本發(fā)明屬于電焊機(jī)控制領(lǐng)域,具體說是涉及一種能夠減少或取消氣體保護(hù)焊機(jī)焊接電源與送絲機(jī)之間的控制導(dǎo)線的氣體保護(hù)焊機(jī)的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
氣體保護(hù)焊機(jī)是國家大力大發(fā)展的高效,節(jié)能焊機(jī)。它不用電焊條,焊接時用氣體保護(hù),因此沒有污染,是節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。氣體保護(hù)焊機(jī),有4個電位器,可調(diào)節(jié)4個模擬量。分別是“焊接電壓”,“焊接電流”“收弧電壓”“收弧電流”,4個模擬量給氣體保護(hù)焊機(jī)的控制板。常規(guī)的氣體保護(hù)焊機(jī)在焊接電源與送絲機(jī)之間的有6根或更多的控制導(dǎo)線,長度約10至30米左右,有的長達(dá)40米。焊接工程師和焊工普遍的看法是,氣體保護(hù)焊機(jī)一半的故障發(fā)生在這六根線上(被扯斷,被工件砸斷,被燒焊很熱的鋼板燒壞),而且經(jīng)常產(chǎn)生附帶損壞。例如被砸斷的線頭碰在一起,發(fā)生短路,燒壞控制板上的電子元件,甚致會導(dǎo)致昂貴的功率管炸裂。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明的目的:針對上文所述的問題,在仔細(xì)分析了氣體保護(hù)焊機(jī)的工作原理,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之后,又受到下述各種無線遙控技術(shù)的啟發(fā),根據(jù)施工現(xiàn)場電磁干擾的不同,提出兩種可以取消控制導(dǎo)線的氣體保護(hù)焊機(jī)的技術(shù)方案1為方案1(采用可發(fā)送模擬量的無線遙控器,)與方案2(采用可發(fā)送開關(guān)量的無線遙控器,);兩種可以減少控制導(dǎo)線的氣體保護(hù)焊機(jī)的技術(shù)方案2為方案3(用2根導(dǎo)線)與方案4(用3根導(dǎo)線)。
本發(fā)明的技術(shù)方案1為:一種氣體保護(hù)焊機(jī)的控制系統(tǒng),包括焊接電源和送絲機(jī);所述焊接電源包括焊機(jī)主電路、主控板pcb1、驅(qū)動板pcb2,所述主控板pcb1為氣保焊通用控制板,用于實現(xiàn)對收弧電壓、焊接電壓控制以及送絲機(jī)控制;所述焊機(jī)主電路分別和主控板pcb1、驅(qū)動板pcb2相連;在送絲機(jī)處增加一個遙控盒,遙控盒包括無線遙控發(fā)射器yf和功能模塊;所述功能模塊包括附加主控板pcb5、電源模塊s、整流模塊pcb3、電流傳感器h、遙控盒面板;所述焊機(jī)主電路和電源模塊s相連,所述電源模塊s和整流模塊pcb3相連;所述整流模塊pcb3和附加主控板pcb5相連,所述附加主控板pcb5分別和電流傳感器h、送絲機(jī)、無線遙控發(fā)射器yf相連;附加主控板pcb5具有主控板pcb1的全部或部分功能,當(dāng)附加主控板pcb5具有主控板pcb1的全部功能時,主控板pcb1可以取消;所述遙控盒可與送絲機(jī)裝在一起,也可分開放置;在焊接電源上增加一無線遙控接收器ys,所述無線遙控接收器ys可與焊接電源裝在一起,也可分開放置。
進(jìn)一步,所述焊機(jī)主電路中,三相電源a、b、c依次串接開關(guān)l1、整流橋z66;整流橋z66兩端依次并聯(lián)電容1c9、開關(guān)管k44與k55串聯(lián)的兩端、開關(guān)管k66與k77串聯(lián)的兩端、電容1c7和1c8串聯(lián)的兩端;所述開關(guān)管k44與k55之間引出第二支路,該第二支路依次串聯(lián)電流互感器、電容1c14、電感l(wèi)3以及第一變壓器原邊b11;該第二支路的另一端分別連接在開關(guān)管k66與k77之間以及電容1c7和1c8之間;第一變壓器副邊b12的兩端線和電感l(wèi)2相連,第一變壓器副邊b12的中間線和電流傳感器h相連;所述三相電源a、b、c引出一個支路連接變壓器tr1,變壓器tr1的副邊為驅(qū)動板pcb2以及主控板pcb1提供所需電源;所述控制主電路中的電流互感器與驅(qū)動板pcb2相連,驅(qū)動板pcb2和主控板pcb1相連,主控板和送絲機(jī)相連。
進(jìn)一步,所述遙控盒內(nèi)的無線遙控模塊發(fā)射器yf為zigbee無線遙控發(fā)送器,由單片機(jī),特高頻收發(fā)器串聯(lián)組成;所述無線遙控接收器ys為zigbee無線遙控接收器,由單片機(jī),特高頻收發(fā)器,d/a變換器串聯(lián)組成。
進(jìn)一步,所述遙控盒中的無線遙控發(fā)射器yf、無線遙控接收器ys采用lora系列的無線遙控發(fā)送器、無線遙控接收器。
