CN114749767A - 一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测方法，在焊接设备正式焊接之前，进行实验焊接，采样焊接电弧电压，计算焊接电弧电压与预设焊接电弧电压的差值，在所述差值大于预设值时，焊接电弧电压有效，计算加权系数，调整焊接电压，采样焊接电弧电压，重新计算焊接电弧电压与预设焊接电弧电压的差值，在焊接电弧电压有效时，重新计算加权系数；直至差值小于等于预设值时，确定最后一次的为加权系数；启动正式焊接作业模式，实时采集焊接电源的焊接电压值，采用加权系数计算焊接电压反馈值表征焊接电弧电压，避免了因远距离作业而引起的焊接电压反馈量与焊接电弧电压的偏差，实现了对焊接电弧电压的检测，提高焊接质量。

Description

一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测方法
技术领域
本发明涉及焊接电源技术领域，尤其是涉及一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测方法。
背景技术
目前，数字化熔化极气体保护焊接设备，均通过实时采集焊接电压、焊接电流对焊接电弧进行实时控制，采集的焊接电压越接近焊接电弧电压，对电弧的控制就越准确。而焊接电压的采集一般在焊接电源输出端，由于实际使用环境的影响，与焊接电弧电压存在不同程度的偏差。现有技术一般采用在焊接电压采集回路串接电阻或增加电缆长度设定值来对此偏差进行补偿，由于串接的电阻阻值固定，只有在特定条件下才能达到良好的效果，同时还增加了一定的损耗；采用电缆长度设定的方法，也存在受使用环境因素的影响，如实际使用的加长电缆的规格不同，即使长度相同，对焊接电压的影响却不同，故在实现加长电缆条件下电弧电压的准确检测上存在不足。
因此，如何精确检测到焊接电弧电压，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测方法，在正式焊接之前，采用实验焊接的方式，调整焊接电压，计算焊接电弧电压与预设焊接电弧电压的差值，在焊接电弧电压有效时，确定设备的加权系数，在正式焊接时，采用加权系数，通过焊接电压计算焊接电压反馈值，表征焊接电弧电压，实现了焊接电弧电压的精确检测，提高焊接质量。
第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种确定熔化极气体保护焊设备加权系数的方法，进行实验焊接，输出焊接电压，采样焊接电弧电压，计算焊接电弧电压与预设焊接电弧电压的差值，在所述差值大于预设值时，焊接电弧电压有效，计算本次加权系数，调整焊接电压，采样焊接电弧电压，重新计算焊接电弧电压与预设焊接电弧电压的差值，在焊接电弧电压有效时，重新计算本次加权系数；直至差值小于等于预设值时，保存最后一次计算的本次加权系数作为加权系数。
本发明进一步设置为：采样焊接电弧电压，将本次采样焊接电弧电压与前次采样焊接电弧电压进行比较，在两次采样焊接电弧电压相同时，放弃本次焊接电弧电压，不进行加权系数的计算。
本发明进一步设置为：采样焊接电弧电压，计算本次采样焊接电弧电压与预设焊接电弧电压的差值，在差值大于预设值时，本次采样焊接电弧电压有效，计算本次有效焊接电弧电压前所有有效焊接电弧电压与本次有效焊接电弧电压的总和，用于计算本次加权系数。
本发明进一步设置为：在本次采样焊接电弧电压有效时，本次加权系数Kai的计算公式如下式所示：
Figure BDA0003575604380000021
式中，Uai表示本次及本次前所有的有效焊接电弧电压，US表示预设焊接电压。
本发明进一步设置为：包括以下步骤：
S1、开始；
S2、设i＝1，初始加权系数Ka1＝1，初始焊接电弧电压Ua0＝0；
S3、输出焊接电压U00；
S4、采集焊接电弧电压Uai；
S5、判断Uai是否不等于Ua(i-1)，若是，进入下一步，若否，转S4；
S6、计算Uai与预设焊接电弧电压的差值；
S7、判断差值是否小于等于预设值，若否，进入下一步，若是，转S11；
S8、计算本次加权系统Kai，并存储；
S9、计算焊接电压反馈值Uf，调整焊接电压U0i；
S10、i＝i+1，转S4；
S11、存储加权系数Ka(i-1)，作为加权系数Ka；
S12、结束。
第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测方法，在焊接设备初次安装完成或周边配置变化，正式焊接之前，选择焊接电弧电压检测模式，进行实验焊接，确定设备的加权系数，停止焊接电弧电压检测模式；启动正式焊接作业模式，实时采集焊接电源的焊接电压值，采用加权系数计算焊接电压反馈值表征焊接电弧电压。
本发明进一步设置为：焊接电压反馈值Uf的计算公式如下：
Uf＝Ka×UO
式中，U0表示焊接电压值，Ka表示加权系数。
第三方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请所述方法。
第四方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现本申请所述方法。
与现有技术相比，本申请的有益技术效果为：
1.本申请通过设置加权系数，从焊接电压中计算出焊接电压反馈值，用于表征焊接电弧电压，实现了对焊接电弧电压的准确检测，提高焊接质量；
2.进一步地，本申请通过实验焊接方式确定加权系数，调整焊接电压，使焊接电弧电压逼近预设焊接电弧电压，从而计算出加权系数，确保加权系数的精确。
