CN207289124U - 一种焊接电压电流自动调节装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种焊接电压电流自动调节装置,对输入输出接口均进行了有效地保护，既能保护输入输出接口，也能排除外部强干扰通过输入输出接口串扰至系统内部CPU控制单元；能自动调节焊接电压及焊接电流，有效提高焊接的自动化水平；由数据通讯电路的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构。由于使用单数据线通讯，降低布线成本，同时降低因数据线接触不良引起故障的风险，数据通讯电路使用的都是常用的分立元器件，进一步降低产品的成本。整个电路结构简单、可靠性高、成本低，经简单调试便能实现异步串口通讯，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及运动控制技术领域，更具体地，涉及一种电压电流自动调节装置。
背景技术
在氩弧焊和气保焊焊接领域，焊接过程中使用的焊接电压和电流参数，对焊接结果有着直接的影响。在手工焊接场合，根据焊接材料、焊缝大小、产品厚度等工件参数，可以通过手动调节焊接电压和电流值，来适应不同焊接产品的需要。但一次焊接过程中一般只能使用同一种电压电流参数进行焊接，无法更改焊接电压和电流参数。
焊机本身一般带有电压电流调节旋钮，该旋钮可以是一个电位器，通过旋钮位置改变，达到改变控制电压目的，最终使用改变后的控制电压去产生焊接时所需要的焊接电压和电流。
采用手动旋钮调节焊接电压电流参数，无法根据焊接产品或焊缝改变，实时调整焊接的电压电流参数。随着自动焊接机器人的推广和普及，产生了针对同一产品使用不同焊接电压电流参数焊接不同焊缝的需求，而此需求无法使用手动旋钮调节的方式来实现，只能通过自动调节焊接控制电压的方式，实时调整焊接电压和电流。
实用新型内容
本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种焊接电压电流自动调节装置，能代替手动旋钮，自动的调节控制电压，即可自动的调节焊接电压及焊接电流参数。
根据本实用新型的一个方面，提供一种焊接电压电流自动调节装置，包括微处理器、串口通讯模块、线性电源模块、PWM转换模块，所述微处理器分别与所述串口通讯模块、所述PWM转换模块连接，所述线性电源模块分别与所述微处理器、所述串口通讯模块、所述PWM转换模块连接；
所述串口通讯模块用于将控制参数信号传给所述微处理器；所述串口通讯模块包括数据通讯回路和主控芯片回路；数据通讯回路设有接收/发送端SIG，主控芯片回路的数据输出端连接数据通讯回路数据输入端，主控芯片回路的输出数据在数据通讯回路中形成输出通讯波形信号后通过接收/发送端SIG向外发送；数据通讯回路的信号发送端连接主控芯片回路的信号接收端，从接收/发送端SIG输入的数据在数据通讯回路中形成通讯接收波形后传输到主控制芯片回路的信号接收端；由数据通讯电路的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构；
所述微处理器用于根据设置好的转换关系，输出脉冲宽度调制信号PWM；
所述PWM转换模块用于将所述脉冲宽度调制信号PWM转换为与其占空比成比例关系的模拟电压信号；
所述线性电源模块用于给所述焊接电压电流自动调节装置供电。
作为优选的，所述焊接电压电流自动调节装置还包括电源保护电路，所述电源保护电路用于保护所述线性电源模块。
作为优选的，所述焊接电压电流自动调节装置还包括接口保护电路，所述接口保护电路用于保护所述串口通讯模块。
作为优选的，所述PWM转换模块包括第一PWM转换通道、第二 PWM转换通道，所述第一PWM转换通道提供第一模拟输出接口，控制焊接电压，所述第二PWM转换通道提供第二模拟输出接口，控制焊接电流。
作为优选的，所述PWM转换模块通过RC滤波电路将所述脉冲宽度调制信号PWM转换为与其占空比成比例关系的模拟电压信号。
作为优选的，所述焊接电压电流自动调节装置外接5V电源经过所述电源保护电路后，接入到所述线性电源模块，所述线性电源模块将电压调整到3.3V。
作为优选的，所述数据通讯回路包括通讯光耦U1，通讯三极管 Q1，限流电阻R1～R3，上拉电阻R4、R5和滤波电容C1；在数据通讯回路中，电阻R1的一端与通讯光耦U1的负极输入端、三极管Q1 的集电极相连；通讯光耦U1的正极输入端通过电阻R2接5V电源；通讯光耦U1的输出端与电阻R5的一端、电容C1一端相连；电阻R3 的一端通过上拉电阻R4接5V电源、电阻R3另一端接三极管Q1的基极，上拉电阻R4、R5的另一端接5V电源，电容C1的另一端接地；三极管Q1的基极连接主控芯片回路的数据输出端，通讯光耦U1的输出端连接主控芯片回路的信号接收端。
