CN106094923A - 金属丝线熔化的控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属丝线熔化的控制系统和控制方法，所述控制系统包括：送丝装置、放电装置、惰性气体控制装置、温度传感器和熔丝控制器，通过熔丝控制器控制所述放电装置对送丝装置输送的金属丝线进行放电，使得所述金属丝线熔化，其次，熔丝控制器控制惰性气体控制装置释放惰性气体，防止所述金属丝线被氧化，同时，温度传感器对熔化区域的温度进行检测，并形成温度检测信号传输给所述熔丝控制器，防止温度过高，熔丝控制器根据所述温度检测信号对所述金属丝线的熔化过程进行精确控制，即对金属丝线熔化过程中的熔丝电流、熔丝温度、熔丝速度进行精确控制，解决现有技术存在金属丝线熔化效率低、控制不方便的问题。

Description

金属丝线熔化的控制系统和控制方法

技术领域

本发明属于熔丝的技术领域，尤其涉及一种金属丝线熔化的控制系统和控制方法。

背景技术

基于各种不同的用途把金属丝线熔化，一般而言，金属的熔点高达几百度至几千度，目前对于金属丝线熔化主要有两种方式，一种是加热熔化；另一种是电弧焊熔化。

其中，加热熔化包括燃烧加热熔化和电加热熔化。燃烧加热熔化就是把金属丝线直接放在火焰上面加热，如使用气体燃烧火焰直接喷射金属丝线，此方法熔丝的速度较慢，燃烧热量的使用率低，对熔丝过程的控制十分不方便。而电加热熔化是通过线圈把电能转化为热能，加热金属加热棒，再用加热棒熔化金属，如电烙铁；或者直接加热金属丝。电加热熔化较燃烧加热熔化的方式效率更高，控制较方便，但是很难做到对金属丝线加热熔化的精确控制，比如对于在极短的时间内迅速熔化设定的较精确长度的金属丝线就能难做到。

电弧焊熔化是通过电弧放电的方式熔化金属丝线，可以在较短的时间内熔化金属丝线，但电弧焊的放电电流比较大，一般只能用于直径较大的丝线；电弧焊会把金属丝线熔化成金属水，很难控制熔化的温度和金属的熔融态；电弧焊一般用在金属的焊接，会把金属板电极同时熔化，这样就很难控制和分离金属丝的熔化液体；电弧焊的放电电流也不能固定调节，不能根据实际需要进行实时的调整。

因此，现有技术存在金属丝线熔化效率低、控制不方便的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种金属丝线熔化的控制系统和控制方法，旨在解决现有技术存在金属丝线熔化效率低、控制不方便的问题。

本发明提供了一种金属丝线熔化的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

负责输送所述金属丝线的送丝装置；

对所述金属丝线进行放电，使得所述金属丝线熔化的放电装置；

释放惰性气体的惰性气体控制装置；

对熔化区域的温度进行检测并形成温度检测信号的温度传感器；

同时与所述送丝装置、所述放电装置、所述惰性气体控制装置以及所述温度传感器相连接，控制所述送丝装置、所述放电装置和所述惰性气体控制装置协调工作，并接收所述温度检测信号，根据所述温度检测信号对所述金属丝线的熔化过程进行控制的熔丝控制器。

