用于氩弧焊机的精细远程控制系统及方法与流程

本发明涉及电焊机领域，具体地，涉及一种用于氩弧焊机的精细远程控制系统及方法。

背景技术：

电焊机作为电器设备的一种，朝着人性化和专业化的方向发展，专业氩弧焊机通常都配有远控装置。目前的带远控的氩弧焊机，有两大不足：其一，通过操作界面选择远控近控模式，界面不够简化，操作繁琐；其二为最小输出电流和最大输出电流要么存在死区，要么达不到预设值，并且线性度较差。

本发明提出的用于氩弧焊机的精细远程控制系统及方法，能够有效弥补以上不足。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于氩弧焊机的精细远程控制系统及方法。

根据本发明提供的用于氩弧焊机的精细远程控制方法，包括如下步骤：

步骤1：对远控装置和氩弧焊机的逆变控制电路进行隔离供电；

步骤2：将远控装置的电流给定信号Ig1线性隔离采样为电流给定信号Ig2，将远控装置的开关信号key1隔离采样为开关信号key2；

步骤3：读取隔离采样后的开关信号key2作为开关逆变器的依据；

步骤4：读取隔离采样后的电流给定信号Ig2，通过电流给定信号Ig2的初始值判断焊机为近控模式还是远控模式；通过对电流给定信号Ig2做线性度处理，消除脚踏开关与采样电路带来的误差，精确控制输出电流。

优选地，所述步骤1中的远控装置与焊机通过信号线相连，所述远控装置是指能够在远离焊机的位置，操控焊机输出的装置。

优选地，所述步骤4包括：当远控装置未接入焊机接口时，电流给定信号Ig2的值为零，当远控装置接入焊机接口时，电流给定信号Ig2有一个起始值；

当电流给定信号Ig2小于远控近控阀值信号Igr时，为近控模式；

当电流给定信号Ig2大于等于远控近控阀值信号Igr时，为远控模式。

优选地，所述步骤4还包括：对隔离采样后的电流给定信号Ig2作线性度处理，即在远控模式下进行最小值处理和最大值处理；

远控模式下最小值处理步骤：枪开关闭合前，对采集到的远控装置初始给定电流做平均值处理，得到初始给定电流平均值Ig2_min，将Ig2_min与经校准的输出电流一致的最小预设值I_min做比较，将差值补偿给Ig2_min，使得最小输出电流与最小预设值一致；

远控模式下最大值处理步骤：把远控信号给到最大，检测得到远控给定信号的最大值Ig2_max，将Ig2_max与经校准的输出电流一致的最大预设值I_max做比较，补偿差值给Ig2_max，使得最大输出电流与最大预设值一致。

优选地，所述步骤4中的对隔离采样后的电流给定信号Ig2做线性度处理的计算公式如下：

Ig3＝I_min+(Ig2-Ig2_min)*(I_max-I_min)/(Ig2_max-Ig2_min)；

式中：I_min表示经校准且与输出电流一致的最小预设值，Ig2_min表示初始给定电流平均值，I_max表示经校准且与输出电流一致的最大预设值，Ig2_max表示远控给定信号的最大值，Ig3表示实际控制输出电流给定信号。

根据本发明提供的用于氩弧焊机的精细远程控制系统，包括：远控隔离供电模块、远控信号采集模块、枪开关隔离取样模块、电流给定隔离线性取样模块、软件远控信号处理模块；

所述远控隔离供电模块，用于对远控装置和氩弧焊机的逆变控制电路进行隔离供电；

远控信号采集模块，用于采集远控装置枪开关信号key1和远控装置电流给定信号Ig1；

枪开关隔离取样模块，将远控装置的开关信号key1隔离采样为开关信号key2；

电流给定隔离线性取样模块，将远控装置的电流给定信号Ig1线性隔离采样为电流给定信号Ig2；

软件远控信号处理模块，读取隔离采样后的电流给定信号Ig2，通过电流给定信号Ig2的初始值判断焊机处于近控模式还是远控模式；通过对电流给定信号Ig2做线性度处理，消除脚踏开关与采样电路带来的误差，精确控制输出电流。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的用于氩弧焊机的精细远程控制系统通过对远控部分隔离供电，以避免远控电路与逆变控制电路相互干扰，并自动判断焊机为近控还是远控模式，能够消除实际输出最小和最大电流与预设值误差；且远程控制输出电流线性度高，无死区。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的用于氩弧焊机的精细远程控制系统的原理框图；

图2为远控隔离供电模块与枪开关隔离采样模块的电路原理图；

图3为远控组件的电路原理图；

图4为电流给定隔离线性取样模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的用于氩弧焊机的精细远程控制方法，包括如下步骤：

步骤1：对远控部分隔离供电，以避免远控电路与逆变控制电路相互干扰；

步骤2：采用隔离取样电路，将远控装置电流给定信号Ig1线性隔离采样为电流给定信号Ig2，将远控装置的开关信号key1隔离采样为开关信号key2。

步骤3：软件系统读取隔离采样后的开关信号key2作为开关逆变器的依据。

步骤4：读取隔离采样后的电流给定信号Ig2，通过其初始值，来判别焊机处于近控还是远控模式；通过对其做线性度处理，消除脚踏开关与采样电路带来的误差，精确控制输出电流。

