焊接设备、焊接电压检测方法及装置与流程

本公开涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种焊接设备、焊接电压检测方法及焊接电压检测装置。

背景技术：

电弧焊接是一种十分常见的焊接类型，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。在焊接过程中，焊接电压、焊接电流等焊接参数直接关系着焊接质量，因此，需要对焊接参数进行检测，以便为焊接设备实现波形控制、短路燃弧判定等功能提供数据支持。对于焊接电压而言，现有焊接设备中一般均设有用于采集焊接电压的电压采样电路，以便实时监测焊接电压。

现有的电压采样电路一般通过线性光耦或者电流互感器等隔离器件在电压采集电路中起到隔离作用，隔离器件输出电压并通过放大电路进行放大，可计算放大电路输出的电压和一预设系数的乘积，将该乘积与一偏差值之和作为焊接电压。

但是，由于电压采样点到电压采集电路上的隔离器件之间的距离较长，且电压采集电路存在电阻和电感，会产生一定的损耗，使得通过现有技术确定的焊接电压与实际电压之间存在较大偏差。焊接设备利用该焊接电压实现波形控制、短路燃弧判定等功能时，容易出现错误，不利于提高焊接质量。

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焊接设备、焊接电压检测方法及焊接电压检测装置，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，提供一种焊接电压检测方法，用于焊接设备的电压采样电路，所述焊接电压检测方法包括：

测量所述电压采样电路的电阻和电感；

测量所述电压采样电路的电流和电流变化率；

根据所述电阻和所述电流确定基础电压；

根据所述电感和所述电流变化率确定损耗电压；

根据所述基础电压和所述损耗电压确定焊接电压。

在本公开的一种示例性实施例中，所述基础电压为所述电阻和所述电流的乘积。

在本公开的一种示例性实施例中，所述损耗电压为所述电感和所述电流变化率的乘积。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接电压检测方法还包括：

确定补偿电压，所述补偿电压等于所述电压采样电路在零输入时的电压偏差。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接电压等于所述基础电压、所述损耗电压和所述补偿电压之和。

在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接电压等于所述基础电压和所述损耗电压之和。

在本公开的一种示例性实施例中，测量所述电压采样电路的电阻和电感在开始焊接之前进行。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电压采集电路包括隔离电路和放大电路，所述隔离电路的输入端与所述焊接设备的输出电路连接，所述隔离电路的输出端与所述放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与所述焊接设备的控制电路连接。

根据本公开的一个方面，提供一种焊接电压检测装置，用于焊接设备的电压采样电路，所述焊接电压检测装置包括：

第一测量单元，用于测量所述电压采样电路的电阻和电感；

第一测量单元，用于测量所述电压采样电路的电流和电流变化率；

计算单元，用于根据所述电阻和所述电流确定基础电压，并根据所述电感和所述电流变化率确定损耗电压，且根据所述基础电压和所述损耗电压确定焊接电压。

根据本公开的一个方面，提供一种焊接设备，包括电压采集电路和上述任意一项所述的焊接电压检测装置。

本公开的焊接设备、焊接电压检测方法及焊接电压检测装置，由于基础电压是根据电压采样电路的电阻和电流确定的，而损耗电压是根据电压采集电路的电感和电流变化率确定的，从而同时考虑到了采样电路的电阻和电感对焊接电压的影响，相较于现有技术中确定的焊接电压的方式，根据基础电压和损耗电压确定的焊接电压更加接近实际电压，可减小与实际电压间的偏差，便于为焊接设备的后续功能提供更加准确的焊接电压数据，有利于提高焊接质量。

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为焊接设备的电压采集电路的示意图。

图2为本公开的焊接电压检测方法一实施方式的流程图。

图3为本公开的焊接电压检测方法另一实施方式的流程图。

图4为本公开的焊接电压检测装置一实施方式的方框图。

图5为本公开的焊接电压检测装置另一实施方式的方框图。

图6为图3中焊接电压检测方法所检测的焊接电压与现有技术所检测的焊接电压的示意图。

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”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开示例实施方式中提供一种焊接电压检测方法，用于一焊接设备，该焊接设备可以是电弧焊机等电弧焊接设备。该焊接设备可以包括电压采样电路、控制电路和输出电路。如图1所示，该电压采集电路可以包括隔离电路101和放大电路102，隔离电路101和放大电路102均可具有输入端和输出端。隔离电路101的输入端可与焊接设备的输出电路连接，用于测量焊接设备输出的电压，隔离电路101的输出端可与放大电路102的输入端连接，放大电路102的输出端可与焊接设备的控制电路连接，该控制电路可以包括ad采样电路，隔离电路101可对电压进行隔离并输出至放大电路102，由放大电路102进行放大。

当然，焊接设备还可以包括其它电路或部件，具体可参考现有的焊接设备，在此不再详述。

如图2所示，本示例实施方式的焊接电压检测方法可以包括：

步骤s110、测量所述电压采样电路的电阻和电感；

步骤s120、测量所述电压采样电路的电流和电流变化率；

步骤s130、根据所述电阻和所述电流确定基础电压；

步骤s140、根据所述电感和所述电流变化率确定损耗电压；

步骤s150、根据所述基础电压和损耗电压确定焊接电压。

本公开示例实施方式的焊接电压检测方法，在确定焊接电压时，同时考虑到了采样电路的电阻和电感对焊接电压的影响，相较于现有技术中确定的焊接电压的方式，根据基础电压和损耗电压确定的焊接电压更加接近实际电压，从而减小了与实际电压间的偏差，便于为焊接设备的后续功能提供更加准确的焊接电压数据，有利于提高焊接质量。如图6所示，图6中的实线a所示为现有技术中测得的焊接电压的波形，虚线b所示谓本示例实施方式的焊接电压检测方法测得的焊接电压的波形，实线a和虚线b部分重合，部分不重合。

