专利名称：双面对弧焊接交流相位同步的控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种氩弧焊机设备技术领域，具体是一种双面对弧焊接交流相位同步的控制电路。
背景技术：
随着铝及铝合金罐体、槽车等焊接结构的发展，越来越多的使用双面对弧焊工艺来进行罐体的对接，即两台焊接电源同步从正反面使用交流氩弧焊实施对弧焊接；这种工艺具有焊透性好，双面一次成型，效率高等优点。由于两台焊机在同一工件上焊接，必须保证两台焊机的输出频率、相位和占空比一致，否则就会在两台焊机上形成回路，能量无法全 部作用于工件上，造成电弧相互干扰，甚至不能焊接。为了确保两台焊机的输出实现同步，目前采用的一种方案是加装同步控制器来控制两台焊机的相位，另一种方案是用一台焊机控制另一台焊机的相位。由于焊接施工现场一般比较凌乱，焊机的焊接线缆和控制线缆又比较多，经常缠绕在一起，在焊机或工件挪动时会比较麻烦，更容易造成电缆的损坏，所以两台焊机之间的线缆越少越好。同时，由于氩弧焊机内部具有高频高压起弧装置，以及焊接场所的干扰源很多，在双机通信时，可能会导致信号传输出错。
发明内容本实用新型的目的是提供一种双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，克服了现有技术的上述不足，其连线少，使用方便，可独立调整，互不干扰；避免了某些焊机需要在同步模式和独立模式之间切换的麻烦，减小了焊工的工作量，降低了操作难度。为了达到上述设计目的，本实用新型采用的技术方案如下一种双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，包括交流方波氩弧焊机一(100)的控制单片机一(104)、反馈电流传感器一(103)、开关器件二(102)、开关器件一(101)及交流方波氩弧焊机二(200)的控制单片机二(204)、反馈电流传感器二(203)、开关器件四(202)、开关器件三(201)，所述控制单片机一(104)上设有起弧信号一(108)、外部中断
一(109)和外部中断二(110)、地线一(111);所述控制单片机二(204)上设有起弧信号二(208)、外部中断三(209)和外部中断四(210)、地线二(211)，所述起弧信号一(108)、同时与外部中断一(109)、外部中断四(210)接通，所述起弧信号二(208)同时与外部中断二(110)、外部中断三(209)接通，地线一(111)与地线二(211)接通。进一步，所述起弧信号一(108)上串联的光耦器件一(11)和外部中断一(109)上串联的光耦器件二(12)相连后，再与外部中断四(210)上串联的光耦器件六(23)连接在一起。进一步，所述起弧信号二(208)上串联的光耦器件四(21)和外部中断三(209)上串联的光耦器件五(22 )相连后，再与外部中断二( 110 )上串联的光耦器件三(13 )连接在一起。[0009]优选地，所述起弧信号一(108)上串联限流电阻Rll后再串联到光耦器件一(11)的I脚，所述光耦器件一(11)的4脚通过上拉电阻R12接入15V电压。优选地，所述外部中断一(109 )上串联光耦器件二( 12 )的4脚，同时，光耦器件二
(12)的4脚上还通过上拉电阻R13接入5V电压。优选地，所述外部中断二( 110 )上串联光耦器件三(13 )的4脚，同时，光耦器件三
(13)的4脚上还通过上拉电阻R14接入5V电压。优选地，所述起弧信号二(208)上串联限流电阻R21后再串联光耦器件四(21)的I脚，所述光耦器件四(21)的4脚通过上拉电阻R22接入15V电压。优选地，所述外部中断三(209 )上串联光耦器件五(22 )的4脚，同时，光耦器件五 (22)的4脚上还通过上拉电阻R23接入5V电压。优选地，所述外部中断四(210 )上串联光耦器件六(23 )的4脚，同时，光耦器件六
(23)的4脚上还通过上拉电阻R24接入5V电压。更优选地，所述光耦器件一(11)的4脚与光耦器件二(12)的I脚并联后与光耦器件六(23 )的I脚连接，所述光耦器件三(13 )的I脚连接光耦器件四(21)的4脚、光耦器件五(22)的I脚。本实用新型所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路的有益效果是不需外置同步控制器，只需一根三芯的电缆即可，极大限度地减少焊机间的连线。当使用双枪对弧焊接时，只需将两台焊机的输出交流频率和清理比例调节一致，接上同步电缆，即插即用，同时不管哪台焊机先起弧，只要两台焊机都引弧成功，焊机会自动同步，而在单台焊机焊接时，可以不取同步电缆，频率和清理比例等参数也可以独立调整，而不互相干扰；避免了某些焊机需要在同步模式和独立模式之间切换的麻烦，减小了焊工的工作量，降低了操作难度。两台焊机之间的通信信号只有恒定的高电平和低电平，燃弧状态一直是高电平，空载状态一直是低电平，恒定的电平信号，比通过电平序列通信的方式抗干扰能力强很多。
