一. 應(yīng)用背景
傳統(tǒng)點(diǎn)膠機(jī) 又稱涂膠機(jī)、滴膠機(jī)、打膠機(jī)、灌膠機(jī)。是專門對流體進(jìn)行控制，并將流體點(diǎn)滴、涂覆于產(chǎn)品表面或產(chǎn)品內(nèi)部的自動化機(jī)器。但通常點(diǎn)膠以接觸式為主，易產(chǎn)生拉尖、膠量不均、刮傷元器件等問題，適合稍粗、厚的物體點(diǎn)膠。點(diǎn)膠軌跡多采用教導(dǎo)盒加人眼示教方式，編程復(fù)雜，精度不高，無法滿足要求越來越精準(zhǔn)、效率越來越高的應(yīng)用場合。
而全自動化高速點(diǎn)膠機(jī)利用無接觸式點(diǎn)膠技術(shù)，對流體進(jìn)行精確控制，高速且準(zhǔn)確地噴射于預(yù)先設(shè)定好的位置，借由膠點(diǎn)的疏密及軌跡的控制，形成點(diǎn)、線和各式圖形，滿足輕薄化、短小化產(chǎn)品點(diǎn)膠需求。
但是國內(nèi)高速點(diǎn)膠機(jī)除少數(shù)廠家外普遍存在精度不高、打膠不夠穩(wěn)定或系統(tǒng)偶發(fā)卡頓等問題，因此國內(nèi)很多廠商有志于開發(fā)高速點(diǎn)膠機(jī)，但往往花費(fèi)大量的時間與精力，卻達(dá)不到合格的速度與精度的設(shè)備，更達(dá)不到國外大廠的水平。
二. 高速點(diǎn)膠機(jī)常見痛點(diǎn)
1.膠距不準(zhǔn)、膠直徑不一致
對于噴射式膠閥，通過對膠閥的精確開關(guān)觸發(fā)，控制從而精確控制膠量(重)、膠直徑以及間距。而常見問題是膠點(diǎn)與膠點(diǎn)間距不準(zhǔn)，沒有做到精確觸發(fā)膠閥，工件不平問題，導(dǎo)致膠直徑一致性差。
圖1：等間距點(diǎn)膠不準(zhǔn)示意圖
2.拐角堆膠
加減速段/轉(zhuǎn)角處，機(jī)構(gòu)的移動勢必需要降速來完成拐角過彎的動作， 當(dāng)高速的 直線運(yùn)動于轉(zhuǎn)角進(jìn)行降速時，速度的快慢會與影響膠的間距，會有溢膠的問題產(chǎn)生
圖2：拐角溢膠圖
而常規(guī)的解決方案是采用增加空跑軌跡避開加減速段噴射點(diǎn)膠，以點(diǎn)一個等間距矩形軌跡為例，一般采用井字形點(diǎn)膠方法來解決拐角堆膠問題。但此方法雖然可解決問題，但以犧牲部分效率為代價。
圖3：傳統(tǒng)井字型點(diǎn)膠做法示意圖
3.機(jī)構(gòu)問題導(dǎo)致的精度不夠
執(zhí)行機(jī)構(gòu)精度達(dá)不到，則再調(diào)整控制系統(tǒng)也沒有辦法提升精度。機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、安裝水平限制了整機(jī)設(shè)備的性能，導(dǎo)致設(shè)備達(dá)不到高速點(diǎn)膠機(jī)的定義指標(biāo)，設(shè)備沒有競爭力。
4.點(diǎn)膠速度不達(dá)標(biāo)
由于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原因，導(dǎo)致加工速度達(dá)不到指標(biāo)要求，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)達(dá)不到市場要求或低于客戶要求。
5. 軟件擴(kuò)展及維護(hù)困難
由于衍生設(shè)備眾多, 往往整體均用C++等高級語言開發(fā)的高速點(diǎn)膠機(jī)應(yīng)用軟件擴(kuò)充功能費(fèi)時費(fèi)力且非常不易維護(hù)。
三. 研華方案針對痛點(diǎn)見招拆招
1.膠距不準(zhǔn)、膠直徑不一致拆招方案
針對噴射點(diǎn)膠間距、膠直徑、任意軌跡離散點(diǎn)的精確點(diǎn)膠，研華SoftMotion運(yùn)動控制實(shí)時核心，準(zhǔn)確的速度控制、雙軸任意高速位置比較觸發(fā)功能，保證了控制的位置精準(zhǔn)性。而方案可選配激光測高模塊開啟功能，保證了不平整工件點(diǎn)膠恒高度，同時精準(zhǔn)控制開發(fā)時間長短，確保了膠直徑的一致性。
圖4：合格點(diǎn)膠效果圖
圖5：激光測高Z軸自動補(bǔ)償
2.拐角堆膠拆招方案
研華方案運(yùn)動控制上采用拐角降速與動態(tài)PWM輸出控制膠閥 ，根據(jù)軌跡速度大小實(shí)時調(diào)整PWM信號，從而實(shí)現(xiàn)拐角不堆膠的矩形等距高速點(diǎn)膠 。
圖6：直接90度拐角取代井字軌跡
