专利名称：带压力显示的点电焊机机头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调节焊接压力并且带数字显示的点电焊机机头。
点电焊焊接是大量的电流在瞬间通过被焊接的两个金属体，电能转化为热能，使该两个金属体产生熔合的焊接过程。点电焊机通过调节焊接压力(P)、输出脉冲电压幅度(V)和宽度(T)三组参数，根据能量E=V2T/P达到最佳焊接能量，从而在显微镜下实现精细焊接。输出脉冲电压幅度和宽度由起电源调控作用的主机控制，焊接压力由焊机机头调控。由于点电焊机的焊接对象为Φ0.02mm-Φ0.80mm的漆包线、细金属线或相应的金属带、金属片。要实现这样的精细焊接，焊接压力至关重要。如果焊接压力调节不当就会出现焊接不牢靠、焊点容易脱落或者把焊接材料压断等现象。现有的焊机机头由压力调节装置和机械传动部分组成，并通过机械传动部分与焊头夹连接。目前的压力调节装置为纯机械结构，焊头压力通过计算调节螺杆的螺纹圈数，根据换算表或根据弹簧被压缩的距离，得出压力参数。这种压力调节装置最大的缺陷在于换算出来的压力参数误差大、显示不直观，对于焊接细小工件，不能确保焊接质量。
本发明的目的是提供一种点电焊机机头，它可以方便调节焊接压力，并能直观显示压力参数，结构紧凑，安装方便，不影响焊接工作空间。
为实现上述目的，本发明带压力显示的点电焊机机头由压力调节装置和机械传动机构组成，其特征是压力调节装置由压力调节器、滑线取样电阻、电子线路及数字显示器四部分组成。压力调节器由调节螺杆、附在调节螺杆上的调节螺母、套在调节螺杆上的上弹簧及限位卡组成；取样滑线电阻的活动端固定在调节螺母上；限位卡的末端与下弹簧及焊头相连；电子线路的输入端与取样滑线电阻的固定端和活动端相连接，输出端与数字显示器相连接。为了显示直观、机头结构紧凑，不占用焊接空间，有利于焊接工作的顺利完成，可将数字显示器安装在机头板架前端的凹框上。电子线路是电阻与压力的转换装置，它将弹力F与弹簧长度X的对应关系F=KX(K为弹性系数)转换成弹力与电阻值R的对应关系F=f(R)。只要知道滑线取样电阻的阻值，就可简单计算出焊头的压力大小，并通过数码管或液晶显示器显示出来。
本发明的压力调节装置亦可用压力传感器来代替。传感器的触头安装在位于限位卡上的形变腔上，在上弹簧和下弹簧的共同作用下，形变腔发生机械形变，传感器根据形变再通过信号处理，将压力参数显示在数码管或液晶显示器上。
当旋转调节螺杆时，调节螺杆上的调节螺母由于触头的限制，只能作上下移动，而触头的上下位移将导致滑线取样电阻的阻值发生变化，而调节螺母的上下移动，将会使套在螺杆上的弹簧弹力发生变化，这个弹力就是焊头施加在焊件上的压力F，并通过电子线路和数字显示器直接读出。操作者只要每次将弹簧力调定在某个值，并由数字显示出来，就能使焊接压力符合实际需要，准确方便，重复性好，确保每次焊接的质量。由于把压力调节装置的数字显示部分和电路部分安装在机头前端的凹框中，这不仅使焊机这不仅使焊机的外型美观、结构紧凑，更不会减少焊机的工作空间，影响焊接工作。点电焊机的机头是通过与焊头夹连接，操纵焊头进行焊接工作的机械装置。压力调节装置的数字显示部分安装在机头前端的凹框中。这样安装，显示直观、机头结构紧凑，不占用焊接空间，有利于焊接工作的顺利完成。
以下通过附图对本发明作进一步详细说明。
图1为带压力显示的点电焊机机头的结构示意图。
图2为焊头压力调节装置的结构图。
图3为电子线路原理图。
图4为压力传感器工作原理图。
图5为采用压力传感器作压力显示的电路框图。
图1中，1为机头外壳，2为压力调节器，3为点电焊机支架，4为焊头夹，5为焊头，6为，7为电子线路，8为数字显示器。电子线路和数字显示器都安装在机头前端的凹框中。
图2中，11为调节螺杆，12为套在调节螺杆11上的调节螺母，13为套在调节螺杆11上的上弹簧，上弹簧13一端顶住调节螺母12，另一端连接限制卡14；滑线取样电阻16的触头15固定在调节螺母12上，电子线路7的输入端连接滑线取样电阻16的触头及一固定端，输出端连接数字显示器8。
图3中，电子线路的核心部件是大规模集成电路7107，该芯片是专为数字万用表设计的 位通用芯片。它集A/D变换，数码管推动及数字处理等功能于一身。它的电路连接是集成电路7107的第1脚接+5V电源，第2至第15、25脚连接数码管GDL(数字显示器)的负端，数码管GDL正端经R6接+5V电源；集成电路7107的第21、30、32脚接地，第26脚接-5V电源，第27、29脚经电容C1、C2相连接，第28脚经R2连接C1、C2的中间连接点，第31脚一路经C3接地，另一路经R3连接滑线取样电阻r2的中间触头；r2的一端接地，另一端经r1、R1接+5V电源；集成电路7107的第33、34脚由C4相连接，第35、36脚由R7相连接，第36脚经R5接+5V电源，第38、39脚分别由C5、R4与第40脚相连接。它的电原理图说明如下(1)当电路的输入端IN+，IN-(即图中7107的管脚31和30)加上200mv的信号时，由发光二极管组成的数码管有最大的读数1999(称为 位)，这个读数可以表示电压、电流、电阻、电感、电容、温度、压力等物理量。因此只要把被测物理量转化为电压，这个物理量就能被测量。
