一種高精度焊接裝置的制造方法
【專利摘要】一種高精度焊接裝置，其特征是，包括焊頭、氣缸、活塞、控制閥、吹掃電磁閥、吹掃噴頭、儲(chǔ)氣罐和控制器；所述活塞與焊頭相連，氣缸被活塞分割為上缸和下缸，所述控制閥有2個(gè)，分別向上缸和下缸供氣；所述活塞的上表面和下表面均設(shè)置有壓力傳感器，分別用于檢測上缸和下缸內(nèi)的氣壓；所述控制閥和吹掃電磁閥均與儲(chǔ)氣罐相連，吹掃電磁閥用于吹掃焊接后的殘?jiān)豢刂破鹘邮諌毫鞲衅鱾鱽淼膲毫Ψ答?，并發(fā)送信號至控制閥控制其開度，從而控制上缸和下缸的壓力差，從而改變焊頭的位置。
【專利說明】
一種高精度焊接裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，具體涉及一種高精度焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動(dòng)控制焊接技術(shù)是焊接領(lǐng)域一個(gè)重要的分支，現(xiàn)有的氣動(dòng)焊接裝置往往存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制精度不足、系統(tǒng)集成度較低等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供一種高精度焊接裝置。
[0004]本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]—種高精度焊接裝置，其特征是，包括焊頭、氣缸、活塞、控制閥、吹掃電磁閥、吹掃噴頭、儲(chǔ)氣罐和控制器;所述活塞與焊頭相連，氣缸被活塞分割為上缸和下缸，所述控制閥有2個(gè)，分別向上缸和下缸供氣;所述活塞的上表面和下表面均設(shè)置有壓力傳感器，分別用于檢測上缸和下缸內(nèi)的氣壓;所述控制閥和吹掃電磁閥均與儲(chǔ)氣罐相連，吹掃電磁閥用于吹掃焊接后的殘?jiān)?控制器接收壓力傳感器傳來的壓力反饋，并發(fā)送信號至控制閥控制其開度，從而控制上缸和下缸的壓力差，從而改變焊頭的位置。
[0006]優(yōu)選地，所述吹掃電磁閥和吹掃噴頭之間還設(shè)置有電加熱器，用于對吹掃的空氣進(jìn)行加熱。
[0007]優(yōu)選地，所述控制器采用單片機(jī)。
[0008]優(yōu)選地，所述控制閥包括閥殼、控制器外殼、主閥、內(nèi)置壓力傳感器、比例電磁鐵、比例控制器和散熱-加熱系統(tǒng);所述主閥安裝在閥殼內(nèi)，其為兩位三通閥，主閥包括端蓋、活塞、尾蓋、反饋彈簧和閥體，反饋彈簧套接在尾蓋上，活塞與所述尾蓋之間為螺紋連接;所述比例電磁鐵包括銜鐵和線圈，銜鐵的左端固接有推力桿，所述端蓋螺紋連接在推力桿上，所述活塞和端蓋均設(shè)置在閥體內(nèi)；
[0009]反饋彈簧所在的腔室稱為調(diào)壓腔，調(diào)壓腔連通有輸出口；所述閥體和活塞的凹陷部分之間構(gòu)成進(jìn)氣腔，進(jìn)氣腔連通有進(jìn)氣口；所述尾蓋所在的腔室稱為排氣腔，排氣腔連通有排氣口，排氣口連通大氣;所述輸出口向外供氣，且進(jìn)氣口、輸出口和排氣口通過為閥體配做的導(dǎo)流板與外部連通；閥體的左端設(shè)置有第一凸臺(tái)，第一凸臺(tái)與尾蓋的右側(cè)面構(gòu)成主節(jié)流口 ；活塞的右端設(shè)置有第二凸臺(tái)，第二凸臺(tái)與端蓋的左側(cè)面構(gòu)成溢流口 ；端蓋的左側(cè)面上還設(shè)置有密封環(huán)槽，所述密封環(huán)槽用于與第二凸臺(tái)配合當(dāng)溢流口關(guān)閉時(shí)防止溢流口漏氣，密封環(huán)槽的表面上敷設(shè)有一層橡膠層，尾蓋的右側(cè)面處內(nèi)鑲有橡膠密封圈;所述活塞的外表面上設(shè)置有一層高分子復(fù)合尼龍層，該高分子復(fù)合尼龍層由二元胺與二元酸通過縮聚制得，且在縮聚過程中添加有環(huán)氧樹脂及玻璃纖維；調(diào)壓腔內(nèi)還設(shè)置有用于檢測閥內(nèi)空氣水分的硅膠棒，所述硅膠棒的一端懸置于調(diào)壓腔內(nèi)，另一端延伸出閥殼外，且延伸出閥殼外的部分套裝在玻璃管中，所述玻璃管固接在閥殼的表面上;所述比例控制器設(shè)置在控制器外殼內(nèi)，內(nèi)置壓力傳感器為HT19型硅壓阻式傳感器，用于測量調(diào)壓腔內(nèi)的空氣壓力并將檢測到的壓力值轉(zhuǎn)換為電壓信號。
[0010]優(yōu)選地，所述散熱-加熱系統(tǒng)包括環(huán)形散熱空間、環(huán)形加熱空間、集氣盒和主散熱體，環(huán)形散熱空間環(huán)繞在容納線圈的散熱槽壁外，所述環(huán)形散熱空間的一端與集氣盒相連通，另一端與主散熱體的出口相連通，集氣盒集成在閥殼的下部表面上;所述環(huán)形加熱空間環(huán)繞在調(diào)壓腔的加熱槽壁外，環(huán)形加熱空間的一端與集氣盒相連通，另一端與主散熱體的入口相連通，散熱槽壁和加熱槽壁均由鋁合金制成，且厚度為1mm;主散熱體集成在所述控制器外殼的上部表面上，包括多根水平布置的小直徑散熱管和2個(gè)豎直布置的空心支撐體，所述小直徑散熱管與空心支撐體一體成型并相互連通;進(jìn)氣口的管道底部還連接有動(dòng)力管至集氣盒，所述動(dòng)力管上設(shè)置有減壓閥；在環(huán)形散熱空間至集氣盒、集氣盒至環(huán)形加熱空間的管道上均設(shè)置有單向逆止閥，其安裝方向分別由環(huán)形散熱空間指向集氣盒、由集氣盒指向環(huán)形加熱空間；所述控制閥工作時(shí)，環(huán)形散熱空間、環(huán)形加熱空間、集氣盒和主散熱體共同構(gòu)成一個(gè)換熱環(huán)路，在動(dòng)力管內(nèi)空氣的壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行循環(huán)，線圈的熱量通過散熱槽壁傳遞到環(huán)形散熱空間的空氣中，而后依次進(jìn)入集氣盒和環(huán)形加熱空間，在環(huán)形加熱空間中通過加熱壁槽將熱量傳遞至調(diào)壓腔以加熱調(diào)壓腔內(nèi)的空氣，用于提高調(diào)壓腔內(nèi)經(jīng)減壓的空氣溫度以減少結(jié)霜；加熱后的空氣繼續(xù)被驅(qū)動(dòng)至主散熱體，在主散熱體中通過多根小直徑散熱管將多余的熱量傳遞到環(huán)境空氣中，經(jīng)主散熱體降溫后的空氣再次進(jìn)入到環(huán)形散熱空間，至此完成一個(gè)熱力循環(huán);所述減壓閥用于調(diào)節(jié)換熱環(huán)路的流速，進(jìn)而控制線圈的溫度和調(diào)壓腔內(nèi)空氣的溫度，當(dāng)操作人員觀察到所述玻璃管內(nèi)的硅膠棒由藍(lán)色變?yōu)榧t色時(shí)，手動(dòng)開大減壓閥的開度以提高調(diào)壓腔內(nèi)空氣的溫度；
[0011]所述比例控制器包括單片機(jī)、功率驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊，其中單片機(jī)和功率驅(qū)動(dòng)模塊相連，功率驅(qū)動(dòng)模塊用于向線圈供電以驅(qū)動(dòng)銜鐵運(yùn)動(dòng)；電源模塊用于向功率驅(qū)動(dòng)模塊供電，所述電源模塊包括依次相連的方向二極管、限流電阻和η型LC濾波器，所述方向二極管用于避免電源反接對電路的損害，所述限流電阻包括2個(gè)并聯(lián)的功率為0.25W、阻值為I Ω的保護(hù)電阻，用于防止線圈短路燒毀電路板;所述型LC濾波器用于減弱電路中的紋波噪聲，其包括2個(gè)電容器和I個(gè)電感器;所述方向二極管前還并聯(lián)2個(gè)旁通電容，限流電阻和型LC濾波器之間還并聯(lián)有I個(gè)瞬變電壓抑制二極管，用于抑制電路中的電壓峰值;所述電源模塊的輸出端同時(shí)作為內(nèi)置壓力傳感器的備用電源，其通過繼電器、降壓變壓器與所述內(nèi)置壓力傳感器相連;所述內(nèi)置壓力傳感器的正常工作電源上設(shè)置有電源檢測器，當(dāng)電源檢測器檢測到所述正常工作電源失電時(shí)，發(fā)送電平信號至繼電器，繼電器在電平信號的作用下吸合從而接通電源模塊至降壓變壓器的電路向內(nèi)置壓力傳感器供電。
[0012]優(yōu)選地，當(dāng)內(nèi)置壓力傳感器檢測到的反饋壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器增大線圈的輸出電流，推力桿的推力增大，主節(jié)流口的開度變大，使得輸出口的輸出壓力增加，此時(shí)控制閥工作在減壓狀態(tài);相反當(dāng)檢測到的反饋壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器減小輸出電流，推力桿的推力減小，主節(jié)流口關(guān)閉，溢流口打開，調(diào)壓腔內(nèi)的空氣通過溢流口排到大氣，輸出口的壓力降低，此時(shí)控制閥工作在溢流狀態(tài)。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:1、采用氣動(dòng)技術(shù)控制焊接裝置，結(jié)構(gòu)簡單，集成了吹掃和氣缸控制功能，系統(tǒng)集成度高；2、設(shè)計(jì)了新的控制閥，結(jié)構(gòu)簡單合理，能實(shí)現(xiàn)供氣壓力的準(zhǔn)確控制，對并對其部件的密封進(jìn)行了重新布局，同時(shí)采用新的材料高分子復(fù)合尼龍層來代替現(xiàn)有的磨擦面材料，使得控制閥的使用壽命大大提高，有效減少了主節(jié)流口開啟時(shí)從磨損處旁路掉溢流口漏入到排氣口中的空氣;3、設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，利用電磁鐵線圈發(fā)熱的熱量來加熱調(diào)壓腔，同時(shí)解決了空氣在減壓膨脹過程中調(diào)壓腔結(jié)露與結(jié)冰、電磁鐵線圈發(fā)熱兩個(gè)問題，且通過這種中空的散熱和加熱空間結(jié)構(gòu)，能減少貴重主閥材料的使用，有助于節(jié)省成本和輕量化，散熱槽壁和加熱槽壁均由鋁合金制成，且厚度為10_，控制閥檢修周期較未改進(jìn)前延長了30% ;4、通過硅膠棒的設(shè)置，操作人員能通過觀察玻璃管內(nèi)硅膠棒的狀態(tài)來判斷調(diào)壓腔內(nèi)空氣水分程度，以此為依據(jù)手動(dòng)開大減壓閥的開度以提高調(diào)壓腔內(nèi)空氣的溫度，這又進(jìn)一步抑制了結(jié)霜和結(jié)冰的發(fā)生；5、設(shè)計(jì)了新的電源模塊，其具有供電質(zhì)量高、防誤限流作用明顯等優(yōu)點(diǎn)，且通過繼電器、電源檢測器等部件的設(shè)計(jì)，有效減少了限流電阻等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。
【附圖說明】
[0014]利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是控制閥的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是減壓狀態(tài)的空氣流向圖；
[0018]圖4是溢流狀態(tài)的空氣流向圖；
[0019]圖5是控制閥外部示意圖；
