單電源雙絲數控自動埋弧焊機的製作方法
2023-10-11 03:24:24
專利名稱：單電源雙絲數控自動埋弧焊機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電焊機，尤其涉及一種自動埋弧焊機。
背景技術：
埋弧自動焊是世界上最早使電弧焊擺脫手工操作走上機械自動化的焊接方法，至今已有約60年歷史，引入中國已有約半個世紀。由於它採用高焊接電流、電弧受渣相保護、焊接時無弧光等，不僅生產效率和焊接質量高，而且焊接工人的勞動環境也最好，它早已成為造船、電站鍋爐、化工設備、橋梁以及各種鋼管和鋼結構製造業的主要焊接方法。
由圖1可見現有絕大多數單絲、雙絲埋弧焊機仍採用模擬系統進行控制。模擬控制的埋弧焊機存在以下不足埋弧焊是一個多參數過程，模擬電路通常採取的控制方式是對焊接電源或送絲機構單獨進行控制，不能精確控制焊接工作點；引弧和收弧過程由操作者根據經驗手動完成，難以保證其可靠性和一致性；模擬量閉環控制由模擬電子電路完成，容易造成焊機性能離散性，並很大程度上依賴於調試環節；焊接參數無法進行有效的管理。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供了一種單電源雙絲數控自動埋弧焊機，旨在解決上述的缺陷。
為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的本發明包括二個單片機，第一個單片機的一端與第一觸發電路雙向連接，另一端與第一採樣電路連接；所述的第一觸發電路與送絲調速電路以及小車調速電路相連；所述的第一採樣電路與小車調速電路以及送絲調速電路相連；第二個單片機的的一端與第二觸發電路雙向連接，另一端與第二採樣電路連接；第二觸發電路與弧焊整流器相連，第二採樣電路與分流器以及弧焊整流器相連；弧焊整流器還與分流器相連；所述的第一個單片機還通過第一運算放大器與第二光控管，第二光控管與第二個單片機連接；所述的第二個單片機還通過第二運算放大器與第一光控管，第一光控管與第一個單片機連接；與現有技術相比，本發明的有益效果是焊絲熔敷速率高，焊接速度快，焊縫熔深/熔寬以及焊縫金屬成分稀釋範圍寬，焊接熱輸入線能量小，焊接參數調節範圍大等優點。
圖1是現有技術的模擬控制線路圖；圖2是本發明的線路圖；圖3是本發明中陡降型電源外特性配合變速送絲的調節原理圖；具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述由圖2可見本發明包括二個單片機，第一個單片機的一端與第一觸發電路雙向連接，另一端與第一採樣電路連接；所述的第一觸發電路與送絲調速電路以及小車調速電路相連；所述的第一採樣電路與小車調速電路以及送絲調速電路相連；第二個單片機的的一端與第二觸發電路雙向連接，另一端與第二採樣電路連接；第二觸發電路與弧焊整流器相連，第二採樣電路與分流器以及弧焊整流器相連；弧焊整流器還與分流器相連；所述的第一個單片機還通過第一運算放大器1與第二光控管2，第二光控管2與第二個單片機連接；所述的第二個單片機還通過第二運算放大器3與第一光控管4，第一光控管4與第一個單片機連接。
本發明採用雙單片機80C196KB為控制系統核心，一個為電源控制器，通過電源的輸出電流和電壓反饋，控制其外特性和動特性；另一個為過程控制器，通過電弧電壓和電樞電壓反饋，控制送絲速度和小車速度，實現焊接過程控制。通過人機界面，實現焊接工藝參數的預置、顯示、記憶和鎖存，使焊機的整機性能、操作性、適應性和自動化程度得以提升。
本發明採用計數器82C54級聯的方法實現晶閘管導通角調節，保證電源動特性的關鍵。控制系統的採樣周期可通過定時器/計數器時間靈活選擇，不受同步信號和計數器周期的限制，因而能夠實現移相角的快速調節，提高系統響應品質。
本發明採用兩組數字PI調節器實現多變量解耦控制，如圖3所示了陡降型電源外特性配合變速送絲的調節原理。其中PI(1)用於電源外特性調節，根據設定的焊接電流I、電壓U和目標外特性曲線，由輸出電壓u確定當前目標電流It，然後進行電流負反饋PI調節。PI(2)完成電弧電壓正反饋調節，獲得送絲電機電樞電壓的目標值Vt，PI(3)則以Vt為目標完成電樞電壓負反饋調節。而對於等速送絲，Vt須預先設定，此時採用電壓反饋獲得緩降的外特性，提高電弧的自調節能力。
本發明具有以下優點1.精確的電源外特性控制及合理的弧壓反饋調節算法。外特性為給定電流、電壓以及下降率構成的斜線。經反覆優化選擇的弧壓反饋調節算法保證了焊接電壓的穩定性。
2.採用數位技術規範參數預置、顯示及鎖定。空載時為給定的焊接參數，焊接時為實際焊接參數。同時還提供焊接速度預置和數顯。
3.通過數控技術實現了自動引弧、收弧。控制器提供兩種引弧方式回抽引弧或慢送絲劃擦引弧。如啟動焊接時，焊絲與工件接觸，採用回抽引弧方式；若焊絲與工件未接觸，則採用劃擦引弧引弧方式，且自動選擇。收弧採用電流衰減方式，填滿弧坑。
4.完備的系統保護及自檢功能。系統提供多種故障檢測、保護及狀態顯示。
5.自學習功能。系統具有自學習功能，能實時記錄焊接過程的有關參數，使系統快速進入穩定的焊接工作點。
權利要求
1.一種單電源雙絲數控自動埋弧焊機，其特徵在於包括二個單片機，第一個單片機的一端與第一觸發電路雙向連接，另一端與第一採樣電路連接；所述的第一觸發電路與送絲調速電路以及小車調速電路相連；所述的第一採樣電路與小車調速電路以及送絲調速電路相連；第二個單片機的的一端與第二觸發電路雙向連接，另一端與第二採樣電路連接；第二觸發電路與弧焊整流器相連，第二採樣電路與分流器以及弧焊整流器相連；弧焊整流器還與分流器相連；所述的第一個單片機還通過第一運算放大器(1)與第二光控管(2)，第二光控管(2)與第二個單片機連接；所述的第二個單片機還通過第二運算放大器(3)與第一光控管(4)，第一光控管(4)與第一個單片機連接。
全文摘要
本發明涉及一種單電源雙絲數控自動埋弧焊機，包括二個單片機，第一個單片機的一端與第一觸發電路雙向連接，另一端與第一採樣電路連接；第一觸發電路與送絲調速電路以及小車調速電路相連；第一採樣電路與小車調速電路以及送絲調速電路相連；第二個單片機的一端與第二觸發電路雙向連接，另一端與第二採樣電路連接；第二觸發電路與弧焊整流器相連，第二採樣電路與分流器以及弧焊整流器相連；弧焊整流器還與分流器相連；第一個單片機還通過第一運算放大器(1)與第二光控管(2)，第二光控管(2)與第二個單片機連接；第二個單片機還通過第二運算放大器(3)與第一光控管(4)，第一光控管(4)與第一個單片機連接。
文檔編號B23K9/10GK1954952SQ20051003071
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月25日 優先權日2005年10月25日
發明者餘學成, 胡成平, 陳文生 申請人:上海東升焊接集團有限公司