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脉冲加热装置简介

来源:北京赛车自动化仪表股份有限公司 编辑:上仪销售网 发布时间:2014-09-18 文章点击数:1721

随着时代的发展,各种接插件尤其是手机、平板电脑以及通信类消费电子等机器内的线缆、连接口的使用越来越多。传统的人工焊接速度慢、成品率低,已不能满足大批量的市场需求。脉冲加热装置正是针对此类要求而开发的专用焊接装置!该装置利用脉冲电流对 焊头进行加热,通过焊头上的温度传感器对焊头的温度进行监控,每10ms进行一次温度控制,并且能够根据设定的程序控制电气设备自动的进行焊接。产 品焊接速度快,成品率高,而且降低了人工成本,大大提高了生产效率。

一、产品的主要结构 

脉冲加热装置利用可控硅进行调节输出电压,该电压经过200:1的变压器后与焊头连接,焊头电阻很。?庋?鞴?竿返牡缌骶秃艽,利用电流流经焊头产生的热量来进行焊接。焊头前端配有热电偶采集实时温度,这样就可以根据当前温度控制可控硅输出功率使焊头达到目标温度。温度控制采用PID调节方式,可控硅采用改变导通角方式控制输出功率。

北京赛车自动化仪表股份有限公司的脉冲加热装置由LCD显示屏、主控板、按键板、电源模块和可控硅输出模块等五部分组成。由主控板采集热电偶信号,按键板用来进行基本操作,显示屏显示实时曲线、目标曲线等参数,可控硅模块用以控制输出。


①显示模块:

采用7寸分辨率为800X480的彩色LCD作为显示屏,该屏显示清晰,分辨率高,能够显示更多的参数,与主控板之间采用串口连接的方式。

②电源模块

为了提高装置的可靠性,采用变压器与线性电源的方式为装置提供电力。根据实际需要,将220伏的交流电转换成几组稳定的直流电源。其中+24V为 输出及可控硅的控制端供电! ±5V为 主控板供电。

③主控板

主控板是控制的核心!对温度的采样、对可控硅的控制以及对其他外设的控制都来自主控板的命令。

主控板包括以下几个部分:CPU、 EEPROM、I/O 端 口、RS232 接口、 键盘接口、采样模块等。

采用性能优良的STM32F103芯片作为主控板的CPU。该芯片基于ARMCortex TM -M3内核、哈怫总线结构, 90DMIPs运行速度, 72MHZ主频运行的CPU。STM32F103具有足够的I/O 口,快速的运行速度,能够满足设计要求,也便于以后的升级。

采样直接利用STM32F103内置I/ O口采样,该芯片的采样周期最快能到1us,满足10ms的采样需求。采样精度为12bk,也能达到对控制精度的需求。

为了能够实现失电记忆功能,北京赛车自动化仪表股份有限公司的主控板配备了一块EEPROM。该EEPROM主要用来存储用户的程序数据及各种参数。

STM32F103利用并口与显示模块通信,预留RS232接口方便与其他设备连接。主控板具有键盘接口、4个可编程的输入接口、4个可编程的输出接口(输出方式为继电器输出)。

④按键板

根据实际的需要,按键板配备专门的功能键方便操作。如图3所示,按键板具有程序浏览键、程序设置键、参数浏览键、运行键、预热键、复位键等功能键。这些功能键专键专用。另外再配备加减键、左右移动键、翻页键等通用键用于查看、修改程序及参数等通用操作。

⑤可控硅

可控硅采用改变导通角方式控制输出功率。为了减小对主控板的干扰,采用独立的+24V的电源来驱动可控硅。

二、产品的工作过程

开机后主机检查热电偶是否连接正常(是否断偶、是否反向连接),检查与变压器机箱的连接是否正常,变压器是否过热,只有在其诊断正:蟛拍芙?胫鹘缑。这些检查一直贯彻在程序运行始终,一旦出现异常,本装置将转到警告界面,同时关闭可控硅的输出。排除异:,按复位键,如果一切正常再次转到主界面,如果异常未排除,将停留在警告界面。

主界面为运行界面,如图4所示,左上角为用户的程序编号,产品能够储存15组程序来满足用户的不同焊接需求。界面上方显示当前的温度值还有一 次焊接完成后最高的温度值,显示当前温度值为了使用户能够更好的了解运行时温度状态,显示最高温度值是为了避免温度过高烧坏器件。第一段温度是用户设置第一次加热要保持的温度,也就是提前加热的温度。 第二段温度显示的是用户设置的第二次加热要保持的温度也就是焊接时要求达到的温度。冷却温度是加热完成后,焊头降温到此温度时焊头抬起然后蜂鸣器提示用户一次焊接完成。图中90度直线是用户设置的温度曲线,图中的曲线是焊接过程中焊头实际达到的温度曲线,能够给用户更直观的印象。在此界面下,用户不用进行任何操作,只需将工件推入工位,就可 以进行焊接,几秒钟一次焊接就可以完成。

三、产品的技术参数

1.产品的功能参数

 项目

说明

断偶检测

开机及工作中能够检测热电偶是否断偶,并提醒操作者。

温度曲线跟随

能够控制溫度使其按目标曲线变化

功能模式切换

有独立的模式按键,可以做到各个模式的相互切换。

程序参数存储

能够储存15组程序数据。

程序参数编辑修改

能够编辑修改程序数据。

电磁阀动作

当被焊接的器件到达工位而触动开关时,能够控制电磁阀使焊头下压。当加热完成后,又能控制电磁阀使焊头抬起。

蜂鸣器提示

一次加热完成后有蜂鸣器提示。

2.产品的性能参数

项目

说明

测温精度

测温精度≤±2℃

工作温度

环境温度变化:0℃~+50℃。

绝缘强度

绝缘强度:对电源端子与接地端子施加1500V电压,持续1min。对传感器输入端与电端子施加1500V电压,持续1min。对传感器输入端与接地端子施加500V电压,持续1min。无击穿无飞弧。

绝逯电阻

绝缘电阻:测跫电源端子对传感器输入端、传感器输入端对地、继电器输出端对地的绝缘电阻。不小于100MΩ

电源电压

电源电压变化:198V?242VAC。

群脉冲

电快速瞬变脉冲群抗扰度:电源端□4KV。

浪涌

浪涌抗扰度:电源端□2KV

抗运输颠震性能

抗运输颠震性能。连续冲击:脉冲波形:近似半正弦波;加速度:100±10m/s?; 脉冲持续时间:16±2ms;脉冲重复频率:60?100次/min;碰撞次数1000± lO次抗倾跌:自由跌落高度为1OOmm,四个面,每面3次。

四、产品的使用情况及市场前景

脉冲加热装置作为专用的焊接装置,同类产品在市场上很少,目前已知的只有日本AVIO公司及国内一家公司生产。与同类产品相比,脉冲加热装置界面友好,操作简单,稳定可靠,成本方面也具有优势。该设备目前已小批量试产,在一家工厂生产使用,从用户的反应情况来看, 产品能够满足用户的生产需要,操作简便,效率高,工作稳定。该设备市场需求增长迅速,随着设备的推广,未来的经济效益可期待。

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