阅读说明：本技术 一种送丝装置侧对焊接电源侧的控制方法和系统 (method and system for controlling welding power supply side by wire feeding device side ) 是由 不公告发明人 于 2019-09-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种送丝装置侧对焊接电源侧的控制方法和系统,送丝装置与焊接电源之间通过在电源线上耦合高频载波的方式进行信号的传输,送丝装置侧将焊接参数、控制信号调制成高频载波信号耦合到电源线上,焊接电源侧接收电源线上的高频载波信号并解调、存储、进行相应的输出控制；送丝装置侧发送含有由焊枪开关状态生成的高频载波信号,并结合焊接电流采样信号状态来控制触发信号的状态,实现对焊接电源输出的控制；本发明在焊接电源输出能量期间,不再实时传输信号对焊接电源进行控制,在远距离焊接使用过程中,保证焊接过程的稳定；同时,本发明的控制方法实现简单有效,可降低控制系统的复杂性。(the invention discloses a method and a system for controlling a welding power supply side by a wire feeding device side, wherein the wire feeding device and the welding power supply transmit signals in a mode of coupling a high-frequency carrier on a power line, the wire feeding device side modulates welding parameters and control signals into a high-frequency carrier signal to be coupled on the power line, and the welding power supply side receives the high-frequency carrier signal on the power line, demodulates, stores and performs corresponding output control; the wire feeding device side sends a high-frequency carrier signal generated by the on-off state of the welding gun, and controls the state of a trigger signal by combining the state of a welding current sampling signal to realize the control of the output of a welding power supply; during the energy output period of the welding power supply, signals are not transmitted in real time to control the welding power supply, and the stability of the welding process is ensured in the long-distance welding use process; meanwhile, the control method is simple and effective to realize, and the complexity of a control system can be reduced.)

一种送丝装置侧对焊接电源侧的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种送丝装置侧对焊接电源侧的控制方法和系统。

背景技术

焊接设备一般由焊接电源与送丝装置组成，焊接电源与送丝装置之间通过控制电缆进行连接，实现信号的传输；为了对应远距离使用时控制电缆易出现损坏等问题，可采用载波方式实现送丝装置与焊接电源之间的信号传输。目前一般采用焊接参数值的传输作为焊接电源输出的启动及控制信号，在焊接过程中，焊接参数信号实时传输，而实际使用环境中存在各种复杂的干扰信号，高频载波信号传输过程中往往会受到干扰，导致焊接电源接收到错误的信号，进而影响焊接电源的输出，对焊接质量产生不良影响，如何排除实际环境中的干扰信号对焊接过程中焊接参数的影响，实现焊接过程中焊接参数的稳定，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种送丝装置侧实现对焊接电源侧控制的系统及方法，送丝装置与焊接电源之间通过在电源线上耦合高频载波的方式进行信号的传输，送丝装置侧将焊接参数、控制信号调制成高频载波信号耦合到电源线上，焊接电源侧接收电源线上的高频载波信号并解调、存储、进行相应的输出控制；送丝装置侧发送含有由焊枪开关状态生成的触发信号的高频载波信号，并结合焊接电流采样信号状态来控制触发信号的状态，进而实现对焊接电源输出的控制；本发明在焊接电源输出能量期间，不再实时传输信号对焊接电源进行控制，在远距离焊接使用过程中，即使焊接设备使用环境中干扰信号严重，也能保证焊接过程的稳定；同时，本发明的控制方法实现简单有效，可降低控制系统的复杂性。

本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种送丝装置侧对焊接电源侧的控制方法，包括以下步骤：

S1、焊接电源侧存储焊接参数；

S2、送丝装置侧发送焊枪触发开启信号给焊接电源侧，焊接电源侧接收并存储触发开启信号，控制主回路输出能量；

送丝装置侧检测第一焊接电流信号，根据检测结果，控制焊枪触发开启信号保持传输或停止传输；

焊接电源侧检测第二焊接电流信号，根据检测结果，控制主回路是保持输出能量或停止输出能量；

S3、送丝装置侧发送焊枪触发关闭信号给焊接电源侧，焊接电源侧接收并存储触发关闭信号，并根据设定的控制时序控制主回路工作；

送丝装置侧检测第一焊接电流信号，根据检测结果，控制焊枪触发关闭信号保持传输或停止传输。

本发明进一步设置为：步骤S1中，送丝装置侧将焊接参数信息调制为第一高频载波信号，并耦合到电源线上；焊接电源侧接收电源线上的第一高频载波信号，解调后得到相应的焊接参数信息，并进行存储。

