电弧焊接设备、电弧焊接控制装置及控制方法与流程

本公开涉及电弧焊接技术领域，具体而言，涉及一种电弧焊接设备、电弧焊接控制装置及电弧焊接控制方法。

背景技术：

电弧焊接是一种常见的焊接方式，主要是利用电弧放电产生的热量将焊条或焊丝与工件熔化，在冷却后形成焊缝，从而实现焊面的连接。现有的电弧焊接设备通常包括焊接电源、送丝装置和导电嘴等，在进行焊接时，焊接电源会按照预设的电流和电压进行输出，以在导电嘴和焊件间形成电弧。现有送丝装置通常采用盘装焊丝，其可套装与送丝装置的焊丝盘上，随着焊丝盘的转动以给定的送丝速度进行送丝。在此过程中，送丝速度、焊接电流和焊接电压相互匹配匹，以确保电弧正常。

但是，在现有技术中，焊丝可能会与焊丝盘勾连或卡死，使送丝阻力过大，导致送丝装置送丝不畅或停止，使得焊接电源的输出难以与送丝速度匹配，导致焊接电源的电弧的弧长变长，最终使电弧烧至导电嘴，造成导电嘴损坏，使成本增加，且影响设备安全。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种电弧焊接设备、电弧焊接控制装置及电弧焊接控制方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开的一个方面，提供一种电弧焊接控制方法，用于一电弧焊接设备，所述焊接设备包括送丝装置和焊接电源，所述电弧焊接控制方法包括：

在多个采样时刻对所述送丝装置的送丝电流以及所述焊接电源的焊接电流和焊接电压进行采样；

判断所述送丝电流是否增大；

在所述送丝电流增大时，判断所述焊接电流是否减小和所述焊接电压是否增大；

在所述焊接电流减小和/或所述焊接电压增大时，控制所述送丝装置关闭且所述焊接电源停止输出。

在本公开的一种示例性实施例中，判断所述送丝电流是否增大包括：

计算当前采样时刻和一历史采样时刻的所述送丝电流之差，得到第一差值；

比较所述第一差值和第一预设值，在所述第一差值大于所述第一预设值时，将一第一统计值加1，在所述第一差值不大于所述第一预设值时，将所述第一统计值置0；

比较所述第一统计值和第一预设统计值，在所述第一统计值不小于所述第一预设统计值时，判定所述送丝电流增大。

在本公开的一种示例性实施例中，判断所述送丝电流是否增大包括：

计算当前采样时刻和一历史采样时刻的送丝电流之差，得到第一差值；

比较所述第一差值和第一预设值，在所述第一差值大于所述第一预设值时，判定所述送丝电流增大。

在本公开的一种示例性实施例中，判断所述焊接电流是否减小包括：

计算一历史采样时刻和当前采样时刻的所述焊接电流之差，得到第二差值；

比较所述第二差值和第二预设值，在所述第二差值大于所述第二预设值时，将一第二统计值加1；在所述第二差值不大于所述第二预设值时，将所述第二统计值置0；

比较所述第二统计值和第二预设统计值，在所述第二统计值不小于所述第二预设统计值时，判定所述焊接电流减小。

在本公开的一种示例性实施例中，判断所述焊接电流是否减小包括：

计算一历史采样时刻和当前采样时刻的所述焊接电流之差，得到第二差值；

比较所述第二差值和第二预设值，在所述第二差值大于所述第二预设值时，判定所述焊接电流减小。

在本公开的一种示例性实施例中，判断所述焊接电压是否增大包括：

计算当前采样时刻和一历史采样时刻的所述焊接电压之差，得到第三差值；

比较所述第三差值和第三预设值，在所述第三差值大于所述第三预设值时，将一第三统计值加1；在所述第三差值不大于所述第三预设值时，将所述第三统计值置0；

比较所述第三统计值和第三预设统计值，在所述第三统计值不小于所述第三预设统计值时，判定所述焊接电压增大。

在本公开的一种示例性实施例中，判断所述焊接电压是否增大包括：

计算当前采样时刻和一历史采样时刻的所述焊接电压之差，得到第三差值；

比较所述第三差值和第三预设值，在所述第三差值大于所述第三预设值时，判定所述焊接电压增大。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电弧焊接设备还包括报警装置，所述电弧焊接控制方法还包括：