图I是本实用新型实施例所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路的原理图。图2是本实用新型实施例所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路的电路图。图3是本实用新型实施例所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路的波形图。图4是本实用新型实施例所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路的交流方波焊机一 100先起弧，交流方波焊机二 200后起弧的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的最佳实施方案作进一步的详细的描述。如图I所示，本实用新型实施例所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，包括交流方波氩弧焊机一 100的控制单片机一 104、反馈电流传感器一 103、产生交流方波的开关器件二 102、产生交流方波的开关器件一 101及交流方波氩弧焊机二 200的控制单片机二 204、反馈电流传感器二 203、产生交流方波的开关器件四202、产生交流方波的开关器件三201，所述交流方波氩弧焊机一 100的控制单片机一 104的驱动信号一 105和驱动信号二 106通过一个驱动电路连接到交流方波氩弧焊机一 100的开关器件一 101和开关器件二102，所述交流方波氩弧焊机一 100的反馈电流传感器一 103用于检测焊机一 100的输出电流，采集的反馈电流信号107传输到控制单片机一 104中，所述控制单片机一 104上还设有起弧信号一 108、外部中断一 109和外部中断二 110、地线一 111 ;所述交流方波氩弧焊机二200的控制单片机二 204的驱动信号三205和驱动信号四206通过一个驱动电路连接到交流方波氩弧焊机二 200的开关器件三201和开关器件四202，所述交流方波氩弧焊机二 200的反馈电流传感器二 203用于检测焊机二 200的输出电流，采集的反馈电流信号207传输到控制单片机二 204中，所述控制单片机二 204上还设有起弧信号二 208、外部中断三209和外部中断四210、二地线211，所述交流方波氩弧焊机一 100的控制单片机一 104的起弧信号一 108同时与外部中断一 109和交流方波氩弧焊机二 200的控制单片机二 204的外部中断四210相连，所述方波氩弧焊机二 200的控制单片机二 204的起弧信号二 208同时与外部中断三209和交流方波氩弧焊机一 100的控制单片机一 104的外部中断二 110相连，所述地线一 111与地线二 211接通。工作时，焊机的交流输出受开关器件一(二、三、四)101，102，201,202控制，而开关器件一(二、三、四)101，102，201,202又分别受单片机产生的PWM信号105，106，205，206控制，可以通过设置单片机内部的寄存器使PWM从初始相位重新启动，要实现两台焊机的输出同步，只需让两台焊机的PWM波同时重新启动即可，外部中断一109、外部中断二 110、外部中断三209、外部中断四210的触发方式采用上升沿触发方式，这种方式可以确保只有在两台焊机都起弧的瞬间同时重新产生PWM，当焊机中两个外部中断中任意一个先触发时，焊机进入等待另一个外部中断触发的状态，当另外一个外部中断也触发后，PWM从初始相位重新启动。由于氩弧焊的高频起弧装置对控制电路的干扰极大，容易影响单片机的正常运行，所以使用光耦器件将单片机的电源与外围的电路电源隔开，减小高频对单片机的干扰。如图2所示，所述起弧信号一 108上串联限流电阻Rl I及光耦器件一 11，所述光耦器件一 11的I脚串接限流电阻R11，限制单片机的起弧信号一 108到光耦器件一 11的电流，光耦器件一 11的4脚通过上拉电阻R12接入15V电压，Vl表示光耦器件一 11的4脚电位，所述外部中断一 109上串联光耦器件二 12的4脚，同时，光耦器件二 12的4脚上还通过上拉电阻R13接入5V电压，所述外部中断二 110上串联光耦器件三13的4脚，同时，光耦器件三13的4脚上还通过上拉电阻R14接入5V电压。所述起弧信号二 208上串联限流电阻R21及光耦器件四21，所述光耦器件21四的I脚串接限流电阻R21，限制单片机的起弧信号二 208到光耦器件四21的电流，光耦器件四21的4脚通过上拉电阻R22接入15V电压，V2表示光耦器件四21的4脚电位，所述外部中断三209上串联光耦器件五22的4脚，同时，光耦器件五22的4脚上还通过上拉电阻R23接入5V电压，所述外部中断四210上串联光耦器件六23的4脚，同时，光耦器件六23的4脚上还通过上拉电阻R24接入5V电压。所述光耦器件一 11的4脚与光耦器件二 12的I脚连接到光耦器件六23的I脚，所述光耦器件四21的4脚与光耦器件五22的I脚与光耦器件三13的I脚相连。