[实用新型]一种电弧焊机送丝控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电弧焊机送丝控制器，属于自动控制领域。

背景技术

在各类自动、半自动焊设备中，焊接小车和焊机送丝控制器必不可少，其工作的稳定性和可靠性对焊接质量产生直接影响。目前，较常用的焊速和送丝拖动电路的形式有晶体管电路和PWM电路等，这些拖动系统模拟器件容易老化，而且对温度变化敏感，维修不便。采用单片机控制的拖动系统，虽然部分解决了上述存在的问题，但受到单片机自身处理能力和运算速度的限制，难以实现对转速实时控制的要求，电源的PI控制器和PWM仍然采用模拟电路，数字化特点没有得到充分体现。DSP芯片以其数字器件的稳定性、可大规模集成等特点，特别是可编程和易于实现实时信号处理，在数字化焊接领域有着广阔的应用前景。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电弧焊机送丝控制器，采用DSP芯片将驱动器和控制器集成于一体，从而通过软件编程实现各种速度精确调节，系统控制相对简单，成本低，高效节能，转速平稳，该拖动系统能明显改善系统的静态性能。

本实用新型的原理是：电弧焊机送丝控制器采用DSP为控制器和无刷直流电动机为驱动电机，不仅具有较强的实时提取与处理信号的能力，并且抗干扰性和稳定性很强。系统主要由DSP、无刷直流电机、三相逆变、位置检测和电流检测等组成，结构图如图1所示。利用DSP进行调节控制，在不同焊接条件(焊丝种类、直径和焊接材质等)下，记录最佳参数的若干匹配值，并将这些离散点构造成对应不同焊接条件组合的焊接参数表存入DSP的FLASH中。在实际焊接过程中，操作者通过控制面板设置焊丝种类和直径、收弧电压和收弧电流、电弧力等参数选择送丝速度，整个控制器结构简单，具有高可靠性和可扩展性。为了驱动直流无刷电机能恒速的转动，采用速度反馈控制。该控制器采用PWM方式实现对无刷电机的控制，可以消除送丝阻力对焊接的影响，并有利于慢送丝引弧，提高引弧的成功率，其基本原理是输出PWM数字信号至功率驱动电路，经三相逆变器对无刷电机进行调速。系统具有故障监测和自诊断功能，一旦出现故障，通过故障保护电路，使PDPINT端口中断处理，并封锁PWM输出，直至故障消除。

该控制器采用美国TI公司专为电机控制而开发的芯片TMS320F240DSP，它采用哈佛结构，独立的读写数据总线和地址总线，支持并行的程序和数据操作数寻址，可进行许多复杂的运算，具有更低的功耗、更高的可靠性和静音运行。这一高度集成化芯片迅速成为传统的微控制单元(MCUS)和昂贵的多片设计的一种廉价的替代产品，价格从几百美元降到几美元。它具有强大的数字处理器的特点：20MIPS的速度使TMS320F240DSP控制器比16位微处理控制器单指令执行时间快8～10倍，完成一次乘加运算快16～30倍，32位累加器，3个定时器，16位地址总线，16位数据总线。还具有电机控制单片解决方案的独特资源：12路脉宽调制PWM输出，2路10位8通道ADC，28个独立可编程的多路复用IO引脚，串行通信接口SCI，串行外部设备接口SPI。

本实用新型的有益效果是：抗电磁干扰能力强，稳定性高，实现了对转速实时控制的要求，减少了电机电刷的磨损，降低了噪音，大大地提高了电机的使用寿命，减少了维修故障的时间成本和资金成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括：直流输入电压、三相逆变器、电流检测模块、光电耦合模块、永磁无刷电机、位置检测模块、送丝执行机构、DSP、通信端口模块、保护电路模块、控制面板模块、速度给定模块。

进一步地，所述直流输入电压与三相逆变器相连接，三相逆变器将直流电信号逆变为三相交流电信号；

所述三相逆变器分别连接所述电流检测模块、光电耦合模块、永磁无刷电机，电流检测模块采集三相逆变器的电流信号，光电耦合模块起到信号隔离的作用，三相逆变器输出的三相交流电为永磁无刷电机供电；

所述永磁无刷电机分别连接所述位置检测模块、送丝执行机构，位置检测模块采集永磁无刷电机的位置信息，永磁无刷电机控制送丝执行机构进行送丝；