在所述焊接电流减小和/或所述焊接电压增大时，控制所述报警装置发出警报。

根据本公开的一个方面，提供一种电弧焊接控制装置，用于一电弧焊接设备，所述电弧焊接设备包括送丝装置和焊接电源，所述电弧焊接控制装置包括：

采样模块，用于在多个采样时刻对所述送丝装置的送丝电流以及所述焊接电源的焊接电流和焊接电压进行采样；

第一判断模块，用于判断所述送丝电流是否增大；

第二判断模块，用于在所述送丝电流增大时，判断所述焊接电流是否减小和所述焊接电压是否增大；

控制模块，用于在所述焊接电流减小和/或所述焊接电压增大时，控制所述焊接电源停止输出。

根据本公开的一个方面，提供一种电弧焊接设备，包括送丝装置和焊接电源，所述电弧焊接设备还包括上述任意一项所述的电弧焊接控制装置。

本公开的电弧焊接设备、电弧焊接控制装置及电弧焊接控制方法，可对送丝装置的送丝电流和焊接电源的焊接电流和焊接电压进行采样，并对送丝电流是否增大进行判断，在送丝电流增大时，说明送丝阻力增大，送丝速度降低；此时，可进一步判断焊接电流是否减小和焊接电压是否增大，在焊接电流减小和/或焊接电压增大时，说明电弧的弧长增加；此时，可控制送丝装置关闭，以停止送丝，并控制焊接电源停止输出，从而防止导电嘴烧损，有利于保证设备安全。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开示例实施方式的电弧焊接控制方法的流程图。

图2为本公开示例实施方式的电弧焊接控制方法中判断送丝电流增大的流程图。

图3为本公开示例实施方式的电弧焊接控制方法中判断焊接电流减小的流程图。

图4为本公开示例实施方式的电弧焊接控制方法中判断焊接电压增大的流程图。

图5为本公开示例实施方式的电弧焊接控制方法中送丝电流、焊接电流、焊接电压和送丝速度的变化趋势的示意图。

图6为本公开示例实施方式的电弧焊接控制装置的方框图。

图7为本公开示例实施方式的电弧焊接设备的方框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本示例实施方式中提供了一种电弧焊接控制方法，可用于一电弧焊接设备，如图7所示，该电弧焊接设备包括送丝装置5和焊接电源6，送丝装置5可以包括电机和焊丝盘，电机可驱动焊丝盘转动，实现送丝，焊接电源6和送丝装置5的具体结构和工作原理可参考现有的电弧焊接设备，在此不再详述。此外，该电弧焊接设备还可以包括报警装置7，该报警装置7可以是报警灯、蜂鸣器等具有发出警报功能的装置，在此不再一一列举。

如图1所示，本示例实施方式的电弧焊接控制方法可以包括：

步骤s110、在多个采样时刻对所述送丝装置的送丝电流以及所述焊接电源的焊接电流和焊接电压进行采样。

步骤s120、判断所述送丝电流是否增大。

步骤s130、在所述送丝电流增大时，判断所述焊接电流和焊接电压是否增大。

步骤s140、在所述焊接电流和/或所述焊接电压增大时，控制所述送丝装置关闭且所述焊接电源停止输出。

本示例实施方式的电弧焊接控制控制方法，可对送丝装置的送丝电流和焊接电源的焊接电流和焊接电压进行采样，并对送丝电流是否增大进行判断，在送丝电流增大时，说明送丝阻力增大，送丝速度降低；此时，可进一步判断焊接电流是否减小和焊接电压是否增大，在焊接电流减小和/或焊接电压增大时，说明电弧的弧长增加；此时，可控制送丝装置关闭，以停止送丝，并控制焊接电源停止输出，从而防止导电嘴烧损，有利于保证设备安全。

下面，将对本示例实施方式中的电弧焊接控制方法的各步骤进行进一步的说明。

在步骤s110中，在多个采样时刻对送丝装置的送丝电流以及焊接电源的焊接电流和焊接电压进行采样。

送丝电流可以是上述送丝装置5的电机的工作电流；焊接电流可为焊接电源6的输出电流，焊接电压可为焊接电源6的输出电压。多个采样时刻可为预定间隔的多个时刻，具体数值在此不做特殊限定。上述采样可通过同一采样装置同时送丝电流、焊接电流和焊接电压进行采样，也可通过不同的采样装置分别对送丝电流、焊接电流和焊接电压进行采样；采样装置的具体结构和采样的原理可参考现有采样技术，在此不再详述。

在步骤s120中，判断送丝电流是否增大。

如图2所示，判断送丝电流是否增大可以包括步骤s1210～s1230，其中：

在步骤s1210中，计算当前采样时刻和前一采样时刻的送丝电流之差，得到第一差值。

每得到一送丝电流，均可计算其与一历史采样时刻的送丝电流之差，从而可依次得到多个第一差值。该历史采样时刻可以是当前采样时刻的前一采样时刻，但不以此为限，也可以是前一采样时刻之前的任一采样时刻，且当前采样时刻和该历史采样时刻可间隔预设数量的采样时刻。第一差值的计算可通过减法器等能够计算两信号之差的装置或电路来实现，具体可参考现有的减法器等装置，在此不再详述。

在步骤s1220中，比较第一差值和第一预设值，在第一差值大于第一预设值时，将一第一统计值加1，在第一差值不大于第一预设值时，将第一统计值置0。

每确定一第一差值，均可将该第一差值与第一预设值进行比较，每判断出一个第一差值大于第一预设值，则第一统计值加1，但若判断出一个第一差值不大于第一预设值，则第一统计值置0。由此，可对大于第一预设值的第一差值进行计数，通过确认第一统计值的数值，即可判断出最多连续多少个第一差值大于第一预设值。第一差值和第一预设值的比较可通过比较器等能比较大小的装置或电路来实现；第一统计值的加1和置0可通过计数器等能够累加计数和清零的装置或电路来实现，具体可参考现有的比较器和计数器等装置，在此不再详述。

在步骤s1230中，比较第一统计值和第一预设统计值，在第一统计值不小于第一预设统计值时，判定送丝电流增大。

第一预设统计值可以是1、2、3、4等正整数，举例而言，第一预设统计值为3，可将第一统计值与3进行比较，在第一统计值大于或等于3时，说明至少连续三次判定出第一差值大于第一预设值，即至少在三个连续的采样时刻，送丝电流逐渐增大，从而可判定送丝电流增大。如图5所示，图5中的曲线s1示出了送丝电流的变化趋势，s4示出了送丝速度的变化趋势，虚线k1示出了送丝阻力变大的时刻，虚线k2示出了弧长增大的时刻。由于在送丝阻力增大会导致送丝装置的功率上升，使送丝电流增大，因而，在送丝电流增大时，可判定送丝阻力增大，说明可能出现了送丝不畅的情况。由此，可通过判定送丝电流来判段送丝阻力。第一统计值和第一预设统计值的比较也可通过比较器等能比较大小的装置或电路来实现，在此不再详述。此外，在第一统计值不小于第一预设统计值时，判定送丝电流增大时，并可生成第一控制信号，从而可通过检测第一控制信号，确定送丝电流是否增大。

当然，在本公开的其它示例实施方式中，判断送丝电流是否增大也可不包括上述将第一统计值和第一预设统计值比较的步骤，而仅对第一差值和第一预设值进行比较，在判断出第一差值大于第一预设值时，判定送丝电流增大，且生成第一控制信号。

在步骤s130中，在判定送丝电流增大时，判断焊接电流是否减小和焊接电压是否增大。

如图3所示，判断焊接电流是否减小可以包括步骤s1310～s1330，其中：

在步骤s1310中，计算一历史采样时刻和当前采样时刻的焊接电流之差，得到第二差值。

步骤s1310可在判定送丝电流增大时进行，且判断送丝电流是否增大可通过判断是否接收到第一控制信号来判断，若接收到第一控制信号，则说明送丝电流增大；若未接收到第一控制信号，则说明送丝电流未增大。该历史采样时刻和当前采样时刻可间隔预设数量的采样时刻，每得到一焊接电流，均可计算其与历史采样时刻的焊接电流之差，从而可依次得到多个第二差值，具体可参考上述获取第一差值的方式，在此不再详述。

