[实用新型]旋转电弧传感器闭环调速装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于高速旋转电弧传感器的调速装置。

背景技术

电弧传感的基本原理是利用焊枪与工件距离变化而引起的焊接电流参数变化来探测距离在高度和左右方向上的偏差。距离越大，电弧越长，焊接电流越小。旋转电弧是焊接时让焊丝在焊缝上方边旋转边前进，形成焊枪与工件距离变化。根据电弧传感的原理，可将旋转电弧用于焊缝跟踪。以跟踪V形坡口焊缝为例，当焊炬偏心原点对中焊缝时，焊炬在焊缝上扫描一周，在焊缝左右扫描的两个半圆内，其焊接高度变化是对称的，因此对两边焊接电流积分，其值应该相等。当偏心原点偏离焊缝，两个半圈内高度就不同了，因此焊接电流积分的值不同，以此提取偏差。

焊接电流的提取是通过焊炬每旋转一周的特定位置来触发采集的。例如旋转电弧传感器安装的光码盘上有64个槽，其旋转一周通过光耦将发出64个脉冲信号，这些信号用来触发A/D在一周内采集焊接电流64次，并与焊炬旋转一周的64个位置相对应。因此，焊炬旋转的稳定性直接影响到焊接电流的采集的稳定性，从而影响偏差提取的质量。不同的焊接工艺，其转速要求可调。

针对上述问题，需设计转速闭环调速控制电路。早期旋转电弧传感器闭环调速核心控制器采用频压转换芯片，该方法具有许多缺点：转速难稳定，特别是当有干扰信号时，易造成系统震荡；频率转换成电压时，由于硬件以及参数设置等因素，使得速度采集存在着误差，影响实际的转速值；外围电路设计较复杂；调速过程比较烦琐。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种旋转电弧传感器闭环调速装置，它是以单片机为核心控制器的闭环调速电路，弥补了用频压转换芯片调速的缺陷。

本实用新型是这样来实现的，它包括单片机、光电耦合芯片、功率放大驱动芯片、反向器、电机、编码器，其特征是单片机连接光电耦合芯片，光耦电合芯片连接功率放大驱动芯片，功率放大驱动芯片连接电机和编码器，编码器通过反向器连接单片机，采用单片机作为核心控制器，通过编程使其P0口输出占空比可调的PWM波信号，该信号通过光耦隔离，控制功率放大驱动芯片从而对电弧传感器电机的电压进行控制，从而控制电机转速。

本实用新型的优点是：(1)采用单片机作数字控制器，调速更精确，稳定；(2)整个电路简单，省去了多余的外围电路，抗干扰强，并且成本低。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理方框图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括单片机1、光电耦合芯片2、功率放大驱动芯片3、反向器6、电机4、编码器5，其特征是单片机连接光电耦合芯片，光电耦合芯片连接功率放大驱动芯片，功率放大驱动芯片连接电机和编码器，编码器通过反向器连接单片机，如图2所示。Vcc是单片机1的工作电压，VD是功率放大芯片的工作电压，通过单片机1上的输出口连接到光电耦合芯片2的输入端，从光电耦合芯片2的输出端连接到功率放大驱动芯片3，从而控制直流电机4，从直流电机的编码器5连接到反向器6，再进入单片机1的外部中断入口，从而实现对转速的闭环控制。

电机上的光码盘和光耦构成编码器，转速通过编码器变成了电信号，再经过反向器转换成脉冲信号。1秒钟有多少个脉冲，那么转速就是多少。这些脉冲信号进入单片机的外部中断入口，作为闭环调速装置的速度反馈。