一种基于单片机控制的焊接磁控装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于单片机控制的焊接磁控装置，80C196MC单片机通过PWM功率接口连接电机，电机通过光电脉冲输入接口与单片机连接，单片机发送信号通过单片机内的D/A转换器转换成模拟信号，再经过各级电路传输到焊接电源，焊接电源的电压及电流检测信号经A/D转换器转换成数字信号后传输给单片机，通过单片机基本配置单元和扩展电路，采用串行通讯接口，进行焊接电源的控制和PWM功率驱动接口，实现电机的启停控制和焊接速度控制，并且对电弧电压和电流进行控制，通过传感器实现焊接状态的反馈，完成焊接程序的控制和状态显示功能，本实用新型结构简单，操作灵活方便，焊接成本低，能实现管道全位置自动焊接，提高生产效率，降低工人的劳动强度。
【专利说明】
一种基于单片机控制的焊接磁控装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及焊接装置技术领域，具体的说是一种基于单片机控制的焊接磁控
目.0
【背景技术】
[0002]随着工业科技的发展，管道管网纵横交错，不断输送着石油、天然气、水等资源，可谓工业的动脉，而管道焊接是管道铺设的关键。焊接质量的好坏直接影响到工程质量的好坏，关系到管道的使用寿命，传统的管道焊接，一般采用焊条电弧焊，通过手工焊接完成，对于大口径管子焊接时，需要的工人多，焊接速度较慢，焊接质量相对低，焊接成本高，不能根据焊接现场实际情况实时控制，操作不方便，难以灵活控制。
[0003]因此，为克服上述技术的不足而设计出一款操作灵活方便、成本低、提高生产效率、降低工人的劳动强度、能实现管道全位置自动焊接的一种基于单片机控制的焊接磁控装置，正是发明人所要解决的问题。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于单片机控制的焊接磁控装置，其结构简单，操作灵活方便，焊接成本低，能实现管道全位置自动焊接，提高生产效率，降低工人的劳动强度。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于单片机控制的焊接磁控装置，其包括控制系统、焊接电源、同步磁控装置、焊枪，所述控制系统包括80C196MC单片机，所述80C196MC单片机分别与外部程序存储器、外部数据存储器、复位电路、显示器连接，所述80C196MC单片机通过串行通讯接口连接PC机，所述80C196MC单片机通过PffM功率接口连接电机，所述电机与焊枪连接，所述电机通过光电脉冲输入接口与80C196MC单片机连接，所述80C196MC单片机发送起弧收弧信号通过单片机内的D/A转换器转换成模拟信号，所述D/A转换器通过74HC573扩展接口与放大电路连接，所述放大电路与隔离电路连接，所述隔离电路与电压跟随器连接，所述电压跟随器通过温度漂移调零电路与焊接电源连接，所述焊接电源与霍尔电流传感器、霍尔电压传感器连接，所述霍尔电流传感器、霍尔电压传感器通过同步磁控装置与隔离电路连接，所述同步磁控装置与激磁线圈连接，所述隔离电路通过温度漂移调零电路与电压跟随器连接，所述电压跟随器通过74HC245扩展接口与80C196MC单片机内的A/D转换器连接，所述焊接电源的电压及电流检测信号经所述A/D转换器转换成数字信号后传输给80C196MC单片机。
[0006]进一步，所述电机为直流伺服电机。
[0007]本实用新型的有益效果是:
[0008]1、本实用新型结构简单，操作灵活方便，焊接成本低，能实现管道全位置自动焊接，提高生产效率，降低工人的劳动强度。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型结构示意图。
[0010]图2是本实用新型控制系统I/O扩展接口电路图。
[0011]图3是本实用新型PffM输出接口电路图。
[0012]图4是本实用新型电流检测电路图。
[0013]图5是本实用新型D/A转换电路图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。
[0015]参见图1是本实用新型结构示意图，该结构一种基于单片机控制的焊接磁控装置，包括控制系统、焊接电源、同步磁控装置、焊枪，控制系统包括80C196MC单片机，80C196MC单片机分别与外部程序存储器、外部数据存储器、复位电路、显示器连接，80C196MC单片机通过串行通讯接口连接PC机，80C196MC单片机通过PWM功率接口连接电机，电机与焊枪连接，电机通过光电脉冲输入接口与80C196MC单片机连接，80C196MC单片机发送起弧收弧信号通过单片机内的D/A转换器转换成模拟信号，D/A转换器通过74HC573扩展接口与放大电路连接，放大电路与隔离电路连接，隔离电路与电压跟随器连接，电压跟随器通过温度漂移调零电路与焊接电源连接，焊接电源与霍尔电流传感器、霍尔电压传感器连接，霍尔电流传感器、霍尔电压传感器通过同步磁控装置与隔离电路连接，同步磁控装置与激磁线圈连接，隔离电路通过温度漂移调零电路与电压跟随器连接，电压跟随器通过74HC245扩展接口与80C196MC单片机内的A/D转换器连接，焊接电源的电压及电流检测信号经A/D转换器转换成数字信号后传输给80C196MC单片机。
