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一种随焊锤击自动控制电路制造技术

技术编号:15048285 阅读:160 留言:0更新日期:2017-04-05 19:34
一种随焊锤击自动控制电路,本电路以AT89C52单片机为核心,以自行设计的电磁锤作为随焊锤击设备,利用非接触式在线红外测温仪对焊道跟踪采温,步进电机作为驱动装置。电路对锤击参数控制准确,试件焊接气孔、裂缝等缺陷得到明显改善、系统控制简单、能快速启停、准确定位,电路结构紧凑、控制精度高、效率较高、适应性好,同时降低了成本,实现自动化随焊锤击的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种随焊锤击自动控制电路,适用于现代气动随焊锤击装置中。
技术介绍
农业机械维护与维修工作是农业工程机械化的一个重要组成部分,它是保持和恢复机械良好的技术状态,保证其具有较高的作业效率和延长机具的使用寿命的服务性活动。堆焊是一种非常有效的设备修复方法,在农机件轴类零件修复中得到广泛应用。曲轴是内燃机重要而昂贵的零件之一。在工作中,因承受高速和极大负荷运动及其轴颈的散热能力较差等,致使轴颈表面易遭受磨料磨损,因此对轴颈的加工精度和装配精度的要求十分严格。在人修中必须对曲轴进行检验,然后根据磨损情况利用堆焊、镀铁等方法进行正确的修理,以保证曲轴所要求的疲劳强度和耐磨性。但是,堆焊是一个局部快速加热和冷却的过程,它所引起的不均匀温度场和应变场,在被焊工件内产生较大的焊接残余应力,从而导致热裂纹、冷裂纹、再生热裂纹的产生,严重影响焊接质量。随焊锤击是近些年发展起来的一种新工艺,它作为一种反应变方法,不仅能够将焊接纵向及横向收缩变形控制在极低的水平,而且可以根据实际需要,对焊接接头的不同部位进行锤击强化,有效改善焊接接头的应力分布状态。实践表明,随焊锤击可以减少堆焊残余应力和堆焊层热裂纹的产生,达到较高的焊接质量。目前,国内已经有西安交大、天津大学和哈尔滨工业大学对随焊锤击的工艺进行研究,而国外至今未见随焊锤击方面的有关报道。现有成型的随焊锤击设备采用气体作为动力,实现半自动化随焊锤击的目的,但此装置附加设备较多、控制精度不高且成本较高,为了提高系统参数的控制精度,实现锤击设备低成本、高质量、高效率的目的很有必要。
技术实现思路
本专利技术提供一种随焊锤击自动控制电路,结构紧凑、控制精度高、效率较高、适应性好,系统控制简单、能快速启停、准确定位,同时降低了成本,实现自动化随焊锤击的目的。本专利技术所采用的技术方案是:随焊锤击自动控制电路由温度信号采集电路、锤击力控制电路、频率调节电路、步进电机电路构成。本系统以AT89C52单片机为核心,以自行设计的电磁锤作为随焊锤击设备,利用非接触式在线红外测温仪对焊道跟踪采温,步进电机作为驱动装置。电磁锤和测温仪与专用夹具固定在一起,电磁锤的锤头和焊枪在垂直于焊件的同一平面上,锤头和温度传感器指向焊道的同一点,并使测温仪的照射直径:小于焊道的直径R(一般取r<0.5R)。起焊的同时启动测温仪,将测温仪采集的焊道温度经习A/D转换器传送给单片机,与单片机中预存的优化温度值进行比较,根据比较结果确定此位置是否为合适的锤击位置。然后再确定合适的锤击参数〔锤击力和锤击频率)。用改变单片机定时器产生的脉冲信号频率来改变电磁锤电流的通断次数,以达到调节锤击频率的目的。通过改变通过线圈的电流大小来调整锤击力的大小。利用单片机控制步进电机来驱动电磁锤和测温仪与焊枪同步移动。所述随焊锤击自动控制电路的温度信号采集电路为适应焊道温度高、工作环境恶劣(如弧光干扰)的状况,温度信号的采集选用高性能非接触式在线红外测温仪FA2B,测温范围在400-1700度,距离系数为40:1,响应时间在I0ms以内。该装置适用于对运动物体、靠近强磁场、真空或其它特殊环境下的目标进行非接触温度测量。其抗烟雾、水蒸气和灰尘能力强,稳定性好,能直接输出标准的模拟信号。为了保证其有足够的精度和抗干扰能力,选用12位高精度低功耗的MAX191作为本系统的A/D转换器,MAXl91的转换时间为7.5us,采样时间为2us,可达到l00KSPS的采样速率。为防止因AD转换器损坏导致检测和控制的功能失效,出于安全考虑,在A/D转换器前采用限幅电路,以保障系统的A/D转换器的安全。传统的限幅器一般均采用二极管的击穿特性限幅,但由于在击穿区二极管内阻并不为零,且有漏电流存在,致使稳压值并非恒定而且不易调节。为此,电路采用三个运算放大器构成的双相限幅电路,将输入的模拟电压限制在规定范围内,选用具有高稳定度的基准源LM336,其电压范围为-5.0至+5.0V。所述随焊锤击自动控制电路的锤击力控制电路由单片机、DAC0832及运算放大器组成,参考电压输出电路通过对电磁锤线圈电压的调节,从而改变输出电流实现对电磁锤锤击力的调节。该电路DAC0832是与微处理完全兼容,具有8位分辨率的D/A转换集成芯片,该芯片具有廉价、接口简单、转换控制容易等优点。当参考电压为一定值时,电磁锤线圈中的电流在这一恒定的值附近波动,实现斩波恒流:当参考电压变化时,电磁锤线圈中的电流又在新的恒定值附近波动。实现恒流。总之,电磁锤线圈中的电流随着参考电压的改变而改变,而电流的变化会引起电磁锤锤击力的改变,这样通过改变参考电压值的大小来实现对电磁锤锤击力的调节。所述随焊锤击自动控制电路的频率调节电路为了准确控制锤击频率采用了具有输入输出隔离、工作电源电压范围宽、开关速快的TLP250作为功率MOSFET驱动电路,触发器4013,与非门4081,TLP250构成了频率调节电路中功率场效应管的驱动电路,20K方波为斩波频率,当其上升沿到来时,触发器4013输出高电平给4081的1脚,当4081的2脚频率方波上升沿到来时,4081的3脚输出高电乎,此时TLP250导通,并驱动功率场效应管导通。4081的2脚频率和功率场效应管导通频率一致,调节4081的2脚输入频率就能达到调节电磁锤通断频率的目的。所述随焊锤击自动控制电路的步进电机电路为了满足系统接收单片机输出的数字控制信号〔电脉冲信号),锤头和焊嘴之催的相对位置准确,选择85BYG450B步进电机作为执行电机。遵循先选电机后选驱动的原则,为SSBYG450B步进电机选择DAC2H090MH驱动器,该驱动器能实现高频斩波,恒流驱动,具有很强的抗干扰性、高频性能好、起动频率高、控制信号与内部信号实现光电隔离等特点,能带动5.OA以下所有的85BYG,86BYG系列二相混合式步进电机。电机的步数细分、脉冲信号方式和电流大小均可通过驱动器上的拨码开关进行设定。本专利技术的有益效果是:本电路对锤击参数控制准确,试件焊接气孔、裂缝等缺陷得到明显改善、系统控制简单、能快速启停、准确定位,电路结构紧凑、控制精度高、效率较高、适应性好,同时降低了成本,实现自动化随焊锤击的目的。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的温度采集电路。图2是本专利技术的锤击力调节电路。图3是本专利技术锤击频率调节电路。图4是步进电机电路。图中,U1为A/D转换器MAX191,U2为单片机AT89C52,U3为D/A转换芯片DAC0832,U1A为触发器4013,JP2为驱动芯片TLP250,JP3为与非门4081。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1,电磁锤和测温仪与专用夹具固定在一起,电磁锤的锤头和焊枪在垂直于焊件的同一平面上,锤头和温度传感器指向焊道的同一点,并使测温仪的照射直径:小于焊道的直径R(一般取r<0.5R)。起焊的同时启动测温仪,将测温仪采集的焊道温度经习A/D转换器传送给单片机,与单片机中预存的优化温度值进行比较,根据比较结果确定此位置是否为合适的锤击位置。然后再确定合适的锤击参数〔锤击力和锤击频率)。用改变单片机定时器产生的脉冲信号频率来改变电磁锤电流的通断次数,以达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随焊锤击自动控制电路,其特征是:所述的随焊锤击自动控制电路由温度信号采集电路、锤击力控制电路、频率调节电路、步进电机电路构成。

【技术特征摘要】
1.一种随焊锤击自动控制电路,其特征是:所述的随焊锤击自动控制电路由温度信号采集电路、锤击力控制电路、频率调节电路、步进电机电路构成。2.根据权利要求1所述的一种随焊锤击自动控制电路,其特征是:所述随焊锤击自动控制电路以AT89C52单片机为核心,以自行设计的电磁锤作为随焊锤击设备,利用非接触式在线红外测温仪对焊道跟踪采温,步进电机作为驱动装置。3.根据权利要求1所述的一种随焊锤击自动控制电路,其特征是:所述随焊锤击自动控制电路中的电磁锤和测温仪与专用夹具固定在一起,电磁锤的锤头和焊枪在垂直于焊件的同一平面上,锤头和温度传感器指向焊道的同一点,并使测温仪的照射直径。4.根据权利要求1所述的一种随焊锤击自动控制电路,其特征是:所述随焊锤击自动控制电路用改变单片机定时器产生的脉冲信号频率来改变电磁锤电流的通断次数,以达到调节锤击频率的目的,通过改变通过线圈的电流大小来调整锤击力的大小,利用单片机控制步进电机来驱动电磁锤和测温仪与焊枪同步移动。5.根据权利要求1所述的一种随焊锤击自动控制电路,其特征是:所述温度信号采集电路为适应焊道温度高、工作环境恶劣(如弧光干扰)的状况,温度信号的采集选用高性能非接触式在线红外测温仪F...

【专利技术属性】
技术研发人员:李福霞
申请(专利权)人:李福霞
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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