專利名稱：自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法及裝置。技術(shù)背景
卷釘機(jī)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(gè)齒時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)電脈沖，并由這一信號(hào)控制卷釘?shù)暮附雍途磲敊C(jī)的記數(shù)控制。
卷釘機(jī)焊釘部份由下釘?shù)儡?、釘輪2、釘子3、兩個(gè)焊接輪4和聯(lián)接釘子的兩根鍍銅鐵絲5組成。當(dāng)釘子3的最高點(diǎn)經(jīng)過焊接輪4時(shí)，由卷釘機(jī)專用電焊機(jī)DJ在兩個(gè)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(gè)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(duì)于地面是靜止的，而兩個(gè)焊接輪4的軸心在兩個(gè)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(duì)于地面左右振動(dòng)。
目前，卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(duì)位置是隨機(jī)不確定的，當(dāng)更換釘輪時(shí)，需要人工根據(jù)焊接的質(zhì)量，微調(diào)它們之間的相對(duì)位置，以確定焊釘“發(fā)火”的最佳時(shí)機(jī)。而且，從空間上講:因釘輪上有90-120個(gè)存釘孔，兩個(gè)釘子之間的距離達(dá)10余毫米，而釘子的直徑僅為2.1-3.3毫米，焊接點(diǎn)的位置不足I毫米；從時(shí)間上講:焊接輪通過兩個(gè)釘子的時(shí)間為25-80毫秒，而焊每個(gè)釘子的時(shí)間小于5毫秒。正因如此，每次更換卷釘機(jī)釘輪，均需要一個(gè)熟練的工人調(diào)整數(shù)小時(shí)，才能確定最佳焊接時(shí)機(jī)。這樣，不但浪費(fèi)大量的人工，還造成釘子的大量浪費(fèi)。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(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法及裝置，避免更換釘輪后，需人工調(diào)整焊接時(shí)機(jī)現(xiàn)象的發(fā)生，達(dá)到提高卷釘焊接質(zhì)量，降低卷釘機(jī)運(yùn)行人工成本和減少釘子及焊絲浪費(fèi)的現(xiàn)象。
為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
—種自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法是:設(shè)置一個(gè)接近傳感器JJ，將焊接輪相對(duì)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(hào)后，利用電容C或存貯器記憶這一電壓或電流信號(hào)，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(hào)，送到卷釘機(jī)的電焊機(jī)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(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法，采用電容C和比較器A組成的自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(gè)高頻濾波電路，濾波后的信號(hào)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(jī)的電焊機(jī)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(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法，采用數(shù)字電路制作的自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(jī)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(gè)高頻濾波電路，濾波后的信號(hào)送到單片機(jī)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(jī)CPU分析處理后，由其一個(gè)輸出端PX輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到電焊機(jī)DJ的同步控制電路，以確定電焊機(jī)DJ的焊接時(shí)機(jī)；且可由該單片機(jī)完成卷釘記數(shù)控制及其它控制顯示工作。根據(jù)自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法，采用數(shù)字電路自動(dòng)查找自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(gè)輸出端PX輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，送到電焊機(jī)DJ的同步控制電路輸入端，作為電焊機(jī)DJ的焊接時(shí)機(jī)控制信號(hào)；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(jī)焊接輪在一個(gè)釘子上結(jié)構(gòu)示意及局部放大圖；圖2為卷釘機(jī)焊接輪在兩個(gè)釘子上結(jié)構(gòu)示意及局部放大圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例二原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例三原理`結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
:實(shí)施例一:如圖3所示，采用電容C和比較器A組成的自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(cè)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(gè)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(jī)24V直流電源；因LM339是一個(gè)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(dāng)焊接輪通過一個(gè)釘子時(shí)，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(dòng)作過程是，當(dāng)焊接輪經(jīng)過釘子的最低點(diǎn)時(shí)，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(shí)，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(dòng)，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(dāng)接近傳感器JJ輸出電壓達(dá)到5.2V時(shí)，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(jī)DJ和記數(shù)器JS發(fā)出脈沖。當(dāng)接近傳感器JJ輸出電壓達(dá)到5.5V時(shí)，二極管Dl導(dǎo)通，C2兩端電壓充電到5.3V左右。當(dāng)接近傳感器JJ輸出電壓小于5.3V時(shí)，比較器A輸出低電平，完成焊接時(shí)機(jī)脈沖的發(fā)出工作。當(dāng)接近傳感器JJ輸出電壓降低到4.5V時(shí)，電容C2經(jīng)二極管D2放電到5.2V，且完成一個(gè)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(dòng)的，只要接近傳感器JJ測(cè)量頭與焊接輪的距離在其測(cè)量范圍(0-4mm)內(nèi)，焊接輪經(jīng)過一個(gè)釘子時(shí)，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(shí)機(jī)的偏差，使比較器A輸出的控制信號(hào)時(shí)機(jī)與焊接輪在釘子上的位置保持恒定。
