一种基于数字式压力位移测控的电阻焊接电源的制作方法

本发明涉及电阻焊接电源技术领域，具体为一种基于数字式压力位移测控的电阻焊接电源。

背景技术：

电阻焊接主要由工件或电阻通过电流时产生热量而完成。热量q＝i²rt，由此可以看出，电阻焊接的控制参数通常分为：次级焊接电流的大小(i)，电流持续时间(t)，接触电阻(r)。前两者由焊接控制器提供控制，接触电阻无法直接控制。接触电阻由工件本身的电阻、表面状况、压紧力影响。压紧力的变化会直接影响到接触电阻的大小，有时差异几十倍。

随着热量的增加，金属由常温硬度过渡到融熔状态的偏小硬度，在压力作用下，工件的焊接部位会产生变形，当有效控制压紧装置的位移量时，可以有效保护焊接的有效性，以免变形量超差，焊接质量失控；对于很多对温度比较敏感的焊接零件和材料，焊接部位的温度控制及与焊接放电的联动协调，成为焊接质量控制的最好保证；现代设备集成化程度很高，电阻焊接电源的交互操控的要求很高，既可用于现场的调试，又可用于后台的总线操控，更需要无线装置的信息联通，便于现场操控人员的工作。

本发明的目的，在于利用独有的控制软件，实现与控制焊接采样频率同步的压力、位移、温度等的信号采集及处理，不需要原先匹配的压力、位移、温度的数模转换的控制盒，解决一直困扰国内外同行业的数据采样频率无法匹配的问题，实现有效压力位移温度等的测控与精密控制放电，用于电阻焊接的完美结合。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于数字式压力位移测控的电阻焊接电源，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于数字式压力位移测控的电阻焊接电源,包括电阻焊接电源，所述电阻焊接电源包括控制系统、外接控制系统和保护系统，电阻焊接电源的控制系统是一个闭环数字智能控制系统，控制系统为电流传感器和电压传感器组成检测系统，按需要选择工作控制模式，给定设定值，设定不同级别的反馈控制模式，应用传感器检测反馈实现自控，闭环电流和电压信号经智能处理器分析后自动实现电流和电压控制，实现良好的输出焊接特性；电阻焊接电源的外接控制系统为压力传感器、温度传感器、位移传感器组成检测系统，按焊接要求选择工作控制模式，给定设定值，闭环电流、电压信号经智能处理器分析后自动实现电流、电压控制，设定当压力达到预定的限值后开始放电焊接或加热，设定温度达到预定的限值时，停止放电焊接或加热，设定机头达到预定的位移限值时，停止焊接或加热，实现良好的可控的输出焊接特性；焊接电源的保护系统为温度传感器、电压传感器、电流传感器和自我诊断检测系统组成，在工作时将温度、电压和电流信号分别经传感器送入智能处理器进行数字智能分析，产生保护控制。

所述控制系统、外接控制系统和保护系统是由多种传感器检测系统组成，不同传感器的信号由智能处理器进行不同的分析，能够精确快速的对不同信号做出保护控制：

a.当温度传感器检出温度t＞t0(规定上限温度)时，智能处理器将输出报警信号同时关闭系统进行保护；

b.当输入电压v≥v1(输入规定上限电压)或者v≤v0(输入规定下限电压)智能处理器将输出报警信号同时关闭系统进行保护；当次级未检测出电压v’或检出接近零，智能处理器将输出报警信号同时关闭系统进行保护；

c.当电流瞬时值i＞i0(瞬时上限电流)智能处理器将自动关断开关管的输入脉冲进行开关管的保护；当次级未检测出电流i’或检出接近零，智能处理器将输出报警信号同时关闭系统进行保护；

d.当智能处理器在开机或工作过程中，自我诊断发现严重异常，关系到机器的寿命或其他重大损失，将输出报警信号同时关闭系统进行保护。

所述由智能处理器组成的控制器，应用数字智能控制技术的特性，对输入电压、输出电压、输出电流、瞬时电流、温度、压力和位移参数的进行高采样率的巡回检测智能思维控制，由键盘输入某种设定值存入e2prom供智能处理器分析后，输出控制特性值，所述的输入电压、输出电压、输出电流、瞬时电流、温度、压力和位移控制的特征是：每个参数采用偏差和变化率两个输入及控制变量输出的控制方式。

所述数字智能控制技术是智能处理器根据不同焊接要求运用软件，将不同要求按不同逻辑思维分析，实现了对多种对象采用统一控制的一种数字智能控制技术，随着软件的不同控制输出也将不同。

