智能貼片焊槍及其控制系統的制作方法

本發明涉及焊槍技術領域，尤其是指智能貼片焊槍及其控制系統。

背景技術：

目前市場維護電子產品的拆卸、焊接工具的熱風拆焊臺，由溫度和氣流控制主機、導氣管、熱風焊手柄、電烙鐵、烙鐵架組成。體積、重量大，發熱體使用壽命短，可移動性差，耗能高等缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種多用途、便攜、節能、安全、重量輕、操控性強的智能貼片焊槍及其控制系統。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：智能貼片焊槍及其控制系統，它包括有焊槍主體、發熱體總成，其中，焊槍主體一端設有方形的風機室，焊槍主體一端設有電源線，電源線位于風機室端部；風機室內安裝有氣壓風機，風機室表面的焊槍主體上設有狀態參數顯示屏，狀態參數顯示屏下方設有功能按鍵和電源開關，焊槍主體另一端收縮形成焊接手柄，發熱體總成一端與焊接手柄端部連接，發熱體總成另一端安裝有快速接頭，快速接頭上安裝有烙鐵或氣嘴，發熱體總成一側的焊槍主體上設有LED照明燈，LED照明燈通過支架活動鉸接在焊接手柄端部，焊槍主體內設有控制系統，控制系統與發熱體總成、LED照明燈、氣壓風機相連接控制。

所述的發熱體總成包括有陶瓷體、溫度傳感器、電熱絲、陶瓷托架，其中，陶瓷托架一端連接有陶瓷體，電熱絲呈不等螺距的螺旋形繞卷在陶瓷體表面，電源線從陶瓷托架另一端穿入與電熱絲連接，陶瓷體外端端部設有溫度傳感器, 傳感引線從陶瓷托架另一端穿入與溫度傳感器相連接；陶瓷體呈中空圓柱形，圓柱形表面沿長度方向分布有四條固線膠凹槽，每條固線膠凹槽內嵌裝一條固線膠，電熱絲通過固線膠固定在陶瓷體表面；陶瓷托架由內環和外形構成，內環位于外環內，內環外壁與外形內壁之間通過連接肋連接，內環內腔以及相鄰連接肋之間均預留有導氣腔，內環內側設有烙體芯托體。

所述的焊接手柄端部設有阻熱器，阻熱器采用耐高溫、熱阻值高的材料制作形成，發熱體總成一端套裝在阻熱器內。

所述的快速接頭由彈性固定爪、接頭主體、連接螺母構成，其中，接頭主體呈圓環形，其一端設有彈性固定爪，另一端收縮形成連接筒，連接筒表面設有螺紋，螺紋上嚙合有連接螺母；所述的彈性固定爪由若干塊呈弧形的彈片構成，彈片由接頭主體一側延伸形成。

所述的控制系統包括有功能控制電路以及與功能控制電路相連接的電源供電模塊、LED顯示屏、MCU、傳感信號處理模塊。

本發明有熱風焊接和烙鐵焊接兩種方式，采用熱風焊接時，將型號對應的氣嘴放置在快拔絲口上，擰緊螺母，將裝好的熱風焊快拔接頭插入焊槍發熱體即可焊接。采用烙鐵焊接時，將型號對應的烙鐵芯插入快拔絲口上，擰緊螺母，將裝好的烙鐵焊快拔接頭插入焊槍發熱體即可焊接。本方案通過控制系統控制，其具有多用途、使用壽命長、便攜、節能、安全、重量輕、操控性強的優點。

附圖說明

圖1為本發明的后視圖。

圖2為本發明的前視圖。

圖3為本發明的快速接頭拆分示意圖。

圖4為本發明的快速接頭立體圖。

圖5為發熱體總成結構示意圖。

圖6為圖5的側視圖。

圖7為圖6的右視圖。

圖8為發明的加熱原理示意圖。

圖9為發明的功能控制電路示意圖。

圖10為發明的電源供電模塊示意圖。

圖11為發明的LED顯示屏結構示意圖。

圖12為發明的MCU示意圖。

圖13為發明的傳感信號處理模塊示意圖。

具體實施方式

下面結合所有附圖對本發明作進一步說明，本發明的較佳實施例為：參見附圖1至附圖13，本實施例所述的智能貼片焊槍及其控制系統包括有焊槍主體1、發熱體總成A，其中，焊槍主體1一端設有方形的風機室，焊槍主體1一端設有電源線6，電源線6位于風機室端部；風機室內安裝有氣壓風機2，風機室表面的焊槍主體1上設有狀態參數顯示屏3，狀態參數顯示屏3下方設有功能按鍵4和電源開關5，焊槍主體1另一端收縮形成焊接手柄7，所述的焊接手柄7端部設有阻熱器10，阻熱器10采用耐高溫、熱阻值高的材料制作形成，發熱體總成A一端套裝在阻熱器10內，熱體總成A一端與焊接手柄7端部連接，發熱體總成A另一端安裝有快速接頭9，快速接頭9上安裝有烙鐵或氣嘴，發熱體總成A一側的焊槍主體1上設有LED照明燈8，LED照明燈8通過支架活動鉸接在焊接手柄7端部，焊槍主體1內設有控制系統，控制系統與發熱體總成A、LED照明燈8、氣壓風機2相連接控制。所述的快速接頭9由彈性固定爪、接頭主體、連接螺母構成，其中，接頭主體呈圓環形，其一端設有彈性固定爪，另一端收縮形成連接筒，連接筒表面設有螺紋，螺紋上嚙合有連接螺母；所述的彈性固定爪由若干塊呈弧形的彈片構成，彈片由接頭主體一側延伸形成。

