CN106378513B - 兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统。该通讯控制系统包括：用于提供电源的电源系统，用于接收并转换机械手臂/自动化工装对焊接设备发出的控制信号的控制信号接收电路，用于匹配焊接设备并控制焊接设备工作的工作控制电路，用于采集焊接设备输出电流、电压并直接反馈给机械手臂/自动化工装的信号采集电路，以及用于对采集到的焊接设备输出电流、电压进行异常判断后反馈至机械手臂/自动化工装的信号反馈电路。本发明通过工作控制电路匹配焊接设备，控制焊接设备输出电流、电压的大小，在不改动原有焊接设备控制电路的基础上实现机械手臂/自动化工装与焊接设备的通讯。

Description

兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统

技术领域

本发明涉及模拟、数字化焊接设备与机械自动化设备的通讯，尤其涉及可兼容不同模拟焊接设备与机械手臂/自动化工装通讯的通讯控制系统。

背景技术

随着各种智能化、自动化人机设备的崛起，在工业生产中，人们通过通讯技术、网络和实体相结合，实现制造的智能化转变；市场上普通存在的焊接机器人采用CAN总线、RS-485、模拟接口(双10V控制电流、电压给定)等通讯方式跟焊接设备实现协同工作，相应地，要求焊接设备具有对应的数字通讯协议或相应的模拟接口。

目前，市场上的机械手臂/自动化工装的控制信号一般为数字信号，只有高、低电平之分，因此，现有技术中对机械手臂/自动化工装设置一模拟通讯板，使其输出2路0V至10V的模拟电压信号，而传统焊机电流、电压值的输出控制信号为0V至5V，0V至12V及0V至15V，无法跟机械手臂/自动化工装的模拟电压信号匹配，无法实现通讯控制。同时，市场上焊接设备绝大多数为模拟焊接设备，不具有通讯及反馈功能，无法实现数字化通讯控制，且模拟焊接设备的控制接口及连接方式多样，每个厂家标准不具有一致性，一部分使用单线控制调节焊接输出电流、电压，另一部分使用双线控制调节焊接输出电流、电压，无法实现标准化接口，导致制造企业自动化转型制造成本高，不利于企业生产的自动化。

鉴于此，有必要提供一种可解决上述缺陷的可兼容不同的基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统实现焊接设备与机械手臂/自动化工装的全方位通讯。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可兼容不同的基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统实现焊接设备与机械手臂/自动化工装的全方位通讯。

为了解决上述技术问题，本发明提供的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统包括：控制信号接收电路，用于接收机械手臂/自动化工装对焊接设备发出的数字控制信号，并将该数字控制信号转换成相应的模拟信号；工作控制电路，用于将来自控制信号接收电路的模拟信号匹配成焊接设备所能识别的信号以控制焊接设备实现相应操作；信号采集电路，用于采集焊接设备的输出电流和输出电压信号并直接反馈给所述机械手臂/自动化工装；信号反馈电路，用于根据所述输出电流和输出电压信号进行异常判断后反馈给所述机械手臂/自动化工装；电源系统，用于为通讯控制系统的各个电路模块提供电源。

其进一步技术方案为：所述工作控制电路包括：电流/电压给定电路，用于根据来自控制信号接收电路的信号而给定参考电压值至焊接设备，以保证焊接设备输出电压与给定电压一致。

其中，电流/电压给定电路给定一个参考电压值给焊接设备，通过与焊接设备的实际输出电压作比较，再通过焊接设备内的PID运算电路保证焊接设备输出电压与电流/电压给定电路的设定值一致，使得可在不改动原有焊接设备控制电路的基础上，兼容不同最大电压参考值的给定，实现无需重新采用新的焊接设备或针对不同的焊接设备单独设计一块通讯控制板即可匹配不同的焊接设备与机械手臂/自动化工装进行模拟通讯，实现对输出电流、电压大小的调节。同时，所述工作控制电路还包括根据机械手臂/自动化工装的控制信号控制继电器的动触点闭合来控制焊接设备进行开始焊接、打开气阀、送丝等工作的工作开机电路、气检电路以及丝检电路。

