專利名稱：數字埋弧焊機的控制方法
技術領域：
本發明設計焊接領域，尤其設計 一種數字埋弧焊機的控制方法。
背景技術：
埋弧自動焊機是世界上最早使電弧焊擺脫手工操作走向機械自動化的焊接
方法，至今已有60多年的歷史，引入中國已有半個世紀。由于它采用高焊接電 流、電弧受渣相保護、焊接時無弧光等，不僅生產效率和焊接質量高，而且焊 接工人的勞動環境也好，已成為造船、電站鍋爐、化工設備、橋梁以及各種鋼 管和鋼結構織造業的主要焊接方法。
但是現有的埋弧焊機多采用模擬控制的方法，其控制精度較低，很難實現 高精度精密設備的焊接，所以現在很多公司都在研發數字焊機操作系統，來實 現焊接過程中的精確控制。
發明內容
本發明為解決現有焊機控制精度較低的問題，提供了 一種數字埋弧焊機的 控制方法。
一種數字埋弧焊機的控制方法，包括
在開機后先對各個標志位、1/0口進行初始化，完成初始化后，在主程序中 進行電流電壓轉換，并將結果在顯示模塊中顯示出來，經濾波后進行模數轉換；
完成初始化后，在正常的操:作過程中出現2.7ms中斷時，若焊^/^開關啟動， 并且沒有發生急停，則需要緩慢增大電流，采樣比較后進行收弧處理；若焊機 開關關閉，則判斷是否有收弧標志；
如果焊機發生急停，并產生500us中斷時，直接結束程序。
其中在緩慢增大電流時先進行小電流緩慢送絲，然后判斷是否與工件接觸 良好，如果沒有接觸良好，則再進行小電流緩慢送絲，再進行判斷；如果已經 接觸良好，則以小電流進行反抽絲，之后電流緩慢增大到引弧成功后以大電流 給出，并停止送絲。
其中在停止送絲后以大電流輸出，持續一段時間后以正常焊接電流值輸出，
保證工件在起弧階段能量較大，能獲得良好焊縫；并在焊接過程中，采樣焊接 電流進行PI控制，然后松開焊機開關，進行收弧處理。
其中有收弧標志時，進行收弧處理，短時間反抽絲后才停止所有的操作， 既避免了焊絲與工件粘連，又填滿了弧坑，還減少了焊接缺陷，使得焊縫成型 美觀；沒有收弧標志時，則會直接停止所有的操作。
一種數字埋弧焊機控制的方法所釆用的高性能單片機，其系統的升級不依 賴于硬件，只需要通過改變軟件就可實現系統功能的改變。
本發明采用了微機指令來對數字埋弧焊機進行控制，在焊接過程中能實現 精準的控制。
圖1為數字焊機操作系統的方框圖； 圖2為控制數字焊機的軟件流程圖。
具體實施例方式
下面結合一個具體實施例對本發明做詳細介紹，本數字焊機操作系統如圖1 所示，包括
電壓、電流、速度采樣模塊，用于采樣焊接過程中的電流、電壓、速度參
數，并將結果傳輸給單片機控制系統模塊；
參數預制模塊，用于設置焊接過程中埋弧焊機的相關系統參數； 開關量輸入模塊，用于設置"啟動"、"點動"、"送絲"、"抽絲"和"急停，，
五個狀態；
單片機控制系統模塊，用于對電源外特性、送絲速度、焊接速度和焊接過 程實行數字控制；
顯示模塊，用于將焊接過程中的相關參數顯示出來； 脈寬調制模塊(PWM)，用于產生脈寬調制信號，并將其濾波、放大后用于
驅動送絲馬達；
送絲馬達，用于根據脈寬調制信號的脈沖寬度來改變自身的轉速； 可編程脈沖釆集器模塊(PPG)，用于產生脈沖信號，并將該信號濾波、放 大后變成模擬信號輸出給主機電源，作為電流給定信號；
主機電流才莫塊，用于在可編程脈沖信號的控制下輸出電流。 其中該數字埋弧焊機控制系統以高性能的MB89F202單片機為核心構成， 該單片機的輸入電壓為5V，對電源特性、送絲速度、焊接速度和焊接過程實行 數字控制，大大增強了其可靠性和可維護性。在該系統中，所述的電壓、電流、 速度采樣模塊是霍爾器件，用于對電流、電壓等參數進行采樣；該系統還包括 放大模塊，用于將霍爾器件中得到采樣信號放大，并傳輸給A/D轉換模塊；A/D 轉換模塊，用于將經過放大模塊放大后的模擬信號轉換為數字信號，并傳輸給 單片機。
由于單片機是整個數字埋弧焊機操作系統的核心，并且所有的參數控制以 及操作過程都是在單片機微機指令的控制下完成的，所以單片機系統中最核心 部分是軟件指令的操作。
