本發(fā)明涉及電弧焊技術領域，特別涉及一種應用于電焊機捕捉電焊瞬間快照的程控觸發(fā)器及其觸發(fā)方法。

背景技術：

目前，公知的電弧焊接監(jiān)控系統(tǒng)中，需要對電弧焊接過程的熔滴圖像進行拍照或者錄像顯示，以利于控制質(zhì)量；而在焊接過程中，由于電弧及熔滴頸縮后產(chǎn)生的飛濺現(xiàn)象的存在，有的時候拍照的圖像模糊不清，為了使照相機拍照出來的圖像清晰可辨，熔滴圖像需要在短路時進行拍照，然后顯示，如圖1所示是短路過渡焊接過程圖；但是現(xiàn)有技術沒有在短路時進行拍照的技術方案。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種程控觸發(fā)器及其觸發(fā)方法，所要解決的技術問題：在焊接過程中，由于電弧及熔滴頸縮后產(chǎn)生的飛濺現(xiàn)象的存在，有的時候拍照的圖像模糊不清。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種程控觸發(fā)器，包括

電流傳感器，用于對焊機電流進行感應，輸出電流感應信號；

阻抗匹配電路，其與電流傳感器通過線路連接，用于對電流感應信號進行阻抗匹配；

增益放大器，其與阻抗匹配電路通過線路連接，用于對阻抗匹配后的電流感應信號進行增益放大；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其與增益放大器通過線路連接，用于對增益放大后的電流感應信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字電流感應信號；

fpga處理器，其與模數(shù)轉(zhuǎn)換器通過線路連接，用于采集數(shù)字電流感應信號的波峰值和波底值，則分別生成波峰信號和波底信號，分別對波峰信號和波底信號進行數(shù)字濾波；同時將采集的波峰值和波底值分別與其設定閾值進行比較，當波峰值和波底值不在設定閾值范圍內(nèi)時，則對數(shù)字濾波后的波峰信號和波底信號分別進行電平控制，將波峰信號和波底信號調(diào)整至設定閾值內(nèi)，生成正負邊緣信號；根據(jù)正負邊緣信號觸發(fā)生成觸發(fā)信號；

緩沖器，其與fpga處理器通過線路連接，用于對觸發(fā)信號進行ttl電平匹配和輸出緩沖。

本發(fā)明的有益效果是：電流傳感器、阻抗匹配電路、增益放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、fpga處理器和緩沖器協(xié)調(diào)運作，能有效在短路時產(chǎn)生觸發(fā)信號，傳輸至外部的照相裝置，觸發(fā)照相裝置進行拍照，使照相機拍照出來的圖像清晰可辨，同時增益放大器的放大量能夠程控調(diào)節(jié)以適應不同的焊接環(huán)境。

進一步，還包括按鍵，所述按鍵與所述fpga處理器連接，所述按鍵用于生成按鍵信號，所述fpga處理器對按鍵信號進行處理，生成控制信號，并根據(jù)控制信號生成觸發(fā)信號。

進一步方案的有益效果：可以手動按鍵，生成觸發(fā)信號，便于進行手動控制進行觸發(fā)照相裝置進行拍照，提升便利性。

進一步，還包括數(shù)碼管，所述數(shù)碼管與所述fpga處理器連接，所述fpga處理器根據(jù)控制信號驅(qū)動進行動態(tài)掃描，生成顯示信號，所述數(shù)碼管根據(jù)顯示信號進行數(shù)碼顯示。

進一步方案的有益效果：實現(xiàn)可變計數(shù)器，使得焊接圖像的顯示即能夠滿足人眼的視覺暫留效應，又不致于太快看不清楚，同時可以節(jié)省焊接圖像存儲空間。同時在fpga內(nèi)部實現(xiàn)輸出脈沖正負邊沿變換的功能，以滿足數(shù)碼相機觸發(fā)的要求。

