助焊剂；电机会继续搅拌直到设置的时间超时，至此一次完整的锡膏喷射流程结束，如果需要连续喷射则会按上述步骤轮询执行。通过电机驱动的搅拌功能，可达到高精度角度控制；第一压电陶瓷驱动模块20驱动截止陶瓷，驱动伸缩杆，实现锡膏喷射的截止快速响应，可配合喷射陶瓷驱动撞针的响应速度，实现同步或异步关断截止供料的功能；第二压电陶瓷驱动模块30驱动喷射陶瓷，驱动撞针，实现大力度高频和小胶量的控制，并且参数可设定。
28.结合图2和图3所示，所述第一压电陶瓷驱动模块20包括截止驱动芯片u16、n-mos管q19、n-mos管q20、二极管d36、自举电容c168和第一稳压单元201，截止驱动芯片u16的型号为eg3112，截止驱动芯片u16包括第一电源端口vcc、第一输入端口hin、第一输入端口lin、第一输出端口vb、第一输出端口ho、第一输出端口vs和第一输出端口lo，
29.第一输入端口hin和第一输入端口lin与主控mcu连接，接收主控mcu的pwm驱动信号，第一输出端口ho与n-mos管q19的栅极连接，第一输出端口lo与n-mos管q20的栅极连接，第一电源端口vcc与二极管d36的正极连接，二极管d36的负极与自举电容c168连接，自举电容c168的另一端连接有第一连接点40，该第一连接点40与n-mos管q19的源极连接，并与n-mos管q20的漏极连接，第一连接点40输出截止驱动正电压pzt-a+，第一稳压单元201与第一电源+p150v连接，稳压后输出截止驱动负电压pzt-a-，驱动伸缩杆。
30.第一稳压单元201包括电阻r235、电阻r240、分压电阻r245、分压电阻r246、稳压二极管z3、滤波电容ec2和滤波电容ec4,电阻r235的一端与第一电源+p150v连接，另一端与电阻r240连接，电阻r240的另一端连接有第三连接点60，该第三连接点60与稳压二极管z3的负极连接，并与分压电阻r245和分压电阻r246的一端电性连接，第三连接点60输出截止驱动负电压pzt-a-；稳压二极管z3的正极连接有第四连接点70，该第四连接点70与分压电阻r245和分压电阻r246的另一端连接。滤波电容ec2和滤波电容ec4的一端与所述第三连接点60连接，另一端与所述第四连接点70连接。
31.进一步的，所述第一压电陶瓷驱动模块20还包括第一监测单元202，第一监测单元202包括电阻r248，电阻r248的一端与所述第四连接点70连接，并输出监测电压pzt-a-i，电
阻r248的另一端接地。所述第一压电陶瓷驱动模块20还包括时钟芯片u17，时钟芯片u17型号为icm7555,时钟芯片u17与所述自举电容c168连接，用于给自举电容c168提供稳定电压。
32.结合图2和图3所示，截止驱动芯片u16为栅极驱动ic，主控mcu产生两路互补带死区的pwm驱动信号ch1_p,ch1_n输入到截止驱动芯片u16的第一输入端口hin和第一输入端口lin。当第一输入端口lin为高电平，第一输入端口hin为低电平时，截止驱动芯片u16的第一输出端口lo输出高电平，第一输出端口ho为低电平，使得n-mos管q20导通，n-mos管q19截止不导通，n-mos管q20导通后，截止驱动芯片u16的电源经过二极管d36后对自举电容c168进行充电，此时自举电容c168的正极为vo电压(24v)。当第一输入端口lin为低电平，第一输入端口hin为高电平时，截止驱动芯片u16的第一输出端口lo输出低电平，第一输出端口ho为高电平，使得n-mos管q20截止，n-mos管q19导通。此时n-mos管q19的s栅极电压直接加给n-mos管q20的s栅极，由于n-mos管q20不导通，因此其s栅极电压也加到了自举电容c168的负端，由于自举电容c168电容电压已经存在不能突变，使得自举电容c168的正极电压变为v0+p150v，使得n-mos管q19的vgd电压保持在vo，即只要截止驱动芯片u16的第一输出端口ho为高电平，则n-mos管q19就可以保持导通。
