一种焊机电源寻位电路、寻位装置及焊接寻位系统的制作方法

本实用新型涉及焊接寻位技术领域，特别是涉及一种焊机电源寻位电路、寻位装置及焊接寻位系统。

背景技术：

在目前机器人或专机焊接应用的寻位电路中，寻位电源电路是并联在焊机电源的输出端上的，在焊接前的寻位过程中，输出端的输出电压可能会高于寻位电源电路的电压,导致寻位电源电路开环,从而破坏寻位电源电路的稳定性。在实际焊接时，由于寻位电源电路的输出端和焊接回路是并联在一起的，一方面，瞬态电流通过焊接回路中的器件进行储能和续流并灌入寻位电源电路中，从而使得寻位电源电路内部的开关器件承受过大的电流导致其损坏；另一方面，在对焊接电源进行电压采样时会受到寻位电源电路的干扰，使得焊接电压的采样精度下降，从而影响焊接质量。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种焊机寻位电源电路、寻位装置及焊接寻位系统，能够解决现有技术中电路工作不可靠以及焊接质量不高的技术问题。

本实用新型实施例为解决上述技术问题提供了如下技术方案：

在第一方面，本实用新型实施例提供了一种焊机电源寻位电路，包括：焊接电源电路，用于与焊丝连接，并对所述焊丝输出焊接电源；寻位电源电路，用于输出寻位电压；采样电路，与所述焊接电源电路连接，用于采集所述焊接电源电路输出端的输出电压；控制器，分别与所述采样电路和所述寻位电源电路连接，用于根据所述输出电压控制所述寻位电源电路的输出；寻位开关电路，连接在所述焊接电源电路的输出端与所述寻位电源电路的输出端之间，当所述控制器控制所述寻位电源电路输出所述寻位电压时，所述寻位开关电路工作在导通状态，以使所述寻位电压通过所述寻位开关电路施加在所述焊丝上；当所述焊丝与工件接触时，所述控制器根据所述输出电压确定寻位成功；当寻位完毕后，所述控制器关闭所述寻位电源电路的输出，以使所述寻位开关电路工作在截止状态，断开所述焊接电源流经所述寻位开关电路的回路。

可选地，所述寻位开关电路包括：触发电路，与所述寻位电源电路连接，用于根据所述寻位电压，产生触发电流；晶闸管，与所述触发电路连接，用于根据所述寻位电压及所述触发电流，工作在导通状态；以及第一二极管，连接在所述寻位电源电路与所述焊接电源电路的输出端之间，用于阻断所述焊接电源电路的输出电流流入所述寻位电源电路。

可选地，所述触发电路包括第一电阻，第二电阻、第三电阻及第一电容，所述第一电阻的一端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一电阻的另一端与所述晶闸管的阳极连接，所述第二电阻、所述第一电容的一端和所述第一二极管的阳极共同连接在第一节点，所述第二电阻、所述第一电容的另一端和所述第三电阻的一端共同连接在所述第二节点，所述第三电阻的另一端与所述晶闸管的门极连接，所述晶闸管的阴极接地。

可选地，所述采样电路包括第四电阻、第五电阻及模数转换电路，所述模数转换电路分别与所述第四电阻、所述第五电阻的一端及所述控制器连接，所述第四电阻的另一端与所述第一电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第一电阻的另一端连接。

可选地，所述焊接电源电路包括：第一整流滤波电路，用于将输入的电源进行整流滤波处理，以输出平滑的直流电压；第一逆变电路，与所述第一整流滤波电路连接，用于对所述第一整流滤波电路输出的直流电压转换为交流电压；第一反激电路，与所述第一逆变电路连接，用于输出所述焊接电源。

可选地，所述第一反激电路包括第二二极管、第三二极管、第一电感、所述第一电阻及第一变压器，所述第二二极管的阴极与所述第一电感的一端、所述第三二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与所述第一变压器副边绕组的一端连接,所述第一电感的另一端与所述第一电阻的一端连接，所述第三二极管的阳极与所述第一变压器副边绕组的另一端及所述第一电阻的另一端连接。

