专利名称：焊机放电监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电阻焊接的储能放电监测装置，尤其是涉及一种焊机放电监测装置。
背景技术：
交流、直流点焊机、储能焊机等电阻焊机的焊针，在焊接过程中表面会发生氧化或被绝缘物包覆，工件表面也会被绝缘物或不良导电物包覆，电阻焊机在焊接过程中还偶尔会出现死机，都会导致电阻焊机不放电，造成虚焊、假焊，影响焊接质量。而现有的电阻焊机大多采用开环控制技术，无法实时监测焊接质量。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是弥补现有技术的缺陷，提出一种经济、可靠、能准确判断电阻焊机是否放电并发出声光报警的焊机放电监测装置，以避免虚焊、假焊，保证产品的焊接质量。
本实用新型的技术问题是这样加以解决的这种焊机放电监测装置，包括为各单元提供直流电源的电源单元。
这种焊机放电监测装置的特点是还设有包括焊机放电检测感应元件的输入接口单元、包括控制焊机放电的输出接口单元，以及作为主控制核心的单片机单元，输入接口单元和输出接口单元分别与单片机单元连接，输入接口单元、单片机单元、输出接口单元分别与电源单元连接。
所述输入接口单元设有有光电隔离功能的至少三通道输入光电耦合器，输入光电耦合器的至少相应三个输入端分别连接有焊机放电检测感应元件、解除焊机封锁与报警开关、焊机放电控制开关，所述焊机放电检测感应元件、解除焊机封锁与报警开关、焊机放电控制开关的另一端连接在直流电源的负端。采用有光电隔离功能的输入接口单元，可以提高本监测装置的抗干扰能力，防止发生误动作。
所述焊机放电检测感应元件是设置在电阻焊机焊针旁边的磁性开关，其一根引线连接至输入光电耦合器的一个输入端，另一根引线连接至直流电源的负端。在电阻焊机放电正常的焊接过程中，会有大电流通过焊针，在焊针周围将感应产生磁场，所述磁性开关在磁场的作用下将吸合，由于某种原因电阻焊机不放电时，所述磁性开关周围不会感应产生磁场，磁性开关不会吸合。
所述磁性开关，可以是舌簧磁性开关，例如SMC公司出品的的舌簧磁性开关D-C73。舌簧磁性开关的主要特点是基本无功耗，且其开关动作不依赖于磁场磁力线的方向，即只要有磁力线穿过该磁性开关，无论其方向如何，它都会动作。
所述磁性开关，也可以是固态型电子磁性开关。固态型电子磁性开关的主要特点是功耗极低，且可靠性很高，开关动作也不依赖于磁极性。
所述解除焊机封锁与报警开关是手动复位按钮开关。在监测到焊机不放电时，单片机就切断焊机的控制电源，封锁焊机，同时发出声光报警信号。只有排除故障后，按下解除焊机封锁与报警开关才能解除对焊机的封锁和终止声光报警。
所述焊机放电控制开关是脚踏开关，它可以替代焊机上的放电脚踏开关。在未监测到焊机不放电时，所述焊机放电控制开关或焊机上的放电脚踏开关动作一次，焊机将进行一次焊接工作。
所述输出接口单元设有有光电隔离功能的双通道输出光电耦合器，其一通道的输出端跨接在焊机上的放电脚踏开关的两端，另一通道的输出端连接至焊机封锁与报警电路。采用有光电隔离功能的输出接口单元，可以提高本监测装置的抗干扰能力，防止发生误动作。
所述焊机封锁与报警电路的封锁器件是继电器，在监测到焊机不放电时，继电器将切断焊机的控制电源，封锁焊机。操作着踩下输入接口单元中的焊机放电控制开关或焊机上的放电脚踏开关，焊机不会工作。
所述焊机封锁与报警电路的报警器件是串联的蜂鸣器与发光二极管，在监测到焊机不放电时，蜂鸣器与发光二极管将分别发出声、光报警信号，以提醒操作者。
所述单片机单元是主控制核心组件，单片机可以采用MCS51系列单片机，例如ATMEL公司出品的AT89C2051，也可以采用飞利浦公司出品的P87系列单片机，还可以采用MICROCHIP公司出品的PIC系列单片机。
