专利名称：喷胶装置及喷胶控制方法
技术领域：
本发明涉及对片状包装材料进行喷胶的喷胶装置以及喷胶控制方法。
技术背景成品包装材料通常为片状，以便于仓储和运输，使用时将片状的包装材料 加工成砖形包装盒，加工方式是在包装生产线上对片状包装材料的相应部位进 行涂胶，再通过机械成形、粘接而成。传统的涂胶方式多采用机械辊涂，易对 包装材料产生损伤，胶液消耗量大，且储胶容器中的胶液暴露在空气中，不利 于卫生管理，给生产使用和维护带来许多不便，影响生产效率。发明内容本发明的主要目的是提供一种与包装材料无接触的喷胶装置；本发明的另一目的是提供一种胶液在喷胶前始终处于全封闭状态的喷胶 装置；本发明的还一 目的是提供一种胶枪喷嘴可以自动清洁的喷胶装置；本发明的又一主要目的是提供一种采用上述喷胶装置的喷胶控制方法。为实现上述目的，本发明提供的喷胶装置包括控制单元，向控制单元提供 信号的光电传感器、编码器及胶枪手动按钮，受控制单元控制的胶传输系统及 气路控制电磁阀，所述胶传输系统及所述气路控制电磁阀通过气胶分配器与胶 枪连接，所述胶枪还与受所述控制单元控制的胶枪驱动器连接。由以上方案可见，本发明采用光电传感器和编码器来采集片状包装材料在 输送带上的状况，进而通过控制单元控制与包装材料并不接触的胶枪向输送带 上的包装材料进行无接触喷胶。此外，本发明的胶传输系统、气胶分配器、胶 枪及连接管是全封闭的，只有喷胶的瞬间打开胶枪喷嘴，所以较现有技术具有 工作线上环境卫生好的优点。更具体的方案是所述控制单元为一个可编程序控制器，使本发明的成本更 低，所述控制单元还与一个触摸屏连接，以便随时直观地对可编程序控制器内 部程序参数进行更改。进一步的方案是所述胶枪驱动器包括微处理器及其外围转换电路和驱动 电路，与所述微处理器连接的状态指示电路。更进一步的方案是所述外围转换电路和驱动电路包括一智能功率开关及一功率晶体管、 一电流传感放大器。所述气胶分配器由分胶包和受电磁阀控制 的分气包组成。再进一步的方案是所述胶枪有多个，所述胶枪手动按钮的个数与所述胶枪 对应设置，所述分胶包的出胶口个数及分气包的出气口个数与所述胶枪对应设本发明提供的喷胶控制方法包括判断步骤所述控制单元对包装材料前沿的判断，当包装材料前沿到达光 电传感器时，所述控制单元的计数器启动对编码器的脉冲进行计数；计算步骤当所述计数的值与阈值相等时，所述控制单元发出使能信号， 驱动所述胶枪喷胶；判断步骤所述控制单元对包装材料最后一个胶点(阈值最大的胶点)的 判断，当包装材料上最后一个胶点喷完后，所述控制单元对所述编码器的计数 值复位，等待下一张包装材料前沿的到来以进入下一个工作循环。由以上方案可见，本发明对喷胶的时机进行了控制，使胶按设定要求喷在 片状包装材料上，保证了产品喷胶的一致性；且胶量可通过改变使能信号的长 短进行控制，防止了胶液的浪费。更具体的方案是胶枪驱动器包括微处理器及其外围转换电路和驱动电路， 与所述微处理器连接的状态指示电路。当所述控制单元发出使能信号时，所述 微处理器向胶枪发出脉冲激励信号；所述外围转换电路在线检测负载的通路、 开路状态，并在状态异常时通过状态指示电路指示故障类型。进一步的方案是所述外围转换电路和驱动电路包括一智能功率开关及一 功率晶体管、 一电流传感放大器。当所述微处理器监测到使能信号的上升沿时， 控制智能功率开关打开，同时产生PWM信号控制功率晶体管的通断；同时， 所述微处理器定时采集通过电流传感放大器中的电流以及智能功率开关的ST 状态信号，判断负载的工作状态。
图1是根据本发明的喷胶装置的原理框图；图2是根据本发明的喷胶控制方法的主程序流程图；图3是胶点设置位置图；图4是根据本发明的脉冲一位移转换系数自动测量示意图；图5是根据本发明的胶枪偏移量辅助测量示意图； 图6是根据本发明的胶枪驱动器的电原理图； 图7是根据本发明的胶枪驱动器的主程序流程图。 以下结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图l。本实施例由编码器l、光电传感器2、控制单元6、触摸屏5组 成一个控制器系统，编码器1安装在与片状包装材料输送机器相关联的转轴上， 用于获取片状包装材料相对胶枪8的位移信息；光电传感器2用于检测片状包 装材料的供应；控制单元6是控制器的核心，采用可编程序控制器即PLC设 计实现，它对各种信号进行判断处理，给胶枪驱动器7提供实时使能信号。控 制单元6的输入信号来源包括各胶枪8的手动按钮3，胶液液位检测，胶枪 驱动器7故障报警信号，检测片状包装材料前沿的光电传感器2，检测片状包 装材料位移信息的编码器l;控制单元6的输出信号包括胶枪驱动器7的使 能信号，清洁装置压縮空气控制信号。气胶分配器9用于把压縮空气和胶分配 至各胶枪的气、胶入口，电磁阀10用于接受指令使胶枪清洁装置在压縮空气 的作用下对胶枪喷嘴进行清洁。触摸屏5构成人机界面，用于设置上胶位置参 数及显示系统故障信息，包括胶点设置页面、偏移量设置页面、编码器分辨率 设置页面、压縮空气延时设置页面、胶枪手动控制页面、驱动器故障信息报警 页面、胶液不足报警页面和统计页面。参见图2，这是本发明喷胶控制方法的主程序流程图，开机自检后如有故 障则报警；无故障时，当光电传感器检测到片状包装材料的前沿到来时，可编 程序控制器开始启动计数器对编码器发出的脉冲进行计数，控制胶枪清洁装置 的电磁阀迅速打开；每当设定的包装材料喷胶位置到达胶枪喷嘴位置时，即计 数值等于阈值时，控制单元立即发出胶枪使能信号，控制胶枪驱动器驱动胶枪 快速开启一次，喷出相应的胶点。当包装材料上的最后一个胶点喷完后，复位 计数器并准备进入下一个工作循环，若经过设定时间未检测到下一张包装材料 的前沿，即关闭控制胶枪清洁装置的电磁阀，清洁装置动作一次，清洁喷嘴。 另外，整个系统在工作过程中实时检测系统的工作状态。当胶枪驱动器出现故 障或胶液不足时，系统会通过人机界面发出相应的故障报警信息。胶点设置的方法如下，在触摸屏5上设置的胶点开始位置、结束位置以及 胶点间隔即可确定胶点的总数和每个胶点的位置。若需要不同间隔的胶点，可 通过分段设置胶点来实现，避免对每个胶点的位置进行分别设置。参见图3,设定好某一片状包装材料上胶点距前沿的开始位置Al、结束位置A2及胶点间 隔A3后，该段胶点的胶点总数N1和第ml个胶点的位置Ml分别由下式确定:N1=(A2-A1)/A3+1Ml=Al+A3X(ml-l)其中Nl为A段胶点的胶点总数，Al为该段胶点的开始位置到片状包装材料 前沿的距离(单位为mm)， A2为该段胶点的结束位置到片状包装材料前沿的 距离(单位为mm), A3为该段胶点的胶点间隔(单位为mm)， Ml为该段胶 点中第ml个胶点的位置到片状包装材料前沿的距离(单位为mm)。若需要几种不同间隔的胶点，可通过分段设置胶点的方式来实现。如图3 中，有间隔分别为A3和B3两种间隔的胶点，可将其分成两段胶点来处理(A 段胶点和B段胶点)。A段胶点的处理如上所述。