專利名稱：自動查找卷釘機焊釘時機的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動查找卷釘機焊釘時機的方法及裝置。技術(shù)背景
卷釘機在電氣控制方面，主要由兩大部份構(gòu)成，其一部分是由可編程控制器PLC，控制排釘、下釘、卷釘、切釘、推卷，另一部份就是卷釘?shù)暮附?。而將這兩部份聯(lián)接成一體的是齒盤及齒盤外圓側(cè)安裝的光電開關(guān)。光電開關(guān)每經(jīng)過一個齒時，就產(chǎn)生一個電脈沖，并由這一信號控制卷釘?shù)暮附雍途磲敊C的記數(shù)控制。
卷釘機焊釘部份由下釘?shù)儡?、釘輪2、釘子3、兩個焊接輪4和聯(lián)接釘子的兩根鍍銅鐵絲5組成。當釘子3的最高點經(jīng)過焊接輪4時，由卷釘機專用電焊機DJ在兩個焊接輪4之間加一低電壓、大電流，將兩根鍍銅鐵絲5焊接在釘子3的兩端，將多個釘子3焊接成一體，就構(gòu)成了一卷釘。其中的釘輪2的軸心相對于地面是靜止的，而兩個焊接輪4的軸心在兩個壓力彈簧的作用下，隨著焊接輪4在釘子上位置的變化，相對于地面左右振動。
目前，卷釘機焊釘時機是由與釘輪2同軸安裝的齒盤，通過與齒盤外圓側(cè)安裝的光電開關(guān)確定。由于齒盤與釘輪2上釘子的相對位置是隨機不確定的，當更換釘輪時，需要人工根據(jù)焊接的質(zhì)量，微調(diào)它們之間的相對位置，以確定焊釘“發(fā)火”的最佳時機。而且，從空間上講:因釘輪上有90-120個存釘孔，兩個釘子之間的距離達10余毫米，而釘子的直徑僅為2.1-3.3毫米，焊接點的位置不足I毫米；從時間上講:焊接輪通過兩個釘子的時間為25-80毫秒，而焊每個釘子的時間小于5毫秒。正因如此，每次更換卷釘機釘輪，均需要一個熟練的工人調(diào)整數(shù)小時，才能確定最佳焊接時機。這樣，不但浪費大量的人工，還造成釘子的大量浪費。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是:克服現(xiàn)有裝置的不足，發(fā)明一種自動查找卷釘機焊釘時機的方法及裝置，避免更換釘輪后，需人工調(diào)整焊接時機現(xiàn)象的發(fā)生，達到提高卷釘焊接質(zhì)量，降低卷釘機運行人工成本和減少釘子及焊絲浪費的現(xiàn)象。
為實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
—種自動查找卷釘機焊釘時機的方法是:設(shè)置一個接近傳感器JJ，將焊接輪相對于釘輪軸心位置的微小變化位移量轉(zhuǎn)化成與之成比例的電壓或電流信號后，利用電容C或存貯器記憶這一電壓或電流信號，再由比較器A或中央處理器CPU與后續(xù)的電壓或電流比較，并由比較器A或中央處理器CPU發(fā)出一脈沖信號，送到卷釘機的電焊機DJ和記數(shù)器JS，作為卷釘?shù)暮附雍陀洈?shù)控制脈沖。
根據(jù)自動查找卷釘機焊釘時機的方法，采用電容C和比較器A組成的自動查找卷釘機焊釘時機的裝置，包含有:接近傳感器JJ，比較器A，電阻Rl，電容C1、C2及反向并聯(lián)的二極管Dl和D2，所述的接近 傳感器JJ輸出端與電阻R1、電容Cl構(gòu)成一個高頻濾波電路，濾波后的信號一端的一路聯(lián)接在比較器A的(+)輸入端，另一路經(jīng)過反向并聯(lián)的二極管聯(lián)接到比較器A的(-)輸入端，比較器A的(-)輸入端經(jīng)過電容C2接在濾波輸出的另一端上，比較器A的輸出端聯(lián)接到卷釘機的電焊機DJ和記數(shù)器JS，作為卷釘?shù)暮附雍陀洈?shù)控制脈沖。