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一种信号隔离接口电路及一种氩弧焊机

阅读:83发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种信号隔离接口电路及一种氩弧焊机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 信号 隔离 接口 电路 及一种氩弧焊机,连接器传输氩弧 焊枪 的 控制信号 ,并由微 控制器 采样 控制信号、根据控制信号的物理参数判断氩弧焊枪的类型和切换自身的信号管脚的功能,以使信号管脚实时接收氩弧焊枪的控制信号,由光耦传输电路接收经 微控制器 进行 信号处理 后的控制信号,并输出至主控制电路,以使主控制电路根据控制信号相应调节氩弧焊枪的工作参数。上述的信号隔离接口电路及氩弧焊机,通过微控制器识别氩弧焊枪的类型并相应调整自身信号管脚的功能以顺利接收不同氩弧焊枪输出的不同类型的控制信号,使同一个氩弧焊机可兼容不同类型的氩弧焊枪,减少了采购氩弧焊机的成本,实用性高;且无需集成多个不同的功能处理单元,电路结构简单。,下面是一种信号隔离接口电路及一种氩弧焊机专利的具体信息内容。

1.一种信号隔离接口电路,其特征在于,包括:
连接不同类型的氩弧焊枪,被配置为接入所述氩弧焊枪的控制信号的连接器;
具有多个信号管脚,与所述连接器连接,被配置为根据所述控制信号的物理参数判断所述氩弧焊枪的类型,并相应切换多个所述信号管脚的功能,以使多个所述信号管脚实时接收所述氩弧焊枪的控制信号并进行信号处理的微控制器;以及
与所述微控制器连接,被配置为将信号处理后的所述控制信号传输至主控制电路,以使所述主控制电路根据所述控制信号相应调节所述氩弧焊枪的工作参数的光耦传输电路。
2.如权利要求1所述的信号隔离接口电路,其特征在于,所述连接器为五孔连接器,所述五孔连接器的第一孔位、第二孔位、第三孔位及第四孔位用于接入所述控制信号,所述五孔连接器的第五孔位接地。
3.如权利要求2所述的信号隔离接口电路,其特征在于,所述第一孔位、所述第二孔位及所述第三孔位分别对应的信号线均为复用信号线,所述复用信号线被配置为传输所述控制信号至所述微控制器,以使所述微控制器根据所述控制信号切换多个所述信号管脚的功能。
4.如权利要求1所述的信号隔离接口电路,其特征在于,所述光耦传输电路包括:
耦合器、第一电阻以及第二电阻;
所述第一电阻的第一端连接所述微控制器,所述第一电阻的第二端连接所述光耦合器的信号输入端,所述光耦合器的信号输出端与所述第二电阻的第一端共接后连接所述主控制电路,所述第二电阻的第二端接地。
5.如权利要求1所述的信号隔离接口电路,其特征在于,所述光耦传输电路包括:
光耦合器、第三电阻、第四电阻以及PNP三极管
所述光耦合器包括发光二极管和光敏三极管;
所述PNP三极管的基极连接所述微控制器,所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端共接并接入第一直流电源信号,所述第三电阻的第二端连接所述发光二极管阳极,所述第四电阻的第二端连接所述PNP三极管的基极;
所述发光二极管的阴极连接所述PNP三极管的发射极,所述PNP三极管的集电极接地;
所述光敏三极管的集电极接入第二直流电源信号,所述光敏三极管的集电极连接所述主控制电路并接地。
6.如权利要求1所述的信号隔离接口电路,其特征在于,还包括:
连接在所述连接器与所述微控制器之间,被配置为进行防静电保护和防浪涌保护的接口保护电路。
7.如权利要求6所述的信号隔离接口电路,其特征在于,还包括:
连接在所述接口保护电路与所述微控制器之间,被配置为对所述控制信号进行滤波处理后输出至所述微控制器的滤波电路。
