專利名稱：一種精密點(diǎn)焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子元器件生產(chǎn)設(shè)備中的一種精密點(diǎn)焊機(jī)，其主要 應(yīng)用于各種帶小線圈電子元器件制作中對(duì)漆包線引出接點(diǎn)的焊接，也可應(yīng)用 于對(duì)各種微細(xì)工件的精密焊接。
背景技術(shù)：
直接焊接漆包線技術(shù)是一種新的技術(shù)，本專利申請(qǐng)人接連申請(qǐng)了包括可
直接焊漆包線的點(diǎn)電焊機(jī)(專利號(hào)011147857)、點(diǎn)電焊焊頭(專利號(hào)011 14808X)、預(yù)應(yīng)力點(diǎn)電焊電才及(專利號(hào)932453775)、電阻焊焊頭及其制備方法 (專利申請(qǐng)?zhí)?0051212592)、帶壓力顯示的點(diǎn)電焊機(jī)機(jī)頭(專利號(hào)01114856X)、 點(diǎn)電焊機(jī)焊頭夾(專利號(hào)011148314)、帶光源的焊頭夾(專利號(hào)zL012423203)、 直接焊接漆包線點(diǎn)電焊焊頭的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置(申請(qǐng)?zhí)?004100152231、) 等多項(xiàng)專利，使直接焊接漆包線技術(shù)日趨成熟。
但是各種現(xiàn)有技術(shù)中的焊機(jī)焊頭壽命都不長，有的只有幾百個(gè)焊點(diǎn)。由 于焊頭壽命短，極大地影響直接焊接漆包線技術(shù)的推廣應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種精密點(diǎn)焊機(jī)，其可保證焊機(jī)為直接焊 接漆包線提供精確的脈沖輸出，以提高直接焊接漆包線的焊頭的使用壽命。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開一種一種精密點(diǎn)焊機(jī)，包括主 電源、焊頭和機(jī)頭，主電源包括阻焊變壓器和電源控制裝置，主電源通過電 源控制裝置為焊接提供階梯波狀脈沖輸出，機(jī)頭在焊接時(shí)把阻焊變壓器的輸 出端和焊頭連接。
所述的電源控制裝置包括用于提供脈沖輸出的控制電路、用于提供信號(hào) 給所述控制電路以調(diào)節(jié)脈沖輸出的至少一個(gè)功能鍵、和與控制電路電性連接 供輸出信息的顯示裝置。
所述電源控制裝置所提供的階梯波由Z0、第一階梯(V1)、第二階梯(V2)
和焊接時(shí)間(T)組成，其中，脈沖輸出以一定的角度(e)上升至第一階梯，維
持一段特定時(shí)間后繼續(xù)上升至第二階梯，并在第二階梯維持至輸出結(jié)束。
所述第二階梯的電壓值為設(shè)定值，第一階梯的電壓值為設(shè)定值的50%至 100%之間，第一階梯的維持時(shí)間約為設(shè)定焊接時(shí)間的一半。電源控制裝置中至少有一個(gè)功能鍵用于調(diào)節(jié)第一階梯幅度。所述輸出脈沖上升的角度9值可
調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為45度<0<90度。電源控制裝置中至少有一個(gè)功能鍵用于調(diào)節(jié)
輸出脈沖上升角度。所述電源控制裝置上安裝有方波和階梯波的切換開關(guān)。 所述的焊機(jī)為電容儲(chǔ)能式焊機(jī)或逆變電源焊機(jī)。
所述點(diǎn)焊機(jī)機(jī)頭為帶壓力顯示的點(diǎn)焊機(jī)機(jī)頭。
所述點(diǎn)焊機(jī)的焊頭為點(diǎn)焊焊頭或電阻焊焊頭或一對(duì)平行電極或一對(duì)上下 電極。
所述電源控制裝置控制電路所提供的階梯波的脈沖輸出可通過數(shù)字電路