根據(jù)自動查找卷釘機焊釘時機的方法，采用數(shù)字電路制作的自動查找卷釘機焊釘時機的裝置，包含有:接近傳感器JJ，電阻Rl，電容Cl，帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的單片機CPU，其所述的接近傳感器JJ輸出端與電阻R1、電容Cl構(gòu)成一個高頻濾波電路，濾波后的信號送到單片機CPU模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量經(jīng)單片機CPU分析處理后，由其一個輸出端PX輸出一個脈沖信號到電焊機DJ的同步控制電路，以確定電焊機DJ的焊接時機；且可由該單片機完成卷釘記數(shù)控制及其它控制顯示工作。根據(jù)自動查找卷釘機焊釘時機的方法，采用數(shù)字電路自動查找自動查找卷釘機焊釘時機的裝置，包含有:接近傳感器JJ，帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的可編程控制器PLC，其所述的接近傳感器JJ輸出端直接接在可編程控制器PLC中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸入端，經(jīng)可編程控制器PLC分析處理后，由其一個輸出端PX輸出一個脈沖信號，送到電焊機DJ的同步控制電路輸入端，作為電焊機DJ的焊接時機控制信號；且可由該可編程控制器PLC完成卷釘記數(shù)控制及其它控制顯示工作。


:圖1為卷釘機焊接輪在一個釘子上結(jié)構(gòu)示意及局部放大圖；圖2為卷釘機焊接輪在兩個釘子上結(jié)構(gòu)示意及局部放大圖；圖3為本發(fā)明實施例一原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例二原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例三原理`結(jié)構(gòu)示意具體實施方式
:實施例一:如圖3所示，采用電容C和比較器A組成的自動查找卷釘機焊釘時機的裝置，包含有接近傳感器JJ，比較器A，電阻R1，電容Cl、C2和反向并聯(lián)的二極管Dl和D2構(gòu)成。所述的接近傳感器JJ采用有效檢測距離為4mm，輸出電壓為IOV的電感型接近傳感器；電阻Rl選IOkQ、1/8W電阻；電容Cl選用0.1 μ F、63V交流電容，由其構(gòu)成一個頻率為IKHz的高頻濾波電路；電容C2選用0.47yF、63V交流電容，比較器A選用LM339 ;二極管Dl選用開通電壓約為0.2V的鍺管1N60，二極管D2選用開通電壓約為0.7V的硅管1N4148 ；供電電源共用卷釘機24V直流電源；因LM339是一個源極開路的比較器，還應(yīng)在其輸出端與電源(+)極間接一阻值為5kQ左右的電阻。將接近傳感器JJ安裝在距離焊接輪2mm的支架上，當焊接輪通過一個釘子時，其距離約在1.8-2.2_之間變化，其輸出電壓約在4.5-5.5V之間變化。動作過程是，當焊接輪經(jīng)過釘子的最低點時，接近傳感器JJ與焊接輪的距離最近，且只有1.8mm，接近傳感器JJ輸出的電壓為4.5V，此時，電容Cl兩端約電壓4.5V，電容C2通過二極管D2放電，使比較器A(-)輸入端電壓降為4.5+0.7V( 二極管D2的導(dǎo)通壓降)=5.2V，因比較器A(+)輸入端電壓小于(_)輸入端電壓，比較器A輸出低電平。隨著釘輪的轉(zhuǎn)動，焊接輪與接近傳感器JJ的距離逐步增加，其輸出電壓也隨之增加，而比較器A(-)輸入端電壓因二極管D2截止而維持在5.2V不變，比較器A兩輸入端電壓逐步減少，當接近傳感器JJ輸出電壓達到5.2V時，二極管兩端電壓降為O ;再繼續(xù)升高，比較器A(+)輸入端電壓就高于㈠輸入端電壓，比較器A輸出高電平，并向電焊機DJ和記數(shù)器JS發(fā)出脈沖。當接近傳感器JJ輸出電壓達到5.5V時，二極管Dl導(dǎo)通，C2兩端電壓充電到5.3V左右。當接近傳感器JJ輸出電壓小于5.3V時，比較器A輸出低電平，完成焊接時機脈沖的發(fā)出工作。當接近傳感器JJ輸出電壓降低到4.5V時，電容C2經(jīng)二極管D2放電到5.2V，且完成一個工作循環(huán)。
比較器A的(_)輸入端電位是由其(+)輸入端電位及并聯(lián)在其兩輸入端的二極管決定，是浮動的，只要接近傳感器JJ測量頭與焊接輪的距離在其測量范圍(0-4mm)內(nèi)，焊接輪經(jīng)過一個釘子時，接近傳感器JJ輸出的最高電壓與最低電壓差基本維持不變，這樣，就可有效避免焊接輪或釘輪不同心引起的位置偏差造成焊接時機的偏差，使比較器A輸出的控制信號時機與焊接輪在釘子上的位置保持恒定。
實施例二:如圖4所示，采用數(shù)字電路制作的自動查找卷釘機焊釘時機的裝置，包含有:接近傳感器JJ，電阻Rl，電容Cl，帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的單片機CPU。所述的接近傳感器JJ采用有效檢測距離為4mm，輸出電壓為IOV的電感型接近傳感器；電阻Rl選2k Ω、1/8W金屬膜電阻；電容Cl選用0.47μ F、63V交流電容，由其構(gòu)成一個頻率為IKHz的高頻濾波電路；所述的單片機CPU選 用STC12C5A60S2單片機，該型號單片機內(nèi)置有10位精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D ;電阻Rl電容Cl濾波后的信號送到單片機CPU模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸入端，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量經(jīng)單片機CPU分析處理后，將其當前經(jīng)過釘子的電壓最大值存入到內(nèi)存中去，下一個釘子電壓大于其電壓最大值減去一個設(shè)定值時，就通過其一個輸出端PX發(fā)出輸出一個脈沖信號到電焊機DJ的同步控制電路，以確定電焊機DJ的焊接時機。因STC12C5A60S2單片機運行速度快，功能強大，在完成發(fā)出電焊機DJ的同步控制的間隙，還可以完成釘子的記數(shù)及其它控制工作。
因單片機CPU發(fā)出焊接時機控制信號只與前一個釘子最高電壓有關(guān)，可有效避免焊接輪或釘輪不同心引起的位置偏差造成焊接時機的偏差，使單片機CPU輸出的控制信號時機與焊接輪在釘子上的位置基本保持恒定。
因單片機內(nèi)的內(nèi)存記憶的數(shù)值不會隨時間變化而變化，正常停機時，只要單片機的電源不消失，仍然可以記憶前一個釘子的最高電壓數(shù)值，重新開機后，仍然可以準確找到最佳焊接時機。
實施例三:如圖5所示，采用數(shù)字電路自動查找自動查找卷釘機焊釘時機的裝置，包含有；接近傳感器JJ，帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的可編程控制器PLC。所述的接近傳感器JJ采用有效檢測距離為4mm，輸出電壓為IOV的電感型接近傳感器；所述的可編程控制器PLC采用三菱FX2N22MT帶兩路模擬量輸入、12路開關(guān)量輸入、8路高速晶體管輸出的PLC。因該可編程控制器PLC本身具有模擬量輸入數(shù)字濾波功能，因此，無需再設(shè)RC濾波電路，接近傳感器JJ的輸出可直接接在其中的一個模擬量輸入端。采用可編程控制器PLC的控制過程與采用單片機CPU相當，即:將其當前經(jīng)過釘子的電壓最大值存入到數(shù)據(jù)寄存器中去，下一個釘子電壓大于其電壓最大值減去一個設(shè)定值時，就通過其一個輸出端PX發(fā)出輸出一個脈沖信號到電焊機DJ的同步控制電路，以確定電焊機DJ的焊接時機。
因FX2N22MT型PLC內(nèi)的D128—D2047寄存器具有失電保持功能，當使用這些寄存器寄存焊接輪經(jīng)過前一個釘子時的電壓最大值時，如遇供電電源突然失電，再來電工作時，PLC仍會記憶焊接輪經(jīng)過前個釘子的電壓最大值，從而可以確定當前釘子發(fā)出焊接信號的最佳時機。因目前的卷釘機均是由PLC控制， 因此，只需將不帶模擬量輸入的PLC更換成帶模擬量輸入的PLC，就可完成現(xiàn)有卷釘機的改造，并達到自動查找焊接釘子的最佳時機之目的。
權(quán)利要求
1.一種自動查找卷釘機焊釘時機的方法，其特征在于:設(shè)置一個接近傳感器JJ，將焊接輪相對于釘輪軸心位置的微小變化位移量轉(zhuǎn)化成與之成比例的電壓或電流信號后，利用電容C或存貯器RAM記憶這一電壓信號，再由比較器A或中央處理器CPU與后續(xù)的電壓或電流比較，并由比較器A或中央處理器CPU發(fā)出一脈沖信號，送到卷釘機的電焊機DJ和記數(shù)器JS，作為卷釘?shù)暮附雍陀洈?shù)控制脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動查找卷釘機焊釘時機的方法，采用電容C和比較器A組成的自動查找卷釘機焊釘時機的裝置，包含有接近傳感器JJ，比較器A，電阻R1，電容C1、C2及反向并聯(lián)的二極管Dl和D2，其特征在于:所述的接近傳感器JJ輸出端與電阻R1、電容Cl構(gòu)成一個高頻濾波電路，濾波后的信號一端的一路聯(lián)接在比較器A的(+)輸入端，另一路經(jīng)過反向并聯(lián)的二極管聯(lián)接到比較器A的(-)輸入端，比較器A的(-)輸入端經(jīng)過電容C2接在濾波輸出的另一端上，比較器A的輸出端聯(lián)接到卷釘機的電焊機DJ和記數(shù)器JS，作為卷釘?shù)暮附雍陀洈?shù)控制脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動查找卷釘機焊釘時機的方法，采用數(shù)字電路制作的自動查找卷釘機焊釘時機的裝置，包含有接近傳感器JJ，電阻Rl，電容Cl，帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器的單片機CPU，其特征 在于:所述的接近傳感器JJ輸出端與電阻R1、電容Cl構(gòu)成一個高頻濾波電路，濾波后的信號送到單片機CPU模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量經(jīng)單片機CPU分析處理后，由其一個輸出端PX輸出一個脈沖信號到電焊機DJ的同步控制電路，以確定電焊機DJ的焊接時機；且可由該單片機完成卷釘記數(shù)控制及其它控制顯示工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動查找卷釘機焊釘時機的方法，采用數(shù)字電路自動查找自動查找卷釘機焊釘時機的裝置，包含有接近傳感器JJ，帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的可編程控制器PLC，其特征在于:所述的接近傳感器JJ輸出端直接接在可編程控制器PLC中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D的輸入端,經(jīng)可編程控制器PLC分析處理后，由其一個輸出端PX輸出一個脈沖信號,送到電焊機DJ的同步控制電路輸入端，作為電焊機DJ的焊接時機控制信號；且可由該可編程控制器PLC完成卷釘記數(shù)控制及其它控制顯示工作。
全文摘要
目前，卷釘機的焊接釘子的時機，由人工通過調(diào)整與轉(zhuǎn)釘輪同軸安裝的齒盤確定。因轉(zhuǎn)釘輪上兩釘子的間距小，齒盤的調(diào)整的角度隨之變小，造成調(diào)整工作量大，并浪費大量釘子。本發(fā)明采用接近傳感器替代齒盤及光電開關(guān)，實現(xiàn)了卷釘機的焊釘時機的自動查找，并給出了采用模擬電路和數(shù)字電路兩種實現(xiàn)方法的具體電路，且其中的數(shù)字電路，還給出了使用單片機和可編程控制器兩種實現(xiàn)具體方式。
文檔編號B23K11/36GK103240520SQ20131017474
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月29日
發(fā)明者翟佑華, 時聚寶, 王生涯 申請人:翟佑華