[0020]圖6是比例控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021 ]圖7是電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記:焊頭-1;氣缸-2;活塞-3;控制閥-4;吹掃電磁閥-5;吹掃噴頭_6 ;控制器-7;壓力傳感器-8;儲(chǔ)氣罐-9;控制閥-13;閥殼-14;內(nèi)置壓力傳感器-15;比例控制器-16;端蓋_17 ；活塞-18;尾蓋-19;反饋彈黃-20 ；閥體-21 ；銜鐵-22;線圈-23 ；推力桿-24 ；調(diào)壓腔_25;輸出口 -26;進(jìn)氣腔-27;進(jìn)氣口 -28;排氣腔-29;排氣口 -30;導(dǎo)流板_31;第一凸臺(tái)-32;主節(jié)流口 -33;第二凸臺(tái)-34;溢流口 -35;高分子復(fù)合尼龍層-36;硅膠棒-37;玻璃管-38;控制器外殼-39;環(huán)形散熱空間-40;環(huán)形加熱空間-41;集氣盒-42;主散熱體-43;散熱槽壁-44;集氣盒-45;小直徑散熱管-46;空心支撐體-47;動(dòng)力管-48;減壓閥-49;單向逆止閥-50;排水閥-51;單片機(jī)-52;功率驅(qū)動(dòng)模塊-53;電源模塊-54;方向二極管_55;限流電阻-56;電容器-57;電感器-58;旁通電容-59;瞬變電壓抑制二極管-60;繼電器-61;降壓變壓器-62;電源檢測器-63;正常工作電源-64。
【具體實(shí)施方式】
[0023]結(jié)合以下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]如圖1所示的一種高精度焊接裝置，包括焊頭1、氣缸2、活塞3、控制閥4、吹掃電磁閥5、吹掃噴頭6、儲(chǔ)氣罐9和控制器7;所述活塞3與焊頭I相連，氣缸2被活塞3分割為上缸和下缸，所述控制閥4有2個(gè)，分別向上缸和下缸供氣;所述活塞3的上表面和下表面均設(shè)置有壓力傳感器8，分別用于檢測上缸和下缸內(nèi)的氣壓;所述控制閥4和吹掃電磁閥5均與儲(chǔ)氣罐9相連，吹掃電磁閥5用于吹掃焊接后的殘?jiān)?控制器7接收壓力傳感器8傳來的壓力反饋，并發(fā)送信號至控制閥4控制其開度，從而控制上缸和下缸的壓力差，從而改變焊頭I的位置。所述吹掃電磁閥5和吹掃噴頭6之間還設(shè)置有電加熱器(圖中未示出)，用于對吹掃的空氣進(jìn)行加熱。所述控制器7采用單片機(jī)。
[0026]如圖2所示，控制閥4包括閥殼14、控制器外殼39、主閥、內(nèi)置壓力傳感器15、比例電磁鐵、比例控制器16和散熱-加熱系統(tǒng)。主閥安裝在閥殼14內(nèi)，其為兩位三通閥，包括端蓋17、活塞18、尾蓋19、反饋彈簧20和閥體21，反饋彈簧20套接在尾蓋19上，活塞18與尾蓋19之間為螺紋連接。比例電磁鐵包括銜鐵22和線圈23，銜鐵22的左端固接有推力桿24，端蓋17螺紋連接在推力桿24上，活塞18和端蓋17均設(shè)置在閥體21內(nèi)。
[0027]如圖3-5所示，反饋彈簧20所在的腔室稱為調(diào)壓腔25，調(diào)壓腔25連通有輸出口 26。閥體21和活塞18的凹陷部分之間構(gòu)成進(jìn)氣腔27，進(jìn)氣腔27連通有進(jìn)氣口 28。尾蓋19所在的腔室稱為排氣腔29，排氣腔29連通有排氣口 30，排氣口 30連通大氣。輸出口 26向外供氣，且進(jìn)氣口 28、輸出口 26和排氣口 30通過為閥體21配做的導(dǎo)流板31與外部連通。閥體21的左端設(shè)置有第一凸臺(tái)32，第一凸臺(tái)32與尾蓋19的右側(cè)面構(gòu)成主節(jié)流口 33?；钊?8的右端設(shè)置有第二凸臺(tái)34，第二凸臺(tái)34與端蓋17的左側(cè)面構(gòu)成溢流口 35。端蓋17的左側(cè)面上還設(shè)置有密封環(huán)槽(圖中未示出)，密封環(huán)槽用于與第二凸臺(tái)34配合當(dāng)溢流口 35關(guān)閉時(shí)防止溢流口 35漏氣，密封環(huán)槽的表面上敷設(shè)有一層橡膠層，尾蓋19的右側(cè)面處內(nèi)鑲有橡膠密封圈。圖3和圖4分別給出了減壓狀態(tài)和溢流狀態(tài)下的空氣流向圖:當(dāng)內(nèi)置壓力傳感器15檢測到的反饋壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16增大線圈23的輸出電流，推力桿24的推力增大，主節(jié)流口 33的開度變大，使得輸出口26的輸出壓力增加，控制閥4工作在減壓狀態(tài);相反，當(dāng)檢測到的反饋壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16減小輸出電流，推力桿24的推力減小，主節(jié)流口 33關(guān)閉，溢流口 35打開，調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣通過溢流口 35排到大氣，輸出口 26的壓力降低，控制閥4工作在溢流狀態(tài)。
[0028]發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在控制閥頻繁動(dòng)作的過程中，活塞18與閥體21之間的接觸面很容易發(fā)生磨損，長期而往會(huì)導(dǎo)致當(dāng)主節(jié)流口 33開啟時(shí)部分空氣從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30，這對控制閥的精確控制很不利，因此活塞18的外表面上設(shè)置有一層高分子復(fù)合尼龍層36，該高分子復(fù)合尼龍層36由二元胺與二元酸通過縮聚制得，且在縮聚過程中添加有環(huán)氧樹脂及玻璃纖維，其材質(zhì)抗磨系數(shù)是30#鋼的2-3倍，耐磨蝕性能是30#鋼的1.5倍，剪切強(qiáng)度為30—40MPa，耐疲勞性能突出，這從很大程度上減輕了磨損，延長了閥芯的使用壽命。調(diào)壓腔25內(nèi)還設(shè)置有用于檢測閥內(nèi)空氣水分的硅膠棒37，硅膠棒37的一端懸置于調(diào)壓腔25內(nèi)，另一端延伸出閥殼14外，且延伸出閥殼14外的部分套裝在玻璃管38中(見圖5)，玻璃管38固接在閥殼14的表面上。比例控制器設(shè)置在控制器外殼39內(nèi)，內(nèi)置壓力傳感器16為HT19型硅壓阻式傳感器，用于測量調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣壓力并將檢測到的壓力值轉(zhuǎn)換為電壓信號，它的核心是高穩(wěn)定性的擴(kuò)散硅元件，其工作原理是通過隔離膜片及硅油將被測介質(zhì)的差壓傳遞到硅橋片，利用擴(kuò)散硅的壓阻效應(yīng)原理測量空氣壓力的大小，用5V電源供電。
[0029]在控制閥的使用中存在兩方面的問題:(I)空氣在減壓膨脹過程，急劇降溫使水分迅速析出，因此調(diào)壓腔的結(jié)露與結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重，極大地影響了元件的性能及壽命；(2)對于采用比例電磁鐵的控制閥來說，在維持輸出壓力的過程中，比例電磁鐵需要持續(xù)消耗電能，使得控制閥的整機(jī)功耗提高，導(dǎo)致線圈23發(fā)熱的問題較其它閥類嚴(yán)重。因此如圖2和5所示，還設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，其包括環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43，環(huán)形散熱空間40環(huán)繞在容納線圈23的散熱槽壁44外，環(huán)形散熱空間40的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的出口相連通，集氣盒45集成在閥殼14的下部表面上，集氣盒45設(shè)置在低點(diǎn)的原因在于方便通過開啟設(shè)置在集氣盒45底部的排水閥51來排掉換熱環(huán)路中的積水，保證換熱的效率和減輕換熱面腐蝕。環(huán)形加熱空間41環(huán)繞在調(diào)壓腔25的加熱槽壁45外，環(huán)形加熱空間41的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的入口相連通(由于視圖角度原因，圖2未示出環(huán)形散熱空間40和環(huán)形加熱空間41的連通接口)，為了保證傳熱效率，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為10mm。主散熱體43集成在控制器外殼39的上部表面上，包括多根水平布置的小直徑散熱管46和2個(gè)豎直布置的空心支撐體47，小直徑散熱管46與空心支撐體47—體成型并相互連通。進(jìn)氣口 28的管道底部還連接有動(dòng)力管48至集氣盒42，動(dòng)力管48上設(shè)置有減壓閥49。在環(huán)形散熱空間40至集氣盒42、集氣盒42至環(huán)形加熱空間41的管道上均設(shè)置有單向逆止閥50，其安裝方向分別由環(huán)形散熱空間40指向集氣盒42、由集氣盒43指向環(huán)形加熱空間44，用于保證換熱環(huán)路的空氣按既定方向流動(dòng)?？刂崎y4工作時(shí)，環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43共同構(gòu)成一個(gè)換熱環(huán)路，在動(dòng)力管48內(nèi)空氣的壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行循環(huán)，線圈23的熱量通過散熱槽壁44傳遞到環(huán)形散熱空間40的空氣中，而后依次進(jìn)入集氣盒42和環(huán)形加熱空間41，在環(huán)形加熱空間41中通過加熱壁槽45將熱量傳遞至調(diào)壓腔25以加熱調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣，用于提高調(diào)壓腔25內(nèi)經(jīng)減壓的空氣溫度，使其盡量高于空氣中水分的露點(diǎn)溫度以減少結(jié)霜;加熱后的空氣繼續(xù)被驅(qū)動(dòng)至主散熱體43，在主散熱體43中通過多根小直徑散熱管46將多余的熱量傳遞到環(huán)境空氣中，經(jīng)主散熱體43降溫后的空氣再次進(jìn)入到環(huán)形散熱空間40，至此完成一個(gè)熱力循環(huán)。減壓閥49用于調(diào)節(jié)換熱環(huán)路的流速，進(jìn)而控制線圈23的溫度和調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，當(dāng)操作人員觀察到玻璃管38內(nèi)的硅膠棒37由藍(lán)色變?yōu)榧t色(表明硅膠棒37吸水較多)時(shí)，手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度。
