CN212634657U

CN212634657U - 漆包线点焊辅助设备及漆包线点焊机

Info

Publication number: CN212634657U
Application number: CN202020916322.1U
Authority: CN
Inventors: 柯荜正; 黄志明; 曹彪
Original assignee: GUANGZHOU JINGYUAN ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Current assignee: GUANGZHOU JINGYUAN ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd; South China University of Technology SCUT
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2030-05-26

Abstract

本申请涉及漆包线点焊辅助设备及漆包线点焊机。其中，漆包线点焊辅助设备包括处理器、用于检测焊接电极位移的位移传感器和设于焊接电极上的压力传感器；处理器分别连接位移传感器以及压力传感器，且用于连接焊机的主电路、气缸和电流采样电路的输出端；电流采样电路的输入端连接焊机的主电路。处理器可以通过位移传感器以工件厚度为主控制对象，焊接电流和焊接压力为辅助控制对象，使工件厚度误差减少了两个数量级，提高了工件焊接质量，使得焊接后工件厚度达到高度一致性。同时焊接时的电流大小以及实时监测的压力信号和位移电信号通过处理器处理后对外输出，从而实现每个工件都对应一组焊接数据，便于追查焊接情况。

Description

漆包线点焊辅助设备及漆包线点焊机

技术领域

本申请涉及漆包线焊接技术领域，特别是涉及一种漆包线点焊辅助设备及漆包线点焊机。

背景技术

漆包线也叫电磁线，广泛应用于电子、医疗器具和半导体的生产中(如传感器、变压器、芯片互连引线等)，充当内部元件的一部分，或作为元件内外连接的导体介质。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：采用传统点焊设备所形成的焊点精度低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提供高精度焊点的漆包线点焊辅助设备及漆包线点焊机。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供了一种漆包线点焊辅助设备，包括处理器、用于检测焊接电极位移的位移传感器和设于焊接电极上的压力传感器；

处理器分别连接位移传感器以及压力传感器，且用于连接焊机的主电路、气缸和电流采样电路的输出端；其中，电流采样电路的输入端连接焊机的主电路。

在其中一个实施例中，还包括电源监控器；

电源监控器连接处理器。

在其中一个实施例中，还包括电气比例阀；

电气比例阀根据处理器输出的指令，控制输出给焊机气缸的气量。

在其中一个实施例中，还包括报警设备；

报警设备连接处理器。

在其中一个实施例中，还包括连接处理器的人机交互终端。

在其中一个实施例中，人机交互终端为触摸显示设备。

在其中一个实施例中，还包括重量变送器；

重量变送器的一端连接压力传感器，另一端连接处理器。

在其中一个实施例中，重量变送器为DY510型重量变送器。

在其中一个实施例中，处理器为1215C DC/DC/DC型处理器。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种漆包线点焊机，包括如上述任一项漆包线点焊辅助设备。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请提供的漆包线点焊辅助设备，包括处理器、用于检测焊接电极位移的位移传感器和设于焊接电极上的压力传感器；处理器分别连接位移传感器以及压力传感器，且用于连接焊机的主电路、气缸和电流采样电路的输出端；电流采样电路的输入端连接焊机的主电路。处理器可以接收到电流采样电路采集到的焊接电流、压力传感器采集的焊接电极施加在工件(在应用在漆包线焊接时，焊接对象为接线端子)上的压力信号，以及位移传感器输出反应焊接电极位移的电信号，从而可以通过位移传感器以工件厚度为主控制对象，焊接电流和焊接压力为辅助控制对象，使工件厚度误差减少了两个数量级，提高了工件焊接质量，使得焊接后工件厚度达到高度一致性。同时焊接时的电流大小以及实时监测的压力信号和位移电信号通过处理器处理后对外输出，从而实现每个工件都对应一组焊接数据，在出现不良品后，便于追查其生产制造时的焊接情况，进而提高质控追溯能力，缩短整体质控时间。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为一个实施例中漆包线点焊辅助设备的第一示意性结构框图；

图2为一个实施例中漆包线点焊辅助设备的第二示意性结构框图；

图3为一个实施例中漆包线点焊辅助设备的第三示意性结构框图；

图4为一个实施例中漆包线点焊辅助设备的第四示意性结构框图；

图5为一个实施例中漆包线点焊辅助设备的第五示意性结构框图；

图6为一个实施例中漆包线点焊辅助设备的第六示意性结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“输出端”、“输入端”、“设于”以及类似的表述只是为了说明的目的。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

