專利名稱：電容式點焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種點焊機(jī)，特別是一種電容式點焊機(jī)。
現(xiàn)有的點焊設(shè)備，從焊接質(zhì)量來說，電容儲能式點焊機(jī)可以說是較好的，但由于采用半波整流電路對貯能電容器充電，控制線路采用有觸點的繼電控制，對充、放電、加壓機(jī)構(gòu)在時間程序上沒辦法做到最合理的控制，因而存在著焊接速度慢、焊接范圍窄、焊接質(zhì)量差等缺點，尤其是對焊件的表面氧化破壞程度嚴(yán)重，直接影響產(chǎn)品的美觀。
本實用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種適用范圍廣、焊接速度快、焊接質(zhì)量極佳的電容式點焊機(jī)。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達(dá)到本實用新型包括氣源開關(guān)、氣源三連體、電磁閥和氣缸、連桿及轉(zhuǎn)軸、焊接電極、電源電路、充、放電主電路、兩塊控制基板、操作板、機(jī)殼，其特征在于電阻RB與電容CB串聯(lián)后并聯(lián)接于電源變壓器B1的初級輸入兩端，電阻RT1并聯(lián)接于橋路ZL的輸出兩端，由可控硅SCRc、貯能電容器Co、保險絲Fo、電阻R與電源電路組成充電回路，由可控硅SCRf、焊接變壓器BW與Co、Fo組成放電回路，相互串聯(lián)的電阻RSD與開關(guān)K1的常閉觸點K1－3、直流電壓表DCV與二極管ZV，以及二極管ZI分別與Co、Fo的串聯(lián)電路并聯(lián)相接，電阻Rw與焊接變壓器Bw的初級繞組并聯(lián)相接，電阻RSc與電容器Csc串聯(lián)后一端與橋路ZL的輸出負(fù)端相接；另一端接可控硅SCRf的陽極，氣源三連體裝于機(jī)殼正面的一側(cè)上，電磁閥和氣缸、連桿和軸套裝于機(jī)殼正面的正上方位置。機(jī)殼正面的另一側(cè)裝有操作板，操作板上裝有直流電壓表、調(diào)整充電電壓旋鈕、充電開關(guān)、操作開關(guān)、調(diào)整開關(guān)、指示燈及保險裝置。其中一塊控制基板內(nèi)包括穩(wěn)壓電路、充電電壓給定電路、比較電路、同步電路、移相脈沖觸發(fā)電路、反饋電路、限壓給定調(diào)整電路。另一塊控制基板內(nèi)包括穩(wěn)壓電路、信號保持、消除電路、動作完成信號電路、過渡電路、脈沖形成與延時電路、延時調(diào)整電路、防止誤重復(fù)動作電路、可控硅聯(lián)鎖電路、限壓保護(hù)電路、延時與脈沖觸發(fā)電路。
本實用新型采用全波整流電路通過可控硅SCRc對貯能電容器Co進(jìn)行快速充電；充電、放電可控硅作為開關(guān)元件輪流導(dǎo)通，氣功加壓機(jī)構(gòu)采用能連續(xù)調(diào)節(jié)壓力的氣源三連體、電磁閥、氣缸、連桿及軸套、電極等組成；兩塊控制基板分別控制充電可控硅SCRc、放電可控硅SCRf的輪流導(dǎo)通和電磁閥M的工作，對三者之中的任一參數(shù)作最佳調(diào)整，并使三者之間的配合達(dá)到最佳狀態(tài)。


圖1為本實用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電源電路6、充放電主電路7的電原理圖；圖3為控制基板8的原理方框圖；圖4為控制基板9的原理方框圖；圖5為控制基板8的電原理圖；圖6為控制基板9的電原理圖。
本實用新型下面將結(jié)合附圖(實施例)作進(jìn)一步詳述參照
圖1、圖2，本實用新型由氣源開關(guān)1、氣源三連體2、裝在殼體內(nèi)的電磁閥和氣缸3、連桿及軸套4、焊接電極5、電源電路6、充放電主電路7、控制基板8、9、裝在操作板10上的直流電壓表、調(diào)整充電電壓旋鈕、充電開關(guān)、操作開關(guān)、調(diào)整開關(guān)、指示燈及保險裝置等組成。在氣源三連體部分有旋鈕能連續(xù)調(diào)整經(jīng)電磁閥進(jìn)入氣缸的空氣壓力，將氣源開關(guān)與氣源三連體裝在機(jī)身正面左上方位置，保證了焊接力方便可調(diào)，從而滿足不同材料的焊接。氣缸通過連桿采用垂直運動形式帶動電極上下運動，并將氣缸與電極活動機(jī)構(gòu)裝于機(jī)身正面正上方位置。