所述数字智能控制技术分为三个步骤：实测值的数字化、数字关系的获取和数字决策结果的精确化控制，针对电流、电压和功率的输入输出的数值，数字智能控制方式为：

a.定电流模式工作时，当次级输出电流i＞i0(设定的所需要的次级焊接电流)或i＜i0(设定的所需要的次级焊接电流)，智能处理器进行调节控制，在下一个毫秒的工作模式中，按设定的值减加次级焊接电流，对应的焊接焊接功率、焊接电压动态调整；

b.定电圧模式工作时，当次级电压v＞v0(设定的所需要的次级电压)或电压v＜v0(设定的所需要的次级电压)，智能处理器进行调节控制，在下一个毫秒的工作模式中，按设定的值减加次级电压，对应的焊接焊接功率、焊接电流动态调整；

c.定功率模式工作时，当次级输出功率p＞p0(设定的所需要的次级功率)或功率p＜p0(设定的所需要的次级功率)，智能处理器进行调节控制，在下一个毫秒的工作模式中，按设定的值减加次级功率，对应的焊接电压、焊接电流动态调整；

d.混合定工作模式，每段的正常焊接程序根据焊接条件的要求以及环境和条件的不同各有不同，自动调整满足设定要求。

所述数字决策结果的精确化控制采用最大隶属算法，将控制信号转化为精确的输出动作。

所述电阻焊接电源与编程器交互通讯，完成控制及数据传输；电阻焊接电源与无线终端交互通讯，完成控制及数据传输；电阻焊接电源与显示器通讯，完成数据的传输与显示；以上所述为插拔结构，支持热插拔。

所述电阻焊接电源通过总线和通讯协议与其他焊接控制器或控制计算机通信连接。

所述电阻焊接电源通过端口与其他的外接感应器单元通信连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明技术是应用发明人独有的计算控制方法结合数字化传感测试技术，实现电阻焊接电源捕捉并迅即响应压力、温度、位移测控等的信号要求，完成电阻焊接的数字智能思维化控制，达到电阻焊接的精准控制放电，使电阻焊接能工作在人们预先编辑设定好的焊接程序中，满足客户对焊接时工件实际加压力、温度、形变量等的数据化监控，使焊接能适应更多的精密度要求高的条件和环境，在工作中电阻焊接电源可根据不同的条件和环境按程序智能分析后，产生一种更适合环境和条件的控制信号去控制电阻焊接的放电输出，同时监控客户要求的压力、温度及位移量等，控制放电的起始及终止，使焊接特性控制更量化、智能化；同时电阻焊接电源同步可以显示和传送焊接的参数，便于数据的采集和分析，也有利于质量监控的数据采集，让焊接电源从单机的运作变为集群控制，实现现代工厂的管理运作模式，远程操控及无人化操控；本发明通过编程器、显示器、无线终端可以实现控制与调整，设定参数与显示工作参数，无线显示与电阻焊接电源直连的装置，实时远距离显示、远距离操控、无线操控焊接控制器，温度感应器与电阻焊接电源直连，可以实时显示温度，也可以用设定好的温度来控制焊接电源，开始或停止焊接放电，更方便系统集成、参数设定、远距离数据传输等，本发明在国内外同行业内，第一次将以上应用与电阻焊接电源集成并能与焊接的放电开关沟通，克服了采样频率无法同步，操控滞后的缺点，同时压力感应器、位移感应器、温度感应器等，直接与电阻焊接电源相连，不需要常用的专用控制盒，节省成本的同时，解决了常用专用控制盒采用频率低，跟不上焊接控制频率的问题。具有结构简单、功能齐全、响应速度快和适用范围广等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，

一种基于数字式压力位移测控的电阻焊接电源,包括电阻焊接电源，所述电阻焊接电源包括控制系统、外接控制系统和保护系统，电阻焊接电源的控制系统是一个闭环数字智能控制系统，控制系统为电流传感器和电压传感器组成检测系统，按需要选择工作控制模式，给定设定值，设定不同级别的反馈控制模式，应用传感器检测反馈实现自控，闭环电流和电压信号经智能处理器分析后自动实现电流和电压控制，实现良好的输出焊接特性；电阻焊接电源的外接控制系统为压力传感器、温度传感器、位移传感器组成检测系统，按焊接要求选择工作控制模式，给定设定值，闭环电流、电压信号经智能处理器分析后自动实现电流、电压控制，设定当压力达到预定的限值后开始放电焊接或加热，设定温度达到预定的限值时，停止放电焊接或加热，设定机头达到预定的位移限值时，停止焊接或加热，实现良好的可控的输出焊接特性；焊接电源的保护系统为温度传感器、电压传感器、电流传感器和自我诊断检测系统组成，在工作时将温度、电压和电流信号分别经传感器送入智能处理器进行数字智能分析，产生保护控制。