8.如权利要求1所述的信号隔离接口电路,其特征在于,多个所述信号管脚的功能均包括信号采样、信号输入及信号输出。
9.如权利要求1所述的信号隔离接口电路,其特征在于,每个所述氩弧焊枪的控制方式为采用一个功能按键和一个电位器调节旋钮进行控制,或者采用一个功能按键和一个数字编码器调节旋钮进行控制,或者采用多个功能按键进行控制中的任意一种。
10.一种氩弧焊机,其特征在于,包括:
如权利要求1至9任一项所述的信号隔离接口电路;和
与所述信号隔离接口电路连接的所述主控制电路,所述主控制电路根据所述控制信号相应调节所述氩弧焊枪的工作参数。

说明书全文

一种信号隔离接口电路及一种氩弧焊机

技术领域

[0001] 本发明属于焊接技术领域,尤其涉及一种信号隔离接口电路及一种氩弧焊机。

背景技术

[0002] 焊接时,氩弧焊机与氩弧焊枪必须配套使用。目前,为了满足焊工在工作过程中对氩弧焊机进行多种功能的远程控制的需求,例如参数调节、参数选择等,许多氩弧焊枪生产厂家研发了各种多功能的、控制方式各不相同的氩弧焊枪,市面上常用的两种氩弧焊枪为:具有四个功能按键的氩弧焊枪、具有一个功能按键和一个电位器调节旋钮的氩弧焊枪。因此,需要对氩弧焊机的接口电路进行改进,使得氩弧焊机可以兼容不同类型的氩弧焊枪。目前,传统的接口电路存在以下问题:1、由于不同类型的氩弧焊枪的信号接头针脚定义不同,设计接口时为了兼容两种类型甚至更多类型的氩弧焊枪,所使用的接口线缆芯数和针脚数量多(请参阅图2),从而导致接口的设计成本高、装配复杂;2、传统的接口电路为了兼容两种功能的氩弧焊枪,需分别设计两种功能处理单元(请参阅图1),电路设计复杂、使用器件种类多、数量多;3、由于不同类型的氩弧焊枪输出的信号类型不同,经功能处理单元处理后的信号也相应不同,例如对于A功能的氩弧焊枪,功能处理单元处理后得到电平信号,对于B功能的氩弧焊枪,功能处理单元处理后得到模拟信号,导致控制电路中的信号种类多,信号处理复杂,控制电路的成本偏高;4、氩弧焊机无法自动识别氩弧焊枪的类型,因此需要信号接口多预留一个针脚,通过将氩弧焊枪的控制线插头对应的针脚接入电平高低来识别出使用的氩弧焊枪的类型,导致不同功能的氩弧焊枪连接器插头无法统一,氩弧焊枪接口连接器针脚数多,成本高。
[0003] 因此,传统的接口电路方案中存在着需要针对不同类型的氩弧焊枪相应在接口电路中集成多个不同的功能处理单元而导致的电路设计复杂、使用器件种类和数量多的问题。

发明内容

[0004] 有鉴于此,本发明实施例提供了一种信号隔离接口电路及一种氩弧焊机,旨在解决传统的接口电路方案中存在着需要针对不同类型的氩弧焊枪相应在接口电路中集成多个不同的功能处理单元而导致的电路设计复杂、使用器件种类和数量多的问题。
[0005] 本发明实施例的第一方面提供了一种信号隔离接口电路,包括:
[0006] 连接不同类型的氩弧焊枪,被配置为接入所述氩弧焊枪的控制信号的连接器;
[0007] 具有多个信号管脚,与所述连接器连接,被配置为根据所述控制信号的物理参数判断所述氩弧焊枪的类型,并相应切换多个所述信号管脚的功能,以使多个所述信号管脚实时接收所述氩弧焊枪的控制信号并进行信号处理的微控制器;以及
[0008] 与所述微控制器连接,被配置为将信号处理后的所述控制信号传输至主控制电路,以使所述主控制电路根据所述控制信号相应调节所述氩弧焊枪的工作参数的光耦传输电路。
[0009] 进一步的,所述连接器为五孔连接器,所述五孔连接器的第一孔位、第二孔位、第三孔位及第四孔位用于接入所述控制信号,所述五孔连接器的第五孔位接地。
[0010] 进一步的,所述第一孔位、所述第二孔位及所述第三孔位分别对应的信号线均为复用信号线,所述复用信号线被配置为传输所述控制信号至所述微控制器,以使所述微控制器根据所述控制信号切换多个所述信号管脚的功能。