(2) 本发明是为测量压力而设计的，它巧妙的利用上述活动电位器电阻的变化，使加在电位器上的电压发生变化。这个电压的变化正如(1)中所述能被发光二极管组成的数码管显示出来。
(3)图中的R1,r1,r2组成取样信号的综合电阻，其中R1是限流电阻，r1是调节可变电阻(起微调和校准作用)，r2是前述的滑线取样电阻，当弹簧压力F加大，滑动电阻向下移动，使加在电路的输入端(管脚31和30间)的电压增大，因此数码管读出的压力就增加。
(4)由电阻的变化引起电路输入端电压的变化，由于这个变化基本上是线性的，因此它能较准确的表示压力的变化。
图4中，13为上弹簧，17为下弹簧，限位卡14的末端与下弹簧17及焊头相连，19为位于限制卡14上的形变腔，20为接线板，7为电子线路，8为显示器，压力传感器位于形变腔19内。由弹簧13及弹簧17的合力F通过机头的传动机构作用于被焊接的工件。这时传动机构发生微小的形变。本发明是巧妙的利用这个传动机构做成形变腔19及在传动机构下侧及其侧面封贴的压力传感器。这样工件被焊接时的受力大小就可以通过压力传感器的电信号，经过图5所示的电原理框图的处理而准确的显示出来。采用压力传感器测量被焊接工件的受力大小，可以准确的显示工件被焊接时受压力的全过程，测量准确度高，相对误差可以达到0.1％。
图5中，压力传感器31经程控微信号放大器32、中速A/D变换33连接微处理器(CPU)30，信号切换传动机构34分别与压力传感器31、程控微信号放大器32、中速A/D变换33连接，压力传感器31另经温度补偿电路35接微处理器30，微处理器30另外分别连接程序及数据存储器36、电擦除存储器37、数字显示38、温度补偿电路35。本部分关键部件是微处理器，压力传感器受力发生的微弱信号经过程控放大器放大，再进行模数变换，变成数据经微处理器进行处理后由数码管显示出来。由于本焊机要适用于全球各个不同温度的地区，对其温差的影响尽量减低，故采用了温度补偿电路。
权利要求
1．一种带压力显示的点电焊机机头，由压力调节装置和机械传动机构组成，其特征是压力调节装置由压力调节器、滑线取样电阻、电子线路及数字显示器四部分组成。
2．一种如权利要求1所述的带压力显示的点电焊机机头，其特征是压力调节器由调节螺杆、附在调节螺杆上的调节螺母、套在调节螺杆上的弹簧及限位卡组成；取样滑线电阻的活动端固定在调节螺母上；限位卡的末端与另一弹簧及焊头相连；电子线路的输入端与取样滑线电阻的固定端和活动端相连接，输出端与数字显示器相连接。
3．一种如权利要求1所述的带压力显示的点电焊机机头，其特征是数字显示器安装在机头板架前端的凹框上。
4．一种如权利要求1所述的带压力显示的点电焊机机头，其特征是压力调节装置用压力传感器来代替。
5．一种如权利要求1或2所述的带压力显示的点电焊机机头，其特征是电子线路的连接是集成电路7107的第1脚接+5V电源，第2至第15、25脚连接数码管GDL(数字显示器)的负端，数码管GDL正端经R6接+5V电源；集成电路7107的第21、30、32脚接地，第26脚接-5V电源，第27、29脚经电容C1、C2相连接，第28脚经R2连接C1、C2的中间连接点，第31脚一路经C3接地，另一路经R3连接滑线取样电阻r2的中间触头；r2的一端接地，另一端经r1、R1接+5V电源；集成电路7107的第33、34脚由C4相连接，第35、36脚由R7相连接，第36脚经R5接+5V电源，第38、39脚分别由C5、R4与第40脚相连接。
全文摘要
本发明涉及一种可调节焊接压力并且带数字显示的点电焊机机头。由压力调节装置和机械传动机构组成,其特征是压力调节装置由压力调节器、滑线取样电阻、电子线路及数字显示器四部分组成。焊接压力调节准确方便,重复性好。压力调节装置的数字显示部分安装在机头前端的凹框中,焊接压力显示直观、机头结构紧凑,不占用焊接空间,有利于焊接工作的顺利完成。
文档编号B23K20/18GK1323675SQ0111485
公开日2001年11月28日 申请日期2001年6月25日 优先权日2001年6月25日
发明者杨仕桐 申请人:杨仕桐