參照圖3、圖4，控制基板8由穩(wěn)壓電路11、充電電壓給定電路12、比較電路13、同步電路14、移相脈沖觸發(fā)電路15、反饋電路16、限壓給定調(diào)整電路17組成?？刂苹?由穩(wěn)壓電路18、信號保持、消除電路19、動作完成信號電路20、過渡電路21、脈沖形成與延時電路22、延時調(diào)整電路23、防止誤重復(fù)動作電路24、可控硅聯(lián)鎖電路25、限壓保護(hù)電路26、延時與脈沖觸發(fā)電路27組成。
本實用新型的工作步驟是開機(jī)后先是貯能電容器Co充電，踩一下腳踏開關(guān)KF，由腳踏開關(guān)發(fā)出動作信號，電極下降對焊件施以焊接力，緊接著是電容器對焊件放電使之熔接，最后是電極上升復(fù)位，電極上升的同時，貯能電容又被自動充電，為下一次焊接作準(zhǔn)備，一個焊接過程結(jié)束。下面就按這一順順結(jié)合附圖2、圖5、圖6來說明詳細(xì)的工作過程首先是使貯能電容器Co充電。從主電路原理圖2可知，當(dāng)焊機(jī)接上電源，從R－T端輸入220V交流電壓，打開空氣開關(guān)HK和充電開關(guān)K1－1，由電源變壓器B1升壓和橋式整流電路整流后輸出直流脈動電壓經(jīng)可控硅SCRc和電阻R對貯能電容器Co進(jìn)行充電，Co充電電壓值的大小是由可控硅SCRc導(dǎo)通角決定的，SCRc的導(dǎo)通角是由控制基板8控制的。見控制基板8原理圖5(下面簡稱8)，8的2－3腳接12－13線、4－5腳接14－15線，分別從控制變壓器B2獲取電源電壓和同步電壓。由2－3腳輸入的交流電壓經(jīng)ZLc1整流、RC1、C1、Rc2、C2、C3濾波，再由CZ1～CZ6穩(wěn)壓后輸出一穩(wěn)定的直流電壓供8的各電路工作。比較電路的一臂TRc1的基極接反饋電路的Wc1，剛開機(jī)時，Co的充電電壓為零，14腳沒有反饋輸入，TRc1的基極電位由穩(wěn)壓管CZ8決定的，是一個穩(wěn)定值；比較電路的另一臂TRc2的基極接給定電路的電位器，開機(jī)時WTV處于初始位置，比較電路輸出一對應(yīng)的電壓值經(jīng)CZ9、Rc10至TRc3的基極，TRc3的集電極便有一對應(yīng)的電壓值去控制雙基極管UJT工作，從而使脈沖變壓器BM輸出一對應(yīng)的脈沖從17－18腳輸出至SCRc的控制極(18線)和陰極(10線)之間，SCRc導(dǎo)通并有一對應(yīng)的導(dǎo)通角，使Co的充電電壓值達(dá)到最初充電值。調(diào)節(jié)WTV，即改變比較電路的給定量，比較電路輸出的電壓值隨之改變，TRc3的集電極電位也發(fā)生變化，這樣，觸發(fā)電路輸出的脈沖信號周期也不同，不同周期的觸發(fā)脈沖信號使SCRc的導(dǎo)通角不同，最終使Co的充電電壓值也不同。因而調(diào)節(jié)WTV，可使電容器Co的充電電壓值在0～450V之間作連續(xù)調(diào)節(jié)。Co的充電電壓值經(jīng)RT2衰減后由14腳輸入再經(jīng)Wc1取樣反饋給比較電路，調(diào)節(jié)Wc1，適當(dāng)調(diào)整負(fù)反饋的大小，可以使貯能電容器在充電過程中既快速又平穩(wěn)。另外，限壓保護(hù)給定電路由1腳經(jīng)RT3與主電路10線相接，電容器Co的充電電壓值經(jīng)RT3衰減后由Wc3取樣去控制TRc4導(dǎo)通或截止，調(diào)節(jié)Wc3，可以使TRc4對應(yīng)不同的Co值時導(dǎo)通，由8腳輸出一低電平經(jīng)16線進(jìn)入控制基板9(詳見圖6)的18腳，使保護(hù)電路工作，保護(hù)電路的工作過程待后敘。
充電完畢，打開操作開關(guān)K2，K2－1閉合，見控制基板9(下面簡稱9)原理圖6，9的1－2、3－4腳分別接主電路的36－37線，從控制變壓器B2獲取一交流電壓，該交流電壓經(jīng)ZLs整流，Cs1－Cs4濾波和1Cs穩(wěn)壓后輸出一穩(wěn)定的直流電壓供各電路工作。當(dāng)踩一下腳踏開關(guān)KF，使6腳與地(11線)短接，A點的電位為零，TRs1截止，PUTs1導(dǎo)通后并保持，B點由高電平轉(zhuǎn)為低電平，該低電平信號分成三路去控制不同的電路工作。
