專利名稱：一種逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及逆變電阻焊機，尤其涉及一種逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電阻點焊機的發(fā)展經(jīng)歷了單相工頻交流點焊機、直流脈沖點焊機、三相低頻點焊機、次級整流式及電容儲能式點焊機的過程，80年代中期又出現(xiàn)了逆變式點焊機。電阻點焊已經(jīng)廣泛運用于汽車、電子電器、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域，而不同的行業(yè)對電阻點焊都有其特殊的工藝要求。傳統(tǒng)的焊接方法如電容貯能點焊，對電流波形的控制能力非常有限，難以保證焊接質(zhì)量要求，且在焊過程中容易出現(xiàn)明顯的火花飛濺。如專利CN201220323Y中使用電容貯能式點焊電源輸出階梯波的脈沖輸出，只能提供單段可控的電流。而專利CN101318256A中提出一種分段施加脈沖電流的焊接方法，但整流前電流頻率為1000Hz、1200Hz或1500Hz，在更高的控制精度要求時略顯不足。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型電流參數(shù)和相關(guān)的時間參數(shù)根據(jù)焊接工藝要求可進行精確的調(diào)整和動態(tài)監(jiān)控，在提高焊機柔性的同時，保證了焊接質(zhì)量和穩(wěn)定性。本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)，包括DSP為核心的控制電路、逆變主電路，在逆變主電路與負載之間設(shè)有電流采樣模塊和電壓采樣模塊，所述電流采樣模塊與電壓采樣模塊與DSP為核心的控制電路連接，所述電流控制系統(tǒng)還包括一超限警報或下限報警裝置。所述DSP為核心的控制電路還連接有有顯示屏、按鍵。上述逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)的電流控制方法，包括三段電流脈沖加熱，其步驟為逆變電阻焊機的電極壓下并使其穩(wěn)定、接著電流緩升、設(shè)定第一段脈沖電流，然后冷卻；設(shè)定第二段脈沖電流、冷卻；設(shè)定第三段脈沖電流，然后電流緩降、電極松開。三段脈沖電流幅值的大小由具體焊接工藝決定，但每段電流值的設(shè)定都是完全獨立的，不存在三段電流取值逐漸加大或某一段電流取值必須明顯大于其他兩段的規(guī)定。電流范圍為0 10000A，電流精度可達到10A。每段電流值的持續(xù)時間由相應(yīng)的脈沖數(shù)來確定，通過設(shè)定每段相應(yīng)的脈沖數(shù)來精確控制每段的電流加熱時間。當(dāng)某段設(shè)置為0時，該段不起作用，相應(yīng)的電流設(shè)定不起作用。時間范圍為0 999ms，精度可達0.25ms。電流及時間參數(shù)可進行動態(tài)監(jiān)控。有三種監(jiān)控模式可選電流模式、電壓模式和功率模式。選擇其中的一種模式，設(shè)定三段加熱中每段監(jiān)控參數(shù)的上下限值，當(dāng)焊接過程中某個參數(shù)不在上下限范圍內(nèi)時將引發(fā)報警。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型的有益效果在于本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡便易行，控制靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)選擇式三段脈沖電流加熱，三段脈沖的幅值可根據(jù)具體焊接工藝完全獨立可調(diào)，電流具有緩升緩降功能，電流工作時間可在很寬范圍內(nèi)設(shè)定。電流參數(shù)和相關(guān)的時間參數(shù)根據(jù)焊接工藝要求可進行精確的調(diào)整和動態(tài)監(jiān)控，很大地提高了焊機的柔性，同時保證了較高的焊接質(zhì)量和穩(wěn)定性。本實用新型使用時可完全獨立設(shè)定，不存在三段電流取值逐漸加大或某一段電流取值必須明顯大于其他兩段的規(guī)定。每段電流值的持續(xù)時間由相應(yīng)的脈沖數(shù)來確定，通過設(shè)定每段相應(yīng)的脈沖數(shù)來精確控制每段的電流加熱時間。當(dāng)某段設(shè)置為0時，該階段不起作用，相應(yīng)的電流設(shè)定不起作用。本實用新型可選擇電流監(jiān)控III，電壓監(jiān)控UUU，功率監(jiān)控PPP三種方式。每種監(jiān)控方式中，都需設(shè)定三段脈沖電流每段的上限值和下限值。在焊接過程中，任意一段的參數(shù)超過上限值或低于下限值時都會引發(fā)超限警報或下限報警。

圖I是本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是本實用新型系統(tǒng)二段加熱電流波形不意圖。圖3是本實用新型系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)屏界面示意圖。圖4是本實用新型系統(tǒng)監(jiān)控參數(shù)屏界面示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述，但本實用新型的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進行。實施例如圖I所示，本實用新型逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)，包括DSP為核心的控制電路、逆變主電路，在逆變主電路與負載之間設(shè)有電流采樣模塊和電壓采樣模塊，所述電流采樣模塊與電壓采樣模塊與DSP為核心的控制電路連接。所述電流控制系統(tǒng)還包括一超限警報或下限報警裝置。