CN111327232A - 一种送丝电机控制方法、控制器、电路及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接领域，公开一种送丝电机控制方法、控制器及控制电路，其中，该送丝电机控制方法包括：首先，分别获取第一反馈信号和第二反馈信号，该第一反馈信号和第二反馈信号均反映送丝电机的工作状态，然后将第一反馈信号作为主反馈信号，根据主反馈信号，控制送丝电机的工作状态，最后判断第一反馈信号与送丝电机的预设送丝信号的差值是否大于预设限定值，若是，将主反馈信号切换为第二反馈信号，因此，当第一反馈信号与预设送丝信号的差值大于预设限定值时，会将第二反馈信号作为主反馈信号进行送丝电机的控制，进而精准控制送丝电机的工作状态，避免焊接缺陷，保证整个焊接系统工作稳定。

Description

一种送丝电机控制方法、控制器、电路及系统

技术领域

本发明涉及焊接领域，特别是涉及一种送丝电机控制方法、控制器及电路。

背景技术

随着焊接技术的发展，为了应对不同的应用场景及满足不同的焊接需求，产生了多种不同的焊接方法。例如：手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化电极气体保护焊等等。

在熔化电极气体保护焊中，通过采用可熔化的焊丝作为电极，以连续送进的焊丝与被焊工件之间燃烧的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属。其中，焊丝的送丝速度由送丝电机控制。若无法精准控制送丝电机，则会影响焊丝的送丝速度，进而影响焊丝熔化速度，无法保证焊接过程的稳定。

发明内容

本发明实施例一个目的旨在提供一种送丝电机控制方法、控制器及电路，以能够对送丝电机工作状态精准控制。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：

在第一方面，本发明实施例提供一种送丝电机控制方法，应用于焊接系统，包括：

分别获取第一反馈信号和第二反馈信号，所述第一反馈信号和所述第二反馈信号均反映所述送丝电机的工作状态；

将所述第一反馈信号作为主反馈信号，根据所述主反馈信号，控制所述送丝电机的工作状态；

判断所述第一反馈信号与所述送丝电机的预设送丝信号的差值是否大于预设限定值；

若是，将所述主反馈信号切换为所述第二反馈信号。

在一些实施例中，所述根据所述主反馈信号，控制所述送丝电机的送丝速度，包括：

根据所述主反馈信号，生成所述送丝电机的驱动信号；

根据所述驱动信号，控制所述送丝电机的送丝速度。

在一些实施例中，所述获取第二反馈信号，包括：

当所述驱动信号禁止时，获取所述第二反馈信号。

在一些实施例中，所述第二反馈信号是所述送丝电机的反电动势信号。

在一些实施例中，所述第一反馈信号与所述送丝电机的送丝速度呈线性关系。

在一些实施例中，所述送丝电机的转子上安装有编码器设备，

所述第一反馈信号由所述编码器设备获取。

在第二方面，本发明实施例提供一种控制器，所述控制器包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够用于执行如上所述的送丝电机控制方法。

在第三方面，本发明实施例提供一种送丝电机控制电路，应用于焊接系统，所述电路包括：

第一采样电路，与所述送丝电机连接，用于采样所述第一反馈信号；

第二采样电路，与所述送丝电机连接，用于采样所述第二反馈信号；

驱动电路，分别与所述送丝电机和所述第二采样电路连接，用于驱动所述送丝电机；

以及如上所述的控制器，所述控制器分别与所述第一采样电路、所述第二采样电路以及所述驱动电路连接。

在一些实施例中，所述第一采样电路是编码器设备。

在一些实施例中，当所述驱动电路未产生驱动信号时，所述第二采样电路采样所述第二反馈信号。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，在本发明实施例中，首先，分别获取第一反馈信号和第二反馈信号，该第一反馈信号和第二反馈信号均反映送丝电机的工作状态，然后将第一反馈信号作为主反馈信号，根据主反馈信号，控制送丝电机的工作状态，最后判断第一反馈信号与送丝电机的预设送丝信号的差值是否大于预设限定值，若是，将主反馈信号切换为第二反馈信号，因此，当第一反馈信号与预设送丝信号的差值大于预设限定值时，会将第二反馈信号作为主反馈信号进行送丝电机的控制，进而精准控制送丝电机的工作状态，避免焊接缺陷，保证整个焊接系统工作稳定。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种送丝电机控制电路应用场景的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种焊接系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种送丝电机控制电路的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种焊接系统的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的图4中的反电动势采样的采样时序图；

图6是本发明实施例提供一种控制器的结构示意图；

图7是本发明实施例提供一种送丝电机控制装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供一种送丝电机控制方法的流程示意图；