目前，大截面多股漆包线焊接要求是精度高，强度高以及一致性高。而电阻焊在焊接强度上虽然能达到较高的要求，但是实际应用在大截面多股漆包线焊接中还存在如下的问题：一方面电阻焊一般以焊接时间为主控制变量，因此电极在焊接时随着焊接次数的增加，电极的温度会越来越大，该温度对焊接质量有不确定性影响将导致大截面多股漆包线焊接质量不一致；另一方面随着企业生产智能化水平的提高，越来越多的用户需要对大截面多股漆包线的焊接数据进行追溯，以便进行调研与分析，而现有的焊接监控系统无法在大截面多股漆包线焊接发生故障后追查其生产制造时的焊接情况。而本申请提供的漆包线点焊辅助设备可以有效解决上述问题。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种漆包线点焊辅助设备，包括处理器、用于检测焊接电极10位移的位移传感器20和设于焊接电极10上的压力传感器30；处理器分别连接位移传感器20以及压力传感器30，且用于连接焊机的主电路、气缸40和电流采样电路的输出端；电流采样电路的输入端连接焊机的主电路。

其中，电流采样电路可以包括本领域任意一种电流采样电路，属于点焊机的一部分，该电流采样电路用于采集焊接输出电流。处理器可以包括本领域任意一种信息处理、程序运行的最终执行单元，如单片机、DSP等等，在此不做具体限定。位移传感器为将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的数字脉冲信号输出的器件，如光栅尺等等，用于检测焊接电极的位移。位移传感器的具体设置位置只要能够检测到焊接电极的位移量即可，在此不做过多限定。压力传感器为本领域任意一种能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件。需要说明的是，该电流采样电路可以置于逆变电源中，通过逆变电源的PIC单片机向处理器发出采集。在其中一个实施例中，处理器为1215C DC/DC/DC型处理器。

具体的，电流采样电路的输入端连接焊机的主电路，输出端连接处理器，用于将焊接电流输出给处理器。需要说明的是，电流采样电路可以主电路的任意位置，具体可以根据实际需要决定。焊机的主电路包括依次连接的第一整流电路、滤波电路、逆变模块、变压器、第二整流电路。例如：在焊机为小功率焊机时，电流采样电路连接到第二整流电路的输出端，在焊机为大功率焊机时，电流采样电路连接到变压器的初级侧。压力传感器用于将焊接电极施加在工件 (在应用在漆包线焊接时，焊接对象为接线端子)上的压力信号传输给处理器。位移传感器可以输出反应焊接电极位移的电信号，处理器接收到该位移电信号，即可得到工件厚度(端子厚度)。需要说明的是，根据位移传感器输出的位移电信号，得到焊接电极夹持工件的厚度为本领域常用的技术手段。处理器接收位移电信号、压力信号和电流信号，并对外输出。进一步的，处理器接收到位移电信号，可以指示气缸动作，或指示焊接主电路断电。具体的，可以通过向焊接主回路的逆变电源的PIC单片机发出控制信号，以使PIC单片机停止输出 PWM信号，从而使得焊接电极断电。

上述漆包线点焊辅助设备，处理器可以接收到电流采样电路采集到的焊接电流、压力传感器采集的焊接电极施加在工件(在应用在漆包线焊接时，焊接对象为接线端子)上的压力信号，以及位移传感器输出反应焊接电极位移的电信号，从而可以通过位移传感器以工件厚度为主控制对象，焊接电流和焊接压力为辅助控制对象，使工件厚度误差减少了两个数量级，提高了工件焊接质量，使得焊接后工件厚度达到高度一致性。同时焊接时的电流大小以及实时监测的压力信号和位移电信号通过中央处理器处理，对外输出，从而实现每个工件都对应一组焊接数据，在出现不良品后，便于对其追查其生产制造时的焊接情况，进而提高质控追溯能力，缩短整体质控时间。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种漆包线点焊辅助设备，包括处理器、用于检测焊接电极位移10的位移传感器20和设于焊接电极10上的压力传感器30；

处理器分别连接位移传感器20以及压力传感器30，且用于连接焊机的主电路、气缸40和电流采样电路的输出端；其中，电流采样电路的输入端连接焊机的主电路。

还包括电源监控器；

电源监控器连接处理器。

其中，电源监控器为用于记录焊接电流大小与放电时间的设备。具体的，焊接电流大小与放电时间可以根据电流采样电路传输的数据获取。电源监控器提供了端子焊接数据中的一部分，以在后续不良品追溯中，提供更全面的数据支持，便于对其追查其生产制造时的焊接情况。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种漆包线点焊辅助设备，包括处理器用于检测焊接电极位移10的位移传感器20和设于焊接电极10上的压力传感器30；

处理器分别连接位移传感器20以及压力传感器30，且用于连接焊机的主电路、气缸40和电流采样电路的输出端；电流采样电路的输入端连接焊机的主电路。

还包括电气比例阀；

具体的，电气比例阀可以调节焊机气缸的气量，从而控制焊接电极施加给工件的压力，从而可以精准的控制电极之间的压力。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种漆包线点焊辅助设备，包括处理器、用于检测焊接电极10位移的位移传感器20和设于焊接电极10上的压力传感器30；