33.随着主控muc输出的pwm驱动信号来驱动截止驱动芯片u16，实现控制n-mos管q19和n-mos管q20的上下导通，而且由于pwm设置了死区时间，确保了n-mos管q19和n-mos管q20不能同时导通,避免烧坏mos管。pwm的占空比调整可调整驱动电路输出的电压pzt-a+的电压大小，从而实现对供料和截止供料的控制，类似一个开关电平的调控。电感l4和电感l5起到滤波缓冲的作用，使得输出pzt-a+的电压波动平稳。pzt-a+的电压接到陶瓷的正极。而陶瓷的负极电压为pzt-a-，该电压保持不变，由+p150v经过电阻r235和电阻r240后，由分压电阻r245和分压电阻r246进行分压后得到25v电压，稳压二极管z3为25v的稳压二极管，将输出稳压在25v左右。滤波电容ec2和滤波电容ec4为稳压滤波。监测电阻r248为大功率电阻，主控mcu通过获取监测电阻r248两端的电压pzt-a-i，来判断第一压电陶瓷驱动模块20的驱动电流是否异常，如果电流异常则停止喷射并告警提示。
34.结合图4和图5所示，所述第二压电陶瓷驱动模块30包括喷射驱动芯片u18、n-mos管q21、n-mos管q22、二极管d45、自举电容c181和第二稳压单元301，喷射驱动芯片u18的型号为eg3112，喷射驱动芯片u18包括第二电源端口vcc、第二输入端口hin、第二输入端口lin、第二输出端口vb、第二输出端口ho、第二输出端口vs和第二输出端口lo，
35.第二输入端口hin和第二输入端口lin与主控mcu连接，接收主控mcu的pwm驱动信号，第二输出端口ho与n-mos管q21的栅极连接，第二输出端口lo与n-mos管q22的栅极连接，第二电源端口vcc与二极管d45的正极连接，二极管d45的负极与自举电容c181连接，自举电容c181的另一端连接有第二连接点50，该第二连接点50与n-mos管q21的源极连接，并与n-mos管q22的漏极连接，第二连接点50输出喷射驱动正电压pzt-b+，第二稳压单元301与第一电源+p150v连接，稳压后输出喷射驱动负电压pzt-b-，驱动撞针。
36.第二稳压单元301包括电阻r123、电阻r129、分压电阻r265、分压电阻r266、稳压二极管z9、滤波电容ec3和滤波电容ec5,电阻r123的一端与第一电源+p150v连接，另一端与电阻r129连接，电阻r129的另一端连接有第五连接点80，该第五连接点80与稳压二极管z9的负极连接，并与分压电阻r265和分压电阻r266的一端连接，第五连接点80输出喷射驱动负电压pzt-b-；稳压二极管z9的正极连接有第六连接点90，该第六连接点90与分压电阻r265
和分压电阻r266的另一端连接。滤波电容ec3和滤波电容ec5的一端与所述第五连接点80连接，另一端与所述第六连接点90连接。
37.进一步的，所述第二压电陶瓷驱动模块30还包括第二监测单元302，第二监测单元302包括电阻r268,电阻r268的一端与所述第六连接点90连接，并输出监测电压pzt-b-i，电阻r268的另一端接地，主控mcu通过监测电阻r268的该电压pzt-b-i，来判断第二压电陶瓷驱动模块30的驱动电流是否异常，如果电流异常则停止喷射并告警提示。所述第二压电陶瓷驱动模块30还包括时钟芯片u19，时钟芯片u19型号为icm7555，时钟芯片u19与所述自举电容c181连接，用于给自举电容c181提供稳定电压。
