CN105537727B - 实现送丝机端实时监控焊接参数和焊机状态的焊机电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现送丝机端实时监控焊接参数的焊机电路，包括主机电路、送丝机电路、遥控器电路和连接主机与送丝机的电缆，主机电路包括主功率电路、送丝机电源电路和控制电路；电缆包括主功率正线和送丝机电源正线，主功率电路输出端的正极接主功率正线，控制电路的正输出端接送丝机电源正线，控制电路的负输出端接主功率正线；送丝机电源电路的正极接送丝机电源正线，负极接主功率正线。本发明连接主机与送丝机的主功率正线和送丝机电源正线集成为一根电缆，结构简单、控制方便。

Description

实现送丝机端实时监控焊接参数和焊机状态的焊机电路
[技术领域]
本发明涉及焊接设备，尤其涉及一种实现送丝机端实时监控焊接参数和焊机状态的焊机电路。
[背景技术]
专利号为201020106126.4的实用新型公开了一种送丝机带显示的采用载波通讯的气保焊机，包括焊机电源和送丝机；焊机电源上连接有地线夹；所述的送丝机上设有遥控器，遥控器上设有显示窗；所述的焊机电源和送丝机之间连接有两根电线，两根电线上既传输送丝机的电源也传输载波通讯信号。利用本实用新型的结构，通讯电线不易断，配件容易采购，载波传送的参数种类多，送丝机上能够显示参数。该实用新型只是描述了一种送丝机带显示的结构，没有描述具体的硬件电路和软件实现方法，没有实际意义。并且该实用新型需要在主机和送丝机间采用两根专用电线给送丝机提供电源以及传输载波通信信号，在实际焊接现场，同样存在故障率高，布线及维护复杂等问题。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、控制方便、能够实现送丝机端实时监控焊接参数和焊机状态的焊机电路。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种实现送丝机端实时监控焊接参数的焊机电路，包括主机电路、送丝机电路、遥控器电路和连接主机与送丝机的电缆，主机电路包括主功率电路、送丝机电源电路和控制电路；电缆包括主功率正线和送丝机电源正线，主功率电路输出端的正极接主功率正线，控制电路的正输出端接送丝机电源正线，负输出端接主功率正线；送丝机电源电路的正极接送丝机电源正线，负极接主功率正线。
以上所述的焊机电路，主功率电路包括PWM驱动电路和IGBT功率变换电路，控制电路包括第一DSP、第一调制解调电路、第一放大滤波电路、第一带通滤波电路和第一信号耦合电路；第一DSP接第一调制解调电路，第一调制解调电路分别接第一放大滤波电路和第一带通滤波电路，第一放大滤波电路和第一带通滤波电路分别接第一信号耦合电路，第一信号耦合电路接所述的送丝机电源正线和主功率正线；PWM驱动电路的控制端接第一DSP的控制信号输出端，IGBT功率变换电路的控制端接PWM驱动电路的控制信号输出端，IGBT功率变换电路输出端的正极接所述的主功率正线。
以上所述的焊机电路，送丝机电路包括第二DSP、第二调制解调电路、第二放大滤波电路、第二带通滤波电路、第二信号耦合电路、送丝电机控制电路、送丝电机、电磁阀控制电路、电磁阀和焊枪开关控制电路、焊枪；第二DSP接第二调制解调电路，第二调制解调电路分别接第二放大滤波电路和第二带通滤波电路，第二放大滤波电路和第二带通滤波电路分别接第二信号耦合电路，第二信号耦合电路接所述的送丝机电源正线和主功率正线；焊枪开关信号通过焊枪开关控制电路输出端接第二DSP，第二DSP的控制信号输出端通过送丝电机控制电路及电磁阀控制电路分别接送丝电机和电磁阀。
以上所述的焊机电路，遥控器电路包括微控制器、显示电路、控制开关和编码器，控制开关和编码器的输出端分别接微控制器，微控制器的输出端接显示电路，微控制器通过串口与第二DSP通信。
以上所述的焊机电路，编码器调节的焊接参数和控制开关设置的控制参数，传输给微控制器，微控制器的控制系统将焊接参数和控制参数转换为数字信号，通过串口传输给第二DSP，第二DSP将所述的数字信号与第二DSP从送丝电机、电磁阀、焊枪开关获得的信号经编译处理后，通过第二调制解调电路将数字信号调制为上行的高频正弦载波信号，经过第二放大滤波电路和第二信号耦合电路，将上行的正弦载波信号耦合到送丝机电源正线上。
以上所述的焊机电路，主机电路的第一信号耦合电路提取送丝机电源正线上行的正弦载波信号，通过第一带通滤波电路滤除载波频率以外的干扰信号，传输给第一调制解调电路；第一调制解调电路将上行的正弦载波信号解调为数字信号传输给第一DSP，第一DSP经过运算处理后通过PWM驱动电路控制IGBT功率变换电路的焊接电源功率输出。
