可直接焊漆包線的點電焊機的製作方法

2023-07-31 07:34:01

專利名稱：可直接焊漆包線的點電焊機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種專門提供電子工業、微電子工業使用的點電焊機，最適用於直接焊接線徑為φ0.02mm～φ0.80mm的漆包線、細金屬線或相應的薄金屬帶、金屬片。
點電焊焊接是大量的電流在瞬間通過被焊接的二個金屬體，電能轉換成熱能，在該二個金屬體產生熔合的焊接過程。如果被焊接金屬表面有絕緣層存在(如漆包線)，電流不能通過金屬體，則點電焊焊接就無法進行。在電子工業、微電子工業，經常需要焊接細漆包線，目前所使用的點電焊機由焊頭、主機和機頭三部分組成，主機起電源控制作用；機頭由焊頭夾和焊頭壓力調節裝置組成，固定在工作檯上，與主機電連接。這種點電焊機在焊接細漆包線時必須先由人工除去其表皮上的絕緣層，然後才由機器進行焊接。可以想像，在象頭髮絲一樣的漆包線上人工除去其表面的絕緣漆，工藝是多麼繁鎖、複雜，工作效率低下是不難想像的。
本發明的目的是研製一種點電焊機，該焊機除了具有其它一般點電焊機的功能外，還具有不需人工除去絕緣漆就可直接對漆包線進行點電焊焊接的功能，焊接快捷牢靠，使用方便。
為了達到上述目的，本發明點電焊機由焊頭、起電源調控作用的主機和由焊頭夾、焊頭壓力調節裝置構成的機頭三部分組成，其特徵是焊頭用耐高溫金屬做成兩個平行電極，電極之間有一層作為粘合固連和絕緣分隔的絕緣粘膠，兩個平行電極末端之間相互歐姆接觸，接觸電阻一般為≤200mΩ，而其它部份相互絕緣；為了適應焊接各種材料的需要，焊頭的末端端面結構可做成平面型、弧面型、斜面型、V型、凹弧型、楔型或一側平面型、另一側為弧面型結構。主機由脈衝幅度預置電路、脈衝寬度預置電路、脈衝寬度定時電路、驅動電路、功率開關電路、反饋電路、低壓電源電路、高壓電源電路和高壓控制電路組成。焊頭壓力調節裝置由調節螺杆、附在調節螺杆上的調節螺母、套在調節螺杆上的彈簧、限位卡組成；為了方便壓力顯示，可在焊頭壓力調節裝置附加取樣滑線電阻、函數轉換器及數字顯示器，可將取樣滑線電阻的活動觸頭固定在調節螺母上，函數轉換器的輸入端與取樣滑線電阻的一固定端和活動端相連接，輸出端與數字顯示器相連接。在焊接比較細小的焊接物時，可在點電焊機的支架安裝上顯微鏡。顯微鏡可通過顯微鏡角度調節機構與支架連接。
工作時，接通電源，當加在焊頭上的焊接壓力達到設定值時，才能觸發主機，主機按設定好的脈衝幅度和寬度提供脈衝電流，脈衝電流首先通過具有一定阻值的焊頭尖端，使尖端產生熱量，融去漆包線上的絕緣層，暴露出金屬絲。由於焊頭的特殊結構，在焊頭壓力調節裝置的作用，脈衝電流繼續通過金屬絲和基片，產生點電焊的融焊焊接。換言之，該焊機是由特製焊頭在主機設定的脈衝電壓、脈衝時間和焊接壓力共同作用下進行除漆和點電焊的焊接過程。由於該焊機的焊頭尖端做成一定電阻值應力接觸的特殊結構，主機電路提供適合的工作電流，使焊接漆包線時可不必由人工先除去漆包線上的絕緣漆，同時又使每一個焊點均勻牢固，操作起來簡單方便，大大縮短焊接時間。
以下通過附圖對本發明作進一步詳細說明。


圖1是點電焊機的結構總圖。
圖2是點電焊機焊頭的結構圖。
圖3是點電焊機焊頭末端端面結構圖。
圖4是點電焊機的主機電路連接框圖。
圖5至圖7是點電焊機的電路連接圖。
圖8是點電焊機的機頭壓力調節裝置結構圖。
圖9是顯微鏡角度調節機構結構圖。