進一步，還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述fpga處理器連接，其輸出端與增益放大器連接；所述fpga處理器向數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出電壓信號，數(shù)模轉(zhuǎn)換器對電壓信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，生成模擬電壓信號傳輸至增益放大器，所述增益放大器根據(jù)電流感應信號和模擬電壓信號之間差模電壓調(diào)整增益。

進一步方案的有益效果：增益放大器根據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的模擬電壓信號和電流感應信號之間的差模電壓進行調(diào)整增益，以適應不同的焊接環(huán)境。

進一步，所述fpga處理器內(nèi)設置有時鐘分頻單元，所述時鐘分頻單元對fpga處理器內(nèi)進行時鐘分頻。

本發(fā)明解決上述技術問題的另一技術方案如下：一種程控觸發(fā)器的觸發(fā)方法，包括以下步驟：

步驟s1.電流傳感器對焊機電流進行感應，輸出電流感應信號；阻抗匹配電路對電流感應信號進行阻抗匹配；增益放大器對阻抗匹配后的電流感應信號進行增益放大；模數(shù)轉(zhuǎn)換器對增益放大后的電流感應信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字電流感應信號；

步驟s2.fpga處理器采集數(shù)字電流感應信號的波峰值和波底值，則分別生成波峰信號和波底信號，分別對波峰信號和波底信號進行數(shù)字濾波；同時將采集的波峰值和波底值分別與其設定閾值進行比較，當波峰值和波底值不在設定閾值范圍內(nèi)時，則對數(shù)字濾波后的波峰信號和波底信號分別進行電平控制，將波峰信號和波底信號調(diào)整至設定閾值內(nèi)，生成正負邊緣信號；根據(jù)正負邊緣信號觸發(fā)生成觸發(fā)信號；

步驟s3.緩沖器對觸發(fā)信號進行ttl電平匹配和輸出緩沖。

本發(fā)明的有益效果是：電流傳感器、阻抗匹配電路、增益放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、fpga處理器和緩沖器協(xié)調(diào)運作，能有效在短路時產(chǎn)生觸發(fā)信號，傳輸至外部的照相裝置，觸發(fā)照相裝置進行拍照，使照相機拍照出來的圖像清晰可辨，同時增益放大器的放大量能夠程控調(diào)節(jié)以適應不同的焊接環(huán)境。

進一步，還包括以下步驟：按鍵生成按鍵信號，所述fpga處理器對按鍵信號進行處理，生成控制信號，并根據(jù)控制信號生成觸發(fā)信號。

進一步方案的有益效果：可以手動按鍵，生成觸發(fā)信號，便于進行手動控制進行觸發(fā)照相裝置進行拍照，提升便利性。

進一步，還包括以下步驟：fpga處理器根據(jù)控制信號驅(qū)動進行動態(tài)掃描，生成顯示信號，所述數(shù)碼管根據(jù)顯示信號進行數(shù)碼顯示。

進一步方案的有益效果：實現(xiàn)可變計數(shù)器，使得焊接圖像的顯示即能夠滿足人眼的視覺暫留效應，又不致于太快看不清楚，同時可以節(jié)省焊接圖像存儲空間。同時在fpga內(nèi)部實現(xiàn)輸出脈沖正負邊沿變換的功能，以滿足數(shù)碼相機觸發(fā)的要求。

進一步，還包括以下步驟：所述fpga處理器向數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出電壓信號，數(shù)模轉(zhuǎn)換器對電壓信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，生成模擬電壓信號傳輸至增益放大器，所述增益放大器根據(jù)電流感應信號和模擬電壓信號之間差模電壓調(diào)整增益。

進一步方案的有益效果：增益放大器根據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的模擬電壓信號和電流感應信號之間的差模電壓進行調(diào)整增益，以適應不同的焊接環(huán)境。