本发明进一步设置为：步骤S2中，送丝装置侧将焊枪开启信号，调制为第二高频载波信号并耦合到电源线上；焊接电源侧接收电源线上的第二高频载波信号，解调后得到触发开启信号并进行存储。

本发明进一步设置为：步骤S2中，送丝装置侧如检测到第一焊接电流信号状态与预设条件不符，则保持焊枪触发开启信号的传输；如检测到第一焊接电流信号状态与预设条件相符，则停止焊枪触发开启信号的传输。

本发明进一步设置为：步骤S2中，焊接电源输出能量期间，如未检测第二焊接电流信号，则控制主回路停止输出能量；如检测到有第二焊接电流信号，则控制主回路保持输出能量。

本发明进一步设置为：步骤S3中，送丝装置侧将焊枪关闭信号，调制为第三高频载波信号并耦合到电源线上；焊接电源侧接收电源线上的第三高频载波信号，解调后得到触发关闭信号并进行存储。

本发明进一步设置为：步骤S3中，送丝装置侧如检测到第一焊接电流信号状态与预设条件相符，则停止焊枪触发关闭信号的传输；如检测到第一焊接电流信号状态与预设条件不符，则保持焊枪触发关闭信号的传输。

本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种送丝装置侧对焊接电源侧的控制系统，送丝装置侧包括：第一控制单元、功率输出单元、开关触发单元、第一调制解调单元、第一电流采样单元、人机界面单元、第一信号耦合单元、电源单元；第一控制单元的输出端连接到功率输出单元的输入端，用于控制功率输出单元的工作；开关触发单元的输出端连接到第一控制单元的输入端，用于开关触发状态信号的输入，第一控制单元根据输入信号生成与触发状态对应的数字信号；第一控制单元的输出端连接到第一调制解调单元的输入端，用于将第一控制单元生成的数字信号进行高频调制；第一电流采样单元的输出端连接到第一控制单元的输入端，用于焊接电流状态的采集与转换；人机界面单元与第一控制单元连接，用于输入焊接参数；第一信号耦合单元的输入端与第一调制解调单元的输出端连接，第一信号耦合单元的输出端与电源线连接，用于将调制后的高频信号耦合到电源线上；电源单元分别连接电源线和焊接电缆，用于接收焊接电源侧提供的电源并进行相应转换，满足送丝装置各控制部分的电源需求。

本发明进一步设置为：焊接电源侧包括：第二控制单元、第二调制解调单元、第二电流采样单元、第二信号耦合单元、主回路单元，第二控制电源单元；第二信号耦合单元的输入端与电源线连接，用于接收电源线上的高频载波信号；第二调制解调单元的输入端与第二信号耦合单元的输出端连接，用于解调出高频载波信号中的数字信号；第二控制单元的输入端与第二调制解调单元的输出端连接，用于接收数字信号并保存相应的信号状态；第二焊接电流采样单元的输出端与第二控制单元的输入端连接，用于采集第二焊接电流状态，并根据第二焊接电流状态控制触发信号的状态；控制单元的输出端与主回路单元连接，控制主回路单元的工作状态；控制电源单元分别与电源线和焊接电缆连接，用于送丝装置侧电源供给。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

1.本申请通过对触发开启信号或触发关闭信号的传输，并与焊接输出电流信号状态结合，实现对焊接电源侧的输出控制；

2.进一步地，在焊接电源输出能量期间，不再实时传输信号对焊接电源进行控制，保证了焊接参数的稳定，实现对焊接的准确控制，在远距离焊接使用过程中，即使焊接设备使用环境中干扰信号严重，也能保证焊接过程的稳定。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的控制流程示意图；

