CN209272763U - 焊接脉冲送气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊接脉冲送气装置，包括壳体、设于壳体内部的控制器和高频电磁阀、连接于壳体上的气体输入端和气体输出端，所述高频电磁阀为电动比例阀，所述电动比例阀设有与气体输入端连接的阀口输入端、与气体输出端连接的阀口输出端，所述阀口输入端上连接有进口压力传感器、阀口输出端上连接有出口压力传感器，所述进口压力传感器、出口压力传感器、电动比例阀分别与控制器连接。通过控制高频电磁阀控制送气量，其气体输出频率可调，输出气体流量可调。

Description

焊接脉冲送气装置

技术领域

本实用新型属于焊接设备技术领域，特别涉及一种焊接脉冲送气装置。

背景技术

目前，国内关于焊接脉冲送气装置的研究尚少，结构及功能不完善，需要根据焊接种类和电流的不同配置多种型号，设备投入大，由于价格高，市场产品极少。经过调研和与设备厂家交流，国内焊接用脉冲送气装置尚属空白，无法真实模拟焊接环境，准确的自动进行气体流量调节，本专利装置的实施可以开发这一市场需求，降低企业成本。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种以单片机为控制核心的驱动控制电路、控制高频电磁阀通-断过程的焊接脉冲送气装置，可模拟真实焊接环境，通过控制高低电流改变送气量的实验装置，可以断续输出高频脉动气体或者输出脉-基结合的连续气体，其气体输出频率可调，输出气体流量可调。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

焊接脉冲送气装置，包括壳体、设于壳体内部的控制器和高频电磁阀、连接于壳体上的气体输入端和气体输出端，所述高频电磁阀为电动比例阀，所述电动比例阀设有与气体输入端连接的阀口输入端、与气体输出端连接的阀口输出端，所述阀口输入端上连接有进口压力传感器、阀口输出端上连接有出口压力传感器，所述进口压力传感器、出口压力传感器、电动比例阀分别与控制器连接。

进一步的，所述的焊接脉冲送气装置还包括24V电源和电流传感器，壳体左右两侧分别设有与控制器电连接的左侧接线口、右侧接线口；左侧接线口通过24V电源接线端口连接24V电源，右侧接线口通过电流传感器接线端口连接电流传感器。

进一步的，所述控制器包括PCB板、安装于PCB板上的单片机、分别与单片机连接的24V转5V电路模块、电压电流放大电路模块、串口电路模块、电源模块、复位按键。

进一步的，所述阀口输入端与气体输入端通过气管连接，所述阀口输出端与气体输出端通过气管连接。

与现有技术相比，本实用新型优点在于：

（1）本实用新型根据电流决定送气量，省气。

（2）本实用新型通过采用脉冲式送气增加了熔深。

（3）本产品增加了其在焊接时的保护面积。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为本实用新型的外部结构示意图；

图3为本实用新型的电动比例阀原理示意图；

图4为脉冲送气控制框图。

图中，1.24V电源接线端口；2.左侧接线口；3.进口压力传感器；4. 出口压力传感器；5.右侧接线口；6.电流传感器接线端口；8.阀口输入端；9.阀口输出端；10.电动比例阀；11.壳体；12.气体输出端；13. PCB板；14.复位按键；15.气体输入端；16. LM358芯片；17.TLC5615芯片；18. 单片机；19. LM2596芯片；20.屏幕。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，焊接脉冲送气装置，包括壳体11、设于壳体内部的控制器和高频电磁阀、连接于壳体11上的气体输入端15和气体输出端12、电流传感器和24V电源（图中未示出）。壳体11左右两侧分别设有与控制器电连接的左侧接线口2、右侧接线口5；左侧接线口2通过24V电源接线端口1连接24V电源，右侧接线口5通过电流传感器接线端口6连接电流传感器。

高频电磁阀为电动比例阀10，电动比例阀10设有与气体输入端15连接的阀口输入端8、与气体输出端12连接的阀口输出端9；阀口输入端8与气体输入端15通过气管连接，阀口输出端9与气体输出端12通过气管连接。阀口输入端8上连接有进口压力传感器3、阀口输出端9上连接有出口压力传感器4，进口压力传感器3、出口压力传感器4、电动比例阀10分别与控制器连接。

控制器包括PCB板13、安装于PCB板13上的单片机18、分别与单片机18连接的24V转5V电路模块、电压电流放大电路模块、串口电路模块、电源模块、复位按键14，电源模块给单片机18供电，单片机18对各个模块进行操作以及接受各个模块的反馈。

实施例2

结合图1、图2，对控制器的各个模块进行举例说明。

LM2596芯片19：24V转5V电路采用LM2596芯片19,通过外接电感,电容等元器件导致芯片的发热量不是很高,保证长时间的工作需求。

TLC5615芯片17：单片机核心驱动电路,主要外接了TLC5615芯片17,将采集的模拟信号按照需求通过TLC5615芯片17 DA输出。

电压电流放大电路模块：先通过LM358芯片16将TLC5615芯片17 DA输出的电压进行放大5倍左右得到电动比例阀10需要的24V信号，然后再次通过三级管TIP41实现射极随器，将输出信号的电流进行放大，同时保持电压波形不变，随着中央处理器（单片机）发射的信号，以同样的方式进行传输。

