专利名称：数字化逆变埋弧焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于采用IGBT的逆变弧焊机技术领域，具体涉及一种数字化的逆变 埋弧焊机。
背景技术：
一般弧焊电源的控制系统多采用以集成电路为主的模拟控制技术，存在电路复 杂、抗干扰能力弱等缺点，也为整个电源的调试和进一步开发工作带来了困难。随着大规模 集成电路和计算机技术的发展，微机技术在焊接设备控制中的应用日益广泛和深入，焊机 的控制已从早期的模拟控制发展到今天的数字控制。
发明内容本实用新型的目的是提供一种具有手工和埋弧两种焊接功能的数字化逆变埋弧 焊机，该焊机性能相对于模拟方式具有稳定、可靠、焊接质量优、控制方式灵活的优点。本实用新型的数字化逆变埋弧焊机是由主机控制系统、焊接小车控制系统及连接 电缆组成的，其中所述主机控制系统包括输入滤波电路、电压调整电路、整流及输出电路、电源及驱 动控制电路、LED显示电路、送丝机控制电路、主控制电路、固定负载电路、输出终端和设定 输入端口，主控制电路分别与电源及驱动控制电路、LED显示电路、设定输入端口、送丝机控 制电路、固定负载电路和输出终端连接，电压调整电路分别连接输入滤波电路、整流及输出 电路和电源及驱动控制电路，输入滤波电路连接电源及驱动控制电路，整流及输出电路连 接固定负载电路；焊接小车控制系统包括行走电机控制电路、数码管显示电路、小车控制及通信系 统电路、电源及参数设定和手动功能控制电路以及输入接口，小车控制及通信系统电路分 别与行走电机控制电路、数码管显示电路、电源及参数设定和手动功能控制电路以及输入 接口连接；连接电缆将主机控制系统的输出终端和焊接小车控制系统的输入接口连接在一 起。本实用新型中，所述的主控制板电路以采用TMS320F2407A集成电路的DSP处理器 为控制核心，还包括由ATMC16AN集成电路构成的数据存储电路、由SN75176集成电路构成 的485通信电路、由SG3525集成电路构成的P丽脉冲波形控制电路、由三极管及阻容构成 的DSP死机保护电路、由DS1302集成电路和32. 768KHZ晶振构成的时钟基准电路、由热敏 电阻构成的热保护电路、过电压保护电路、由电流互感器构成的过电流保护电路，霍尔电流 传感器、霍尔电压传感器将焊接电流、电压信号传送给DSP处理器，经DSP处理器运算后，以 数字形式把控制信号传递给PWM脉冲波形控制电路得到所需的电参数，主机控制系统与焊 接小车控制系统的通信由DSP处理器控制。其驱动电路由四个MOS管构成全桥电路以提供 驱动变压器的原边输入，用驱动变压器的副边输出来控制IGBT模块的开关。
3[0009]所述的小车控制及通信系统电路以PIC16F886单片机为控制中心，行走电机控制 电路的电压调节、操作开关及参数设定以及与主机控制系统的通信均由单片机操作处理。所述的送丝机控制电路包括由UC3843集成电路构成的电压反馈电路，由场效应 管IFR9240构成的刹车电路，由LF353和HCNR200构成的电流反馈电路。所述的固定负载电路由阻容吸收电路构成，为输出提供一固定的轻负载。所述的行走电机控制电路包括由SG3525和LM3M构成的反馈运算电路及PWM脉 冲波形控制电路，三极管及场效应管组成的功率输出及过电流保护电路。所述的LED显示电路为采用74HC595集成电路的数码显示管LED驱动集成电路， 由DSP处理器与串-并芯片74HC595通过SPI通信方式实现静态显示。所述的连接电缆包括焊接电缆和9芯通信电缆。本实用新型的基本电路采用双套并联电路，使得机器有足够的裕量。基本电路的 工作原理是三相交流电源经滤波电路后进行三相整流，经电容滤波后，由IGBT组成的全桥 逆变电路把直流电变为20kHz的交流电，再由主变压器实现隔离和降压，快速二极管整流 后经电感滤波，即实现了所需要的焊接电流过程。本实用新型数字化逆变埋弧焊机的各项性能相对于模拟方式具有稳定、可靠、焊 接质量优、控制方式灵活的优点，同时具有手工和埋弧两种焊接功能。
