CN110466161A - 一种适用于超声波焊接机的保护控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于超声波焊接机的保护控制系统，该保护控制系统包括输入检测电路、焊头输出电路、保护电路和主控单元，其中，所述主控单元基于输入检测电路所获取的焊接控制指令相对应地向焊头输出电路发送输出控制指令，并且，在焊接完成时，所述输入检测电路获取并反馈完成指令至主控单元触发预设定的冷却延时指令，以使主控单元在延时预定的冷却时间后才向焊头输出电路发送复位控制信号；保护电路用于监测及判断焊接工位处是否正常放置有焊接物，并分别反馈“存在信号”或“不存在信号”至控主电路作为优先指令。

Description

一种适用于超声波焊接机的保护控制系统

技术领域

本发明涉及超声波焊接机控制的技术领域，尤其是指一种适用于超声波焊接机的保护控制系统。

背景技术

目前，超声波焊接技术是广泛在企业应用的焊接方式，当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，每秒会产生几万次的高频振动，达到一定振幅的高频振动通过上焊件把超声能量传送至焊区，因为焊区（即两个焊接的交界面处）声阻大，所以会产生局部的高温。而塑料导热性差，不能及时散发，聚集在焊区致使两个塑料的接触面迅速溶化，需要施加一定的压力使其熔合为一体。

在很多人想利用超声波技术提高产量和质量的同时，超声波焊接机也存有很多缺点，尤其是在天气炎热的夏天，超声波焊接位需要的冷却时间较长，而且在冷却时需要给予焊接物一定的压力，才能够达到良好的焊接效果。另外，目前的超声波焊接机并不能调整焊接冷却的时间，更多地是依靠操作者的经验进行操作，且在生产操作时，如果焊接工位没有焊接物或者焊接物摆放位置异常时，焊接头下降对焊接物进行焊接操作，容易发生与机台或焊接物撞击的情况，很容易造成机器的损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于超声波焊接机的、能够及时自主触发保护机制的保护控制系统。

为了实现上述的目的，本发明所提供的一种适用于超声波焊接机的保护控制系统，该保护控制系统包括输入检测电路、焊头输出电路、保护电路和主控单元，其中，

-所述输入检测电路供超声波焊接机的焊接头输入线相连接，用于将用户操作超声波焊接机时焊接头所产生的强电信号转换为可检测的弱电信号，从而以获取超声波焊接机的焊接控制指令；

-所述焊头输出电路供超声波焊接机的焊接头输出线相连接，用于控制超声波焊接机的焊接电机动作，以实现对焊接头升降动作进行控制；

-所述主控单元分别与输入检测电路、焊头输出电路和保护电路相通讯连接，其中，所述主控单元基于输入检测电路所获取的焊接控制指令相对应地向焊头输出电路发送输出控制指令，并且，在焊接完成时，所述输入检测电路获取并反馈完成指令至主控单元触发预设定的冷却延时指令，以使主控单元在延时预定的冷却时间后才向焊头输出电路发送复位控制信号；

-所述保护电路设置在预设定的焊接工位处，用于监测及判断焊接工位处是否正常放置有焊接物，并分别反馈“存在信号”或“不存在信号”至控主电路作为优先指令，其中，

当该优先指令为“存在信号”时，所述主控单元与焊头输出电路之间的通讯通道启用，可由主控单元发送相关的控制指令至焊头输出电路；

当该优先指令为“不存在信号”时，所述主控单元向焊头输出电路发送用于控制焊接头复位及中止焊接的保护控制指令，并且切断所述主控单元与焊头输出电路之间的通讯通道。

进一步，所述输入检测电路包括用于与超声波焊接机的焊接开关相连接的强电输入电路以及与主控单元相连接的弱电输出电路，其中，所述强电输入电路与弱电输出电路之间通过光耦传输电信号。

进一步，所述保护电路包括接触传感器以及接触转换电路，其中，所述接触转换电路分别与接触传感器和主控单元相连接。

进一步，所述焊头输出电路包括有电磁继电器、由电磁继电器引出与焊接电机输出线相连接的电机工作电路以及由电磁继电器引出与主控单元相连接的电机控制电路。

进一步，还包括有用于设置冷却时间的按键检测电路以及用于显示冷却时间的显示电路。

本发明采用上述的方案，其有益效果在于：了通过保护控制系统接入传统超声波焊接机中，从而使超声波焊接机具有可控制焊接冷却时间和检测焊接物的功能，用户可根据需求来调节冷却时间，并通过显示电路来观察到所调的冷却时间，提升了焊接的资料和保护机器的作用。

附图说明

图1为本实施例的保护控制系统的组成示意图。

图2为本实施例的输入检测电路的电路原理图。

图3为本实施例的焊头输出电路的电路原理图。

图4为本实施例的保护电路的电路原理图。

图5为本实施例的主控单元的电路原理图。

图6为本实施例的按键检测电路的电路原理图。

图7为本实施例的显示电路的电路原理图。

图8为本实施例的保护控制系统的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

参见附图1所示，在本实施例中，一种适用于超声波焊接机的保护控制系统，通过将该保护控制系统接入现有的传统超声波焊接机上，从而实现对现有的超声波焊接机对焊接冷却时间调控和保护机器的功能。本实施例的保护控制系统包括有输入检测电路、焊头输出电路、保护电路和主控单元。