[0016]参见图2是本实用新型控制系统I/O扩展接口电路图，参见图4是本实用新型电流检测电路图，焊接时为了实现多路控制信号，需要扩展I/O口，由74HC573接口和74HC245接口组成系统的输入和输出，以此来扩展I/O单元。本实用新型选用80C196MC单片机为控制器，以直流伺服电动机为驱动电机，通过单片机控制，实现焊枪的平稳摆动和行走。通过霍尔传感器实现焊接状态的反馈，完成焊接程序的控制和焊接状态的显示等功能。控制系统利用串口通讯，PC机将焊接参数和控制程序输送到单片机，完成动作控制和焊接模式转换。通过单片机控制显示屏，操作人员可以对焊接过程中的电弧电压、焊接电流和焊枪焊接速度做到及时掌控。
[0017]参见图3是本实用新型HVM输出接口电路图，直流电机通过HVM改变有效电压实现对转速的控制，单片机控制电机的启停和焊接速度，并且对电弧电压和电流进行控制，利用数据转换通道和I/O口，将采集到的信号输送给单片机，再由单片机输出信号来控制焊接过程。控制系统所用的单片机不仅能产生PWM信号，而且能进行信号反馈，实现闭环速度、位置控制等其他功能。选用80C196MC为自动焊接控制系统的控制芯片，结合外围接口和调整电路，提高系统的计算能力和响应速度，从而实现焊接摆幅、摆频的准确控制。
[0018]输出接口应用高速光耦以及互锁器进行脉宽调，电机的驱动采用H桥电路，进入单片机的电机开关量信号之前经过了耦合隔离、整形，减少了外界的干扰。控制系统单片机的输入信号有:由传感器采集后通过放大、处理后的信号，以及检测焊接电流的信号。输出信号有:启动、停止焊接系统电源的控制信号。在显示器上显示的信息:焊接电流、电压的控制信号。
[0019]控制系统通过片内A/D转换器和片外采样接口电路这两部分来实现A/D转换功能。在外部接口电路中，模拟输入量受外部接口电路的影响很大，A/D转换器的特性也会受其影响。通过光电隔离器来减少外部干扰对单片机的影响，同时为减少采样误差而采用温度漂移调零电路。为了放大电流，并减少采样误差，电路采用电压跟随器作为输入模拟管脚的接口，电压跟随器还具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
[0020]参见图5是本实用新型D/A转换电路图，由单片机输出的数字信号通过D/A转换成为模拟信号，模拟信号输送到D/A外部接口电路，经接口电路中各个环节，最终将控制信号输送到焊接电源，实现对焊接电源的控制。由于单片机输出的数字信号经D/A转换后信号较弱，先要进行放大，为了提高电路的负载能力，该接口电路采用电压跟随器，为了减少采样误差，采用隔离电路和温度漂移调零电路。
[0021]本实用新型结构简单，操作灵活方便，焊接成本低，能实现管道全位置自动焊接，提高生产效率，降低工人的劳动强度。
【主权项】
1.一种基于单片机控制的焊接磁控装置，其特征在于:其包括控制系统、焊接电源、同步磁控装置、焊枪，所述控制系统包括80C196MC单片机，所述80C196MC单片机分别与外部程序存储器、外部数据存储器、复位电路、显示器连接，所述80C196MC单片机通过串行通讯接口连接PC机，所述80C196MC单片机通过PffM功率接口连接电机，所述电机与焊枪连接，所述电机通过光电脉冲输入接口与80C196MC单片机连接，所述80C196MC单片机发送起孤收弧信号通过单片机内的D/A转换器转换成模拟信号，所述D/A转换器通过74HC573扩展接口与放大电路连接，所述放大电路与隔离电路连接，所述隔离电路与电压跟随器连接，所述电压跟随器通过温度漂移调零电路与焊接电源连接，所述焊接电源与霍尔电流传感器、霍尔电压传感器连接，所述霍尔电流传感器、霍尔电压传感器通过同步磁控装置与隔离电路连接，所述同步磁控装置与激磁线圈连接，所述隔离电路通过温度漂移调零电路与电压跟随器连接，所述电压跟随器通过74HC245扩展接口与80C196MC单片机内的A/D转换器连接，所述焊接电源的电压及电流检测信号经所述A/D转换器转换成数字信号后传输给80C196MC单片机。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的焊接磁控装置，其特征在于:所述电机为直流伺服电机。
【文档编号】B23K9/08GK205684872SQ201620696642
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月27日 公开号201620696642.4, CN 201620696642, CN 205684872 U, CN 205684872U, CN-U-205684872, CN201620696642, CN201620696642.4, CN205684872 U, CN205684872U
【发明人】黄文娟
【申请人】唐山职业技术学院