专利名称：数字埋弧焊机的控制方法
技术领域：
本发明设计焊接领域，尤其设计 一种数字埋弧焊机的控制方法。
背景技术：
埋弧自动焊机是世界上最早使电弧焊摆脱手工操作走向机械自动化的焊接
方法，至今已有60多年的历史，引入中国已有半个世纪。由于它采用高焊接电 流、电弧受渣相保护、焊接时无弧光等，不仅生产效率和焊接质量高，而且焊 接工人的劳动环境也好，已成为造船、电站锅炉、化工设备、桥梁以及各种钢 管和钢结构织造业的主要焊接方法。
但是现有的埋弧焊机多采用模拟控制的方法，其控制精度较低，很难实现 高精度精密设备的焊接，所以现在很多公司都在研发数字焊机操作系统，来实 现焊接过程中的精确控制。
发明内容
本发明为解决现有焊机控制精度较低的问题，提供了 一种数字埋弧焊机的 控制方法。
一种数字埋弧焊机的控制方法，包括
在开机后先对各个标志位、1/0口进行初始化，完成初始化后，在主程序中 进行电流电压转换，并将结果在显示模块中显示出来，经滤波后进行模数转换；
完成初始化后，在正常的操:作过程中出现2.7ms中断时，若焊^/^开关启动， 并且没有发生急停，则需要緩慢增大电流，采样比较后进行收弧处理；若焊机 开关关闭，则判断是否有收弧标志；
如果焊机发生急停，并产生500us中断时，直接结束程序。
其中在緩慢增大电流时先进行小电流缓慢送丝，然后判断是否与工件接触 良好，如果没有接触良好，则再进行小电流緩慢送丝，再进行判断；如果已经 接触良好，则以小电流进行反抽丝，之后电流緩慢增大到引弧成功后以大电流 给出，并停止送丝。
其中在停止送丝后以大电流输出，持续一段时间后以正常焊接电流值输出，
保证工件在起弧阶段能量较大，能获得良好焊缝；并在焊接过程中，采样焊接 电流进行PI控制，然后松开焊机开关，进行收弧处理。
其中有收弧标志时，进行收弧处理，短时间反抽丝后才停止所有的操作， 既避免了焊丝与工件粘连，又填满了弧坑，还减少了焊接缺陷，使得焊缝成型 美观；没有收弧标志时，则会直接停止所有的操作。
一种数字埋弧焊机控制的方法所釆用的高性能单片机，其系统的升级不依 赖于硬件，只需要通过改变软件就可实现系统功能的改变。
本发明采用了微机指令来对数字埋弧焊机进行控制，在焊接过程中能实现 精准的控制。
图1为数字焊机操作系统的方框图； 图2为控制数字焊机的软件流程图。
具体实施例方式
下面结合一个具体实施例对本发明做详细介绍，本数字焊机操作系统如图1 所示，包括
电压、电流、速度采样模块，用于采样焊接过程中的电流、电压、速度参
数，并将结果传输给单片机控制系统模块；
参数预制模块，用于设置焊接过程中埋弧焊机的相关系统参数； 开关量输入模块，用于设置"启动"、"点动"、"送丝"、"抽丝"和"急停，，
五个状态；
单片机控制系统模块，用于对电源外特性、送丝速度、焊接速度和焊接过 程实行数字控制；
显示模块，用于将焊接过程中的相关参数显示出来； 脉宽调制模块(PWM)，用于产生脉宽调制信号，并将其滤波、放大后用于
驱动送丝马达；
送丝马达，用于根据脉宽调制信号的脉冲宽度来改变自身的转速； 可编程脉沖釆集器模块(PPG)，用于产生脉冲信号，并将该信号滤波、放 大后变成模拟信号输出给主机电源，作为电流给定信号；
主机电流才莫块，用于在可编程脉冲信号的控制下输出电流。 其中该数字埋弧焊机控制系统以高性能的MB89F202单片机为核心构成， 该单片机的输入电压为5V，对电源特性、送丝速度、焊接速度和焊接过程实行 数字控制，大大增强了其可靠性和可维护性。在该系统中，所述的电压、电流、 速度采样模块是霍尔器件，用于对电流、电压等参数进行采样；该系统还包括 放大模块，用于将霍尔器件中得到采样信号放大，并传输给A/D转换模块；A/D 转换模块，用于将经过放大模块放大后的模拟信号转换为数字信号，并传输给 单片机。
由于单片机是整个数字埋弧焊机操作系统的核心，并且所有的参数控制以 及操作过程都是在单片机微机指令的控制下完成的，所以单片机系统中最核心 部分是软件指令的操作。