38.结合图4和图5所示，喷射驱动芯片u18为栅极驱动ic，主控mcu产生两路互补带死区的pwm驱动信号ch2_p,ch2_n输入到喷射驱动芯片u18的第二输入端口hin和第二输入端口lin。当第二输入端口lin为高电平，第二输入端口hin为低电平时，喷射驱动芯片u18的第二输出端口lo输出高电平，第二输出端口ho为低电平，使得n-mos管q22导通，n-mos管q21截止不导通，n-mos管q22导通后，喷射驱动芯片u18的电源经过二极管d45后对自举电容c181进行充电，此时自举电容c181的正极为vo电压(24v)。当第二输入端口lin为低电平，第二输入端口hin为高电平时，喷射驱动芯片u18的第二输出端口lo输出低电平，第二输出端口ho为高电平，使得n-mos管q22截止，n-mos管q21导通。此时n-mos管q21的s栅极电压直接加给n-mos管q22的s栅极，由于n-mos管q22不导通，因此其s栅极电压也加到了自举电容c181的负端，由于自举电容c181电容电压已经存在不能突变，使得自举电容c181的正极电压变为v0+p150v，使得n-mos管q21的vgd电压保持在vo，即只要喷射驱动芯片u18的第二输出端口ho为高电平，则n-mos管q21就可以保持导通。
39.随着主控muc输出的pwm驱动信号来驱动喷射驱动芯片u18，实现控制n-mos管q21和n-mos管q22的上下导通，而且由于pwm设置了死区时间，确保了n-mos管q21和n-mos管q22不能同时导通,避免烧坏mos管。pwm的占空比调整可调整驱动电路输出的电压pzt-b+的电压大小，从而实现对喷射频率和胶量的控制，类似一个开关电平的调控。电感l6和电感l7起到滤波缓冲的作用，使得输出pzt-b+的电压波动平稳。pzt-b+的电压接到陶瓷的正极。而陶瓷的负极电压为pzt-b-，该电压保持不变，由+p150v经过电阻r123和电阻r129后，由分压分压电阻r265和分压电阻r266进行分压后得到25v电压，稳压二极管z9为25v的稳压二极管，将输出稳压在25v左右。滤波电容ec3和滤波电容ec5为稳压滤波。监测电阻r268为大功率电阻，主控mcu通过获取监测电阻r268两端的电压pzt-b-i，来判断第二压电陶瓷驱动模块30的驱动电流是否异常，如果电流异常则停止喷射并告警提示。
40.采用电机对锡膏进行搅拌，电机的速度可调转速最大60rpm，扭矩在大于0.5n.m，电机同时配合螺杆实现搅拌，使锡膏的粘度更均匀，不易导致堵塞，而且配合螺杆在流道内部实现方向旋转，可以往锡膏容腔供料，让压电阀更好的喷射。电机驱动供电电压vm采用24v，驱动4线ab步进电机，采用32细分，6400个脉冲一圈，输出的驱动电流可达2.5a，可适应不同扭矩的电机需求。通过监测电机驱动芯片u25的端口lo-motor的电压，来监测电机是否堵转，若该端口为低电平，则说明电机异常，若该端口为高电平，则说明电机正常，当监测到电机异常时，则停止喷射并告警提示。
41.本发明的容积式锡膏喷射控制电路，实现了通过电机驱动的搅拌功能，可达到高精度角度控制；第一压电陶瓷驱动模块驱动截止陶瓷，驱动伸缩杆，实现锡膏喷射的截止快
速响应，可精确配合喷射陶瓷驱动撞针的响应速度，实现同步或异步关断截止供料的功能；第二压电陶瓷驱动模块驱动喷射陶瓷，驱动撞针，实现大力度高频和小胶量的控制，并且参数可设定，能够更好的满足高难度、高精度、高稳定性的锡膏喷射工艺需求，特别是小点径和高频的应用；实现三个驱动合一的驱动及控制，保证喷射效果的一致性和稳定性。
42.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。