附圖說明

圖1為短路過渡焊接過程圖；

圖2為本發(fā)明一種程控觸發(fā)器的模塊框圖；

圖3為fpga處理器的運行原理圖；

圖4為本發(fā)明fpga處理器、緩沖器、按鍵和數(shù)碼管的電路原理圖；

圖5為本發(fā)明一種程控觸發(fā)器的觸發(fā)方法的流程圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、電流傳感器，2、阻抗匹配電路，3、增益放大器，4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，5、fpga處理器，6、緩沖器，7、按鍵，8、數(shù)碼管，9、模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖2至圖4所示，一種程控觸發(fā)器，包括

電流傳感器1，用于對焊機電流進行感應，輸出電流感應信號；

阻抗匹配電路2，其與電流傳感器1通過線路連接，用于對電流感應信號進行阻抗匹配；

增益放大器3，其與阻抗匹配電路2通過線路連接，用于對阻抗匹配后的電流感應信號進行增益放大；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器4，其與增益放大器3通過線路連接，用于對增益放大后的電流感應信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字電流感應信號；

fpga處理器5，其與模數(shù)轉(zhuǎn)換器4通過線路連接，用于采集數(shù)字電流感應信號的波峰值和波底值，則分別生成波峰信號和波底信號，分別對波峰信號和波底信號進行數(shù)字濾波；同時將采集的波峰值和波底值分別與其設定閾值進行比較，當波峰值和波底值不在設定閾值范圍內(nèi)時，則對數(shù)字濾波后的波峰信號和波底信號分別進行電平控制，將波峰信號和波底信號調(diào)整至設定閾值內(nèi)，生成正負邊緣信號；根據(jù)正負邊緣信號觸發(fā)生成觸發(fā)信號；

緩沖器6，其與fpga處理器5通過線路連接，用于對觸發(fā)信號進行ttl電平匹配和輸出緩沖。

上述實施例中，電流傳感器1、阻抗匹配電路2、增益放大器3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、fpga處理器5和緩沖器6協(xié)調(diào)運作，能有效在短路時產(chǎn)生觸發(fā)信號，傳輸至外部的照相裝置，觸發(fā)照相裝置進行拍照，使照相機拍照出來的圖像清晰可辨，同時增益放大器的放大量能夠程控調(diào)節(jié)以適應不同的焊接環(huán)境。

可選的，作為本發(fā)明的一個實施例：還包括按鍵7，所述按鍵7與所述fpga處理器5連接，所述按鍵7用于生成按鍵信號，所述fpga處理器5對按鍵信號進行處理，生成控制信號，并根據(jù)控制信號生成觸發(fā)信號。

上述實施例中，可以手動按鍵，生成觸發(fā)信號，便于進行手動控制進行觸發(fā)照相裝置進行拍照，提升便利性。

可選的，作為本發(fā)明的一個實施例：還包括數(shù)碼管8，所述數(shù)碼管8與所述fpga處理器5連接，所述fpga處理器5根據(jù)控制信號驅(qū)動進行動態(tài)掃描，生成顯示信號，所述數(shù)碼管8根據(jù)顯示信號進行數(shù)碼顯示。

上述實施例中，實現(xiàn)可變計數(shù)器，使得焊接圖像的顯示即能夠滿足人眼的視覺暫留效應，又不致于太快看不清楚，同時可以節(jié)省焊接圖像存儲空間。同時在fpga內(nèi)部實現(xiàn)輸出脈沖正負邊沿變換的功能，以滿足數(shù)碼相機觸發(fā)的要求。

可選的，作為本發(fā)明的一個實施例：還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器9，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器9的輸入端與所述fpga處理器5連接，其輸出端與增益放大器3連接；所述fpga處理器5向數(shù)模轉(zhuǎn)換器9輸出電壓信號，數(shù)模轉(zhuǎn)換器9對電壓信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，生成模擬電壓信號傳輸至增益放大器3，所述增益放大器3根據(jù)電流感應信號和模擬電壓信號之間差模電壓調(diào)整增益。

