CN103817417A - 具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,在焊接过程中该控制系统可根据用户指定的条件,在不同的焊接阶段自动给出最佳的焊接参数及与此匹配的控制策略和控制参数,从而使用户无需过多的专业培训即能获得稳定的焊接过程和优良的焊接质量。与现有技术相比,本发明具有智能化控制,易于使用的优点,能大幅度减少对使用者的培训时间;而且本发明利用内置焊接参数专家库,可确保焊接参数达到最佳匹配状态,控制策略和控制参数使用更加精确,从而形成良好的焊接质量。
Description
技术领域
本发明属于埋弧焊领域,具体涉及的是一种具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统。
背景技术
埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其具有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点,使其成为压力容器、管道制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。
目前的埋弧焊控制系统主要包括采用模拟电路构成的控制系统和简单的数字控制系统,这两种控制系统均存在以下缺点:焊接过程中的各项参数无法达到最佳的匹配效果,控制过程中控制策略与控制参数单一,容易导致焊接过程中的稳定性和焊接效果较差,尤其是在焊接的初段和后段,不能提供稳定的焊接状态和可靠的焊接质量。
发明内容
为此,本发明的目的在于提供一种具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,以解决目前埋弧焊控制系统存在稳定性和焊接效果较差的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,包括:
一焊接电流传感器,用于获取焊机在工作时的电流值;
一焊接电压传感器,用于获取焊机在工作时的电压值;
一送丝速度传感器,用于获取焊机在工作时的送丝速度;
一行走速度传感器,用于获取焊机在工作时的焊机行走速度;
一数据采集电路,分别与所述焊接电流传感器、焊接电压传感器、送丝速度传感器及行走速度传感器连接,用于采集焊机在工作时的电流值、电压值、送丝速度和焊机行走速度;
一数字信号处理器,与所述数据采集电路连接,用于运行控制系统、进行人机交互界面的控制与操作,以及根据数据采集电路输出的信号及人机交互界面反馈的信息进行相应的控制运算,并将控制运算结果输出予以执行;
一控制单元,包括有人机交互模块、焊接参数专家数据存储模块、可变策略和参数控制模块、数据采样模块及控制信号输出模块,所述控制单元通过人机交互模块获取用户输入的参数信息,并根据该参数信息查询焊接参数专家数据存储模块和调用可变策略和参数控制模块,之后给出焊接所有过程中的焊接参数、控制策略和控制参数到控制信号输出模块,通过控制信号输出模块对应输出,进行各个焊接阶段的焊接控制。
优选地,所述焊接参数专家数据存储模块中存储有焊接参数专家数据库,所述焊接参数专家数据库用于记录焊接过程中各个阶段的最佳参数组合,其包括有焊接初段、中段和后端的材料、丝径、CV\CC、送丝速度、焊接电流、焊接电压、行走速度、控制策略及不同的控制参数,且在焊接初段时,按照初段的控制策略和控制参数输出焊接参数并闭环控制;在焊接中段时,按照中段的控制策略和控制参数输出焊接参数并闭环控制;在焊接后段时,按照后段的控制策略和控制参数输出焊接参数并闭环控制。
优选地,所述数据采样模块运行在数字信号处理器上并与所述数据采集电路连接,用于对焊机在工作时的电流值、电压值、送丝速度和行走速度进行采样。
优选地,还包括有一人机交互界面,所述人机交互界面用于输入并显示用户的使用条件及操作指令。
优选地,还包括有一控制输出电路,所述控制输出电路与所述数字信号处理器连接,用于将焊接所有过程中的焊接参数、控制策略和控制参数输出。
优选地,所述控制输出电路连接有焊接电源控制器、送丝电机控制器和行走电机控制器,所述控制输出电路用于将焊接参数、控制策略和控制参数对应输出到焊接电源控制器、送丝电机控制器和行走电机控制器。