图9是图8中步骤52的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供一种送丝电机控制电路应用场景的结构示意图。如图1所示，该焊接系统具体是熔化电极电弧焊接系统，该熔化电极电弧焊接装置10包括：焊接电源11、焊丝12、电弧13、母材14以及送丝装置15，其中焊接电源11分别为焊丝12、电弧13以及母材14提供能量，用以熔化焊丝12、维持电弧13以及加热母材14。焊丝12被送机装置15以一定的速度送进，供电弧13将其熔化，焊丝12的送进速度与焊丝12熔化速度保持一致，才能保证焊接过程的稳定，因此，焊丝的送进速度是影响焊接过程稳定的一个重要因素。

当需要焊接时，首先通过焊接电源为各个装置提供电源，用户设置焊接装置的各种参数，例如气体、焊丝材质、焊接电压和焊接电流等，然后用户按下焊枪开关，焊接电源进入引弧阶段，同时，控制送丝机按照预先设置好的送丝速度开始送丝。在焊接过程中，会通过采样电路采样送丝电机的控制参数，根据反馈的控制参数，控制送丝电机的各种参数，使其送丝速度稳定，以保证整个焊接过程稳定。

请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种焊接系统结构示意图。如图2所示，该焊接系统20包括焊接电源21、电弧负载22、送丝电机23以及电机控制电路24，其中，焊接电源21与电弧负载22之间使用功率线连接，焊接电源21为电弧负载22和送丝电机23提供电源，电机控制电路24用于控制送丝电机23的运行参数，电机控制电路24与送丝电机23之间同样采用功率线连接，送丝电机上的转子上可以设置编码器设备，用于采样送丝电机23的工作参数，并通过至少四根信号线传送给电机控制电路24，由电机控制电路24处理。若使用四根信号线传输信号，那么在编码器设备发送侧和电机控制电路24接收侧存在两个端子，共8个引脚。在熔化电机气体保护焊系统中，这些信号线与焊接用的功率线包扎成组合线缆，连接焊接电源与送丝机构。电机控制电路24中还可以包含采样电路，其可以通过采样电路采样送丝电机的工作参数，电机控制电路24根据采样的送丝电机工作参数，控制送丝电机23的送丝速度等，以保证送丝的稳定性。

请参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种送丝电机控制电路的结构示意图，该送丝电机控制电路24包括第一采样电路241、第二采样电路242、驱动电路243以及控制器245，其中，第一采样电路241与送丝电机23连接，用于采样第一反馈信号，第二采样电路242分别与送丝电机23和驱动电路243连接，用于采样第二反馈信号，驱动电路243分别与送丝电机23和第二采样电路242连接，用于驱动送丝电机23，控制器245分别与第一采样电路241、第二采样电路242以及驱动电路243连接，用于根据采样电路的反馈信号生成驱动电路243的控制信号，进而控制驱动电路243生成送丝电机23的驱动信号，从而控制送丝电机的工作状态。

第一采样电路241采样的送丝电机的工作参数，送丝电机的工作参数可以是送丝电机的工作电压、工作电流或者送丝电机的轮转速度等，由此而获取第一反馈信号，该第一反馈信号可以反馈送丝电机的工作状态，例如：送丝速度、送丝电压或送丝电流等装，第一采样电路241将该第一反馈信号传送给控制器245，由控制器245接收和处理。

第二采样电路242同样采样送丝电机的工作参数，由此获取第二反馈信号，该第二反馈信号同样可以反馈送丝电机的工作状态，第二采样电路将该第二反馈信号传送给控制器245，由控制器245接收和处理。

首先，控制器245将第一反馈信号作为主反馈信号，根据该主反馈信号，生成控制驱动电路243的控制信号，进而控制驱动电路243生成送丝电机的驱动信号，从而控制送丝电机的送丝工作状态，以使得送丝电机能按照预设送丝信号工作，以主反馈信号为送丝速度信号，预设送丝信号为预设送丝速度为例，控制器245按照第一采样电路241采样得到的送丝速度信号控制送丝电机的工作状态，使得送丝电机的送丝速度能够达到预设送丝速度，进而使得整个焊接系统稳定工作。

然后，控制器245判断第一反馈信号与送丝电机的预设送丝信号的差值是否大于预设限定值，若是，则代表第一采样电路241采样得到的第一反馈信号与送丝电机的实际工作状态有偏差，若继续使用第一采样电路241采样的第一反馈信号作为主反馈信号，则有可能使得送丝速度大幅波动，控制不精确，继而造成焊接缺陷，使得整个焊接系统工作不稳定。因此，当第一反馈信号与送丝电机的预设送丝信号的差值大于预设限定值时，控制器245会将主反馈信号切换为第二反馈信号，根据第二反馈信号生成控制驱动电路243的控制信号，以控制驱动电路243生成送丝电机的驱动信号，从而根据驱动信号，控制送丝电机的工作状态。其中，预设限定值可以由用户根据需要而设定，代表可以允许的送丝电机的工作误差，若预设送丝信号是送丝电机的送丝速度，那么预设限定值就是指可以允许的送丝速度误差。

