專利名稱：一種熱風(fēng)整平機的電氣控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動控制裝置，具體講是用于單工位熱風(fēng)整平機的電氣控制裝置。
熱風(fēng)整平機是印制電路板生產(chǎn)的專用設(shè)備，它主要用于經(jīng)阻焊涂覆的印制電路板的焊盤上，金屬化孔壁及貼裝面上涂覆一層均勻光滑的焊料(鉛－錫合金)層，從而獲得良好的可焊性及耐蝕性，應(yīng)用熱風(fēng)整平工藝技術(shù)可以大大提高印制電路板的質(zhì)量和性能。熱風(fēng)整平機的電氣控制運動控制一般采用可編程序控制器(PLC)，如美國AVALON公司的單工位熱風(fēng)整平機，采用可編程序控制器，不僅價格較貴，而且系統(tǒng)復(fù)雜，使用的元器件也多，一旦出現(xiàn)故障，使用熱風(fēng)整平機的印制板生產(chǎn)廠家(特別是一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè))缺乏較強技術(shù)的維修力量而無法及時修理，排除故障以致嚴(yán)重影響生產(chǎn)，因為可編程序控制器不僅要從國外進口，而且它不帶使用說明等技術(shù)資料，熱風(fēng)整平機運行條件又非常惡劣，高溫?zé)彷椛浜椭竸怏w的腐蝕性嚴(yán)重危及電氣線路部分，而且熱風(fēng)整平機工作動作頻繁，生產(chǎn)率按180塊／小時計算，全年要動作43萬多次，若每天兩班制則每年要動作86萬多次，所以在長期運行中，無論是機械部件還是電氣部件出現(xiàn)故障是在所難免的，所以機器的使用廠家非常關(guān)心機器的可維修性能，希望能使用可靠性高，維修容易的機器。
本實用新型的目的是設(shè)計一種熱風(fēng)整平機用的電氣控制裝置，此裝置比上述的造價低，所用元器件少、系統(tǒng)比較簡單，但其工作可靠，操作簡便，維修更為方便，一般電氣技術(shù)人員均能承擔(dān)維修任務(wù)，而且該裝置只有在確定的溫度范圍內(nèi)才能運行，這樣不僅確保了生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量，而且提高了設(shè)備本身的安全性。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的電氣控制裝置它由交流電源、直流電源、溫度控制裝置、錫泵電機、加熱元件、運動控制裝置、板夾電磁閥、升降電磁閥和風(fēng)刀電磁閥組成，外界的三相交流電源經(jīng)過三相空氣自動開關(guān)，保險絲后分別向直流電源和溫控裝置供交流電，直流電源的運動控制裝置和溫控裝置供出一組直流電源，溫度控制裝置控制加熱元件的通電或斷電，以控制錫鍋的溫度，它還控制錫泵電機的運轉(zhuǎn)，運動控制裝置由直流電源供電，它控制上述三種電磁閥的運行，在運動控制裝置中，浸錫定時器E1的腳10、2電源回路中串接有運行開關(guān)S2；運動繼電器K1的線包一端接直流電源負(fù)端(即OV)，另一端通過E1的一對常閉接點(1、4腳)與E的10腳相接；E1的起動腳6通過下行程開關(guān)SQ2常開接點(1、3)與直流電源負(fù)端相接，E1的復(fù)位腳7通過復(fù)位開關(guān)(常開)與電源負(fù)端相接；吹風(fēng)中間繼電器K2的線包一端與電源負(fù)端相接，另一端通過E1的常開接點(9、11腳)與直流電源正端Vcc相接；升降電磁閥Y2控制回路中串接著繼電器K1的一對常開接點(6、10)，吹風(fēng)中間繼電器K2的常閉接點(1、9)；吹風(fēng)定時器E2的腳10、2電源回路中串接有吹風(fēng)中間繼電器K2的常開接點(5、9)，兩個并聯(lián)的前、后風(fēng)刀電磁閥Y3、Y4線包的一端通過E2的常閉接點(1、4腳)與E2的10腳相連接，另一端與電源負(fù)端相接，E2的起動腳6通過吹風(fēng)中間繼電器K2的常開接點(6、10)與電源負(fù)端相接，E2的復(fù)位腳7通過復(fù)位開關(guān)(常開)與電源負(fù)端相接。
因此本實用新型的控制裝置中除溫控儀為智能化自控儀表外(采用可編程序控制器的控制裝置中也有溫控儀)其余為兩個定時器，四個繼電器，三個交流接觸器，開關(guān)等一般元器件，所以其系統(tǒng)簡單，可靠性高，運動控制裝置工作程序設(shè)置合理、操作簡便，工作程序完全按設(shè)計的動作在熱風(fēng)整平操作中僅需要上下推動防護窗裝卸印制板等簡單操作。本控制裝置在鉛錫合金未融化時板夾架子不能向下運動，起到保護設(shè)備的作用。電路的設(shè)計上保證了只有在錫泵運轉(zhuǎn)的條件下才能進行浸錫整平，這就保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，造價較低，維修容易，具有一般電氣知識的技術(shù)人員包括技術(shù)工人均能承擔(dān)維修任務(wù)，而且所需維修用的元器件市場上也很容易買到，機器一旦發(fā)生故障，能及時修復(fù)，不致影響批量生產(chǎn)。


圖1為熱風(fēng)整平機電氣控制原理方塊圖；圖2為熱風(fēng)整平機的電控箱內(nèi)電控板電氣元件布置圖；圖3為電控箱面(門)板電氣元(組)件布置圖；圖4為運動控制裝置電氣原理圖；圖5為溫度控制裝置電氣原理圖。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明實施例。
單工位熱風(fēng)整平機為箱體形結(jié)構(gòu)，錫鍋風(fēng)刀組合部件18橫放在機器的中央部位，它的后面中間部位豎立著升降氣缸13和板夾架子15，機器的左前部為直立式電控箱，箱內(nèi)有電控板，電控板上布置有直流電源2(包括變壓器39)，四個繼電器32、33、37、38，三個交流接觸器34、35、36，三相空氣自動開關(guān)40，端子排41、42以及保險絲插座等元器件，三相交流電源也從這里引入，電控箱門的面板上布置有前、后風(fēng)刀氣壓表20、21，二塊溫控儀22、23，二臺定時器30、31，緊急停機開關(guān)29以及各種開關(guān)指示燈等電氣組件，機器的右前部為配氣箱，氣動組件及四個電磁閥5、6、7、8均置于其中，壓縮氣體的進氣管也在這里引入。
接通外部電源，合上三相空氣自動開關(guān)40，使交流電源正常供電(若按動緊急停機開關(guān)29，則三相空氣自動開關(guān)40自動斷開使整機斷電起保護作用)，直流電源2是采用變壓器39變壓，整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出直流電壓Vcc，向運動控制裝置3、溫控裝置4供電，直流電壓Vcc可在24－30V范圍內(nèi)調(diào)整。溫控儀T122和T223為島日公司生產(chǎn)的SR44型智能溫控儀，它們的熱電偶BT1和BT2均按裝在錫鍋風(fēng)刀組合部件18的錫鍋內(nèi)，以測量鉛錫合金的溫度(以下簡稱錫溫)，T122的15、16腳設(shè)置成低溫報警狀態(tài)，報警溫度為221℃即在錫溫低于221℃時15、16腳相互閉合接通，當(dāng)錫溫等于或大于221℃時15、16腳斷開，而T122的12，13腳設(shè)置成PID比例調(diào)節(jié)，其調(diào)整溫度為232℃，溫控儀T223的12、13腳設(shè)置成高溫報警狀態(tài)，報警溫度為293℃，即當(dāng)錫溫達(dá)到或超過293℃時，T223的12、13腳之間就斷開。
從附圖3附圖5中看到按下加熱開關(guān)S328，電流從正電源Vcc出發(fā)經(jīng)開關(guān)S328，停止加熱開關(guān)S4(常閉)27，繼電器K437的線包和溫控儀T223的12、13腳回到電源負(fù)端，使繼電器K437通電而動作，使K4的所有接點轉(zhuǎn)換，其中有一對接點(6、10腳)使其自保，交流接觸器KM135通過溫控儀T1的接點(15、16)和繼電器K4的接點(5、9)而接通電源并動作，交流接觸器KM1的接點1與2，3與4，5與6分別接通使加熱元件10中的第一組電阻絲R1－R9通電加熱，同樣交流接觸器KM234通過溫控儀T的接點(12