一种焊割设备的制作方法
【专利摘要】一种焊割设备，包括外壳体和控制电路板，所述控制电路板包括主控制器和外围电路，外围电路包括依次相互连接的EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路，EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路分别与主控制器输入端连接，在逆变电路与主控制器之间设置第一驱动电路，在交直流控制电路与主控制之间设置第二驱动电路。所述主控制器、EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路为标准件模块设置。本实用新型直接将损坏的模块电路拆卸维修即可，节省维修成本和时间。
【专利说明】
一种焊割设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及焊接【技术领域】，特别是涉及一种焊割设备。
【背景技术】
[0002]一直以来，焊割设备，例如电焊机内部的电路结构分布都没有太大改观，纷纷沿用传统的分散式结构，在一线路板如PCB板上松散设置实现电焊功能的多种电路，现有技术中，这种零散分布的电路结构存在如下不足之处:由于电路结构松散，当电焊机出现故障需要维修时，还必须由专业的维修人员进行整块线路板的故障排除，从而给维修造成不必要的困难，维修过程繁杂。
[0003]传统电焊机的电路结构如图1所示，传统电焊机的电路结构主要包括以下几部分:一块线路板、采用分散式设置在线路板上的主控制板、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、驱动电路和反馈电路，整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路和交直流控制电路依次电连接，逆变电路还与驱动电路连接，驱动电路连接主控制器，驱动电路用于驱动逆变电路工作，交直流控制电路连接反馈电路，反馈电路连接主控制器，反馈电路用于采集交直流控制电路的输出信号，主控制器根据反馈电路反馈的信号控制焊枪工作，其中，整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、驱动电路和反馈电都零散布置在线路板上，以实现各电路的基本功能。其中，主控制器必须先接收到反馈电路输出的信号，才能根据信号控制焊枪进行焊接功能，为被动式控制。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种焊割设备，容易排除故障，维修简单，节约了维修成本。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0006]一种焊割设备，所述焊割设备包括外壳体和控制电路板，控制电路板设置在外壳体内部，所述控制电路板包括主控制器和外围电路，外围电路包括依次相互连接的EMI电路(Electromagnetic Interference,电磁干扰)、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路，EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路分别与主控制器输入端连接，在逆变电路与主控制器之间设置第一驱动电路，在交直流控制电路与主控制之间设置第二驱动电路。
[0007]进一步地，所述第一驱动电路包括:正电源电路、负电源电路、隔离电路、控制信号器、电压检测电路、电流检测电路、门极驱动和大功率器件；大功率器件的集电极端设有电压检测点，发射极端设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制第一大功率器件的门极；大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联电压检测电路和逆变电路，大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联电流检测电路和高频变压器。
[0008]进一步地，所述第二驱动电路包括第一、第二、第三和第四驱动单元，每个驱动单兀都包括一正电源电路、一负电源电路、一隔离电路、一控制信号器、一电压检测电路、一电流检测电路、一门极驱动和一大功率器件；每个大功率器件的集电极端都设有电压检测点，发射极端都设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制大功率器件的门极；
[0009]第一和第三驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电流检测电路；
[0010]第二和第四驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电流检测电路；
[0011]第一驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第二驱动单元中的大功率器件的集电极；第三驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第四驱动单元中的大功率器件的集电极。
[0012]所述控制电路板具有输入端和输出端，输入端电连接外接电源，输出端电连接焊枪。
[0013]所述焊割设备还包括第一调节旋钮和第二调节旋钮，所述第一调节旋钮和第二调节旋钮分别电连接所述主控制器，所述第一调节旋钮和第二调节旋钮外露于所述外壳体外表面。