附图说明
图1是本申请的一个具体实施例的检测结构示意图；
图2是本申请的一个具体实施例的确定加权系数流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施例一
本申请的一种确定熔化极气体保护焊设备加权系数的方法，其焊接电弧电压的检测结构如图1所示，包括焊接电源与送丝装置，焊接电源通过信号线与送丝装置进行信息交互，同时提供焊接电压给焊接母材与送丝装置，送丝装置通过焊枪与焊接母材之间的焊接电弧电压进行焊接；送丝装置检测焊接电弧电压。
焊接电源包括依次连接的控制单元、主回路触发单元、主回路单元，主回路单元用于输出焊接电压；控制单元检测焊接电压值，并基于信号线与送丝装置进行信息交互。
在焊接设备初次安装完成或周边配置变化，正式焊接之前，进行实验焊接，确定加权系数，用于正式焊接时，焊接电源通过焊接电压就可以得到焊接电压反馈值，作为焊接电弧电压，而不需要送丝装置将实时检测到的焊接电弧电压传输给焊接电源，以减少因远距离作业而导致焊接电压反馈量与电弧电压的偏差，改善远距离焊接时的电弧特性，提高焊接质量。
实验焊接时，设置焊接电源的输出焊接电压为U00,初始加权系数Ka1取默认值为1，初始焊接电弧电压Ua0为0。
送丝装置实时检测焊接电弧电压，将本次检测到的焊接电弧电压Uai与前次检测的焊接电弧电压Ua(i-1)进行比较，如果二者相等，则放弃本次检测焊接电弧电压值，不进行后续运算；如果本次焊接电弧电压Uai不等于前次焊接电弧电压Ua(i-1)，则将本次焊接电弧电压Uai传递到焊接电源侧，用于进行加权系数的计算。
焊接电源接收本次焊接电弧电压Uai值后，计算本次焊接电弧电压Uai与预设焊接电弧电压US的差值，若差值的绝对值大于预设值，则认为本次焊接电弧电压Uai有效，计算本次有效焊接电弧电压Uai与之前的所有次有效焊接电弧电压Ua1……Ua(i-1)的总和，计算本次加权系数Kai。
如下式所示：
Figure BDA0003575604380000061
式中，n表示有效采样的次数，与i的最大值相同。
将所有有效焊接电弧电压采样值进行求和，得到总和，基于总和与预设焊接电弧电压US，计算本次加权系数Kai，并存储。
调整焊接电源的输出焊接电压为U0(i+1)，送丝装置实时检测焊接电弧电压Ua(i+1)，将焊接电弧电压Ua(i+1)与焊接电弧电压Uai进行比较，如果二者相等，则放弃焊接电弧电压Ua(i+1)，不进行后续运算；如果焊接电弧电压Ua(i+1)不等于前次焊接电弧电压Uai，则用焊接电弧电压Ua(i+1)进行加权系数的计算。
计算焊接电弧电压Ua(i+1)与预设焊接电弧电压US的差值，若差值的绝对值大于预设值Ue，则认为焊接电弧电压Ua(i+1)有效，计算有效焊接电弧电压Ua(i+1)与之前的所有次有效焊接电弧电压Ua1……Ua(i-1)、Uai的总和，计算加权系数Ka(i+1)，并存储。
经过这样的反复调整，直至焊接电弧电压Uak与预设焊接电弧电压US的差值小于等于预设值Ue，此时，将前一次计算的加权系数Ka(k-1)作为设备的加权系数存储，用于正式焊接时计算焊接电弧电压。
具体地，如图2所示，包括以下步骤：
S1、开始；
S2、设i＝1，初始加权系数Ka1＝1，初始焊接电弧电压Ua0＝0；
S3、焊接电源输出焊接电压U00；
S4、送丝装置采集焊接电弧电压Uai，并判断是否与上次采集值相同，如相同，则放弃，如不同，则传输到焊接电源侧；
S5、焊接电源接收送丝装置侧传输的焊接电弧电压Uai，判断Uai是否不等于Ua(i-1)，若是，进入下一步，若否，转S4；
S6、计算Uai与预设焊接电弧电压的差值；
S7、判断差值是否小于等于预设值，若否，进入下一步，若是，转S11；
S8、计算本次加权系统Kai，并存储；
S9、计算焊接电压反馈值Uf，调整焊接电压U0i；
S10、i＝i+1，转S4；
S11、存储加权系数Ka(i-1)，作为加权系数Ka；
S12、结束。
其中，步骤S2中的工作，在送丝装置侧进行，或在焊接电源侧进行，步骤S5及其后续的步骤，在焊接电源侧进行。
当某次计算的加权系数与焊接电源输出焊接电压，计算出的焊接电压反馈值，即焊接电弧电压，与预设焊接电弧电压之间的差，小于等于预设值时，认为该加权系数为设备的加权系数，做为正式焊接作业时，在焊接电源侧计算焊接电弧电压的依据，而不用送丝装置将检测到的焊接电弧电压数值传输到焊接电源侧，避免了因远距离作业而引起的焊接电压反馈量与焊接电弧电压的偏差，实现了对焊接系统远端的电弧电压的检测，提高焊接质量。
具体实施例二
本申请的一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测方法，在焊接设备初次安装完成或周边配置变化，正式焊接之前，选择焊接电弧电压检测模式，进行实验焊接，确定加权系数后，停止焊接电弧电压检测模式，进入正式焊接时，启动焊接作业模式，在一元化模式下，设置焊接参数，即设定焊接电流值后，自动匹配焊接电压。
开始焊接后，焊接电源侧实时检测输出焊接电压，采用加权系数与焊接电压，计算焊接电压反馈量，用于对焊接电弧电压的检测。
用焊接电压反馈量表征焊接电弧电压采样值，实现了通过焊接电源输出端的电压反馈量来表征焊接电弧电压的检测。
焊接电压反馈值Uf的计算公式如下：
Uf＝Ka×U0 (2)；
式中，U0表示焊接电压值，Ka表示加权系数，默认值为1。
根据加权系数的计算公式(1)可知，加权系数的最大值为1。
具体实施例三
