直接焊接漆包线点电焊焊头的工作状态监测装置

1、一种直接焊接漆包线点电焊焊头的工作状态监测装置，其特征是该装置由电流互感 线圈(1)、信号处理电路(2)、比较器(3)、A/D转换器(7)、中央处理器CPU、控制电路 (4)、显示电路(5)或/和报警系统(6)组成；这些电路的连接为电流互感线圈(1)设置 在点焊机输出脉冲变压器的输出电缆上，然后通过信号处理电路(2)、比较器(3)连接到 CPU，CPU外围分别连接控制电路(4)、显示电路(5)和报警系统(6)，还通过A/D转换 器(7)连接到比较器(3)；当焊头工作时，输出脉冲变压器的输出电缆导通电流，互感线圈 产生感应电动势，这个感应电动势经过信号处理电路和CPU，即可测量出每次脉冲输出的电 流量，因而可设置取得最佳焊接效果时电流量的值；由于该装置设有比较器、A/D转换器、 CPU、控制电路、显示电路和报警系统，当测量电流量超过设置的值时，该装置显示并报警。
2、一种如权利要求1所述的直接焊接漆包线点电焊焊头的工作状态监测装置，其特征是 该装置的具体电路连接为：电流互感线圈L1缠绕在点焊机输出脉冲变压器T1的输出电缆上， 然后连接由运算器U1-A和UI-B组成的信号处理电路、经电阻R5进入比较器U1-C的同相 端，比较器U1-C的输出端经电阻R6连接到中央处理器CPU的第35脚；CPU的第37-39 脚通过插口JA连接U6、晶体管Q2-8组成的显示器驱动电路，CPU的第1-6脚通过插口JB 连接显示电路的编码分配器U5，CPU的第7、8、12-15脚连接A/D转换器U2，A/D转换器 U2的输出通过电阻R7连接到比较器UI-C的反相端；CPU的第21脚通过开关K1与第27 脚连接，第26脚通过开关K2与第27脚连接，第21脚通过开关K3与第26脚连接，第21 脚通过开关K4与第25脚连接，构成控制电路；CPU的第10脚连接由晶体管Q10和蜂鸣器 B1组成的报警系统；由显示器CNT0-6和晶体管Q2-8构成的7位显示电路，其显示器CNT0-6 的1-7脚分别与编码分配器U5连接，晶体管Q2-8的基极分别连接U6，集电极连接电源VCC； CPU的第36脚通过电阻R16连接晶体管Q9的基极，晶体管Q9的集电极连接显示器CNT0-6 的第5脚，晶体管Q9的发射极了解晶体管Q2-8的发射极。

技术领域\n本发明涉及焊接和电子工业，为直接焊接漆包线点电焊焊头的工作状态提供一种监测装 置。\n背景技术\n发明专利号01114808.X中提及直接焊接漆包线点电焊焊头，焊头的尖端做成≤200mΩ 的欧姆接触。焊头焊接漆包线的工作过程如下：把焊件(漆包线和电子元器件的引脚)做成 搭接接头，并以焊头压紧接头，设置好输出脉冲电压、时间和焊接压力这三个焊接参数，当 焊接压力达到设定值，触发开关，导通电流。由于漆包线上的绝缘层，电流全部流经焊头尖 端，使焊头尖端产生电火花，与焊头接触的绝缘漆一部分被烧掉，其余部分向两端退缩，裸 露漆包线内的铜芯。在焊接压力和电阻热的共同作用下，铜芯的圆弧面被压平，引脚上的凸 点也被压溃，实现同一个脉冲完成除漆和焊接。\n从上述焊头的结构和焊头的工作过程可以知道，每焊接一次，焊头的尖端都会产生电火 花以烧除绝缘漆。当焊接超过一定的数量，焊头尖端的接触电阻肯定会发生变化，而这个变 化值超过一定量时，就会影响焊接质量甚至影响焊头的使用，因此有必要监测焊头尖端的接 触电阻，但是测量电阻值的结构比较繁琐，特别是以毫欧级的精度测量电阻值，对测量仪器 的要求更高。如果把直接测量焊头尖端接触电阻值的结构安装在焊机上，必将使焊机的结构 十分复杂。\n发明内容\n本发明的目的是为直接焊接漆包线点电焊焊头的工作状态提供一种监测装置，当焊头尖 端接触电阻值超过一定范围、影响焊接质量的话，装置会显示焊头的工作状态，或发出警告 信号，或同时显示焊头的工作状态并发出警告信号，提醒操作者更换或维修焊头，保证焊接 质量。\n为了达到上述目的，本发明直接焊接漆包线点电焊焊头的工作状态监测装置由电流互感 线圈、信号处理电路、比较器、A/D转换器、中央处理器CPU、控制电路、显示电路或/和 报警系统组成，电流互感线圈缠绕在点焊机输出脉冲变压器的输出电缆上，然后通过信号处 理电路、比较器连接到CPU上，CPU外围分别连接控制电路、显示电路和报警系统，还通 过A/D转换器连接到比较器的反相端。\n本发明装置在点焊机输出脉冲变压器的输出电缆上设置了电流互感线圈，当输出脉冲变 压器的输出电缆导通电流，互感线圈产生感应电动势，这个感应电动势经过信号处理电路和 CPU，即可测量出每次脉冲输出的电流量，该脉冲输出就是焊头焊接时的实际电流量I。然 后，根据焊头、被焊接漆包线和基底的各项参数，设置取得最佳焊接效果时的电流量平均值 I0及ΔI，当I0-ΔI≤I≤I0+ΔI时，为焊头尖端的接触电阻值在正常范围，即焊头处于 正常工作状态中；当I＜I0-ΔI或I＞I0+ΔI时，为焊头尖端的接触电阻值超过正常范围，焊 头处于不正常状态时，CPU发出指令使报警器产生报警信号或/和使显示器显示，此时，需 更换新焊头或对焊头进行维修处理。\n影响焊接质量的因素很多，除了焊头尖端的接触电阻外，其它诸如输出脉冲电压、时间、 焊接压力三个焊接参数及漆包线的大小，被焊接工件的镀层和材料、厚度等的不同，都可以 影响到焊接质量。但是在焊接同一种工件时，漆包线的线径和被焊工件的基底都是不变的， 而三个焊接参数又是预先设定的，所以主要因素是焊头尖端的接触电阻值发生变化。根据欧 姆定律R＝V/I，因为输出电压V是设置好的定量，如果焊头接触电阻R发生变化，输出电 流量I肯定也会发生变化，这种变化为反比例关系；直接焊接漆包线的点电焊焊头工作不正 常时，其尖端接触电阻值的变化很大，往往以倍数改变，导致输出电流量大幅度变化；由于 直接测量焊头尖端接触电阻的结构比较复杂，而测量输出电流量的结构就比较简单。因此， 本发明采用测量输出电流量以间接监测焊头尖端的接触电阻，从而监测焊头的工作状态，使 复杂问题变为简单。在点焊机焊头由于使用次数超过一定数量而使焊头两电极间的接触电阻 变大时，装置马上显示或/和报警，操作人员及时更换或维修焊头，保证焊接质量。\n附图说明\n图1是直接焊接漆包线的点电焊焊头工作状态监测装置框图。\n图2是直接焊接漆包线的点电焊焊头工作状态监测装置的主电路连接图。\n图3是直接焊接漆包线的点电焊焊头工作状态监测装置的显示电路连接图。\n图1中，直接焊接漆包线的点电焊焊头工作状态监测装置由电流互感线圈1、信号处理 电路2、比较器3、A/D转换器7、中央处理器CPU、控制电路4、显示电路5或/和报警系 统6组成，电流互感线圈1缠绕在点焊机输出脉冲变压器的输出电缆上，然后通过信号处理 电路2、比较器3连接到CPU，CPU外围分别连接控制电路4、显示电路5或/和报警系统6， 还通过A/D转换器7连接到比较器3的反相端。\n图2中，直接焊接漆包线的点电焊焊头工作状态监测装置的主电路连接如下：电流互感 线圈L1缠绕在点焊机输出脉冲变压器T1的输出电缆上，然后连接由运算器U1-A和UI-B 组成的信号处理电路、经电阻R5进入比较器U1-C的同相端，比较器U1-C的输出端经电阻 R6连接到中央处理器CPU的第35脚；CPU的第37-39脚通过插口JA连接U6、晶体管 Q2-8组成的显示器驱动电路，CPU的第1-6脚通过插口JB连接连接显示电路的编码分配器 U5，CPU的第7、8、12-15脚连接A/D转换器U2，A/D转换器U2的输出通过电阻R7连 接到比较器UI-C的反相端；CPU的第21脚通过开关K1与第27脚连接，第26脚通过开关 K2与第27脚连接，第21脚通过开关K3与第26脚连接，第21脚通过开关K4与第25脚 连接，构成控制电路；CPU的第10脚连接由晶体管Q10和蜂鸣器B1组成的报警系统。U2 可采用MAX549；U3可采用AT89C52。\n图3中，直接焊接漆包线的点电焊焊头工作状态监测装置的显示电路连接如下：由显示 器CNT0-6和晶体管Q2-8构成的7位显示电路，其显示器CNT0-6的1-7脚分别与编码分配 器U5连接，晶体管Q2-8的基极分别连接U6，集电极连接电源VCC；CPU的第36脚通过 电阻R16连接晶体管Q9的基极，晶体管Q9的集电极连接显示器CNT0-6的第5脚，晶体 管Q9的发射极了解晶体管Q2-8的发射极。编码分配器U5可采用CD4543；U6可采用 MN74HC138N。