軟件系統流程如圖2所示，在微機開啟后，系統中的各個參it開始初始化， 如各個標志位、I/O 口等參it開始初始化；初始化完成以后4艮據系統出現的不同 情況，微機指令對系統的控制可分為三種
在正常情況下，如果順利完成電壓電流的轉換，并在顯示模塊中顯示出來， 經濾波后，進行模數轉換，完成該系列工作后，程序結束；
在正常操作過程中，當出現2.7ms中斷時，如果埋弧焊機的開關處于啟動狀 態，并且沒有發生急停時，控制送絲馬達進行慢送絲，并輸入初始小電流，來 判斷系統是否短路，如果系統沒有短路，則再進行慢送絲，并輸入小電流進行 短路判斷；如果系統短路，則進行抽絲操作，逐漸開始增大電流，并在引弧成 功后以大電流給出，并停止送絲；大電流給出持續一段時間后，以正常焊接電 流值輸出，并采樣焊接電壓進行PI控制；然后進行收弧處理，收弧處理完成后， 程序結束。
在正常操作過程中，當出現2.7ms中斷時，如果埋弧悍機的開關關閉，則需 要判斷是否有收弧標志，如果有收弧標志的話則進行收弧處理，收弧處理完成
后，進行短時間反抽絲處理，然后停止所有的操作，程序完成；如果沒有收弧 標志，則程序自動完成。
如果在初始化完成之后，就出現焊機急停，則進行500us的中斷后，程序直
接結束。
本數字焊機的控制方法，利用軟件來控制數字焊機的操作系統，能準確地 進行初始化，設定系統所需的參數，并在焊接過程中實現準確的監控。
用高性能單片機作為控制核心，使得系統的升級不依賴于硬件，只需要通 過改變軟件就可實現系統功能的改變，相比以往的模擬機器，開發周期大大縮 短，成本也大大降低。
權利要求
1、一種數字埋弧焊機的控制方法，其特征在于在開機后先對各個標志位、I/O口進行初始化，完成初始化后，在主程序中進行電流電壓轉換，并將結果在顯示模塊中顯示出來，經濾波后進行模數轉換；完成初始化后，在正常的操作過程中出現2.7ms中斷時，若焊機開關啟動，并且沒有發生急停，則需要緩慢增大電流，采樣比較后進行收弧處理；若焊機開關關閉，則判斷是否有收弧標志；如果焊機發生急停，并產生500us中斷時，直接結束程序。
2、 如權利要求1所述的一種數字埋弧焊機的控制方法，其特征在于在緩慢增大 電流時先進行小電流緩慢送絲，然后判斷是否與工件接觸良好，如果沒有接觸 良好，則再進行小電流緩慢送絲，再進行判斷；如果已經接觸良好，則以小電 流進行反抽絲，之后電流緩慢增大到引弧成功后以大電流給出，并停止送絲。
3、 如權利要求2所述的一種數字埋弧焊機的控制方法，其特征在于，在停止送 絲后以大電流輸出，持續一段時間后以正常焊接電流值輸出，保證工件在起弧 階段能量較大，能獲得良好焊縫；并在焊接過程中，采樣焊接電流進行PI控制， 然后松開焊機開關，進行收弧處理。
4、 如權利要求1所述的一種數字埋弧焊機控制的方法，其特征在于，有收弧標 志時，進行收弧處理，短時間反抽絲后才停止所有的操作，既避免了焊絲與工 件粘連，又填滿了弧坑，還減少了焊接缺陷，使得焊縫成型美觀；沒有收弧標 志時，則會直接停止所有的操作。
5、 如權利要求1所述的一種數字埋弧焊機控制的方法所采用的高性能單片機， 其特征在于，系統的升級不依賴于硬件，只需要通過改變軟件就可實現系統功 能的改變。
全文摘要
一種數字埋弧焊機的控制方法，包括在開機后先對各個標志位、I/O口進行初始化，完成初始化后，在主程序中進行電流電壓轉換，并將結果在顯示模塊中顯示出來，經濾波后進行模數轉換；完成初始化后，在正常的操作過程中出現2.7ms中斷時，若焊機開關啟動，并且沒有發生急停，則需要緩慢增大電流，采樣比較后進行收弧處理；若焊機開關關閉，則判斷是否有收弧標志；如果焊機發生急停，并產生500us中斷時，直接結束程序。采用本數字埋弧焊機的控制方法，能實現在焊接過程中的精準控制。
文檔編號B23K9/095GK101168209SQ20071017121
公開日2008年4月30日 申請日期2007年11月28日 優先權日2007年11月28日
發明者尤志春 申請人:上海威特力焊接設備制造股份有限公司