專利名稱:一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的溫度控制方法,大多是利用電熱偶線隨溫度變化而改變的電信號(hào)作為控制信號(hào),對(duì)電加熱元件作定點(diǎn)的開(kāi)關(guān)控制。在溫度控制期間,當(dāng)被加熱區(qū)域溫度升高至設(shè)定溫度時(shí),溫度控制器會(huì)發(fā)出信號(hào)停止加熱,但由于能量由電熱元件熱傳遞到被加熱區(qū)域需要一個(gè)過(guò)程,該過(guò)程所需的時(shí)間與電熱元件和被加熱器件之間的介質(zhì)等有關(guān),因此,當(dāng)加熱信號(hào)停止時(shí)電熱元件的內(nèi)部溫度會(huì)高于設(shè)定溫度,將繼續(xù)對(duì)被加熱區(qū)域進(jìn)行加熱,使被加熱區(qū)域的溫度比設(shè)定溫度高;當(dāng)被加熱區(qū)域溫度下降到設(shè)定溫度時(shí),溫度控制器發(fā)出加熱信號(hào),但加熱元件與被加熱器件達(dá)到熱平衡需一定時(shí)間,因此,被加熱區(qū)域的溫度會(huì)繼續(xù)下降。所以,傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)控制溫度會(huì)產(chǎn)生這種慣性溫度誤差。目前,隧道爐和回流焊機(jī)都是采用PID溫度控制方式進(jìn)行溫度控制調(diào)整的,該溫度控制方式是根據(jù)熱電偶采集的測(cè)量信號(hào)與設(shè)定值的偏差進(jìn)行比例(Pvar)、積分(Ivar) 和微分(Dvar)運(yùn)算,從而輸出某個(gè)適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu),促使測(cè)量值恢復(fù)到設(shè)定值,達(dá)到自動(dòng)控制的效果。但實(shí)際操作時(shí),PID溫度控制方式不可避免會(huì)產(chǎn)生滯后現(xiàn)象,而且難以滿足大擾動(dòng)下快速響應(yīng)形成最小程度的過(guò)沖和下沖的需求。綜上,對(duì)于隧道爐和回流焊機(jī)輸入大工件情況時(shí),上述PID溫度控制方法存在溫度控制滯后、難以滿足大擾動(dòng)下快速響應(yīng)形成最小程度的過(guò)沖和下沖的需求等缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)單且使用效果好,在解決溫度控制滯后的同時(shí),解決了大擾動(dòng)下溫度波動(dòng)大的難題,具有升溫快且無(wú)過(guò)沖現(xiàn)象,大工件輸入情況下溫度波動(dòng)小、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征在于包括可編程控制器、與可編程控制器相接的參數(shù)設(shè)置單元、分別對(duì)回流焊機(jī)中多個(gè)溫區(qū)內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的多個(gè)溫度檢測(cè)單元和與可編程控制器相接的上位監(jiān)控機(jī),多個(gè)所述溫度檢測(cè)單元均接可編程控制器,多個(gè)所述溫度檢測(cè)單元分別布設(shè)在多個(gè)所述溫區(qū)內(nèi),所述可編程控制器與分別布設(shè)在所述回流焊機(jī)中多個(gè)溫區(qū)內(nèi)的多個(gè)電加熱器和多個(gè)加熱風(fēng)機(jī)相接且多個(gè)所述電加熱器和多個(gè)所述加熱風(fēng)機(jī)均由可編程控制器進(jìn)行控制,多個(gè)所述加熱風(fēng)機(jī)分別由多個(gè)熱風(fēng)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)且多個(gè)所述加熱風(fēng)機(jī)分別與多個(gè)熱風(fēng)電機(jī)相接;所述回流焊機(jī)的前端部和/或后端部設(shè)置有用于檢測(cè)判斷是否有被焊接工件輸入或輸出的光電探頭,且所述回流焊機(jī)內(nèi)部的工件行走通道上設(shè)置有對(duì)其行走速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的測(cè)速探頭,所述光電探頭和測(cè)速探頭均接可編程控制器;所述電加熱器的驅(qū)動(dòng)控制回路中串接有對(duì)其加熱功率進(jìn)行控制調(diào)整的電磁開(kāi)關(guān),所述電磁開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通角由可編程控制器進(jìn)行控制且所述電磁開(kāi)關(guān)與可編程控制器相接,所述熱風(fēng)電機(jī)由可編程控制器進(jìn)行控制且其與可編程控制器相接。