專利名稱：電容儲能式打釘機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電容儲能式熔焊機(jī)(打釘機(jī))，更具體地說，涉及用于 控制電容儲能式打釘機(jī)的控制電路。
背景技術(shù)：
目前，已付諸使用的造船用打釘機(jī)如圖1所示。其中，此類現(xiàn)有技術(shù)電容儲能式打釘機(jī)的控制電路由搭鐵檢測5與充電可控硅3、整流橋2、變壓器l、 儲能電容7、放電可控硅8順次電連接構(gòu)成。打釘機(jī)依靠搭鐵檢測5檢測槍頭0 是抬起還是落下，從而控制充放電，即抬則充，落則放，并由槍機(jī)9直接手動 觸發(fā)。其中，手動觸發(fā)、充電以及搭鐵檢測之間沒有嚴(yán)格的時(shí)序約制，并且多 繞組處同一變壓器、充電控制點(diǎn)在該變壓器次級。簡單的說現(xiàn)有技術(shù)的特征，從其放電觸發(fā)一一可控硅放電一一儲能電容充 電的順序控制與充;^丈電觸發(fā)信號處理的過程上看，這種"4荅鐵;險(xiǎn)測式"觸發(fā)與 充放電是"隨機(jī)并行且無時(shí)序工作"。最為主要而且更為嚴(yán)重的是，這類產(chǎn)品采 用的關(guān)鍵技術(shù)一一搭鐵檢測充放電技術(shù)，是一種簡單的一次延時(shí)控制，即抬起 槍頭由搭鐵檢測5延時(shí)1秒左右充電，并且其槍頭0的搭鐵檢測控制線以及儲 能電容7、放電可控硅8的大電流放電線是一對復(fù)用線(如圖l所示)，因而經(jīng) 常因干擾發(fā)生同時(shí)充放電和混電現(xiàn)象。由于屬"模擬"式觸發(fā)控制，沒有智能 保護(hù)控制的功能，因而線路復(fù)雜并且電路板是強(qiáng)弱電混排，從而造成現(xiàn)有技術(shù) 的這類打釘機(jī)容易損壞。此外，在造船現(xiàn)場，初級220V工作電壓取自3相4線制電源，例如大噸位 吊車、大容量焊機(jī)類重負(fù)載很多，電源本身波動干擾就更大，并且電壓值十分 不穩(wěn)，220V交流電源實(shí)測取樣值常常在230-270V之間，由于其變壓器1的工作 繞組、控制繞組1和2都設(shè)定在同一個(gè)變壓器11上，各電壓值均隨電網(wǎng)同步大 大增高，其繼電器用14V常達(dá)到22V，繼電器線圏發(fā)熱4艮嚴(yán)重，以致外殼變形使其觸點(diǎn)卡死，工作中繼電器又經(jīng)常因各種干擾"嗒嗒"響而吸合不良，而每 次操作調(diào)整旋鈕，繼電器也同樣是"啪啪"響半天，而且繼電器吸合產(chǎn)生的控 制板電源波動也很大，干擾使其觸點(diǎn)因快速反復(fù)吸合而疲勞老化，曾經(jīng)實(shí)測到其觸點(diǎn)達(dá)16HZ的振動頻率，其可靠性很低；而且，在實(shí)際使用中，還由于這種 技術(shù)制造的產(chǎn)品，供給能源的重要部件變壓器11的次級工作繞組和多個(gè)控制繞 組l、 2等都處于同一個(gè)變壓器，而且其充電控制點(diǎn)又取在次級端，變壓器l的 初級就一直處于電網(wǎng)過電壓的通電狀態(tài)，加之其常發(fā)生如下所述的充放電同時(shí) 進(jìn)行的誤動作、還有工作電源誤接等，加之船上工作條件惡劣，常常任務(wù)很緊， 這些綜合因素使該變壓器在使用 一段時(shí)間后全都無一例外的很快燒損、損壞特 征為絕緣漆脫落，進(jìn)而其它部件亦隨之燒毀。實(shí)際上，由于電容特性所決定，機(jī)器工作時(shí)充放電電流變化非常之巨大， 可達(dá)十幾(充電)乃至上百(放電)安培，加之打釘工作時(shí)槍頭彈跳是十分劇 烈的，有一系列猛烈的電磁干擾和接觸不良產(chǎn)生，而這種種干擾產(chǎn)生之際，正 恰恰是該類機(jī)延時(shí)充電電路欲啟動之時(shí)，凡此種種因素產(chǎn)生電磁干擾的結(jié)果是 使機(jī)器經(jīng)常產(chǎn)生誤動作，即繼電器誤動作而使充放電同時(shí)進(jìn)行，此時(shí)對電源來 說等效于非常嚴(yán)重的短路狀態(tài)，致使變壓器ll、整流橋12、限流電阻R1、充電 可控硅3等嚴(yán)重過載，過大的電流又使變壓器11絕緣及各大電流連接線等迅速 破損，甚至燃燒，反過來又形成了更為嚴(yán)重的短路，甚至使170V電壓竄至控制 板，這一系列反饋過程常常在很短的時(shí)間內(nèi)形成，致使變壓器11、充電可控硅 3、搭鐵檢測5、整流橋12等重要元件很快燒毀。