在本实施例中，输入检测电路供超声波焊接机的焊接头输入线相连接，即，所述输入检测电路包括用于与超声波焊接机的焊接头输入线相连接的强电输入电路以及与主控单元相连接的弱电输出电路，其中，强电输入电路与弱电输出电路之间通过光耦传输电信号，如附图2所示，强电输入电路由电容C18、电阻J_1、二极管D710、电阻R4、电阻J_2组成，强电输入电路的一个端口SIG2-S与焊接头输入线相连接，另一个端口GND-S接地。弱电输出电路通过光耦合器与强电输入电路相配合，并且弱电输出电路的端口SIG2与主控单元相连接，从而使输入检测电路用于将用户操作超声波焊接机时焊接头所产生的强电信号转换为可检测的弱电信号，从而以获取超声波焊接机的焊接控制指令。

在本实施例中，焊头输出电路供超声波焊接机的焊接电机输出线相连接，即，焊头输出电路包括有电磁继电器K1、由电磁继电器引出与焊接电机输出线相连接的电机工作电路以及由电磁继电器K1引出与主控单元相连接的电机控制电路，其中，如附图3所示，电机工作电路的端口K1-1与焊接电机输出线相连接，电机控制电路的接口KEY1_1与主控单元相连接。焊头输出电路基于主控单元所发送的控制指令相应地控制超声波焊接机的焊接电机动作，以实现对焊接头升降动作进行控制。

在本实施例中，保护电路包括接触传感器以及接触转换电路，其中，接触转换电路分别与接触传感器和主控单元相连接，即，如附图4所示，接触传感器（图中未示）预设有的三条线分别与接触转换电路的端口Black、端口BLUE和端口Brown相连接，并且端口SIG与主控单元相连接（在端口Black于端口SIG之间通过电阻R1相连接）。本实施例的保护电路（实质上为接触传感器）设置在预设定的焊接工位处，用于监测及判断焊接工位处是否正常放置有焊接物，即，当接触传感器感应监测到有焊接物放置在焊接工位处时，从而保护电路产生“存在信号”反馈至主控单元。当接触传感器感应监测到没有焊接物放置在焊接工位处，从而保护电路产生“不存在信号”反馈至主控单元。

在本实施例中，主控单元分别与输入检测电路、焊头输出电路和保护电路相通讯连接，即，如附图5所示，在主控单元上分别通过端口25（SIG2）、端口10（S_KEY1_1）、端口12(S——SIG）与输入检测电路、焊头输出电路和保护电路相连接。本实施例的主控单元用于对输入检测电路所获取的焊接控制指令相对应地向焊头输出电路发送输出控制指令，即，用户通过操作超声波焊接机的操作开关，使焊接头产生的电信号经输入检测电路转换成焊接控制指令发送至主控单元处理后，相对应地向焊头输出电路发送输出控制指令，从而使焊接头完成所对应的焊接操作。

其次，在焊接头焊接完成时（此时的超声波已停止作用），输入检测电路会检测到一个低电平电信号作为完成指令反馈至主控单元，而在主控单元内预设定有一冷却延时指令，一旦主控单元接受到有完成指令，则会触发冷却延时指令，从而使主控单元在延时预定的冷却时间后才向焊头输出电路发送复位控制信号（在此过程中焊接头始终保持压住焊接物），焊头输出电路才会控制焊接电机动作让焊接头组件上升复位，通过这样的方式，延长了焊接完成的后焊接头对焊接物的压力时间，使焊接处的塑料凝固成型，形成了一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度，并且实现了自动化、更加高效和可靠。

在本实施例中，保护电路所反馈至主控单元的“存在信号”或“不存在信号”作为优先指令，即，当该优先指令为“存在信号”时，主控单元与焊头输出电路之间的通讯通道启用，此时意味着焊接头可正常进行超声波焊接工作，主控单元可正常发送相关的控制指令焊头输出电路。而当该优先指令为“不存在信号”时，此时意味着焊接工位处处于无焊接物或异常状态，此时的主控单元向焊头输出电路发送用于控制焊接头复位及中止焊接的保护控制指令，并且切断主控单元与焊头输出电路之间的通讯通道，通过这样子方式，即保证了在焊接过程中焊接物位置发生异常时，能够及时发现并中止焊接操作，也可以解决了误碰焊接开关而造成焊接头下降焊接的问题，同时，在故障消除（保护电路未反馈“存在信号”）之前，主控单元不会向焊头输出电路发送输出控制指令，进一步保证焊接的可靠性，解决传统误操而容易损坏机器的问题。

