超声波点焊机：超声波焊接机功率系统的主要功能

超声波点焊机焊接机功率是超声设备输出的重要参数之一 ,因此超声功率计的设计非常重要。辐射压力法测量声功率是一种常用的超声功率测量方法。介绍了一种测量辐射压力法的超声功率计设计原理 ,在超声功率计设计中融入智能控制的设计思想。分析了系统性能要求 ,重点介绍了控制电路的设计模块及软件设计思想。
系统超声波焊接机功率系统的主要功能主要功能
整个系统要达到较高的效率和精度 ,需要完成以下几个主要功能 :
(1) 实时自反馈功能。对于硬件和软件处理速度要求足够高 ,在位移传感器选择、数据处理器件的选择方面以及软件设计方面必须充分考虑到系统的这一要求。
(2) 自检和实时监控反馈功能。这要求系统能够对控制电路、电磁传感器线圈、线圈电阻、位移传感器等进行检测和及时反馈检测信息。
(3) 与微机通信功能。微机在整个功率计设计中主要担负测量结果存储、显示和分析功能 ,因此需要系统具有与微机实时通信的功能。
(4) 测量数据实时显示、存储和分析功能。为了能够利用功率计对超声探头输出功率进行稳定性检测 ,要求系统能够将实时测量数据保存下来 ,以便进行分析、比较和处理。
控制电路设计
根据超声波点焊机功率计系统功能要求 ,整个控制电路设计主要由以下几部分组成 :数据采集电路、数据处理电路、电流输出电路和显示输出电路。
(1) 数据处理电路。是控制、显示的核心部分 ,也是功率计的核心处理部件 ,其程序设计的好坏直接影响整个装置的效率及精度。本装置采用 89C51 芯片为微处理器 ,驱动电压 5 V ,外部晶振频率 12 MHz ,指令执行周期 1μs。鉴于系统处理速度要求 ,整个系统的主要控制功能由微处理器来控制 ,其主要功能是完成调零、接收位移信号、输出控制和显示功能。
(2) 数据采集电路。主要功能是采集位移传感器送出的位移信号。采集电路由滤波、放大、采样保持和模数转换电路组成 ,其中模数转换器的选择非常重要 ,直接影响控制精度。本设计中采用 12 位 A/ D 转换器 ,其可分辨的电压信号是 2. 44 mV。在微处理器接收时采用先高 8 位后低 4 位的接收方式 ,通过接收到的数据即可知道支架的位置状况 ,从而让单片机作出相应的处理。本设计中采用 AD574 ,其特点是 :
①参考电压基准和时钟电路 ;
②8 位或 16 位微处理器接口 ;
③250 ns 总线取数时间 ,能够满足一般微处理器的时序要求 ;
④高转换速率 ,12 位时 25μs ,8 位时 16μs ;
⑤在 - 55～ + 125 ℃温度范围内满足线性要求 ,在恶劣环境下亦能稳定工作。