CN102225484B

CN102225484B - 焊接电流的监控方法和焊接电源控制装置

Info

Publication number: CN102225484B
Application number: CN201110164735.4A
Authority: CN
Inventors: 苏宪东; 安小东
Original assignee: Tangshan Matsushita Industrial Equipment Co Ltd
Current assignee: Panasonic Welding Systems Tangshan Co Ltd
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2031-06-20
Also published as: CN102225484A

Abstract

本发明提供一种焊接电流的监控方法和焊接电源控制装置，涉及焊接控制技术。其中，一种焊接电流的监控方法，包括：焊接电源控制装置实时采集焊接电流；焊接电源控制装置将焊接电流与预设的工艺参数进行比较；当焊接电流超出预设的工艺参数的值时，焊接电源控制装置对主回路控制器件进行调整。根据本发明的一方面，通过焊接电源控制装置对焊接电流的监控，能够使实际焊接电流不超出工艺参数规定值。这样，既能够确保焊接品质，而且能够节省人工成本。

Description

焊接电流的监控方法和焊接电源控制装置

技术领域

本发明涉及焊接控制技术，特别是涉及一种焊接电流的监控方法和焊接电源控制装置。

背景技术

通常情况下，焊接作业时，需根据焊接工件的种类进行焊接参数的设定，焊接电源通过操作面板进行焊接方法、气体种类、焊丝种类、收弧有无等参数的设定，通过遥控器设定焊接电流、焊接电压值。为确保焊接品质，一般由工艺部门制定焊接工艺：焊接电流、焊接电压等焊接参数，作业者在焊接作业时不能超出焊接工艺要求，否则就可能导致焊接缺陷，造成焊接品质不良。

在实际焊接作业中，作业者可能由于追求焊接效率等原因进行超规范作业，导致焊接品质受到影响。为了对超规范作业进行管理，比如，工厂设有监督人员进行现场巡视；采取限制设定规范值的方式进行管理；根据焊接工艺要求，对控制电路进行变更，使焊接电流不超出设定值。

然而，监督人员进行现场巡视会造成人员的浪费，而且，也不能完全杜绝作业者超规范作业。另外，由于焊接时焊接输出电流受焊丝干伸长、焊接材料、保护气体等的差异的影响较大，采取限制设定规范值的方式进行管理或对控制电路进行变更，在焊接时还是会出现实际焊接电流超出设定值的情况。

发明内容

本发明的目的是提出一种焊接电流的监控方法和焊接电源控制装置，对实际焊接进行监控。

为实现上述目的，本发明提供了一种焊接电流的监控方法，包括：焊接电源控制装置实时采集焊接电流；焊接电源控制装置将焊接电流与预设的工艺参数进行比较；当焊接电流超出预设的工艺参数的值时，焊接电源控制装置对主回路控制器件进行调整。

在一个实施例中，预设的工艺参数包括焊接电流上限值和/或允许超规范作业时间。

在一个实施例中，监控方法还包括：焊接设备接收用户对预设的工艺参数的设定。

在一个实施例中，焊接电源控制装置对主回路控制器件进行调整，包括：焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度进行调整，使焊接电流逼近预设的工艺参数。

在一个实施例中，焊接电源控制装置对主回路控制器件进行调整，还包括：焊接电源控制装置监测脉冲宽度的调整值；当脉冲宽度的调整值超出预定脉冲宽度调制（PWM）变化阈值时，焊接电源控制装置驱动脉冲宽度的调整值为预定PWM变化阈值。

为实现上述目的，本发明还提供了一种用于监控焊接电流的焊接电源控制装置，包括：采集模块，用于实时采集焊接电流；比较模块，用于将焊接电流与预设的工艺参数进行比较；调整模块，用于当焊接电流超出预设的工艺参数的值时，对主回路控制器件进行调整。

在一个实施例中，调整模块包括：PWM驱动单元，用于驱动主回路控制器的脉冲宽度进行调整，使焊接电流逼近预设的工艺参数。

在一个实施例中，调整模块还包括：调整值监测单元，用于监测脉冲宽度的调整值，当脉冲宽度的调整值超出预定PWM变化阈值时，焊接电源控制装置驱动脉冲宽度的调整值为预定PWM变化阈值。

