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CN104400185B - 电弧焊焊接设备的引弧检测及推力电流控制电路 - Google Patents

电弧焊焊接设备的引弧检测及推力电流控制电路 Download PDF

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CN104400185B CN201410588394.7A CN201410588394A CN104400185B CN 104400185 B CN104400185 B CN 104400185B CN 201410588394 A CN201410588394 A CN 201410588394A CN 104400185 B CN104400185 B CN 104400185B
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杜福
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Abstract

本发明提供一种电弧焊焊接设备的引弧检测及推力电流控制电路，设立节点TP1处作为推力阈值点电压，节点TP3处作为焊条与工件短路阈值电压。由运放来将节点TP2和TP1，TP3点处的电压作比较，TP2处的电压在焊机空闲状态下为假空载电压，在空载和负载状态下为实际电压。TP2点电压低于TP3时，阈值监测引脚输出高电平到单片机的中断引脚，单片机认为焊条与工件短路，并输出实际焊接电压，实现及时和可靠的引弧。实际焊接时，当TP2低于TP1的电压时，单片机输出的方波给定经过光耦和RC滤波得到推力给定，叠加到输出给定上实现精确的推力电流。本发明利用8位AVR单片机实时监测焊接输出电压和给出精确的电压信号使得焊机能可靠的引弧和提供精确的推力电流。

Description

电弧焊焊接设备的引弧检测及推力电流控制电路
技术领域
本发明涉及一种焊条电弧焊引弧检测及推力电流控制电路，属于电弧焊焊接设备领域。
背景技术
常规焊条焊检测引弧的成功与否主要依靠监测焊接回路里的电流，但实际情况是此方法存在信号滞后的现象，焊工的体验就是引弧的不及时和不可靠。
常规焊条焊的推力电流是不精确的，并且焊机的一致性不高，遇到精细焊接时，只能依靠焊工去不断的进行焊接测试摸索出每台焊机的性能，这项工作耗费时间和精力。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种电弧焊焊接设备的引弧检测及推力电流控制电路，提升焊条电弧焊引弧和推力性能。
按照本发明提供的技术方案，所述的电弧焊焊接设备的引弧检测及推力电流控制电路，其结构包括：焊机输出电压通过电压隔离器件隔离降压输入到电压跟随器U1B的输入端，电压跟随器U1B输出端连接到节点TP2，节点TP2连接运放U1A的反相输入端和运放U2A的反相输入端；运放U1A的同相输入端连接节点TP1，节点TP1经过电阻R5接高电平并经过电阻R6接地，节点TP1的电压为推力阈值点电压；运放U1A的输出端经过电阻R3接光耦U1的输入正端，光耦U1的输入负端接三极管Q1集电极，三极管Q1基极经过电阻R4连接单片机的方波给定端，三极管Q1发射极接地；光耦U1的输出正端接高电平，光耦U1的输出负端经过电容C1接地，并经过电阻R2输出推力给定信号，叠加到输出给定上即得到推力电流；运放U2A的同相输入端连接节点TP3，节点TP3经过电阻R8接高电平并经过电阻R9接地，节点TP3的电压为焊条与工件短路阈值电压；运放U2A的输出端经过电阻R7接地并作为阈值监测引脚连接到单片机的中断引脚；节点TP2还经过电阻R10连接单片机的AD口，该AD口还分别经过电阻R11和电容C2接地；当节点TP2电压低于TP3时，阈值监测引脚输出高电平到单片机的中断引脚，单片机判断焊条与工件短路，并输出实际焊接电压；实际焊接时，当监测节点TP2电压低于TP1的电压时，运放U1A输出高电平，单片机输出占空比能够精确调节的方波，光耦即输出相同的方波，通过电阻R2和电容C1构成的RC滤波结构得到纹波平滑的推力给定信号。所述单片机具体可采用8位AVR单片机。
节点TP2处的电压在焊机空闲状态下为假空载电压，由焊机控制电路提供；在空载和负载状态下为实际电压，由焊机主电路提供。
本发明的优点是：利用8位AVR单片机实时监测焊接输出电压和给出精确的电压信号使得焊机能可靠的引弧和提供精确的推力电流，该电路简洁可靠，一致性高。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，焊机输出电压通过电压隔离器件隔离降压输入到电压跟随器U1B的输入端，电压跟随器U1B输出端连接到节点TP2，节点TP2连接运放U1A的反相输入端和运放U2A的反相输入端；运放U1A的同相输入端连接节点TP1，节点TP1经过电阻R5接高电平并经过电阻R6接地，节点TP1的电压为推力阈值点电压；运放U1A的输出端经过电阻R3接光耦U1的输入正端，光耦U1的输入负端接三极管Q1集电极，三极管Q1基极经过电阻R4连接单片机的方波给定端，三极管Q1发射极接地；光耦U1的输出正端接高电平，光耦U1的输出负端经过电容C1接地，并经过电阻R2输出推力给定信号，叠加到输出给定上即得到推力电流；运放U2A的同相输入端连接节点TP3，节点TP3经过电阻R8接高电平并经过电阻R9接地，节点TP3的电压为焊条与工件短路阈值电压；运放U2A的输出端经过电阻R7接地并作为阈值监测引脚连接到单片机的中断引脚。节点TP2还经过电阻R10连接单片机的AD口，该AD口还分别经过电阻R11和电容C2接地。
其中，TP1处为推力阈值点电压；TP3处为焊条与工件短路阈值电压。电压跟随器U1B由运放构成。U1B和U1A为芯片LM358H上的双运放。焊机输出电压通过电压隔离器件隔离降压输入到U1B的5脚，再通过电压跟随器U1B输出到节点TP2，节点TP2和TP1，TP3点处的电压作比较用，TP2处的电压在焊机空闲状态下为假空载电压（焊机输出电压由控制电路提供，非主电路提供，IGBT不工作），在空载和负载状态下为实际电压（主电路提供，IGBT工作）。
当焊条与工件短路时，我们通常认为此时电压应该接近0V，可以通过检测输出电压是否接近0V作为短路的信号，但实际情况是这种办法还是会导致引弧的不及时和不可靠，因为时差的关系，当电路认为短路时，其实焊条早已和工件碰上了，为消除这个误差，通过实验我们将40V（节点TP3）作为阈值电压，当电路监测假空载小于40V（TP2点电压低于TP3）时，阈值监测引脚输出高电平到AVR单片机的中断引脚，AVR单片机就认为焊条与工件短路了，并输出实际焊接电压，实现及时和可靠的引弧。
实际焊接时，当监测焊条与工件的电压低于TP1的电压时，U1A的1脚输出高电平，AVR单片机输出的是占空比可精确调节的方波给定，光耦即可输出相同的方波，通过R2和C1构成的RC滤波得到纹波平滑的推力给定，叠加到输出给定上即可实现精确的推力电流。