上述一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征是所述溫度檢測(cè)單元為熱電偶測(cè)溫探頭。上述一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征是所述工件行走通道包括帶動(dòng)被焊接工件按預(yù)定軌道運(yùn)動(dòng)的運(yùn)輸鏈條、分別布設(shè)在所述回流焊機(jī)的前后端部且供運(yùn)輸鏈條安裝的鏈輪和對(duì)鏈輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的鏈條運(yùn)輸電機(jī),所述鏈條運(yùn)輸電機(jī)的動(dòng)力輸出軸與兩個(gè)鏈輪中主動(dòng)輪的輪軸進(jìn)行傳動(dòng)連接。上述一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征是所述電磁開(kāi)關(guān)為固態(tài)繼電器。上述一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征是所述被焊接工件為PCB板。上述一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征是所述光電探頭和測(cè)速探頭分別布設(shè)在所述回流焊機(jī)的前端部和后端部。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、所用溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理,各組件布設(shè)安裝方便且電路部分接線簡(jiǎn)單,成本低。2、升溫快,且無(wú)過(guò)沖現(xiàn)象由于本實(shí)用新型在升溫過(guò)程中加熱器件以全部功率加熱,僅在接近設(shè)定溫度時(shí)降低加熱功率,所以升溫迅速,可節(jié)約時(shí)間成本。同時(shí),由于接近設(shè)定溫度時(shí)加熱功率的值與該設(shè)定溫度熱平衡狀態(tài)所需的加熱功率相等,從而避免了過(guò)沖現(xiàn)象。3、大工件輸入情況下,溫度波動(dòng)小由于本實(shí)用新型采用預(yù)測(cè)熱能損失并進(jìn)行補(bǔ)償?shù)霓k法,工件吸收的能量與溫區(qū)補(bǔ)償?shù)哪芰肯嗤瑥亩WC溫區(qū)溫度波動(dòng)小。4、節(jié)約成本由于溫度過(guò)沖程度小,所以熱能損失降低。5、適用范圍廣,可廣泛應(yīng)用于隧道爐和回流焊機(jī)。綜上所述,本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、安裝布設(shè)及接線方便、操作簡(jiǎn)單且使用效果好, 其采用熱能損失預(yù)測(cè)及補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行溫度控制,將溫度控制分為三個(gè)過(guò)程,即升溫過(guò)程、 恒溫過(guò)程和過(guò)工件調(diào)節(jié)過(guò)程,因而在解決溫度控制滯后的同時(shí),解決了大工件輸入等大擾動(dòng)下溫度波動(dòng)大的難題,具有升溫快且無(wú)過(guò)沖現(xiàn)象,大工件輸入情況下溫度波動(dòng)小、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為本實(shí)用新型的布設(shè)位置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的電路原路框圖。圖3為利用本實(shí)用新型對(duì)回流焊機(jī)進(jìn)行溫度控制的方法流程圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-熱電偶測(cè)溫探頭;2-上位監(jiān)控機(jī);3-光電探頭;4-測(cè)速探頭;5-可編程控制器; 6-固態(tài)繼電器;7-電加熱器;8-加熱風(fēng)機(jī);9-熱風(fēng)電機(jī);[0026]10-鏈輪;Il-PCB板;12-運(yùn)輸鏈條;13-鏈條運(yùn)輸電機(jī); 14-孔板;15-網(wǎng)板;16-參數(shù)設(shè)置單元。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示,本實(shí)用新型包括可編程控制器5、與可編程控制器5相接的參數(shù)設(shè)置單元16、分別對(duì)回流焊機(jī)中多個(gè)溫區(qū)內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的多個(gè)溫度檢測(cè)單元和與可編程控制器5相接的上位監(jiān)控機(jī)2,多個(gè)所述溫度檢測(cè)單元均接可編程控制器5,多個(gè)所述溫度檢測(cè)單元分別布設(shè)在多個(gè)所述溫區(qū)內(nèi),所述可編程控制器5與分別布設(shè)在所述回流焊機(jī)中多個(gè)溫區(qū)內(nèi)的多個(gè)電加熱器7和多個(gè)加熱風(fēng)機(jī)8相接且多個(gè)所述電加熱器7和多個(gè)所述加熱風(fēng)機(jī)8均由可編程控制器5進(jìn)行控制,多個(gè)所述加熱風(fēng)機(jī)8分別由多個(gè)熱風(fēng)電機(jī)9 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)且多個(gè)所述加熱風(fēng)機(jī)8分別與多個(gè)熱風(fēng)電機(jī)9相接。所述回流焊機(jī)的前端部和/ 或后端部設(shè)置有用于檢測(cè)判斷是否有被焊接工件輸入或輸出的光電探頭3,且所述回流焊機(jī)內(nèi)部的工件行走通道上設(shè)置有對(duì)其行走速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的測(cè)速探頭4,所述光電探頭 3和測(cè)速探頭4均接可編程控制器5。所述電加熱器7的驅(qū)動(dòng)控制回路中串接有對(duì)其加熱功率進(jìn)行控制調(diào)整的電磁開(kāi)關(guān),所述電磁開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通角由可編程控制器5進(jìn)行控制且所述電磁開(kāi)關(guān)與可編程控制器5相接。所述熱風(fēng)電機(jī)9由可編程控制器5進(jìn)行控制且其與可編程控制器5相接本實(shí)施例中,所述溫度檢測(cè)單元為熱電偶測(cè)溫探頭1。所述工件行走通道包括帶動(dòng)被焊接工件按預(yù)定軌道運(yùn)動(dòng)的運(yùn)輸鏈條12、分別布設(shè)在所述回流焊機(jī)的前后端部且供運(yùn)輸鏈條12安裝的鏈輪10和對(duì)鏈輪10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的鏈條運(yùn)輸電機(jī)13,所述鏈條運(yùn)輸電機(jī)13 的動(dòng)力輸出軸與兩個(gè)鏈輪10中主動(dòng)輪的輪軸進(jìn)行傳動(dòng)連接。所述電磁開(kāi)關(guān)為固態(tài)繼電器 6,所述被焊接工件為PCB板11。所述工件行走通道的上下兩側(cè)分別設(shè)置有孔板14和網(wǎng)板 15。實(shí)際進(jìn)行布設(shè)時(shí),所述光電探頭3和測(cè)速探頭4分別布設(shè)在所述回流焊機(jī)的前端部和后端部。如圖3所示,利用本實(shí)用新型對(duì)所述回流焊機(jī)進(jìn)行溫度控制時(shí),其溫度控制過(guò)程包括以下步驟步驟一、向可編程控制器5分別輸入回流焊機(jī)多個(gè)溫區(qū)的新設(shè)定目標(biāo)溫度Ts、溫度差值Δ Τ、全加熱功率Ptl、恒溫加熱功率P1和過(guò)工件調(diào)整加熱功率Ρ2。步驟二、通過(guò)可編程控制器5自動(dòng)對(duì)所述多個(gè)溫區(qū)的溫度進(jìn)行控制調(diào)整,且溫度控制調(diào)整過(guò)程中,所述溫度檢測(cè)單元實(shí)時(shí)對(duì)各溫區(qū)的實(shí)際溫度進(jìn)行檢測(cè)并將所檢測(cè)信號(hào)同步傳送至可編程控制器5,其控制調(diào)整過(guò)程如下201、全功率升溫過(guò)程通過(guò)可編程控制器5對(duì)所述電磁開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通角進(jìn)行控制調(diào)整且將電加熱器7和加熱風(fēng)機(jī)8的加熱功率調(diào)整為最大功率即全加熱功率Ptl,所述多個(gè)溫區(qū)內(nèi)的電加熱器7和加熱風(fēng)機(jī)8同時(shí)啟動(dòng)且均以全加熱功率Ptl對(duì)各溫區(qū)進(jìn)行加熱;202、恒溫過(guò)程將所述多個(gè)溫區(qū)的實(shí)際溫度逐漸上升至與Ts相差ΔΤ時(shí),通過(guò)可編程控制器5對(duì)所述電磁開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通角進(jìn)行控制調(diào)整且將電加熱器7和加熱風(fēng)機(jī)8的加熱功率調(diào)整為恒溫加熱功率P1,并將電加熱器7的加熱功率保持為