VAAK焊機涂料補給控制系統改造
VAAK電阻焊生產線于1998年從瑞士Soudronic公司引進。配套的內縫補涂裝置中的涂料盒安裝在VAAK焊機上，其內腔尺寸為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焊縫壁上。在實際生產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
改造后的控制系統如圖1。其中氣-電轉換器把氣壓信號轉換為電信號，作為檢測供液系統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，判斷供液系統是否開啟。未開啟則說明系統故障，報警。當液位控制器輸出控制信號關閉電磁閥FV2時，延時3s后檢測該反饋信號，判斷供液系統是否關閉，若未關閉則報警。報警時輸出開關量停機信號，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。第一次加料結束，再根據已涂料圓罐的計數值來確定是否加料，當實際計數值等于計數設定值時加料，加料時間為其設定值。若在自動操作狀態下不按“加料”鍵，則直接根據已涂料圓罐的計數值來確定是否加料。為防止誤操作，在自動狀態下每次通電后，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，以及計數故障時對已補涂圓罐的計數值進行修正，并對反饋信號進行檢測。計數設定值范圍為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進行不同編程。同時在顯示子程序中也對這幾種狀態作不同處理。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。
四、結束語
對液位控制系統進行改造后，經調試已替代原系統正常運行。該涂料補給控制器對已補涂圓罐的計數和加料時間的控制精確，以7113型圓罐為例，在計數設定值為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象，完全滿足生產要求。在實際工作中，操作方便，運行穩定，具有推廣價值。
根據本系統的改造要求，涂料補給控制器的功能為計數、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由89C51單片機、數據存儲器（E2PROM）及相應的保護電路組成。數據存儲器（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實現計數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（關焊機）”兩部分繼電器開關信號輸出。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、加數鍵、減數鍵、清零鍵。顯示電路由四個數碼管及其驅動電路和二只指示燈組成。驅動電路采用兩片74LS164串行移位靜態顯示方式，指示燈分加料燈和自動燈，由CPU端口直接輸出。