专利名称：电脑自动控制钛焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电脑自动控制钛焊机。
背景技术：
目前，钛眼镜架、工艺品等行业的小件钛工件的焊接多采用氩气保护电阻焊，用调压器或可控硅控制焊接变压器的输入电压，用时间继电器或数控的方法控制焊接时间，以达到对焊接的控制。焊接变压器的输入电压随电网电压而变化，工作时如果电网电压发生变化，将直接影响输出火力，电压升高时焊接温度高，易使工件脆化，强度降低。电压降低时，不能使焊剂充分熔化，造成焊接点强度不够。一些厂家采用在电阻焊机前加稳压器的方法，使之得到了一些改善，但是，目前市场上的稳压器大多为伺服式稳压器，电网电压变化时需经过几秒的时间才能完成稳压过程，而一些小型钛件的焊接过程才零点几秒，因此并未从根本上解决此问题。此外，用继电器和接触器控制的电阻焊机在启动时，由于电感的作用，会产生很大的浪冲电压，易造成打火，烧坏工件。
发明内容
本实用新型解决的技术问题设计一种电脑自动控制钛焊机，采用单片机通过控制固态继电器控制端的控制脉冲和交流电的相位差，达到控制焊接变压器的输入电压之目的，采用单片机完成稳压过程，且稳压效果好，特别是对于瞬间变化的电压，反应速度比一般的稳压器快得多，最长在20毫秒内即可完成稳压过程。
本实用新型的技术解决方案一种电脑自动控制钛焊机，包括壳体，壳体中设有单片机板，壳体的面板上设有显示器、键盘、气嘴、夹紧调整旋钮、夹紧指示灯、电极、电源开关、启动按钮及气体流量计，壳体中还设有驱动电路板、控制电路板、电磁阀控制电路板及焊接变压器控制电路板；驱动电路板的电源端与控制电路板相应的电源端相接，电磁阀控制电路板的电源端及焊接变压器的电源端分别与控制电路板相应的电源端相接，驱动电路板通过线排与单片机板相接，单片机板的输出端与显示器的输入端相接，键盘的输出端与单片机板的输入端相接，驱动电路板的输出端分别接电磁阀控制电路板的输入端及焊接变压器控制电路板的输入端，电磁阀控制电路板的控制端分别与电磁阀的控制端相接，焊接变压器控制电路板的输出端与焊接变压器的控制端相接。
驱动电路板上设有单片机电源电路、显示器电源电路、A/D接口电源电路、稳压取样电路、夹紧度显示取样电路、驱动电源电路、驱动电路、同步电路及光电耦合电路；单片机电源电路、显示器电源电路、A/D接口电源电路、稳压取样电路及夹紧度显示取样电路的电源端均接控制电路板相应的电源端，输出端分别接单片机电源及A/D接口，驱动电源电路的电源端接控制电路板相应的电源端，输出端接驱动电路的电源端和同步电路的电源端，驱动电路和同步电路的输出端分别接光电耦合电路对应的输入端，光电耦合电路的输出端接单片机的输入端。
壳体的面板上还设有脚开关插头及控制盒插头，且脚开关插头及控制盒插头的输入端分别接光电耦合电路对应的输出端；控制盒插头的电源端接控制电路板相应的电源端，输出端接驱动电路板的输入端。配有控制盒和脚开关，且控制盒和脚开关的插头分别与控制盒插头和脚开关插头连接。
电磁阀控制电路板由五个固态继电器组成五个控制回路，固态继电器的输入端分别接光电耦合电路对应的输出端，固态继电器的输出端分别接电磁阀F1、F2、F3、F4、GF的五个控制端。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果1、自动化程度高，大大提高了工作效率。本机采用单片机控制，只要设定了焊接工作参数后，启动后机器就会自动完成夹紧、压电极、吹氩气、焊接、停氩气、退电极、松开工件等整个工作过程，提高了工作效率。
