CO₂焊焊机控制系统的制作方法

专利名称：CO₂焊焊机控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及控制系统技术领域，特别涉及焊机控制系统技术领域，具体是指一种co2焊焊机控制系统。
背景技术：
采用短路过渡形式的co2气体保护焊广泛应用于中、薄板钢结构和全位置焊接的场合，
但因其自身特点而一直存在着飞賊大、焊缝成形不好等问题。理论研究和工程实践都己证实，通过合理的工艺参数的选择可获得稳定的焊接，这时的飞溅主要来自短路初期的瞬时短路飞
賊和短路中期的电爆炸飞'践。这2种飞賊均与短路过渡机制密切相关，故通过常规方法减小或消除飞賊，效果并不满意。长期以来，焊接工作者为解决这些问题在焊接电流波形控制方而做出了大量努力，提出了各种波形控制方法。虽然控制效果在不断提高，但同时使控制电路变得复杂且调试困难。

实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种co2焊焊机控制系统，该
控制系统能控制焊接过程中各个阶段的电流、电压波形，抑制焊接飞溅和改善成形，而且电路简单，调试方便。
为了实现上述目的，本实用新型的C02焊焊机控制系统具有如下构成
该C02焊焊机控制系统，其特点是，包括DSP芯片、电流电压反馈单元、短路及燃弧状态检出单元、送丝机控制单元和参数设置单元，所述电流电压反馈单元、所述短路及燃弧状态检出单元、所述送丝片几控制单元和所述参数设置单元分别与所述DSP芯片电连接，所述电流电压反馈单元与所述短路及燃弧状态^r出单元电连接。
较佳地，所述参数设置单元包括焊接电流电压设置模块和过程开关模块，所述焊接电流电压设置模块和所述过程开关模块分别与所述DSP芯片电连接。
较佳地，所述过程开关模块包括焊接开关、焊接方法选择开关和工作状态设置开关。
较佳地，所述DSP芯片是TMS320F240芯片。
较佳地，还包括D/A转换器，所述DSP芯片通过所述D/A转换器与所述送丝机控制单元电连接。
采用本实用新型，由于本实用新型将DSP引入到C02焊的控制系统中，分别与所述电流电压反馈单元、所述短路及燃弧状态检出单元、所述送丝机控制单元和所述参数设置单元电连接，所述电流电压反馈单元与所述短路及燃弧状态检出单元电连接，运用不同的控制策略对焊接过程中各个阶段的电流、电压波形进行控制，抑制焊接飞溅和改善成形，而且电路简单，调试方便。


图1是本实用新型的一具体实施例的基本结构示意图。图2是本实用新型控制的波形示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图l所示，本实用新型的C02焊焊机控制系统，包括DSP芯片、电流电压反馈单元、短路及燃弧状态检出单元、送丝机控制单元和参数设置单元，所述电流电压反馈单元、所述短路及燃弧状态检出单元、所述送丝机控制单元和所述参数设置单元分别与所述DSP芯片电连接，所述电流电压反馈单元与所述短路及燃弧状态检出单元电连接。
在本实用新型的一具体实施例中，所述参数设置单元包括焊接电流电压设置模块和过程开关模块，所述焊接电流电压设置模块和所述过程开关模块分别与所述DSP芯片电连接。
在本实用新型的一具体实施例中，所述过程开关模块包括焊接开关、焊接方法选择开关和工作状态设置开关。在本实用新型的一具体实施例中，所述DSP芯片是TMS320F240芯片。在本实用新型的一具体实施例中，还包括D/A转换器，所述DSP芯片通过所述D/A转换器与所述送丝机控制单元电连接。
使用时，本实用新型与焊接电源和送丝机配合使用。数字信号处理器通过A/D转换器、焊接电流和焊接电压检测电路实时采集焊接电流和电弧电压等现场数据，同时检测由短路及燃弧状态检出电路分别送出的短路、燃弧判断信号，由DSP对其进行数据处理和运算，并实时通过芯片上的PWM接口输出PWM控制信号，经过隔离驱动电路直接控制焊机主电路中的功率元件，最终实现焊机输出电流的实时控制。焊接参数如焊接电压和电流旋钮值等，由DSP片上的A/D转换器采集。焊接开关、焊接方法选择、工作状态设置开关等开关量通过DSP的输入接口输入。送丝机的送丝速度通过DSP输出数据给外接的D/A转换器改变输出电压大小来调节。请参见图2,本实用新型的短路波形控制过程如下a.瞬时短路控制阶段((t广t力。当检
测到熔滴与熔池发生短路后，首先降低短路电流，让熔滴在较低电流水平与熔池充分接触，
緩慢过渡并减少瞬时短路产生的飞溅；b.正常短路控制阶段(t2 t3)。将回路在低电流水平保持一段时间后，再控制液体小桥中流过的电流使其以较小斜率增长，在保证足够电磁压缩作用的同时降低短路峰值电流，减小短路后期缩颈爆断产生的飞溅；c.短路熔滴过大控制阶段(t3~t4)。当短路时间过长(超出正常短路时间)时，取消对电流的控制，使电流以较快速度增长，加速缩颈的破断、促使熔滴快速过渡，避免熔滴生长过大影响焊接过程的稳定。
燃弧波形控制采用数字比例积分调节方式。燃弧过程中保持恒定的电弧电压，从而使燃弧过程稳定。在DSP上软件实现数字PI算法的基本公式为式(1) : ^(0=^(魟1)+^)|>^)-￡01)]+&6的式(1),其中"Ol)为本次和前次电压控制量；《p, &为比例、积分系数；e(A:-l)为电压给定值与相邻一次采样的电压反馈值之差。
短路和燃弧波形的控制分别采用DSP不同的外部中断方式，当短路过渡结束后开中断进入燃弧过程，该过程中实时的采样电压旋钮值和电压反馈值并进行数字滤波，然后计算电压旋钮值与电压反馈值的偏差e(A:-l)，下次采样后计算该次的电压旋钮值与电压反馈值的偏差e(yt)。根据式(l)计算出该次的控制电压，由DSP输出PWM控制信号控制电弧电压保持恒定。
波形控制方式为熔滴短路过渡比较均勾的情况时，短路时间在设定的短路电流上升速度控制时间范围内，短路峰值电流较小，可以有效减小飞溅。波形控制方式是当短路过渡时间过长时，在短路阶段后期不进行电流上升速度的抑制，电流迅速上升到较大峰值，加速短路液桥的缩颈，避免熔滴过大，从而减小了飞溅。
本实用新型的有益效果为a.利用DSP的高速运算速度和实时大信息量处理功能，实现了焊接过程的实时控制和参数优化；b.软件编程实现对C02焊接短路过渡过程的控制，通过不同的控制算法获得不同的电流、电压波形，满足焊接工艺的要求；c.经实践证明，对短路阶段和燃弧阶段控制，能够减小焊接飞溅和改善焊缝成形。
因此，本实用新型将DSP引入到C02焊的控制系统中，运用不同的控制策略对焊接过程中各阶段的电流、电压波形进行控制，抑制焊接飞溅和改善成形，而且电路简单，调试方便。
综上，本实用新型的C02焊焊机控制系统能控制坪接过程中各个阶段的电流、电压波形，
抑制焊接飞溅和改善成形，而且电路简单，调试方便。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1. 一种CO2焊焊机控制系统，其特征在于，包括DSP芯片、电流电压反馈单元、短路及燃弧状态检出单元、送丝机控制单元和参数设置单元，所述电流电压反馈单元、所述短路及燃弧状态检出单元、所述送丝机控制单元和所述参数设置单元分别与所述DSP芯片电连接，所述电流电压反馈单元与所述短路及燃弧状态检出单元电连接。
2. 如权利要求1所述的C02焊焊机控制系统，其特征在于，所述参数设置单元包括焊接电流电压设置模块和过程开关模块，所述焊接电流电压设置模块和所述过程开关模块分别与所述DSP芯片电连接。
3. 如权利要求1所述的C02焊焊机控制系统，其特征在于，所述过程开关模块包括焊接开关、焊接方法选择开关和工作状态设置开关。
4. 如权利要求1所述的C02焊焊机控制系统，其特征在于，所述DSP芯片是TMS320F240芯片。
5. 如权利要求1所述的C02焊焊机控制系统，其特征在于，还包括D/A转换器，所述DSP芯片通过所述D/A转换器与所述送丝机控制单元电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种CO₂焊焊机控制系统，包括DSP芯片、电流电压反馈单元、短路及燃弧状态检出单元、送丝机控制单元和参数设置单元，电流电压反馈单元和短路及燃弧状态检出单元分别与DSP芯片电连接，电流电压反馈单元与短路及燃弧状态检出单元电连接，参数设置单元包括焊接电流电压设置模块和过程开关模块，焊接电流电压设置模块和过程开关模块分别与DSP芯片电连接，DSP芯片通过D/A转换器与送丝机控制单元电连接，本实用新型能控制焊接过程中各个阶段的电流、电压波形，抑制焊接飞溅和改善成形，而且电路简单，调试方便。
文档编号B23K9/10GK201313221SQ20082015562
公开日2009年9月23日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者舒振宇 申请人:上海沪工电焊机制造有限公司