一種兩焊接功能igbt逆變焊機(jī)的結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種單管IGBT逆變的、帶有手工電弧焊功能的MIG/MAG氣體保護(hù)焊機(jī)。屬于電焊機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]目前，逆變式MIG/MAG氣體保護(hù)焊機(jī)產(chǎn)品市場的競爭十分激烈，不僅體現(xiàn)在技術(shù)的先進(jìn)性和優(yōu)勢上，還在很大程度上取決于焊機(jī)的電路及其功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面。
[0003]國內(nèi)外市場上，小型M0S管、IGBT管逆變式MIG/MAG氣體保護(hù)焊機(jī)的額定電流通常在140?200A(負(fù)載持續(xù)率100~35%)的水平。大多數(shù)的此類焊機(jī)產(chǎn)品都是單一的MIG/MAG氣體保護(hù)焊功能。其應(yīng)用范圍會受到一定的限制。
[0004]對于多功能的，即還可采用手工電弧焊、氬弧焊等功能的氣體保護(hù)焊焊機(jī)，由于其適應(yīng)性更強(qiáng)，因而其應(yīng)用的范圍會更廣。產(chǎn)品銷售會更加有市場競爭力。然而，此類焊機(jī)，不同的電路、電路板和整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，控制原理和方式不同，電路板和整機(jī)的布局和連接方式，或者連接的復(fù)雜程度不同，其產(chǎn)品生產(chǎn)的工序和制作工藝等也完全不同。這些都會影響產(chǎn)品的生產(chǎn)和運(yùn)輸成本。例如市場上的一些焊機(jī)，其控制板分為幾塊，分別固定在機(jī)架上。每個控制板之間采用很多連接線進(jìn)行連接。不僅需加工很多的控制連接線，而且電路板占據(jù)空間大，整機(jī)尺寸大和重量重。這樣產(chǎn)品的制作成本就很高，削弱了產(chǎn)品市場競爭力。市場上雖然也有采用數(shù)字化控制的多功能焊機(jī)，但其開發(fā)和制作的成本，以及銷售的價(jià)格也很高，也不利于國際DIY市場的產(chǎn)品競爭。因此，如何在低成本的前提下，開發(fā)多功能的焊機(jī)是有一定技術(shù)難度的。這也是本發(fā)明需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種兩焊接功能IGBT逆變焊機(jī)的結(jié)構(gòu)，具有手工電弧焊和MIG/MAG氣體保護(hù)焊兩種焊接方法的功能，其內(nèi)部采用左右布局結(jié)構(gòu)。一側(cè)布置電路板、冷卻風(fēng)機(jī)等零部件;另一側(cè)布置送絲機(jī)構(gòu)、電抗器等零部件;外加前后面板上的一些器件，如、電源開關(guān)、操作和顯示電路板、風(fēng)扇、進(jìn)氣嘴和電磁氣閥、輸出快速接頭座、歐式焊槍接口等部分。電路板設(shè)計(jì)為一塊大板，電子元器件雙面布置。在該大電路板上，按功能劃分，設(shè)計(jì)有:由輸入濾波電路、輸入電壓信號檢測電路、上電緩沖電路、輸入整流和濾波電路、四只單管IGBT和逆變主變壓器及其輸出整流、濾波等組成的逆變主電路;開關(guān)電源電路;逆變PWM和IGBT驅(qū)動等控制電路;送絲和電磁閥等控制電路;輸出特性控制電路;焊機(jī)操作和顯示控制電路接口及其相應(yīng)的電路;通過本發(fā)明可方便地實(shí)現(xiàn):1)手工焊/氣保焊的功能轉(zhuǎn)換和狀態(tài)指不;2)手工焊的輸出特性和參數(shù)顯不及狀態(tài)指不等控制；3)氣保焊的點(diǎn)動送絲控制;焊槍開關(guān)2T或4T模式轉(zhuǎn)換控制及狀態(tài)指示;提前送氣、滯后閉氣時(shí)間控制；以及平特性輸出、電壓和送絲速度調(diào)節(jié)等控制功能和參數(shù)單位指示等。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:
一種兩焊接功能IGBT逆變焊機(jī)的結(jié)構(gòu)，包括殼體、后面板和前面板，其特征在于:其內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用左右布局設(shè)計(jì)，左邊一側(cè)布置有送絲機(jī)構(gòu)和電抗器，其焊絲盤軸安裝在內(nèi)部中隔板上，送絲機(jī)構(gòu)安裝在底板上，靠近焊機(jī)前面板，并與前面板上安裝的歐式氣保焊焊槍座連接在一起;右邊另一側(cè)布置大電路板、冷卻風(fēng)機(jī);通過焊機(jī)內(nèi)部中隔板，把焊機(jī)的內(nèi)部機(jī)械部分與左邊的主要控制電路板部分分開，其左邊的主要控制電路板部分相當(dāng)于被中隔板、外殼、底板、后面板和前面板組成的金屬外殼包圍，可起到隔離電磁干擾、防止電磁輻射等作用，可對右邊大電路板上的功率器件，如散熱器、IGBT管、快速恢復(fù)二極管等，有較好的冷卻風(fēng)道，得到較好的冷卻；電路板設(shè)計(jì)為兩塊，其中一塊為顯示和操作控制面板，板上設(shè)計(jì)有六只數(shù)碼管及其顯示控制電路，分為兩組，分別顯示電流和電壓參數(shù)，還有手工焊/氣保焊方法轉(zhuǎn)換按鈕、氣保焊2T/4T焊槍開關(guān)操作方式選擇按鈕，電壓、電流和送絲速度的單位指示燈、過熱指示燈，以及電流(送絲速度)、電壓和電子電抗器電感參數(shù)設(shè)定調(diào)節(jié)電位器;另一塊大電路板，其電子元器件雙面布置，兩塊電路板之間通過一個插件和少量連接線進(jìn)行電路連接。
[0007]所述的操作和顯示電路板部分采用兩片GC7139C控制芯片為核心的電路，分別控制每組3只的數(shù)碼管，用于顯示電壓、電流或送絲速度參數(shù)，配合其它的控制電路，數(shù)碼管等組成的電流表和電壓表可分別顯示預(yù)置或?qū)嶋H焊接的規(guī)范參數(shù);兩片CD4013控制芯片為核心的電路，分別構(gòu)成手工焊/氣保焊方法選擇、氣保焊2T/4T焊槍開關(guān)操作方式選擇控制電路。
[0008]所述的操作和顯示電路板上還設(shè)計(jì)有手工焊和氣保焊方法轉(zhuǎn)換按鈕及其狀態(tài)指示燈、氣保焊焊槍開關(guān)2T/4T模式轉(zhuǎn)換按鈕及其狀態(tài)指示燈、過熱保護(hù)狀態(tài)指示燈、手工焊電流和氣保焊送絲速度調(diào)節(jié)電位器、氣保焊電壓調(diào)節(jié)電位器、電感調(diào)節(jié)電位器電路部分。
[0009]所述的大電路板的電子元器件采用雙面布置，少量大尺寸的器件布局在正面，大尺寸的器件主要依靠人工作業(yè)方式完成裝配和焊接，大量的電子貼片器件布局在大電路板的背面，依自動方式進(jìn)行加工，該電路板上的電路，按功能劃分，設(shè)計(jì)有:由輸入濾波電路、輸入電壓信號檢測電路、上電緩沖電路、輸入整流和濾波電路、四只單管IGBT和逆變主變壓器及其輸出整流、濾波等組成的逆變主電路;開關(guān)電源電路;逆變PWM和IGBT驅(qū)動等控制電路;送絲和電磁閥等控制電路;輸出特性控制電路;焊機(jī)操作和顯示控制電路接口及其相應(yīng)的電路。
[0010]所述的后面板上安裝的零部件主要有電源開關(guān)、帶插頭供電電源線、冷卻風(fēng)機(jī)、保護(hù)氣進(jìn)氣嘴及電磁氣閥，冷風(fēng)從焊機(jī)機(jī)箱后部的進(jìn)氣孔進(jìn)入，可使電路板上一些發(fā)熱器件或零部件有良好的冷卻效果。
[0011]通過本發(fā)明可方便地實(shí)現(xiàn):1)手工焊/氣保焊的功能轉(zhuǎn)換和狀態(tài)指示;2)手工焊的輸出特性和參數(shù)顯示及狀態(tài)指示等控制；3)氣保焊的點(diǎn)動送絲控制;焊槍開關(guān)2T或4?'模式轉(zhuǎn)換控制及狀態(tài)指示；提前送氣、滯后閉氣時(shí)間控制；以及平特性輸出、電壓和送絲速度調(diào)節(jié)等控制功能和參數(shù)單位指示等。此外，本發(fā)明的各個控制電路器件主要設(shè)計(jì)布局在一塊大電路板上的。大尺寸的一些器件通過自動和少量人工插件的方式，安裝在該電路板的一面，而很多小尺寸的器件則是通過自動貼片的方式，直接安裝和焊接在該電路板的另一面。因而可以簡化器件的生產(chǎn)制作工藝，降低制造成本。不像其它多電路板結(jié)構(gòu)的焊機(jī)設(shè)計(jì)那樣，其電路板之間有很多的連接控制線，產(chǎn)品制作工序多和生產(chǎn)工藝復(fù)雜，而且電路板還占據(jù)較大的空間，使整機(jī)尺寸大，重量重。也就是說，采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想和方式縮小了產(chǎn)品尺寸，降低重量和運(yùn)輸成本。同時(shí)，因控制連線少，焊機(jī)生產(chǎn)加工工序減少，制作工藝也得到了簡化，更加方便生產(chǎn)。從其電路的功能來看，主要是完成供電電源的產(chǎn)生、PWM脈沖寬度調(diào)節(jié)、IGBT管驅(qū)動控制、兩種焊接方法的逆變電路輸出參數(shù)(電流、電壓)控制、焊接方法選擇和控制、送絲速度的調(diào)節(jié)和控制等控制功能。最終在控制電路的作用下，分別實(shí)現(xiàn)手工電弧焊接、MIG/MAG氣保焊的所有控制性能要求。