所述单片机上电复位电路芯片，是单独的单片机复位与看门狗芯片MAX813、MAX802、705、706、707、708和IMP的同类系列产品，或者是集成在EEPROM芯片CAT1161、X25045中。
所述单片机复位与看门狗芯片的RST脚与单片机芯片的RST脚连接，单片机复位与看门狗芯片的WDI脚与单片机芯片的P3.7脚连接。单片机通过定时置位和复位P3.7脚的电平，实现看门狗的输入，由于某种原因单片机死机，不能及时改变P3.7脚的电平状态，单片机复位与看门狗芯片将产生复位信号，使单片机复位，从而避免单片机陷入死循环状态。采用单片机复位与看门狗芯片，不仅可以克服由RC组成的复位电路的可靠性欠高的问题，而且看门狗会产生复位输出，使单片机有效复位，摆脱死机困境，在电源电压低于门限值时，看门狗也会产生复位输出，使单片机不执行任何指令，直至电源电压恢复正常。
所述单片机复位与看门狗芯片还连接有手动复位开关，该手动复位开关跨接在单片机复位与看门狗芯片的WDO脚与GND脚之间。
所述手动复位开关开关是按钮开关，它在单片机工作异常时，产生复位输出，使单片机有效复位，进一步提高本监测装置的工作可靠性。
所述电源单元是以开关电源芯片TOP225为主功率器件提供两组不共地的+5V、+12V的单片开关电源，+5V电源为单片机单元提供电源，+12V电源为输入、输出单元提供电源。与其他电路相比，开关电源芯片TOP225体积小，重量轻，自我保护功能齐全，可以简化开关电源的设计。
本实用新型以单片机作为主控制核心，磁性开关作为放电检测元件，通过在焊接过程中检测磁性开关是否吸合，判断电阻焊机是否放电，具有检测可靠、成本低，且抗干扰能力强的优点，能有效地避免由于电阻焊机不放电导致虚焊、假焊，保证产品的焊接质量。本实用新型的监测装置可以作为一个独立的放电监测仪产品，与包括点焊机在内的各种电阻焊机配套使用，也可以作为电阻焊机的一个附属部件，组成一种带放电监测装置的电阻焊机。
下面对照附图并结合具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的组成方框图；图2是本实用新型的具体实施方式
输入接口单元、单片机基本单元和输出接口单元的电路图；图3是本实用新型的具体实施方式
电源单元的电路图。
具体实施方式
一种点焊机放电监测仪如图1所示，这种点焊机放电监测仪，包括为各单元提供直流电源的电源单元4，还设有包括焊机放电检测感应元件的输入接口单元1、包括控制焊机放电的输出接口单元3，以及作为主控制核心的单片机单元2，输入接口单元1和输出接口单元3分别与单片机单元2连接，输入接口单元1、单片机单元2、输出接口单元3分别与电源单元4连接。
如图2所示，所述输入接口单元1设有有光电隔离功能的至少三通道输入光电耦合器U3，输入光电耦合器U3采用TLP521-4，它的输入端8、4、6分别连接有焊机放电检测感应元件、解除焊机封锁与报警开关PB1、焊机放电控制开关PB2，所述焊机放电检测感应元件、解除焊机封锁与报警开关PB1、焊机放电控制开关PB2的另一端连接在直流电源的负端AGND。采用有光电隔离功能的输入接口单元1，可以提高本监测装置的抗干扰能力，防止发生误动作。
所述焊机放电检测感应元件是设置在点焊机的焊针旁边的磁性开关PS1，采用SMC公司出品的的舌簧磁性开关D-C73。只要有磁力线穿过该磁性开关PS1，无论其方向如何，它都会动作。其一根引线连接至输入光电耦合器U3的输入端8，另一根引线连接至直流电源的负端AGND。在点焊机放电正常的焊接过程中，会有大电流通过焊针，在焊针周围将感应产生磁场，所述磁性开关PS1在磁场的作用下将吸合，所述单片机单元2通过输入接口单元1实时监测该信号，在单片机U4的P3.3/INTI脚产生负跳变信号，单片机U4通过处理判断点焊机放电正常。由于某种原因点焊机不放电时，所述磁性开关PS1周围不会感应产生磁场，磁性开关PS1不会吸合。
