CN103744455B - 焊接机智能温控系统及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于焊接设备技术领域，尤其是涉及一种焊接机智能温控系统及其焊接方法。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。本系统包括温度采集器，在主机上设有中央控制器，在主机上还设有分别与中央控制器、温度采集器和焊台焊接头相连的温差调节器，本系统还包括分别与中央控制器和焊台焊接头相连且当中央控制器控制焊台焊接头执行焊接操作时能利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制使所述的焊台焊接头的焊接温度达到焊台焊接头下一次焊接温度预设值的提前加热控制器；一种焊接方法：包括，A、调节温差；B、预先加热；C、顺序焊接。与现有的技术相比，本发明的优点在于：实用性强且能提高生产效率。

Description

焊接机智能温控系统及其焊接方法

技术领域

本发明属于焊接设备技术领域，尤其是涉及一种焊接机智能温控系统及其焊接方法。

背景技术

随着我国机械制造工业的迅速发展，自动焊接技术及自动焊接装备自动焊接小车，焊接机器人等也得到了广泛的应用。特别是焊接机器人，因为成本相对较低，得到了广泛的应用。目前，在锡焊焊接机器人中，现有的锡焊焊接机器人其在作业时是通过智能控制系统进行作业，在焊接时，外界的很多焊接因素会直接影响焊接温度，外界的焊接因素包括锡盘直径大小、送锡量、预热时间和送锡速度等等在内的焊接因素，在实际的焊接作业时必须综合考虑以上的焊接因素，这样才能保证焊接的质量，为了能提高焊接质量和提高焊接效率，为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。

例如，中国专利文献公开了一种自动恒温锡焊机[申请号：02218524.0]，由自动恒温控制电路和电烙铁两部分组成,自动恒温控制电路包括电子自动恒温控制器AT,变压器T、继电器KM、过载保护器;电烙铁包括壳体、电烙铁头、手柄、耐热瓷盒、石棉板、线圈式电热丝和热电偶。上述的方案在一定程度上改进了现有技术，但是该方案其焊接质量较差，特别是无法实时调控电烙铁头的每步焊接温度，另外，该方案其生产效率低且能耗较高，尤其体现在：两次焊接操作之间无法实现对下一步焊接进行预热，也就是说，当进行下一步的焊接时，该电烙铁头行走至在下一步焊接位置后才进行加热，从而白白浪费了两次焊接操作之间的间歇时间；其次，现有的锡焊焊接机器人的焊接方法工艺复杂且耗时较长，导致生产效率降低，无法满足生产要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计更合理且能提高生产效率的焊接机智能温控系统。

本发明的另外一个目的是针对上述问题，提供一种工艺简单且能提高生产效率的焊接方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本焊接机智能温控系统，焊接机包括主机和执行焊接操作的焊台，本系统包括用于检测焊台的焊接头每步实际焊接温度的温度采集器，在主机上设有内部存储有焊台焊接头每步焊接温度预设值且能控制焊台焊接头执行焊接操作的中央控制器，在主机上还设有分别与中央控制器、温度采集器和焊台焊接头相连且能将焊台焊接头每步实际焊接温度与焊台焊接头每步焊接温度预设值进行对应比较从而实时调节焊台焊接头每步实际焊接温度的温差调节器，本系统还包括分别与中央控制器和焊台焊接头相连且当中央控制器控制焊台焊接头执行焊接操作时能利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制使所述的焊台焊接头的焊接温度达到焊台焊接头下一次焊接温度预设值的提前加热控制器。

当要进行焊接时，先通过温差调节器将温度采集器采集的焊台焊接头的每步实际焊接温度与存储在中央控制器内的焊台焊接头每步焊接温度预设值进行对应比较从而实时调节焊台焊接头的每步实际焊接温度；然后当中央控制器控制焊台焊接头执行焊接操作时，提前加热控制器利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制使所述的焊台焊接头的焊接温度达到焊台焊接头下一次焊接温度预设值，最后中央控制器控制焊台焊接头执行焊接操作。提前加热控制器控制并提前改变焊台焊接头的每步实际焊接温度，可将两次焊接操作之间的间歇时间充分利用，从而提高生产效率和降低生产成本，不仅节能而且实用性强，符合当前社会节能的发展要求。

在上述的焊接机智能温控系统中，所述的中央控制器包括控制电路板和与控制电路板相连的数据存储模块，在控制电路板上连接有与数据存储模块相连的触控屏。

在上述的焊接机智能温控系统中，所述的温差调节器为PID控制器。可调节偏差，保证焊接质量的稳定性和温度的恒温。

在上述的焊接机智能温控系统中，所述的焊台上还连接有分别与中央控制器和温度采集器相连且当焊台的焊接头在执行焊接操作时能实时补偿焊台的焊接头的焊接温度的补偿装置。该结构进一步保证焊接质量的稳定性和温度的恒温。

在上述的焊接机智能温控系统中，所述的控制电路板上连接有当焊台的焊接头焊接温度发生异常情况时能够发出报警信号的信号发生器和切断电源的应急断电模块。该结构可防止发生安全事故，保证生产的安全性。

