专利名称：具有参数自学习功能的数字化焊机的制作方法
技术领域：
本发明属于高端数字化焊接电源设备技术领域，特别涉及到具有参数自学习功能 的数字化焊机。
背景技术：
随着电力电子技术和微处理器技术的进步，高性能电力开关元件和DSP等不断地 被应用到弧焊电源领域，弧焊电源的数字化和智能化成为了当前研究热点。在国外，以奥地 利FR0NIUS、德国CL00S、日本OTC为代表的国际上知名的焊接设备公司，都已经开发出了一 系列带有专家数据库的数字化焊机系统，这些焊接的售价昂贵，其主要原因是数字化焊机 的开发需要做大量的工艺试验，要耗费大量的时间和财力。而国内大多数焊机生产厂家一 方面缺乏开发数字化焊接的技术人才，同时也缺少相应的开发资金和试验手段。数字化焊机具有参数一元化、多功能集成、工艺控制灵活，控制精度高和人性化操 作界面等优点。在普通数字化焊机数据库中，为了实现输出控制的精细调节，数据库中需要 存储大量的焊接参数。这样一方面要对数以千计的焊接参数进行逐一试验，工作量巨大； 另一方面，如此庞大而精确的静态数据库，必然存在着严重的“全局风险”；即同一型号的数 字化焊机，由于每台焊机元器件和其他参数与标定试验样机有一定的差异，如电路元件参 数漂移，送丝电机或送丝导管摩擦系数差异等，会导致焊接参数与送丝速度不匹配，最终造 成焊接数据库全局失效。当出现这类问题的时候，如果继续从专家数据系统中读取任何一 组参数，都会出现送丝不匹配的现象，影响焊接稳定性。此外有些操作者喜欢偏硬的电弧和 较长的干伸长，而有的则恰好相反。假设焊接专家数据库是根据前一种焊接工作者的习惯 编写的，那么对于后者来说则不太习惯。对于某个特定的参数，也许可以通过微调送丝来改 善，但是面对的几千组数据，需要大量的调试试验。
发明内容
本发明的目的在于针对数字化焊机的发展趋势，提出一种具有参数自学习功能的 数字化焊机。具有参数自学习功能的数字化焊机，包括无源谐波抑制和整流滤波电路、IGBT全 桥逆变电路、中频变压器、整流滤波电路、送丝电路、光藕、PWM驱动控制模块、AD模块、DSP 控制核心模块、SCI模块、JTAG接口和ARM全数字化面板；所述无源谐波抑制和整流电路的 输入端连接于380V交流电源，所述无源谐波抑制和整流电路的输出端连接于所述IGBT全 桥逆变电路的电源输入端，所述IGBT全桥逆变电路的电源输出端连接于所述中频变压器 的输入端，所述中频变压器的输出端连接于所述整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电 路的输出端连接于负载；所述IGBT全桥逆变电路的控制输入端连接于所述光藕的控制输 出端，所述IGBT全桥逆变电路的反馈输出端连接于所述AD模块；所述DSP控制核心模块的 控制输出端连接于所述PWM驱动控制模块的控制输入端，所述PWM驱动控制模块的控制输 出端连接于所述光藕的控制输入端，所述DSP控制核心模块的显示输出端连接于所述SCI模块的显示输入端，所述SCI模块的显示输出端连接于所述ARM全数字化面板，所述DSP控 制核心模块的接口输出端连接于所述JTAG接口的输入端。所述PWM驱动控制模块的驱动输出端连接于所述送丝电路的驱动输入端，所述送 丝电路的驱动输出端连接于送丝机。所述整流滤波电路与所述AD模块之间连接有电流反馈线路。所述整流滤波电路与所述AD模块之间连接有电压反馈线路。本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果
1.本发明在国内首次提出一种基于大步距标定和Newton插值的焊接参数调节方法， 与常规焊接专家数据库建立方法相比，所需试验数量大大减少，数字化焊机产品的开发周 期和开发成本大大下降；
2.本发明专利采用大步距标定和局部Newton插值的参数自调节算法生成的焊接参数 可以实现(X)2焊和P-MIG焊等焊接工艺，该算法的具有普适性，可以满足多种焊接工艺的大 容量专家数据库的需求。试验证明采用生成的新参数进行焊接，焊缝成形良好。3.本发明采用不同的参数生成方式，提出了不同属性优先级的焊接参数存储模 式，可以使焊接参数实现最优化。4.本发明利用大步距标定和局部Newton插值的参数自调节算法，可实现焊接参 数覆盖；实现数字化焊机的自学习功能，使得焊接参数“越用越好用”，满足人们对于数字 化焊机“智能化”的要求。
