專利名稱：一種焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種由焊接電源和送絲裝置組成的焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)，尤其是一種從送絲裝置側(cè)輸入焊接信息來控制焊接電源的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，在大型工程機(jī)械領(lǐng)域，特別在造船、鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)焊接設(shè)備使用量較大，焊接設(shè)備一般由焊接電源和送絲裝置組成，并且兩者之間由控制電纜連接，在進(jìn)行焊接時(shí)，從送絲裝置側(cè)輸入焊接信息控制送絲速度，同時(shí)將焊接信息傳送給焊接電源以控制焊接電源的輸出。一般送絲裝置通過多芯控制電纜連接焊接電源，這種方法在遠(yuǎn)距離使用時(shí)會(huì)造成送絲不穩(wěn)、電壓不穩(wěn)、焊接不穩(wěn)定，而且控制電纜較多、容易斷線或短路。為了避免上述不足，送絲裝置可以采用載波調(diào)制的方法將電壓等信息調(diào)制到高頻載波后發(fā)送給焊接電源。圖11是采用這種方式控制的焊接設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖。如圖11所示，焊接設(shè)備包括焊接電源I和送絲裝置5，在焊接電源I側(cè)設(shè)置有控制裝置4，控制裝置4連接有供電單元3，控制裝置4通過控制主回路單元2來控制焊接電源I的輸出12 (焊接電源輸出A)和13 (焊接電源輸出B)，在送絲裝置5側(cè)設(shè)置有控制裝置11，控制裝置11通過控制氣閥10來控制進(jìn)氣量，通過控制送絲電機(jī)7，來控制送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6給送消耗電極8的速度和給送量?？刂蒲b置4與控制裝置11之間連接有電源線9，控制裝置4與控制裝置11之間以在電源線9上加載高頻載波的方式進(jìn)行通信。圖12示出了現(xiàn)有技術(shù)中采用高頻載波方式通信的控制系統(tǒng)的功能框圖。如圖12所示，控制裝置11包括焊接條件信息輸入單元51，其用于輸入焊接條件信息(例如焊接電流、焊接電壓、絲徑、材質(zhì)、氣體等);基帶信號(hào)生成單元52，其用于基于焊接條件信息輸入單元51輸入的焊接條件信息生成基帶信號(hào)；高頻載波調(diào)制單元53，其用于根據(jù)基帶信號(hào)生單元52生成的基帶信號(hào)調(diào)制一路高頻載波；載波發(fā)送單元54，其用于發(fā)送高頻載波調(diào)制單元53調(diào)制出的高頻載波；控制裝置4包括:載波接收單元61，其用于接收控制裝置11的載波發(fā)送單元54發(fā)送的高頻載波；載波解調(diào)單元62，其用于將載波接收單元61接收到的高頻載波解調(diào)為低頻調(diào)制信號(hào)；整形濾波單元63，其用于將載波解調(diào)單元62解調(diào)出的低頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行整形濾波后輸出；控制單元64，其用于基于整形濾波單元63輸出的低頻調(diào)制信號(hào)控制焊接電源I的輸出。此外，控制裝置11還設(shè)置有顯示單元55和控制單元56，顯示單元55用于顯示預(yù)置的電流和電壓、報(bào)警等信息，控制單元56用于根據(jù)輸入的焊接條件信息控制送絲裝置?？刂蒲b置4還設(shè)置有顯示單元65、采樣單元66以及輸出單元67。顯示單元65用于顯示電流和電壓、報(bào)警等信息。采樣單元66用于采集輸出電壓、輸出電流等信息。輸出單元67用于控制主回路單元2的輸出(電壓或電流)。這種方式減少了控制電纜重量，降低了控制電纜故障率，提高了送絲裝置4的移動(dòng)性。但由于其僅使用了單一的載波，在逆變焊接電源廣泛使用的今天，存在以下問題:逆變焊機(jī)工作時(shí)輸出端產(chǎn)生的諧波有可能干擾僅有的一路載波頻率，導(dǎo)致無法接收，或者在接收側(cè)(焊接電機(jī)側(cè))接收到錯(cuò)誤信號(hào)，該錯(cuò)誤信號(hào)控制焊接過程，從而造成焊接電弧不穩(wěn)定，甚至無法焊接，對(duì)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。

實(shí)用新型內(nèi)容[技術(shù)問題]本實(shí)用新型旨在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，從送絲裝置側(cè)向焊接電源側(cè)發(fā)送的信號(hào)易被干擾，從而影響焊接質(zhì)量的問題，提供一種焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)。