具体地，如图1所示，首先，对远控电路部分隔离供电，以避免远控电路与逆变控制电路间相互干扰；其次，采用隔离取样电路，将远控装置电流给定信号Ig1线性隔离采样为信号Ig2，将远控装置强开关信号key1隔离采样为信号key2。远控电流给定信号Ig1，接入远控装置后,设置有一初始值，可用以自动判断焊机为近控还是远控模式；最后，软件系统读取隔离采样后的信号key2作为开关逆变器的依据；读取隔离采样后的信号Ig2，用途其一为通过其初始值，来判别焊机处于近控还是远控模式，用途其二为对其做线性度处理，消除脚踏开关与采样电路带来的误差，精确控制输出电流。

如图2所示，远控隔离供电模块由变压器T1、二极管D1、电阻R2、电容C2、电容C3、芯片U2、电容C6、电容C7组成，开关电源产生的交流电18Vdp通过隔离变压器T1，经二极管D1、电阻R2、电容C2、电容C3整流滤波后产生+18VB直流电，为开关信号采集电路供电，再经芯片U2、电容C6、电容C7稳压滤波后，产生15VB直流电，为远控给定信号电路供电。该隔离供电电路可避免远控电路与逆变控制电路相互干扰。其中，所述芯片U2为器件，其型号为L7815CV。

如图2、图3所示，包括远控信号采集模块和枪开关隔离采样模块，其中远控信号采集模块又包括枪开关信号采集模块和电流给定信号采集模块。

枪开关信号采集模块包括电阻R4、电容C5、开关SW1、电阻R3、电容C4，当枪开关断开时，电阻R3右端的远控装置枪开关信号Key1为0，当枪开关闭合时，+18VB信号经电阻R4、开关SW1流入电阻R3，电阻R3右端的远控装置枪开关信号Key1信号为+18V。

枪开关隔离取样模块，由芯片U1、电阻R1、电容C1组成，枪开关断开，远控装置枪开关信号Key1为0，光耦U1不导通，隔离采样后的信号Key2信号为15V；当枪开关闭合时，光耦U1导通，Key2信号为0V，实现隔离采样枪开关信号。其中，光耦U1的型号为PC817。

电流给定信号采集包括滑动变阻器VR1、电阻R5、电阻R6、电阻R7，当远控插头(接口CN2)未接入接口CN1时，INPUT信号为0，当远控插头接入CN1时，此时电位器VR1滑片在最左端，INPUT采集到的是滑动变阻器VR1与电阻R5的分压值，通过检测INPUT的值来自动识别近控还是远控。电流给定信号INPUT随远控装置调节滑动变阻器VR1而变化，该信号经过电阻R6、电阻R7分压后，产生远控装置电流给定信号Ig1。

如图4所示，电流给定隔离线性取样模块，由二极管D2、二极管D3、电容C8、电阻R8、电容C9、电阻R9、芯片U3、电阻R10、电容C10、芯片U4、电阻R11、电容C11、芯片U5、电容C12组成，电流给定信号Ig1经由电阻R8、芯片U3、电阻R9、电阻R10、芯片U4、电阻R11组成的线性隔离取样电路后，再经芯片U5跟随后产生远控给定信号Ig2。其中，所述芯片U3为器件，其型号为LM358；芯片U4为器件，其型号为HCNR200；所述芯片U5为器件，其型号为LM358。

软件远控信号处理模块，软件系统扫描远控强开关信号Key2与远控给定信号Ig2，当远控强开关信号Key2为低时，开逆变器，当远控强开关信号Key2为高时，关逆变器。当远控给定信号Ig2小于远控近控阀值电压Vr时，为近控模式，当远控给定信号Ig2大于远控近控阀值电压Vr时，为远控模式，实现自动判别近控远控。

远控模式下进行最小值处理，枪开关闭合前，对采集到的初始给定电流做平均值处理得到Ig2_min，初始平均值Ig2_min与已校准过与输出电流一致的最小预设值I_min做比较，补偿差值给Ig2_min，使得最小输出电流与最小预设值一致，解决由于远控装置与采样电路引起的最小电流存在死区或者超过最小电流的问题。远控模式下进行最大值处理，需要预调试，把远控信号给到最大，检测到远控给定信号最大值Ig2_max，与已校准过与输出电流一致的最大预设值I_max做比较，补偿差值给Ig2_max，使得最大输出电流与预设值一致，解决由于远程装置与采样电路引起的最大电流存在死区或者达不到最大电流的问题。之后再线性度处理步骤，已知Ig2_min、I_min、Ig2_max、I_max四个信号的值，可通过公式Ig3＝I_min+(Ig2-Ig2_min)*(I_max-I_min)/(Ig2_max-Ig2_min)，做线性度处理，提高输出电流线性度，远控给定信号Ig2为实时检测到的远控给定信号，Ig3为实际控制输出电流给定信号。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。