一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统及其方法，本发明专利技术的PLC通过IO信号线连接主焊接控制器和从焊接控制器，通过IO信号线中传输的方向信号解决了主焊接控制器和从焊接控制器电流输出方向一致性的问题，同时HMI通过RS485总线连接主焊接控制器和从焊接控制器，RS485总线中的数据流实现了主焊接控制器和从焊接控制器输出时间序列参数的一致，结合启动信号的并联解决了电流的同步触发问题，同时根据不同的应用场景，对并联控制器的电流采集提出了原边电流采集模式、串联的次级电流采集模式和独立的次级电流采集模式3种方法，本发明专利技术结构简单，可以较低的成本实现电阻焊机多台并联，满足大电流、高暂载率的应用场景。用场景。用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统及其方法


[0001]本专利技术属于电阻焊机
，尤其是一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统及其方法。

技术介绍

[0002]如图8和图10所示，一个中频逆变电阻焊控制系统包括焊接控制器1，变压器2，次级整流模块3，电流输出机构4也称为电极；焊接控制器内集成有IGBT功率器件5，变压器内包括原边和副边也称为初级和次级；通常焊接控制器中的IGBT共有4组，如图9所示，V1、V2、V3、V4，其共同构成了2个电流输出的桥臂，称为上桥臂(V1和V4)和下桥臂(V2和V3)，上下桥臂不允许同时通电，否则会导致IGBT故障，严重的会导致控制器内发生爆炸；
[0003]电流输出过程为控制器内上下桥臂按照一定频率(通常为1KHz)分别导通，这样就会形成一个交变方波，该方波连接到变压器的原边，副边同样输出一组降压扩流后的交变方波，经3整流后变为一组脉冲方波，并经电极实现电流的输出。
[0004]当前随着电阻焊领域的应用范围扩大，已经从传统的汽车板材焊接，扩展到了汽车轮毂，钢筋铁网的焊接等，这些应用场景需要极大的电流和暂载率，因此对控制器的输出功率提出了更高的要求。目前现有技术主要有两种方法来提高焊接控制器的输出功率，一是通过使用更大规格的IGBT提高单台控制器的输出功率，但这种方法会显著增加系统的稳定性设计成本和提高制造成本。二是通过多台焊接控制器的并联实现大电流的输出，即多台焊接控制器的输出端U2和V2接到变压器的初级(也称原边)，变压器的次级输出端并联接到上下电极，实现大电流的输出，但是第二种方法存在一个问题，需要多台控制器同步同向触发，也就是多台控制器必须同时输出电流，而且输出电流的交变方波方向变化的高低波形需要一致，即同时输出高或同时输出低，如同时从U2输出电流，经变压器原边返回V2，而不能从V2输出返回U2，否则会影响变压器次级输出电流的方向，进一步影响焊接质量，甚至导致控制器发生故障。进一步的对焊接控制器内部的上下桥臂来说，输出电流方向一致就是需要多个焊接控制器同时导通上桥臂(V1和V4)和同时导通下桥臂(V2和V3)，并且上下桥臂不能同时导通，目前针对此问题尚未出现较好的解决方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统及其方法，通过方向信号解决了电流输出方向一致性的问题，通过RS485的数据流实现了时间序列参数的一致，结合启动信号的并联解决了电流的同步触发问题，能够以较低的成本实现电阻焊机多台并联，满足大电流、高暂载率的应用场景。
[0006]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0007]一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统，包括外部按键、PLC、HMI、主焊接控制器、从焊接控制器、变压器和电流输出机构，所述外部按键连接PLC，用于PLC的数据输入及控制，PLC通过网线连接HMI，PLC通过IO信号线串联主焊接控制器和从焊接控制器，PLC
用于控制主焊接控制器和从焊接控制器输出电流，HMI通过RS485总线串联主焊接控制器和从焊接控制器，用于输入设定好的焊接工艺，主焊接控制器和从焊接控制器的输出端串联变压器和电流输出机构。
[0008]而且，所述IO信号线采用航空插头，IO信号线中传输的信号流包括启动信号、方向信号、规范选择信号、故障复位信号；启动信号为高电平则主焊接控制器和从焊接控制器进入焊接程序，按照设定工艺输出电流；方向信号用于规定电流输出的方向，若方向信号为高电平则先导通上桥臂，若方向信号为低电平则先导通下桥臂。
[0009]而且，所述RS485总线中传输的为预先设定好焊接工艺的数据流，数据流包括预压时间、加压时间、焊接时间和焊接电流。
[0010]一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统的控制方法，包括以下步骤：
[0011]步骤1、通过HMI中设定方向信号，启动外部按钮后PLC按照设定的方向信号输出方向信号的高低电平；
[0012]步骤2、通过HMI为并联的从焊接控制器进行编号；
[0013]步骤3、通过HMI设定时间序列相关参数，并通过数据协议将连接的主焊接控制器和从焊接控制器的时间相关参数设置为同一数值；
[0014]步骤4、通过HMI选择电流输出为均流模式还是单独模式；
