一種基于單片機控制的焊接磁控裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于單片機控制的焊接磁控裝置，80C196MC單片機通過PWM功率接口連接電機，電機通過光電脈沖輸入接口與單片機連接，單片機發(fā)送信號通過單片機內(nèi)的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，再經(jīng)過各級電路傳輸?shù)胶附与娫?，焊接電源的電壓及電流檢測信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳輸給單片機，通過單片機基本配置單元和擴展電路，采用串行通訊接口，進行焊接電源的控制和PWM功率驅(qū)動接口，實現(xiàn)電機的啟?？刂坪秃附铀俣瓤刂疲⑶覍﹄娀‰妷汉碗娏鬟M行控制，通過傳感器實現(xiàn)焊接狀態(tài)的反饋，完成焊接程序的控制和狀態(tài)顯示功能，本實用新型結構簡單，操作靈活方便，焊接成本低，能實現(xiàn)管道全位置自動焊接，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度。
【專利說明】
一種基于單片機控制的焊接磁控裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及焊接裝置技術領域，具體的說是一種基于單片機控制的焊接磁控
目.0
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)科技的發(fā)展，管道管網(wǎng)縱橫交錯，不斷輸送著石油、天然氣、水等資源，可謂工業(yè)的動脈，而管道焊接是管道鋪設的關鍵。焊接質(zhì)量的好壞直接影響到工程質(zhì)量的好壞，關系到管道的使用壽命，傳統(tǒng)的管道焊接，一般采用焊條電弧焊，通過手工焊接完成，對于大口徑管子焊接時，需要的工人多，焊接速度較慢，焊接質(zhì)量相對低，焊接成本高，不能根據(jù)焊接現(xiàn)場實際情況實時控制，操作不方便，難以靈活控制。
[0003]因此，為克服上述技術的不足而設計出一款操作靈活方便、成本低、提高生產(chǎn)效率、降低工人的勞動強度、能實現(xiàn)管道全位置自動焊接的一種基于單片機控制的焊接磁控裝置，正是發(fā)明人所要解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種基于單片機控制的焊接磁控裝置，其結構簡單，操作靈活方便，焊接成本低，能實現(xiàn)管道全位置自動焊接，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于單片機控制的焊接磁控裝置，其包括控制系統(tǒng)、焊接電源、同步磁控裝置、焊槍，所述控制系統(tǒng)包括80C196MC單片機，所述80C196MC單片機分別與外部程序存儲器、外部數(shù)據(jù)存儲器、復位電路、顯示器連接，所述80C196MC單片機通過串行通訊接口連接PC機，所述80C196MC單片機通過PffM功率接口連接電機，所述電機與焊槍連接，所述電機通過光電脈沖輸入接口與80C196MC單片機連接，所述80C196MC單片機發(fā)送起弧收弧信號通過單片機內(nèi)的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，所述D/A轉(zhuǎn)換器通過74HC573擴展接口與放大電路連接，所述放大電路與隔離電路連接，所述隔離電路與電壓跟隨器連接，所述電壓跟隨器通過溫度漂移調(diào)零電路與焊接電源連接，所述焊接電源與霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器連接，所述霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器通過同步磁控裝置與隔離電路連接，所述同步磁控裝置與激磁線圈連接，所述隔離電路通過溫度漂移調(diào)零電路與電壓跟隨器連接，所述電壓跟隨器通過74HC245擴展接口與80C196MC單片機內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器連接，所述焊接電源的電壓及電流檢測信號經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳輸給80C196MC單片機。
[0006]進一步，所述電機為直流伺服電機。
[0007]本實用新型的有益效果是:
[0008]1、本實用新型結構簡單，操作靈活方便，焊接成本低，能實現(xiàn)管道全位置自動焊接，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型結構示意圖。
[0010]圖2是本實用新型控制系統(tǒng)I/O擴展接口電路圖。
[0011]圖3是本實用新型PffM輸出接口電路圖。
[0012]圖4是本實用新型電流檢測電路圖。
[0013]圖5是本實用新型D/A轉(zhuǎn)換電路圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型，應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0015]參見圖1是本實用新型結構示意圖，該結構一種基于單片機控制的焊接磁控裝置，包括控制系統(tǒng)、焊接電源、同步磁控裝置、焊槍，控制系統(tǒng)包括80C196MC單片機，80C196MC單片機分別與外部程序存儲器、外部數(shù)據(jù)存儲器、復位電路、顯示器連接，80C196MC單片機通過串行通訊接口連接PC機，80C196MC單片機通過PWM功率接口連接電機，電機與焊槍連接，電機通過光電脈沖輸入接口與80C196MC單片機連接，80C196MC單片機發(fā)送起弧收弧信號通過單片機內(nèi)的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，D/A轉(zhuǎn)換器通過74HC573擴展接口與放大電路連接，放大電路與隔離電路連接，隔離電路與電壓跟隨器連接，電壓跟隨器通過溫度漂移調(diào)零電路與焊接電源連接，焊接電源與霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器連接，霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器通過同步磁控裝置與隔離電路連接，同步磁控裝置與激磁線圈連接，隔離電路通過溫度漂移調(diào)零電路與電壓跟隨器連接，電壓跟隨器通過74HC245擴展接口與80C196MC單片機內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器連接，焊接電源的電壓及電流檢測信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳輸給80C196MC單片機。