软件系统流程如图2所示，在微机开启后，系统中的各个参it开始初始化， 如各个标志位、I/O 口等参it开始初始化；初始化完成以后4艮据系统出现的不同 情况，微机指令对系统的控制可分为三种
在正常情况下，如果顺利完成电压电流的转换，并在显示模块中显示出来， 经滤波后，进行模数转换，完成该系列工作后，程序结束；
在正常操作过程中，当出现2.7ms中断时，如果埋弧焊机的开关处于启动状 态，并且没有发生急停时，控制送丝马达进行慢送丝，并输入初始小电流，来 判断系统是否短路，如果系统没有短路，则再进行慢送丝，并输入小电流进行 短路判断；如果系统短路，则进行抽丝操作，逐渐开始增大电流，并在引弧成 功后以大电流给出，并停止送丝；大电流给出持续一段时间后，以正常焊接电 流值输出，并采样焊接电压进行PI控制；然后进行收弧处理，收弧处理完成后， 程序结束。
在正常操作过程中，当出现2.7ms中断时，如果埋弧悍机的开关关闭，则需 要判断是否有收弧标志，如果有收弧标志的话则进行收弧处理，收弧处理完成
后，进行短时间反抽丝处理，然后停止所有的操作，程序完成；如果没有收弧 标志，则程序自动完成。
如果在初始化完成之后，就出现焊机急停，则进行500us的中断后，程序直
接结束。
本数字焊机的控制方法，利用软件来控制数字焊机的操作系统，能准确地 进行初始化，设定系统所需的参数，并在焊接过程中实现准确的监控。
用高性能单片机作为控制核心，使得系统的升级不依赖于硬件，只需要通 过改变软件就可实现系统功能的改变，相比以往的模拟机器，开发周期大大缩 短，成本也大大降低。
权利要求
1、一种数字埋弧焊机的控制方法，其特征在于在开机后先对各个标志位、I/O口进行初始化，完成初始化后，在主程序中进行电流电压转换，并将结果在显示模块中显示出来，经滤波后进行模数转换；完成初始化后，在正常的操作过程中出现2.7ms中断时，若焊机开关启动，并且没有发生急停，则需要缓慢增大电流，采样比较后进行收弧处理；若焊机开关关闭，则判断是否有收弧标志；如果焊机发生急停，并产生500us中断时，直接结束程序。
2、 如权利要求1所述的一种数字埋弧焊机的控制方法，其特征在于在緩慢增大 电流时先进行小电流緩慢送丝，然后判断是否与工件接触良好，如果没有接触 良好，则再进行小电流緩慢送丝，再进行判断；如果已经接触良好，则以小电 流进行反抽丝，之后电流緩慢增大到引弧成功后以大电流给出，并停止送丝。
3、 如权利要求2所述的一种数字埋弧焊机的控制方法，其特征在于，在停止送 丝后以大电流输出，持续一段时间后以正常焊接电流值输出，保证工件在起弧 阶段能量较大，能获得良好焊缝；并在焊接过程中，采样焊接电流进行PI控制， 然后松开焊机开关，进行收弧处理。
4、 如权利要求1所述的一种数字埋弧焊机控制的方法，其特征在于，有收弧标 志时，进行收弧处理，短时间反抽丝后才停止所有的操作，既避免了焊丝与工 件粘连，又填满了弧坑，还减少了焊接缺陷，使得焊缝成型美观；没有收弧标 志时，则会直接停止所有的操作。
5、 如权利要求1所述的一种数字埋弧焊机控制的方法所采用的高性能单片机， 其特征在于，系统的升级不依赖于硬件，只需要通过改变软件就可实现系统功 能的改变。
全文摘要
一种数字埋弧焊机的控制方法，包括在开机后先对各个标志位、I/O口进行初始化，完成初始化后，在主程序中进行电流电压转换，并将结果在显示模块中显示出来，经滤波后进行模数转换；完成初始化后，在正常的操作过程中出现2.7ms中断时，若焊机开关启动，并且没有发生急停，则需要缓慢增大电流，采样比较后进行收弧处理；若焊机开关关闭，则判断是否有收弧标志；如果焊机发生急停，并产生500us中断时，直接结束程序。采用本数字埋弧焊机的控制方法，能实现在焊接过程中的精准控制。
文档编号B23K9/095GK101168209SQ20071017121
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者尤志春 申请人:上海威特力焊接设备制造股份有限公司