可选地，所述寻位电源电路包括：降压转换电路，用于将输入的电源进行降压转换处理，以输出降压后的电源；第二整流滤波电路，与所述降压转换电路连接，用于将所述降压转换电路输出的电源进行整流滤波处理，以输出平滑的直流电压；第二逆变电路，与所述第二整流滤波电路连接，用于将所述第三整流滤波电路输出的直流电压转换为交流电压；第二反激电路，与所述第二逆变电路连接，用于输出所述寻位电压。

可选地，所述第二反激电路包括第四二极管、第六电阻、第二电容及第二变压器，所述第四二极管的阴极、所述第六电阻的一端及所述第二电容的一端共同连接在所述第一节点，所述第四二极管的阳极与所述第二变压器副边绕组的一端连接，所述第六电阻、所述第二电容的另一端与所述第二变压器副边绕组的另一端连接。

在第二方面，本实用新型提供了一种寻位装置，包括如上所述的焊机电源寻位电路。

在第三方面，本实用新型实施例提供了一种焊接寻位系统，包括如上所述的焊机电源寻位电路；以及焊丝，与所述焊机电源寻位电路中的焊接电源电路连接。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种焊机电源寻位电路、寻位装置及焊接寻位系统。该焊机寻位电源电路包括：焊接电源电路，与焊丝连接，对焊丝输出焊接电源；寻位电源电路，输出寻位电压；采样电路，采集焊接电源电路的输出端的输出电压；控制器，根据输出电压控制寻位电源电路的输出；寻位开关电路，当控制器控制寻位电源电路输出寻位电压时，寻位开关电路工作在导通状态，当焊丝与工件接触时，控制器根据输出电压确定寻位成功，控制器关闭寻位电源电路的输出时，寻位开关电路工作在截止状态，以断开焊接电源流经寻位开关电路的回路。本实用新型实施例能够解决电路工作不可靠，焊接质量不高的技术问题。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片仅作为示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供的一种焊机电源寻位电路的电路结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种寻位开关电源电路的电路结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种焊机电源寻位电路的电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种25米功率线盘线电流波形的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在第一方面，请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的一种焊机电源寻位电路的电路结构框图。如图1所示，焊机电源寻位电路100包括焊接电源电路11、寻位电源电路12、采样电路13、控制器14以及寻位开关电路15，焊接电源电路11与焊丝连接，采样电路13与焊接电源电路11连接，控制器14分别与采样电路13和寻位电源电路12连接，寻位开关电路15连接在焊接电源电路11的输出端与寻位电源电路12的输出端之间。

具体地，当要进行焊接操作时，焊接电源电路11对焊丝输出焊接电源，当要进行寻位操作时，寻位电源电路12用于输出寻位电压，采样电路13用于采集焊接电源电路11输出端的输出电压，并将对应的电压信号输出至控制器14，控制器14用于根据输出电压控制寻位电源电路的输出，当控制器14控制寻位电源电路12输出寻位电压时，寻位开关电路15工作在导通状态，以使寻位电压通过寻位开关电路15施加在焊丝上；当焊丝与工件接触时，控制器14根据输出电压确定寻位成功；当寻位完毕后，控制器14关闭寻位电源电路12的输出，以使寻位开关电路15工作在截止状态，断开焊接电源流经寻位开关电路15的回路。

在本实施例中，寻位开关电路15根据寻位电压工作在导通状态，当寻位完毕后，寻位开关电路15工作在截止状态，以断开焊接电源流经寻位开关电路15的回路，从而提高了电路工作的稳定性和焊接质量。

在一些实施例中，请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的一种寻位开关电源电路的电路结构示意图。如图2所示，寻位开关电路15包括触发电路151、晶闸管scr以及第一二极管d1，触发电路151与寻位电源电路12连接，晶闸管scr与触发电路151连接，第一二极管d1连接在寻位电源电路12与焊接电源电路11的输出端之间。