B段胶点的处理方法如下 设定好B段胶点的开始位置B1、结束位置B2及胶点间隔B3后，B段胶点的 胶点总数N2和第m2个胶点的位置M2分别由下式确定N2=(B2-B1)/B3+1M2=Bl+B3X(m2-l)其中N2为B段胶点的胶点总数，Bl为B段胶点的开始位置到片状包装 材料前沿的距离(单位为mm)， B2为B段胶点的结束位置到片状包装材料前 沿的距离(单位为mm)， B3为B段胶点的胶点间隔(单位为mm)， M2为B 段胶点中第m2个胶点的位置到片状包装材料前沿的距离(单位为mm)。用于获取包装材料的位移信息的编码器1将传动轴的机械转动信息转换为 脉冲计数信号，这种脉冲量与位移量之间的转换是通过脉冲-位移转换系数R 来实现的。参见图4，脉冲-位移转换系数自动测量方法如下，启动脉冲-位移 转换系数自动测量程序后，输入测量用片状包装材料的长度L (单位为mm)， 手动转动传动轴，包装材料随之移动，可编程序控制器的内部计数器开始对编 码器l进行脉冲计数。当光电传感器2检测到包装材料的前沿时，保存计数器 对编码器1脉冲计数的当前值A;当光电传感器2检测到包装材料的后沿时， 再次保存计数器对编码器1脉冲计数的当前值B，则脉冲-位移转换系数R由 下列公式计算出R=(B-A)/L其中R为脉冲-位移转换系数(单位为P/mm)， B为光电传感器2检测到包装材 料后沿时计数器对编码器1脉冲计数的当前值(单位为P)， A为光电传感器2检测到包装材料前沿时计数器对编码器1脉冲计数的当前值(单位为P)， L为 测量用片状包装材料的长度(单位为mm)。由于机械结构的制约或安装误差，不能保证光电传感器2的光束与胶枪8 喷嘴的中心位于同一水平面上，这两者之间的垂直距离即定义为胶枪的偏移 量。为了实现对包装材料上胶位置的精确定位，此偏移量必须非常精确。若采 用传统的手工测量方式不但不易操作，而且容易引入较大的测量误差，严重影 响上胶精度。为此，可采用胶枪偏移量辅助测量方法，参见图5，启动脉冲-位移转换系数自动测量程序后，手动转动传动轴，测量用片状包装材料随之移 动，当光电传感器2检测到包装材料的后沿时，通过编程使可编程序控制器对 胶枪驱动器7发出使能信号，控制胶枪8动作一次，在包装材料上各喷一个胶 点，测量此胶点与包装材料后沿之间的垂直距离即为各胶枪的偏移量Ll。应 用此方法可一次性完成全部四只胶枪偏移量的精确测量，且与脉冲-位移转换 系数的测量同时进行，简单、方便、精确度高。参见图6，胶枪驱动器7包括CPU微处理器、外围转换电路和驱动电路， 如三个光耦隔离及电平转换电路分别用于传递使能信号、48VDC及输出报警 信号，以下结合图7所示的胶枪驱动器7的主程序流程图说明胶枪的工作过程， 胶枪驱动器7监测可编程序控制器发出的使能信号，通过内置在驱动器CPU 中的驱动控制程序，向胶枪负载发出脉冲激励信号，驱动胶枪工作。胶枪驱动 器7还可实时检测负载驱动电源的工作状态，在线检测负载的通、开路状态， 并在状态异常时通过相应指示灯指示故障类型，同时对外输出故障报警信号。 当CPU监测到可编程序控制器发出的使能信号的上升沿时，控制智能功率开 关打开，同时产生PWM信号控制功率晶体管的通断。在这两种信号的共同作 用下，实现对胶枪电磁阀的快速驱动。同时CPU定时采集通过电流传感放大 器中的电流以及智能功率开关的ST状态信号，据此共同判断负载的工作状态。气胶分配器由电磁阀、分胶包和分气包构成，它的功能一方面是为各胶枪 提供增压胶水，用活塞泵或压力罐实现，工作过程中胶液始终处于密封状态。 另一方面，电磁阀接收可编程序控制器的控制信号，当光电传感器检测到片状 包装材料的前沿时，打开电磁阀；当片状包装材料上最后一个胶点喷完后，若 经过设定的延时时间仍没有检测到下一个片状包装材料的前沿则关闭电磁阀， 完成一次清洁动作。