而且，若在接電源線時(shí)(每天 工作需要須重復(fù)一至多次)將220V電源線誤解到380V (經(jīng)常發(fā)生)那么，這個(gè) 損壞過程之快、之重，就更不用說了；而變壓器ll絕緣的破損，不僅體現(xiàn)在絕 緣紙，而且漆包線絕緣漆大都已蕩然無存，這又勢必導(dǎo)致機(jī)體帶強(qiáng)電，嚴(yán)重危 及人身安全、況且，潛在的火災(zāi)隱患也不適合在船體這種易燃易爆場合工作。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述問題，提供了一種時(shí)序脈沖控制具過壓保護(hù)功能的電 容儲能式熔焊機(jī)7打釘機(jī)的控制電路，從而解決現(xiàn)有技術(shù)的此類打釘機(jī)存在強(qiáng)弱 電混電現(xiàn)象易損壞機(jī)體的問題，以及解決了變壓器易損、變壓器絕緣易遭到破 壞從而危及人身安全造成生產(chǎn)事故的問題。為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供的一種電容儲能式打釘機(jī)，包括充電支路、放電支路。其中，充電支路包括依次串聯(lián)的充電部件、變壓器、整流橋以及儲能電容；放電支路包括儲能電容、放電可控硅。充電支路和放電支路連 接充放電控制器接收來自兩個(gè)引腳充放電控制信號；而充放電控制器連接觸發(fā) 開關(guān)并接收觸發(fā)信號。本實(shí)用新型的電容儲能式打釘機(jī)，其進(jìn)一步改進(jìn)在于，為充放電控制器獨(dú) 立設(shè)置電源輸入，例如通過獨(dú)立的變壓器實(shí)現(xiàn)電源輸入。而電路中還設(shè)置有過 壓保護(hù)電路和充電指示控制電路，分別通過連接充放電控制器實(shí)現(xiàn)工作。在上述電容儲能式打釘機(jī)中，充放電控制器可以選用通用數(shù)字集成電路實(shí) 現(xiàn)，也可選用單片機(jī)、GAL可編程器件或者通用電路模擬構(gòu)成。其中選用的電路 或單片機(jī)、邏輯器件固化有"串行時(shí)序脈沖控制程序"。本實(shí)用新型儲能式打釘機(jī)，由觸發(fā)開關(guān)獨(dú)立觸發(fā)充放電控制器的時(shí)序脈沖 分端子順次掃描輸出，去"串行順次"控制觸發(fā)、放電、充電、充電指示整個(gè) 過程，充放電控制器存儲有抗干擾及焊接工藝所要求的程序并具控制電源過電 壓和電壓誤接保護(hù)功能。而充放電控制器由觸發(fā)開關(guān)獨(dú)立觸發(fā)輸出一串"特定 串行時(shí)序控制脈沖"連續(xù)控制上述一周期妁充放電循環(huán)過程并以并行移位多端 子輸出形式體現(xiàn)，這種觸發(fā)方式與槍頭是否搭鐵無關(guān)。通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型儲能式打釘機(jī)是與現(xiàn)有產(chǎn)品在控制電路和 充電器件類型以及變壓器等結(jié)構(gòu)、充電連接點(diǎn)、抗干擾形式、充電和放電控制 方式、電源誤接過壓保護(hù)等電路上完全不同的控制技術(shù)，其嚴(yán)格采用時(shí)序脈沖 分端子順次掃描輸出的技術(shù)實(shí)現(xiàn)充放電的控制，以徹底解決現(xiàn)有產(chǎn)品易損壞、 可靠性低、安全性差的、而且成本非常高之缺點(diǎn)。