2、降低废品率。本机采用单片机完成稳压、夹紧测试及电压控制，能有效地克服电压变化，接触不良，变压器启动浪冲等对焊接的影响，减少了废品的产生。
3、安全性能好。当机器工作过程中遇到异常情况时，如电压过高或过低，接触不良，频率变化，温度太高时，机器都会停止工作，并显示发生异常的原因，有效地保护了机器和工件。
4、适应范围广。本机采用单片机控制焊接电压，可以组成单波峰或多波峰焊接，适用于不同的焊接工艺要求。
图1是本实用新型的电路方框图，图2是本实用新型面板的结构示意图，图3是本实用新型的电路原理图，图4是本实用新型驱动电路板的电路方框图，图5是本实用新型驱动电路板的电路原理图，图6是本实用新型电磁阀控制电路板的电路原理图。
具体实施方式
参照附图1、2、3、4、5、6描述本实用新型的一种实施例。
一种电脑自动控制钛焊机，其壳体中设有单片机板，壳体的面板上设有显示器、键盘、气嘴、夹紧调整旋钮、夹紧指示灯、电极、电源开关、启动按钮及气体流量计，壳体中还设有驱动电路板、控制电路板、电磁阀控制电路板及焊接变压器控制电路板；驱动电路板的电源端与控制电路板相应的电源端相接，电磁阀控制电路板的电源端及焊接变压器的电源端分别与控制电路板相应的电源端相接，驱动电路板通过线排与单片机板相接，单片机板的输出端与显示器的输入端相接，键盘的输出端与单片机板的输入端相接，驱动电路板的输出端分别接电磁阀控制电路板的输入端及焊接变压器控制电路板的输入端，电磁阀控制电路板的控制端分别与电磁阀的控制端相接，焊接变压器控制电路板的输出端与焊接变压器的控制端相接。
驱动电路板上设有单片机电源电路、显示器电源电路、A/D接口电源电路、稳压取样电路、夹紧度显示取样电路、驱动电源电路、驱动电路、同步电路及光电耦合电路；单片机电源电路、显示器电源电路、A/D接口电源电路、稳压取样电路及夹紧度显示取样电路的电源端均接控制电路板相应的电源端，输出端分别接单片机电源及A/D接口，驱动电源电路的电源端接控制电路板相应的电源端，输出端接驱动电路的电源端和同步电路的电源端，驱动电路和同步电路的输出端分别接光电耦合电路对应的输入端，光电耦合电路的输出端接单片机的输入端。
壳体的面板上还设有脚开关插头及控制盒插头，且脚开关插头及控制盒插头的输入端分别接光电耦合电路对应的输出端；控制盒插头的电源端接控制电路板相应的电源端，输出端接驱动电路板的输入端。配有控制盒和脚开关，且控制盒和脚开关的插头分别与控制盒插头和脚开关插头连接。
电磁阀控制电路板由五个固态继电器组成五个控制回路，固态继电器的输入端分别接光电耦合电路对应的输出端，固态继电器的输出端分别接电磁阀F1、F2、F3、F4、GF的五个控制端。
工作原理本实用新型采用80C196单片机系统，配图形点阵式液晶显示器，单片机系统独立供电，单片机和电源、驱动及控制系统的信号传递全部用光电耦合器隔离，还配有键盘、控制盒用来设定各种工作参数，以控制机器工作。
1、焊接过程自动化。采用气动原理，通过单片机控制，用四路电磁阀(F1、F2、F3、F4)控制四路气筒工作，通过气筒带动工装、夹具、和焊接电极的动作，用一路电磁阀(GF)控制氩气的打开与关断。控制盒上设有手动、自动开关，当开关打在自动状态时，焊机就会按照键盘设定的工作参数自动完成焊接程序，当开关打在手动状态时，可以手动完成F1、F2、F3、F4的动作，在调整工装和焊接参数时很有用，GF不管在手动状态还是自动状态，只要焊机工作就会打开。