还包括报警设备；

报警设备连接处理器。

其中，报警设备为本领域任意一种或多种能够进行示警的设备，其设置位置可以位于焊接设备上，也可以设置在远程控制室内，在此不做限定。

当焊接设备出现位移传感器未校准、焊接次数达到上限和急停状态时，处理器可以发出报警指令给报警设备。在一个具体示例中，报警设备包括扬声器和警示灯。处理器分别连接扬声器和警示灯，可以通过通信连接，也可以为导线连接。在一个具体示例中，处理器分别与扬声器和警示灯通信连接。报警设备连接控制器，使得处理器可以通过向报警设备发出报警信号，以使扬声器和警示灯进行声光报警，扬声器会发出警报声，警示灯会亮起。在其中一个实施例中，报警设备还包括显示屏；显示屏连接控制器。具体而言，处理器通过向显示屏传输高电平信号，使得显示屏同时点亮并显示警示语。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，在此不做具体限定。通过显示屏进行示警，从而全方面提醒操作人员存在误操作。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种漆包线点焊辅助设备，包括处理器、用于检测焊接电极10位移的位移传感器20和设于焊接电极10上的压力传感器30；

还包括连接处理器的人机交互终端。

具体的，人机交互终端可以包括触摸显示设备，可以通过点击屏幕输入“预设的接线端子厚度”。进一步的，人机交互终端也可以包括显示器和输入设备。该显示器和输入设备分别连接处理器。输入设备用于输入预设接线端子厚度；在一个具体示例中，输入设备包括按键和编码器。显示器用于显示电流采样电路采集到的焊接电流、压力传感器采集的焊接电极施加在工件(在应用在漆包线焊接时，焊接对象为接线端子)上的压力信号，以及位移传感器输出反应焊接电极位移的电信号。该显示器可能包括能够导致图形或其他视觉信息显示的任何平面、表面、或其它工具。进一步地，该显示器可能包括将图像或视觉信息投影到平面或曲面上的任何类型的投影仪。例如，该显示器可能包括一个或多个电视机、计算机显示器、头戴式显示器、广播参考监视器、液晶显示器(LCD) 屏幕、基于发光二极管(LED)的显示器、LED背光LCD显示器、阴极射线管 (CRT)显示器、电致发光(ELD)显示器、电子纸/墨水显示器、等离子显示面板、有机发光二极管(OLED)显示器、薄膜晶体管(TFT)显示器、高性能定址(HPA)显示器、表面传导电子发射显示器、量子点显示器、干涉调制器显示器、体扫描显示器、碳纳米管显示器、变焦镜显示器、发射波长显示器、激光显示器、全息显示器、光场显示器、墙壁、三维显示器、电子墨水显示器、以及用于输出视觉信息的任何其它电子设备。该显示器可能包括触摸屏或者是触摸屏的一部分。

在一个具体示例中，还可以包括存储器。存储器连接处理器，用于存放处理器输出的数据。需要说明的是，上述存储器、人机交互终端可以由一具有存储功能的封装触摸屏替代。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM (ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线式动态随机存储器(Rambus DRAM，简称RDRAM)、以及接口动态随机存储器 (DRDRAM)等。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种漆包线点焊辅助设备，包括处理器、用于检测焊接电极10位移的位移传感器20和设于焊接电极10上的压力传感器30；

还包括重量变送器；

重量变送器的一端连接压力传感器，另一端连接处理器。

具体的，重量变送器将压力传感器的毫伏级别的电压信号进行精密放大并传输给处理器。在其中一个实施例中，重量变送器为DY510型重量变送器。

进一步的，基于漆包线点焊辅助设备可以进行以下控制流程：校准光栅尺；在控制装置内输入焊接时允许的端子厚度L；启动焊接设备，电机下行放电，同时光栅尺5开始工作；通过光栅尺实时监控端子厚度l；判断是否△S>0；当△ S>0时，加大焊接电流和焊接压力；当△S≤0时，关闭电源使电极停止放电。记录装置所记录焊接时的电流大小以及实时监测的压力信号和位移信号通过中央处理器处理后，一起发送到控制面板进行显示。

在一个实施例中，当位移传感器为光栅尺时，端子厚度l的实时计算公式为：

l＝(S2-S1)·A；其中，S1为光栅尺校准中所获得的脉冲数；S2为焊接过程中中央处理器高速捕捉记录光栅尺的脉冲数；

为了进一步的阐述本申请的位移检测设备的应用效果，下面按照ISO15613 标准规定对传统的“以焊接时间为控制主量的焊接监控方法”和本实用新型采用漆包线点焊辅助设备的焊接效果进行对比。