串口电路模块：采用定时器，设置默认脉冲频率和最大输出电流值，程序设定增加和减少频率同时设定增加和减少电流，接收气压模块（气压传感器）和中央处理器（单片机）传来的信息，以电信号的形式传输外设的屏幕20，从而进行显示和相应的处理，程序设定屏幕显示每0.6秒进行刷新。

24V转5V模块：将24V高电压转为单片机安全使用的5V低电压，本装置由24V供电，单片机5V供电，设置本模块使单片机安全使用。

气压传感器：检测气压的具体值，然后将其进行处理传输给A/D转换，将转换后的数据传输给中央处理器（单片机）进行处理。可以将0-0.7mpa的气压模拟输出0-5v由单片机采集，通过串口控制外接屏幕20。

再结合图3说明本实施例的电动比例阀工作原理，在电动比例阀的进口端设置进口压力传感器、出口端设置出口压力传感器，进口压力传感器监测输入气体压力是否满足要求，如不满足系统会发出气压过低信号。

出口压力传感器在控制函数中根据出口压力传感器的压力值调整比例阀开口增益系数，也就是，当压力小的时候开口大一些，压力大的时候开口小一些。这是因为气源的压力可能不同，提高设备实用性，把气体流量控制在理想情况。另外由于电动比例阀是靠电磁线圈驱动，会产生热量，磁力随着热量的升高而降低，所以需要提高驱动电压。这个温度不易测量，所以采用监测出口端压力的方式来增大电压，对比例阀电磁线圈升温而带来的磁力损失进行补偿。

本设备驱动线圈的方式是脉冲方波驱动，方波电压跟随焊接电流的变化而变化，脉冲频率连续可调，从而适应电流的变化来控制出气量的多少，达到节气的目的。另外脉冲方式的送气在相同气体消耗量下具有更大的保护面积，对电弧形态有压缩效果。

本实用新型的工作过程如下：

接通电源，将单片机18安装在PCB板13的单片机卡槽内；下载程序；气体通过气体输入端15进入阀口输入端8进而进入电动比例阀10，并同时进入进口压力传感器3，单片机18根据屏幕20的输入控制，改变电压，控制电动比例调节阀10的阀门开合程度，从而控制输入气体流量；气体通过电动比例阀的阀口输出端9，并同时进入出口压力传感器4，出口压力传感器4将当前输出的气压以模拟信号的形式反馈给单片机18，控制系统判断输出是否过低，若输出过低，单片机进行补偿，直至输出气压正常。

实施例3

结合图4，脉冲送气控制其要求的功能是：交替输送不同保护气体并要求与脉冲电流实现同步。由电流传感器实时监测焊接脉冲电流信号经过转换变成电压信号给保护气体控制器提供脉冲信号输入，分别控制不同气体的电磁阀开关，对焊枪实现气体切换。其中，对硬件电路的要求是反应时间必须控制在毫秒级。输出信号控制电磁阀的动作必须跟随霍尔电流传感器输出脉冲信号，对时间延时控制亦在毫秒级。其原理如图4所示。对控制器设有自发和触发两种工作模式。自发模式即控制器自设给电磁阀信号交替动作，进行交替保护气体的供给；触发模式即控制器跟随脉冲电流信号，控制电磁阀动作进行交替保护气体的供给。在控制器工作前，需要进行自发模式和触发模式的模式选择，并进行参数设置。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.焊接脉冲送气装置，其特征在于：包括壳体、设于壳体内部的控制器和高频电磁阀、连接于壳体上的气体输入端和气体输出端，所述高频电磁阀为电动比例阀，所述电动比例阀设有与气体输入端连接的阀口输入端、与气体输出端连接的阀口输出端，所述阀口输入端上连接有进口压力传感器、阀口输出端上连接有出口压力传感器，所述进口压力传感器、出口压力传感器、电动比例阀分别与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的焊接脉冲送气装置，其特征在于：还包括24V电源和电流传感器，壳体左右两侧分别设有与控制器电连接的左侧接线口、右侧接线口，

左侧接线口通过24V电源接线端口连接24V电源，右侧接线口通过电流传感器接线端口连接电流传感器。

3.根据权利要求1所述的焊接脉冲送气装置，其特征在于：所述控制器包括PCB板、安装于PCB板上的单片机、分别与单片机连接的24V转5V电路模块、电压电流放大电路模块、串口电路模块、电源模块、复位按键。

4.根据权利要求1所述的焊接脉冲送气装置，其特征在于：所述阀口输入端与气体输入端通过气管连接，所述阀口输出端与气体输出端通过气管连接。