由于采用上述方案，改"并行隨機(jī)控制"為"串行時(shí)序控制"，沒有使用現(xiàn) 有產(chǎn)品所采用的檢測槍體是否搭鐵控制充放電的技術(shù)，且采取變壓器工作繞組、 控制繞組分開設(shè)置為兩個(gè)變壓器、充電控制點(diǎn)未設(shè)在常規(guī)的次級整流部位、而 獨(dú)設(shè)在打釘機(jī)工作繞組變壓器的交流電源輸入端子，以及特有的"時(shí)基基準(zhǔn)工 作點(diǎn)"時(shí)序掃描充放電控制器工作方式等技術(shù)方法，使本發(fā)明徹底實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電 分離；因而不僅可以監(jiān)控工作繞組變壓器的工作電壓，并可實(shí)施完善保護(hù)并且 避免因受干擾導(dǎo)致充放電同時(shí)進(jìn)行而帶來的嚴(yán)重后果，分時(shí)輸出使各流程的工 作點(diǎn)不會處在同一個(gè)時(shí)間層面上，使充電、放電不會同時(shí)發(fā)生，因而從根本上 解決了現(xiàn)有產(chǎn)品變壓器、充電可控硅、電路板等貴重電路元件易損、繼電器可 靠性低的弊端，也消除了因變壓器、導(dǎo)線絕緣不良帶來的人身、火險(xiǎn)等安全隱患，熔焊工藝調(diào)整更加靈活方^f更，并且可靠性、安全性大大增強(qiáng)，凡此種種措 施綜合利用，進(jìn)而達(dá)到發(fā)明目的。


下面結(jié)合具體實(shí)施例、參考附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型圖1是現(xiàn)有技術(shù)電容儲能式打釘機(jī)的控制電路原理示意圖； 圖2是本發(fā)明電容儲能式打釘機(jī)的控制電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
圖2中，充放電控制器26具有多輸出端子，其中的主要的PA、 PB、 PC…等端子與各支路相連接并使之受其順次控制。為達(dá)到由時(shí)序脈沖控制并可靠工作的目的對電路作如下具體設(shè)計(jì) 其中，充電部件25、變壓器21、整流橋23、儲能電容24構(gòu)成充電支路A;放電可控硅27、儲能電容24為放電支路B，觸發(fā)開關(guān)28配合充放電控制器26構(gòu)成控制支路C。'l.變壓器選取本發(fā)明工作繞組、控制繞組分為兩個(gè)變壓器21和22,由于 電路效率高，各自功率都較小，控制變壓器僅需5W單一9V繞組，經(jīng)穩(wěn)壓供控 制板工作，只有5V，線路十分簡潔、可靠。根據(jù)需要，充放電控制器26的供電 電源可以直接選用5V電壓的電源實(shí)現(xiàn)。2. 電容充電的連接點(diǎn)本發(fā)明儲能電容24直接接在整流橋23輸出端，好處是效率很高、輸出電 壓壓降很小，與計(jì)算值十分相符，且充電快、對電源污染很小3. 控制充電的連接點(diǎn)本發(fā)明充電部件2 5可以選用現(xiàn)有技術(shù)的充電可控硅模塊，但是這類充電可 控硅模塊較為貴重。因此，該充電部件可以采用新型電子器件，并且接在工作 電源一次側(cè)，即變壓器21的初級，即交流電源輸入端子，這樣做解決的問題是 對變壓器和整個(gè)貴重電器元件能夠?qū)嵭袑?shí)時(shí)保護(hù)，可徹底切斷變壓器等工作電 源，平時(shí)主電路完全處于斷電狀態(tài)，可靠性、安全性增加，發(fā)熱也大大減小， 延長了元件使用壽命。4. ;改電觸發(fā)本發(fā)明由觸發(fā)開關(guān)28獨(dú)立觸發(fā)充放電控制器26,由該充放電控制器26經(jīng)過"智能"處理后，再由充放電控制器26觸發(fā)放電可控硅27,流過觸發(fā)線的僅 僅是弱觸發(fā)信號。5. 充放電控制電路的"連續(xù)串行順次控制方式本發(fā)明充放電時(shí)，由電路智能檢測觸發(fā)開關(guān)28信號的"相對"位置，該觸 發(fā)與搭鐵與否無關(guān)，同時(shí)根據(jù)電路狀態(tài)、焊接工藝要求，經(jīng)處理后由充放電控 制器26的PA、 PB、 PC…(PG等未標(biāo)出)多引腳以一定時(shí)基脈沖為基準(zhǔn)分時(shí)順 序發(fā)出一系列的"串行時(shí)序控制"的時(shí)序脈沖，來分別順次按時(shí)序控制觸發(fā)一 放電一充電 一指示--停止等控制過程。