VAAK焊機涂料補給控制系統(tǒng)改造
VAAK電阻焊生產(chǎn)線于1998年從瑞士Soudronic公司引進。配套的內(nèi)縫補涂裝置中的涂料盒安裝在VAAK焊機上，其內(nèi)腔尺寸為157mm×22mm×35mm（長×寬×高），涂料盒中裝有一只直徑為46mm、厚9-11mm的涂料滾輪，由直流電機帶動，就把涂料均勻地涂到圓罐內(nèi)焊縫壁上。在實際生產(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。其涂料補給控制器為一氣控裝置（NST），使用多年已達不到控制要求。若新購置一臺約需6-7萬元，筆者設計了一套以89C51單片機為核心的微電腦涂料補給控制器替代之，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)換器把氣壓信號轉(zhuǎn)換為電信號，作為檢測供液系統(tǒng)是否動作的反饋信號反饋給液位控制器。當液位控制器輸出控制信號打開電磁閥FV2時，延時3s檢測該反饋信號，判斷供液系統(tǒng)是否開啟。未開啟則說明系統(tǒng)故障，報警。當液位控制器輸出控制信號關(guān)閉電磁閥FV2時，延時3s后檢測該反饋信號，判斷供液系統(tǒng)是否關(guān)閉，若未關(guān)閉則報警。報警時輸出開關(guān)量停機信號，使焊機停止工作，同時閃爍顯示故障標識“Err”。待故障排除，按復位鍵后，便可正常工作。
圖1 改造后的涂料補給控制系統(tǒng)原理圖
圖2 涂料補給控制器硬件原理圖
圖3 軟件主流程圖
三、涂料補給控制器軟件設計
軟件流程圖如圖3。手動操作時，按下“加料”鍵，開始加料。放開該鍵，加料停止。同時計算并顯示加料時間，有助于設備調(diào)試。
自動操作時，按下“加料”鍵，開始進行第一次加料，加料時間為其設定值的1.1倍。第一次加料結(jié)束，再根據(jù)已涂料圓罐的計數(shù)值來確定是否加料，當實際計數(shù)值等于計數(shù)設定值時加料，加料時間為其設定值。若在自動操作狀態(tài)下不按“加料”鍵，則直接根據(jù)已涂料圓罐的計數(shù)值來確定是否加料。為防止誤操作，在自動狀態(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，除了對操作鍵盤進行掃描之外，還對已補涂圓罐進行計數(shù)，以及計數(shù)故障時對已補涂圓罐的計數(shù)值進行修正，并對反饋信號進行檢測。計數(shù)設定值范圍為1-9999個，時間設定值范圍為0.1-99.9s，設定值禁止為0。在輸出子程序中對自動加料、手動加料及報警這些不同輸出狀態(tài)進行不同編程。同時在顯示子程序中也對這幾種狀態(tài)作不同處理。自動加料時間的控制及輸出3s后判斷是否故障的功能均采用定時中斷的方法來實現(xiàn)。
四、結(jié)束語
對液位控制系統(tǒng)進行改造后，經(jīng)調(diào)試已替代原系統(tǒng)正常運行。該涂料補給控制器對已補涂圓罐的計數(shù)和加料時間的控制精確，以7113型圓罐為例，在計數(shù)設定值為221，供料時間設定為4.5s 時，涂料補給控制器能保證涂料的補給，無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。在實際工作中，操作方便，運行穩(wěn)定，具有推廣價值。
根據(jù)本系統(tǒng)的改造要求，涂料補給控制器的功能為計數(shù)、定時、控制加料和故障檢測報警?？刂破饕詥纹瑱C為核心，并配有輸入、輸出、鍵盤和顯示電路（圖2）?？刂葡到y(tǒng)由89C51單片機、數(shù)據(jù)存儲器（E2PROM）及相應的保護電路組成。數(shù)據(jù)存儲器（E2PROM）及保護電路由自帶復位加看門狗電路的串行E2PROM（型號：CSI24C021）和掉電保護電路組成。
輸入電路分為由接近開關(guān)實現(xiàn)計數(shù)輸入和用來檢測電磁閥動作是否正常的氣-電繼電器信號輸入。輸出電路分為“加料”和“報警（關(guān)焊機）”兩部分繼電器開關(guān)信號輸出。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，分別為手動/自動切換鍵、加料鍵、設定鍵、加數(shù)鍵、減數(shù)鍵、清零鍵。顯示電路由四個數(shù)碼管及其驅(qū)動電路和二只指示燈組成。驅(qū)動電路采用兩片74LS164串行移位靜態(tài)顯示方式，指示燈分加料燈和自動燈，由CPU端口直接輸出。