所述的發熱體總成A包括有陶瓷體A1、溫度傳感器A2、電熱絲A3、陶瓷托架A4，其中，陶瓷托架A4一端安裝有陶瓷體A1，電熱絲A3呈不等螺距的螺旋形繞卷在陶瓷體A1表面，電源線A9從陶瓷托架A4另一端穿入與電熱絲A3連接，陶瓷體A1外端端部設有溫度傳感器A2, 傳感引線A7從陶瓷托架A4另一端穿入與溫度傳感器A2相連接；陶瓷體A1呈中空圓柱形，圓柱形表面沿長度方向分布有四條固線膠凹槽，每條固線膠凹槽內嵌裝一條固線膠A8，電熱絲A3通過固線膠A8固定在陶瓷體A1表面；陶瓷托架A4由內環和外形構成，內環位于外環內，內環外壁與外形內壁之間通過連接肋連接，內環內腔以及相鄰連接肋之間均預留有導氣腔A5，內環內側設有烙體芯托體A6。

所述的控制系統包括有功能控制電路以及與功能控制電路相連接的電源供電模塊、LED顯示屏、MCU、傳感信號處理模塊。控制系統包括有功能控制電路以及與功能控制電路相連接的電源供電模塊、LED顯示屏、MCU、傳感信號處理模塊，功能控制電路由軟控電源開關、電源供電模塊、傳感器放大整形模塊、程序運行模塊、終端邏輯執行模塊構成。

控制系統內的電子元件名稱為：U1-MCU或單片機， U2-電源模塊，U3-傳感器信號處理模塊，S1、S2、S3、S4-第一、第二、第三、第四輕觸開關， S5-自鎖按鍵開關，J4-人體檢測傳感器，Rm1-塑料溫度傳感器，Rt1-電熱體溫度傳感器， RN2、RN3-第一、第二電阻排；J1-電熱體，DL1-LED發光管，R1、R2、R3、R4、R5-第一、第二、第三、第四電阻，J6-氣壓風機，U5-LCD液晶屏， C8-瓷片電容，B1-蜂鳴器，U4-可控硅控制光耦，C14、C21-第一、第二電解電容，X1-背光，Q1、Q3、Q4、Q5-第一、第二、第三、第四三極管PNP，Q2-雙向可控硅：

上述控制系統的工作原理為：

1-1軟控電源開關：

開關模式為自鎖。在關閉狀態，S5的2、3腳斷開，4、5腳斷開。開啟狀態，S5按下并鎖定，2、3腳閉合，4、5腳閉合。2、3腳閉合將提供±5V開啟并保持的邏輯信號。4、5腳閉合將提供MCU的開啟工作邏輯信號；

1-2電源供電模塊：

AC220V接入后，S5斷開位置，U2沒有±5V輸出。當按下S5并鎖定后，U2輸出±5V工作電壓。同時對MCU輸出開啟工作命令；

1-3傳感器放大整形模塊：

U3為傳感信號放大、整形、輸出模塊，由±5V提供工作電平，分別對J4傳感器人體接觸傳感信息、塑料殼體與高溫電熱體銜接處Rm1傳感器的溫度傳感信息、電熱體頭部Rt1傳感器溫度信息進行放大整形，然后對應輸出邏輯模擬電平。MCU根據這些輸出信息做相應的邏輯控制；

1-4程序運行模塊：

MCU經程序運行，分別在MCU的各個I\O口執行獨立而又相互關聯命令，控制驅動電路，執行邏輯運行；

1-5終端邏輯執行模塊：

終端邏輯執行模塊由分立器件電阻、電容、三極管、可控硅組成對應連接，進行終端邏輯控制功率輸出；

1-6 LCD顯示器：

LCD顯示器由液晶字符顯示屏、背光組成。在參數輸入狀態時，所在的參數欄液晶字符以1Hz頻閃，背光高亮；在進入休眠狀態時，液晶字符顯示固定，背光亮度減弱50%,從視覺上告知狀態處于休眠狀態。在進入休眠狀態1小時內沒有被喚醒，MCU將關閉所以功率輸出，背光關閉，僅留有液晶字符顯示，焊槍進入睡眠狀態；