P1,此過(guò)程中整個(gè)溫區(qū)內(nèi)呈熱平衡狀態(tài);其中P1與Ts溫度條件下各溫區(qū)熱平衡狀態(tài)所需的加熱功率相同,并且PpΔΤ與Ts三者一一對(duì)應(yīng);203、過(guò)工件功率調(diào)節(jié)過(guò)程將被焊接工件放置于工件行走通道上,且被焊接工件通過(guò)所述工件行走通道輸入回流焊機(jī)內(nèi)部時(shí),可編程控制器5通過(guò)光電探頭3所檢測(cè)的被焊接工件是否進(jìn)入回流焊機(jī)、各溫區(qū)寬度和測(cè)速探頭4所檢測(cè)被焊接工件的運(yùn)動(dòng)速率即可分析得出被焊接工件輸入及輸出各溫區(qū)的時(shí)間,當(dāng)被焊接工件回流焊機(jī)中的一溫區(qū)時(shí),通過(guò)可編程控制器5對(duì)電磁開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通角進(jìn)行控制調(diào)整,將本溫區(qū)內(nèi)電加熱器7和加熱風(fēng)機(jī) 8的加熱功率調(diào)整為過(guò)工件調(diào)整加熱功率I32 ;當(dāng)被焊接工件從本溫區(qū)內(nèi)輸出時(shí),通過(guò)可編程控制器5對(duì)電磁開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通角進(jìn)行控制調(diào)整,返回步驟二,將本溫區(qū)內(nèi)電加熱器7和加熱風(fēng)機(jī)8的加熱功率調(diào)整為P1 ;如此不斷重復(fù),直至被焊接工件連續(xù)通過(guò)所述回流焊機(jī)中的多
個(gè)溫區(qū);其中P2 = PymViT;~T),式中l(wèi)、m、c和ν分別為被焊接工件的長(zhǎng)度、質(zhì)量、比熱容
和流經(jīng)溫區(qū)的運(yùn)行速率,Ta和Tb分別為被焊接工件在進(jìn)入溫區(qū)前和輸出溫區(qū)后的溫度。綜上,實(shí)際使用過(guò)程中,可編程控制器5通過(guò)輸出移相控制信號(hào)有效地對(duì)固態(tài)繼電器6的導(dǎo)通角進(jìn)行控制,進(jìn)而對(duì)電加熱器7和加熱風(fēng)機(jī)8的加熱功率進(jìn)行控制調(diào)整,使回流焊機(jī)的各溫區(qū)均保持設(shè)定溫度1 。具體而言,首先,進(jìn)行全功率升溫過(guò)程通過(guò)電加熱器 7和加熱風(fēng)機(jī)8以Ptl的加熱功率對(duì)回流焊機(jī)內(nèi)的多個(gè)溫區(qū)進(jìn)行加熱;當(dāng)各溫區(qū)的、與Ts 相差Δ T時(shí),通過(guò)可編程控制器5將電加熱器7和加熱風(fēng)機(jī)8的加熱功率調(diào)整為P1 (即進(jìn)行繼電器控制降低加熱功率),之后便保持加熱功率P1不變,整個(gè)溫區(qū)呈熱平衡狀態(tài),即恒溫過(guò)程;當(dāng)被焊接工件進(jìn)入回流焊機(jī)的溫區(qū)時(shí),進(jìn)入繼電器控制升高加熱功率過(guò)程,將該溫區(qū)內(nèi)電加熱器7和加熱風(fēng)機(jī)8的加熱功率調(diào)整為P2,進(jìn)入過(guò)工件功率調(diào)節(jié)過(guò)程;當(dāng)被焊接工件從本溫區(qū)輸出后,將該溫區(qū)內(nèi)電加熱器7和加熱風(fēng)機(jī)8的加熱功率調(diào)整為P1,即返回進(jìn)入恒溫過(guò)程;當(dāng)工作時(shí)間結(jié)束時(shí),關(guān)機(jī)。以上所述,僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例,并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制,凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征在于包括可編程控制器(5)、與可編程控制器 (5)相接的參數(shù)設(shè)置單元(16)、分別對(duì)回流焊機(jī)中多個(gè)溫區(qū)內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的多個(gè)溫度檢測(cè)單元和與可編程控制器( 相接的上位監(jiān)控機(jī)O),多個(gè)所述溫度檢測(cè)單元均接可編程控制器( ,多個(gè)所述溫度檢測(cè)單元分別布設(shè)在多個(gè)所述溫區(qū)內(nèi),所述可編程控制器 (5)與分別布設(shè)在所述回流焊機(jī)中多個(gè)溫區(qū)內(nèi)的多個(gè)電加熱器(7)和多個(gè)加熱風(fēng)機(jī)⑶相接且多個(gè)所述電加熱器(7)和多個(gè)所述加熱風(fēng)機(jī)(8)均由可編程控制器( 