图1是本实用新型数字化逆变埋弧焊机的电路框图。
具体实施方式
数字化逆变埋弧焊机的电路框图如图1，由主机控制系统、焊接小车控制系统及连 接电缆组成。主机控制系统包括输入滤波电路1、电压调整电路2、整流及输出电路3、电源及驱 动控制电路4、LED显示电路5、送丝机控制电路6、主控制电路7、固定负载电路8、输出终端 9和设定输入端口 10，主控制电路7分别与电源及驱动控制电路4、LED显示电路5、设定输 入端口 10、送丝机控制电路6、固定负载电路8和输出终端9连接，电压调整电路2分别连 接输入滤波电路1、整流及输出电路3和电源及驱动控制电路4，输入滤波电路1连接电源 及驱动控制电路4，整流及输出电路3连接固定负载电路8 ；主控制板电路7以采用TMS320F2407A集成电路的DSP处理器为控制核心，除此之 外，主控制板电路7还包括A.由ATMC16AN集成电路构成的数据存储电路；B.由SN75176 集成电路构成的485通信电路；C.由SG3525集成电路构成的PWM脉冲波形控制电路；D.由 三极管及阻容构成的DSP死机保护电路；E.由DS1302集成电路和32. 768KHZ晶振构成的 时钟基准电路；F.由热敏电阻构成的热保护电路；G.过电压保护电路；H.由电流互感器构 成的过电流保护电路。霍尔电流传感器、霍尔电压传感器将焊接电流、电压信号传送给DSP 处理器，经DSP处理器运算后，以数字形式把控制信号传递给PWM脉冲波形控制电路得到所 需的电参数，主机控制系统与焊接小车控制系统的通信UART由DSP处理器控制。送丝机控制电路6包括由UC3843集成电路构成的电压反馈电路，由场效应管 IFR9240构成的刹车电路，由LF353和HCNR200构成的电流反馈电路。固定负载电路8由阻容吸收电路构成，为输出提供一固定的轻负载。行走电机控制电路11包括由SG3525和 LM3M构成的反馈运算电路以及PWM脉冲波形控制电路，三极管及场效应管组成的功率输 出及过电流保护电路。LED显示电路5为采用74HC595集成电路的数码显示管LED驱动集 成电路，由DSP处理器与串-并芯片74HC595通过SPI通信方式实现静态显示。主机控制系统的输入信号包括电弧电压信号、电弧电流信号、电流互感器信号、 通信信号、开关信号、电位器设定信号、温度传感器信号、电源电压信号，这些信号均传送给 主控制板电路7。主控制板电路7的输出信号包括驱动信号、数码管显示信号、送丝电机 驱动信号。电源系统电路板还包括LED显示电路板和固定负载电路板。焊接小车控制系统包括行走电机控制电路11、数码管显示电路12、小车控制及通 信系统电路13、电源及参数设定和手动功能控制电路14以及输入接口 15，小车控制及通信 系统电路13分别与行走电机控制电路11、数码管显示电路12、电源及参数设定和手动功能 控制电路14以及输入接口 15连接；小车控制及通信系统电路13以PIC16F886单片机为控制中心，小车与电源之间的 485通信电路包括SN75176集成电路，面板的操作输入及数码管的显示输出也由PIC16F886 接收与处理，与显示板的接口通过SPI通信方式进行，其串-并集成电路采用74HC595。行 走电机控制电路11采用了具有电压负反馈控制的可调压电路，其电压调节、操作开关及参 数设定以及与主机控制系统的通信均由单片机操作处理。连接电缆16将主机控制系统的输出终端9和焊接小车控制系统的输入接口 15连 接在一起。所述连接电缆16包括焊接电缆和9芯通信电缆。在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以 作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应该被认为 是说明性的而非限制性的。
权利要求1.数字化逆变埋弧焊机，由主机控制系统、焊接小车控制系统及连接电缆组成，其特征是所述主机控制系统包括输入滤波电路(1)、电压调整电路O)、整流及输出电路(3)、电 源及驱动控制电路G)、LED显示电路(5)、送丝机控制电路(6)、主控制电路(7)、固定负载 电路(8)、输出终端(9)和设定输入端口(10)，主控制电路(7)分别与电源及驱动控制电路 G)、LED显示电路(5)、设定输入端口(10)、送丝机控制电路(6)、固定负载电路⑶和输出 终端(9)连接，电压调整电路( 分别连接输入滤波电路(1)、整流及输出电路C3)和电源 及驱动控制电路G)，输入滤波电路(1)连接电源及驱动控制电路G)，整流及输出电路(3) 连接固定负载电路(8)；焊接小车控制系统包括行走电机控制电路(11)、数码管显示电路(12)、小车控制及通 信系统电路(13)、电源及参数设定和手动功能控制电路(14)以及输入接口(15)，小车控制 及通信系统电路(1 分别与行走电机控制电路(11)、数码管显示电路(12)、电源及参数设 定和手动功能控制电路(14)以及输入接口(1 连接；连接电缆(16)将主机控制系统的输出终端(9)和焊接小车控制系统的输入接口(15) 连接在一起。
2.根据权利要求1所述的数字化逆变埋弧焊机，其特征是所述的主控制板电路(7)以 采用TMS320F2407A集成电路的DSP处理器为控制核心，还包括由AT24C16AN集成电路构 成的数据存储电路、由SN75176集成电路构成的485通信电路、由SG3525集成电路构成的 PWM脉冲波形控制电路、由三极管及阻容构成的DSP死机保护电路、由DS1302集成电路和 32. 768KHZ晶振构成的时钟基准电路、由热敏电阻构成的热保护电路、过电压保护电路、由 电流互感器构成的过电流保护电路，霍尔电流传感器、霍尔电压传感器将焊接电流、电压信 号传送给DSP处理器，经DSP处理器运算后，以数字形式把控制信号传递给PWM脉冲波形控 制电路得到所需的电参数，主机控制系统与焊接小车控制系统的通信由DSP处理器控制。
3.根据权利要求1所述的数字化逆变埋弧焊机，其特征是所述的小车控制及通信系统 电路(13)以PIC16F886单片机为控制中心，行走电机控制电路(11)的电压调节、操作开关 及参数设定以及与主机控制系统的通信均由单片机操作处理。
4.根据权利要求1所述的数字化逆变埋弧焊机，其特征是所述的送丝机控制电路(6) 包括由UC3843集成电路构成的电压反馈电路，由场效应管IFR9240构成的刹车电路，由 LF353和HCNR200构成的电流反馈电路。
5.根据权利要求1所述的数字化逆变埋弧焊机，其特征是所述的固定负载电路(8)由 阻容吸收电路构成，为输出提供一固定的轻负载。
6.根据权利要求1所述的数字化逆变埋弧焊机，其特征是所述的行走电机控制电路 (11)包括由SG3525和LM3M构成的反馈运算电路及PWM脉冲波形控制电路，三极管及场效 应管组成的功率输出及过电流保护电路。
7.根据权利要求1所述的数字化逆变埋弧焊机，其特征是所述的LED显示电路(5) 为采用74HC595集成电路的数码显示管LED驱动集成电路，由DSP处理器与串-并芯片 74HC595通过SPI通信方式实现静态显示。
8.根据权利要求1所述的数字化逆变埋弧焊机，其特征是所述的连接电缆(16)包括焊 接电缆和9芯通信电缆。
专利摘要数字化逆变埋弧焊机，由主机控制系统和焊接小车控制系统及连接电缆组成。所述主机控制系统包括输入滤波电路、电压调整电路、整流及输出电路、电源及驱动控制电路、LED显示电路、送丝机控制电路、主控制电路、固定负载电路、输出终端和设定输入端口；焊接小车控制系统包括行走电机控制电路、数码管显示电路、小车控制及通信系统电路、电源及参数设定和手动功能控制电路及输入接口。本实用新型的数字化逆变埋弧焊机性能相对于模拟方式具有稳定、可靠、焊接质量优、控制方式灵活的优点，同时具有手工和埋弧两种焊接功能。
文档编号B23K9/10GK201871852SQ20102062324
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者冯光永, 张广智, 段红海, 长河 申请人:山西华宝焊接设备有限公司