梅達(dá)焊接控制器的自動化控制分析

摘 要：梅達(dá)焊接控制器是基于電阻焊接的升級產(chǎn)品，是適應(yīng)現(xiàn)在社會對于電阻焊接的高要求而發(fā)展起來的。在梅達(dá)焊接控制器中，應(yīng)用的中頻直流焊接技術(shù)能夠使電阻焊接得到高精度的控制，更能保證焊接的質(zhì)量。本文將對梅達(dá)焊接控制器的自動化控制進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：梅達(dá)焊接 控制器 自動化 中頻直流 電阻焊

中圖分類號：F426.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（a）-0084-02

電阻焊接是指，通過電極對電流施加壓力，從而使電流在與被焊物體接觸時產(chǎn)生電阻熱，最終實現(xiàn)焊接效果的一種焊接技術(shù)，這種焊接技術(shù)被廣泛使用?？梢哉f，這項焊接技術(shù)想要發(fā)揮最理想的焊接效果，需要對焊接技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新。焊接技術(shù)的創(chuàng)新不光是對于技術(shù)精益求精的要求，也是各個領(lǐng)域企業(yè)所追求的目標(biāo)，這樣可以促使企業(yè)在市場中擁有競爭的優(yōu)勢，也可以盡最大程度的縮小成本，以獲取更大的利益。本文將針對電阻焊接電源的對比。

1 電阻焊接的幾種焊機(jī)形式

在電阻焊接當(dāng)中，若想實現(xiàn)最理想的焊接效果，則需要做到低電壓、大電流和功率大等電源供電的模式。而在電阻焊接當(dāng)中，電阻焊接焊機(jī)根據(jù)供電電源的不同，可以分為以下幾種焊機(jī)種類：單相工頻交流焊機(jī)、二級整流焊機(jī)、逆變式焊接、三相低頻焊機(jī)等。

1.1 單相工頻交流焊機(jī)的性能

單相工頻交流焊機(jī)的工作原理主要是指，電流經(jīng)過變壓器時進(jìn)行一次繞組，再通過變壓器降壓實現(xiàn)二次繞組，輸出交流電流。單相工頻交流焊機(jī)對供電電壓的要求是380V的交流電。單相工頻交流焊機(jī)在實際的應(yīng)用當(dāng)中具有廣泛性，其根本原因是對于設(shè)備的要求較低，能夠節(jié)省資金的耗費(fèi)，且對于操作的要求也是比較簡單，方便調(diào)整。但自身也具有很大的缺點(diǎn)，譬如其在焊接回路當(dāng)中所產(chǎn)生的電抗阻力比較大，從而會導(dǎo)致功率降低，因而在使用單項工頻交流焊機(jī)時，需要盡量避免焊接回路比較大的焊接，以免使電抗阻力過大，導(dǎo)致電流較小。因為單項工頻交流焊機(jī)的瞬時功率大，從而會導(dǎo)致對電網(wǎng)產(chǎn)生強(qiáng)大的攻擊，直接影響電網(wǎng)的品質(zhì)。

1.2 二級整流焊機(jī)

二級整流焊機(jī)的工作原理主要是指，電流經(jīng)過變壓器進(jìn)行二次繞組，將輸出的交流電整流，通過直流電流的形式輸出。與單相工頻交流焊機(jī)所使用交流電相比，二級整流焊機(jī)所輸出的直流電在焊接回路的過程中所產(chǎn)生電抗阻力幾乎為零，從而大大的增加了熱效率和輸出的電流。因其輸入功率的平穩(wěn)，所以對于電網(wǎng)的沖擊小，可以使電網(wǎng)得到很好的利用。但因其焊接設(shè)備體積大、價格高在實際應(yīng)用中也會有其局限性。

1.3 逆變式焊機(jī)

逆變式焊機(jī)的工作原理主要是指，三相交流電通過整流和濾波之后輸出平穩(wěn)的直流電的原理。與二級整流焊機(jī)的工作原理相同，都能夠保證輸入功率的平穩(wěn)，使焊接回路中所產(chǎn)生的電抗阻力幾乎為零，從而增加了輸出的電流。其對設(shè)備體積和重量沒有一定的要求，且可以保證穩(wěn)定直流電流的輸出。是作為實際焊接應(yīng)用中的主流焊接技術(shù)。

