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脉冲加热装置的工作过程参数指标及其应用前景
编辑: 来源: 发布时间:2017-10-16 10:55:11

随着时代的发展,各种接插件尤其址手机、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。传统的人上焊接速度慢、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。

脉冲加热装置的工作界面

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2001的变压器后与焊头连接,焊头电阻很小,这样流过焊头的电流就很大,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。

脉冲加热装由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,可硅控模块用以控制输出。

 

脉冲加热装置的硬件结构

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:CPUEEPROMIO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、哈佛总线结构,90DMIPs运行速度,72MHZ主频运行的CPUSTM32F103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IO口采样,该芯片的采样周期最快能到lus,满足10ms的采样需求。采样精度为12bit,也能达到对控制精度的需求。

为了能够实现失电记忆功能,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。主控板具自键盘接口、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、翻页键等通用键用十查看、修改程序及参数等通用操作。

脉冲加热装置按键板

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,只有在其诊断正常后才能进入主界面。这些检查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。排除异常后,按复位键,如果一切正常再次转到主界面,如果异常末排除,将停留在警告界面。

主界面为运行界面,如图4所不,左上角为用户的程序编号,产品能够储存1 5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,显示最高温度值足为了避免温度过高烧坏器件。第一段温度足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不用户一次焊接完成。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,只需将工件推人工位,就可以进行焊接,几秒钟次焊接就可以完成。

 

脉冲加热装置工作界面 

二、产品的技术参数

1.产品的功能参数

 

脉冲加热装置的功能参数

2. 产品的性能参数

脉冲加热装置性能参数

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企业及国内一家企业生产。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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