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移动便携式点焊机的结构设计
摘要
焊接是工业生产中一项非常重要的工艺，传统的焊接设备体积大、功耗高，在零细化的焊接应用中适应性较差，因此对于焊接设备的研设计研发具有重要的设计意义。便携式焊接设备的研发是近年来焊接设备研发的热点，结合了充电技术与升压技术优点，具有便携、小巧，点焊能力强、适应性好等特点。本设计设计了一款便携式点焊机，采用高倍率锂电池进行供电，同时配合STC8G1K08单片机，数码管，按键，MOS管，PC817光耦等来构成设备的硬件结构，锂电池提供电能以完成点焊操作，具有电池电量检测，点焊档位，电焊等待时间挡位选择等功能。板载充电电路方便用户可以通过USB接口对电池进行充电，方便二次使用。
在本设计移动便携式18650点焊机设计中，完成了系统的整体架构设计，关键的器件选型及电路设计，并对实物的具体进行测试，发现点焊时间控制1.5ms~2ms以内点焊效果较好，焊点圆润，对被点焊物体表面损害较小。结果表明本设计可调节电焊强度，完成点焊，达到了设计要求。
关键词：点焊机；单片机；便携式；电池·
目录TOC\o1-3\h\u
1绪论 1
1.1课题背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文研究内容 2
2系统总体设计 4
2.1设计要求及分析 4
2.2设计方案选择 4
2.2.1单片机控制方案 4
2.2.2显示器选择方案 5
2.3总体方案设计 6
3系统硬件设计 7
3.1主控制器电路设计 7
3.2点焊主电路 8
3.3电池充电电路 9
3.4电源电路 9
3.4.112V升压电路 9
3.4.25V降压电路 10
3.5按键及数码管电路设计 11
3.5.1按键电路 11
3.5.2数码管显示电路 11
3.6电压检测电路 12
第四章系统软件设计 14
4.1KEIL开发平台 14
4.2主控程序逻辑介绍 14
4.3点焊控制程序设计 15
4.4电池电量检测程序设计 16
4.5数码管显示程序设计 18
第五章系统测试 18
5.1实物设计及调试 18
5.2系统测试 20
5.2.1显示测试 20
5.2.2点焊测试 20
6总结 23
参考文献 24
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1绪论
1.1课题背景及意义
在工业生产过程中，焊接技术直接影响到产品的质量。目前在航天航空、电子电器、机械制造等领域都可以看到焊接技术的广泛应用。在焊接技术中，电阻焊属于重要的一个分支，利用电阻焊进行焊接工作，整体工作效率高，应用成本低，系统操作简单，能够体现出系统机械化以及自动化的应用优势[1]。电焊技术操作便捷，被广泛应用在汽车生产、航空航天、机械生产等环节。从工业生产活动中可以看出，电阻点焊工艺在机械装配，零器件焊接中具有重要的应用，工艺的水平直接决定了工业产品的生产质量以及实用性能[2]。因此为了保障工业产品的质量，提高系统工作效率，需要电焊技术进行深入探究。随着智能控制技术不断提升，将单片机控制技术引入焊接工艺设备的研发过程中，能够有效提高系统工作效能，同时提高点焊技术的工作效率，加快工业生产水平[3]。随着专用电焊机以及自动化控制设备的应用，在实际工业生产活动中，还必须要提高器件的焊接质量，从而提高产品的生产质量[4]。从未来的发展趋势来看，点焊技术的进步能够加快工业智能化的发展，为其进步提供重要的技术保障，相关技术研发具有重要的实用意义与发展价值。
1.2国内外研究现状
在国外电焊技术发展成熟，在美国、日本等发达国家点焊技术已经形成系列化的产品，在日本第一台逆变式点焊机在1984年由东亚精机成功研制，如今其生产数量可以与次级整流焊机相当。其中宫地IP型、IS型两大系列的逆变式点焊机在实际应用中控制技术优越，体现出了较高的技术水品[5]。木村机械制造企业设计研发了大容量与TDI-1200T型控制器相匹配的逆变式悬挂点焊钳和固定式点焊机。这一类型的点焊机实际逆变功率在600-1200Hz之间[6]。产品利用微机作为主控制器，同时系统具有自我诊断功能，能够进行故障检测，提高系统自我监控能力，总体上加强系统的设计质量[7]。国外汽车生产厂商为了满足汽车生产过程中对于节能环保的设计需求，车体大多采用超高强度钢的材料，但是传统气动加压焊钳在实际应用中无法满足超高强度钢的焊接工艺，所以对于焊机的设计要求逐渐提高。日本川崎重工车辆部在不锈钢铁道生产线上安装了新型自动化电阻点焊机，