[0029]当焊机一 100和焊机二 200都空载时，起弧信号一 108和起弧信号二 208为低电平，光耦器件一 11和光耦器件四21不导通，Vl和V2为高电平，使光耦器件一 12、光耦器件六23、光耦器件五22、光耦器件三13导通，此时外部中断一 109、外部中断三209、外部中断二 110、外部中断四210都为低电平，中断不启动。当焊机一 100先起弧时，起弧信号一 108为高电平，Ull的1，2脚导通，Vl被拉低到零，从而使光耦器件二 12和光耦器件六23不导通，外部中断一 109和外部中断四210的电位由低变为闻，检测到上升沿后触发中断，等待焊机_■ 200起弧；当焊机_■ 200起弧后，起弧信号二 208为高电平，光耦器件四21的1、2脚导通，V2被拉低到零，从而使光耦器件五22和13不导通，外部中断三209和二 110的电位由低变为高，同时检测到上升沿后触发中断，继而同时重新初始化105、106、205、206的PWM波形，使两台焊机的输出同步。当焊机二 200先起弧时，起弧信号二 208为高电平，U21的1、2脚导通，V2被拉低到零，从而使光耦器件五22和光耦器件三13不导通，外部中断三209和外部中断二 110的 电位由低变为闻，检测到上升沿后触发中断，等待焊机一 100起弧；当焊机一 100起弧后，起弧信号一 108为高电平，光耦器件一 11的1、2脚导通，Vl被拉低到零，从而使光耦器件二12和光耦器件六23不导通，外部中断一 109和外部中断四210的电位由低变为高，同时检测到上升沿后触发中断，继而同时重新初始化105、106、205、206的PWM波形，使两台焊机的输出同步。从电路中可以看到，外部中断一 109和外部中断四210，外部中断三209和外部中断二 110分别受同一个信号控制且电路结构一致，这样可以确保两台焊机的外部中断同时响应，同时重新初始化产生PWM波，从而达到两台焊机同步的目的。采用本实用新型实施例的两台焊机的输出同步波形，在A点，一台焊机先起弧，在B点，另一台焊机也起弧,此时,两台焊机的PWM都同时重新初始化,使两台焊机的输出相位一致。假设焊机一 100先起弧，焊机二 200后起弧，焊机工作流程如图4所示传感器一 103用于检测交流方波氩弧焊机一 100的输出电流，采集的反馈电流信号传输到控制单片机一 104中，单片机通过比较电流信号一 107的电位来判断交流方波氩弧焊机一 100是否起弧，当交流方波氩弧焊机一 100起弧后，起弧信号一 108置高电平，而起弧信号一 108同时传送到焊机一 100的外部中断一 109与焊机二 200的外部中断二 210，即焊机一 100的外部中断一 109检测到上升沿，中断触发，等待焊机二 200起弧；焊机二 200的外部中断四210也检测到上升沿，中断触发，等待焊机二 200起弧。传感器二 203用于检测交流方波氩弧焊机二 200的输出电流，采集的反馈电流信号传输到控制单片机二 204中，单片机通过比较电流信号二 207的电位来判断交流方波氩弧焊机二 200是否起弧，当交流方波氩弧焊机二 200起弧后，起弧信号二 208置高电平，而起弧信号二 208同时传送到焊机
二200的外部中断三209与焊机一 100的外部中断二 110，即焊机二 200的外部中断三209检测到上升沿，中断触发，205与206的PWM从初始相位重新启动；焊机一 100的外部中断
二110也检测到上升沿，中断触发，105与106的PWM波重新启动。由于焊机一 100的外部中断二 110与焊机二 200的外部中断三209同时触发，所以，105、106与205、206的PWM也是同时从初始相位启动。假设焊机二 200先起弧，焊机一 100后起弧，焊机工作流程[0037]传感器二 203用于检测交流方波氩弧焊机二 200的输出电流，采集的反馈电流信号传输到控制单片机二 204中，单片机通过比较电流信号二 207的电位来判断交流方波氩弧焊机二 200是否起弧，当交流方波氩弧焊机二 200起弧后，起弧信号二 208置高电平，而起弧信号二 208同时传送到焊机二 200的外部中断三209与焊机一 100的外部中断二 110，即焊机二 200的外部中断三209检测到上升沿，中断触发，等待焊机一 100起弧；焊机一 100的外部中断二 110也检测到上升沿，中断触发，等待 焊机一 100起弧。传感器一 103用于检测交流方波氩弧焊机一 100的输出电流，采集的反馈电流信号传输到控制单片机一 104中，单片机通过比较电流信号一 107的电位来判断交流方波氩弧焊机一 100是否起弧，当交流方波IS弧焊机一 100起弧后,起弧信号一 108置高电平,而起弧信号一 108同时传送到焊机一 100的外部中断一 109与焊机二 200的外部中断四210，即焊机一 100的外部中断一 109检测到上升沿，中断触发，105与106的PWM从初始相位重新启动；焊机二 200的外部中断四210也检测到上升沿，中断触发，205与206的PWM波重新启动。由于焊机二 200的外部中断四210与焊机一 100的外部中断一 109同时触发，所以，205、206与105、106的PWM也是同时从初始相位启动。本具体实施方式
