專利名稱:點(diǎn)焊、凸焊和縫焊中焊接電流的恒流控制——焊接電流零點(diǎn)控制法的制作方法
一種控制點(diǎn)焊、凸焊和縫焊過(guò)程中焊接電流恒定的方法。
本發(fā)明涉及電阻焊接的控制方法與控制裝置。
在點(diǎn)焊、凸焊和縫焊過(guò)程中，保持焊接電流恒定是保證焊接質(zhì)量的重要因素。在已有技術(shù)(如日本專利J58044981號(hào)、日本《熔接技術(shù)》1979年第27卷第10期等)中，控制焊接電流恒定采用的是所謂電壓零點(diǎn)控制法，即以電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)為起點(diǎn)，控制焊機(jī)主動(dòng)力電路上可控硅組件的導(dǎo)通時(shí)刻，亦即控制可控硅組件的觸發(fā)角α。在控制用微處理機(jī)中，予先存入與上述電網(wǎng)電壓過(guò)零控制相關(guān)的電流控制曲線，即電流相對(duì)有效值與從電壓過(guò)零算起的觸發(fā)角α的關(guān)系曲線，再輸入設(shè)定的電流值和實(shí)際檢測(cè)到的本周波(或半周)焊接電流值，微處理機(jī)即可根據(jù)本周波(或半周)的觸發(fā)角αn，計(jì)算出下一周波(或半周)的理想觸發(fā)角αn+1，發(fā)出觸發(fā)可控硅組件的指令，實(shí)現(xiàn)焊接電流的恒流控制。這種恒流控制方法的缺點(diǎn)是，與電網(wǎng)電壓過(guò)零控制相關(guān)的電流控制曲線，受焊接回路功率因數(shù)角ψ的影響很大，因而為保證控制精度，控制器就必須實(shí)時(shí)檢測(cè)功率因數(shù)角ψ。從理論上說(shuō)，隨ψ角的變化，所對(duì)應(yīng)的電流控制曲線實(shí)際上有無(wú)限多條;而在實(shí)踐中，也就不得不向微處理機(jī)存入足夠密的一族曲線。顯然，這就極大地增加了恒流控制裝置的復(fù)雜程度及其生產(chǎn)成本。同時(shí)，由于與微處理機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制所依據(jù)的電流控制曲線相對(duì)應(yīng)的ψ角必須大于焊接回路的實(shí)際功率因數(shù)角ψ′(等于最好，但一般做不到)，否則會(huì)產(chǎn)生控制失誤，甚至?xí)p害焊機(jī)。在ψ＞ψ′的情況下，焊機(jī)的容量便不能充分發(fā)揮;迫使用戶不得不選用更大功率的焊機(jī)，造成浪費(fèi)。
本發(fā)明的目的就在于提供一種控制焊接電流恒定的新方法，以克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足。
本發(fā)明對(duì)點(diǎn)焊、凸焊或縫焊采用焊接電流零點(diǎn)控制法。其基本思想是以焊接電流下降沿零點(diǎn)為起始點(diǎn)，通過(guò)微處理機(jī)，控制可控硅組件的觸發(fā)角β。在這種控制方法中，予先存入微處理機(jī)的電流控制曲線，受焊接回路功率因數(shù)角ψ的影響較小，在實(shí)現(xiàn)恒流控制時(shí)，只需事先對(duì)各種焊機(jī)的功率因數(shù)角范圍進(jìn)行予測(cè)和分類，在此基礎(chǔ)上向控制微處理機(jī)存入少數(shù)幾條控制曲線(如3～5條)就能得到滿意的控制精度。而且現(xiàn)有電壓零點(diǎn)控制法中所要求的與控制曲線對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)角ψ，必須大于或等于焊接回路實(shí)際功率因數(shù)角ψ′的限制，也不復(fù)存在了。
下面是對(duì)與本發(fā)明有關(guān)的附圖的說(shuō)明圖1是電網(wǎng)電壓u和焊接電流i隨時(shí)間t的變化曲線。
圖2是采用本發(fā)明所述方法的一種恒流控制裝置的框圖。
圖3是圖2中電流零點(diǎn)脈沖發(fā)生器的電路圖。
圖4是圖2中電流零點(diǎn)脈沖鑒別器的電路框圖。
作為實(shí)施本發(fā)明的一種方式，現(xiàn)對(duì)圖2所示恒流控制裝置的工作原理說(shuō)明如下。電流傳感器1(羅果夫斯基線圈)檢測(cè)出焊接電流的微分信號(hào)，經(jīng)積分器2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器3送入微處理機(jī)4，由微處理機(jī)4進(jìn)行采樣和計(jì)算，得到實(shí)際電流的有效值。由鍵盤5設(shè)置要求的恒定電流值，記憶在隨機(jī)存儲(chǔ)器8中，電流控制曲線則存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器7中。微處理機(jī)根據(jù)以上數(shù)據(jù)和予選的電流控制曲線，計(jì)算得出下一周波可控硅組件SCR的觸發(fā)角，經(jīng)定時(shí)器9與觸發(fā)電路10輸出，實(shí)現(xiàn)焊接電流的實(shí)時(shí)控制。在這里，定時(shí)器9啟動(dòng)的時(shí)刻受到電流零點(diǎn)脈沖發(fā)生器11(和脈沖鑒別器12)所輸出的電流零點(diǎn)脈沖的控制。
本裝置中的電流零點(diǎn)脈沖發(fā)生器11和脈沖鑒別器12，還能實(shí)時(shí)診斷恒流控制裝置中可控硅組件SCR的工作狀態(tài)。這也是電流零點(diǎn)控制法的一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。如圖1及圖2所示，焊機(jī)主電路上一對(duì)反并聯(lián)可控硅組件SCR二端的電壓uSCR的過(guò)零點(diǎn)，即是焊接電流下降沿的零點(diǎn)。通過(guò)對(duì)焊接電流過(guò)零的時(shí)間間隔T的監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)了解可控硅組件SCR是否有短路、斷路或單邊導(dǎo)通現(xiàn)象，以避免引起焊接失效或/和焊機(jī)、焊機(jī)工具及被焊零件的燒毀。事實(shí)上，相鄰電流零點(diǎn)脈沖的時(shí)間間隔T，在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，應(yīng)等于交流電的半周期T′。如果T≥T′+△t1或T≤T′-△t2(△t1和△t2為設(shè)定時(shí)差)，則表示該可控硅組件中有斷路或觸發(fā)不開(單邊導(dǎo)通)現(xiàn)象，如果檢測(cè)不到零點(diǎn)信號(hào)，則表示至少有一只可控硅短路。
由于加在可控硅SCR兩端電壓uSCR的過(guò)零點(diǎn)即是焊接電流下降沿的零點(diǎn)，所以電流零點(diǎn)脈沖發(fā)生器11的作用，就是將電壓uSCR轉(zhuǎn)換為電流零點(diǎn)脈沖，而零點(diǎn)脈沖鑒別器的作用則是用來(lái)鑒別相鄰電流零點(diǎn)脈沖的時(shí)間間隔T。為實(shí)現(xiàn)前一作用，在脈沖發(fā)生器11的電路中設(shè)有帶正反饋的零電壓比較器U1，微分器U2和光電隔離電路U3及U4。輸入端13和14接收來(lái)自可控硅組件SCR的端電壓信號(hào)，輸出端15即可得到電流零點(diǎn)脈沖。而在鑒別脈沖的電路框圖中，則包括T過(guò)寬鑒別器U5，T過(guò)窄鑒別器U6以及或門U7和與門U8。由15端送入電流零點(diǎn)脈沖信號(hào)，若T符合設(shè)定的范圍，16和18呈現(xiàn)高電平，遂開啟與門U8，在端子21上得到正常的電流零點(diǎn)脈沖輸出，而17和18呈現(xiàn)低電平，端子20不發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果T過(guò)寬，則16呈低電平，封鎖與門U8端子21無(wú)輸出，同時(shí)17呈高電平，端子20發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如T過(guò)窄，則18呈低電平，19呈高電平，端子21也無(wú)輸出，端子20發(fā)出報(bào)警。
采用本發(fā)明方法的效果，是可以大大降低點(diǎn)焊、凸焊和縫焊中，焊機(jī)恒流控制裝置的復(fù)雜程度，從而可降低成本約四分之一。同時(shí)，這種恒流控制方法有利于充分利用焊機(jī)的容量，發(fā)揮焊機(jī)的能力，減少設(shè)備投資與電能損耗。此外，由于采用本方法可對(duì)主動(dòng)力電路上可控硅組件進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，從而有利于保證焊接質(zhì)量和避免因可控硅組件短路、斷路所造成的各種損失。
權(quán)利要求
1.一種點(diǎn)焊、凸焊和縫焊焊接電流的恒流控制方法，其特征在于，以焊接電流下降沿的零點(diǎn)作為起點(diǎn)，利用微處理機(jī)，控制主動(dòng)力電路上可控硅組件的觸發(fā)角，從而實(shí)現(xiàn)焊接電流的恒流控制。
2.一種點(diǎn)焊、凸焊和縫焊電流恒流控制裝置，由電流傳感器〔1〕，積分器〔2〕，模數(shù)轉(zhuǎn)換器〔3〕，微處理機(jī)〔4〕，鍵盤〔5〕，顯示器〔6〕，只讀存儲(chǔ)器〔7〕，隨機(jī)存儲(chǔ)器〔8〕，定時(shí)器〔9〕，觸發(fā)電路〔10〕和電流零點(diǎn)脈沖發(fā)生器〔11〕組成，其特征在于，該裝置是根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，在其微處理機(jī)〔4〕中予先存入與電流零點(diǎn)控制法相關(guān)的電流控制曲線而實(shí)現(xiàn)恒流控制的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的恒流控制裝置，其特征在于該裝置中還包含一個(gè)電流零點(diǎn)脈沖鑒別器〔12〕。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的恒流控制裝置，其特征在于，其中的電流零點(diǎn)脈沖發(fā)生器〔11〕由帶正反饋的零電壓比較器〔U1〕，微分器〔U2〕和光電隔離電路〔U3〕及〔U4〕并按圖3所示電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的恒控制裝置，其特征在于，其中的電流零點(diǎn)脈沖鑒別器〔12〕由過(guò)寬鑒別器〔U5〕、過(guò)窄鑒別器〔U6〕、或門〔U7〕和與門〔U0〕，并按圖4所示電路框圖組成。
專利摘要
一種點(diǎn)焊、凸焊和縫焊的焊接電流恒流控制方法及其控制裝置，以焊接電流下降沿的零點(diǎn)為起點(diǎn)，利用微處理機(jī)，控制主動(dòng)力電路上可控硅組件的觸發(fā)角，實(shí)現(xiàn)所述焊接電流的恒流控制。
文檔編號(hào)B23K11/24GK86101966SQ86101966
公開日1987年10月7日 申請(qǐng)日期1986年3月21日
發(fā)明者鮑力立, 李祥天, 儲(chǔ)智, 薛大黎 申請(qǐng)人:第二汽車制造廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan