專利名稱：用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溫度控制器，尤其是用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器。
背景技術(shù)：
金絲球焊線機(jī)是集精密機(jī)械、自動控制、圖像識別、光學(xué)、超聲波熱壓焊接等領(lǐng)域的技術(shù)于一體的現(xiàn)代化高技術(shù)微電子封裝設(shè)備，主要用于LED或集成電路制造后工序中芯片焊盤與外框架間引線的焊接。目前電子產(chǎn)品焊接是采用固態(tài)焊接，而決定固態(tài)焊接的四大基本要素為壓力、振幅大小及振蕩頻率、時(shí)間和溫度，此四大要素要相互配合，過多或過少都會影響產(chǎn)品的質(zhì)量。金絲球焊線機(jī)在焊接LED或集成電路時(shí)需要對料片進(jìn)行加熱并恒定在一定溫度范圍內(nèi)，熱能使接觸金屬表面軟化，水氣雜質(zhì)及氧化鋁被清洗出到金球的外圍，且純鋁表面弄得更平，最終金球及純鋁之間得到接合。焊接前先將料片推到工作臺上進(jìn)行預(yù)加熱，在焊接過程中也要一直加熱控溫，這樣在工作臺上就有兩處地方需要溫度控制，如果工作臺的溫度控制不準(zhǔn)確，會造成球脫落或球不粘的情況，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決工作臺的溫度控制不準(zhǔn)確的問題，本實(shí)用新型提供一種用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，采用靈敏度高的傳感器實(shí)時(shí)檢測五路溫度數(shù)據(jù)，結(jié)合溫度顯示與控制功能，同時(shí)通過通信接口能與上位系統(tǒng)進(jìn)行通信，使操作更加方便靈活。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，包括分別設(shè)置在兩塊PCB板上的溫度檢測模塊和溫度顯示模塊，以及用于連接供電給溫度檢測模塊和溫度顯示模塊的電源電路，所述溫度檢測模塊和溫度顯示模塊通過串口連接傳輸數(shù)據(jù)，溫度檢測模塊和溫度顯示模塊上分別設(shè)有用于與上位系統(tǒng)連接通信的第一通信接口和第二通信接口。上位系統(tǒng)通過通信接口可直接與自動溫度控制器遠(yuǎn)程通信實(shí)時(shí)監(jiān)測與控溫。進(jìn)一步，所述溫度檢測模塊包括第一主控CPU電路，以及分別與第一主控CPU電路相連的熱電偶溫度傳感電路、數(shù)字式溫度傳感電路和輸出控制電路。進(jìn)一步，所述熱電偶溫度傳感電路包括預(yù)加熱檢測電路和焊接加熱檢測電路，分別通過熱電偶傳感器檢測工作臺上預(yù)加熱和焊接加熱兩部分的溫度，所述數(shù)字式溫度傳感電路檢測用于控制焊頭移動的X、Y、Z軸向電機(jī)溫度，第一主控CPU電路接收來自于熱電偶溫度傳感電路和數(shù)字式溫度傳感電路的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。熱電偶傳感器測量范圍大、熱響應(yīng)快，適用于檢測工作臺上預(yù)加熱和焊接加熱的溫度，而數(shù)字式溫度傳感電路采用數(shù)字溫度傳感器，能將溫度數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸出，方便讀取與處理，適用于檢測三個(gè)軸向電機(jī)的溫度。進(jìn)一步，所述輸出控制電路為固態(tài)繼電器控制電路，接收來自第一主控CPU電路的控制信號輸出控制預(yù)加熱和焊接加熱兩路發(fā)熱絲工作進(jìn)行加熱。輸出控制電路起到電子開關(guān)作用，由于恒溫控制需要頻繁接通或斷開發(fā)熱絲的220V電源，電壓高，電流大，因此選用固態(tài)繼電器控制，從而避免普通繼電器的觸點(diǎn)老化現(xiàn)象，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。進(jìn)一步，所述溫度顯示模塊包括數(shù)碼管顯示電路、按鍵輸入電路和第二主控CPU電路，數(shù)碼管顯示電路和按鍵輸入電路分別連接第二主控CPU電路。第二主控CPU電路接收的溫度數(shù)據(jù)通過數(shù)碼管顯示電路顯示出來，通過按鍵輸入電路輸入設(shè)定預(yù)加熱和焊接加熱的溫度值。 