所述解除焊机封锁与报警开关PB1是手动复位按钮开关。在监测到点焊机不放电时，单片机就切断焊机的控制电源，封锁焊机，同时发出声光报警信号。只有排除故障后，按下解除焊机封锁与报警开关PB1才能解除对焊机的封锁和终止声光报警。
所述焊机放电控制开关PB2是脚踏开关，焊机放电控制开关PB2一端与输入接口单元1的输入光电耦合器U3的6脚连接，另一脚与+12V直流电源的负端AGND连接，它可以替代焊机上的放电脚踏开关。在未监测到点焊机不放电时，所述焊机放电控制开关PB2或焊机上的放电脚踏开关动作一次，焊机将进行一次焊接工作。
所述输出接口单元3设有有光电隔离功能的双通道输出光电耦合器U1，输出光电耦合器U1采用TLP521-2，其一通道的输出端8、7跨接在焊机上的放电脚踏开关的两端，另一通道的输出端6、5连接至焊机封锁和报警电路，焊机封锁和报警电路的封锁器件与报警器件相并联。采用有光电隔离功能的输出接口单元3，可以提高本监测装置的抗干扰能力，防止发生误动作。
所述封锁器件是继电器KA1，其常闭触点POW1、POW2串联在点焊机的控制电源线路上，在监测到点焊机不放电时，单片机U4的P1.6脚输出低电平，输出光电耦合器U1的输出端6、5输出高电平，开关三极管Q1工作，继电器KA1工作，其常闭触点POW1、POW2断开点焊机的控制电源，封锁点焊机。操作者此时即使踩下输入接口单元1中的焊机放电控制开关PB1，或者是踩下焊机上的放电脚踏开关，焊机也不会工作。
所述报警器件是串联的蜂鸣器BU1与发光二极管LED1，在监测到点焊机不放电时，单片机U4的P1.6脚输出低电平，输出光电耦合器U1的输出端6、5输出高电平，开关三极管Q1工作，蜂鸣器BU1与发光二极管LED1分别发出声、光报警信号，以提醒操作者，所述单片机单元3是主控制核心组件，单片机U4采用ATMEL公司出品的低电压、高性能的CMOS单片机AT89C2051。AT89C2051内置八位中央处理器和FLASH存储器，以及2Kbytes的可反复擦写的EPROM存储器和128bytes的RAM存储器，非常便于程序的修改与调试。
为有效防止单片机AT89C2051发生死机的故障，单片机上电复位电路采用单独的单片机复位与看门狗芯片U2，型号是MAX813。
所述单片机复位与看门狗芯片U2的RST脚与单片机U4芯片的RST脚连接，单片机复位与看门狗芯片U2的WDI脚与单片机U4芯片的P3.7脚连接。单片机U4通过定时置位和复位P3.7脚的电平，实现看门狗的输入，由于某种原因单片机U4死机，不能及时改变P3.7脚的电平状态，单片机复位与看门狗芯片U2将产生一复位信号，使单片机U4复位，从而避免单片机U4陷入死循环状态。采用单片机复位与看门狗芯片U2，不仅可以克服由RC组成的复位电路的可靠性欠高的问题，而且看门狗会产生复位输出，使单片机U4有效复位，摆脱死机困境，在电源电压低于门限值时，看门狗也会产生复位输出，使单片机U4不执行任何指令，直至电源电压恢复正常。
所述单片机复位与看门狗芯片U2还连接有手动复位开关PB3，该手动复位开关PB3跨接在单片机复位与看门狗芯片U2的WDO脚与GND脚之间。
所述手动复位开关开关是PB3按钮开关，它在单片机U4工作异常时，产生复位输出，使单片机U4有效复位，进一步提高本监测装置的工作可靠性。
如图3所示，所述电源单元4是以开关电源芯片U5为主功率器件提供两组不共地的+5V、+12V的单片开关电源，+5V电源为单片机单元提供电源，+12V电源为输入、输出单元提供电源，图2、3中的GND是+5V电源的负端，AGND是+12V电源的负端。开关电源芯片U5采用TOP225，与其他电路相比，开关电源芯片TOP225体积小，重量轻，自我保护功能齐全，可以简化开关电源的设计。
