專利名稱：逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電弧焊機(jī)，特別涉及一種逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)。
背景技術(shù)：
普通的焊條電弧焊機(jī)的空載電壓一般都要在60V以上，例如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)逆 變控制的焊機(jī)在60 80V左右，而可控硅交直流兩用機(jī)的空載電壓則更高，針對(duì)于造船行業(yè) 比較惡劣的作業(yè)環(huán)境，焊接操作工人在工作環(huán)境比較潮濕或者身體大量出汗的情況下，隨時(shí) 有觸電的危險(xiǎn)，危及人身安全。而且在非焊接狀態(tài)下，焊機(jī)輸出空載電壓仍然保持60V以上， 風(fēng)機(jī)一直在不停運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣不僅浪費(fèi)了大量的電能，對(duì)于風(fēng)機(jī)的使用壽命也有不小的影響。 此外，由于焊機(jī)不具備遙控功能，導(dǎo)致焊接操作工人在現(xiàn)場施工時(shí)如果需要調(diào)節(jié)焊接參數(shù)時(shí)， 必須從焊接現(xiàn)場返回到焊機(jī)前來進(jìn)行操作，這樣不但耗費(fèi)了大量的工時(shí)，而且增加工人操作 的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于，提供一種逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，以節(jié)約電能。 本發(fā)明的另一目的在于，提供一種逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，以降低工人操作的復(fù) 雜性。
一種逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，其特征在于包括控制模塊以及與該控制模塊相連 接的采樣電路、功率模塊、風(fēng)機(jī)和顯示模塊，所述釆樣電路用于采樣焊接的反饋電壓，所述 控制模塊根據(jù)該反饋電壓判斷當(dāng)前焊接狀態(tài)以輸出控制信號(hào)控制所述風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，所述 功率模塊接收所述控制模塊的控制以輸出焊接功率。通過所述控制模塊根據(jù)焊接狀態(tài)控制所 述風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，這樣可解決風(fēng)機(jī)在未焊接時(shí)仍不停運(yùn)轉(zhuǎn)而浪費(fèi)電能的問題。
進(jìn)一步地，還包括與所述控制模塊通訊連接的遙控電路，所述遙控電路用于在未焊接狀 態(tài)下調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，并將該焊接參數(shù)發(fā)送至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)該焊接參數(shù)控 制所述功率模塊的輸出焊接功率。這樣工人無需從焊接現(xiàn)場返回到焊機(jī)前來進(jìn)行操作，有效 地降低工人操作的復(fù)雜性。
迸一步地，所述采樣電路包括依次連接的電壓采樣電路、濾波及積分電路、線性光耦、 跟隨電路，其中所述電壓采樣電路，用于采樣兩個(gè)焊接電極上的反饋電壓； 濾波及積分電路，用于對(duì)所述電壓采樣電路采樣的反饋電壓進(jìn)行濾波和積分； 線性光耦，用于對(duì)經(jīng)過濾波和積分后的反饋電壓進(jìn)行線性傳遞和隔離； 跟隨電路，與所述線性光耦的輸出端相連接，輸出信號(hào)至所述控制模塊。 進(jìn)~歩地，所述焊接狀態(tài)包括保護(hù)狀態(tài)、短路狀態(tài)、空載狀態(tài)、焊接狀態(tài)、焊接結(jié)束狀 態(tài)，在保護(hù)和空載狀態(tài)下風(fēng)機(jī)均停止運(yùn)轉(zhuǎn)；在短路和焊機(jī)狀態(tài)，風(fēng)機(jī)均正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在悍接結(jié) 束狀態(tài)，單片機(jī)根據(jù)焊接的預(yù)置電流設(shè)定風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，風(fēng)機(jī)在運(yùn)行此段時(shí)間后停止。 進(jìn)一步地，所述預(yù)置電流及其對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間如下 在0 100A，運(yùn)行時(shí)間為30秒； 在100 199A，運(yùn)行時(shí)間為60秒； 在200 299A,運(yùn)行時(shí)間為90秒； 在300 399A，運(yùn)行時(shí)間為120秒； 在400 500A ，運(yùn)行時(shí)間為150秒。