所述DSP為核心的控制電路還連接有有顯示屏、按鍵。逆變主電路按照焊接前設(shè)定的控制參數(shù)完成電力變換過程，將合適的電壓、電流量加諸于負載，實現(xiàn)高精度的焊接過程。電流采樣模塊及電壓采樣模塊將采樣到的信號經(jīng)過適當(dāng)變換后引入DSP以實現(xiàn)閉環(huán)控制。DSP為核心的控制電路主要完成電流、電壓等反饋信號的采樣，控制過程所需的各種分析計算，控制信號的輸出，與各種外設(shè)的通信等。LCD顯示屏及按鍵配合使用，完成電流，時間及各種監(jiān)控參數(shù)的輸入及焊接過程的狀態(tài)顯示等功能。如圖2、圖3所示。上述逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)的電流控制方法，包括三段電流脈沖加熱，其步驟為逆變電阻焊機的電極壓下并使其穩(wěn)定、接著電流緩升、設(shè)定第一段脈沖電流，然后冷卻；設(shè)定第二段脈沖電流、冷卻；設(shè)定第三段脈沖電流，然后電流緩降、電極松開。本發(fā)明的電流控制方法主要由DSP為核心的控制電路實現(xiàn)。電流設(shè)定分為3個參數(shù)，分別為11為第一段脈沖電流；12為第二段脈沖電流；13為第三段脈沖電流。這三段脈沖電流可以通過點焊電源面板上的按鍵輸入相應(yīng)值來完全獨立設(shè)定，不存在三段電流取值逐漸加大或某一段電流取值必須明顯大于其他兩段的規(guī)定。[0026]本實用新型可根據(jù)焊接循環(huán)和三段加熱的要求，時間分為11段控制，t0 tlO各段如圖2及圖3所示。通過按鍵設(shè)定每段的時間是通過脈沖數(shù)為單位來計量的，脈沖數(shù)與脈沖單位時間的乘積為該段的實際工作時間。主要時間段設(shè)定說明tl，t2保證電極壓下并使壓力穩(wěn)定需要的時間，防止時間不足帶來前期飛濺。t4，t6，t8為各次通電加熱時間，時間的長短與工藝要求有關(guān)，當(dāng)某段設(shè)置為0時，該階段不起作用，相應(yīng)的電流設(shè)定不起作用。t5，t7為冷卻時間。兩次加熱之間的時間間隔，使加熱區(qū)適當(dāng)冷卻，再加熱。t0為休止時間，是本次焊接壓力循環(huán)與下次焊接的間隔時間，在連續(xù)焊接(CTW)時，保證工件送進。其值影響焊接速度。[0027]如圖4所示，狀態(tài)監(jiān)控分為電流、電壓和功率監(jiān)控三種模式。通過按鍵來設(shè)定各參數(shù)上下限值并選定監(jiān)控模式。具體說明如下IlH為電流I上限，I2H為電流2上限，I3H為電流3上限。IlL為電流I下限，I2L為電流2下限，I3L為電流3下限。當(dāng)監(jiān)控狀態(tài)III/UUU/PPP處于III狀態(tài)時，電流監(jiān)控起作用。此時當(dāng)各次加熱的實際電流值高于相應(yīng)的設(shè)定上限時，通過電流超限報警裝置報警；而各次脈沖電流加熱的實際電流值低于相應(yīng)的設(shè)定下限時，電流不足報警。電流上下限的設(shè)定依據(jù)試驗判斷。電流監(jiān)控為常用的監(jiān)控方式。同樣地，該具體實例中可選用電壓和功率監(jiān)控方式，監(jiān)控方法與電流監(jiān)控類似，且高電阻率電極條件下可選用電壓監(jiān)控，凸焊、特殊材料的點焊可選用功率監(jiān)控方式。本實用新型可選擇式三段脈沖電流加熱法可實現(xiàn)對銅、鋁等有色金屬材料，合金材料，精密零件等的高質(zhì)量焊接，達到焊接工藝要求。焊接前的準備，應(yīng)該做好焊接前的硬件準備工作，開通電源；通過焊機人機交互界面對三段電流參數(shù)和相關(guān)時間參數(shù)進行設(shè)定；通過焊機人機交互界面對監(jiān)控參數(shù)進行設(shè)定；確定各狀態(tài)設(shè)定正確，檢查機械正常，啟動開關(guān)，進行正常焊接過程。如上所述便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.一種逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)，其特征在于包括DSP為核心的控制電路、逆變主電路，在逆變主電路與負載之間設(shè)有電流采樣模塊和電壓采樣模塊，所述電流采樣模塊與電壓采樣模塊與DSP為核心的控制電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)，其特征在于所述電流控制系統(tǒng)還包括一超限警報或下限報警裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)，其特征在于所述DSP為核心的控制電路還連接有顯示屏、按鍵。
專利摘要本實用新型公開了一種逆變電阻焊機的電流控制系統(tǒng)，包括DSP為核心的控制電路、逆變主電路，在逆變主電路與負載之間設(shè)有電流采樣模塊和電壓采樣模塊，所述電流采樣模塊與電壓采樣模塊與DSP為核心的控制電路連接。包括三段電流脈沖加熱，其步驟為逆變電阻焊機的電極壓下并使其穩(wěn)定、接著電流緩升、設(shè)定第一段脈沖電流，然后冷卻；設(shè)定第二段脈沖電流、冷卻；設(shè)定第三段脈沖電流，然后電流緩降、電極松開。根據(jù)焊接工藝要求進行精確的調(diào)整和動態(tài)監(jiān)控，實現(xiàn)各種特殊、復(fù)雜的電流波形輸出提高焊機的柔性，使采用最佳電流波形焊接成為可能，滿足工業(yè)上常見和特種電阻焊的質(zhì)量要求，減小焊件應(yīng)力，保證較高的焊接質(zhì)量和穩(wěn)定性。
文檔編號B23K11/36GK202377674SQ201120272038
公開日2012年8月15日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者曹彪, 曾敏, 黃增好 申請人:華南理工大學(xué), 廣州市精源電子設(shè)備有限公司