、13)和繼電器K4的接點(7、11)而接通電源并動作，交流接觸器KM2的接點1與2，3與4，5與6分別接通使加熱元件10中的第二組電阻絲R10－R12通電加熱，錫溫低于221℃時，上述兩組電阻絲全部在加熱，即全功率加熱，當(dāng)錫溫達(dá)到221℃以后溫控儀T122的15、16腳相互處于斷開狀態(tài)，使交流接觸器KM135斷電，從而使第一組加熱元件R1－R9斷電，停止加熱，當(dāng)錫溫超過221℃以后，溫控儀T122的接點12與13按PID比例調(diào)節(jié)，即加熱元件10中第二組電阻絲R10－R12通電加熱時間與斷電時間按比例進行，使其錫溫保持在232℃附近。按下停止加溫開關(guān)S427時繼電器K437失電而停止工作，使加熱元件10停止加熱，錫溫下降。
如若某種偶然原因使溫控儀T122失控，致使錫溫不斷上升，若錫溫升至293℃，溫控儀T223的接點12、13相互斷開，使繼電器K437斷電使所有K4的常開接點斷開，使交流接觸器KM135，KM234全部斷電，進而把全部加熱元件停止加熱，起到超溫保護的作用。
當(dāng)錫溫高于221℃(即鉛－錫合金熔化)后，按下錫泵開泵開關(guān)S725，三相交流電壓從W相經(jīng)繼電器K437的常開接點5、9，開泵開關(guān)S725，停泵開關(guān)S824，交流接觸器KM336的線包，交流接觸器KM1的常閉接點21、22回到V相，從而使交流接觸器KM336通電動作，接點閉，從而使錫泵電機9通電轉(zhuǎn)動，而且交流接觸器KM3本身的一對常開接點13、14使其自保，當(dāng)需停泵時按下停泵開關(guān)S824即可，由于交流接觸器KM336回路中串接了KM135的一對常閉接點21、22，使得在錫溫低于221℃時被斷開，即在鉛錫合金尚熔化時錫泵電機接不通電源而得到保護。而當(dāng)錫溫超過293℃時，由于繼電器K437被斷開，也使接觸器KM336斷電，從而也使錫泵電機9停下來。
從附圖4運動控制裝置電氣原理圖中可以看到當(dāng)按下運行開關(guān)S226時，機器作好了運行的準(zhǔn)備，當(dāng)板夾架子15處于上部最高位置時，上行程開關(guān)SQ111閉合，這時若踩下腳踏開關(guān)19，則板夾電磁閥Y15通電，壓縮氣體從a端進入板夾氣缸14(見附圖1)，使板夾松開，以裝卸印制電路板PCB，松開腳踏開關(guān)19后，將印制電路板夾緊。在熱風(fēng)整平機的操作窗口設(shè)置了一個防護窗16，在浸錫吹風(fēng)的時間內(nèi)把它拉下，以防止鉛錫和焊料的蒸氣(熱氣)向外泄漏，以保護環(huán)境。拉下防護窗16，并使防護行程開關(guān)17閉合，而使防護中間繼電器K338通電，K的常開接點7、11閉合為浸錫定時器E130，提供了電源通路，K的常開接點8、12閉合為升降電磁閥Y28和吹風(fēng)定時器E231提供了電源通路，K3的常開接點8、12閉合為升降電磁閥Y28和吹風(fēng)定時器E231，提供了電源通路，這樣的電路設(shè)置使得在防護窗16拉下以前運動控制裝置的電路是啟動不了的，只能停止在初始位置上，這樣從電路上保證了浸錫吹風(fēng)時不讓帶有焊料、鉛錫氣體向外泄漏，有利于環(huán)境保護，而且K3的常閉接點4、12接入板夾電磁閥回路中使得當(dāng)拉下(關(guān)閉)防護窗16以后，就不會因誤踩腳踏開關(guān)S119而使印制板掉落下來。
按下運行開關(guān)S226時，機器就開始按程序運動，電源Va經(jīng)過S2的12，K3的7、11浸錫定時器E130的1、4腳，給運動繼電器K132的線包加電而動作，電源Vcc經(jīng)K3的常開接點8、12，吹風(fēng)中間繼電器K233的常閉接點1、9和K1的常開接點6、10給升降電磁閥Y28加電，電磁閥接通使壓縮氣體從電磁閥8的上端流入升降氣缸13(見附圖1)，使板夾架子15下降，印制電路板PCB伸入錫鍋風(fēng)刀組合部件18內(nèi)浸錫，當(dāng)板夾架子15下降到下端將下行程開關(guān)SQ212閉合，浸錫定時器E130起動，即延時開始，浸錫延時時間可事