換句話說上述這樣一個(gè)工作循環(huán)整體控制過程是包含于由觸發(fā)開關(guān)28獨(dú) 立觸發(fā)而出的上述"串行時(shí)序控制脈沖，，之中的，與槍頭的搭鐵檢測起落沒有 任何聯(lián)系，充放電控制器26以"串行脈沖"并行移位輸出形式體現(xiàn)。而且，這一方案，非常容易添加各種檢測及保護(hù)電路，硬件成本低，大多 數(shù)情況下，更改電路及焊接工藝參數(shù)僅需更改程序就可實(shí)現(xiàn)，成本很低，電路 設(shè)計(jì)靈活；具體控制工作過程略。6. 保護(hù)電路設(shè)置本發(fā)明充放電控制器26以及主要控制過壓保護(hù)類元件單獨(dú)由5—IOW左右 控制變壓器供電，與熔焊負(fù)載使用工作繞組變壓器21分開供給，過壓以及電源 誤接380V由充放電控制器26配合軟件實(shí)現(xiàn)，且重要易損部件均按380V電源指 標(biāo)設(shè)計(jì)，從根本杜絕失控現(xiàn)象發(fā)生。本發(fā)明選用一種由觸發(fā)開關(guān)28獨(dú)立觸發(fā)的時(shí)序脈沖分端子掃描輸出的充放 電控制器26，從而控制充電、放電、指示等全過程。充放電控制器26有多個(gè)輸 出端子，其中主要的端子分別與下述三支路采用時(shí)序脈沖控制充電端子PC通 過充放電控制器26控制新型的電子元件——充電部件25來控制充電支路A，充 電控制點(diǎn)則取在了降壓變壓器21的初級——電源220V，即打釘機(jī)工作電源端子， 而非常規(guī)的整流端一一 變壓器次級，沒有使用繼電器充電也沒有使用可控硅或 者用其在同次級控制的移相調(diào)壓方式。變壓器21所降壓的工作繞組、供電路板 工作的控制繞組變壓器22也是分開設(shè)置的兩個(gè)變壓器，并在充放電控制器26 設(shè)置了電壓誤接380V和過電壓保護(hù)，這樣做的根本目的是使電路需要截止或 保護(hù)電路工作時(shí)能迅速徹底整個(gè)切斷220V工作繞組的的大負(fù)載供電電源，達(dá)到 真正的保護(hù)貴重元件和安全的目的，并使控制以及保護(hù)電路能可靠工作，而且， 充電速度快、效率高、對電源污染小。而放電控制，則系由觸發(fā)開關(guān)28觸發(fā)該充放電控制器26,再由充放電控制 器26通過一系列熔焊工藝、抗干擾處理后經(jīng)端子PB控制放電可控硅來完成。其中充放電控制器26最主要特征是以一系列時(shí)序脈沖分端子掃描輸出形式 工作，并連續(xù)控制整個(gè)充電、放電、指示等全工作過程，它存儲有焊接工藝參 數(shù)且提供以避免充放電同時(shí)進(jìn)行而產(chǎn)生貴重電子元件燒毀的程序，并避免工作 現(xiàn)場電壓劇烈波動產(chǎn)生的干擾且包含了前述降壓工作繞組變壓器及控制電路所 有保護(hù)功能等，而充放電控制器26的其余1到6個(gè)端子PC-PH也可兼用于充電 指示、保護(hù)等控制或部分空置，而PA端子為過電壓、電源誤接保護(hù)。此外，充放電控制器26的實(shí)現(xiàn)可以選用單片機(jī)或者GAL可編程器件實(shí)現(xiàn)， 也可選用通用數(shù)字集成電路或者通用電路模擬構(gòu)成。其中，在單片機(jī)或者GAL 可編程器件中固化有"串行時(shí)序脈沖控制程序"。因此，充放電控制器26由觸 發(fā)開關(guān)28獨(dú)立觸發(fā)輸出一串"特定串行時(shí)序控制脈沖，，來控制上述一個(gè)連續(xù)充 》文電工作循環(huán)過程并以并行移位輸出形式體現(xiàn)。