[實(shí)用新型]全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220066000.8
• 申請(qǐng)日: 2012-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN202622140U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱泉;林思和;于明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市綠能芯科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/095
• 分類號(hào): B23K9/095
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種焊接技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)微電子信息和自動(dòng)化控制領(lǐng)域的發(fā)展，極大的推動(dòng)了焊接設(shè)備控制技術(shù)和自動(dòng)化水平的提高，然而氬弧焊設(shè)備的研究和制造水平與正在蓬勃發(fā)展的國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍不相適應(yīng)。直流脈沖氬弧焊是一種優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能的先進(jìn)焊接技術(shù)，適用于薄板的焊接，全位置管道焊接，高速焊接以及對(duì)熱敏感性強(qiáng)的材料焊接。直流脈沖氬弧焊采用可控的脈沖電流來加熱工件，其焊接過程是一個(gè)斷續(xù)的加熱過程，焊縫由一個(gè)一個(gè)熔池疊加而成，當(dāng)每一次脈沖電流通過時(shí)，工作就被加熱熔化形成一個(gè)熔池，基值電流通過時(shí)使熔池冷凝結(jié)晶，同時(shí)維持電弧燃燒，焊接時(shí)電弧有明顯的閃爍現(xiàn)象。傳統(tǒng)的直流氬弧焊控制系統(tǒng)通過模擬電路實(shí)現(xiàn)，需要使用大量模擬器件，控制系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，一致性差，系統(tǒng)調(diào)試效率低。目前市面上使用的半數(shù)字化直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)中比例積分運(yùn)算、脈寬調(diào)制控制、逆變電路驅(qū)動(dòng)仍然采用模擬電路實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致焊機(jī)輸出特性單一，不利于焊機(jī)的多功能化，同時(shí)，半數(shù)字焊機(jī)不能對(duì)焊接過程進(jìn)行精確控制，無(wú)法適應(yīng)多種焊接材料的焊接。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種可解決以上控制系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、一致性差的全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)，包括微處理器，及與所述微處理器分別連接的人機(jī)界面、焊接電流反饋模塊、電弧電壓反饋模塊、焊接時(shí)序控制模塊、焊接電源保護(hù)控制模塊、逆變電路驅(qū)動(dòng)模塊，其中：

所述微處理器，用于將焊接電流反饋模塊輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)與人機(jī)界面提供的給定信號(hào)通過比例積分運(yùn)算產(chǎn)生PWM脈沖信號(hào)，控制逆變電路驅(qū)動(dòng)模塊；

所述焊接電流反饋模塊，用于采集焊接電源的副變電流值，并將采集的副變電流值輸出給微處理器；

所述電弧電壓反饋模塊，用于采集焊接電源副變直流電壓經(jīng)隔離后的電壓信號(hào)，并將其輸出給微處理器；

所述焊接時(shí)序控制模塊，用于焊接工藝時(shí)序精確控制，根據(jù)焊接工藝的時(shí)序要求，實(shí)現(xiàn)送氣、起弧、收弧工作；

所述焊接電源保護(hù)控制模塊，用于檢測(cè)焊接電源的工作狀態(tài)；

所述逆變電路驅(qū)動(dòng)模塊，用于根據(jù)微處理器輸出的PWM脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為能直接驅(qū)動(dòng)外部功率器件工作的信號(hào)，從而控制逆變器的輸出；

所述人機(jī)界面，用于接收外部數(shù)據(jù)，并顯示、調(diào)節(jié)、存儲(chǔ)焊接狀態(tài)。

在本實(shí)用新型所述的全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)中，所述人機(jī)界面包括液晶顯示器、按鍵輸入模塊、報(bào)警單元、存儲(chǔ)器，所述液晶顯示器用于顯示焊接工況、焊接參數(shù)選擇、歷史記錄等信息；所述按鍵輸入單元，用于將按鍵信息轉(zhuǎn)換為高低電平，同時(shí)產(chǎn)生按鍵中斷，通知微處理器讀取按鍵信息并作出響應(yīng)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的輸入；所述報(bào)警單元，用于指示焊接電源狀態(tài)；所述存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)該控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的程序及焊接參數(shù)。

在本實(shí)用新型所述的全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)中，所述焊接電源保護(hù)控制模塊包括過/欠壓保護(hù)單元、過流保護(hù)單元、過熱保護(hù)單元。

在本實(shí)用新型所述的全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)中，所述焊接時(shí)序控制模塊包括電磁閥控制單元、焊槍開關(guān)控制單元、高頻引弧控制單元。

在本實(shí)用新型所述的全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)中，所述焊接電流反饋模塊包括電流傳感器、電流放大單元。

在本實(shí)用新型所述的全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)中，所述電弧電壓反饋模塊包括電壓傳感器、電壓放大單元。

實(shí)施本實(shí)用新型的全數(shù)字直流脈沖氬弧焊控制系統(tǒng)，具有以下有益效果：通過采用微處理器將焊接電流反饋模塊、電弧電壓反饋模塊傳輸?shù)臏y(cè)量值與給定值經(jīng)過比例積分運(yùn)算，產(chǎn)生PWM脈沖信號(hào)，再控制逆變電路驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)而控制逆變電路功率開關(guān)器件的通斷，實(shí)現(xiàn)氬弧焊電源輸出電壓和電流的精確控制；微處理器通過人機(jī)界面將焊接相關(guān)信息顯示到液晶顯示器上，可以方便使用者查看，并可以相應(yīng)的調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)。在本實(shí)用新型中，由于采用了全數(shù)字化，微處理器控制系統(tǒng)所用元器件大大減少，降低了故障率，提高了整機(jī)可靠性；通過修改微處理器程序可以靈活的調(diào)整焊機(jī)功能，在相同的控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)上，能實(shí)現(xiàn)多種焊接功能；通過微處理器精確控制焊接過程，提高了整機(jī)的焊接工藝性能；本實(shí)用新型核心控制是由微處理器完成的，系統(tǒng)控制精度高，一致性好。

附圖說明