圖1中，1為焊頭，2為主機，起電源調節作用；3為機頭，安裝在工作檯6上，機頭包括焊頭夾4和焊頭壓力調節裝置8,5為顯微鏡，通過角度調節機構11安裝在固定於工作檯6的支架7上，9為連接導線，10為踏板開關。
圖2中，焊頭由耐高溫金屬材料製作的兩個平行電極14組成，可採用鎢、鋁等耐高溫金屬材料。兩電極的末端13相互間歐姆接觸，接觸電阻一般為≤200mΩ，而其它部份相互絕緣。兩個平行電極之間12可採用絕緣粘膠進行粘結。
圖3中，13為焊頭末端，(a)為末端端面呈平面型結構的焊頭，(b)為末端端面呈弧面型結構的焊頭，(c)為末端端面呈斜面型結構的焊頭，(d)為末端端面呈V型或凹弧型結構的焊頭，(e)為末端端面呈楔型或劈型結構的焊頭，(f)為末端端面一側為平面、另一側為弧面結構的焊頭。焊頭末端端面呈圓柱面可減輕對漆包線的壓傷，呈斜面型則使焊頭具有切線的功能，呈V字型則使焊頭具有使漆包線自動對中的功能。
圖4中，點電焊機的主機電路框圖的連接關係是脈衝幅度預置電路21經高壓控制電路29、高壓電源電路28後連功率開關電路25，脈衝寬度預置電路22經脈衝寬度定時電路23、驅動電路24後連功率開關電路25，然後功率開關電路25一路經反饋電路26、另一路經脈衝變壓器30後連焊頭1，反饋電路26分別與脈衝幅度預置電路21、高壓控制電路29、驅動電路24、脈衝變壓器30輸出端連接，低壓電源電路27分別與脈衝幅度預置電路21、高壓控制電路29、高壓電源電路28、脈衝寬度預置電路22、脈衝寬度定時電路23、驅動電路24連接。脈衝幅度預置電路21的功能是使脈衝變壓器次級輸出的脈衝幅度符合數碼開關TV的預置值。即輸出脈衝的幅度從0.01V～1.99V，解析度為0.01V。脈衝寬度預置電路22的功能是使脈衝變壓器次數的輸出波形的寬度符合預置值的設定。即輸出脈衝的寬度從1ms～19ms，解析度為1ms。脈衝寬度定時電路23的功能是根據數碼開關的預置值，使輸出脈衝的寬度為1ms-19ms。驅動電路24的功能是把單片機產生的脈衝信號放大，提供給功率開關足夠推動信號。功率開關電路25的功能是使脈衝變壓器次級的輸出波形符合由電壓數碼開關TV及時間數碼開關TT預置的輸出參數，即脈衝寬度從1ms-19ms，脈衝幅度從0.01V～1.99V。反饋電路26的功能是使變壓器次級在一定預置電壓下，使輸出電壓可以根據負載電阻的不同而輸出不同的電壓。低壓電源電路27產生正負15V、正負5V、正24V電壓，以滿足電路要求。高壓控制電路29的功能是根據數碼撥盤開關的預置值(0.01V～1.99V)，使得輸出脈衝的幅度相應為0.01V～1.99V。
圖5至圖7中，A、B、C、D、E各點為各圖電路之間的對應連接點，點電焊機的總體電路連接為脈衝幅度預置電路21由數碼開關TV(型號CODED SWTTCHES BCD8421)分別經電阻R106,R107、R108、R109,R110、R111、R112,R113、R114並接到四運放集成電路U11 324-D(型號324)的正輸入端，從U11 324-D的輸出端經電阻R99、R96連接高壓控制電路29的四運放集成電路U10 324-C(U10的型號324)的負輸入端，再經輸出端連接電晶體Q1放大電路後，從四運放集成電路U10 