[0030]如圖6所示，比例控制器16包括單片機(jī)52、功率驅(qū)動(dòng)模塊53和電源模塊54，其中單片機(jī)52和功率驅(qū)動(dòng)模塊53相連，功率驅(qū)動(dòng)模塊53用于向線圈23供電以驅(qū)動(dòng)銜鐵22運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，電源模塊54用于向功率驅(qū)動(dòng)模塊53供電，電源模塊54包括依次相連的方向二極管55、限流電阻56和型LC濾波器，方向二極管55用于避免電源反接對電路的損害，限流電阻56包括2個(gè)并聯(lián)的功率為0.25W、阻值為I Ω的保護(hù)電阻，用于防止線圈23短路燒毀電路板，π型LC濾波器用于減弱電路中的紋波噪聲，其包括2個(gè)電容器57和I個(gè)電感器58。方向二極管55前還并聯(lián)2個(gè)旁通電容59，限流電阻56和型LC濾波器之間還并聯(lián)有I個(gè)瞬變電壓抑制二極管60，用于抑制電路中的電壓峰值。電源模塊54的輸出端同時(shí)作為內(nèi)置壓力傳感器15的備用電源，其通過繼電器61、降壓變壓器62與內(nèi)置壓力傳感器15相連。內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源64(由市電經(jīng)簡單降壓得到)上設(shè)置有電源檢測器63，當(dāng)電源檢測器63(現(xiàn)有技術(shù)，市場上能檢測電源信號的電源檢測儀均可使用)檢測到正常工作電源64失電時(shí)，發(fā)送電平信號至繼電器61，繼電器61在電平信號的作用下吸合從而接通電源模塊54至降壓變壓器62的電路向內(nèi)置壓力傳感器15供電。這種供電方式的好處在于，在現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源往往是集成在電源模塊54中，但是其實(shí)內(nèi)置壓力傳感器15對電源的質(zhì)量要求并不高，所以正常工作電源64可以使用未經(jīng)電源模塊54處理的電源，只有在正常工作電源64失電時(shí)才自動(dòng)通過繼電器61切換至電源模塊54供電，這樣可以減少限流電阻56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。比例控制器16中其它未涉及的部分，均可由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，故本實(shí)施例不再詳述。
[0031]在本實(shí)施例中，1、采用氣動(dòng)技術(shù)控制焊接裝置，結(jié)構(gòu)簡單，集成了吹掃和氣缸控制功能，系統(tǒng)集成度高;2、設(shè)計(jì)了新的控制閥，結(jié)構(gòu)簡單合理，能實(shí)現(xiàn)供氣壓力的準(zhǔn)確控制，對并對其部件的密封進(jìn)行了重新布局，同時(shí)采用新的材料高分子復(fù)合尼龍層36來代替現(xiàn)有的磨擦面材料，使得控制閥的使用壽命大大提高，有效減少了主節(jié)流口 35開啟時(shí)從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30中的空氣;3、設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，利用線圈23發(fā)熱的熱量來加熱調(diào)壓腔25，同時(shí)解決了空氣在減壓膨脹過程中調(diào)壓腔25結(jié)露與結(jié)冰、線圈23發(fā)熱兩個(gè)問題，且通過這種中空的散熱和加熱空間結(jié)構(gòu)，能減少貴重主閥材料的使用，有助于節(jié)省成本和輕量化，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為1mm，控制閥檢修周期較未改進(jìn)前延長了30% ;4、通過硅膠棒37的設(shè)置，操作人員能通過觀察玻璃管38內(nèi)硅膠棒37的狀態(tài)來判斷調(diào)壓腔25內(nèi)空氣水分程度，以此為依據(jù)手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，這又進(jìn)一步抑制了結(jié)霜和結(jié)冰的發(fā)生;5、設(shè)計(jì)了新的電源模塊54，其具有供電質(zhì)量高、防誤限流作用明顯等優(yōu)點(diǎn)，且通過繼電器61、電源檢測器63等部件的設(shè)計(jì)，有效減少了限流電阻56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。
[0032]實(shí)施例2:
[0033]如圖1所示的一種高精度焊接裝置，包括焊頭1、氣缸2、活塞3、控制閥4、吹掃電磁閥5、吹掃噴頭6、儲(chǔ)氣罐9和控制器7;所述活塞3與焊頭I相連，氣缸2被活塞3分割為上缸和下缸，所述控制閥4有2個(gè)，分別向上缸和下缸供氣;所述活塞3的上表面和下表面均設(shè)置有壓力傳感器8，分別用于檢測上缸和下缸內(nèi)的氣壓;所述控制閥4和吹掃電磁閥5均與儲(chǔ)氣罐9相連，吹掃電磁閥5用于吹掃焊接后的殘?jiān)?控制器7接收壓力傳感器8傳來的壓力反饋，并發(fā)送信號至控制閥4控制其開度，從而控制上缸和下缸的壓力差，從而改變焊頭I的位置。所述吹掃電磁閥5和吹掃噴頭6之間還設(shè)置有電加熱器(圖中未示出)，用于對吹掃的空氣進(jìn)行加熱。所述控制器7采用單片機(jī)。
[0034]如圖2所示，控制閥4包括閥殼14、控制器外殼39、主閥、內(nèi)置壓力傳感器15、比例電磁鐵、比例控制器16和散熱-加熱系統(tǒng)。主閥安裝在閥殼14內(nèi)，其為兩位三通閥，包括端蓋17、活塞18、尾蓋19、反饋彈簧20和閥體21，反饋彈簧20套接在尾蓋19上，活塞18與尾蓋19之間為螺紋連接。比例電磁鐵包括銜鐵22和線圈23，銜鐵22的左端固接有推力桿24，端蓋17螺紋連接在推力桿24上，活塞18和端蓋17均設(shè)置在閥體21內(nèi)。
[0035]如圖3-5所示，反饋彈簧20所在的腔室稱為調(diào)壓腔25，調(diào)壓腔25連通有輸出口 26。閥體21和活塞18的凹陷部分之間構(gòu)成進(jìn)氣腔27，進(jìn)氣腔27連通有進(jìn)氣口 28。尾蓋19所在的腔室稱為排氣腔29，排氣腔29連通有排氣口 30，排氣口 30連通大氣。輸出口 26向外供氣，且進(jìn)氣口 28、輸出口 26和排氣口 30通過為閥體21配做的導(dǎo)流板31與外部連通。閥體21的左端設(shè)置有第一凸臺(tái)32，第一凸臺(tái)32與尾蓋19的右側(cè)面構(gòu)成主節(jié)流口 33?；钊?8的右端設(shè)置有第二凸臺(tái)34，第二凸臺(tái)34與端蓋17的左側(cè)面構(gòu)成溢流口 35。端蓋17的左側(cè)面上還設(shè)置有密封環(huán)槽(圖中未示出)，密封環(huán)槽用于與第二凸臺(tái)34配合當(dāng)溢流口 35關(guān)閉時(shí)防止溢流口 35漏氣，密封環(huán)槽的表面上敷設(shè)有一層橡膠層，尾蓋19的右側(cè)面處內(nèi)鑲有橡膠密封圈。圖3和圖4分別給出了減壓狀態(tài)和溢流狀態(tài)下的空氣流向圖:當(dāng)內(nèi)置壓力傳感器15檢測到的反饋壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16增大線圈23的輸出電流，推力桿24的推力增大，主節(jié)流口 33的開度變大，使得輸出口26的輸出壓力增加，控制閥4工作在減壓狀態(tài);相反，當(dāng)檢測到的反饋壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16減小輸出電流，推力桿24的推力減小，主節(jié)流口 33關(guān)閉，溢流口 35打開，調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣通過溢流口 35排到大氣，輸出口 26的壓力降低，控制閥4工作在溢流狀態(tài)。
[0036]發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在控制閥頻繁動(dòng)作的過程中，活塞18與閥體21之間的接觸面很容易發(fā)生磨損，長期而往會(huì)導(dǎo)致當(dāng)主節(jié)流口 33開啟時(shí)部分空氣從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30，這對控制閥的精確控制很不利，因此活塞18的外表面上設(shè)置有一層高分子復(fù)合尼龍層36，該高分子復(fù)合尼龍層36由二元胺與二元酸通過縮聚制得，且在縮聚過程中添加有環(huán)氧樹脂及玻璃纖維，其材質(zhì)抗磨系數(shù)是30#鋼的2-3倍，耐磨蝕性能是30#鋼的1.5倍，剪切強(qiáng)度為30—40MPa，耐疲勞性能突出，這從很大程度上減輕了磨損，延長了閥芯的使用壽命。調(diào)壓腔25內(nèi)還設(shè)置有用于檢測閥內(nèi)空氣水分的硅膠棒37，硅膠棒37的一端懸置于調(diào)壓腔25內(nèi)，另一端延伸出閥殼14外，且延伸出閥殼14外的部分套裝在玻璃管38中(見圖5)，玻璃管38固接在閥殼14的表面上。比例控制器設(shè)置在控制器外殼39內(nèi)，內(nèi)置壓力傳感器16為HT19型硅壓阻式傳感器，用于測量調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣壓力并將檢測到的壓力值轉(zhuǎn)換為電壓信號，它的核心是高穩(wěn)定性的擴(kuò)散硅元件，其工作原理是通過隔離膜片及硅油將被測介質(zhì)的差壓傳遞到硅橋片，利用擴(kuò)散硅的壓阻效應(yīng)原理測量空氣壓力的大小，用5V電源供電。
[0037]在控制閥的使用中存在兩方面的問題:(I)空氣在減壓膨脹過程，急劇降溫使水分迅速析出，因此調(diào)壓腔的結(jié)露與結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重，極大地影響了元件的性能及壽命；(2)對于采用比例電磁鐵的控制閥來說，在維持輸出壓力的過程中，比例電磁鐵需要持續(xù)消耗電能，使得控制閥的整機(jī)功耗提高，導(dǎo)致線圈23發(fā)熱的問題較其它閥類嚴(yán)重。因此如圖2和5所示，還設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，其包括環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43，環(huán)形散熱空間40環(huán)繞在容納線圈23的散熱槽壁44外，環(huán)形散熱空間40的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的出口相連通，集氣盒45集成在閥殼14的下部表面上，集氣盒45設(shè)置在低點(diǎn)的原因在于方便通過開啟設(shè)置在集氣盒45底部的排水閥51來排掉換熱環(huán)路中的積水，保證換熱的效率和減輕換熱面腐蝕。環(huán)形加熱空間41環(huán)繞在調(diào)壓腔25的加熱槽壁45外，環(huán)形加熱空間41的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的入口相連通(由于視圖角度原因，圖2未示出環(huán)形散熱空間40和環(huán)形加熱空間41的連通接口)，為了保證傳熱效率，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為9mm。主散熱體43集成在控制器外殼39的上部表面上，包括多根水平布置的小直徑散熱管46和2個(gè)豎直布置的空心支撐體47，小直徑散熱管46與空心支撐體47—體成型并相互連通。進(jìn)氣口 28的管道底部還連接有動(dòng)力管48至集氣盒42，動(dòng)力管48上設(shè)置有減壓閥49。在環(huán)形散熱空間40至集氣盒42、集氣盒42至環(huán)形加熱空間41的管道上均設(shè)置有單向逆止閥50，其安裝方向分別由環(huán)形散熱空間40指向集氣盒42、由集氣盒43指向環(huán)形加熱空間44，用于保證換熱環(huán)路的空氣按既定方向流動(dòng)。控制閥4工作時(shí)，環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43共同構(gòu)成一個(gè)換熱環(huán)路，在動(dòng)力管48內(nèi)空氣的壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行循環(huán)，線圈23的熱量通過散熱槽壁44傳遞到環(huán)形散熱空間40的空氣中，而后依次進(jìn)入集氣盒42和環(huán)形加熱空間41，在環(huán)形加熱空間41中通過加熱壁槽45將熱量傳遞至調(diào)壓腔25以加熱調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣，用于提高調(diào)壓腔25內(nèi)經(jīng)減壓的空氣溫度，使其盡量高于空氣中水分的露點(diǎn)溫度以減少結(jié)霜;加熱后的空氣繼續(xù)被驅(qū)動(dòng)至主散熱體43，在主散熱體43中通過多根小直徑散熱管46將多余的熱量傳遞到環(huán)境空氣中，經(jīng)主散熱體43降溫后的空氣再次進(jìn)入到環(huán)形散熱空間40，至此完成一個(gè)熱力循環(huán)。減壓閥49用于調(diào)節(jié)換熱環(huán)路的流速，進(jìn)而控制線圈23的溫度和調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，當(dāng)操作人員觀察到玻璃管38內(nèi)的硅膠棒37由藍(lán)色變?yōu)榧t色(表明硅膠棒37吸水較多)時(shí)，手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度。
[0038]如圖6所示，比例控制器16包括單片機(jī)52、功率驅(qū)動(dòng)模塊53和電源模塊54，其中單片機(jī)52和功率驅(qū)動(dòng)模塊53相連，功率驅(qū)動(dòng)模塊53用于向線圈23供電以驅(qū)動(dòng)銜鐵22運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，電源模塊54用于向功率驅(qū)動(dòng)模塊53供電，電源模塊54包括依次相連的方向二極管55、限流電阻56和型LC濾波器，方向二極管55用于避免電源反接對電路的損害，限流電阻56包括2個(gè)并聯(lián)的功率為0.25W、阻值為I Ω的保護(hù)電阻，用于防止線圈23短路燒毀電路板，π型LC濾波器用于減弱電路中的紋波噪聲，其包括2個(gè)電容器57和I個(gè)電感器58。方向二極管55前還并聯(lián)2個(gè)旁通電容59，限流電阻56和型LC濾波器之間還并聯(lián)有I個(gè)瞬變電壓抑制二極管60，用于抑制電路中的電壓峰值。電源模塊54的輸出端同時(shí)作為內(nèi)置壓力傳感器15的備用電源，其通過繼電器61、降壓變壓器62與內(nèi)置壓力傳感器15相連。內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源64(由市電經(jīng)簡單降壓得到)上設(shè)置有電源檢測器63，當(dāng)電源檢測器63(現(xiàn)有技術(shù)，市場上能檢測電源信號的電源檢測儀均可使用)檢測到正常工作電源64失電時(shí)，發(fā)送電平信號至繼電器61，繼電器61在電平信號的作用下吸合從而接通電源模塊54至降壓變壓器62的電路向內(nèi)置壓力傳感器15供電。這種供電方式的好處在于，在現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源往往是集成在電源模塊54中，但是其實(shí)內(nèi)置壓力傳感器15對電源的質(zhì)量要求并不高，所以正常工作電源64可以使用未經(jīng)電源模塊54處理的電源，只有在正常工作電源64失電時(shí)才自動(dòng)通過繼電器61切換至電源模塊54供電，這樣可以減少限流電阻56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。比例控制器16中其它未涉及的部分，均可由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，故本實(shí)施例不再詳述。
[0039]在本實(shí)施例中，1、采用氣動(dòng)技術(shù)控制焊接裝置，結(jié)構(gòu)簡單，集成了吹掃和氣缸控制功能，系統(tǒng)集成度高;2、設(shè)計(jì)了新的控制閥，結(jié)構(gòu)簡單合理，能實(shí)現(xiàn)供氣壓力的準(zhǔn)確控制，對并對其部件的密封進(jìn)行了重新布局，同時(shí)采用新的材料高分子復(fù)合尼龍層36來代替現(xiàn)有的磨擦面材料，使得控制閥的使用壽命大大提高，有效減少了主節(jié)流口 35開啟時(shí)從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30中的空氣;3、設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，利用線圈23發(fā)熱的熱量來加熱調(diào)壓腔25，同時(shí)解決了空氣在減壓膨脹過程中調(diào)壓腔25結(jié)露與結(jié)冰、線圈23發(fā)熱兩個(gè)問題，且通過這種中空的散熱和加熱空間結(jié)構(gòu)，能減少貴重主閥材料的使用，有助于節(jié)省成本和輕量化，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為9mm，控制閥檢修周期較未改進(jìn)前延長了35% ;4、通過硅膠棒37的設(shè)置，操作人員能通過觀察玻璃管38內(nèi)硅膠棒37的狀態(tài)來判斷調(diào)壓腔25內(nèi)空氣水分程度，以此為依據(jù)手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，這又進(jìn)一步抑制了結(jié)霜和結(jié)冰的發(fā)生;5、設(shè)計(jì)了新的電源模塊54，其具有供電質(zhì)量高、防誤限流作用明顯等優(yōu)點(diǎn)，且通過繼電器61、電源檢測器63等部件的設(shè)計(jì)，有效減少了限流電阻56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。
[0040]實(shí)施例3:
[0041]如圖1所示的一種高精度焊接裝置，包括焊頭1、氣缸2、活塞3、控制閥4、吹掃電磁閥5、吹掃噴頭6、儲(chǔ)氣罐9和控制器7;所述活塞3與焊頭I相連，氣缸2被活塞3分割為上缸和下缸，所述控制閥4有2個(gè)，分別向上缸和下缸供氣;所述活塞3的上表面和下表面均設(shè)置有壓力傳感器8，分別用于檢測上缸和下缸內(nèi)的氣壓;所述控制閥4和吹掃電磁閥5均與儲(chǔ)氣罐9相連，吹掃電磁閥5用于吹掃焊接后的殘?jiān)?控制器7接收壓力傳感器8傳來的壓力反饋，并發(fā)送信號至控制閥4控制其開度，從而控制上缸和下缸的壓力差，從而改變焊頭I的位置。所述吹掃電磁閥5和吹掃噴頭6之間還設(shè)置有電加熱器(圖中未示出)，用于對吹掃的空氣進(jìn)行加熱。所述控制器7采用單片機(jī)。
[0042]如圖2所示，控制閥4包括閥殼14、控制器外殼39、主閥、內(nèi)置壓力傳感器15、比例電磁鐵、比例控制器16和散熱-加熱系統(tǒng)。主閥安裝在閥殼14內(nèi)，其為兩位三通閥，包括端蓋17、活塞18、尾蓋19、反饋彈簧20和閥體21，反饋彈簧20套接在尾蓋19上，活塞18與尾蓋19之間為螺紋連接。比例電磁鐵包括銜鐵22和線圈23，銜鐵22的左端固接有推力桿24，端蓋17螺紋連接在推力桿24上，活塞18和端蓋17均設(shè)置在閥體21內(nèi)。
[0043]如圖3-5所示，反饋彈簧20所在的腔室稱為調(diào)壓腔25，調(diào)壓腔25連通有輸出口 26。閥體21和活塞18的凹陷部分之間構(gòu)成進(jìn)氣腔27，進(jìn)氣腔27連通有進(jìn)氣口 28。尾蓋19所在的腔室稱為排氣腔29，排氣腔29連通有排氣口 30，排氣口 30連通大氣。輸出口 26向外供氣，且進(jìn)氣口 28、輸出口 26和排氣口 30通過為閥體21配做的導(dǎo)流板31與外部連通。閥體21的左端設(shè)置有第一凸臺(tái)32，第一凸臺(tái)32與尾蓋19的右側(cè)面構(gòu)成主節(jié)流口 33?；钊?8的右端設(shè)置有第二凸臺(tái)34，第二凸臺(tái)34與端蓋17的左側(cè)面構(gòu)成溢流口 35。端蓋17的左側(cè)面上還設(shè)置有密封環(huán)槽(圖中未示出)，密封環(huán)槽用于與第二凸臺(tái)34配合當(dāng)溢流口 35關(guān)閉時(shí)防止溢流口 35漏氣，密封環(huán)槽的表面上敷設(shè)有一層橡膠層，尾蓋19的右側(cè)面處內(nèi)鑲有橡膠密封圈。圖3和圖4分別給出了減壓狀態(tài)和溢流狀態(tài)下的空氣流向圖:當(dāng)內(nèi)置壓力傳感器15檢測到的反饋壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16增大線圈23的輸出電流，推力桿24的推力增大，主節(jié)流口 33的開度變大，使得輸出口26的輸出壓力增加，控制閥4工作在減壓狀態(tài);相反，當(dāng)檢測到的反饋壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16減小輸出電流，推力桿24的推力減小，主節(jié)流口 33關(guān)閉，溢流口 35打開，調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣通過溢流口 35排到大氣，輸出口 26的壓力降低，控制閥4工作在溢流狀態(tài)。
[0044]發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在控制閥頻繁動(dòng)作的過程中，活塞18與閥體21之間的接觸面很容易發(fā)生磨損，長期而往會(huì)導(dǎo)致當(dāng)主節(jié)流口 33開啟時(shí)部分空氣從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30，這對控制閥的精確控制很不利，因此活塞18的外表面上設(shè)置有一層高分子復(fù)合尼龍層36，該高分子復(fù)合尼龍層36由二元胺與二元酸通過縮聚制得，且在縮聚過程中添加有環(huán)氧樹脂及玻璃纖維，其材質(zhì)抗磨系數(shù)是30#鋼的2-3倍，耐磨蝕性能是30#鋼的1.5倍，剪切強(qiáng)度為30—40MPa，耐疲勞性能突出，這從很大程度上減輕了磨損，延長了閥芯的使用壽命。調(diào)壓腔25內(nèi)還設(shè)置有用于檢測閥內(nèi)空氣水分的硅膠棒37，硅膠棒37的一端懸置于調(diào)壓腔25內(nèi)，另一端延伸出閥殼14外，且延伸出閥殼14外的部分套裝在玻璃管38中(見圖5)，玻璃管38固接在閥殼14的表面上。比例控制器設(shè)置在控制器外殼39內(nèi)，內(nèi)置壓力傳感器16為HT19型硅壓阻式傳感器，用于測量調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣壓力并將檢測到的壓力值轉(zhuǎn)換為電壓信號，它的核心是高穩(wěn)定性的擴(kuò)散硅元件，其工作原理是通過隔離膜片及硅油將被測介質(zhì)的差壓傳遞到硅橋片，利用擴(kuò)散硅的壓阻效應(yīng)原理測量空氣壓力的大小，用5V電源供電。
