本发明涉及焊接设备控制,更具体地说,涉及一种脉冲氩弧焊机tig-ii型控制设备及方法。
背景技术:
1、目前,脉冲氩弧焊机是带有脉冲调节功能的氩弧焊机,通过高频发生器产生高频信号,使得氩弧在正半周和负半周之间进行切换,从而产生脉冲信号,使焊接电流周期性变化,实现对焊接电流的微调和控制,脉冲氩弧焊机采用钨极非熔化极电极,氩气保护焊接熔池,在焊接过程中,焊接电流有基值和峰值两个电流交替变化。
2、大部分脉冲焊机使用模拟电路,利用运放、电阻、电容来实现控制功能、延时电路、显示电路,部分脉冲焊机使用微处理器,通过微处理器来实现控制与显示功能,使得焊接设备的控制更加灵活,同时也提高了设备的稳定性和可靠性。但这些设备往往功能较为单一且操作复杂。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于现有焊接设备功能单一且操作复杂,针对现有技术的上述缺陷,提供一种脉冲氩弧焊机tig-ii型控制方法、设备及电路。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
3、第一方面
4、一种脉冲氩弧焊机tig-ii型控制设备,包括单片机、电源芯片、霍尔传感器以及存储芯片;
5、所述单片机,用于执行焊接参数的全数字化处理及多模式控制,接收次级输出电压信号和焊接电流信号;
6、所述霍尔传感器,用于实时采集焊接电流信号,并反馈至所述单片机;
7、所述电源芯片,连接所述单片机,通过脉宽调制信号调节焊接电流输出;
8、所述存储芯片,与所述单片机通信连接,并实现用户数据的存储和调用,实现存储用户参数,支撑常用参数的保存与选择。
9、优选的,所述单片机上还连接有信号处理模块以及焊接电路;所述信号处理模块包括模数转换器adc和数模转换器dac;
10、所述模数转换器adc,将所述霍尔传感器输出的模拟信号转换为数字信号,进行数字抗干扰处理;
11、所述数模转换器dac,将所述单片机输出的数字控制信号转换为模拟驱动信号,驱动后级电路工作;
12、所述焊接电路,集成逆变电源拓扑、过流保护电路、过压保护电路以及温度传感电路,接收所述数模转换器dac的输出信号并执行焊接结果。
13、优选的,所述信号处理模块还包括数字滤波单元和动态补偿单元;
14、数字滤波单元,对采集信号进行欢动窗口平均处理以抑制高频噪声;
15、动态补偿单元,根据焊接材料的导热系数差异调整电流输出的响应速度,优化焊接效果。
16、优选的,所述单片机通过μs级响应时间控制焊接电流的输出时间和幅值,并实时读取焊枪开关信号以实现2t/4t功能,其中:
17、2t功能对应焊枪开关两次动作控制焊接启停;
18、4t功能对应焊枪开关四次动作控制焊接启停及电流缓升缓降。
19、第二方面
20、一种脉冲氩弧焊机tig-ii型的控制方法,包括步骤:
21、闭环调节:通过单片机程序控制电源芯片的脉宽,结合获取的输出电压信号和次级霍尔传感器反馈的电流信号,实现闭环调节;
22、信号数字化处理:利用高速模数转换器adc将焊接电流、电压信号数字化,并通过数字滤波算法抑制干扰;
23、冷焊焊接控制:通过ms级时间控制实现冷焊焊接;
24、用户数据存储与调用:通过单片机和存储芯片实现用户数据和存储和调用。
25、优选的,还包括信号数字化处理流程,包括步骤:
26、将焊接过程中的电流、电压模拟信号转化成数字信号;
27、对各个信号进行数字抗干扰处理;
28、结合用户设定参数,进行过程分析和函数计算,得出处理结果;
29、将处理结果转换成模拟信号量,驱动后级电路工作。
30、优选的,还包括用户控制点数字化转变流程,具体步骤包括:
31、用户设置脉冲参数,处理器读取设置参数、控制电源芯片、电流大小、气阀、实现用户设置脉冲氩弧焊;
32、处理器us级的响应时间,控制机器的输出时间和输出电流;
33、处理器读取焊枪开关信号,控制机器工作和停止以及输出电流的大小;
34、处理器实时存储用户参数,当用户需要存储常用参数时,选择通道后确认,处理器将需存储数据复制至存储芯片中。
35、优选的,所述控制方法中,所述冷焊焊接控制的时间间隔内,所述单片机控制电源芯片停止电流输出,以降低焊接区域温度。
36、优选的,所述动态补偿单元根据焊接材料的导热系数调整电流响应速度,具体包括:
37、针对高导热系数材料,提高电流响应速度20%;
38、针对低导热系数材料,延长脉冲宽度并降低响应速度。
39、本发明的有益效果在于:
40、1、通过显示板与控制板一体布局,实现了焊接机的多功能集成,包括手工电弧焊、氩弧焊、脉冲氩弧焊、冷焊氩弧焊等,提高了设备的实用性和灵活性,同时减少了设备体积,降低了生成成本、提高了设备的市场竞争力;
41、2、采用全数字调节方式、运算和处理,实现了用户设置的数字化、控制数字化和用户控制点数字化转变,提高了焊接过程的精准度和稳定性;
42、3、通过单片机程序实现ms级控制工作时间和间隔时间,实现冷焊焊接不发黑,提高了焊接表面的美观度和质量,同时减少了材料的浪费和能源的消耗;
43、4、提供了2t/4t等多种功能模式,满足了不同用户的焊接需求,通过处理器实时存储用户数据参数,保证了数据的完整性和安全性,方便用户随时调用和修改。
1.一种脉冲氩弧焊机tig-ii型控制设备,其特征在于,包括单片机、电源芯片、霍尔传感器以及存储芯片;
2.根据权利要求1所述的一种脉冲氩弧焊机tig-ii型控制设备,其特征在于,所述单片机上还连接有信号处理模块以及焊接电路;所述信号处理模块包括模数转换器adc和数模转换器dac;
3.根据权利要求2所述的一种脉冲氩弧焊机tig-ii型的控制设备,其特征在于,所述信号处理模块还包括数字滤波单元和动态补偿单元;
4.根据权利要求1所述的一种脉冲氩弧焊机tig-ii型的控制设备,其特征在于,所述单片机通过μs级响应时间控制焊接电流的输出时间和幅值,并实时读取焊枪开关信号以实现2t/4t功能,其中:
5.一种脉冲氩弧焊机tig-ii型的控制方法,其特征在于,包括步骤:
6.根据权利要求5所述的一种脉冲氩弧焊机tig-ii型的控制方法,其特征在于,还包括信号数字化处理流程,包括步骤:
7.根据权利要求5所述的一种脉冲氩弧焊机tig-ii型的控制方法,其特征在于,还包括用户控制点数字化转变流程,具体步骤包括:
8.根据权利要求5所述的一种脉冲氩弧焊机tig-ii型控制方法,其特征在于,所述控制方法中,电流控制精度为±1%,缓升、缓降时间动态可调。
9.根据权利要求5所述的一种脉冲氩弧焊机tig-ii型控制方法,其特征在于,所述控制方法中,所述冷焊焊接控制的时间间隔内,所述单片机控制电源芯片停止电流输出,以降低焊接区域温度。
10.根据权利要求3所述的一种脉冲氩弧焊机tig-ii型控制方法,其特征在于,所述动态补偿单元根据焊接材料的导热系数调整电流响应速度,具体包括: