点胶机的工作原理
发布日期:
2025-10-16

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点胶机作为自动化点胶作业的核心设备,其工作本质是通过多系统协同,将胶水按预设轨迹、剂量精准涂覆于目标产品表面或特定位置。无论是电子元件封装、汽车零部件粘接,还是医疗耗材密封,其工作原理均围绕“稳定供胶、精准控胶、精确走位”三大核心环节展开,不同类型的点胶机(如气压式、螺杆式、压电式)在控胶细节上存在差异,但整体协同逻辑高度一致。以下从设备核心系统构成出发,拆解点胶机的完整工作机制。

点胶机

一、核心系统构成:点胶机的“功能骨架”

点胶机的稳定运行依赖五大核心系统的协同配合,各系统承担不同功能,共同实现“从胶水到胶点/胶线”的转化:

供胶系统:负责储存胶水并将其稳定输送至出胶部件,常见形式包括压力桶、胶筒、储胶罐等,部分设备会搭配加热或搅拌模块,以调节胶水粘度、防止沉淀;

控胶系统:核心控制单元,通过调节压力、转速、电压等参数,精准控制胶水的出胶量与出胶速度,是决定点胶精度的关键系统;

运动系统:由X/Y/Z轴模组(或多轴机械臂)构成,负责带动出胶部件(针头/点胶阀)按预设轨迹移动,实现“胶随路动”的精准定位;

定位系统:通过视觉识别、机械定位等方式,确认产品位置与点胶坐标,确保胶液涂覆在指定区域,避免偏移;

控制系统:设备的“大脑”,集成人机交互界面(触摸屏/操作面板)、程序存储与执行模块,负责接收用户指令、解析点胶路径、协调各系统同步工作。

这五大系统并非独立运行,而是通过信号传输形成闭环,例如定位系统识别产品位置后,将坐标数据传输至控制系统,控制系统再指令运动系统调整位置,同时同步控胶系统的出胶时机,确保“走位”与“出胶”精准匹配。

二、核心工作流程:从胶液供给到精准涂覆的全链路

点胶机的工作流程可分为“准备-定位-供胶-控胶-走位-收尾”六个阶段,各阶段环环相扣,任何环节的协同偏差都会影响点胶效果。

(一)准备阶段:为点胶作业搭建基础条件

在正式点胶前,需完成设备与物料的适配准备,核心动作包括:

胶水装填与预处理:将胶水注入供胶系统(如压力桶、胶筒),若胶水粘度较高或易沉淀,需启动加热模块调节温度(降低粘度)或搅拌模块(防止分层);对于易固化的胶水,还需在供胶管路中设置防固化装置,避免胶水在输送过程中凝固堵塞;

出胶部件适配:根据胶水特性与点胶需求,选择适配的针头或点胶阀——例如高粘度胶水需搭配大内径针头,低粘度胶水需用防滴漏针头;同时将针头安装在运动系统的Z轴末端,确保针头与产品表面的初始距离符合要求;

程序参数设置:通过控制系统的人机界面,输入点胶路径(如直线、圆弧、多点定位)、出胶模式(如连续出胶、间断点胶)、控胶参数(如压力大小、出胶时间/转速),并将参数存储为对应产品的“点胶程序”,便于后续批量作业调用。

(二)定位阶段:确认“在哪里点胶”

定位是确保点胶精度的前提,分为“产品定位”与“坐标校准”两步:

产品定位:将待点胶产品放置在工作台的定位夹具上,夹具通过机械限位(如定位销、挡块)或真空吸附的方式,固定产品位置,防止点胶过程中产品移位;

坐标校准:若设备配备视觉定位系统,摄像头会拍摄产品图像,识别产品表面的基准点(如标记点、边缘轮廓),并将基准点坐标与预设的点胶坐标进行比对,计算偏差值;控制系统根据偏差值自动调整运动系统的坐标参数,确保点胶路径与产品实际位置完全匹配;若无视觉系统,则通过手动调节工作台位置,使针头对准首个点胶坐标,完成“手动校准”。

(三)供胶阶段:将胶水稳定输送至出胶端

供胶系统根据控胶系统的指令,将胶水从储存容器输送至点胶阀或针头,核心输送动力因点胶机类型而异:

气压式供胶:通过向压力桶内通入压缩空气,利用气压推动胶水沿供胶管路流动,气压大小由控胶系统的压力阀调节——气压越大,胶水流动速度越快,适用于中低粘度胶水;

螺杆式供胶:通过控胶系统驱动螺杆旋转,螺杆的螺旋结构将胶水从储胶腔推向出胶口,螺杆转速直接决定出胶量,适用于高粘度或含颗粒的胶水(如导电胶、散热胶),可避免气压供胶导致的胶水分层;

压电式供胶:利用压电陶瓷的“逆压电效应”——控胶系统向压电陶瓷施加电压,陶瓷产生微小形变,挤压出胶腔,将胶水从针头挤出,无需气压或螺杆驱动,适用于微量、高精度点胶(如芯片封装)。

无论哪种供胶方式,核心目标都是确保胶水在输送过程中“连续稳定、无气泡、无断胶”,为后续控胶环节奠定基础。

(四)控胶阶段:控制“出多少胶、怎么出胶”

