CN107962279B - 电焊机防粘焊条功能控制方法及电焊机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电焊机防粘焊条功能控制方法及电焊机，其中，电焊机防粘焊条功能控制方法包括以下步骤：S100，在接收到电焊机的启动信号时，控制PWM控制电路输出PWM波，使电焊机进入起弧状态；S200，获取PWM波的占空比及脉宽持续时间；S300，判断PWM波的占空比是否小于预设占空比，以及，PWM波的脉宽持续时间是否大于预设持续时间；若是，则执行步骤S400，控制电焊机进入防粘条状态；若否，则执行步骤S500，控制电焊机进入正常焊接状态。本发明技术方案具有成本低的特点。

Description

电焊机防粘焊条功能控制方法及电焊机

技术领域

本发明涉及电焊机技术领域，特别涉及一种电焊机防粘焊条功能控制方法及电焊机。

背景技术

在电焊机领域，手工电弧焊需要用焊条进行焊接。当起弧时，通常需要较大的输出电流，使焊条点燃，从而进入正常的焊接状态。当起弧不成功时，若继续输出大电流，则焊条很容易与工件粘在一起，导致无法再次进行焊接操作。起弧防粘条功能，就是当检测到焊条与工件接触一段时间，主动降低输出电流，防止焊条与工件粘在一起。

现有的防粘条功能实现方法，通常需要通过输出电压检测电路采集电焊机输出电压，当输出电压持续低于某一电压值时，通过PWM控制电路，调节PWM脉冲宽度，使电焊机输出电流降低，防止焊条与工件粘住。

这种设计，需要额外的输出电压检测电路和电压隔离电路，成本较高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电焊机防粘焊条功能控制方法，旨在降低电焊机的防粘条控制成本。

为实现上述目的，本发明提出一种电焊机防粘焊条功能控制方法，所述电焊机包括PWM控制电路，所述PWM控制电路用于输出PWM波，以控制电焊机输出电压的大小，所述电焊机防粘焊条功能控制方法包括以下步骤：

S100，在接收到电焊机的启动信号时，控制所述PWM控制电路输出PWM波，使电焊机进入起弧状态；

S200，获取所述PWM波的占空比及脉宽持续时间；

S300，判断所述PWM波的占空比是否小于预设占空比，以及，所述PWM波的脉宽持续时间是否大于预设持续时间；

若是，则执行步骤S400，控制电焊机进入防粘条状态；

若否，则执行步骤S500，控制电焊机进入正常焊接状态。

优选地，所述步骤S100具体包括：

S110，在接收到电焊机的启动信号时，控制电焊机启动；

S120，判断电焊机是否有输出电流；

若是，则执行步骤S130，控制所述PWM控制电路输出PWM波，并控制电焊机的输出电流增大至至第一预设值，使电焊机进入起弧状态；

若否，则执行步骤S140，控制电焊机维持空载状态。

优选地，所述第一预设值的取值范围在200A至250A之间。

优选地，所述控制电焊机进入防粘条状态具体包括：

S410，控制电焊机的输出电流减小至第二预设值，并控制电焊机焊条与工件分离；

S420，判断电焊机是否有输出电流；

若是，则跳转至所述步骤S410；

若否，则执行步骤S430，控制电机进入空载状态，并跳转至所述步骤S120。

优选地，所述第二预设值可选为50A。

优选地，所述预设占空比在7％至9％之间。

优选地，所述预设持续时间在100ms至300ms之间。

对应的，本发明还提出一种电焊机，包括PWM控制电路、存储器、处理器及存储在所述存储器内，并可在所述处理器中运行的电焊机的控制程序；当所述电焊机的控制程序被所述处理器中执行时实现如上所述的电焊机防粘焊条功能控制方法的步骤。

优选地，所述PWM控制电路、所述存储器及所述处理器集成于控制芯片中，所述电焊机还包括输入整流滤波电路、逆变电路、输出整流滤波电路、电流采样电路及驱动电路；其中，所述输入整流滤波电路的输出端与所述逆变电路的输入端连接，所述逆变电路的输出端与所述输出整流滤波电路的输入端连接，所述输出整流滤波电路的输出端与所述电流采样电路的输入端连接，所述电流采样电路的输出端与所述控制芯片的输入端连接，所述控制芯片的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端用于输出逆变电路中开关器件的控制信号。

本发明技术方案根据PWM控制电路输出的PWM波的占空比获取电焊机的输出电压，并据此判断是否需要开启防粘条功能，可靠性高。并且，由于本技术方案无需直接采集电焊机的输出电压，因此，在设计对应的电焊机控制电路时，无需额外的输出电压检测电路和电压隔离电路，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电焊机防粘焊条功能控制方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明电焊机防粘焊条功能控制方法另一实施例的流程示意图；

图3为本发明电焊机一实施例的电路结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

电焊机在开启后，一般按照如下流程工作：

首先，进入起弧状态；然后，进入正常焊接状态；最后，在接收到关机指令时，结束焊接状态。

其中，当电焊机处于起弧状态时，一个比较典型的特征就是，电焊机的输出电流较大，输出电压较小。当电焊机处于正常焊接状态时，一个比较典型的特征就是，电焊机的输出电流较大，输出电压也较大。

根据上述电焊机处于不同状态所具有的不同特征，可以获知电焊机的工作状态。比如，检测到电焊机的输出电流较大，输出电压较小，则可以确认电焊机处于起弧状态。

然而，在电焊机起弧过程中，由于输出电流较大，输出电压较小，近似于输出短路，容易发生粘条的现象。当电焊机粘条后，就不能顺利地从起弧状态进入正常焊接状态，影响工作。为此，本发明提出一种电焊机防粘焊条功能控制方法，以避免电焊机在起弧过程中出现粘条的现象。

请参阅图1，在一实施例中，电焊机的开机方法包括以下步骤：

S100，在接收到电焊机的启动信号时，控制PWM控制电路输出PWM波，使焊机进入起弧状态；

电焊机的启动信号可以来自于电焊机的开关控制器，电焊机的开关控制器可以是设于电焊机上的机械开关，与电焊机通讯连接的遥控器，等等。

请参阅图2，在一实施例中，上述步骤S100具体如下：

S110，在接收到电焊机的启动信号时，控制电焊机启动；

S120，判断电焊机是否有输出电流；

若是，则执行步骤S130，控制PWM控制电路输出PWM波，并控制电焊机的输出电流增大至第一预设值，使电焊机进入起弧状态；

若否，则执行步骤S140，控制电焊机维持在空载状态。

电焊机在启动后，如果有工件需要焊接，则电焊机有电流输出，如果没有工件需要焊接，则电焊机没有电流输出，处于空载状态。因此，可以通过检测电焊机是否有输出电流来判断是否有工件需要焊接，从而确认是否需要控制电焊机起弧。即，如果电焊机有输出电流，那么确认有工件需要焊接，需要控制电焊机起弧；如果电焊机没有输出电流，那么确认没有工件需要焊接，不需要控制电焊机起弧，控制电焊机维持空载状态即可。

需要说明的是，本实施例中，控制电焊机起弧，就是控制电焊机的输出电流迅速增大。关于控制电焊机的输出电流增大到什么程度，可以依据电焊机的焊条大小设置。比如，电焊机的焊条较小，则对应的电焊机的输出电流也较小；电焊机的焊条较大，则对应的电焊机的输出电流也较大。

根据电焊机焊条的尺寸分布规律，一般的，在控制电焊机进入起弧状态时，控制电焊机的输出电流增大至200A至250A之间，以满足市场上大多数焊机的需求，增强通用性。可以理解的是，根据本技术方案的发明构思，针对不同尺寸的焊条，可以对应调整电焊机的输出电流，此处对电焊机的输出电流值不做具体限制。

