一种推丝电机控制方法、控制器、控制电路及送丝系统与流程

本发明涉及焊接领域，特别是涉及一种推丝电机控制方法、控制器、控制电路及送丝系统。

背景技术：

随着焊接技术的发展，熔化电极气体保护焊被用于越来越多的地方。在熔化电极气体保护焊中，通过采用可熔化的焊丝作为电极，以连续送进的焊丝与被焊工件之间燃烧的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属。其中，当焊丝较软或者需要长距离送丝时，常采用推拉丝协同控制的送丝系统。当焊丝首次送入送丝系统时，若无法精准控制推丝电机，则会影响焊丝的送丝速度，并会使得焊丝发生不可逆的形变，造成焊丝堵丝，甚至造成送丝管的磨损，进而无法保证焊接过程的稳定。

技术实现要素：

本发明实施例一个目的旨在提供一种推丝电机控制方法、控制器、电路及送丝系统，以能够对推丝电机工作状态精准控制。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：

在第一方面，本发明实施例提供一种推丝电机控制方法，应用于焊接系统，所述熔化电极气体保护焊接系统包括拉丝电机和推丝电机，所述方法包括：

获取第一电信号，所述第一电信号反映所述拉丝电机的工作状态；

根据所述第一电信号与预设阈值，控制所述推丝电机的工作状态。

在一些实施例中，所述根据所述第一电信号与预设阈值，控制所述推丝电机的工作状态，包括：

根据所述第一电信号与预设阈值，确定所述推丝电机的过流保护值；

根据所述推丝电机的过流保护值，生成所述推丝电机的驱动信号；

根据所述驱动信号，控制所述推丝电机的工作状态。

在一些实施例中，所述根据所述第一电信号与预设阈值，确定所述推丝电机的过流保护值，包括：

判断所述第一电信号是否小于所述预设阈值；

若是，确定第一过流保护阈值为所述推丝电机的过流保护值；

若否，确定第二过流保护阈值为所述推丝电机的过流保护值。

在一些实施例中，所述第一过流保护阈值小于所述第二过流保护阈值。

在一些实施例中，还包括：

获取第二电信号，所述第二电信号反映所述推丝电机的工作状态；

根据所述第二电信号和所述推丝电机的过流保护值，生成所述推丝电机的驱动信号。

在一些实施例中，所述根据所述驱动信号，控制所述推丝电机的工作状态，包括：

控制所述推丝电机的推丝速度。

在第二方面，本发明实施例提供一种控制器，所述控制器包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够用于执行如上所述的推丝电机控制方法。

在第三方面，本发明实施例提供一种推丝电机控制电路，应用于熔化电极气体保护焊接系统，所述推丝电机控制电路包括：

第一采样电路，与所述拉丝电机连接，用于采样所述第一电信号；

驱动电路，与所述推丝电机连接，用于驱动所述推丝电机；

以及如上所述的控制器，所述控制器分别与所述第一采样电路和所述驱动电路连接。

在一些实施例中，所述推丝电机控制电路还包括第二采样电路，分别与所述推丝电机和所述控制器连接，用于采样所述第二电信号。

在第三方面，本发明实施例还提供一种送丝系统，应用于熔化电极气体保护焊接系统，所述送丝系统包括推拉丝装置和如上所述的推丝电机控制电路。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，在本发明实施例中，首先，获取第一电信号，第一电信号反映拉丝电机的工作状态，其次，根据第一电信号与预设阈值，控制推丝电机的工作状态。因此，根据拉丝电机的工作状态来控制推丝电机的工作状态，进而控制焊丝的平稳送丝，保证整个焊接系统工作稳定。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种推丝电机控制电路应用场景的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种工况的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种工况的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种推丝电机控制电路的结构示意图；

图5是本发明另一实施例提供的一种推丝电机控制电路的结构示意图；

图6是本发明实施例提供一种控制器的结构示意图；

图7是本发明实施例提供一种推丝电机控制装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供一种推丝电机控制方法的流程示意图；

图9是图8中步骤52的流程示意图；

图10是图9中步骤521的流程示意图；

图11是本发明另一实施例提供的一种推丝电机控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供一种推丝电机控制电路应用场景的结构示意图。如图1所示，该焊接系统具体是熔化电极电弧焊接系统，该熔化电极电弧焊接装置10包括：焊接电源11、焊丝12、电弧13、母材14以及送丝装置15，其中焊接电源11分别为焊丝12、电弧13以及母材14提供能量，用以熔化焊丝12、维持电弧13以及加热母材14。焊丝12被送机装置15以一定的速度送进焊枪送丝管，供电弧13将其熔化，焊丝12的送进速度与焊丝12熔化速度保持一致，才能保证焊接过程的稳定，因此，焊丝的送进速度是影响焊接过程稳定的一个重要因素。

