专利名称:一种熔化极气体保护焊送丝速度测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属焊接【技术领域】，涉及一种熔化极气体保护焊送丝速度测量装置，其测量装置包括机械测量头和电路结构，所述电路结构包括信号处理电路、显示电路、通信电路、电源电路和编码器，所述编码器将信号传输给信号处理电路，信号处理电路将信号分别输出到通信电路和显示电路，电源电路为各部分提供电源电压，所述机械测量头与电路结构之间通过软导线与信号处理电路相连，本实用新型装置克服了因焊丝打滑而导致的送丝速度测量不准的缺点，具有安装使用方便、测量精度高、应用范围广等优点。
【专利说明】-种膝化极气体保护焊送竺速度测量装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于焊接【技术领域】，具体设及一种烙化极气体保护焊送丝速度测量装 置。
【背景技术】
[0002] 烙化极气体保护焊中推丝式送丝机结构是一种应用最广泛的送丝机，其结构简 单，适于操作。通常焊丝要经过送丝管才能进入焊枪，在施工中送丝软管经常螺旋盘在现 场，焊丝在软管中受到较大阻力，焊丝要经过加压滚轮通过加压手柄压向送丝轮。由于加压 手柄调节不当、焊丝的质量及送丝控制电路的缺陷极易造成焊丝送丝速度的不稳定。而送 丝速度的稳定性对焊接过程分析及焊接质量有很大的影响。
[0003] 为提高送丝稳定性，必须采用送丝速度反馈装置来实时测量实际的送丝速度。通 常的解决方案大多是采用转动力矩大和电枢惯性小的直流电机作为送丝电机，并在电机控 审麵动系统采用速度反馈补偿电路，改善电机驱动特性，抑制系统中各种干扰，缩小由于干 扰所产生的偏差。转速反馈通常使用直流发电机或光电编码器来测量送丝电机的转速而间 接地反映焊丝送进速度。也有通过测量电机电枢电压和电枢电流作为反馈来测量电机的转 速。
[0004] W上方案均是W直接测量电机转速而间接反映出焊丝的送进速度，其共同的缺陷 是并没有考虑由于压丝轮压力不够、送丝轮或焊丝上有油污等情况导致的摩擦力不足而产 生的焊丝打滑现象。当焊丝出现打滑现象时，电机的转速就不能反映出焊丝实际的送进速 度。 实用新型内容
[0005] 本实用新型为解决现在技术中的问题，提供一种烙化极气体保护焊送丝速度测量 装置，它克服了因焊丝打滑而导致的送丝速度测量不准的缺点，具有安装使用方便、测量精 度高、应用范围广等优点。
[0006] 本实用新型采用W下技术方案予W实现：
[0007] 一种烙化极气体保护焊送丝速度测量装置，包括机械测量头和电路结构，所述电 路结构包括信号处理电路、显示电路、通信电路、电源电路和编码器，所述编码器将信号传 输给信号处理电路，信号处理电路将信号分别输出到通信电路和显示电路，电源电路为各 部分提供电源电压。
[0008] 所述机械测量头与电路结构之间通过软导线与信号处理电路相连。
[0009] 所述机械测量头包括送丝机接口机构、焊枪接口机构、支撑机构、编码器机构；所 述送丝机接口机构、焊枪接口机构之间固定在支撑机构上，编码器机构固定在设在支撑机 构上的编码器支架上。
[0010] 所述送丝机接口机构上包括送丝管螺帽、送丝管、紧固螺母、气管接头、焊枪开关 接头、送丝机接口。所述焊枪接口机构包括焊枪接口和导丝管。
[0011] 所述支撑机构包括支架支撑杆、支撑螺母、编码器支架、第一螺母、垫片、螺丝、螺 钉、第二螺母；所述支架为金属板材弯成的倒U形，底部为开口，支架的左下部、右下部分别 开有圆孔，送丝机接口穿过左侧的圆孔与第二螺母固接，焊枪接口穿过右侧圆孔与导丝管 相接（螺接也可），送丝管和导丝管的轴线在同一条直线上；所述支架的从顶部向下的1/4 至1/3高的左右中间位置处设置有平行于轴线的支撑杆，支撑杆用支撑螺母固定在支架 上；支架的上左部开孔，并用第一螺母、垫片、螺丝固定编码器支架，所述编码器支架的形状 为金属板材弯成的倒L形，L形的竖直壁位于外侧，L形的水平部分位于顶部，编码器支架的 L形的竖直壁下部用螺钉固定编码器，所述编码器的轴上装有套管，套管位于送丝管和导丝 管的轴线的上方并与轴线相切。
[0012] 所述导气管的左端连接到送丝机接口，导气管的右端连接到焊枪接口，焊枪开关 导线插头、焊枪开关导线插座分别连接送丝机接口和焊枪接口上的焊枪插头和插座。
[0013] 所述送丝管、导丝管是空屯、管，套管轴向中间沿周向开有一个凹槽，其深度为 0. 5mm，宽度为1. 5mm，凹槽底部切线与送丝管、导丝管中屯、轴线处于同一直线上。