上述结构中，所述控制系统还包括：

同时与所述熔丝控制器和送丝装置相连接，根据所述熔丝控制器的控制信号对所述金属丝线的末端出口的位置及角度进行调整的导丝摆动嘴。

上述结构中，所述控制系统还包括：

与所述熔丝控制器连接，收集和记录所述金属丝线熔化过程的细节，对所述金属丝线熔化状态进行分析，并将分析结果传输给所述熔丝控制器的CCD摄像装置。

上述结构中，所述控制系统还包括：

与所述放电装置连接，通过放电线对所述放电装置提供的放电电流进行传输的放电杆。

上述结构中，所述控制系统还包括：

与所述惰性气体控制装置连接，对所述惰性气体控制装置输出的惰性气体进行传输的气嘴。

上述结构中，所述送丝装置包括送丝控制器、送丝机构、拉丝机构、丝盘以及张力传感器；

所述送丝控制器与所述送丝机构、所述拉丝机构、所述丝盘以及所述张力传感器连接；

所述丝盘存储所述金属丝线；

所述张力传感器检测所述金属丝线的张力信息，并将所述张力信息发送给所述送丝控制器；

所述送丝控制器根据所述张力信息控制所述送丝机构进行送丝以及控制所述拉丝机构进行拉丝。

上述结构中，所述放电装置包括：

与所述金属丝线的通用接口和放电线的通用接口相连接，对所述金属丝线和放电线进行供电的放电电路；

与所述熔丝控制器的放电控制接口连接，接收所述熔丝控制器发送的指令，并控制所述放电电路工作的放电控制器；

与所述放电控制器连接，与所述外部电网进行隔离的电源输入接口。

本发明还提供了如上述结构所述控制系统的金属丝线熔化的控制方法，所述控制方法包括：

所述熔丝控制器控制所述送丝装置负责输送所述金属丝线；

所述熔丝控制器控制所述放电装置对所述金属丝线进行放电，使得所述金属丝线熔化；

所述熔丝控制器控制所述惰性气体控制装置释放惰性气体；

所述熔丝控制器控制所述温度传感器对熔化区域的温度进行检测并形成温度检测信号。

综上所述，本发明提供一种金属丝线熔化的控制系统和控制方法，所述控制系统包括：送丝装置、放电装置、惰性气体控制装置、温度传感器和熔丝控制器，通过熔丝控制器控制所述放电装置对送丝装置输送的金属丝线进行放电，使得所述金属丝线熔化，其次，熔丝控制器控制惰性气体控制装置释放惰性气体，防止所述金属丝线被氧化，同时，温度传感器对熔化区域的温度进行检测，并形成温度检测信号传输给所述熔丝控制器，防止温度过高，熔丝控制器根据所述温度检测信号对所述金属丝线的熔化过程进行精确控制，即对金属丝线熔化过程中的熔丝电流、熔丝温度、熔丝速度进行精确控制，解决现有技术存在金属丝线熔化效率低、控制不方便的问题。

附图说明

图1为本发明提供的一种金属丝线熔化的控制系统的结构示意图。

图2为本发明提供的一种金属丝线熔化的控制系统中送丝装置的具体结构示意图。

图3为本发明提供的一种金属丝线熔化的控制系统中放电装置的具体结构示意图。

图4为本发明另一实施例提供的一种金属丝线熔化的控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

图1示出了本发明实施例提出的一种金属丝线熔化的控制系统的结构，为了方便说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

一种金属丝线熔化的控制系统，所述控制系统包括：

负责输送所述金属丝线的送丝装置102；

对所述金属丝线进行放电，使得所述金属丝线熔化的放电装置103；

释放惰性气体的惰性气体控制装置104；

对熔化区域的温度进行检测并形成温度检测信号的温度传感器105；

同时与所述送丝装置102、所述放电装置103、所述惰性气体控制装置104以及所述温度传感器105相连接，控制所述送丝装置102、所述放电装置103和所述惰性气体控制装置104协调工作，并接收所述温度检测信号，根据所述温度检测信号对所述金属丝线的熔化过程进行控制的熔丝控制器101。

作为本发明一实施例，所述控制系统还包括：

与所述熔丝控制器101连接，收集和记录所述金属丝线熔化过程的细节，对所述金属丝线熔化状态进行分析，并将分析结果传输给所述熔丝控制器的CCD摄像装置106。所述CCD摄像装置对熔丝的质量、状态等进行分析，以便更好的控制熔丝过程。

作为本发明一实施例，所述控制系统还包括：

与所述放电装置103连接，通过放电线对所述放电装置103提供的放电电流进行传输的放电杆108。所述放电杆108的端部形状对放电电弧有较大影响，根据需要设计成特定的形状。放电杆108需要耐熔化金属丝而产生的高温而自己不被熔化，使用耐高温金属材料制成。

作为本发明一实施例，所述控制系统还包括：

同时与所述熔丝控制器101和送丝装置102相连接，根据所述熔丝控制器的控制信号对所述金属丝线的末端出口的位置及角度进行调整的导丝摆动嘴107。所述导丝摆动嘴107是金属丝末端出口靠近放电杆108的位置，可以根据需要由熔丝控制器101控制进行位置和角度的调整，金属丝线和放电杆108的相对位置和角度，对于放电电弧有较大的影响，为了得到理想的放电电弧，所述熔丝控制器101可对两者的位置关系自动调整。