[解決方案]本實(shí)用新型提供一種焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)，所述焊接設(shè)備包括:焊接電源和送絲裝置，所述控制系統(tǒng)包括:位于送絲裝置側(cè)的第一控制裝置以及位于焊接電源側(cè)的第二控制裝置，所述第一控制裝置與所述第二控制裝置之間以在電源線上加載高頻載波的方式進(jìn)行通信；所述第一控制裝置包括:焊接條件信息輸入單元，其用于輸入焊接條件信息；基帶信號(hào)生成單元，其用于基于所述焊接條件信息輸入單元輸入的焊接條件信息生成基帶信號(hào)；高頻載波調(diào)制單元，其用于根據(jù)所述基帶信號(hào)生成單元生成的所述基帶信號(hào)調(diào)制不同頻率的多路高頻載波；載波發(fā)送單元，其用于發(fā)送所述高頻載波調(diào)制單元調(diào)制出的所述不同頻率的多路高頻載波；所述第二控制裝置包括:載波接收單元，其用于接收所述第一控制裝置的載波發(fā)送單元發(fā)送的不同頻率的多路高頻載波；載波解調(diào)單元，其用于將所述載波接收單元接收到的高頻載波解調(diào)為低頻調(diào)制信號(hào)；整形濾波單元，其用于將所述載波解調(diào)單元解調(diào)出的低頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行整形濾波后輸出；確定單元，其用于從整形濾波單元輸出的低頻調(diào)制信號(hào)中確定用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)；控制單元，基于所述確定單元確定的信號(hào)控制所述焊接電源的輸出。[實(shí)用新型有益效果]本實(shí)用新型由于采用不同頻率的多路高頻載波來傳遞焊接條件信息，在高頻載波受到干擾的情況下，能夠分辨信號(hào)的正確或錯(cuò)誤，并將正確的信號(hào)用于控制焊接輸出，從而使得長距離焊接時(shí)能夠提高焊接設(shè)備的穩(wěn)定性、抗干擾能力增強(qiáng)，保證高性能的焊接。即使是現(xiàn)場存在逆變焊機(jī)的輸出諧波干擾也能保證穩(wěn)定的焊接。

圖1是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)的功能框圖；圖2是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的送絲裝置的控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的焊接電源的控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的載波解調(diào)子電路及整形濾波子電路的電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的控制系統(tǒng)的工作流程圖；圖6是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的控制系統(tǒng)在焊接設(shè)備工作時(shí)的基帶信號(hào)生成、調(diào)制、發(fā)送以及接收、解調(diào)的波形圖；圖7是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的確定步驟的具體流程圖；圖8是本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的控制系統(tǒng)在焊接設(shè)備待機(jī)狀態(tài)時(shí)的流程圖；[0023]圖9是本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的控制系統(tǒng)在焊接設(shè)備待機(jī)狀態(tài)時(shí)的基帶信號(hào)生成、調(diào)制、發(fā)送以及接收、解調(diào)的波形圖；圖10是本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的確定步驟的具體流程圖；圖11是現(xiàn)有焊接設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖12是現(xiàn)有焊接設(shè)備的控制裝置的功能框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。圖1是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)的功能框圖。本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)包括:位于送絲裝置側(cè)的第一控制裝置20以及位于焊接電源側(cè)的第二控制裝置30，第一控制裝置20與第二控制裝置30之間以在電源線9上加載高頻載波的方式進(jìn)行通信；第一控制裝置20包括:焊接條件信息輸入單元21，其用于輸入焊接條件信息(例如焊接電流、焊接電壓、絲徑、材質(zhì)、氣體等);基帶信號(hào)生成單元22，其用于基于焊接條件信息輸入單元21輸入的焊接條件信息生成基帶信號(hào)；高頻載波調(diào)制單元23，其用于根據(jù)基帶信號(hào)生單元22生成的基帶信號(hào)調(diào)制不同頻率的多路高頻載波；載波發(fā)送單元24，其用于發(fā)送高頻載波調(diào)制單元23調(diào)制出的不同頻率的多路高頻載波；第二控制裝置30包括:載波接收單元31，其用于接收第一控制裝置20的載波發(fā)送單元24發(fā)送的不同頻率的多路高頻載波；載波解調(diào)單元32，其用于將載波接收單元31接收到的高頻載波解調(diào)為低頻調(diào)制信號(hào)；整形濾波單元33，其用于將載波解調(diào)單元32解調(diào)出的低頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行整形濾波后輸出；確定單元34，其用于從整形濾波單元33輸出的低頻調(diào)制信號(hào)中確定用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)；控制單元35，基于所述確定單元確定的信號(hào)控制所述焊接電源的輸出(例如焊接電壓或焊接電流)。