[0011] 进一步的,所述光耦传输电路包括:
[0012] 光耦合器、第一电阻以及第二电阻;
[0013] 所述第一电阻的第一端连接所述微控制器,所述第一电阻的第二端连接所述光耦合器的信号输入端,所述光耦合器的信号输出端与所述第二电阻的第一端共接后连接所述主控制电路,所述第二电阻的第二端接地。
[0014] 进一步的,所述光耦传输电路包括:
[0015] 光耦合器、第三电阻、第四电阻以及PNP三极管
[0016] 所述光耦合器包括发光二极管和光敏三极管;
[0017] 所述PNP三极管的基极连接所述微控制器,所述第三电阻的第一端和所述第四电阻的第一端共接并接入第一直流电源信号,所述第三电阻的第二端连接所述发光二极管阳极,所述第四电阻的第二端连接所述PNP三极管的基极;
[0018] 所述发光二极管的阴极连接所述PNP三极管的发射极,所述PNP三极管的集电极接地;所述光敏三极管的集电极接入第二直流电源信号,所述光敏三极管的集电极连接所述主控制电路并接地。
[0019] 进一步的,所述信号隔离接口电路还包括:
[0020] 连接在所述连接器与所述微控制器之间,被配置为进行防静电保护和防浪涌保护的接口保护电路。
[0021] 进一步的,所述信号隔离接口电路还包括:
[0022] 连接在所述接口保护电路与所述微控制器之间,被配置为对所述控制信号进行滤波处理后输出至所述微控制器的滤波电路。
[0023] 进一步的,多个所述信号管脚的功能均包括信号采样、信号输入及信号输出。
[0024] 进一步的,每个所述氩弧焊枪的控制方式为采用一个功能按键和一个电位器调节旋钮进行控制,或者采用一个功能按键和一个数字编码器调节旋钮进行控制,或者采用多个功能按键进行控制中的任意一种。
[0025] 本发明实施例的第二方面提供了一种氩弧焊机,包括:
[0026] 上述的信号隔离接口电路;和
[0027] 连接所述第二连接器的所述主控制电路,所述主控制电路根据所述控制信号相应调节所述氩弧焊枪的工作参数。
[0028] 上述的一种信号隔离接口电路及一种氩弧焊机,通过微控制器识别氩弧焊枪的类型并相应调整自身信号管脚的功能以顺利接收不同氩弧焊枪输出的不同类型的控制信号,使同一个氩弧焊机可兼容不同类型的氩弧焊枪,减少了采购氩弧焊机的成本,实用性高;且无需集成多个不同的功能处理单元,电路结构简单。附图说明
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,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发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030] 图1为传统的接口电路的结构示意图;
[0031] 图2为传统的接口电路中连接器的结构图;
[0032] 图3为本发明第一实施例提供的一种信号隔离接口电路的结构示意图;
[0033] 图4为图3所示的信号隔离接口电路的示例电路原理图;
[0034] 图5为图3所示的信号隔离接口电路中连接器的结构图;
[0035] 图6为本发明第二实施例提供的一种信号隔离接口电路的结构示意图;
[0036] 图7为本发明第三实施例提供的一种信号隔离接口电路的结构示意图;
[0037] 图8为本发明第四实施例提供的一种信号隔离接口电路的结构示意图;
[0038] 图9为图8所示的信号隔离接口电路的示例电路原理图;
[0039] 图10为图1所示的信号隔离接口电路中光耦传输电路的示例电路原理图;
[0040] 图11为本发明第五实施例提供的一种氩弧焊机的结构示意图。

具体实施方式