[0014]所述控制电路板还包括一存储器，所述存储器电连接所述主控制器。
[0015]所述焊割设备还包括一人机界面，所述人机界面电连接所述主控制器，且所述人机界面设置于所述外壳体外表面上。
[0016]所述控制电路板还包括一通信接口，所述通信接口电连接所述主控制器，并裸露于所述外壳体的外表面。
[0017]所述主控制器、EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路为标准件模块设置。
[0018]所述标准件模块之间通过通用插口电连接。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0020]第一、通过将电路结构做成标准件模块，当电焊机出现故障需要维修时，维修人员根据故障类型，直接将损坏的模块电路拆卸维修即可，无需整机排查，节省维修成本和时间；
[0021]第二、主控制器不需要通过反馈电路事先采集交直流控制电路的输出信号，再根据采集的信号控制电焊机工作，而是可以直接通过第二驱动电路驱动交直流控制电路，使焊枪工作，变被动为主动，提高了工作效率；
[0022]第三、通过将常用焊接工况参数存储在存储器中，焊接时只需要调用存储的工况参数，选定工况参数后，焊割设备即可自动进入焊接状态，省时省力，同时还避免过多的人工因素参与导致不必要误差的出现，影响焊接质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为传统焊接设备电路结构图；
[0024]图2为本实用新型的实施例1电路结构原理框图；
[0025]图3为本实用新型实施例1中的第一驱动电路的结构示意图；
[0026]图4为本实用新型实施例1中的第二驱动电路的结构示意图之一；
[0027]图5为本实用新型实施例1中的第二驱动电路的结构示意图之二 ；
[0028]图6为本实用新型的实施例2电路结构原理框图。
【具体实施方式】
[0029]本实用新型信息的主旨在于针对目前焊割设备中多采用松散分布的电路结构的情况，提供一种模块化焊割设备，以克服现有技术中存在的上述缺陷。为此，本实用新型采用如下技术方案(以电焊机为例，其他焊割设备可采用同样原理)，分两个实施例进行诠释。
[0030]下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本实用新型的技术特征及优点进行更深入的诠释。
[0031]实施例1
[0032]如图2所示，电焊机包括外壳体和控制电路板，控制电路板设置在外壳体内部，控制电路板具有输入端和输出端，输入端用于电连接外接电源，输出端用于电连接焊枪，控制电路板包括主控制器和外围电路。
[0033]外围电路包括EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路，输入端、EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路和输出端依次电连接，逆变电路还电连接第一驱动电路，交直流控制电路还电连接第二驱动电路，EMI电路、整流电路、滤波电路、二次整流电路、第一驱动电路、第二驱动电路和输出端分别电连接主控制器。通过设置第二驱动电路，使主控制器不需要通过反馈电路事先采集交直流控制电路的输出信号，再根据采集的信号控制电焊机工作，而是可以直接通过第二驱动电路驱动交直流控制电路，使焊枪工作，变被动为主动，提高了工作效率。
[0034]本实施例中，如图3所示，第一驱动电路包括:正电源电路、负电源电路、隔离电路、控制信号器、电压检测电路、电流检测电路、门极驱动和大功率器件；大功率器件的集电极端设有电压检测点，发射极端设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制第一大功率器件的门极；大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联电压检测电路和逆变电路，大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联电流检测电路和高频变压器。
[0035]依次经整流电路、滤波电路和逆变电路整流、滤波和逆变后的电源通过电压检测点输入大功率器件的集电极，主控制器与控制信号器之间可以进行通信，从而使第一驱动电路驱动逆变电路，电流检测电路和电压检测电路具有电路保护作用。其中，第一大功率器件可以优选选用IGBT。
[0036]本实施例中，如图4和5所示，第二驱动电路包括第一、第二、第三和第四驱动单元，每个驱动单元都包括一正电源电路、一负电源电路、一隔离电路、一控制信号器、一电压检测电路、一电流检测电路、一门极驱动和一大功率器件；每个大功率器件的集电极端都设有电压检测点，发射极端都设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制大功率器件的门极；
[0037]第一和第三驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电流检测电路；
[0038]第二和第四驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电流检测电路；