2、焊接电压和时间的控制。由随机加强型固态继电器(SSR)控制焊接变压器的工作，通过控制固态继电器控制端的控制脉冲和交流电的相位差，就可以控制焊接变压器的输入电压，控制焊接温度。即将交流信号接入同步电路，使交流电每半个波形到来时都产生一个同步脉冲，将同步脉冲输入单片机，单片机根据设定的工作电压数值算出延时量，延时输出控制脉冲，打开或关闭固态继电器，控制焊接电压和时间。
3、电网频率变化的控制。焊机的电压控制是单片机收到同步信号后，根据设定的电压值，按照50HZ的电网频率计算延时量的，所以当电网频率发生变化时输入电压也会发生变化，严重的频率偏差会引起工作异常，单片机首先会对同步信号计时算出电网频率，当低于48HZ或高于52HZ时，焊机就会停止工作，发出报警声，并显示频率过低或过高。
4、电压变化的控制。取同步电路前的脉冲直流信号，为了提高精度，只将其上部耦合到单片机的模数转换口(A/D)，让光耦的输入端和输出端都工作在线性区，焊机工作时单片机检测模数转换口(A/D)的脉冲电压峰值，如果脉冲电压峰值发生变化大于或小于正常值时，单片机就进入稳压工作状态，即单片机根据稳压设定值找出对应的延时量工作，达到了稳压的目的。特别是对于瞬间变化的电压，反应速度比一般的稳压器快得多，最长在20毫秒内即可完成稳压过程。当电网电压变化超出±50伏时，焊机停止工作，发出报警声，显示电压过高或过低。
5、接触不良的控制。焊接变压器输入端的固态继电器(SSR)在关断时，其保护电路中的电阻R和电容C也会泄漏一些电流，在焊接变压器输出端开路时会感应出0.5伏左右的电压，电极压下接触工件时，这个电压就会降低，根据这个电压的降低情况，就可以判断电极和工件的接触情况。
使用方法1、焊机连接。将本机的电源线分别与两根火线和一根地线连接。背面的空气入口气嘴和空压机供气系统连接，调整减压阀到设定的工作压力。背面的氩气入口气嘴用气管和氩气瓶连接，调整减压阀到设定的工作压力。将专用的气动焊接工装、夹具、按照动作顺序用气管和焊机面板上相应的电磁阀(F1、F2、F3、F4)出气嘴连接。将工装、夹具上的氩气保护装置用气管和焊机面板上的氩气电磁阀(GF)出气嘴连接。将工装、夹具上的电极引出端通过电极连接线与本机上的电极连接。
2、设定电磁阀动作的延时。打开焊机电源开关，启动焊机，把控制盒上的开关打在手动档，手动控制电磁阀F1、F2、F3、F4，调整工装和夹具的动作。然后用键盘上的左、右移动键将显示器上的光标指向要调整的电磁阀，用加、减键调整延时数据，不用的电磁阀延时设为零。设定了F1、F2、F3、F4、GF的延时后，按下键盘上的暂停键，焊机不会输出火力。把控制盒上的开关打在自动档，按下控制盒上的工作按钮，电磁阀就会顺序延时动作，观察动作延时是否正确，用键盘修正。
3、夹紧度的调整。把控制盒上的开关打在自动档，把面板上的夹紧调整旋钮调至最大，然后放好工件，手动控制电磁阀夹紧，压下电极，确保电极和工件良好接触，从大到小缓慢调整夹紧调整旋钮，当看到面板上的夹紧指示灯亮时就调整好了，这时显示器上显示的夹紧度数值就是这种工件焊接时所用的夹紧度。
4、焊接电压和时间的调整。根据焊接工件的工艺要求，选择单波峰或双波峰焊接，然后用键盘上的左、右移动键将显示器上的光标指向要调整的电压和时间，用加、减键调整数据，调整好后可以试焊接，把控制盒上的开关打在自动档，按一下键盘上的暂停键，取消暂停工作状态，装上工件，按下工作按钮，焊机就会开始工作，观察焊接工件，用键盘修正电压和时间数据，观察焊接工件氩气保护情况，用键盘修正氩气GF的延时量，用面板上的气体流量计调整氩气的流量。当所有数据调整好后，用键盘上的存储键将这组数据保存起来。