作为本发明一实施例，所述控制系统还包括：

与所述惰性气体控制装置104连接，对所述惰性气体控制装置104输出的惰性气体进行传输的气嘴109。可通过对气嘴109的方位调整，从而调整惰性气体保护的熔丝区域。

作为本发明一实施例，所述熔丝控制器101是整个系统的核心控制单元，监视和控制放电熔丝的过程。接收CCD摄像装置106的分析结果以及温度传感器105的检测信号，直接控制惰性气体控制装置104和导丝摆动轴107；通过与送丝装置102和放电装置103内置的控制器通信，实时接收所需要的信息，实时对送丝和放电进行控制。熔丝控制器101还具有外部接口，可以和其他设备或系统进行通信，以组成更大的设备系统，可便捷得到应用。

图2示出了本发明实施例提出的一种金属丝线熔化的控制系统中送丝装置的具体结构，为了方便说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述送丝装置102包括送丝控制器1021、送丝机构1024、拉丝机构1025、丝盘1022以及张力传感器1023；

所述送丝控制器1021与所述送丝机构1024、所述拉丝机构1025、所述丝盘1022以及所述张力传感器1023连接；

所述丝盘1022存储所述金属丝线；

所述张力传感器1023检测所述金属丝线的张力信息，并将所述张力信息发送给所述送丝控制器1021；

所述送丝控制器1021根据所述张力信息控制所述送丝机构1024进行送丝以及控制所述拉丝机构1025进行拉丝。

作为本发明一实施例，所述送丝装置102负责金属丝线的自动化精确输送，送丝控制器1021负责与熔丝控制器101的通信，以及控制整个送丝装置102的工作。丝盘1022上安装金属丝线，由电机驱动旋转进行纺丝的动作，丝盘1022和送丝机构1024之间的张力传感器1023检测此段金属丝的张紧力，送丝控制器1021判断是否需要放丝；送丝机构1024根据上面张紧力的大小，决定是否动作而往前送丝。同理，拉丝机构1025根据送丝机构1024与拉丝机构1025之间的张紧力决定是否拉丝，拉丝动作是为了往导丝摆动嘴107输送金属丝线。同时设计送丝机构1024和拉丝机构1025的目的是为了增加送丝的长度，特别在金属丝线直径比较细的情况下，长距离拉丝会造成金属丝线的断裂，在张力传感器1023和拉丝机构1025电机编码器的检测下，送丝装置102的送丝控制器1021就可以实现较长距离的精确送丝。

图3示出了本发明一实施例提出的一种金属丝线熔化的控制系统中放电装置的具体结构，为了方便说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，所述放电装置103包括：

与所述金属丝线的通用接口1034和放电线的通用接口1035相连接，对所述金属丝线和放电线进行供电的放电电路1032；

与所述熔丝控制器101的放电控制接口1036连接，接收所述熔丝控制器101发送的指令，并控制所述放电电路工作的放电控制器1031；

与所述放电控制器1031连接，防止放电对外部电网的干扰和外部电网对所述放电装置的扰动，与所述外部电网进行隔离的电源输入接口1033。

作为本发明一实施例，所述放电装置103根据熔丝控制器101的指令控制放电的过程。放电控制器1031负责和熔丝控制器101的通讯、运行放电过程的算法、并对放电电路1032进行监控。放电控制接口1036是和熔丝控制器101的通讯通路，接收熔丝控制器101发送的放电启停、功率、电流、温度等指令，并把放电过程的实际的参数信息反馈的熔丝控制器101。放电电路1032是放电的具体执行环节，执行放电控制器1031算法运算的结果，并把放电的执行情况反馈回去。电源输入接口1033接入外部电源，由于放电过程的干扰因素比较多，防止放电对外部电网的干扰和外部电网对放电装置的扰动，电源输入接口1033和电网进行隔离。金属丝线的通用接口1034和放电线的通用接口1035是放电输出的接口，分别接入金属丝和放电线。

图4示出了本发明另一实施例提出的一种金属丝线熔化的控制方法的步骤流程，为了方便说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

基于上述一种金属丝线熔化的控制系统的控制方法，所述控制方法包括：

步骤S11，所述熔丝控制器控制所述送丝装置负责输送所述金属丝线；

步骤S12，所述熔丝控制器控制所述放电装置对所述金属丝线进行放电，使得所述金属丝线熔化；

步骤S13，所述熔丝控制器控制所述惰性气体控制装置释放惰性气体；

步骤S14，所述熔丝控制器控制所述温度传感器对熔化区域的温度进行检测并形成温度检测信号。

本发明实施例提供的一种金属丝线熔化的控制系统的工作原理为：

首先，通过送丝装置102负责输送金属丝线，所述金属丝线从导丝摆动嘴107输出，然后放电装置103通过放电杆108对所述金属丝线进行放电，从而对所述金属丝线进行熔化，同时通过所述惰性气体控制装置104从气嘴109输出惰性气体，防止所述金属丝线在熔化过程中被氧化，以及通过温度传感器105对熔化区域的温度进行监控，避免所述金属丝线熔化的温度过高，甚至通过CCD摄像装置106收集和记录所述金属丝线熔化过程的细节，对所述金属丝线熔化状态进行分析，并将分析结果传输给熔丝控制器101，所述熔丝控制器101控制所述送丝装置102、放电装置103和惰性气体控制装置104协调工作，以便对所述金属丝线的熔化过程进行精确控制，即对金属丝线熔化过程中的熔丝电流、熔丝温度、熔丝速度进行精确控制。