進(jìn)一步，所述數(shù)碼管顯示電路包括驅(qū)動電路和顯示數(shù)碼管，驅(qū)動電路接收來自于第二主控CPU電路的溫度信號，連接顯示數(shù)碼管輸出七段碼信號，驅(qū)動顯示溫度測量值和溫度設(shè)定值。數(shù)碼管顯示電路分為兩組顯示電路，一組顯示溫度測量值，另一組顯示溫度設(shè)定值，共顯示七個(gè)溫度數(shù)據(jù)，包括預(yù)加熱的溫度測量值與設(shè)定值、焊接加熱的溫度測量值與設(shè)定值和X、Y、Z軸向電機(jī)的溫度測量值。進(jìn)一步，所述溫度檢測模塊包括第一主控CPU電路，溫度顯示模塊包括第二主控CPU電路，第一主控CPU電路和第二主控CPU電路為單片機(jī)控制電路，第一主控CPU電路通過串口與第二主控CPU電路連接通信。第一主控CPU電路讀取所有溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過串口把顯示數(shù)據(jù)發(fā)送到第二主控CUP電路，并根據(jù)溫度設(shè)定值進(jìn)行加熱控溫，第二主控CUP電路從串口接收溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，并檢測各個(gè)按鍵的輸入情況，設(shè)置溫度值。進(jìn)一步，所述電源電路包括穩(wěn)壓開關(guān)電源芯片和濾波電路，外接電源依次通過穩(wěn)壓開關(guān)電源芯片和濾波電路提供電壓供電。電源電路輸入電壓為24V，經(jīng)過穩(wěn)壓和濾波后輸出5V電壓供電，提供了穩(wěn)定的電源供電，保證恒溫控制的可靠，系統(tǒng)工作正常。更進(jìn)一步，所述第一通信接口和第二通信接口為RS485通信接口。本實(shí)用新型的有益效果:本設(shè)計(jì)的一種自動溫度控制器，以金絲球焊線機(jī)為基礎(chǔ)，通過溫度檢測模塊檢測工作臺上預(yù)加熱過程的溫度、焊接過程中的溫度和X、Y、Z軸向電機(jī)的溫度，讀取共五路溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所設(shè)定的溫度值實(shí)時(shí)控制兩路發(fā)熱絲進(jìn)行加熱控溫，結(jié)合溫度顯示模塊同時(shí)顯示七個(gè)溫度數(shù)據(jù)，同時(shí)能與上位系統(tǒng)通信，使操作更加靈活方便，系統(tǒng)檢測靈敏度高、響應(yīng)速度快，提供穩(wěn)定可靠的溫度控制，使焊接得到較佳的接合，有效提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的說明。

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。圖2是本實(shí)用新型中溫度檢測模塊的電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型中溫度顯示模塊的電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型中電源電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1至圖3，本實(shí)用新型以金絲球焊線機(jī)為基礎(chǔ)，結(jié)合溫度控制的具體要求，設(shè)計(jì)的自動溫度控制器包括電源電路3、溫度檢測模塊I和溫度顯示模塊2，溫度檢測模塊I和溫度顯示模塊2分別設(shè)置在兩塊PCB板上，溫度檢測模塊I包括第一主控CPU電路10，還有與第一主控CPU電路10相連的熱電偶溫度傳感電路11、數(shù)字式溫度傳感電路12和輸出控制電路14，第一主控CUP電路接收來自熱電偶溫度傳感電路11和數(shù)字式溫度傳感電路12的溫度檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后發(fā)送控制信號給輸出控制電路14。溫度顯示模塊2包括數(shù)碼管顯示電路21、按鍵輸入電路22和第二主控CPU電路20，數(shù)碼管顯示電路21和按鍵輸入電路22分別連接第二主控CPU電路20，所述溫度檢測模塊I和溫度顯示模塊2通過串口連接傳輸數(shù)據(jù)，具體實(shí)施方式
為第一主控CPU電路10和第二主控CPU電路20為單片機(jī)控制電路，通過串口相互連接通信，第一主控CPU電路10讀取所有溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過串口把顯示數(shù)據(jù)發(fā)送到第二主控CUP電路20，并根據(jù)溫度設(shè)定值控制發(fā)熱絲加熱進(jìn)行控溫，第二主控CUP電路20從串口接收溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，通過按鍵輸入設(shè)定預(yù)加熱和焊接加熱的溫度值。溫度檢測模塊I和溫度顯示模塊2上分別設(shè)有用于與上位系統(tǒng)連接通信的第一通信接口 13和第二通信接口 23，接口類型為RS485通信接口，上位系統(tǒng)通過通信接口可直接與自動溫度控制器遠(yuǎn)程通信實(shí)時(shí)監(jiān)測與設(shè)定控溫，使操作更加靈活方便。優(yōu)選地，所述熱電偶溫度傳感電路11包括預(yù)加熱檢測電路110和焊接加熱檢測電路111，分別通過熱電偶傳感器檢測工作臺上預(yù)加熱和焊接加熱兩部分的溫度，所述數(shù)字式溫度傳感電路12檢測來自于控制焊頭移動的X、Y、Z軸向電機(jī)溫度。熱電偶傳感器測量范圍大、熱響應(yīng)快，適用于檢測工作臺上預(yù)加熱和焊接加熱的溫度，而數(shù)字式溫度傳感電路12采用數(shù)字溫度傳感器，能將溫度數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸出，方便讀取與處理，適用于檢測三個(gè)軸向電機(jī)的溫度。本實(shí)施例中，采用MAX6675型熱電偶溫度檢測專用芯片，它可以把熱電偶的溫度信號轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字信號，測量范圍是(Γ1024度，精度可以達(dá)到0.25度，接口簡單，夕卜圍器件少，可以同時(shí)簡化硬件和軟件結(jié)構(gòu)，通過MAX6675轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸給單片機(jī)處理。優(yōu)選地，所述輸出控制電路14為固態(tài)繼電器控制電路，接收來自第一主控CPU電路10的信號輸出控制發(fā)熱絲加熱預(yù)加熱部分或焊接加熱部分，單片機(jī)讀出溫度數(shù)據(jù)，輸出一定占空比的PWM，從而控制發(fā)發(fā)熱絲接通、斷開電源，達(dá)到恒溫目的。由于PWM恒溫控制需要頻繁接通、斷開發(fā)熱絲的220V電源，電壓高，電流大，因此選用固態(tài)繼電器控制，從而避免普通繼電器的觸點(diǎn)老化現(xiàn)象，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。優(yōu)選地，所述數(shù)碼管顯示電路21包括驅(qū)動電路211和顯示數(shù)碼管212，本實(shí)施例中，驅(qū)動電路211采用MC14499驅(qū)動四位共陰數(shù)碼管，驅(qū)動電路211接收來自于第二主控CPU電路20的溫度信號，它把串行顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成七段碼輸出給顯示數(shù)碼管212，數(shù)碼管顯示電路21顯示七個(gè)溫度數(shù)據(jù)，包括預(yù)加熱的溫度測量值與設(shè)定值、焊接加熱的溫度測量值與設(shè)定值和X、Y、Z軸向電機(jī)的溫度測量值。參照圖4，電源電路3包括穩(wěn)壓開關(guān)電源芯片30和濾波電路31，外接電源經(jīng)過穩(wěn)壓和濾波后向溫度檢測模塊I和溫度顯示模塊2供電，電源電路3 —般可采用30V以內(nèi)的電壓供電，本實(shí)施例中輸入電壓為24V,經(jīng)過濾波后進(jìn)入芯片LM2596,穩(wěn)壓后輸出5V電壓供電。
本設(shè)計(jì)的一種自動溫度控制器，以金絲球焊線機(jī)為基礎(chǔ)，通過溫度檢測模塊I檢測預(yù)加熱過程的溫度、焊接過程中的溫度和X、Y、Z軸向電機(jī)的溫度，讀取共五路溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所設(shè)定的溫度值實(shí)時(shí)控制兩路發(fā)熱絲進(jìn)行加熱控溫，結(jié)合溫度顯示模塊2同時(shí)顯示溫度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)檢測靈敏度高、響應(yīng)速度快，提供穩(wěn)定可靠的溫度控制，使焊接得到較佳的接合，有效提聞廣品的質(zhì)量。