電焊機載波遙控裝置的製作方法
2023-05-31 16:19:16
專利名稱：電焊機載波遙控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電焊機的焊接遠程控制裝置，更具體的說是利用電焊 機的焊接電纜傳輸載波信號實現電焊機遠程傳輸數據或信息的遙控裝置。
背景技術：
目前，公知的電焊機遙控器分為無線遙控器和有線遙控器，無線遙控器因
其需要內置電池而實用性較差，且無線信號在工業環境中受幹擾較大；有線遙 控器分為數字傳輸信號的遙控器和模擬傳輸信號的遙控器，這類遙控器與電焊 機之間必須連接一條多芯遙控線纜，對遠距離焊接施工，存在成本高、使用及 維護都不方便等問題。電力線載波技術在很多行業領域都得到很好的應用，它 是以電力線為載體傳輸信號，不需要專門架設線路，具有成本低，通訊距離遠， 載波裝置無需單獨考慮電源等特點；但是在負載重，幹擾大的焊接電纜線上進 行載波信號的傳輸，目前在電焊機領域仍屬空白。中國專利94248830X公開了 一種《電焊機遙控裝置》，所述裝置包括遙控器、接收器、電焊機主控板，其特 徵在於接收器裝在電焊機內，把線(5)的一端與電焊機主控板、接收器連接， 把線(5)的另一端與焊把(3)連接，焊把(3)可以接觸遙控器(4)上的調 節電極(2)，遙控器(4)接有一個可與工件(8)接觸的接地磁極(7)，遙控 器(4)上設有一個功能開關(1)，所述裝置還設一個地線(6);內部不需接電 源的遙控器上的兩個調節電極為增/開電極和減/關電極，遙控器(4)內包括 D7—D10整流電路，C8濾波電容，由Q1、 R9、 C9\、 DW1、 C16組成的串聯穩 壓電路，變換成穩定的8伏直流電壓的由C17、 LM7808、 C18、 C19組成的電 路，由C15、 R7、 Gl組成的多諧振蕩器，C14、 R6、 G3組成的多諧振蕩器，由Q2、 Tl、 C3、 R3組成的選頻放大電路，由G4、 G5、 Rll、 C20組成的抗幹擾 電路，MC145026集成線路以及NE567集成線路；所述遙控裝置的接收器包括 鑑頻解碼電路、電源控制電路、時鐘電路、計數和電壓的合成電路、控制電壓 的跟隨電路、近控和遙控轉換電路、150KHZ發送器電路以及電源部分的電路。 從通訊技術角度看該專利也屬於載波通訊技術，該通訊技術屬於頻移鍵控 (FSK)，它是載波頻率隨數位訊號而變化的一種調製方式。利用基帶數位訊號 離散取值特點去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數字調製技術。除具有兩個符 號的二進位頻移鍵控之外，尚有代表多個符號的多進位頻移鍵控，簡稱多頻調 制， 一種用多個載波頻率承載數字信息的調製類型。最常見的是用兩個頻率承 載二進位1和0的雙頻FSK系統，該專利使用的就是雙頻FSK系統，也就是用 兩個不同的頻率值來代表數字O和1。但是，由於該專利採用簡單的模塊電路， 其調試複雜，故障率高，特別是抗幹擾性能比較差。
實用新型內容
為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種方便實用的電焊機載波遙 控裝置，它既解決了有線遙控器需要專用遙控線纜的問題，又克服了無線遙控 器需要內置電池、環境幹擾大的問題，且該電焊機載波遙控裝置可對電焊機的 各種參數進行遠程控制。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是 一種電焊機載波遙控裝 置，包括電焊機的主控制板和電焊機的焊接電纜，其特徵在於，
1)設有電焊機載波遙控器，該遙控器由顯示單元、按鍵單元、載波收發驅 動單元、穩壓電源單元、帶調製解調的CPU單元連接構成，用於設定、收發和顯
示焊接參數，該遙控器的載波收發驅動單元的兩個輸出連接線與電焊機焊接電纜的焊鉗和地線夾相連接，
2)設有置於電焊機內部的載波接收器，該接收器由載波收發驅動單元、穩 壓電源單元、帶調製解調的CPU單元、D/A模擬信號輸出單元連接構成，用於接 收遙控器發來的設定焊接參數，且反饋當前焊接參數，該接收器通過通訊接口 或者D/A模擬信號接口與電焊機的主控制板相連接。
作為優選，所述遙控器和接收器的CPU單元是由內含調製解調的微處理器 PL3105C構成，該微處理器採用了直序擴頻、DPSK調製/解調、半雙工通信方式， 其載頻為120KHz、帶寬為15KHz、傳輸速率為500bps、接受靈敏度為100uVrms， 具有15位偽碼長度，可編程的同步捕獲門限。
作為優選，所述遙控器和接收器的載波收發驅動單元是CPU單元輸出調製的 擴頻載波信號通過電容C9、 C10送到由三極體Q1、 Q2、 Q3、 Q4組成的複合放大電 路中進行幅值放大，經過放大的載波信號再通過電容C1、電感L1整形加載到磁 環變壓器T1的初級繞組上，在磁環變壓器T1次級上感應的載波信號通過電容C2、 C3把載波信號耦合到焊接電纜上，完成載波的發送功能；焊接電纜上的載波信 號通過電容C2、 C3加載到磁環變壓器T1的次級繞組，在初級繞組上感應的載波 信號，首先經過瞬態電壓抑制管Z3限幅，並通過電容C4、電感L2組成並聯諧振 電路，對120KHZ的載波信號進行選頻濾波，二極體、D3、 D4對選頻過的載波信 號再次進行限幅並送入CPU單元進行解調處理，完成載波的接收功能。
作為優選，所述接收器的D/A模擬信號輸出單元是CPU單元接收到的載波控 制信號，通過串行接口送到D/A模擬信號輸出單元中的TLC5615中，TLC5615經過 D/A轉換由OUT腳輸出模擬信號，且通過LM358組成的跟隨器輸出到焊機控制板的
模擬遙控信號輸入端。
作為優選，所述遙控器的穩壓單元是由UC3844為核心的開關電源組成，分別為CPU單元提供穩定的+ 5V電源，和載波收發驅動單元提供+20V的工作電源。 本實用新型的有益效果是，由於遙控器和接收器的CPU單元是由內含調製 解調的微處理器PL3105C構成，該微處理器採用了直接序列擴頻、數位訊號處 理、直接數字頻率合成等新技術，且採用大規模數字/模擬混合0.35umC0MS工 藝製作，所以在抗幹擾及抗衰落性能等方面有著出眾的表現，同其它相關載波 晶片相比功耗更小，性能更高。本實用新型直接利用電焊機的焊接電纜傳輸載 波信號，且在進行參數設定時載波遙控器才與焊接電纜相連接，參數設定成功 後遙控器可以脫離焊接電纜。本實用新型可以遠距離遙控焊機參數，既不需要 專用多芯遙控電纜，也不需要內置電池。安裝與使用都很方便。本裝置已經做 成樣品，經過實際測試，焊接電纜長度小於100米時，通訊成功率達到了 100 %。本實用新型採用的通訊技術是相移鍵控(PSK),它是載波相位隨數位訊號 而變化的一種調製方式，利用載波相位的不同來表示信號中二進位1和0。 PSK相移鍵控調製技術在數據傳輸中，尤其是在中速和中高速的數據傳輸中得 到了廣泛的應用。相移鍵控有很好的抗幹擾性，在有衰落的信道中也能獲得很好 的效果。本實用新型主要使用的是二相調相，在實際應用中還有四相、八相及 十六相調相。同時採用了 15位的偽碼的直序擴頻技術。擴頻技術能減少通訊中 誤碼，更進一步提高了數據的抗幹擾特性。本實用新型採用帶擴頻的PSK，其 優勢是抗幹擾性好，誤碼率低，抗衰落。體現為通訊距離長，通訊速率高。本 實用新型採用集成度高的專業載波晶片PL3105C，幹擾小，調試簡單。同時該 晶片內部集成了8位微處理器，使載波裝置更智能化。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。圖l是本實用新型的遙控器部分的電路框圖。
圖1中，1是CPU單元，2是載波收發驅動單元，3是穩壓電源單元，4是按鍵單 元，5是顯示單元。
圖2是本實用新型的接收器部分的電路框圖。
圖2中，6是CPU單元，7是載波收發驅動單元，8是電焊機控制板的接口單元， 9是D/A模擬信號輸出單元。
具體實施方式
本實用新型是一種電焊機載波遙控裝置，包括電焊機的主控制板和電焊機 的焊接電纜，其特徵在於，
1) 設有電焊機載波遙控器(以下簡稱遙控器)，該遙控器由顯示單元、按 鍵單元、載波收發驅動單元、穩壓電源單元、帶調製解調的CPU單元連接構成，
用於設定、收發和顯示焊接參數，該遙控器的載波收發驅動單元的兩個輸出連 接線與電焊機焊接電纜的焊鉗和地線夾相連接，
2) 設有置於電焊機內部的載波接收器(以下簡稱接收器)，該接收器由載 波收發驅動單元、穩壓電源單元、帶調製解調的CPU單元、D/A模擬信號輸出單 元連接構成，用於接收遙控器發來的設定焊接參數，且反饋當前焊接參數，該 接收器通過通訊接口或者D/A模擬信號接口與電焊機的主控制板相連接。
