一种基于can通信的焊接系统及焊接方法

文档序号:1853500 发布日期:2021-11-19 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于can通信的焊接系统及焊接方法 (Welding system and welding method based on CAN communication ) 是由 温宇锋 刘欣 范运洲 罗长跃 于 2021-09-01 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种基于CAN通信的焊接系统及焊接方法。其中焊接系统包括焊接电源、送丝机、焊枪以及遥控盒;焊接电源内设置主控制板、焊接输出控制电路、一号CAN收发器以及送丝机电源;其中焊接输出控制电路以及一号CAN收发器分别与主控制板相连;遥控盒包括MCU以及与MCU连接的人机交互界面、二号CAN收发器、送丝控制电路、焊枪控制电路和控制电源;焊枪配置有焊枪开关,焊枪开关与MCU相连;在焊接电源侧与送丝机侧之间设置一条包括多根芯线的一线式电缆,用于实现焊接输出控制电路与焊枪之间、一号CAN收发器与二号CAN收发器之间以及送丝机电源与控制电源之间的连接。本发明利于扩大作业半径,降低作业负荷,同时有效地保证了送丝控制精度,提高了焊接质量。(The invention discloses a welding system and a welding method based on CAN communication. The welding system comprises a welding power supply, a wire feeder, a welding gun and a remote control box; the welding power supply is internally provided with a main control board, a welding output control circuit, a first CAN transceiver and a wire feeder power supply; the welding output control circuit and the first CAN transceiver are respectively connected with the main control board; the remote control box comprises an MCU, a human-computer interaction interface, a second CAN transceiver, a wire feeding control circuit, a welding gun control circuit and a control power supply, wherein the human-computer interaction interface, the second CAN transceiver, the wire feeding control circuit, the welding gun control circuit and the control power supply are connected with the MCU; the welding gun is provided with a welding gun switch, and the welding gun switch is connected with the MCU; a one-line cable comprising a plurality of core wires is arranged between the welding power supply side and the wire feeder side and is used for realizing the connection between the welding output control circuit and the welding gun, between the first CAN transceiver and the second CAN transceiver and between the wire feeder power supply and the control power supply. The invention is beneficial to enlarging the working radius, reducing the working load, effectively ensuring the wire feeding control precision and improving the welding quality.)

一种基于CAN通信的焊接系统及焊接方法

技术领域

本发明属于焊接控制技术领域,涉及一种基于CAN通信的焊接系统及焊接方法。

背景技术

现有技术中的焊接系统,其包括焊接电源、焊枪、送丝机以及送气装置等。其中,在焊接电源上设置有操作面板,以实现对焊接系统的控制。

另外,现有技术中的焊接系统还包括遥控盒,其中,遥控盒安装于送丝机侧,焊工通过遥控盒能够方便地实现对焊接电流和焊接电压参数的调节。

由于在焊接电源侧与送丝机侧之间设置焊接电缆、送丝机控制电缆以及遥控盒控制电缆等多根电缆,线缆数量较多,延长电缆环境中使用时移动不方便,不利于扩大作业半径。

此外,现有技术中的焊接系统,其送丝控制电路设置在焊接电源侧,当延长电缆环境中使用时,送丝控制不稳定,送丝控制精度下降,进而影响焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于CAN通信的焊接系统,利于扩大作业半径,降低作业负荷,同时有效地保证了送丝控制精度,进而提高了焊接质量。

一种基于CAN通信的焊接系统,包括焊接电源、送丝机、焊枪以及遥控盒;

其中,遥控盒和焊枪均设置于送丝机侧;

焊接电源内设置主控制板、焊接输出控制电路、一号CAN收发器以及送丝机电源;其中,焊接输出控制电路以及一号CAN收发器分别与主控制板相连;

遥控盒包括MCU以及与MCU连接的人机交互界面、二号CAN收发器、送丝控制电路、焊枪控制电路和控制电源;焊枪配置有焊枪开关,焊枪开关与MCU相连;

在焊接电源侧与送丝机侧之间设置一条包括多根芯线的一线式电缆;

其中,焊接输出控制电路与焊枪之间通过一根芯线连接,一号CAN收发器与二号CAN收发器之间通过两根芯线连接,送丝机电源与控制电源之间通过两根芯线连接。

此外,本发明还提出了另一种基于CAN通信的焊接系统,该焊接系统包括焊接电源、送丝机、焊枪以及遥控盒;其中,遥控盒和焊枪均设置于送丝机侧;