控胶系统是点胶机的“精度核心”,通过调节关键参数,精准控制胶水的出胶量与出胶状态,不同控胶方式的原理差异如下:

时间/压力控胶(气压式常用):控胶系统通过调节“气压大小”与“出胶时间”控制胶量——气压决定胶水的出胶速度,出胶时间决定胶水的输出总量,两者配合可实现不同大小的胶点或胶线;同时,系统会在出胶结束后瞬间降低气压或关闭阀门,防止胶水因惯性继续流出导致“滴胶”;

螺杆转速控胶(螺杆式常用):控胶系统通过设定螺杆的旋转圈数与转速,控制胶水的挤出量——螺杆每旋转一圈,挤出的胶量固定(由螺杆螺距与出胶腔容积决定),因此只需调节转速即可控制出胶速度,调节旋转圈数即可控制单点点胶量,精度远高于气压式,适用于对胶量一致性要求高的场景;

压电电压控胶(压电式常用):控胶系统通过调节施加给压电陶瓷的电压大小与电压持续时间,控制陶瓷的形变量——电压越大,形变量越大,挤出的胶量越多;电压持续时间越长,单次出胶总量越多,可实现纳升级别的微量点胶,且无机械磨损,长期精度稳定性更高。

此外,控胶系统还会根据运动系统的移动速度,动态调整出胶量——例如运动系统高速移动时,适当增加出胶速度,避免胶线出现断点;低速移动时,减少出胶速度,防止胶线堆积变粗,实现“速度与胶量的动态匹配”。

(五)走位阶段:实现“胶随路动”的精准轨迹

运动系统在控制系统的指令下,带动针头按预设路径移动,同时与控胶系统同步工作,确保“出胶”与“走位”完全协同:

轨迹执行:运动系统的X/Y轴负责水平方向的路径移动(如沿产品边缘绘制胶线、在多个焊点间切换点胶),Z轴负责垂直方向的高度调节(如点胶前下降针头靠近产品、点胶后上升针头避免刮伤产品);各轴通过伺服电机驱动,电机的转动精度由编码器实时反馈给控制系统,确保移动位置与预设轨迹的偏差控制在极小范围;

同步协同:当运动系统移动至首个点胶坐标时,控制系统向控胶系统发送“出胶指令”,控胶系统启动出胶;当运动系统按轨迹移动时,控胶系统持续出胶,形成连续胶线;当移动至轨迹终点或下一个点胶坐标时,控制系统发送“停胶指令”,控胶系统停止出胶,同时Z轴带动针头上升,准备下一段轨迹的移动——整个过程中,“走位”与“出胶”的时间差控制在毫秒级,避免出现“先走位后出胶”导致的胶线偏移,或“先出胶后走位”导致的胶点堆积。

(六)收尾阶段:保障设备与后续作业的连续性

单批次产品点胶完成后,设备进入收尾阶段,核心动作包括:

出胶部件清洁:控制系统驱动针头移动至清洁工位,通过酒精擦拭、高压气吹或溶剂冲洗的方式,清理针头外残留的胶水,防止胶水固化堵塞针头(尤其是UV胶、环氧树脂胶等快速固化胶水);若使用点胶阀,还会启动“阀口自清洁”功能,清除阀体内残留的胶水;

供胶系统维护:若长时间不进行下一批次作业,需将供胶管路与压力桶/胶筒内的剩余胶水排出,并用清洁溶剂冲洗管路,避免胶水残留凝固;对于易氧化的胶水,还需向供胶系统内通入惰性气体(如氮气),防止胶水与空气接触变质;

程序与数据存储:控制系统自动保存本次点胶作业的参数(如点胶次数、故障记录),便于后续生产追溯;同时将产品的点胶程序归档,方便下次同型号产品作业时直接调用,减少重复调试时间。

三、不同类型点胶机的工作原理差异

尽管核心流程一致,但不同控胶方式的点胶机在“控胶-供胶”环节存在明显差异,适用场景也不同:

气压式点胶机:依赖气压驱动供胶,结构简单、成本低,但受胶水粘度与气压波动影响较大,适用于对精度要求不高的场景(如玩具组装、普通电子元件粘接);

螺杆式点胶机:通过螺杆旋转控胶,胶量一致性高,可适配高粘度或含颗粒胶水,适用于汽车电子、LED封装等对胶量稳定性要求高的场景;

压电式点胶机:利用压电效应微量控胶,无机械磨损、精度极高,可实现纳升级点胶,适用于芯片封装、医疗微器件(如传感器)等高精度场景;

喷射式点胶机:在压电式基础上优化出胶结构,通过高压将胶水“喷射”至产品表面,无需针头接触产品,适用于柔性产品(如FPC柔性电路板)或凹凸不平的产品(避免针头刮伤)。

点胶机的工作原理并非单一系统的独立运作,而是供胶、控胶、运动、定位、控制五大系统的“同步协同”——从供胶系统的稳定输送,到控胶系统的精准计量,再到运动系统的轨迹执行,每一步都需在控制系统的协调下,实现“时间、位置、剂量”的三重精准匹配。理解这一协同机制,不仅能帮助操作人员更好地调试与维护设备,也能根据不同点胶需求(如精度、胶水类型、产品特性),选择适配的点胶机类型,从而提升点胶作业的效率与产品合格率。