324-A的正輸入端輸入，由輸出端經電晶體Q3的集電極連接到光電耦合電路U21(型號為MOC3021)輸入端的負極；光電耦合電路U21的輸入端的正極連接四運放集成電路U10324-B的正輸入端，輸出端的一端連接高壓電源電路28的可控矽BTA12觸發極，另一端經R116連接由整流二極體D15-D18(型號為6A6)組成的橋式整流電路輸出端和可控矽BTA12的正極；可控矽BTA12的負極經電阻R118、R232、R19、R20並列連接到脈衝變壓器B3的初級線圈；脈衝寬度預置電路22由數碼開關TT(型號CODEDSWTTCHES BCD 8421)與脈衝寬度定時電路23的單片機AT89C51的I/O口1、2、3、4、5連接，單片機分別與四雙輸入與非門集成電路U2(型號74LS00)、復位集成電路U4(型號IMP813)、晶振電路SO(頻率為12MZ)連接，U2-A、U2-B按雙穩態電路連接，U2-D的輸出端與蜂鳴器SD連接。當微動開關合上時，(由S1實施)，由U2-A及U2-B組成的觸發器動作，AT89C51執行中斷子程序，使單片機AT89C51的第8腳輸出一個定時脈衝，其定時功能是根據數碼開關的預置值，使輸出脈衝的寬度為1ms-19ms，這個脈衝通過與非門U2-C到驅動電路，同時單片機AT89C51的第7腳輸出訊號被電晶體Q10(C3904)放大後，使蜂鳴器發聲。四雙輸入與非門集成電路U2-C的輸出端接驅動電路24的電晶體Q9(型號C3904)基極，電晶體Q9的發射極輸出經電阻R161連接到反饋電路26的四運放集成電路U11 324-A(型號324)的負輸入端，集成電路U11 324-A的輸出端經R157連接到集成電路U11 324-C的負輸入端，集成電路U11 324-C的輸出端經R125連接到電晶體Q4的基極，輸出由Q4的發電極電阻R128、R129的串接點分別經R201、R130、R131連接到功率開關電路25的高速、大電流功率開關管Q5、Q6、Q7(型號為C3994)的基極，Q5、Q6、Q7的集電極經負載電阻R122、R123、R124、R200連接到脈衝變壓器B3的初級線圈，脈衝變壓器B3的次級線圈接焊頭；Q5、Q6、Q7的發射極分別由電阻R132、R133、R134、R135、R203、R204接地，另一路分別經R136、R137、R202與四運放集成電路U11 324-B的正輸入端相連並連接15V電源；集成電路U11 324-B的負輸入端與脈衝變壓器B3的次級線圈相連，輸出端經R145與集成電路U11 324-C的負輸入端相連；低壓電源電路27由整流二極體D19～D24(型號為5408)組成橋式整流電路及三端穩壓集成電路U21(7815)、U17(7815)、U18(7915)、U19(7908)、U20(7905)組成，產生正負15V、正負5V、正24V電壓，分別經R81連接電晶體Q1的基極、經R82連接電晶體Q1的發射極、經R85連接四運放集成電路U10 324-A的負輸入端、經R95連接四運放集成電路U10 324-C的負輸入端、經R104連接四運放集成電路U11 324-D的正輸入端、經R90連接四運放集成電路U10 324-B的負輸入端、經R127連接電晶體Q4的集電極。
圖8中，焊頭壓力調節裝置由調節螺杆41、附在調節螺杆上的調節螺母42、套在調節螺杆上的彈簧43、限位卡44組成。為了方便壓力顯示，可在焊頭壓力調節裝置附加取樣滑線電阻、函數轉換器及數字顯示器，可將取樣滑線電阻46的活動觸頭45固定在調節螺母42上，函數轉換器47的輸入端與取樣滑線電阻的一固定端和活動端相連接，輸出端與數字顯示器48相連接。
