直接焊接漆包線點電焊焊頭的工作狀態監測裝置的製作方法

2023-06-17 09:31:21 1

專利名稱：直接焊接漆包線點電焊焊頭的工作狀態監測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及焊接和電子工業，為直接焊接漆包線點電焊焊頭的工作狀態提供一種監測裝置。
背景技術：
發明專利號01114808.X中提及直接焊接漆包線點電焊焊頭，焊頭的尖端做成≤200mΩ的歐姆接觸。焊頭焊接漆包線的工作過程如下把焊件(漆包線和電子元器件的引腳)做成搭接接頭，並以焊頭壓緊接頭，設置好輸出脈衝電壓、時間和焊接壓力這三個焊接參數，當焊接壓力達到設定值，觸發開關，導通電流。由於漆包線上的絕緣層，電流全部流經焊頭尖端，使焊頭尖端產生電火花，與焊頭接觸的絕緣漆一部分被燒掉，其餘部分向兩端退縮，裸露漆包線內的銅芯。在焊接壓力和電阻熱的共同作用下，銅芯的圓弧面被壓平，引腳上的凸點也被壓潰，實現同一個脈衝完成除漆和焊接。
從上述焊頭的結構和焊頭的工作過程可以知道，每焊接一次，焊頭的尖端都會產生電火花以燒除絕緣漆。當焊接超過一定的數量，焊頭尖端的接觸電阻肯定會發生變化，而這個變化值超過一定量時，就會影響焊接質量甚至影響焊頭的使用，因此有必要監測焊頭尖端的接觸電阻，但是測量電阻值的結構比較繁瑣，特別是以毫歐級的精度測量電阻值，對測量儀器的要求更高。如果把直接測量焊頭尖端接觸電阻值的結構安裝在焊機上，必將使焊機的結構十分複雜。

發明內容
本發明的目的是為直接焊接漆包線點電焊焊頭的工作狀態提供一種監測裝置，當焊頭尖端接觸電阻值超過一定範圍、影響焊接質量的話，裝置會顯示焊頭的工作狀態，或發出警告信號，或同時顯示焊頭的工作狀態並發出警告信號，提醒操作者更換或維修焊頭，保證焊接質量。
為了達到上述目的，本發明直接焊接漆包線點電焊焊頭的工作狀態監測裝置由電流互感線圈、信號處理電路、比較器、A/D轉換器、中央處理器CPU、控制電路、顯示電路或/和報警系統組成，電流互感線圈纏繞在點焊機輸出脈衝變壓器的輸出電纜上，然後通過信號處理電路、比較器連接到CPU上，CPU外圍分別連接控制電路、顯示電路和報警系統，還通過A/D轉換器連接到比較器的反相端。
本發明裝置在點焊機輸出脈衝變壓器的輸出電纜上設置了電流互感線圈，當輸出脈衝變壓器的輸出電纜導通電流，互感線圈產生感應電動勢，這個感應電動勢經過信號處理電路和CPU，即可測量出每次脈衝輸出的電流量，該脈衝輸出就是焊頭焊接時的實際電流量I。然後，根據焊頭、被焊接漆包線和基底的各項參數，設置取得最佳焊接效果時的電流量平均值I0及ΔI，當I0-ΔI≤I≤I0+ΔI時，為焊頭尖端的接觸電阻值在正常範圍，即焊頭處於正常工作狀態中；當I＜I0-ΔI或I＞I0+ΔI時，為焊頭尖端的接觸電阻值超過正常範圍，焊頭處於不正常狀態時，CPU發出指令使報警器產生報警信號或/和使顯示器顯示，此時，需更換新焊頭或對焊頭進行維修處理。
影響焊接質量的因素很多，除了焊頭尖端的接觸電阻外，其它諸如輸出脈衝電壓、時間、焊接壓力三個焊接參數及漆包線的大小，被焊接工件的鍍層和材料、厚度等的不同，都可以影響到焊接質量。但是在焊接同一種工件時，漆包線的線徑和被焊工件的基底都是不變的，而三個焊接參數又是預先設定的，所以主要因素是焊頭尖端的接觸電阻值發生變化。根據歐姆定律R＝V/I，因為輸出電壓V是設置好的定量，如果焊頭接觸電阻R發生變化，輸出電流量I肯定也會發生變化，這種變化為反比例關係；直接焊接漆包線的點電焊焊頭工作不正常時，其尖端接觸電阻值的變化很大，往往以倍數改變，導致輸出電流量大幅度變化；由於直接測量焊頭尖端接觸電阻的結構比較複雜，而測量輸出電流量的結構就比較簡單。因此，本發明採用測量輸出電流量以間接監測焊頭尖端的接觸電阻，從而監測焊頭的工作狀態，使複雜問題變為簡單。在點焊機焊頭由於使用次數超過一定數量而使焊頭兩電極間的接觸電阻變大時，裝置馬上顯示或/和報警，操作人員及時更換或維修焊頭，保證焊接質量。


