[发明专利]基于AVR单片机的电弧焊接精确熔滴短路过渡控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及焊机，具体涉及的是一种基于AVR单片机的电弧焊接精确熔滴短路过渡控制电路。

背景技术

传统电焊机的焊接控制系统是依靠复杂的模拟电路来实现功能和逻辑控制的，即使增加一种简单的功能都需要增加很多电子元器件。如果焊机要具备两种以上的焊接功能就需要很多电路板，这样不仅会大幅度提高焊机成本，而且焊机的焊接性能和可靠性也会随元器件的增加而急剧下降，所以传统焊机很难将多种焊接功能综合到一台焊机中。

随着数字技术的发展，在焊机领域的应用也有了很大进步，出现了数字化面板的焊机和所谓的全数字焊机，这类焊机有的只是将焊接参数的调节系统进行数字化改造，焊机的焊接控制系统仍然是靠许多模拟和逻辑电路来实现的，有的则是将焊接参数的调节系统和简单的功能控制都用软件实现。这类焊机参数调节方便，功能多（比如有的焊机具有药皮手工焊、直流氩弧焊、脉冲氩弧焊、氩弧点焊、气保焊、碳弧气刨等焊接方式），但是焊机的每种焊接性能却只能达到一般的水平，不能满足现在焊接行业对焊接工艺和焊接性能越来越高的要求。

针对传统电焊机和数字化面板焊机的焊接控制系统是靠许多模拟电路来实现的，存在增加焊接功能困难，焊机的可靠性低、产品一致性差等缺点，数字化技术在焊机领域的应用是必然趋势。但是简单的数字化改造虽然能在简化电路和增加功能等方面有一定帮助，却不能从根本上提高焊机的焊接性能。

随着科学技术的发展，各种新型材料不断涌现，焊接工艺也发生着日新月异的变化，传统的焊机和焊接工艺已不能适应时代的需要。而且焊接过程中熔滴过渡是一个复杂的动态过程，会随着环境、材料等外界条件的变化而变化，不能靠一套固定的参数来完成整个焊接熔滴过渡过程的精确控制，需要实时采样输出参数反馈给控制系统来实时修正给定信号。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种基于AVR单片机的电弧焊接精确熔滴短路过渡控制电路，以实现焊接过程中熔滴过渡频率、输入热量大小以及飞溅大小的精确控制。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于AVR单片机的电弧焊接精确熔滴短路过渡控制电路，包括：

一AVR单片机IC6；

一电流采样电路，与焊机连接，用于对焊接过程中短路过渡阶段的实时电流进行采样，并输出稳定的电流反馈信号到AVR单片机，其包括电感L1、采样电阻R21、滤波电容C6、运放电路和第一有源滤波电路；所述运放电路由电阻R14、R15、R16、R17和运算放大器IC3C组成；所述第一有源滤波电路由电阻R10、R11、R12、R13、电容C4、C5和有源滤波器IC3D组成；所述焊机电流采样信号通过电感L1滤波和采样电阻R21后，转化为电压信号，然后通过滤波电容C6进行初级滤波，之后再经过运放电路和第一有源滤波电路进一步滤波，输出两路稳定的电流反馈信号，一路输入到比例积分电路进行实时的比例积分计算，另一路经过电阻R9、电容C12滤波处理后输入到AVR单片机IC6-39脚，由AVR单片机IC6进行实时逻辑判断和PID运算，以获得修正后的实时电流给定值；

一电压采样电路，与焊机连接，用于对焊接过程中短路过渡阶段的实时电压进行采样，并输出稳定的电压反馈信号到AVR单片机；其包括差分电路、第二有源滤波电路、电阻R47和电容C28，所述差分电路由电阻R45、R58、R6、R59、R57、R55、R60和IC5C组成；所述第二有源滤波电路由电阻R56、R75、R77、R76、C34、C35和IC5B组成；所述焊机的输出电压、电弧电压通输入差分电路进行初级滤波和电压幅值比例降低，再经过第二有源滤波电路滤波输出稳定的电压反馈信号，该电压反馈信号经过电阻R47和电容C28滤波后输入到AVR单片机IC6-40脚，进行实时逻辑判断后得到准确的短路过渡阶段判定；

一D/A转换电路，包括D/A转换芯片IC4，所述D/A转换芯片的IC4-1脚通过电阻R63与AVR单片机IC6-19脚连接，IC4-2脚通过电阻R64与AVR单片机IC6-20脚连接，IC4-3脚通过电阻R65与AVR单片机IC6-4脚连接，所述D/A转换芯片用于将AVR单片机每一个控制阶段都输出的短路过渡峰值电流值和基值电流值的数字信号转换为模拟信号，并由IC4-4输出基值电流信号，IC4-7输出峰值电流信号；