DAC實(shí)現(xiàn)，或采用恒流源對(duì)電容充電及電位切換實(shí)現(xiàn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型 一種精密點(diǎn)焊機(jī)的主電源通過電源控制裝 置為焊接漆包線提供階梯波的脈沖輸出，減少了燒除漆包線的絕緣漆時(shí)過大 的電流對(duì)焊頭的損傷，延長了焊頭的使用壽命。


圖1為本實(shí)用新型 一種精密點(diǎn)焊機(jī)所輸出脈沖幅度和寬度構(gòu)成階梯波的 坐標(biāo)圖； —
圖2為焊機(jī)電路原理圖和A點(diǎn)的位置圖3為通過數(shù)字電路DAC實(shí)現(xiàn)如圖l所示階梯波的電路圖4為采用恒流源對(duì)電容充電及電位切換實(shí)現(xiàn)如圖1所示階梯波的電路
圖5為圖4中采用C8051F020單片機(jī)的電路圖的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DACO輸出的波 形示意圖6為式(2)中參數(shù)e和T的關(guān)系曲線示意圖7為圖4中采用恒流源對(duì)電容充電形成斜波的實(shí)施例的參數(shù)擾Uc(t)-t的 關(guān)系曲線圖示意。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型一種精密點(diǎn)焊機(jī)的具體實(shí)施方式
。
要直接焊接漆包線， 一般需要使用預(yù)應(yīng)力點(diǎn)電焊電極(專利號(hào)為 932453775)、點(diǎn)說明書第3/9頁
號(hào)20051212592)中所揭示的焊頭。從這幾種焊頭的結(jié)構(gòu)來看，構(gòu)成焊頭的二 個(gè)電極的尖端分別是應(yīng)力接觸歐姆接觸或者是連體的。本實(shí)用新型經(jīng)過大量 的實(shí)驗(yàn)、研究和分析，直接焊接漆包線的原理可概括為焊接時(shí)導(dǎo)通電流， 由于漆包線上有絕緣層，電流全部流經(jīng)焊頭的二個(gè)電極的尖端，使焊頭尖端 產(chǎn)生電火花，把與焊頭接觸的絕緣漆燒除剝脫，棵露金屬；之后，由于漆包 線內(nèi)銅芯的導(dǎo)電率和金屬基底的導(dǎo)電率都大于電極材料的導(dǎo)電率，在焊接力 和電阻熱的共同作用下，焊頭與工件的接觸電阻小于二個(gè)電極尖端的接觸電 阻，大量電流轉(zhuǎn)而流入工件，實(shí)現(xiàn)在同一脈沖輸出完成電阻焊焊接，而此時(shí) 流經(jīng)二個(gè)電極尖端的電流成為偏置電流。
直接焊接漆包線的整個(gè)過程，視漆包線線徑的大小， 一般只需幾毫秒到 十幾毫秒即可完成?？芍苯雍钙岚€的點(diǎn)電焊機(jī)(專利號(hào)011147857)或現(xiàn)有技 術(shù)中的其它精密焊機(jī)一般只要求焊機(jī)輸出的電流電壓穩(wěn)定，即輸出脈沖波形 大都是方波或接近方波。但是，根據(jù)上述直接焊接漆包線的焊接原理，在漆 包線絕緣漆未除去前，大量電流首先通過接觸或連體的二個(gè)電極尖端并產(chǎn)生 電火花，隨著焊接工作的持續(xù)，二個(gè)電極尖端反復(fù)產(chǎn)生的電火花必然影響其 結(jié)構(gòu)。當(dāng)二個(gè)電極尖端不能再產(chǎn)生電火花時(shí)，絕緣漆即無法燒除，焊接也就 不能進(jìn)行。所以現(xiàn)有焊機(jī)的焊頭壽命都不長，有的只有幾百個(gè)焊點(diǎn)，這極大 地影響直接焊接漆包線技術(shù)的推廣應(yīng)用。
申請(qǐng)人認(rèn)為雖然直接焊接漆包線的時(shí)間很短，只有幾毫秒到十幾毫秒， 但整個(gè)過程還是可以劃分為"燒除絕緣漆"和"焊接"二個(gè)時(shí)段，這樣就可 以提出燒除絕緣漆時(shí)段和焊接時(shí)段所需要的電流是否相等 原先的脈沖波型 以方波輸出是否合理？如何為直接焊接漆包線提供精確的電流？
