专利名称：一种逆变电阻焊机的电流控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及逆变电阻焊机，尤其涉及一种逆变电阻焊机的电流控制系统。
背景技术：
电阻点焊机的发展经历了单相工频交流点焊机、直流脉冲点焊机、三相低频点焊机、次级整流式及电容储能式点焊机的过程，80年代中期又出现了逆变式点焊机。电阻点焊已经广泛运用于汽车、电子电器、航空航天等工业领域，而不同的行业对电阻点焊都有其特殊的工艺要求。传统的焊接方法如电容贮能点焊，对电流波形的控制能力非常有限，难以保证焊接质量要求，且在焊过程中容易出现明显的火花飞溅。如专利CN201220323Y中使用电容贮能式点焊电源输出阶梯波的脉冲输出，只能提供单段可控的电流。而专利CN101318256A中提出一种分段施加脉冲电流的焊接方法，但整流前电流频率为1000Hz、1200Hz或1500Hz，在更高的控制精度要求时略显不足。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种逆变电阻焊机的电流控制系统，相对于现有技术，本实用新型电流参数和相关的时间参数根据焊接工艺要求可进行精确的调整和动态监控，在提高焊机柔性的同时，保证了焊接质量和稳定性。本实用新型通过下述技术方案实现一种逆变电阻焊机的电流控制系统，包括DSP为核心的控制电路、逆变主电路，在逆变主电路与负载之间设有电流采样模块和电压采样模块，所述电流采样模块与电压采样模块与DSP为核心的控制电路连接，所述电流控制系统还包括一超限警报或下限报警装置。所述DSP为核心的控制电路还连接有有显示屏、按键。上述逆变电阻焊机的电流控制系统的电流控制方法，包括三段电流脉冲加热，其步骤为逆变电阻焊机的电极压下并使其稳定、接着电流缓升、设定第一段脉冲电流，然后冷却；设定第二段脉冲电流、冷却；设定第三段脉冲电流，然后电流缓降、电极松开。三段脉冲电流幅值的大小由具体焊接工艺决定，但每段电流值的设定都是完全独立的，不存在三段电流取值逐渐加大或某一段电流取值必须明显大于其他两段的规定。电流范围为0 10000A，电流精度可达到10A。每段电流值的持续时间由相应的脉冲数来确定，通过设定每段相应的脉冲数来精确控制每段的电流加热时间。当某段设置为0时，该段不起作用，相应的电流设定不起作用。时间范围为0 999ms，精度可达0.25ms。电流及时间参数可进行动态监控。有三种监控模式可选电流模式、电压模式和功率模式。选择其中的一种模式，设定三段加热中每段监控参数的上下限值，当焊接过程中某个参数不在上下限范围内时将引发报警。与现有技术相比本实用新型的有益效果在于本实用新型系统结构简便易行，控制灵活，能够实现选择式三段脉冲电流加热，三段脉冲的幅值可根据具体焊接工艺完全独立可调，电流具有缓升缓降功能，电流工作时间可在很宽范围内设定。电流参数和相关的时间参数根据焊接工艺要求可进行精确的调整和动态监控，很大地提高了焊机的柔性，同时保证了较高的焊接质量和稳定性。本实用新型使用时可完全独立设定，不存在三段电流取值逐渐加大或某一段电流取值必须明显大于其他两段的规定。每段电流值的持续时间由相应的脉冲数来确定，通过设定每段相应的脉冲数来精确控制每段的电流加热时间。当某段设置为0时，该阶段不起作用，相应的电流设定不起作用。本实用新型可选择电流监控III，电压监控UUU，功率监控PPP三种方式。每种监控方式中，都需设定三段脉冲电流每段的上限值和下限值。在焊接过程中，任意一段的参数超过上限值或低于下限值时都会引发超限警报或下限报警。
图I是本实用新型系统结构框图。 图2是本实用新型系统二段加热电流波形不意图。图3是本实用新型系统参数调节屏界面示意图。图4是本实用新型系统监控参数屏界面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述，但本实用新型的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。实施例如图I所示，本实用新型逆变电阻焊机的电流控制系统，包括DSP为核心的控制电路、逆变主电路，在逆变主电路与负载之间设有电流采样模块和电压采样模块，所述电流采样模块与电压采样模块与DSP为核心的控制电路连接。所述电流控制系统还包括一超限警报或下限报警装置。所述DSP为核心的控制电路还连接有有显示屏、按键。逆变主电路按照焊接前设定的控制参数完成电力变换过程，将合适的电压、电流量加诸于负载，实现高精度的焊接过程。