實(shí)施例二:如圖4所示，采用數(shù)字電路制作的自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(jī)CPU。所述的接近傳感器JJ采用有效檢測(cè)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(gè)頻率為IKHz的高頻濾波電路；所述的單片機(jī)CPU選 用STC12C5A60S2單片機(jī)，該型號(hào)單片機(jī)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(hào)送到單片機(jī)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(jī)CPU分析處理后，將其當(dāng)前經(jīng)過釘子的電壓最大值存入到內(nèi)存中去，下一個(gè)釘子電壓大于其電壓最大值減去一個(gè)設(shè)定值時(shí)，就通過其一個(gè)輸出端PX發(fā)出輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到電焊機(jī)DJ的同步控制電路，以確定電焊機(jī)DJ的焊接時(shí)機(jī)。因STC12C5A60S2單片機(jī)運(yùn)行速度快，功能強(qiáng)大，在完成發(fā)出電焊機(jī)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(jī)CPU發(fā)出焊接時(shí)機(jī)控制信號(hào)只與前一個(gè)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(shí)機(jī)的偏差，使單片機(jī)CPU輸出的控制信號(hào)時(shí)機(jī)與焊接輪在釘子上的位置基本保持恒定。
因單片機(jī)內(nèi)的內(nèi)存記憶的數(shù)值不會(huì)隨時(shí)間變化而變化，正常停機(jī)時(shí)，只要單片機(jī)的電源不消失，仍然可以記憶前一個(gè)釘子的最高電壓數(shù)值，重新開機(jī)后，仍然可以準(zhǔn)確找到最佳焊接時(shí)機(jī)。
實(shí)施例三:如圖5所示，采用數(shù)字電路自動(dòng)查找自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(cè)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(gè)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(jī)CPU相當(dāng)，即:將其當(dāng)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(gè)釘子電壓大于其電壓最大值減去一個(gè)設(shè)定值時(shí)，就通過其一個(gè)輸出端PX發(fā)出輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到電焊機(jī)DJ的同步控制電路，以確定電焊機(jī)DJ的焊接時(shí)機(jī)。
因FX2N22MT型PLC內(nèi)的D128—D2047寄存器具有失電保持功能，當(dāng)使用這些寄存器寄存焊接輪經(jīng)過前一個(gè)釘子時(shí)的電壓最大值時(shí)，如遇供電電源突然失電，再來電工作時(shí)，PLC仍會(huì)記憶焊接輪經(jīng)過前個(gè)釘子的電壓最大值，從而可以確定當(dāng)前釘子發(fā)出焊接信號(hào)的最佳時(shí)機(jī)。因目前的卷釘機(jī)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(jī)的改造，并達(dá)到自動(dòng)查找焊接釘子的最佳時(shí)機(jī)之目的。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法，其特征在于:設(shè)置一個(gè)接近傳感器JJ，將焊接輪相對(duì)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(hào)后，利用電容C或存貯器RAM記憶這一電壓信號(hào)，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(hào)，送到卷釘機(jī)的電焊機(jī)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(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法，采用電容C和比較器A組成的自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(gè)高頻濾波電路，濾波后的信號(hào)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(jī)的電焊機(jī)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(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法，采用數(shù)字電路制作的自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(jī)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(gè)高頻濾波電路，濾波后的信號(hào)送到單片機(jī)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(jī)CPU分析處理后，由其一個(gè)輸出端PX輸出一個(gè)脈沖信號(hào)到電焊機(jī)DJ的同步控制電路，以確定電焊機(jī)DJ的焊接時(shí)機(jī)；且可由該單片機(jī)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(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)的方法，采用數(shù)字電路自動(dòng)查找自動(dòng)查找卷釘機(jī)焊釘時(shí)機(jī)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(gè)輸出端PX輸出一個(gè)脈沖信號(hào),送到電焊機(jī)DJ的同步控制電路輸入端，作為電焊機(jī)DJ的焊接時(shí)機(jī)控制信號(hào)；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(jī)的焊接釘子的時(shí)機(jī)，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(fèi)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(shí)現(xiàn)了卷釘機(jī)的焊釘時(shí)機(jī)的自動(dòng)查找，并給出了采用模擬電路和數(shù)字電路兩種實(shí)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(jī)和可編程控制器兩種實(shí)現(xiàn)具體方式。
文檔編號(hào)B23K11/36GK103240520SQ20131017474
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)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(shí)聚寶, 王生涯 申請(qǐng)人:翟佑華