一種焊接裝置及其回?zé)A段控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶送絲機構(gòu)的焊接裝置及其回?zé)A段控制方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]帶送絲機構(gòu)的焊接裝置，例如，熔化極氣體保護焊接裝置，通常包括:送絲機構(gòu)，控制器，功率開關(guān)器件，以及功率開關(guān)器件驅(qū)動電路?？刂破鞲鶕?jù)送絲機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，通過功率開關(guān)器件驅(qū)動電路控制功率開關(guān)器件的導(dǎo)通，從而控制焊接裝置的輸出能量。一般來講，送絲機構(gòu)的轉(zhuǎn)速越快，輸出能量越大。這樣可以使送絲機構(gòu)送出的焊絲量和焊絲的融化量相同，實現(xiàn)穩(wěn)定的焊接。
[0003]目前，送絲電機的控制方式很大一部分采用感應(yīng)電動勢負反饋控制方式。S卩，在焊接過程中，采用PWM方式驅(qū)動送絲機構(gòu)，在送絲機構(gòu)驅(qū)動信號的間隙，檢測送絲機構(gòu)的電壓U，再根據(jù)該電壓U計算出送絲機構(gòu)的轉(zhuǎn)速V，根據(jù)轉(zhuǎn)速V和預(yù)先設(shè)定的給定速度Vg，計算并給出送絲驅(qū)動的PffM波形，不斷的動態(tài)調(diào)整實際轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)穩(wěn)定的送絲。焊接裝置根據(jù)轉(zhuǎn)速V得到功率開關(guān)器件的導(dǎo)通角D，并通過功率開關(guān)器件驅(qū)動電路控制功率開關(guān)器件的導(dǎo)通，從而控制輸出能量。焊接裝置要想實現(xiàn)穩(wěn)定的工作，轉(zhuǎn)速V和焊接裝置的輸出能量必須在一定的匹配范圍內(nèi)，使送絲機構(gòu)送出的焊絲量和焊絲融化量相當(dāng)。
[0004]當(dāng)焊接結(jié)束時，為了使送絲機構(gòu)快速停止，送絲機構(gòu)的電樞兩端會直接短路，加快能量的釋放。但是送絲機構(gòu)在慣性作用下依然會轉(zhuǎn)動一段時間，焊絲會繼續(xù)送出，這一過程稱之為回?zé)A段?；?zé)A段需要輸出合適的能量，使送出的焊絲能過渡到焊接工件上，并使焊接完全停止時，焊絲和焊接工件不粘連，且焊絲尖端的熔球保持一個合適的大小。
[0005]但是，在回?zé)A段送絲機構(gòu)的電樞兩端是直接短路的，因此無法測量送絲機構(gòu)的電壓U，從而無法獲得送絲機構(gòu)的轉(zhuǎn)速V，這樣也就無法根據(jù)轉(zhuǎn)速V精確地控制輸出能量。只能根據(jù)預(yù)先設(shè)定的固定值(固定的導(dǎo)通角)來輸出能量。即，在回?zé)A段，無論送絲機構(gòu)的轉(zhuǎn)速V衰減的有多快，都采用相同的輸出能量。這會導(dǎo)致輸出能量與轉(zhuǎn)速V不匹配。如果輸出能量太小，則焊絲會熔化的不完全，會出現(xiàn)焊絲和焊接工件的粘連。如果輸出能量太大，會在焊絲的頂端燒出一個很大的金屬球，甚至有可能燒毀導(dǎo)電嘴。并且，回?zé)A段結(jié)束后，焊絲尖端的熔球大小非常不一致，這會對下次焊接的起弧控制造成困難。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[技術(shù)問題]
[0006]本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種焊接裝置及其回?zé)A段控制方法。
[解決方案]
[0007]本發(fā)明提供的焊接裝置包括:送絲機構(gòu)，控制器，功率開關(guān)器件，以及功率開關(guān)器件驅(qū)動電路，控制器通過功率開關(guān)器件驅(qū)動電路控制功率開關(guān)器件。
[0008]控制器包括:初始轉(zhuǎn)速獲取單元，其用于獲取送絲機構(gòu)在回?zé)A段初始時刻的初始轉(zhuǎn)速Vo ;初始負載獲取單元，其用于獲取送絲機構(gòu)在回?zé)A段初始時刻的初始負載Lo ;當(dāng)前轉(zhuǎn)速獲取單元，其用于根據(jù)初始轉(zhuǎn)速Vo，初始負載Lo，從回?zé)A段初始時刻到當(dāng)前時刻的回?zé)龝r間t，以及預(yù)先設(shè)定的送絲機構(gòu)在回?zé)A段的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt與初始轉(zhuǎn)速Vo、初始負載Lo和回?zé)龝r間t的對應(yīng)關(guān)系R，獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt ;導(dǎo)通角計算單元，其用于根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt計算功率開關(guān)器件的導(dǎo)通角D ;以及控制單元，其用于根據(jù)導(dǎo)通角D控制功率開關(guān)器件的導(dǎo)通。
[0009]本發(fā)明還提供一種焊接裝置的回?zé)A段控制方法，焊接裝置包括:送絲機構(gòu)，控制器，功率開關(guān)器件，控制器通過功率開關(guān)器件驅(qū)動電路控制功率開關(guān)器件。
[0010]控制方法包括:初始轉(zhuǎn)速獲取步驟，獲取送絲機構(gòu)在回?zé)A段初始時刻的初始轉(zhuǎn)速Vo ;初始負載獲取步驟，獲取送絲機構(gòu)在回?zé)A段初始時刻的初始負載Lo ;當(dāng)前轉(zhuǎn)速獲取步驟，根據(jù)初始轉(zhuǎn)速Vo，初始負載Lo，從回?zé)A段初始時刻到當(dāng)前時刻的回?zé)龝r間t，以及預(yù)先設(shè)定的送絲機構(gòu)在回?zé)A段的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt與初始轉(zhuǎn)速Vo、初始負載Lo和回?zé)龝r間t的對應(yīng)關(guān)系R，獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt ;導(dǎo)通角計算步驟，根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt計算功率開關(guān)器件的導(dǎo)通角D ;以及控制步驟，根據(jù)導(dǎo)通角D控制功率開關(guān)器件的導(dǎo)通。
