[發(fā)明專利]帶輔助放電機(jī)構(gòu)的新型自動(dòng)化電焊機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510274430.7
• 申請(qǐng)日: 2015-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104907672A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)利人;劉志弘;任濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖州炎弘電子有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/10
• 分類號(hào): B23K9/10
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務(wù)所有限公司 33214
• 代理人: 王曉峰

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明隸屬于高端裝備、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶輔助放電機(jī)構(gòu)的新型自動(dòng)化電焊機(jī)。

【背景技術(shù)】

當(dāng)前焊接技術(shù)已經(jīng)普遍采用電能作為焊接加熱的能源，電焊機(jī)自身也都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、數(shù)字化控制。隨著技術(shù)改進(jìn)的不斷進(jìn)行，焊機(jī)在配置足夠的外部動(dòng)作結(jié)構(gòu)，和內(nèi)部工況控制軟件之后，已經(jīng)開(kāi)始具備一定的智能，廣泛用于工業(yè)產(chǎn)品制造線，或者野外工程中，以焊接作業(yè)機(jī)器人的形式，發(fā)揮著巨大的作用。

但是，焊接作業(yè)的本質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生變化，依然要靠焊槍向焊接工件進(jìn)行電能放電來(lái)進(jìn)行。對(duì)于電焊機(jī)，當(dāng)焊槍遠(yuǎn)離焊接工件時(shí)，焊槍端呈現(xiàn)開(kāi)路的狀態(tài)，也就是焊槍部分維持一個(gè)較高的電壓，而電流為0；當(dāng)焊槍接近焊接工件至一定程度時(shí)，一般為數(shù)毫米至數(shù)厘米，焊槍端的較高電壓將擊穿空氣，形成瞬間的放電。在不放電與電弧放電這兩者狀態(tài)的轉(zhuǎn)換期間，焊槍端的電壓和電流是急劇變化的，等到放電維持穩(wěn)定后，則焊槍到達(dá)一個(gè)較小的電壓，一般為數(shù)伏特，和較大通電電流的狀態(tài)，一般為百毫安至數(shù)百安培，呈現(xiàn)為一種短路的狀態(tài)。

對(duì)于自動(dòng)焊機(jī)的控制來(lái)說(shuō)，在焊槍起弧的極短時(shí)間內(nèi)，焊機(jī)將從輸出0功率轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰩资咧翈装偻吖β实霓D(zhuǎn)換，在此期間還要盡可能保持電壓、電流值的平穩(wěn)過(guò)渡，因此對(duì)焊機(jī)電源提出了非常高的要求，既要求焊槍端的傳感器能夠快速和實(shí)時(shí)地反饋回各時(shí)刻的電壓值，電流值，也要求焊機(jī)電源能夠控制電能做相應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化。對(duì)于一些設(shè)計(jì)或工況不是很好的電焊機(jī)，由于這個(gè)環(huán)節(jié)不能得到保障，往往會(huì)造成電能利用效率不高，對(duì)電網(wǎng)造成較大的電磁干擾，以及焊點(diǎn)形貌不佳、焊接質(zhì)量低劣等各種不良的效果。

基于如上，本發(fā)明專利提出，可以采用輔助性的機(jī)構(gòu)，來(lái)幫助焊機(jī)順利渡過(guò)從開(kāi)路到短路的轉(zhuǎn)換階段，從而克服在焊機(jī)控制上的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的工件焊接。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明針對(duì)上述背景技術(shù)問(wèn)題中所存在的自動(dòng)焊機(jī)現(xiàn)有控制技術(shù)的難點(diǎn)，提出一種帶輔助放電機(jī)構(gòu)的新型自動(dòng)化電焊機(jī)，

包括焊機(jī)主機(jī)、焊槍、儲(chǔ)能裝置、儲(chǔ)能裝置控制器和控制開(kāi)關(guān)；所述控制開(kāi)關(guān)包括充電開(kāi)關(guān)，放電開(kāi)關(guān)和對(duì)地放電開(kāi)關(guān)。所述焊機(jī)主機(jī)內(nèi)設(shè)置有焊機(jī)逆變電源，該焊機(jī)逆變電源通過(guò)充電開(kāi)關(guān)與儲(chǔ)能裝置電連接，可在閑時(shí)對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電；所述焊機(jī)主機(jī)通過(guò)二極管連接到焊槍，焊機(jī)主機(jī)、二極管與焊槍之間為串聯(lián)連接，連同焊接工件一起，構(gòu)成主放電回路；所述儲(chǔ)能裝置通過(guò)放電開(kāi)關(guān)連接焊槍，構(gòu)成輔助放電回路。由于輔助放電回路的存在，可幫助自動(dòng)化電焊機(jī)順利地從開(kāi)路不工作狀態(tài)過(guò)渡到短路、焊接工件的狀態(tài)，極大降低此短暫過(guò)程中，原焊機(jī)整機(jī)控制器的控制難度，實(shí)現(xiàn)更好焊接效果。

所述儲(chǔ)能裝置，為電容器、電池，也可以是起到同樣儲(chǔ)能作用電感線圈等。對(duì)這些儲(chǔ)能元件進(jìn)行分組管理，例如總共用15個(gè)電容器，5個(gè)1組，共分為3組，組內(nèi)采用電容器串聯(lián)連接，組間一般采用并聯(lián)連接。該儲(chǔ)能裝置可以通過(guò)開(kāi)關(guān)切換動(dòng)作，進(jìn)行串、并聯(lián)的轉(zhuǎn)換，從而配置成不同的儲(chǔ)能模式；這樣的開(kāi)關(guān)切換動(dòng)作，受儲(chǔ)能裝置控制器的控制；

所述儲(chǔ)能裝置控制器，其具有與整機(jī)控制器的信息通訊連接，因此可以從整機(jī)控制器接受指令，并具體地控制儲(chǔ)能裝置的工作狀態(tài)。例如儲(chǔ)能裝置充電，儲(chǔ)能裝置放電，又例如總共3組儲(chǔ)能元件，只利用其中的2組，進(jìn)行并聯(lián)放電，而另1組元件擱置不用，等等。

所述充電開(kāi)關(guān)，是指繼電器，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件等，在焊機(jī)不進(jìn)行焊接工作的閑時(shí)，由指令控制其打開(kāi)，從整機(jī)電源向儲(chǔ)能元器件進(jìn)行充電、儲(chǔ)能。

所述放電開(kāi)關(guān)，是指繼電器、半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件等，在焊機(jī)轉(zhuǎn)入焊接作業(yè)的短暫時(shí)間內(nèi)，開(kāi)放此開(kāi)關(guān)，儲(chǔ)能元件放電，輔助整機(jī)電源的工作。特別地，這里的放電開(kāi)關(guān)可以是電力二極管，焊機(jī)由開(kāi)路狀態(tài)進(jìn)入短路狀態(tài)期間，隨著焊槍電壓的迅速降低，當(dāng)儲(chǔ)能元件端與焊槍端的電壓差達(dá)到一定值后，電力二極管將自動(dòng)導(dǎo)通，由儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)執(zhí)行輔助性的放電。

所述對(duì)地放電開(kāi)關(guān)，是指繼電器、半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件等，在焊機(jī)確定停機(jī)、不工作時(shí)，為了防備人身傷害，可以開(kāi)通對(duì)地放電，將儲(chǔ)能元件上所存儲(chǔ)的電能泄放掉。

所述儲(chǔ)能裝置控制器與整機(jī)控制器之間的通訊聯(lián)系，是指利用這樣的機(jī)制，可以由整機(jī)控制來(lái)最終確定儲(chǔ)能裝置的工作狀態(tài)。在焊機(jī)的整機(jī)控制端，根據(jù)將要焊接的工件的材料的性質(zhì)，可以選擇較大功率的輔助放電源，或者較小功率的輔助放電源，進(jìn)行了這樣的選擇和設(shè)定后，通知儲(chǔ)能裝置控制器，由其確定所有儲(chǔ)能元器件中，哪些元件用于串聯(lián)，串聯(lián)的不同組元件哪些用于并聯(lián)，哪些元件棄置不用，因而得到最恰當(dāng)?shù)妮o助措施。