[0041] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0042] 请参阅图3,为本发明第一实施例提供的一种信号隔离接口电路的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0043] 一种信号隔离接口电路,包括连接器CN1、微控制器10以及光耦传输电路20。
[0044] 其中,连接器CN1接入氩弧焊枪,微控制器10通过信号线与连接器CN1连接,光耦传输电路20与微控制器10连接。
[0045] 连接器CN1被配置为接入氩弧焊枪的控制信号。
[0046] 微控制器10具有至少一个采样管脚和多个信号管脚,采样管脚的引出线与至少其中一个信号管脚的引出线共接,用于采样该共接的信号管脚的引出线上至少一个点的电压值,微控制器10的采样管脚根据采样到的电压值的电平变化,判断接入的氩弧焊枪的类型,由于该电压值的电平变化反映了接入的控制信号的的不同,因此定义该电压值为控制信号的物理参数。例如,采样到电压值分别为4.3V和3V时,分别接入的氩弧焊枪的类型不相同。
[0047] 微控制器10用于根据控制信号的物理参数判断氩弧焊枪的类型,并相应切换多个信号管脚的功能,以使多个信号管脚实时接收氩弧焊枪的控制信号并进行信号处理后输出给光耦传输电路20。
[0048] 光耦传输电路20被配置为接收信号处理后的控制信号,并通过连接器CN2将控制信号输出至主控制电路100,以使主控制电路100根据控制信号相应调节氩弧焊枪的工作参数。
[0049] 具体地,上述的信号隔离接口电路设置于氩弧焊机内,氩弧焊枪通过连接器CN1与氩弧焊机进行连接,工作人员通过操作氩弧焊枪上的人机交互,使得氩弧焊枪产生控制信号并通过连接器CN1传输至微控制器10,微控制器10首先采样该控制信号以对氩弧焊枪的类型进行识别,再相应根据氩弧焊枪的类型切换自身的信号管脚的功能,从而多个信号管脚可实时接收氩弧焊枪的控制信号,微控制器10在对接收到的控制信号进行信号处理后,输出至光耦传输电路20,由光耦传输电路20将之通过连接器CN2输出至氩弧焊机的主控制电路100,主控制电路100根据控制信号相应调节氩弧焊枪的工作参数,最终达到使氩弧焊枪按照工作人员的实际工作需要调整氩弧焊枪的工作状态的效果。工作参数包括但不限于工作电流、工作时长、推电流、交流频率、脉冲频率以及脉冲宽度中的任意组合。
[0050] 本实施例提供的信号隔离接口电路,通过微控制器10识别氩弧焊枪的类型相应调整自身信号管脚的功能以顺利接收不同氩弧焊枪输出的不同类型的控制信号,使得同一个氩弧焊机可兼容不同类型的氩弧焊枪,大大减少了采购氩弧焊机的成本,实用性高;且无需集成多个不同的功能处理单元,电路结构简单。
[0051] 微控制器10的采样管脚采样到的物理参数处于第一预设范围时,微控制器10判断氩弧焊枪采用多个功能按键进行控制;当微控制器10的采样管脚采样到的物理参数处于第二预设范围时,微控制器10判断氩弧焊枪采用一个功能按键和一个电位器调节旋钮进行控制。
[0052] 具体地,目前,市面上有多种控制方式各不相同的氩弧焊枪,控制方式的不同表现为氩弧焊枪的人机交互模块的不同,氩弧焊枪控制方式的不同表征其类型不同。可选的,本实施例中采用的氩弧焊枪的控制方式为采用一个功能按键和一个电位器调节旋钮进行控制(人机交互模块为一个功能按键和一个电位器调节旋钮),或者采用一个功能按键和一个数字编码器调节旋钮进行控制(人机交互模块为一个功能按键和一个数字编码器调节旋钮),或者采用多个功能按键进行控制(人机交互模块为多个功能按键)中的任意一种,也可以是采用其它人机交互模块实现控制的氩弧焊枪。
[0053] 微控制器10具有至少一个采样管脚,采样管脚通过连接器CN1与接入的氩弧焊枪进行连接,采样管脚用于对电压值进行采样,具体为:连接器CN1未接入任何类型的氩弧焊枪时,采样管脚具有一定的电位,接入氩弧焊枪后,采样管脚的电位发生变化,接入的氩弧焊枪的类型不同,其控制方式也不同,其所输出的控制信号也不相同,因此采样管脚的电位变化程度也不相同,微控制器10通过分析采样管脚的电位变化程度识别出氩弧焊枪的类型。