权利要求
1、喷胶装置，其特征在于包括控制单元；向控制单元提供信号的光电传感器、编码器及胶枪手动按钮；受控制单元控制的胶传输系统及气路控制电磁阀，所述胶传输系统及所述气路控制电磁阀通过气胶分配器与胶枪连接所述胶枪还与受所述控制单元控制的胶枪驱动器连接。
2、 根据权利要求1所述的喷胶装置，其特征在于 所述控制单元为 一个可编程序控制器； 所述控制单元还与一个触摸屏连接。
3、 根据权利要求1或2所述的喷胶装置，其特征在于 所述胶枪驱动器包括微处理器及其外围转换电路和驱动电路； 与所述微处理器连接的状态指示电路。
4、 根据权利要求3所述的喷胶装置，其特征在于所述外围转换电路和驱动电路包括一智能功率开关及一功率晶体管、 一电 流传感放大器。
5、 根据权利要求4所述的喷胶装置，其特征在于所述气胶分配器由分胶包和受电磁阀控制的分气包组成。
6、 根据权利要求1或2所述的喷胶装置，其特征在于-所述胶枪有多个；所述胶枪手动按钮的个数与所述胶枪对应设置；所述分胶包的出胶口个数及分气包的出气口个数与所述胶枪对应设置。
7、 根据权利要求1所述喷胶装置的喷胶控制方法，包括判断步骤所述控制单元对包装材料前沿的判断，当包装材料前沿到达光 电传感器时，所述控制单元启动计数器对所述编码器的脉冲进行计数；计算步骤当所述计数的值与阈值相等时，所述控制单元对所述胶枪驱动 器发出使能信号，所述胶枪驱动器驱动所述胶枪喷胶；判断步骤所述控制单元对包装材料最后一个胶点的判断，当最后一个胶 点喷完后，复位所述控制单元对所述编码器脉冲的计数值，为下一张包装材料 的脉冲计数做好准备。
8、 根据权利要求7所述的喷胶控制方法，其特征在于-胶枪驱动器包括微处理器及其外围转换电路和驱动电路，与所述微处理器连接的状态指示电路；当所述控制单元发出使能信号时，所述微处理器向胶枪发出脉冲激励信号；所述外围转换电路在线检测负载的通路、开路状态，并在状态异常时通过状态指示电路指示故障类型。
9、根据权利要求8所述的喷胶控制方法，其特征在于 所述外围转换电路和驱动电路包括一智能功率开关及一功率晶体管、 一电流传感放大器；当所述微处理器监测到使能信号的上升沿时，控制智能功率开关打开，同 时产生PWM信号控制功率晶体管的通断；同时，所述微处理器定时采集通过电流传感放大器中的电流以及智能功率 开关的ST状态信号，判断负载的工作状态。
全文摘要
喷胶装置及喷胶控制方法，装置包括控制单元，向控制单元提供信号的光电传感器、编码器及胶枪手动按钮，受控制单元控制的胶传输系统及气路控制电磁阀，胶传输系统及所述气路控制电磁阀通过气胶分配器与胶枪连接，胶枪还与受控制单元控制的胶枪驱动器连接。喷胶控制方法包括判断步骤所述控制单元对包装材料前沿的判断，当包装材料前沿到达光电传感器时，控制单元的计数器启动对编码器的脉冲进行计数；计算步骤当计数的值与阈值相等时，控制单元发出使能信号，驱动所述胶枪喷胶；判断步骤控制单元对包装材料最后一个胶点(阈值最大的胶点)喷完时，控制单元对编码器的计数值复位，等待下一张包装材料前沿的到来以进入下一个工作循环。具有喷胶装置不与片状包装材料接触、胶液不外露而卫生等优点。
文档编号B05B15/00GK101579664SQ20091011699
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者辉 余, 徐先庆, 王法明, 耿守本, 马红旗 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所