焊接电源内设置主控制板、焊接输出控制电路、一号CAN收发器以及送丝机电源,焊接输出控制电路、一号CAN收发器分别与主控制板相连;

遥控盒包括MCU以及与MCU连接的人机交互界面、二号CAN收发器、送丝控制电路、焊枪控制电路和控制电源;焊枪配置有焊枪开关,焊枪开关与MCU相连;

在焊接电源侧与送丝机侧之间设有一条包括多根芯线的一线式电缆;其中,焊接输出控制电路与焊枪之间通过一根芯线连接,送丝机电源与控制电源之间通过两根芯线连接;

一号CAN收发器和二号CAN收发器均配置有无线传输模块,且通过无线网络进行通信。

另外,本发明还提出了一种基于CAN通信的焊接方法,该基于CAN通信的焊接方法采用上面述及的CAN通信的焊接系统,其具体技术方案如下:

一种基于CAN通信的焊接方法,包括如下焊接步骤:

S1.首先通过遥控盒的人机交互界面设定所有焊接参数,并通过一号CAN收发器与二号CAN收发器之间的CAN通信发送到主控制板,主控制板根据收到的信息匹配焊接参数;

S2.焊接开始时,打开焊枪开关,MCU接收到焊枪开关打开的信号,然后通过一号CAN收发器与二号CAN收发器之间的CAN通信,向主控制板发送指令启动焊接;

主控制板向焊接输出控制电路发送指令,由焊接输出控制电路控制焊枪的焊接电流大小;

与此同时,主控制板通过一号CAN收发器与二号CAN收发器之间的CAN通信,向MCU发送指令,MCU接收到指令后控制送丝控制电路同时启动,送丝机开始同步送丝;

S3.焊接结束后,关闭焊枪开关,MCU接收到焊枪开关关闭的信号,然后通过一号CAN收发器与二号CAN收发器之间的CAN通信,向主控制板发送指令结束焊接;

主控制板向焊接输出控制电路发送指令,焊接输出控制电路停止动作;

与此同时,主控制板通过一号CAN收发器与二号CAN收发器之间的CAN通信,向MCU发送指令,MCU接收到指令后控制送丝控制电路停止动作,送丝机停止送丝。

本发明具有如下优点:

1.在焊接电源侧与送丝机侧之间只需设置一条一线式电缆,即可实现焊接电源侧与送丝机侧之间的焊接控制与通信功能,电缆数量明显减少,有利于降低作业负荷,扩大作业半径。

2.在焊接电源侧与送丝机侧之间采用CAN通信,抗干扰性能提高,可扩展性强。

3.送丝控制电路设置于送丝机侧的遥控盒内,即便是在较大的作业半径内焊接作业,由于送丝控制电路与送丝机之间的控制电缆明显缩短,送丝控制精度高,焊接质量高。

4.本发明使用遥控盒能够实现焊接电源的所有设置,利于提高作业性,操作便捷。

附图说明

图1为本发明实施例1中基于CAN通信的焊接系统的结构示意图;

图2为本发明实施例1中基于CAN通信的焊接系统的电气连接图。

图3为本发明实施例2中基于CAN通信的焊接系统的电气连接图;

图4为本发明实施例中分支线缆固定夹的结构示意图;

图5为本发明实施例中分支线缆固定夹的另一侧结构示意图;

图6为本发明实施例中分支电缆固定夹组件的结构示意图。

附图标号说明:

标号 名称 标号 名称
1 焊接电源 14 二号CAN收发器
2 送丝机 15 送丝控制电路
3 焊枪 16 焊枪控制电路
4 遥控盒 17 送气电磁阀控制电路
5 气瓶 18 控制电源
6 送气管路 19 焊枪开关
7 气体流量传感器 20 一线式电缆
8 主控制板 21 一号分支电缆固定夹
9 焊接输出控制电路 22 二号分支电缆固定夹
10 一号CAN收发器 23 IC卡读写单元
11 送丝机电源 24 安装槽
12 MCU 25 分支电缆固定夹组件
13 人机交互界面 26 弧形压条

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明:

实施例1

本实施例1述及了一种基于CAN通信的焊接系统。

如图1所示,基于CAN通信的焊接系统,包括焊接电源1、送丝机2、焊枪3、遥控盒4以及送气装置。其中,遥控盒4和焊枪3均设置于送丝机侧。

送气装置包括保护气体气瓶5、送气管路6、送气电磁控制阀以及气体流量传感器7。其中,送气电磁控制阀以及气体流量传感器7均设置于保护气体气瓶5的出口处。

送气电磁控制阀用于实现气瓶5的打开和关闭,其由下述送气电磁控制阀控制电路控制。

气体流量传感器7则用于实现气体流量的实时检测。

如图2所示,焊接电源1内设置主控制板8、焊接输出控制电路9、一号CAN收发器10以及送丝机电源11,其中,送丝机电源11用于向送丝机侧提供电源。

焊接输出控制电路9以及一号CAN收发器10分别与主控制板8相连,焊接输出控制电路9用于控制向焊枪输出的焊接电流的大小,该电路为已知电路结构,此处不再赘述。

如图2所示,遥控盒4包括MCU 12、人机交互界面13、二号CAN收发器14、送丝控制电路15、焊枪控制电路16、送气电磁阀控制电路17以及控制电源18。

送气电磁阀控制电路17与送丝电磁控制阀相连,用于实现送丝电磁控制阀的开关控制。

人机交互界面13、二号CAN收发器14、送丝控制电路15、焊枪控制电路16、送气电磁阀控制电路17以及气体流量传感器7分别与MCU 12相连,并且由MCU 12控制。

焊枪3配置有焊枪开关19,焊枪开关19与MCU 12相连,且用于向MCU发送开关信号。

此外,在焊接电源侧与送丝机侧之间设置一条包括多根芯线的一线式电缆20。此处,焊接电源侧是指焊接电源1所在侧,送丝机侧是指送丝机2所在侧。

当焊接作业半径较大时,焊接电源侧与送丝机侧之间往往距离较远。

本发明通过一线式电缆20即可实现焊接电源侧与送丝机侧之间的焊接以及通信功能。

如图2所示,一线式电缆20内部用到的芯线数量有五根。

其中,一根芯线用于连接焊接输出控制电路9以及焊枪3,通过该根芯线,焊接输出控制电路9能够控制焊枪3的焊接电流的大小,从而实现焊接控制。

有两根芯线设置于一号CAN收发器10与二号CAN收发器14之间,主控制板8与MCU12之间的指令通信通过一号CAN收发器10与二号CAN收发器14之间的CAN通信完成。

焊接电源侧与送丝机侧之间通过CAN通信传输信息,抗干扰性能明显提高。

另外,还有两根芯线用于连接送丝机电源11与控制电源18,其中,送丝机电源11用于向送丝机侧提供电源,并且通过控制电源18为遥控盒内各个组成部分供电。

由于本实施例中送丝控制电路15设置于送丝机侧,因此,即便当焊接作业半径增大时,也能够保证送丝的稳定性,从而提高送丝控制精度,保证了焊接质量。

如图1所示,在焊接电源侧,从焊接输出控制电路9引出一条短的电缆L1,从一号CAN收发器10以及送丝机电源11分别引出两条短的芯线,这四根芯线位于一根短的电缆L2上。

本实施例借助于一号分支电缆固定夹21实现电缆L1、电缆L2与一线式电缆20的固定。

如图4和图5所示,一号分支电缆固定夹21的一端具有两个固定孔A1、A2,另一相对端具有一个固定孔A3。其中,各个固定孔的作用分别如下:

电缆L1的一端从固定孔A1伸入一号分支电缆固定夹21,电缆L2的一端从固定孔A2伸入一号分支电缆固定夹21内,一线式电缆20的一端从固定孔A3伸入一号分支电缆固定夹21。

在一号分支电缆固定夹21内,电缆L1与一线式电缆20的一条芯线连接,电缆L2中的四根芯线分别与一线式电缆20中的四根芯线一一对应连接。

如图1所示,在送丝机侧,从焊枪3上引出一条短的电缆L3,从二号CAN收发器14以及控制电源18上引出分别引出两条短的芯线,这四根芯线位于一根短的电缆L4上。

本实施例借助于二号分支电缆固定夹22实现电缆L3、电缆L4与一线式电缆20的固定。需要说明的是,二号分支电缆固定夹22与一号分支电缆固定夹21的结构完全相同。

电缆L3的一端从固定孔A1伸入二号分支电缆固定夹22,电缆L4的一端从固定孔A2伸入二号分支电缆固定夹内,一线式电缆20的另一端从固定孔A3伸入二号分支电缆固定夹。