在上述的焊接机智能温控系统中，所述的控制电路板上还连接有能够输入包括焊盘直径因素、送锡量因素、加热时间因素、焊接面积因素和送锡速度因素在内的各种参数的参数输入模块，所述的参数输入模块和触控屏相连。该结构进一步保证焊接质量。

在上述的焊接机智能温控系统中，所述的信号发生器为声音报警器和光报警器中的任意一种或两种的组合。

在上述的焊接机智能温控系统中，所述的温度采集器包括非接触式温度传感器和接触式温度传感器中的任意一种。

一种焊接方法，本方法包括如下步骤：

A、调节温差：温差调节器将温度采集器采集的焊台焊接头的每步实际焊接温度与存储在中央控制器内的焊台焊接头每步焊接温度预设值进行对应比较从而实时调节焊台焊接头的每步实际焊接温度；

B、预先加热：当中央控制器控制焊台焊接头执行焊接操作时，提前加热控制器利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制使所述的焊台焊接头的焊接温度达到焊台焊接头下一次焊接温度预设值；

C、顺序焊接：中央控制器控制焊台焊接头执行焊接操作。

在上述的焊接方法中，在上述的A步骤中，温差调节器采用积分分离PID控制算法对焊台焊接头的焊接温度进行实时调温并使焊台焊接头的实际焊接温度值等于中央控制器内部预设的焊台焊接头每步焊接温度预设值。该方法中的温差调节器为PID控制器，其次，在焊台上还连接有分别与中央控制器和温度采集器相连且当焊台的焊接头在执行焊接操作时能实时补偿焊台的焊接头的焊接温度的补偿装置。补偿装置可进一步保证用本方法加工后的产品质量稳定性。

与现有的技术相比，本焊接机智能温控系统及其焊接方法的优点在于：1、设计更合理，能提高生产效率和降低生产成本，不仅节能且实用性更强；2、焊接质量稳定；3、工艺简单且大幅缩短了加工时间，无形中降低了生产成本和提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明提供的框架结构示意图。

图2是本发明提供的中央控制器结构示意图。

图中，主机1、焊台2、补偿装置21、温度采集器3、中央控制器4、参数输入模块4a、控制电路板41、数据存储模块42、触控屏43、温差调节器5、提前加热控制器6、信号发生器7、应急断电模块8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1-2所示，本焊接机智能温控系统，焊接机包括主机1和执行焊接操作的焊台2，本系统包括用于检测焊台2的焊接头每步实际焊接温度的温度采集器3，该温度采集器3包括非接触式温度传感器和接触式温度传感器中的任意一种，在主机1上设有内部存储有焊台2焊接头每步焊接温度预设值且能控制焊台2焊接头执行焊接操作的中央控制器4，在主机1上还设有分别与中央控制器4、温度采集器3和焊台2焊接头相连且能将焊台2焊接头每步实际焊接温度与焊台2焊接头每步焊接温度预设值进行对应比较从而实时调节焊台2焊接头每步实际焊接温度的温差调节器5，进一步的，该温差调节器5为PID控制器，本系统还包括分别与中央控制器4和焊台2焊接头相连且当中央控制器4控制焊台2焊接头执行焊接操作时能利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制使所述的焊台2焊接头的焊接温度达到焊台2焊接头下一次焊接温度预设值的提前加热控制器6。

具体地说，本实施例的中央控制器4包括控制电路板41和与控制电路板41相连的数据存储模块42，在控制电路板41上连接有与数据存储模块42相连的触控屏43，另外，在控制电路板41上连接有当焊台2的焊接头焊接温度发生异常情况时能够发出报警信号的信号发生器7和切断电源的应急断电模块8，该信号发生器7为声音报警器和光报警器中的任意一种或两种的组合，其次，在控制电路板41上还连接有能够输入包括焊盘直径因素、送锡量因素、加热时间因素、焊接面积因素和送锡速度因素在内的各种参数的参数输入模块4a。

其次，在焊台2上还连接有分别与中央控制器4和温度采集器3相连且当焊台2的焊接头在执行焊接操作时能实时补偿焊台2的焊接头的焊接温度的补偿装置21。该补偿装置21可进一步稳定焊台2的焊接头在作业时的温度稳定性，保证焊接质量。

本实施例的工作原理如下：先通过温差调节器5将温度采集器3采集的焊台2焊接头的每步实际焊接温度与存储在中央控制器4内的焊台2焊接头每步焊接温度预设值进行对应比较从而实时调节焊台2焊接头的每步实际焊接温度；然后当中央控制器4控制焊台2焊接头执行焊接操作时，提前加热控制器6利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制使所述的焊台2焊接头的焊接温度达到焊台2焊接头下一次焊接温度预设值，最后中央控制器4控制焊台2焊接头执行焊接操作。提前加热控制器6控制并提前改变焊台2焊接头的每步实际焊接温度，可将两次焊接操作之间的间歇时间充分利用，从而提高生产效率和降低生产成本，不仅节能而且实用性强，符合当前社会节能的发展要求。