此外，與現(xiàn)有技術(shù)相同，第一控制裝置20也包括顯示單元(未示出)，第二控制裝置30也包括顯示單元(未示出)、采樣單元(未示出)以及輸出單元(未示出)，這些單元的功能與現(xiàn)有技術(shù)的功能相同，且不是本實(shí)用新型的實(shí)用新型點(diǎn)，因此不再贅述。本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)的控制系統(tǒng)(圖12)的區(qū)別在于:本實(shí)用新型的高頻載波調(diào)制單元23、載波發(fā)送單元24、載波接收單元31、載波解調(diào)單元32、整形濾波單元33均能夠針對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行處理，例如高頻載波調(diào)制單元23調(diào)制不同頻率的多路高頻載波，而現(xiàn)有技術(shù)的控制系統(tǒng)的高頻載波調(diào)制單元53、載波發(fā)送單元54、載波接收單元61、載波解調(diào)單元62、整形濾波單元63針對(duì)一路信號(hào)進(jìn)行處理。此外，本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)的確定單元34還能夠從多路低頻調(diào)制信號(hào)中確定用于控制焊接電源的低頻調(diào)制信號(hào)，而現(xiàn)有技術(shù)中并無確定單元。[第一實(shí)施例]下面參照?qǐng)D2至圖7描述本實(shí)用新型的第一實(shí)施例。[硬件構(gòu)成]首先描述本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的硬件構(gòu)成。圖2是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的送絲裝置的控制裝置20 (以下稱為“第一控制裝置”)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，第一控制裝置20包括微控制器201 (對(duì)應(yīng)于基帶信號(hào)生成單元22以及高頻載波調(diào)制單元23)、輸入面板202(對(duì)應(yīng)于焊接信息輸入單元21)、載波發(fā)送電路203 (對(duì)應(yīng)于載波發(fā)送單元24)。微控制器201分別與輸入面板202 (對(duì)應(yīng)于焊接條件信息輸入單元21)、載波發(fā)送電路203 (對(duì)應(yīng)于載波發(fā)送單元24)電連接，此外，微控制器201還分別與氣閥和電機(jī)電連接，通過對(duì)氣閥和電機(jī)的控制，進(jìn)而控制進(jìn)氣以及送絲。微控制器201可以采用TI的高速單片機(jī)。載波發(fā)送電路203包括電阻R99、R100、R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、R108、電容 C67、C68、C69、光耦 PC15、晶體管 Q12、Q13和二極管D23。電阻R103、光耦PC15組成光耦隔離電路實(shí)現(xiàn)微控制器與發(fā)送電路的隔離。電阻R104、R105、R106、晶體管Q12和二極管D23構(gòu)成載波放大電路。電阻R99、R100、R101、R102、R107、R108、電容C67、C68、C69、晶體管Q13組成載波放大發(fā)送電路。下面結(jié)合圖2描述送絲裝置側(cè)的控制過程。微控制器201接收輸入面板202輸入的焊接條件信息，然后根據(jù)焊接條件信息生成基帶信號(hào)，并根據(jù)基帶信號(hào)調(diào)制不同頻率的多路高頻載波，接著將調(diào)制好的高頻載波通過載波發(fā)送電路203發(fā)送，即，通過光耦PC15為核心的隔離電路隔離后經(jīng)晶體管Q12放大后，再經(jīng)晶體管Q13發(fā)送到電源線9。關(guān)于如何生成基帶信號(hào)以及如何將基帶信號(hào)調(diào)制為不同頻率的多路高頻載波的技術(shù)，由于其均為現(xiàn)有成熟技術(shù)，在此不再詳細(xì)描述。此外微控制器201如何基于焊接條件信息控制送絲裝置的送絲及進(jìn)氣，也為現(xiàn)有技術(shù)，并且與本實(shí)用新型的目的無關(guān)，在此也不再詳細(xì)描述。圖3是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的焊接電源的控制裝置30 (第二控制裝置)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，控制裝置30包括:載波耦合電路301 (對(duì)應(yīng)于載波接收單元31)、載波解調(diào)電路302(對(duì)應(yīng)于載波解調(diào)單元32)、整形濾波電路303(對(duì)應(yīng)于整形濾波單元33)以及微控制器304 (對(duì)應(yīng)于確定單元34、控制單元35)。微控制器304可以采用TI的高速單片機(jī)。如圖3所示，載波耦合電路301主要由耦合線圈L7、電容C90、C91、電阻R119、二極管D32、D33、電容C96構(gòu)成，其用于高頻載波信號(hào)的耦合、隔離和衰減。圖3所示的載波解調(diào)電路302包括兩個(gè)載波解調(diào)子電路。