[0016]參見圖2是本實用新型控制系統(tǒng)I/O擴展接口電路圖，參見圖4是本實用新型電流檢測電路圖，焊接時為了實現(xiàn)多路控制信號，需要擴展I/O口，由74HC573接口和74HC245接口組成系統(tǒng)的輸入和輸出，以此來擴展I/O單元。本實用新型選用80C196MC單片機為控制器，以直流伺服電動機為驅(qū)動電機，通過單片機控制，實現(xiàn)焊槍的平穩(wěn)擺動和行走。通過霍爾傳感器實現(xiàn)焊接狀態(tài)的反饋，完成焊接程序的控制和焊接狀態(tài)的顯示等功能?？刂葡到y(tǒng)利用串口通訊，PC機將焊接參數(shù)和控制程序輸送到單片機，完成動作控制和焊接模式轉(zhuǎn)換。通過單片機控制顯示屏，操作人員可以對焊接過程中的電弧電壓、焊接電流和焊槍焊接速度做到及時掌控。
[0017]參見圖3是本實用新型HVM輸出接口電路圖，直流電機通過HVM改變有效電壓實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的控制，單片機控制電機的啟停和焊接速度，并且對電弧電壓和電流進行控制，利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道和I/O口，將采集到的信號輸送給單片機，再由單片機輸出信號來控制焊接過程?？刂葡到y(tǒng)所用的單片機不僅能產(chǎn)生PWM信號，而且能進行信號反饋，實現(xiàn)閉環(huán)速度、位置控制等其他功能。選用80C196MC為自動焊接控制系統(tǒng)的控制芯片，結合外圍接口和調(diào)整電路，提高系統(tǒng)的計算能力和響應速度，從而實現(xiàn)焊接擺幅、擺頻的準確控制。
[0018]輸出接口應用高速光耦以及互鎖器進行脈寬調(diào)，電機的驅(qū)動采用H橋電路，進入單片機的電機開關量信號之前經(jīng)過了耦合隔離、整形，減少了外界的干擾?？刂葡到y(tǒng)單片機的輸入信號有:由傳感器采集后通過放大、處理后的信號，以及檢測焊接電流的信號。輸出信號有:啟動、停止焊接系統(tǒng)電源的控制信號。在顯示器上顯示的信息:焊接電流、電壓的控制信號。
[0019]控制系統(tǒng)通過片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器和片外采樣接口電路這兩部分來實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換功能。在外部接口電路中，模擬輸入量受外部接口電路的影響很大，A/D轉(zhuǎn)換器的特性也會受其影響。通過光電隔離器來減少外部干擾對單片機的影響，同時為減少采樣誤差而采用溫度漂移調(diào)零電路。為了放大電流，并減少采樣誤差，電路采用電壓跟隨器作為輸入模擬管腳的接口，電壓跟隨器還具有高輸入阻抗和低輸出阻抗的特點。
[0020]參見圖5是本實用新型D/A轉(zhuǎn)換電路圖，由單片機輸出的數(shù)字信號通過D/A轉(zhuǎn)換成為模擬信號，模擬信號輸送到D/A外部接口電路，經(jīng)接口電路中各個環(huán)節(jié)，最終將控制信號輸送到焊接電源，實現(xiàn)對焊接電源的控制。由于單片機輸出的數(shù)字信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后信號較弱，先要進行放大，為了提高電路的負載能力，該接口電路采用電壓跟隨器，為了減少采樣誤差，采用隔離電路和溫度漂移調(diào)零電路。
[0021]本實用新型結構簡單，操作靈活方便，焊接成本低，能實現(xiàn)管道全位置自動焊接，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度。
【主權項】
1.一種基于單片機控制的焊接磁控裝置，其特征在于:其包括控制系統(tǒng)、焊接電源、同步磁控裝置、焊槍，所述控制系統(tǒng)包括80C196MC單片機，所述80C196MC單片機分別與外部程序存儲器、外部數(shù)據(jù)存儲器、復位電路、顯示器連接，所述80C196MC單片機通過串行通訊接口連接PC機，所述80C196MC單片機通過PffM功率接口連接電機，所述電機與焊槍連接，所述電機通過光電脈沖輸入接口與80C196MC單片機連接，所述80C196MC單片機發(fā)送起孤收弧信號通過單片機內(nèi)的D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，所述D/A轉(zhuǎn)換器通過74HC573擴展接口與放大電路連接，所述放大電路與隔離電路連接，所述隔離電路與電壓跟隨器連接，所述電壓跟隨器通過溫度漂移調(diào)零電路與焊接電源連接，所述焊接電源與霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器連接，所述霍爾電流傳感器、霍爾電壓傳感器通過同步磁控裝置與隔離電路連接，所述同步磁控裝置與激磁線圈連接，所述隔離電路通過溫度漂移調(diào)零電路與電壓跟隨器連接，所述電壓跟隨器通過74HC245擴展接口與80C196MC單片機內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器連接，所述焊接電源的電壓及電流檢測信號經(jīng)所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳輸給80C196MC單片機。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于單片機控制的焊接磁控裝置，其特征在于:所述電機為直流伺服電機。
【文檔編號】B23K9/08GK205684872SQ201620696642
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月27日 公開號201620696642.4, CN 201620696642, CN 205684872 U, CN 205684872U, CN-U-205684872, CN201620696642, CN201620696642.4, CN205684872 U, CN205684872U
【發(fā)明人】黃文娟
【申請人】唐山職業(yè)技術學院