[0045]在控制閥的使用中存在兩方面的問題:(I)空氣在減壓膨脹過程，急劇降溫使水分迅速析出，因此調(diào)壓腔的結(jié)露與結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重，極大地影響了元件的性能及壽命；(2)對于采用比例電磁鐵的控制閥來說，在維持輸出壓力的過程中，比例電磁鐵需要持續(xù)消耗電能，使得控制閥的整機(jī)功耗提高，導(dǎo)致線圈23發(fā)熱的問題較其它閥類嚴(yán)重。因此如圖2和5所示，還設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，其包括環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43，環(huán)形散熱空間40環(huán)繞在容納線圈23的散熱槽壁44外，環(huán)形散熱空間40的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的出口相連通，集氣盒45集成在閥殼14的下部表面上，集氣盒45設(shè)置在低點(diǎn)的原因在于方便通過開啟設(shè)置在集氣盒45底部的排水閥51來排掉換熱環(huán)路中的積水，保證換熱的效率和減輕換熱面腐蝕。環(huán)形加熱空間41環(huán)繞在調(diào)壓腔25的加熱槽壁45外，環(huán)形加熱空間41的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的入口相連通(由于視圖角度原因，圖2未示出環(huán)形散熱空間40和環(huán)形加熱空間41的連通接口)，為了保證傳熱效率，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為8mm。主散熱體43集成在控制器外殼39的上部表面上，包括多根水平布置的小直徑散熱管46和2個(gè)豎直布置的空心支撐體47，小直徑散熱管46與空心支撐體47—體成型并相互連通。進(jìn)氣口 28的管道底部還連接有動(dòng)力管48至集氣盒42，動(dòng)力管48上設(shè)置有減壓閥49。在環(huán)形散熱空間40至集氣盒42、集氣盒42至環(huán)形加熱空間41的管道上均設(shè)置有單向逆止閥50，其安裝方向分別由環(huán)形散熱空間40指向集氣盒42、由集氣盒43指向環(huán)形加熱空間44，用于保證換熱環(huán)路的空氣按既定方向流動(dòng)。控制閥4工作時(shí)，環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43共同構(gòu)成一個(gè)換熱環(huán)路，在動(dòng)力管48內(nèi)空氣的壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行循環(huán)，線圈23的熱量通過散熱槽壁44傳遞到環(huán)形散熱空間40的空氣中，而后依次進(jìn)入集氣盒42和環(huán)形加熱空間41，在環(huán)形加熱空間41中通過加熱壁槽45將熱量傳遞至調(diào)壓腔25以加熱調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣，用于提高調(diào)壓腔25內(nèi)經(jīng)減壓的空氣溫度，使其盡量高于空氣中水分的露點(diǎn)溫度以減少結(jié)霜;加熱后的空氣繼續(xù)被驅(qū)動(dòng)至主散熱體43，在主散熱體43中通過多根小直徑散熱管46將多余的熱量傳遞到環(huán)境空氣中，經(jīng)主散熱體43降溫后的空氣再次進(jìn)入到環(huán)形散熱空間40，至此完成一個(gè)熱力循環(huán)。減壓閥49用于調(diào)節(jié)換熱環(huán)路的流速，進(jìn)而控制線圈23的溫度和調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，當(dāng)操作人員觀察到玻璃管38內(nèi)的硅膠棒37由藍(lán)色變?yōu)榧t色(表明硅膠棒37吸水較多)時(shí)，手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度。
[0046]如圖6所示，比例控制器16包括單片機(jī)52、功率驅(qū)動(dòng)模塊53和電源模塊54，其中單片機(jī)52和功率驅(qū)動(dòng)模塊53相連，功率驅(qū)動(dòng)模塊53用于向線圈23供電以驅(qū)動(dòng)銜鐵22運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，電源模塊54用于向功率驅(qū)動(dòng)模塊53供電，電源模塊54包括依次相連的方向二極管55、限流電阻56和型LC濾波器，方向二極管55用于避免電源反接對電路的損害，限流電阻56包括2個(gè)并聯(lián)的功率為0.25W、阻值為I Ω的保護(hù)電阻，用于防止線圈23短路燒毀電路板，π型LC濾波器用于減弱電路中的紋波噪聲，其包括2個(gè)電容器57和I個(gè)電感器58。方向二極管
55前還并聯(lián)2個(gè)旁通電容59，限流電阻56和型LC濾波器之間還并聯(lián)有I個(gè)瞬變電壓抑制二極管60，用于抑制電路中的電壓峰值。電源模塊54的輸出端同時(shí)作為內(nèi)置壓力傳感器15的備用電源，其通過繼電器61、降壓變壓器62與內(nèi)置壓力傳感器15相連。內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源64(由市電經(jīng)簡單降壓得到)上設(shè)置有電源檢測器63，當(dāng)電源檢測器63(現(xiàn)有技術(shù)，市場上能檢測電源信號的電源檢測儀均可使用)檢測到正常工作電源64失電時(shí)，發(fā)送電平信號至繼電器61，繼電器61在電平信號的作用下吸合從而接通電源模塊54至降壓變壓器62的電路向內(nèi)置壓力傳感器15供電。這種供電方式的好處在于，在現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源往往是集成在電源模塊54中，但是其實(shí)內(nèi)置壓力傳感器15對電源的質(zhì)量要求并不高，所以正常工作電源64可以使用未經(jīng)電源模塊54處理的電源，只有在正常工作電源64失電時(shí)才自動(dòng)通過繼電器61切換至電源模塊54供電，這樣可以減少限流電阻56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。比例控制器16中其它未涉及的部分，均可由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，故本實(shí)施例不再詳述。
[0047]在本實(shí)施例中，1、采用氣動(dòng)技術(shù)控制焊接裝置，結(jié)構(gòu)簡單，集成了吹掃和氣缸控制功能，系統(tǒng)集成度高;2、設(shè)計(jì)了新的控制閥，結(jié)構(gòu)簡單合理，能實(shí)現(xiàn)供氣壓力的準(zhǔn)確控制，對并對其部件的密封進(jìn)行了重新布局，同時(shí)采用新的材料高分子復(fù)合尼龍層36來代替現(xiàn)有的磨擦面材料，使得控制閥的使用壽命大大提高，有效減少了主節(jié)流口 35開啟時(shí)從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30中的空氣;3、設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，利用線圈23發(fā)熱的熱量來加熱調(diào)壓腔25，同時(shí)解決了空氣在減壓膨脹過程中調(diào)壓腔25結(jié)露與結(jié)冰、線圈23發(fā)熱兩個(gè)問題，且通過這種中空的散熱和加熱空間結(jié)構(gòu)，能減少貴重主閥材料的使用，有助于節(jié)省成本和輕量化，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為8mm，控制閥檢修周期較未改進(jìn)前延長了40% ;4、通過硅膠棒37的設(shè)置，操作人員能通過觀察玻璃管38內(nèi)硅膠棒37的狀態(tài)來判斷調(diào)壓腔25內(nèi)空氣水分程度，以此為依據(jù)手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，這又進(jìn)一步抑制了結(jié)霜和結(jié)冰的發(fā)生;5、設(shè)計(jì)了新的電源模塊54，其具有供電質(zhì)量高、防誤限流作用明顯等優(yōu)點(diǎn)，且通過繼電器61、電源檢測器63等部件的設(shè)計(jì)，有效減少了限流電阻56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。
[0048]實(shí)施例4:
[0049]如圖1所示的一種高精度焊接裝置，包括焊頭1、氣缸2、活塞3、控制閥4、吹掃電磁閥5、吹掃噴頭6、儲(chǔ)氣罐9和控制器7;所述活塞3與焊頭I相連，氣缸2被活塞3分割為上缸和下缸，所述控制閥4有2個(gè)，分別向上缸和下缸供氣;所述活塞3的上表面和下表面均設(shè)置有壓力傳感器8，分別用于檢測上缸和下缸內(nèi)的氣壓;所述控制閥4和吹掃電磁閥5均與儲(chǔ)氣罐9相連，吹掃電磁閥5用于吹掃焊接后的殘?jiān)?控制器7接收壓力傳感器8傳來的壓力反饋，并發(fā)送信號至控制閥4控制其開度，從而控制上缸和下缸的壓力差，從而改變焊頭I的位置。所述吹掃電磁閥5和吹掃噴頭6之間還設(shè)置有電加熱器(圖中未示出)，用于對吹掃的空氣進(jìn)行加熱。所述控制器7采用單片機(jī)。
[0050]如圖2所示，控制閥4包括閥殼14、控制器外殼39、主閥、內(nèi)置壓力傳感器15、比例電磁鐵、比例控制器16和散熱-加熱系統(tǒng)。主閥安裝在閥殼14內(nèi)，其為兩位三通閥，包括端蓋17、活塞18、尾蓋19、反饋彈簧20和閥體21，反饋彈簧20套接在尾蓋19上，活塞18與尾蓋19之間為螺紋連接。比例電磁鐵包括銜鐵22和線圈23，銜鐵22的左端固接有推力桿24，端蓋17螺紋連接在推力桿24上，活塞18和端蓋17均設(shè)置在閥體21內(nèi)。
[0051]如圖3-5所示，反饋彈簧20所在的腔室稱為調(diào)壓腔25，調(diào)壓腔25連通有輸出口 26。閥體21和活塞18的凹陷部分之間構(gòu)成進(jìn)氣腔27，進(jìn)氣腔27連通有進(jìn)氣口 28。尾蓋19所在的腔室稱為排氣腔29，排氣腔29連通有排氣口 30，排氣口 30連通大氣。輸出口 26向外供氣，且進(jìn)氣口 28、輸出口 26和排氣口 30通過為閥體21配做的導(dǎo)流板31與外部連通。閥體21的左端設(shè)置有第一凸臺(tái)32，第一凸臺(tái)32與尾蓋19的右側(cè)面構(gòu)成主節(jié)流口 33?；钊?8的右端設(shè)置有第二凸臺(tái)34，第二凸臺(tái)34與端蓋17的左側(cè)面構(gòu)成溢流口 35。端蓋17的左側(cè)面上還設(shè)置有密封環(huán)槽(圖中未示出)，密封環(huán)槽用于與第二凸臺(tái)34配合當(dāng)溢流口 35關(guān)閉時(shí)防止溢流口 35漏氣，密封環(huán)槽的表面上敷設(shè)有一層橡膠層，尾蓋19的右側(cè)面處內(nèi)鑲有橡膠密封圈。圖3和圖4分別給出了減壓狀態(tài)和溢流狀態(tài)下的空氣流向圖:當(dāng)內(nèi)置壓力傳感器15檢測到的反饋壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16增大線圈23的輸出電流，推力桿24的推力增大，主節(jié)流口 33的開度變大，使得輸出口26的輸出壓力增加，控制閥4工作在減壓狀態(tài);相反，當(dāng)檢測到的反饋壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16減小輸出電流，推力桿24的推力減小，主節(jié)流口 33關(guān)閉，溢流口 35打開，調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣通過溢流口 35排到大氣，輸出口 26的壓力降低，控制閥4工作在溢流狀態(tài)。
[0052]發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在控制閥頻繁動(dòng)作的過程中，活塞18與閥體21之間的接觸面很容易發(fā)生磨損，長期而往會(huì)導(dǎo)致當(dāng)主節(jié)流口 33開啟時(shí)部分空氣從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30，這對控制閥的精確控制很不利，因此活塞18的外表面上設(shè)置有一層高分子復(fù)合尼龍層36，該高分子復(fù)合尼龍層36由二元胺與二元酸通過縮聚制得，且在縮聚過程中添加有環(huán)氧樹脂及玻璃纖維，其材質(zhì)抗磨系數(shù)是30#鋼的2-3倍，耐磨蝕性能是30#鋼的1.5倍，剪切強(qiáng)度為30—40MPa，耐疲勞性能突出，這從很大程度上減輕了磨損，延長了閥芯的使用壽命。調(diào)壓腔25內(nèi)還設(shè)置有用于檢測閥內(nèi)空氣水分的硅膠棒37，硅膠棒37的一端懸置于調(diào)壓腔25內(nèi)，另一端延伸出閥殼14外，且延伸出閥殼14外的部分套裝在玻璃管38中(見圖5)，玻璃管38固接在閥殼14的表面上。比例控制器設(shè)置在控制器外殼39內(nèi)，內(nèi)置壓力傳感器16為HT19型硅壓阻式傳感器，用于測量調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣壓力并將檢測到的壓力值轉(zhuǎn)換為電壓信號，它的核心是高穩(wěn)定性的擴(kuò)散硅元件，其工作原理是通過隔離膜片及硅油將被測介質(zhì)的差壓傳遞到硅橋片，利用擴(kuò)散硅的壓阻效應(yīng)原理測量空氣壓力的大小，用5V電源供電。
[0053]在控制閥的使用中存在兩方面的問題:(I)空氣在減壓膨脹過程，急劇降溫使水分迅速析出，因此調(diào)壓腔的結(jié)露與結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重，極大地影響了元件的性能及壽命；(2)對于采用比例電磁鐵的控制閥來說，在維持輸出壓力的過程中，比例電磁鐵需要持續(xù)消耗電能，使得控制閥的整機(jī)功耗提高，導(dǎo)致線圈23發(fā)熱的問題較其它閥類嚴(yán)重。因此如圖2和5所示，還設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，其包括環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43，環(huán)形散熱空間40環(huán)繞在容納線圈23的散熱槽壁44外，環(huán)形散熱空間40的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的出口相連通，集氣盒45集成在閥殼14的下部表面上，集氣盒45設(shè)置在低點(diǎn)的原因在于方便通過開啟設(shè)置在集氣盒45底部的排水閥51來排掉換熱環(huán)路中的積水，保證換熱的效率和減輕換熱面腐蝕。環(huán)形加熱空間41環(huán)繞在調(diào)壓腔25的加熱槽壁45外，環(huán)形加熱空間41的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的入口相連通(由于視圖角度原因，圖2未示出環(huán)形散熱空間40和環(huán)形加熱空間41的連通接口)，為了保證傳熱效率，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為7mm。主散熱體43集成在控制器外殼39的上部表面上，包括多根水平布置的小直徑散熱管46和2個(gè)豎直布置的空心支撐體47，小直徑散熱管46與空心支撐體47—體成型并相互連通。進(jìn)氣口 28的管道底部還連接有動(dòng)力管48至集氣盒42，動(dòng)力管48上設(shè)置有減壓閥49。在環(huán)形散熱空間40至集氣盒42、集氣盒42至環(huán)形加熱空間41的管道上均設(shè)置有單向逆止閥50，其安裝方向分別由環(huán)形散熱空間40指向集氣盒42、由集氣盒43指向環(huán)形加熱空間44，用于保證換熱環(huán)路的空氣按既定方向流動(dòng)。控制閥4工作時(shí)，環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43共同構(gòu)成一個(gè)換熱環(huán)路，在動(dòng)力管48內(nèi)空氣的壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行循環(huán)，線圈23的熱量通過散熱槽壁44傳遞到環(huán)形散熱空間40的空氣中，而后依次進(jìn)入集氣盒42和環(huán)形加熱空間41，在環(huán)形加熱空間41中通過加熱壁槽45將熱量傳遞至調(diào)壓腔25以加熱調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣，用于提高調(diào)壓腔25內(nèi)經(jīng)減壓的空氣溫度，使其盡量高于空氣中水分的露點(diǎn)溫度以減少結(jié)霜;加熱后的空氣繼續(xù)被驅(qū)動(dòng)至主散熱體43，在主散熱體43中通過多根小直徑散熱管46將多余的熱量傳遞到環(huán)境空氣中，經(jīng)主散熱體43降溫后的空氣再次進(jìn)入到環(huán)形散熱空間40，至此完成一個(gè)熱力循環(huán)。減壓閥49用于調(diào)節(jié)換熱環(huán)路的流速，進(jìn)而控制線圈23的溫度和調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，當(dāng)操作人員觀察到玻璃管38內(nèi)的硅膠棒37由藍(lán)色變?yōu)榧t色(表明硅膠棒37吸水較多)時(shí)，手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度。
[0054]如圖6所示，比例控制器16包括單片機(jī)52、功率驅(qū)動(dòng)模塊53和電源模塊54，其中單片機(jī)52和功率驅(qū)動(dòng)模塊53相連，功率驅(qū)動(dòng)模塊53用于向線圈23供電以驅(qū)動(dòng)銜鐵22運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，電源模塊54用于向功率驅(qū)動(dòng)模塊53供電，電源模塊54包括依次相連的方向二極管55、限流電阻56和型LC濾波器，方向二極管55用于避免電源反接對電路的損害，限流電阻56包括2個(gè)并聯(lián)的功率為0.25W、阻值為I Ω的保護(hù)電阻，用于防止線圈23短路燒毀電路板，π型LC濾波器用于減弱電路中的紋波噪聲，其包括2個(gè)電容器57和I個(gè)電感器58。方向二極管
55前還并聯(lián)2個(gè)旁通電容59，限流電阻56和型LC濾波器之間還并聯(lián)有I個(gè)瞬變電壓抑制二極管60，用于抑制電路中的電壓峰值。電源模塊54的輸出端同時(shí)作為內(nèi)置壓力傳感器15的備用電源，其通過繼電器61、降壓變壓器62與內(nèi)置壓力傳感器15相連。內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源64(由市電經(jīng)簡單降壓得到)上設(shè)置有電源檢測器63，當(dāng)電源檢測器63(現(xiàn)有技術(shù)，市場上能檢測電源信號的電源檢測儀均可使用)檢測到正常工作電源64失電時(shí)，發(fā)送電平信號至繼電器61，繼電器61在電平信號的作用下吸合從而接通電源模塊54至降壓變壓器62的電路向內(nèi)置壓力傳感器15供電。這種供電方式的好處在于，在現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源往往是集成在電源模塊54中，但是其實(shí)內(nèi)置壓力傳感器15對電源的質(zhì)量要求并不高，所以正常工作電源64可以使用未經(jīng)電源模塊54處理的電源，只有在正常工作電源64失電時(shí)才自動(dòng)通過繼電器61切換至電源模塊54供電，這樣可以減少限流電阻56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。比例控制器16中其它未涉及的部分，均可由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，故本實(shí)施例不再詳述。
[0055]在本實(shí)施例的可旋轉(zhuǎn)式攝像裝置中，1、采用氣動(dòng)技術(shù)控制焊接裝置，結(jié)構(gòu)簡單，集成了吹掃和氣缸控制功能，系統(tǒng)集成度高；2、設(shè)計(jì)了新的控制閥，結(jié)構(gòu)簡單合理，能實(shí)現(xiàn)供氣壓力的準(zhǔn)確控制，對并對其部件的密封進(jìn)行了重新布局，同時(shí)采用新的材料高分子復(fù)合尼龍層36來代替現(xiàn)有的磨擦面材料，使得控制閥的使用壽命大大提高，有效減少了主節(jié)流口 35開啟時(shí)從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30中的空氣;3、設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，利用線圈23發(fā)熱的熱量來加熱調(diào)壓腔25，同時(shí)解決了空氣在減壓膨脹過程中調(diào)壓腔25結(jié)露與結(jié)冰、線圈23發(fā)熱兩個(gè)問題，且通過這種中空的散熱和加熱空間結(jié)構(gòu)，能減少貴重主閥材料的使用，有助于節(jié)省成本和輕量化，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為7mm，控制閥檢修周期較未改進(jìn)前延長了45% ;4、通過硅膠棒37的設(shè)置，操作人員能通過觀察玻璃管38內(nèi)硅膠棒37的狀態(tài)來判斷調(diào)壓腔25內(nèi)空氣水分程度，以此為依據(jù)手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，這又進(jìn)一步抑制了結(jié)霜和結(jié)冰的發(fā)生；5、設(shè)計(jì)了新的電源模塊54，其具有供電質(zhì)量高、防誤限流作用明顯等優(yōu)點(diǎn)，且通過繼電器61、電源檢測器63等部件的設(shè)計(jì)，有效減少了限流電阻56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。