本发明提供的具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,在焊接过程中该控制系统可根据用户指定的条件,在不同的焊接阶段自动给出最佳的焊接参数及与此匹配的控制策略和控制参数,从而使用户无需过多的专业培训即能获得稳定的焊接过程和优良的焊接质量。与现有技术相比,本发明具有智能化控制,易于使用的优点,能大幅度减少对使用者的培训时间;而且本发明利用内置焊接参数专家库,可确保焊接参数达到最佳匹配,控制策略和控制参数使用更加准确,从而形成良好的焊接质量。
附图说明
图1为本发明具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统的原理框图;
图2为本发明控制单元的系统原理框图;
图3为本发明控制单元的工作流程图;
图4为本发明焊接参数专家库的参数构成图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1所示,图1为本发明具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统的原理框图。本实施例中提供了一种具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,其主要用于解决目前埋弧焊控制系统存在稳定性和焊接效果较差的问题。
其中该控制系统包括有:焊接电流传感器1、焊接电压传感器2、送丝速度传感器3、行走速度传感器4、数据采集电路5、人机交互界面6、数字信号处理器7、控制单元8、控制输出电路9、焊接电源控制器10、送丝电机控制器11和行走电机控制器12。
焊接电流传感器1用于获取焊机在工作时的电流值,并将获取的电流值发送给数据采集电路5;焊接电压传感器2用于获取焊机在工作时的电压值,并将获取的电压值发送给数据采集电路5;送丝速度传感器3用于获取焊机在工作时的送丝速度,并将获取的送丝速度值发送给数据采集电路5;行走速度传感器4用于获取焊机在工作时的行走速度,并将该行走速度值发送给数据采集电路5。数据采集电路5的输入端分别与所述焊接电流传感器1、焊接电压传感器2、送丝速度传感器3及行走速度传感器4连接,用于采集焊机在工作时的电流值、电压值、送丝速度和行走速度;数据采集电路5的输出端连接到数字信号处理器7,将所述电流值、电压值、送丝速度和行走速度等数据发送到数字信号处理器7进行数字处理。
人机交互界面6为触控显示输入屏或键盘,其主要用于输入用户的使用条件和操作指令到数字信号处理器7,并由所述数字信号处理器7对该输入的信息进行处理,通过控制单元8的运算后输出控制指令信息到控制输出电路9,之后再经过控制输出电路9输出对应匹配的控制指令到焊接电源控制器10、送丝电机控制器11和行走电机控制器12,通过焊接电源控制器10、送丝电机控制器11和行走电机控制器12实现准确的控制策略和控制参数,达到最佳的焊接效果。
请参阅图2,图2为本发明控制单元的系统原理框图。控制单元8,包括有人机交互模块801、焊接参数专家数据存储模块802、可变策略和参数控制模块803、数据采样模块804及控制信号输出模块805,控制单元8通过人机交互模块801从数字信号处理器7获取用户输入的参数信息,人机交互模块801通过数字信号处理器7连接到外部的人机交互界面6,以获取用户输入的参数;焊接参数专家数据存储模块802中对应有焊接参数专家数据库;数据采样模块804通过数字信号处理器7与所述数据采集电路5连接,用于对焊机在数字埋弧焊时的电流值、电压值、送丝速度和焊机行走速度进行采样;控制信号输出模块805用于根据控制单元8给出的焊接所有过程中的焊接参数、控制策略和控制参数对应输出控制指令到控制输出电路9。
如图4所示,图4为本发明焊接参数专家库的参数构成图。焊接参数专家数据存储模块802中对应存储有焊接参数专家数据库,所述焊接参数专家数据库用于记录焊接过程中各个阶段的最佳参数组合,其主要由焊接初段、中段和后端的材料、丝径、CV\CC、送丝速度、焊接电流、焊接电压、行走速度、控制策略及不同的控制参数构成。
请参阅图3所示,图3为本发明控制单元的工作流程图。本发明控制单元具体工作流程为:
首先,系统初始化,然后通过人机交互模块801读取用户输入的参数;
然后,控制单元8根据用户输入的参数对应查询焊接参数专家库,给出焊接所有过程中的焊接参数、控制策略和控制参数,并对应输入到控制信号输出模块805,通过控制信号输出模块805对应输出到控制输出电路9,之后再进行各个焊接阶段的焊接控制;