圖3所示的整形濾波電路303包括兩個(gè)整形濾波子電路。需要說明的是，圖3所示的載波解調(diào)電路302和整形濾波電路303是針對(duì)兩路高頻載波設(shè)置的，但是本實(shí)用新型不限于此，可以根據(jù)不同頻率的高頻載波的數(shù)量，對(duì)應(yīng)設(shè)置。圖4示出了第一載波解調(diào)子電路(載波解調(diào)I)和第一整形濾波子電路(整形濾波I)的電路原理圖。如圖4所示，第一載波解調(diào)子電路由電容C100、C99、C92、C97、C98、C101、電阻R120、R121、電位器VR10、集成解碼芯片IC23構(gòu)成。第一整形濾波子電路由電阻R122、R123、R124、R135、R136、R137、R138、R139、R140、R141、R142、電容 C107、C108、C109、運(yùn)放IC17A、IC17B、IC17C、光耦 PC7 構(gòu)成。第二載波解調(diào)子電路與第一載波解調(diào)子電路的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于集成解碼芯片IC23設(shè)定的載波解調(diào)頻率不同，此外，第二整形濾波子電路、與第一整形濾波子電路的結(jié)構(gòu)相同，在此，不再重復(fù)描述。下面結(jié)合圖3描述焊接電源側(cè)的控制過程。載波耦合電路301 (對(duì)應(yīng)于載波接收單元31)接收載波發(fā)送電路203發(fā)送的不同頻率的多路高頻載波，接著將接收到的高頻載波發(fā)送到載波解調(diào)電路302進(jìn)行解調(diào)，然后將解調(diào)后的低頻調(diào)制信號(hào)發(fā)送到整形濾波電路303進(jìn)行整形濾波，之后發(fā)送到微控制器304，微控制器304從整形濾波后的低頻調(diào)制信號(hào)中確定用于焊接電源的輸出的信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)控制焊接電源的輸出。[工作流程]接下來參照?qǐng)D5描述本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的工作流程。[0044]圖5是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)在焊接設(shè)備工作狀態(tài)時(shí)的工作流程。如圖5所示，在送絲裝置側(cè)，在步驟Sll中，通過輸入面板202 (焊接條件信息輸入單元21)輸入焊接條件信息(焊接條件信息輸入步驟)。在步驟S12中，將輸入的焊接條件信息通過微控制器201(基帶信號(hào)生成單元22)生成低頻模擬信號(hào)(即基帶信號(hào))(基帶信號(hào)生成步驟)。接著在步驟S13中，通過微控制器201 (高頻載波調(diào)制單元23)將低頻模擬信號(hào)與高頻載波Π和f2進(jìn)行調(diào)制(Π與f2的頻率不同)(高頻載波調(diào)制步驟)，接著進(jìn)入步驟S14，將高頻載波Π和f2通過載波發(fā)送電路203 (載波發(fā)送單元24)發(fā)送到電源線9上(載波發(fā)送步驟)。接著，在焊接電源側(cè)，在步驟S21中，載波耦合電路301(對(duì)應(yīng)于載波接收單元31)通過電源線接收高頻載波fl和f2 (載波接收步驟)。接著，在步驟S22中，通過載波解調(diào)電路302 (對(duì)應(yīng)于載波解調(diào)單元32)將高頻載波解調(diào)為低頻調(diào)制信號(hào)(模擬信號(hào))BI和B2 (載波調(diào)制步驟)。在步驟S23中，將BI和B2通過整形濾波電路303(對(duì)應(yīng)于整形濾波單元33)進(jìn)行整形濾波，并將其輸出到微控制器304 (對(duì)應(yīng)于確定單元34)(整形濾波步驟)。在步驟S24中，微控制器304 (對(duì)應(yīng)于確定單元34)從整形濾波輸出的低頻調(diào)制信號(hào)確定用于控制焊接電源輸出的信號(hào)(確定步驟)。接著，在步驟S25中，微控制器304(對(duì)應(yīng)于控制單元35)基于在步驟S24中確定出的信號(hào)控制焊接電源的輸出(控制步驟)。為了便于理解，圖6示出了與圖5中各個(gè)步驟相對(duì)應(yīng)的各個(gè)波形。如圖6所示，基帶信號(hào)為模擬信號(hào)。下面參照?qǐng)D7對(duì)圖5中的步驟S25的確定的流程進(jìn)行描述。如圖7所示，首先，在步驟SlOO中，將低頻調(diào)制信號(hào)BI和B2進(jìn)行比較。在步驟SlOl中，基于SlOO中比較的結(jié)果，確定BI和B2是否一致。如果BI和B2 —致(步驟SlOl中的“是”)，則進(jìn)入步驟S102。在步驟S102中，將BI或B2確定為用于控制焊接電源輸出的信號(hào)。如果BI和B2不一致(步驟SlOl中的“否”)，則進(jìn)入步驟S103。在步驟S103中，對(duì)BI和B2分別進(jìn)行分析，以確定用于控制焊接電源輸出的信號(hào)。
