一、 引言

在当前科学技术飞速发展并全面普及的时代下，全自动点胶机的出现给点胶行业提供了全新的发展机遇和空间。全自动点胶机利用简单的人机交互界面，编辑点胶程序，调节点胶参数，实现对产品的自动定位、点胶。与手工操作相比点胶精度高、点胶量可控、点胶一致性好，工作稳定性高于手工操作，给点胶领域带来了新发展。

二、 粘接现状

1. 传统粘接方式

手持针筒式点胶机这种半自动化操作，是通过人工移动手持针筒来变换元器件、线束的点胶位置，通过手持针筒的停留时间、调换不同孔径的胶嘴来控制较量。由于人为控制因素较多，元器件、线束粘接后外观、胶量的一致性差，尤其是面与面粘接后，粘接面不可视，缺胶现象不可控。

2. 自动点胶机粘接

视觉型桌面自动点胶机粘接自动化程度高，可以自动定位产品摆放位置、可以连接电脑客户端随意调节工作参数（如出胶量、出胶时间、点胶高度、点胶速度等）、生产效率高、错误率低、操作简单易学在航天航空、汽车、电子等行业被广泛应用。

三、 点胶机的选型

目前市面上的视觉型桌面自动点胶机品牌、种类众多，可实现的功能不尽相同。

轴心IS-500H视觉型桌面自动点胶机采用基于IPC的运动控制器、交流伺服加高精密模组的驱动方式，X/Y/Z三轴行程为500×500×100mm；重复精度可达到±0.01mm；X/Y/Z轴最大速度可达800/800/300mm/S；R轴可实现0°/90°方向调节； D轴倾斜角度可达±30°；胶阀带有回吸功能，胶阀种类多；采用PC机、视觉编程功能。

誉慧诺YHN-500视觉型桌面自动点胶机采用视觉自动点胶控制系统、伺服电机的驱动方式，X/Y/Z三轴行程为500×500×100mm；重复精度可达到±0.02mm；X/Y/Z轴最大速度可达800/800/300mm/S；R轴可实现0°/45°方向调节；D轴倾斜角度可达±15°；胶阀带有回吸功能；采用PC机编程。

乾丰AU551视觉型桌面自动点胶机采用QR视觉自动点胶控制系统+CCD视觉系统、伺服系统的驱动方式，X/Y/Z三轴行程为500×500×100mm；重复精度可达到±0.02mm；X/Y/Z轴最大速度可达600/600/400mm/S；R轴可实现0°/45°方向调节；D轴倾斜角度可达±15°；无回吸功能点胶阀，针筒夹具；在线视觉编程、支持鼠标和键盘操作。

根据高密度弹载组合的不同粘接要求进行点胶机选型，选择轴心IS-500H视觉型桌面自动点胶机，倾斜角度大可实现多角度点胶需求，基于IPC的运动控制器轴向运动更有保障，胶阀带有回吸功能，胶阀种类多，可满足多种粘度胶液的点胶需求，视觉编程功能在编程工作中降低操作人员要求，且可以测量点胶尺寸，快速找到MARK点。

四、 点胶机的定位方式

1.点胶机定位原理

点胶位置的定位主要是利用相机对产品的MARK点进行充分识别，利用校对MARK点的方式构建全新的局部点胶坐标系，通过MARK点判定与调整局部坐标系，因此必须要确保初始编程产品处于水平的摆放位置，MARK点也应选取清晰度最高并且没有任何干扰的模型位置。选取MARK点时要保证其在相机拍摄视场内的唯一性。设置MARK点的具体方法为：首先把点胶平台移动至CCD 定基准位置（即每次点胶拍照位置），把产品放于点胶平台的定位工装上，然后通过相机采集一幅图像，最后训练图像，通过调整一些参数直到得到合适的MARK点的图像。基准MARK点设置完成后，就可以通过对比基准MARK点和实时MARK点 进行定位。

2.点胶机定位方式

为满足高密度弹载组合产品的不同外型尺寸，需针对性设计不同的定位工装，此方法复杂且耗费人力财力，经过多次改进与优化，设计柔性点胶定位工装可满足不同尺寸的产品，解决了产品定位困难的问题。

柔性点胶定位工装采用聚四氟乙烯材料制成，可有效防止工装对产品外观的磨损；包括一个定位工装和两个夹紧工装：产品通过定位工装确定X、Y、Z轴的位置，确保MARK点有效识别；通过夹紧工装滑轨结构移动任意位置，完成对不同外形尺寸产品的夹紧定位。

图1柔性点胶定位工装

五、 点胶机的程序设计

1. 点胶路径设计

有效合理的进行路径优化设计可以节省点胶时间，提高设备使用率。视觉型桌面自动点胶机点胶路径类型多样，包括打点模式、划线模式、弧线模式、等间距划线模式等，根据高密度弹载组合产品点胶加固部位的特点，采用不同的的点胶路径类型。如下图所示，根据技术文件要求，图a与b均需在两侧进行点胶加固。图a中电源模块在长边两侧加固，选择划线模式设计点胶路径；图b中需点胶加固部位短，选择打点模式设计点胶路径即可。根据不同的元器件点胶部位，选择合理的点胶路径，节约了机器运行时间，提高了点胶效率。

