專利名稱：用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，尤其涉及一種用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
焊接是一種有著悠久歷史的金屬加工制造工藝，因其具有其他連接方法不可比擬的優(yōu)點，在當今的石油、化工、電力、機械、軍工、航空、航天乃至核工業(yè)等領(lǐng)域都得到了廣泛應用和發(fā)展。隨著電子信息人工智能、新材料為核心的新一代工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，先進制造業(yè)得到了飛速發(fā)展并形成新型工業(yè)化浪潮，對焊接技術(shù)提出更高的要求。隨著高新技術(shù)的出現(xiàn)，特別是計算機和電力電子技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，更給焊接技術(shù)注入了新的生機和活力，數(shù)字化焊接電源開始問世。數(shù)字化焊接電源比模擬控制的焊接電源有更好的穩(wěn)定性，更高的控制精度，并為焊接電源的智能控制提供了可行性。傳統(tǒng)的弧焊逆變電源采用模擬控制，弧焊逆變電源的核心是它的給定參數(shù)、控制器和PWM調(diào)制。在一般的模擬控制中這三部分都是由模擬式電子分立元件組成的，但是隨著弧焊逆變電源功能的增加和要求的提高，模擬控制的不足就逐漸顯露出來其一，采用模擬器件進行電路設(shè)計的效率低，通用性差；其二，電路的調(diào)試周期長；其三，由于模擬器件的溫度穩(wěn)定性和老化問題，使得模擬控制的控制精度降低、可靠性下降。因此，長期以來人們一直在尋求解決這些問題的辦法，以數(shù)字信號代替模擬信號實現(xiàn)弧焊逆變電源的控制。種種跡象表明，數(shù)字化逆變弧焊電源是新世紀弧焊電源發(fā)展的主流。所謂數(shù)字化焊接電源就是以單片機(MCU)、數(shù)字信號處理器(DSP) XPLD / FPGA等數(shù)字化控制器件為控制核心取代電子式控制器件(比如微積分電路)對逆變電源實施精確控制。數(shù)字化電源從提出到初步應用已有近十年歷史，相對于傳統(tǒng)模擬電源具有以下優(yōu)點。(1)控制精確、穩(wěn)定性好。電源處在高頻微處理器的精確控制之中，避免了模擬電源的參數(shù)飄移，溫度穩(wěn)定性差，反應速度慢等缺陷。(2)節(jié)能降耗。科學分配功率輸出，減少功率損耗，一些全數(shù)字焊機效率可達90% 以上。而且噪聲污染大大降低。(3)降低成本。數(shù)字化電源可以大幅度節(jié)省原材料(銅、硅鋼片)，并大量采用模塊化的電力電子元件從而降低了生產(chǎn)制造成本。(4)兼容性好?？梢赃m應多種焊接條件，并可以對存儲程序進行升級。數(shù)字化弧焊電源，已經(jīng)開始展現(xiàn)其獨特優(yōu)勢，受到廣泛關(guān)注，國內(nèi)外一些科研院所和科技企業(yè)都投入大量精力進行研究。與國外相比國內(nèi)的研究起步比較晚，數(shù)字化焊接電源尚處于探索性研究階段，某些高校和科研機構(gòu)己在這方面開展了工作。北京工業(yè)大學率先在國內(nèi)提出數(shù)字化焊機概念并進行卓有成效的研究；蘭州理工大學提出了以單片機作為控制核心的逆變埋弧焊機設(shè)計方案；上海交通大學焊接研究所使用單機控制系統(tǒng)，采用 DSP芯片作為控制系統(tǒng)的核心；華南理工大學提出了基于DSP的弧焊逆變電源數(shù)字化控制系統(tǒng)，并討論了應用前景。
3[0011]根據(jù)目前的研究和使用情況來看，至今業(yè)界還沒廣泛接受，其設(shè)計潛力還沒有充分發(fā)揮出來。綜合分析當前的研究成果，主要存在以下幾點問題。(1)僅處于單純性的對主電路的數(shù)字化控制階段，即現(xiàn)階段的主要研究集中于對焊接電壓電流的精確控制階段。其設(shè)計仍停留在單純的“焊機”的穩(wěn)定性和精確性上面。數(shù)字電源所使用的強大的信息交換能力和事件控制能力被大量閑置，其應用潛力還沒有被完全挖掘。(2)柔性化使用程度低，只在一些高要求的特殊行業(yè)(精密制造、軍、航天等)得到應用，性價比低，一般中小企業(yè)用戶被拒之門外，。不能為用戶提供相關(guān)固件擴展更新接(3)跟不上現(xiàn)代制造業(yè)的信息化需要，沒有進行網(wǎng)絡化功能方面的應用研究，不能聯(lián)網(wǎng)到虛擬測試與集成制造系統(tǒng)。不能實現(xiàn)在線控制、遠程控制以及智能控制。一種能夠滿足需要的弧焊電源勢在必行。