综上所述，在本发明实施例中，第一采样电路241和第二采样电路242同时分别采样送丝电机的反馈信号，并将第一反馈信号和第二反馈信号同时传送给控制器245，控制器245以第一反馈信号作为主反馈信号，并根据主反馈信号控制送丝电机的工作状态，若第一反馈信号与预设送丝信号的差值大于预设限定值，那么控制器245就切换主反馈信号为第二反馈信号，根据第二反馈信号控制送丝电机工作状态。因此，当第一反馈信号与送丝电机实际工作状态有偏差时，或者第一采样电路241采样不精确时，可以切换主反馈信号，能够更精确控制送丝电机工作状态，使得整个焊接系统工作稳定。

在一些实施例中，驱动电路243可以集成于控制器245内部，那么控制器245根据主反馈信号直接生成驱动信号，根据驱动信号控制送丝电机的送丝速度。

在一些实施例中，请参阅图4，图4是本发明实施例提供的另一种焊接系统结构示意图，如图4所示，该送丝电机控制电路24中的第一采样电路241用编码器实现，编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器设置与送丝电机23的转子上，通过至少4跟信号线与控制器连接，当送丝速度发生变化时，编码器里的光栅信号频率会跟随送丝速度变化而线性变化。同时，为了甄别送丝速度的方向，编码器信号分为A相和B相，两者错相180度，当A相超前B相时，设定为送丝电机23正转，当A相滞后B相时，设定为送丝电机23反转。编码器获取的可以反映送丝电机送丝速度的信号称为第一反馈信号，并将第一反馈信号传送给控制器245。

在一些实施例中，请继续参阅图4，第二采样电路242是反电动势采样电路，其分别与驱动电路243、送丝电机23和控制器245连接，反电动势采样电路242采样的是送丝电机的反电动势信号，若送丝电机23为直流电机，那么送丝电机23的反电动势与转速之间的关系接近为线性。请参阅图5，图5是反电动势采样电路242的采样时序和驱动电路243的驱动信号时序，驱动信号是PWM波的形式，当驱动电路243发出的驱动信号禁止时，反电动势采样电路242采样送丝电机23的反电动势，然后反电动势采样电路242将其作为第二反馈信号，即送丝电机23的反电动势信号传送给控制器245。

在上述各个实施例中，内部控制器或外部控制器作为一控制器，其可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制器还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。控制器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。

如图6所示，控制器30(内部控制器或外部控制器)包括：至少一个处理器31以及与所述至少一个处理器31通信连接的存储器32；其中，图6中以一个处理器31为例。处理器31和存储器32可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

其中，存储器32存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器31能够用于执行上述磁控管状态检测的控制逻辑。

因此，控制器30能够当第一反馈信号与预设送丝信号的差值大于预设限定值时，会将第二反馈信号作为主反馈信号进行送丝电机的控制，进而精准控制送丝电机的工作状态，避免焊接缺陷，保证整个焊接系统工作稳定。

作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例提供一种送丝电机控制装置。该送丝电机控制装置作为软件系统，其可以存储在图4与图7所阐述的控制器25内。该送丝电机控制装置包括若干指令，该若干指令存储于存储器内，处理器可以访问该存储器，调用指令进行执行，以完成上述送丝电机控制的控制逻辑。

如图7所示，该送丝电机控制装置40包括第一获取模块41，用于获取第一反馈信号，第二获取模块42，用于获取第二反馈信号，所述第一反馈信号和所述第二反馈信号均反映所述送丝电机的工作状态；控制模块43，用于将所述第一反馈信号作为主反馈信号，根据所述主反馈信号，控制所述送丝电机的工作状态；判断模块44，用于判断所述第一反馈信号与所述送丝电机的预设送丝信号的差值是否大于预设限定值；切换模块45，用于将所述主反馈信号切换为所述第二反馈信号。

该送丝电机控制装置40能够当第一反馈信号与预设送丝信号的差值大于预设限定值时，会将第二反馈信号作为主反馈信号进行送丝电机的控制，进而精准控制送丝电机的工作状态，避免焊接缺陷，保证整个焊接系统工作稳定。在一些实施例中，请继续参阅图7，控制模块43包括生成单元431，用于根据所述主反馈信号，生成所述送丝电机的驱动信号；控制单元432，用于根据所述驱动信号，控制所述送丝电机的送丝速度。

在一些实施例中，第二获取模块42具体用于当所述驱动信号禁止时，获取所述第二反馈信号。

作为本发明实施例的又另一方面，本发明实施例提供一种送丝电机控制方法。本发明实施例的送丝电机控制方法的功能除了借助上述图7所述的送丝电机控制装置的软件系统来执行，其亦可以借助硬件平台来执行。例如：送丝电机控制方法可以在合适类型具有运算能力的处理器的电子设备中执行，例如：单片机、数字处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等等。

