一种逆变焊机的提升引弧控制方法

摘要

本发明涉及逆变焊机控制技术领域，公开了一种逆变焊机的提升引弧控制方法，包括S1：输出窄脉宽X1，等周期地采集输入电流Iin，根据输入电流Iin的数值判断出焊枪与工件是否接触；S2：当检测到焊枪与工件充分接触后，输出接触电流Ist等待焊枪提升，设定脉宽调节基准量W1，输出脉冲宽度调节量为X2，焊枪提升到设定高度H1时，计算出输出脉冲宽度调节量X2大于设定脉宽调节基准量W1，则焊枪已提升；S3：当检测到焊枪离开工件，输出接触电流Ist在Ts时间内渐变到输出焊接电流Iout，进入正常焊接阶段；根据实现输入电流稳定的逆变电源的脉冲宽度调节量的变化，判断出焊接状态精确且无需额外检测硬件，无需检测焊接电源输出端的电压和电流信号，提高稳定性。

权利要求

1.一种逆变焊机的提升引弧控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：输出脉宽X1，等周期地采集输入电流Iin，根据输入电流Iin的数值判断出焊枪与工件的接触状态；

步骤S2：输出接触电流Ist等待焊枪提升，设定脉宽调节基准量W1，输出脉冲宽度调节量为X2，焊枪提升到设定高度H1时，计算出输出脉冲宽度调节量X2大于设定脉宽调节基准量W1则判断为焊枪已提升；

步骤S3：当检测到焊枪离开工件，输出接触电流Ist在Ts时间内渐变到输出焊接电流Iout，进入正常焊接阶段。

2.根据权利要求1所述的逆变焊机的提升引弧控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，当输入电流Iin在连续设定时间段T1内都高于门槛电流I1，则判断为焊枪与工件充分接触。

3.根据权利要求1所述的逆变焊机的提升引弧控制方法，其特征在于，步骤S3之后还包括步骤S4：在正常焊接阶段，当输入电流Iin连续时间Tmin内低于最小值Imin时，则为断弧。

4.根据权利要求3所述的逆变焊机的提升引弧控制方法，其特征在于，在断弧判断过程中，只要有1次检测到输入电流Iin高于门槛电流I1则重新开始计时Tmin，进入正常焊接阶段。

5.根据权利要求4所述的逆变焊机的提升引弧控制方法，其特征在于，采集连续N个周期的输入电流Iin并计算出平均值作为最终的Iin，其中N为输入电流采样滤波系数。

6.根据权利要求5所述的逆变焊机的提升引弧控制方法，其特征在于，在步骤S1至步骤S4中的输入电流采样滤波系数不全相同，焊机处于非正常焊接状态时的滤波系数小于焊机处于正常焊接状态时的滤波系数。

7.根据权利要求6所述的逆变焊机的提升引弧控制方法，其特征在于，步骤S1之前还包括步骤S0：起弧之前，控制脉宽调制信号输出的占空比为预先设置的最小占空比。

8.根据权利要求7所述的逆变焊机的提升引弧控制方法，其特征在于，开环控制脉宽调制信号。

说明书

一种逆变焊机的提升引弧控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及逆变焊机控制技术领域，更具体地说，它涉及一种逆变焊机的提升引弧控制方法。

背景技术

[0002] 现有的电焊机大多使用包括逆变电源的恒流电源，在电焊机的工作原理中，电焊机的焊枪与待焊接工件之间需要不断改变距离，同时还要提升引弧效果以避免焊枪上的钨极烧穿工件或者焊枪与待焊接工件之间断弧。

[0003] 目前，焊机的引弧效果一般是靠人工握住首先控制好焊枪与工件接触时的瞬态尖峰电流，不能使焊枪上的钨极和工件粘合，然后手动调整输出电流，控制好焊枪提升时的输出电流，不能因为电流太小而断弧，也不能因为电流太大而烧穿工件。