当需要焊接时，首先通过焊接电源11为各个装置提供电源，用户设置焊接装置的各种参数，例如气体、焊丝材质、焊接电压和焊接电流等，然后用户按下焊枪开关，焊接电源11进入引弧阶段，同时，当焊丝12较软或者需要长距离送丝时，常采用推拉丝协同控制的送丝系统。送丝系统包括推丝电机和拉丝电机，推丝电机按照预先设置好的送丝速度开始送丝，将焊丝12平稳送进焊枪送丝管，当焊丝12达到拉丝电机处，再由拉丝电机按照预先设置好的拉丝速度拉出，推丝电机和拉丝电机协同配合，保证平稳送丝。在焊接过程中，会通过采样电路采样推丝电机的控制参数，根据反馈的控制参数，控制推丝电机的各种参数，使其送丝速度稳定，以保证整个焊接过程稳定。

使用推拉丝协同控制的送丝系统时，送丝系统的送丝过程分为两种工况。请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种工况结构示意图，如图2所示，该送丝系统包括推丝电机、拉丝电机、焊枪送丝管以及焊丝，焊丝由推丝电机送进焊枪送丝管，焊丝经过推丝电机但未达到拉丝电机处。这种工况发生于送丝系统首次送丝时，推丝电机的驱动电路驱动推丝电机按照一定速度工作，若推丝电机能平稳工作，则能以平稳的送丝速度送丝。

请参阅图3，图3是本发明另实施例提供的一种工况结构示意图，如图3所示，该种工况与图2的区别为焊丝已被推到拉丝电机，由拉丝电机将焊丝拉出焊枪送丝管，焊丝同时经过推丝电机和拉丝电机。拉丝电机的运转由拉丝电机的驱动电路控制，焊丝经过拉丝电机时，拉丝电机以一定的运转速度运转，焊丝未经过拉丝电机时，拉丝电机以另一种运转速度运转，两种情况的运转速度不同，驱动电路提供的电流也不同。

无论是上述哪一种工况，为了确保焊接稳定，推丝电机必须克服焊接回路中焊丝遇到的阻力，并能够提供一定的峰值转矩，确保电弧能够快速响应，因此，推丝电机的驱动电路必须在焊接状态提供足够的电流以产生足够的转矩，克服焊丝遇到的阻力。同时，为了保护推丝电机的驱动电路，推丝电机电流必须被限定在合理的值之下，避免电机的功率驱动电路被损坏。因此，必须精准控制推丝电机的工作电流。

尤其是在焊丝首次送丝焊枪送丝管时，此时，焊丝受到的阻力基本上需要推丝电机提供。在送入较为柔软的焊丝时，焊丝会在焊枪送丝管内弯曲；当焊丝遭遇阻力时，如果推丝电机提供较大的推力以确保送丝速度保持稳定，则焊丝可能产生不可逆的形变，并在焊枪送丝管内部，或者焊枪与推丝装置接口处产生挤压，导致送丝失败。发生该种情况时，需要花费较多时间重新送进焊丝，如果操作不当，甚至可能造成送丝管的磨损。因此，送丝系统必须对推丝电机精准控制，减少焊丝在推丝送丝机构和焊枪内堵丝的概率，保证焊接的稳定。

请参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种推丝电机控制电路结构示意图。如图4所示，该推丝电机控制电路20包括第一采样电路21、驱动电路23以及控制器22，其中，第一采样电路21与拉丝电机连接，用于采样第一电信号，驱动电路23与推丝电机连接，用于驱动推丝电机，控制器22分别与第一采样电路21和驱动电路23连接。因此，控制器22可以根据第一采样电路21采样的电信号生成驱动信号并将该驱动信号传送至驱动电路23，由驱动电路23控制推丝电机的工作状态。

第一采样电路21用于采样第一电信号，该第一电信号是反映拉丝电机工作状态的电信号，其可以为拉丝电机的工作电流、拉丝电机的工作电压以及拉丝电机的运转速度等电信号，由此而获取第一电信号，该第一电信号可以反馈拉丝电机的工作状态，例如：拉丝速度、拉丝电压或拉丝电流等装，第一采样电路21将该第一电信号传送给控制器22，由控制器22接收和处理。由于焊丝到达拉丝电机的第一电信号与焊丝未到达拉丝电机的第一电信号不同，因此，控制器22接收该第一电信号以后，根据第一电信号与预设阈值，可以判断出目前焊丝是否达到拉丝电机，其中，预设阈值可以是两种工况下的两种第一电信号之间的数值，具体数值可以根据用户需要而设置。进而针对不同的第一电信号，产生不同的驱动信号，驱动推丝电机以不同的运转速度工作。

因此，控制器22接收并处理第一电信号，根据第一电信号与预设阈值，生成控制驱动电路23的控制信号，进而控制驱动电路23生成推丝电机的驱动信号，从而控制推丝电机的送丝工作状态，以使得推丝电机能按照预设的送丝信号工作，保证焊丝的平稳送丝。

在一些实施例中，控制器22根据第一电信号与预设阈值，控制推丝电机的工作状态的具体方法为：

控制器22接收并处理第一电信号，再根据第一电信号与预设阈值，确定推丝电机的过流保护值。过电流保护(overcurrentprotection)就是当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。当流过被保护原件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动，并用时限保证动作的确定性，使断路器跳闸或给出报警信号。过流保护值就是预定最大值，推丝电机的过流保护值也就是推丝电机工作电流的预定最大值，若推丝电机工作的实际电流值超过该过流保护值，保护装置就会启动，以保护推丝电机以及驱动电路不被烧坏。因此，根据第一电信号与预设阈值，控制器22确定对应的推丝电机的过流保护值，也就是，控制器22根据拉丝电机的不同工作状态，确定相对应的推丝电机的过流保护值。然后，控制器22再根据推丝电机的过流保护值，生成驱动电路23的控制信号，进而控制驱动电路23生成推丝电机的驱动信号，从而控制推丝电机的工作电流不超过过流保护值，也就是其运转速度不超过相对应的过流保护速度。因此，该推丝电机控制电路可以根据拉丝电机的工作状态，控制推丝电机的工作状态，控制其运转速度，进而控制推丝电机能够平稳送丝。

在一些实施例中，当推拉丝协同控制送丝系统首次送丝时，第一采样电路21采样拉丝电机的第一电信号，以第一电信号为电流信号为例，第一采样电路21采样拉丝电机工作电流，控制器22接收并处理该电流信号，然后将该电流信号与预设阈值相比较，判断该电流信号是否小于预设阈值，若采样的电流值小于预设阈值，控制器22则判断出焊丝未到达拉丝电机，目前处于上述图2所示的工况一，控制器22则确定较小的第一过流保护阈值作为推丝电机的过流保护值，若采样的电流值大于预设阈值，控制器22则判断出焊丝已经达到拉丝电机，拉丝电机带载成功，目前处于图3所示的工况二，控制器22则确定较大的第二过流保护阈值作为推丝电机的过流保护值。因此，控制器22根据拉丝电机的工作情况，确定不同的推丝电机的过流保护值，进而精准控制推丝电机的工作状态，从而减少焊丝通过推丝电机送进焊枪而未达到拉丝电机处时发生堵丝的概率，同时，保证焊丝经过拉丝电机后，推、拉丝系统平稳送丝。

在一些实施例中，请参阅图5，图5是本发明另一实施例提供的一种推丝电机控制电路的结构示意图，如图5所示，该推丝电机控制电路20还包括第二采样电路24，分别与推丝电机和控制器22连接，用于采样第二电信号，该第二电信号反映推丝电机的工作状态，同样地，第二电信号可以为推丝电机的工作电流、工作电压以及运转速度等电信号，第二采样电路24将采样的第二电信号传送至控制器22，同时，控制器22根据第一采样电路21采样的第一电信号与预设阈值，确定推丝电机的过流保护值，然后，控制器22根据过流保护值与第二电信号，生成驱动电路23的控制信号，进而控制驱动电路23生成推丝电机的驱动信号，从而控制推丝电机的工作电流不超过过流保护值，控制推丝电机按照设定的工作速度运转，对推丝电机精准控制，保证平稳送丝。

在上述各个实施例中，控制器可以为通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、单片机、arm(acornriscmachine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制器还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。控制器也可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp核、或任何其它这种配置。

如图6所示，控制器30(内部控制器或外部控制器)包括：至少一个处理器31以及与所述至少一个处理器31通信连接的存储器32；其中，图6中以一个处理器31为例。处理器31和存储器32可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

其中，存储器32存储有可被所述至少一个处理器31执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器3执行，以使所述至少一个处理器31能够用于执行上述推丝电机控制的控制逻辑。

因此，控制器30能根据拉丝电机的工作状态来控制推丝电机的工作状态，进而控制焊丝的平稳送丝，保证整个焊接系统工作稳定。

作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例提供一种推丝电机控制装置。该推丝电机控制装置作为软件系统，其可以存储在图4与图5所阐述的控制器22内。该推丝电机控制装置包括若干指令，该若干指令存储于存储器内，处理器可以访问该存储器，调用指令进行执行，以完成上述推丝电机控制的控制逻辑。

