专利名称：一种热风整平机的电气控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动控制装置，具体讲是用于单工位热风整平机的电气控制装置。
热风整平机是印制电路板生产的专用设备，它主要用于经阻焊涂覆的印制电路板的焊盘上，金属化孔壁及贴装面上涂覆一层均匀光滑的焊料(铅－锡合金)层，从而获得良好的可焊性及耐蚀性，应用热风整平工艺技术可以大大提高印制电路板的质量和性能。热风整平机的电气控制运动控制一般采用可编程序控制器(PLC)，如美国AVALON公司的单工位热风整平机，采用可编程序控制器，不仅价格较贵，而且系统复杂，使用的元器件也多，一旦出现故障，使用热风整平机的印制板生产厂家(特别是一些乡镇企业)缺乏较强技术的维修力量而无法及时修理，排除故障以致严重影响生产，因为可编程序控制器不仅要从国外进口，而且它不带使用说明等技术资料，热风整平机运行条件又非常恶劣，高温热辐射和助焊剂气体的腐蚀性严重危及电气线路部分，而且热风整平机工作动作频繁，生产率按180块／小时计算，全年要动作43万多次，若每天两班制则每年要动作86万多次，所以在长期运行中，无论是机械部件还是电气部件出现故障是在所难免的，所以机器的使用厂家非常关心机器的可维修性能，希望能使用可靠性高，维修容易的机器。
本实用新型的目的是设计一种热风整平机用的电气控制装置，此装置比上述的造价低，所用元器件少、系统比较简单，但其工作可靠，操作简便，维修更为方便，一般电气技术人员均能承担维修任务，而且该装置只有在确定的温度范围内才能运行，这样不仅确保了生产的产品质量，而且提高了设备本身的安全性。
本实用新型是这样实现的电气控制装置它由交流电源、直流电源、温度控制装置、锡泵电机、加热元件、运动控制装置、板夹电磁阀、升降电磁阀和风刀电磁阀组成，外界的三相交流电源经过三相空气自动开关，保险丝后分别向直流电源和温控装置供交流电，直流电源的运动控制装置和温控装置供出一组直流电源，温度控制装置控制加热元件的通电或断电，以控制锡锅的温度，它还控制锡泵电机的运转，运动控制装置由直流电源供电，它控制上述三种电磁阀的运行，在运动控制装置中，浸锡定时器E1的脚10、2电源回路中串接有运行开关S2；运动继电器K1的线包一端接直流电源负端(即OV)，另一端通过E1的一对常闭接点(1、4脚)与E的10脚相接；E1的起动脚6通过下行程开关SQ2常开接点(1、3)与直流电源负端相接，E1的复位脚7通过复位开关(常开)与电源负端相接；吹风中间继电器K2的线包一端与电源负端相接，另一端通过E1的常开接点(9、11脚)与直流电源正端Vcc相接；升降电磁阀Y2控制回路中串接着继电器K1的一对常开接点(6、10)，吹风中间继电器K2的常闭接点(1、9)；吹风定时器E2的脚10、2电源回路中串接有吹风中间继电器K2的常开接点(5、9)，两个并联的前、后风刀电磁阀Y3、Y4线包的一端通过E2的常闭接点(1、4脚)与E2的10脚相连接，另一端与电源负端相接，E2的起动脚6通过吹风中间继电器K2的常开接点(6、10)与电源负端相接，E2的复位脚7通过复位开关(常开)与电源负端相接。
因此本实用新型的控制装置中除温控仪为智能化自控仪表外(采用可编程序控制器的控制装置中也有温控仪)其余为两个定时器，四个继电器，三个交流接触器，开关等一般元器件，所以其系统简单，可靠性高，运动控制装置工作程序设置合理、操作简便，工作程序完全按设计的动作在热风整平操作中仅需要上下推动防护窗装卸印制板等简单操作。本控制装置在铅锡合金未融化时板夹架子不能向下运动，起到保护设备的作用。电路的设计上保证了只有在锡泵运转的条件下才能进行浸锡整平，这就保证了产品的质量，造价较低，维修容易，具有一般电气知识的技术人员包括技术工人均能承担维修任务，而且所需维修用的元器件市场上也很容易买到，机器一旦发生故障，能及时修复，不致影响批量生产。
图1为热风整平机电气控制原理方块图；图2为热风整平机的电控箱内电控板电气元件布置图；图3为电控箱面(门)板电气元(组)件布置图；图4为运动控制装置电气原理图；图5为温度控制装置电气原理图。
