CN203992754U - 手工电弧焊空载电压自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手工电弧焊空载电压自动控制装置，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、发光二极管、三极管、两输入与门、滚珠开关和单片机,所述单片机的型号为Atmega64。本实用新型手工电弧焊空载电压自动控制装置通过检测滚珠开关的状态，在操作人员拿起电焊钳还未开始焊接时自动打开焊接电源的空载电压，停止焊接一定时间后自动关断焊接电源的空载电压，克服了现有技术的上述不足，结构简单，成本低廉，不改变操作人员的工作习惯，不影响焊接起弧效果，能够很好的控制焊接电源的空载电压，减少焊接电源空载时的电量浪费，同时避免操作人员发生触电危险。

Description

手工电弧焊空载电压自动控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种电弧焊机控制装置，尤其涉及一种手工电弧焊空载电压自动控制装置。

背景技术

手工电弧焊是一种使用较早且相当广泛的焊接方式，通过夹在焊钳上的电焊条与工件之间的电压来产生电弧。在焊钳上一直没有控制焊接电源空载电压的控制开关，需要焊接时，电焊条与工件短路就起弧焊接，熄弧时直接拉断电弧即可，所以在焊接和空载时，焊接电源都要一直输出空载电压，如果长时间的空载运行就会造成一定的电量浪费，同时在一些高湿热环境中，裸露的带电电焊钳对操作人员的人身安全会造成一些隐患。

随着焊接行业的发展和国家对节能减排的大力提倡，越来越多的行业人员意识到降低手工电弧焊空载损耗的重要性，同时也有了一些方法,比如效仿半自动焊接方式，在电焊钳上增加一个控制焊接电源的控制开关，当需要焊接时，按下控制开关，使焊接电源输出空载电压，然后起弧焊接，当停止焊接后，松开控制开关，使焊接电源关闭空载电压，这种方式虽然能够控制空载电压的输出和关闭，但在焊接时需要增加一个按动开关的动作，和操作人员长期形成的工作习惯不符，没有得到推广；还有把焊接电源的空载电压降低到安全电压以下，这种方式能够避免操作人员遭受电击，也能够减小一部分空载损耗，但由于空载电压低，焊接起弧效果不好，所以也没有得到多数用户的认可。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种手工电弧焊空载电压自动控制装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种手工电弧焊空载电压自动控制装置，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、发光二极管、三极管、两输入与门、滚珠开关和单片机，所述单片机的型号为Atmega64，所述单片机的I/O1端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极分别与所述第三电阻的第一端和所述双输入与门的第二引脚连接，所述第三电阻的第二端接+15V电压，所述双输入与门的第一引脚输入PWM信号，所述单片机的INT1端分别与所述第二电阻的第一端、所述第一二极管的正极、所述第二二极管的负极和所述滚珠开关的第一端连接，所述单片机的I/O2端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第三二极管的正极、所述第四二极管的负极和所述发光二极管的正极连接，所述滚珠开关的第二端与所述发光二极管的负极连接，所述第二电阻的第二端、所述第一二极管的负极和所述第三二极管的负极均接+5V电压，所述三极管的发射极、所述第二二极管的正极、所述第四二极管的正极、所述滚珠开关的第二端和所述发光二极管的负极均接地。

具体地，所述滚珠开关和所述发光二极管设置在电弧焊机的焊枪上，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻、所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管、所述第四二极管、所述三极管、所述两输入与门和所述单片机均设置在所述电弧焊机的主机内。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型手工电弧焊空载电压自动控制装置通过检测滚珠开关的状态，在操作人员拿起电焊钳还未开始焊接时自动打开焊接电源的空载电压，停止焊接一定时间后自动关断焊接电源的空载电压，克服了现有技术的上述不足，结构简单，成本低廉，不改变操作人员的工作习惯，不影响焊接起弧效果，能够很好的控制焊接电源的空载电压，减少焊接电源空载时的电量浪费，同时避免操作人员发生触电危险。

附图说明

图1是本实用新型手工电弧焊空载电压自动控制装置的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型手工电弧焊空载电压自动控制装置，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、发光二极管LED、三极管Q、两输入与门U2、滚珠开关K和单片机U1，单片机U1的型号为Atmega64，单片机U1的I/O1端与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与三极管Q的基极连接，三极管Q的集电极分别与第三电阻R3的第一端和双输入与门的第二引脚连接，第三电阻R3的第二端接+15V电压，双输入与门的第一引脚输入PWM信号，单片机U1的INT1端分别与第二电阻R2的第一端、第一二极管D1的正极、第二二极管D2的负极和滚珠开关K的第一端连接，单片机U1的I/O2端与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端分别与第三二极管D3的正极、第四二极管D4的负极和发光二极管LED的正极连接，滚珠开关K的第二端与发光二极管LED的负极连接，第二电阻R2的第二端、第一二极管D1的负极和第三二极管D3的负极均接+5V电压，三极管Q的发射极、第二二极管D2的正极、第四二极管D4的正极、滚珠开关K的第二端和发光二极管LED的负极均接地，滚珠开关K和发光二极管LED设置在电弧焊机的焊枪上，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、三极管Q、两输入与门U2和单片机U1均设置在电弧焊机的主机内。

本实用新型手工电弧焊空载电压自动控制装置的工作原理如下：

所选单片机U1至少包含两个输入/输出端口(I/O1，I/O2)，一个模数转换端口(ADC1)和一个外部中断端口(INT1)，同时将单片机U1与滚珠开关K的第一端之间的导线命名为导线101，将滚珠开关K的第二端的接地导线命名为导线102，将第四电阻R4的第二端与发光二极管LED的正极之间的导线命名为导线103，将与双输入与门的第三引脚连接的导线命名为导线104，将与单片机U1的ADC1端连接的导线命名为导线105，导线104的一端连接到两输入与门U2的第三引脚，另一端连接到控制焊接电源输出的逆变器驱动电路输入端，导线105的一端连接到电流采集电路的输出端，另一端连接到单片机U1的ADC1端。第一电阻R1、第三电阻R3和三极管Q的作用是将+5V电平转换成+15V电平，两输入与门U2的作用是控制导线104的信号，第二电阻R2是上拉电阻，第四电阻R4限制流发光二极管LED的电流，第一二极管D1至第四二极管D4用于限制输入到单片机U1中的电压，保护单片机U1，单片机U1的外部中断端口INT1设置为电平变换模式，上升沿和下降沿都触发。

当没有焊接时，电焊钳一般都放置在一个固定的地方，滚珠开关K的状态一直保持一致(导通状态或断开状态)，导线101上的电位保持恒定，单片机U1的INT1端口不触发，这时I/O1端口输出高电平，三极管Q导通，两输入与门U2的第二引脚电位为低，与第一引脚的PWM信号相与后在第三引脚输出低电平，使焊接电源的空载电压关闭，电焊钳与工件之间的电压为零；I/O2端口输出低电平，发光二极管LED不亮。

当操作人员拿起电焊钳时，由于电焊钳的震动，滚珠开关K也会随着改变导通状态，当滚珠开关K的导通状态改变一次，导线101上的电位就会改变一次，单片机U1的INT1端口触发也就会触发一次，只要检测到INT1端口触发，就使I/O1端口输出低电平并保持一定时间后，三极管Q不导通，两输入与门U2的第二引脚电位为高，与第一引脚的PWM信号相与后在第三引脚脚输出与第一引脚一样的PWM信号，使焊接电源输出空载电压，电焊钳与工件之间有电压，操作人员可以方便的进行起弧焊接；同时I/O2端口输出高电平，导线103上输出高电平，使发光二极管LED点亮。起弧成功后，单片机U1的模数转换端口ADC1将焊接电源电流采集电路中输出的电流信号进行模数转换，然后在单片机U1中与设定的电流值进行比较，如果大于设定的电流值，就表示正在焊接中，使I/O1端口一致保持低电平，保持焊接电源的输出电压，这时不检测电焊钳滚珠开关K的状态。

如果单片机U1的ADC1端转换的信号小于设定的电流值，就表示焊接停止，焊接电源恢复到空载状态，继续检测电焊钳滚珠开关K的状态，当操作人员把电焊钳放在地上或其他固定的地方，电焊钳上的滚珠开关K将保持固定的状态，当这一状态保持一定时间后，焊接电源就会在I/O1端口输出高电平，三极管Q导通，两输入与门U2的第二引脚电位为低，与第一引脚的PWM信号相与后在第三引脚输出低电平，焊接电源的空载电压关闭，电焊钳与工件之间的电压为零；I/O2端口输出低电平，导线103上的电位变低，发光二极管LED熄灭。

这样就可以实现不改变操作人员的工作习惯，在操作人员拿起电焊钳还未开始焊接时自动打开焊接电源的空载电压，停止焊接一定时间后自动关断焊接电源的空载电压，达到节约能源，避免操作人员触电的危险的目的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本实用新型，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对本实用新型做出的简单改进都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种手工电弧焊空载电压自动控制装置，其特征在于：包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、发光二极管、三极管、两输入与门、滚珠开关和单片机，所述单片机的型号为Atmega64，所述单片机的I/O1端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极分别与所述第三电阻的第一端和所述双输入与门的第二引脚连接，所述第三电阻的第二端接+15V电压，所述双输入与门的第一引脚输入PWM信号，所述单片机的INT1端分别与所述第二电阻的第一端、所述第一二极管的正极、所述第二二极管的负极和所述滚珠开关的第一端连接，所述单片机的I/O2端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第三二极管的正极、所述第四二极管的负极和所述发光二极管的正极连接，所述滚珠开关的第二端与所述发光二极管的负极连接，所述第二电阻的第二端、所述第一二极管的负极和所述第三二极管的负极均接+5V电压，所述三极管的发射极、所述第二二极管的正极、所述第四二极管的正极、所述滚珠开关的第二端和所述发光二极管的负极均接地。

2.根据权利要求1所述的手工电弧焊空载电压自动控制装置，其特征在于：所述滚珠开关和所述发光二极管设置在电弧焊机的焊枪上，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻、所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管、所述第四二极管、所述三极管、所述两输入与门和所述单片机均设置在所述电弧焊机的主机内。