下述各个实施例的送丝电机控制方法对应的功能是以指令的形式存储在电子设备的存储器上，当要执行下述各个实施例的送丝电机控制方法对应的功能时，电子设备的处理器访问存储器，调取并执行对应的指令，以实现下述各个实施例的送丝电机控制方法对应的功能。

存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如上述实施例中的送丝电机控制装置40对应的程序指令/模块(例如，图7所述的各个模块和单元)，或者下述实施例送丝电机控制方法对应的步骤。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行送丝电机控制装置40的各种功能应用以及数据处理，即实现下述实施例送丝电机控制装置40的各个模块与单元的功能，或者下述实施例送丝电机控制方法对应的步骤的功能。

存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器中，当被所述一个或者多个处理器执行时，执行上述任意方法实施例中的送丝电机控制方法，例如，执行下述实施例描述的图8至图9所示的各个步骤；也可实现附图7所述的各个模块和单元的功能。

如图8所示，该送丝电机控制方法50包括：

步骤51、分别获取第一反馈信号和第二反馈信号，所述第一反馈信号和所述第二反馈信号均反映所述送丝电机的工作状态；

步骤52、将所述第一反馈信号作为主反馈信号，根据所述主反馈信号，控制所述送丝电机的工作状态；

步骤53、判断所述第一反馈信号与所述送丝电机的预设送丝信号的差值是否大于预设限定值；

步骤54、若是，将所述主反馈信号切换为所述第二反馈信号。

通过采用该方法，其能够当第一反馈信号与预设送丝信号的差值大于预设限定值时，会将第二反馈信号作为主反馈信号进行送丝电机的控制，进而精准控制送丝电机的工作状态，避免焊接缺陷，保证整个焊接系统工作稳定。

在一些实施例中，9所示，步骤52包括：

步骤521、根据所述主反馈信号，生成所述送丝电机的驱动信号；

步骤522、根据所述驱动信号，控制所述送丝电机的送丝速度。

在一些实施例中，步骤51还具体包括：当所述驱动信号禁止时，获取所述第二反馈信号。

由于装置实施例和方法实施例是基于同一构思，在内容不互相冲突的前提下，方法实施例的内容可以引用装置实施例的，在此不赘述。

作为本发明实施例的又另一方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使焊接系统执行如上任一项所述的送丝电机控制方法，例如执行上述任意方法实施例中的送丝电机控制方法，例如，执行上述任意装置实施例中的送丝电机控制装置。

通过采用该方法，其能够当第一反馈信号与预设送丝信号的差值大于预设限定值时，会将第二反馈信号作为主反馈信号进行送丝电机的控制，进而精准控制送丝电机的工作状态，避免焊接缺陷，保证整个焊接系统工作稳定。需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种送丝电机控制方法，应用于熔化电极气体保护焊接系统，其特征在于，包括：

分别获取第一反馈信号和第二反馈信号，所述第一反馈信号和所述第二反馈信号均反映所述送丝电机的工作状态；

将所述第一反馈信号作为主反馈信号，根据所述主反馈信号，控制所述送丝电机的工作状态；

判断所述第一反馈信号与所述送丝电机的预设送丝信号的差值是否大于预设限定值；

若是，将所述主反馈信号切换为所述第二反馈信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述主反馈信号，控制所述送丝电机的送丝速度，包括：

根据所述主反馈信号，生成所述送丝电机的驱动信号；

根据所述驱动信号，控制所述送丝电机的送丝速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取第二反馈信号，包括：

当所述驱动信号禁止时，获取所述第二反馈信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二反馈信号是所述送丝电机的反电动势信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一反馈信号与所述送丝电机的送丝速度呈线性关系。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述送丝电机的转子上安装有编码器，

所述第一反馈信号由所述编码器获取。

7.一种控制器，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够用于执行如权利要求1至6任一项所述的送丝电机控制方法。

8.一种送丝电机控制电路，应用于焊接系统，其特征在于，所述电路包括：

第一采样电路，与所述送丝电机连接，用于采样所述第一反馈信号；

第二采样电路，与所述送丝电机连接，用于采样所述第二反馈信号；

驱动电路，分别与所述送丝电机和所述第二采样电路连接，用于驱动所述送丝电机；

以及如权利要求7所述的控制器，所述控制器分别与所述第一采样电路、所述第二采样电路以及所述驱动电路连接。

9.根据权利要求8所述的送丝电机控制电路，其特征在于，所述第一采样电路是编码器。

10.根据权利要求8-9任一项所述的送丝电机控制电路，其特征在于，

当所述驱动电路未产生驱动信号时，所述第二采样电路采样所述第二反馈信号。

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