[發(fā)明有益效果]
[0011]通過本發(fā)明的焊接裝置及其回?zé)A段控制方法，可以在回?zé)A段精確地獲取送絲機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，從而精確地控制焊接裝置的輸出能量。
[【附圖說明】]
[0012]圖1是本發(fā)明的焊接裝置的控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明的焊接裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的焊接裝置的初始負載獲取單元的結(jié)構(gòu)框圖；
圖4是本發(fā)明的回?zé)A段控制方法的流程圖；以及圖5是本發(fā)明的回?zé)A段控制方法的初始負載獲取步驟的流程圖。
[【具體實施方式】]
[0013]本發(fā)明的核心思想是，根據(jù)送絲機構(gòu)在回?zé)A段初始時刻的初始轉(zhuǎn)速Vo、初始負載Lo、以及從回?zé)A段初始時刻到當(dāng)前時刻的回?zé)龝r間t，獲取送絲機構(gòu)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt，從而根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt控制輸出能量。
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行說明。
[焊接裝置]
[0015]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的焊接裝置包括:送絲機構(gòu)，控制器，功率開關(guān)器件，以及功率開關(guān)器件驅(qū)動電路，控制器通過功率開關(guān)器件驅(qū)動電路控制功率開關(guān)器件。
[0016]控制器包括:初始轉(zhuǎn)速獲取單元，其用于獲取送絲機構(gòu)在回?zé)A段初始時刻的初始轉(zhuǎn)速Vo ;初始負載獲取單元，其用于獲取送絲機構(gòu)在回?zé)A段初始時刻的初始負載Lo ;當(dāng)前轉(zhuǎn)速獲取單元，其用于根據(jù)初始轉(zhuǎn)速Vo，初始負載Lo，從回?zé)A段初始時刻到當(dāng)前時刻的回?zé)龝r間t，以及預(yù)先設(shè)定的送絲機構(gòu)在回?zé)A段的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt與初始轉(zhuǎn)速Vo、初始負載Lo和回?zé)龝r間t的對應(yīng)關(guān)系R，獲取當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt ;導(dǎo)通角計算單元，其用于根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速Vt計算功率開關(guān)器件的導(dǎo)通角D ;以及控制單元，其用于根據(jù)導(dǎo)通角D控制功率開關(guān)器件的導(dǎo)通。
[0017]焊接裝置可以是熔化極氣體保護焊機。但本發(fā)明不限于此，也可以是沒有氣體保護的焊機，只要是帶有送絲機構(gòu)的焊機就可以。
[0018]如圖2所示，本發(fā)明的焊接裝置包括控制器，以及分別和控制器連接的送絲機構(gòu)驅(qū)動和制動電路、功率開關(guān)器件驅(qū)動電路、RAM、FLASH、電流檢測電路和電壓檢測電路。功率開關(guān)器件驅(qū)動電路還連接有功率開關(guān)器件(IGBT)。送絲機構(gòu)驅(qū)動和制動電路還連接有送絲機構(gòu)。另外，也可以采用內(nèi)置有RAM和ROM的控制器，這樣就不需要外置的RAM和FLASH了。
[0019]作為控制器的示例，根據(jù)實際需要，可以采用現(xiàn)有通用的DSP芯片、MCU+DSP芯片或者MCU+PWM芯片。在本實施例中，控制器采用內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換模塊的DSP芯片，例如，德州儀器公司的TMS320F28377D。該DSP芯片能夠直接輸出PffM信號。
[0020]初始轉(zhuǎn)速獲取單元、初始負載獲取單元、當(dāng)前轉(zhuǎn)速獲取單元、導(dǎo)通角計算單元、以及控制單元可以通過控制器運行FLASH或者ROM中存儲的程序模塊來實現(xiàn)。
[0021]初始轉(zhuǎn)速獲取單元可以采用任意已知的結(jié)構(gòu)。例如，初始轉(zhuǎn)速獲取單元可以包括:初始電壓獲取單元，其用于獲取送絲機構(gòu)在回?zé)A段初始時刻的初始電壓Uo ;以及初始轉(zhuǎn)速計算單元，其用于根據(jù)初始電壓Uo計算初始轉(zhuǎn)速Vo。
[0022]初始負載獲取單元可以采用任意已知的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，優(yōu)選地，初始負載獲取單元包括:電機初始電流獲取單元，其用于獲取送絲機構(gòu)在回?zé)A段初始時刻的電機初始電流1 ;以及初始負載計算單元，其用于根據(jù)電機初始電流1，以及預(yù)先設(shè)定的電機初始電流1與初始負載Lo的對應(yīng)關(guān)系r，計算初始負載Lo。
[0023]對應(yīng)關(guān)系R和對應(yīng)關(guān)系r可以存儲在控制器的ROM中，也可以存儲在外置的存儲器中，還可以存儲在云端等。
[回?zé)A段控制方法]
[0024]接下來參照圖4描述本發(fā)明的焊接裝置在回?zé)A段的