热压电阻焊显微焊接点焊机的制作方法

本实用新型属于电阻焊领域，更具体地说，本实用新型涉及一种可应用平行电极焊头焊接漆包线的热压电阻焊显微焊接点焊机。

背景技术：

现有的电阻焊点焊机都是只有一组放大电路，在实际应用中，往往需要根据电阻焊点焊机的不同应用、不同的输出功率选用不同的放大电路，因此就需要采购不同型号不同功率的多种电阻焊点焊机。

现有的电阻焊点焊机包括恒电压输出的电阻焊点焊机、恒电流输出的电阻焊点焊机，以及恒功率输出的电阻焊点焊机。上述三种脉冲输出的电阻焊点焊机分别以电压、电流、功率和时间作为脉冲输出电参数预设定，根据焦耳定律，脉冲输出电参数还包括脉冲输出能量和脉冲输出电阻。由于普通电阻焊被焊工件往往不相同，实时检测脉冲输出电阻、脉冲输出能量没有实际意义，所以现有技术的电阻焊点焊机一般不涉及对脉冲输出能量、脉冲输出电阻的实时检测。在电子元器件的制造过程中，需要用平行电极焊头焊接大量的漆包线工件，现有技术还没有平行电极焊头焊接质量自动监测的电阻焊点焊机。现有技术中也没有设置二组放大电路及其可切换装置的电阻焊点焊机。

有鉴于此，确有必要提供一种新型热压电阻焊显微焊接点焊机，以满足平行电极焊头焊接大量漆包线工件和各种线径漆包线对焊接电源在功率和输出精度上的不同要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种新型热压电阻焊显微焊接点焊机，以满足平行电极焊头焊接大量漆包线工件和各种线径漆包线对焊接电源在功率和输出精度上的不同要求。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提出了一种热压电阻焊显微焊接点焊机，其包括：

点焊机主机，其设有包含中央处理电路和脉冲输出变压器的焊接电源；

点焊机头，其设有可安装平行电极焊头的焊头夹，点焊机头通过脉冲输出变压器的输出电缆与点焊机主机电性连接；以及

与点焊机主机电性连接的二组放大电路及其切换装置，二组放大电路各自独立，通过切换装置实现一组放大电路工作而另一组放大电路备用及切换。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述二组放大电路中的一组为由三极管组成的放大电路，另一组为由场效应管组成的放大电路。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述二组放大电路及其切换装置包括分别与其中一组放大电路连接的二个电插座、从中央处理电路及脉冲输出变压器引出的一个电插头，电插头只与其中一个电插座连接，实现一组放大电路工作而另一组放大电路备用。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述电插座和电插头包括能导通大于20A电流的三个引脚的航插。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述电插座安装在点焊机主机的机箱后面板上。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述点焊机主机还包括与点焊机主机电性连接的焊接质量自动监测装置。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述焊接质量自动监测装置包含脉冲输出电参数实时检测电路和焊接质量监测电路；脉冲输出电参数实时检测电路通过电流传感器和中央处理电路实现平行电极焊头脉冲输出能量的实时检测；焊接质量监测电路将平行电极焊头脉冲输出能量实时检测值的一定百分比设置为平行电极焊头焊接质量的监测值，当平行电极焊头作业时输出的能量低于监测值即发出报警讯号，实现对平行电极焊头焊接质量的自动监测。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述脉冲输出电参数检测电路对脉冲输出电流、脉冲输出能量、脉冲输出电阻、脉冲输出电压、脉冲输出时间实时监测，以及对平行电极焊头的焊接次数实时检测。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述点焊机主机的面板上设有液晶显示屏、数字拨码开关和启动/切断开关，液晶显示屏显示实时检测的脉冲输出电参数，数字拨码开关将脉冲输出能量实时检测值以一定百分比设置为焊接质量监测值，启动/切断开关用于启动焊接质量自动监测装置和切断报警讯号。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述焊接质量监测电路以脉冲输出能量实时检测值的90％-98％为焊接质量的监测值。

