一种喷漆机器人空气比例控制器电路的制作方法

本发明涉及比例控制器电路领域，特别是涉及一种喷漆机器人空气比例控制器电路。

背景技术：

喷漆机器人通过比例控制器(6cd)精密控制压缩空气的流量实现成型空气、旋杯转速的精确控制。作为喷漆机器人关键工艺部件，目前6cd仍然不具有可替代性，而对于原厂产品而言，在2016年11月已经对外公布了其将逐步废除6cd类产品，无法提供后续的设备供给。

既有的比例控制器由于使用年限过长，电路中的滤波电容老化，导致上电瞬间，输出电压过高，超过了后序单片机电路的耐压极限，烧毁相关集成电路，继而产生大电流，将功率三极管击穿，导致24v直接加在5v的系统中，机器人断电后再上电，比例控制器出现了批量烧毁的问题，因此，需要对目前的启动电路和电源电路进行改进升级，以满足后续的使用要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种喷漆机器人空气比例控制器电路，包括机器人控制器端、空气比例控制模块以及雾化器喷头。

所述空气比例控制模块具体包括软启动电路、电源电路、功率放大电路、执行机构以及单片机，所述软启动电路设置在电源输入端，同时，在电源电路中加入稳压电源芯片，提高电源输出的稳定性。

在本发明的一些实施例里，所述软启动电路包括在电源输入端的场效应管v2以及与场效应管并联的热敏电阻rt，利用热敏电阻的负温度系数的特性及场效应管的延时导通截至的性能对电源电路进行启动保护。

在本发明的一些实施例里，所述软启动电路的输出端接入稳压管d1进行降压、并接入电阻r3/r4进行分压，降低场效应管v2的栅极电压。

在本发明的一些实施例里，所述软启动电路的前端接入r1、c1的并联电路，对场效应管进行启动保护。

在本发明的一些实施例里，所述场效应管的栅极端接入电阻r2，限制上电瞬间电流，调整场效应管的导通速度。

在本发明的一些实施例里，所述稳压电源芯片其输入端接入软启动电路的输出，其输出分两路分别作为控制电压和驱动电压分开供电。

在本发明的一些实施例里，所述稳压电源芯片为lm2956。

在本发明的一些实施例里，所述空气比例控制模块还包括一个通信模块，采用profibus连接机器人控制器cpu与所述单片机。

在本发明的一些实施例里，所述场效应管为irf640。

在本发明的一些实施例里，所述热敏电阻rt并联于所述场效应管的源极和漏极上。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

1、改进比例控制器的供电结构，避免电压波动对执行机构的影响，经现场使用，其输出更稳定。

2、采用高效率的集成稳压芯片替代原电路的简单的三极管稳压电源，是系统耐冲击、效率、稳定性等能力全面提升。

3、将原电路的控制电压与驱动电压分开供电，互相不干扰，经过现场验证，稳定性能得比原设备很大提升。

4、提高电电源的效率和电压稳定，保证后序单片机供电稳定、输出稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例喷漆机器人空气比例控制器电路的改进结构示意图。

图2是本发明实施例喷漆机器人空气比例控制器电路的原电路结构示意图。

图3是本发明实施例喷漆机器人空气比例控制器电路原稳压电路示意图。

图4是本发明实施例喷漆机器人空气比例控制器电路的软启动电路示意图。

图5是本发明实施例喷漆机器人空气比例控制器电路的改进后电源稳压电路示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

对于原电路而言，如图2所示，在出现了大量的零件烧毁事故之后，通过对电路板的拆解和测量，检测出的问题是烧毁的部件为稳压二极管、三极管、单片机及其输出逻辑电路，分析原因得出的结论是，电路中的滤波电容由于老化，容量由原来的47uf减少到0uf导致上电瞬间，输出电压过高，超过了后序单片机电路的耐压极限，烧毁相关集成电路，继而产生大电流，将功率三极管击穿，导致24v直接加在5v的系统中，烧毁所有逻辑器件，如图3所示。

因此，提出对于该电路的改进方法，增加电源输入端的软启动电路，并加入电源稳压芯片对电源进行稳压输出，提供一种喷漆机器人空气比例控制器电路，如图1所示，包括机器人控制器端、空气比例控制模块以及雾化器喷头。

所述空气比例控制模块具体包括软启动电路、电源电路、功率放大电路、执行机构以及单片机，所述软启动电路设置在电源输入端，同时，在电源电路中加入稳压电源芯片，提高电源输出的稳定性。

在本发明的一些实施例里，所述软启动电路如图4所示，包括在电源输入端的场效应管v2以及与场效应管并联的热敏电阻rt，利用热敏电阻的负温度系数的特性及场效应管的延时导通截至的性能对电源电路进行启动保护。

所述软启动电路的输出端接入稳压管d1进行降压、并接入电阻r3/r4进行分压，降低场效应管v2的栅极电压。

所述软启动电路的前端接入r1、c1的并联电路，对场效应管进行启动保护。

所述场效应管的栅极端接入电阻r2，限制上电瞬间电流，调整场效应管的导通速度。所述场效应管为irf640。

具体而言，所述的软启动电路利用热敏电阻的负温度系数的特性，及场效应管的延时导通截至的性能；再通电瞬间，因为场效应管导通条件不成立，因此场效应管电阻趋于无穷大，即断开，电流通过热敏电阻t给后序电路供电，通电瞬间，热敏电阻阻只较大，起到限流的作用,保护后序电路不会受到冲击。

同时输出端电压通过d1降压、r3\r4分压，使三极管v1导通，从而降低irf640栅极电压，使irf640导通，系统正常供电。

r1、c1构成场效应管保护电路；

r2限制上电瞬间电流，调整场效应管的导通速度。

在本实施例中，可以设定r1阻值为10kω，c1的容值为10nf，r2的阻值为10kω，输出端稳压二极管的稳定电压15v，r4阻值为4kω。

在本发明的一些实施例里，所述稳压电源芯片其输入端接入软启动电路的输出，其输出分两路分别作为控制电压和驱动电压分开供电，如图5所示，

所述稳压电源芯片为lm2956。

lm2596-5是目前较先进的dc-dc稳压电源芯片，本设计采用两块l2596芯片替换原电源电路，起到两个作用：

1、提高电电源的效率和电压稳定，保证后序单片机供电稳定、输出稳定；

2、将原电路的控制电压与驱动电压分开供电，互相不干扰，经过现场验证，稳定性能得比原设备很大提升。

在本发明的一些实施例里，所述空气比例控制模块还包括一个通信模块，采用profibus连接机器人控制器cpu与所述单片机。

在本发明的一些实施例里，所述热敏电阻rt并联于所述场效应管的源极和漏极上。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。