以上所述，只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本實(shí)用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，其特征在于:包括分別設(shè)置在兩塊PCB板上的溫度檢測模塊(I)和溫度顯示模塊(2)、以及用于連接供電的電源電路(3)，所述溫度檢測模塊(I)和溫度顯示模塊(2 )通過串口連接傳輸數(shù)據(jù)，所述溫度檢測模塊(I)和溫度顯示模塊(2)上分別設(shè)有用于與上位系統(tǒng)連接通信的第一通信接口(13)和第二通信接口(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，其特征在于:所述溫度檢測模塊(I)包括第一主控CPU電路(10)，以及分別與第一主控CPU電路(10)相連的熱電偶溫度傳感電路(11 )、數(shù)字式溫度傳感電路(12)和輸出控制電路(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，其特征在于:所述熱電偶溫度傳感電路(11)包括預(yù)加熱檢測電路(110)和焊接加熱檢測電路(111)，分別通過熱電偶傳感器檢測工作臺上預(yù)加熱和焊接加熱兩部分的溫度，所述數(shù)字式溫度傳感電路(12)檢測用于控制焊頭移動的X、Y、Z軸向電機(jī)溫度，第一主控CPU電路(10)接收來自于熱電偶溫度傳感電路(11)和數(shù)字式溫度傳感電路(12)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，其特征在于:所述輸出控制電路(14)為固態(tài)繼電器控制電路，接收來自于第一主控CPU電路(10)的控制信號輸出控制預(yù)加熱和焊接加熱兩路發(fā)熱絲工作進(jìn)行加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，其特征在于:所述溫度顯示模塊(2)包括數(shù)碼管顯示電路(21)、按鍵輸入電路(22)和第二主控CPU電路(20)，數(shù)碼管顯示電路(21)和按鍵輸入電路(22)分別連接第二主控CPU電路(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，其特征在于:所述數(shù)碼管顯示電路(21)包括驅(qū)動電路(211)和顯示數(shù)碼管(212)，驅(qū)動電路(211)接收來自于第二主控CPU電路(20 )的溫度信號，連接顯示數(shù)碼管(212 )輸出七段碼信號，驅(qū)動顯示溫度測量值和溫度設(shè)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，其特征在于:所述溫度檢測模塊(I)包括第一主控CPU電路(10)，溫度顯示模塊(2)包括第二主控CPU電路(20)，第一主控CPU電路(10)和第二主控CPU電路(20)為單片機(jī)控制電路，第一主控CPU電路(10)通過串口與第二主控CPU電路(20)連接通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，其特征在于:所述電源電路(3)包括穩(wěn)壓開關(guān)電源芯片(30)和濾波電路(31)，外接電源依次通過穩(wěn)壓開關(guān)電源芯片(30 )和濾波電路(31)提供電壓供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，其特征在于:所述第一通信接口(13)和第二通信接口(23)為RS485通信接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開的用于金絲球焊線機(jī)的自動溫度控制器，包括電源電路、分別設(shè)置在兩塊PCB板上的溫度檢測模塊和溫度顯示模塊，所述溫度檢測模塊和溫度顯示模塊通過串口連接傳輸數(shù)據(jù)，電源電路連接供電給溫度檢測模塊和溫度顯示模塊，所述溫度檢測模塊和溫度顯示模塊上分別設(shè)有用于與上位系統(tǒng)連接通信的第一通信接口和第二通信接口，上位系統(tǒng)通過通信接口可直接與自動溫度控制器遠(yuǎn)程通信實(shí)時(shí)監(jiān)測與控溫，使操作更加方便靈活。
文檔編號G05D23/30GK203054645SQ20122074945
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者田少華 申請人:廣東科杰機(jī)械自動化有限公司