电流采样模块及电压采样模块将采样到的信号经过适当变换后引入DSP以实现闭环控制。DSP为核心的控制电路主要完成电流、电压等反馈信号的采样，控制过程所需的各种分析计算，控制信号的输出，与各种外设的通信等。LCD显示屏及按键配合使用，完成电流，时间及各种监控参数的输入及焊接过程的状态显示等功能。如图2、图3所示。上述逆变电阻焊机的电流控制系统的电流控制方法，包括三段电流脉冲加热，其步骤为逆变电阻焊机的电极压下并使其稳定、接着电流缓升、设定第一段脉冲电流，然后冷却；设定第二段脉冲电流、冷却；设定第三段脉冲电流，然后电流缓降、电极松开。本发明的电流控制方法主要由DSP为核心的控制电路实现。电流设定分为3个参数，分别为11为第一段脉冲电流；12为第二段脉冲电流；13为第三段脉冲电流。这三段脉冲电流可以通过点焊电源面板上的按键输入相应值来完全独立设定，不存在三段电流取值逐渐加大或某一段电流取值必须明显大于其他两段的规定。[0026]本实用新型可根据焊接循环和三段加热的要求，时间分为11段控制，t0 tlO各段如图2及图3所示。通过按键设定每段的时间是通过脉冲数为单位来计量的，脉冲数与脉冲单位时间的乘积为该段的实际工作时间。主要时间段设定说明tl，t2保证电极压下并使压力稳定需要的时间，防止时间不足带来前期飞溅。t4，t6，t8为各次通电加热时间，时间的长短与工艺要求有关，当某段设置为0时，该阶段不起作用，相应的电流设定不起作用。t5，t7为冷却时间。两次加热之间的时间间隔，使加热区适当冷却，再加热。t0为休止时间，是本次焊接压力循环与下次焊接的间隔时间，在连续焊接(CTW)时，保证工件送进。其值影响焊接速度。[0027]如图4所示，状态监控分为电流、电压和功率监控三种模式。通过按键来设定各参数上下限值并选定监控模式。具体说明如下IlH为电流I上限，I2H为电流2上限，I3H为电流3上限。IlL为电流I下限，I2L为电流2下限，I3L为电流3下限。当监控状态III/UUU/PPP处于III状态时，电流监控起作用。此时当各次加热的实际电流值高于相应的设定上限时，通过电流超限报警装置报警；而各次脉冲电流加热的实际电流值低于相应的设定下限时，电流不足报警。电流上下限的设定依据试验判断。电流监控为常用的监控方式。同样地，该具体实例中可选用电压和功率监控方式，监控方法与电流监控类似，且高电阻率电极条件下可选用电压监控，凸焊、特殊材料的点焊可选用功率监控方式。本实用新型可选择式三段脉冲电流加热法可实现对铜、铝等有色金属材料，合金材料，精密零件等的高质量焊接，达到焊接工艺要求。焊接前的准备，应该做好焊接前的硬件准备工作，开通电源；通过焊机人机交互界面对三段电流参数和相关时间参数进行设定；通过焊机人机交互界面对监控参数进行设定；确定各状态设定正确，检查机械正常，启动开关，进行正常焊接过程。如上所述便可较好地实现本实用新型。
权利要求1.一种逆变电阻焊机的电流控制系统，其特征在于包括DSP为核心的控制电路、逆变主电路，在逆变主电路与负载之间设有电流采样模块和电压采样模块，所述电流采样模块与电压采样模块与DSP为核心的控制电路连接。
2.根据权利要求I所述的逆变电阻焊机的电流控制系统，其特征在于所述电流控制系统还包括一超限警报或下限报警装置。
3.根据权利要求2所述的逆变电阻焊机的电流控制系统，其特征在于所述DSP为核心的控制电路还连接有显示屏、按键。
专利摘要本实用新型公开了一种逆变电阻焊机的电流控制系统，包括DSP为核心的控制电路、逆变主电路，在逆变主电路与负载之间设有电流采样模块和电压采样模块，所述电流采样模块与电压采样模块与DSP为核心的控制电路连接。包括三段电流脉冲加热，其步骤为逆变电阻焊机的电极压下并使其稳定、接着电流缓升、设定第一段脉冲电流，然后冷却；设定第二段脉冲电流、冷却；设定第三段脉冲电流，然后电流缓降、电极松开。根据焊接工艺要求进行精确的调整和动态监控，实现各种特殊、复杂的电流波形输出提高焊机的柔性，使采用最佳电流波形焊接成为可能，满足工业上常见和特种电阻焊的质量要求，减小焊件应力，保证较高的焊接质量和稳定性。
文档编号B23K11/36GK202377674SQ201120272038
公开日2012年8月15日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者曹彪, 曾敏, 黄增好 申请人:华南理工大学, 广州市精源电子设备有限公司