專利名稱：用于減少氣體保護焊機送絲控制電纜芯線的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體保護焊機焊接電源與送絲機控制電纜連接，屬于電焊機電 子控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高效、節(jié)能、環(huán)保的機電一體化焊接設(shè)備應(yīng)用廣泛，各類晶閘管式、逆變
式C02/MAG/MIG氣體保護焊機市場占有量越來越大。這類焊機的可靠性至關(guān) 重要。尤其是這類焊機焊接電源與送絲機連接的控制電纜線長達50m,在焊接 施工中容易斷線。
氣體保護焊機主要由焊接電源和送絲機兩部分組成，焊接電源提供焊接電 流和焊接電壓，送絲機是自動輸送焊絲裝置。為了擴大焊接作業(yè)范圍，通常送 絲機與焊接電源距離至少在5m以上，為了滿足大工件焊接需求，擴大作業(yè)范圍， 從原來的5m擴大到50m。送絲機上調(diào)節(jié)控制有焊接電流，焊接電壓量和焊槍開 關(guān)，快速送絲等開關(guān)量，因而要求控制電纜線中的芯線至少在10芯以上。當然， 近年來也有采用2芯線、利用載波技術(shù)來實現(xiàn)各種開關(guān)量的輸送，雖然這種方 式減少了芯線的數(shù)量，減少了斷線麻煩，但由于載波技術(shù)實現(xiàn)比較麻煩，所用 的電子電路復雜，又增加了電路器件方面的故障，再加之電焊機工作環(huán)境惡劣， 電,干擾大，致使焊機不能正常工作。所以運用載波技術(shù)實現(xiàn)遠距離控制也不 可行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種用于減少氣體保護焊機送絲控制電纜芯線的電 路，利用專門設(shè)計的電子電路，將氣體保護焊機電源與送絲機間的10芯線控制 電纜連接縮減為6芯線，從而減少了焊機的斷線率，提高了焊機的可靠性。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述電路包括焊接電源與送絲機的控制電路 及焊槍和點動送絲開關(guān)的控制電路，其特征是在所述焊接電源與送絲機的控 制電路中，調(diào)節(jié)電路的輸出與多諧振蕩器連接，多諧振蕩器的一路輸出與反相 器連接，反相器的輸出與電流濾波電路連接，用于輸出電流量；多諧振蕩器的 另一路輸出與電壓濾波電路連接，用于輸出電壓量；所述調(diào)節(jié)電路包括相互并 聯(lián)連接的電壓調(diào)節(jié)電路與電流調(diào)節(jié)電路；所述電壓調(diào)節(jié)電路包括相互串連連接 的二極管VI與第一電位器VR1，所述電流調(diào)節(jié)電路包括相互串連連接的二極管 V2與第二電位器VR2。
用于連接焊接電源與送絲機的控制電纜線芯數(shù)為2芯線。
所述多諧振蕩器包括第一運算放大器UrA、電阻R1 R3及電容C1;所述 反相器包括第三運算放大器UrC;所述電壓濾波電路包括第二運算放大器U廣B、 二極管V6和電解電容E1;所述電流濾波電路包括二極管V4、電解電容E2;所 述電位器VR1調(diào)節(jié)多諧振蕩器的正半波幅值，電位器VR2調(diào)節(jié)多諧振蕩器的負
半波幅值，經(jīng)過第二運算放大器UrB輸出，再經(jīng)二極管V6和電解電容El濾波 后得到平滑的焊接電壓；再送到反相器，經(jīng)第三運算放大器UrC反相輸出，再 經(jīng)二極管V4、電解電容E2濾波得到平滑的焊接電流。
在焊槍和點動送絲開關(guān)的控制電路中，焊槍開關(guān)TS與快速送絲開關(guān)IPB并 聯(lián)連接后與電平比較器連接，電平比較器的一路輸出與門坎電平連接，門坎電 平的輸出再與第一光電耦合器U3連接；電平比較器的第二路輸出與第二光電耦