图1为本发明的具有参数自学习功能的数字化焊机的一个实施例的系统结构框 图。图2为本发明的具有参数自学习功能的数字化焊机的一个实施例的自学习功能 控制流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明，但是本发明的实施方法 和要求保护的范围并不局限于此。具有参数自学习功能的数字化焊机，包括无源谐波抑制和整流滤波电路、IGBT全 桥逆变电路、中频变压器、整流滤波电路、送丝电路、光藕、PWM驱动控制模块、AD模块、DSP 控制核心模块、SCI模块、JTAG接口和ARM全数字化面板；所述无源谐波抑制和整流电路的 输入端连接于380V交流电源，所述无源谐波抑制和整流电路的输出端连接于所述IGBT全 桥逆变电路的电源输入端，所述IGBT全桥逆变电路的电源输出端连接于所述中频变压器 的输入端，所述中频变压器的输出端连接于所述整流滤波电路的输入端，所述整流滤波电 路的输出端连接于负载；所述IGBT全桥逆变电路的控制输入端连接于所述光藕的控制输 出端，所述IGBT全桥逆变电路的反馈输出端连接于所述AD模块；所述DSP控制核心模块的 控制输出端连接于所述PWM驱动控制模块的控制输入端，所述PWM驱动控制模块的控制输 出端连接于所述光藕的控制输入端，所述DSP控制核心模块的显示输出端连接于所述SCI 模块的显示输入端，所述SCI模块的显示输出端连接于所述ARM全数字化面板，所述DSP控制核心模块的接口输出端连接于所述JTAG接口的输入端。所述PWM驱动控制模块的驱动输出端连接于所述送丝电路的驱动输入端，所述送 丝电路的驱动输出端连接于送丝机。所述整流滤波电路与所述AD模块之间连接有电流反馈线路。所述整流滤波电路与所述AD模块之间连接有电压反馈线路。图1为DSP控制的具有自学习功能数字化焊机系统结构框图。它包括无源谐波抑 制整流滤波电路、IGBT全桥逆变电路、中频变压器、整流滤波电路、DSP控制核心模块、ARM 全数字化面板。该系统采用TI公司的专业级电源解决方案芯片TMS320F2808作为控制核 心，通过软件实现软开关，输出的PWM由光耦隔离放大，驱动IGBT模块。反馈到控制板的信 号包括初级电流(用于逐脉冲限流)、次级电流(用于恒流控制)、次级电压(用于恒压控制)。 DSP的SCI接口连接控制面板，实现全数字化调节。将一路PWM输出作为DA，可以驱动送丝 电路，调节送丝速度。此外，DSP还需要工艺逻辑顺序控制、数据存储、专家系统生成和管理 等功能。图2为自学习功能控制流程图。由于焊接操作者焊接手法不同，默认出厂的专家 数据库不一定适合所有焊工。系统内置了自学习功能，焊工可以通过微调2个焊接电流达 到最适合自己焊接的参数配置，按保存键，软件根据局部牛顿插值算法自动调整专家数据 库的参数配置来适应焊工的操作习惯，达到“越用越好用”的目的。
权利要求
1.具有参数自学习功能的数字化焊机，其特征在于包括无源谐波抑制和整流滤波电 路、IGBT全桥逆变电路、中频变压器、整流滤波电路、送丝电路、光藕、PWM驱动控制模块、AD 模块、DSP控制核心模块、SCI模块、JTAG接口和ARM全数字化面板；所述无源谐波抑制和整 流电路的输入端连接于380V交流电源，所述无源谐波抑制和整流电路的输出端连接于所 述IGBT全桥逆变电路的电源输入端，所述IGBT全桥逆变电路的电源输出端连接于所述中 频变压器的输入端，所述中频变压器的输出端连接于所述整流滤波电路的输入端，所述整 流滤波电路的输出端连接于负载；所述IGBT全桥逆变电路的控制输入端连接于所述光藕 的控制输出端，所述IGBT全桥逆变电路的反馈输出端连接于所述AD模块；所述DSP控制核 心模块的控制输出端连接于所述PWM驱动控制模块的控制输入端，所述PWM驱动控制模块 的控制输出端连接于所述光藕的控制输入端，所述DSP控制核心模块的显示输出端连接于 所述SCI模块的显示输入端，所述SCI模块的显示输出端连接于所述ARM全数字化面板，所 述DSP控制核心模块的接口输出端连接于所述JTAG接口的输入端。
2.根据权利要求1所述的具有参数自学习功能的数字化焊机，其特征在于所述PWM 驱动控制模块的驱动输出端连接于所述送丝电路的驱动输入端，所述送丝电路的驱动输出 端连接于送丝机。
3.根据权利要求1所述的具有参数自学习功能的数字化焊机，其特征在于所述整流 滤波电路与所述AD模块之间连接有电流反馈线路。
4.根据权利要求1所述的具有参数自学习功能的数字化焊机，其特征在于所述整流 滤波电路与所述AD模块之间连接有电压反馈线路。
全文摘要
本发明涉及具有参数自学习功能的数字化焊机，它通过大步距标定和局部Newton插值的参数自调节算法将若干焊接效果好的工作点参数，自动生成区间内的其它工作点的参数，从而达到“连续调节”的效果，弥补了数字化弧焊电源离散化分段调节的缺陷；本发明能够实现多种焊接工艺，包括CO2焊和P-MIG、DP-MIG焊等，试验证明焊接过程稳定，焊缝成形良好；针对不同的参数生成方式，提出了不同属性优先级的焊接参数存储模式，可以使焊接参数实现最优化；利用该方法可实现焊接参数覆盖，实现数字化焊机的自学习功能，使得焊接参数“越用越好用”，满足人们对于数字化焊机“智能化”的要求。
文档编号B23K9/095GK102059432SQ201010618379
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者崔龙彬, 徐海波, 林放, 薛家祥, 陈小峰 申请人:广东易事特电源股份有限公司