5、工作。操作工放好工件，踩一下脚开关，机器就会完成一个工件的焊接，工作过程中遇到异常情况时，如电压过高或过低，接触不良，频率变化，温度太高时，机器都会停止工作，并显示发生异常的原因，提醒技术人员作出相应的处理，有效地保护了机器和工件。
权利要求1.一种电脑自动控制钛焊机，包括壳体，壳体中设有单片机板，壳体的面板上设有显示器、键盘、气嘴、夹紧调整旋钮、夹紧指示灯、电极、电源开关、启动按钮及气体流量计，其特征是壳体中还设有驱动电路板、控制电路板、电磁阀控制电路板及焊接变压器控制电路板；驱动电路板的电源端与控制电路板相应的电源端相接，电磁阀控制电路板的电源端及焊接变压器的电源端分别与控制电路板相应的电源端相接，驱动电路板通过线排与单片机板相接，单片机板的输出端与显示器的输入端相接，键盘的输出端与单片机板的输入端相接，驱动电路板的输出端分别接电磁阀控制电路板的输入端及焊接变压器控制电路板的输入端，电磁阀控制电路板的控制端分别与电磁阀的控制端相接，焊接变压器控制电路板的输出端与焊接变压器的控制端相接。
2.根据权利要求1所述的电脑自动控制钛焊机，其特征是驱动电路板上设有单片机电源电路、显示器电源电路、A/D接口电源电路、稳压取样电路、夹紧度显示取样电路、驱动电源电路、驱动电路、同步电路及光电耦合电路；单片机电源电路、显示器电源电路、A/D接口电源电路、稳压取样电路及夹紧度显示取样电路的电源端均接控制电路板相应的电源端，输出端分别接单片机电源及A/D接口，驱动电源电路的电源端接控制电路板相应的电源端，输出端接驱动电路的电源端和同步电路的电源端，驱动电路和同步电路的输出端分别接光电耦合电路对应的输入端，光电耦合电路的输出端接单片机的输入端。
3.根据权利要求1和2所述的电脑自动控制钛焊机，其特征是壳体的面板上还设有脚开关插头及控制盒插头，且脚开关插头及控制盒插头的输入端分别接光电耦合电路对应的输出端；控制盒插头的电源端接控制电路板相应的电源端，输出端接驱动电路板的输入端。
4.根据权利要求1和2所述的电脑自动控制钛焊机，其特征是电磁阀控制电路板由五个固态继电器组成五个控制回路，固态继电器的输入端分别接光电耦合电路对应的输出端，固态继电器的输出端分别接电磁阀F1、F2、F3、F4、GF的五个控制端。
5.根据权利要求1和3所述的电脑自动控制钛焊机，其特征是配有控制盒和脚开关，且控制盒和脚开关的插头分别与控制盒插头和脚开关插头连接。
专利摘要一种电脑自动控制钛焊机，其驱动电路板的电源端与控制电路板相应的电源端相接，电磁阀控制电路板的电源端及焊接变压器的电源端分别与控制电路板相应的电源端相接，驱动电路板通过线排与单片机板相接，单片机板的输出端与显示器的输入端相接，键盘的输出端与单片机板的输入端相接，驱动电路板的输出端分别接电磁阀控制电路板的输入端及焊接变压器控制电路板的输入端，电磁阀控制电路板的控制端分别与电磁阀的控制端相接，焊接变压器控制电路板的输出端与焊接变压器的控制端相接。本实用新型通过控制固态继电器控制端的控制脉冲和交流电的相位差，达到控制焊接变压器的输入电压之目的，采用单片机完成稳压过程，且稳压效果好，特别是对于瞬间变化的电压，反应速度比一般的稳压器快得多，最长在20毫秒内即可完成稳压过程。
文档编号B23K11/00GK2652578SQ20032010992
公开日2004年11月3日 申请日期2003年11月18日 优先权日2003年11月18日
发明者马国良 申请人:马国良