焊接電源定量積分控制法及其裝置制造方法及圖紙

一種焊接電源定量積分控制法及其裝置，系以有固化焊接積分運(yùn)控程序的微機(jī)１為核心，包括其外圍諸部件：焊接電流控測部件２、執(zhí)行控制部件３、預(yù)置參數(shù)輸入部件４、鍵盤５、數(shù)字顯示部件６和工作狀態(tài)顯示部件７所構(gòu)成的專用裝置。其焊接方法系以事先制作的焊接工藝參數(shù)表和使用該專用裝置為主體，實(shí)施對焊接電源的定量積分控制。本發(fā)明專利技術(shù)明顯提高了焊接質(zhì)量。（*該技術(shù)在2012年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種焊接控制方法及其專用焊接控制裝置。目前控制電焊機(jī)焊接電源的方法大致有如下幾種(1)一般以手動或腳踏開關(guān)控制。這種方法誤差過大，對比較精密的焊接控制不能適用;(2)采用時(shí)間繼電器配合水銀閘流管進(jìn)行定時(shí)控制。這種方法不能達(dá)到毫秒級控制，對焊接時(shí)間要求掌握在毫秒級的精密焊接仍不能勝任;(3)周波計(jì)數(shù)控制法。此法廣泛應(yīng)用于毫秒級精密焊接要求的場合，由毫秒級精密定時(shí)控制器對電焊機(jī)焊接電源進(jìn)行開關(guān)控制。然而，對于低熔點(diǎn)元件或小體積元件的焊接，由于無法考慮焊接過程中電流的變化情況，故仍難以勝任各種對焊接做功要求極嚴(yán)的電焊機(jī)的控制，影響焊接質(zhì)量，焊接做功過大會損壞工件，焊接做功不足，會使工件焊接不良。本專利技術(shù)的目的是提供一種與傳統(tǒng)的焊接定時(shí)控制方法完全不同的焊接電源定量積分控制方法，以及用于本專利技術(shù)方法的電焊機(jī)焊接控制裝置。為了闡明本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案，讓我們先分析一下電焊機(jī)焊接工件的有關(guān)參數(shù)，以及它們在焊接過程中的變化。眾所周知，電焊機(jī)工作時(shí)，其焊接做功值W的大小是取決于焊路電阻R、焊接時(shí)間t及焊接電流I三個(gè)因素W＝f(I、R、t)當(dāng)R和I不變時(shí)，W＝f(t)，即只有在R和I恒定不變的條件下，才能用控制焊接時(shí)間t的長短來達(dá)到控制焊接做功值W多少的要求。然而，實(shí)驗(yàn)表明，這種通過控制焊接時(shí)間的長短來確定焊接功W是不夠嚴(yán)密的。對于同一工件，在焊接過程中，其初始階段，電流I呈上升趨勢、中間階段，電流基本恒定，而最后階段，則呈下降趨勢。這是因?yàn)殚_始時(shí)焊接電阻，尤其是接觸電阻較大，隨著焊件的部分熔化，接觸電阻變且小，使焊接電流迅速變大。之后，由于焊件接觸部大部份已受熱熔化，接觸電阻變小趨恒定，焊接電阻主要是材料自身電阻，因此，焊接電流基本恒定，略有波動。最后，由于焊接件的焊接部已完全熔化成一體，焊件溫度迅速升高，熱電阻加大，使焊接電流減小。可見，同一工件在焊接過程中其焊接電流是變化的。我們再考察一下焊接條件對焊接電流的影響。(1)同一焊接工件在不同的夾持壓力下，焊接電流大小也不同，為了達(dá)到相同的焊接工藝要求，必須進(jìn)行補(bǔ)償。對壓力較小，夾持較松的焊接工件必須適當(dāng)延長焊接時(shí)間，而對壓力較大，夾持較緊的焊接工件，則應(yīng)適當(dāng)縮短焊接時(shí)間。一般地，同一工件、同一條件下，所需焊接功為W＝W1+W2+W3+W4其中 W1為工件在理想條件下所需的焊接功。W2為工作環(huán)境通風(fēng)散熱的補(bǔ)償功。W3為工件焊接散熱的補(bǔ)償功。W4為電焊機(jī)特性的補(bǔ)償功。