為此，本實(shí)用新型借助了以1萬張/秒頻率的"高速攝影儀"對(duì)直接焊 接漆包線的全過程進(jìn)行拍攝，借用"電阻焊測(cè)試分析儀"測(cè)量直接焊接漆包 線過程的電流和電壓實(shí)際波形；同時(shí)測(cè)量整個(gè)焊接過程的動(dòng)態(tài)電阻情況，借 助上述高科技手段和科學(xué)的分析，.總結(jié)出上述直接焊接漆包線的焊接原理， 同時(shí)還得出下述的結(jié)果
1.燒除漆包線絕緣漆并不需要焊接那么大的電流，盡管被焊接漆包線線 徑有大小的不同，燒除絕緣漆所需的電流約為焊接的65% ~85%左右。也就 是說，既要保證二個(gè)電極尖端產(chǎn)生電火花用以燒除絕緣漆，又避免輸出焊接 時(shí)那么大的電流導(dǎo)致二個(gè)電極尖端產(chǎn)生的電火花太大，因?yàn)闊岚€時(shí)段過大的電流對(duì)焊頭尖端是有害的。高速攝影的照片還顯示，在焊接時(shí)段，二 個(gè)電極尖端反而沒有電火花，說明此時(shí)電流是轉(zhuǎn)向流入焊件，而流經(jīng)二個(gè)電 才及尖端的電濟(jì)b成為偏置電5克。
2.燒除絕緣漆所需要的脈沖時(shí)間和焊接所需要的脈沖時(shí)間大致相等。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)分析研究的結(jié)果，本實(shí)用新型焊機(jī)包括主電源、焊頭和機(jī) 頭，其中主電源為焊機(jī)的主要部分，主電源包括一個(gè)阻焊變壓器和電源控制 裝置，阻焊變壓器上有輸出和輸出電纜，而電源控制裝置則調(diào)控阻焊變壓器 的輸出，所以在焊接領(lǐng)域， 一般說悍機(jī)就是說主電源，而焊頭和機(jī)頭則為焊 機(jī)的配套設(shè)施，其中焊頭也稱電極，需和阻焊變壓器的輸出連接方可進(jìn)行焊 接工作，而機(jī)頭即是為其提供連接和提供焊接力的部分。在本實(shí)用新型中的
焊頭，可使用點(diǎn)電焊焊頭(專利號(hào)01114808X)或電阻焊焊頭(專利號(hào) 20051212592)，如果不是焊4妄漆包線，也可使用一對(duì)平4亍電才及或上下電才及，而 機(jī)頭即可選用點(diǎn)電焊枳4凡頭(專利號(hào)01114856X)。
焊機(jī)主電源是本實(shí)用新型的主要內(nèi)容。主電源一般選用功率因素高，響 應(yīng)速度快，加熱集中，焊接時(shí)間短的電容儲(chǔ)能式焊機(jī)，也可以選用逆變電源 焊機(jī)，以電容儲(chǔ)能式焊機(jī)為例，電容儲(chǔ)能式焊機(jī)一般都是以一個(gè)個(gè)方波的脈 沖輸出，并通過調(diào)節(jié)脈沖幅度(電壓)來控制輸出電流的大小，電容儲(chǔ)能式焊機(jī) 每個(gè)輸出脈沖的寬度(時(shí)間)很短， 一般只有幾毫秒到十幾毫秒，本實(shí)用新型通 過電源控制裝置，把這么短的脈沖再劃分為二部分，分別為脈沖輸出的前半 部分和脈沖輸出后半部分，由于二部分的幅度不相等，形狀類似階梯，所以 可稱之為階梯波，脈沖輸出的前半部分為第一階梯，脈沖輸出的后半部分為 第二階梯，如說明書附圖所示階梯波原組成包括脈沖上升角度9，第一階梯 vl 、第二階梯V2和脈沖輸出時(shí)間T。脈沖輸出開始，脈沖電壓以一定的角度 9上升，該^0是可調(diào)的，當(dāng)上升至一定高度并在該高度維持，該高度和維持時(shí) 間組成第一階梯VI， VI的高度為設(shè)定值的一定百分比，且該百分比可調(diào)， 調(diào)節(jié)范圍一般可選用50%至100%，而維持的時(shí)間約為設(shè)定脈沖輸出時(shí)間的 一半。第一階梯為燒除絕緣漆提供合適的電流；隨之電壓繼續(xù)上升至設(shè)定電 壓的高度，并在該高度維持至脈沖時(shí)間結(jié)束，該時(shí)段稱之為第二階梯v2，第
二階梯V2為焊接提供合適的電流。由于ze是可變的，當(dāng)ze確定，電壓上升