作为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的一种改进，所述平行电极焊头为焊头尖端接触式平行电极焊头、圆柱形焊头尖端连体式平行电极焊头，或偏平形焊头尖端连体式平行电极焊头。

相对于现有技术，本实用新型在应用相同的大电容、相同的脉冲输出变压器，组成焊接电源的其它信号电路、功率电路也相同的条件下，提出了二组放大电路及其可切换装置的结构，二组放大电路各自独立，通过切换装置实现一组放大电路工作而另一组放大电路备用的切换，可以满足平行电极焊头在焊接不同漆包线和不同工件时的不同焊接要求。

此外，本实用新型根据平行电极焊头尖端具有电阻结合部的特殊结构，提出对平行电极焊头脉冲输出能量的实时检测。本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机包括点焊机头、点焊机主机，以及包括脉冲输出电参数实时检测电路和焊接质量监测电路的焊接质量自动监测装置，脉冲输出电参数实时检测电路通过安装在输出电缆的电流传感器和中央处理电路实现了对平行电极焊头脉冲输出能量的实时检测；焊接质量监测电路则将脉冲输出能量实时检测值的一定百分比设置为平行电极焊头焊接质量的监测值，当平行电极焊头作业时的脉冲输出能量低于监测值即发出报警，实现对平行电极焊头焊接质量的自动监测。因此，本实用新型为平行电极焊头焊接大量漆包线工件提供了一种既可自动监测焊接质量又可自动监测平行电极焊头工作状态的热压电阻焊显微焊接点焊机。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机进行详细说明，其中：

图1A为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的电路原理框图，其中示出了焊接质量自动监测装置和二组放大电路及其切换装置。

图1B为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的电路原理框图，其中示出了焊接质量自动监测装置。

图2为适用于本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的各种平行电极焊头的结构示意图和对应的放大图。

图3为平行电极焊头的工作过程和原理示意图。

图4A为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的点焊机主机的结构示意图。

图4B为本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的结构示意图，其中示出了焊接质量自动监测装置在点焊机主机箱前面板上的显示和操作。

具体实施方式

为了使本实用新型的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

下面结合图1A和图4A，详细描述本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机的二组放大电路及其切换装置的结构和工作原理。

图1A示出了二组放大电路及其切换装置源的电路原理框图：市电101经过整流电路102进入电容充放电路103，各自独立的二组放大电路104-1、104-2上安装有各自与放大电路电性连接的二个电插座104-3、104-4，以及从中央处理电路107和脉冲输出变压器105引出的电源插头112，通过电插头112与电插座104-3或104-4连接，实现二组放大电路只有一组工作而另一组备用及切换。上述二组放大电路104-1、104-2的二个电插座104-3、104-4和电插头112构成本实用新型提出的二组放大电路及其切换装置。需要说明的是，图1A除了二组放大电路及其切换装置外，其它部分与图1B完全相同。

下面描述二组放大电路及其切换装置在本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机上的应用。

本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机主要应用尖端接触式平行电极焊头和尖端连体式平行电极焊头，其尖端固有电阻在2mΩ-10mΩ之间，用户焊接的漆包线引出线，焊接焊盘包括镀金焊盘工件、镀锡焊盘工件，焊接方式有手动焊接或自动焊接，使用要求脉冲输出功率的波动很大，可以在100-1000VA。焊接小线径漆包线时要求脉冲输出功率小，线性好，而在焊接大线径漆包线时要求脉冲输出功率大，在自动焊接时要求电路抗干扰能力强。此外，被焊工件焊盘的不同对脉冲输出也有不同要求，而现有技术电阻焊点焊机的放大电路都只有一组，无法满足各种不同的焊接要求。