如圖l、圖2所示，所述遙控器和接收器的CPU單元1、 6是由內含調製解調的 微處理器PL3105C構成，該微處理器採用了直序擴頻、DPSK調製/解調、半雙工 通信方式，其載頻為120KHz、帶寬為15KHz、傳輸速率為500bps、接受靈敏度為 lOOuVrms，具有15位偽碼長度和可編程的同步捕獲門限。
如圖l、圖2所示，所述遙控器和接收器的載波收發驅動單元2、 7的結構是， CPU單元輸出調製的擴頻載波信號，通過該載波收發驅動單元2、 7的電容C9、 C10送到由三極體Q1、 Q2、 Q3、 Q4組成的複合放大電路中進行幅值放大，經過放大 的載波信號再通過電容C1、電感L1整形加載到磁環變壓器T1的初級繞組上，在 磁環變壓器T1次級上感應的載波信號通過電容C2、 C3把載波信號耦合到焊接電
纜上，完成載波的發送功能；焊接電纜上的載波信號，通過該載波收發驅動單 元2、 7的電容C2、 C3加載到磁環變壓器T1的次級繞組，在初級繞組上感應的載 波信號，首先經過瞬態電壓抑制管Z3限幅，並逋過電容C4、電感L2組成並聯諧 振電路，對120KHZ的載波信號進行選頻濾波，二極體、D3、 D4對選頻過的載波 信號再次進行限幅並送入CPU單元進行解調處理，完成載波的接收功能。
如圖2所示，所述接收器的D/A模擬信號輸出單元9的結構是，CPU單元接收 到的載波控制信號，通過串行接口送到D/A模擬信號輸出單元9中的TLC5615中， TLC5615經過D/A轉換由0UT腳輸出模擬信號，且通過LM358組成的跟隨器輸出到 焯機控制板的模擬遙控信號輸入端。接收器與電焊機的主控制板通過通訊接口 或者D/A模擬信號接口連接，無論採用哪種接口，只要啟動遙控，焊接參數均由 遙控器來設定。
在
圖1中，所述遙控器的穩壓單元3，是由UC3844為核心的開關電源組成， 分別向CPU單元1提供穩定的+ 5V電源，向載波收發驅動單元2提供+ 20V的工作 電源。
在
圖1中，穩壓電源單元3直接與焊接電纜連接，從焊接電纜上提供的電源 取出能量，向CPU單元1與載波收發驅動單元2提供穩定的工作電源。通過按鍵單 元4輸入需要設置的焊接參數，由CPU單元1中固化的控制程序對該參數進行編碼 處理，經過CRJ單元1的擴頻調製，再經過電容C9、 C10進入載波收發驅動單元2， 由該單元2的三極體Q1、 Q2、 Q3、 Q4組成的複合放大電路進行幅值放大，經過放 大的載波信號再通過電容C1、電感L1整形加載到磁環變壓器T1的初級繞組上，在磁環變壓器T1次級上感應的載波信號通過電容C2、 C3把載波信號耦合到焊接
電纜上，完成載波信號的發送。
在圖2中，接口單元8與電焊機的主控制板連接，接口單元8從電焊機的主控 制板上引入接收器各個單元需要的工作電源，載波收發驅動單元7中的電容C2、 C3在焊機內部與焊接電纜的快速插座相連接，焊接電纜上的載波信號通過電容 C2、 C3加載到磁環變壓器T1的次級繞組，在初級繞組上感應的載波信號，首先 經過瞬態電壓抑制管Z3限幅，並通過電容C4、電感L2組成並聯諧振電路，對 120KHZ的載波信號進行選頻濾波。二極體D3、 D4對選頻過的載波信號再次進行 限幅並送入CPU單元6進行解調處理，完成載波的接收功能。CPU單元6中內置的 程序對接收到的載波信號進行分析整理，再通過接口單元8中的串口或者D/A模 擬信號輸出單元9輸出需要設置的參數或者模擬量。所述接收器的接口單元，接 收器上所需電源以及與電焊機控制板的通訊埠的連接均通過接口單元來實 現。
整機工作方式是首先電焊機載波遙控器的兩個輸出連接線與電焊機的焊 接電纜的焊鉗和地線夾相連接，打開電焊機的電源，遙控器得電且向焊接電纜 上發送握手信號，電焊機內置的接收器從焊接電纜上得到握手信號後，將電焊 機的當前參數傳輸給遙控器，握手通訊成功。握手通訊成功後，通過按鍵輸入 設定的參數，按下發送按鍵，遙控器把設定的參數通過載波通訊傳送給接收器，
接收器進行信號轉換，且通過串行通訊接口或者D/A模擬信號輸出單元把設定的
參數輸送到電焊機控制板，達到對電焊機的實際控制。如果接收器收到的參數 數據正確，將給遙控器反饋一個設定的參數值，收到的參數值在遙控器的顯示
單元5的數碼管上顯示。如果設定的參數數據不正確，接收器將反饋一個錯誤信息，收到的錯誤信息在遙控器的顯示單元5的數碼管上顯示，此時需要重新進行 參數設定，反覆操作，直至設定的參數正確為止。
電焊機載波遙控裝置是由載波遙控器和置於電焊機內部的載波接收器兩個 部分構成。它們利用電焊機的焊接電纜傳輸載波信號。載波遙控器在進行參數 設定時才與焊接電纜相連接，參數設定成功後即可取下。而置於電焊機內部的 載波接收器與電焊機內部的焊接電纜接口始終相連接。
本裝置已經做成樣品，經過實際測試，焊接電纜長度小於100米時，通訊成
功達到了100%。
權利要求1.一種電焊機載波遙控裝置，包括電焊機的主控制板和電焊機的焊接電纜，其特徵在於，1)設有電焊機載波遙控器，該遙控器由顯示單元、按鍵單元、載波收發驅動單元、穩壓電源單元、帶調製解調的CPU單元連接構成，用於設定、收發和顯示焊接參數，該遙控器的載波收發驅動單元的兩個輸出連接線與電焊機焊接電纜的焊鉗和地線夾相連接，2)設有置於電焊機內部的載波接收器，該接收器由載波收發驅動單元、穩壓電源單元、帶調製解調的CPU單元、D/A模擬信號輸出單元連接構成，用於接收遙控器發來的設定焊接參數，且反饋當前焊接參數，該接收器通過通訊接口或者D/A模擬信號接口與電焊機的主控制板相連接。
2. 如權利要求l所述的電焊機載波遙控裝置，其特徵在於，所述遙控器和 接收器的CPU單元是由內含調製解調的微處理器PL3105C構成，該微處理器採 用了直序擴頻、DPSK調審lj/解調、半雙工通信方式，其載頻為120KHz、帶寬為 15KHz、傳輸速率為500bps、接受靈敏度為100uVrms，具有15位偽碼長度和 可編程的同步捕獲門限。
3. 如權利要求l所述的電焊機載波遙控裝置，其特徵在於，所述遙控器和 接收器的載波收發驅動單元是CPU單元輸出調製的擴頻載波信號通過電容C9、 C10送到由三極體Q1、 Q2、 Q3、 Q4組成的複合放大電路中進行幅值放大，經 過放大的載波信號再通過電容C1、電感L1整形加載到磁環變壓器T1的初級繞 組上，在磁環變壓器T1次級上感應的載波信號通過電容C2、 C3把載波信號耦 合到焊接電纜上，完成載波的發送功能；焊接電纜上的載波信號通過電容C2、 C3加載到磁環變壓器Tl的次級繞組，在初級繞組上感應的載波信號，首先經過瞬態電壓抑制管Z3限幅，並通過電容C4、電感L2組成並聯諧振電路，對 120KHZ的載波信號進行選頻濾波，二極體D3、 D4對選頻過的載波信號再次進 行限幅並送入CPU單元進行解調處理，完成載波的接收功能。
4.如權利要求l所述的電焊機載波遙控裝置，其特徵在於，所述接收器的 D/A模擬信號輸出單元是CPU單元接收到的載波控制信號，通過串行接口送到 D/A模擬信號輸出單元中的TLC5615中，TLC5615經過D/A轉換由OUT腳輸 出模擬信號，且通過LM358組成的跟隨器輸出到焊機控制板的模擬遙控信號輸 入端。
5，如權利要求l所述的電焊機載波遙控裝置，其特徵在於，所述遙控器的 穩壓單元是由UC3844為核心的開關電源組成，分別為CPU單元提供穩定的+ 5V電源，和載波收發驅動單元提供+20V的工作電源。
專利摘要一種抗幹擾及抗衰落性能優秀的電焊機載波遙控裝置，包括電焊機的主控制板和電焊機的焊接電纜，特點是設有電焊機載波遙控器，該遙控器由顯示單元、按鍵單元、載波收發驅動單元、穩壓電源單元、帶調製解調的CPU單元連接構成，用於設定、收發和顯示焊接參數，該遙控器的載波收發驅動單元的兩個輸出連接線與電焊機焊接電纜的焊鉗和地線夾相連接；設有置於電焊機內部的載波接收器，該接收器由載波收發驅動單元、穩壓電源單元、帶調製解調的CPU單元、D/A模擬信號輸出單元連接構成，用於接收遙控器發來的設定焊接參數，且反饋當前焊接參數，該接收器通過通訊接口或者D/A模擬信號接口與電焊機的主控制板相連接。
文檔編號B23K9/10GK201371305SQ200920006709
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月6日 優先權日2009年3月6日
發明者徐愛平, 磊 潘, 波 蕭 申請人:深圳市佳士科技發展有限公司