VAAK焊機(jī)涂料補(bǔ)給控制系統(tǒng)改造

   VAAK電阻焊生產(chǎn)線于1998年從瑞士Soudronic公司引進(jìn)。配套的內(nèi)縫補(bǔ)涂裝置中的涂料盒安裝在VAAK焊機(jī)上，其內(nèi)腔尺寸為157mm×22mm×35mm（長(zhǎng)×寬×高），涂料盒中裝有一只直徑為46mm、厚9-11mm的涂料滾輪，由直流電機(jī)帶動(dòng)，就把涂料均勻地涂到圓罐內(nèi)焊縫壁上。在實(shí)際生產(chǎn)中一方面要保證涂料盒中的涂料液面高于涂料滾輪的下邊緣，避免涂料不足而引起的漏涂現(xiàn)象；另一方面要保證涂料不溢出涂料盒。其涂料補(bǔ)給控制器為一氣控裝置（NST），使用多年已達(dá)不到控制要求。若新購(gòu)置一臺(tái)約需6-7萬(wàn)元，筆者設(shè)計(jì)了一套以89C51單片機(jī)為核心的微電腦涂料補(bǔ)給控制器替代之，其硬件成本不足千元。 
        一、改造方案 
        改造后的控制系統(tǒng)如圖1。其中氣-電轉(zhuǎn)換器把氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，作為檢測(cè)供液系統(tǒng)是否動(dòng)作的反饋信號(hào)反饋給液位控制器。當(dāng)液位控制器輸出控制信號(hào)打開(kāi)電磁閥FV2時(shí)，延時(shí)3s檢測(cè)該反饋信號(hào)，判斷供液系統(tǒng)是否開(kāi)啟。未開(kāi)啟則說(shuō)明系統(tǒng)故障，報(bào)警。當(dāng)液位控制器輸出控制信號(hào)關(guān)閉電磁閥FV2時(shí)，延時(shí)3s后檢測(cè)該反饋信號(hào)，判斷供液系統(tǒng)是否關(guān)閉，若未關(guān)閉則報(bào)警。報(bào)警時(shí)輸出開(kāi)關(guān)量停機(jī)信號(hào)，使焊機(jī)停止工作，同時(shí)閃爍顯示故障標(biāo)識(shí)“Err”。待故障排除，按復(fù)位鍵后，便可正常工作。

圖1 改造后的涂料補(bǔ)給控制系統(tǒng)原理圖

圖2 涂料補(bǔ)給控制器硬件原理圖

圖3 軟件主流程圖

       

         三、涂料補(bǔ)給控制器軟件設(shè)計(jì) 
        軟件流程圖如圖3。手動(dòng)操作時(shí)，按下“加料”鍵，開(kāi)始加料。放開(kāi)該鍵，加料停止。同時(shí)計(jì)算并顯示加料時(shí)間，有助于設(shè)備調(diào)試。 
        自動(dòng)操作時(shí)，按下“加料”鍵，開(kāi)始進(jìn)行第一次加料，加料時(shí)間為其設(shè)定值的1.1倍。第一次加料結(jié)束，再根據(jù)已涂料圓罐的計(jì)數(shù)值來(lái)確定是否加料，當(dāng)實(shí)際計(jì)數(shù)值等于計(jì)數(shù)設(shè)定值時(shí)加料，加料時(shí)間為其設(shè)定值。若在自動(dòng)操作狀態(tài)下不按“加料”鍵，則直接根據(jù)已涂料圓罐的計(jì)數(shù)值來(lái)確定是否加料。為防止誤操作，在自動(dòng)狀態(tài)下每次通電后，僅第一次按“加料”鍵有效。 
        在鍵盤掃描子程序中，除了對(duì)操作鍵盤進(jìn)行掃描之外，還對(duì)已補(bǔ)涂圓罐進(jìn)行計(jì)數(shù)，以及計(jì)數(shù)故障時(shí)對(duì)已補(bǔ)涂圓罐的計(jì)數(shù)值進(jìn)行修正，并對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。計(jì)數(shù)設(shè)定值范圍為1-9999個(gè)，時(shí)間設(shè)定值范圍為0.1-99.9s，設(shè)定值禁止為0。在輸出子程序中對(duì)自動(dòng)加料、手動(dòng)加料及報(bào)警這些不同輸出狀態(tài)進(jìn)行不同編程。同時(shí)在顯示子程序中也對(duì)這幾種狀態(tài)作不同處理。自動(dòng)加料時(shí)間的控制及輸出3s后判斷是否故障的功能均采用定時(shí)中斷的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 
        四、結(jié)束語(yǔ) 
        對(duì)液位控制系統(tǒng)進(jìn)行改造后，經(jīng)調(diào)試已替代原系統(tǒng)正常運(yùn)行。該涂料補(bǔ)給控制器對(duì)已補(bǔ)涂圓罐的計(jì)數(shù)和加料時(shí)間的控制精確，以7113型圓罐為例，在計(jì)數(shù)設(shè)定值為221，供料時(shí)間設(shè)定為4.5s 時(shí)，涂料補(bǔ)給控制器能保證涂料的補(bǔ)給，無(wú)因涂料不足而引起的漏涂和涂料溢出涂料盒的現(xiàn)象，完全滿足生產(chǎn)要求。在實(shí)際工作中，操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定，具有推廣價(jià)值。

        二、涂料補(bǔ)給控制器硬件構(gòu)成 
        根據(jù)本系統(tǒng)的改造要求，涂料補(bǔ)給控制器的功能為計(jì)數(shù)、定時(shí)、控制加料和故障檢測(cè)報(bào)警。控制器以單片機(jī)為核心，并配有輸入、輸出、鍵盤和顯示電路（圖2）。控制系統(tǒng)由89C51單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（E2PROM）及相應(yīng)的保護(hù)電路組成。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（E2PROM）及保護(hù)電路由自帶復(fù)位加看門狗電路的串行E2PROM（型號(hào)：CSI24C021）和掉電保護(hù)電路組成。 
        輸入電路分為由接近開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)輸入和用來(lái)檢測(cè)電磁閥動(dòng)作是否正常的氣-電繼電器信號(hào)輸入。輸出電路分為“加料”和“報(bào)警（關(guān)焊機(jī)）”兩部分繼電器開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出。輸入、輸出電路均采用TLP521集成塊光電隔離，鍵盤直接由89C51的端口輸入，共8個(gè)，分別為手動(dòng)/自動(dòng)切換鍵、加料鍵、設(shè)定鍵、加數(shù)鍵、減數(shù)鍵、清零鍵。顯示電路由四個(gè)數(shù)碼管及其驅(qū)動(dòng)電路和二只指示燈組成。驅(qū)動(dòng)電路采用兩片74LS164串行移位靜態(tài)顯示方式，指示燈分加料燈和自動(dòng)燈，由CPU端口直接輸出。