一种程控触发器及其触发方法与流程

文档序号:11772647阅读:221来源:国知局
一种程控触发器及其触发方法与流程

本发明涉及电弧焊技术领域,特别涉及一种应用于电焊机捕捉电焊瞬间快照的程控触发器及其触发方法。



背景技术:

目前,公知的电弧焊接监控系统中,需要对电弧焊接过程的熔滴图像进行拍照或者录像显示,以利于控制质量;而在焊接过程中,由于电弧及熔滴颈缩后产生的飞溅现象的存在,有的时候拍照的图像模糊不清,为了使照相机拍照出来的图像清晰可辨,熔滴图像需要在短路时进行拍照,然后显示,如图1所示是短路过渡焊接过程图;但是现有技术没有在短路时进行拍照的技术方案。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种程控触发器及其触发方法,所要解决的技术问题:在焊接过程中,由于电弧及熔滴颈缩后产生的飞溅现象的存在,有的时候拍照的图像模糊不清。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种程控触发器,包括

电流传感器,用于对焊机电流进行感应,输出电流感应信号;

阻抗匹配电路,其与电流传感器通过线路连接,用于对电流感应信号进行阻抗匹配;

增益放大器,其与阻抗匹配电路通过线路连接,用于对阻抗匹配后的电流感应信号进行增益放大;

模数转换器,其与增益放大器通过线路连接,用于对增益放大后的电流感应信号进行模数转换,生成数字电流感应信号;

fpga处理器,其与模数转换器通过线路连接,用于采集数字电流感应信号的波峰值和波底值,则分别生成波峰信号和波底信号,分别对波峰信号和波底信号进行数字滤波;同时将采集的波峰值和波底值分别与其设定阈值进行比较,当波峰值和波底值不在设定阈值范围内时,则对数字滤波后的波峰信号和波底信号分别进行电平控制,将波峰信号和波底信号调整至设定阈值内,生成正负边缘信号;根据正负边缘信号触发生成触发信号;

缓冲器,其与fpga处理器通过线路连接,用于对触发信号进行ttl电平匹配和输出缓冲。

本发明的有益效果是:电流传感器、阻抗匹配电路、增益放大器、模数转换器、fpga处理器和缓冲器协调运作,能有效在短路时产生触发信号,传输至外部的照相装置,触发照相装置进行拍照,使照相机拍照出来的图像清晰可辨,同时增益放大器的放大量能够程控调节以适应不同的焊接环境。

进一步,还包括按键,所述按键与所述fpga处理器连接,所述按键用于生成按键信号,所述fpga处理器对按键信号进行处理,生成控制信号,并根据控制信号生成触发信号。

进一步方案的有益效果:可以手动按键,生成触发信号,便于进行手动控制进行触发照相装置进行拍照,提升便利性。

进一步,还包括数码管,所述数码管与所述fpga处理器连接,所述fpga处理器根据控制信号驱动进行动态扫描,生成显示信号,所述数码管根据显示信号进行数码显示。

进一步方案的有益效果:实现可变计数器,使得焊接图像的显示即能够满足人眼的视觉暂留效应,又不致于太快看不清楚,同时可以节省焊接图像存储空间。同时在fpga内部实现输出脉冲正负边沿变换的功能,以满足数码相机触发的要求。

进一步,还包括数模转换器,所述数模转换器的输入端与所述fpga处理器连接,其输出端与增益放大器连接;所述fpga处理器向数模转换器输出电压信号,数模转换器对电压信号进行数模转换,生成模拟电压信号传输至增益放大器,所述增益放大器根据电流感应信号和模拟电压信号之间差模电压调整增益。

进一步方案的有益效果:增益放大器根据数模转换器转换的模拟电压信号和电流感应信号之间的差模电压进行调整增益,以适应不同的焊接环境。

进一步,所述fpga处理器内设置有时钟分频单元,所述时钟分频单元对fpga处理器内进行时钟分频。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种程控触发器的触发方法,包括以下步骤:

步骤s1.电流传感器对焊机电流进行感应,输出电流感应信号;阻抗匹配电路对电流感应信号进行阻抗匹配;增益放大器对阻抗匹配后的电流感应信号进行增益放大;模数转换器对增益放大后的电流感应信号进行模数转换,生成数字电流感应信号;

步骤s2.fpga处理器采集数字电流感应信号的波峰值和波底值,则分别生成波峰信号和波底信号,分别对波峰信号和波底信号进行数字滤波;同时将采集的波峰值和波底值分别与其设定阈值进行比较,当波峰值和波底值不在设定阈值范围内时,则对数字滤波后的波峰信号和波底信号分别进行电平控制,将波峰信号和波底信号调整至设定阈值内,生成正负边缘信号;根据正负边缘信号触发生成触发信号;

步骤s3.缓冲器对触发信号进行ttl电平匹配和输出缓冲。

本发明的有益效果是:电流传感器、阻抗匹配电路、增益放大器、模数转换器、fpga处理器和缓冲器协调运作,能有效在短路时产生触发信号,传输至外部的照相装置,触发照相装置进行拍照,使照相机拍照出来的图像清晰可辨,同时增益放大器的放大量能够程控调节以适应不同的焊接环境。

进一步,还包括以下步骤:按键生成按键信号,所述fpga处理器对按键信号进行处理,生成控制信号,并根据控制信号生成触发信号。

进一步方案的有益效果:可以手动按键,生成触发信号,便于进行手动控制进行触发照相装置进行拍照,提升便利性。

进一步,还包括以下步骤:fpga处理器根据控制信号驱动进行动态扫描,生成显示信号,所述数码管根据显示信号进行数码显示。

进一步方案的有益效果:实现可变计数器,使得焊接图像的显示即能够满足人眼的视觉暂留效应,又不致于太快看不清楚,同时可以节省焊接图像存储空间。同时在fpga内部实现输出脉冲正负边沿变换的功能,以满足数码相机触发的要求。

进一步,还包括以下步骤:所述fpga处理器向数模转换器输出电压信号,数模转换器对电压信号进行数模转换,生成模拟电压信号传输至增益放大器,所述增益放大器根据电流感应信号和模拟电压信号之间差模电压调整增益。

进一步方案的有益效果:增益放大器根据数模转换器转换的模拟电压信号和电流感应信号之间的差模电压进行调整增益,以适应不同的焊接环境。

附图说明

图1为短路过渡焊接过程图;

图2为本发明一种程控触发器的模块框图;

图3为fpga处理器的运行原理图;

图4为本发明fpga处理器、缓冲器、按键和数码管的电路原理图;

图5为本发明一种程控触发器的触发方法的流程图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1、电流传感器,2、阻抗匹配电路,3、增益放大器,4、模数转换器,5、fpga处理器,6、缓冲器,7、按键,8、数码管,9、模数转换器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

如图2至图4所示,一种程控触发器,包括

电流传感器1,用于对焊机电流进行感应,输出电流感应信号;

阻抗匹配电路2,其与电流传感器1通过线路连接,用于对电流感应信号进行阻抗匹配;

增益放大器3,其与阻抗匹配电路2通过线路连接,用于对阻抗匹配后的电流感应信号进行增益放大;

模数转换器4,其与增益放大器3通过线路连接,用于对增益放大后的电流感应信号进行模数转换,生成数字电流感应信号;

fpga处理器5,其与模数转换器4通过线路连接,用于采集数字电流感应信号的波峰值和波底值,则分别生成波峰信号和波底信号,分别对波峰信号和波底信号进行数字滤波;同时将采集的波峰值和波底值分别与其设定阈值进行比较,当波峰值和波底值不在设定阈值范围内时,则对数字滤波后的波峰信号和波底信号分别进行电平控制,将波峰信号和波底信号调整至设定阈值内,生成正负边缘信号;根据正负边缘信号触发生成触发信号;

缓冲器6,其与fpga处理器5通过线路连接,用于对触发信号进行ttl电平匹配和输出缓冲。

上述实施例中,电流传感器1、阻抗匹配电路2、增益放大器3、模数转换器4、fpga处理器5和缓冲器6协调运作,能有效在短路时产生触发信号,传输至外部的照相装置,触发照相装置进行拍照,使照相机拍照出来的图像清晰可辨,同时增益放大器的放大量能够程控调节以适应不同的焊接环境。

可选的,作为本发明的一个实施例:还包括按键7,所述按键7与所述fpga处理器5连接,所述按键7用于生成按键信号,所述fpga处理器5对按键信号进行处理,生成控制信号,并根据控制信号生成触发信号。

