反馈深度可调的自动埋弧焊线性送丝装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种反馈深度可调的自动埋弧焊线性送丝装置，主要应用在自动埋弧焊接过程中，与焊接电源、行走机构一起组成埋弧焊接系统。本送丝装置主要由机械和电源两部分构成：送丝轮、压丝轮、直流电机、减速器组合在一起构成机械部分；比例放大器、ＰＷＭ发生器、降压式直流／直流变换器组成送丝电源。与现有送丝装置比较，本送丝装置利用全控型半导体开关器件取代可控硅等一类半控型半导体开关器件，由比例控制器把电弧电压反馈给送丝装置电源，通过调节反馈深度比例可以实现各种不同速度的送丝，当反馈深度为零时则为等速送丝，采用脉冲宽度调制技术和降压式直流／直流变换器使整个送丝装置具有良好的线性控制特性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电弧电压反馈深度可调、线性良好的焊丝送进装置，主要应 用在自动埋弧焊过程中，本送丝装置与焊接电源、行走机构一起组成埋弧焊接系统。也可以 应用在气体保护焊等其他自动焊接系统中。
技术介绍
焊接是金属材料加工的一种主要方法，广泛应用在交通运输、石油天然气管道、航 空航天等领域。根据统计，每年全世界钢铁产量的一半要通过焊接方式成型。在焊接方式 上，焊接分为手工焊接和自动焊接。在工艺方面，焊接包括埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、氩 弧焊等。自动埋弧焊系统主要由焊接电源、送丝装置、行走机构组成。焊接电源为熔化焊丝 和工件提供热源，送丝装置为电弧连续不断的送进焊丝，行走机构则把电弧和焊丝运动到 工件必要的焊接位置。焊接电弧与送丝装置有机结合才能形成良好焊缝。根据不同场合， 送丝分为等速送丝和变速送丝，变速送丝又要求焊丝送进速度受电弧电压调节。目前许多送丝电源主要利用可控硅为开关器件以调节送丝速度，由于可控硅是一 种半控型开关，所以由可控硅构成的电源其控制特性的线性性不好，特别是在小电压输出 时，线性更差。另外送丝方式单一，不能适用等速与变速、以及不同反馈深度的送丝要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种利用新型半导体全控开关构成的反馈深度可调、且 送丝速度可以线性控制的送丝装置，以适应不同的焊接场合。本技术包括送丝轮、压丝轮、直流电机、减速器及送丝电机驱动电源，送丝电 机驱动电源为直流电机提供电源，所述送丝电机驱动电源主要由降压式直流/直流变换 器；以及用于驱动降压式直流/直流变换器以调节送丝电机驱动电源输出电压的脉冲宽度 调制(PWM)发生器；以及输出电压与脉冲宽度调制发生器的脉冲宽度成正比、用于控制脉 冲宽度调制发生器的脉冲宽度的比例放大器构成；所述降压式直流/直流变换器输入端与 固定电压连接，其输出端与直流电机连接，降压式直流/直流变换器的输出电压为直流电 机的输入电压。所述降压式直流/直流变换器主要由MOSFET管构成。与现有技术相比，本技术的有效效果是本送丝装置利用全控型半导体开关器件取代可控硅等一类半控型半导体开关器 件，由比例控制器把电弧电压反馈给送丝装置电源，通过调节反馈深度比例可以实现各种 不同速度的送丝，当反馈深度为零时则为等速送丝，采用脉冲宽度调制技术和降压式直流/ 直流变换器使整个送丝装置具有良好的线性控制特性。附图说明图1是本技术的功能结构图；图2是降压式直流/直流变换器的电路图；图3是送丝电机驱动电源的结构框图。具体实施方式如图1所示，送丝电机驱动电源由比例放大器、PWM发生器和降压式直流/直流变 换器三个功能模块集成在一个线路板上构成。其中模块一是具有PWM调节功能的Buck式直流/直流变换器，如图2所示。图2中L是电感，C是电容，Dio是续流二极管，MOSFET是半导体开关，是本电源的 关键器件。电路的输入电压(Vi)为电压固定的电源，输出电压(Vo)受占空比(D)控制，两 者的关系是V0 = DVi,具有良好的线性特点。输出电压直接驱动送丝电机。该电源应用高频开关电源技术，具有效率高、体积小 的特点，半导体开关则采用全控特性的电力场效应晶体管(MOSFET)。