以下结合附图详细说明实施例。
单工位热风整平机为箱体形结构，锡锅风刀组合部件18横放在机器的中央部位，它的后面中间部位竖立着升降气缸13和板夹架子15，机器的左前部为直立式电控箱，箱内有电控板，电控板上布置有直流电源2(包括变压器39)，四个继电器32、33、37、38，三个交流接触器34、35、36，三相空气自动开关40，端子排41、42以及保险丝插座等元器件，三相交流电源也从这里引入，电控箱门的面板上布置有前、后风刀气压表20、21，二块温控仪22、23，二台定时器30、31，紧急停机开关29以及各种开关指示灯等电气组件，机器的右前部为配气箱，气动组件及四个电磁阀5、6、7、8均置于其中，压缩气体的进气管也在这里引入。
接通外部电源，合上三相空气自动开关40，使交流电源正常供电(若按动紧急停机开关29，则三相空气自动开关40自动断开使整机断电起保护作用)，直流电源2是采用变压器39变压，整流、滤波、稳压后输出直流电压Vcc，向运动控制装置3、温控装置4供电，直流电压Vcc可在24－30V范围内调整。温控仪T122和T223为岛日公司生产的SR44型智能温控仪，它们的热电偶BT1和BT2均按装在锡锅风刀组合部件18的锡锅内，以测量铅锡合金的温度(以下简称锡温)，T122的15、16脚设置成低温报警状态，报警温度为221℃即在锡温低于221℃时15、16脚相互闭合接通，当锡温等于或大于221℃时15、16脚断开，而T122的12，13脚设置成PID比例调节，其调整温度为232℃，温控仪T223的12、13脚设置成高温报警状态，报警温度为293℃，即当锡温达到或超过293℃时，T223的12、13脚之间就断开。
从附图3附图5中看到按下加热开关S328，电流从正电源Vcc出发经开关S328，停止加热开关S4(常闭)27，继电器K437的线包和温控仪T223的12、13脚回到电源负端，使继电器K437通电而动作，使K4的所有接点转换，其中有一对接点(6、10脚)使其自保，交流接触器KM135通过温控仪T1的接点(15、16)和继电器K4的接点(5、9)而接通电源并动作，交流接触器KM1的接点1与2，3与4，5与6分别接通使加热元件10中的第一组电阻丝R1－R9通电加热，同样交流接触器KM234通过温控仪T的接点(12、13)和继电器K4的接点(7、11)而接通电源并动作，交流接触器KM2的接点1与2，3与4，5与6分别接通使加热元件10中的第二组电阻丝R10－R12通电加热，锡温低于221℃时，上述两组电阻丝全部在加热，即全功率加热，当锡温达到221℃以后温控仪T122的15、16脚相互处于断开状态，使交流接触器KM135断电，从而使第一组加热元件R1－R9断电，停止加热，当锡温超过221℃以后，温控仪T122的接点12与13按PID比例调节，即加热元件10中第二组电阻丝R10－R12通电加热时间与断电时间按比例进行，使其锡温保持在232℃附近。按下停止加温开关S427时继电器K437失电而停止工作，使加热元件10停止加热，锡温下降。
如若某种偶然原因使温控仪T122失控，致使锡温不断上升，若锡温升至293℃，温控仪T223的接点12、13相互断开，使继电器K437断电使所有K4的常开接点断开，使交流接触器KM135，KM234全部断电，进而把全部加热元件停止加热，起到超温保护的作用。
当锡温高于221℃(即铅－锡合金熔化)后，按下锡泵开泵开关S725，三相交流电压从W相经继电器K437的常开接点5、9，开泵开关S725，停泵开关S824，交流接触器KM336的线包，交流接触器KM1的常闭接点21、22回到V相，从而使交流接触器KM336通电动作，接点闭，从而使锡泵电机9通电转动，而且交流接触器KM3本身的一对常开接点13、14使其自保，当需停泵时按下停泵开关S824即可，由于交流接触器KM336回路中串接了KM135的一对常闭接点21、22，使得在锡温低于221℃时被断开，即在铅锡合金尚熔化时锡泵电机接不通电源而得到保护。而当锡温超过293℃时，由于继电器K437被断开，也使接触器KM336断电，从而也使锡泵电机9停下来。
从附图4运动控制装置电气原理图中可以看到当按下运行开关S226时，机器作好了运行的准备，当板夹架子15处于上部最高位置时，上行程开关SQ111闭合，这时若踩下脚踏开关19，则板夹电磁阀Y15通电，压缩气体从a端进入板夹气缸14(见附图1)，使板夹松开，以装卸印制电路板PCB，松开脚踏开关19后，将印制电路板夹紧。在热风整平机的操作窗口设置了一个防护窗16，在浸锡吹风的时间内把它拉下，以防止铅锡和焊料的蒸气(热气)向外泄漏，以保护环境。拉下防护窗16，并使防护行程开关17闭合，而使防护中间继电器K338通电，K的常开接点7、11闭合为浸锡定时器E130，提供了电源通路，K的常开接点8、12闭合为升降电磁阀Y28和吹风定时器E231提供了电源通路，K3的常开接点8、12闭合为升降电磁阀Y28和吹风定时器E231，提供了电源通路，这样的电路设置使得在防护窗16拉下以前运动控制装置的电路是启动不了的，只能停止在初始位置上，这样从电路上保证了浸锡吹风时不让带有焊料、铅锡气体向外泄漏，有利于环境保护，而且K3的常闭接点4、12接入板夹电磁阀回路中使得当拉下(关闭)防护窗16以后，就不会因误踩脚踏开关S119而使印制板掉落下来。
按下运行开关S226时，机器就开始按程序运动，电源Va经过S2的12，K3的7、11浸锡定时器E130的1、4脚，给运动继电器K132的线包加电而动作，电源Vcc经K3的常开接点8、12，吹风中间继电器K233的常闭接点1、9和K1的常开接点6、10给升降电磁阀Y28加电，电磁阀接通使压缩气体从电磁阀8的上端流入升降气缸13(见附图1)，使板夹架子15下降，印制电路板PCB伸入锡锅风刀组合部件18内浸锡，当板夹架子15下降到下端将下行程开关SQ212闭合，浸锡定时器E130起动，即延时开始，浸锡延时时间可事先在0－10秒内调整好，当延时结束，E1的常闭接点1、4脚相互断开，使继电器K1失电而恢复原状，升降电磁阀Y28因K1的常开接点6、10断开而失电，压缩气体从电磁阀Y28的下端进入升降气缸13，使板夹架子15上升，在此同时E1延时结束，使其常开接点9、11脚相互接通，使吹风中间继电器K233通电而动作，K2的常开接点(5、9)接通再经过E2的1、4脚，使前风刀电磁阀Y36，后风刀电磁阀Y47接通电源，使前、后风刀向印制板PCB吹热风、整平，继电器K2的常开接点6、10的接通，使定时器E231起动而开始延时，延时(吹风)时间事先也可在0－10秒内调整好，当延时结束，E2的常闭接点1、4脚相互断开，前后风刀电磁阀因失电而恢复原状，前后风刀停止吹风，板夹架子15继续上升，直至停在最上端位置，接通上行程开关SQ111，这时操作者向上拉开防护窗16，即使防护行程开关SQ317断开，断电器K3失电而复原，踩下脚踏开关S119，从板夹架子15上取下已整平过的印制板PCB，装上待整平的印制板PCB，这时再按动一下定时器E1和E2的手动复位开关，就完成了热风整平的一个工作过程，并为下一个循环工作作好了准备。为把防护中间继电器K3的两个常闭接点1、9和2、10分别接入E1和E2的复位脚7和负电源之间，以代替手动复位开关，这样在向上拉开防护窗16的同时也给二个定时器自动复位了，从而提高了机器的自动化程度。在升降电磁阀Y28的电源回路中的K1常开接点和Y28之间串进一个交流接触器KM336的常开接点53、54，这样就使得只有在锡泵电机9转动的情况下(即KM336的常开接点闭合的条件下)才能使升降电磁阀Y28工作，也即只有在锡泵转动，锡锅内的铅锡合金处于翻滚状态，其表面没有锡渣存留的情况下，板夹架子15才向下运动进行浸锡，整平，从而保证了浸锡整平的工艺条件，保证了产品质量。而在锡温低于221℃(铅锡合金尚未融化)或锡温高于293℃时，KM336的常开接点断开，板夹架子15不能向下运动，不能进行浸锡整平，这就既保护了机器设备也避免了在超温条件下生产不合格品。