先在0－10秒內(nèi)調(diào)整好，當(dāng)延時結(jié)束，E1的常閉接點1、4腳相互斷開，使繼電器K1失電而恢復(fù)原狀，升降電磁閥Y28因K1的常開接點6、10斷開而失電，壓縮氣體從電磁閥Y28的下端進入升降氣缸13，使板夾架子15上升，在此同時E1延時結(jié)束，使其常開接點9、11腳相互接通，使吹風(fēng)中間繼電器K233通電而動作，K2的常開接點(5、9)接通再經(jīng)過E2的1、4腳，使前風(fēng)刀電磁閥Y36，后風(fēng)刀電磁閥Y47接通電源，使前、后風(fēng)刀向印制板PCB吹熱風(fēng)、整平，繼電器K2的常開接點6、10的接通，使定時器E231起動而開始延時，延時(吹風(fēng))時間事先也可在0－10秒內(nèi)調(diào)整好，當(dāng)延時結(jié)束，E2的常閉接點1、4腳相互斷開，前后風(fēng)刀電磁閥因失電而恢復(fù)原狀，前后風(fēng)刀停止吹風(fēng)，板夾架子15繼續(xù)上升，直至停在最上端位置，接通上行程開關(guān)SQ111，這時操作者向上拉開防護窗16，即使防護行程開關(guān)SQ317斷開，斷電器K3失電而復(fù)原，踩下腳踏開關(guān)S119，從板夾架子15上取下已整平過的印制板PCB，裝上待整平的印制板PCB，這時再按動一下定時器E1和E2的手動復(fù)位開關(guān)，就完成了熱風(fēng)整平的一個工作過程，并為下一個循環(huán)工作作好了準(zhǔn)備。為把防護中間繼電器K3的兩個常閉接點1、9和2、10分別接入E1和E2的復(fù)位腳7和負(fù)電源之間，以代替手動復(fù)位開關(guān)，這樣在向上拉開防護窗16的同時也給二個定時器自動復(fù)位了，從而提高了機器的自動化程度。在升降電磁閥Y28的電源回路中的K1常開接點和Y28之間串進一個交流接觸器KM336的常開接點53、54，這樣就使得只有在錫泵電機9轉(zhuǎn)動的情況下(即KM336的常開接點閉合的條件下)才能使升降電磁閥Y28工作，也即只有在錫泵轉(zhuǎn)動，錫鍋內(nèi)的鉛錫合金處于翻滾狀態(tài)，其表面沒有錫渣存留的情況下，板夾架子15才向下運動進行浸錫，整平，從而保證了浸錫整平的工藝條件，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。而在錫溫低于221℃(鉛錫合金尚未融化)或錫溫高于293℃時，KM336的常開接點斷開，板夾架子15不能向下運動，不能進行浸錫整平，這就既保護了機器設(shè)備也避免了在超溫條件下生產(chǎn)不合格品。
權(quán)利要求1.一種熱風(fēng)整平機的電氣控制裝置，它由交流電源(1)、直流電源(2)、溫控裝置(4)、錫泵電機(9)、加熱元件(10)、運動控制裝置(3)、板夾電磁閥(5)、升降電磁閥(8)和風(fēng)刀電磁閥(6)(7)組成，交流電源(1)向直流電源(2)，溫控裝置(4)供電，直流電源(2)向溫控裝置(4)，運動控制裝置(3)供直流電，溫控裝置(4)控制加熱元件(10)的通電或斷電，以控制錫鍋風(fēng)刀組合部件(18)內(nèi)錫鍋的溫度，并控制錫泵電機(9)的運轉(zhuǎn)，運動控制裝置(3)控制板夾架子(15)的上、下運動，還控制前、后風(fēng)刀的吹風(fēng)，其特征在于運動控制裝置中升降電磁閥Y2(8)回路中串接著運動繼電器K1(32)的常開接點，吹風(fēng)中間繼電器K2(33)的常閉接點浸錫定時器E1(30)的2、10腳電源回路中串接有運行開關(guān)S2(26)，運動繼電器K1(32)的線包一端接電源負(fù)端，另一端通過E1(30)的1、4腳(常閉接點)，再與其10腳相接，E1(30)的起動腳6通過下行程開關(guān)SQ2(12)常開接點與電源負(fù)端相接吹風(fēng)中間繼電器K2(33)的線包一端與電源負(fù)端相接，另一端通過E1(30)的9、11腳(常開接點)與電源正端相接，吹風(fēng)定時器E2(31)的2、10腳電源回路中串接有繼電器K2(33)的常開接點，兩個并聯(lián)的前、后