[發明專利]多功能數字化焊機

有效

• 申請號: 201110298748.0
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102350569A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 王富林
• 申請（專利權）人: 熊貓電子集團有限公司;南京熊貓電子裝備有限公司;南京熊貓電子股份有限公司
• 主分類號: B23K9/09
• 分類號: B23K9/09;B23K9/095;B23K9/16
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

1.?多功能數字化逆變焊機的設置方法，其特征是數字化逆變焊機的工作電路包括由IGBT組成的全橋式逆變主電路，控制電路，基于CPLD或FPGA的對稱載波的軟開關PWM驅動電路；

所述逆變主電路包括整流濾波模塊、IGBT全橋逆變模塊、主變壓器d以及二次整流濾波模塊；所述控制電路包括：DSP控制處理器；控制板供電電源電路；手工降空載電路；焊機輸出的反饋電流，電壓信號調理檢測與采樣電路；焊機送絲速度與給定電壓的采集與設定電路；與外部鍵盤的接口與參數顯示電路；與上位PC機的通信電路；

所述手工降空載電路首先將交流12V電源經過B1整流橋整流后的直流17V電壓作為工作電壓Ud，Ud經過濾波以及穩壓后再送入到光耦U6，以產生控制信號dv_IN輸入到DSP的捕捉功能引腳，當DSP啟動工作檢測到此引腳信號的電平后，根據實際工作方式判斷選擇是實際反饋的焊接電壓UF-還是正常時的工作電壓Ud；由DSP的輸出控制信號dV_SEL控制三極管V3與繼電器K1組成，繼電器K1串聯與三極管V3的集電極，未焊接即空載情況下，DSP檢測到dv_IN為低電平時，DSP輸出dV_SEL為高電平，控制繼電器吸和，此時DSP未輸出PWM信號，焊機的空載輸出電壓為Ud，當焊條和工件觸碰后，Ud為接近0V；當DSP檢測到dv_IN為高電平，此時DSP輸出dV_SEL為低電平，控制繼電器斷開，此時DSP輸出PWM信號，這時焊機輸出電壓為實際輸出電壓；

所述電流電壓信號調理與采樣電路包括：用于檢測輸出電壓的霍爾電壓傳感器與檢測電流的霍爾電流傳感器；采取相應的電流電壓調理電路來進行限幅;對于反饋電弧電壓信號，在經過電壓傳感器SEN1進行隔離檢測后，經電阻電容濾波之后，經運算放大器U1進行跟隨放大后，將采樣電壓UFO限幅在0-3.3V范圍內再送入到DSP的模擬輸入端口ADCIN0；對于霍爾電流傳感器檢測的反饋電流信號，先經過阻容濾波電路之后，再由運放進行信號調理，先通過由運放U4組成的加法電路，再經過放大和跟隨將采樣電流IFO限制在0-3.3V范圍內，然后送入到DSP的模擬輸入引腳ADCIN1；?

采樣電路還包括送絲機面板上的給定電壓與給定電流即送絲速度的采集，給定的電流電壓值在經過運放調節放大后也同樣送到DSP的模擬輸入端口ADCIN3與ADCIN4；

對于采集后的送絲機上的電流電壓，通過DSP的事件管理器模塊產生兩路PWM信號，經過R56，C42，R58，C43的電阻電容濾波之后，由U12進行同相放大，便得到相應的送絲速度給定與電壓給定信號；

所述CPLD或FPGA移相軟開關控制電路是由DSP?U1與CPLD或FPGA?組成：反饋電流IFO，反饋電壓UFO與給定電流IG，給定電壓UG分四路送入到DSP的片內AD，經過AD采集后的數據，在DSP內實現電壓電流閉環控制，采用數字PID調節，并對焊接過程進行精確的波形控制，計算出開關時間后由DSP的事件管理寄存器輸出有效脈寬的PWM信號，再將PWM信號送給CPLD或FPGA以確定移相角的大小，CPLD或FPGA做出移相處理后得到四路PWM波，作為輸出的驅動信號以實現IGBT的軟開關電路；

DSP作為主控制器實現電流電壓的采集計算與PID模糊算法外，實對焊接電源的外特性控制和焊機工藝時序的精確控制、包括提前送氣，引弧，滯后關氣、對氣閥的控制，電機的制動，槍開關信號通過實時產生對送絲機構的外部控制信號來完成，由外部輸入按鍵對于焊機不同工作模式的選擇以及焊接電流電壓的數字顯示控制；過熱，過壓，過流等信號的中斷保護控制由DSP來實現。

2.多功能數字化逆變焊機的設置方法，其特征是采樣電流電壓四路模擬信號在送到DSP之前，又通過二極管進行限幅。