本發(fā)明涉及一種手工中頻焊接控制柜。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和制造工藝的提高，在機械結(jié)構(gòu)中，焊接技術(shù)獲得了越來越多的應(yīng)用。與其它加工工藝相比，焊接技術(shù)具有突出的優(yōu)點，比如設(shè)備結(jié)構(gòu)相對簡單，現(xiàn)場性好，適應(yīng)于各種不同的工作條件。這些優(yōu)勢的突出也對焊接設(shè)備提出了更高的要求。電阻焊機作為焊機的一個重要部分，它獨特的工藝特性，使之在諸如汽車、航空航天、家電等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

目前整個汽車工業(yè)的發(fā)展,正朝著節(jié)約資源、減少環(huán)境污染這兩個方向邁進。減輕汽車重量以降低能耗、減少污染、提高燃油效率，這是解決汽車節(jié)能和環(huán)保問題的最有效的措施。實現(xiàn)汽車輕量化的方法主要有修改結(jié)構(gòu)設(shè)計、縮小汽車規(guī)格和采用新型材料。其中采用輕型的結(jié)構(gòu)材料是最有潛力的一種方法。由于鋁合金具有高比強度、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、再生性好和簡化結(jié)構(gòu)等一系列優(yōu)點，能滿足汽車工業(yè)的上述要求，故在汽車業(yè)中倍受青睞。大量的對比研究和反復(fù)實踐證明，選用鋁合金材料是實現(xiàn)汽車輕量化的有效途徑。鋁合金在汽車中的應(yīng)用不僅帶來明顯的減重效益，并且能提高燃油效率、減少尾氣排放、改善汽車的動力性能等，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。由于我國汽車工業(yè)起步較晚，鋁合金在汽車中的應(yīng)用還不廣泛。與國外相比，我國汽車業(yè)的鋁合金用量只相當(dāng)于日本20世紀(jì)80年代中期水平。我國生產(chǎn)的轎車，除了上海的桑塔納、一汽奧迪和捷達(均為引進生產(chǎn)線)上使用了較多的鋁合金外，國產(chǎn)車中紅旗轎車用鋁量最多，約有80～110kg(包括五個鋁合金車輪)。解放CA141約25kg，NJ130和134為2Okg左右，EQ140約17kg。隨著大斷面鋁型材的生產(chǎn)和焊接技術(shù)的不斷進步，鋁合金在汽車中的應(yīng)用也不斷增加，預(yù)計到2015年，每輛汽車的鋁使用量將上升到158kg，比1995年增長72%。為了實現(xiàn)汽車輕量化，解決節(jié)能、環(huán)保等問題，鋁合金在汽車中的應(yīng)用不斷增加，這是汽車發(fā)展的趨勢，也是社會發(fā)展的需求。

但是，在實際的焊接生產(chǎn)過程中，影響焊接質(zhì)量的因素相當(dāng)多，例如網(wǎng)路電壓的波動、分流、電極的磨損、以及裝配質(zhì)量等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計了一種手工中頻焊接控制柜，其解決的技術(shù)問題在實際的生產(chǎn)過程中，影響焊接質(zhì)量的因素相當(dāng)多，例如網(wǎng)路電壓的波動、分流、電極的磨損、以及裝配質(zhì)量等。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案：

一種手工中頻焊接控制柜，其特征在于：控制柜內(nèi)部設(shè)有焊接控制器（1）、1000HZ感應(yīng)線圈（2）、主電源斷路器（3）以及1000HZ監(jiān)測器（4），焊接控制器（1）設(shè)有供焊槍焊接變壓器主電源使用的焊接控制器主電源次級端（5），在控制柜柜內(nèi)頂部設(shè)有接地銅牌（6）；在控制柜正面柜門上設(shè)有主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄（8），主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄（8）控制主電源斷路器（3）；在控制柜背面上端設(shè)有焊槍水氣路管及信號電纜管夾（16），在控制柜背面下端設(shè)有防護欄（17），控制柜背面下端一側(cè)設(shè)有水路單元（18），控制柜背面下端另一側(cè)設(shè)有氣路單元（19）；在控制柜頂面設(shè)有焊槍電源電纜鎖緊過線圈（10）、主電源電纜鎖緊過線圈（11）、焊槍信號電纜插座（12）、水氣路信號電纜插座（13）、備用鎖緊過線孔（14）以及水氣路鎖緊過線孔（15），在控制柜頂面還連接承重吊板（9）；在控制柜底面設(shè)有控制器散熱風(fēng)扇（20）、操作盒通訊口（21）以及以太網(wǎng)通訊口（22），在控制柜底面還連接有操作盒（7）。