對(duì)于步驟S24的確定步驟，可以采用如下方法。首先通過分析比較fl和f2，得到穩(wěn)定的信號(hào)值V。默認(rèn)第一個(gè)周期是正確的，即F = C或F = ，其中M表示載波f2，N表示載波f 1，I表示第I個(gè)周期。從第二個(gè)周期開始進(jìn)行判斷，這樣即使第一周期是錯(cuò)誤的，也能馬上得到糾正。下面描述整個(gè)判斷糾正的過程。設(shè)穩(wěn)定的信號(hào)值為V，If1表示載波f2在第k (k彡2)個(gè)周期的信號(hào)值，AVm為載波f2第k個(gè)周期與穩(wěn)定值T之間的差值，即AFu =V^-V(I)K表示載波fl在第k (k彡2)個(gè)周期的信號(hào)值，載波AVn為載波fl第k個(gè)周期與穩(wěn)定值T之間的差值，SPAVv=V^-V (2)Δ vM為載波f2第k個(gè)周期與第k-Ι個(gè)周期的差值，即ΑνΜ=νξ-ν^(3)Δ νΝ為載波f I第k個(gè)周期與第k-Ι個(gè)周期的差值，即[0057]Δν =Vf-F^1(4)在不考慮兩路信號(hào)同時(shí)受到同樣的干擾的情況下，如果(Λ Vm= Λ VN)，那么(f2與fI信號(hào)均有效，可直接將fI或者f2的值賦給穩(wěn)定值V);如果(AVm=0，AVn# 0)，那么(f2有效，可直接將f2的值賦給穩(wěn)定值V);如果(AVm古0，八％=0)，那么(€1有效，可直接將€1的值賦給穩(wěn)定值￥);如果(AVm關(guān) O, AVn ^ O, Avm^ ΔνΝ),那么(需要判斷 Δ νΜ 與 Δ vN)；如果(Λ vM = 0)，那么(取f2有效，直接將f2的值賦給穩(wěn)定值V)；如果(Avn = 0)，那么(取fl有效，直接將fl的值賦給穩(wěn)定值V)。在以上描述中，假定逆變焊機(jī)工作時(shí)輸出端產(chǎn)生的諧波即使對(duì)f I或f2有干擾，但載波接收單元仍然能接收到fl和f2,只是Π或f2中的一個(gè)會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。
此外，還存在兩路信號(hào)同時(shí)受干擾的情況，其中對(duì)于僅在某一周期均發(fā)生錯(cuò)誤的情況，采用上述方法時(shí)，ΔνΜ古O, AVn ^ O, ΔνΜ ^ Δ νΝ古O,此時(shí)可以維持原有穩(wěn)定值V不變，這樣當(dāng)下一個(gè)周期信號(hào)正確時(shí)，能夠繼續(xù)工作。但是實(shí)際上，還存在逆變焊機(jī)工作時(shí)輸出端產(chǎn)生的諧波的干擾，導(dǎo)致fl或f2中的一路完全接收不到，在此情況下，在確定步驟中，將從另外一路高頻信號(hào)解調(diào)、整形輸出后的低頻調(diào)制信號(hào)確定為用于控制焊接電源輸出的信號(hào)。在第一實(shí)施例中，為了增加確定的準(zhǔn)確性，載波發(fā)送單兀31將基于同一基帶信號(hào)調(diào)制的多路聞?lì)l載波中的每一路聞?lì)l載波連續(xù)發(fā)送多次(多個(gè)周期)，確定單兀34針對(duì)每次整形濾波單元33輸出的低頻調(diào)制信號(hào)確定用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)，控制單元35基于所述確定單元多次確定的最終結(jié)果，控制所述焊接電源的輸出。例如，假定基于同一基帶信號(hào)的每一路高頻載波發(fā)送了三次，在第二、三次(第二、三周期)中，兩路高頻載波均受到干擾出現(xiàn)錯(cuò)誤，則在確定步驟中，最終將第一次(第一周期)的確定結(jié)果，確定為用于控制焊接電源輸出的信號(hào)，而將第二、三次輸出的低頻調(diào)制信號(hào)丟棄。或者假定第一次(第一周期)中，兩路高頻載波均受到干擾出現(xiàn)錯(cuò)誤，則在確定步驟中，最終將第二、三次的確定結(jié)果，確定為用于控制焊接電源輸出的信號(hào)。[第二實(shí)施例]下面參照?qǐng)D8和圖9描述本實(shí)用新型的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的硬件構(gòu)成、以及工作狀態(tài)時(shí)的工作流程基本相同，因此不再重復(fù)其描述。以下僅描述不同之處。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，除了焊接設(shè)備工作以外，在焊接設(shè)備待機(jī)時(shí)，第一控制裝置仍然將焊接條件信息發(fā)送給第二控制裝置。這里的焊接設(shè)備待機(jī)是指未打開焊槍開關(guān)。圖8與圖5的部分流程相同，因此對(duì)相同的步驟給予相同的標(biāo)記。[焊接設(shè)備待機(jī)時(shí)的工作流程]圖8示出了本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)在焊接設(shè)備待機(jī)狀態(tài)時(shí)的工作流程。如圖8所示，在送絲裝置側(cè)，在步驟Sll中，通過輸入面板202 (對(duì)應(yīng)于焊接條件信息輸入單元21)輸入焊接條件信息(焊接條件信息輸入步驟)。在步驟S42中，將輸入的焊接條件信息通過微控制器201 (對(duì)應(yīng)于基帶信號(hào)生成單元22)生成數(shù)據(jù)幀(即基帶信號(hào))(基帶信號(hào)生成步驟)，接著在步驟S43中，通過微控制器201 (對(duì)應(yīng)于高頻信號(hào)調(diào)制單元23)將數(shù)據(jù)幀與高頻載波f3和f4進(jìn)行調(diào)制(f3與f4的頻率不同)(對(duì)應(yīng)于高頻載波調(diào)制步驟)。接著進(jìn)入步驟S44，將調(diào)制后的高頻載波f3和f4通過載波發(fā)送電路203 (對(duì)應(yīng)于載波發(fā)送單元24)發(fā)送到電源線9上(載波發(fā)送步驟)。