专利名称：交流协调控制设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种使两台交流焊接电源输出相位、频率和占空比完全相同的交 流协调控制设备。
背景技术：
在对有色金属厚板进行焊接时，为避免焊接缺陷，工艺要求对同一熔池需要两台 焊接电源同时从正反面使用交流氩弧焊实施焊接。为完成这一焊接过程，必须使两台焊接 电源的输出保持相位相同，同时要求频率和占空比要完全一致，如果不能保持上述要求的 条件，就会使焊接效率降低，甚至无法正常焊接。过去使用的单相晶闸管交流氩弧焊接电源，其输出为工频50Hz，可以保持相位和 频率的一致；而占空比是由每台焊接电源单独控制输出，若不能保证完全一致，就会出现上 述现象。随着焊接技术的进步，在焊接要求高的场合，单相晶闸管交流氩弧焊接电源正在 被IGBT逆变交直流氩弧焊接电源所取代，逆变交流氩弧焊接电源的输出频率和占空比都 是可调的，因此要保证两台焊接电源的输出相位、频率和占空比完全一致就非常困难，特别 是要保证两台焊接电源输出相同相位应就更加困难。所以直接使用两台逆变交流氩弧焊接 电源对同一熔池施焊将导致无法正常焊接。已知有一种简易控制方式，两台焊接电源共用其中的一台焊接电源的控制信号， 将两台焊接电源中的一台作为主机，另一台作为辅机，当主机工作后，将控制信号发送给辅 机，从而两台焊接电源可以保持相同相位的输出。这种控制方式有一个很大的弊端，就是辅 机必须在主机工作以后才能接收到控制信号进行焊接，也就是说，辅机的工作受到主机的 控制，当主机不工作时，辅机无法单独进行工作；主机工作后辅机可以开始工作，但主机停 止工作时，辅机将被迫终止工作。这种控制在实际生产时方便性差，操作起来非常麻烦。因此，需要一种方法和装置，其能够实现使两台交流焊接电源输出的相位、频率和 占空比完全相同，两台焊机无主从之分。并且能够在不需要两台交流焊接电源同时工作时， 易于实现两台交流焊接电源中的每一台的独立控制。
实用新型内容本实用新型的目的提供一种交流协调控制设备，使两台交流焊接电源输出相位、 频率和占空比完全相同的交流焊接波形，保证两台交流焊接电源进行稳定的共熔池焊接。为实现上述目的，提供了一种交流协调控制设备，包括控制锁定装置，与焊接电 源连接，选通并锁定频率、相位、占空比基准频率控制信号和交流波形控制信号，其第一输 入端与焊接电源的第一输出端连接，第二输入端与隔离装置的第一输出端连接，其第一输 出端与信号转换控制装置的第三输入端及交流波形控制装置的第三输入端连接，第二输出 端与隔离装置的第一输入端连接；信号转换控制装置，对焊接电源输出波形的相位、频率和 占空比控制信号进行转换，其第一输入端与焊接电源的第二输出端连接，第二输入端隔离装置的第二输出端连接，第一输出端与焊接电源的第一输入端连接，第二输出端与隔离装置的第二输入端连接；交流波形控制装置，对焊接电源输出波形进行控制，其第一输入端与 焊接电源的第三输出端连接，第二输入端与隔离装置的第三输出端连接，第一输出端与焊 接电源的第二输入端连接，第二输出端与隔离装置的第三输入端连接；隔离装置，对两台 交流焊接电源间控制信号进行隔离及传输，其第四输入端与另一交流协调控制设备的隔离 装置的第四输出端连接，第五输入端与另一交流协调控制设备的隔离装置的第五输出端连 接，第六输入端与另一交流协调控制设备的隔离装置的第六输出端连接，其第四输出端与 另一交流协调控制设备的隔离装置的第四输入端连接，第五输出端与另一交流协调控制设 备的隔离装置的第五输入端连接，第六输出端与另一交流协调控制设备的隔离装置的第六 输入端连接。进一步，控制锁定装置包括第一电子开关IC2A、第二电子开关IC2B、第三电子开 关IC2C、或非门IC3B、或非门IC3C、与门IC4B、与门IC4D以及开关管Q2。