放大电路既可以由三极管组成、又可以由场效应管组成。本申请的发明人进行过如下试验：以应用相同的大电容和相同的脉冲输出变压器(二个大电容规格为250V、6800UF，脉冲输出变压器规格为EI162×100，变压比为25：1)，组成焊接电源的其它信号电路、功率电路也相同的条件下，分别以三极管和场效应管组成不同的放大电路，发现如下特点：以三极管组成的放大电路的焊接电源最大脉冲输出在500VA左右，具有脉冲输出线性好、精度高，适用于焊接小线径漆包线、镀金焊盘工件和手动焊接；以场效应管组成的放大电路的焊接电源最大脉冲输出约1000VA，具有脉冲输出能量大、放大电路抗干扰能力强的优点，适用于焊接稍粗线径的漆包线、镀锡焊盘工件和自动焊接。

由于实现脉冲输出功率在1000VA对于电阻焊领域是很小的输出功率，本实用新型在应用相同的大电容和相同的脉冲输出变压器的条件下提出二组放大电路及其切换装置的结构，通过对各自独立的二组放大电路的切换，当其中一组放大电路工作时，另一组放大电路作为备用，不但满足各种焊接的不同焊接要求，也提高了热压电阻焊显微焊接点焊机的保险系数.

图4A示出了二组放大电路及其切换装置在点焊机主机箱后面板的结构示意图。

各自独立的二组放大电路中的一组为由三极管组成的放大电路，另一组为由场效应管组成的放大电路，如图4B所示，本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机包括：点焊机主机400、点焊机主机前面板401、点焊机头402，在点焊机头上有焊头夹403，平行电极焊头404安装在焊头夹上。

二组放大电路的切换装置可以有各种各样的方法，比如采用转换开关的方法，但由于放大电路与其它电路的连接需要导通大功率大电流，给采用转换开关增加很大的难度，本实用新型提出采用二个电插座和一个电插头的方法，较好的满足了对大功率大电流的导通。下面结合附图说明如下：

如图4A所示，点焊机主机400在机箱的后面板上安装的二个电插座和电插头可以采用能导通大于20A电流的三个引脚的航插。如图4A所示，航插的二个电插座409、410安装在点焊机主机400机箱的后面板上，相应从中央处理电路和脉冲输出变压器引出的电插头411也可以从点焊机主机400机箱后面板引出。当电插头411连接在其中一个电插座时，就能实现一组放大电路工作，另一组放大电路作为备用，二组放大电路可以相互切换。使用航插作二组放大电路的连接和切换具有结构简单、使用方便、经济实用的优点。

下面接着介绍与点焊机主机400电性连接的焊接质量自动监测装置。

本实用新型要为平行电极焊头焊接大量相同漆包线工件提供焊接质量自动监测，因此首先要对平行电极焊头的结构，对平行电极焊头焊接漆包线的工作过程和原理，对平行电极焊头脉冲输出能量与焊接的脉冲输出能量的关系有明确了解：

一、平行电极焊头的结构：本实用新型把与焊接电源正负极连接的焊接金属称之为电极，把二个电极置于焊接同一侧称之为平行电极，把平行的二个电极固连成一体称之为平行电极焊头，如图2所示，一般平行电极焊头有以下几种类型：一是焊头尖端绝缘式平行电极焊头，尖端绝缘式平行电极焊头201包括平行的二个电极201-1、201-2，二个电极之间的中间绝缘固定层201-3和二个电极的焊头尖端部201-4；二是焊头尖端接触式平行电极焊头202、尖端接触式平行电极焊头202包括平行的二个电极202-1、202-2，二个电极之间的中间绝缘固定层202-3和二个电极的焊头尖端接触的固有电阻结合部202-4；三是圆柱形的尖端连体式平行电极焊头203，圆柱形的尖端连体式平行电极焊头203包括平行的二个电极203-1、203-2，二个电极之间的中间绝缘固定层203-3和二个电极的焊头连体的固有电阻结合部203-4；四是扁平形的焊头尖端连体式平行电极焊头204，扁平形的焊头尖端连体式平行电极焊头204包括平行的二个电极204-1、204-2，二个电极之间的中间分隔槽204-3和二个电极的焊头连体的固有电阻结合部204-4。需要指出的是，由于尖端接触式或尖端连体式平行电极焊头，其焊头尖端具有固有电阻结合部的特征结构，因此只有尖端接触式或尖端连体平行电极焊头才可以焊接漆包线。此外，为了便于叙述，如果没有特殊说明，本实用新型所提及的平行电极焊头都理解为焊头尖端连体式平行电极焊头。