因而，相應(yīng)地所需焊接時(shí)間t＝t1+t2+t3+t4從上所述可知，簡單地采用理想功W1定時(shí)控制焊接是難以達(dá)到高質(zhì)量的焊接要求的，而應(yīng)該根據(jù)工件材料要求以及焊接條件諸因素確定實(shí)際最佳焊接功W，和對焊接電源輸出的焊接電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，對其瞬時(shí)功率進(jìn)行積分，再與最佳焊接功進(jìn)行比較，一旦達(dá)到W′＝St0I2(t)dt＝W時(shí)，由控制部件關(guān)斷焊接執(zhí)行部件，切斷焊接電源，完成一次焊接。因此，本專利技術(shù)的技術(shù)方案為焊接電源定量積分控制法，并為此方法設(shè)計(jì)出焊接電源定量積分專用控制裝置。本專利技術(shù)的方法專用設(shè)備系以微機(jī)為中心，外接焊接電流檢測部件、控制執(zhí)行部件和予置參數(shù)輸入部件，以及鍵盤、數(shù)字顯示與工作狀態(tài)顯示部件。其中系統(tǒng)操作文件固化在微機(jī)ROM芯片中。參數(shù)由預(yù)置參數(shù)輸入部件或鍵盤輸入微機(jī)，微機(jī)向焊接電流檢測部件發(fā)出采樣控制信號，并實(shí)時(shí)寫入焊接電流數(shù)據(jù)。由微機(jī)運(yùn)算，一旦焊接功達(dá)到預(yù)置做功數(shù)值時(shí)，微機(jī)即向控制執(zhí)行部件發(fā)出關(guān)斷焊接電源信號，由控制執(zhí)行部件關(guān)斷電焊機(jī)與電源的連接。本專利技術(shù)的焊接電源定量積分控制方法是1、制作焊接工藝參數(shù)表。2、啟動專用設(shè)備，輸入預(yù)置數(shù)。3、啟動焊接程序，由專用設(shè)備控制接通焊接電源，實(shí)時(shí)檢測焊接電流和對實(shí)際焊接功進(jìn)行積分運(yùn)算。4、實(shí)際焊接功的積分值與預(yù)置最佳焊接功數(shù)值相一致時(shí)，專用設(shè)備中的微機(jī)發(fā)出關(guān)斷焊接電源指令，由執(zhí)行控制部件切斷焊接回路，一次焊接結(jié)束轉(zhuǎn)入“回火”處理工藝作業(yè)。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是1、本專利技術(shù)的焊接方法，從焊接過程的動態(tài)出發(fā)，精度高，保證焊接質(zhì)量，成功率高，可靠性強(qiáng);2、本專利技術(shù)的專用設(shè)備、結(jié)構(gòu)簡明，易于實(shí)施;3、對普通型點(diǎn)焊機(jī)，如DN-15、DN-25等只需作簡單改裝，便能用于精密焊接要求的場合。下面給出本專利技術(shù)的附圖。附圖說明圖1是本專利技術(shù)專用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)的程序流程圖。下面我們將給出本專利技術(shù)的一個(gè)較好實(shí)施例，并通過對該實(shí)施例的描述，進(jìn)一步提供本專利技術(shù)的技術(shù)細(xì)節(jié)。根據(jù)圖1和圖2給出本專利技術(shù)的專用裝置。圖1中，本專利技術(shù)專用裝置包括微機(jī)1、焊接電流檢測部件2、控制執(zhí)行部件3和預(yù)置參數(shù)輸入部件4、鍵盤5、數(shù)字顯示部件6和工作狀態(tài)顯示部件7。本實(shí)施例中，微機(jī)1采用8039型單片機(jī)，由其輸出口P5與數(shù)字顯示部件6相連接，由輸出P4與工作狀態(tài)顯示部件7相聯(lián)結(jié)，由其T0、T1和INT端口與鍵盤5相連接，由輸出口P6與控制執(zhí)行部件3聯(lián)結(jié)。本實(shí)施例中的焊接電流檢測部件2包括依次成電路連接的檢測頭21、濾波器22和A/D轉(zhuǎn)換器23，由檢測頭21與電焊機(jī)的次級繞組相連接，由A/D轉(zhuǎn)換器23與微機(jī)1的輸入口P1連接，并由微機(jī)1的P2口向該部件2發(fā)送比焊接電源周波頻率高100倍的采樣脈沖，其采樣電壓由A/D轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，寫入微機(jī)1?？