[0056]實(shí)施例5:
[0057]如圖1所示的一種高精度焊接裝置，包括焊頭1、氣缸2、活塞3、控制閥4、吹掃電磁閥5、吹掃噴頭6、儲(chǔ)氣罐9和控制器7;所述活塞3與焊頭I相連，氣缸2被活塞3分割為上缸和下缸，所述控制閥4有2個(gè)，分別向上缸和下缸供氣;所述活塞3的上表面和下表面均設(shè)置有壓力傳感器8，分別用于檢測上缸和下缸內(nèi)的氣壓;所述控制閥4和吹掃電磁閥5均與儲(chǔ)氣罐9相連，吹掃電磁閥5用于吹掃焊接后的殘?jiān)?控制器7接收壓力傳感器8傳來的壓力反饋，并發(fā)送信號至控制閥4控制其開度，從而控制上缸和下缸的壓力差，從而改變焊頭I的位置。所述吹掃電磁閥5和吹掃噴頭6之間還設(shè)置有電加熱器(圖中未示出)，用于對吹掃的空氣進(jìn)行加熱。所述控制器7采用單片機(jī)。
[0058]如圖2所示，控制閥4包括閥殼14、控制器外殼39、主閥、內(nèi)置壓力傳感器15、比例電磁鐵、比例控制器16和散熱-加熱系統(tǒng)。主閥安裝在閥殼14內(nèi)，其為兩位三通閥，包括端蓋17、活塞18、尾蓋19、反饋彈簧20和閥體21，反饋彈簧20套接在尾蓋19上，活塞18與尾蓋19之間為螺紋連接。比例電磁鐵包括銜鐵22和線圈23，銜鐵22的左端固接有推力桿24，端蓋17螺紋連接在推力桿24上，活塞18和端蓋17均設(shè)置在閥體21內(nèi)。
[0059]如圖3-5所示，反饋彈簧20所在的腔室稱為調(diào)壓腔25，調(diào)壓腔25連通有輸出口 26。閥體21和活塞18的凹陷部分之間構(gòu)成進(jìn)氣腔27，進(jìn)氣腔27連通有進(jìn)氣口 28。尾蓋19所在的腔室稱為排氣腔29，排氣腔29連通有排氣口 30，排氣口 30連通大氣。輸出口 26向外供氣，且進(jìn)氣口 28、輸出口 26和排氣口 30通過為閥體21配做的導(dǎo)流板31與外部連通。閥體21的左端設(shè)置有第一凸臺(tái)32，第一凸臺(tái)32與尾蓋19的右側(cè)面構(gòu)成主節(jié)流口 33?；钊?8的右端設(shè)置有第二凸臺(tái)34，第二凸臺(tái)34與端蓋17的左側(cè)面構(gòu)成溢流口 35。端蓋17的左側(cè)面上還設(shè)置有密封環(huán)槽(圖中未示出)，密封環(huán)槽用于與第二凸臺(tái)34配合當(dāng)溢流口 35關(guān)閉時(shí)防止溢流口 35漏氣，密封環(huán)槽的表面上敷設(shè)有一層橡膠層，尾蓋19的右側(cè)面處內(nèi)鑲有橡膠密封圈。圖3和圖4分別給出了減壓狀態(tài)和溢流狀態(tài)下的空氣流向圖:當(dāng)內(nèi)置壓力傳感器15檢測到的反饋壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16增大線圈23的輸出電流，推力桿24的推力增大，主節(jié)流口 33的開度變大，使得輸出口26的輸出壓力增加，控制閥4工作在減壓狀態(tài);相反，當(dāng)檢測到的反饋壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器16減小輸出電流，推力桿24的推力減小，主節(jié)流口 33關(guān)閉，溢流口 35打開，調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣通過溢流口 35排到大氣，輸出口 26的壓力降低，控制閥4工作在溢流狀態(tài)。
[0060]發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在控制閥頻繁動(dòng)作的過程中，活塞18與閥體21之間的接觸面很容易發(fā)生磨損，長期而往會(huì)導(dǎo)致當(dāng)主節(jié)流口 33開啟時(shí)部分空氣從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30，這對控制閥的精確控制很不利，因此活塞18的外表面上設(shè)置有一層高分子復(fù)合尼龍層36，該高分子復(fù)合尼龍層36由二元胺與二元酸通過縮聚制得，且在縮聚過程中添加有環(huán)氧樹脂及玻璃纖維，其材質(zhì)抗磨系數(shù)是30#鋼的2-3倍，耐磨蝕性能是30#鋼的1.5倍，剪切強(qiáng)度為30—40MPa，耐疲勞性能突出，這從很大程度上減輕了磨損，延長了閥芯的使用壽命。調(diào)壓腔25內(nèi)還設(shè)置有用于檢測閥內(nèi)空氣水分的硅膠棒37，硅膠棒37的一端懸置于調(diào)壓腔25內(nèi)，另一端延伸出閥殼14外，且延伸出閥殼14外的部分套裝在玻璃管38中(見圖5)，玻璃管38固接在閥殼14的表面上。比例控制器設(shè)置在控制器外殼39內(nèi)，內(nèi)置壓力傳感器16為HT19型硅壓阻式傳感器，用于測量調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣壓力并將檢測到的壓力值轉(zhuǎn)換為電壓信號，它的核心是高穩(wěn)定性的擴(kuò)散硅元件，其工作原理是通過隔離膜片及硅油將被測介質(zhì)的差壓傳遞到硅橋片，利用擴(kuò)散硅的壓阻效應(yīng)原理測量空氣壓力的大小，用5V電源供電。
[0061 ]在控制閥的使用中存在兩方面的問題:(I)空氣在減壓膨脹過程，急劇降溫使水分迅速析出，因此調(diào)壓腔的結(jié)露與結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重，極大地影響了元件的性能及壽命；(2)對于采用比例電磁鐵的控制閥來說，在維持輸出壓力的過程中，比例電磁鐵需要持續(xù)消耗電能，使得控制閥的整機(jī)功耗提高，導(dǎo)致線圈23發(fā)熱的問題較其它閥類嚴(yán)重。因此如圖2和5所示，還設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，其包括環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43，環(huán)形散熱空間40環(huán)繞在容納線圈23的散熱槽壁44外，環(huán)形散熱空間40的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的出口相連通，集氣盒45集成在閥殼14的下部表面上，集氣盒45設(shè)置在低點(diǎn)的原因在于方便通過開啟設(shè)置在集氣盒45底部的排水閥51來排掉換熱環(huán)路中的積水，保證換熱的效率和減輕換熱面腐蝕。環(huán)形加熱空間41環(huán)繞在調(diào)壓腔25的加熱槽壁45外，環(huán)形加熱空間41的一端與集氣盒42相連通，另一端與主散熱體43的入口相連通(由于視圖角度原因，圖2未示出環(huán)形散熱空間40和環(huán)形加熱空間41的連通接口)，為了保證傳熱效率，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為6mm。主散熱體43集成在控制器外殼39的上部表面上，包括多根水平布置的小直徑散熱管46和2個(gè)豎直布置的空心支撐體47，小直徑散熱管46與空心支撐體47—體成型并相互連通。進(jìn)氣口 28的管道底部還連接有動(dòng)力管48至集氣盒42，動(dòng)力管48上設(shè)置有減壓閥49。在環(huán)形散熱空間40至集氣盒42、集氣盒42至環(huán)形加熱空間41的管道上均設(shè)置有單向逆止閥50，其安裝方向分別由環(huán)形散熱空間40指向集氣盒42、由集氣盒43指向環(huán)形加熱空間44，用于保證換熱環(huán)路的空氣按既定方向流動(dòng)。控制閥4工作時(shí)，環(huán)形散熱空間40、環(huán)形加熱空間41、集氣盒42和主散熱體43共同構(gòu)成一個(gè)換熱環(huán)路，在動(dòng)力管48內(nèi)空氣的壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行循環(huán)，線圈23的熱量通過散熱槽壁44傳遞到環(huán)形散熱空間40的空氣中，而后依次進(jìn)入集氣盒42和環(huán)形加熱空間41，在環(huán)形加熱空間41中通過加熱壁槽45將熱量傳遞至調(diào)壓腔25以加熱調(diào)壓腔25內(nèi)的空氣，用于提高調(diào)壓腔25內(nèi)經(jīng)減壓的空氣溫度，使其盡量高于空氣中水分的露點(diǎn)溫度以減少結(jié)霜;加熱后的空氣繼續(xù)被驅(qū)動(dòng)至主散熱體43，在主散熱體43中通過多根小直徑散熱管46將多余的熱量傳遞到環(huán)境空氣中，經(jīng)主散熱體43降溫后的空氣再次進(jìn)入到環(huán)形散熱空間40，至此完成一個(gè)熱力循環(huán)。減壓閥49用于調(diào)節(jié)換熱環(huán)路的流速，進(jìn)而控制線圈23的溫度和調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，當(dāng)操作人員觀察到玻璃管38內(nèi)的硅膠棒37由藍(lán)色變?yōu)榧t色(表明硅膠棒37吸水較多)時(shí)，手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度。
[0062]如圖6所示，比例控制器16包括單片機(jī)52、功率驅(qū)動(dòng)模塊53和電源模塊54，其中單片機(jī)52和功率驅(qū)動(dòng)模塊53相連，功率驅(qū)動(dòng)模塊53用于向線圈23供電以驅(qū)動(dòng)銜鐵22運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，電源模塊54用于向功率驅(qū)動(dòng)模塊53供電，電源模塊54包括依次相連的方向二極管55、限流電阻56和型LC濾波器，方向二極管55用于避免電源反接對電路的損害，限流電阻56包括2個(gè)并聯(lián)的功率為0.25W、阻值為I Ω的保護(hù)電阻，用于防止線圈23短路燒毀電路板，π型LC濾波器用于減弱電路中的紋波噪聲，其包括2個(gè)電容器57和I個(gè)電感器58。方向二極管55前還并聯(lián)2個(gè)旁通電容59，限流電阻56和型LC濾波器之間還并聯(lián)有I個(gè)瞬變電壓抑制二極管60，用于抑制電路中的電壓峰值。電源模塊54的輸出端同時(shí)作為內(nèi)置壓力傳感器15的備用電源，其通過繼電器61、降壓變壓器62與內(nèi)置壓力傳感器15相連。內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源64(由市電經(jīng)簡單降壓得到)上設(shè)置有電源檢測器63，當(dāng)電源檢測器63(現(xiàn)有技術(shù)，市場上能檢測電源信號的電源檢測儀均可使用)檢測到正常工作電源64失電時(shí)，發(fā)送電平信號至繼電器61，繼電器61在電平信號的作用下吸合從而接通電源模塊54至降壓變壓器62的電路向內(nèi)置壓力傳感器15供電。這種供電方式的好處在于，在現(xiàn)有技術(shù)中，內(nèi)置壓力傳感器15的正常工作電源往往是集成在電源模塊54中，但是其實(shí)內(nèi)置壓力傳感器15對電源的質(zhì)量要求并不高，所以正常工作電源64可以使用未經(jīng)電源模塊54處理的電源，只有在正常工作電源64失電時(shí)才自動(dòng)通過繼電器61切換至電源模塊54供電，這樣可以減少限流電阻