[0054] 在其它可选实施例中,物理参数还可以是控制信号的类型,即采样管脚通过通过采样控制信号,由微控制器10分析该控制信号是模拟信号还是数字信号,从而判断氩弧焊枪的类型,当分析到该控制信号为数字信号时,微控制器10判定接入的氩弧焊枪为通过显示屏进行数控的氩弧焊枪。
[0055] 通过在氩弧焊机中设置本实施例提供的信号隔离接口电路,使得氩弧焊机可分别与多种类型的氩弧焊枪配套使用,大大降低了采购多种氩弧焊机的成本,实用性高;信号隔离接口电路通过采样和分析控制信号从而实现自动识别氩弧焊机的类型,并自动切换微控制器10的信号管脚的功能,无需人工进行切换,方便快捷。
[0056] 请参阅图4,为图3所示的信号隔离接口电路的示例电路原理图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0057] 在一可选实施例中,上述的微控制器10采用单片机U1实现,还包括去耦电容C1。单片机U1具有八个管脚,其中第2管脚、第4管脚、第5管脚及第6管脚均为信号管脚,第7管脚为采样管脚;第1管脚接地,第8管脚为电源管脚,接+5V电源;第3管脚为信号输出管脚,连接光耦传输电路20,第3管脚用于输出经微控制器10进行信号处理后的控制信号至光耦传输电路20。
[0058] 微控制器10对控制信号进行信号处理具体是指将多个信号管脚接收到的控制信号转换为数字信号并打包,再以信息的形式经第3管脚发送给光耦传输电路20。微控制器10内部具有模数转换电路。
[0059] 具体地,单片机U1的采样管脚和多个信号管脚均为I/O管脚,均具备信号采样、信号输入及信号输出的功能。微控制器10根据接入的氩弧焊枪的类型相应切换多个信号管脚的功能。本实施例中,第7管脚的功能固定为信号采样。
[0060] 氩弧焊枪可输出多种控制信号,多种控制信号分别通过连接器CN1输出至微控制器10的第2管脚、第4管脚、第5管脚、第6管脚以及第7管脚。
[0061] 单一或组合的控制信号可以用于多种焊接参数选择和参数调节、焊接过程控制,可供选择的参数包括但不限于前送气时间、起始电流、上升时间、焊接电流、衰减时间、收弧电流、后送气时间、交流频率、清理宽度、脉冲频率及脉冲宽度中的一种或多种,控制信号的控制效果包括但不限于焊接过程启动或停止、焊接过程状态切换、改变焊接参数的大小。
[0062] 采用不同控制方式的氩弧焊枪,其输出的控制信号的类型也不相同。通过单片机U1的第7管脚对控制信号进行采样以自动识别氩弧焊枪的类型,并自动切换第2管脚、第4管脚、第5管脚以及第7管脚的功能,从而使上述的几个信号管脚顺利接收由接入的氩弧焊枪输出的控制信号,无需人工进行切换,方便实用,内置该信号隔离接口电路的氩弧焊机通用性强。
[0063] 在一可选实施例中,上述的光耦传输电路20包括光耦合器UA1、第一电阻R6以及第二电阻R12。
[0064] 其中,第一电阻R6的第一端连接微控制器10,第一电阻R6的第二端连接光耦合器UA1的信号输入端,光耦合器UA1的信号输出端与第二电阻R12的第一端共接后连接主控制电路100,第二电阻R12的第二端接地。
[0065] 光耦合器UA1由一个发光二极管和一个光敏三极管封装而成,发光二极管的阳极作为光耦合器UA1的信号输入端,光敏三极管的发射极作为光耦合器UA1的信号输出端。控制信号输入光耦合器UA1后,转换为光信号进行传输,再转换为电信号输出,从而实现了信号隔离,避免负载及后端电路与前端的主控制电路100之间比相互干扰,稳定性高。
