[实用新型]一种高速埋弧焊过程弧长控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊接控制装置，特别涉及一种高速埋弧焊过程弧长控制装置。

背景技术

粗焊丝埋弧焊电弧长度自身调节作用比较弱，焊接时单靠焊丝电弧长度自身调节作用并不能保持电弧的稳定，必须对电弧弧长控制保证电弧的稳定。传统埋弧焊过程电弧弧长控制采用模拟控制，其控制电路复杂、可靠性差、进行复杂处理的能力有限，元器件数量多，并且控制系统的参数由电阻、电容等分立元件的参数决定，控制系统的调试复杂、灵活性差；同时电阻、电容的参数分布影响控制系统的一致性，参数的稳定性差，如温度漂移影响控制系统的稳定性；此外因硬件实现上的局限性，控制算法仅能采用PID调节等方法，一些先进的控制算法因无法用模拟电路实现或实现起来非常困难而不能采用。焊接过程控制的数字化和软件化是实现电弧弧长控制的最理想的方法之一，不仅使常规PID算法更快、更可靠，而且使先进智能控制理论应用更简单、效果更好。目前出现的埋弧焊弧长数字化控制方法及装置，主要采用单片机控制，单片机控制系统中单片机主要完成控制信号的给定功能以及程序控制，控制系统虽然在信号的给定部分实现了数字化，但是受到单片机自身处理能力的限制，控制系统的反馈信号处理和PWM仍然采用了模拟电路，往往在实时性、数据处理量大的系统中不能胜任。因此，数字化的特点在埋弧焊电弧弧长控制中并没有得到充分体现。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种能解决高速埋弧焊过程电弧弧长稳定控制的高速埋弧焊过程弧长控制装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：包括弧焊电源、弧压检测反馈电路、送丝调速电路、驱动电路、电源电路、复位电路、晶振驱动器、ARM控制器、送丝电机和导电嘴，所述的弧焊电源与弧压检测反馈电路的一端连接，所述的电弧电压检测反馈电路另一端与导电嘴连接，所述的晶振驱动器、电源电路和复位电路分别连接到ARM控制器上，所述的送丝调速电路一端与驱动电路电连接，另一端与送丝电机电连接，所述的送丝电机的另一端与导电嘴电连接， ARM控制器的A/D输入端与弧压检测反馈电路的一端连接。

进一步，所述的ARM控制器为LPC2119或LPC2134微控制器。

进一步，所述的送丝电机为直流电机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用ARM芯片作为控制核心器件，所设计的埋弧焊弧长控制系统通过调节送丝速度实现电弧弧长实时控制，电弧稳定、焊接质量好，具有良好的输出特性并且可根据需求进行调整，很好地实现了非线性控制。该装置具有电路简单，控制精度高，抗干扰能力强，操作方便，工作稳定可靠等特点，提高了焊机的综合性能及自动程度，可满足高速埋弧焊工艺要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的送丝调速电路原理图。

图3为本实用新型的电弧检测电路原理图。

图4为本实用新型的ARM控制电路原理图。

图5为本实用新型的模糊控制流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种高速埋弧焊过程弧长控制装置，包括弧焊电源、弧压检测反馈电路、送丝调速电路、驱动电路、电源电路、复位电路、晶振驱动器、ARM控制器、送丝电机和导电嘴1，所述的弧焊电源与弧压检测反馈电路的一端连接，所述的电弧电压检测反馈电路另一端与导电嘴连接，所述的晶振驱动器、电源电路和复位电路分别连接到ARM控制器上，所述的送丝调速电路一端与驱动电路电连接，另一端与送丝电机电连接，所述的送丝电机的另一端与导电嘴1电连接， ARM控制器的A/D输入端与弧压检测反馈电路的一端连接。

如图2所示，为本实用新型的送丝调速电路原理图，在电路中，输入电压                                                经整流滤波后为有纹波的直流电压，然后提供给MOSFET，MOSFET由ARM控制器提供的驱动信号而处于开关工作，将直流电压转换为脉冲电压，通过输出电感得到输出电压，再通过分压后驱动送丝电机，通过调节驱动信号的输出占空比，就可以改变送丝电机驱动电压的大小，进而实现送丝速度的改变来维持弧长的稳定。

如图3所示，电弧电压检测反馈电路与导电嘴端相连接，电压经分压、跟随、滤波后通过光耦521-2隔离得到0－+3.3V的反馈电压信号给ARM的AIN0输入通道。