[0014] 优选的，所述套管通过过盈配合套在编码器的轴上。
[0015] 优选的，所述信号处理电路的核屯、采用ATMEL89S52单片机，通信电路的核屯、采用 RS232专用通信巧片MAX3232,显示电路采用S位数码管显示器。
[0016] 本实用新型与现有技术相比具有W下显著的优点：
[0017] 1)安装和使用方便；
[0018] 2)测量头的阻力小，使测量结果更加精确；
[0019] 3)测量数据可W通过标准通信协议送到外部设备处理，扩展了其应用范围。
[0020] 4)克服了因焊丝打滑而导致的送丝速度测量不准的缺点。
【附图说明】
[0021] 图1为本实用新型装置的机械测量头结构示意图；
[0022] 图2为本实用新型装置的电路结构框图；
[0023] 图中各部件说明：
[0024] 1、送丝管螺帽；2、送丝管；3、紧固螺母；4、支撑螺栓；5、支撑螺母；6、第一螺母； 7、垫片；8、螺丝；9、编码器支架；10、螺钉；11、支架；12、编码器；13、焊枪接口；14、导气管； 15、导丝管；16、焊枪开关导线插头；17、焊枪开关导线插座；18、套管；19、第二螺母；20、送 丝机接口；21、焊枪开关接头；22、气管接头。
【具体实施方式】
[0025] 下面参照附图对本实用新型【具体实施方式】进行详细说明。
[0026] 参见图1至图2。
[0027] 本实用新型一种烙化极气体保护焊送丝速度测量装置，包括机械测量头和电路结 构，所述电路结构包括信号处理电路、显示电路、通信电路、电源电路和编码器，所述编码器 将信号传输给信号处理电路，信号处理电路将信号分别输出到通信电路和显示电路，电源 电路为各部分提供电源电压；所述机械测量头与电路结构之间通过软导线与信号处理电路 相连；所述机械测量头包括送丝机接口机构、焊枪接口机构、支撑机构、编码器机构。
[002引所述送丝机接口机构、焊枪接口机构之间固定在支撑机构上，编码器机构固定在 设在支撑机构上的编码器支架9上。
[0029] 所述送丝机接口机构上包括送丝管螺帽1、送丝管2、紧固螺母3、气管接头22、焊 枪开关接头21、送丝机接口 20。
[0030] 所述焊枪接口机构包括焊枪接口 13和导丝管15。
[0031] 所述支撑机构包括支架11支撑杆4、支撑螺母5、编码器支架9、第一螺母6、垫片 7、螺丝8、螺钉10、第二螺母19 ;所述支架11为金属板材弯成的倒U形，底部为开口，支架 11的左下部、右下部分别开有圆孔，送丝机接口 20穿过左侧的圆孔与第二螺母19固接，焊 枪接口 13穿过右侧圆孔与导丝管15相接（螺接也可），送丝管2和导丝管15的轴线在同 一条直线上。
[0032] 所述支架11的从顶部向下的1/4至1/3高的左右中间位置处设置有平行于轴线 的支撑杆4,支撑杆4用支撑螺母5固定在支架11上。支架11的上左部开孔，并用第一螺母 6、垫片7、螺丝8固定编码器支架9,所述编码器支架9的形状为金属板材弯成的倒L形，L 形的竖直壁位于外侧，L形的水平部分位于顶部，编码器支架9的L形的竖直壁下部用螺钉 10固定编码器12,所述编码器12的轴上装有套管18,套管18位于送丝管2和导丝管15的 轴线的上方并与轴线相切。
[0033] 所述导气管14的左端连接到送丝机接口 20,导气管14的右端连接到焊枪接口 13,焊枪开关导线插头16、焊枪开关导线插座17分别连接送丝机接口 20和焊枪接口 13上 的焊枪插头和插座。
[0034] 所述送丝管2、导丝管15是空屯、管，套管18轴向中间沿周向开有一个凹槽，其深度 为0. 5mm，宽度为1. 5mm，凹槽底部切线与送丝管2、导丝管15中屯、轴线处于同一直线上。
[0035] 所述套管18通过过盈配合套在编码器12的轴上。
[0036] 优选的，所述信号处理电路的核屯、采用ATMEL89S52单片机，通信电路的核屯、采用 RS232专用通信巧片MAX3232,显示电路采用S位数码管显示器。
[0037] 送丝机接口 20、焊枪接口 13分别采用目前较为通用的欧式MIG/MAG焊枪接口和插 头，用于连接送丝机和焊枪；支架11的材料为黄铜，具有支撑整个结构作用，同时可W使电 流由送丝机传导到焊枪，支撑螺栓4及支撑螺母5的作用是增加支架11的刚度及稳定性； 焊枪开关导线插头16、焊枪开关导线插座17的作用是便于结构的拆装；导气管14的作用 是连通送丝机与焊枪的气路。
[003引本实用新型装置的工作过程：