圖9中，顯微鏡角度調節機構由鉸鏈調焦託架的水平軸、調節螺杆和支撐平面組成，調焦託架51通過水平軸53與支架7鉸連，調焦託架51上有調焦手輪52，調節螺杆55安在支架7上，調節支撐平面56則安在調焦託架51上。調節螺杆與水平軸軸向垂直，支撐平面與水平軸軸向平行，調節螺杆的末端緊壓在支撐平面上。顯微鏡採用立體感強、大視場、視野清晰、放大倍數7～40倍連續可調體視顯微鏡；專門設計的角度調節機構，使顯微鏡上下、前後、左右及角度的調節十分靈活方便；光源由特製的無影螢光燈或點光源提供，燈光柔和自然，有效減輕眼睛疲勞、提高工作效率。
權利要求
1.一種可直接焊漆包線的點電焊機，由焊頭、起電源調控作用的主機和由焊頭夾、焊頭壓力調節裝置構成的機頭三部分組成，其特徵是焊頭用耐高溫金屬做成兩個平行電極，電極之間有一層作為粘合固連和絕緣分隔的絕緣粘膠，兩個平行電極末端之間相互歐姆接觸，而其它部份相互絕緣；主機由脈衝幅度預置電路(21)、脈衝寬度預置電路(22)、脈衝寬度定時電路(23)、驅動電路(24)、功率開關電路(25)、反饋電路(26)、低壓電源電路(27)、高壓電源電路(28)和高壓控制電路(29)組成，其連接關係是脈衝幅度預置電路(21)經高壓控制電路(29)、高壓電源電路(28)後連功率開關電路(25)，脈衝寬度預置電路(22)經脈衝寬度定時電路(23)、驅動電路(24)後連功率開關電路(25)，然後功率開關電路(25)一路經反饋電路(26)、另一路經脈衝變壓器(30)後連焊頭(1)，反饋電路(26)分別與脈衝幅度預置電路(21)、高壓控制電路(29)、驅動電路(24)、脈衝變壓器(30)輸出端連接，低壓電源電路(27)分別與脈衝幅度預置電路(21)、高壓控制電路(29)、高壓電源電路(28)、脈衝寬度預置電路(22)、脈衝寬度定時電路(23)、驅動電路(24)連接；焊頭壓力調節裝置由調節螺杆、附在調節螺杆上的調節螺母、套在調節螺杆上的彈簧、限位卡組成。
2.一種如權利要求1所述的可直接焊漆包線的點電焊機，其特徵是在點電焊機的支架上安上顯微鏡。
3.一種如權利要求1所述的可直接焊漆包線的點電焊機，其特徵是組成焊頭的末端端面呈平面型、弧面型、斜面型、V型、凹弧型、楔型或一側平面型、另一側為弧面型結構。
4.一種如權利要求1所述的可直接焊漆包線的點電焊機，其特徵是點電焊機主機的電路連接為脈衝幅度預置電路21由數碼開關TV分別經電阻R106、R107、R108、R109、R110、R111、R112、R113、R114並接到四運放集成電路U11 324-D的正輸入端，從U11 324-D的輸出端經電阻R99、R96連接高壓控制電路29的四運放集成電路U10324-C的負輸入端，再經輸出端連接電晶體Q1放大電路後，從四運放集成電路U10324-A的正輸入端輸入，由輸出端經電晶體Q3的集電極連接到光電耦合電路U21輸入端的負極；光電耦合電路U21的輸入端的正極連接四運放集成電路U10 324-B的正輸入端，輸出端的一端連接高壓電源電路28的可控矽BTA12觸發極，另一端經R116連接由整流二極體D15-D18組成的橋式整流電路輸出端和可控矽BTA12的正極；可控矽BTA12的負極經電阻R118、R232、R19、R20並列連接到脈衝變壓器B3的初級線圈；脈衝寬度預置電路22由數碼開關TT與脈衝寬度定時電路23的單片機AT89C51的I/O口1、2、3、4、5連接，單片機分別與四雙輸入與非門集成電路U2、復位集成電路U4、晶振電路SO連接，U2-A、U2-B按雙穩態電路連接，U2-D的輸出端與蜂鳴器SD連接；四雙輸入與非門集成電路U2-C的輸出端接驅動電路24的電晶體Q9基極，電晶體Q9的發射極輸出經電阻R161連接到反饋電路26的四運放集成電路U11 324-A的負輸入端，集成電路U11 324-A的輸出端經R157連接到集成電路U11 324-C的負輸入端，集成電路U11 324-C的輸出端經R125連接到電晶體Q4的基極，輸出由Q4的發電極電阻R128、R129的串接點分別經R201、R130、R131連接到功率開關電路25的高速、大電流功率開關管Q5、Q6、Q7的基極，Q5、Q6、Q7的集電極經負載電阻R122、R123、R124、R200連接到脈衝變壓器B3的初級線圈，脈衝變壓器B3的次級線圈接焊頭；Q5、Q6、Q7的發射極分別由電阻R132、R133、R134、R135、R203、R204接地，另一路分別經R136、R137、R202與四運放集成電路U11 324-B的正輸入端相連並連接15V電源；集成電路U11 324-B的負輸入端與脈衝變壓器B3的次級線圈相連，輸出端經R145與集成電路U11 324-C的負輸入端相連；低壓電源電路27由整流二極體D19～D24組成橋式整流電路及三端穩壓集成電路U21、U17、U18、U19、U20組成，產生正負15V、正負5V、正24V電壓，分別經R81連接電晶體Q1的基極、經R82連接電晶體Q1的發射極、經R85連接四運放集成電路U10 324-A的負輸入端、經R95連接四運放集成電路U10 324-C的負輸入端、經R104連接四運放集成電路U11 324-D的正輸入端、經R90連接四運放集成電路U10 324-B的負輸入端、經R127連接電晶體Q4的集電極。
5.一種如權利要求1所述的可直接焊漆包線的點電焊機，其特徵是在焊頭壓力調節裝置附加取樣滑線電阻、函數轉換器及數字顯示器，可將取樣滑線電阻(46)的活動觸頭(45)固定在調節螺母(42)上，函數轉換器(47)的輸入端與取樣滑線電阻的一固定端和活動端相連接，輸出端與數字顯示器(48)相連接。
6.一種如權利要求2所述的可直接焊漆包線的點電焊機，其特徵是顯微鏡可通過顯微鏡角度調節機構與支架連接，顯微鏡角度調節機構由鉸鏈調焦託架的水平軸(53)、調節螺杆(55)和支撐平面(56)組成，調焦託架(51)通過水平軸(53)與支架(7)鉸連，調焦託架(51)上有調焦手輪(52)，調節螺杆(55)安在支架(7)上，調節支撐平面(56)則安在調焦託架(51)上；調節螺杆與水平軸軸向垂直，支撐平面與水平軸軸向平行，調節螺杆的末端緊壓在支撐平面上。
全文摘要
本發明涉及一種專門提供電子工業、微電子工業使用的點電焊機,最適用於直接焊接線徑為φ0.02mm－φ0.80mm的漆包線、細金屬線或相應的薄金屬帶、金屬片。本發明點電焊機由焊頭、起電源調控作用的主機和由焊頭夾、焊頭壓力調節裝置構成的機頭三部分組成。由於該焊機的焊頭尖端做成一定電阻值應力接觸的特殊結構,主機電路提供合適的工作電流,使焊接漆包線時可不必由人工先除去漆包線上的絕緣漆,焊點均勻牢固,操作起來簡單方便,大大縮短焊接時間。
文檔編號B23K11/00GK1318449SQ0111478
公開日2001年10月24日 申請日期2001年6月7日 優先權日2001年6月7日
發明者楊仕桐 申請人:楊仕桐