综上所述，本发明提供一种金属丝线熔化的控制系统和控制方法，所述控制系统包括：送丝装置、放电装置、惰性气体控制装置、温度传感器和熔丝控制器，通过熔丝控制器控制所述放电装置对送丝装置输送的金属丝线进行放电，使得所述金属丝线熔化，其次，熔丝控制器控制惰性气体控制装置释放惰性气体，防止所述金属丝线被氧化，同时，温度传感器对熔化区域的温度进行检测，并形成温度检测信号传输给所述熔丝控制器，防止温度过高，熔丝控制器根据所述温度检测信号对所述金属丝线的熔化过程进行精确控制，即对金属丝线熔化过程中的熔丝电流、熔丝温度、熔丝速度进行精确控制，解决现有技术存在金属丝线熔化效率低、控制不方便的问题。本发明实施例实现简单，不需要增加额外的硬件，可有效降低成本，具有较强的易用性和实用性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的步骤或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

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 (8)

1.一种金属丝线熔化的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

负责输送所述金属丝线的送丝装置；

对所述金属丝线进行放电，使得所述金属丝线熔化的放电装置；

释放惰性气体的惰性气体控制装置；

对熔化区域的温度进行检测并形成温度检测信号的温度传感器；

同时与所述送丝装置、所述放电装置、所述惰性气体控制装置以及所述温度传感器相连接，控制所述送丝装置、所述放电装置和所述惰性气体控制装置协调工作，并接收所述温度检测信号，根据所述温度检测信号对所述金属丝线的熔化过程进行控制的熔丝控制器。

2.如权利要求1所述的金属丝线熔化的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

同时与所述熔丝控制器和送丝装置相连接，根据所述熔丝控制器的控制信号对所述金属丝线的末端出口的位置及角度进行调整的导丝摆动嘴。

3.如权利要求2所述的金属丝线熔化的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

与所述熔丝控制器连接，收集和记录所述金属丝线熔化过程的细节，对所述金属丝线熔化状态进行分析，并将分析结果传输给所述熔丝控制器的CCD摄像装置。

4.如权利要求3所述的金属丝线熔化的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

与所述放电装置连接，通过放电线对所述放电装置提供的放电电流进行传输的放电杆。

5.如权利要求4所述的金属丝线熔化的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：

与所述惰性气体控制装置连接，对所述惰性气体控制装置输出的惰性气体进行传输的气嘴。

6.如权利要求5所述的金属丝线熔化的控制系统，其特征在于，所述送丝装置包括送丝控制器、送丝机构、拉丝机构、丝盘以及张力传感器；

所述送丝控制器与所述送丝机构、所述拉丝机构、所述丝盘以及所述张力传感器连接；

所述丝盘存储所述金属丝线；

所述张力传感器检测所述金属丝线的张力信息，并将所述张力信息发送给所述送丝控制器；

所述送丝控制器根据所述张力信息控制所述送丝机构进行送丝以及控制所述拉丝机构进行拉丝。

7.如权利要求6所述的金属丝线熔化的控制系统，其特征在于，所述放电装置包括：

与所述金属丝线的通用接口和放电线的通用接口相连接，对所述金属丝线和放电线进行供电的放电电路；

与所述熔丝控制器的放电控制接口连接，接收所述熔丝控制器发送的指令，并控制所述放电电路工作的放电控制器；

与所述放电控制器连接，与所述外部电网进行隔离的电源输入接口。

8.一种基于权利要求1所述控制系统的金属丝线熔化的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

所述熔丝控制器控制所述送丝装置负责输送所述金属丝线；

所述熔丝控制器控制所述放电装置对所述金属丝线进行放电，使得所述金属丝线熔化；

所述熔丝控制器控制所述惰性气体控制装置释放惰性气体；

所述熔丝控制器控制所述温度传感器对熔化区域的温度进行检测并形成温度检测信号。