CN205520053U - 一种用于电阻焊的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电阻焊的控制装置，采用可控硅控制直流电流使输出电压更精确，输出电流更稳定，可靠性高；采用高频的微处理器ARM+CPLD为控制核心，对直流焊点进行实时采集、监控和控制，控制时间更精确，电流更稳定，焊接质量高，节能；采用4.3操作屏，无需复杂的参数设置，操作更方便，直观。

Description

一种用于电阻焊的控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种控制器，尤其涉及一种用于电阻焊的控制装置。

背景技术

近年来随着汽车车辆、航空航天、建筑、运输以及轻工家电等工业的飞速发展，相应的工业产品在其材料、结构及应用领域上不断更新和发展，对产品的加工质量及可靠性要求不断提高，作为这些工业产品制造中的一种广泛使用的材料加工工艺——电阻焊也受到了很大的挑战。由于电阻焊过程相当复杂，包含了多种影响因素，例如：被焊材料、电流、电极压力、通电时间、电极端面形状及尺寸、分流、焊点离边缘的距离、板厚、工件表面状态等，而且这些因素之间互相联系，有一定的交互作用，加之焊接过程中熔核的不可见性及焊接过程进行的瞬时性，给焊接质量控制带来较大的困难。同时，在工业生产中往往一个焊接生产线需要上百台不同类型的电阻焊控制器，而每台控制器都需要一根或数根控制线，常常由于电阻焊的焊接扭动导致控制线缆的断裂，致使生产线的停产，给生产带来了巨大的影响。所以为了适应新材料、新工艺、新产品及控制可靠性在工业上开发应用的需要，以使电阻焊工艺及设备能满足现代化生产的要求，对电阻焊控制技术提出来更高的要求；

而现有的电阻焊装置，一般采用二极管整流，直流电压不可控，电流控制不稳定；电流、电压的采集驱动等采用分立元器件，采集精度低，控制精度低；采用早期的微控制器芯片采集精度低，反应速度慢；控制器不带控制线在线实时监测功能。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种用于 电阻焊的控制装置，采用可控硅控制直流电流使输出电压更精确，输出电流更稳定，可靠性高；采用高频的微处理器ARM+CPLD为控制核心，对直流焊点进行电压、电流实时采集、监控和控制，控制时间更精确，电流更稳定，焊接质量高，节能；采用反脉冲监测技术实现在线实时监测控制线功能，实时监测电缆不良情况，确保焊接控制的可靠运行。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：

一种用于电阻焊的控制装置，其特征在于：由主控板1、电源板2、AC/DC可控硅直流电压控制3、DC/AC逆变器4、中频控制变压器5、编程器LCD6、在线反脉冲监测电路7、电流变送器8、电阻焊钳控制按钮9、I/O输入输出接线端组成10；

所述主控板1基于高性能ARM+CPLD为控制核心，该MCU具有高达1MB的闪存(Flash)、以太网MAC和照相机接口及DSP信号处理功能，自带24X12位ADC采集通道；所述电源板2具有DC24、DC±15V及可控硅出发电路直接驱动AC/DC可控硅直流电压控制3，它主要要求触发的可靠性，早期的分离元件构成的触发电路，由于元器件的分散性，同步电压波形畸变会导致三相触发信号偏差较大，导致直流电压控制不准确，采用主控板1高性能MCU采样同步触发实现信号的同步控制和转换，确保了直流电压控制更快、更精确；所述中频控制变压器5可选用焊接专用中频变压器自带双线圈整流输出；所述编程器LCD6可以实时显示控制信息，并可将预设参数传给主控制器，实现各种控制功能，所述DC/AC逆变器4由主控板1控制通过采集的电压、电流信号，经PID调节技术，通过集成的IGBT驱动模块驱动IGBT输出PWM波形，将直流电转化成交流电并传输给中频控制变压器5整流电路，实现焊接功能；所述在线反脉冲监测电路7通过在按钮SB1、SB2并接一个二极管D1、D2，通过隔离反电 压技术在线输出一个50uS脉冲信号，由MCU监测并判断控制电缆是否有断线发生，若发现控制电缆有短线情况即发出报警信号或传送给控制中心，通知维修人员及时更换，确保了生产的持续、稳定、运行。所述电流采集装置经电流变送器8转换，再经滤波调理电路将信号给MCU采集通道；