以上所述的焊机电路，主机电路的第一DSP将实时焊接数据以及焊机工作状态数据转换成数字信号传输给第一调制解调电路，由第一调制解调电路调制为下行的高频正弦载波信号，经过第一放大滤波电路和第一信号耦合电路耦合到送丝机电源正线上；送丝机电路的第二信号耦合电路将送丝机电源正线上下行的正弦载波信号提取出来，通过第二带通滤波电路滤除载波频率以外的干扰信号，传输给第二调制解调电路，第二调制解调电路将下行的正弦载波信号解调为数字信号传输给第二DSP，第二DSP经过转换处理后部分数据用于控制送丝电机和电磁阀，另一部分数据通过串口传输给微控制器，微控制器控制显示电路将实时焊接电压、焊接电流、送丝速度、焊机工作状态等信息显示出来。
本发明连接主机与送丝机的主功率正线、送丝机电源正线集成在一根电缆中，结构简单、控制方便、故障率低、现场布线和维护简单。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例焊接系统的示意图。
图2是本发明实施例遥控盒面板的外形图。
图3是本发明实施例焊机电路的原理框图。
[具体实施方式]
如图1所示，本发明实施例的焊机系统包括焊接电源(主机)1、焊接主电缆2、副电缆3、送丝机4、遥控器(遥控盒)5和焊枪6。本发明焊机遥控盒面板的布置如图2所示。
本发明实施例的焊机电路的结构如图3所示，包括主机电路、送丝机电路、遥控器电路、连接主机与送丝机的主电缆，连接主机与工件的副电缆。主机电路包括主功率电路、送丝机电源电路和控制电路；主电缆包括主功率正线和送丝机电源正线、副电缆包括主功率负线。主功率电路输出端的正极接主功率正线，控制电路的正输出端接送丝机电源正线，负输出端接主功率正线；送丝机电源电路的正极接送丝机电源正线，负极接主功率正线。
主功率电路包括PWM驱动电路和IGBT功率变换电路，控制电路包括第一DSP、第一调制解调电路、第一放大滤波电路、第一带通滤波电路和第一信号耦合电路；第一DSP接第一调制解调电路，第一调制解调电路分别接第一放大滤波电路和第一带通滤波电路，第一放大滤波电路和第一带通滤波电路分别接第一信号耦合电路，第一信号耦合电路接送丝机电源正线和主功率正线；PWM驱动电路的控制端接第一DSP的控制信号输出端，IGBT功率变换电路的控制端接PWM驱动电路的控制信号输出端，IGBT功率变换电路输出端的正极接主功率正线。
送丝机电路包括第二DSP、第二调制解调电路、第二放大滤波电路、第二带通滤波电路、第二信号耦合电路、送丝电机控制电路、送丝电机、电磁阀控制电路、电磁阀和焊枪开关控制电路、焊枪；第二DSP接第二调制解调电路，第二调制解调电路分别接第二放大滤波电路和第二带通滤波电路，第二放大滤波电路和第二带通滤波电路分别接第二信号耦合电路，第二信号耦合电路接送丝机电源正线和主功率正线；焊枪开关信号输出端接焊枪开关控制电路，焊枪开关控制电路输出端接第二DSP，第二DSP的控制信号输出端分别接送丝电机控制电路和电磁阀控制电路，送丝电机控制电路输出端接送丝电机，电磁阀控制电路输出端接电磁阀。
遥控器电路包括微控制器(MCU)、显示电路、控制开关和调节电流、电压的编码器，控制开关和编码器的输出端分别接微控制器，微控制器的输出端接显示电路，微控制器通过串口与第二DSP通信。
本发明实施例焊机电路的工作原理如下，遥控盒上编码器调节的焊接参数、旋转开关和按钮开关设置的控制参数，传输给MCU控制系统，由MCU控制系统的I/O口或A/D口将这些开关量或模拟量转换为数字信号，通过SCI接口传输给送丝机的DSP控制系统。送丝机的DSP再将此数字信号与DSP本身采样的电机、电磁阀、焊枪开关等信号通过预先制定的协议编译处理后传输给载波通信调制解调芯片，MCU通过SCI通信传输给DSP多组数据，加上DSP本身采样的一些电机、电磁阀、焊枪等一些数据，均需传输给主机，这就需要DSP将这些数据根据预先制定的协议进行排序处理，以便传输到主机端能够识别。
载波通信调制解调芯片将数字信号调制为高频正弦载波信号，经过放大滤波电路和信号耦合电路，将正弦载波信号耦合到送丝机电源正线上。
本发明焊接电缆既作为焊机功率输出的正线，也作为正弦载波信号的负线，同时还作为送丝机电源的负线。送丝机电源正线既作为送丝机电源的正线，也作为载波信号的正线。载波信号经过送丝机电源正线传输到焊接电源端，通过焊接电源端的信号耦合电路将送丝机电源正线上的正弦载波信号提取出来，再通过带通滤波器滤除载波频率以外的干扰信号，传输给调制解调芯片，调制解调芯片将正弦载波信号解调为数字信号传输给主机的DSP，主机的DSP经过运算处理后控制PWM输出，从而控制焊接电源功率输出。
同时电源主机将焊接电压、焊接电流、送丝速度等实时焊接数据以及焊机工作状态(例如焊机是否存在故障，是何种故障)等数据通过DSP转换成数字信号传输给载波通信调制解调芯片，将此数字信号调制为高频正弦载波信号，经过放大滤波电路和信号耦合电路，将正弦载波信号耦合到送丝机电源正线上，经过送丝机电源正线传输到送丝机端，通过送丝机端的信号耦合电路将送丝机电源正线上的正弦载波信号提取出来，再通过带通滤波器滤除载波频率以外的干扰信号，传输给调制解调芯片，调制解调芯片将正弦载波信号解调为原始的数字信号传输给DSP，DSP经过转换处理后部分数据用来控制送丝电机、电磁阀等，另一部分数据通过SCI通信传输给遥控盒上MCU，MCU控制数码管和LED将实时焊接电压、焊接电流、送丝速度、焊机工作状态等信息显示出来。

Claims (5)

1.一种实现送丝机端实时监控焊接参数的焊机电路，包括主机电路、送丝机电路、遥控器电路和连接主机与送丝机的电缆，主机电路包括主功率电路、送丝机电源电路和控制电路；电缆包括主功率正线，其特征在于，电缆包括送丝机电源正线，主功率电路输出端的正极接主功率正线，控制电路的正输出端接送丝机电源正线，负输出端接主功率正线；送丝机电源电路的正极接送丝机电源正线，负极接主功率正线；主功率电路包括PWM驱动电路和IGBT功率变换电路，控制电路包括第一DSP、第一调制解调电路、第一放大滤波电路、第一带通滤波电路和第一信号耦合电路；第一DSP接第一调制解调电路，第一调制解调电路分别接第一放大滤波电路和第一带通滤波电路，第一放大滤波电路和第一带通滤波电路分别接第一信号耦合电路，第一信号耦合电路接所述的送丝机电源正线和主功率正线；PWM驱动电路的控制端接第一DSP的控制信号输出端，IGBT功率变换电路的控制端接PWM驱动电路的控制信号输出端，IGBT功率变换电路输出端的正极接所述的主功率正线；送丝机电路包括第二DSP、第二调制解调电路、第二放大滤波电路、第二带通滤波电路、第二信号耦合电路、送丝电机控制电路、送丝电机、电磁阀控制电路、电磁阀、焊枪开关控制电路和焊枪；第二DSP接第二调制解调电路，第二调制解调电路分别接第二放大滤波电路和第二带通滤波电路，第二放大滤波电路和第二带通滤波电路分别接第二信号耦合电路，第二信号耦合电路接所述的送丝机电源正线和主功率正线；焊枪开关信号输出端接焊枪开关控制电路，焊枪开关控制电路输出端接第二DSP，第二DSP的控制信号输出端分别接送丝电机控制电路和电磁阀控制电路，送丝电机控制电路输出端接送丝电机，电磁阀控制电路的输出端接电磁阀；送丝电机控制电路的功率输入正极接送丝机电源正线，送丝电机控制电路的功率输入负极接主功率正线。
2.根据权利要求1所述的焊机电路，其特征在于，遥控器电路包括微控制器、显示电路、控制开关和编码器，控制开关和编码器的输出端分别接微控制器，微控制器的输出端接显示电路，微控制器通过串口与第二DSP通信。
3.根据权利要求2所述的焊机电路，其特征在于，编码器调节的焊接参数和控制开关设置的控制参数，传输给微控制器，微控制器的控制系统将焊接参数和控制参数转换为数字信号，通过串口传输给第二DSP，第二DSP将所述的数字信号与第二DSP从送丝电机、电磁阀、焊枪开关获得的信号经编译处理后，通过第二调制解调电路将数字信号调制为上行的高频正弦载波信号，经过第二放大滤波电路和第二信号耦合电路，将上行的正弦载波信号耦合到送丝机电源正线上。
4.根据权利要求3所述的焊机电路，其特征在于，主机电路的第一信号耦合电路提取送丝机电源正线上行的正弦载波信号，通过第一带通滤波电路滤除载波频率以外的干扰信号，传输给第一调制解调电路；第一调制解调电路将上行的正弦载波信号解调为数字信号传输给第一DSP，第一DSP经过运算处理后通过PWM驱动电路控制IGBT功率变换电路的焊接电源功率输出。
5.根据权利要求4所述的焊机电路，其特征在于，主机电路的第一DSP将实时焊接数据以及焊机工作状态数据转换成数字信号传输给第一调制解调电路，由第一调制解调电路调制为下行的高频正弦载波信号，经过第一放大滤波电路和第一信号耦合电路耦合到送丝机电源正线上；送丝机电路的第二信号耦合电路将送丝机电源正线上下行的正弦载波信号提取出来，通过第二带通滤波电路滤除载波频率以外的干扰信号，传输给第二调制解调电路，第二调制解调电路将下行的正弦载波信号解调为数字信号传输给第二DSP，第二DSP经过转换处理后部分数据用于控制送丝电机和电磁阀，另一部分数据通过串口传输给微控制器，微控制器控制显示电路将实时焊接电压、焊接电流、送丝速度、焊机工作状态等信息显示出来。
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