至第一階梯的時(shí)間也可確定，所以在設(shè)置脈沖時(shí)間時(shí)可不另外增加電壓上升 至第一階梯的時(shí)間。具體的，所述的電源控制裝置包括用于提供脈沖輸出的控制電路、用于 提供信號(hào)給所述控制電路以調(diào)節(jié)脈沖輸出的至少 一個(gè)功能4建、和與控制電路 電性連接供輸出信息的顯示裝置。
本實(shí)用新型一種精密點(diǎn)焊機(jī)在脈沖輸出的設(shè)定中，不但有脈沖輸出幅度 和寬度的設(shè)定鍵，也即電源控制裝置的功能鍵之一，還把一個(gè)脈沖輸出劃分
為第一階梯VI和第二階梯V2組成階梯波。由于^L焊接漆包線有線徑大小不 同，有絕緣漆材料的不同，還有絕緣漆厚薄的不同等等，所以本實(shí)用新型把 第一階梯幅度設(shè)置為靈活可調(diào)，在所述功能鍵中，還設(shè)有對(duì)第一階梯V1的幅 度可調(diào)的按鍵，調(diào)節(jié)的范圍為設(shè)定脈沖幅度值的50%至100%。同時(shí)，對(duì)脈 沖上升角度9也設(shè)置為靈活可調(diào)，在焊機(jī)的其它功能鍵中，還設(shè)有對(duì)脈沖上升 角度d可調(diào)的按鍵，調(diào)節(jié)的范圍為45度至90度。以滿足對(duì)焊接不同漆包線和 工件的需要。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型階梯波的形成啦支進(jìn)一步的iJL明。 以調(diào)節(jié)脈沖輸出幅度(電壓)來控制電流輸出的電容儲(chǔ)能式焊機(jī)為例，圖1 為輸出脈沖幅度和寬度構(gòu)成階梯波的坐標(biāo)圖，縱坐標(biāo)V為輸出脈沖幅度(電壓， 單位V),橫坐標(biāo)T為輸出脈沖寬度(時(shí)間，單位ms)。階梯波的結(jié)構(gòu)由脈沖上 升角度^e、第一階梯V1、第二階梯V2和焊接時(shí)間T構(gòu)成。脈沖輸出的起始， 脈沖幅度V以一定的角度d上升，其中Z8大于或等于45,小于或等于90度。
當(dāng)脈沖幅度上升至設(shè)定值的一定百分比，在該幅度維持，維持的時(shí)間約為脈
寬設(shè)定值的一半，該時(shí)段稱之為第一階梯VI，隨之幅度再上升至設(shè)定值并在 該幅度維持至脈沖輸出結(jié)束。該時(shí)段稱之為第二階梯v2。說明書附圖1中， ^0=75度設(shè)定的脈沖幅度為l.Ov,焊接時(shí)間為8ms,當(dāng)要求第一階梯為設(shè)定 幅度的75%(3/4)，那么輸出脈沖幅度以75度上升至0.75v,并在0.75v維持 4ms構(gòu)成了第一階梯VI,然后脈沖幅度再上升至1.0v維持4ms，構(gòu)成了第二 階梯V2。
由于ze是可變的，在確定了ze的值后，脈沖幅度上升至設(shè)定值的第一個(gè)
階梯的時(shí)間就確定，故在設(shè)置脈沖寬度時(shí)不需要另外增加該^0上升的時(shí)間。
本設(shè)置階梯波是在同 一脈沖輸出完成，第 一個(gè)階梯是用以燒除漆包線上 的絕緣漆，第二個(gè)階梯用以焊接。它和有些文獻(xiàn)介紹把焊接劃分為幾個(gè)波形， 如有預(yù)熱脈沖、焊接脈沖、維持脈沖是完全不同的概念。預(yù)熱脈沖、焊接脈沖、維持脈沖這幾個(gè)脈沖是各自獨(dú)立的輸出，預(yù)熱脈沖和焊接脈沖之間，或 者是焊接脈沖和維持脈沖之間都有一定的間歇時(shí)間，而本設(shè)置階梯波第 一個(gè) 階梯與第二個(gè)階梯完全是連續(xù)的，二個(gè)階梯之間沒有間歇。
本實(shí)用新型階梯波的脈沖輸出電阻悍點(diǎn)焊機(jī)，不但可以應(yīng)用在焊接漆包 線，對(duì)于微細(xì)工件的精密焊接，如印刷電路板的修補(bǔ)、太陽能電池的連接、 醫(yī)療、國防、航天航空上各種儀器儀表的焊接，以階梯波的第一階梯作預(yù)熱， 對(duì)于減少飛濺，提高焊接質(zhì)量，都比采用傳統(tǒng)的與焊接脈沖有間歇的預(yù)熱脈 沖效果更好，這與被焊工件太細(xì)小，在間歇期熱量很容易散失有關(guān)。同時(shí)， 由于電容儲(chǔ)能式焊機(jī)放電時(shí)間短,瞬時(shí)電流峰值高，本實(shí)用新型階梯波的脈 沖上升角度可以有效扼制瞬時(shí)大電流對(duì)工件的沖擊，減少電極與工件的粘連， 提高電極的使用壽命。當(dāng)然，焊接這些非漆包線的微細(xì)工件，就應(yīng)使用平行 電才及或上下電才及。
下面再進(jìn)一步結(jié)合專利011147857焊機(jī)的電路，說明如何在電路上獲得 設(shè)置的階梯波。
圖2是專利011147857焊機(jī)的電路原理圖，由圖2可知，只要在A點(diǎn)施 加一個(gè)幅度適當(dāng)、形狀任意的電壓波型，經(jīng)過放大與反饋電路的共同作用， 就能在脈沖變壓器的輸出端得到一個(gè)幅度成比例而形狀相同的電壓波形。
因此若要焊機(jī)輸出如圖l的電壓波形，就要在A點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)幅度成比例 而形狀與圖一相同的電壓波形。要產(chǎn)生如圖1所示的電壓波形的方法有多種， 在電路結(jié)構(gòu)上可采用模擬電路或數(shù)字電路作為電源控制裝置的控制電路，或 者模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合。圖3為通過數(shù)字電路DAC實(shí)現(xiàn)在焊機(jī)輸出 端得到如圖1的階梯波型的電路圖；圖4為采用恒流源對(duì)電容充電及電位切 換實(shí)現(xiàn)在焊機(jī)輸出端得到如圖1的階梯波型的電路圖。
下面分別說明兩電路的工作過程。
圖3中采用C8051F020單片機(jī)，它是一個(gè)集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)(SOC)， 其運(yùn)行速度高達(dá)25MPIS,具有多種功能模塊。其片內(nèi)具有兩個(gè)12位數(shù)模轉(zhuǎn) 換器DACO和DACl,轉(zhuǎn)換速度可高達(dá)lMHz。完全可以滿足本焊機(jī)的應(yīng)用要 求，完成整部焊機(jī)的控制工作，輸出精確而平滑的電壓波形。電路中，DACO 用于輸出如圖5所示的電壓波形，波形的形狀由程序運(yùn)算產(chǎn)生，電壓波形信 號(hào)經(jīng)過一個(gè)電壓跟隨器(U7324-B)，再經(jīng)電容C32進(jìn)行平滑濾波，加到A點(diǎn)上；DAC1則根據(jù)輸入的設(shè)定電壓值，經(jīng)過程序運(yùn)算輸出相應(yīng)的電壓值Ua到充電 電路，調(diào)節(jié)儲(chǔ)能電容C30的電壓，以保證C30有足夠的能量輸出，形成符合 要求的完整的輸出波形。
在空閑時(shí)，單片機(jī)不斷讀取電壓撥盤和時(shí)間披盤的數(shù)據(jù)。根據(jù)時(shí)間撥盤 設(shè)定的數(shù)值，設(shè)定定時(shí)器來控制輸出脈沖的寬度t;根據(jù)電壓拔盤設(shè)定的數(shù)值 設(shè)定DAC1的輸出電壓Ua，從而調(diào)節(jié)儲(chǔ)能電容C30的電壓，同時(shí)還計(jì)算出 DACO的一組輸出凄t據(jù)，4吏它輸出形狀如圖1的電壓波形。該組^:據(jù)與用戶所 設(shè)定電壓值相對(duì)應(yīng)，并隨著設(shè)定值的改變而改變。DACO輸出數(shù)據(jù)組根據(jù)式 (1 )， ( 2 )進(jìn)行運(yùn)算
Uo —______ —一~1~1一一tii--Tim--，■ ii ■ I" ■ ■
1 V
Un=tg6xtQ=tg6xii x T=tg8xn x—
f----------(2)
