CN111872514B - 用于数字焊机的回烧控制方法及相关设备 - Google Patents

用于数字焊机的回烧控制方法及相关设备 Download PDF

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Abstract

本公开提供用于数字焊机的回烧控制方法及相关设备。所述方法包括：获取焊丝的干伸长度；获取所述焊丝的熔化系数；获取目标熔球的尺寸；根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量；以及根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球。本公开提供的用于数字焊机的回烧控制方法可以控制熔球的大小。

Description

用于数字焊机的回烧控制方法及相关设备
技术领域
本公开涉及电弧焊接技术领域，具体而言，涉及一种用于数字焊机的回烧控制方法、装置、数字焊机和可读存储介质。
背景技术
在焊接结束时，通常会在焊丝制动阶段输出一个能量，以保证焊丝不会和母材粘连。一般情况下，焊丝回烧结束都会在焊丝顶端形成一个熔球，熔球的大小会影响下一次的引弧。传统的方式，只是给出一个固定的能量，很难精确的控制熔球大小。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此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
本公开的目的在于提供一种用于数字焊机的回烧控制方法、装置、数字焊机和可读存储介质，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的不能的控制熔球大小的问题。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种用于数字焊机的回烧控制方法，包括：
获取焊丝的干伸长度；
获取所述焊丝的熔化系数；
获取目标熔球的尺寸；
根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量；以及
根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球。
在一个实施例中，获取焊丝的干伸长度包括：
通过视觉传感器获取所述干伸长度。
在一个实施例中，获取所述焊丝的熔化系数包括：
根据以下公式确定所述熔化系数：
Figure GDA0003576940380000021
其中，m为所述焊丝的熔化量，a为电阻热常数，b为电弧热常数，up为产热等效电压，k为所述焊丝的电阻系数，l为所述焊丝的干伸长度，i(t)为所述焊丝中通过的电流，t3为最后一次熔滴与所述焊丝分离的时间，t4为以特定时间供应输出电流结束时间。
在一个实施例中，获取所述焊丝的熔化系数包括：
根据所述焊丝的送丝量等于所述熔化量，改变所述焊丝的干伸长度以获得所述电阻热常数、所述电弧热常数和所述产热等效电压的数值。
在一个实施例中，获取焊丝的干伸长度包括：
在所述数字焊机进入回烧阶段时，获取所述焊丝的干伸长度。
在一个实施例中，根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球包括：
在最后一次熔滴与所述焊丝分离时，向所述焊丝以特定时间供应输出电流以获得所述目标熔球。
在一个实施例中，根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球包括：
在最后一次熔滴与所述焊丝分离时，以恒定的电压和电流向所述焊丝以特定时间供应输出电流以获得所述目标熔球。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种用于数字焊机的回烧控制装置，包括：
获取焊丝的干伸长度；
获取所述焊丝的熔化系数；
获取目标熔球的尺寸；
根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量；以及
根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种数字焊机，包括：
焊接执行模块；
参数输入模块；
存储器，耦接于所述参数输入模块，用于接收所述参数输入模块输入的参数；以及
耦合到所述焊接执行模块以及所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令和参数，执行如上任一项所述的用于数字焊机的回烧控制方法以控制所述焊接执行模块执行回烧动作。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如上任一项所述的用于数字焊机的回烧控制方法。
本公开实施例提供的控制方法通过获取焊丝的干伸长度、熔化系数；获取目标熔球的尺寸；根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量；根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球，从而实现控制熔球大小。
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和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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示意性示出本公开示例性实施例中用于数字焊机的回烧控制方法的流程图；
图2是本申请一个实施例的焊丝回烧阶段的波形图；
图3示意性示出本公开一个示例性实施例中一种用于数字焊机的回烧控制装置的方框图；
图4是本公开实施例提供的数字焊机的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。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方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述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技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，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。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。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。
下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。