接著，在焊接電源側(cè)，在步驟S51中，載波耦合電路301 (載波接收單元31)通過電源線9接收高頻載波f3和f4(載波接收步驟)，接著，在步驟S52中，通過載波解調(diào)電路302(對(duì)應(yīng)于載波解調(diào)單元32)將高頻載波解調(diào)為低頻調(diào)制信號(hào)B3和B4(載波解調(diào)步驟)。在步驟S53中，將B3和B4通過整形濾波電路303 (對(duì)應(yīng)于整形濾波單元33)進(jìn)行整形濾波，并將其輸出到微控制器304 (整形濾波步驟)。在步驟S54中，微控制器304 (對(duì)應(yīng)于確定單元34)確定用于控制焊接電源輸出的信號(hào)(確定步驟)，接著，在步驟S55中，微控制器304 (對(duì)應(yīng)于控制單元35)將確定的信號(hào)保存為控制焊接電源的輸出時(shí)采用的相關(guān)參考值(例如氣體、絲徑)(控制步驟)。為了便于理解，圖9示出了與圖8中各個(gè)步驟相對(duì)應(yīng)的各個(gè)波形。如圖9所示，基帶信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。在本實(shí)施例中，由于在待機(jī)狀態(tài)下，將焊接條件信息通過數(shù)字信號(hào)從第一控制裝置發(fā)送給第二控制裝置，這樣在焊接工作時(shí)，只需要發(fā)送少量焊接條件信息即可，能夠提高工作效率，有利于保證焊接過程的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。在本實(shí)施例中，在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，基帶信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，在工作狀態(tài)時(shí)，基帶信號(hào)為模擬信號(hào)。待機(jī)時(shí)使用數(shù)字信號(hào)有利于對(duì)信號(hào)采用數(shù)字校驗(yàn)方法，有利于提高信號(hào)的準(zhǔn)確性。焊接時(shí)采用模擬信號(hào)有利于保證信號(hào)的實(shí)時(shí)性，有利于保證焊接過程的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性。但是本實(shí)用新型不限于此，可以在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，基帶信號(hào)為模擬信號(hào)，在工作狀態(tài)時(shí)，基帶信號(hào)為數(shù)字信號(hào)?；蛘咴诖龣C(jī)和工作狀態(tài)時(shí)，基帶信號(hào)都為模擬信號(hào)或者都為數(shù)字信號(hào)。對(duì)于待機(jī)狀態(tài)下的確定步驟，其流程與圖7所示的流程相同，在此不再重復(fù)描述。需要注意的是，在本實(shí)施例中，由于待機(jī)狀態(tài)下的確定步驟S54是從兩路數(shù)字信號(hào)中確定用于焊接控制的信號(hào)，因此不僅可以采用第一實(shí)施例的方法，也可以根據(jù)數(shù)字信號(hào)的特性，來確定哪路數(shù)字信號(hào)為正確的信號(hào)，例如通過數(shù)據(jù)幀事先定義好的奇偶校驗(yàn)、或CRC檢驗(yàn)、或通過多個(gè)連續(xù)相同數(shù)據(jù)幀的比率等方法，來確定正確的信號(hào)。即，與圖7所示的步驟S24的具體流程不同，可以直接分析兩路數(shù)字信號(hào)(S103)，而無需圖7中的SlOO至S102。這樣即使在只有一路正確信號(hào)時(shí)也能通過上述方法分辨并得到正確信號(hào)。[第三實(shí)施例]下面參照?qǐng)D10描述本實(shí)用新型的第三實(shí)施例。本實(shí)用新型的第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的硬件構(gòu)成和工作流程基本相同，不同之處在于在第三實(shí)施例中，在高頻載波調(diào)制步驟中，將基帶信號(hào)調(diào)制為三路高頻載波，相應(yīng)的載波發(fā)送步驟、載波接收步驟、載波解調(diào)步驟、整形濾波步驟以及確定步驟都是針對(duì)三路信號(hào)進(jìn)行處理。由于在技術(shù)上，生成、調(diào)制、發(fā)送、接收兩路高頻載波與三路高頻載波無實(shí)質(zhì)區(qū)別，因此不再詳細(xì)描述。以下僅對(duì)整形濾波后輸出的三路低頻調(diào)制信號(hào)的確定步驟的流程進(jìn)行描述。圖10是本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的確定步驟的具體流程圖；在此假定整形濾波后輸出的三路低頻調(diào)制信號(hào)為C1、C2和C3。[0086]如圖10所示，在步驟S200中，將Cl與C2進(jìn)行比較，判斷二者是否一致，如果二者一致(步驟S200中的“是”)，則進(jìn)入步驟S204。在步驟S204中將Cl或C2確定為用于控制焊接電源輸出的信號(hào)，如果二者不一致(步驟S200中的“否”)，則在步驟S201中，將Cl與C3進(jìn)行比較，判斷二者是否一致。如果二者一致(S201中的“是”)，則進(jìn)入步驟S202。在步驟S202中，將Cl或C3確定為用于控制焊接電源輸出的信號(hào)。