[實用新型]具有基于AVR單片機的電弧焊接精確熔滴短路過渡控制電路的焊機

有效

• 申請號: 201420482344.6
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN203992755U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 黃小剛;肖文成;趙志雨
• 申請（專利權）人: 深圳市佳士科技股份有限公司
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095;B23K9/10
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及焊機，具體涉及的是一種具有基于AVR單片機的電弧焊接精確熔滴短路過渡控制電路的焊機。

背景技術

傳統電焊機的焊接控制系統是依靠復雜的模擬電路來實現功能和邏輯控制的，即使增加一種簡單的功能都需要增加很多電子元器件。如果焊機要具備兩種以上的焊接功能就需要很多電路板，這樣不僅會大幅度提高焊機成本，而且焊機的焊接性能和可靠性也會隨元器件的增加而急劇下降，所以傳統焊機很難將多種焊接功能綜合到一臺焊機中。

隨著數字技術的發展，在焊機領域的應用也有了很大進步，出現了數字化面板的焊機和所謂的全數字焊機，這類焊機有的只是將焊接參數的調節系統進行數字化改造，焊機的焊接控制系統仍然是靠許多模擬和邏輯電路來實現的，有的則是將焊接參數的調節系統和簡單的功能控制都用軟件實現。這類焊機參數調節方便，功能多(比如有的焊機具有藥皮手工焊、直流氬弧焊、脈沖氬弧焊、氬弧點焊、氣保焊、碳弧氣刨等焊接方式)，但是焊機的每種焊接性能卻只能達到一般的水平，不能滿足現在焊接行業對焊接工藝和焊接性能越來越高的要求。

針對傳統電焊機和數字化面板焊機的焊接控制系統是靠許多模擬電路來實現的，存在增加焊接功能困難，焊機的可靠性低、產品一致性差等缺點，數字化技術在焊機領域的應用是必然趨勢。但是簡單的數字化改造雖然能在簡化電路和增加功能等方面有一定幫助，卻不能從根本上提高焊機的焊接性能。

隨著科學技術的發展，各種新型材料不斷涌現，焊接工藝也發生著日新月異的變化，傳統的焊機和焊接工藝已不能適應時代的需要。而且焊接過程中熔滴過渡是一個復雜的動態過程，會隨著環境、材料等外界條件的變化而變化，不能靠一套固定的參數來完成整個焊接熔滴過渡過程的精確控制，需要實時采樣輸出參數反饋給控制系統來實時修正給定信號。

實用新型內容

為此，本實用新型的目的在于提供一種具有基于AVR單片機的電弧焊接精確熔滴短路過渡控制電路的焊機，以實現焊接過程中熔滴過渡頻率、輸入熱量大小以及飛濺大小的精確控制。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。

一種具有基于AVR單片機的電弧焊接精確熔滴短路過渡控制電路的焊機，包括：

—AVR單片機IC6，首先通過對調節電路的數字信號的處理計算出熔滴短路過渡各階段的標準時間和標準電流給定值，然后通過對焊接過程中實時焊接電流電壓信號的處理，不斷修正熔滴短路過渡各階段的時間和電流給定值，并且通過對短路過程中電壓信號的處理，計算出熔滴短路時的電壓變化率，判斷出熔滴短路結束的時刻，發出斬波管開通信號，使輸出電流瞬間降為0；

—焊機顯示調節面板，實際上是一種人機交互式界面，用戶可以通過焊機面板進行焊接參數的設置，如焊絲類型、焊絲直徑、保護氣體種類等的選擇，弧長、送絲速度等的大小調節，然后這些參數會實時通過數字通訊方式傳遞給AVR單片機。在焊接過程中，面板會顯示實際電流、電壓值，因為電流和電壓不但是焊接工藝中兩個最基本也最重要的參數，還決定了熱量輸入的大小；

—電流采樣電路，與焊機連接，用于對焊接過程中短路過渡階段的實時電流進行采樣，并輸出穩定的電流反饋信號到AVR單片機，其包括電感L1、采樣電阻R21、濾波電容C6、運放電路和第一有源濾波電路；所述運放電路由電阻R14、R15、R16、R17和運算放大器IC3C組成；所述第一有源濾波電路由電阻R10、R11、R12、R13、電容C4、C5和有源濾波器IC3D組成；所述焊機電流采樣信號通過電感L1濾波和采樣電阻R21后，轉化為電壓信號，然后通過濾波電容C6進行初級濾波，之后再經過運放電路和第一有源濾波電路進一步濾波，輸出兩路穩定的電流反饋信號，一路輸入到比例積分電路進行實時的比例積分計算，另一路經過電阻R9、電容C12濾波處理后輸入到AVR單片機IC6-39腳，由AVR單片機IC6進行實時邏輯判斷和PID運算，以獲得修正后的實時電流給定值；