本实用新型的有益效果：由于采用上述技术方案，对直流焊点进行电压、电流实时采集、运算和控制，控制时间更精确，电流更稳定，焊接质量高，节能，采用自主研发的控制线在线实时监测功能，实时掌握电缆不良情况，确保焊接控制的持续、可靠运行。

附图说明

图1控制器系统原理图

图2控制器逆变原理图

图3控制器装置主视图

图4控制器装置俯视图

图5控制器装置左视图

1、主控板、2、电源板、3、AC/DC可控硅直流电压控制、4、DC/AC逆变器、5、中频控制变压器、6、编程器LCD、7、在线反脉冲监测电路、8、电流变送器、9、电阻焊钳控制按钮、10、I/O输入输出接线端。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示：一种用于电阻焊的控制装置，主控板1基于高性能ARM+CPLD为控制核心，该MCU具有高达1MB的闪存(Flash)、以太网MAC和照相机接口及DSP信号处理功能，自带24X12位ADC采集通道；

所述电源板2具有DC24、DC±15V及可控硅触发电路直接驱动，AC/DC 可控硅直流电压控制3，它主要要求触发的可靠性，早期的分离元件构成的触发电路，由于元器件的分散性，同步电压波形畸变会导致三相触发信号偏差较大，导致直流电压控制不准确，采用主控板1高性能MCU采样同步触发实现信号的同步控制和转换，确保了直流电压控制更快、更精确；

所述DC/AC逆变器4，根据设计要求采用IGBT作为开关器件的两半桥电压型逆变电路，VD1、VD2、VD3、VD4为IGBT工作切换续流二极管，VC1、VC2、VC3、VC4为吸收电容吸收电路中寄生电感，由于负载中频控制变压器为阻感负载，在V1V4功率管栅极加上驱动信号时，由于电流的带后，此时VD1VD4仍处于导通续流阶段，当经过一个α电角度时，电流过零，电源向负载输送有功功率，同样当V2V3加上栅极驱动信号时VD2VD3仍处于续流状态，此时能量从负载馈送回直流侧，再经过一个α电角度后，V2V3才真正流过电流。两半桥电路上述工作状况下V1V4和V2V3分别工作半个周期，其输出电压波形为180度的方波，事实上这种方法并不实用，因此采用移相调压法和脉宽调压法来调节电压，只需调节相移角α即可，由于四个功率开关元件和四个续流二极管轮流对称工作，因此每个器件所承受的应力对称相等，可延长器件寿命。

由主控板1控制通过定时采集程序采集电压、电流信号，经PID调节技术，控制CPLD同步发生PWM信号通过集成的IGBT驱动模块驱动IGBT输出交流波形，将直流电转化成交流电并传输给中频控制变压器5，实现焊接功能；

所述中频控制变压器5可选用焊接专用中频变压器自带双线圈整流输出；

所述编程器LCD6可以实时显示控制信息，并可将预设参数传给主控制器MCU，实现各种控制功能；

所述在线反脉冲监测电路7通过在按钮SB1、SB2并接一个二极管D1、D2， 通过隔离反电压技术在线输出一个50uS脉冲信号，由MCU监测并判断控制电缆是否有断线发生，若发现控制电缆有短线情况即发出报警信号或传送给控制中心，通知维修人员及时更换，确保了生产的持续、稳定、运行。

所述电流变送器8采用500A电流变送器经500A/120mA电流变送器缩小经高精度电阻I/V转换产生电压差分信号，在经滤波控制电路将信号给MCU采集通道；

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种用于电阻焊的控制装置，其特征在于：由主控板、电源板、AC/DC可控硅直流电压控制、DC/AC逆变器、中频控制变压器、编程器LCD、在线反脉冲监测电路、电流互感器、电阻焊钳控制按钮、I/O输入输出接线端组成；

所述主控板基于高性能ARM+CPLD为控制核心，该主控板包括1MB的闪存、以太网MAC、照相机接口及DSP信号处理系统，自带24X12位ADC采集通道；所述电源板具有DC24、DC±15V及可控硅出发电路，且直接驱动AC/DC可控硅直流电压控制；所述中频控制变压器为焊接专用中频变压器自带双线圈整流输出；所述编程器LCD可以实时显示控制信息，并可将预设参数传给主控制器，实现各种控制功能；所述DC/AC逆变器由主控板控制；所述在线反脉冲监测电路在按钮SB1、SB2并接一个二极管D1、D2，并隔离反电压技术在线输出50uS脉冲信号；电流采集装置与电流互感器连接并通过其转换，通过滤波调理电路将信号传输至MCU采集通道。