1.4 三相低頻焊機(jī)

三相低頻焊機(jī)的工作原理主要是指，通過三相電網(wǎng)供電，使輸出的電流的頻率低于正常的工頻頻率。由于是三相供電，所以電流相對穩(wěn)定，輸出功率比較高，在焊接過程中的功率耗損也比較少。但因為其對于變壓器設(shè)備體積和重量都有很大的要求，且因為焊機(jī)技術(shù)是屬于低頻焊接，所以焊接的生產(chǎn)率非常低，所以應(yīng)用面比較窄，且逐步被替代。

2 中頻直流焊機(jī)

中頻直流焊機(jī)是在逆變式焊機(jī)的基礎(chǔ)上演變而來的。其工作原理是將三相交流電通過全波整流形成高頻交流電，通過直流斬波技術(shù)，將其轉(zhuǎn)變成中頻（500 V/1000 Hz）電源，以確保焊接直流電流的輸出。而梅達(dá)焊接設(shè)備就是應(yīng)用中頻直流焊機(jī)來保證焊接電流在焊接過程中的有效進(jìn)行。其中頻直流焊機(jī)具有焊接效果好，直流穩(wěn)定性高，節(jié)能，設(shè)備體積較小，且焊接工作高效等特點(diǎn)?？梢哉f，中頻直流焊機(jī)將會在焊接領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

3 梅達(dá)焊接控制器

本文將針對MF5-CW-DN梅達(dá)焊接控制器來做研究，MF5-CW-DN因為專業(yè)的技術(shù)和合理的價格以及品質(zhì)的優(yōu)良而成為市場上焊接控制器應(yīng)用的主流。

其梅達(dá)焊接控制器的主要組件構(gòu)成是包括：時調(diào)器單元、斷路器、隔離接觸器、充電組、控制變壓器和逆變器組成。

3.1 時調(diào)器單元

當(dāng)時調(diào)器單元接收到焊接命令以后，根據(jù)焊接命令對焊接順序的規(guī)定進(jìn)行順序執(zhí)行。當(dāng)整流直流電電流穩(wěn)定后，給逆變器MFDC信號，MFDC做好焊接前的準(zhǔn)備，MFDC將準(zhǔn)備好的信號IRTW激活，促使時調(diào)器單元給MFDC發(fā)送焊接信號，于是MFDC對整流直流電進(jìn)行逆變處理，經(jīng)過變壓器形成雙頻直流電流輸出。當(dāng)焊接的過程完成時，時調(diào)器單元在執(zhí)行完焊接順序指令后，將斷開，然后接觸到變壓器的隔離接觸器上。

在時調(diào)器單元工作過程會需要MFDC的配合，所以如果在這個焊接順序指令執(zhí)行過程中出現(xiàn)問題，則有可能是時調(diào)器單元自身存在故障隱患，或者是MFDC存在故障隱患。

3.2 斷路器

針對于整個控制器系統(tǒng)故障問題的保護(hù)作用，斷路器會在發(fā)生故障時能夠及時的將電源與與之連接的各個組件進(jìn)行安全斷開的一種方式。對于焊接回路的尺寸要求，是基于MFDC的容量和應(yīng)用的要求。而MFDC的尺寸又直接的影響著斷路器的電流容量，需要MFDC與斷路器要相稱才可以。

在斷路器斷電以后的幾分鐘需要格外注意，即便電源被斷電了，但在MFDC仍可能會存在著電壓。所以需要在斷路器斷電以后，也要及時的切斷整流直流電的電壓，以去報在對于控制器的檢測和維修。

3.3 隔離接觸器

在MFDC之后，能夠?qū)崿F(xiàn)向變壓器提供電源并能夠斷開變壓器電源的設(shè)備，就是隔離接觸器。

3.4 充電組

充電組負(fù)責(zé)將電源提供給MFDC，所以不同的MFDC有相應(yīng)不同的充電組，需要好好進(jìn)行選擇。一旦充電組接收到充電信號后，將會持續(xù)的為MFDC提供充電電容，直到MFDC被關(guān)閉，或是MFDC發(fā)生故障，而停止充電信號對充電組的作用。

3.5 控制變壓器

控制變壓器，顧名思義是在接受到統(tǒng)一的電壓后對各個接通組件進(jìn)行變壓處理，以提供給各個組件所需的電壓。其控制變壓器的電壓是由斷路器為其提供的。

3.6 MFDC

在整個梅達(dá)焊接控制器中，MFDC的作用是非常重要的。MFDC主要是由調(diào)節(jié)板、充電組、放電電阻和電容器、熱保護(hù)開關(guān)以及IGBT構(gòu)成。當(dāng)時調(diào)器單元對MFDC發(fā)出焊接信號時，需要調(diào)節(jié)板對時調(diào)器單元所發(fā)出的的信號進(jìn)行判斷從而進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在這個過程中會觸發(fā)IGBT，IGBT是絕緣門雙極晶體管，也是電子開關(guān)。當(dāng)絕緣們雙極晶體管受到觸發(fā)則根據(jù)信號的信息來控制斷路器對變壓器提供的電源。其不但能控制電源輸入輸出也能夠控制電流經(jīng)過變壓器所需要的時間，調(diào)節(jié)板會對于IGBT的這個行為進(jìn)行檢測，以保證IGBT的工作能夠有效的完成。在MFDC中需要針對溫度問題設(shè)置熱保護(hù)開關(guān)，以防止因為溫度過高的原因而促使MFDC發(fā)生故障或是損壞。設(shè)置熱保護(hù)開關(guān)可以在溫度過高時及時跳閘，是MFDC停止工作。

4 梅達(dá)焊接控制器的特點(diǎn)

梅達(dá)焊接控制器可以通過接口與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，促使數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行有效的記錄、更新、編輯、備份等的作用。也就說，形成了計算機(jī)與梅達(dá)焊接控制器的關(guān)聯(lián)性。通過上（計算機(jī)）下（控制器）進(jìn)行信息的相互相工作，在梅達(dá)焊接控制器中有離散式I/O接口，可用來進(jìn)行串行通訊的配置。而對于控制器來來說，它是一個多模塊設(shè)計的控制器，它有多任務(wù)模塊設(shè)計、數(shù)字控制模塊設(shè)計和檢測模塊設(shè)計、串行通訊模塊、模擬量模塊和離散式I/O模塊等。這種多模塊的設(shè)計能夠方便于日后的維護(hù)。而在檢測模塊當(dāng)中，C系數(shù)監(jiān)測功能更是為后期維護(hù)所設(shè)計的，它主要具備預(yù)警的功能，及時的讓用戶了解控制器情況以便及時作出反映。對于回路線路的老化問題也能夠得到相應(yīng)的監(jiān)測結(jié)果，以方便及時的維護(hù)，為下次的使用做提前準(zhǔn)備。其次，梅達(dá)焊接控制器還具備獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)電壓等待功能，能夠?qū)λ桦妷哼M(jìn)行數(shù)值設(shè)定，在電壓沒有達(dá)到設(shè)定數(shù)值的時候會進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)等待，直到電壓達(dá)到設(shè)定數(shù)值才進(jìn)行焊接工作，這不但可以保證焊接的高效穩(wěn)定性性，也可以保證電壓的安全性。

5 結(jié)語

梅達(dá)焊機(jī)運(yùn)用先進(jìn)的雙拼直流焊機(jī)進(jìn)行焊接工作，可以有效的提高焊接工作的質(zhì)量，保證焊接電流的穩(wěn)定性。而梅達(dá)焊接控制器則對于整個的焊接過程進(jìn)行控制，通過其獨(dú)有的網(wǎng)絡(luò)電壓等待功能和多模塊化的設(shè)計以及C系數(shù)監(jiān)測功能對于整個焊接過程提供的安全保障、技術(shù)保障和維護(hù)保障，使焊接工作更加的完善。

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