所述控制系统、外接控制系统和保护系统是由多种传感器检测系统组成，不同传感器的信号由智能处理器进行不同的分析，能够精确快速的对不同信号做出保护控制：

a.当温度传感器检出温度t＞t0(规定上限温度)时，智能处理器将输出报警信号同时关闭系统进行保护；

b.当输入电压v≥v1(输入规定上限电压)或者v≤v0(输入规定下限电压)智能处理器将输出报警信号同时关闭系统进行保护；当次级未检测出电压v’或检出接近零，智能处理器将输出报警信号同时关闭系统进行保护；

c.当电流瞬时值i＞i0(瞬时上限电流)智能处理器将自动关断开关管的输入脉冲进行开关管的保护；当次级未检测出电流i’或检出接近零，智能处理器将输出报警信号同时关闭系统进行保护；

d.当智能处理器在开机或工作过程中，自我诊断发现严重异常，关系到机器的寿命或其他重大损失，将输出报警信号同时关闭系统进行保护。

所述由智能处理器组成的控制器，应用数字智能控制技术的特性，对输入电压、输出电压、输出电流、瞬时电流、温度、压力和位移参数的进行高采样率的巡回检测智能思维控制，由键盘输入某种设定值存入e2prom供智能处理器分析后，输出控制特性值，所述的输入电压、输出电压、输出电流、瞬时电流、温度、压力和位移控制的特征是：每个参数采用偏差和变化率两个输入及控制变量输出的控制方式。

所述数字智能控制技术是智能处理器根据不同焊接要求运用软件，将不同要求按不同逻辑思维分析，实现了对多种对象采用统一控制的一种数字智能控制技术，随着软件的不同控制输出也将不同。

所述数字智能控制技术分为三个步骤：实测值的数字化、数字关系的获取和数字决策结果的精确化控制，针对电流、电压和功率的输入输出的数值，数字智能控制方式为：

a.定电流模式工作时，当次级输出电流i＞i0(设定的所需要的次级焊接电流)或i＜i0(设定的所需要的次级焊接电流)，智能处理器进行调节控制，在下一个毫秒的工作模式中，按设定的值减加次级焊接电流，对应的焊接焊接功率、焊接电压动态调整；

b.定电圧模式工作时，当次级电压v＞v0(设定的所需要的次级电压)或电压v＜v0(设定的所需要的次级电压)，智能处理器进行调节控制，在下一个毫秒的工作模式中，按设定的值减加次级电压，对应的焊接焊接功率、焊接电流动态调整；

c.定功率模式工作时，当次级输出功率p＞p0(设定的所需要的次级功率)或功率p＜p0(设定的所需要的次级功率)，智能处理器进行调节控制，在下一个毫秒的工作模式中，按设定的值减加次级功率，对应的焊接电压、焊接电流动态调整；

d.混合定工作模式，每段的正常焊接程序根据焊接条件的要求以及环境和条件的不同各有不同，自动调整满足设定要求。

所述数字决策结果的精确化控制采用最大隶属算法，将控制信号转化为精确的输出动作。

所述电阻焊接电源与编程器交互通讯，完成控制及数据传输；电阻焊接电源与无线终端交互通讯，完成控制及数据传输；电阻焊接电源与显示器通讯，完成数据的传输与显示；以上所述为插拔结构，支持热插拔。

所述电阻焊接电源通过总线和通讯协议与其他焊接控制器或控制计算机通信连接，组成现代无人工厂的庞大工作网络。

电阻焊接电源是控制相关焊接程序，满足次级焊接放电的实现，从而完成客户需要的完美产品的稳定焊接。在独有的焊接控制软件的支持下，实现最短时间，在同等体量的情况下，输出最大的可能的稳定焊接放电，这是电阻焊接电源的让客户满意的基础，本发明专利的电阻焊接电源实现了用于精密和非精密场合的精确焊接输出。

所述电阻焊接电源，其特征在于(不限于)，所述电阻焊接电源通过端口与其他可能的外接感应器单元通信连接，实现其外接操控焊接放电的开关时机，都是基于现场或客户的需要，这是一个循环升级的过程。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。