[0066] 本实施例提供的光耦传输电路20,通过单一的光耦合器UA1进行信号传输,而无需多个光耦合器UA1分别传输多种控制信号,减少了电路中的元器件,电路结构简单,缩减了电路板所占空间,降低了成本。
[0067] 如图4所示,单片机U1的第7管脚的引出线与第6管脚的引出线共接,因此第7管脚作为采样管脚,采样的是第1孔位接入的控制信号所对应的物理参数。
[0068] 请参阅图5,为图3所示的信号隔离接口电路中连接器CN1的结构图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0069] 在一可选实施例中,连接器CN1为五孔连接器,五孔连接器具有第一孔位、第二孔位、第三孔位、第四孔及第五孔位共五个孔位(图4、图5及图8所示连接器CN1中分别采用1、2、3、4、5表示这五个孔位)。
[0070] 结合图4和图5可知,第一孔位连接单片机U1的第6管脚和第7管脚,第二孔位连接单片机U1的第5管脚,第三孔位连接单片机U1的第4管脚,第四孔位连接单片机U1的第2管脚。五孔连接器的第一孔位、第二孔位、第三孔位及第四孔位用于传输控制信号,第五孔位接地。单片机U1的第7管脚采样的控制信号是由第一孔位输入的,在其它可选实施例中,还可以设置第7管脚采样第二孔位、第三孔位或第四孔位中的任意一个孔位输入的控制信号。
[0071] 为了识别不同类型的氩弧焊枪,目前的解决办法通常是在连接器上多预留一个针脚/孔位,用于连接氩弧焊枪的控制线插头对应的孔位/针脚,通过检测针脚/孔位的电平高低识别出接入的氩弧焊枪的类型,而本实施例提供的连接器CN1无需预留孔位用于识别氩弧焊枪的类型,识别工作由微控制器10执行,节省了成本。
[0072] 本实施例采用的五孔连接器既可以是圆形的也可以是长条形的,五个孔位可以排列成五星形,也可以排列成一排,或者分两排、三排甚至四排进行排列,五个孔位的排列方式并不影响其功能。
[0073] 在一可选实施例中,第一孔位、第二孔位及第三孔位分别对应的信号线均为复用信号线,复用信号线被配置为传输控制信号至微控制器10,以使微控制器10根据控制信号切换多个信号管脚的功能。
[0074] 复用信号线的复用功能体现在:连接器CN1先后接入类型不同的氩弧焊枪时,先后经第一孔位传输的控制信号也不相同、先后经第二孔位传输的控制信号也不相同、先后经第三孔位传输的控制信号也不相同,但是复用信号线均可分别对输入的控制信号进行输送。
[0075] 以下根据表1举例说明复用信号线的复用功能:
[0076]
[0077] 表1
[0078] 如表1,A氩弧焊枪采用四个功能按键进行参数选择和参数调节,B氩弧焊枪采用一个功能按键和一个电位器调节旋钮进行参数调节。
[0079] 当连接器CN1连接A氩弧焊枪时,第一孔位、第二孔位及第三孔位以及这三个孔位对应的复用信号线分别用于传输参数+信号、参数选择信号以及参数-信号至微控制器10的第6管脚、第5管脚以及第4管脚,这三个信号分别由A氩弧焊枪的三个功能按键产生并输出,第四个功能按键用于产生并输出枪开关信号。
[0080] 参数选择信号用于选择需要调节的工作参数,可供选择的参数包括但不限于前送气时间、起始电流、上升时间、焊接电流、衰减时间、收弧电流、后送气时间、交流频率、清理宽度、脉冲频率及脉冲宽度中的一种或多种,控制信号的控制效果包括但不限于焊接过程启动或停止、焊接过程状态切换、改变焊接参数的大小。工作人员通过功能按键进行参数选择后,再通过另两个功能按键调节所选参数的大小,产生参数+信号以使被选定的参数增大,或产生参数-信号以使被选定的参数减小。A氩弧焊枪的第四个功能按键输出枪开关信号至第四孔位,并由连接器CN1传输至微控制器10的第2管脚,枪开关信号用于控制氩弧焊枪焊接过程的多种焊接状态模式切换,还用于控制氩弧焊枪焊接过程的启动或停止。