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的氬弧焊控制系統(tǒng)存在焊機無法進行遠程通信，因而無法進行遠程升級、遠程疾病診斷、遠程工藝參數(shù)控制的缺陷，本實用新型提供一種焊機能進行遠程通信，從而可以進行遠程升級、遠程疾病診斷、遠程工藝參數(shù)控制的用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取以下技術(shù)方案用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)，包括控制芯片、本地計算機、遠程計算機，所述的控制芯片包括控制芯片串口，本地計算機通過計算機串口與RS-232通訊接口相連接， RS-232通訊接口與控制芯片串口相連接，所述的遠程計算機通過互聯(lián)網(wǎng)與本地計算機連接，所述的本地計算機包括通信翻譯模塊，所述的通信翻譯模塊用于串口數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)包之間的翻譯。所述的控制芯片位于焊機內(nèi)，數(shù)據(jù)通過控制芯片串口、RS-232通訊接口傳送到計算機串口，通過通信翻譯模塊將串口數(shù)據(jù)翻譯成互聯(lián)網(wǎng)通訊的以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)包以實現(xiàn)與遠程計算機的通訊，同樣也會將遠程計算機發(fā)送過來的以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)包翻譯成控制芯片可以理解的串口數(shù)據(jù)。這樣，就實現(xiàn)了焊機控制系統(tǒng)與遠程計算機的互聯(lián)功能。作為優(yōu)選，所述的控制芯片包括焊接參數(shù)單元，所述的焊接參數(shù)單元用于對焊機運行的參數(shù)進行控制。用戶可以定期的更新各種工藝下的推薦參數(shù)存儲在焊接參數(shù)單元， 需要時調(diào)用相應的參數(shù)，就可以馬上適應新的工藝要求。通過焊接參數(shù)單元的遠程控制，可以將最優(yōu)秀的實踐成果讓廣大客戶分享，迅速提高用戶的焊接品質(zhì)，對于行業(yè)工藝品質(zhì)的提高也有這非凡的意義。作為優(yōu)選，所述的控制芯片包括焊機運行狀態(tài)單元，焊機運行狀態(tài)單元用于獲知焊機的運行狀態(tài)。焊機運行狀態(tài)的獲知上傳為生產(chǎn)廠家診斷焊機故障提供了真實有效的依據(jù)，為用戶提供了極大的便利，大大的增強了產(chǎn)品的競爭力。無需技術(shù)人員到現(xiàn)場，就可以在技術(shù)中心遠程操控焊機的控制系統(tǒng)，進行固件升級，故障診斷等操作，為用戶提供了最人性化的服務，也充分提現(xiàn)了數(shù)字化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。作為優(yōu)選，所述的控制芯片與CAN總線接口相連接。CAN總線接口用于與外圍設(shè)備
4的自定義通訊。焊機與其他外圍設(shè)備，例如機械手、送絲機之間的互聯(lián)，能夠滿足絕大多數(shù)設(shè)備的對接要求，與其他設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)動，形成自動化焊接系統(tǒng)，提高控制的適用性。本實用新型所述的用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)能進行遠程通信，從而可以進行遠程升級、遠程疾病診斷、遠程工藝參數(shù)控制，大大提高了氬弧焊的數(shù)字化控制程度。

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實施例
以下結(jié)合附圖1與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括控制芯片1、本地計算機2、遠程計算機3，所述的控制芯片1包括控制芯片串口 4，本地計算機2通過計算機串口 5與RS-232 通訊接口 8相連接，RS-232通訊接口 8與控制芯片串口 4相連接，所述的遠程計算機3通過互聯(lián)網(wǎng)與本地計算機2連接，所述的本地計算機2包括通信翻譯模塊10。所述的控制芯片1包括焊接參數(shù)單元6、焊機運行狀態(tài)單元7，控制芯片1與RS-232通訊接口 8、CAN總線接口 9進行連接?？刂菩酒?