CN103840814A - 信号转换电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号转换电路，包括波形发生器模块、信号预调理模块和信号合成模块，所述波形发生器模块，用于生成预设频率的基准信号；所述信号预调理模块，用于对输入信号的幅值和相位进行处理；所述信号合成模块，用于将生成的所述基准信号、经过所述信号预调理模块处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成，并输出一路幅值可调的交流信号。同时还公开了一种信号转换方法。本发明可以方便的把机器人输出的信号，转换为焊接电源所需要的信号。实现机器人对焊接电源的电压和电流的预设控制，方便给焊接电源增加机器人接口，或者给机器人增加焊接电源接口，使机器人与焊接电源更便捷地组成焊接系统。
Description
技术领域
本发明涉及焊接电源技术领域，特别是涉及一种信号转换电路和一种信号转换方法。
背景技术
目前很多焊接电源的电压、电流预设为一路一定频率的方波信号，方波信号正半周幅值对应电流或者电压，而负半周幅值对应为电压或者电流。在焊接电源与机器人组成焊接系统时，由于机器人给出的模拟信号一般为单向，提供不了焊接电源所需要的信号，所以实现起来非常不便。只能通过以下方式来解决：第一种是采取数字总线方式；第二种是焊接电流电压预设继续由送丝机来完成，机器人只是做除此以外的控制工作；第三种是将机器人输出的模拟信号，绕过电源与送丝机的接口，直接把信号接入到电源的线路板上。
但上述做法都存在明显不足。比如采用需要数字总线方式，虽然可以实现焊接电源和机器人之间的通讯联系，但是作为焊接电源厂商来讲，因为不同厂家机器人的协议不同，所以具有局限性，如果要适应众多机器人厂家，则需要庞大的协议库和工作准备。如果电流电压的预设信号继续由送丝机来完成，机器人只是完成其它控制，则应用起来适应不了复杂工艺要求。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术缺陷，提供一种信号转换电路及方法，从而可以便捷地实现机器人对焊接电源的电压和电流的预设控制，方便给焊接电源增加机器人接口，与机器人组成焊接系统。
其技术方案如下。
一种信号转换电路，包括波形发生器模块、信号预调理模块和信号合成模块，所述波形发生器模块分别连接所述信号预调理模块和所述信号合成模块，所述信号预调理模块连接所述信号合成模块；
所述波形发生器模块，用于生成预设频率的基准信号；
所述信号预调理模块，用于对输入信号的幅值和相位进行处理；其中，所述输入信号包括第一路输入信号和第二路输入信号；
所述信号合成模块，用于将生成的所述基准信号、经过所述信号预调理模块处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成，并输出一路幅值可调的交流信号；其中，所述第一路输入信号用于调整输出信号的正半周幅值，所述第二路输入信号用于调整输出信号的负半周幅值。
本技术方案信号转换电路的输入信号至少为两路模拟信号，输出为一路正负幅值可调的交流信号。其中，一路输入模拟信号可以调整输出波形的正半周幅值，另外一路输入模拟信号可以调整输出波形的负半周幅值。可以方便的把机器人输出的信号，转换为焊接电源所需要的信号。实现机器人对焊接电源的电压和电流的预设控制，方便给焊接电源增加机器人接口，或者给机器人增加焊接电源接口，使机器人与焊接电源更便捷地组成焊接系统。
在其中一个实施例中，所述第一路输入信号和所述第二路输入信号均为模拟信号。
在其中一个实施例中，所述信号预调理模块与焊接系统中的机器人连接，所述机器人用于提供所述输入信号；所述信号合成模块与焊接系统中的焊接电源连接，所述焊接电源用于接收所述输出信号。
在其中一个实施例中，所述基准信号为方波信号。
在其中一个实施例中，所述信号合成模块通过光电耦合器将生成的所述基准信号、经过所述信号预调理模块处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成。
在其中一个实施例中，所述第一路输入信号和所述第二路输入信号的幅值范围为0到10V。
本技术方案还提供了一种信号转换方法，包括：
生成预设频率的基准信号；
获取焊接系统中的机器人发送的输入信号，对所述输入信号的幅值和相位进行处理；其中，所述输入信号包括第一路输入信号和第二路输入信号；
将生成的所述基准信号、经过处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成，并输出一路幅值可调的交流信号至焊接系统中的焊接电源；其中，所述第一路输入信号用于调整输出信号的正半周幅值，所述第二路输入信号用于调整输出信号的负半周幅值。
在其中一个实施例中，所述第一路输入信号和所述第二路输入信号均为模拟信号。
在其中一个实施例中，所述基准信号为方波信号。
在其中一个实施例中，所述第一路输入信号和所述第二路输入信号的幅值范围为0到10V。
下面对本技术方案的优点或原理进行说明。
本技术方案信号转换电路及方法的输入信号至少为两路模拟信号，输出为一路正负幅值可调的交流信号。其中，一路输入模拟信号可以调整输出波形的正半周幅值，另外一路输入模拟信号可以调整输出波形的负半周幅值。可以方便的把机器人输出的信号，转换为焊接电源所需要的信号。实现机器人对焊接电源的电压和电流的预设控制，方便给焊接电源增加机器人接口，或者给机器人增加焊接电源接口，使机器人与焊接电源更便捷地组成焊接系统。
附图说明
图1为本发明信号转换电路的结构示意图；
图2为本发明信号转换方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细的说明。
请参阅图1，为本发明信号转换电路的结构示意图。
一种信号转换电路，包括波形发生器模块101、信号预调理模块102和信号合成模块103，所述波形发生器模块101分别连接所述信号预调理模块102和所述信号合成模块103，所述信号预调理模块102连接所述信号合成模块103；
所述波形发生器模块101，用于生成预设频率的基准信号；
所述信号预调理模块102，用于对输入信号的幅值和相位进行处理；其中，所述输入信号包括第一路输入信号和第二路输入信号；
所述信号合成模块103，用于将生成的所述基准信号、经过所述信号预调理模块102处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成，并输出一路幅值可调的交流信号；其中，所述第一路输入信号用于调整输出信号的正半周幅值，所述第二路输入信号用于调整输出信号的负半周幅值。
所述第一路输入信号和所述第二路输入信号均为模拟信号。信号转换电路的输入信号至少为两路模拟信号，输出信号为一路正、负幅值可调的交流信号。一路输入模拟信号可以调整输出波形的正半周幅值。另外一路输入模拟信号可以调整输出波形的负半周幅值。
值得指出的是，所述输入信号至少包括两路模拟信号，还可以为三路或者更多路模拟信号。
所述第一路输入信号和所述第二路输入信号的幅值范围为0到10V。值得指出的是，所述第一路输入信号和所述第二路输入信号的幅值可以不相同，其具体的信号幅值可以根据实际情况灵活选择。
可以通过555芯片或者类似功能芯片，作为波形发生器。采用555芯片及其外围电路，可以产生预设频率的基准信号。所述预设频率可以根据实际情况设定，配合与信号合成模块相连接的焊接电源的工作频率。除555芯片之外，所述波形发生器还可以通过运算放大器加逻辑转换电路的形式实现。对于具体实现形式，本发明并不做限定。
优选的，所述波形发生器模块生成的基准信号可以为方波信号。目前，焊接系统中的焊接电源所使用的电压、电流通常预设为一路一定频率的方波信号，这种做法可以使得本发明取得更广泛的应用，并且能够降低硬件成本。
优选的，采用幅值为正负15V的信号作为波形发生器产生基准信号的源信号，所述源信号的具体幅值，可以根据焊接系统中的焊接电源所使用的电压、电流信号的强度加以参考。
所述信号预调理模块与焊接系统中的机器人连接，所述机器人用于提供所述输入信号；所述信号合成模块与焊接系统中的焊接电源连接，所述焊接电源用于接收所述输出信号。本发明信号转换电路的前端连接焊接系统中的机器人，接收机器人所提供的模拟信号，后端连接焊接系统中的焊接电源，将合成后的信号提供给焊接电源，从而解决了在焊接电源与机器人组成焊接系统时，由于机器人提供不了焊接电源所需要的信号，导致实现困难的问题。方便地把机器人输出的信号，转换为焊接电源所需要的信号，使得机器人直接控制焊接电源的电压和电流更加便捷。
所述信号合成模块通过光电耦合器将生成的所述基准信号、经过所述信号预调理模块处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成。优选的，通过光电耦合器（光耦）或者类似功能器件，来实现输出信号的合成。
本发明信号转换电路，安装在焊接系统中的焊接电源上，可简化了焊接电源的机器人接口设计。焊接电源可以是各种型号和规格，例如二氧化碳气体保护焊机、脉冲气保焊、双脉冲气保焊以及配送丝机的其它焊接电源。本发明信号转换电路，也可安装在焊接系统中的机器人上，简化机器人的焊接电源接口设计。机器人可以是各种型号和规格，在此不予赘述。
当本发明信号转换电路连接在机器人和焊接电源之间时，为增强输出信号的精确度，提高使用效果，还可以在焊接电源和机器人之间增加一条反馈电路。
本发明中的各个模块，均可以通过多种具体方式加以实现。本领域技术人员通过本发明中公开的技术内容以及结合公知常识，采用已知的各种电路结构或芯片，能够完成各个模块的搭建。因此，对于各个模块的具体结构，在此不再加以具体描述。
在目前提供至焊接电源的方波信号，正半周幅值和负半周幅值的调整，要靠两个电位器来进行，这两个电位器大多安装在送丝机上。也即，在焊接电源与机器人组成焊接系统时，由于机器人提供不了焊接电源所需要的信号。
本发明信号转换电路的输入信号至少为两路模拟信号，输出为一路正负幅值可调的交流信号。其中，一路输入模拟信号可以调整输出波形的正半周幅值，另外一路输入模拟信号可以调整输出波形的负半周幅值。可以方便的把机器人输出的信号，转换为焊接电源所需要的信号。实现机器人对焊接电源的电压和电流的预设控制，方便给焊接电源增加机器人接口，或者给机器人增加焊接电源接口，使机器人与焊接电源更便捷地组成焊接系统。
通过本发明，可以方便的把机器人输出的信号，转换为焊接电源所需要的信号，使得机器人直接控制焊接电源的电压和电流更加便捷。极大的简化和便捷了焊接电源的机器人接口应用设计，或者机器人的焊接电源接口设计。本实施例可以广泛的应用到有接口需求的焊接电源、送丝机、或者焊接机器人当中。
本发明还提供了一种信号转换方法。请参阅图2，为本发明信号转换方法的流程示意图。
本发明信号转换方法，包括以下步骤：
S201生成预设频率的基准信号；
S202获取焊接系统中的机器人发送的输入信号，对所述输入信号的幅值和相位进行处理；其中，所述输入信号包括第一路输入信号和第二路输入信号；
S203将生成的所述基准信号、经过处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成，并输出一路幅值可调的交流信号至焊接系统中的焊接电源；其中，所述第一路输入信号用于调整输出信号的正半周幅值，所述第二路输入信号用于调整输出信号的负半周幅值。
所述第一路输入信号和所述第二路输入信号均为模拟信号。目前，大多数机器人给出的信号为单向模拟信号，本发明信号转换方法能够适用于各种类型的机器人。值得指出的是，所述输入信号至少包括两路模拟信号，还可以为三路或者更多路模拟信号。
优选的，所述波形发生器模块生成的基准信号可以为方波信号。目前，焊接系统中的焊接电源所使用的电压、电流通常预设为一路一定频率的方波信号，这种做法可以使得本发明取得更广泛的应用，并且能够降低硬件成本。
所述第一路输入信号和所述第二路输入信号的幅值范围为0到10V。所述第一路输入信号和所述第二路输入信号的幅值可以不相同，其具体的信号幅值可以根据实际情况灵活选择。
下面对本发明信号转换方法的优点或原理进行说明。
本发明信号转换方法的输入信号至少为两路模拟信号，输出为一路正负幅值可调的交流信号。其中，一路输入模拟信号可以调整输出波形的正半周幅值，另外一路输入模拟信号可以调整输出波形的负半周幅值。可以方便的把机器人输出的信号，转换为焊接电源所需要的信号。实现机器人对焊接电源的电压和电流的预设控制，方便给焊接电源增加机器人接口，或者给机器人增加焊接电源接口，使机器人与焊接电源更便捷地组成焊接系统。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种信号转换电路，其特征在于，包括波形发生器模块、信号预调理模块和信号合成模块，所述波形发生器模块分别连接所述信号预调理模块和所述信号合成模块，所述信号预调理模块连接所述信号合成模块；
所述波形发生器模块，用于生成预设频率的基准信号；
所述信号预调理模块，用于对输入信号的幅值和相位进行处理；其中，所述输入信号包括第一路输入信号和第二路输入信号；
所述信号合成模块，用于将生成的所述基准信号、经过所述信号预调理模块处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成，并输出一路幅值可调的交流信号；其中，所述第一路输入信号用于调整输出信号的正半周幅值，所述第二路输入信号用于调整输出信号的负半周幅值。
2.根据权利要求1所述的信号转换电路，其特征在于，所述第一路输入信号和所述第二路输入信号均为模拟信号。
3.根据权利要求1所述的信号转换电路，其特征在于，所述信号预调理模块与焊接系统中的机器人连接，所述机器人用于提供所述输入信号；所述信号合成模块与焊接系统中的焊接电源连接，所述焊接电源用于接收所述输出信号。
4.根据权利要求1所述的信号转换电路，其特征在于，所述基准信号为方波信号。
5.根据权利要求1所述的信号转换电路，其特征在于，所述信号合成模块通过光电耦合器将生成的所述基准信号、经过所述信号预调理模块处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的信号转换电路，其特征在于，所述第一路输入信号和所述第二路输入信号的幅值范围为0到10V。
7.一种信号转换方法，其特征在于，包括以下步骤：
生成预设频率的基准信号；
获取焊接系统中的机器人发送的输入信号，对所述输入信号的幅值和相位进行处理；其中，所述输入信号包括第一路输入信号和第二路输入信号；
将生成的所述基准信号、经过处理后的第一路输入信号以及第二路输入信号进行合成，并输出一路幅值可调的交流信号至焊接系统中的焊接电源；其中，所述第一路输入信号用于调整输出信号的正半周幅值，所述第二路输入信号用于调整输出信号的负半周幅值。
8.根据权利要求7所述的信号转换方法，其特征在于，所述第一路输入信号和所述第二路输入信号均为模拟信号。
9.根据权利要求7所述的信号转换方法，其特征在于，所述基准信号为方波信号。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的信号转换方法，其特征在于，所述第一路输入信号和所述第二路输入信号的幅值范围为0到10V。
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