如图7所示，该推丝电机控制装置40包括第一获取模块41，用于获取第一电信号，所述第一电信号反映所述拉丝电机的工作状态；控制模块42，用于根据所述第一电信号与预设阈值，控制所述推丝电机的工作状态。

因此，控制器能根据拉丝电机的工作状态来控制推丝电机的工作状态，进而控制焊丝的平稳送丝，保证整个焊接系统工作稳定。

在一些实施例中，请继续参阅图7，控制模块42包括确定单元421，用于根据所述第一电信号与预设阈值，确定所述推丝电机的过流保护值，具体用于判断所述第一电信号是否小于所述预设阈值；若是，确定第一过流保护阈值为所述推丝电机的过流保护值；若否，确定第二过流保护阈值为所述推丝电机的过流保护值。控制模块42还包括生成单元422，用于根据所述推丝电机的过流保护值，生成所述推丝电机的驱动信号；控制单元423，用于根据所述驱动信号，控制所述推丝电机的工作状态。

在一些实施例中，该推丝电机控制装置40还包括第二获取模块43，用于获取第二电信号，所述第二电信号反映所述推丝电机的工作状态；生成模块44，用于根据所述第二电信号和所述推丝电机的过流保护值，生成所述推丝电机的驱动信号。

作为本发明实施例的又另一方面，本发明实施例提供一种推丝电机控制方法。本发明实施例的推丝电机控制方法的功能除了借助上述图7所述的推丝电机控制装置的软件系统来执行，其亦可以借助硬件平台来执行。例如：推丝电机控制方法可以在合适类型具有运算能力的处理器的电子设备中执行，例如：单片机、数字处理器(digitalsignalprocessing，dsp)、可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)等等。

下述各个实施例的推丝电机控制方法对应的功能是以指令的形式存储在电子设备的存储器上，当要执行下述各个实施例的推丝电机控制方法对应的功能时，电子设备的处理器访问存储器，调取并执行对应的指令，以实现下述各个实施例的推丝电机控制方法对应的功能。

存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如上述实施例中的推丝电机控制装置40对应的程序指令/模块(例如，图7所述的各个模块和单元)，或者下述实施例推丝电机控制方法对应的步骤。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行推丝电机控制装置40的各种功能应用以及数据处理，即实现下述实施例推丝电机控制装置40的各个模块与单元的功能，或者下述实施例推丝电机控制方法对应的步骤的功能。

存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器中，当被所述一个或者多个处理器执行时，执行上述任意方法实施例中的推丝电机控制方法，例如，执行下述实施例描述的图8至图11所示的各个步骤；也可实现附图7所述的各个模块和单元的功能。

如图8所示，该推丝电机控制方法50包括：

步骤51、获取第一电信号，所述第一电信号反映所述拉丝电机的工作状态；

步骤52、根据所述第一电信号与预设阈值，控制所述推丝电机的工作状态。

通过采用该方法，其能根据拉丝电机的工作状态来控制推丝电机的工作状态，进而控制焊丝的平稳送丝，保证整个焊接系统工作稳定。

在一些实施例中，如图9所示，步骤52包括：

步骤521、根据所述第一电信号与预设阈值，确定所述推丝电机的过流保护值；

步骤522、根据所述推丝电机的过流保护值，生成所述推丝电机的驱动信号；

步骤523、根据所述驱动信号，控制所述推丝电机的工作状态。

在一些实施例中，如图10所示，步骤521还具体包括：

步骤5211、判断所述第一电信号是否小于所述预设阈值；

步骤5212、若是，确定第一过流保护阈值为所述推丝电机的过流保护值；

步骤5213、若否，确定第二过流保护阈值为所述推丝电机的过流保护值。

在一些实施例中，如图11所示，该推丝电机控制方法50还包括：

步骤53、获取第二电信号，所述第二电信号反映所述推丝电机的工作状态；

步骤54、根据所述第二电信号和所述推丝电机的过流保护值，生成所述推丝电机的驱动信号。

由于装置实施例和方法实施例是基于同一构思，在内容不互相冲突的前提下，方法实施例的内容可以引用装置实施例的，在此不赘述。

作为本发明实施例的又另一方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使焊接系统执行如上任一项所述的推丝电机控制方法，例如执行上述任意方法实施例中的推丝电机控制方法，例如，执行上述任意装置实施例中的推丝电机控制装置。

通过采用该方法，其能根据拉丝电机的工作状态来控制推丝电机的工作状态，进而控制焊丝的平稳送丝，保证整个焊接系统工作稳定。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。