圖1是直接焊接漆包線的點電焊焊頭工作狀態監測裝置框圖。
圖2是直接焊接漆包線的點電焊焊頭工作狀態監測裝置的主電路連接圖。
圖3是直接焊接漆包線的點電焊焊頭工作狀態監測裝置的顯示電路連接圖。
圖1中，直接焊接漆包線的點電焊焊頭工作狀態監測裝置由電流互感線圈1、信號處理電路2、比較器3、A/D轉換器7、中央處理器CPU、控制電路4、顯示電路5或/和報警系統6組成，電流互感線圈1纏繞在點焊機輸出脈衝變壓器的輸出電纜上，然後通過信號處理電路2、比較器3連接到CPU，CPU外圍分別連接控制電路4、顯示電路5或/和報警系統6，還通過A/D轉換器7連接到比較器3的反相端。
圖2中，直接焊接漆包線的點電焊焊頭工作狀態監測裝置的主電路連接如下電流互感線圈L1纏繞在點焊機輸出脈衝變壓器T1的輸出電纜上，然後連接由運算器U1-A和UI-B組成的信號處理電路、經電阻R5進入比較器U1-C的同相端，比較器U1-C的輸出端經電阻R6連接到中央處理器CPU的第35腳；CPU的第37-39腳通過插口JA連接U6、電晶體Q2-8組成的顯示器驅動電路，CPU的第1-6腳通過插口JB連接連接顯示電路的編碼分配器U5，CPU的第7、8、12-15腳連接A/D轉換器U2，A/D轉換器U2的輸出通過電阻R7連接到比較器UI-C的反相端；CPU的第21腳通過開關K1與第27腳連接，第26腳通過開關K2與第27腳連接，第21腳通過開關K3與第26腳連接，第21腳通過開關K4與第25腳連接，構成控制電路；CPU的第10腳連接由電晶體Q10和蜂鳴器B1組成的報警系統。U2可採用MAX549；U3可採用AT89C52。
圖3中，直接焊接漆包線的點電焊焊頭工作狀態監測裝置的顯示電路連接如下由顯示器CNT0-6和電晶體Q2-8構成的7位顯示電路，其顯示器CNT0-6的1-7腳分別與編碼分配器U5連接，電晶體Q2-8的基極分別連接U6，集電極連接電源VCC；CPU的第36腳通過電阻R16連接電晶體Q9的基極，電晶體Q9的集電極連接顯示器CNT0-6的第5腳，電晶體Q9的發射極了解電晶體Q2-8的發射極。編碼分配器U5可採用CD4543；U6可採用MN74HC138N。
權利要求
1.一種直接焊接漆包線點電焊焊頭的工作狀態監測裝置，其特徵是該裝置由電流互感線圈(1)、信號處理電路(2)、比較器(3)、A/D轉換器(7)、中央處理器CPU、控制電路(4)、顯示電路(5)或/和報警系統(6)組成，電流互感線圈(1)纏繞在點焊機輸出脈衝變壓器的輸出電纜上，然後通過信號處理電路(2)、比較器(3)連接到CPU，CPU外圍分別連接控制電路(4)、顯示電路(5)和報警系統(6)，還通過A/D轉換器(7)連接到比較器(3)的反相端。
2.一種如權利要求1所述的直接焊接漆包線點電焊焊頭的工作狀態監測裝置，其特徵是該裝置的具體電路連接為電流互感線圈L1纏繞在點焊機輸出脈衝變壓器T1的輸出電纜上，然後連接由運算器U1-A和UI-B組成的信號處理電路、經電阻R5進入比較器U1-C的同相端，比較器U1-C的輸出端經電阻R6連接到中央處理器CPU的第35腳；CPU的第37-39腳通過插口JA連接U6、電晶體Q2-8組成的顯示器驅動電路，CPU的第1-6腳通過插口JB連接顯示電路的編碼分配器U5，CPU的第7、8、12-15腳連接A/D轉換器U2，A/D轉換器U2的輸出通過電阻R7連接到比較器UI-C的反相端；CPU的第21腳通過開關K1與第27腳連接，第26腳通過開關K2與第27腳連接，第21腳通過開關K3與第26腳連接，第21腳通過開關K4與第25腳連接，構成控制電路；CPU的第10腳連接由電晶體Q10和蜂鳴器B1組成的報警系統；由顯示器CNT0-6和電晶體Q2-8構成的7位顯示電路，其顯示器CNT0-6的1-7腳分別與編碼分配器U5連接，電晶體Q2-8的基極分別連接U6，集電極連接電源VCC；CPU的第36腳通過電阻R16連接電晶體Q9的基極，電晶體Q9的集電極連接顯示器CNT0-6的第5腳，電晶體Q9的發射極了解電晶體Q2-8的發射極。
全文摘要
本發明涉及焊接和電子工業，為直接焊接漆包線點電焊焊頭的工作狀態提供一種監測裝置。該裝置由電流互感線圈、信號處理電路、A/D轉換器、CPU、控制電路、顯示電路或/和報警系統等部分組成。本發明採用測量輸出電流量來間接監測焊頭的接觸電阻，如果焊頭尖端接觸電阻值超過一定範圍、影響焊接質量的話，裝置會顯示焊頭的工作狀態或/和發出警告信號，提醒操作者更換或維修焊頭，保證焊接質量。本發明為焊頭工作狀態提供了一種簡便可行的監測裝置。
文檔編號B23K11/25GK1557600SQ20041001522
公開日2004年12月29日 申請日期2004年1月19日 優先權日2004年1月19日
發明者楊仕桐, 李言亮, 劉夢華 申請人:楊仕桐