[0004] 但是，人工调整输出电流后，不能精确判断整个焊接过程，也不能对每个阶段都进行有效控制，提升引弧的效果差。

发明内容

[0005] 针对现有人工调整输出电流的提升引弧方法的效果差技术问题，本发明提供一种逆变焊机的提升引弧控制方法，其具有能精确判断整个焊接过程对各个阶段进行有效控制的优点。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

[0007] 一种逆变焊机的提升引弧控制方法，包括如下步骤：

[0008] 步骤S1：输出窄脉宽X1，等周期地采集输入电流Iin，根据输入电流Iin的数值判断出焊枪与工件的接触状态；

[0009] 步骤S2：当检测到焊枪与工件充分接触后，输出接触电流Ist等待焊枪提升，设定脉宽调节基准量W1，输出脉冲宽度调节量为X2，焊枪提升到设定高度H1时，计算出输出脉冲宽度调节量X2大于设定脉宽调节基准量W1则判断为焊枪已提升；

[0010] 步骤S3：当检测到焊枪离开工件，输出接触电流Ist在Ts时间内渐变到输出焊接电流Iout，进入正常焊接阶段。

[0011] 通过上述技术方案，设定好采集数据的周期时间，等周期地检测逆变电源的输入电流，根据输入电流判断焊枪与工件的接触状态，根据实现输入电流稳定的逆变电源的输出脉冲宽度的变化，判断出接触状态精确且无需额外检测硬件，无需检测焊接电源输出端的电压和电流信号，降低焊机成本，提高焊机工作稳定性。

[0012] 进一步的，所述步骤S1中，当输入电流Iin在连续设定时间段T1内都高于门槛电流I1，则判断为焊枪与工件充分接触。

[0013] 进一步的，步骤S4：在正常焊接阶段，当输入电流Iin连续时间Tmin内低于最小值Imin时，则为断弧。

[0014] 进一步的，在断弧判断过程中，只要有1次检测到输入电流Iin高于门槛电流I1则重新开始计时Tmin，进入正常焊接阶段。

[0015] 进一步的，采集连续N个周期的输入电流Iin并计算出平均值作为最终的Iin，其中N为输入电流采样滤波系数。

[0016] 通过上述技术方案，对采样的输入电流进行滤波处理，提高采集的输入电流输出的准确性，提高对外界不利因素的抗干扰性能。

[0017] 进一步的，在步骤S1至步骤S4中的输入电流采样滤波系数不全相同，焊机处于非正常焊接状态时的输入电流采样滤波系数N小于焊机处于正常焊接状态时的输入电流采样滤波系数N。

[0018] 通过上述技术方案，非正常焊接状态时的输入电流变化比正常焊接状态时的输入电流变化大，因此滤波系数小能避免滤去需要的输入电流变化量。

[0019] 进一步的，步骤S1之前还包括步骤S0：起弧之前，控制脉宽调制信号输出的占空比为预先设置的最小占空比。

[0020] 进一步的，开环控制脉宽调制信号。

[0021] 通过上述技术方案，开环控制能够让焊机具有很好的启动状态，不会因为输入电流较低而让焊机长时间满负荷运行。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：设定好采集数据的周期时间，等周期地检测逆变电源的输入电流，不同阶段采用不同的滤波系数来检测输入电流，根据输入电流判断焊枪与工件的接触状态，根据实现输入电流稳定的逆变电源的输出脉冲宽度的变化判断出的接触状态精确且无需额外设置检测硬件，无需检测焊接电源输出端的电压和电流信号，降低焊机成本，提高焊机工作稳定性。

附图说明

[0023] 图1为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。实施例

[0025] 一种逆变焊机的提升引弧控制方法，基于包括逆变电源的恒流电源，恒流电源的输入电流由逆变电源中的输出脉冲宽度控制，逆变电源中具有MCU或者DSP等控制芯片。逆变电源中控制芯片会控制逆变驱动芯片提供输出电流，逆变驱动芯片可为MOS管或者电力晶闸管一般情况下，逆变驱动芯片会组成全桥进行输出，控制逆变驱动芯片的导通时长能够调节逆变电源的输出电流。