图1示意性示出本公开示例性实施例中用于数字焊机的回烧控制方法的流程图。参考图1，用于数字焊机的回烧能量匹配控制方法100可以包括：
步骤S102，获取焊丝的干伸长度；
步骤S104，获取所述焊丝的熔化系数；
步骤S106，获取目标熔球的尺寸；
步骤S108，根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量；
步骤S110，根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球。
本公开实施例提供的控制方法通过获取焊丝的干伸长度、熔化系数；获取目标熔球的尺寸；根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量；根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球，从而实现控制熔球大小。下面，对用于数字焊机的回烧控制方法100的各步骤进行详细说明。
在步骤S102，获取焊丝的干伸长度。
焊丝的干伸长或者干伸长度是指焊丝的端头至焊机导电嘴端头的距离。该段焊丝在焊接时会产生电阻热，焊丝的熔化速度由焊丝的电阻热和电弧热共同决定，焊丝熔化速度与焊丝的干伸长度成正比，即干伸长度越长，焊丝的熔化速度越快。在一个实施例中，可以通过测量工具获得所述焊丝的干伸长度。在一个实施例中，可以通过视觉传感器获取所述干伸长度。也可以通过特定算法近似计算出干伸长度。
步骤S104，获取所述焊丝的熔化系数。
图2是本申请一个实施例的焊丝回烧阶段的波形图。如图2所示，在t1时刻，焊机进入回烧阶段，焊丝的送丝速度开始下降；在t2时刻，送丝速度降到0。在图2中，焊丝的送丝速度是线性下降的，但本公开不限于此，在其他实施例中，焊丝的送丝速度也可以是非线性下降的。在图2中，焊丝的电压和电流为脉冲电压和电流，但本公开不限于此，在其他实施例中，可以是脉冲电压和脉冲电流之外的其他类型的电压和电流。参考图2，在t1至t2的时间段内，脉冲电压和电流的间隔逐渐变大以匹配因送丝速度下降导致的焊丝熔滴形成速度下降。
t3时刻为最后一次熔滴过渡完成(即最后一次熔滴与所述焊丝分离的时间)，在t4时刻焊机停止以特定时间供应输出电流。在t3至t4时间内输出的能量决定了最终焊丝的熔化量，也就是决定了焊丝端部的熔球大小。
在一个实施例中，在所述数字焊机进入回烧阶段时(在t1时刻)，获取所述焊丝的干伸长度。
焊丝熔化量可以表示为
Figure GDA0003576940380000061
其中，m为所述焊丝的熔化量，a为电阻热常数，b为电弧热常数，up为产热等效电压，k为所述焊丝的电阻系数，l为所述焊丝的干伸长度，i(t)为所述焊丝中通过的电流，t3为最后一次熔滴与所述焊丝分离的时间，t4为所述以特定时间供应输出电流结束时间。
对于上式中R＝kl，其中R表示焊丝干伸长度的电阻，R是可以在焊接过程中近似计算出来(例如通过测量获得焊丝单位长度的电阻-电阻系数，然后通过测量获得焊丝的干伸长度，电阻系数与干伸长度的乘积即焊丝干伸长度的电阻)。
在焊机的单位时间的送丝量V不变时，在电弧稳定的情况下(不发生短路)，送丝量等于熔化量，可以得到下面方程：
Figure GDA0003576940380000062
其中，T是任意一段时间；改变干伸长度l，调整电流i，使电弧稳定，可以得到一组方程，能计算出a、b、up从而获得所述焊丝的熔化系数(所述电阻热常数、所述电弧热常数和所述产热等效电压)的数值，所以熔化量可以进一步表示为：
Figure GDA0003576940380000063
步骤S106，获取目标熔球的尺寸；
在该步骤中，可以针对焊丝的种类，获取合适的目标熔球的尺寸(体积)。
步骤S108，根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量。
在该步骤中，根据所获取合适的目标熔球的尺寸(体积)，根据公式
Figure GDA0003576940380000071
已获得)确定所述目标熔球的形成能量。
步骤S110，根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球。
在该步骤中，根据获取的所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球。在一个实施例中，在最后一次熔滴与所述焊丝分离时，向所述焊丝以特定时间供应输出电流以获得所述目标熔球。在一个实施例中，在最后一次熔滴与所述焊丝分离时，以恒定的电压和电流向所述焊丝以特定时间供应输出电流以获得所述目标熔球。在一个实施例中，在最后一次熔滴与所述焊丝分离时，以非恒定的电压和电流向所述焊丝以特定时间供应输出电流以获得所述目标熔球。
图3示意性示出本公开一个示例性实施例中一种用于数字焊机的回烧控制装置的方框图。
参考图3，用于数字焊机的回烧控制装置300可以包括：
数据获取模块302，设置为获取焊丝的干伸长度，所述焊丝的熔化系数以及目标熔球的尺寸；
形成能量确定模块304，设置为根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量；
控制模块306，设置为根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球。
由于装置300的各功能已在其对应的方法实施例中予以详细说明，本公开于此不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的数字焊机。
所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
图4是本公开实施例提供的数字焊机的示意图。
参考图4，数字焊机400可以包括：
焊接执行模块41；
参数输入模块42；
存储器43，耦接于参数输入模块，用于接收参数输入模块输入的参数；以及
耦合到焊接执行模块以及存储器的处理器44，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令和参数，执行如上述所述的用于数字焊机的回烧控制方法100以控制焊接执行模块执行回烧动作。
其中，焊接执行模块41可以包括送丝单元411和脉冲(电流)输出单元412，以用于响应处理器44的指令根据送丝速度控制送丝的执行，根据电流脉冲参数产生电脉冲到焊丝与焊缝之间，根据目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流(电流)至焊丝以形成所述目标熔球。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
该程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外，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。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和构思由权利要求指出。