模块二是一个脉冲宽度调制(PWM)信号发生器。本模块的输出就是一系列占空比 (D)可以改变的脉冲，这些脉冲驱动模块一中直流/直流变换器的半导体开关，达到调节送 丝电机驱动电压的目的，从而达到调节送丝速度。模块三为比例放大器，比例放大器把电弧反馈信号(VaJ和设置速度信号(Vset) 按不同比例组合在一起，电弧反馈信号就是焊接电弧电压。该模块的输出电压(Vpwm)用于 调制模块二。输出电压(Vpwm)、电弧反馈信号(VaJ、设置速度信号(Vsrt)之间的关系是 _9] Vpwffl = KYaI+k2Yset上述关系式中Ic1是电弧反馈信号的比例系数，k2是设置速度信号的比例系数。用Vpwm控制PWM信号的脉冲宽度，脉冲宽度与Vpwm成正比。上述三个模块的关联关系见图3。本技术的送丝装置与焊接电源一起组成一个使焊丝动态稳定焊接系统。1.对于需要等速送丝的场合，把电弧反馈信号的比例系数1^调节为零，这时Vpwm 只受Vset控制。当k2Vset固定，后面的各参数包括占空比(D)、电机驱动输出电压(Vo)都固 定，这时送丝速度也固定。2.对于变速送丝场合，如果电弧变长，电弧电压就会变大，该电弧电压反馈到比例 放大器的输入端，使Vpwm也变大，后面的各参数包括占空比(D)、电机驱动输出电压(Vo)都 线性的增加，最后使送丝速度加快，从而使电弧变小。最后的结果是电弧稳定在一个设定长 度上。改变电弧反馈信号的比例系数k1;可以实现调节反馈为不同的深度。权利要求1. 一种反馈深度可调的自动埋弧焊线性送丝装置，包括送丝轮、压丝轮、直流电机、减 速器及送丝电机驱动电源，送丝电机驱动电源为直流电机提供电源，其特征在于所述送丝 电机驱动电源主要由降压式直流/直流变换器；以及用于驱动降压式直流/直流变换器以 调节送丝电机驱动电源输出电压的脉冲宽度调制发生器；以及输出电压与脉冲宽度调制发 生器的脉冲宽度成正比、用于控制脉冲宽度调制发生器的脉冲宽度的比例放大器构成；所 述降压式直流/直流变换器输入端与固定电压连接，其输出端与直流电机连接，降压式直 流/直流变换器的输出电压为直流电机的输入电压。2.根据权利要求1所述的反馈深度可调的自动埋弧焊线性送丝装置，其特征在于所 述降压式直流/直流变换器主要由MOSFET管构成。专利摘要本技术公开了一种反馈深度可调的自动埋弧焊线性送丝装置，主要应用在自动埋弧焊接过程中，与焊接电源、行走机构一起组成埋弧焊接系统。本送丝装置主要由机械和电源两部分构成送丝轮、压丝轮、直流电机、减速器组合在一起构成机械部分；比例放大器、PWM发生器、降压式直流/直流变换器组成送丝电源。与现有送丝装置比较，本送丝装置利用全控型半导体开关器件取代可控硅等一类半控型半导体开关器件，由比例控制器把电弧电压反馈给送丝装置电源，通过调节反馈深度比例可以实现各种不同速度的送丝，当反馈深度为零时则为等速送丝，采用脉冲宽度调制技术和降压式直流/直流变换器使整个送丝装置具有良好的线性控制特性。文档编号B23K9/133GK201913360SQ20102015920公开日2011年8月3日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日专利技术者刘超英 申请人:刘超英本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种反馈深度可调的自动埋弧焊线性送丝装置，包括送丝轮、压丝轮、直流电机、减速器及送丝电机驱动电源，送丝电机驱动电源为直流电机提供电源，其特征在于：所述送丝电机驱动电源主要由降压式直流／直流变换器；以及用于驱动降压式直流／直流变换器以调节送丝电机驱动电源输出电压的脉冲宽度调制发生器；以及输出电压与脉冲宽度调制发生器的脉冲宽度成正比、用于控制脉冲宽度调制发生器的脉冲宽度的比例放大器构成；所述降压式直流／直流变换器输入端与固定电压连接，其输出端与直流电机连接，降压式直流／直流变换器的输出电压为直流电机的输入电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超英，
申请(专利权)人：刘超英，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]