[0039]第一驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第二驱动单元中的大功率器件的集电极；第三驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第四驱动单元中的大功率器件的集电极。
[0040]第二驱动电路中的四个大功率器件可以优选选用IGBT。二次整流电路整流后的电源的正极通过交直流控制电路分别连接第一驱动单元和第三驱动单元中的大功率器件的集电极，二次整流后的电源的负极则通过交直流控制电路分别连接第二驱动单元和第四驱动单元中的大功率器件的发射极。当主控制器发送信号至控制信号器，控制第一驱动单元及第四驱动单元中的大功率器件导通时，第二驱动电路输出直流电源；当主控制器发送信号至控制信号器，控制第一及第四驱动单元中的两个大功率器件形成的组合与第二和第三驱动单元中的两个大功率器件形成的组合轮流导通时，第二驱动电路输出交流电源；当主控制器发送信号至控制信号器，控制第一和第四驱动单元中的大功率器件间歇导通时，第二驱动电路输出脉冲电源。
[0041]特别需要指出的是，本实用新型并不限于以上实施例，其中，高频电压器作为第一和第二驱动电路中负载，与图1和2所示的高频变压器相同，第二驱动电路中的交直流控制电路为图2所示交直流控制电路。第二驱动电路中，四个驱动单元之间通过隔离电路分隔开各电压的基准点。图5中，第三和第四驱动单元的结构与第一和第二驱动单元的相同，因而该图中没有全部画出，此处不再累述。
[0042]主控制器、EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路都采用模块化设置，此处的模块是指各个电路都是一个一个尺寸大小预先规定的硬件模块，即它们都为标准件模块，各标准件模块按照连接顺序设置在线路板上的预留位置处，标准件模块之间采用通用插口电连接，通过将电路结构做成标准件模块，当电焊机出现故障需要维修时，维修人员根据故障类型，直接将损坏的模块电路拆卸维修即可，无需整机排查，节省维修成本和时间。
[0043]EMI电路用于滤除由电网进来的各种干扰信号，可以采用现有技术中电路设计，第一驱动电路用于驱动逆变电路工作，第二驱动电路用于实时驱动交直流控制电路输出交流电或直流电，具体用于实现交流、直流、脉冲、低频、高频电源的切换或组合，从而驱动焊枪工作，交直流控制电路用于输出交流或直流电。
[0044]该实施方式中，主控制器不需要通过反馈电路事先采集交直流控制电路的输出信号，再控制电焊机工作，而是可以直接通过第二驱动电路驱动交直流控制电路，使焊枪工作，变被动为主动。
[0045]实施例2
[0046]如图3所示，电焊机包括外壳体和控制电路板，控制电路板设置在外壳体内部，控制电路板具有输入端和输出端，输入端用于电连接外接电源，输出端用于电连接焊枪，控制电路板包括主控制器和外围电路。
[0047]外围电路包括EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路，输入端、EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路和输出端依次电连接，逆变电路还电连接第一驱动电路，交直流控制电路还电连接第二驱动电路，EMI电路、整流电路、滤波电路、二次整流电路、第一驱动电路、第二驱动电路和输出端分别电连接主控制器。
[0048]实施例2与实施例1不同的是，电焊机还包括人机界面和两个调节旋钮(第一调节旋钮和第二调节旋钮)，控制电路板还包括存储器和通信接口。
[0049]人机界面和两个调节旋钮分别与主控制器电连接，人机界面设置于外壳体的外表面，两个调节旋钮外露于外壳体。
[0050]存储器用于存储电焊机的对应的各种常用工况参数，工况参数可以是在电焊机出厂时直接写入存储器中进行存储。存储器与主控制器电连接，人机界面与主控制器电连接，人机界面可以为LED显示屏。通过将常用焊接工况参数存储在存储器中，焊接时只需要调用存储的工况参数，选定工况参数后，焊割设备即可自动进入焊接状态，省时省力，同时还避免过多的人工因素参与导致不必要误差的出现，影响焊接质量。
[0051]输入端连接外接电源，使人机界面通电，可以看到人机界面上设置有主页、焊接记录、本机信息和参数设置的图标，通过第一调节旋钮可以选中某一图标，即可进入图标对应的页面。比如:若选中主页图标进入主页页面，主页页面上显示有焊接时对应的各项工况参数，如焊接电流、送丝速度、板厚、母材、缝宽、电弧强度的大小和其他设置参数等等；若选中参数设置图标，进入参数设置页面后，参数设置页面依次包括母材选择子页面、板厚设定子页面、焊缝宽度子页面、送丝速度子页面、电弧强度子页面和其他设置子页面，通过调节第一调节旋钮可以实现各个子页面的切换，各个子页面内显示有与子页面对应的工况参数。
[0052]第一调节旋钮用于选中人机界面上显示的图标，并实现相应图标中对应的各子页面的切换，第二调节旋钮用于参数设置页面中各子页面工况参数的选择，第一调节旋钮和第二调节旋钮受主控制器控制，在外壳体上还设置有提手。若进入参数设置页面中的各子页面后，各子页面上显示的工况参数并没有本次焊接所需要的工况参数，操作者还可以通过第二调节旋钮重新进行工况参数的设置，重新设置好的工况参数会实时存入控制电路板的存储器中，以备下次进行相同焊接时使用。