Claims (9)

1.一种用于数字焊机的回烧控制方法，其特征在于，包括：
获取焊丝的干伸长度；
获取所述焊丝的熔化系数；
获取目标熔球的尺寸；
根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量；以及
根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球；
获取焊丝的熔化系数包括：
将根据以下公式确定的熔化量m作为所述熔化系数：
Figure FDA0003576940370000011
其中，m为所述焊丝的熔化量，a为电阻热常数，b为电弧热常数，up为产热等效电压，k为所述焊丝的电阻系数，l为所述焊丝的干伸长度，i(t)为所述焊丝中通过的电流，t3为最后一次熔滴与所述焊丝分离的时间，t4为以特定时间供应输出电流结束时间。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，获取焊丝的干伸长度包括：
通过视觉传感器获取所述干伸长度。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，获取所述焊丝的熔化系数包括：
根据所述焊丝的送丝量等于所述熔化量，改变所述焊丝的干伸长度以获得所述电阻热常数、所述电弧热常数和所述产热等效电压的数值。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，获取焊丝的干伸长度包括：
在所述数字焊机进入回烧阶段时，获取所述焊丝的干伸长度。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球包括：
在最后一次熔滴与所述焊丝分离时，向所述焊丝以特定时间供应输出电流以获得所述目标熔球。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球包括：
在最后一次熔滴与所述焊丝分离时，以恒定的电压和电流向所述焊丝以特定时间供应输出电流以获得所述目标熔球。
7.一种用于数字焊机的回烧控制装置，其特征在于，包括：
获取焊丝的干伸长度；
获取所述焊丝的熔化系数；
获取目标熔球的尺寸；
根据所述焊丝的干伸长度、所述熔化系数和所述目标熔球的尺寸确定所述目标熔球的形成能量；以及
根据所述目标熔球的形成能量以特定时间供应输出电流以形成所述目标熔球；
获取所述焊丝的熔化系数包括：
将根据以下公式确定的熔化量m作为所述熔化系数：
Figure FDA0003576940370000021
其中，m为所述焊丝的熔化量，a为电阻热常数，b为电弧热常数，up为产热等效电压，k为所述焊丝的电阻系数，l为所述焊丝的干伸长度，i(t)为所述焊丝中通过的电流，t3为最后一次熔滴与所述焊丝分离的时间，t4为以特定时间供应输出电流结束时间。
8.一种数字焊机，其特征在于，包括：
焊接执行模块；
参数输入模块；
存储器，耦接于所述参数输入模块，用于接收所述参数输入模块输入的参数；以及
耦合到所述焊接执行模块以及所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令和参数，执行如权利要求1-6任一项所述的用于数字焊机的回烧控制方法以控制所述焊接执行模块执行回烧动作。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的用于数字焊机的回烧控制方法。
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