合器U連接o
口用4于連接焊槍開關(guān)和點動送絲開關(guān)量的控制電纜線芯數(shù)為2芯線。
所述快速送絲開關(guān)IPS與電阻Rll串聯(lián)連接后再與焊槍開關(guān)TS并聯(lián)連接； 所述電平比較器包第一比較器U2-A與第二比較器U2-B，穩(wěn)壓管Zi及三極管N; 當按下快速點動送絲開關(guān)IPS由于電阻R11將輸入電平抬高，使第一比較器U2-A
的輸出為高電平，但第二比較器U2-B的輸出為高電平使第二光電耦合器U4不
導通，而第一比較器U2-A的高電平依次使得穩(wěn)壓管Z,、三極管N及第一光電 耦合器U3導通，表明快速送絲開關(guān)輸入有效；當按下焊槍開關(guān)TS后，使得第 一比較器U2-A的輸出為高電平，而第二比較器U2-B的輸出為低電平，因而第 二光電耦合器U4導通，表明焊槍開關(guān)輸入有效，同時由于第二光電耦合器U4
的導通致使穩(wěn)壓管Zi不導通，使第一光電耦合器U3也不導通。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明用獨特的電子電路設(shè)計技巧，成功解決了占有廣 泛市場的氣體保護焊機的可靠性問題，同時也大大降低了產(chǎn)品的成本。電路簡 單可靠，適用性強，不僅作為電路模塊應(yīng)用于新開發(fā)氣體保護焊機設(shè)計中，也 可作為已投放市場氣體保護焊機的產(chǎn)品改進中，具有廣泛經(jīng)濟效益。


圖l是本發(fā)明使用狀態(tài)立體圖。
圖2是傳統(tǒng)的輸入線連接示意圖。
圖3是本發(fā)明的輸入線連接示意圖。
圖4a是電流/電壓調(diào)節(jié)量輸入線縮減電路框圖
圖4b是焊槍/點動送絲開關(guān)識別電路框圖
圖5是本發(fā)明的電子線路圖。
具體實施例方式
如圖1所示，C02/MAG/MIG氣體保護焊機電源與送絲機的連接控制電纜線 芯為10芯左右，實現(xiàn)長距離的控制(一般為5 50m左右)。在送絲機上可調(diào)節(jié) 的量有焊接電壓和焊接電流，控制的信號有焊槍開關(guān)和快速送絲開關(guān)以及連接 送絲電機和氣閥的連線至少10芯。圖1中的1是焊接電源，2是送絲控制電纜， 3是輸出電纜，4是焊絲機，5是母材，6是母材電纜。
如圖2所示，本發(fā)明的主要目的是將如圖2所示的IO芯信號線，在保持原 功能狀態(tài)下，變?yōu)槿鐖D3所示的6芯信號線。具體實現(xiàn)的原理如圖4所示電路 框圖。其實現(xiàn)電路原理分為兩部分，如圖4 (a)所示，由運算放大器組成的多 諧波振蕩器輸出的幅值大小由其電壓調(diào)節(jié)電位器VR1和電流調(diào)節(jié)電位器VR2來 決定，振蕩器輸出正電壓量直接濾波后為電壓量，輸出的負電壓量經(jīng)反相器再
濾波后為電流量，即可實現(xiàn)4線輸入變?yōu)?線輸入。
如圖4 (b)所示由電平比較器將其焊槍開關(guān)信號和快速送絲信號識別后， 將其快速送絲信號經(jīng)過穩(wěn)壓管設(shè)置門坎電平，使光電耦合器導通，即實現(xiàn)快速 送絲信號輸出，而焊槍開關(guān)信號經(jīng)比較器后將光電耦合器2導通，即實現(xiàn)了原3 芯線為2芯線輸入。
具體實現(xiàn)電路如圖5所示，其原理為第一運算放大器UrA和電阻Rl R3、 電容C1組成多諧振蕩器，第一電位器VR1、第二電位器VR2是調(diào)節(jié)振蕩器正 負半波幅值，第一電位器VR1調(diào)節(jié)正半波幅值，第二電位器VR2調(diào)節(jié)負半波幅 值,經(jīng)過第二運算放大器UrB輸出再經(jīng)二極管V6和電解電容El濾波后得到平 滑的焊接電壓調(diào)節(jié)量大小，送到下一級控制電路即可，經(jīng)第三運算放大器UrC 反相輸出，再經(jīng)二極管V4、電解電容E2濾波得到平滑焊接電流調(diào)節(jié)量大小。 送到下一級控制電路即可。