本发明一实施例提供的一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备，该实施例的终端设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如加权系数计算程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1中方法。
或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如：计算特征模块、判别模块。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成多个模块，各模块具体功能如下：
1.加权系数计算模块，用于计算加权系数；
2.反馈值计算模块，用于计算焊接电压反馈值。
所述熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述上述示例仅仅是所述熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备的示例，并不构成对所述熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或组合某些部件，或不同的部件，例如所述熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU),还可以是其他通用处理器、数据信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，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，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
具体实施例四
所述一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端设备集成的模块/单元，如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种确定熔化极气体保护焊设备加权系数的方法，其特征在于：进行实验焊接，输出焊接电压，采样焊接电弧电压，计算焊接电弧电压与预设焊接电弧电压的差值，在所述差值大于预设值时，焊接电弧电压有效，计算本次加权系数，调整焊接电压，采样焊接电弧电压，重新计算焊接电弧电压与预设焊接电弧电压的差值，在焊接电弧电压有效时，重新计算本次加权系数；直至差值小于等于预设值时，保存最后一次计算的本次加权系数作为加权系数。
2.根据权利要求1所述确定熔化极气体保护焊设备加权系数的方法，其特征在于：采样焊接电弧电压，将本次采样焊接电弧电压与前次采样焊接电弧电压进行比较，在两次采样焊接电弧电压相同时，放弃本次焊接电弧电压，不进行加权系数的计算。
3.根据权利要求1所述确定熔化极气体保护焊设备加权系数的方法，其特征在于：采样焊接电弧电压，计算本次采样焊接电弧电压与预设焊接电弧电压的差值，在差值大于预设值时，本次采样焊接电弧电压有效，计算本次有效焊接电弧电压前所有有效焊接电弧电压与本次有效焊接电弧电压的总和，用于计算本次加权系数。
4.根据权利要求1所述确定熔化极气体保护焊设备加权系数的方法，其特征在于：在本次采样焊接电弧电压有效时，本次加权系数Kai的计算公式如下式所示：
Figure FDA0003575604370000011
式中，Uai表示本次及本次前所有的有效焊接电弧电压，US表示预设焊接电压。
5.根据权利要求1所述确定熔化极气体保护焊设备加权系数的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、开始；
S2、设i＝1，初始加权系数Ka1＝1，初始焊接电弧电压Ua0＝0；
S3、输出焊接电压U00；
S4、采集焊接电弧电压Uai；
S5、判断Uai是否不等于Ua(i-1)，若是，进入下一步，若否，转S4；
S6、计算Uai与预设焊接电弧电压的差值；
S7、判断差值是否小于等于预设值，若否，进入下一步，若是，转S11；
S8、计算本次加权系统Kai，并存储；
S9、计算焊接电压反馈值Uf，调整焊接电压U0i；
S10、i＝i+1，转S4；
S11、存储加权系数Ka(i-1)，作为加权系数Ka；
S12、结束。
6.一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测方法，其特征在于：在焊接设备初次安装完成或周边配置变化，正式焊接之前，选择焊接电弧电压检测模式，进行实验焊接，确定设备的加权系数，停止焊接电弧电压检测模式；启动正式焊接作业模式，实时采集焊接电源的焊接电压值，采用加权系数计算焊接电压反馈值表征焊接电弧电压。
7.根据权利要求6所述熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测方法，其特征在于：焊接电压反馈值Uf的计算公式如下：
Uf＝Ka×U0
式中，U0表示焊接电压值，Ka表示加权系数。
8.一种熔化极气体保护焊设备的电弧电压检测终端，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一所述方法。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述方法。
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