在本实施例中，保护控制系统还包括有按键检测电路和显示电路。如附图6所示，按键检测电路包括有分别用于增加时间和减少时间的按键电路，即，两按键电路的端口KEY3A和KEY4A分别于主控单元上对应的接口26和27相连接，因此，通过按压相对应的按键电路来调整焊接头对冷却时间，从而更加精确地对触发冷却延时指令后的焊接头冷却时间的控制，然利于超声波焊接的效果，用户可根据实际生产需求作出精确地调节选择。如附图7所示，显示电路用来显示冷却时间，以便于用户直观的看到按键检测电路的调节过程及结果。

为了便于理解，本实施例结合具体实施例对上述的保护控制系统工作方法作出进一步解释说明，具体工作步骤如下：

S1.保护电路监测到焊接工位处存在有焊接物，从而反馈“存在信号”至主控单元，以正常启用主控单元与焊头输出电路之间的通讯通道；

S2.用户操作超声波焊接机的焊接开关，焊接头产生高电平被输入检测电路所获取并转换为“开始信号”的焊接控制指令发送至主控单元；

S3.主控单元基于所接收的焊接控制指令向焊头输出电路发送输出控制指令，以对使焊头输出电路相对应调节焊接头的下降动作，

S4.焊接头下降至预设定的高度位置对焊接物进行超声波焊接，直至完成焊接操作，并且在焊接完成后，焊接头中止焊接并向产生低电平被输入检测电路所获取，转换为“完成信号”传输至主控单元触发冷却延时指令，进而使主控单元在延时预定的冷却时间后才向焊头输出电路发送复位控制信号，随后焊接输出电路控制焊接电机动作让焊接头组件上升复位。

进一步，在步骤S1-S4中，一旦保护电路检测到焊接工位处的焊接物异常时，则保护电路会反馈“不存在信号”至主控单元作为优先指令，而主控单元在接收到该优先指令后，会焊头输出电路发送用于控制焊接头复位及中止焊接的保护控制指令，并且切断主控单元与焊头输出电路之间的通讯通道。

通过上述的方式，保护控制系统能够自主的第一时间发现异常的情况，及时中止焊接操作并让焊接头及时复位，同时，切断主控单元与焊头输出电路之间的通讯通道，使操作人员在未消除异常之前不能够操作超声波焊接机进行焊接操作，极大地降低了误操而引起机器的损坏，充分地起到保护机器的作用。

以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种适用于超声波焊接机的保护控制系统，其特征在于：该保护控制系统包括输入检测电路、焊头输出电路、保护电路和主控单元，其中，

-所述输入检测电路供超声波焊接机的焊接头输入线相连接，用于将用户操作超声波焊接机时焊接头所产生的强电信号转换为可检测的弱电信号，从而以获取超声波焊接机的焊接控制指令；

-所述焊头输出电路供超声波焊接机的焊接头输出线相连接，用于控制超声波焊接机的焊接电机动作，以实现对焊接头升降动作进行控制；

-所述主控单元分别与输入检测电路、焊头输出电路和保护电路相通讯连接，其中，所述主控单元基于输入检测电路所获取的焊接控制指令相对应地向焊头输出电路发送输出控制指令，并且，在焊接完成时，所述输入检测电路获取并反馈完成指令至主控单元触发预设定的冷却延时指令，以使主控单元在延时预定的冷却时间后才向焊头输出电路发送复位控制信号；

-所述保护电路设置在预设定的焊接工位处，用于监测及判断焊接工位处是否正常放置有焊接物，并分别反馈“存在信号”或“不存在信号”至控主电路作为优先指令，其中，

当该优先指令为“存在信号”时，所述主控单元与焊头输出电路之间的通讯通道启用，可由主控单元发送相关的控制指令至焊头输出电路；

当该优先指令为“不存在信号”时，所述主控单元向焊头输出电路发送用于控制焊接头复位及中止焊接的保护控制指令，并且切断所述主控单元与焊头输出电路之间的通讯通道。

2.根据权利要求1所述的一种适用于超声波焊接机的保护控制系统，其特征在于：所述输入检测电路包括用于与超声波焊接机的焊接开关相连接的强电输入电路以及与主控单元相连接的弱电输出电路，其中，所述强电输入电路与弱电输出电路之间通过光耦传输电信号。

3.根据权利要求1所述的一种适用于超声波焊接机的保护控制系统，其特征在于：所述保护电路包括接触传感器以及接触转换电路，其中，所述接触转换电路分别与接触传感器和主控单元相连接。

4.根据权利要求1所述的一种适用于超声波焊接机的保护控制系统，其特征在于：所述焊头输出电路包括有电磁继电器、由电磁继电器引出与焊接电机输出线相连接的电机工作电路以及由电磁继电器引出与主控单元相连接的电机控制电路。

5.根据权利要求1所述的一种适用于超声波焊接机的保护控制系统，其特征在于：还包括有用于设置冷却时间的按键检测电路以及用于显示冷却时间的显示电路。