位于焊機內(nèi)，數(shù)據(jù)通過控制芯片串口 4、RS_232通訊接口 8傳送到計算機串口 5，通過通信翻譯模塊10將串口數(shù)據(jù)翻譯成互聯(lián)網(wǎng)通訊的以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)包以實現(xiàn)與遠程計算機的通訊，同樣也會將遠程計算機發(fā)送過來的以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)包翻譯成控制芯片1可以理解的串口數(shù)據(jù)，傳送到控制芯片1的相應單元，進行相應的功能控制。焊接參數(shù)單元6用于對焊機運行的參數(shù)進行更新和存儲，并提供參數(shù)數(shù)據(jù)給控制芯片1用于焊接過程各階段的精確控制?？蛇h程進行工藝參數(shù)的改進，焊機運行狀態(tài)單元7用于采集焊機的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并提供狀態(tài)數(shù)據(jù)給控制芯片1用于焊機工作狀態(tài)的遷移控制和報警控制， 可用于遠程升級、疾病診斷。RS-232通訊接口 8用于與外圍設(shè)備的自定義通訊或與上位機連接進行數(shù)據(jù)交換。CAN總線接口 9用于與外圍設(shè)備的自定義通訊。外圍設(shè)備包括機械手、 送絲機等?；ヂ?lián)的數(shù)據(jù)協(xié)議方面，可以自定義各個動作的命令代碼及數(shù)據(jù)長度，可以方便地與其他設(shè)備相互“交流”，例如左移這個動作可以設(shè)定命令碼為0x00到OxFF之間的任意數(shù)字，附加的移動距離數(shù)據(jù)可以設(shè)定8位或16位數(shù)據(jù)。通過這種獨特靈活的設(shè)定方式，最大程度的保證了設(shè)備間互聯(lián)成功。
權(quán)利要求1.用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)，包括控制芯片(1)、本地計算機(2)、遠程計算機 (3)，所述的控制芯片(1)包括控制芯片串口(4)，RS-232通訊接口(8)與控制芯片串口(4) 相連接，本地計算機(2 )通過計算機串口( 5 )與RS-232通訊接口( 8 )相連接，所述的遠程計算機(3)通過互聯(lián)網(wǎng)與本地計算機(2)連接，其特征在于所述的本地計算機(2)包括通信翻譯模塊(10)，所述的通信翻譯模塊(10)用于串口數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)包之間的翻譯。
2.如權(quán)利要求1所述的用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制芯片 (1)包括焊接參數(shù)單元(6 )，所述的焊接參數(shù)單元(6 )用于對焊機運行的參數(shù)進行更新和存儲，并提供參數(shù)數(shù)據(jù)給控制芯片(1)，用于焊接過程各階段的精確控制。
3.如權(quán)利要求1所述的用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制芯片 (1)包括焊機運行狀態(tài)單元(7 )，焊機運行狀態(tài)單元(7 )用于采集焊機的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并提供狀態(tài)數(shù)據(jù)給控制芯片(1)，用于焊機工作狀態(tài)的遷移控制和報警控制。
4.如權(quán)利要求1所述的用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制芯片 (1)與CAN總線接口(9)相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，尤其涉及并公開了一種用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)，包括控制芯片、本地計算機、遠程計算機，所述的控制芯片包括控制芯片串口，本地計算機通過計算機串口與控制芯片串口相連接，所述的遠程計算機通過互聯(lián)網(wǎng)與本地計算機連接，所述的本地計算機包括通信翻譯模塊，所述的通信翻譯模塊用于串口數(shù)據(jù)與以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)包之間的翻譯。本實用新型所述的用于氬弧焊的數(shù)字化控制系統(tǒng)能進行遠程通信，從而可以進行遠程升級、遠程疾病診斷、遠程工藝參數(shù)控制，大大提高了氬弧焊的數(shù)字化控制程度。
文檔編號G05B19/18GK202075592SQ20112014101
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者應杰, 張宇, 張引, 王新軍 申請人:杭州恒湖科技有限公司