其进一步技术方案为：所述电流/电压给定电路包括反相比例放大电路、第一电压跟随电路、第二电压跟随电路、第三电压跟随电路、第一二极管及第二二极管。

其中，所述第一电压跟随电路的输入端作为电压给定输入端，其输出端连接至所述反相比例放大电路的输入端且同时作为电压给定输出端；所述第二电压跟随电路的输入端与所述反相比例放大电路的输出端相连，其输出端与所述第二二极管的正极相连，所述第二二极管的负极输出作为电流/电压给定输出；所述第三电压跟随电路的输入端作为电流给定输入端，其输出端作为电流给定输出端，所述第一二极管的负极与第三电压跟随电路的输出端相连，其正极与所述第二二极管的负极相连。

其中，所述电流给定输入端及电压给定输入端连接至所述控制信号接收电路的输出端，所述反相比例放大电路用于反相放大电压，所述第一电压跟随电路、第二电压跟随电路及第三电压跟随电路均用于实现输出电压跟随输入电压，第一二极管及第二二极管用于限制输出电压大小。

其中，第一电压跟随电路、第二电压跟随电路及第三电压跟随电路的设置提高了输入阻抗，减小输入干扰信号对输出的影响，同时，第三电压跟随电路与第一二极管组成正向钳位电源，电压从0V至+V可调，当所述第三电压跟随电路的第四运算放大器的输出端输出电压介于0V至+V时，由于二极管正向导通的作用，把电压信号方波的正半轴限位在该输出端的设定电压，且不影响方波负半轴峰值的大小，从而调节方波正半轴峰值的大小；所述第二电压跟随电路与第二二极管组成反向钳位电源，电压从-V至0V可调，当所述第二电压跟随电路的第三运算放大器的输出端输出电压介于-V至0V时，由于二极管的正向导通作用，把电压信号方波的负半轴限位在该输出端的设定电压且不影响正半轴峰值大小，从而调节方波负半轴峰值的大小，从而实现通讯控制系统直接提供可调电压源控制给定输出电流、电压值。

结合所述反相比例放大电路实现的反相放大电压，整个所述电流/电压给定电路有效克服原有焊接设备中用电位器控制输入电压的局限，将机械手臂/自动化工装控制信号的2路0V至10V的模拟电压信号匹配成不同厂家的焊接设备所需的输出控制电流、电压值，同时控制焊机输出电流、电压值，实现焊接设备与机械手臂/自动化工装的全方位通讯。

其中，针对单线控制的电流、电压给定，所述通讯控制系统的电流/电压给定输出端连接焊接设备的给定控制线，针对双线控制的电流、电压给定，则所述通讯控制系统的电流给定输出端、电压给定输出端分别与焊接设备对应的电流给定输入端、电压给定输入端连接。其中，针对单线控制的电流、电压给定，焊接设备内部设有方波发生电路，方波的正半轴幅值控制焊接设备的电流调节，方波的负半轴幅值的电压大小控制焊接设备的电压调节，而所述工作控制电路中的电流/电压给定电路中形成正负半轴幅值电压可变的钳位源，通过对方波正负半轴幅值的限制可起到调节输出电流、电压大小的功能，从而调节焊接设备的输出电流和输出电压。

其进一步技术方案为：所述电流/电压给定电路还包括双向稳压钳位电路，所述双向稳压钳位电路用于保护电路，其包括第一稳压管及第二稳压管，所述第一稳压管的正极与第二二极管的负极相连，其负极与第二稳压管的负极相连，所述第二稳压管的正极接地。

其进一步技术方案为：所述反相比例放大电路包括第一运算放大器、第四电阻、第六电阻、第八电阻、第五电容、第七电容、第八电容及第九电容，所述第四电阻的一端连接至第一电压跟随电路的输出端，其另一端与所述第八电阻的一端相连，该第八电阻的另一端与第一运算放大器的输出端相连，所述第九电容与第八电阻并联，所述第七电容的一端接地，其另一端连接在第四电阻和第一电压跟随电路的输出端之间，所述第六电阻的一端接地，另一端与运算放大器的同相输入端相连，所述第一运算放大器的反相输入端连接在第四电阻和第八电阻之间，其输出端连接至第二电压跟随电路的输入端，该第一运算放大器的负电源端与负电源相连，其正电源端与正电源相连，所述第五电容的一端连接在负电源和第一运算放大器的负电源端之间，其另一端接地，所述第八电容的一端接地，该第八电容的另一端连接在正电源和第一运算放大器的正电源端之间。