式(1 )中Dn表示DACO要輸出的第n個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，Uo表示DACO 輸出的滿幅電壓值，^表示滿幅輸出時(shí)的數(shù)據(jù)。式(2)中9是電壓上升角度，T 是DACO更新周期，9和T都由程序進(jìn)行設(shè)定，可方便地調(diào)節(jié)。它們的關(guān)系 如圖6所示。
在空閑時(shí)，DACO輸出電壓為OV，當(dāng)滿足觸發(fā)條件時(shí)，在單片機(jī)62腳產(chǎn) 生負(fù)跳變，發(fā)生中斷，單片機(jī)即從0V開始到Ul、 U2、 U3每隔一個(gè)周期T 輸出一個(gè)數(shù)值，在DAC0輸出引腳(100腳)形成緩升的氈譽(yù)電壓，經(jīng)過電壓跟 隨器和電容C32濾波加到A點(diǎn)上；當(dāng)斜波電壓值達(dá)到了 3U/4時(shí)，DACO就保 持當(dāng)前電壓值不變，并啟動(dòng)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)；當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)到t/2， DACO輸出第 n+1個(gè)轉(zhuǎn)換數(shù)值，使輸出電壓達(dá)到u ，并保持當(dāng)前電壓值t/2時(shí)間不變，當(dāng)時(shí) 間到達(dá)第二個(gè)t/2時(shí)刻，DACO輸出立即變?yōu)?V,結(jié)束一個(gè)輸出過程。這樣在 A點(diǎn)上就形成了一個(gè)寬度為t,形狀如圖5的電壓波形；同時(shí)也達(dá)到目的在 輸出端也得到了一個(gè)幅度與設(shè)定值一致，形狀如圖5的電壓波形。
由此可知，只要DAC0的更新周期T足夠小(如10微秒)，則在整個(gè)輸出 過程中，電壓波形的上升過程可以認(rèn)為是平滑的。并且波形的形狀包括上升 角度，第一階梯的幅度比例、寬度比例和脈沖的寬度t完全由程序決定，所以 就很容易實(shí)現(xiàn)Z錢在《90度內(nèi)可調(diào)和實(shí)現(xiàn)第 一階梯波在《100%設(shè)定值u可調(diào)。圖4采用恒流源對(duì)電容充電形成斜波，用電位切換形成階梯波，結(jié)合程
序控制即可產(chǎn)生如圖l所示的電壓波形。其中斜波的上升斜率由R108和C12 共同決定，而階梯波的幅度比例由R95和R107決定，寬/復(fù)比例和月永沖寬度t 由程序控制。圖中Q7、 Q8、 Q9、 R108構(gòu)成典型晶體管鏡像恒定電流源(簡稱 恒流源)，c12為恒流源的負(fù)截。
其波形產(chǎn)生過程說明如下
在空閑時(shí)，單片機(jī)隨時(shí)等待觸發(fā)信號(hào)，CON1==0, Q4截止，CON3=l， Q5截止，CON2=0， Q6導(dǎo)通，把C12電壓Uc ^立到零，故Ub為O。故U7 一C構(gòu)成的電壓跟隨器輸出也為0V。充電電路根據(jù)設(shè)定電壓值Ua調(diào)整儲(chǔ)能 電容C30的電壓，以保證C30有足夠的能量輸出，形成符合要求的完整的輸 出波形。
在滿足觸發(fā)條件時(shí)，單片機(jī)12腳發(fā)生負(fù)跳變，引起中斷，立即開始輸出 焊接波形。在單片機(jī)控制下，C0N2=1， Q6截止，CON3=l, Q5截止，C0N1=1， 電壓比較器U7-B反相輸入端電壓為Ub=0，同相端為3u。/。大于0v,比較輸 出高電壓，所以Q4導(dǎo)通恒流源電路開始工作，以恒定電源I對(duì)C12充電，C12 兩端電壓由零開始線性增長，A點(diǎn)電壓等于Ub等于C12兩端電壓，也線性增 長，形成一斜率為I的上升電壓波形。
