CN101670480A - 点焊压力控制装置、点焊机及精确控制点焊压力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种点焊压力控制装置、点焊机及精确控制点焊压力的方法。现有点焊机无法精确控制点焊压力，也不能保证不损伤待焊工件。为此，本发明点焊压力控制装置包括机架和升降架，其中升降架上设有焊头固定杆，并配有复位机构和下拉机构，升降架与下拉机构之间设有电磁铁，通过电磁吸合实现连接。使用时，将控制电磁铁的电流，当下拉机构拉力过大时，电磁吸合被拉开，焊头与待焊工件脱离。本发明还公开了含有相应的点焊机及精确控制点焊压力的方法。本发明具有设计巧妙、结构简单、实用方便的优点，其点焊压力控制装置，可广泛应用于各种点焊机，其点焊机可以精确控制点焊压力，尤其适用于焊接精密电子元件和电路。

Description

点焊压力控制装置、点焊机及精确控制点焊压力的方法

技术领域

本发明涉及一种点焊设备，特别涉及一种点焊压力控制装置、点焊机及精确控制点焊压力的方法。

背景技术

在利用点焊机点焊电子电路时，为了保证焊接质量，需要控制好焊头与工件之间的压力，压力过大，容易损伤工件；压力过小，焊接不牢，且大部分焊接脉冲电流只在焊头电极间流动，损耗焊头寿命。

传统点焊机的焊头升降机构包括下拉机构和复位弹簧，其中下拉机构为踏板拉索机构，包括拉杆、拉索和踏板杠杆。其中拉索由螺旋软管和钢丝线组成(常用作自行车、摩托车的刹车线)，钢丝线一端固定在拉杆上，另一端固定在踏板拉杆上。

2004年6月2日公告的、公告号为CN 2618717Y的中国实用新型专利公开了一种“电子点焊机焊头压力监控装置”。该装置的电路部分由电子传感器、运算放大电路、比较电路、函数转换电路、微处理器及显视装置、焊头升降控制电路、焊接控制电路组成。其机械部分由：电子传感器、电子传感器与升降装置连接件、电子传感器与焊头主轴连接件、主轴、焊钳及焊头组成。焊接时，升降装置带动主轴及焊头下降，焊头接触到工件后停止而升降装置继续下移引起电子传感器受力变形，产生电压差。此电压差经运算放大器放大后送入比较电路与函数转换电路输出的给定电压比较，两比较值相符合时输出信号至微处理器，微处理器 则依据内部程序发出停止升降装置移动及进行焊接的指令，以控制焊头放电焊接。

该装置引入了电子传感器，具有一定的先进性，但具有述缺点：

1、其升降装置为自动控制，结构复杂、成本较高，且升降速度慢，影响焊接速度；

2、电子传感器与升降机构和主轴之间均不直接连接，而是通过连接件5、7连接，工作时，连接件5、7会受力形变，受力变形不能集中在电子传感器上，监控精度有限；

3、未考虑的影响焊头、夹具和焊接电缆对电子传感器的影响，无法精确控制点焊压力。

现在电子产品体积越来越小，越来越精密，点焊机的焊接对象越来越纤细，点焊时压力控制不好，不仅焊接质量无法保证，而且时常会损坏待焊工件，现有各种点焊机。随着

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种点焊压力控制装置。

为解决上述技术问题，本发明点焊压力控制装置包括机架和升降架，其中升降架上设有焊头固定杆，并配有复位机构和下拉机构，其特征在于：升降架与下拉机构之间设有电磁铁，通过电磁吸合实现连接。如此设计，使用时，将电磁铁的电流控制在一定范围或一定值上，当下拉机构拉力过大时，电磁吸合被拉开，升降架在复位机构的作用下反弹，焊头与待焊工件脱离，可以有效防止因点焊压力过大，对待焊工件的损伤。

作为优化，所述电磁铁有两块，分别固定在升降架和下拉机构上，且二者通电时极性相反，相互吸合。如此设计，吸力大。

作为优化，所述电磁铁与铁块相互吸合，二者分别固定在升降架和下拉机构上。如此设计，结构简单。

作为优化，所述电磁铁带有铁芯，所述铁块呈套筒形，并可套在电磁铁上。如此设计，结构简单、吸力大。

作为优化，所述复位机构为复位弹簧；所述下拉机构为踏板拉索机构，包括拉杆、拉索和踏板杠杆。如此设计，结构简单、实用方便。

作为优化，其还包括压力传感器，该压力传感器与所述电磁铁均可与点焊机主机相通。如此设计，便于实现点焊压力自动监控。

作为优化，所述升降架呈横梁状，其中间设有导向柱，所述复位弹簧就套在导向柱上，导向柱与焊头固定杆之间的升降架上开有两个相通的形变放大孔；所述压力传感器为金属电阻应变传感器，安装在升降架上，并靠近形变放大孔。如此设计，有下述优点：

1)、所述升降架两端直接连接焊头固定杆和下拉机构，受力形变主要集中在形变放大孔处，可精确监测点焊压力变化：

2)、升降架两端分别连接下拉机构和焊头固定杆，导向柱上的复位弹簧形成支点，构成杠杆，可以有效测量焊头、夹具及焊接电缆对压力传感器的影响。

本发明含有点焊压力控制装置的点焊机，包括主机、点焊头及夹具，其中主机内设带微处理器的焊接控制电路，其特征在于：其还包括前述的点焊压力控制装置，其电磁铁的电源供应由焊接控制电路控制；其压力传感器的信号也输入焊接控制电路，当压力传感器的感应信号达到某一参照值时，焊接控制电路触发输出焊接脉冲；当压力传感器的感应信号达到或超过某一警戒值时，焊接控制电路切断电磁铁的电源供应，且警戒值＞参照值。

(当然还可以设定焊接完成后，自动切断电磁铁的电源供应)

如此设计，一方面有利于把握焊接时机，保证焊接质量，节约电能；另一方面可以防止点焊压力过大，损伤工件。

本发明点焊机精确控制点焊压力的方法，包括下述步骤：

①、开机时或每次焊接前，将压力传感器感应到的信号通过模数转换电路转换为数字信号，并标记为负值，作为修正参数记录在微控制器中。

注：焊头及其夹具、焊接电缆、复位弹簧等都对压力传感器有影响，这种影响可称为“皮重”，现有点焊机通常对这种“皮重”忽略不计。使用过程中复位弹簧会出现弹性疲劳，弹性不断变小；焊接电缆比较粗重，其悬空部分及弯曲应力会随着主机与焊头的相对位置变化而变化，使得“皮重”时常发生变化。用户反映原本调试好的点焊机，焊接任务不变的情况，焊接质量却出现了变化，多半是因为他们改变形焊接电缆的姿态，其悬空部分的长度和弯曲应力发生了较大改变。

②、由用户输入设定的焊接压力，由微控制器自动转换成数字信号，作为用户设定参数与修正参数相加，所得参数作为决定焊接控制电路是否输出焊接脉冲的参照值。

如此设计，可以精确控制点焊压力。例如：开机后，压力传感器感应到“皮重”相当于300克，记录的修正参数为“-300”；若用户输入焊接压力为500克力，设定参数为“500”，二者相加，得“200”即为决定焊接控制电路是否输出焊接脉冲的参照值。

若用户输入焊接压力为300克力，则设定参数为“300”，参照值为“(-300)+300＝0”。此时，焊接压力相当于“皮重”。

作为优化，在第②步中还要为压力传感器设定警戒值。如此设计，可以防止出现点焊压力过大，损伤待焊工件的事故。

本发明具有设计巧妙、结构简单、实用方便的优点，其点焊压力控制装置，可广泛应用于各种点焊机，其点焊机可以精确控制点焊压力，尤其适用于焊接精密电子元件和电路。

附图说明

下面结合附图对本发明点焊压力控制装置作进一步说明：

图1是本点焊压力控制装置的结构示意图(不含机架)；

图2是本点焊压力控制装置初始状态的示意图(拆去一侧板)；

图3是本点焊压力控制装置焊接状态的示意图(拆去一侧板)；

图4是本点焊压力控制装置拉力过大状态的示意图(拆去一侧板)。

图中：1为机架、2为压力传感器、3为升降架、4为焊头固定杆、5为电磁铁、6为铁块、7为复位弹簧、8为拉杆、9为导向柱、10为形变放大孔、11为插头、12为输入按钮、13为液晶显屏。

具体实施方式

实施方式一：如图1-4所示，本点焊压力控制装置包括机架1、压力传感器2和升降架3，其中升降架3上设有焊头固定杆4，并配有复位机构和下拉机构，其特征在于：升降架3与下拉机构之间设有电磁铁5和铁块6，二者分别固定在升降架3和下拉机构上。所述电磁铁5带有铁芯，所述铁块6呈套筒形，并可套在电磁铁5上，通过电磁吸合实现连接。

(当然，电磁铁5和铁块6也可以由两块通电时极性应相反电磁铁代替。)

所述复位机构为复位弹簧7；所述下拉机构为踏板拉索机构，包括拉杆8、拉索和踏板杠杆(图中未画出)。

所述升降架3呈横梁状，其中间设有导向柱9，所述复位弹簧6就套在导向柱9上，导向柱9与焊头固定杆4之间的升降架3上开有两个相通的形变放大孔10；所述压力传感器2为金属电阻应变传感器，安装在升降架3上，并靠近形变放大孔10。

所述压力传感器2与所述电磁铁5均与一插头11相连，并可与点焊机主机相通。

实施方式二：本发明含有点焊压力控制装置的点焊机包括主机、点焊头及夹具，其中主机内设带微处理器的焊接控制电路，其特征在于：其还包括实施方式一所述的点焊压力控制装置，其电磁铁5的电源供应由焊接控制电路控制；其压力传感器2的信号也输入焊接控制电路，当压力传感器2的感应信号达到某一参照值时，焊接控制电路触发输出焊接脉冲；当压力传感器2的感应信号达到或超过某一警戒值时，焊接控制电路切断电磁铁5的电源供应，且警戒值＞参照值。

实施方式三：实施方式二所述点焊机精确控制点焊压力的方法，包括下述步骤：

①、开机时或每次焊接前，将压力传感器2感应到的信号通过模数转换电路转换为数字信号，并标记为负值，作为修正参数记录在微控制器中；

②、由用户输入设定的焊接压力，由微控制器自动转换成数字信号，作为用户设定参数与修正参数相加，所得参数作为决定焊接控制电路是否输出焊接脉冲的参照值。(当然为了确保不因压力过大，而损伤待焊工件，还可为压力传感器设定警戒值。)

Claims (10)

1、一种点焊压力控制装置，包括机架和升降架，其中升降架上设有焊头固定杆，并配有复位机构和下拉机构，其特征在于：升降架与下拉机构之间设有电磁铁，通过电磁吸合实现连接。

2、根据权利要求1所述的点焊压力控制装置，其特征在于：所述电磁铁有两块，分别固定在升降架和下拉机构上，且二者通电时极性相反，相互吸合。

3、根据权利要求1所述的点焊压力控制装置，其特征在于：所述电磁铁与铁块相互吸合，二者分别固定在升降架和下拉机构上。

4、根据权利要求3所述的点焊压力控制装置，其特征在于：所述电磁铁带有铁芯，所述铁块呈套筒形，并可套在电磁铁上。

5、根据权利要求4所述的点焊压力控制装置，其特征在于：所述复位机构为复位弹簧；所述下拉机构为踏板拉索机构，包括拉杆、拉索和踏板杠杆。

6、根据权利要求1至5任一所述点焊压力控制装置，其特征在于：其还包括压力传感器，该压力传感器与所述电磁铁均可与点焊机主机相通。

7、根据权利要求6所述点焊压力控制装置，其特征在于：所述升降架呈横梁状，其中间设有导向柱，所述复位弹簧就套在导向柱上，导向柱与焊头固定杆之间的升降架上开有两个相通的形变放大孔；所述压力传感器为金属电阻应变传感器，安装在升降架上，并靠近形变放大孔。

8、一种含有点焊压力控制装置的点焊机，包括主机、点焊头及夹具，其中主机内设带微处理器的焊接控制电路，其特征在于：其还包括根据权利要求7所述的点焊压力控制装置，其电磁铁的电源供应由焊接控制电路控制；其压力传感器的信号也输入焊接控制电路，当压力传感器的感应信号达到某一参照值时，焊接控制电路触发输出焊接脉冲；当压力传感器的感应信号达到或超过某一警戒值时，焊接控制电路切断电磁铁的电源供应，且警戒值＞参照值。

9、一种权利要求8所述点焊机精确控制点焊压力的方法，包括下述步骤：

①、开机时或每次焊接前，将压力传感器感应到的信号通过模数转换电路转换为数字信号，并标记为负值，作为修正参数记录在微控制器中；

②、由用户输入设定的焊接压力，由微控制器自动转换成数字信号，作为用户设定参数与修正参数相加，所得参数作为决定焊接控制电路是否输出焊接脉冲的参照值。

10、根据权利要求9所述的点焊机精确控制点焊压力的方法，其特征在于：在第②步中还要为压力传感器设定警戒值。

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