作为优选的，所述主控芯片回路包括微控制器U0、使能电容C0，在主控芯片回路中，微控制器U0第2脚为主控芯片回路的数据输出端、与数据通讯回路数据输入端连接，微控制器U0的第3脚主控芯片回路的信号接收端、与数据通讯回路的信号发送端连接；微控制器U0的第 7脚接地、第8脚通过使能电容C0接地。
作为优选的，主控芯片回路包括连接的微控制器U0和使能电容 C0；所述数据通讯回路包括通讯光耦U1、通讯三极管Q1、限流电阻 R1-R3、上拉电阻R4-R5和滤波电容C1；通讯光耦U1的1脚与限流电阻R2的一端相连接，通讯光耦U1的2脚分别与通讯三极管的C极、限流电阻R1的一端相连接，限流电阻R1的另一端作为数据通讯电路的输出输入端，与另一个模块的数据通讯电路输出输入端相连接，通讯三极管Q1的B极与限流电阻R3的一端相连接，限流电阻R3的另一端分别与上拉电阻R4的一端、微控制器U0的2脚相连，通讯光耦 U1的4脚分别与上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端、微控制器 U0的3脚相连接。所述微控制器U0、使能电容C0构成主控芯片电路，微控制器U0的8脚与使能电容C0的一端相连接，微控制器U0的2 脚分别与限流电阻R3的另一端、上拉电阻R4的一端相连接，微控制器U0的3脚分别与通讯光耦U1的4脚、上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端相连接。
本实用新型提供一种焊接电压电流自动调节装置,对输入输出接口均进行了有效地保护，既能保护输入输出接口，也能排除外部强干扰通过输入输出接口串扰至系统内部CPU控制单元；能自动调节焊接电压及焊接电流，有效提高焊接的自动化水平；由数据通讯电路的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构。由于使用单数据线通讯，降低布线成本，同时降低因数据线接触不良引起故障的风险，数据通讯电路使用的都是常用的分立元器件，进一步降低产品的成本。整个电路结构简单、可靠性高、成本低，经简单调试便能实现异步串口通讯，具有广阔的应用前景。由于使用常用分立元器件和单数据线通讯，降低因数据线接触不良引起故障的风险，电路结构简单，可靠性高，成本低。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例的焊接电压电流自动调节装置结构框图；
图2为根据本实用新型实施例的串口通讯模块结构示意图.
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1和图2所示，图中示出了一种焊接电压电流自动调节装置，包括微处理器、串口通讯模块、线性电源模块、PWM转换模块，所述微处理器分别与所述串口通讯模块、所述PWM转换模块连接，所述线性电源模块分别与所述微处理器、所述串口通讯模块、所述PWM转换模块连接；
如图2所示，所述串口通讯模块用于将控制参数信号传给所述微处理器；所述串口通讯模块包括数据通讯回路和主控芯片回路；数据通讯回路设有接收/发送端SIG，主控芯片回路的数据输出端连接数据通讯回路数据输入端，主控芯片回路的输出数据在数据通讯回路中形成输出通讯波形信号后通过接收/发送端SIG向外发送；数据通讯回路的信号发送端连接主控芯片回路的信号接收端，从接收/发送端SIG输入的数据在数据通讯回路中形成通讯接收波形后传输到主控制芯片回路的信号接收端；由数据通讯电路的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构；
所述微处理器用于根据设置好的转换关系，输出脉冲宽度调制信号PWM；
所述PWM转换模块用于将所述脉冲宽度调制信号PWM转换为与其占空比成比例关系的模拟电压信号；
所述线性电源模块用于给所述焊接电压电流自动调节装置供电。
作为优选的，所述焊接电压电流自动调节装置还包括电源保护电路，所述电源保护电路用于保护所述线性电源模块。
作为优选的，所述焊接电压电流自动调节装置还包括接口保护电路，所述接口保护电路用于保护所述串口通讯模块。
作为优选的，所述PWM转换模块包括第一PWM转换通道、第二 PWM转换通道，所述第一PWM转换通道提供第一模拟输出接口，控制焊接电压，所述第二PWM转换通道提供第二模拟输出接口，控制焊接电流。
作为优选的，所述PWM转换模块通过RC滤波电路将所述脉冲宽度调制信号PWM转换为与其占空比成比例关系的模拟电压信号。