當(dāng)Ub上升到3Ua/4時(shí)，C0NI=1， C0N2=1, CON3=l保持不變。電壓 比較器U7-B兩端電壓相等，比較器輸出變?yōu)榈碗娢?，故ud也為低電位，Q4 截止，直流源停止工作，C12兩端電壓停止上升；與此同時(shí)因?yàn)閁d由高變低， 在單片機(jī)13腳立即產(chǎn)生中斷，單片機(jī)開始計(jì)時(shí)，并不斷與時(shí)間設(shè)定值的％進(jìn) 行比較。此時(shí)電壓比較器U7-B的作用是使Ub與Ue(即3Ua/4)保持一致，在 A點(diǎn)就形成幅度為3Ua/4的電壓波形。
當(dāng)單片機(jī)比較判斷計(jì)時(shí)到達(dá)設(shè)定的％時(shí)，3u。/。在A點(diǎn)已經(jīng)保持了 ％時(shí)長， CONI=I， CON2=l保持不變，立即設(shè)定C0N3^， Q5飽和導(dǎo)通，電壓值Ua 立即加到Ub, A點(diǎn)電壓/人3u。/。跳變?yōu)閁a。與此同時(shí)單片片幾繼續(xù)計(jì)時(shí)，并不 斷與時(shí)間設(shè)定值的t進(jìn)行比專交。
當(dāng)單片機(jī)比較判斷計(jì)時(shí)到達(dá)設(shè)定的t時(shí)，Ua在A點(diǎn)已經(jīng)保持了 t / 2時(shí)長， 單片機(jī)立即設(shè)定CONl-O, CON2=0, CON3=l， Q4、 Q5截止，Q6導(dǎo)通，把 輸出電壓Ub立即拉到零，A點(diǎn)的電壓也立刻變?yōu)?。于是在A點(diǎn)就形成了一個(gè)階梯電壓波形，前面的波形幅度為3Ua/4寬度 為t/2,后面的波形幅度為Ua寬度為t/2。 一個(gè)完整的脈沖輸出過程結(jié)束， 焊機(jī)轉(zhuǎn)入空閑狀態(tài)，等待下一個(gè)觸發(fā)的到來。
根據(jù)本實(shí)施例的電路圖，本階梯波的產(chǎn)生是在圖2,電路原理圖的A點(diǎn) 施加另外一個(gè)電壓波形而得到的。因此就可以在A點(diǎn)安裝一個(gè)切換開關(guān)，這 樣本實(shí)用新型點(diǎn)焊機(jī)就可以按使用要求，分別使用原先的方波或本實(shí)用新型 的階梯波。
電源控制裝置為直接焊接漆包線提供階梯波的脈沖輸出，是以本實(shí)用新 型提出直接焊接漆包線的焊接原理為依據(jù)而設(shè)定的，階梯波的脈沖輸出減少 了燒除絕緣漆時(shí)段過大的電流對(duì)二個(gè)電極尖端的沖擊，而焊接時(shí)段的電流大 量轉(zhuǎn)而流入焊件，所以焊接時(shí)段的電流電壓不會(huì)對(duì)二個(gè)電極尖端產(chǎn)生太大的 影響。本實(shí)用新型提出的以階梯波脈沖輸出，大大地延長了直接焊接漆包線 焊頭的使用壽命。以應(yīng)用010047857焊機(jī)作實(shí)驗(yàn)，同樣使用ZL011147088專 利焊頭或?qū)＠?hào)為2005121592的電阻焊焊頭，焊接相同的漆包線和工件，在 應(yīng)用了階梯波輸出脈沖波形后和原先以方波輸出的脈沖波形相比較，焊頭焊 接的焊點(diǎn)數(shù)以十倍數(shù)增加，視焊接漆包線線徑的不同，可達(dá)數(shù)萬焊點(diǎn)以上， 大大延長了焊頭的使用壽命。
當(dāng)然，本實(shí)用新型無法窮舉所有實(shí)現(xiàn)輸出階梯波的電路，但是，本領(lǐng)域 內(nèi)普通技術(shù)人員所做出的 一切用于產(chǎn)生階梯波的電路改進(jìn)，均可依據(jù)本實(shí)用 新型公開的內(nèi)容簡單變換得出，因此，此種改進(jìn)應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的 精神。
權(quán)利要求1、一種精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，其包括主電源、焊頭和機(jī)頭，主電源包括阻焊變壓器和電源控制裝置，主電源通過電源控制裝置為焊接提供階梯波狀脈沖輸出，機(jī)頭在焊接時(shí)把阻焊變壓器的輸出端和焊頭連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述的電源控制裝置 包括用于提供脈沖輸出的控制電路、用于提供信號(hào)給所述控制電路以調(diào)節(jié)脈 沖輸出的至少 一個(gè)功能鍵、和與控制電路電性連接供輸出信息的顯示裝置。
