[发明专利]带辅助放电机构的新型自动化电焊机

说明书

【技术领域】

本发明隶属于高端装备、工业机器人技术领域，具体涉及一种带辅助放电机构的新型自动化电焊机。

【背景技术】

当前焊接技术已经普遍采用电能作为焊接加热的能源，电焊机自身也都实现了自动化、数字化控制。随着技术改进的不断进行，焊机在配置足够的外部动作结构，和内部工况控制软件之后，已经开始具备一定的智能，广泛用于工业产品制造线，或者野外工程中，以焊接作业机器人的形式，发挥着巨大的作用。

但是，焊接作业的本质并没有发生变化，依然要靠焊枪向焊接工件进行电能放电来进行。对于电焊机，当焊枪远离焊接工件时，焊枪端呈现开路的状态，也就是焊枪部分维持一个较高的电压，而电流为0；当焊枪接近焊接工件至一定程度时，一般为数毫米至数厘米，焊枪端的较高电压将击穿空气，形成瞬间的放电。在不放电与电弧放电这两者状态的转换期间，焊枪端的电压和电流是急剧变化的，等到放电维持稳定后，则焊枪到达一个较小的电压，一般为数伏特，和较大通电电流的状态，一般为百毫安至数百安培，呈现为一种短路的状态。

对于自动焊机的控制来说，在焊枪起弧的极短时间内，焊机将从输出0功率转变为输出几十瓦至几百瓦功率的转换，在此期间还要尽可能保持电压、电流值的平稳过渡，因此对焊机电源提出了非常高的要求，既要求焊枪端的传感器能够快速和实时地反馈回各时刻的电压值，电流值，也要求焊机电源能够控制电能做相应的动态变化。对于一些设计或工况不是很好的电焊机，由于这个环节不能得到保障，往往会造成电能利用效率不高，对电网造成较大的电磁干扰，以及焊点形貌不佳、焊接质量低劣等各种不良的效果。

基于如上，本发明专利提出，可以采用辅助性的机构，来帮助焊机顺利渡过从开路到短路的转换阶段，从而克服在焊机控制上的难点，实现高质量的工件焊接。

【发明内容】

本发明针对上述背景技术问题中所存在的自动焊机现有控制技术的难点，提出一种带辅助放电机构的新型自动化电焊机，

包括焊机主机、焊枪、储能装置、储能装置控制器和控制开关；所述控制开关包括充电开关，放电开关和对地放电开关。所述焊机主机内设置有焊机逆变电源，该焊机逆变电源通过充电开关与储能装置电连接，可在闲时对储能装置进行充电；所述焊机主机通过二极管连接到焊枪，焊机主机、二极管与焊枪之间为串联连接，连同焊接工件一起，构成主放电回路；所述储能装置通过放电开关连接焊枪，构成辅助放电回路。由于辅助放电回路的存在，可帮助自动化电焊机顺利地从开路不工作状态过渡到短路、焊接工件的状态，极大降低此短暂过程中，原焊机整机控制器的控制难度，实现更好焊接效果。

所述储能装置，为电容器、电池，也可以是起到同样储能作用电感线圈等。对这些储能元件进行分组管理，例如总共用15个电容器，5个1组，共分为3组，组内采用电容器串联连接，组间一般采用并联连接。该储能装置可以通过开关切换动作，进行串、并联的转换，从而配置成不同的储能模式；这样的开关切换动作，受储能装置控制器的控制；

所述储能装置控制器，其具有与整机控制器的信息通讯连接，因此可以从整机控制器接受指令，并具体地控制储能装置的工作状态。例如储能装置充电，储能装置放电，又例如总共3组储能元件，只利用其中的2组，进行并联放电，而另1组元件搁置不用，等等。

所述充电开关，是指继电器，半导体开关器件等，在焊机不进行焊接工作的闲时，由指令控制其打开，从整机电源向储能元器件进行充电、储能。

所述放电开关，是指继电器、半导体开关器件等，在焊机转入焊接作业的短暂时间内，开放此开关，储能元件放电，辅助整机电源的工作。特别地，这里的放电开关可以是电力二极管，焊机由开路状态进入短路状态期间，随着焊枪电压的迅速降低，当储能元件端与焊枪端的电压差达到一定值后，电力二极管将自动导通，由储能机构执行辅助性的放电。

所述对地放电开关，是指继电器、半导体开关器件等，在焊机确定停机、不工作时，为了防备人身伤害，可以开通对地放电，将储能元件上所存储的电能泄放掉。

所述储能装置控制器与整机控制器之间的通讯联系，是指利用这样的机制，可以由整机控制来最终确定储能装置的工作状态。在焊机的整机控制端，根据将要焊接的工件的材料的性质，可以选择较大功率的辅助放电源，或者较小功率的辅助放电源，进行了这样的选择和设定后，通知储能装置控制器，由其确定所有储能元器件中，哪些元件用于串联，串联的不同组元件哪些用于并联，哪些元件弃置不用，因而得到最恰当的辅助措施。