焊槍開關(guān)TS和快速送絲開關(guān)IPS 二個開關(guān)量，傳統(tǒng)的利用3條芯線輸入的 接法見圖2，本發(fā)明在此基礎(chǔ)上增加了一個電阻R11后變?yōu)?芯線輸入接法見圖 3。具體實現(xiàn)電路見圖5，其原理為，當按下快速點動送絲開關(guān)IPS由于電阻Rll 將輸入電平抬高，這樣使第一比較器U2-A輸出為高電平，但第二比較器U2-B 的輸出為高電平，使第二光電耦合器U4不導通，而第一比較器U2-A的高電平 依次使得穩(wěn)壓管Z,、三極管N及第一光電耦合器U3導通，表明快速送絲開關(guān)輸 入有效。當按下焊槍開關(guān)TS后，使得第一比較器U2-A的輸出為高電平，而此 時第二比較器U2-B的輸出為低電平，因而第二光電耦合器114導通，表明焊槍
開關(guān)輸入有效，同時由于第二光電耦合器U4的導通，致使穩(wěn)壓管Zi不導通，使 得第一光電耦合器U3不導通。
利用上述電路可將控制電纜線縮減為3芯，再加之原來電機和氣閥的3芯 線總計為6芯線。從以上電路可以看出，電路簡單實用可靠。電路選用器件通 用性強，運算放大器和比較器以及光電耦合器每個器件價格不到一元，再加之 電容、電阻、二極管每只才幾分錢，這樣整個電路價值大約在7元左右，與加 長電纜線價格無法相比，因而本發(fā)明電路，不但提高了焊機可靠性，同時也節(jié) 省了大量成本。
本發(fā)明將傳統(tǒng)的至少利用10根芯線減少為6根芯線，不但降低了成本，而 且故障率減少40°/。以上。因此，有效提高了焊機工作的可靠性，電路造價低， 簡單實用。
本發(fā)明的氣體保護焊機6芯送絲控制電纜電路技術(shù)可適用于可控硅控制、 逆變控制式的各類C02/MAG/MIG氣體保護焊機。
焊接電源與送絲機連接控制電纜線芯數(shù)焊接電壓和焊接電流輸入?yún)?shù)由 兩個電位器、2芯線，利用電子技術(shù)，運算放大器和二極管單向?qū)щ娦越M成方波 發(fā)生器。再經(jīng)過濾波、整流即可實現(xiàn)電流、電壓參數(shù)調(diào)節(jié)輸入。
焊槍開關(guān)和點動送絲開關(guān)量原4芯線縮減為2芯線，其原理是利用運算放 大器組成比較器和光電耦合器實現(xiàn)信號輸入的識別。
如上所述，將原來的焊接電源與送絲機連接控制電纜線芯數(shù)由4芯縮減為2
芯，將焊槍開關(guān)和點動送絲開關(guān)量由原來的4芯線縮減為2芯線后，合計為4 根芯線，這4根芯線中的其中兩根可共用1芯(0V線)，如此即為3芯(通過 本發(fā)明專利來實現(xiàn))。再加上原送絲電機和氣閥線為3芯，總計為6芯線。使傳 統(tǒng)的送絲機與焊接電源控制電纜10芯線縮減為6芯線。
權(quán)利要求
1.用于減少氣體保護焊機送絲控制電纜芯線的電路，包括焊接電源與送絲機的控制電路及焊槍和點動送絲開關(guān)的控制電路，其特征是在所述焊接電源與送絲機的控制電路中，調(diào)節(jié)電路的輸出與多諧振蕩器連接，多諧振蕩器的一路輸出與反相器連接，反相器的輸出與電流濾波電路連接，用于輸出電流量；多諧振蕩器的另一路輸出與電壓濾波電路連接，用于輸出電壓量；所述調(diào)節(jié)電路包括相互并聯(lián)連接的電壓調(diào)節(jié)電路與電流調(diào)節(jié)電路；所述電壓調(diào)節(jié)電路包括相互串連連接的二極管(V1)與第一電位器(VR1)，所述電流調(diào)節(jié)電路包括相互串連連接的二極管(V2)與第二電位器(VR2)。