依据上述内容可知，在电焊机进入起弧状态后，需要防止电焊机粘条，以使电焊机顺利地从起弧状态进入到正常工作状态。在一实施例中，可通过检测电焊机的输出电压和输出电流判断电焊机是否处于起弧状态，以及电焊机是否粘条。

具体地，在检测到电焊机的输出电流较大，以及输出电流较小时，判断电焊机处于起弧状态；在检测到电焊机处于起弧状态的时间较长时，判断电焊机可能粘条。也即，在此过程中，需要用到如下三个参数：电焊机的输出电流、电焊机的输出电压以及电焊机处于起弧状态的持续时间。由于电焊机开始起弧后，输出电流就一直较大，因此，此处只需检测电焊机的输出电压和电焊机处于起弧状态的持续时间，以判断是否需要开启防粘条功能。

关于如何检测电焊机的输出电压和电焊机处于起弧状态的持续时间，在本发明一实施例中，包括以下步骤：

S200，获取所述PWM波的占空比及脉宽持续时间；

S300，判断所述PWM波的占空比是否小于预设占空比，以及，所述PWM波的脉宽持续时间是否大于预设持续时间。

在此，需要说明的是，电焊机的输出电压大小被PWM控制电路所影响。一般的，PWM控制电路输出的PWM波的占空比越大，电焊机的输出电压越大，PWM控制电路输出的PWM波的占空比越小，电焊机的输出电压越小。

也就是说，本实施例通过PWM波的占空比可以获知电焊机的输出电压大小。也即，当PWM波的占空比小于预设占空比时，电焊机的输出电压小于电焊机正常焊接的电压。

其中，电焊机正常焊接的平均电压一般在20V至30V之间。本实施例中，当PWM波的占空比小于预设占空比时，表明电焊机当前的输出电压小于20V。据此，容易理解，预设占空比的取值可根据电焊机输入电源电压的大小设置。比如，电焊机输入电源电压为1KV，则预设占空比的取值可选为2％，或者，电焊机输入电源电压为500V，则预设占空比的取值可选为4％。考虑到电网电压多半为220V，也即电焊机的输入电源电压多半为220V，因此，本实施例中，预设占空比优选为8％。考虑到电网电压波动，较佳地，预设占空比的取值可选在7％至9％之间。

此外，PWM控制电路输出的PWM波的脉宽持续时间越长，电焊机处于起弧状态的持续时间就越长。

也就是说，本实施例通过PWM波的占空比可以获知电焊机处于起弧状态的持续时间。也即，当PWM波的脉宽持续时间大于预设持续时间时，电焊机可能为出现粘条的现象。

其中，预设持续时间可选在100ms至300ms之间，较佳地，预设持续时间为200ms。可以理解的是，若预设持续时间过短，则容易出现误判；若预设持续时间过长，则容易出现粘条。

在一实施例中，确认电焊机正常起弧后，可执行步骤S500，控制电焊机进入正常焊接状态。在确认电焊机电焊机可能粘条后，可执行步骤S400，控制电焊机进入防粘条状态。

关于如何控制电焊机进入防粘条状态，则按照如下步骤执行：

S410，控制电焊机的输出电流减小至第二预设值，并控制电焊机焊条与工件分离；

S420，判断电焊机是否有输出电流；

若是，则跳转至所述步骤S410；

若否，则执行步骤S430，控制电机进入空载状态，并跳转至所述步骤S120。

在确认电焊机可能粘条后，需要减小电焊机的输出电流，以防止粘条。具体地，可先将电焊机的输出电流减小至第二预设值，然后逐步将电焊机的输出电流减小到零。在将电焊机的输出电流减小到零后，控制电焊机进入空载状态，并跳转至上述步骤S120。

对应的，本发明还提出一种电焊机，包括PWM控制电路(图未示出)、存储器(图未示出)、处理器(图未示出)及存储在存储器内，并可在处理器中运行的电焊机的控制程序；当电焊机的控制程序被处理器中执行时实现如上的电焊机防粘焊条功能控制方法的步骤。