本具体实施方式
在电池生产线上试用表明，它是一种经济、可靠、能准确判断点焊机是否放电并发出声光报警的点焊机放电监测装置，可以有效地避免虚焊、假焊的产品流入下一道工序，确保电池产品的焊接质量。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求1.一种焊机放电监测装置，包括为各单元提供直流电源的电源单元，其特征在于还设有包括焊机放电检测感应元件的输入接口单元、包括控制焊机放电的输出接口单元，以及作为主控制核心的单片机单元，输入接口单元和输出接口单元分别与单片机单元连接，输入接口单元、单片机单元、输出接口单元分别与电源单元连接；所述输入接口单元设有有光电隔离功能的至少三通道输入光电耦合器，输入光电耦合器的至少相应三个输入端分别连接有焊机放电检测感应元件、解除焊机封锁与报警开关、焊机放电控制开关，所述焊机放电检测感应元件、解除焊机封锁与报警开关、焊机放电控制开关的另一端连接在直流电源的负端；所述焊机放电检测感应元件是设置在电阻焊机焊针旁边的磁性开关，其一根引线连接至输入光电耦合器的一个输入端，另一根引线连接至直流电源的负端。
2.按照权利要求1所述的焊机放电监测装置，其特征在于所述磁性开关是舌簧磁性开关，或者是固态型电子磁性开关。
3.按照权利要求1或2所述的焊机放电监测装置，其特征在于所述焊机封锁与报警开关是手动复位按钮开关。
4.按照权利要求3所述的焊机放电监测装置，其特征在于所述焊机放电控制开关是脚踏开关。
5.按照权利要求4所述的焊机放电监测装置，其特征在于所述输出接口单元设有有光电隔离功能的双通道输出光电耦合器，其一通道的输出端跨接在焊机上的放电脚踏开关的两端，另一通道的输出端连接至焊机封锁与报警电路。
6.按照权利要求5所述的焊机放电监测装置，其特征在于所述焊机封锁与报警电路的封锁器件是继电器。
7.按照权利要求6所述的焊机放电监测装置，其特征在于所述焊机封锁与报警电路的报警器件是串联的蜂鸣器与发光二极管。
8.按照权利要求7所述的焊机放电监测装置，其特征在于所述单片机单元是主控制核心组件，单片机是MCS51系列单片机、P87系列单片机，或者是PIC系列单片机。
9.按照权利要求8所述的焊机放电监测装置，其特征在于所述单片机上电复位电路芯片是单独的单片机复位与看门狗芯片MAX813、MAX802、705、706、707、708和IMP的同类系列产品，或者是集成在EEPROM芯片CAT1161、X25045中。
10.按照权利要求4至9中任意一项所述的焊机放电监测装置，其特征在于所述电源单元是以开关电源芯片TOP225为主功率器件提供两组不共地的+5V、+12V的单片开关电源，+5V电源为单片机单元提供电源，+12V电源为输入、输出单元提供电源。
专利摘要本实用新型公告了一种焊机放电监测装置，设有包括焊机放电检测感应元件的输入接口单元、包括控制焊机放电的输出接口单元，以及作为主控制核心的单片机单元，特征是输入接口单元设有输入端分别连接有焊机放电检测感应元件、解除焊机封锁与报警开关、焊机放电控制开关的光电耦合器，焊机放电检测感应元件是设置在电阻焊机焊针旁边的磁性开关，其一根引线连接至输入光电耦合器的一个输入端，另一根引线连接至直流电源的负端。以单片机作为主控制核心，磁性开关作为放电检测元件，通过检测磁性开关是否吸合，判断电阻焊机是否放电，具有检测可靠、成本低，且抗干扰能力强的优点，能有效地避免由于电阻焊机不放电导致虚焊、假焊，保证产品的焊接质量。
文档编号B23K11/26GK2759675SQ20042010515
公开日2006年2月22日 申请日期2004年11月15日 优先权日2004年11月15日
发明者贺静, 丁博, 陈国藩 申请人:比亚迪股份有限公司