基于上述技术方案，根据本发明的一方面，通过焊接电源控制装置对焊接电流的监控，能够使实际焊接电流不超出工艺参数规定值。这样，既能够确保焊接品质，而且能够节省人工成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步解释，构成本发明的一部分。本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的焊接电流的监控方法的流程图。

图2为根据本发明另一实施例的焊接电流的监控方法的流程图。

图3为根据本发明进一步实施例的焊接电流的监控方法的流程图。

图4为根据本发明实施例的焊接电源控制装置的示意图。

图5为根据本发明实施例的焊接电源控制装置的调整模块的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更详细的描述，其中说明本发明的示例性实施例。在附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。

图1为根据本发明实施例的焊接电流的监控方法100的流程图。

在步骤102中，焊接电源控制装置实时采集焊接电流。

在步骤104中，焊接电源控制装置将焊接电流与预设的工艺参数进行比较。

在步骤106中，当焊接电流超出预设的工艺参数的值时，焊接电源控制装置对主回路控制器件进行调整，使实际焊接电流不超出工艺参数规定值。这样，能够确保焊接品质，而且也能够节省人工成本。

图2为根据本发明另一实施例的焊接电流的监控方法200的流程图。

在步骤201中，焊接设备接收用户对预设的工艺参数的设定。在一个实施例中，预设的工艺参数可以包括焊接电流上限值、焊接电压上限值和/或允许超规范作业时间等。比如，可以对超规范作业时间进行分档设定：超出规范5%时，允许焊接2分钟，超出规范10%时，允许焊接1分钟等。

在步骤202中，焊接电源控制装置实时采集焊接电流。

在步骤204中，焊接电源控制装置将焊接电流与预设的工艺参数进行比较。

在步骤206中，当焊接电流超出预设的工艺参数的值时，焊接电源控制装置对主回路控制器件进行调整。焊接电源控制装置可以驱动主回路控制器（比如IGBT）的脉冲宽度进行调整，使焊接电流逼近预设的工艺参数。比如，当焊接电源控制装置采集到的焊接电流值超出预置焊接电流阈值时，焊接电源控制装置可以驱动主回路控制器IGBT的脉冲宽度降低。

在步骤208中，焊接电源控制装置监测脉冲宽度的调整值，当脉冲宽度的调整值超出预定PWM变化阈值时，焊接电源控制装置驱动脉冲宽度的调整值为预定PWM变化阈值。其目的是防止PWM的变化太大而影响实际焊接。比如，当焊接电源控制装置驱动主回路控制器IGBT的脉冲宽度下降，而焊接电源控制装置监测到下降值超出预定PWM变化阈值时，则焊接电源控制装置驱动脉冲宽度的下降值为预定PWM变化阈值。

图3为根据本发明进一步实施例的焊接电流的监控方法300的流程图。

在监控方法300的描述中，将用到以下如表1中的表达式。为方便对照，于此做简要举例说明。

表达式	含义
		PWM_OUT	脉冲宽度
WELD_A	焊接电流值
		PRE_MAXA	预置最大焊接电流阈值
PRE_MAXB	预置最小焊接电流阈值
		PWM_OUT_MIN	脉冲低值
FLAG_A	限流标志位
		PRE_A	预置电流值
CHANGE_MAXD	第一PWM变化阈值

CHANGE_MIND	第二PWM变化阈值
		CHANGE_PWM_DWN	PWM下降值
CHANGE_PWM_UP	PWM上升值

表1

在步骤302中，判断焊接电源控制装置采集到的焊接电流值（WELD_A）是否超出预置最大焊接电流阈值（PRE_MAXA）。

在步骤304中，当焊接电源控制装置采集到的焊接电流值（WELD_A）超出预置最大焊接电流阈值（PRE_MAXA）时，焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度（PWM_OUT）降低到脉冲低值（PWM_OUT_MIN），同时将限流标志位（FLAG_A）置1。

在步骤306中，当焊接电源控制装置监测到焊接电流值（WELD_A）没有超出预置最大焊接电流阈值（PRE_MAXA），则将限流标志位（FLAG_A）清0。

在步骤308中，判断FLAG_A的值是否为1。

在步骤310中，当焊接电源控制装置监测到限流标志位（FLAG_A）为1时，焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度（PWM_OUT）降低到脉冲低值（PWM_OUT_MIN）。

在步骤312中，当焊接电源控制装置监测到限流标志位（FLAG_A）为0时，首先判断脉冲宽度（PWM_OUT）是否大于预置电流值（PRE_A）。

在步骤314中，如果脉冲宽度（PWM_OUT）大于预置电流值（PRE_A），焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度（PWM_OUT）降低。

在步骤315中，在驱动主回路控制器的脉冲宽度（PWM_OUT）降低的过程中，判断脉冲宽度（PWM_OUT）的变化值是否大于第一PWM变化阈值（CHANGE_MAXD），其目的是防止PWM的变化太大而影响实际焊接。

在步骤316中，如果脉冲宽度（PWM_OUT）的变化值大于第一PWM变化阈值（CHANGE_MAXD），焊接电源控制装置驱动主回路控制器的PWM下降为PWM下降值CHANGE_PWM_DWN=PWM_OUT-CHANGE_MAXD，否则，在步骤317中，使PWM_OUT=PRE_A。

在步骤318中，判断是否PRE_A小于或等于CHANGE_PWM_DWN，如果是，则在步骤320中，焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度PWM_OUT=CHANGE_PWM_DWN，否则，在步骤322中，使PWM_OUT=PRE_A。

如果在步骤312中判定脉冲宽度（PWM_OUT）不大于预置电流值（PRE_A），则在步骤324中判断脉冲宽度（PWM_OUT）是否小于预置电流值（PRE_A）。如果否，则在步骤326中，焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度PWM_OUT=PRE_A，如果是，则在步骤328中，判断焊接电流值（WELD_A）是否小于预置最小焊接电流阈值（PRE_MAXB）。

在步骤330中，当焊接电流值（WELD_A）小于预置最小焊接电流阈值（PRE_MAXB），焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度（PWM_OUT）上升，否则，在步骤329中，焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度PWM_OUT=PRE_A。

在步骤331中，在驱动主回路控制器的脉冲宽度（PWM_OUT）上升的过程中，判断脉冲宽度（PWM_OUT）的变化值是否大于第二PWM变化阈值（CHANGE_MIND），其目的是防止PWM的变化太大而影响实际焊接。

在步骤332中，如果脉冲宽度（PWM_OUT）的变化值大于第二PWM变化阈值（CHANGE_MIND），焊接电源控制装置驱动主回路控制器的PWM上升为PWM上升值CHANGE_PWM_UP=PWM_OUT+CHANGE_MIND，否则，在步骤334中，使PWM_OUT=PRE_A。

在步骤336中，判断是否PRE_A小于或等于CHANGE_PWM_UP，如果是，则在步骤338中，焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度PWM_OUT=CHANGE_PWM_UP，否则，在步骤340中，使PWM_OUT=PRE_A。

图4为根据本发明实施例的焊接电源控制装置400的示意图。焊接电源控制装置400包括：采集模块402、比较模块404和调整模块406。在一个实施例中，焊接电源控制装置400可以为与焊接设备连接的电源控制CPU。

采集模块402，用于实时采集焊接电流。

比较模块404，用于将焊接电流与预设的工艺参数进行比较。在一个实施例中，预设的工艺参数包括焊接电流上限值和/或允许超规范作业时间。

调整模块406，用于当焊接电流超出预设的工艺参数的值时，对主回路控制器件进行调整。

在一个实施例中，调整模块406如图5所示，可以包括PWM驱动单元502和调整值监测单元504。

PWM驱动单元502，用于驱动主回路控制器的脉冲宽度进行调整，使焊接电流逼近预设的工艺参数。

调整值监测单元504，用于监测脉冲宽度的调整值，当脉冲宽度的调整值超出预定PWM变化阈值时，焊接电源控制装置驱动脉冲宽度的调整值为预定PWM变化阈值。

根据本发明的一方面，通过焊接电源控制装置对焊接电流的监控，能够使实际焊接电流不超出工艺参数规定值。这样，既能够确保焊接品质，而且也能够节省人工成本。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.一种焊接电流的监控方法，其特征在于，包括：

焊接电源控制装置实时采集焊接电流；

所述焊接电源控制装置将所述焊接电流与预设的工艺参数进行比较；

当所述焊接电流超出所述预设的工艺参数的值时，所述焊接电源控制装置对主回路控制器件进行调整；

所述焊接电源控制装置的比较、调整方法包括以下步骤：

302）判断所述焊接电源控制装置采集到的焊接电流值是否超出预置最大焊接电流阈值；

304）当所述焊接电源控制装置采集到的焊接电流值超出预置最大焊接电流阈值时，所述焊接电源控制装置驱动所述主回路控制器的脉冲宽度降低到脉冲低值，同时将限流标志位置1；

306）当所述焊接电源控制装置监测到焊接电流值没有超出预置最大焊接电流阈值，则将限流标志位清0；

308）判断限流标志位的值是否为1；

310）当所述焊接电源控制装置监测到限流标志位为1时，所述焊接电源控制装置驱动所述主回路控制器的脉冲宽度降低到脉冲低值；

312）当所述焊接电源控制装置监测到限流标志位为0时，首先判断脉冲宽度是否大于预置电流值；

314）如果脉冲宽度大于预置电流值，所述焊接电源控制装置驱动所述主回路控制器的脉冲宽度降低；

315）在所述驱动主回路控制器的脉冲宽度降低的过程中，判断脉冲宽度的变化值是否大于第一PWM变化阈值；

316）如果脉冲宽度的变化值大于第一PWM变化阈值，所述焊接电源控制装置驱动所述主回路控制器的PWM下降为PWM下降值，PWM下降值=脉冲宽度—第一PWM变化阈值，否则，转到步骤317），使脉冲宽度=预置电流值；

318）判断是否预置电流值小于或等于PWM下降值，如果是，则在步骤320）中，所述焊接电源控制装置驱动所述主回路控制器的脉冲宽度=PWM下降值，否则，在步骤322）中，使脉冲宽度=预置电流值；

如果在步骤312）中判定脉冲宽度不大于预置电流值，则在步骤324中判断脉冲宽度是否小于预置电流值；如果否，则在步骤326）中，所述焊接电源控制装置驱动所述主回路控制器的脉冲宽度=预置电流值，如果是，则在步骤328）中，判断焊接电流值是否小于预置最小焊接电流阈值；

330）当焊接电流值小于预置最小焊接电流阈值，所述焊接电源控制装置驱动所述主回路控制器的脉冲宽度上升，否则，在步骤329）中，焊接电源控制装置驱动主回路控制器的脉冲宽度=预置电流值；

331）在驱动主回路控制器的脉冲宽度上升的过程中，判断脉冲宽度的变化值是否大于第二PWM变化阈值；

332）如果脉冲宽度的变化值大于第二PWM变化阈值，所述焊接电源控制装置驱动所述主回路控制器的PWM上升为PWM上升值，PWM上升值=脉冲宽度+第二PWM变化阈值，否则，在步骤334）中，使脉冲宽度=预置电流值；

336）判断是否预置电流值小于或等于PWM上升值，如果是，则在步骤338）中，所述焊接电源控制装置驱动所述主回路控制器的脉冲宽度=PWM上升值，否则，在步骤340）中，使脉冲宽度=预置电流值。

2.一种用于实现如权利要求1所述的焊接电流的监控方法的焊接电源控制装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于实时采集焊接电流；

比较模块，用于将所述焊接电流与预设的工艺参数进行比较；

调整模块，用于当所述焊接电流超出所述预设的工艺参数的值时，对主回路控制器件进行调整。

3.根据权利要求2所述的焊接电源控制装置，其特征在于，所述预设的工艺参数包括焊接电流上限值和/或允许超规范作业时间。

4.根据权利要求2所述的焊接电源控制装置，其特征在于，所述调整模块，包括：

PWM驱动单元，用于驱动主回路控制器的脉冲宽度进行调整，使所述焊接电流逼近预设的工艺参数。

5.根据权利要求4所述的焊接电源控制装置，其特征在于，所述调整模块，还包括：

调整值监测单元，用于监测所述脉冲宽度的调整值，当所述脉冲宽度的调整值超出预定PWM变化阈值时，所述焊接电源控制装置驱动所述脉冲宽度的调整值为所述预定PWM变化阈值。