上述實施例中，增益放大器3根據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的模擬電壓信號和電流感應信號之間的差模電壓進行調(diào)整增益，以適應不同的焊接環(huán)境。

可選的，作為本發(fā)明的一個實施例：所述fpga處理器5內(nèi)設置有時鐘分頻單元，所述時鐘分頻單元對fpga處理器5內(nèi)進行時鐘分頻。

如圖5所示，一種程控觸發(fā)器的觸發(fā)方法，包括以下步驟：

步驟s1.電流傳感器1對焊機電流進行感應，輸出電流感應信號；阻抗匹配電路2對電流感應信號進行阻抗匹配；增益放大器3對阻抗匹配后的電流感應信號進行增益放大；模數(shù)轉(zhuǎn)換器4對增益放大后的電流感應信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字電流感應信號；

步驟s2.fpga處理器5采集數(shù)字電流感應信號的波峰值和波底值，則分別生成波峰信號和波底信號，分別對波峰信號和波底信號進行數(shù)字濾波；同時將采集的波峰值和波底值分別與其設定閾值進行比較，當波峰值和波底值不在設定閾值范圍內(nèi)時，則對數(shù)字濾波后的波峰信號和波底信號分別進行電平控制，將波峰信號和波底信號調(diào)整至設定閾值內(nèi)，生成正負邊緣信號；根據(jù)正負邊緣信號觸發(fā)生成觸發(fā)信號；

步驟s3.緩沖器6對觸發(fā)信號進行ttl電平匹配和輸出緩沖。

上述實施例中，電流傳感器1、阻抗匹配電路2、增益放大器3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、fpga處理器5和緩沖器6協(xié)調(diào)運作，能有效在短路時產(chǎn)生觸發(fā)信號，傳輸至外部的照相裝置，觸發(fā)照相裝置進行拍照，使照相機拍照出來的圖像清晰可辨，同時增益放大器的放大量能夠程控調(diào)節(jié)以適應不同的焊接環(huán)境。

可選的，作為本發(fā)明的一個實施例：還包括以下步驟：按鍵7生成按鍵信號，所述fpga處理器5對按鍵信號進行處理，生成控制信號，并根據(jù)控制信號生成觸發(fā)信號。

上述實施例中，可以手動按鍵，生成觸發(fā)信號，便于進行手動控制進行觸發(fā)照相裝置進行拍照，提升便利性。

可選的，作為本發(fā)明的一個實施例：還包括以下步驟：fpga處理器5根據(jù)控制信號驅(qū)動進行動態(tài)掃描，生成顯示信號，所述數(shù)碼管8根據(jù)顯示信號進行數(shù)碼顯示。

上述實施例中，實現(xiàn)可變計數(shù)器，使得焊接圖像的顯示即能夠滿足人眼的視覺暫留效應，又不致于太快看不清楚，同時可以節(jié)省焊接圖像存儲空間。同時在fpga內(nèi)部實現(xiàn)輸出脈沖正負邊沿變換的功能，以滿足數(shù)碼相機觸發(fā)的要求。

可選的，作為本發(fā)明的一個實施例：還包括以下步驟：所述fpga處理器5向數(shù)模轉(zhuǎn)換器9輸出電壓信號，數(shù)模轉(zhuǎn)換器9對電壓信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，生成模擬電壓信號傳輸至增益放大器3，所述增益放大器3根據(jù)電流感應信號和模擬電壓信號之間差模電壓調(diào)整增益。

上述實施例中，增益放大器根據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的模擬電壓信號和電流感應信號之間的差模電壓進行調(diào)整增益，以適應不同的焊接環(huán)境。

本發(fā)明的技術方案，可以與特殊照相機配套使用于電弧焊接監(jiān)控系統(tǒng)中，在短路時進行觸發(fā)拍照，清晰地拍照顯示電弧焊接過程的熔滴圖像。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。