针对焊接参数专家库对应参数,控制单元8控制焊接过程分为三个阶段:在焊接初段时,按照初段的控制策略和控制参数输出焊接参数并闭环控制;在焊接中段时,按照中段的控制策略和控制参数输出焊接参数并闭环控制;在焊接后段时,按照后段的控制策略和控制参数输出焊接参数并闭环控制。
综上所述,本系统通过数字化控制技术,使得该控制系统的埋弧焊机能够具有焊接专家参数库,并能根据用户现场的实际使用状况,通过确定某一个或某几个参数,自动给出具有最佳焊接效果的其余参数。
由于本系统具有焊接参数专家库,因此其给出的参数具有最佳的匹配效果,另外由于采用了数字化控制技术,可根据给出的焊接参数和焊接状态,对应提供最适合的控制策略和控制参数,从而大幅度的提高了焊接过程中的稳定性和焊接质量,尤其是焊接初段和后段的焊接稳定性和焊接质量。
本发明采用数字化的控制系统为在焊接过程中使用可变控制策略和控制参数提供了可能,而焊接过程中控制系统根据用户指定的条件在不同的焊接阶段自动给出最佳的焊接参数以及与此匹配的控制策略和控制参数,可使用户无需过多的专业培训就能获得稳定的焊接过程和优良的焊接质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,其特征在于,包括:
一焊接电流传感器,用于获取焊机在工作时的电流值;
一焊接电压传感器,用于获取焊机在工作时的电压值;
一送丝速度传感器,用于获取焊机在工作时的送丝速度;
一行走速度传感器,用于获取焊机在工作时的焊机行走速度;
一数据采集电路,分别与所述焊接电流传感器、焊接电压传感器、送丝速度传感器及行走速度传感器连接,用于采集焊机在工作时的电流值、电压值、送丝速度和焊机行走速度;
一数字信号处理器,与所述数据采集电路连接,用于运行控制系统、进行人机交互界面的控制与操作,以及根据数据采集电路输出的信号及人机交互界面反馈的信息进行相应的控制运算,并将控制运算结果输出予以执行;
一控制单元,包括有人机交互模块、焊接参数专家数据存储模块、可变策略和参数控制模块、数据采样模块及控制信号输出模块,所述控制单元通过人机交互模块获取用户输入的参数信息,并根据该参数信息查询焊接参数专家数据存储模块和调用可变策略和参数控制模块,之后给出焊接所有过程中的焊接参数、控制策略和控制参数到控制信号输出模块,通过控制信号输出模块对应输出,进行各个焊接阶段的焊接控制。
2.根据权利要求1所述的具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,其特征在于,所述焊接参数专家数据存储模块中存储有焊接参数专家数据库,所述焊接参数专家数据库用于记录焊接过程中各个阶段的最佳参数组合,其包括有焊接初段、中段和后端的材料、丝径、CV\CC、送丝速度、焊接电流、焊接电压、行走速度、控制策略及不同的控制参数,且在焊接初段时,按照初段的控制策略和控制参数输出焊接参数并闭环控制;在焊接中段时,按照中段的控制策略和控制参数输出焊接参数并闭环控制;在焊接后段时,按照后段的控制策略和控制参数输出焊接参数并闭环控制。
3.根据权利要求1所述的具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,其特征在于,所述数据采样模块运行在数字信号处理器上并与所述数据采集电路连接,用于对焊机在工作时的电流值、电压值、送丝速度和行走速度进行采样。
4.根据权利要求1所述的具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,其特征在于,还包括有一人机交互界面,所述人机交互界面用于输入并显示用户的使用条件及操作指令。
5.根据权利要求1所述的具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,其特征在于,还包括有一控制输出电路,所述控制输出电路与所述控制信号输出模块连接,用于将获取的焊接所有过程中的焊接参数、控制策略和控制参数输出。
6.根据权利要求5所述的具有焊接参数专家库的一元化数字埋弧焊控制系统,其特征在于,所述控制输出电路连接有焊接电源控制器、送丝电机控制器和行走电机控制器,所述控制输出电路用于将焊接参数、控制策略和控制参数对应输出到焊接电源控制器、送丝电机控制器和行走电机控制器。
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