图2是本发明的一个具体实施例的触发开启控制流程示意图；

图3是本发明的一个具体实施例的触发关闭控制流程示意图；

图4是本发明的一个具体实施例的焊接参数输入流程示意图；

图5是本发明的一个具体实施例的调整焊接参数输入流程示意图；

图6是本发明的一个具体实施例的控制电路结构示意图；

图7是本发明的一个具体实施例的送丝装置侧电路结构示意图；

图8是本发明的一个具体实施例的焊接电源侧电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式一

一种送丝装置侧对焊接电源侧的控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、焊接电源侧存储焊接参数；

S2、送丝装置侧发送焊枪触发开启信号给焊接电源侧，焊接电源侧接收并存储触发开启信号，控制主回路输出能量；

送丝装置侧检测第一焊接电流信号，根据检测结果，控制焊枪触发开启信号保持传输或停止传输；

焊接电源侧检测第二焊接电流信号，根据检测结果，控制主回路是保持输出能量或停止输出能量；

S3、送丝装置侧发送焊枪触发关闭信号给焊接电源侧，焊接电源侧接收并存储触发关闭信号，并根据设定的控制时序控制主回路工作；

送丝装置侧检测第一焊接电流信号，根据检测结果，控制焊枪触发关闭信号保持传输或停止传输。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S1中，送丝装置侧将焊接参数信息调制为第一高频载波信号，并耦合到电源线上；焊接电源侧接收电源线上的第一高频载波信号，解调后得到相应的焊接参数信息，并进行存储。

步骤S2中，送丝装置侧将焊枪开启信号，调制为第二高频载波信号并耦合到电源线上；焊接电源侧接收电源线上的第二高频载波信号，解调后得到触发开启信号并进行存储，根据触发开启信号，控制主回路输出能量。

在主回路输出能量时，送丝装置侧检测第一焊接电流信号，并将第一焊接电流信号状态与预设条件进行比较，其中，第一焊接电流信号状态包括第一焊接电流信号的有无、第一焊接电流的实际数值大小；如检测到第一焊接电流信号状态与预设条件不符，则保持焊枪触发开启信号的传输；如检测到第一焊接电流信号状态与预设条件相符，则停止焊枪触发开启信号的传输。这就是说，在主回路输出能量时，如果送丝装置侧没有达到预设条件，则触发开启信号持续输出，在送丝装置侧达到预设条件时，就停止触发开启信号的输出，主回路持续输出能量。

如果送丝装置侧的控制电流有多个，在检测第一焊接电流信号有无的情况下，需要检测第一焊接电流的数值大小，判定其数值是否与预设条件相符。

同时，焊接电源输出能量期间检测第二焊接电流信号，如未检测第二焊接电流信号，说明焊接电源侧因某种原因未有能量输出，则控制主回路停止输出能量；如检测到有第二焊接电流信号，说明焊接电源侧正常，则控制主回路保持输出能量。

步骤S3中，送丝装置侧将焊枪关闭信号，调制为第三高频载波信号并耦合到电源线上；焊接电源侧接收电源线上的第三高频载波信号，解调后得到触发关闭信号并进行存储，控制主回路停止输出能量。

送丝装置侧继续检测第一焊接电流信号，如检测到第一焊接电流信号状态与预设条件相符，则停止焊枪触发关闭信号的传输；如检测到第一焊接电流信号状态与预设条件不符，则保持焊枪触发关闭信号的传输。

焊接电源侧停止输出，则无第二焊接电流信号，不用进行检测。

具体实施方式二

本发明的一种送丝装置侧控制焊接电源侧的控制方法，送丝装置侧发送触发开启信号，如图2所示，包括以下步骤：

S1、送丝装置侧根据触发开启信号生成第一数字信号；

S2、对第一数字信号进行调制，生成第一数字信号高频调制信号，并耦合到电源线上；

S3、采集并判断第一焊接电流的状态，若不满足预先设定条件，进入下一步，若满足预先设定条件，转S5；

S4、保持第一数字信号的传输；

S5、结束触发开启信号的传输。

焊接电源侧接收触发开启信号，包括以下步骤：

A1、焊接电源侧接收高频调制信号，解调得到第一数字信号；

A2、焊接电源侧接收并保存触发开启控制信号；

A3、控制主回路输出能量；

A4、检测是否有第二焊接电流信号，若有，进入下一步，若无，转A7；

A5、保持触发开启控制状态；

A6、主回路保持输出能量状态，转A4；

A7、解除开启控制状态；

A8、主回路停止输出能量；

A9、结束。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，送丝装置侧发送触发关闭信号，包括以下步骤：