权利要求1.一种热风整平机的电气控制装置，它由交流电源(1)、直流电源(2)、温控装置(4)、锡泵电机(9)、加热元件(10)、运动控制装置(3)、板夹电磁阀(5)、升降电磁阀(8)和风刀电磁阀(6)(7)组成，交流电源(1)向直流电源(2)，温控装置(4)供电，直流电源(2)向温控装置(4)，运动控制装置(3)供直流电，温控装置(4)控制加热元件(10)的通电或断电，以控制锡锅风刀组合部件(18)内锡锅的温度，并控制锡泵电机(9)的运转，运动控制装置(3)控制板夹架子(15)的上、下运动，还控制前、后风刀的吹风，其特征在于运动控制装置中升降电磁阀Y2(8)回路中串接着运动继电器K1(32)的常开接点，吹风中间继电器K2(33)的常闭接点浸锡定时器E1(30)的2、10脚电源回路中串接有运行开关S2(26)，运动继电器K1(32)的线包一端接电源负端，另一端通过E1(30)的1、4脚(常闭接点)，再与其10脚相接，E1(30)的起动脚6通过下行程开关SQ2(12)常开接点与电源负端相接吹风中间继电器K2(33)的线包一端与电源负端相接，另一端通过E1(30)的9、11脚(常开接点)与电源正端相接，吹风定时器E2(31)的2、10脚电源回路中串接有继电器K2(33)的常开接点，两个并联的前、后风刀电磁阀Y3(6)Y4(7)的线包一端与电源负端相接，另一端通过定时器E2(31)的1、4脚与E2(31)的10脚相连接，E2(31)的起动脚(6)经过继电器K2(33)的常开接点与电源负端相接E1(30)和E2(31)的复位脚(7)可以分别通过二个手动复位开关后与电源负端相接。
2.根据权利要求1所述的电气控制装置，其特征在于在温控装置(4)中控制锡泵电机M1(9)运转的交流接触器KM3(36)的线包一端经过交流接触器KM1(35)的常闭接点，与交流电源的一相相接，另一端经过停泵开关S8(24)的常闭接点，开泵开关S7(25)，加温继电器K4(37)的常开接点与交流电源的另一相相连，交流接触器KM3(36)的另一对常开接点与开泵开关S7(25)相并联形成自保通路。
3.根据权利要求1所述的电气控制装置，其特征在于在运动控制装置(3)中增设了防护行程开关SQ3(17)与防护中间继电器K3(38)回路，继电器K3(38)的一对常开接点接入定时器E1(30)的电源回路中，与运行开关S2(26)相串联。另一对常开接点接入定时器E2(31)和升降电磁阀Y2(8)的电源回路中，K3(38)的另有二对常闭接点分别接入E1(30)、E2(31)的复位脚(7)用以代替手动复位开关。
4.根据权利要求1或3所述的电气控制装置，其特征在于在运动控制装置(3)的板夹电磁阀Y1(5)的线包回路中串接着脚踏开关S1(19)的常开接点，上行程开关SQ1(11)的常开接点，防护中间继电器K3(38)常闭接点。
5.根据权利要求1所述的电气控制装置，其特征在于在升降电磁阀Y2(8)的电源回路中，运动继电器K1(32)的常开接点和Y2(8)之间串接进一个交流接触器KM3(36)的常开接点。
6.根据权利要求1所述的电气控制装置，其特征在于在运动控制装置中防护行程开关(17)与防护中间继电器K3(38)的线包相串联，而继电器K3(38)的常开接点分别串接入浸锡定时器E1(30)，吹风定时器E2(31)和运动电磁阀Y2(8)的电源回路中。
7.根据权利要求1所述的电气控制装置，其特征在于在运动控制装置中的板夹电磁阀Y1(5)的电源回路中串接入上行程开关SQ1(11)的常开接点。
8.根据权利要求1所述的电气控制装置，其特征在于在板夹电磁阀Y1(5)的电源回路中串接入防护中间继电器K3(38)的常闭接点。
专利摘要本实用新型是一种单工位热风整平机电气控制装置。它主要采用继电逻辑电路进行控制，通过对二个定时器、三个继电器、三个行程开关、电磁阀及少量开关等普通元器件的有机组合，控制着运动部件的各种运行、动作。该控制装置虽然系统简单、成本低，但控制功能齐全，操作方便，特别是维修容易，一般电气技术人员均能承担维修任务，更适合于乡镇企业使用。
文档编号H05K3/22GK2183068SQ94227079
公开日1994年11月16日 申请日期1994年1月24日 优先权日1994年1月24日
发明者潘振显 申请人:四川材料与工艺研究所