進(jìn)一步地，所述遙控電路包括
電源輸入整流及濾波電路，用于將外部輸入電流進(jìn)行整流和濾波后，為輔助單片機(jī)和驅(qū)
動(dòng)芯片供電；
輔助單片機(jī)，用于接收用戶輸入的焊接電流，并將該焊接電流轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)輸出； 驅(qū)動(dòng)芯片，與所述輔助單片機(jī)相連接，用于驅(qū)動(dòng)變壓器電路，并將所述輔助單片機(jī)輸出
的脈沖信號(hào)加載至變壓器的輸入端；
變壓器電路，其輸入端與驅(qū)動(dòng)芯片相連接，用于將所述脈沖信號(hào)由電纜反饋至光耦隔離
器件；
光耦隔離器件，用于將反饋的脈沖信號(hào)光耦隔離后反饋至控制模塊。 進(jìn)一步地，所述控制模塊與所述輔助單片機(jī)為一相同的單片機(jī)。
本發(fā)明提供的逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，在未焊接狀態(tài)下空載電壓始終保持在13± 2V左右，遠(yuǎn)低于安全電壓36V的標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)機(jī)也停止運(yùn)轉(zhuǎn)，既達(dá)到了節(jié)能的效果，又實(shí)現(xiàn)了防 觸電功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)遙控的功能，降低了工人操作的復(fù)雜性。


圖1為逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)原理框圖； 圖2為采樣電路原理框圖；圖3為采樣電路設(shè)計(jì)實(shí)例； 圖4為風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì)實(shí)例； 圖5為遙控電路原理框圖； 圖6為遙控電路設(shè)計(jì)實(shí)例。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示， 一種逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，包括控制模塊以及與該控制模塊相連 接的采樣電路、功率模塊、風(fēng)機(jī)和顯示模塊，其中，所述采樣電路用于采樣焊接的反饋電壓， 所述控制模塊根據(jù)該反饋電/^判斷當(dāng)前焊接狀態(tài)以輸出控制信號(hào)控制所述風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間， 所述功率模塊接收所述控制模塊的控制以輸出焊接功率。
其中，還包括與所述控制模塊通訊連接的遙控電路，所述遙控電路用于在未焊接狀態(tài)下 調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，并將該焊接參數(shù)發(fā)送至所述控制模塊，所述控制模塊接收該焊接參數(shù)后輸出 控制信號(hào)至所述功率模塊。
其中，所述控制模塊可以采用一單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，以下以"單片機(jī)"表述所述"控制模塊"。 其中，所述采樣電路的原理框圖如圖2所示，其設(shè)計(jì)實(shí)例如圖3所示，其具體包括依次 連接的電壓采樣電路、濾波及積分電路、線性光耦、跟隨電路，其中， 所述電壓采樣電路，用于采樣兩個(gè)焊接電極上的反饋電壓； 濾波及積分電路，用于對(duì)所述電壓采樣電路采樣的反饋電壓進(jìn)行濾波和積分； 線性光耦，用于對(duì)經(jīng)過濾波和積分后的反饋電壓進(jìn)行線性傳遞和隔離； 跟隨電路，與所述線性光耦的輸出端相連接，輸出信號(hào)至所述單片機(jī)。 圖3中插座WV的電壓即為需要采樣的反饋電壓，通過上述濾波電路、積分電路、線性光 耦及跟隨電路的作用后輸出一定的電壓信號(hào)，在不同的狀態(tài)下該電壓信號(hào)有不同的數(shù)值，最 終反饋給單片機(jī)來判斷究竟處于何種狀態(tài)。例如，在未焊接狀態(tài)下，單片機(jī)輸出空載電壓為 零，WV上電壓即為13土2V左右的電壓，所以最終輸出正負(fù)極空載電壓即為13士2V左右的電 壓；焊條接觸工件時(shí)，相當(dāng)于WV短路，單片機(jī)立即輸出正常的空載電壓60 80V左右，此時(shí) WV上的電壓即為60 80V左右；而在正常焊接時(shí)，WV上的電壓為20 80V。
其中，所述風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電路的主要工作原理如下由單片機(jī)的輸出信號(hào)控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與 否，其主要原理如圖4所示，單片機(jī)的輸出高信號(hào)時(shí)，三極管T205工作，此時(shí)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；反 之，當(dāng)單片機(jī)輸出低信號(hào)時(shí)，風(fēng)機(jī)就會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而單片機(jī)輸出信號(hào)的高低主要由電壓采樣信號(hào)決定處于何種焊接狀態(tài)來決定。根據(jù)電壓反饋信號(hào)，所述單片機(jī)判斷以下狀態(tài)中的何種 狀態(tài)
保護(hù)狀態(tài)，即WV上電壓為13土2V左右的電壓； 短路狀態(tài)，即焊條接觸工件時(shí)； 空載狀態(tài)，即焊條離開工件時(shí)；
焊接狀態(tài)，即在正常焊接時(shí)，WV上的電壓為20 80V。
焊接結(jié)束狀態(tài)，即電壓經(jīng)悍接狀態(tài)后逐步升高至空載電壓，再降為保護(hù)電壓。 對(duì)應(yīng)上述狀態(tài)，單片機(jī)設(shè)定如下控制方式 在保護(hù)和空載狀態(tài)下，風(fēng)機(jī)均停止運(yùn)轉(zhuǎn)； 在短路和焊機(jī)狀態(tài)，風(fēng)機(jī)均正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
在焊接結(jié)束狀態(tài)，單片機(jī)根據(jù)焊接的預(yù)置電流設(shè)定風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，風(fēng)機(jī)在運(yùn)行此段時(shí)間 后將停止，以節(jié)約電能。
所述預(yù)置電流及其對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間如下 在0 100A，運(yùn)行時(shí)間為30秒； 在100 199A，運(yùn)行時(shí)間為60秒； 在200 299A，運(yùn)行時(shí)間為90秒； 在300 399A，運(yùn)行時(shí)間為120秒； 在400 500A，運(yùn)行時(shí)間為150秒。 所述遙控電路的原理框圖如圖5所示，包括
電源輸入整流及濾波電路，用于將外部輸入電流進(jìn)行整流和濾波后，為輔助單片機(jī)和驅(qū) 動(dòng)芯片供電；
輔助單片機(jī)，用于接收用戶輸入的焊接電流，并將該焊接電流轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)輸出，所 述輔助單片機(jī)的工作電壓為+5V;
驅(qū)動(dòng)芯片，與所述輔助單片機(jī)相連接，用于驅(qū)動(dòng)變壓器電路，并將所述輔助單片機(jī)輸出 的脈沖信號(hào)加載至變壓器的輸入端，所述驅(qū)動(dòng)芯片的工作電壓為+15V;
變壓器電路，其輸入端與驅(qū)動(dòng)芯片相連接，用于將所述脈沖信號(hào)由電纜反饋至光耦隔離 器件；
光耦隔離器件，反饋的脈沖信號(hào)經(jīng)光耦隔離后反饋至單片機(jī)。 遙控電路在整個(gè)逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)中的工作過程如下
在未焊接狀態(tài)下，焊機(jī)輸出空載電壓為13士2V左右， 一旦焊條接觸工件，此時(shí)將遙控電路連接在輸出正負(fù)極上，焊機(jī)輸出空載電壓轉(zhuǎn)換為60 80V，遙控電路開始工作，通過輔助單 片機(jī)調(diào)節(jié)所需的焊接電流，待'焊接電流調(diào)節(jié)完成后，即可進(jìn)行正常的焊接操作。
為保證安全，在焊接過程中遙控電路不能進(jìn)行操作，當(dāng)前次焊接結(jié)束后，遙控電路可按 照上述步驟再次進(jìn)行操作。
其中，所述輔助單片機(jī)與所述控制模塊可采用相同的單片機(jī)，這樣可使相互之間的通訊 更加兼容，簡化了電路的設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1、一種逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，其特征在于包括控制模塊以及與該控制模塊相連接的采樣電路、功率模塊、風(fēng)機(jī)和顯示模塊，所述采樣電路用于采樣焊接的反饋電壓，所述控制模塊根據(jù)該反饋電壓判斷當(dāng)前焊接狀態(tài)以輸出控制信號(hào)控制所述風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，所述功率模塊接收所述控制模塊的控制以輸出焊接功率。