如果Cl與C3不一致(S201中的“否”)，則進(jìn)入步驟S203，在步驟S203中，將C2或C3確定為用于控制焊接電源輸出的信號(hào)。在本實(shí)施例中，默認(rèn)逆變焊機(jī)工作時(shí)輸出端產(chǎn)生的諧波最多僅干擾一路載波頻率，為此，可將多路高頻載波之間頻率差增大。在第三實(shí)施例中，當(dāng)接收到三路高頻載波的情況下，在確定步驟中，將在整形濾波步驟中針對(duì)所述不同頻率的三路高頻載波輸出的三路低頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行比較，將三個(gè)低頻調(diào)制信號(hào)中完全一致的信號(hào)確定為在所述控制步驟中用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)。此外，在第三實(shí)施例的確定步驟中可以采用與第一實(shí)施例中的確定步驟類似的算法。同樣，可以將基于同一基帶信號(hào)的各路高頻載波發(fā)送多次，即將圖10的流程反復(fù)進(jìn)行多次，并根據(jù)多次確定的結(jié)果，來控制所述焊接電源的輸出。即當(dāng)在一次發(fā)送中，各路高頻載波均被干擾的情況下，能夠根據(jù)其它幾次的確定結(jié)果，來最終確定用于控制焊接電源的輸出的信號(hào)。例如，假定進(jìn)行了三次上述確定步驟，在第二次發(fā)送中，三路高頻載波均受到干擾，即Cl與C2和C3均不一致(不正確)，則可以使用第一次和第三次確定的結(jié)果，來控制焊接電源的輸出?？梢詫?duì)第三實(shí)施例進(jìn)行變形，即可以用四路或更多路高頻載波進(jìn)行信息傳送，其硬件結(jié)構(gòu)和工作流程均與第三實(shí)施例類似，在此不再詳細(xì)描述。需要注意的是，雖然在以上實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)圖1的功能框圖，采用了圖2和圖3的硬件結(jié)構(gòu)，但是本實(shí)用新型不限于此，可以采用其它硬件，例如，可以采用專門的基帶生成電路，多個(gè)高頻載波調(diào)制電路來替代微控制器201。另外微控制器201和304也可以采用其它類型的CPU、可編程控制器等，可以采用根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案設(shè)置專門的控制電路。另外，當(dāng)基帶信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，所述確定單元確定新的焊接條件信息，控制單元基于新的焊接條件信息控制焊接電源的輸出。另外，雖然在以上實(shí)施例中，通過一條電源線9發(fā)送多路高頻載波，但是本實(shí)用新型不限于此，可以將多路高頻載波通過多條電源線發(fā)送以上，已參照詳細(xì)或特定的實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員理解:可以在不脫離本實(shí)用新型的精神與范圍的前提下進(jìn)行各種變更及修正。[工業(yè)實(shí)用性]通過實(shí)施本實(shí)用新型，在高頻載波受到干擾的情況下，能夠分辨信號(hào)的正確或錯(cuò)誤，并將正確的信號(hào)用于控制焊接輸出，從而使得長距離焊接時(shí)能夠提高焊接設(shè)備的穩(wěn)定性、抗干擾能力增強(qiáng)，保證高性能的焊接。即使是現(xiàn)場存在逆變焊機(jī)的輸出諧波干擾也能保證穩(wěn)定的焊接。[附圖標(biāo)記列表]I 焊接電源2 主回路單元[0098]3供電單元4焊接電源控制裝置5送絲裝置6送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7電機(jī)8消耗電極9電源線10氣閥11送絲裝置控 制裝置12焊接電源輸出A13焊接電源輸出B
權(quán)利要求1.一種焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)，所述焊接設(shè)備包括:焊接電源(I)和送絲裝置(5)，所述控制系統(tǒng)包括:位于送絲裝置側(cè)的第一控制裝置(20)以及位于焊接電源側(cè)的第二控制裝置(30 )，所述第一控制裝置(20 )與所述第二控制裝置(30 )之間以在電源線(9 )上加載高頻載波的方式進(jìn)行通信； 所述第一控制裝置(20)包括: 焊接條件信息輸入單元(21)，其用于輸入焊接條件信息； 基帶信號(hào)生成單元(22)，其用于基于所述焊接條件信息輸入單元(21)輸入的焊接條件信息生成基帶信號(hào)； 高頻載波調(diào)制單元(23)，其用于根據(jù)所述基帶信號(hào)生成單元(22)生成的所述基帶信號(hào)調(diào)制不同頻率的多路高頻載波； 載波發(fā)送單元(24)，其用于發(fā)送所述高頻載波調(diào)制單元(23)調(diào)制出的所述不同頻率的多路聞?lì)l載波； 所述第二控制裝置(30)包括: 載波接收單元(31)，其用于接收所述第一控制裝置(20)的載波發(fā)送單元(24)發(fā)送的不同頻率的多路高頻載波； 載波解調(diào)單元(32)，其用于將所述載波接收單元(31)接收到的高頻載波解調(diào)為低頻調(diào)制信號(hào)； 整形濾波單元(33)，其用于將所述載波解調(diào)單元(32)解調(diào)出的低頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行整形濾波后輸出； 