[0081] 当连接器CN1连接B氩弧焊枪时,第一孔位、第二孔位及第三孔位以及这三个孔位对应的复用信号线分别用于传输电位器高端信号、电位器低端信号以及电位器抽头信号,微控制器10的第6管脚接收电位器高端信号,第4管脚接收电位器低端信号,第5管脚采样电位器抽头的信号,电位器高端信号、电位器低端信号以及电位器抽头信号均为电压信号,它们的值随着电位器调节旋钮的转动而相应发生变化。B氩弧焊枪的功能按键输出枪开关信号至第四孔位,并由连接器CN1传输至微控制器10的第2管脚,枪开关信号用于控制氩弧焊枪焊接过程的多种焊接状态模式切换,还用于控制氩弧焊枪焊接过程的启动或停止。
[0082] 本实施例提供的信号隔离接口电路,由微控制器10通过采样控制信号进行分析、识别氩弧焊枪的类型,并相应调整各个信号管脚的功能,通过复用信号线传输不同类型的氩弧焊枪输出的不同的控制信号,使得一个氩弧焊机能够兼容各种不同类型的氩弧焊枪,减少了至少一半信号线;使用单一的微控制器10进行信号采样、类型识别、信号接收以及信号处理,节约了物料成本。
[0083] 可选的,连接器CN1可以为至少五针的连接器,具有至少五个针脚。
[0084] 请参阅图6,为本发明第二实施例提供的一种信号隔离接口电路的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0085] 在一可选实施例中,上述的信号隔离接口电路还包括接口保护电路30。接口保护电路30连接在连接器CN1与微控制器10之间,被配置为进行防静电保护和防浪涌保护。
[0086] 具体地,接口保护电路30接机壳地,将静电引至地,以避免静电损坏电路及氩弧焊机。
[0087] 请参阅图7,为本发明第三实施例提供的一种信号隔离接口电路的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0088] 在一可选实施例中,上述的信号隔离接口电路还包括滤波电路40,滤波电路40连接在接口保护电路30与微控制器10之间,被配置为对控制信号进行滤波处理后输出至微控制器10。
[0089] 具体地,滤波电路40将控耦合在制信号中高频高压信号进行旁路抗干扰和低通滤波后输出给微控制器10。
[0090] 请参阅图8,为本发明第四实施例提供的一种信号隔离接口电路的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0091] 在一可选实施例中,图3所示的信号隔离接口电路还包括接口保护电路30和滤波电路40,接口保护电路30和滤波电路40均连接在微控制器10与连接器CN1相互连接的信号线之间,接口保护电路30被配置为进行防静电保护和防浪涌保护,滤波电路40被配置为对控制信号进行滤波处理后输出至微控制器10。
[0092] 请参阅图9,为图8所示的信号隔离接口电路的示例电路原理图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0093] 在一可选实施例中,上述的接口保护电路30包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、瞬态抑制二极管Z1、瞬态抑制二极管Z2、瞬态抑制二极管Z3以及瞬态抑制二极管Z4。
[0094] 电容C7、电容C8、电容C9、电容C10及电容C11的一端接机壳地,将静电引入大地;瞬态抑制二极管Z1、瞬态抑制二极管Z2、瞬态抑制二极管Z3以及瞬态抑制二极管Z4反接在各信号线上,用于防止瞬态电流损坏微控制器10。
[0095] 在一可选实施例中,上述的滤波电路40包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5以及电容C6。电阻R1和电容C2、电阻R2和电容C3、电阻R3和电容C4、电阻R4和电容C5、电阻R5和电容C6分别组成RC滤波电路40,将各信号线上的控制信号中耦合的高频高压信号进行旁路抗干扰和低通滤波。