3.機(jī)構(gòu)問題導(dǎo)致的精度不夠拆招方案
研華與具有十幾年的點(diǎn)膠類行業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)集成商合作，聯(lián)合推出的此控制系統(tǒng)方案，不但可解決控制系統(tǒng)問題，還可向客戶提供設(shè)計(jì)出合格的高速高精度設(shè)備的服務(wù)，甚至可提供機(jī)架，其豐富的設(shè)備調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，可最大程度的確保設(shè)計(jì)的高速點(diǎn)膠機(jī)能達(dá)到性能要求，幫助用戶快速推出合格設(shè)備，把握市場商機(jī)。
4.點(diǎn)膠速度不達(dá)標(biāo)拆招方案
研華控制系統(tǒng)的運(yùn)動控制算法、系統(tǒng)集成商機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)，可確保用戶設(shè)備點(diǎn)膠在保證精度的前提下，點(diǎn)膠速度達(dá)到合格以上。目前典型的測試數(shù)據(jù)為：
在3mm間距點(diǎn)，平均點(diǎn)膠速度為45000點(diǎn)/小時，高峰為48000點(diǎn)/小時。
5. 軟件擴(kuò)展及維護(hù)困難拆招方案
研華的方案基于研華設(shè)備自動化控制器(MAS)開發(fā)，其二次快速開發(fā)平臺Motion Studio改變了以往高速點(diǎn)膠機(jī)控制部分均用C++/C#等高級語言開發(fā)帶來的一些維護(hù)不易、費(fèi)時費(fèi)力問題，可快速響應(yīng)客戶定制需求。硬件可彈性擴(kuò)充，保留設(shè)備升級擴(kuò)軸、擴(kuò)I/O、擴(kuò)視覺彈性。
四. 研華高速點(diǎn)膠機(jī)完整解決方案
研華提供的高速點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)解決方案，以嵌入式無風(fēng)扇MAS-4285 PC-based控制器為核心， 集運(yùn)動控制、機(jī)器視覺、膠閥控制、通信于一體，搭載針對高速點(diǎn)膠機(jī)設(shè)備的應(yīng)用軟件，采用非接觸噴射式定量點(diǎn)膠控制，實(shí)現(xiàn)更小的點(diǎn)膠直徑，同時提高點(diǎn)膠的可靠性、一致性。方案中的點(diǎn)膠軌跡采用視覺精密示教、AutoCAD DXF文件導(dǎo)入等多種方式，配合視覺自動定位糾偏，保證了實(shí)際點(diǎn)膠的精確性。
圖7：高速點(diǎn)膠機(jī)實(shí)機(jī)圖
高速點(diǎn)膠機(jī)動力單元主要由3軸松下伺服+2軸步進(jìn)電機(jī)組成(進(jìn)料和調(diào)寬軸)
圖8: 研華方案架構(gòu)圖
五、研華解決方案軟+硬優(yōu)勢
1. 硬件優(yōu)勢：一體式無風(fēng)扇運(yùn)動控制器
圖9：點(diǎn)膠控制器硬件圖
2. 軟件優(yōu)勢：高速點(diǎn)膠機(jī)行業(yè)軟件
圖10：高速點(diǎn)膠機(jī)應(yīng)用軟件圖
完備的行業(yè)專用軟件
功能齊全：打點(diǎn)、線、弧、飛點(diǎn)、連續(xù)線、連續(xù)弧。提前開關(guān)膠，手動操作，視覺示教，校準(zhǔn)等。
界面友好：柔和的界面顏色，直觀的顯示系統(tǒng)狀態(tài)、數(shù)據(jù)、加工點(diǎn)和軌跡。
操作人性化：支持各功能的獨(dú)立測試，支持視覺圖像上示教與各軸點(diǎn)動。
PCB視覺定位&視覺點(diǎn)位示教
圖11：視覺抓Mark點(diǎn)糾偏及視覺示教
功能預(yù)留接口，滿足不同用戶的不同要求
圖12：激光測高補(bǔ)償功能
圖13：可選擇配置的稱重功能
實(shí)際打膠效果
六. 選擇研華整體解決方案的四大理由
1. 軟+硬解決方案
同時可提供二次開發(fā)，方便根據(jù)不同的需求做簡單的修改
2. 一體式控制器
小體積，無風(fēng)扇，抗震，固態(tài)硬盤，控制器配線比舊機(jī)器簡單
3. 速度與精度
透過PWM+拐角降速與2D位置比較觸發(fā)、打點(diǎn)/打線/飛點(diǎn)不卡頓，速移動下能精準(zhǔn)開/關(guān)膠
4. 降低成本
一個控制器整合運(yùn)動控制和視覺定位
七. 研華高速點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)清單
（轉(zhuǎn)載）