具体地，触发电路151根据寻位电压，产生触发电流，晶闸管scr根据寻位电压及触发电流，工作在导通状态，第一二极管d1用于阻断焊接电源电路11的输出电流流入寻位电源电路12。

在一些实施例中，请再参阅图2,如图2所示，触发电路151包括第一电阻r1，第二电阻r2、第三电阻r3及第一电容c1，第一电阻r1的一端与第一二极管d1的阴极连接，第一电阻r1的另一端与晶闸管scr的阳极连接，第二电阻r2、第一电容c1的一端和第一二极管d1的阳极共同连接在第一节点2a，第二电阻r2、第一电容c1的另一端和第三电阻r3的一端共同连接在第二节点2b，第三电阻r3的另一端与晶闸管scr的门极连接，晶闸管scr的阴极接地。

在一些实施例中,请参阅图3，图3为本实用新型实施例提供的一种焊机电源寻位电路的电路结构示意图。如图3所示，采样电路13包括第四电阻r4、第五电阻r5及模数转换电路131，模数转换电路131分别与第四电阻r4、第五电阻r5的一端及控制器14连接，第四电阻r4的另一端与第一电阻r1的一端连接，第五电阻r5的另一端与第一电阻r1的另一端连接,其中，第四电阻r4与第五电阻r5用于采集焊接电源电路11输出端的输出电压至模数转换电路131，模数转换电路131将所述输出电压转换成对应的电压信号输出至控制器14。

在一些实施例中,如图3所示，焊接电源电路11包括第一整流滤波电路111、第一逆变电路112及第一反激电路113，第一整流滤波电路111用于将输入的电源进行整流滤波处理以输出平滑的直流电压，第一逆变电路112与第一整流滤波电路111连接，用于对第一整流滤波电路111输出的直流电压转换为交流电压，第一反激电路113与第一逆变电路112连接，用于对第一逆变电路112输出的交流电压进行处理后输出焊接电源，其中，第一逆变电路112输出的交流电压为高频交流电压。

在一些实施例中，如图3所示，第一反激电路113包括第二二极管d2、第三二极管d3、第一电感l1、第一电阻r1及第一变压器t1，第二二极管d2的阴极与电感l1的一端、第三二极管d3的阴极连接，第二二极管d2的阳极与第一变压器t1副边绕组的一端连接,第一电感l1的另一端与第一电阻r1的一端连接，第三二极管d3的阳极与第一变压器t1副边绕组的另一端及第一电阻的另一端连接。

在一些实施例中，如图3所示，寻位电源电路12包括降压转换电路121、第二整流滤波电路122、第二逆变电路123以及第二反激电路124，降压转换电路121用于将输入的电源进行降压转换处理以输出降压后的电源，第二整流滤波电路122与降压转换电路121连接，用于将降压转换电路121输出的电源进行整流滤波处理以输出平滑的直流电压，第二逆变电路123与第二整流滤波电路122连接，用于将第二整流滤波电路122输出的直流电压转换为交流电压，第二反激电路124与第二逆变电路123连接，用于输出寻位电压。

在一些实施例中，如图3所示，第二反激电路124包括第四二极管d4、第六电阻r6、第二电容c2及第二变压器t2，第四二极管d2的阴极、第六电阻r6的一端及第二电容c2的一端共同连接在第一节点2a，第四二极管r4的阳极与第二变压器t2副边绕组的一端连接，第六电阻r6、第二电容c2的另一端与第二变压器t2副边绕组的另一端连接。

为了详细地阐述寻位开关电路15在焊机电源寻位电路100中的工作原理，下面结合图3及图4来进行阐述，并且，焊机电源寻位电路100可应用于焊接机器人或者其他专用设备的焊接系统环境中，以焊接机器人为例，开始寻位、结束寻位以及焊接时焊接电源的给定都是焊接机器人通过通讯的方式进行控制的。