B點的低電平信號第一路經(jīng)Rs7使TRs3截止、TRs4導(dǎo)通，導(dǎo)通電流由22腳輸出經(jīng)主電路的40線接電磁閥M的驅(qū)動三極管TRs基極，使TRs導(dǎo)通，電磁閥線圈M得電工作，壓縮空氣經(jīng)電磁閥進(jìn)入氣缸使電極下降，對焊件進(jìn)行加壓。
B點的低電平信號第二路經(jīng)Rs22使TRs10截止，使延時調(diào)整電路開始進(jìn)入預(yù)備工作狀態(tài)。
B點的低電平信號第三路經(jīng)Rs11使TRs5由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，PUTs2在TRs5截止后延時一極短時間導(dǎo)通，PUTs2導(dǎo)通后，C點的電位由高電平轉(zhuǎn)為低電平，該低電平信號又分成兩路C點的低電平信號一路經(jīng)Rs15使TRs16由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，D點轉(zhuǎn)為高電位，D點的高電位經(jīng)Rs17、SZ4、Rs18對電容器Cs7充電，隨著Cs7充電電壓的升高，TRs7的基極電位上升，當(dāng)上升到一定值時TRs7導(dǎo)通，TRs7的集電極為低電壓，該低電位由5腳輸出經(jīng)17線去接控制基板8的10腳，觸發(fā)電路的UJT發(fā)射極E也為低電位，脈沖變壓器BM沒有觸發(fā)脈沖信號輸出，可控硅SCRc關(guān)閉。該聯(lián)鎖電路的作用是使放電可控硅SCRf導(dǎo)通之前保證充電可控硅SCRc絕對關(guān)閉。D點的高電位經(jīng)Rs19使TRs8導(dǎo)通，使H點的電位處于低電位，TRs16截止，PUTs6導(dǎo)通，從I處輸出脈沖經(jīng)Rs44使TRs17、18導(dǎo)通，BMs輸出脈沖信號從20腳輸出，經(jīng)28線、Zf去控制可控硅SCRf導(dǎo)通，貯存在Co內(nèi)的電能便通過SCRf對焊接變壓器Bw快速放電，在Bw次級感應(yīng)到一極大的電流通過電極使焊件熔接。SCRf在Co放電完畢后自動關(guān)閉。
C點的低電平信號另一路經(jīng)Rs21使TRs9截止，這時，TRs9、TRs9均已截止，延時調(diào)整電路開始延時，電源電壓經(jīng)Ws1、Rs23對電容器Cs8的充電電壓上升到一定值時，PUTs3導(dǎo)通，E點由高電位轉(zhuǎn)為低電位。調(diào)節(jié)Ws1，可控制Cs8的充電電流，控制PUTs3的導(dǎo)通時間，從而控制焊接時間的長短。E點的低電平信號又分成二路E點的低電平信號一路經(jīng)Rs33使TRs14截止，由SZ9輸出一高電平信號經(jīng)Rs4使TRs2導(dǎo)通，TRs2一導(dǎo)通，PUTs1截止，B點的低電平被消除(恢復(fù)高電平)，TRs4恢復(fù)截止，22腳無信號輸出，驅(qū)動管TRs截止，M失電復(fù)位，電極上升。與此同時，C點也恢復(fù)高電平，D點恢復(fù)低電平，TRs7截止，被聯(lián)鎖電路關(guān)閉的光電可控硅又恢復(fù)導(dǎo)通，Co又被充電至設(shè)定值，一次焊接過程結(jié)束。
E點的低電平信號另一路進(jìn)入防止誤重復(fù)動作電路，該電路的工作過程是這樣的腳踏開關(guān)在焊機(jī)完成一次工作后若仍沒有被放開，該電路中的Rs28與地短接，TRs12處于截止?fàn)顟B(tài)，由E點來的低電平信號使TRs11截止，PUTs4導(dǎo)通并保持，在F點輸?shù)碗娖绞筎Rs13截止，集電極轉(zhuǎn)為高電平，經(jīng)SZ10 使TRs2導(dǎo)通，信號消除電路一直處于工作狀態(tài)，只有放開腳踏開關(guān)，TRs2才會恢復(fù)截止，信號保持電路才恢復(fù)工作，這樣可以保證每踩一次腳踏開關(guān)，焊機(jī)對應(yīng)工作一次，不會因操作者腳踏時間的長短不一，造成焊機(jī)的重復(fù)動作，使焊件被損壞或造成安全事故。