[0053]进一步地，控制电路板还包括通信接口，通信接口与主控制器电连接，通信接口露在外壳体外表面，通信接口可以是USB接口或其他数据通讯端口，通信接口用于连接外部存储设备上的数据线，通过数据线，将存储在外部存储设备中的多种工矿参数写入存储器中，供焊接时主控制器调用。在平常使用中，如果焊接时所需要的工况参数没有存在于存储器中，操作者可以通过第二调节旋钮进行工况参数的设置，设置好的工况参数可以实时存储在存储器中，或者操作者也可以将合适的工况参数通过外部存储设备的数据线直接写入主控制器或写入存储器，下次再次进行同样的焊接时，主控制器可以直接从存储器中调用。对于每次进行的焊接操作，主控制器会主动生成焊接记录，存储器还可以自动存储每次的焊接记录。
[0054]该实施方式中，电焊机工作过程介绍:输入端接入外接电源，输出端连接焊枪，开机，人机界面通电显示，通过第一调节旋钮选中参数设置图标，进入参数设置的各个子页面，调节第一调节旋钮，进行子页面的切换，而存储器中存储的工况参数分别在各个子页面对应显示，通过第二调节旋钮选定对应的多个工况参数，选定后，可以通过第一调节旋钮选中主页图标，进入主页页面，选定后的多个工况参数此时则在人机界面的主页页面上显示，旋转与主控器电连接的启动键，主控制器控制外围电路工作，电焊机按照选定的工况参数启动，开始焊接。
[0055]通过以上实施例中的技术方案对本实用新型进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例为本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
【权利要求】
1.一种焊割设备，所述焊割设备包括外壳体和控制电路板，控制电路板设置在外壳体内部，其特征在于:所述控制电路板包括主控制器和外围电路，外围电路包括依次相互连接的EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路，EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路分别与主控制器输入端连接，在逆变电路与主控制器之间设置第一驱动电路，在交直流控制电路与主控制之间设置第二驱动电路。
2.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述第一驱动电路包括:正电源电路、负电源电路、隔离电路、控制信号器、电压检测电路、电流检测电路、门极驱动和大功率器件；大功率器件的集电极端设有电压检测点，发射极端设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制大功率器件的门极；大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联电压检测电路和逆变电路，大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联电流检测电路和高频变压器。
3.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于:所述第二驱动电路包括第一、第二、第三和第四驱动单元，每个驱动单元都包括一正电源电路、一负电源电路、一隔离电路、一控制信号器、一电压检测电路、一电流检测电路、一门极驱动和一大功率器件；每个大功率器件的集电极端都设有电压检测点，发射极端都设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制大功率器件的门极； 第一和第三驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电流检测电路； 第二和第四驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电流检测电路； 第一驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第二驱动单元中的大功率器件的集电极；第三驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第四驱动单元中的大功率器件的集电极。
4.根据权利要求1所述的焊割设备，其特征在于:所述控制电路板具有输入端和输出端，输入端电连接外接电源，输出端电连接焊枪。
5.根据权利要求1所述的焊割设备，其特征在于:所述焊割设备还包括第一调节旋钮和第二调节旋钮，所述第一调节旋钮和第二调节旋钮分别电连接所述主控制器，所述第一调节旋钮和第二调节旋钮外露于所述外壳体外表面。
6.根据权利要求1所述的焊割设备，其特征在于:所述控制电路板还包括一存储器，所述存储器电连接所述主控制器。
7.根据权利要求1所述的焊割设备，其特征在于:所述焊割设备还包括一人机界面，所述人机界面电连接所述主控制器，且所述人机界面设置于所述外壳体外表面上。
8.根据权利要求1所述的焊割设备，其特征在于:所述控制电路板还包括一通信接口，所述通信接口电连接所述主控制器，并裸露于所述外壳体的外表面。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的焊割设备，其特征在于:所述主控制器、EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路为标准件模块设置。
10.根据权利要求9所述的焊割设备，其特征在于:所述标准件模块之间通过通用插口电连接。
【文档编号】B23K9/10GK204018921SQ201420180940
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】刘文斌 申请人:刘文斌