较佳地，请参阅图3，PWM控制电路、存储器及处理器集成于控制芯片中50，电焊机还包括输入整流滤波电路10、逆变电路20、输出整流滤波电路30、电流采样电路40及驱动电路60；其中，输入整流滤波电路10的输出端与逆变电路20的输入端连接，逆变电路20的输出端与输出整流滤波电路30的输入端连接，输出整流滤波电路30的输出端与电流采样电路的40输入端连接，电流采样电路40的输出端与控制芯片50的输入端连接，控制芯片50的输出端与驱动电路60的输入端连接，驱动电路60的输出端用于输出逆变电路20中开关器件(图未示出)的控制信号。

本发明技术方案根据PWM控制电路输出的PWM波的占空比获取电焊机的输出电压，并据此判断是否需要开启防粘条功能，可靠性高。并且，由于本技术方案无需直接采集电焊机的输出电压，因此，在设计对应的电焊机控制电路时，无需额外的输出电压检测电路和电压隔离电路，成本较低。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种电焊机防粘焊条功能控制方法，其特征在于，所述电焊机包括PWM控制电路，所述PWM控制电路用于输出PWM波，以控制电焊机输出电压的大小，所述电焊机防粘焊条功能控制方法包括以下步骤：

S100，在接收到电焊机的启动信号时，控制所述PWM控制电路输出PWM波，使电焊机进入起弧状态；

S200，获取所述PWM波的占空比及脉宽持续时间；

S300，判断所述PWM波的占空比是否小于预设占空比，以及，所述PWM波的脉宽持续时间是否大于预设持续时间；

若是，则执行步骤S400，控制电焊机进入防粘条状态；

若否，则执行步骤S500，控制电焊机进入正常焊接状态。

2.如权利要求1所述的电焊机防粘焊条功能控制方法，其特征在于，所述步骤S100具体包括：

S110，在接收到电焊机的启动信号时，控制电焊机启动；

S120，判断电焊机是否有输出电流；

若是，则执行步骤S130，控制所述PWM控制电路输出PWM波，并控制电焊机的输出电流增大至第一预设值，使电焊机进入起弧状态；

若否，则执行步骤S140，控制电焊机维持空载状态。

3.如权利要求2所述的电焊机防粘焊条功能控制方法，其特征在于，所述第一预设值的取值范围在200A至250A之间。

4.如权利要求2所述的电焊机防粘焊条功能控制方法，其特征在于，所述控制电焊机进入防粘条状态具体包括：

S410，控制电焊机的输出电流减小至第二预设值，并控制电焊机焊条与工件分离；

S420，判断电焊机是否有输出电流；

若是，则跳转至所述步骤S410；

若否，则执行步骤S430，控制电机进入空载状态，并跳转至所述步骤S120。

5.如权利要求4所述的电焊机防粘焊条功能控制方法，其特征在于，所述第二预设值可选为50A。

6.如权利要求1-5任意一项所述的电焊机防粘焊条功能控制方法，其特征在于，所述预设占空比在7％至9％之间。

7.如权利要求1-5任意一项所述的电焊机防粘焊条功能控制方法，其特征在于，所述预设持续时间在100ms至300ms之间。

8.一种电焊机，其特征在于，包括PWM控制电路、存储器、处理器及存储在所述存储器内，并可在所述处理器中运行的电焊机防粘焊条功能的控制程序；

当所述电焊机防粘焊条功能的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的电焊机防粘焊条功能控制方法的步骤。

9.如权利要求8所述的电焊机，其特征在于，所述PWM控制电路、所述存储器及所述处理器集成于控制芯片中，所述电焊机还包括输入整流滤波电路、逆变电路、输出整流滤波电路、电流采样电路及驱动电路；其中，

所述输入整流滤波电路的输出端与所述逆变电路的输入端连接，所述逆变电路的输出端与所述输出整流滤波电路的输入端连接，所述输出整流滤波电路的输出端与所述电流采样电路的输入端连接，所述电流采样电路的输出端与所述控制芯片的输入端连接，所述控制芯片的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端用于输出逆变电路中开关器件的控制信号。