一种焊接方法，本方法包括如下步骤：

A、调节温差：温差调节器5将温度采集器3采集的焊台2焊接头的每步实际焊接温度与存储在中央控制器4内的焊台2焊接头每步焊接温度预设值进行对应比较从而实时调节焊台2焊接头的每步实际焊接温度；

B、预先加热：当中央控制器4控制焊台2焊接头执行焊接操作时，提前加热控制器6利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制使所述的焊台2焊接头的焊接温度达到焊台2焊接头下一次焊接温度预设值；

C、顺序焊接：中央控制器4控制焊台2焊接头执行焊接操作。

在上述的A步骤中，温差调节器5采用积分分离PID控制算法对焊台2焊接头的焊接温度进行实时调温并使焊台2焊接头的实际焊接温度值等于中央控制器4内部预设的焊台2焊接头每步焊接温度预设值。该方法中的温差调节器5为PID控制器，其次，在焊台2上还连接有分别与中央控制器4和温度采集器3相连且当焊台2的焊接头在执行焊接操作时能实时补偿焊台2的焊接头的焊接温度的补偿装置21。补偿装置21可进一步保证用本方法加工后的产品质量稳定性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了主机1、焊台2、补偿装置21、温度采集器3、中央控制器4、参数输入模块4a、控制电路板41、数据存储模块42、触控屏43、温差调节器5、提前加热控制器6、信号发生器7、应急断电模块8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种焊接机智能温控系统，焊接机包括主机(1)和执行焊接操作的焊台(2)，其特征在于，本系统包括用于检测焊台(2)的焊接头每步实际焊接温度的温度采集器(3)，在主机(1)上设有内部存储有焊台(2)焊接头每步焊接温度预设值且能控制焊台(2)焊接头执行焊接操作的中央控制器(4)，在主机(1)上还设有分别与中央控制器(4)、温度采集器(3)和焊台(2)焊接头相连且能将焊台(2)焊接头每步实际焊接温度与焊台(2)焊接头每步焊接温度预设值进行对应比较从而实时调节焊台(2)焊接头每步实际焊接温度的温差调节器(5)，本系统还包括分别与中央控制器(4)和焊台(2)焊接头相连且当中央控制器(4)控制焊台(2)焊接头执行焊接操作时能利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制使所述的焊台(2)焊接头的焊接温度达到焊台(2)焊接头下一次焊接温度预设值的提前加热控制器(6)；所述的中央控制器(4)包括控制电路板(41)和与控制电路板(41)相连的数据存储模块(42)；所述的控制电路板(41)上还连接有能够输入包括焊盘直径因素、送锡量因素、加热时间因素、焊接面积因素和送锡速度因素在内的各种参数的参数输入模块(4a)。

2.根据权利要求1所述的焊接机智能温控系统，其特征在于，在控制电路板(41)上连接有与数据存储模块(42)相连的触控屏(43)。

3.根据权利要求1或2所述的焊接机智能温控系统，其特征在于，所述的温差调节器(5)为PID控制器。

4.根据权利要求1或2所述的焊接机智能温控系统，其特征在于，所述的焊台(2)上还连接有分别与中央控制器(4)和温度采集器(3)相连且当焊台(2)的焊接头在执行焊接操作时能实时补偿焊台(2)的焊接头的焊接温度的补偿装置(21)。

5.根据权利要求2所述的焊接机智能温控系统，其特征在于，所述的控制电路板(41)上连接有当焊台(2)的焊接头焊接温度发生异常情况时能够发出报警信号的信号发生器(7)和切断电源的应急断电模块(8)。

6.根据权利要求5所述的焊接机智能温控系统，其特征在于，所述的信号发生器(7)为声音报警器和光报警器中的任意一种或两种的组合。

7.根据权利要求1或2所述的焊接机智能温控系统，其特征在于，所述的温度采集器(3)包括非接触式温度传感器和接触式温度传感器中的任意一种。

8.一种利用权利要求1-7任意一项焊接机智能温控系统的焊接方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：

A、调节温差：温差调节器(5)将温度采集器(3)采集的焊台(2)焊接头的每步实际焊接温度与存储在中央控制器(4)内的焊台(2)焊接头每步焊接温度预设值进行对应比较从而实时调节焊台(2)焊接头的每步实际焊接温度；温差调节器(5)采用积分分离PID控制算法对焊台(2)焊接头的焊接温度进行实时调温并使焊台(2)焊接头的实际焊接温度值等于中央控制器(4)内部预设的焊台(2)焊接头每步焊接温度预设值；

B、预先加热：当中央控制器(4)控制焊台(2)焊接头执行焊接操作时，提前加热控制器(6)利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制使所述的焊台(2)焊接头的焊接温度达到焊台(2)焊接头下一次焊接温度预设值；

C、顺序焊接：中央控制器(4)控制焊台(2)焊接头执行焊接操作。