进一步，第一电子开关IC2A的15脚连接与门IC4B的5脚，第一电子开关IC2A的 15脚经电阻R5连接于第一电子开关IC2A的控制端10脚，第一电子开关IC2A的2脚通过 电阻R4与第三电子开关IC2C的13脚连接，第一电子开关IC2A的1脚接高电平信号；第二 电子开关IC2B的5脚与CONl脚相连，第二电子开关IC2B的4脚连接或非门IC3C的8脚 和9脚、第二电子开关IC2B的4脚连接与门IC4B的6脚，第二电子开关的3脚经电阻R8 接高电平信号，第二电子开关IC2B的控制端连接于第一电子开关IC2A的15脚；第三电子 开关IC2C的13脚通过电容C2与第三电子开关IC2C的14脚连接，第三电子开关IC2C的 12脚与或非门IC3B的4脚相连，第三电子开关IC2C的11脚与或非门IC3C的10脚连接； 或非门IC3B的5脚和6脚经电阻R3、电阻R2与隔离装置相连；与门IC4B的4脚与信号转 换控制装置的第三输入端、交流波形控制装置的第三输入端连接；与门IC4D的11脚通过隔 离装置与开关管Q2连接，与门IC4D的12脚和13脚与CONl脚连接。因此，本实用新型的交流协调控制设备可使得交流焊接电源A和交流焊接电源B 的输出相位、频率和占空比完全相同；实现了两台焊接电源的主从自动切换，服从“先起为 主”的原则；在协调焊接过程中，其中一台焊接电源停止焊接时，另外一台焊接电源可以正 常焊接；而且抗干扰能力强，信号传输不失真，无误动作。
以下附图构成说明书的一部分并提供对本实用新型的进一步说明，说明本实用新 型的实施例。图1为根据本实用新型的交流协调控制设备的框图。图2为根据本实用新型的控制锁定装置的结构图。
具体实施方式
下面参照附图1、附图2具体说明交流协调控制设备的工作。图1为根据本实用新型的交流协调控制设备的框图。该设备包括控制锁定装置，与焊接电源连接，选通并锁定频率、相位、占空比基准频率控制信 号和交流波形控制信号，其第一输入端与焊接电源的第一输出端连接，第二输入端与隔离装置的第一输出端连接，其第一输出端与信号转换控制装置的第三输入端及交流波形控制 装置的第三输入端连接，第二输出端与隔离装置的第一输入端连接；信号转换控制装置，对焊接电源输出波形的相位、频率和占空比控制信号进行转 换，其第一输入端与焊接电源的第二输出端连接，第二输入端隔离装置的第二输出端连接， 第一输出端与焊接电源的第一输入端连接，第二输出端与隔离装置的第二输入端连接；交流波形控制装置，对焊接电源输出波形进行控制，其第一输入端与焊接电源的 第三输出端连接，第二输入端与隔离装置的第三输出端连接，第一输出端与焊接电源的第 二输入端连接，第二输出端与隔离装置的第三输入端连接；隔离装置，对两台交流焊接电源间控制信号进行隔离及传输，其第四输入端与另 一交流输出协调控制装置交流协调控制设备的隔离装置的第四输出端连接，第五输入端与 另一交流输出协调控制装置交流协调控制设备的隔离装置的第五输出端连接，第六输入端 与另一交流输出协调控制装置交流协调控制设备的隔离装置的第六输出端连接，其第四输 出端与另一交流输出协调控制装置交流协调控制设备的隔离装置的第四输入端连接，第五 输出端与另一交流输出协调控制装置交流协调控制设备的隔离装置的第五输入端连接，第 六输出端与另一交流输出协调控制装置交流协调控制设备的隔离装置的第六输入端连接。图2为根据本实用新型的控制锁定装置的结构图。包括第一电子开关IC2A、第二 电子开关IC2B、第三电子开关IC2C、或非门IC3B、或非门IC3C、与门IC4B、与门IC4D以及开 关管Q2。第一电子开关IC2A的15脚连接与门IC4B的5脚，第一电子开关IC2A的15脚经 电阻R5连接于第一电子开关IC2A的控制端10脚，第一电子开关IC2A的2脚通过电阻R4 与第三电子开关IC2C的13脚连接，第一电子开关IC2A的1脚接高电平信号；第二电子开关IC2B的5脚与CONl脚相连，第二电子开关IC2B的4脚连接或非门 IC3C的8脚和9脚、第二电子开关IC2B的4脚连接与门IC4B的6脚，第二电子开关的3脚 经电阻R8接高电平信号，第二电子开关IC2B的控制端连接于第一电子开关IC2A的15脚；第三电子开关IC2C的13脚通过电容C2与第三电子开关IC2C的14脚连接，第三 电子开关IC2C的12脚与或非门IC3B的4脚相连，第三电子开关IC2C的11脚与或非门 IC3C的10脚连接；或非门IC3B的5脚和6脚经电阻R3、电阻R2与隔离装置相连；与门IC4B的4脚与信号转换控制装置的第三输入端、交流波形控制装置的第三输 入端连接；与门IC4D的11脚通过隔离装置与开关管Q2连接，与门IC4D的12脚和13脚与 CONl脚连接。
以下结合附图对本实用新型的工作原理进行说明。当焊接电源A先于焊接电源B进行焊接时，焊接电源A的CONl脚控制信号先由 高电平变为低电平，此低电平控制信号输入到第二电子开关IC2B的5脚，由第二电子开关 IC2B的4脚输出。第二电子开关IC2B的4脚输出的低电平控制信号输入到或非门IC3C的 8脚和9脚，或非门IC3C的10脚输出高电平控制信号，控制第三电子开关IC2C的工作，使 第三电子开关IC2C的13脚和14脚接通，第三电子开关IC2C的13脚的低电平信号由第三 电子开关IC2C的14脚输出，即第三电子开关IC2C的14脚输出锁定为低电平，此低电平信号经第一电子开关IC2A的2脚和15脚，一路经电阻R5输入到第一电子开关IC2A的控制 端10脚，即使第一电子开关IC2A的2脚和15脚接通状态锁定，另外一路输入到第二电子 开关IC2B的控制端，保持第二电子开关IC2B的5脚和4接通，这样就锁定了第一电子开关 IC2A、第二电子开关IC2B、第三电子开关IC2C的工作状态；同时，第二电子开关IC2B的4脚 输出的低电平控制信号输入到与门IC4B的6脚、第一电子开关IC2A的15脚输出的低电平 控制信号输入到与门IC4B的5脚，使与门IC4B的4脚输出低电平控制信号，只要焊接电源 A的CONl脚输出一直为低电平，此状态就一直保持不变。IC4B的4脚输出的低电平控制信号输入到信号转换控制装置的第三输入端，控制 信号转换控制装置的工作，使焊接电源A的M2脚输出的带有基准频率、相位、占空比信息的 控制信号经信号转换控制装置后，一路由焊接电源A的Ml脚输入，控制焊接电源A的交流 输出频率、相位和占空比；另外一路经隔离装置后输入到交流协调控制设备B，并经交流协 调控制设备B的转换，输入到焊接电源B的Ml脚，控制焊接电源B的交流输出频率、相位和 占空比。因此，焊接电源A和焊接电源B的交流输出频率、相位和占空比保持完全一致。IC4B的4脚输出的低电平控制信号输入到交流波形控制装置的第三输入端，控制 交流波形控制装置的工作，使焊接电源A的W2脚输出的交流输出波形控制信号经交流波形 控制装置后，一路由焊接电源A的Wl脚输入，控制 焊接电源A的交流输出波形；另外一路经 隔离装置后输入到交流协调控制设备B，并经交流协调控制设备B的控制，输入到焊接电源 B的Wl脚，控制焊接电源B的交流输出波形。因此，焊接电源A和焊接电源B的交流输出波 形保持完全一致。当焊接电源B先于焊接电源A进行焊接时，焊接电源B的CONl脚控制信号先由高 电平变为低电平，此低电平控制信号经与门IC4D、交流协调控制设备B的隔离装置、交流协 调控制设备A的隔离装置后，一路低电平控制信号输入到开关管Q2的基极，使开关管Q2截 止；另一路低电平控制信号经电阻R2、R3后输入到或非门IC3B的5脚和6脚，并由或非门 IC3B的4脚输出高电平控制信号。此高电平控制信号经第三电子开关IC2C的12脚和14 脚、第一电子开关IC2A的2脚和15脚，经电阻R5输入至第一电子开关IC2A的控制端10 脚，使第一电子开关IC2A的1脚和15脚接通，与第一电子开关IC2A的1脚连接的高电平信 号就从第一电子开关IC2A的15脚输出，即第一电子开关IC2A的15脚输出锁定为高电平； 第一电子开关IC2A的15脚输出的高电平控制第二电子开关IC2B，使第二电子开关的3脚 和4脚接通，高电平信号经电阻R8由第二电子开关的4脚输出，即第二电子开关IC2B的4 脚输出锁定为高电平。