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，其特征在于還包括與所述控 制模塊通訊連接的遙控電路，所述遙控電路用于在未焊接狀態(tài)下調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，并將該焊接 參數(shù)發(fā)送至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)該焊接參數(shù)控制所述功率模塊的輸出焊接功率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，其特征在于所述采樣電 路包括依次連接的電壓采樣電路、濾波及積分電路、線性光耦、跟隨電路，其中所述電壓采樣電路，用于采樣兩個(gè)悍接電極上的反饋電壓；濾波及積分電路，用于對(duì)所述電壓采樣電路采樣的反饋電壓進(jìn)行濾波和積分；線性光耦，用于對(duì)經(jīng)過濾波和積分后的反饋電壓進(jìn)行線性傳遞和隔離； 跟隨電路，與所述線性光耦的輸出端相連接，輸出信號(hào)至所述控制模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，其特征在于所述焊接狀態(tài)包括保護(hù)狀態(tài)、短路狀態(tài)、空載狀態(tài)、焊接狀態(tài)、焊接結(jié)束狀態(tài)，在保護(hù)和空載狀態(tài)下風(fēng)機(jī)均停止運(yùn)轉(zhuǎn)；在短路和焊機(jī)狀態(tài)，風(fēng)機(jī)均正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在焊接結(jié)束狀態(tài)，所述控制模塊根據(jù) 焊接的預(yù)置電流設(shè)定風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，風(fēng)機(jī)在運(yùn)行此段時(shí)間后停止。
5、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，其特征在于所述預(yù)置電流及 其對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間如下在0 讓，運(yùn)行時(shí)間為30秒；在100 199A，運(yùn)行時(shí)間為60秒； 在200 299A，運(yùn)行時(shí)間為90秒； 在300 399A，運(yùn)行時(shí)間為120秒; 在400 500A，運(yùn)行時(shí)間為150秒。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，其特征在于所述遙控電路包括電源輸入整流及濾波電路，用于將外部輸入電流進(jìn)行整流和濾波后，為輔助單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)芯片供電；輔助單片機(jī)，用于接收用戶輸入的焊接電流，并將該焊接電流轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)輸出； 驅(qū)動(dòng)芯片，與所述輔助單片機(jī)相連接，用于驅(qū)動(dòng)變壓器電路，并將所述輔助單片機(jī)輸出的脈沖信號(hào)加載至變壓器的輸入端；變壓器電路，其輸入端與驅(qū)動(dòng)芯片相連接，用于將所述脈沖信號(hào)由電纜反饋至光耦隔離 器件；光耦隔離器件，用于將反饋的脈沖信號(hào)光耦隔離后反饋至控制模塊。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，其特征在于所述控制模塊與 所述輔助單片機(jī)為一相同的單片機(jī)。
全文摘要
一種逆變節(jié)能防觸電遙控電弧焊機(jī)，包括控制模塊以及與該控制模塊相連接的采樣電路、功率模塊、風(fēng)機(jī)和顯示模塊，所述采樣電路用于采樣焊接的反饋電壓，所述控制模塊根據(jù)該反饋電壓判斷當(dāng)前焊接狀態(tài)以輸出控制信號(hào)控制所述風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，所述功率模塊接收所述控制模塊的控制以輸出焊接功率。進(jìn)一步地，還可包括與所述控制模塊通訊連接的遙控電路，所述遙控電路用于在未焊接狀態(tài)下調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，并將該焊接參數(shù)發(fā)送至所述控制模塊，所述控制模塊根據(jù)該焊接參數(shù)控制所述功率模塊的輸出焊接功率。既達(dá)到了節(jié)能的效果，又實(shí)現(xiàn)了防觸電功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)遙控的功能，降低了工人操作的復(fù)雜性。
文檔編號(hào)B23K9/10GK101293301SQ20081003904
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者尤志春 申請(qǐng)人:上海威特力焊接設(shè)備制造股份有限公司