Claims (3)

1.电弧焊焊接设备的引弧检测及推力电流控制电路，其特征是，包括：焊机输出电压通过电压隔离器件隔离降压输入到电压跟随器U1B的输入端，电压跟随器U1B输出端连接到节点TP2，节点TP2连接运放U1A的反相输入端和运放U2A的反相输入端；运放U1A的同相输入端连接节点TP1，节点TP1经过电阻R5接高电平并经过电阻R6接地，节点TP1的电压为推力阈值点电压；运放U1A的输出端经过电阻R3接光耦U1的输入正端，光耦U1的输入负端接三极管Q1集电极，三极管Q1基极经过电阻R4连接单片机的方波给定端，三极管Q1发射极接地；光耦U1的输出正端接高电平，光耦U1的输出负端经过电容C1接地，并经过电阻R2输出推力给定信号，叠加到输出给定上即得到推力电流；运放U2A的同相输入端连接节点TP3，节点TP3经过电阻R8接高电平并经过电阻R9接地，节点TP3的电压为焊条与工件短路阈值电压；运放U2A的输出端经过电阻R7接地并作为阈值监测引脚连接到单片机的中断引脚；节点TP2还经过电阻R10连接单片机的AD口，该AD口还分别经过电阻R11和电容C2接地；当节点TP2电压低于TP3时，阈值监测引脚输出高电平到单片机的中断引脚，单片机判断焊条与工件短路，并输出实际焊接电压；实际焊接时，当监测节点TP2电压低于TP1的电压时，运放U1A输出高电平，单片机输出占空比能够精确调节的方波，光耦即输出相同的方波，通过电阻R2和电容C1构成的RC滤波结构得到纹波平滑的推力给定信号。
2.如权利要求1所述电弧焊焊接设备的引弧检测及推力电流控制电路，其特征是，所述节点TP2处的电压在焊机空闲状态下为假空载电压，由焊机控制电路提供；在空载和负载状态下为实际电压，由焊机主电路提供。
3.如权利要求1所述电弧焊焊接设备的引弧检测及推力电流控制电路，其特征是，所述单片机为8位AVR单片机。
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