二、平行电极焊头直接焊接漆包线的工作过程和原理：图3为平行电极焊头直接焊接漆包线的工作过程和原理示意图：首先，在热压电阻焊显微焊接点焊机主机上预设定好脉冲输出电参数，以平行电极焊头301对被焊漆包线302在焊盘303上加压以触发焊接电源，脉冲输出电流304首先通过平行电极焊头尖端的固有电阻结合部305，当固有电阻结合部305的电流密度达到一定值时，焊头尖端产生电火花，漆包线上的绝缘层像热压焊一样被电火花熨除，继而脉冲输出能量转而作用裸露的漆包线302和焊盘303，实现在同一脉冲输出完成对漆包线除漆和焊接。

三、平行电极焊头脉冲输出能量与焊接的脉冲输出能量的关系：为了了解平行电极焊头脉冲输出能量与焊接的脉冲输出能量的关系，本实用新型做了如下三个实验：

实验一：在恒电压调控的脉冲输出焊接电源上预设定脉冲输出电压为1.10V、脉冲输出时间为10ms，在点焊机头上设定电极力为10N，以焊头尖端固有电阻结合部的电阻值为3mΩ的尖端连体式平行电极焊头对Φ0.08mm的漆包线在焊盘上进行焊接并取得良好焊接效果。

本实用新型以安捷伦示波器和电流示波器对上述正在焊接并取得良好焊接效果的平行电极焊头进行检测；本实用新型又对没有进行焊接工作的同一平行电极焊头以相同的电参数导通脉冲输出电流进行检测，发现二者的脉冲输出波形和电流波形完全相同，电流示波器初始显示的脉冲输出电流都是360A。

实验二：本实用新型又把上述实验的脉冲输出电压预设定调为0.90V，其它所有条件和电参数均不改变，结果出现焊接不牢，对出现焊接不牢进行焊接的平行电极焊头用安捷伦示波器和电流示波器进行检测，同时还以同样的电参数对没有进行焊接的同一平行电极焊头进行检测，发现二者在示波器的脉冲输出波形也完全相同，二者的初始脉冲输出电流都是300A。

实验三：本实用新型还以焊头尖端绝缘的平行电极焊头对Φ0.08mm的裸铜线在同样的焊盘上焊接，电流示波器检测取得良好焊接效果时的脉冲输出电流为115A，只有焊头尖端连体电阻3mΩ平行电极焊头脉冲输出电流的三分之一左右。

从上述实验可以看出：相同的脉冲输出预设定的正常平行电极焊头，其脉冲输出能量实时检测值都是恒定的；平行电极焊头在同一脉冲输出实现除漆和焊接，是通过平行电极焊头尖端固有电阻结合部在导通电流时产生的脉冲输出能量完成的，对平行电极焊头脉冲输出能量的实时检测反映了焊头尖端固有电阻结合部的电阻是否出现不可逆改变，所以对平行电极焊头脉冲输出能量的实时检测不但是平行电极焊头工作状态的检测，也是焊接质量在脉冲输出能量的检测。

以下结合图1B和图4B，详细描述焊接质量自动监测装置在热压电阻焊显微焊接点焊机上的结构和工作原理，图1B为焊接质量自动监测装置在焊接电源的电路原理框图。

请参照图1B，市电101经过整流电路102进入电容充放电路103，再经过放大电路104进入脉冲输出变压器105，脉冲输出变压器的输出电缆上安装有电流传感器以检测对平行电极焊头109提供的脉冲输出电流，实现对漆包线工件110在焊盘上的除漆和焊接。在安装平行电极焊头109的焊头夹上通过反馈线设置有负反馈电路108，恒电压调控的脉冲输出电源通过脉冲输出电压和时间预设定106进入中央处理电路107，包括负反馈电路108和电容充放电路103、放大电路104均进入中央处理电路107并接受其指令，实现脉冲输出变压器105输出精确的脉冲输出电流，焊接质量自动监测装置111中的脉冲输出电参数实时检测电路通过与中央处理电路107和通过电流传感器实现了包括对脉冲输出电流、脉冲输出时间、脉冲输出电压的实时检测，在获得上述电参数的实时检测后，通过单片机的处理和欧姆定律，即可得到平行电极焊头脉冲输出电阻的实时检测，再根据焦耳定律Q＝I²RT得出脉冲输出能量的实时检测。

焊接质量自动监测装置111中的焊接质量监测电路则将脉冲输出能量的一定百分比设置为平行电极焊头焊接质量监测值，当平行电极焊头作业时脉冲输出能量低于监测值即发出报警讯号，实现对平行电极焊头焊接质量的自动监测。

图4B示出了本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机在点焊机主机的机箱前面板上的显示和操作示意图。

请参照图4B所示，本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机包括点焊机主机、点焊机头和焊接质量自动监测装置。如图所示，点焊机头402上有焊头夹403，平行电极焊头404安装在焊头夹上，在点焊机主机400的机箱前面板401上除安装有脉冲输出预设定的拨盘开关405外，还安装有液晶显示屏406、数字拨码开关407和启动/切断开关408。

液晶显示屏406用于对各种脉冲输出电参数实时检测的显示，包括显示脉冲输出能量、脉冲输出电阻、脉冲输出电流、脉冲输出电压、脉冲输出时间等，还可显示每一支平行电极焊头焊接次数的实时检测。

数字拨码开关407用于将脉冲输出能量实时检测值的一定百分比设置为平行电极焊头焊接质量的监测值，因此数字拨码开关407实际使用时可只要二位数就能实现把脉冲输出能量的实时检测设置为监测值，比如设置为95，就表示监测值为脉冲输出能量检测值的95％。

启动/切断开关408具实际使用意义，操作时以平行电极焊头取得满意焊接效果后把开关408切换到启动位置，焊接质量自动监测装置进入工作状态，如果平行电极焊头作业时脉冲输出能量检测低于设定的监测值，即发出报警讯号，提示需要对影响焊接质量的条件进行处理，报警讯号显示后需要把开关408转换到切断位置才能关闭报警讯号。

相对于现有技术，本实用新型在应用相同的大电容、相同的脉冲输出变压器，组成焊接电源的其它信号电路、功率电路也相同的条件下，提出了二组放大电路及其可切换装置的结构，二组放大电路各自独立，通过切换装置实现一组放大电路工作而另一组放大电路备用的切换，可以满足平行电极焊头在焊接不同漆包线和不同工件时的不同焊接要求。

此外，本实用新型根据平行电极焊头尖端具有电阻结合部的特殊结构，提出对平行电极焊头脉冲输出能量的实时检测。本实用新型热压电阻焊显微焊接点焊机包括点焊机头、点焊机主机，以及包括脉冲输出电参数实时检测电路和焊接质量监测电路的焊接质量自动监测装置，脉冲输出电参数实时检测电路通过安装在输出电缆的电流传感器和中央处理电路实现了对平行电极焊头脉冲输出能量的实时检测；焊接质量监测电路则将脉冲输出能量实时检测值的一定百分比设置为平行电极焊头焊接质量的监测值，当平行电极焊头作业时的脉冲输出能量低于监测值即发出报警，实现对平行电极焊头焊接质量的自动监测。因此，本实用新型为平行电极焊头焊接大量漆包线工件提供了一种既可自动监测焊接质量又可自动监测平行电极焊头工作状态的热压电阻焊显微焊接点焊机。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。