[發(fā)明專利]一種數(shù)字控制逆變式自動電焊機的電路控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110346743.0
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN103071892A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尤劍鳴;章宏;康選林
• 申請（專利權(quán)）人: 咸陽華清設(shè)備科技有限公司
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095;B23K9/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電焊機的控制系統(tǒng)，尤其涉及一種數(shù)字控制逆變式自動電焊機的電路控制方法。

(二)背景技術(shù)

逆變式電焊機的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其控制部分可以是模擬系統(tǒng)，也可以是數(shù)字系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電焊機一般都采用模擬控制系統(tǒng)，其控制部件主要是模擬分立元件和集成運放。這種電焊機成本較低，但由于分立元件較多，且其性能易受環(huán)境溫度影響而發(fā)生變化，這樣的閉環(huán)控制穩(wěn)定性不好。模擬控制系統(tǒng)不易實現(xiàn)復(fù)雜程度較高的精細控制，對于電焊機來說，對焊接質(zhì)量的可控性就較小。

隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，特別是高性能單片機、DSP和FPGA的出現(xiàn)，電焊機的控制系統(tǒng)開始向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字器件的成本在不斷下降，電焊機數(shù)字控制系統(tǒng)的成本也在不斷下降。采用數(shù)字控制系統(tǒng)的電焊機也叫數(shù)字電焊機。數(shù)字電焊機控制系統(tǒng)的核心器件是單片機、DSP或FPGA。數(shù)字電焊機控制系統(tǒng)的基本硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。與模擬電焊機相比，數(shù)字電焊機不僅硬件結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強，還可以對焊接過程進行實時的精確控制，提高焊接質(zhì)量，減少飛濺。

常用的數(shù)字電焊機控制系統(tǒng)雖然性能高于模擬電焊機，但由于預(yù)輸入的只是波形的關(guān)鍵參數(shù)，如最大值、持續(xù)時間等，而不是所要求的各時間點的實時參數(shù)值，則參與控制波形實現(xiàn)的能夠反映焊接波形實際要求的信息量不夠充分，這樣實現(xiàn)的波形與要求的相比只能是大體相符，在細節(jié)上仍然有出入。因此，常用的數(shù)字電焊機控制系統(tǒng)還有改善的余地，以實現(xiàn)更為精確的控制，進一步提高焊接質(zhì)量，減少飛濺。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種逆變自動電焊機的電路精細控制方法，通過預(yù)存儲工藝要求焊接電流基本波形，并實時對存儲的波形進行擴展運算，運算結(jié)果實時控制焊絲的送線量，從而精細地控制焊接電流。本發(fā)明與電焊機的經(jīng)典數(shù)字控制方法相比，能夠進一步提高焊接質(zhì)量、減小飛濺的一種數(shù)字控制逆變式自動電焊機的電路控制方法。

本發(fā)明是對經(jīng)典數(shù)字電焊機控制系統(tǒng)實現(xiàn)電流波形方法的一種改進，可以更為精確地實現(xiàn)焊接工藝要求的電流波形。焊接過程的電流大小是由焊絲的送線量決定的，因此，對電流波形的控制實際上是對焊絲送料伺服電機運轉(zhuǎn)的控制。本發(fā)明的內(nèi)容包括：

1)自動電焊機的控制電路，采用預(yù)存儲的方法，將焊接工藝過程所要求的電流的基本波形作預(yù)存儲，供焊接過程中實時調(diào)用并進行擴展運算，以實時得出要求的電流波形的實際參數(shù)，去實時控制電流波形的實現(xiàn)。

2)對焊接要求的電流波形進行預(yù)存儲的基本格式和方法。

3)為了實時得到所要求的電流波形參數(shù)的實際值，對所存儲的電流的基本波形進行擴展運算的方法。

4)自動電焊機控制電路實現(xiàn)上述方法的軟件架構(gòu)。

圖3是本發(fā)明要實現(xiàn)的焊接電流的基本波形。電焊的過程分為引弧和焊接兩個階段。開始為引弧階段，引弧成功后，空氣才易于電離，就進入焊接階段。引弧階段的電流波形為一個脈沖，分為峰值電流段(Tipp時間段)和電弧段(Tipd時間段)；焊接階段的電流波形為一個個連續(xù)的鋸齒形脈沖，鋸齒脈沖的上升沿為短路段(Tir時間段)，下降沿為電弧段(Tid時間段)。本發(fā)明能夠由用戶調(diào)整的焊接工藝參數(shù)有：1、引弧階段的峰值電流Ipp；2、引弧階段的峰值電流持續(xù)時間Tipp；3、引弧階段出現(xiàn)電弧時電流下降時間Tipd；4、焊接階段的峰值電流Iwd；5、焊接階段脈沖短路段電流上升時間Tir；6、焊接階段脈沖電弧段電流下降時間Tid。