寻位前，寻位电源电路12输出寻位电压，假设寻位电压为v1，此时，触发电路151产生触发电流，通过电阻r3对电容c1充电，晶闸管scr达到导通条件而导通，通过对晶闸管scr的选型及电阻r1的阻值选取，保证(v1-1.1v-vs)/r1大于晶闸管scr的维持电流，从而使得晶闸管scr维持可靠的导通状态，其中，vs为晶闸管scr的导通压降。

寻位开始时，机器人下发寻位指令，此时，机械臂开始摆动，当焊丝与工件触碰时，dc+与dc-短接，采样电路13检测到dc+与dc-两端电压差逐渐降低，当电压差小于一定阈值，例如15％v1时，机器人下发寻位成功指令并开始准备下一点寻位。

当开始进行下一点寻位时，焊丝与工件分离，dc+与dc-两端电压差开始升高，当电压差大于一定阈值，例如80％v1时，进行下一点寻位并依照同样的逻辑确定下一点，至此完成第一条焊缝行走轨迹。

当完成所有的寻位后，机器人下发寻位完成指令，此时，控制焊接电源电路开始输出焊接电源，同时，控制寻位电源电路停止输出寻位电压，v1通过二极管d1、电阻r1以及晶闸管scr构成的电流泄放回路进行放电，(v1-1.1v-vs)/r1小于晶闸管scr的维持电流而使晶闸管scr关断，当晶闸管scr关断后，电容c1对电阻r2放电，以保证后续再次可靠地触发晶闸管scr。

当进行焊接时，机器人下发焊接指令，开始焊接，此时，晶闸管scr仍然处于关断状态，并且，由于二极管d1具有单向导通特性，相当于断开了焊接电源流经寻位开关电路15的回路。

在没有接入寻位开关电路15的情况下：在焊接过程中，由于寻位电源电路12的直流输出回路与焊接回路是并联在一起的，瞬态电流会形成回路，在di/dt电流变化时，电流不能突变(如图4所示)，此时通过焊接等效回路中的l3和l4进行储能，并且通过二极管d2、二极管d3以及二极管d4进行续流，由于二极管d4一般为快恢复二极管或肖特基二极管，其电流参数、抗浪涌电流小，导致二极管d4承受自身不能承受的大电流而损坏，并且，由于电容c2的作用，使得采样电路13所采样回来的电压值不能反映实际电压需求值，造成采样存在误差，影响焊接电源的采样精度，进而使得焊接质量下降。

并且，通过配置合适的焊接电源、焊接输出的功率焊丝长度等参数确定(l2+l3)的最大值以及通过软件控制电流的变化率di/dt，即使在焊接过程中，在较大的电流变化率、焊丝较长的情况下，(l2+l3)相对较大时，只要选取合适的晶闸管scr，保证(l2+l3)*di/dt小于晶闸管scr的电压应力，可使得晶闸管scr不易受到损坏，从而保证寻位开关电路15的工作稳定性。

因此，通过采用寻位开关电路15连接在焊接电源电路11的输出端与寻位电源电路12的输出端之间的方式，能够避免焊接电源流经寻位开关电路15的回路，电流变化时，寻位开关电路不存在续流回路，从而保护寻位电源电路12内部的二极管等器件不被损坏，同时也避免了采样电路13采集焊接电源时受到干扰，从而保证了电路工作的稳定性以及提高了焊接质量。

在第二方面，本实用新型实施例提供了一种寻位装置，包括如上所述的焊机电源寻位电路。

在第三方面，本实用新型实施例提供了一种焊接寻位系统，包括如上所述的焊机电源寻位电路以及焊丝，焊丝与焊机电源寻位电路中的焊接电源电路连接。

最后要说明的是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本

技术实现要素：
的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且在本实用新型的思路下，上述各技术特征继续相互组合，并存在如上所述的本实用新型不同方面的许多其它变化，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。