[0026] 如图1所示，方法包括如下步骤：

[0027] 步骤S0：起弧之前，开环控制脉宽调制信号输出的占空比为预先设置的最小占空比。最小占空比可存储在控制芯片的flash存储器内，或者存储在控制芯片外的flash闪存盘或EEPROM存储器中，控制芯片可在工作时读取存储的最小占空比。相较于闭环的控制方式，例如PID闭环控制，其前期由于输出与期望值差距过大，积分系数很容易让PID闭环控制的输出达到满负荷的状态，而开环控制能够让焊机具有很好的启动状态，不会因为输入电流较低而让焊机长时间满负荷运行。其中，最小占空比对于焊机来说是小占空比，小占空比能很好的抑制短路数案件的输出尖峰电流。

[0028] 步骤S1：输出窄脉宽X1，等周期地采集输入电流Iin，根据输入电流Iin的数值判断出焊枪与工件的接触状态。使用现有技术中的电流传感器按照设定的周期时间等周期地检测输入电流Iin，检测后的数值单位可为mA，或者是一个二进制数值。电流传感器电连接有控制器，控制器可为MCU，DSP或者PLC等工业现场的控制芯片，芯片具有IIC、SPI、ADC、DAC等硬件模块，因此能够接收输入电流Iin的数值。

[0029] 当输入电流Iin在连续设定时间段T1内都高于门槛电流I1，则判断为焊枪与工件充分接触。采集连续N个周期的输入电流Iin并计算出平均值作为最终的Iin，其中N为输入电流采样滤波系数。对采样的输入电流进行滤波处理，提高采集的输入电流输出的准确性，提高对外界不利因素的抗干扰性能。

[0030] 步骤S2：输出接触电流Ist等待焊枪提升，设定脉宽调节基准量W1，输出脉冲宽度调节量为X2，焊枪提升到设定高度H1时，计算出输出脉冲宽度调节量X2大于设定脉宽调节基准量W1则判断为焊枪已提升。当焊枪没提升时，焊枪与工件之间的阻抗小，输入电流容易达到设定的值且稳定，因此输出脉冲宽度窄，当焊枪提升后，焊枪与工件之间的阻抗变大，恒流电源需要保持输入电流依旧达到设定的值且稳定，因此会加宽输出脉冲宽度，即通过X2大于X1能判断出焊枪与工件的工作状态。在实际工作中，由于恒流电源的工作能力有限，因此焊枪提升后的工作电流会小于焊枪提升前的工作电流。

[0031] 步骤S3：当检测到焊枪离开工件，输出接触电流Ist在Ts时间内渐变到输出焊接电流Iout，进入正常焊接阶段。

[0032] 步骤S4：在正常焊接阶段，当输入电流Iin连续时间Tmin内低于最小值Imin时，则为断弧。在断弧判断过程中，只要有1次检测到输入电流Iin高于门槛电流I1则重新开始计时Tmin，进入正常焊接阶段。在步骤S1至步骤S4中的输入电流采样滤波系数不全相同，焊机处于非正常焊接状态时的输入电流采样滤波系数N小于焊机处于正常焊接状态时的输入电流采样滤波系数N。

[0033] 设定好采集数据的周期时间，等周期地检测逆变电源的输入电流，根据输入电流判断焊枪与工件的接触状态，不同阶段采用不同的滤波系数来检测输入电流，非正常焊接状态时的输入电流变化比正常焊接状态时的输入电流变化大，因此滤波系数小能避免滤去需要的输入电流变化量。根据实现输入电流稳定的逆变电源的输出脉冲宽度的变化判断出的接触状态精确且无需额外设置检测硬件，无需检测焊接电源输出端的电压和电流信号，降低焊机成本，提高焊机工作稳定性。

[0034] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。