56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。比例控制器16中其它未涉及的部分，均可由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，故本實(shí)施例不再詳述。
[0063]在本實(shí)施例中，1、采用氣動(dòng)技術(shù)控制焊接裝置，結(jié)構(gòu)簡單，集成了吹掃和氣缸控制功能，系統(tǒng)集成度高;2、設(shè)計(jì)了新的控制閥，結(jié)構(gòu)簡單合理，能實(shí)現(xiàn)供氣壓力的準(zhǔn)確控制，對并對其部件的密封進(jìn)行了重新布局，同時(shí)采用新的材料高分子復(fù)合尼龍層36來代替現(xiàn)有的磨擦面材料，使得控制閥的使用壽命大大提高，有效減少了主節(jié)流口 35開啟時(shí)從磨損處旁路掉溢流口 35漏入到排氣口 30中的空氣;3、設(shè)計(jì)了散熱-加熱系統(tǒng)，利用線圈23發(fā)熱的熱量來加熱調(diào)壓腔25，同時(shí)解決了空氣在減壓膨脹過程中調(diào)壓腔25結(jié)露與結(jié)冰、線圈23發(fā)熱兩個(gè)問題，且通過這種中空的散熱和加熱空間結(jié)構(gòu)，能減少貴重主閥材料的使用，有助于節(jié)省成本和輕量化，散熱槽壁44和加熱槽壁45均由鋁合金制成，且厚度為6mm，控制閥檢修周期較未改進(jìn)前延長了50% ;4、通過硅膠棒37的設(shè)置，操作人員能通過觀察玻璃管38內(nèi)硅膠棒37的狀態(tài)來判斷調(diào)壓腔25內(nèi)空氣水分程度，以此為依據(jù)手動(dòng)開大減壓閥49的開度以提高調(diào)壓腔25內(nèi)空氣的溫度，這又進(jìn)一步抑制了結(jié)霜和結(jié)冰的發(fā)生;5、設(shè)計(jì)了新的電源模塊54，其具有供電質(zhì)量高、防誤限流作用明顯等優(yōu)點(diǎn)，且通過繼電器61、電源檢測器63等部件的設(shè)計(jì)，有效減少了限流電阻56等元件的功率消耗，起到節(jié)省控制閥運(yùn)行電耗的作用，同時(shí)也提高了系統(tǒng)工作的安全性。
[0064]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高精度焊接裝置，其特征是，包括焊頭、氣缸、活塞、控制閥、吹掃電磁閥、吹掃噴頭、儲(chǔ)氣罐和控制器;所述活塞與焊頭相連，氣缸被活塞分割為上缸和下缸，所述控制閥有2個(gè)，分別向上缸和下缸供氣;所述活塞的上表面和下表面均設(shè)置有壓力傳感器，分別用于檢測上缸和下缸內(nèi)的氣壓;所述控制閥和吹掃電磁閥均與儲(chǔ)氣罐相連，吹掃電磁閥用于吹掃焊接后的殘?jiān)?控制器接收壓力傳感器傳來的壓力反饋，并發(fā)送信號至控制閥控制其開度，從而控制上缸和下缸的壓力差，從而改變焊頭的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度焊接裝置，其特征是，所述吹掃電磁閥和吹掃噴頭之間還設(shè)置有電加熱器，用于對吹掃的空氣進(jìn)行加熱。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高精度焊接裝置，其特征是，所述控制器采用單片機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高精度焊接裝置，其特征是，所述控制閥包括閥殼、控制器外殼、主閥、內(nèi)置壓力傳感器、比例電磁鐵、比例控制器和散熱-加熱系統(tǒng);所述主閥安裝在閥殼內(nèi)，其為兩位三通閥，主閥包括端蓋、活塞、尾蓋、反饋彈簧和閥體，反饋彈簧套接在尾蓋上，活塞與所述尾蓋之間為螺紋連接;所述比例電磁鐵包括銜鐵和線圈，銜鐵的左端固接有推力桿，所述端蓋螺紋連接在推力桿上，所述活塞和端蓋均設(shè)置在閥體內(nèi)； 反饋彈簧所在的腔室稱為調(diào)壓腔，調(diào)壓腔連通有輸出口；所述閥體和活塞的凹陷部分之間構(gòu)成進(jìn)氣腔，進(jìn)氣腔連通有進(jìn)氣口 ；所述尾蓋所在的腔室稱為排氣腔，排氣腔連通有排氣口，排氣口連通大氣;所述輸出口向外供氣，且進(jìn)氣口、輸出口和排氣口通過為閥體配做的導(dǎo)流板與外部連通；閥體的左端設(shè)置有第一凸臺(tái)，第一凸臺(tái)與尾蓋的右側(cè)面構(gòu)成主節(jié)流口；活塞的右端設(shè)置有第二凸臺(tái)，第二凸臺(tái)與端蓋的左側(cè)面構(gòu)成溢流口；端蓋的左側(cè)面上還設(shè)置有密封環(huán)槽，所述密封環(huán)槽用于與第二凸臺(tái)配合當(dāng)溢流口關(guān)閉時(shí)防止溢流口漏氣，密封環(huán)槽的表面上敷設(shè)有一層橡膠層，尾蓋的右側(cè)面處內(nèi)鑲有橡膠密封圈；所述活塞的外表面上設(shè)置有一層高分子復(fù)合尼龍層，該高分子復(fù)合尼龍層由二元胺與二元酸通過縮聚制得，且在縮聚過程中添加有環(huán)氧樹脂及玻璃纖維；調(diào)壓腔內(nèi)還設(shè)置有用于檢測閥內(nèi)空氣水分的娃膠棒，所述娃膠棒的一端懸置于調(diào)壓腔內(nèi)，另一端延伸出閥殼外，且延伸出閥殼外的部分套裝在玻璃管中，所述玻璃管固接在閥殼的表面上;所述比例控制器設(shè)置在控制器外殼內(nèi)，內(nèi)置壓力傳感器為HT19型硅壓阻式傳感器，用于測量調(diào)壓腔內(nèi)的空氣壓力并將檢測到的壓力值轉(zhuǎn)換為電壓信號。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高精度焊接裝置，其特征是，所述散熱-加熱系統(tǒng)包括環(huán)形散熱空間、環(huán)形加熱空間、集氣盒和主散熱體，環(huán)形散熱空間環(huán)繞在容納線圈的散熱槽壁夕卜，所述環(huán)形散熱空間的一端與集氣盒相連通，另一端與主散熱體的出口相連通，集氣盒集成在閥殼的下部表面上;所述環(huán)形加熱空間環(huán)繞在調(diào)壓腔的加熱槽壁外，環(huán)形加熱空間的一端與集氣盒相連通，另一端與主散熱體的入口相連通，散熱槽壁和加熱槽壁均由鋁合金制成，且厚度為1mm;主散熱體集成在所述控制器外殼的上部表面上，包括多根水平布置的小直徑散熱管和2個(gè)豎直布置的空心支撐體，所述小直徑散熱管與空心支撐體一體成型并相互連通;進(jìn)氣口的管道底部還連接有動(dòng)力管至集氣盒，所述動(dòng)力管上設(shè)置有減壓閥；在環(huán)形散熱空間至集氣盒、集氣盒至環(huán)形加熱空間的管道上均設(shè)置有單向逆止閥，其安裝方向分別由環(huán)形散熱空間指向集氣盒、由集氣盒指向環(huán)形加熱空間;所述控制閥工作時(shí)，環(huán)形散熱空間、環(huán)形加熱空間、集氣盒和主散熱體共同構(gòu)成一個(gè)換熱環(huán)路，在動(dòng)力管內(nèi)空氣的壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行循環(huán)，線圈的熱量通過散熱槽壁傳遞到環(huán)形散熱空間的空氣中，而后依次進(jìn)入集氣盒和環(huán)形加熱空間，在環(huán)形加熱空間中通過加熱壁槽將熱量傳遞至調(diào)壓腔以加熱調(diào)壓腔內(nèi)的空氣，用于提高調(diào)壓腔內(nèi)經(jīng)減壓的空氣溫度以減少結(jié)霜;加熱后的空氣繼續(xù)被驅(qū)動(dòng)至主散熱體，在主散熱體中通過多根小直徑散熱管將多余的熱量傳遞到環(huán)境空氣中，經(jīng)主散熱體降溫后的空氣再次進(jìn)入到環(huán)形散熱空間，至此完成一個(gè)熱力循環(huán);所述減壓閥用于調(diào)節(jié)換熱環(huán)路的流速，進(jìn)而控制線圈的溫度和調(diào)壓腔內(nèi)空氣的溫度，當(dāng)操作人員觀察到所述玻璃管內(nèi)的硅膠棒由藍(lán)色變?yōu)榧t色時(shí)，手動(dòng)開大減壓閥的開度以提高調(diào)壓腔內(nèi)空氣的溫度； 所述比例控制器包括單片機(jī)、功率驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊，其中單片機(jī)和功率驅(qū)動(dòng)模塊相連，功率驅(qū)動(dòng)模塊用于向線圈供電以驅(qū)動(dòng)銜鐵運(yùn)動(dòng)；電源模塊用于向功率驅(qū)動(dòng)模塊供電，所述電源模塊包括依次相連的方向二極管、限流電阻和JT型LC濾波器，所述方向二極管用于避免電源反接對電路的損害，所述限流電阻包括2個(gè)并聯(lián)的功率為0.25W、阻值為I Ω的保護(hù)電阻，用于防止線圈短路燒毀電路板;所述型LC濾波器用于減弱電路中的紋波噪聲，其包括2個(gè)電容器和I個(gè)電感器;所述方向二極管前還并聯(lián)2個(gè)旁通電容，限流電阻和型LC濾波器之間還并聯(lián)有I個(gè)瞬變電壓抑制二極管，用于抑制電路中的電壓峰值;所述電源模塊的輸出端同時(shí)作為內(nèi)置壓力傳感器的備用電源，其通過繼電器、降壓變壓器與所述內(nèi)置壓力傳感器相連;所述內(nèi)置壓力傳感器的正常工作電源上設(shè)置有電源檢測器，當(dāng)電源檢測器檢測到所述正常工作電源失電時(shí)，發(fā)送電平信號至繼電器，繼電器在電平信號的作用下吸合從而接通電源模塊至降壓變壓器的電路向內(nèi)置壓力傳感器供電。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高精度焊接裝置，其特征是，當(dāng)內(nèi)置壓力傳感器檢測到的反饋壓力小于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器增大線圈的輸出電流，推力桿的推力增大，主節(jié)流口的開度變大，使得輸出口的輸出壓力增加，此時(shí)控制閥工作在減壓狀態(tài);相反當(dāng)檢測到的反饋壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，比例控制器減小輸出電流，推力桿的推力減小，主節(jié)流口關(guān)閉，溢流口打開，調(diào)壓腔內(nèi)的空氣通過溢流口排到大氣，輸出口的壓力降低，此時(shí)控制閥工作在溢流狀態(tài)。
【文檔編號】B23K37/00GK106078010SQ201610531675
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】肖銳