這種以"數(shù)字"方式產(chǎn)生時(shí)序控制脈沖的充放電控制器26,其"時(shí)基基準(zhǔn) 工作點(diǎn)，，可以取自交流電源本身或時(shí)基振蕩電路本身，而非現(xiàn)有技術(shù)中以電源 220V電壓或者次級的電壓數(shù)值大小為基準(zhǔn)、因而只與相對很穩(wěn)定的頻率因素有 關(guān)，由于與劇烈變動的現(xiàn)場電網(wǎng)電壓大小沒有了關(guān)聯(lián)，也就沒有了一般"模擬" 控制電路的"電壓基準(zhǔn)工作點(diǎn)"漂移現(xiàn)象，徹底解決現(xiàn)有技術(shù)因電流巨大變化 帶來的不穩(wěn)定電壓導(dǎo)致的誤動作。綜上所述，簡單概括的說，與現(xiàn)有技術(shù)顯著不同的是在放電觸發(fā)一可控 硅放電一儲能電容充電的控制信號處理過程上看，本發(fā)明的觸發(fā)與充放電是嚴(yán) 格"連續(xù)串行順次工作"的。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本 發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種電容儲能式打釘機(jī)，包括充電支路、放電支路，其特征在于，所述充電支路包括依次串聯(lián)的充電部件(25)、變壓器(21)、整流橋(23)以及儲能電容(24)；所述放電支路包括所述儲能電容(24)、放電可控硅(27)；其中，所述充電支路和放電支路連接充放電控制器(26)的兩個(gè)引腳接收充放電控制信號；所述充放電控制器(26)連接觸發(fā)開關(guān)(28)接收觸發(fā)信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容儲能式打釘機(jī)，其特征在于，所述充放電控 制器(26)設(shè)置有獨(dú)立的電源輸入。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容儲能式打釘機(jī)，其特征在于，設(shè)置變壓器(22 ) 實(shí)現(xiàn)所述的電源輸入。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容儲能式打釘機(jī)，其特征在于，所述充放電控 制器(26)通過引腳連接過壓保護(hù)電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容儲能式打釘機(jī)，其特征在于，所述充放電控 制器(26)通過引腳連接充電指示控制電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l-5任一所述的電容儲能式打釘機(jī)，其特征在于，所述充 放電控制器(26)選用固化有"串行時(shí)序脈沖控制程序"的通用數(shù)字集成電路 或者單片機(jī)或者GAL可編程器件，或者由通用電路模擬構(gòu)成。
專利摘要公開了一種電容儲能式打釘機(jī)，其充電支路包括串聯(lián)的充電部件(25)、變壓器(21)、整流橋(23)和儲能電容(24)；放電支路包括儲能電容、放電可控硅(27)。充電支路和放電支路連接充放電控制器(26)；充放電控制器連接觸發(fā)開關(guān)(28)。本儲能式打釘機(jī)由觸發(fā)開關(guān)獨(dú)立觸發(fā)的時(shí)序脈沖分端子掃描輸出的充放電控制器的多個(gè)輸出端子分別控制充電、放電、觸發(fā)、過壓保護(hù)、充電指示等支路，因而實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)弱電徹底完全分離；可以實(shí)施完善保護(hù)并且避免因受干擾導(dǎo)致充放電同時(shí)進(jìn)行而帶來的嚴(yán)重后果，解決了現(xiàn)有產(chǎn)品變壓器、充電可控硅、繼電器、電路板等貴重電路元件易損的弊端，也消除了因變壓器、導(dǎo)線絕緣不良帶來的安全隱患。
文檔編號H02J15/00GK201109140SQ200720015519
公開日2008年9月3日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日
發(fā)明者李洪建, 邵金波 申請人:大連威嘉船舶配件有限公司