下面，将对本示例实施方式中的焊接电压检测方法的各步骤进行进一步的说明。

在步骤s110中，测量所述电压采样电路的电阻和电感。

在进行焊接之前，可通过欧姆表、万用表等能够用来检测电阻的装置检测焊接设备的电压采样电路的电阻；当然，也可以通过三表法和电桥法等方法测量该电压采样电路的电阻，在此不再一一列举。其中，三表法是利用电压表、电流表和功率表测量电阻，对于三表法和电桥法的具体方式可参考现有技术，在此不再详述。

同时，在进行焊接之前，可通过电感测量仪等能够用来检测电感的装置检测电压采样电路的电感，该电感为电压采集电路的等效电感。当然，也可以通过麦克斯韦电桥等其它方式来测量电压采样电路的电感，在此不再一一列举。

在步骤s120、测量所述电压采样电路的电流和电流变化率。

在焊接进行的过程中，由于电流和放大电路的输出成线性关系，所以可通过ad采样电路采样的结果进行线性变化得到上述电流，具体可参考现有技术，在此不再详述。或者，可通过万用表、钳形表等能够检测电流的装置检测电压采样电路的电流。当然，也可以通过外接专门的电流检测电路等其它方式来检测电压采样电路的电流，在此不再一一列举。

同时，在焊接进行的过程中，可通过ad采样电路的采样结果进行线性变化得到上述电流，然后可计算任意两个时刻的电流的差值，将该差值除以该两个时刻的时间间隔可得到单位时间内电流的变化量，即电流变化率。或者，还可通过电流变化率表或其它等能够检测电流变化率的装置检测电压采样电路的电流变化率。当然，也可以通过专门的检测电路等其它方式来检测电压采样电路的电流变化率，在此不再一一列举。

在步骤s130中，根据所述电阻和所述电流确定基础电压。

基础电压可以是电压采样电路电阻和电流的乘积，即u1＝r0×i0，其中：u1为基础电压，r0为电压采样电路的电阻，i0为电压采样电路的电流。

在步骤s140中，根据所述电感和所述电流变化率确定损耗电压。

损耗电压可以是电压采样电路的电感和电流变化率的乘积，即其中：u2为损耗电压，l0为电压采样电路的电感，为电压采样电路的电流变化率。

在步骤s150中，根据所述基础电压和损耗电压确定焊接电压。

焊接电压可以是基础电压和损耗电压之和，即u＝u1+u2，u为焊接电压，具体而言：

由此，可避免忽略电压采样电路的电感对焊接电压的影响，用基础电压和损耗电压之和作为焊接电压，相较于现有技术中测得的焊接电压，可减小与实际电压间的偏差，便于为焊接设备的控制提供更加准确的焊接电压数据，有利于提高焊接质量。

在本公开的另一示例实施方式中，如图3所示，焊接电压检测方法还可以包括步骤s160。

在步骤s160中，确定补偿电压，所述补偿电压等于所述电压采样电路在零输入时的电压偏差。

在电压采样电路零输入时，也就是在进行焊接前，可通过万用表、电压表或其它电压检测装置检测电压采样电路的电压，所得数值即为电压偏差，可将其作为补偿电压。或者，还可以在零输入时，综合考虑温度、器件老化等因素的影响后确定电压偏差，可将其作为补偿电压，该电压偏差可以是实验数据也可以是经验数据。当然，还可以采用其它方式确定上述补偿电压，具体可参考现有技术中确定电压采样电路在零输入时的电压偏差的方式，在此不再一一列举。

焊接电压可以等于基础电压、损耗电压和补偿电压之和，即u＝u1+u2+m，u为焊接电压，m为补偿电压。具体而言：

电压偏差可能为0，即不存在电压偏差，也可能是非0的数值，具体以实测结果为准。

由此，可避免忽略电压采样电路的电感对焊接电压的影响，同时，利用补偿电压对电压采样电路在零输入时的电压偏差进行了补偿，进一步减小测得的焊接电压与实际电压间的偏差，便于为焊接设备的控制提供更加准确的焊接电压，有利于提高焊接质量。

下述为本发明装置实施方式，可以用于执行本发明方法实施方式。对于本发明装置实施方式中未披露的细节，请参照本发明方法实施方式。

本公开示例实施方式还提供了一种焊接电压检测装置，用于焊接设备的电压采样电路，该电压采样电路可参考上文中的电压采集电路，在此不再赘述。

如图4所示，本示例实施方式的焊接电压检测装置可以包括第一测量单元1、第二测量单元2和计算单元3。

在本示例实施方式中，第一测量单元1可以用于测量上述电压采样电路的电阻和电感；

在本示例实施方式中，第一测量单元2可以用于测量上述电压采样电路的电流和电流变化率；

在本示例实施方式中，计算单元3可以用于根据上述电阻和电流确定基础电压，并根据上述电感和电流变化率确定损耗电压，且根据基础电压和损耗电压确定焊接电压。

在本公开的另一示例实施方式中，如图5所示，焊接电压检测装置还可以包括第三测量单元4，可以用于测量补偿电压，该补偿电压等于所述电压采样电路在零输入时的电压偏差。

上述焊接电压检测装置中各单元的具体细节已经在对应的焊接电压检测方法中进行了详细描述，因此，此处不再赘述。

本公开示例实施方式还提供了一种焊接设备，包括电压采集电路和上述任一项的焊接电压检测装置。

本示例实施方式的焊接设备的有益效果可参考上述焊接电压检测方法的有益效果，在此不再赘述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于方法执行的设备的若干单元，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单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个单元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。