上海自動(dòng)化儀表股份有限公司
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閱讀：486發(fā)布時(shí)間：2022-1-17
隨著時(shí)代的發(fā)展，各種接插件尤其址手機(jī)、平板電腦以及通信類消費(fèi)電子等機(jī)器內(nèi)的線纜、連接口的使用越來越多。傳統(tǒng)的人上焊接速度慢、成品率低，已不能滿足大批量的市場(chǎng)需求。脈沖加熱裝置正是針對(duì)此類要求而開發(fā)的專用焊接裝置，該裝置利用脈沖電流對(duì)焊頭進(jìn)行加熱，通過焊頭上的溫度傳感器對(duì)焊頭的溫度進(jìn)行監(jiān)控，每10ms進(jìn)行一次溫度控制，并且能夠根據(jù)設(shè)定的程序控制電氣設(shè)備自動(dòng)的進(jìn)行焊接。產(chǎn)品焊接速度快，成品率高，而且降低了人工成本，大大提高了生產(chǎn)效率。
一、產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)
脈沖加熱裝置利用可控硅進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出電壓，該電壓經(jīng)過200：1的變壓器后與焊頭連接，焊頭電阻很小，這樣流過焊頭的電流就很大，利用電流流經(jīng)焊頭產(chǎn)生的熱量來進(jìn)行焊接。焊頭前端配有熱電偶采集實(shí)時(shí)溫度，這樣就可以根據(jù)當(dāng)前溫度控制可控硅輸出功率使焊頭達(dá)到目標(biāo)溫度。溫度控制采用PID調(diào)節(jié)方式，可控硅采用改變導(dǎo)通角方式控制輸出功率。
脈沖加熱裝由LCD顯示屏、主控板、按鍵板、電源模塊和可控硅輸出模塊等五部分組成，由主控板采集熱電偶信號(hào)，按鍵板用來進(jìn)行基本操作，顯示屏顯示實(shí)時(shí)曲線、目標(biāo)曲線等參數(shù)，可硅控模塊用以控制輸出。
1顯示模塊：
采用7寸分辨率為800X480的彩色LCD作為顯示屏，該屏顯示清晰，分辨率高，能夠顯示更多的參數(shù)，與主控板之間采用串口連接的方式。
②電源模塊
為了提高裝置的可靠性，采用變壓器與線性電源的方式為裝置提供電力。根據(jù)實(shí)際需要，將220伏的交流電轉(zhuǎn)換成幾組穩(wěn)定的直流電源。其中+24V為輸出及可控硅的控制端供電，±5v為主控板供電。
③主控板
主控板是控制的核心，對(duì)溫度的采樣、對(duì)可控硅的控制以及對(duì)其他外設(shè)的控制都來自主控板的命令。
主控板包括以下幾個(gè)部分：CPU、EEPROM、I／O端口_、RS232接口、鍵盤接口、采樣模塊等。
采用性能優(yōu)良的STM32F103芯片作為主控板的CPU。該芯片基于ARMCortex TM-M3內(nèi)核、哈佛總線結(jié)構(gòu)，90DMIPs運(yùn)行速度，72MHZ主頻運(yùn)行的CPU。STM32F103具有足夠的I/O
口，快速的運(yùn)行速度，能夠滿足設(shè)計(jì)要求，也便于以后的升級(jí)。
采樣直接利用STM32F103內(nèi)置I／O口采樣，該芯片的采樣周期能到lus，滿足10ms的采樣需求。采樣精度為12bit，也能達(dá)到對(duì)控制精度的需求。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)失電記憶功能，主控板配備了一塊EEPROM。該EEPROM主要用來存儲(chǔ)用戶的程序數(shù)據(jù)及各種參數(shù)。
STM32F103利用并口與顯示模塊通信，預(yù)留RS232接口方便與其他設(shè)備連接。主控板具自鍵盤接口、4個(gè)可編程的輸入接口、4個(gè)可編程的輸出接口（輸出方式為繼電器輸出）。
④按鍵板
根據(jù)實(shí)際的需要，按鍵板配備專門的功能鍵方便操作。如圖3所示，按鍵板具有程序?yàn)g覽鍵、程序設(shè)置鍵、參數(shù)瀏覽鍵、運(yùn)行鍵、預(yù)熱鍵、復(fù)位鍵等功能鍵。這些功能鍵專鍵專用。另外再配備加減鍵、左右移動(dòng)鍵、翻頁鍵等通用鍵用十查看、修改程序及參數(shù)等通用操作。
⑤可控硅
可控硅采用改變導(dǎo)通角方式控制輸出功率。為了減小對(duì)主控板的干擾，采用獨(dú)立的+24V的電源來驅(qū)動(dòng)可控硅。
二、產(chǎn)品的工作過程
開機(jī)后主機(jī)檢查熱電偶是否連接正常（是否斷偶、是否反向連接），檢查與變壓器機(jī)箱的連接是否正常，變壓器是否過熱，只有在其診斷正常后才能進(jìn)入主界面。這些檢查直貫徹在程序運(yùn)行始終， 一旦出現(xiàn)異常，本裝置將轉(zhuǎn)到警告界面，同時(shí)關(guān)閉可控硅的輸出。排除異常后，按復(fù)位鍵，如果一切正常再次轉(zhuǎn)到主界面，如果異常末排除，將停留在警告界面。
主界面為運(yùn)行界面，如圖4所不，左上角為用戶的程序編號(hào)，產(chǎn)品能夠儲(chǔ)存1 5組程序來滿足用戶的不同焊接需求。界面上方顯示當(dāng)前的溫度值還有一次焊接完成后的溫度值，顯示當(dāng)前溫度值為了使用戶能夠更好的了解運(yùn)行時(shí)溫度狀態(tài)，顯示溫度值足為了避免溫度過高燒壞器件。段溫度足用戶設(shè)置次加熱要保持的溫度，也就是提前加熱的溫度。第二段溫度顯示的是用戶設(shè)置的第二次加熱要保持的溫度也就是焊接時(shí)要求達(dá)到的溫度。冷卻溫度是加熱完成后，焊頭降溫到此溫度時(shí)焊頭抬起然后蜂鳴器提不用戶一次焊接完成。圖中90 度直線是用戶設(shè)置的溫度曲線，圖中的曲線是焊接過程中焊頭、實(shí)際達(dá)到的溫度曲線，能夠給用戶更直觀的印象。在此界面下，用戶不用進(jìn)行任何操作，只需將工件推人工位，就可以進(jìn)行焊接，幾秒鐘次焊接就可以完成。
二、產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)
1．產(chǎn)品的功能參數(shù)
2. 產(chǎn)品的性能參數(shù)
四、產(chǎn)品的使用情況及市場(chǎng)前景
脈沖加熱裝置作為專用的焊接裝置，同類產(chǎn)品在市場(chǎng)上很少，目前已知的只有日本AVIO公司及國內(nèi)一家公司生產(chǎn)。與同類產(chǎn)品相比，脈沖加熱裝置界面友好，操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定，可靠，成本方面也具有優(yōu)勢(shì)該設(shè)備目前已小批量試產(chǎn)，在一家工廠生產(chǎn)使用，從用戶的反應(yīng)情況來看，產(chǎn)品能夠滿足用戶的生產(chǎn)需要，操作簡(jiǎn)便，效率高，工作穩(wěn)定。該設(shè)備市場(chǎng)需求增長(zhǎng)迅速，隨著設(shè)備的推廣，未來的經(jīng)濟(jì)效益可期待。
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