[发明专利]多功能数字化焊机

说明书

技术领域

本发明属于多功能数字化逆变焊机，具体涉及一种基于数字信号处理器DSP和可编程逻辑控制器CPLD或FPGA的多功能数字化软开关逆变焊机。

背景技术

由于传统焊机体积大，效率低，动静态特性不是很理想，导致焊机性能差；现有焊机在设置上还是逻辑电路控制的方式，未有多功能数字化焊机的设计。但多功能数字化焊机是集手工焊，直流氩弧焊，脉冲氩弧焊，气保焊，脉冲气保焊等多种焊接工艺与一体的新型焊机，其功能丰富，性能稳定可靠。多功能数字化逆变焊机主要是由DSP，单片机等嵌入式微处理器进行控制，数字化逆变焊机因为采用嵌入式微处理器构造弧焊逆变电源的控制器，利用计算机的智能模糊控制算法采用软件实现对焊机系统的双闭环控制，并取代了由众多分立元器件组成的模拟控制器，很好的实现了焊接电源的数字化控制，并且可以实时的调整与设置焊接的工艺参数与工作状态，很大程度上提高了焊机的工作效率，并且其控制方法更加灵活，响应速度更快。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能稳定可靠，焊接性能优良的多功能数字化逆变焊机的设置方法及装置，该数字化焊机以数字信号处理器DSP与可编程逻辑控制器CPLD或FPGA为核心，将DSP的高速实时处理能力融入到焊机系统中，并结合CPLD或FPGA以及软开关移相逆变技术，实现对焊接电源整体系统的双闭环控制，采用精细化能量控制，控制变换器的外特性配合电弧负载，解决小电流、低弧长焊接的弧长稳定性。

本发明的技术方案如下：多功能数字化逆变焊机的设置方法，其工作电路包括由IGBT组成的全桥式逆变主电路，控制电路，基于CPLD或FPGA的对称载波的软开关PWM驱动电路。所述逆变主电路包括整流滤波模块b，IGBT全桥逆变模块c，主变压器d, 以及二次整流滤波模块e。

所述控制电路主要包括：DSP控制处理器；控制板供电电源电路；手工降空载电路；焊机输出的反馈电流，电压信号调理检测与采样电路；焊机送丝速度与给定电压的采集与设定电路；与外部键盘的接口与参数显示电路；与PC机的（RS485）通信电路；

所述手工降空载电路首先将交流12V电源经过B1整流桥整流后的直流17V电压作为工作电压Ud，Ud经过滤波以及稳压后再送入到光耦U6，以产生控制信号dv_IN输入到DSP的捕捉功能引脚，当DSP启动工作检测到此引脚信号的电平后，根据实际工作方式判断选择是实际反馈的焊接电压UF-还是正常时的工作电压Ud；由DSP的输出控制信号dV_SEL控制三极管V3与继电器K1组成，继电器K1串联与三极管V3的集电极，未焊接即空载情况下，DSP检测到dv_IN为低电平时，DSP输出dV_SEL为高电平，控制继电器吸和，此时DSP未输出PWM信号，焊机的空载输出电压为Ud，当焊条和工件触碰后，Ud为接近0V；当DSP检测到dv_IN为高电平，此时DSP输出dV_SEL为低电平，控制继电器断开，此时DSP输出PWM信号，这时焊机输出电压为实际输出电压。

所述电流电压信号调理与采样电路包括：用于检测输出电压的霍尔电压传感器与检测电流的霍尔电流传感器；采取相应的电流电压调理电路来进行限幅;对于反馈电弧电压信号，在经过电压传感器SEN1进行隔离检测后，经电阻电容滤波之后，经运算放大器U1进行跟随放大后，将采样电压UFO限幅在0-3.3V范围内再送入到DSP的模拟输入端口ADCIN0；对于霍尔电流传感器检测的反馈电流信号，先经过阻容滤波电路之后，再由运放进行信号调理，先通过由运放U4组成的加法电路，再经过放大和跟随将采样电流IFO限制在0-3.3V范围内，然后送入到DSP的模拟输入引脚ADCIN1； 

采样电路还包括送丝机面板上的给定电压与给定电流即送丝速度的采集，给定的电流电压值在经过运放调节放大后也同样送到DSP的模拟输入端口ADCIN3与ADCIN4；

对于采集后的送丝机上的电流电压，通过DSP的事件管理器模块产生两路PWM信号，经过R56，C42，R58，C43的电阻电容滤波之后，由U12进行同相放大，便得到相应的送丝速度给定与电压给定信号。