確定單元(34)，其用于從整形濾波單元(33)輸出的低頻調(diào)制信號(hào)中確定用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)； 控制單元(35)，基于所述確定單元(34)確定的信號(hào)控制所述焊接電源的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)，其中， 當(dāng)所述焊接設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，所述基帶信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，當(dāng)所述焊接設(shè)備處于焊接狀態(tài)時(shí)，所述基帶信號(hào)為模擬信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)，其中， 在所述載波接收單元(31)僅接收到一路高頻載波的情況下，所述確定單元(34)將從所述整形濾波單元(33)輸出的低頻調(diào)制信號(hào)確定為用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào); 在所述載波接收單元(31)接收到不同頻率的多路高頻載波的情況下，所述確定單元將所述整形濾波單元(33)輸出的多路低頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行比較， 如果所述多路低頻調(diào)制信號(hào)完全一致，則所述確定單元(34)將所述低頻調(diào)制信號(hào)確定為用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)； 如果所述多路低頻調(diào)制信號(hào)部分一致，則所述確定單元(34)將所述多路低頻調(diào)制信號(hào)中完全一致的低頻調(diào)制信號(hào)確定為用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)； 如果所述多路低頻調(diào)制信號(hào)完全不一致，則所述確定單元(34)針對(duì)所述多路低頻調(diào)制信號(hào)中的各個(gè)進(jìn)行判斷，以確定用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)，其中， 在所述載波接收單元(31)僅接收到一路高頻載波的情況下，所述確定單元(34)將從所述整形濾波單元(33)輸出的低頻調(diào)制信號(hào)確定為用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào); 在所述載波接收單元(31)接收到不同頻率的多路高頻載波的情況下，所述確定單元(34)針對(duì)所述整形濾波單元(33)輸出的多路低頻調(diào)制信號(hào)中的各個(gè)進(jìn)行判斷，以確定用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)。
5.如權(quán)利要求3所述的焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)，其中， 所述載波發(fā)送單元(24)將基于同一基帶信號(hào)調(diào)制的多路高頻載波中的每一路高頻載波連續(xù)發(fā)送多次，所述確定單元(34)針對(duì)每次整形濾波單元(33)輸出的低頻調(diào)制信號(hào)確定用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)，所述控制單元(35 )基于所述確定單元多次確定的最終結(jié)果，控制所述焊接電源的輸出。
6.如權(quán)利要求4所述的焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)，其中 所述載波發(fā)送單元(24)將基于同一基帶信號(hào)調(diào)制的多路高頻載波中的每一路高頻載波連續(xù)發(fā)送多次，所述確定單元(34)針對(duì)每次整形濾波單元(33)輸出的低頻調(diào)制信號(hào)確定用于控制所述焊接電源的輸出的信號(hào)，所述控制單元(35)基于所述確定單元(34)多次確定的最終結(jié)果，控制所述焊接電源的輸出。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)。焊接設(shè)備包括焊接電源和送絲裝置，控制系統(tǒng)包括位于送絲裝置側(cè)的第一控制裝置以及位于焊接電源側(cè)的第二控制裝置，二者以在電源線上加載高頻載波的方式進(jìn)行通信；第一控制裝置包括焊接條件信息輸入單元、基帶信號(hào)生成單元、高頻載波調(diào)制單元，和載波發(fā)送單元；第二控制裝置包括載波接收單元、載波解調(diào)單元、整形濾波單元、確定單元以及控制單元。本實(shí)用新型抗干擾能力強(qiáng)，且能夠保證焊接質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23K9/095GK203062055SQ20132001592
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者李再興, 安小東, 翟玉喜, 王帥, 袁釗 申請(qǐng)人:唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司