在步骤s1320中，比较第二差值和第二预设值，在第二差值大于第二预设值时，将一第二统计值加1；在第二差值不大于第二预设值时，将第二统计值置0。

可对大于第二预设值的第二差值进行计数，通过确认第二统计值的数值，即可判断出最多连续多少个第二差值大于第二预设值，具体可参考上述步骤s1220中比较第一差值和第一预设值的方式，在此不再详述。

在步骤s1330中，比较第二统计值和第二预设统计值，在第二统计值不小于第二预设统计值时，判定焊接电流减小。

第二预设统计值可以是1、2、3、4等正整数，其可与第一预设统计值相同，也可以不同，具体判断方式可参考上述步骤s1230中通过比较第一统计值和第一预设统计值判定送丝电流增大的方式，在此不再详述。由于焊接电流通常会随着电弧长度的增大而减小，因而，在判定出焊接电流减小时，可判定电弧的弧长增大。由此，可通过判定焊接电流来判定电弧的弧长是否增大，如图5所示，图5中的曲线s2示出了焊接电流的变化趋势，s4示出了送丝速度的变化趋势，虚线k1示出了送丝阻力变大的时刻，虚线k2示出了弧长增大的时刻。第二统计值和第二预设统计值的比较也可通过比较器等能比较大小的装置或电路来实现，在此不再详述。此外，在第二统计值不小于第二预设统计值时，可判定焊接电流减小，并可生成第二控制信号，从而可通过检测第二控制信号，确定焊接电流是否减小。

当然，在本公开的其它示例实施方式中，判断焊接电流是否减小也可不包括上述将第二统计值和第二预设统计值比较的步骤，而仅计算第二差值，并对第二差值和第二预设值进行比较，在判断出第二差值大于第二预设值时，判定焊接电流减小，并生成上述第二控制信号。

如图4所示，判断焊接电压是否增大可以包括步骤s1340～s1360，其中：

在步骤s1340中，计算当前采样时刻和前一采样时刻的所述焊接电压之差，得到第三差值。

步骤s1340可与步骤s1310同步进行，且当前采样时刻和该历史采样时刻可间隔预设数量的采样时刻，每得到一焊接电压，均可计算其与前一采样时刻的焊接电压之差，从而可依次得到多个第三差值，具体可参考上述获取第一差值的方式，在此不再详述。

在步骤s1350中，比较所述第三差值和第三预设值，在所述第三差值大于所述第三预设值时，将一第三统计值加1；在所述第三差值不大于所述第三预设值时，将所述第三统计值置0。

可对大于第三预设值的第三差值进行计数，通过确认第三统计值的数值，即可判断出最多连续多少个第三差值大于第三预设值，具体可参考上述步骤s1220中比较第一差值和第一预设值的方式，在此不再详述。

在步骤s1360中，比较所述第三统计值和第三预设统计值，在所述第三统计值不小于所述第三预设统计值时，判定所述焊接电压增大。

第三预设统计值可以是1、2、3、4等正整数，其可与第二预设统计值相同，也可以不同，具体判断方式可参考上述步骤s1230中通过比较第一统计值和第一预设统计值判定送丝电流增大的方式，在此不再详述。由于焊接电压通常会随着电弧长度的增大而增大，因而，在判定出焊接电压增大时，可判定电弧的弧长增大。由此，可通过判定焊接电压来判定电弧的弧长是否增大，如图5所示，图5中的曲线s3示出了焊接电压的变化趋势，s4示出了送丝速度的变化趋势，焊接电压的变化趋势虚线k1示出了送丝阻力变大的时刻，虚线k2示出了弧长增大的时刻。第三统计值和第三预设统计值的比较也可通过比较器等能比较大小的装置或电路来实现，在此不再详述。此外，在第三统计值不小于第三预设统计值时，判定焊接电压增大时，并可生成上述第二控制信号。

当然，在本公开的其它示例实施方式中，判断焊接电压是否增大也可不包括上述将第三统计值和第三预设统计值比较的步骤，而仅计算第三差值，并对第三差值和第三预设值进行比较，在判断出第三差值大于第三预设值时，即判定焊接电压增大，并生成上述第二控制信号。

需要说明的是，生成第二控制信号的条件并不限于焊接电流减小和焊接电压增加同时发生，在仅焊接电流减小时，或者仅焊接电压增大时，也可生成第二控制信号，因而，只要接收到第二控制信号，即可判定焊接电流减小和/焊接电压增加。

在步骤s140中，在焊接电流减小和/或焊接电压增大时，控制送丝装置5关闭且焊接电源6停止输出。

在判定焊接电流减小和/或焊接电压增大时，说明送丝阻力的增大后，电弧的弧长增加，送丝不畅已经造成了电弧的弧长增加，使导电嘴有烧损的风险，此时，可控制送丝装置5关闭，以停止送丝，并控制焊接电源停止输出，以便及时对送丝装置5进行检修，避免导电嘴烧损。同时，由于对焊接电流和焊接电压的判定是以送丝电流增大为条件的，从而可避免在送丝电流增大，但电弧的弧长还未出现过短的情况下关机，可提高判断结果的准确性，避免误判造成错误关机。此外，送丝装置5的关闭可以是关闭其电机；控制焊接电源6停止输出可以是关闭其逆变器，具体可参考现有的送丝装置和焊接电源，在此不再详述。

本示例实施方式的电弧焊接控制方法还可以包括：

在焊接电流减小和/或焊接电压增大时，控制报警装置7发出警报。

发出警报的方式可视报警装置7的类型而定，举例而言，若报警装置7为报警灯，则发出警报的方式为报警灯亮起；若报警装置7为蜂鸣器，则发出警报的方式为发出报警音。

此外，控制报警装置7发出警报可以包括：

控制报警装置7以预设时长发出警报，使得警报在持续预设时长后，可自动停止。该预设时长可以是5秒、10秒等，在此不对其数值做特殊限定。当然，也可以是手动关闭报警装置7。

本示例实施方式的电弧焊接控制方法还可以包括：

在关闭送丝装置5和控制焊接电源6停止输出后，可将上述的第一统计值、第二统计值和第三统计值置0，以便在下一次焊接时，可重新进行判定。

下述为本公开装置实施方式，可以用于执行本公开方法实施方式。对于本公开装置实施方式中未披露的细节，请参照本公开方法实施方式。

本公开示例实施方式还提供一种电弧焊接控制装置，用于一电弧焊接设备，该电弧焊接设备包括送丝装置5和焊接电源6，送丝装置5可以包括电机和焊丝盘，电机可驱动焊丝盘转动，实现送丝，焊接电源6和送丝装置5的具体结构和工作原理可参考现有的电弧焊接设备，在此不再详述。此外，该电弧焊接设备还可以包括报警装置7，该报警装置7可以是报警灯、蜂鸣器等，具有发出警报功能的装置，在此不再一一列举。

如图6所示，本示例实施方式的电弧焊接控制装置包括采样模块1、第一判断模块2、第二判断模块3和控制模块4。

在本示例实施方式中，采样模块1可用于在多个采样时刻对送丝装置5的送丝电流以及焊接电源6的焊接电流和焊接电压进行采样；

在本示例实施方式中，第一判断模块2可用于判断所述送丝电流是否增大；

在本示例实施方式中，第二判断模块3可用于在所述送丝电流增大时，判断所述焊接电流是否减小和所述焊接电压是否增大；

在本示例实施方式中，送丝装置5和焊接电源6均可与控制模块4连接，控制模块4可用于在所述焊接电流减小和/或所述焊接电压增大时，控制送丝装置5关闭且焊接电源6停止输出。

在本示例实施方式中，控制模块4还可与报警装置7连接，用于在在焊接电流减小和/或焊接电压增大时，控制报警装置发出警报，发出警报的方式可参考上述方法示例实施方式，在此不再详述。

上述电弧焊接控制装置中各模块的具体细节已经在对应的电弧焊接控制方法中进行了详细描述，因此此处不再赘述。

本示例实施方式还提供了一种电弧焊接设备，如图7所示，本示例实施方式的电弧焊接设备包括送丝装置5和焊接电源6，送丝装置5可以包括电机和焊丝盘，电机可驱动焊丝盘转动，实现送丝，焊接电源6和送丝装置5的具体结构和工作原理可参考现有的电弧焊接设备，在此不再详述。此外，该电弧焊接设备还可以包括报警装置7，该报警装置7可以是报警灯、蜂鸣器等，具有发出警报功能的装置，在此不再一一列举。同时，本示例实施方式的电弧焊接设备还包括上述任一项所述的电弧焊接控制装置。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。