只本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，具体各项权利保护范围由权利要求书限定。
权利要求1.一种双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，包括交流方波氩弧焊机一(100)的控制单片机一(104)、反馈电流传感器一(103)、开关器件二(102)、开关器件一(101)及交流方波氩弧焊机二(200)的控制单片机二(204)、反馈电流传感器二(203)、开关器件四(202)、开关器件三(201)，所述控制单片机一(104)上设有起弧信号一(108)、外部中断一(109)和外部中断二(110)、地线一(111);所述控制单片机二(204)上设有起弧信号二(208)、外部中断三(209)和外部中断四(210)、地线二(211)，其特征在于所述起弧信号一(108)、同时与外部中断一(109)、外部中断四(210)接通，所述起弧信号二(208)同时与外部中断二(110)、外部中断三(209)接通，地线一(111)与地线二(211)接通。
2.根据权利要求I所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，其特征在于所述起弧信号一(108)上串联的光耦器件一(11)和外部中断一(109)上串联的光耦器件二(12)相连后，再与外部中断四(210)上串联的光耦器件六(23)连接在一起。
3.根据权利要求I所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，其特征在于所述起弧信号二( 208 )上串联的光耦器件四(21)和外部中断三(209 )上串联的光耦器件五(22 )相连后，再与外部中断二(110)上串联的光耦器件三(13)连接在一起。
4.根据权利要求2所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，其特征在于所述起弧信号一(108)上串联限流电阻Rll后再串联到光耦器件一(11)的I脚，所述光耦器件一(11)的4脚通过上拉电阻R12接入15V电压。
5.根据权利要求2所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，其特征在于所述外部中断一(109)上串联光耦器件二(12)的4脚，同时，光耦器件二(12)的4脚上还通过上拉电阻R13接入5V电压。
6.根据权利要求3所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，其特征在于所述外部中断二(110)上串联光耦器件三(13)的4脚，同时，光耦器件三(13)的4脚上还通过上拉电阻R14接入5V电压。
7.根据权利要求3所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，其特征在于所述起弧信号二(208)上串联限流电阻R21后再串联光耦器件四(21)的I脚，所述光耦器件四(21)的4脚通过上拉电阻R22接入15V电压。
8.根据权利要求3所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，其特征在于所述外部中断三(209)上串联光耦器件五(22)的4脚，同时，光耦器件五(22)的4脚上还通过上拉电阻R23接入5V电压。
9.根据权利要求3所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，其特征在于所述外部中断四(210)上串联光耦器件六(23)的4脚，同时，光耦器件六(23)的4脚上还通过上拉电阻R24接入5V电压。
10.根据权利要求4或5或6或7或8或9所述的双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，其特征在于所述光耦器件一(11)的4脚与光耦器件二(12)的I脚并联后与光耦器件六(23 )的I脚连接，所述光耦器件三(13 )的I脚连接光耦器件四(21)的4脚、光耦器件五(22)的I脚。
专利摘要本实用新型公开了一种双面对弧焊接交流相位同步的控制电路，包括交流方波氩弧焊机一(100)的控制单片机一(104)及交流方波氩弧焊机二(200)的控制单片机二(204)，所述控制单片机一(104)上设有起弧信号一(108)、外部中断一(109)和外部中断二(110)、地线一(111)；所述控制单片机二(204)上设有起弧信号二(208)、外部中断三(209)和外部中断四(210)、地线二(211)，所述起弧信号一(108)、同时与外部中断一(109)、外部中断四(210)接通，所述起弧信号二(208)同时与外部中断二(110)、外部中断三(209)接通，地线一(111)与地线二(211)接通。
文档编号B23K9/067GK202527828SQ20112054586
公开日2012年11月14日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者李毅 申请人:成都熊谷加世电器有限公司