大截面多股漆包线焊接属于电阻焊，试件的试验尽可能按照ISO15614序列标准规定进行，根据企业具体生产需求，对焊接试件进行以下4项试验测试：

(1)100％外观检查

(2)100％导通率测试

(3)破坏性试验

(4)端子厚度检测

第(1)项测试必须100％合格，主要检测端子外表面有无熔融现象，有无破坏端子表面镀层现象等。

第(2)项测试必须100％合格，要确保每根漆包线都是导通。

第(3)项破坏性测试一般包括部分：横截面检测试验和单根拉力试验。横截面检测是通过线切割机从中间将端子切开，要保证漆包线之间几乎没有缝隙，漆包线和端子之间没有缝隙。单根拉力测试是检测拉托力是否大于标准拉力，具体数据取决于漆包线线径，当拉力测试机将漆包线拉断时即为其拉脱力，但绝不允许将漆包线拉出，如果拉出，视为不合格产品。

第(4)项测试是为了满足连续生产的需求，保证焊接后端子厚度的一致性。

表1列出了Ⅰ号试件3组大截面多股漆包线焊接现场测试的测试数据。Ⅰ号试件型号为线径1mm，45股。在(1)-(3)项测试结构都合格的前提下，进行第 (4)项测试。电阻焊电源控制器焊接电流上限设置为10.0kA，焊接时间上限为10s，焊接压力上限为1000kg，端子厚度标准为3.5mm。控制方案为：端子厚度为主控制变量，焊接电流和焊接压力为辅助控制变量。

表1 I号试件焊接测试数据

试验样品编号	焊接时间/ms	焊接电流/kA	焊接压力/kg	端子厚度/mm
					I-1	4500	7.8	805.2	3.560
I-2	4400	7.6	803.4	3.550
					I-3	4650	7.9	801.3	3.535

设试件I的三组端子厚度测量值分别为L1，L2，L3，三组数据误差分别为测量值减去理论值，用参数L11，L12，L13表示。误差平均值为：ΔL＝ (L11+L12+L13)/3＝(0.06+0.05+0.035)/3＝0.048mm，满足客户单项误差和平均误差小于0.1mm的要求。表2列出了II-VII号试件焊接测试数据对比，采用两种不同控制方案在相同材料的试件，相同温度下测试。方案I采用的控制方案是与表I中相同，以端子厚度为主控制对象，焊接电流和焊接压力为辅助控制对象。方案II采用的控制方案是采用通用的方案，以焊接时间为主控制变量，焊接电流恒定。

表2 两种方案焊接测试结果对比

通过分析表2可知，采用方案一比方案二，端子厚度误差减少了两个数量级，使得焊接后端子厚度达到高度一致性，提高了焊接质量。

综上可知该大截面多股漆包线点焊辅助设备通过光栅尺以端子厚度为主控制对象，焊接电流和焊接压力为辅助控制对象使端子厚度误差减少了两个数量级，提高了端子焊接质量，使得焊接后端子厚度达到高度一致性。

在一个实施例中，本实用新型实施例还提供了一种漆包线点焊机，包括如上述任一项漆包线点焊辅助设备。

在一个具体示例中，漆包线点焊机还包括上位机，上位机将处理器传输的电流信号、位移信号以及压力信号进行分析，从而得到更多焊接数据信息，有益于提高智能化水平。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种漆包线点焊辅助设备，其特征在于，包括处理器、用于检测焊接电极位移的位移传感器和设于所述焊接电极上的压力传感器；

所述处理器分别连接位移传感器以及压力传感器，且用于连接焊机的主电路、气缸和电流采样电路的输出端；其中，所述电流采样电路的输入端连接所述焊机的主电路。

2.根据权利要求1所述的漆包线点焊辅助设备，其特征在于，还包括电源监控器；

所述电源监控器连接所述处理器。

3.根据权利要求1所述的漆包线点焊辅助设备，其特征在于，还包括电气比例阀；

所述电气比例阀根据处理器输出的指令，控制输出给焊机气缸的气量。

4.根据权利要求1所述的漆包线点焊辅助设备，其特征在于，还包括报警设备；

所述报警设备连接所述处理器。

5.根据权利要求1所述的漆包线点焊辅助设备，其特征在于，还包括连接处理器的人机交互终端。

6.根据权利要求5所述的漆包线点焊辅助设备，其特征在于，所述人机交互终端为触摸显示设备。

7.根据权利要求1所述的漆包线点焊辅助设备，其特征在于，还包括重量变送器；

所述重量变送器的一端连接所述压力传感器，另一端连接所述处理器。

8.根据权利要求7所述的漆包线点焊辅助设备，其特征在于，所述重量变送器为DY510型重量变送器。

9.根据权利要求1所述的漆包线点焊辅助设备，其特征在于，所述处理器为1215C DC/DC/DC型处理器。

10.一种漆包线点焊机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的漆包线点焊辅助设备。