[0039] 将送丝机接口 20连接到送丝机的焊枪接口上，并旋紧紧固螺母3,将焊枪连接到 焊枪接口 13上，并旋紧焊枪上紧固螺母，将焊丝穿过送丝机接口 20两个接头和焊枪接口 13的导丝管15,使焊丝压在套管18的凹槽内并可靠接触，打开电源，电源电路为编码器提 供12V电压，为信号处理电路、显示电路、通信电路提供电压；信号处理电路中的单片机进 行系统初始化：将单片机内部相关寄存器及引脚设置为初始状态；定时器初始化；主要是 装入定时器初始值，用于确定定时时间t ;计数器初始化；将计数器的相关寄存器清空，准 备开始计数；当焊接过程开始后，套管18在焊丝的带动下转动，从而带动编码器12的轴转 动，此时编码器12会输出一系列电脉冲信号，该些脉冲信号通过导线传输到单片机的计数 器，单片机中的计数器模块开始对脉冲个数进行计数，同时启动定时器模块开始定时t时 间；定时结束后程序读取该段时间内的脉冲个数n，测量出套管18凹槽直径D，编码器每转 一圈输出的脉冲数为m，通过W下公式可计算出送丝速度V， 「 1 N冗D
[0040] V =- ml
[0041] 程序将送丝速度V转换为相应的数码，送到单片机P0端口，控制显示电路中的 S位数码管显示V的数值，即送丝速度；程序依据MODBUS串口通信协议将送丝速度V转 换为标准数据帖，送到单片机的串口发送寄存器中，再由单片机的发送到通信电路中的 MAX32332的引脚T1IN，再通过MAX32332的T10UT脚发送给外部设备（如计算机，示波器 等）。W上过程结束后定时器再次定时t，计数器清零，开始下一次送丝速度的计算、显示及 发送，该过程循环进行，直到断电。
【权利要求】
1. 一种烙化极气体保护焊送丝速度测量装置，其特征是包括机械测量头和电路结构， 所述电路结构包括信号处理电路、显示电路、通信电路、电源电路和编码器，所述编码器将 信号传输给信号处理电路，信号处理电路将信号分别输出到通信电路和显示电路，电源电 路为各部分提供电源电压； 所述机械测量头与电路结构之间通过软导线与信号处理电路相连； 所述机械测量头包括送丝机接口机构、焊枪接口机构、支撑机构、编码器机构；所述送 丝机接口机构、焊枪接口机构之间固定在支撑机构上，编码器机构固定在设在支撑机构上 的编码器支架（9)上； 所述送丝机接口机构上包括送丝管螺帽（1)、送丝管（2)、紧固螺母（3)、气管接头 (22)、焊枪开关接头（21)、送丝机接口（20); 所述焊枪接口机构包括焊枪接口（13)和导丝管（15); 所述支撑机构包括支架（11)支撑杆（4)、支撑螺母巧）、编码器支架巧）、第一螺母 化）、垫片（7)、螺丝巧）、螺钉（10)、第二螺母（19);所述支架（11)为金属板材弯成的倒U 形，底部为开口，支架（11)的左下部、右下部分别开有圆孔，送丝机接口（20)穿过左侧的圆 孔与第二螺母（19)固接，焊枪接口（13)穿过右侧圆孔与导丝管（15)相接，送丝管（2)和 导丝管（15)的轴线在同一条直线上；所述支架（11)的从顶部向下的1/4至1/3高的左右 中间位置处设置有平行于轴线的支撑杆（4)，支撑杆（4)用支撑螺母巧）固定在支架（11) 上；支架（11)的上左部开孔，并用第一螺母化）、垫片（7)、螺丝巧）固定编码器支架巧）， 所述编码器支架巧）的形状为金属板材弯成的倒L形，L形的竖直壁位于外侧，L形的水平 部分位于顶部，编码器支架巧）的L形的竖直壁下部用螺钉（10)固定编码器（12)，所述编 码器（12)的轴上装有套管（18)，套管（18)位于送丝管（2)和导丝管（15)的轴线的上方并 与轴线相切； 所述导气管（14)的左端连接到送丝机接口（20)，导气管（14)的右端连接到焊枪接口 (13)，焊枪开关导线插头（16)、焊枪开关导线插座（17)分别连接送丝机接口（20)和焊枪接 口（13)上的焊枪插头和插座； 所述送丝管（2)、导丝管（15)是空屯、管，套管（18)轴向中间沿周向开有一个凹槽，其深 度为0. 5mm，宽度为1. 5mm，凹槽底部切线与送丝管（2)、导丝管（15)中屯、轴线处于同一直线 上。2. 如权利要求1所述的烙化极气体保护焊送丝速度测量装置，其特征是， 所述套管（18)通过过盈配合套在编码器（12)的轴上。3. 如权利要求1所述的烙化极气体保护焊送丝速度测量装置，其特征是， 所述信号处理电路的核屯、采用ATMEL89S52单片机，通信电路的核屯、采用RS232专用通 信巧片MAX3232,显示电路采用S位数码管显示器。
【文档编号】B23K9-133GK204287221SQ201420744004
【发明者】汪殿龙, 张志洋, 梁志敏, 刘淑琦, 陈彦朝 [申请人]河北科技大学