[0015]步骤5、在HMI设定电流大小相关参数，并通过RS485总线传输至连接的主焊接控制器和从焊接控制器；
[0016]步骤6、启动外部按钮，PLC接收外部按钮启动信号，通过IO信号线控制连接的主焊接控制器和从焊接控制器从预压开始同步进行工艺输出，同时根据工艺需求使用独立的原边电流采集模式、串联的次级电流采集模式或独立的次级电流采集模式进行电流采集。
[0017]而且，所述步骤4中均流模式的具体实现方法为：通过将HMI设定的电流参数通过RS485总线传输至从焊接控制器中，使从焊接控制器的电流数据一致。
[0018]而且，所述步骤4中单独模式的具体实现方法为：根据工艺需求通过将HMI不同从焊接控制器设定的电流参数通过RS485总线传输至对应的从焊接控制器中，使各个从焊接控制器的电流数据为设定值。
[0019]而且，所述步骤6中独立的原边电流采集模式的具体实现方法为：在主焊接控制器和从焊接控制器的接口电路加装原边电流传感器，原边电流传感器通过RS485总线连接HMI，原边电流传感器在每次焊接结束后，通过主焊接控制器主动获取从焊接控制器每次的焊接结果，将主焊接控制器的焊接结果和从焊接控制器的焊接结果累加后得到整组设备的焊接结果，并显示在HMI屏幕上。
[0020]而且，所述步骤6中串联的次级电流采集模式的具体实现方法为：在主焊接控制器的接口电路中的次级采集X3接口连接次级电流传感器的一端，次级电流传感器内置于变压器内部，次级电流传感器的另一端与下一台变压器内的次级电流传感器串联，依次串联直到最后一台变压器的次级电流传感器，最后一台变压器的次级电流传感器的输出接到主焊接控制器的接口电路中的次级采集X3接口，次级采集X3接口通过RS485总线连接HMI，在每次焊接结束后主焊接控制器通过次级采集X3接口获取的次级电流显示在HMI屏幕上，次级电流为多个变压器输出总电流I
tot
。
[0021]而且，所述步骤6中独立的次级电流采集模式的具体实现方法为：在主焊接控制器
的接口电路中的次级采集X3接口连接次级电流传感器的一端，次级电流传感器安装在电流输出机构上，次级采集X3接口通过RS485总线连接HMI，在每次焊接结束后主焊接控制器通过次级采集X3接口获取的次级电流显示在HMI屏幕上，次级电流为多个变压器输出总电流I
tot
。
[0022]本专利技术的优点和积极效果是：
[0023]1、本专利技术的PLC通过IO信号线连接主焊接控制器和从焊接控制器，通过IO信号线中传输的方向信号解决了主焊接控制器和从焊接控制器电流输出方向一致性的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统，其特征在于：包括外部按键、PLC、HMI、主焊接控制器、从焊接控制器、变压器和电流输出机构，所述外部按键连接PLC，用于PLC的数据输入及控制，PLC通过网线连接HMI，PLC通过IO信号线串联主焊接控制器和从焊接控制器，PLC用于控制主焊接控制器和从焊接控制器输出电流，HMI通过RS485总线串联主焊接控制器和从焊接控制器，用于输入设定好的焊接工艺，主焊接控制器和从焊接控制器的输出端串联变压器和电流输出机构。2.根据权利要求1所述的一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统，其特征在于：所述IO信号线采用航空插头，IO信号线中传输的信号流包括启动信号、方向信号、规范选择信号、故障复位信号；启动信号为高电平则主焊接控制器和从焊接控制器进入焊接程序，按照设定工艺输出电流；方向信号用于规定电流输出的方向，若方向信号为高电平则先导通上桥臂，若方向信号为低电平则先导通下桥臂。3.根据权利要求1所述的一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统，其特征在于：所述RS485总线中传输的为预先设定好焊接工艺的数据流，数据流包括预压时间、加压时间、焊接时间和焊接电流。4.一种如权利要求1至3任一项所述的电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、通过HMI中设定方向信号，启动外部按钮后PLC按照设定的方向信号输出方向信号的高低电平；步骤2、通过HMI为并联的从焊接控制器进行编号；步骤3、通过HMI设定时间序列相关参数，并通过数据协议将连接的主焊接控制器和从焊接控制器的时间相关参数设置为同一数值；步骤4、通过HMI选择电流输出为均流模式还是单独模式；步骤5、在HMI设定电流大小相关参数，并通过RS485总线传输至连接的主焊接控制器和从焊接控制器；步骤6、启动外部按钮，PLC接收外部按钮启动信号，通过IO信号线控制连接的主焊接控制器和从焊接控制器从预压开始同步进行工艺输出，同时根据工艺需求使用独立的原边电流采集模式、串联的次级电流采集模式或独立的次级电流采集模式进行电流采集。5.根据权利要求4所述的一种电阻焊机多台并联输出大电流的控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤4中均流模式的具体实现方法为：通过将...

【专利技术属性】
技术研发人员：路向琨，高忠林，倪文秀，刘锋，郭悦，尉学森，
申请(专利权)人：天津七所高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：