点胶阀的驱动方式.docx

点胶阀的驱动方式点胶阀的整个点胶过程可以简化为一个执行器的往复运动，整个运动 位移很小可以规划为微驱动现有微驱动有压电驱动、气动驱动、电 磁驱动、超磁致伸缩驱动等1点胶阀的驱动方式选择压电驱动的工作原理是基于晶体（石英晶体、PZT等）具有的逆压电效 应，压电型驱动器有较高的位移分辨率和控制精度，而且具有响应快、 驱动力大、驱动功率低和工作频率宽等优点但是它所需的驱动电压 较高、位移量小、制作工艺比较复杂，压电驱动中的非线性、蠕变和 滞后很难解决静电驱动是利用静电荷的库仑吸力或斥力产生变形而 产生变形，静电型由微驱动器结构简单、控制方便、效率高、功耗小、 响应速度较快，适于集成化制造，但存在着输出的力小，以及驱动电压 高及驱动存在非线性问题等缺点热力驱动是利用物质在温度发生变化时，均会产生长度和体积变化， 从而导致了热膨胀效应热驱动克服了静电致动和电磁致动对距离依 赖的弱点,而且作用力大热膨胀驱动方式最大的优点就是它具有很 大的输出力和输出位移，但是它的响应频率较低，月热驱动利用材料 的热变形，精度无法保证以上驱动方式各有其优越性，但因点胶工艺的特点和需求，它们并未 被推广使用在现有技术领域里,非接触式点胶主要用的驱动方式是 气动驱动。

气动驱动是通过气控阀控制高压气流的进出来推动驱动器活塞上下 移动，从而推动喷针往复运动，实现挤压胶液的喷射过程气动驱动提 供的驱动力小，而且要求汽缸的同轴度很高，很难实现大粘度胶液的 喷射尽管如此目前世界上只有美国的Asymtek公司拥有气动驱动喷射点 胶技术的专利为避免专利限制，实验室开发了基于电磁驱动和超磁 致伸缩驱动的点胶阀2电磁驱动电磁驱动可以克服气动驱动的缺点，它可以通过实现电磁铁与衔铁之 间较小的间隙以提供很大的驱动力，而且响应时间非常短，这有利于 提高胶液喷射速度和喷射精度实验室已设计了一个电磁驱动胶液喷 射阀,能较好的实现40HZ以内的往复运动，虽然这种驱动器的体积较大、能量消耗较大，但是电磁驱动方式具有 原理简单、控制方便、性能稳定、输出力大等优点，通过对电流大小 的控制可以很好地进行力的控制3超磁致伸缩驱动超磁致伸缩材料被视为21世纪提高一个国家科技综合竞争力的战略 性功能材料超磁致伸缩材料具有伸缩量大、响应速度快、能量密度 高等优良性能，在位移驱动执行器、能量转换器、声能换能器、微定 位器、微传感器领域的应用范围将越来越广作为一种新型的功能稀土材料，超磁致伸缩材料从被发现以来越来越 成为各国研究工作者的竞相研究开发的对象。

特别是当其作为工业产 品Terfenol 一 D产业化开发至今,以其优越的综合性能逐渐有替代传 统功能材料如压电陶瓷等的趋势超磁致伸缩器件与同属形状记忆功 能材料的压电陶瓷器件相比，磁致伸缩器件具有以下优点:（l）可产生 5 — 10倍于压电陶瓷的应变,可在低压下用;（2）在所有功能材料器件 中能量密度最高，输出功率高：（3）结构紧凑，工作频率低（数百Hz 一 数百kHz）,能量转换时损耗低；（4）工作温度范围广超磁致伸缩执行器是超磁致伸缩材料的主要应用形式，是典型的物性 型现代执行器，近一些年以来一直是各国研究的热点，蕴含着巨大的 生命力，应用前景非常广阔它具有响应速度快、伸缩系数大、输出 力大、机电藕合系数高、能量密度、响应速度快、可靠性高等优异特 性,可广泛应用于声纳、精确定位、超精密加工、机器人、微马达减 振降噪及微机电系统等领域由于稀土超磁致伸缩材料的上述优异性能，基于稀土超磁致伸缩材料 的制动器具有大位移、强力、大功率、控制精度高、响应速度快、可 靠性高、能量转换效率高、频带宽、驱动电源简单等主要优点，在高 精度范围，其成本性能比远低于传统致动器因此项目中也采用选用 超磁致伸缩执行器作为高速胶液喷射系统的驱动部件之一。

电磁驱动和超磁致伸缩驱动的点胶阀都能实现高速点胶，但是因为现 有的工控机操作系统多采用windows系统，能提供的实时定时精度达 不到高频的精度要求，因此高速点胶控制系统中必须对这个问题提供 硬件和软件上的解决方案在搭建控制系统硬件平台时，利用单片机 定时精度较高的优点，开发了基于单片机的精确脉宽控制器，有效的 解决了高速点胶对控制精度的要求。