進(jìn)一步,焊接電源“+”端子與電源模塊s的“+”輸入端相連,焊接電源“-”端子與電源模塊s的“-”輸入端相連,電源模塊s上的逆變器和第二變壓器原邊相連,第二變壓器副邊b1組輸出與pcb5的一組交流電輸入扦口o,p,q相連,電源模塊s中第二變壓器副邊的b2組輸出與整流模塊pcb3的輸入端相連;整流模塊pcb3的輸出與pcb5的g,h,i,j端口相連;
在送絲機(jī)上,其控制盒中的焊接按鈕hn和送絲按鈕sn均和pcb5的a端口相連,送絲機(jī)送絲盒面板上的焊接電壓電位器w3、焊接電流電位器w4的連線均與pcb5的c端口相連,送絲機(jī)控制盒的收弧電壓電位器w1中間腳、收弧電流電位器w2的中間腳、電感電位器w5連線分別與pcb5的f,e,x,y相連,電流傳感器h輸出線及焊接電壓反饋線與pcb5的l、m、gnd、n端相連,其中k,gnd為pcb5的輸出端;附加主控板pcb5與主控板pcb1的全部功能相同;無線遙控模塊發(fā)射器yf和pcb5的輸出端k相連,無線遙控接收器ys和pcb2的輸入端k相連。
進(jìn)一步,焊接電源“+”端子與電源模塊s的“+”輸入端相連,焊接電源“-”端子與電源模塊s的“-”輸入端相連,電源模塊s上的逆變器和第二變壓器原邊相連,第二變壓器副邊b1組輸出與pcb5的一組交流電輸入扦口o,p,q相連,電源模塊s中第二變壓器副邊的b2組輸出與整流模塊pcb3的輸入端相連;整流模塊pcb3的輸出與pcb5的g,h,i,j端口相連;在送絲機(jī)上,其控制盒中的焊接按鈕hn和送絲按鈕sn均和pcb5的a端口相連,送絲機(jī)送絲盒面板上的焊接電壓電位器w3、焊接電流電位器w4的連線與pcb5的c端口相連,送絲機(jī)控制盒的收弧電壓電位器w1中間腳、收弧電流電位器w2的中間腳、電感電位器w5連線分別與pcb5的f,e,x,y相連,電流傳感器h輸出線及焊接電壓反饋線與pcb5的l、m、gnd、n端相連,其中k,gnd為pcb5的輸出端;所述焊接電壓電位器w3中間腳、收弧電壓電位器w1中間腳、送絲機(jī)控制盒hn和sn的連線a與無線遙控發(fā)送器yf輸入端口相連;焊接電源內(nèi)的pcb1的c端、pcb1的f端、pcb1的a端與無線遙控接收器ys輸出端口相連。
進(jìn)一步,所述遙控盒內(nèi)的無線遙控模塊發(fā)射器yf為開關(guān)型無線遙控發(fā)送器,由單片機(jī),特高頻收發(fā)器串聯(lián)組成;所述無線遙控接收器ys為開關(guān)型無線遙控接收器,由單片機(jī),特高頻收發(fā)器,d/a變換器串聯(lián)組成。
進(jìn)一步,焊接電源“+”端子與電源模塊s的“+”輸入端相連,焊接電源“-”端子與電源模塊s的“-”輸入端相連,電源模塊s上的逆變器和第二變壓器原邊相連,第二變壓器副邊b1組輸出與pcb5的一組交流電輸入扦口o,p,q相連,電源模塊s中第二變壓器副邊的b2組輸出與整流模塊pcb3的輸入端相連;整流模塊pcb3的輸出與pcb5的g,h,i,j端口相連;在送絲機(jī)上,其控制盒中的焊接按鈕hn和送絲按鈕sn均和pcb5的a端口相連,送絲機(jī)送絲盒面板上的焊接電壓電位器w3、焊接電流電位器w4的連線與pcb5的c端口相連,送絲機(jī)控制盒的收弧電壓電位器w1中間腳、收弧電流電位器w2的中間腳、電感電位器w5連線分別與pcb5的f,e,x,y相連,電流傳感器h輸出線及焊接電壓反饋線與pcb5的l、m、gnd、n端相連,其中k,gnd為pcb5的輸出端;送絲機(jī)的遙控內(nèi)的焊接電壓電位器w3中點、收弧電壓電位器w1的中間腳、焊接狀態(tài)hn和sn的連線a與無線遙控發(fā)送器yf輸入端口相連;焊接電源內(nèi)的pcb1的c端、pcb1的f端、pcb1的a端與無線遙控接收器ys輸出端口相連。
本發(fā)明的技術(shù)方案2為:一種氣體保護(hù)焊機(jī)的控制系統(tǒng),包括焊接電源和送絲機(jī);所述焊接電源包括焊機(jī)主電路、主控板pcb1、驅(qū)動板pcb2,所述主控板pcb1為氣保焊通用控制板,用于實現(xiàn)對收弧電壓、焊接電壓控制以及送絲機(jī)控制;所述焊機(jī)主電路分別和主控板pcb1、驅(qū)動板pcb2相連;在送絲機(jī)處增加一個遙控盒,遙控盒內(nèi)包括功能模塊;所述功能模塊包括附加主控板pcb5、電源模塊s、整流模塊pcb3、電流傳感器h、遙控盒面板;附加主控板pcb5具有主控板pcb1的全部或部分功能,當(dāng)附加主控板pcb5具有主控板pcb1的全部功能時,主控板pcb1可以取消;所述焊機(jī)主電路和電源模塊s相連,所述電源模塊s和整流模塊pcb3相連;所述整流模塊pcb3和附加主控板pcb5相連,所述附加主控板pcb5分別和電流傳感器h、送絲機(jī)相連。