上述实施例中,可以手动按键,生成触发信号,便于进行手动控制进行触发照相装置进行拍照,提升便利性。

可选的,作为本发明的一个实施例:还包括数码管8,所述数码管8与所述fpga处理器5连接,所述fpga处理器5根据控制信号驱动进行动态扫描,生成显示信号,所述数码管8根据显示信号进行数码显示。

上述实施例中,实现可变计数器,使得焊接图像的显示即能够满足人眼的视觉暂留效应,又不致于太快看不清楚,同时可以节省焊接图像存储空间。同时在fpga内部实现输出脉冲正负边沿变换的功能,以满足数码相机触发的要求。

可选的,作为本发明的一个实施例:还包括数模转换器9,所述数模转换器9的输入端与所述fpga处理器5连接,其输出端与增益放大器3连接;所述fpga处理器5向数模转换器9输出电压信号,数模转换器9对电压信号进行数模转换,生成模拟电压信号传输至增益放大器3,所述增益放大器3根据电流感应信号和模拟电压信号之间差模电压调整增益。

上述实施例中,增益放大器3根据数模转换器转换的模拟电压信号和电流感应信号之间的差模电压进行调整增益,以适应不同的焊接环境。

可选的,作为本发明的一个实施例:所述fpga处理器5内设置有时钟分频单元,所述时钟分频单元对fpga处理器5内进行时钟分频。

如图5所示,一种程控触发器的触发方法,包括以下步骤:

步骤s1.电流传感器1对焊机电流进行感应,输出电流感应信号;阻抗匹配电路2对电流感应信号进行阻抗匹配;增益放大器3对阻抗匹配后的电流感应信号进行增益放大;模数转换器4对增益放大后的电流感应信号进行模数转换,生成数字电流感应信号;

步骤s2.fpga处理器5采集数字电流感应信号的波峰值和波底值,则分别生成波峰信号和波底信号,分别对波峰信号和波底信号进行数字滤波;同时将采集的波峰值和波底值分别与其设定阈值进行比较,当波峰值和波底值不在设定阈值范围内时,则对数字滤波后的波峰信号和波底信号分别进行电平控制,将波峰信号和波底信号调整至设定阈值内,生成正负边缘信号;根据正负边缘信号触发生成触发信号;

步骤s3.缓冲器6对触发信号进行ttl电平匹配和输出缓冲。

上述实施例中,电流传感器1、阻抗匹配电路2、增益放大器3、模数转换器4、fpga处理器5和缓冲器6协调运作,能有效在短路时产生触发信号,传输至外部的照相装置,触发照相装置进行拍照,使照相机拍照出来的图像清晰可辨,同时增益放大器的放大量能够程控调节以适应不同的焊接环境。

可选的,作为本发明的一个实施例:还包括以下步骤:按键7生成按键信号,所述fpga处理器5对按键信号进行处理,生成控制信号,并根据控制信号生成触发信号。

上述实施例中,可以手动按键,生成触发信号,便于进行手动控制进行触发照相装置进行拍照,提升便利性。

可选的,作为本发明的一个实施例:还包括以下步骤:fpga处理器5根据控制信号驱动进行动态扫描,生成显示信号,所述数码管8根据显示信号进行数码显示。

上述实施例中,实现可变计数器,使得焊接图像的显示即能够满足人眼的视觉暂留效应,又不致于太快看不清楚,同时可以节省焊接图像存储空间。同时在fpga内部实现输出脉冲正负边沿变换的功能,以满足数码相机触发的要求。

可选的,作为本发明的一个实施例:还包括以下步骤:所述fpga处理器5向数模转换器9输出电压信号,数模转换器9对电压信号进行数模转换,生成模拟电压信号传输至增益放大器3,所述增益放大器3根据电流感应信号和模拟电压信号之间差模电压调整增益。

上述实施例中,增益放大器根据数模转换器转换的模拟电压信号和电流感应信号之间的差模电压进行调整增益,以适应不同的焊接环境。

本发明的技术方案,可以与特殊照相机配套使用于电弧焊接监控系统中,在短路时进行触发拍照,清晰地拍照显示电弧焊接过程的熔滴图像。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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