CN107398660A

CN107398660A - 用于控制焊机的方法、装置及系统

Info

Publication number: CN107398660A
Application number: CN201710617498.XA
Authority: CN
Inventors: 王伟
Original assignee: Tangshan Matsushita Industrial Equipment Co Ltd
Current assignee: Panasonic Welding Systems Tangshan Co Ltd
Priority date: 2017-07-26
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2037-07-26
Also published as: CN107398660B

Abstract

本申请公开一种用于控制焊机的方法、装置及系统，涉及焊接控制技术领域。该方法包括：在焊机待机时获取校正参数；在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度；通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压；以及根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。本申请公开的用于控制焊机的方法、装置及系统，能够提高焊接的一致性与稳定性。

Description

用于控制焊机的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及焊接控制技术领域，具体而言，涉及一种用于控制焊机的方法、装置及系统。

背景技术

焊接作为工业制造的重要手段，一直以来在我国经济建设中发挥重要作用。焊接过程自动化系统可以组成一个简单的自动焊接专机，其主要构成如下：1、焊接电源。2、送丝机及其控制与调速系统。3、焊接机头用其移动机构。4、焊件移动或变位机构。5、主控制器。6、计算机软件。7、焊头导向或跟踪机构。8、辅助装置。

其中，主控制器。亦称系统控制器，主要用于各组成部分的联动控制，焊接程序的控制，主要焊接参数的设定，调整和显示。在现有技术中，主控制器中的焊机控制回路会对焊接时候的电流和电压进行采集，并根据采集的数据进行各种复杂的控制，以达到很好的焊接效果。

但是，由于焊接本身属于产生较大热能的工作品种，而且当外界或者焊接机内的温度变化时、焊机自身器件老化、器件损坏更换或设备之间的连接器接头氧化，都会造成电流和电压采集的误差。在现有技术的模拟控制焊接系统中，上述原因造成的偏差对于输出结果的影响不大；但是在高精度控制的全数字焊接系统中，尤其是使用了更细腻的波形控制的系统，上述影响会对焊接性能造成严重的不良影响，使焊接的一致性变差，稳定性下降，焊缝成型不均匀。

因此，需要一种新的用于控制焊机的方法、装置及系统。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于控制焊机的方法、装置及系统，能够提高焊接的一致性与稳定性。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一方面，提出一种用于控制焊机的方法，该方法包括：在焊机待机时获取校正参数；在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度；通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压；以及根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：在所述焊机零输入情况下，测量反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系；以及通过所述反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系，生成所述校正公式。

在本公开的一种示例性实施例中，所述校正公式包括：通过数据库形式储存。

在本公开的一种示例性实施例中，所述校正公式包括：通过函数关系形式储存。

在本公开的一种示例性实施例中，所述在焊机待机时获取校正参数，包括：在所述焊机待机时获取所述焊机的待机电流、待机电压以及待机温度；以及通过所述待机电流、待机电压以及待机温度之间的关系，生成校正参数。

在本公开的一种示例性实施例中，包括：通过所述校正公式与所述焊机的待机电流、待机电压以及待机温度，生成所述校正参数。

根据本发明的一方面，提出一种用于控制焊机的装置，该装置包括：参数模块，用于在焊机待机时获取校正参数；工作模块，用于在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度；校正模块，用于通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压；以及运作模块，用于根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：校正公式模块，用于在所述焊机零输入情况下，测量反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系；以及通过所述温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系，生成所述校正公式。

根据本发明的一方面，提出一种用于控制焊机的系统，该系统包括：参数采集传感器，用于在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度；以及在焊机待机时获取校正参数；运算单元，用于通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压；以及控制单元，用于根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。

在本公开的一种示例性实施例中，包括：温度采集传感器，用于采集焊机在不同情况下的温度；以及储存单元，用于以数据库函数关系形式储存所述校正公式，或以函数关系形式储存所述校正公式、以及所述校正参数。

根据本发明的用于控制焊机的方法、装置及系统，能够提高焊接的一致性与稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种用于控制焊机的方法的流程图。

图2是根据另一示例性实施例示出的一种用于控制焊机的方法的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种用于控制焊机的装置的框图。

图4是根据另一示例性实施例示出的一种用于控制焊机的系统的框图。

图5是根据另一示例性实施例示出的一种用于控制焊机的系统的框图。

图6是根据另一示例性实施例示出的一种用于控制焊机的系统的框图。

具体实施例

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本发明将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的，因此不能用于限制本发明的保护范围。