進(jìn)一步,焊接電源“+”端子與電源模塊s的“+”輸入端相連,焊接電源“-”端子與電源模塊s的“-”輸入端相連,電源模塊s上的逆變器和第二變壓器原邊相連,第二變壓器副邊b1組輸出與pcb5的一組交流電輸入扦口o,p,q相連,電源模塊s中第二變壓器副邊的b2組輸出與整流模塊pcb3的輸入端相連;整流模塊pcb3的輸出與pcb5的g,h,i,j端口相連;在送絲機(jī)上,其控制盒中的焊接按鈕hn和送絲按鈕sn均和pcb5的a端口相連,送絲機(jī)送絲盒面板上的焊接電壓電位器w3、焊接電流電位器w4的連線與pcb5的c端口相連,控制盒的收弧電壓電位器w1中間腳、收弧電流電位器w2的中間腳、電感電位器w5連線分別與pcb5的f,e,x,y相連,電流傳感器h輸出線及焊接電壓反饋線與pcb5的l、m、gnd、n端相連,其中k,gnd為pcb5的輸出端;附加主控板pcb5與主控板pcb1的全部功能相同;pcb5的輸出端k與驅(qū)動板pcb2的輸入端k相連,焊接時,焊工按下焊槍上的焊接按鈕,便可進(jìn)行焊接。
進(jìn)一步,焊接電源“+”端子與電源模塊s的“+”輸入端相連,焊接電源“-”端子與電源模塊s的“-”輸入端相連,電源模塊s上的逆變器和第二變壓器原邊相連,第二變壓器副邊b1組輸出與pcb5的一組交流電輸入扦口o,p,q相連,電源模塊s的b2組輸出與整流模塊pcb3的輸入端相連;整流模塊pcb3的輸出與pcb5的g,h,i,j端口相連;
在送絲機(jī)上,其控制盒中的焊接按鈕hn和送絲按鈕sn均和pcb5的a端口相連,送絲機(jī)送絲盒面板上的焊接電壓電位器w3、焊接電流電位器w4的連線與pcb5的c端口相連,控制盒的收弧電壓電位器w1中間腳、收弧電流電位器w2的中間腳、電感電位器w5連線分別與pcb5的f,e,x,y相連,電流傳感器h輸出線及焊接電壓反饋線與pcb5的l、m、gnd、n端相連,其中k,gnd為pcb5的輸出端;控制盒中的焊接按鈕hn,送絲按鈕sn的相交點a與pcb1的輸入端a相連,焊接電壓電位器w3的中間腳、焊接電流電位器w4的中間腳的連線與pcb1的輸入端c相連,遙控盒內(nèi)pcb5的b點與pcb1的b點相連,并與gnd相連,收弧電壓電位器w1中間腳與附加主控板pcb5的輸入端c相連;焊接電流電位器w4的旋紐實際調(diào)節(jié)的是收弧電壓;pcb5的收弧電壓電位器w1作為調(diào)節(jié)焊接電流用。
本發(fā)明具有以下有益效果:
氣體保護(hù)焊機(jī)在焊接電源與送絲機(jī)之間的有6根或更多的控制導(dǎo)線,長度約10至30米左右,有的長達(dá)40米。本發(fā)明可以減少或去掉6根或更多的控制導(dǎo)線,不僅僅是為了節(jié)約成本,同時大大減少設(shè)備的故障率;另一方面本發(fā)明的實施方案通過選型和器件的連接的優(yōu)化配置大大增強(qiáng)了抗電磁干擾的能力。
此外,本發(fā)明所述的一種氣體保護(hù)焊機(jī)的控制系統(tǒng),發(fā)明中所述的無線遙控焊接電壓和收弧電壓功能,也可用于電焊條焊接工藝中,用來遙控調(diào)節(jié)焊接電流及弧力電流;也可用于氬弧焊工藝中,遙控調(diào)節(jié)焊接電流及衰減電流;有些焊接工藝?yán)缑}沖焊,還有脈沖頻率,占空比等多個焊接參數(shù)需要調(diào)節(jié),一般技術(shù)人員依據(jù)文中提供的方法,有能力增加更多的遙控參數(shù),以適應(yīng)多個焊接參數(shù)調(diào)節(jié)的需要。本發(fā)明所要解決的具體問題如下:
1)6根或更多的控制導(dǎo)線的線徑的約為1mm左右,當(dāng)需移動送絲機(jī)時,焊工是拖動控制線移動送絲機(jī)的。在焊接工地有眾多大小不等的鐵塊,被拖的送絲機(jī)常被體鐵塊卡住,而每根導(dǎo)線又不能一樣長,因此最短的那根控制導(dǎo)線便被拉斷。
2)焊接工地都是多名焊工在作業(yè),焊工在移動控制導(dǎo)線時,經(jīng)常會把控制導(dǎo)線與自己剛焊過或別人剛焊過,還很熱的焊縫相觸碰,把控制導(dǎo)線燒壞。
3)焊接工地經(jīng)常要用大錘等工具對鋼板校直或校圓,或切割時,落下的鋼塊,都會砸斷,砸傷控制導(dǎo)線,火焰切切割時,落下的鋼塊,也會燒壞控制導(dǎo)線。
4)在這6根或更多的控制導(dǎo)線中有三根導(dǎo)線電壓為24v(控制電機(jī)和氣閥),有三根導(dǎo)線電壓為15v或5v(連接控制電路,單片機(jī)等)。當(dāng)控制導(dǎo)線被砸壞或燒壞時,導(dǎo)線的絕緣層破損,導(dǎo)線之間相互短路,燒壞控制板,進(jìn)行損壞價格昂貴的igbt管。
焊接工程師和焊工普遍的看法是:氣體保護(hù)焊機(jī)一半以上的故障發(fā)生在這六根線上,因此,若能減少或去掉這6根或更多的控制導(dǎo)線,在生產(chǎn)活動中有很大的實用的價值。
另外還有一個有益的效果是:目前無論是國產(chǎn)還是進(jìn)口動氣保焊機(jī),其焊接電壓和焊接電流調(diào)節(jié)旋紐在送絲機(jī)上,但收弧電壓收弧電流調(diào)節(jié)旋紐卻在焊接電源上。因為若把收弧電壓、收弧電流調(diào)節(jié)旋紐也放在送絲機(jī)上,則又要增加5根導(dǎo)線。因此焊工要想調(diào)節(jié)收弧電壓和收弧電流就要跑到焊接電源處,而又不是-次就能調(diào)到恰到好處,因此要往返跑幾次。本發(fā)明可以調(diào)節(jié)“焊接電壓”,“焊接電流”,“收弧電壓”,“收弧電流”4個參數(shù),只要稍加改動單片機(jī)的程序,便可調(diào)節(jié)更多的焊接參數(shù)。
附圖說明
圖1,市售氣體保護(hù)焊機(jī)接線圖。
圖1a,送絲機(jī)控制盒面板圖。
圖1b,市售氣體保護(hù)焊機(jī)電路圖。
圖1c,市售開關(guān)型無線遙控發(fā)射器,接收器電路圖。
圖1d,市售手弧焊機(jī)電路圖。
圖2,zigbee868,915mhz無線遙控焊機(jī)電路圖。
圖2a,zigbee868,915mhz無線遙控焊機(jī)發(fā)送器yf1電路圖。
圖2b,zigbee868,915mhz無線遙控焊機(jī)接收器ys1電路圖。
圖2c,zigbee868,915mhz無線遙控焊機(jī)發(fā)送器yf1,ys1流程圖。
圖3,zigbee2.4g無線遙控焊機(jī)電路圖。
圖3a,zigbee2.4g無線遙控焊機(jī)發(fā)送器yf2電路圖。
圖3b,zigbee2.4g無線遙控焊機(jī)接收器ys2電路圖。
圖3c,zigbee2.4g無線遙控焊機(jī)發(fā)送器yf2,ys2流程圖。
圖4,開關(guān)型無線遙控焊機(jī)電路圖。
圖4a,開關(guān)型無線遙控焊機(jī)發(fā)送器yf3電路圖。
圖4b,開關(guān)型無線遙控焊機(jī)接收器ys3電路圖。
圖4c,開關(guān)型無線遙控焊機(jī)發(fā)送器yf3,ys3接收器流程圖。
圖5,二根控制線遙控焊機(jī)電路圖。
圖6,三根控制線遙控焊機(jī)電路圖。
圖7,電源模塊s電路圖。
圖8a,無線遙控焊機(jī)遙控盒,焊接電源示意圖。
圖8b,有線遙控焊機(jī)遙控盒,焊接電源示意圖。
圖9,lora433mhz無線遙控焊機(jī)電路圖。
圖9a,lora433mhz無線遙控焊機(jī)發(fā)送器yf2電路圖。
圖9b,lora433mhz無線遙控焊機(jī)接收器ys2電路圖。
附圖說明:各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的氣體保護(hù)焊機(jī)的控制板功能相同,接線圖相同,但扦口命名及編號不盡相同。本文統(tǒng)一以英文子母標(biāo)示。說明如下
a:焊接按鈕hn和送絲按鈕的控制信號;b:y:gnd地線(3個地線接入點,拫據(jù)接線方便,可用其中一個);c:焊接電壓調(diào)節(jié)電位器w3焊接電流調(diào)節(jié)電位器w4的連接點;d:空腳;e:收弧電流調(diào)節(jié)電位器w2的連接點;f:收弧電壓調(diào)節(jié)電位器w1的連接點;g:氣閥+電壓進(jìn)入點;h:氣閥0電壓進(jìn)入點;i:送絲機(jī)+電壓進(jìn)入點;j:送絲機(jī)0電壓進(jìn)入點;k:pcb1板或pcb5板控制信號輸出點,pcb2板控制信號輸入點;l:電流傳感器+電壓進(jìn)入點;m:電流傳感器-電壓進(jìn)入點;n:電流傳感器輸出信號送出點;o:交流控制電源0v接入點;p:交流控制電源18v接入點;q:交流控制電源18v接入點;r:氣閥接入點;s:氣閥和送絲機(jī)接入點;t:送絲機(jī)接入點。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖具體介紹本發(fā)明的具體實施方式。
市售氣體保護(hù)焊機(jī)接線圖其工作原理和電路結(jié)構(gòu)如圖1所示,其中圖1a為送絲機(jī)控制盒面板圖,圖1b為氣體保護(hù)焊機(jī)電路圖。
如圖1,圖1b所示,焊機(jī)電源面板上有“收弧電壓w1”調(diào)節(jié)旋紐,“收弧電流”w2調(diào)節(jié)旋紐,“電感”w5調(diào)節(jié)旋紐,電壓表v和電流表i,“+”“-”端子,電流傳感器h,電流傳感器h接在“+”“-”端子上。
圖1b中,三相電源a、b、c依次串接開關(guān)l1、整流橋z66;整流橋z66兩端依次并聯(lián)電容1c9、開關(guān)管k44(本申請給出的是igbt電力電子器件)與k55串聯(lián)的兩端、開關(guān)管k66與k77串聯(lián)的兩端、電容1c7和1c8串聯(lián)的兩端;所述開關(guān)管k44與k55之間引出第二支路,該第二支路依次串聯(lián)電流互感器、電容1c14、電感l(wèi)3以及第一變壓器原邊b11;該第二支路的另一端分別連接在開關(guān)管k66與k77之間以及電容1c7和1c8之間;第一變壓器副邊b12的兩端線和電感l(wèi)2相連,第一變壓器副邊b12的中間線和電流傳感器h相連;所述三相電源a、b、c引出一個支路連接變壓器tr1,變壓器tr1的副邊為驅(qū)動板pcb2以及主控板pcb1提供所需電源;所述控制主電路中的電流互感器與驅(qū)動板pcb2相連,驅(qū)動板pcb2和主控板pcb1相連,主控板和送絲機(jī)相連。
實際上有多種焊機(jī)主電路(可控硅整流式,逆變式;逆變式又有全橋,半橋,正激,全橋一有硬開關(guān),軟開關(guān)等),本申請可與各種主電路相配和使用。
如圖1a所示,送絲機(jī)上有一控制盒,控制盒中有焊接電壓電位器w3調(diào)節(jié)旋紐,焊接電流電位器w4調(diào)節(jié)旋紐,焊接按鈕hn(控制焊接啟,停)和送絲按鈕sn(控制送絲啟、停,不啟動逆變電路),送絲機(jī)連接焊槍,焊槍槍頭與“+”端子相連,工件接在焊接電源的“-”端子上。如圖1b所示,焊接電源為一逆變電路,控制電路中包括主控板pcb1與驅(qū)動板pcb2及整流模塊pcb3,均裝在焊接電源內(nèi)。交流電源可提供一組或兩組控制電源給控制板pcb1和pcb2,并與整流模塊pcb3的輸入端相連,整流模塊pcb3的輸出端提供氣閥和送絲機(jī)所需電源。在圖1b中還有送絲機(jī)控制電路圖。
焊接工作者都知道,氣體保護(hù)焊機(jī)是通過改變送絲速度,簡接地調(diào)節(jié)焊接電流的,所以“焊接電流”調(diào)節(jié)旋紐和“收弧電流”調(diào)節(jié)旋紐,只是調(diào)節(jié)送絲機(jī)的送絲速度,并不參與逆變電路。因此主控板pcb1實際包括兩部分電路:逆變器控制電路(直接涉及收弧電壓給定電位器w1和焊接電壓給定電位器w3)和送絲機(jī)控制電路(直接涉及收弧電流給定電位器w2和焊接電流給定電位器w4)
如圖1b所示,主控板pcb1與驅(qū)動板pcb2由電源變壓器的一個繞組供電,端點g,h,i,j與整流模塊pcb3的扦頭b2相連,端點a,c與送絲機(jī)相連,,端點e,f與收弧電流電位器w2收弧電壓電位器w1相連,端點l,m,gnd,n與電流傳感器信號輸出線h和焊接電壓反饋線相連,端點x,y與電感電位器w5相連,端點k,gnd與pcb2的輸入端相連。
每種氣體保護(hù)焊機(jī)均有上述的各種功能的扦頭,但排列位置和序號會有所不同。
目前市售多種無線遙控器,其工作原理相近,可以分為兩大類,一種可以發(fā)送模擬量,常見的有zigbee,lora等,還有一種只能發(fā)送開關(guān)量,在本發(fā)明的實施例中均選用其中的一個,兩種作為實施例,作為現(xiàn)有技術(shù),本文先介紹下如下。當(dāng)然也可選用其它的無線遙控器作為實施例。在本發(fā)明中以yf代表無線遙控發(fā)送器,以ys代表無線遙控接收器。zigbee與藍(lán)牙,wifi相似是一種標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)定義了短距離,低傳輸傳輸速率的一系列通訉協(xié)議,工作在868mhz,915mhz,和2.4ghz。zigbee的傳送距離比蘭牙的傳送距離長,與wifi相當(dāng),約為100米左右,zigbee廣泛用于智能家電等領(lǐng)域。
yf1與ys1:本發(fā)明中所述的采用基于zigbee的一種無線遙控發(fā)送器yf1和無線遙控接收器ys1。為zigbee868,915mhz的器件,該器件由單片機(jī)stc12c5a60s2和特高頻收發(fā)器(uhf)cc1100組成。這套器件可作為發(fā)射器也可作為接收器使用。最大傳輸速率為500kbps。yf2與ys2:本發(fā)明采用基于zigbee的另一種無線遙控發(fā)送器yf2和無線遙控接收器ys2。為zigbee2.4ghz的器件,由u1-cc2530單片機(jī)及大功率特高頻收發(fā)器u2-rfx2401組成。該器件可作為發(fā)射器也可作為接收器使用。其中的cc2530有i/o口供用戶使用。最大傳輸速率為250kbps。
lora是另一種常見的無線數(shù)傳模塊,工作頻率為420-510mhz。比zigbee2.4ghz的器件的傳輸距離遠(yuǎn)-些,但其內(nèi)部的單片機(jī)沒有端口供用戶使用,用戶要另加單片機(jī)。
本發(fā)明在實施例中采用的另一種“無線遙控發(fā)送器”和“無線遙控接收器”為市售的工作頻率為315mhz的開關(guān)型無線遙控發(fā)送器yf3和無線遙控接收器ys3。多用在電動機(jī)遙控啟、停,臺燈遙控開,關(guān)等領(lǐng)域。這種開關(guān)型“無線遙控發(fā)送器”和“無線遙控接收器”不能傳送模擬量,只能傳送開關(guān)量,例如,不能遙控調(diào)節(jié)臺饤的亮度,只能遙控臺燈旳開,關(guān)。
市場上有多種“無線式遙控開關(guān)”出售,其電路原理與功能相差不多,以tad6228型為例介紹如下:這種遙控器它有一個發(fā)送器和一個接收器。以控制臺燈為例,有關(guān)的工作原理如圖1c所示。圖中,發(fā)射器部分:an1為“開按鈕”,an2為“關(guān)按鈕”,c1為發(fā)送器的控制電路。它有“點動”,“自鎖”,和“互鎖”三種控制模式。在“點動”模式下,不需用按鈕an2,只用an1按鈕。an1的a端接9v的電池正極,b端接發(fā)射器的電路c,當(dāng)an1按下后,an1的a,b兩端接通,b端也有9v的電壓,控制電路c1有電,發(fā)射器發(fā)射電磁波。圖中,接收器部分:c2為接收器的控制電路,r為電阻,t為三極管,j為繼電器。當(dāng)接收器收到發(fā)送器發(fā)出的電磁波后,控制電路c2輸出高電平,t導(dǎo)通,j吸合,燈亮。當(dāng)接收器沒有收到發(fā)送器發(fā)出的電波時,c2輸出低電平,t不導(dǎo)通,j斷開,燈滅。
圖1d為一種手弧焊機(jī)電路圖。
實施例1,為方案1的實施例:
如圖1所示,三相電源a、b、c接入焊接電源的焊機(jī)主電路,焊接電源“+”端子通過焊接電纜與送絲機(jī)相連,焊接電源“-”端子通過焊接電纜與焊接工件相連,電流傳感器套接在焊接電纜上;焊接電源還通過加熱電纜、氣體調(diào)壓器和氣瓶相連。
一種減少或取消控制導(dǎo)線的氣體保護(hù)焊機(jī)的控制系統(tǒng)由焊接電源及送絲機(jī)與遙控盒組成,焊接電源為nbc-500co2氣體保護(hù)焊機(jī),送絲機(jī)為sb-10-a-1型送絲機(jī)。其電路圖如圖2,圖8a所示。
焊接電源nbc-500由主控板pcb1,驅(qū)動板pcb2組成,pcb1板中的電路由送絲機(jī)控制電路和逆變電源控制電路兩部分抅成,pcb2的輸入端為端點k;送絲機(jī)的控制盒中有焊接電壓電位器w3,焊接電流電位器w4,焊接按鈕hn和送絲按鈕sn,在送絲機(jī)處增加一遙控盒,遙控盒由無線遙控發(fā)射器模塊yf1,附加主控板pcb5,電源模塊s,整流模塊pcb3,電流反饋模塊h,遙控盒面板組成,遙控盒面板上有“收弧電壓w1”調(diào)節(jié)旋紐,“收弧電流”w2調(diào)節(jié)旋紐,電感w5調(diào)節(jié)旋紐,電壓表v電流表i,“+”“-”端子,電流反饋模塊h裝在“+”“-”端子的連線上;遙控盒可以與送絲機(jī)裝在一起,也可分開放置;在焊接電源處增加一無線遙控接收器模塊ys1。
yf1和ys1的核心元件是本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)中所述的采用基于zigbee的一種無線遙控發(fā)送器yf1和無線遙控接收器ys1。為zigbee868,915mhz的器件,該器件由單片機(jī)stc12c5a60s2和特高頻收發(fā)器(uhf)cc1100組成。這套器件可作為發(fā)射器也可作為接收器使用。最大傳輸速率為500kbps。所述遙控盒中的無線遙控發(fā)射器yf1由單片機(jī)u1-stc12c5a60s2和特高頻收發(fā)器(uhf)u2-cc1100串聯(lián)組成。所述焊接電源處的無線遙控接收器ys1由特高頻收發(fā)器(uhf)u3-cc1100,單片機(jī)u4-stc12c5a60s2,d/a轉(zhuǎn)換器u5-tlc7226串聯(lián)組成。其連接關(guān)系為:
焊接電源“+”端子通過焊接電纜與送絲機(jī)相連,焊接電源“-”端子通過焊接電纜與焊接工件相連,電流傳感器套接在焊接電纜上。
焊接電源“+”端子與電源模塊s的“+”輸入端相連,焊接電源“-”端子與電源模塊s的“-”輸入端相連,電源模塊s的b1組輸出與pcb5的一組交流電輸入扦口o,p,q相連,電源模塊s的b2組輸出與整流模塊pcb3的輸入端相連。整流模塊pcb3的輸出與pcb5的g,h,i,j相連,送絲機(jī)的控制盒中的焊接按鈕hn和送絲按鈕sn的連線a,焊接電壓電位器w3,焊接電流電位器w4的連線,分別與pcb5的a,c相連,收弧電壓電位器w1中間腳與收弧電流電位器w2的中間腳,電感電位器w5連線與pcb5的f,e,x,y相連,電流傳感器輸出線及焊接電壓反饋線與pcb5的l,m,gnd,n相連,k,gnd為pcb5的輸出端。
附加主控板pcb5與pcb1的功能相同。
圖2a為發(fā)射器電原理圖。pcb5的輸出端k與無線遙控發(fā)射器yf1中的單片機(jī)u1-stc12c5a60s2的p1.0口相連,由u2-rf1100把pcb5的輸出端k的數(shù)據(jù)及焊機(jī)編碼發(fā)送出去。圖2b為接收器電原理圖。ys1接收器在收到y(tǒng)f1發(fā)出電磁波后經(jīng)u3-rf1100放大后,由單片機(jī)u4-stc12c5a60s2識別焊機(jī)編碼,確認(rèn)為是本機(jī)后,由單片機(jī)u4把數(shù)據(jù)送給d/a轉(zhuǎn)換器u5-tlc7226,經(jīng)d/a轉(zhuǎn)換后,outa腳送出模擬量pcb2的輸入端k,圖2c為發(fā)射與接收部分的流程圖。焊接時,焊工按焊槍上的焊接按鈕,無線遙控器的發(fā)送器yf1,便通過天線把pcb5的輸出端k的數(shù)據(jù)及焊機(jī)編碼發(fā)送出去,在焊機(jī)電源處的無線遙控器的接受器ys1收到無線遙控器的發(fā)送器yf1發(fā)出的電磁被后,首先譯碼,若被選中,則將將收到的脈沖信號經(jīng)d/a變換后,把焊接電壓信號送到pcb2的輸入端k,進(jìn)行焊接。
實施例2,為方案1的實施例:
一種減少或取消控制導(dǎo)線的氣體保護(hù)焊機(jī)的控制系統(tǒng)由焊接電源及送絲機(jī)與遙控盒組成,與實施例1相同,不同之處是:焊接電源為nbc-350co2氣體保護(hù)焊機(jī),送絲機(jī)為cs-301型送絲機(jī)。yf與ys為yf2和ys2,是本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)中所述的采用基于zigbee的一種無線遙控發(fā)送器yf2和無線遙控接收器ys2。為zigbee2.4ghz的器件,由u1-cc2530單片機(jī)及大功率特高頻收發(fā)器u2-rfx2401組成。該器件可作為發(fā)射器也可作為接收器使用。其中的cc2530有i/o口供用戶使用。最大傳輸速率為250kbps。
所述遙控盒中的無線遙控發(fā)射器yf2由單片機(jī)u1-cc2530和特高頻收發(fā)器(uhf)u2-rfx2401串聯(lián)組成。所述焊接電源處的無線遙控接收器ys2由特高頻收發(fā)器(uhf)u3-rfx2401,單片機(jī)u4-cc2530,d/a轉(zhuǎn)換器u5-tlc7226串聯(lián)組成。其電路圖如圖3,圖8a所示。附加主控板pcb5與主控板pcb1的送絲機(jī)控制電路部分相同。其連接關(guān)系為:
焊接電壓電位器w3中間腳接到無線遙控發(fā)射器yf2-cc2530的p0.0口,收弧電壓電位器w1中間腳接到無線遙控發(fā)射器yf2-cc2530的p0.1口,送絲機(jī)控制盒hn,sn的連線a與yf2中單片機(jī)p0.2口相連。焊接電源內(nèi)的pcb1的c端與ys2的u2-tlc7226的outa相連,焊接電源內(nèi)的pcb1的f端與ys2的u2-tlc7226的outb相連,焊接電源內(nèi)的pcb1的a端與ys2的u2-tlc7226的outc相連,圖3c為發(fā)射與接收部分的流程圖。焊接時,焊工按焊槍上的焊接按鈕,無線遙控器的發(fā)送器yf2,便通過天線發(fā)射焊接電壓值和收弧電壓值的及狀態(tài)控制值3個脈沖信號及選機(jī)編碼,在焊接電源處的無線遙控器的接受器ys2收到無線遙控器的發(fā)送器yf2發(fā)出的電磁被后,首先譯碼,若被選中,則將將收到的脈沖信號經(jīng)d/a變換后,把焊接電壓信號送到pcb1c端,把收弧電壓信號送到pcb1的f踹,把焊接狀態(tài)控制信號送到pcb1的a端,進(jìn)行焊接。
實施例3,為方案2的實施例:
一種減少或取消控制導(dǎo)線的氣體保護(hù)焊機(jī)的控制系統(tǒng)由焊接電源及送絲機(jī)與遙控盒組成,與實施例1相同,不同之處是:焊接電源為nbc-250co2氣體保護(hù)焊機(jī),送絲機(jī)為cs-423型送絲機(jī)。如圖4,圖8a所示。yf與ys為yf3和ys3,是本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)中所述的開關(guān)型無線遙控發(fā)射器模塊。
所述遙控盒中的開關(guān)型無線遙控發(fā)射器yf3由單片機(jī)u1-stc12c5412ad及大功率特高頻發(fā)送器u2-tad-6228串聯(lián)組成。所述焊接電源處的開關(guān)型無線遙控接收器由大功率特高頻接收器u3-tad-6228,單片機(jī)u4-stc12c5412ad及4d/a轉(zhuǎn)換器u5-tlc7226串聯(lián)組成。所述附加主控板pcb5與主控板pcb1的送絲機(jī)控制電路部分相同。所購開關(guān)型無線遙控發(fā)送器yf3要進(jìn)行如下處理。見圖1c,割斷發(fā)送器的an2與其它電路的聯(lián)線。如圖4所示,在焊接電源處的開關(guān)型無線遙控接收器模塊ys3,ys3為開關(guān)型無線遙控接收器。見圖1c,開關(guān)型無線遙控接收器yf3模塊中的繼電器不用。其連接關(guān)系為:
圖4a為tad-6228發(fā)射器電原理圖。送絲機(jī)的遙控內(nèi)的焊接電壓電位器w3中點與yf3中單片機(jī)u1的p1.0口相連,把收弧電壓電位器w1的中間腳接到y(tǒng)f3中單片機(jī)u1的p1.1口,把焊接狀態(tài)hn,sn的連線a與yf3中單片機(jī)p1.2口相連。焊接電源內(nèi)的pcb1的c端與ys3中的u5-tlc7226的outa相連,焊接電源內(nèi)的pcb1的f端與ys3中的u5-tlc7226的outb相連。焊接電源內(nèi)的焊接狀態(tài)pcb1的a端與ys3中的u5-tlc7226的outc相連。其工作原理具體如下:
見圖4a。送絲盒內(nèi),把焊接電壓電位器w3中點的焊接電壓v3接到y(tǒng)f3中單片機(jī)u1的p1.0口,把pcb-1的a5的3腳的收弧電壓v1接到y(tǒng)f3中單片機(jī)u1的p1.1口,把送絲盒內(nèi)hn,sn的連線a的電壓v5值接到y(tǒng)f3中單片機(jī)u1的p1.2口。
圖4a中,單片機(jī)u1根據(jù)v3值計算出時間t1,根據(jù)v1值計算出時間t2,根據(jù)v5值計算出時間t3,單片機(jī)u1輸出寬度為t1和t2及t3的三個脈沖,送到按鈕an1的b踹,當(dāng)這三個脈沖到來,tad-6228發(fā)射器的開按鈕的b端為高電平后,tad-6228的發(fā)射器便發(fā)出寬度為t1和t2,t3的3個電磁波p1和p2,p3。