進一步，氣路單元（19）包括進氣寶塔頭、進氣密封連接件、三通閥、過濾調(diào)壓閥、至焊槍寶塔頭、電磁閥以及氣體分配塊，進氣寶塔頭安裝在進氣密封連接件頂端，至焊槍寶塔頭安裝在氣體分配塊上，氣體依次通過進氣寶塔頭、進氣密封連接件、三通閥、過濾調(diào)壓閥、氣體分配塊、至焊槍寶塔頭、電磁閥安裝在氣體分配塊上；在焊槍頭部設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器至少采集兩種溫度：焊槍在焊接實物時氣焊火焰對其灼燒產(chǎn)生溫度T1，焊槍氣焊火焰不對任何實物接觸時采集的溫度T2，T2＜T1；當(dāng)溫度傳感器采集溫度為T1時，說明焊槍正在進行有效工作；當(dāng)溫度傳感器采集溫度為T2并且持續(xù)時間至t1后，控制單元通過過濾調(diào)壓閥來調(diào)整到電磁閥的進氣壓力，通過電磁閥對輸出氣壓進行控制，使焊鉗的焊槍頭部輸出氣體壓力減?。划?dāng)溫度傳感器采集溫度為T2并且持續(xù)時間至t2后，控制單元直接關(guān)閉電磁閥。

進一步，主電源電纜通過主電源電纜鎖緊過線圈（11）進入控制柜，將電纜外層護套剝開4分成L1、L2、L3以及PE四股導(dǎo)線，四股導(dǎo)線分別通過環(huán)形冷壓線鼻套上V型絕緣套管，將主電源電纜L1、L2、L3導(dǎo)線分別接到主斷路器上端端子上并壓緊后裝好絕緣端子罩；PE導(dǎo)線接到柜內(nèi)頂部接地銅牌（6）上。

進一步，焊槍電源電纜一端連接焊槍，焊槍電源電纜另一端通過焊槍電源電纜鎖緊過線圈（10）進入控制柜，焊槍電源電纜將外層護套剝開U、V以及PE三股導(dǎo)線，三股導(dǎo)線通過針式冷壓線鼻壓緊并套上V型絕緣套管，將焊槍電源電纜U1、V1導(dǎo)線接到焊接控制器主電源次級端（5）端子-X4端的U1、V1上并壓緊，焊槍電源電纜PE線接到焊接控制器主電源次級端（5）端子-X4端的PE上并壓緊。

進一步，焊槍水氣路管及信號電纜管夾（16）一共包括四組管夾，從控制柜背面圍板左端開始的第一組小管夾，用來夾緊總進氣氣管；第四組小管夾用來夾緊水路單元的總進水和總回水的兩根水管；從控制柜背面圍板左端開始的第二組為大管夾，用來夾緊至第一焊槍和第二焊槍的兩根氣管，氣管應(yīng)從上往下接入管夾；從控制柜背面圍板左端開始的第三組為大管夾，用來夾緊至第一焊槍和第二焊槍的四根水管，水管應(yīng)從下往上接入管夾。

進一步，水路單元（18）包括總進水連接端（181）、焊槍進水連接端（182）、焊槍回水連接端（183）以及總回水連接端（184），水從總進水連接端（181）進入，再經(jīng)過流量開關(guān)后從焊槍進水連接端（182）進入焊槍，接著再從焊槍出來進入焊槍回水連接端（183）后，再從總回水連接端（184）流出。

進一步，氣路單元（19）包括總進氣端（191）和焊槍進氣端（192）、總進氣端（191）與焊槍進氣端（192）之間依次設(shè)有總進氣球閥（193）、調(diào)壓閥旋鈕（194）、總進氣壓力表（195）以及焊槍進氣壓力表（196）；氣體流向依次經(jīng)過總進氣端（191）、總進氣球閥（193）、總進氣壓力表（195）、焊槍進氣壓力表（196）以及焊槍進氣端（192）并最終供焊槍使用。

進一步，1000HZ監(jiān)測器（4）包括電流監(jiān)測器；電流互感器；電流監(jiān)測器和電流互感器構(gòu)成一漏電保護單元；中間繼電器，其在焊槍溫度發(fā)生變化時起控制通斷作用；X1端子，通過這個端子將控制器上的KSR、UIR信號連接到焊槍插座；XP端子，通過這個端子引出24VDC電源； F1斷路器，其用于常規(guī)24V電源通斷控制、F2斷路器，其用于安全24V電源通斷控制； V2端子，繼電器發(fā)生動作及焊槍信號變化可以通過此端子傳送到外部以及V1端子，從外部通過此端子接入24V電源。