同时，第二电子开关IC2B的4脚输出的高电平控制信号输入到与门 IC4B的6脚、第一电子开关IC2A的15脚输出的高电平控制信号输入到与门IC4B的5脚， 使与门IC4B的4脚输出高电平控制信号。只要焊接电源B的CONl脚输出一直为低电平， 此状态就一直保持不变。IC4B的4脚输出的高电平控制信号输入到信号转换控制装置的第三输入端，控制 信号转换控制装置的工作，使焊接电源A的MI脚输入来自焊接电源B的带有基准频率、相 位、占空比信息的控制信号，控制焊接电源A的交流输出频率、相位和占空比。因此，焊接电 源A的交流输出频率、相位和占空比由焊接电源B控制，使焊接电源A和焊电源B的交流输 出频率、相位和占空比保持完全一致。IC4B的4脚输出的高电平控制信号输入到交流波形控制装置的第三输入端，控制交流波形控制装置的工作，使焊接电源A的Wl输入来自焊接电源B的交流输出波形控制信号，控制焊接电源A的交流输出波形；因此，焊接电源A的交流输出波形由焊接电源B控制， 使焊接电源A和焊接电源B的交流输出波形保持完全一致。焊接电源B先于焊接电源A进行焊接，此时焊接电源A的输出频率、相位、占空比 和交流波形由焊接电源B控制，而焊接电源B的输出频率、相位、占空比和交流波形由自己 控制。因此，两台焊接电源在焊接的过程中，如果焊接电源A停止焊接时，交流协调控制设 备B的各状态不变，焊接电源B正常焊接；如果两台焊电源在焊接的过程中，焊接电源B停 止焊接时，焊接电源β的com脚控制信号由低电平变为高电平，此高电平控制信号经与门 IC4D、交流协调控制设备B的隔离装置、交流协调控制设备A的隔离装置后，一路高电平控 制信号输入到开关管Q2的基极，开关管Q2导通，使第一电子开关IC2A的控制端10脚接 地，即变为低电平，第一电子开关IC2A的2脚和15脚接通，解除第一电子开关IC2A的高电 平锁定；另一路高电平控制信号经电阻R2、R3后输入到或非门IC3B的5脚和6脚，并由或 非门IC3B的4脚输出低电平控制信号。此低电平控制信号经第三电子开关IC2C的12脚 和14脚、第一电子开关IC2A的2脚和15脚，经电阻R5输入至第一电子开关IC2A的控制 端10脚，使第一电子开关IC2A的2脚和15脚接通状态锁定；第一电子开关IC2A的15脚 输出的低电平控制第二电子开关IC2B，使第二电子开关的5脚和4脚接通，由焊接电源A的 CONl输出的低电平信号通过第二电子开关的5脚和4脚输入到或非门IC3C的8脚各9脚， 或非门IC3C的10脚输出高电平控制信号，使第三电子开关IC2C的13脚和14脚接通，第 三电子开关IC2C的13脚的低电平信号由第三电子开关IC2C的14脚输出，即第三电子开 关IC2C的14脚输出锁定为低电平，第一电子开关IC2A的15脚输出锁定为低电平，第二电 子开关的5脚和4脚接通状态锁定。同时，第二电子开关IC2B的4脚输出的低电平控制信 号输入到与门IC4B的6脚、第一电子开关IC2A的15脚输出的低电平控制信号输入到与门 IC4B的5脚，使与门IC4B的4脚输出低电平控制信号。与门IC4B的4脚输出低电平控制 信号来控制信号转换控制装置和交流波形控制装置，使焊接电源A的M2脚输出的带有基准 频率、相位、占空比信息的控制信号经信号转换控制装置后，由焊接电源A的Ml脚输入，控 制焊接电源A的交流输出频率、相位和占空比；使焊接电源A的W2脚输出的交流输出波形 控制信号经交流波形控制装置后，由焊接电源A的Wl脚输入，控制焊接电源A的交流输出 波形。即焊接电源B停止焊接后，交流协调控制设备A可以自动调整控制信号，焊接电源A 可以正常焊接。因此，本实用新型的交流协调控制设备可使得交流焊接电源A和交流焊接电源B 的输出相位、频率和占空比完全相同；且实现了两台焊接电源的主从自动切换，服从“先起 为主”的原则；在协调焊接过程中，其中一台焊接电源停止焊接时，另外一台焊接电源可以 正常焊接；协调控制装置抗干扰能力强，信号传输不失真，无误动作。以上对本实用新型进行了描述。虽然本实用新型的详细说明是针对示范实施例 的，但对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改形式以及替换形式都是可设想的。 因此，本实用新型涵盖了所有在所附权利要求明确的本实用新型专利保护范围内的修改形 式和替换形式。