圖4b為開關(guān)型無線遙控接收器ys3電原理圖。接收器ys3中的u3-tad-6228接收器在收到寬度為t1和t2,t3的電磁波p1和p2,p3后,tad-6228發(fā)接收器的控制板c2將脈沖p1和p2,p3送給單片u4-p1.0口,u4首先譯碼,若被選中,u4將t1值與t2,t3值還原為電壓v3與v1,v5后,由u4的p2.0到p2.7口把數(shù)據(jù)送給u5-tlc7226的d0到d7腳,經(jīng)d/a變換后,由u5-tlc7226的outa腳將v3值送給pcb1的c端(焊接電壓值),由tlc7226的outb腳將v1值送到f端(收弧電壓值)。由tlc7226的outc口將v5值送到a端(焊接狀態(tài)電壓值)。當(dāng)outc腳送出4.7v給pcb1的a3-6腳時,使焊接電源為空載狀態(tài),當(dāng)outb腳送出3.0v給pcb1的a3-6腳時,使焊接電源為送絲狀態(tài),當(dāng)outb腳送出1.3v給pcb1的a3-6腳時,使焊接電源為焊接狀態(tài)。
圖4c為發(fā)射與接收部分的流程圖。焊接時,焊工按焊槍上的焊接按鈕,無線遙控器的發(fā)送器yf3,便通過天線發(fā)射脈沖寬度正比焊接電壓值和收弧電壓值及焊接狀態(tài)的三個脈沖信號及選機(jī)編碼,在焊接電源處的無線遙控器的接受器ys3收到無線遙控器的發(fā)送器yf3發(fā)出的電磁被后,首先譯碼,若被選中,則將將收到的脈沖信號經(jīng)d/a變換后,把焊接電壓信號送到pcb1的c端,把收弧電壓信號送到pcb1的f端,把焊接狀態(tài)控制信號送到pcb1的a端,進(jìn)行焊接。
實施例4,為方案3的實施例:
一種減少或取消控制導(dǎo)線的氣體保護(hù)焊機(jī)的控制系統(tǒng)由焊接電源及送絲機(jī)與遙控盒組成,如圖5、圖8b所示,與實施例1相同,不同之處是:焊接電源為nbc-250co2氣體保護(hù)焊機(jī),送絲機(jī)為cs-423型送絲機(jī)。如圖5所示。其中,所述附加主控板pcb5與主控板pcb1的功能相同,pcb5的輸出端k與在焊接電源處的pcb2的輸入端k相連,焊接時,焊工按焊槍上的焊接按鈕,便可進(jìn)行焊接。
實施例5,為方案4的實施例:
一種減少或取消控制導(dǎo)線的氣體保護(hù)焊機(jī)的控制系統(tǒng)由焊接電源及送絲機(jī)與遙控盒組成,如圖6圖8b所示.與實施例1相同,不同之處是:焊接電源為nbc-250co2氣體保護(hù)焊機(jī),送絲機(jī)為cs-423型送絲機(jī)。如圖6所示。其中所述附加主控板pcb5與主控板pcb1的送絲機(jī)控制電路部分pcb1-1相同。
所述遙控盒內(nèi)的焊接按鈕hn,送絲按鈕sn的相交點a與pcb1的輸入端a相連,焊接電壓電位器w3的中間腳,焊接電流電位器w4的中間腳的連線與pcb1的輸入端c相連,遙控盒內(nèi)pcb5的b點與焊接電源處的b點相連并與gnd相連,遙控盒內(nèi)的收弧電壓電位器中間腳與附加主控板pcb5的輸入端c相連。這樣,送絲機(jī)的控制盒中有焊接電流電位器w4的旋紐實際調(diào)節(jié)的是收弧電壓;pcb5的收弧電壓電位器w1作為調(diào)節(jié)焊接電流用。
焊接時,焊工按焊槍上的焊接按鈕,開始焊接,旋轉(zhuǎn)送絲盒上的焊接電壓電位器w3旋紐,調(diào)節(jié)焊接電壓,旋轉(zhuǎn)送絲盒上的焊接電流電位器w4旋紐,調(diào)節(jié)收弧電壓,旋轉(zhuǎn)控制盒面板上的收弧電壓旋紐w1作為調(diào)節(jié)焊接電流用。
實施例6,為方案1的實施例:
與實施例2相同,不同之處是用lora系列的e32-ttl-100代替施例2中的zigbee2.4ghz模塊。見圖9,圖9a,圖9b。
本文各實施例中所述部件中,驅(qū)動板pcb2及焊機(jī)主電路,采用山東奧太電氣有限公司的軟開關(guān)逆變技術(shù)。該技術(shù)己獲得國家科技進(jìn)步二等獎,并為國內(nèi)電焊機(jī)廠商普遍采用。附加主控板pcb5、主控板pcb1均為氣保焊通用控制板,本發(fā)明的實施例采用nb28d型控制板。該控制板中的電路由送絲機(jī)控制電路及逆變器電源控制電路兩部分構(gòu)成。
常用的電流傳感器有霍爾電流傳感器及分流器兩種,當(dāng)霍爾電流傳感器或分流器。裝在焊接電源“-”端子的連線上時,pcb5板的l,m端與霍爾電流傳感器或分流器的輸出端相連,pcb5板的gnd端與“-”端子相連,從“+”端子的連線引出焊接電壓信號,接到pcb5板的n端;當(dāng)霍爾電流傳感器或分流器。裝在焊接電源“+”端子的連線上時,pcb5板的l,m端與霍爾電流傳感器或分流器的輸出端相連,pcb5板的gnd端與“+”端子相連,從“-”端子的連線引出焊接電壓信號,經(jīng)反相后,接到pcb5板的n端。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型,本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。