其中，第五电容、第七电容、第八电容及第九电容对电路起滤波作用，减小干扰信号对电路的影响，第六电阻为平衡电阻，第四电阻为输入电阻，第八电阻为反馈电阻。

其进一步技术方案为：所述第一电压跟随电路包括第七电阻及第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端与第七电阻的一端相连，该第二运算放大器的反相输入端与其输出端相连，该输出端连接至所述反相比例放大电路的输入端，第七电阻的另一端与电压给定输入端相连。

其进一步技术方案为：所述第二电压跟随电路包括第五电阻、第三二极管及第三运算放大器，所述第五电阻的一端与所述反相比例放大电路的输出端相连，其另一端与第三运算放大器的同相输入端相连，该第三运算放大器的反相输入端与其输出端相连，该输出端与第二二极管的正极相连，所述第三二极管的负极接地，其正极连接在第五电阻和第三运算放大器的同相输入端之间。其中，第三二极管用于保护第二电压跟随电路不受干扰，确保第三运算放大器的同相输入端的输入信号为反相电压信号。

其进一步技术方案为：所述第三电压跟随电路包括第二电阻及第四运算放大器，所述第二电阻的一端与电流给定输入端相连，其另一端与第四运算放大器的同相输入端相连，该第四运算放大器的反相输入端与其输出端相连，该输出端与第一二极管的负极相连。

其进一步技术方案为：所述第三电压跟随电路的第四运算放大器的输出端接有一端接地的第四电容，该第三电压跟随电路中的第二电阻和电流给定输入端之间连接有一端接地的第三电容，第二电压跟随电路的第三运算放大器的输出端接有一端接地的第六电容。其中，第四电容及第六电容起滤波和储能作用，第三电容起滤波作用，以减少输入干扰信号对输出的影响。

其进一步技术方案为：所述信号采集电路包括电流传感器及电压传感器，其中，所述电流传感器用于采集焊接设备的输出电流信号，所述电压传感器用于采集焊接设备的输出电压信号。

其进一步技术方案为：所述信号反馈电路包括起弧判断电路及空载电压辅助电路，其中，所述起弧判断电路与所述电流传感器电连接，用于根据电流传感器所采集到的输出电流信号判断焊接设备是否起弧，所述空载电压辅助电路与所述电压传感器电连接，用于根据电压传感器所采集到的输出电压信号判断焊接设备是否短路或粘丝，判断后的结果反馈给机械手臂/自动化工装。其中，空载电压辅助电路的设置使得焊接设备在焊机空载状态下，输出一个固定的直流电压，系统循环检测输出电压，当信号采集电路采集到的电压低于短路、粘丝电压的标准设定值，则判断为焊接设备输出短路或粘丝并反馈相关信号给机械手臂/自动化工装。

其进一步技术方案为：所述电源系统包括用于对所述工作控制电路和所述信号采集电路供电的AC-DC电源电路及用于对所述控制信号接收电路和所述信号反馈电路供电的DC-DC电源电路，其中，AC-DC电路负责给通讯控制系统跟焊接设备连接部分控制电路提供电源，DC-DC电路采用6kV磁隔离(高频变压器)负责给通讯控制系统跟机械手臂/自动化工装控制电路提供电源。

其中，焊接设备部分继续采用原有接口，仅将焊接设备的高频开关/工频辅助电源用导线引出，给所述通讯控制系统通电，保证焊接设备的控制回路跟通讯控制系统共电源地，以节约成本及减小通讯控制系统的复杂程度，同时减小干扰，有效保证系统的稳定性、可靠性。同时，通讯控制系统分别与焊接设备和机械手臂/自动化工装连接，通讯控制系统中单独设计DC-DC电源电路，实现焊接设备与机械手臂/自动化工装控制信号的隔离，防止机械手臂与焊接电源互相干扰。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：本发明的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统，实现将机械手臂/自动化工装的控制信号匹配不同厂家的焊接设备并控制焊机输出电流、电压值的大小，实现没有共同控制信号的机械手臂/自动化工装与焊接设备之间的兼容，既能实现模拟通讯又能实现数字化通讯，同时将焊接电流、电压值反馈给机械手臂/自动化工装，使得无需改动原有焊接设备控制电路及通讯接口的基础上，实现焊接设备与机械手臂/自动化工装的全方位通讯，无需额外设计通讯接口，成本低，利于企业自动化转型制造，使用范围广。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统的系统框图。

图2为图1所示兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统的工作控制电路中的电流/电压给定电路的电路原理图。

图3为图1所示兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统的信号采集电路和信号反馈电路的一具体实施例的方框原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先，参照图1，本发明提供的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统100包括电源系统10、控制信号接收电路20、工作控制电路30、信号采集电路40以及信号反馈电路50。

其中，电源系统10用于为通讯控制系统100中的各个电路模块提供电源；控制信号接收电路20用于接收机械手臂/自动化工装对焊接设备发出的数字控制信号，并将该数字控制信号转换成相应的模拟信号；工作控制电路30用于将来自控制信号接收电路的模拟信号匹配成焊接设备所能识别的信号以控制焊接设备实现相应操作，实现匹配不同的焊接设备与机械手臂的模拟通讯；信号采集电路40用于采集焊接设备的输出电流和输出电压信号并直接反馈给所述机械手臂/自动化工装；信号反馈电路50用于根据所述信号采集电路40采集的输出电流和输出电压信号进行异常判断后反馈给所述机械手臂/自动化工装。

在某些实施例，例如本实施例中，所述工作控制电路30包括电流/电压给定电路，所述电流/电压给定电路用于根据来自控制信号接收电路20的信号而给定参考电压值至焊接设备，以保证焊接设备输出电压与给定电压一致。

其中，电流/电压给定电路给定一个参考电压给焊接设备，通过与焊接设备的实际电压输出值作比较，经过焊接设备内的PID运算电路保证焊接设备输出电压与电流/电压给定电路的设定值一致，实现无需重新采用新的焊接设备或针对不同的焊接设备单独设计一种通讯控制板即可匹配不同的焊接设备与机械设备进行模拟通讯，实现对输出电流、电压大小的调节。同时，所述工作控制电路30还包括根据机械手臂/自动化工装的控制信号控制继电器的动触点闭合来控制焊接设备进行开始焊接、打开气阀、送丝等工作的工作开机电路、气检电路及丝检电路。

结合图2，在某些实施例，例如本实施例中，所述电流/电压给定电路包括反相比例放大电路311、第一电压跟随电路312、第二电压跟随电路313、第三电压跟随电路314、第一二极管V1及第二二极管V2。

其中，所述第一电压跟随电路312的输入端作为电压给定输入端D，其输出端连接至所述反相比例放大电路311的输入端且同时作为电压给定输出端C；所述第二电压跟随电路313的输入端与所述反相比例放大电路311的输出端相连，其输出端与所述第二二极管V2的正极相连，所述第二二极管V2的负极输出作为电流/电压给定输出端B；所述第三电压跟随电路314的输入端作为电流给定输入端E，其输出端作为电流给定输出端A，所述第一二极管V1的负极与第三电压跟随电路314的输出端相连，其正极与所述第二二极管V2的负极相连。

其中，所述电流给定输入端E及电压给定输入端D连接至所述控制信号电路20的输出端，所述反相比例放大电路311用于反相放大电压，所述第一电压跟随电路312、第二电压跟随电路313及第三电压跟随电路314均用于实现输出电压跟随输入电压，则输出电压与输入电压相等；第一二极管V1及第二二极管V2用于限制输出电压大小。

其中，第一电压跟随电路312、第二电压跟随电路313及第三电压跟随电路314的设置在于提高输入阻抗，减小输入干扰信号对输出端影响，同时，第三电压跟随电路314与第一二极管V1组成正向钳位电源，电压从0V至+V可调，当所述第三电压跟随电路314的第四运算放大器U1D的输出端输出电压介于0V至+V时，由于二极管正向导通的作用，把电压信号方波的正半轴限位在该输出端的设定电压，且不影响方波负半轴峰值的大小；所述第二电压跟随电路313与第二二极管V2组成反向钳位电源，电压从-V至0V可调，当所述第二电压跟随电路313的第三运算放大器U1C的输出端输出电压介于-V至0V时，由于二极管的正向导通作用，把电压信号方波的负半轴限位在该输出端的设定电压且不影响正半轴峰值大小，从而调节方波负半轴峰值的大小，从而实现通讯控制系统直接提供可调电压源控制给定输出电流、电压值，从而调节焊接设备输出电流、电压的大小，实现匹配不同厂家的焊接设备与机械手臂进行通讯。