風(fēng)刀電磁閥Y3(6)Y4(7)的線包一端與電源負(fù)端相接，另一端通過定時器E2(31)的1、4腳與E2(31)的10腳相連接，E2(31)的起動腳(6)經(jīng)過繼電器K2(33)的常開接點與電源負(fù)端相接E1(30)和E2(31)的復(fù)位腳(7)可以分別通過二個手動復(fù)位開關(guān)后與電源負(fù)端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣控制裝置，其特征在于在溫控裝置(4)中控制錫泵電機M1(9)運轉(zhuǎn)的交流接觸器KM3(36)的線包一端經(jīng)過交流接觸器KM1(35)的常閉接點，與交流電源的一相相接，另一端經(jīng)過停泵開關(guān)S8(24)的常閉接點，開泵開關(guān)S7(25)，加溫繼電器K4(37)的常開接點與交流電源的另一相相連，交流接觸器KM3(36)的另一對常開接點與開泵開關(guān)S7(25)相并聯(lián)形成自保通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣控制裝置，其特征在于在運動控制裝置(3)中增設(shè)了防護行程開關(guān)SQ3(17)與防護中間繼電器K3(38)回路，繼電器K3(38)的一對常開接點接入定時器E1(30)的電源回路中，與運行開關(guān)S2(26)相串聯(lián)。另一對常開接點接入定時器E2(31)和升降電磁閥Y2(8)的電源回路中，K3(38)的另有二對常閉接點分別接入E1(30)、E2(31)的復(fù)位腳(7)用以代替手動復(fù)位開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電氣控制裝置，其特征在于在運動控制裝置(3)的板夾電磁閥Y1(5)的線包回路中串接著腳踏開關(guān)S1(19)的常開接點，上行程開關(guān)SQ1(11)的常開接點，防護中間繼電器K3(38)常閉接點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣控制裝置，其特征在于在升降電磁閥Y2(8)的電源回路中，運動繼電器K1(32)的常開接點和Y2(8)之間串接進一個交流接觸器KM3(36)的常開接點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣控制裝置，其特征在于在運動控制裝置中防護行程開關(guān)(17)與防護中間繼電器K3(38)的線包相串聯(lián)，而繼電器K3(38)的常開接點分別串接入浸錫定時器E1(30)，吹風(fēng)定時器E2(31)和運動電磁閥Y2(8)的電源回路中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣控制裝置，其特征在于在運動控制裝置中的板夾電磁閥Y1(5)的電源回路中串接入上行程開關(guān)SQ1(11)的常開接點。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣控制裝置，其特征在于在板夾電磁閥Y1(5)的電源回路中串接入防護中間繼電器K3(38)的常閉接點。
專利摘要本實用新型是一種單工位熱風(fēng)整平機電氣控制裝置。它主要采用繼電邏輯電路進行控制，通過對二個定時器、三個繼電器、三個行程開關(guān)、電磁閥及少量開關(guān)等普通元器件的有機組合，控制著運動部件的各種運行、動作。該控制裝置雖然系統(tǒng)簡單、成本低，但控制功能齊全，操作方便，特別是維修容易，一般電氣技術(shù)人員均能承擔(dān)維修任務(wù)，更適合于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)使用。
文檔編號H05K3/22GK2183068SQ94227079
公開日1994年11月16日 申請日期1994年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月24日
發(fā)明者潘振顯 申請人:四川材料與工藝研究所