刂茍?zhí)行部件3包括隔離器31、放大控制器32和執(zhí)行單元33，它們依次以電路相連接，并由隔離器31與微機(jī)1的輸出口P6連接和由執(zhí)行單元33與電焊機(jī)的初級繞組相串聯(lián)。預(yù)置參數(shù)輸入部件4包括參考電源41、分壓器42和A/D轉(zhuǎn)換器43，它們依次以電路聯(lián)結(jié)，并由A/D轉(zhuǎn)換器43與微機(jī)1的輸入口P3相連，由P7口輸出A/D采樣信號。作為替換，本實(shí)施例的微機(jī)1也可采用單板機(jī)，例如Z80型單板機(jī)。焊接電流檢測部件2也可采用4000A專用電流檢測集成路取代，而且可使電路結(jié)構(gòu)更為簡單可靠。本專用裝置的控制程序如圖2所示，固化在微機(jī)1的ROM芯片中。從圖可見，由開機(jī)啟動后進(jìn)入接收工藝參數(shù)值預(yù)置輸入功能模塊。啟動檢測模塊后即進(jìn)入焊接過程計(jì)算及補(bǔ)償調(diào)整程序，進(jìn)行過程檢測并進(jìn)行積分運(yùn)算定量判別，滿足預(yù)置值條件時(shí)即發(fā)出關(guān)斷電焊機(jī)工作命令。之后，進(jìn)行工藝處理程序。最后，發(fā)出結(jié)束工作狀況指示和“等待再次啟動”信號，重復(fù)控制焊接進(jìn)程。使用本專利技術(shù)專用設(shè)備進(jìn)行焊接時(shí)，則必須先編制工藝表，其作法如下(1)根據(jù)加工工件的材質(zhì)熔點(diǎn)、焊接加工面大小和體積估算出大致做功量，將該做功量換算成工藝參數(shù)值輸入計(jì)算機(jī)，按正交試驗(yàn)方法，確定一定的統(tǒng)計(jì)分布面進(jìn)行加工試驗(yàn)，從中選出焊接質(zhì)量合格穩(wěn)定的較佳工藝參數(shù)值。(2)依次改變環(huán)境溫度焊接工件通風(fēng)散熱環(huán)境，電焊機(jī)內(nèi)阻特性等工藝條件進(jìn)行焊接試驗(yàn)，找出各種工藝條件下的補(bǔ)償參數(shù)值。(3)根據(jù)上述兩項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，處理后制成相應(yīng)的工藝參數(shù)值表及補(bǔ)償參數(shù)值表，它們合起來構(gòu)成工藝表。然后根據(jù)工藝表參數(shù)，將較佳工藝參數(shù)值輸入專用裝置中的微機(jī)1中，啟動控制程序即能自動進(jìn)行焊接電源定量積分控制。權(quán)利要求1.一種焊接電源定量積分控制專用裝置，包括微機(jī)1及其外圍部件與電焊機(jī)成串聯(lián)的控制執(zhí)行部件3、鍵盤5、數(shù)字顯示部件6和工作狀態(tài)顯示部件7，其特征在于還有實(shí)時(shí)檢測焊接電流的焊接電流檢測部件2和預(yù)置參數(shù)輸入部件4，以及微機(jī)1中的ROM芯片中有固化焊接進(jìn)程定量積分運(yùn)控程序。2.根據(jù)權(quán)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種焊接電源定量積分控制專用裝置，包括微機(jī)１及其外圍部件：與電焊機(jī)成串聯(lián)的控制執(zhí)行部件３、鍵盤５、數(shù)字顯示部件６和工作狀態(tài)顯示部件７，其特征在于還有實(shí)時(shí)檢測焊接電流的焊接電流檢測部件２和預(yù)置參數(shù)輸入部件４，以及微機(jī)１中的ＲＯＭ芯片中有固化焊接進(jìn)程定量積分運(yùn)控程序。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：潘順濤，周雄庠，李瑾，朱自明，
申請(專利權(quán))人：上海市黃浦區(qū)業(yè)余大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]