下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。

如图1所示，在S102中，在焊机待机时获取校正参数。如上文中介绍，焊机在工作时候的特性会受各种环境因素(不包含温度)的影响，环境因素可例如为器件老化造成的影响，接口氧化、器件损坏后的更换等等带来的影响，在焊机待机时，获取上述影响的对焊机的影响作为校正参数。可例如，通过焊机的控制系统具备温度采集单元，在待机时测量当前温度T_z、反馈电流I_z、反馈电压U_z，上述值I_z和U_z认为是温度漂移和环境原因带来的总的影响值。还可例如，通过去除温度漂移对反馈电压U_z与反馈电流I_z的影响，以获得校正参数。

在S104中，在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度。在焊接工作的时候，实时获取焊机工作的电流I_w与工作的电压U_w，以及工作温度T_w。可例如通过温度采集模块、电流电压采集模块获得焊机实时温度、电流电压相关信息。

在S106中，通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压。图2是根据另一示例性实施例示出的一种用于控制焊机的方法的示意图。如图2所述，在没有校准的情况下，焊机的电流峰值设定为I1，而实际中，由于受到温度以及环境因素的影响，焊机的峰值电流实际输出为I2，这种情况会对焊接性能造成不利影响。通过校准公式对焊机的工作电流与工作电压进行校准，获得的校正电流与校正电压可以减小这个差别。校正公式可例如通过在所述焊机零输入情况下，测量反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系；以及通过所述反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系，生成所述校正公式。然而本发明不以此为限。

在S108中，根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。

根据本发明的用于控制焊机的方法，通过校正公式与校正参数对焊机工作电流与工作电压进行校准，从而获证校正电流与校正电压，并以此控制焊机工作的方式，能够提高焊接的一致性与稳定性。

应清楚地理解，本发明描述了如何形成和使用特定示例，但本发明的原理不限于这些示例的任何细节。相反，基于本发明公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。

焊机内部增加温度测量模块或芯片，在焊机实际零输入的条件下，测量不同的温度T对应不同的反馈电流I₀电压U₀，将上述关系生成对应关系U₀(n)＝f(T(n))，I₀(n)＝g(T(n))，该公式可作为校正公式。

在本公开的一种示例性实施例中，所述校正公式包括：通过数据库形式储存，还包括：通过函数关系形式储存。校正公式可为数据库形式进行储存，校正公式可例如储存为如表1所示的形式。

表1校正公式

T	I₀	U₀
			T₁	I₁	U₁
T₂	I₂	U₂
			……	……	……
T_n	I_n	U_n

在实际焊机运作过程中，可以直接根据实时温度，读取对应的电流与电压的关系。

校正公式还可例如通过函数关系储存，在实际焊接的运作过程中，根据函数关系，计算得到温度与电流以及电压的的关系。本发明不以此为限。

在本公开的一种示例性实施例中，所述在焊机待机时获取校正参数，包括：在所述焊机待机时获取所述焊机的待机电流、待机电压以及待机温度；以及通过所述待机电流、待机电压以及待机温度之间的关系，生成校正参数。还包括：通过所述校正公式与所述焊机的待机电流、待机电压以及待机温度，生成所述校正参数。

在待机时测量当前值I_z、U_z、T_z，根据上文中获得的校正公式，推算出校正参数。

其中，可例如：

I_z＝I₀+a (1)；

U_z＝U₀+b (2)；

其中，当前温度T对应的校准电流I₀，校准电压U₀，a为本焊机对应的电流校准参数，b为本焊机对应的电压校准参数。

在焊接过程中测量I_w、U_w、T_w，通过校正公式与校正参数获取反馈电流I＝h(I_w,T_w,I_z,T_z)，校正后的反馈电压为U＝j(U_w,T_w,U_z,T_z)。

其中，可例如：

I＝h(I_w,T_w,I_z,T_z)＝g(T(n))+a (3)；

U＝j(U_w,T_w,U_z,T_z)＝f(T(n))+b (4)；

根据本发明的用于控制焊机的方法，通过上述手段，可以大幅度提高焊接电流、电压的采样准确性，进而提升焊接性能的一致性和稳定性，减小焊缝成型不均匀的现象。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤被实现为由CPU执行的计算机程序。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明提供的上述方法所限定的上述功能。所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