B1、送丝装置侧根据触发关闭触发信号生成第二数字信号；

B2、对第二数字信号进行调制，生成第二数字信号高频调制信号，并耦合到电源线上；

B3、判断第一焊接电流的状态，若不满足预先设定条件，进入下一步，若满足预先设定条件，转B5；

B4、保持第二数字信号的调制及传输；

B5、结束。

其中，第一焊接电流的状态，包括第一焊接电流信号的有无、第一焊接电流信号的实际值。

焊接电源侧接收触发关闭信号，包括以下步骤：

D1、焊接电源侧接收高频调制信号，解调得到第二数字信号；

D2、焊接电源侧接收并保存触发关闭控制状态；

D3、主回路停止输出能量；

D4、结束。

控制主回路停止能量输出，第二焊接电流信号为无，不进行检测。

在本发明的一个具体实施例中，送丝装置侧输入焊接参数，如图4所示，包括以下步骤：

Q1、输入焊接参数；

Q2、生成焊接参数信号；

Q3、对焊接参数信号进行调制，生成高频调制信号；

Q4、将高频调制信号耦合到电源线上。

在图4中，还包括焊接电源侧接收焊接参数流程，包括以下步骤：

G1、接收高频调制信号；

G2、对高频调制信号进行解调，得到焊接参数；

G3、接收并保存焊接参数。

在本发明的一个具体实施例中，在焊接过程中，有可能需要对焊接参数进行调整，此时，需要确认在电源线上没有触发信号传输，如图5所示，包括以下步骤：

W1、输入新的焊接参数；

W2、生成焊接参数信号；

W3、检测是否有由触发开启信号或触发关闭信号生成的数字信号的载波传输，若无，进入下一步，若有，继续检测；

W4、对焊接参数信号进行调制，生成高频调制信号；

W5、将高频调制信号耦合到电源线上。

焊接电源侧接收调整的焊接参数的流程与接收输入的焊接参数的流程相同。

具体实施方式三

本发明的一种送丝装置侧实现对焊接电源侧控制的系统，系统框图如图6所示，包括送丝装置侧电路、焊接电源侧电路，送丝装置侧电路将焊接参数、控制信号调制成高频信号发送给焊接电源侧，焊接电源侧电路接收高频调制信号并进行解调，得到焊接参数、控制信号，并根据控制信号动作。

送丝装置侧电路包括第一控制单元、功率输出单元、开关触发单元、第一调制解调单元、第一电流采样单元、人机界面单元、第一信号耦合单元、电源单元；其中， 第一控制单元分别与功率输出单元、开关触发单元、第一调制解调单元、第一电流采样单元、人机界面单元连接，第一调制解调单元与第一信号耦合单元连接，第一信号耦合单元与电源单元连接。

具体地，第一控制单元的输出端连接到功率输出单元的输入端，用于控制功率输出单元的工作；开关触发单元的输出端连接到第一控制单元的输入端，用于开关触发状态信号的输入，第一控制单元根据输入信号生成与触发状态对应的数字信号；第一控制单元的输出端连接到第一调制解调单元的输入端，用于将第一控制单元生成的数字信号进行高频调制；第一电流采样单元的输出端连接到第一控制单元的输入端，用于焊接电流状态的采集与转换；人机界面单元与第一控制单元连接，用于输入焊接参数；第一信号耦合单元的输入端与第一调制解调单元的输出端连接，第一信号耦合单元的输出端与电源线连接，用于将调制后的高频信号耦合到电源线上；电源单元分别连接电源线和焊接电缆，用于接收焊接电源侧提供的电源并进行相应转换，满足送丝装置各控制部分的电源需求。

焊接电源侧包括：第二控制单元、第二调制解调单元、第二电流采样单元、第二信号耦合单元、主回路单元，第二控制电源单元；第二信号耦合单元的输入端与电源线连接，用于接收电源线上的高频载波信号；第二调制解调单元的输入端与第二信号耦合单元的输出端连接，用于解调出高频载波信号中的数字信号；第二控制单元的输入端与第二调制解调单元的输出端连接，用于接收数字信号并保存相应的信号状态；第二焊接电流采样单元的输出端与第二控制单元的输入端连接，用于采集第二焊接电流状态，并根据第二焊接电流状态控制触发信号的状态；控制单元的输出端与主回路单元连接，控制主回路单元的工作状态；控制电源单元分别与电源线和焊接电缆连接，用于送丝装置侧电源供给。

具体实施方式四

本发明的一种送丝装置侧实现对焊接电源侧控制的系统，如图7、图8所示，人机界面单元将焊接参数信息输入到第一控制单元，第一控制单元将焊接参数信息转换为相应的数字信号，第一调制解调单元包括调制解调芯片IC1、及***电路，接收来自第一控制单元的数字信号，并进行调制，输出含数字信号的高频载波信号；第一信号耦合单元包括电感L3和电容C7，用于将已调制的高频载波信号耦合到电源线上；第二信号耦合单元包括L31和电容C71，用于接收电源线上高频载波信号，第二调制解调单元包括调制解调芯片IC11、及***电路，接收来自第二信号耦合单元的载波信号，并进行解调，接收的高频载波信号中含有数字信号；第二控制单元的输入端与第二调制解调单元的输出端连接，接收来自第二调制解调单元输出的数字信号，转换为相应的焊接参数信息并进行焊接参数状态调整及存储；

焊枪开关闭合时，开关触发单元输出触发开启信号，第一控制单元一方面向驱动模块输出控制信号，驱动模块控制功率管进行工作，进而控制送丝电机进行工作，另一方面将触发开启信号转换为与其相对应的第一数字信号，并经由芯片IC1及其***电路组成的第一调制解调单元调制到高频载波信号上、第一信号耦合单元耦合到电源线上；通过电感L31和电容C71，接收电源线上传输高频载波信号，调制解调芯片IC11及***电路组成的第二调制解调单元进行载波信号的解调，输出第一数字信号，第二控制单元接收第一数字信号，转换为相应的焊枪开关触发开启信号并进行触发开启信号状态的存储及保持，同时，向主回路输出控制信号，主回路输出能量；第一电流采样单元包括放大电路与跟随电路，放大电路包括IC5C及其***电路，放大器IC5D组成跟随器，放大电路的输出连接跟随电路的输入，实现对焊接电流的采样与处理，当第一控制单元接收到的焊接电流信号状态与预设的阈值状态相符时，停止第一数字信号的调制与发送；当第一控制单元接收到的焊接电流信号状态与预设的阈值状态不相符时，保持第一数字信号的调制与发送。

焊枪开关打开时，开关触发单元输出触发关闭信号，第一控制单元一方面向驱动模块输出停止信号，驱动模块控制功率管工作停止，进而送丝电机工作停止，另一方面将触发关闭信号转换为与其相对应的第二数字信号，并经由芯片IC1及其***电路组成的第一调制解调单元调制到高频载波信号上、第一信号耦合单元耦合到电源线上；通过电感L31和电容C71，接收电源线上传输高频载波信号，调制解调芯片IC11及***电路组成的第二调制解调单元进行载波信号的解调，输出第二数字信号，第二控制单元接收第二数字信号，转换为相应的焊枪开关触发关闭信号并进行触发关闭信号状态的存储及保持，同时，向主回路输出控制信号，主回路停止输出能量；当第一控制单元接收到的焊接电流信号状态与预设的阈值状态相符时，停止第二数字信号的调制与发送；当第一控制单元接收到的焊接电流信号状态与预设的阈值状态不相符时，保持第二数字信号的调制与发送。

焊接电源侧第二电流采样单元包括放大电路与跟随电路，放大电路包括第一放大器及其***电路，第二放大器组成跟随器，放大电路的输入连接跟随电路的输出端，其输出端与第二控制单元的输入端连接，当第二控制单元接收的第二电流采样单元输出的焊接电流采样信号的状态与预设的阈值状态相符时，解除触发信号状态保持，触发信号状态复位，同时，停止主回路输出能量。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的原理、结构、形状所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。