结合所述反相比例放大电路311实现的反相放大电压，整个所述电流/电压给定电路有效克服原有焊接设备中用电位器控制输入电压的局限，将机械手臂/自动化工装控制信号的2路0V至10V的模拟电压信号匹配成不同厂家的焊接设备所需的控制电流、电压值，同时控制焊机输出电流、电压值，实现焊接设备与机械手臂/自动化工装的全方位通讯。

其中，针对单线控制的电流、电压给定，所述通讯控制系统的电流/电压给定输出端B连接焊接设备的给定控制线，针对双线控制的电流、电压给定，则所述通讯控制系统的电流给定输出端A、电压给定输出端C分别与焊接设备对应的电流给定输入端、电压给定输入端连接。其中，针对单线控制的电流、电压给定，焊接设备内部设有方波发生电路，方波的正半轴复制控制焊接设备的电流调节，方波的负半轴幅值的电压大小控制焊接设备的电压调节，而所述工作控制电路中的电流/电压给定电路中形成正负半轴幅值电压可变的钳位电源，通过对方波正负半轴幅值的限制可起到调节输出电流、电压大小的功能，从而调节焊接设备的输出电流和输出电压。

继续参照图2，在某些实施例，例如本实施例中，所述电流/电压给定电路还包括双向稳压钳位电路315，所述双向稳压钳位电路315用于保护电路，其包括第一稳压管Z1及第二稳压管Z2，所述第一稳压管Z1的正极与第二二极管V2的负极相连，其负极与第二稳压管Z2的负极相连，所述第二稳压管Z2的正极接地。

在某些实施例，例如本实施例中，所述反相比例放大电路311包括第一运算放大器U1A、第四电阻R4、第六电阻R6、第八电阻R8、第五电容C5、第七电容C7、第八电容C8及第九电容C9，所述第四电阻R4的一端连接至第一电压跟随电路312的输出端，其另一端与所述第八电阻R8的一端相连，该第八电阻R8的另一端与第一运算放大器U1A的输出端相连，所述第九电容C9与第八电阻R8并联，所述第七电容C7的一端接地，其另一端连接在第四电阻R4和第一电压跟随电路312的输出端之间，所述第六电阻R6的一端接地，另一端与第一运算放大器U1A的同相输入端相连，所述第一运算放大器U1A的反相输入端连接在第四电阻R4和第八电阻R8之间，其输出端连接至第二电压跟随电路313输出端，该第一运算放大器U1A的负电源端与负电源相连，其正电源端与正电源相连，所述第五电容C5的一端连接在负电源和第一运算放大器U1A的负电源端之间，其另一端接地，所述第八电容C8的一端接地，该第八电容C8的另一端连接在正电源和第一运算放大器U1A的正电源端之间。

其中，第五电容C5、第七电容C7、第八电容C8及第九电容C9对电路起滤波作用，减小干扰信号对电路的影响，第六电阻R6为平衡电阻，第四电阻R4为输入电阻，第八电阻R8为反馈电阻。

在某些实施例，例如本实施例中，所述第一电压跟随电路312包括第七电阻R7级第二运算放大器U1B，所述第二运算放大器U1B的同相输入端与第七电阻R7的一端相连，该第二运算放大器U1B的反相输入端与其输出端相连，该输出端连接至所述反相比例放大电路311的输入端，第七电阻R7的另一端与电压给定输入端D相连。

所述第二电压跟随电路313包括第五电阻R5、第三二极管V3及第三运算放大器U1C，所述第五电阻R5的一端与所述反相比例放大电路311的输出端相连，其另一端与第三运算放大器U1C的同相输入端相连，该第三运算放大器U1C的反相输入端与其输出端相连，该输出端与第二二极管V2的正极相连，所述第三二极管V3的负极接地，其正极连接在第五电阻R5和第三运算放大器U1C的同相输入端之间。其中，第三二极管V3用于保护第二电压跟随电路313不受干扰，确保第三运算放大器U1C的同相输入端的输入信号为反相电压信号。

所述第三电压跟随电路314包括第二电阻R2及第四运算放大器U1D，所述第二电阻R2的一端与电流给定输入端E相连，其另一端与第四运算放大器U1D的同相输入端相连，该第四运算放大器U1D的反相输入端与其输出端相连，该输出端与第一二极管V1的负极相连。