該手工中頻焊接控制柜具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明通過溫度傳感器和電磁閥相互配合，對焊鉗的用氣進行合理的控制，使得焊槍在不工作時，自動將焊槍的出氣量減少甚至關(guān)閉，合理節(jié)省焊槍用氣量。

（2）本發(fā)明通過根據(jù)能量守恒原則和通過焊接控制器的分析并與樣本曲線進行對比，能夠有效的對焊接中生產(chǎn)過程中多種擾動進行補償。

（3）本發(fā)明采用焊接控制器，連續(xù)輸出電流可達660A，通過焊接變壓器PSG3100，次級最大輸出焊接電流可達120KA，同時，中頻焊接其焊接電流調(diào)整是每秒1000次的中頻來精確控制，響應(yīng)速度為0.001秒，達到了毫秒級，是傳統(tǒng)工頻焊接控制精度的20倍。

附圖說明

圖1：本發(fā)明手工中頻焊接控制柜的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明手工中頻焊接控制柜的主視圖；

圖3：本發(fā)明手工中頻焊接控制柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：本發(fā)明手工中頻焊接控制柜的俯視圖；

圖5：本發(fā)明手工中頻焊接控制柜的后視圖；

圖6：本發(fā)明手工中頻焊接控制柜的仰視圖。

附圖標(biāo)記說明：

1—焊接控制器；2—1000HZ感應(yīng)線圈；3—主電源斷路器；4—1000HZ監(jiān)測器；5—焊接控制器主電源次級端；6—接地銅牌；7—操作盒；8—主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄；9—承重吊板；10—焊槍電源電纜鎖緊過線圈；11—主電源電纜鎖緊過線圈；12—焊槍信號電纜插座；13—水氣路信號電纜插座；14—備用鎖緊過線孔；15—水氣路鎖緊過線孔；16—焊槍水氣路管及信號電纜管夾；17—防護欄；18—水路單元；181—總進水連接端；182—焊槍進水連接端；183—焊槍回水連接端；184—總回水連接端；19—氣路單元；20—控制器散熱風(fēng)扇；21—操作盒通訊口；22—以太網(wǎng)通訊口。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1至圖6，對本發(fā)明做進一步說明：

如圖1所示，一種手工中頻焊接控制柜，控制柜內(nèi)部設(shè)有焊接控制器1、1000HZ感應(yīng)線圈2、主電源斷路器3以及1000HZ監(jiān)測器4，焊接控制器1設(shè)有供焊槍焊接變壓器主電源使用的焊接控制器主電源次級端5，在控制柜柜內(nèi)頂部設(shè)有接地銅牌6；在控制柜正面柜門上設(shè)有主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄8，主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄8控制主電源斷路器3；在控制柜背面上端設(shè)有焊槍水氣路管及信號電纜管夾16，在控制柜背面下端設(shè)有防護欄17，控制柜背面下端一側(cè)設(shè)有水路單元18，控制柜背面下端另一側(cè)設(shè)有氣路單元19；在控制柜頂面設(shè)有焊槍電源電纜鎖緊過線圈10、主電源電纜鎖緊過線圈11、焊槍信號電纜插座12、水氣路信號電纜插座13、備用鎖緊過線孔14以及水氣路鎖緊過線孔15，在控制柜頂面還連接承重吊板9；在控制柜底面設(shè)有控制器散熱風(fēng)扇20、操作盒通訊口21以及以太網(wǎng)通訊口22，在控制柜底面還連接有操作盒7。

主電源電纜通過主電源電纜鎖緊過線圈11進入控制柜，將電纜外層護套剝開4分成L1、L2、L3以及PE四股導(dǎo)線，四股導(dǎo)線分別通過環(huán)形冷壓線鼻套上V型絕緣套管，將主電源電纜L1、L2、L3導(dǎo)線分別接到主斷路器上端端子上并壓緊后裝好絕緣端子罩；PE導(dǎo)線接到柜內(nèi)頂部接地銅牌6上。

焊槍電源電纜一端連接焊槍，焊槍電源電纜另一端通過焊槍電源電纜鎖緊過線圈10進入控制柜，焊槍電源電纜將外層護套剝開U、V以及PE三股導(dǎo)線，三股導(dǎo)線通過針式冷壓線鼻壓緊并套上V型絕緣套管，將焊槍電源電纜U1、V1導(dǎo)線接到焊接控制器主電源次級端5端子-X4端的U1、V1上并壓緊，焊槍電源電纜PE線接到焊接控制器主電源次級端5端子-X4端的PE上并壓緊。

焊槍水氣路管及信號電纜管夾16一共包括四組管夾，從控制柜背面圍板左端開始的第一組小管夾，用來夾緊總進氣氣管；第四組小管夾用來夾緊水路單元的總進水和總回水的兩根水管；從控制柜背面圍板左端開始的第二組為大管夾，用來夾緊至第一焊槍和第二焊槍的兩根氣管，氣管應(yīng)從上往下接入管夾；從控制柜背面圍板左端開始的第三組為大管夾，用來夾緊至第一焊槍和第二焊槍的四根水管，水管應(yīng)從下往上接入管夾。

水路單元18包括總進水連接端181、焊槍進水連接端182、焊槍回水連接端183以及總回水連接端184，水從總進水連接端181進入，再經(jīng)過流量開關(guān)后從焊槍進水連接端182進入焊槍，接著再從焊槍出來進入焊槍回水連接端183后，再從總回水連接端184流出。

氣路單元19包括進氣寶塔頭、進氣密封連接件、三通閥、過濾調(diào)壓閥、至焊槍寶塔頭、電磁閥以及氣體分配塊，進氣寶塔頭安裝在進氣密封連接件頂端，至焊槍寶塔頭安裝在氣體分配塊上，氣體依次通過進氣寶塔頭、進氣密封連接件、三通閥、過濾調(diào)壓閥、氣體分配塊、至焊槍寶塔頭、電磁閥安裝在氣體分配塊上；在焊槍頭部設(shè)有溫度傳感器，該溫度傳感器至少采集兩種溫度：焊槍在焊接實物時氣焊火焰對其灼燒產(chǎn)生溫度T1，焊槍氣焊火焰不對任何實物接觸時采集的溫度T2，T2＜T1；當(dāng)溫度傳感器采集溫度為T1時，說明焊槍正在進行有效工作；當(dāng)溫度傳感器采集溫度為T2并且持續(xù)時間至t1后，控制單元通過過濾調(diào)壓閥來調(diào)整到電磁閥的進氣壓力，通過電磁閥對輸出氣壓進行控制，使焊鉗的焊槍頭部輸出氣體壓力減??；當(dāng)溫度傳感器采集溫度為T2并且持續(xù)時間至t2后，控制單元直接關(guān)閉電磁閥。

1000HZ監(jiān)測器4包括電流監(jiān)測器；電流互感器；電流監(jiān)測器和電流互感器構(gòu)成一漏電保護單元；中間繼電器，其在焊槍溫度發(fā)生變化時起控制通斷作用；X1端子，通過這個端子將控制器上的KSR、UIR信號連接到焊槍插座；XP端子，通過這個端子引出24VDC電源； F1斷路器，其用于常規(guī)24V電源通斷控制、F2斷路器，其用于安全24V電源通斷控制；V2端子，繼電器發(fā)生動作及焊槍信號變化可以通過此端子傳送到外部以及V1端子，從外部通過此端子接入24V電源。

本發(fā)明手工中頻焊接控制柜中焊接控制器焊接控制器控制方法如下：通過對合格焊點的分析，建立好樣本曲線；在焊接過程中，每一毫秒都會對焊接的電流和電阻進行檢測并反饋，通過焊接控制器1的分析并與樣本曲線進行對比，自動對焊接電流和時間進行調(diào)整；根據(jù)能量守恒原則進行調(diào)整，當(dāng)焊接時間延長被開啟，焊接控制器1調(diào)節(jié)功能確保實際被焊接焊點的能量大于或等于樣本焊點的能量；如果出現(xiàn)飛濺補償時，在發(fā)現(xiàn)飛濺后，金屬液體的損失將通過延長焊接時間來補償；如果出現(xiàn)擾動補償時，過程參數(shù)背離樣本，引起了擾動，能被發(fā)現(xiàn)并通過電流和時間的改變來補償，變化值取決于擾動的類型。

本發(fā)明通過根據(jù)能量守恒原則和通過焊接控制器的分析并與樣本曲線進行對比，能夠有效的對焊接中生產(chǎn)過程中多種擾動進行補償。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。