[发明专利]焊枪横摆控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接中焊枪横摆的控制方法，尤其是一种焊枪横摆开环控制方法，属于自动化焊接领域。

背景技术

厚壁材料焊接中，特别是开坡口的材料在打底焊接、填充焊接以及盖面焊接中，焊枪横摆应用广泛。现有的焊枪横摆控制方法，尤其是焊枪横摆开环控制方法，常采用如下原理：单片机的控制信号发生器产生某频率的电脉冲信号，该电脉冲信号一方面连接到单片机、另一方面经光耦连接到步进电机驱动器的脉冲端，单片机对该脉冲信号进行计数；经计数判断焊枪到达横摆边缘时，单片机首先关闭控制信号发生器的输出使能、使得步进电机停止，其次向步进电机驱动器送出换向的指令，再打开控制信号发生器的输出使能、使得步进电机换向运转。

采用该种控制方法，单片机需要通过计脉冲个数来控制横摆宽度，单片机资源占用较多，造成整个系统的实时性差；并且在该种控制方法中，不会产生横摆左、右边缘和横摆中心的信号，可监控性差。

发明内容

本发明目的就是提供一种有效的减少单片机资源占用、提高系统实时性、并产生相关监控信号的焊枪横摆控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种焊枪横摆控制方法，它包括用于驱动步进电机产生横摆位移的步进电机驱动器，所述的步进电机驱动器具有脉冲端、使能端及方向端；它还包括时钟信号发生电路、第一分频器、第二分频器、单片机；其中时钟信号发生电路可产生固定频率的电脉冲信号，该电脉冲信号输出到所述的第一分频器的输入端以作为第一分频器的脉冲源，第一分频器的输出端的输出信号一方面接步进电机驱动器的脉冲端、另一方面接第二分频器的输入端以作为第二分频器的脉冲源，第二分频器的输出端的输出信号接单片机的输入端口，单片机对第二分频器的输出信号进行处理后将步进电机驱动器的控制信号输出到步进电机驱动器的使能端及方向端；所述的第一分频器及第二分频器均受单片机控制。

所述的第一分频器具有输出使能端，所述的第二分频器也具有输出使能端，两个所述的输出使能端均受单片机的输出端口控制，当所述的输出使能端有效时，所述的分频器有输出信号；当所述的输出使能端无效时，所述的分频器无输出信号、输出端为高电平状态。所述的第一分频器的输出使能端及第二分频器的输出使能端相连接并且受单片机的同一个输出端口控制。

所述的第一分频器具有数据输入端口，所述的单片机具有数据输出端口，所述的第一分频器的数据输入端口与所述的单片机的数据输出端口相对应连接，所述的单片机可以通过其数据输出端口将第一分频器的分频比输出给所述的第一分频器；所述的第二分频器也具有数据输入端口，所述的第二分频器的数据输入端口也与所述的单片机的数据输出端口相对应连接，所述的单片机还可以通过其数据输出端口将第二分频器的分频比输出给所述的第二分频器。

所述的第一分频器和第二分频器均为可编程计数器。

所述的第一分频器的输出端与步进电机驱动器的脉冲端之间通过第一光耦相耦合，所述的第一光耦为高速度光耦；所述的单片机与步进电机驱动器的使能端及方向端之间通过第二光耦相耦合。

所述的第一分频器以及所述的第二分频器所输出的信号均为占空比为50％的方波信号，该方波信号在一个周期内具有一个上升沿与一个下降沿，并且该方波信号的频率为各自输入信号的频率与其分频比的比值。

所述的时钟信号发生电路包括晶体振荡器、电阻、电容器、反相器，具体连接方法是晶体振荡器的一端与一电阻的一端及一反相器的输入端相连，晶体振荡器的另一端与另一电阻的一端及另一反相器的输出端相连，电容器的一端与一电阻的另一端及一反相器的输出端相连，电容器的另一端与另一电阻的另一端及另一反相器的输出端相连，另一反相器的输出端接第一分频器的输入端。

所述的第一分频器的输出信号与步进电机驱动器的脉冲端相连接并用于控制步进电机的转速，当所述的第一分频器的输出信号频率较高时步进电机的转速较高，当所述的第一分频器的输出信号频率较低时步进电机的转速较低。