[0012]對不同電流等級和負(fù)載持續(xù)率要求的本發(fā)明焊機(jī)，可通過調(diào)整電路板上少量的零部件規(guī)格參數(shù)，形成不同輸出額定電流和負(fù)載持續(xù)率的產(chǎn)品，使產(chǎn)品系列化。例如，改變IGBT器件的電流等級和散熱器尺寸；改變快速恢復(fù)二極管的型號和參數(shù);改變逆變主變壓器和輸出濾波電抗器的規(guī)格和參數(shù)等，即可容易形成不同規(guī)格的系列產(chǎn)品。如180A/23V(35%，負(fù)載持續(xù)率，下同)、160A/22V(60%)等多種電流等級和規(guī)格型號的產(chǎn)品。額定電流越小的，則額定負(fù)載持續(xù)率越高。當(dāng)然，這些變化，目的是使產(chǎn)品的制作成本與相應(yīng)機(jī)器的規(guī)格參數(shù)和性能指標(biāo)相匹配。這樣，每種規(guī)格型號的焊機(jī)才能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的成本控制。這就提升了所開發(fā)產(chǎn)品的市場競爭力。
[0013]本發(fā)明由于具有兩種焊接方法的使用功能，解決了單一功能焊機(jī)應(yīng)用面窄的問題，因而比單一功能的焊機(jī)有更好的適應(yīng)性。其良好的電路及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是本發(fā)明的優(yōu)勢所在，也是滿足高效和低成本生產(chǎn)、高可靠性、制造技術(shù)先進(jìn)性的重要保障。本發(fā)明焊機(jī)的電路原理、電路板和整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有自己的獨(dú)特之處。本發(fā)明專利申請保護(hù)的內(nèi)容就在于保護(hù)這種焊機(jī)的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
【附圖說明】
[0014]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是本發(fā)明的電路原理框圖一；
附圖3是本發(fā)明的電路原理框圖二；
附圖4是本發(fā)明的電路原理框圖三；
附圖5是本發(fā)明的電路原理框圖四；
附圖6是本發(fā)明焊機(jī)的操作和顯示控制電路原理圖；
附圖7是本發(fā)明焊機(jī)的開關(guān)電源電路原理圖一；
附圖8是本發(fā)明焊機(jī)的開關(guān)電源電路原理圖二；
附圖9是本發(fā)明焊機(jī)的送絲和電磁閥等控制電路原理圖；
附圖10是本發(fā)明焊機(jī)的輸出特性控制電路原理圖；
附圖11是本發(fā)明焊機(jī)的大電路板的正面插件元器件布局圖；
附圖中各部件名稱如下:1、提手;2、側(cè)蓋板;3、機(jī)殼;4、電源開關(guān);5、拉不脫;6、電源線；
7、進(jìn)氣嘴接頭;8、電磁閥；9、風(fēng)機(jī)；10、后面板；11、大電路板；12、大電路板固定支架；13、送絲盤軸；14、點(diǎn)動送絲按鈕；15、極性轉(zhuǎn)換柱；16、極性轉(zhuǎn)換柱；17、送絲機(jī)；18、焊槍接口座銅頭；19、輸出電抗;20、底板;21、前面板;22、快速接頭組件;23、航空插座;24、快速接頭插頭；25、電感調(diào)節(jié)旋鈕;26、電壓調(diào)節(jié)旋鈕;27、電流或送絲速度調(diào)節(jié)旋鈕;28、操作和顯示控制面板。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1-11所示，焊機(jī)的主要組成部分包括:1)送絲部分。主要包括:氣體保護(hù)焊時(shí)用的焊絲盤軸13、送絲機(jī)構(gòu)17、歐式氣保焊焊槍接口銅頭18和單板上的送絲控制電路部分。送絲機(jī)構(gòu)17和送絲盤軸13安裝在內(nèi)部中隔板上。送絲機(jī)構(gòu)17靠近焊機(jī)前面板21。送絲機(jī)構(gòu)17與前面板21