接入交流電源后，人手拿起焊槍，按下S5軟控電源開關，電源供電模塊輸出±5V電源，MCU上電。此時S5的4腳接通低電平“0”，S5的4腳的“0”信號將輸入到MCU的22腳，當MCU的22腳有“0”輸入（注：MCU的22腳內置上拉“1”），程序判定為開機運行狀態，如S5關閉，S5的4腳懸空，MCU的22腳電平為“1”，判定為進入軟關機狀態。傳感器J4檢測到人體信號輸入到U3的8腳進行放大整形，由U3的6腳輸出高電平“1”至MCU的18腳，程序判定18腳為“1”焊槍被喚醒，MCU的9腳輸出低電平“0”至RN3的4腳經電阻限流，5腳輸出到Q4, 將LCD背光X1亮度全開，焊槍進入正常工作狀態。這時MCU將運行記憶上次關機前的應用參數或本次設定應用參數，在MCU的1腳將按照選定的項目、參數輸出邏輯電平經RN2的4腳經電阻限流至5腳到U4光耦，光耦邏輯運行通斷，邏輯控制Q2雙向可控硅對電熱體進行AC220v加熱，此時傳感器Rt1檢測電熱體的即時溫度，在U3的2腳輸出溫度與電平的模擬量（線性關系），當溫度達到設定溫度的90%時，MCU做PWM邏輯控制，使溫度精確地停留在設定溫度，保證溫控精度，即保證了焊接溫度的精密性。同時，MCU的2腳輸出PWM邏輯電平至RN2的3腳經電阻限流至6腳到Q1，邏輯控制風機的轉速產生設定的風量。

輔助功能運行：

2-1休眠、睡眠、喚醒功能：

喚醒功能：

當人手握住焊槍手柄，傳感器J4檢測到人體接觸信號輸入到U3的8腳經過放大整形，由U3的6腳輸出電平為“1”至MCU的18腳，程序判定為喚醒狀態。MCU的1腳將輸出PWM邏輯控制，經RN2、U4、Q2和傳感器Rt1、U3對電熱體進行加熱運行，此時MCU的9腳輸出為“0”邏輯控制電平至RN3的4腳經電阻限流，5腳輸出到Q4將背光處于高亮。U3的6腳輸出電平為“0”即停止喚醒。狀態指示為背光高亮。

休眠功能：

人手離開手柄，傳感器J4沒有檢測到人體接觸信號,U3的6腳電平為“0”，MCU的18腳為“0”，程序判定沒有進入正常工作狀態，將進入休眠，MCU的1腳將輸出PWM邏輯控制，經RN2、U4、Q2和傳感器Rt1、U3對電熱體進行保溫運行，此時MCU的9腳輸出PWM邏輯控制電平至RN3的4腳經電阻限流，5腳輸出到Q4將背光亮度降低一半。同時氣壓風機的風量將至最低，焊槍處于微風低耗的保溫狀態。狀態指示為背光微亮。

睡眠功能：

焊槍在進入休眠狀態后1小時內沒有被喚醒，為了用電安全和拒絕浪費，MCU的1腳將輸出電平為“0”邏輯控制，經RN2、U4、Q2和傳感器Rt1、U3對電熱體進行關閉加熱，此時MCU的9腳輸出為“1”邏輯控制電平至RN3的4腳經限流電阻，5腳輸出到Q4將背光關閉。焊槍將關閉所有功率輸出，并快速冷卻電熱體。焊槍進入睡眠狀態。狀態指示只有液晶字符顯示。拿起焊槍即可喚醒工作。

關閉睡眠、休眠功能：

通過鍵入方式，長按S2 3秒，MCU的4腳得低電平“0”，程序判定關閉休眠。MCU的11腳輸出1秒的高電平“0”到RN2的1腳經電阻限流8腳輸出至Q5，控制輸出驅動蜂鳴器B1發聲,聽到蜂鳴器產生一聲滴聲后將進入長久運行狀態，不受人手檢測的限制。再長按3秒則取消關閉。

啟閉LED照明：

在光照強度低或黑暗的環境中使用，通過鍵入方式，長按3秒S1，MCU的3腳得低電平“0”（MCU3、4、5、6腳內部上拉為“1”），程序判定為開啟LED照明，在MCU的10腳鎖定輸出“0”至RN3的3腳經電阻限流，6腳輸出至Q3，開啟DL1 LED發光二極管常亮。當開啟LED照明后若焊槍進入睡眠狀態時，程序命令MCU的10腳輸出“1”,LED也隨之進入休眠狀態，喚醒即亮。再長按3秒或按S5關機，MCU回復到初始狀態，關閉LED照明。

本實施例有熱風焊接和烙鐵焊接兩種方式，采用熱風焊接時，將型號對應的氣嘴放置在快拔絲口上，擰緊螺母，將裝好的熱風焊快拔接頭插入焊槍發熱體即可焊接。采用烙鐵焊接時，將型號對應的烙鐵芯插入快拔絲口上，擰緊螺母，將裝好的烙鐵焊快拔接頭插入焊槍發熱體即可焊接。本實施例通過控制系統控制，其具有多用途、使用壽命長、便攜、節能、安全、重量輕、操控性強的優點。

以上所述之實施例只為本發明之較佳實施例，并非以此限制本發明的實施范圍，故凡依本發明之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本發明的保護范圍內。