[0096] 如图9所示,电阻R1的第一端连接单片机U1的第7管脚,即采样管脚;电阻R1的第二端连接在电阻R2与电阻R7的连接线上,因此,单片机U1的第7管脚采样的是电阻R2与电阻R7之间的电压值,接入的氩弧焊枪的类型不同,第一孔位接入的控制信号不同,相应的电阻R2与电阻R7的连接点处的电压值会发生电平变化,单片机U1的第7管脚作为采样管脚对该连接点的电压值进行采样,并相应判断氩弧焊枪的类型。本实施例中,电阻R2与电阻R7的连接点处的电压值作为与控制信号相关的物理参数之一,用于供单片机U1判断氩弧焊枪的类型。
[0097] 请参阅图10,为图1所示的信号隔离接口电路中光耦传输电路的示例电路原理图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0098] 在一可选实施例中,光耦传输电路20包括光耦合器UA2、第三电阻R12、第四电阻R13以及PNP三极管Q4。
[0099] 光耦合器UA2包括发光二极管和光敏三极管。
[0100] 其中,PNP三极管Q4的基极连接微控制器,第三电阻R12的第一端和第四电阻R13的第一端共接并接入第一直流电源信号,第三电阻R12的第二端连接发光二极管的阳极,第四电阻R13的第二端连接PNP三极管Q4的基极。
[0101] 发光二极管的阴极连接PNP三极管Q4的发射极,PNP三极管Q4的集电极接地;光敏三极管的集电极接入第二直流电源信号,光敏三极管的集电极连接主控制电路并接地。
[0102] 具体地,第一直流电源信号和第二直流电源信号均为+5V直流电信号,第一直流电源信号和第二直流电源信号既可由同一电源提供,也可由不同电源提供。
[0103] 本实施例提供的光耦传输电路20,通过单一的光耦合器UA2进行信号传输,而无需多个光耦合器UA2分别传输多种控制信号,减少了电路中的元器件,电路结构简单,缩减了电路板所占空间,降低了成本。
[0104] 请参阅图11,为本发明第五实施例提供的一种氩弧焊机的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
[0105] 如上述的信号隔离接口电路和主控制电路100。具体地,主控制电路100通过连接器CN2与信号隔离接口电路连接,主控制电路100根据控制信号相应调节氩弧焊枪的工作参数。
[0106] 综上所述,本发明实施例提供了一种信号隔离接口电路,通过微控制器识别氩弧焊枪的类型并相应调整自身信号管脚的功能以顺利接收不同氩弧焊枪输出的不同类型的控制信号,使得同一个氩弧焊机可兼容不同类型的氩弧焊枪,大大减少了采购氩弧焊机的成本,实用性高;且无需集成多个不同的功能处理单元,电路结构简单。
[0107] 在本文对各种电路和装置描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解,实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中,详细描述了公知的操作、部件和元件,以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解,在本文和所示的实施方式是非限制性例子,且因此可认识到,在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。
[0108] 以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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