在某些实施例，例如本实施例中，所述第三电压跟随电路314的第四运算放大器U1D的输出端接有一端接地的第四电容C4，该第三电压跟随电路314中第二电阻R2和电流给定输入端之间连接有一端接地的第三电容C3，第二电压跟随电路313的第三运算放大器U1C的输出端接有一端接地的第六电容C6。其中，第四电容C4及第六电容C6起滤波和储能作用，第三电容C3起滤波作用，以减少输入干扰信号对输出的影响。

参照图3，所述信号采集电路40包括用于采集焊接设备的输出电流信号的电流传感器401及用于采集焊接设备的输出电压信号的电压传感器402。

所述信号反馈电路50包括起弧判断电路501及空载电压辅助电路502，其中，所述起弧判断电路501与所述电流传感器401电连接，用于根据电流传感器所采集到的输出电流信号判断焊接设备是否起弧，所述空载电压辅助电路502与所述电压传感器402电连接，用于根据电压传感器402所采集到的输出电压信号判断焊接设备是否短路或粘丝，判断后的结果反馈给机械手臂/自动化工装。

其中，空载电压辅助电路502的设置使得焊接设备在焊机空载状态下，输出一个固定的直流电压，系统循环检测输出电压，当信号采集电路40采集到的电压低于短路、粘丝电压的标准设定值，则判断为焊接设备输出短路或粘丝，并反馈相关信号给机械手臂/自动化工装。

再参照图1，所述电源系统包括用于对所述工作控制电路和所述信号采集电路供电的AC-DC电源电路及用于对所述控制信号接收电路和所述信号反馈电路供电的DC-DC电源电路，其中，AC-DC电路负责给通讯控制系统跟焊接设备连接部分控制电路提供电源，DC-DC电路采用6kV磁隔离(高频变压器)负责给通讯控制系统跟机械手臂/自动化工装控制电路提供电源。

其中，焊接设备部分继续采用原有接口，仅将焊接设备的高频开关/工频辅助电源用导线引出，给所述通讯控制系统通电，保证焊接设备的控制回路跟通讯控制系统共电源地，以节约成本及减小通讯控制系统的复杂程度，同时减小干扰，有效保证系统的稳定性、可靠性。同时，通讯控制系统分别与焊接设备和机械手臂连接，通讯控制系统中单独设计DC-DC电源电路，实现焊接设备与机械手臂/自动化工装控制信号的隔离，防止机械手臂与焊接电源互相干扰。

综上所述，本发明所提供的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统，通过工作控制电路中的电流/电压给定电路形成正负半轴幅值电压可变的钳位电源，通过对方波正负半轴幅值的限制从而调节给定输出电流、电压的大小，使得给定输出电流、电压值与焊接设备输出控制所需的电流、电压值匹配，同时控制焊机输出电流、电压值的大小，实现没有共同控制信号的机械手臂/自动化工装与焊接设备之间的兼容，既能实现模拟通讯又能实现数字化通讯，同时将焊接电流、电压值按比例回传给机械手臂/自动化工装，通过信号反馈电路接收判断焊接设备的工作信息，使得无需改动原有焊接设备控制电路及通讯接口的基础上，直接使用通讯控制系统的工作控制电路调节焊接设备的输出电流、电压值，实现焊接设备与机械手臂/自动化工装的全方位通讯，无需额外设计通讯接口，成本低，利于企业自动化转型制造，使用范围广。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (7)

1.兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统，该通讯控制系统用于实现机械手臂/自动化工装与焊接设备之间的通信，其特征在于，包括：