在二号分支电缆固定夹22内,电缆L3与一线式电缆20的一条(与电缆L1连接的)芯线连接,电缆L4中的四根芯线与一线式电缆20中的四根芯线一一对应连接。

通过两个分支电缆固定夹很好地实现了一线式电缆20与各根短电缆的连接固定。由于本实施例采用一线式电缆20替代了多根电缆,大大降低了作业负荷,利于扩大作业半径。

如图6所示,一号分支电缆固定夹21由两个对称的分支电缆固定夹组件25组成。其中,在分支电缆固定夹组件25的一端设置两个半圆形凹槽B1、B2。

另外,在分支电缆固定夹组件25的另一相对端设置一个半圆形凹槽B3。

其中,在上述每个半圆形凹槽内均设有沿凹槽径向设置的弧形压条,例如弧形压条26。

当两个分支电缆固定夹组件25拼合后,两个分支电缆固定夹组件25的半圆形凹槽B1拼合形成固定孔A1,两个分支电缆固定夹组件25的半圆形凹槽B2拼合形成固定孔A2。

同理,两个分支电缆固定夹组件25的半圆形凹槽B3拼合形成固定孔A3。

此外,由于每个半圆形凹槽内弧形压条26的存在,因而实现了相应的电缆的固定。

此外,本实施例1中遥控盒4还包括IC卡读写单元23,其中,IC卡读写单元23与MCU12相连。通过IC卡读写单元23可以识别焊工,起到打卡考勤等功能。

在送丝机2上设置与遥控盒结构相适应的安装槽24,遥控盒4位于安装槽24内。

由于本实施例在焊接电源侧与送丝机侧设置一线式电缆20,相比于现有的多电缆情形,焊工的搬运负荷大大降低;另外,CAN通信具有良好的抗干扰性能,利于扩大作业半径。

实施例2

本实施例2也述及了一种基于CAN通信的焊接系统。本实施例2中的焊接系统,除以下技术特征与上述实施例1不同之外,其余技术特征均可参照上述实施例1。

如图3所示,本实施例2中一号CAN收发器10与二号CAN收发器14之间采用无线通信方式,即:一号CAN收发器10与二号CAN收发器14均配置有无线传输模块。

该无线传输模块包括WiFi模块、4G或5G模块等,通过无线传输模块实现无线通信。

由于一号CAN收发器10与二号CAN收发器14之间不再采用芯线进行连接,因此,一线式电缆20中有效的(实际能够用到的)芯线有三根,结构得到简化。

本实施例2中基于CAN通信的焊接系统,能够起到与上述实施例1相同的技术效果。

实施例3

本实施例3述及了一种基于CAN通信的焊接方法,该焊接方法基于上述实施例1或2中述及的基于CAN通信的焊接系统完成,该焊接方法包括如下焊接步骤:

S1.通过遥控盒4的人机交互界面13可设定所有焊接参数(包括焊接电流和焊接电压等参数),并通过CAN通信发送到主控制板8,主控制板8根据收到的信息匹配焊接参数。

S2.焊接开始时,打开焊枪开关19,焊枪开关19向MCU发送焊枪开关打开的信号,MCU12接收到信号后然后通过CAN通信,向主控制板8发送指令启动焊接。

主控制板8向焊接输出控制电路9发送指令,由焊接输出控制电路控制输出的焊接电流。

同时,主控制板8通过CAN通信,向MCU 12发送指令,MCU接收到指令后控制送丝控制电路15同时启动,送丝机开始同步送丝。

其中,焊接输出控制电路9的焊接电流输出需要与送丝速度保持同步。

在焊接过程中,遥控盒4通过CAN通信与焊接电源1时刻保持联系,交换信息,例如焊接时序的改变,参数变化,实时电流、电压,异常数据等。

此外,MCU 12还会通过送气电磁阀控制电路17控制送气电磁阀打开,实现送气。

S3.焊接结束后,关闭焊枪开关19,MCU 12接收到焊枪开关关闭的信号,然后通过二号CAN收发器与一号CAN收发器之间的CAN通信,向主控制板8发送指令结束焊接。

主控制板8向焊接输出控制电路9发送指令,焊接输出控制电路9停止动作。

与此同时,主控制板8通过一号CAN收发器与二号CAN收发器之间的CAN通信,向MCU发送指令,MCU接收到指令后控制送丝控制电路15停止动作,送丝机停止送丝。

由上述焊接方法不难看出,本实施例中通过送丝机侧的遥控盒4,能够实现焊接电源的所有设置,利于提高作业性,操作便捷,进而提高了焊接作业的工作效率。

当然,以上说明仅仅为本发明的较佳实施例,本发明并不限于列举上述实施例,应当说明的是,任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下,所做出的所有等同替代、明显变形形式,均落在本说明书的实质范围之内,理应受到本发明的保护。

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