2、 如權(quán)利要求l所述用于減少氣體保護焊機送絲控制電纜芯線的電路，其 特征是用于連接焊接電源與送絲機的控制電纜線芯數(shù)為2芯線。
3、 如權(quán)利要求l所述用于減少氣體保護焊機送絲控制電纜芯線的電路，其 特征是所述多諧振蕩器包括第一運算放大器(UrA)、電阻(R1 R3)及電容(Cl);所述反相器包括第三運算放大器(UrC);所述電壓濾波電路包括第二 運算放大器(UrB)、 二極管(V6)和電解電容(El);所述電流濾波電路包括 二極管(V4)、電解電容(E2);所述電位器(VR1)調(diào)節(jié)多諧振蕩器的正半波 幅值，電位器(VR2)調(diào)節(jié)多諧振蕩器的負半波幅值，經(jīng)過第二運算放大器(UrB) 輸出，再經(jīng)二極管(V6)和電解電容(El)濾波后得到平滑的焊接電壓；再送 到反相器，經(jīng)第三運算放大器(UrC)反相輸出，再經(jīng)二極管(V4)、電解電容(E2)濾波得到平滑的焊接電流。
4、 如權(quán)利要求l所述用于減少氣體保護焊機送絲控制電纜芯線的電路，其 特征是在焊槍和點動送絲開關(guān)的控制電路中，焊槍開關(guān)(TS)與快速送絲開 關(guān)(IPB)并聯(lián)連接后與電平比較器連接，電平比較器的一路輸出與門坎電平連 接，門坎電平的輸出再與第一光電耦合器(U3)連接；電平比較器的第二路輸 出與第二光電耦合器(U4)連接。
5、 如權(quán)利要求1或4所述用于減少氣體保護焊機送絲控制電纜芯線的電路， 其特征是用于連接焊槍開關(guān)和點動送絲開關(guān)量的控制電纜線芯數(shù)為2芯線。
6、 如權(quán)利要求1或4所述用于減少氣體保護焊機送絲控制電纜芯線的電路， 其特征是所述快速送絲開關(guān)(IPS)與電阻(Rll)串聯(lián)連接后再與焊槍開關(guān)(TS)并聯(lián)連接；所述電平比較器包第一括比較器(U2-A)與第二比較器(U2-B)， 穩(wěn)壓管(ZD及三極管(N);當按下快速點動送絲開關(guān)(IPS)由于電阻Rll將 輸入電平抬高，使第一比較器(U2-A)的輸出為高電平，但第二比較器(U2-B) 的輸出為高電平使第二光電耦合器(U4)不導通，而第一比較器(U2-A)的高 電平依次使得穩(wěn)壓管(Z》、三極管(N)及第一光電耦合器(U3)導通，表明 快速送絲開關(guān)輸入有效；當按下焊槍開關(guān)(TS)后，使得第一比較器(U2-A) 的輸出為高電平，而第二比較器(U2-B)的輸出為低電平，因而第二光電耦合 器(U4)導通，表明焊槍開關(guān)輸入有效，同時由于第二光電耦合器(U4)的導 通致使穩(wěn)壓管(Z》不導通，使第一光電耦合器(U3)也不導通。
全文摘要
本發(fā)明主要是將通常氣體保護焊機電源與送絲機連線至少10芯縮減為6芯，保持原功能不變。氣體保護焊送絲機與焊接電源控制線連線長度一般在5米至50米之間不等。連接的控制線有，焊接電壓、焊接電流調(diào)節(jié)電位器連線為4芯，焊槍和點動送絲開關(guān)3芯，共7芯。本發(fā)明縮減為3芯。再加上電機和氣閥線為3芯。這樣就將至少10芯線縮減為6芯。采用現(xiàn)代電子技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上增加該發(fā)明電路，即可實現(xiàn)。
文檔編號B23K9/16GK101367151SQ20081019669
公開日2009年2月18日 申請日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者李明杰 申請人:李明杰