参数模块302用于在焊机待机时获取校正参数。

工作模块304用于在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度。

校正模块306用于通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压。

运作模块308用于根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：校正公式模块(图中未示出)，用于在所述焊机零输入情况下，测量反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系；以及通过所述温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系，生成所述校正公式。

根据本发明的用于控制焊机的装置，通过校正公式与校正参数对焊机工作电流与工作电压进行校准，从而获证校正电流与校正电压，并以此控制焊机工作的方式，能够提高焊接的一致性与稳定性。

根据本发明的一方面，提出一种用于控制焊机的系统，该系统包括：参数采集传感器402用于在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度；以及在焊机待机时获取校正参数；其中，可例如，在所述焊机待机时获取所述焊机的待机电流、待机电压以及待机温度；以及通过所述待机电流、待机电压以及待机温度之间的关系，生成校正参数。还可例如，通过所述校正公式与所述焊机的待机电流、待机电压以及待机温度，生成所述校正参数。

运算单元404用于通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压。

控制单元406用于根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。

在本公开的一种示例性实施例中，该系统还包括：温度采集传感器408，用于采集焊机在不同情况下的温度。

储存单元410用于以数据库函数关系形式储存所述校正公式，或以函数关系形式储存所述校正公式、以及所述校正参数。其中，在所述焊机零输入情况下，测量反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系；以及通过所述反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系，生成所述校正公式。所述校正公式包括：通过数据库形式储存或者、通过函数关系形式储存。

根据本发明的用于控制焊机的系统，通过校正公式与校正参数对焊机工作电流与工作电压进行校准，从而获证校正电流与校正电压，并以此控制焊机工作的方式，能够提高焊接的一致性与稳定性。

如图5所示，该系统可例如包括电流采集传感器502、电流反馈电路504、AD采样506；电压采集传感器512、电压反馈电路514、AD采样516；以及运动电路508、温度采集传感器510、储存单元518以及控制单元520。

其中焊机在零输入、待机与工作时的电流电压与温度可通过电流采集传感器502、电压采集传感器512、温度采集传感器510完成。经过电流反馈电路504、AD采样506，电压反馈电路514、AD采样516，处理之后将数据输入运算单元508中。运算单元508计算得到的结果可储存在储存单元518中。运算单元508与储存单元518实时交互数据，以提供实时的校准电流与校准电压值给控制单元520，继而进行焊机的实时控制。

如图6所示，用户输入设置电流I_set，实时的测量电流为I_fb，通过电流闭环控制系统，实时测量电流通过校准处理，最终生成控制PID信号，PID控制信号输入驱动电路中，以控制后续运作。其中，PID控制器是在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。

本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施例的方法。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施例。应可理解的是，本发明不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

此外，本说明书说明书附图所示出的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所公开的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用以限定本公开可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本公开所能产生的技术效果及所能实现的目的下，均应仍落在本公开所公开的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本公开可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。

Claims

1.一种用于控制焊机的方法，其特征在于，包括：

在焊机待机时获取校正参数；

在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度；

通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压；以及

根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述焊机零输入情况下，测量反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系；以及

通过所述反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系，生成所述校正公式。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述校正公式包括：

通过数据库形式储存。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述校正公式包括：

通过函数关系形式储存。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在焊机待机时获取校正参数，包括：

在所述焊机待机时获取所述焊机的待机电流、待机电压以及待机温度；以及

通过所述待机电流、待机电压以及待机温度之间的关系，生成校正参数。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括：

通过所述校正公式与所述焊机的待机电流、待机电压以及待机温度，生成所述校正参数。

7.一种用于控制焊机的装置，其特征在于，包括：

参数模块，用于在焊机待机时获取校正参数；

工作模块，用于在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度；

校正模块，用于通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压；以及

运作模块，用于根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

校正公式模块，用于在所述焊机零输入情况下，测量反馈温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系；以及通过所述温度、反馈电流以及反馈电压之间的关系，生成所述校正公式。

9.一种用于控制焊机的系统，其特征在于，包括：

参数采集传感器，用于在所述焊机工作时获取焊机工作电流、工作电压与工作温度；以及在焊机待机时获取校正参数；

运算单元，用于通过校正公式与所述校正参数计算所述焊机的校正电流与校正电压；以及

控制单元，用于根据所述校正电流与校正电压控制所述焊机运作。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，包括：

温度采集传感器，用于采集焊机在不同情况下的温度；以及

储存单元，用于以数据库函数关系形式储存所述校正公式，或以函数关系形式储存所述校正公式、以及所述校正参数。