作为优选的，所述焊接电压电流自动调节装置外接5V电源经过所述电源保护电路后，接入到所述线性电源模块，所述线性电源模块将电压调整到3.3V。
作为优选的，所述数据通讯回路包括通讯光耦U1，通讯三极管 Q1，限流电阻R1～R3，上拉电阻R4、R5和滤波电容C1；在数据通讯回路中，电阻R1的一端与通讯光耦U1的负极输入端、三极管Q1 的集电极相连；通讯光耦U1的正极输入端通过电阻R2接5V电源；通讯光耦U1的输出端与电阻R5的一端、电容C1一端相连；电阻R3 的一端通过上拉电阻R4接5V电源、电阻R3另一端接三极管Q1的基极，上拉电阻R4、R5的另一端接5V电源，电容C1的另一端接地；三极管Q1的基极连接主控芯片回路的数据输出端，通讯光耦U1的输出端连接主控芯片回路的信号接收端。
作为优选的，所述主控芯片回路包括微控制器U0、使能电容C0，在主控芯片回路中，微控制器U0第2脚为主控芯片回路的数据输出端、与数据通讯回路数据输入端连接，微控制器U0的第3脚主控芯片回路的信号接收端、与数据通讯回路的信号发送端连接；微控制器U0的第 7脚接地、第8脚通过使能电容C0接地。
作为优选的，主控芯片回路包括连接的微控制器U0和使能电容 C0；所述数据通讯回路包括通讯光耦U1、通讯三极管Q1、限流电阻 R1-R3、上拉电阻R4-R5和滤波电容C1；通讯光耦U1的1脚与限流电阻R2的一端相连接，通讯光耦U1的2脚分别与通讯三极管的C极、限流电阻R1的一端相连接，限流电阻R1的另一端作为数据通讯电路的输出输入端，与另一个模块的数据通讯电路输出输入端相连接，通讯三极管Q1的B极与限流电阻R3的一端相连接，限流电阻R3的另一端分别与上拉电阻R4的一端、微控制器U0的2脚相连，通讯光耦U1的4脚分别与上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端、微控制器 U0的3脚相连接。所述微控制器U0、使能电容C0构成主控芯片电路，微控制器U0的8脚与使能电容C0的一端相连接，微控制器U0的2 脚分别与限流电阻R3的另一端、上拉电阻R4的一端相连接，微控制器U0的3脚分别与通讯光耦U1的4脚、上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端相连接。
本实用新型提供一种电压电流自动调节装置,对输入输出接口均进行了有效地保护，既能保护输入输出接口，也能排除外部强干扰通过输入输出接口串扰至系统内部CPU控制单元；能自动调节焊接电压及焊接电流，有效提高焊接的自动化水平；由数据通讯电路的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构。由于使用单数据线通讯，降低布线成本，同时降低因数据线接触不良引起故障的风险，数据通讯电路使用的都是常用的分立元器件，进一步降低产品的成本。整个电路结构简单、可靠性高、成本低，经简单调试便能实现异步串口通讯，具有广阔的应用前景。由于使用常用分立元器件和单数据线通讯，降低因数据线接触不良引起故障的风险，电路结构简单，可靠性高，成本低。
最后，本实用新型的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种焊接电压电流自动调节装置，其特征在于，包括微处理器、串口通讯模块、线性电源模块、PWM转换模块，所述微处理器分别与所述串口通讯模块、所述PWM转换模块连接，所述线性电源模块分别与所述微处理器、所述串口通讯模块、所述PWM转换模块连接；
所述串口通讯模块用于将控制参数信号传给所述微处理器；所述串口通讯模块包括数据通讯回路和主控芯片回路；数据通讯回路设有接收/发送端SIG，主控芯片回路的数据输出端连接数据通讯回路数据输入端，主控芯片回路的输出数据在数据通讯回路中形成输出通讯波形信号后通过接收/发送端SIG向外发送；数据通讯回路的信号发送端连接主控芯片回路的信号接收端，从接收/发送端SIG输入的数据在数据通讯回路中形成通讯接收波形后传输到主控制芯片回路的信号接收端；由数据通讯电路的接收/发送端SIG的接收和发送信息、形成单数据线双向异步串口通讯结构；
所述微处理器用于根据设置好的转换关系，输出脉冲宽度调制信号PWM；
所述PWM转换模块用于将所述脉冲宽度调制信号PWM转换为与其占空比成比例关系的模拟电压信号；
所述线性电源模块用于给所述焊接电压电流自动调节装置供电。
2.根据权利要求1所述的焊接电压电流自动调节装置，其特征在于，所述焊接电压电流自动调节装置还包括电源保护电路，所述电源保护电路用于保护所述线性电源模块。