3、 如權(quán)利要求2所述的精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述電源控制裝置所 提供的階梯波由角e、第一階梯(V1)、第二階梯(V2)和焊接時(shí)間(T)組成，其中，脈沖輸出以一定的角度(e)上升至第一階梯，維持一段特定時(shí)間后繼續(xù)上升至第二階梯，并在第二階梯維持至輸出結(jié)束。
4、 如權(quán)利要求3所述的精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述第二階梯的電壓 值為設(shè)定值，第一階梯的電壓值為設(shè)定值的50%至100%之間，第一階梯的 維持時(shí)間約為設(shè)定焊接時(shí)間的 一 半。
5、 如權(quán)利要求4所述的精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，電源控制裝置中至少 有一個(gè)功能鍵用于調(diào)節(jié)第一階梯幅度，以及，電源控制裝置中至少有一個(gè)功 能鍵用于調(diào)節(jié)輸出脈沖上升角度。電源控制裝置上安裝有方波和階梯波的切 換開關(guān)。
6、 如權(quán)利要求3所述的精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述輸出脈沖上升的 角度e值可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為45°^e^90°。
7、 如權(quán)利要求1所述的精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述的焊機(jī)為電容儲(chǔ) 能式焊機(jī)或逆變電源焊機(jī)。
8、 如權(quán)利要求1所述的精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述點(diǎn)焊機(jī)機(jī)頭為帶 壓力顯示的點(diǎn)焊機(jī)機(jī)頭。
9、 如權(quán)利要求1所述的精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述點(diǎn)焊機(jī)的焊頭為 點(diǎn)焊焊頭或電阻焊焊頭或一對(duì)平行電極或一對(duì)上下電極。
10、 如權(quán)利要求1所述的精密點(diǎn)焊機(jī)，其特征在于，所述電源控制裝置 控制電路所提供的階梯波的脈沖輸出可通過數(shù)字電路DAC實(shí)現(xiàn)，或采用恒流 源對(duì)電容充電及電位切換實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種精密點(diǎn)焊機(jī)，主要應(yīng)用于各種帶小線圈電子元器件制作中的漆包線引出接點(diǎn)的焊接和微小工件的焊接。其包括主電源、焊頭和機(jī)頭。主電源包括阻焊變壓器和電源控制裝置，主電源通過電源控制裝置提供階梯波的脈沖輸出，為焊接輸出合適的電流，機(jī)頭把通過阻焊變壓器的輸出和焊頭連接并提供焊接力。本實(shí)用新型階梯波輸出的電阻焊點(diǎn)焊機(jī)，減少了燒除漆包線的絕緣漆時(shí)過大的電流對(duì)焊頭的損傷，延長了焊頭的使用壽命。
文檔編號(hào)B23K11/11GK201415310SQ20092007768
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者歡 徐 申請(qǐng)人:上海滬工電焊機(jī)制造有限公司