[发明专利]程序控制高频熔接机运行的方法及电路

说明书

技术领域  本发明涉及利用高频电场加热、熔接塑料介质的设备，特别是涉及用可编程序逻辑控制器精确控制高频熔接机运行的方法及电路。

背景技术  高频塑胶熔接设备是通过高频振荡电路产生27.12MHz或40.68MHz的工业微波频率，塑胶件在微波场中能迅速均匀地被加热，在夹具或模具外加压力的作用下实现融熔焊接，其工作原理和我们在日常生活中使用微波炉加热食品相当。该设备主要用于聚氯乙烯PVC、改性聚对苯二甲酸乙二酯APET、PETG、AGA、TPU、乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA等软硬胶片定型、熔接和熔断，真皮、人造合成皮革等定型、熔接和熔断，以及PVC、APET、PETG、AGA软硬胶片与纸卡间的定型、熔接和熔断。

现有技术高频熔接设备控制高频率输出电流大小一般采用：方法一，调节高频振荡时间；方法二，如图5所示，在振荡电路的高压近地端，即电子管阴极电路中串联10Ω30W的可调节电阻9，在该可调节电阻9两端并联直流6V继电器8，通过继电器8的动作来控制高频输出电流，而改变继电器8动作对应的电子管阴极电流值则要靠改变可调节电阻9的阻值来实现。如所周知的欧姆定律有I＝U/R，式中I为熔接时的阴极电流，U为继电器8的动作电压，R为可调电阻9的阻值。在高频振荡时间、气压和辅助温度都是一定的情况下，所需高频输出电流控制在相应的阴极电流为0.5A时，产品熔接效果最佳，此时直流6V继电器8动作电压为4.8V，可以计算出可调节电阻9需要调节的电阻值为：

R＝U/I＝4.8/0.5＝9.6Ω

如果所述阴极电流要控制在0.8A，产品熔接效果最佳，此时直流6V继电器8动作电压仍为4.8V，则可以计算出可调电阻9调节的电阻值为：

R＝U/I＝4.8/0.8＝6Ω

由于直流6V继电器8动作所需电压不稳定(在实际使用中，直流6V继电器的动作电压并非必须直流6V，电压达到4.5V～5.0V就动作了)，而且动作迟钝；可调节电阻调节不方便，全凭手感来调节，很难达到所要控制的电阻值，所以对高频输出电流的精确控制也很难做到。高频率输出电流是一个变量，随着熔接时间延续，所述高频率输出电流会增大。因为塑胶件在高频率微波场中加热熔接时，熔接部位不断熔化变薄，导致上下夹具(模具)之间距离减小，从而令高频输出电流不断增大。如果不能准确有效地控制该高频输出电流，就很容易造成塑胶件报废、夹具或模具损坏。

现有技术高频塑胶熔接设备在运行及生产厂商生产该设备过程中经常会出现如下故障：

1.塑胶件有时熔接不上，或熔接过熟，造成塑胶件损坏报废；

2.上下夹具或模具间易出现高压放电(打火)，导致夹具或模具损坏。

出现这些现象主要是高频输出电流不稳定，难以控制，因此，准确控制高频输出电流是解决塑胶工件熔接效果欠佳的关键。

同时，现有高频熔接设备的机械动作完全是采用电磁的时间继电器、中间继电器以及机械计数器来控制，见图6。设备生产运作中因所用继电器的质量问题，包括触点接触不良、动作反应迟钝及动作上下衔接不上等引起多种电气故障；其电路复杂，配线繁锁，耗工耗料，生产周期长，故障频率高，维修也很不方便。因此，如何能够准确控制高频输出电流使高频熔接设备准确动作是现有技术亟待解决的问题。

现有技术使用可编程序逻辑控制器PLC于工业生产控制已经十分成熟，本发明将此项技术用于控制高频熔接机的工作电流应不失为一种明智的选择。所述PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业控制下应用而设计，图7是它的电原理框图。

发明内容 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种能精确控制高频熔焊设备高频输出电流的方法及电路。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：提出一种程序控制高频熔接机运行的方法，用于按设定值I_ref精确控制高频振荡电子管的阴极电流值I_ca，并在达到所述设定值I_ref的同时迅即撤除电子管的乙电源B+高压，令阴极电流I_ca归零；所述方法包括以下步骤：

a.在所述高频振荡电子管的阴极电路中设置电流传感器，以该电流传感器的输出电压作为所述电子管的阴极电流I_ca的模拟量U_I；

b.为所述高频熔接机的控制系统添加智能控制环节——可编程序逻辑控制器PLC或微控制器MCU，并辅以输入输出I/O模块和配置编程器；