控制信号接收电路，用于接收机械手臂/自动化工装对焊接设备发出的数字控制信号，并将该数字控制信号转换成相应的模拟信号；

工作控制电路，用于将来自控制信号接收电路的模拟信号匹配成焊接设备所能识别的信号以控制焊接设备实现相应操作；

信号采集电路，用于采集焊接设备的输出电流和输出电压信号并直接反馈给所述机械手臂/自动化工装；

信号反馈电路，用于根据所述输出电流和输出电压信号进行异常判断后反馈给所述机械手臂/自动化工装；

电源系统，用于为通讯控制系统的各个电路模块提供电源；

所述工作控制电路包括电流/电压给定电路，用于根据来自控制信号接收电路的信号而给定参考电压值至焊接设备，以保证焊接设备输出电压与给定电压一致；

所述电流/电压给定电路包括反相比例放大电路、第一电压跟随电路、第二电压跟随电路、第三电压跟随电路、第一二极管及第二二极管，其中，

所述第一电压跟随电路的输入端作为电压给定输入端，其输出端连接至所述反相比例放大电路的输入端且同时作为电压给定输出端；

所述第二电压跟随电路的输入端与所述反相比例放大电路的输出端相连，其输出端与所述第二二极管的正极相连，所述第二二极管的负极输出作为电流/电压给定输出端；

所述第三电压跟随电路的输入端作为电流给定输入端，其输出端作为电流给定输出端，所述第一二极管的负极与第三电压跟随电路的输出端相连，其正极与所述第二二极管的负极相连；

所述信号采集电路包括有用于采集焊接设备的输出电流信号的电流传感器及用于采集焊接设备的输出电压信号的电压传感器。

2.如权利要求1所述的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统，其特征在于，所述电流/电压给定电路还包括双向稳压钳位电路，该双向稳压钳位电路包括第一稳压管及第二稳压管，所述第一稳压管的正极与第二二极管的负极相连，其负极与第二稳压管的负极相连，所述第二稳压管的正极接地。

3.如权利要求1所述的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统，其特征在于，所述反相比例放大电路包括第一运算放大器、第四电阻、第六电阻、第八电阻、第五电容、第七电容、第八电容及第九电容，所述第四电阻的一端连接至第一电压跟随电路的输出端，其另一端与所述第八电阻的一端相连，该第八电阻的另一端与第一运算放大器的输出端相连，所述第九电容与第八电阻并联，所述第七电容的一端接地，其另一端连接在第四电阻和第一电压跟随电路的输出端之间，所述第六电阻的一端接地，其另一端与第一运算放大器的同相输入端相连，所述第一运算放大器的反相输入端连接在第四电阻和第八电阻之间，其输出端连接至第二电压跟随电路的输入端，该第一运算放大器的负电源端与负电源相连，其正电源端与正电源相连，所述第五电容的一端连接在负电源和第一运算放大器的负电源端之间，其另一端接地，所述第八电容的一端接地，该第八电容的另一端连接在正电源和第一运算放大器的正电源端之间。

4.如权利要求1所述的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统，其特征在于，所述第一电压跟随电路包括第七电阻及第二运算放大器，所述第二运算放大器的同相输入端与第七电阻的一端相连，该第二运算放大器的反相输入端与其输出端相连，该输出端连接至所述反相比例放大电路的输入端，第七电阻的另一端与电压给定输入端相连；

所述第二电压跟随电路包括第五电阻、第三二极管及第三运算放大器，所述第五电阻的一端与所述反相比例放大电路的输出端相连，其另一端与第三运算放大器的同相输入端相连，该第三运算放大器的反相输入端与其输出端相连，该输出端与第二二极管的正极相连，所述第三二极管的负极接地，其正极连接在第五电阻和第三运算放大器的同相输入端之间；

所述第三电压跟随电路包括第二电阻及第四运算放大器，所述第二电阻的一端与电流给定输入端相连，其另一端与第四运算放大器的同相输入端相连，该第四运算放大器的反相输入端与其输出端相连，该输出端与第一二极管的负极相连。

5.如权利要求4所述的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统，其特征在于，所述第三电压跟随电路的第四运算放大器的输出端接有一端接地的第四电容，该第三电压跟随电路中第二电阻和电流给定输入端之间连接有一端接地的第三电容，第二电压跟随电路的第三运算放大器的输出端接有一端接地的第六电容。

6.如权利要求1所述的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统，其特征在于，所述信号反馈电路包括：

起弧判断电路，用于根据电流传感器所采集到的输出电流信号判断是否起弧；以及

空载电压辅助电路，用于根据电压传感器所采集到的输出电压信号判断焊接设备是否短路或粘丝。

7.如权利要求1-6任一项所述的兼容基于模拟接口的焊接设备的通讯控制系统，其特征在于，所述电源系统包括：

AC-DC电源电路，用于对所述工作控制电路和所述信号采集电路供电；以及

DC-DC电源电路，用于对所述控制信号接收电路和所述信号反馈电路供电。