限壓保護(hù)電路的工作過程是這樣的當(dāng)貯能電容器Co的充電電壓超過某一限定的值時，控制基板8的限壓保護(hù)給定電路的TRc4導(dǎo)通，由8腳輸出一低電平信號，該信號經(jīng)16線進(jìn)入控制基板9的18腳，經(jīng)SZs1、Rs35使TRs15截止，PUT35導(dǎo)通，在G點輸出一低電平信號，該低電平信號使H點也為低電平，H點的低電平信號使觸發(fā)脈沖電路輸出脈沖信號觸發(fā)可控硅SCRf導(dǎo)通，這樣造成充、放電可控硅同時導(dǎo)通，造成主電路的電流成倍增加，空氣開關(guān)HK自動跳閘，切斷主電路電源，確保貯能電容器不會因充電電壓值超過其額定值而被擊穿。
本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1.焊接速度快、適用范圍廣，焊接質(zhì)量佳，焊接表面的熱變形、氧化現(xiàn)象極少，且光滑美觀。
2.結(jié)構(gòu)合理，操作簡單方便，充電、放電、加壓三者之間在時間上的相互配合非常緊湊，能廣泛適用于各類金屬之間板材或線絲的焊接。
權(quán)利要求1.一種電容式點焊機(jī)，包括氣源開關(guān)1、氣源三連體2、電磁閥和氣缸3、連桿及轉(zhuǎn)軸4、焊接電極5、電源電路6、充放電主電路7、控制基板8、9、操作板10、機(jī)殼11，其特征在于電阻RB與電容CB串聯(lián)后并聯(lián)接于電源變壓器B1的初級輸入兩端，電阻RT1并聯(lián)接于橋路ZL的輸出兩端，由可控硅SCRc、貯能電路Cc、保險絲Fo、電阻R與電源電路組成充電回路，由可控硅SCRf、焊接變壓器Bw與Co、Fo組成放電回路，相互串聯(lián)的電阻RSD與開關(guān)K1的常閉觸點K1-3、直流電壓表DCV與二極管ZV，以及二極管ZI分別與Co、Fo的串聯(lián)電路并聯(lián)相接，電阻RW與焊接變壓器BW的初級繞組并聯(lián)相接，電阻RSC與電容器Csc串聯(lián)后一端與橋路ZL的輸出負(fù)端相接，另一端接可控硅SCRf的陽極，氣源三連體2裝于機(jī)殼正面的一側(cè)上，電磁閥和氣缸3、連桿和軸套4裝于機(jī)殼正面的正上方位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點焊機(jī)，其特征在于機(jī)殼正面的另一側(cè)裝有操作板10，操作板上裝有直流電壓表、調(diào)整充電電壓旋鈕、充電開關(guān)、操作開關(guān)、調(diào)整開關(guān)、指示燈及保險裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點焊機(jī)，其特征在于控制基板8內(nèi)包括穩(wěn)壓電路11、充電電壓給定電路12、比較電路13、同步電路14、移相脈沖觸發(fā)電路15、反饋電路16、限壓給定調(diào)整電路17。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點焊機(jī)，其特征在于控制基板9內(nèi)包括穩(wěn)壓電路18、信號保持、消除電路19、動作完成信號電路20、過渡電路21、脈沖形成與延時電路22、延時調(diào)整電路23、防止誤重復(fù)動作電路24、可控硅聯(lián)鎖電路25、限壓保護(hù)電路26、延時與脈沖觸發(fā)電路27。
專利摘要本實用新型涉及一種電容式點焊機(jī)，它由氣源開關(guān)、氣源三連體、裝在機(jī)殼內(nèi)的電磁閥和氣缸、連桿及軸套、焊接電極、電源電路、充放電主電路及其控制基板、操作板等組成。本實用新型采用全波整流后對電容快速充電，且充電開關(guān)元件采用無觸點的可控硅，并由氣動元件組成加壓機(jī)構(gòu)，由全電子元件集成線路控制充、放電可控硅的輪流導(dǎo)通和電磁閥動作。本實用新型可廣泛應(yīng)用于各類金屬之間板材或線絲的焊接，且焊接速度快，焊接效果極佳。
文檔編號B23K9/10GK2068030SQ9020752
公開日1990年12月26日 申請日期1990年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月22日
發(fā)明者劉國英, 衛(wèi)永樂 申請人:廣州市太陽電器廠