進(jìn)行控制,多個(gè)所述加熱風(fēng)機(jī)(8)分別由多個(gè)熱風(fēng)電機(jī)(9)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)且多個(gè)所述加熱風(fēng)機(jī)(8)分別與多個(gè)熱風(fēng)電機(jī)(9)相接;所述回流焊機(jī)的前端部和/或后端部設(shè)置有用于檢測(cè)判斷是否有被焊接工件輸入或輸出的光電探頭(3),且所述回流焊機(jī)內(nèi)部的工件行走通道上設(shè)置有對(duì)其行走速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的測(cè)速探頭,所述光電探頭( 和測(cè)速探頭(4)均接可編程控制器(5);所述電加熱器(7)的驅(qū)動(dòng)控制回路中串接有對(duì)其加熱功率進(jìn)行控制調(diào)整的電磁開(kāi)關(guān),所述電磁開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通角由可編程控制器( 進(jìn)行控制且所述電磁開(kāi)關(guān)與可編程控制器 (5)相接,所述熱風(fēng)電機(jī)(9)由可編程控制器( 進(jìn)行控制且其與可編程控制器( 相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征在于所述溫度檢測(cè)單元為熱電偶測(cè)溫探頭(1)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征在于所述工件行走通道包括帶動(dòng)被焊接工件按預(yù)定軌道運(yùn)動(dòng)的運(yùn)輸鏈條(12)、分別布設(shè)在所述回流焊機(jī)的前后端部且供運(yùn)輸鏈條(1 安裝的鏈輪(10)和對(duì)鏈輪(10)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的鏈條運(yùn)輸電機(jī) (13),所述鏈條運(yùn)輸電機(jī)(1 的動(dòng)力輸出軸與兩個(gè)鏈輪(10)中主動(dòng)輪的輪軸進(jìn)行傳動(dòng)連接。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征在于所述電磁開(kāi)關(guān)為固態(tài)繼電器(6)。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征在于所述被焊接工件為PCB板(11)。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),其特征在于所述光電探頭( 和測(cè)速探頭(4)分別布設(shè)在所述回流焊機(jī)的前端部和后端部。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種回流焊機(jī)溫度控制系統(tǒng),包括可編程控制器、參數(shù)設(shè)置單元、多個(gè)溫度檢測(cè)單元和與可編程控制器相接的上位監(jiān)控機(jī),多個(gè)溫度檢測(cè)單元分別布設(shè)在多個(gè)溫區(qū)內(nèi),分別布設(shè)在多個(gè)溫區(qū)內(nèi)的多個(gè)電加熱器和多個(gè)加熱風(fēng)機(jī)均由可編程控制器進(jìn)行控制;回流焊機(jī)上設(shè)置有光電探頭,且回流焊機(jī)內(nèi)部工件行走通道上設(shè)置有測(cè)速探頭,電加熱器的驅(qū)動(dòng)控制回路中串接有對(duì)其加熱功率進(jìn)行控制調(diào)整的電磁開(kāi)關(guān)且電磁開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通角由可編程控制器進(jìn)行控制。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)單且使用效果好,在解決溫度控制滯后的同時(shí),解決了大擾動(dòng)下溫度波動(dòng)大的難題,具有升溫快且無(wú)過(guò)沖現(xiàn)象,大工件輸入情況下溫度波動(dòng)小、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05D23/22GK201955690SQ201020650179
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者張國(guó)琦, 曹捷, 麻樹(shù)波 申請(qǐng)人:西安中科麥特電子技術(shù)設(shè)備有限公司