权利要求一种交流协调控制设备，包括控制锁定装置，与焊接电源连接，选通并锁定频率、相位、占空比基准频率控制信号和交流波形控制信号，其第一输入端与焊接电源的第一输出端连接，第二输入端与隔离装置的第一输出端连接，其第一输出端与信号转换控制装置的第三输入端及交流波形控制装置的第三输入端连接，第二输出端与隔离装置的第一输入端连接；信号转换控制装置，对焊接电源输出波形的相位、频率和占空比控制信号进行转换，其第一输入端与焊接电源的第二输出端连接，第二输入端隔离装置的第二输出端连接，第一输出端与焊接电源的第一输入端连接，第二输出端与隔离装置的第二输入端连接；交流波形控制装置，对焊接电源输出波形进行控制，其第一输入端与焊接电源的第三输出端连接，第二输入端与隔离装置的第三输出端连接，第一输出端与焊接电源的第二输入端连接，第二输出端与隔离装置的第三输入端连接；隔离装置，对两台交流焊接电源间控制信号进行隔离及传输，其第四输入端与另一交流协调控制设备的隔离装置的第四输出端连接，第五输入端与另一交流协调控制设备的隔离装置的第五输出端连接，第六输入端与另一交流协调控制设备的隔离装置的第六输出端连接，其第四输出端与另一交流协调控制设备的隔离装置的第四输入端连接，第五输出端与另一交流协调控制设备的隔离装置的第五输入端连接，第六输出端与另一交流协调控制设备的隔离装置的第六输入端连接。
2.根据权利要求1所述交流协调控制设备，其中，控制锁定装置包括第一电子开关 IC2A、第二电子开关IC2B、第三电子开关IC2C、或非门IC3B、或非门IC3C、与门IC4B、与门 IC4D以及开关管Q2。
3.根据权利要求2所述交流协调控制设备，其中第一电子开关IC2A的15脚连接与门IC4B的5脚，第一电子开关IC2A的15脚经电阻 R5连接于第一电子开关IC2A的控制端10脚，第一电子开关IC2A的2脚通过电阻R4与第 三电子开关IC2C的13脚连接，第一电子开关IC2A的1脚接高电平信号；第二电子开关IC2B的5脚与CONl脚相连，第二电子开关IC2B的4脚连接或非门IC3C 的8脚和9脚、第二电子开关IC2B的4脚连接与门IC4B的6脚，第二电子开关的3脚经电 阻R8接高电平信号，第二电子开关IC2B的控制端连接于第一电子开关IC2A的15脚；第三电子开关IC2C的13脚通过电容C2与第三电子开关IC2C的14脚连接，第三电子 开关IC2C的12脚与或非门IC3B的4脚相连，第三电子开关IC2C的11脚与或非门IC3C 的10脚连接；或非门IC3B的5脚和6脚经电阻R3、电阻R2与隔离装置相连； 与门IC4B的4脚与信号转换控制装置的第三输入端、交流波形控制装置的第三输入端 连接；与门IC4D的11脚通过隔离装置与开关管Q2连接，与门IC4D的12脚和13脚与CONl 脚连接。
专利摘要本实用新型提出一种交流协调控制设备，包括控制锁定装置，与焊接电源连接，选通并锁定频率、相位、占空比基准频率控制信号和交流波形控制信号；信号转换控制装置，对焊接电源输出波形的相位、频率和占空比控制信号进行转换；交流波形控制装置，对焊接电源输出波形进行控制；隔离装置，对两台交流焊接电源间控制信号进行隔离及传输。本实用新型使两台交流焊接电源输出相位、频率和占空比完全相同的交流焊接波形，保证两台交流焊接电源进行稳定的共熔池焊接。
文档编号B23K9/10GK201559012SQ200920216009
公开日2010年8月25日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者李文举, 王超, 赵素梅 申请人:唐山松下产业机器有限公司