3.根据权利要求1所述的焊接电压电流自动调节装置，其特征在于，所述焊接电压电流自动调节装置还包括接口保护电路，所述接口保护电路用于保护所述串口通讯模块。
4.根据权利要求1所述的焊接电压电流自动调节装置，其特征在于，所述PWM转换模块包括第一PWM转换通道、第二PWM转换通道，所述第一PWM转换通道提供第一模拟输出接口，控制焊接电压，所述第二PWM转换通道提供第二模拟输出接口，控制焊接电流。
5.根据权利要求1所述的焊接电压电流自动调节装置，其特征在于，所述PWM转换模块通过RC滤波电路将所述脉冲宽度调制信号PWM转换为与其占空比成比例关系的模拟电压信号。
6.根据权利要求1所述的焊接电压电流自动调节装置，其特征在于，所述焊接电压电流自动调节装置外接5V电源经过所述电源保护电路后，接入到所述线性电源模块，所述线性电源模块将电压调整到3.3V。
7.根据权利要求1所述的焊接电压电流自动调节装置，其特征在于，所述数据通讯回路包括通讯光耦U1，通讯三极管Q1，限流电阻R1～R3，上拉电阻R4、R5和滤波电容C1；在数据通讯回路中，电阻R1的一端与通讯光耦U1的负极输入端、三极管Q1的集电极相连；通讯光耦U1的正极输入端通过电阻R2接5V电源；通讯光耦U1的输出端与电阻R5的一端、电容C1一端相连；电阻R3的一端通过上拉电阻R4接5V电源、电阻R3另一端接三极管Q1的基极，上拉电阻R4、R5的另一端接5V电源，电容C1的另一端接地；三极管Q1的基极连接主控芯片回路的数据输出端，通讯光耦U1的输出端连接主控芯片回路的信号接收端。
8.根据权利要求1所述的焊接电压电流自动调节装置，其特征在于，所述主控芯片回路包括微控制器U0、使能电容C0，在主控芯片回路中，微控制器U0第2脚为主控芯片回路的数据输出端、与数据通讯回路数据输入端连接，微控制器U0的第3脚主控芯片回路的信号接收端、与数据通讯回路的信号发送端连接；微控制器U0的第7脚接地、第8脚通过使能电容C0接地。
9.根据权利要求1所述的焊接电压电流自动调节装置，其特征在于，主控芯片回路包括连接的微控制器U0和使能电容C0；所述数据通讯回路包括通讯光耦U1、通讯三极管Q1、限流电阻R1-R3、上拉电阻R4-R5和滤波电容C1；通讯光耦U1的1脚与限流电阻R2的一端相连接，通讯光耦U1的2脚分别与通讯三极管的C极、限流电阻R1的一端相连接，限流电阻R1的另一端作为数据通讯电路的输出输入端，与另一个模块的数据通讯电路输出输入端相连接，通讯三极管Q1的B极与限流电阻R3的一端相连接，限流电阻R3的另一端分别与上拉电阻R4的一端、微控制器U0的2脚相连，通讯光耦U1的4脚分别与上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端、微控制器U0的3脚相连接，所述微控制器U0、使能电容C0构成主控芯片电路，微控制器U0的8脚与使能电容C0的一端相连接，微控制器U0的2脚分别与限流电阻R3的另一端、上拉电阻R4的一端相连接，微控制器U0的3脚分别与通讯光耦U1的4脚、上拉电阻R5的一端、滤波电容C1的一端相连接。
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| CN201721178558.4U CN207289124U (zh) | 2017-09-14 | 2017-09-14 | 一种焊接电压电流自动调节装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110994546A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-10 | 歌尔科技有限公司 | 一种电子芯片的焊接保护装置 |
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2017
- 2017-09-14 CN CN201721178558.4U patent/CN207289124U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110994546A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-10 | 歌尔科技有限公司 | 一种电子芯片的焊接保护装置 |
| CN110994546B (zh) * | 2019-12-20 | 2021-11-26 | 歌尔科技有限公司 | 一种电子芯片的焊接保护装置 |
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