图2 划线模式                        图3 打点模式

2. 点胶喷嘴选用

视觉型桌面自动点胶机根据不同胶液材质、性能等可换用不同胶阀，此处主要介绍适用于硅橡胶的300HP高压阀，对V-420A精密撞针阀做简单介绍。

300HP高压阀是一种气控式开关阀，适用于中高粘度流体，它可以工作在 3000PSI 的高压环境，独特的压力平衡轴设计保证了它在高压下工作的稳定性。当压缩空气通过④作用在活塞上时将使活塞②向上运动，带动活塞杆③上升使之处于关闭状态，而独特的活塞杆设计即使在很高的压力下也不会将阀门打开。当压缩气体作用在活塞上部时，在气压的作用下，活塞②向下运动，带动活塞杆③下移使流道逐渐打开。当压缩空气反向作用时，活塞上部压缩气体逃逸，活塞下部气压压力升高，作用在活塞②上使之带动活塞杆③向上归位，将流道关闭。在关闭的过程中， V-300HP 胶阀的活塞杆③归位将产生一个回吸力将胶体干净迅速的切断。可以通过旋转调节块①调节胶阀的回吸大小，胶阀出厂状态为回吸最大状态。通过调节回吸力的大小可以得到合适的胶线或点。

V-420A精密撞针阀，V-420是一款带有活塞反弹自保护，常态下处于关闭位置的撞针式胶阀。点胶量的多少取决于开阀时间的长短、供料压力的大小、针头型号以及流体粘度。最大工作频率400次/分钟，最大流量1.6升/分钟，适用于低粘度流体胶液。

      图4 V-300HP高压阀                 图5 V-420A精密撞针阀

3. 程序参数

点胶机程序分为主程序和子程序两部分。

主程序可定义子程序中的各参数，包含点参数、线参数、运行设置、喷射设置、电子调压阀等，点参数设置打点的停留时间、点个数，通过点参数设置可以精准控制点的大小，它由三部分组成分别为：点胶前，点胶中，点胶后，每个参数都是在点胶的过程中执行；线参数设置划线速度、划线个数，通过线参数的设置可以很好的控制涂胶画线的质量，它由三部分组成分别为：点胶前，点胶中，点胶后，每个参数都是在点胶的过程中执行；运行设置空运行速度，它主要是点、涂胶过程中的一般参数设置；喷射设置喷射频率调整，默认开关阀为5ms/5ms，主要是对阀出胶量的设置；电子调压阀调节供料压力。

子程序可分为多个程序模块，主要是编辑点胶喷嘴运动路径轨迹，子程序中包含MARK点的设置和程序路径设计。在MARK点设置过程中，需要选择产品上清晰的点作为MARK点，一般选择两个位置，可以防止旋转导致位置偏差。

六、 点胶机的效果仿真

编程结束以后，需要进行程序的正确性进行判断，然后才能操作设备进行点胶。进入空运行模式，根据运行结果判断程序的正确性，如达不到预期效果应进行程序修改，直到程序完全符合工艺要求可保存程序。

七、 点胶过程控制及故障排除

1. 点胶过程控制

在进行点胶加固之前，用无水乙醇棉球擦拭待粘接面表面，待溶液挥发干净方可进行点胶，注意不能随意触摸该表面，防止点胶台面被污染。程序调试合格后，执行命令，观察点胶量、点胶位置是否满足工艺要求，达不到要求可通过改变点胶参数中的点参数和线参数来调整。点胶完毕后，用无水乙醇棉球清除表面的残余胶。产品检验要求：参照相关工艺检验要求。

2. 故障排除

若出现以下故障其参照排除方案。

（1）点胶量减少或不出胶：检查点胶喷嘴处胶液是否固化堵塞出口、检查点胶喷嘴各结构之间是否存在漏气；

（2）胶条相接处闭合不严密：修改起始和收尾参数设置，直到胶条正常，即可进入批量装配（在批量生产时，注意每次摆放组件定位准确，无偏差）；

（3）程序运行过程中到某一位置时不出胶：检查起始和收尾参数设置，起始位置程序设计为开阀状态，结束位置程序设计为关阀状态；

（4）程序启动后未识别MARK点：检查MARK点设置是否在主程序中，修改MARK点识别至子程序中；检查MARK点设置，MARK点选用原则为清晰度最高并且没有任何干扰的模型位置。

八、 总结

视觉型桌面自动点胶机已成功应用于高密度弹载组合硅橡胶的点胶加固，通设计柔性定位工装、编辑点胶程序、调整点胶参数，完成点胶路径的优化与固定，达到降低人工成本、提高点胶合格率、提升点胶效率的目标。后续还将自动点胶技术拓展至其他类型胶液（如环氧胶、导电胶、厌氧胶等）进行研究应用。

参考文献

1. 潘杰.基于自动点胶机控制系统的设计与实现[J].装备制造技术，2011(5):121-123.

2. 王力.基于机器视觉的贴片元件定位系统的研究与开发[D].苏州大学，2009.

3. 刘凤华.自动点胶机在自动环氧粘片中的应用[J].工业控制，2021.