DBZ系列逆变直流电阻点焊电源是采用IGBT逆变技术、微机控制技术和现代电力电子技术开发的新型电源。该设备原理见图1。由于采用AC-DC-AC-DC的变换技术,时间控制达到毫秒级精度、控制响应和控制精度大大提高;电流闭环反愦, 直流输出(图2)使焊接工艺性显著改善;逆变技术还使设备具有小型、节能高效等一系列优点;微控制器(MCU)与电子技术的采用使该设备具备现代设备的优秀功能,包括数字控制、监控、故障诊断与保护、数据传输等,设备功能齐全、灵活方便、适应面广。该类设备特别适合于铜、铝等有色金属材料的点焊、合金材料的点焊、精密零件的点焊和高质量产品的点焊。
图1 逆变直流电阻点焊电源原理示意图
图2 焊接电流波形
2.2 机器的特点
DBZ100AL/DT逆变式电阻焊电源的特点:
l 由微控制器(MCU)控制,具有闭环反馈电流输出控制电流、电压、功率监控功能。
l 逆变桥采用软开关技术,减小开关损耗,减小电磁干扰。
l 具有电流失常、监控值超限、网压超限、过热等故障诊断与报警功能。
l 逆变桥电流失常自动关断,增强系统保护。
l 三段加热设定,带电流缓升缓降功能,时间宽范围设定(0-999ms),适用复杂焊接过程需要。
l 三段电流均为闭环恒流控制, 控制精度为±30A, 但电流缓升缓降功能无恒流功能.
l 20组参数储存,方便多种焊接品种使用。
l 240x128 LCD显示,同时显示多种内容。
l 较强的外部通讯功能:焊接结束、故障、计数信号,便于自动焊使用。
l 2组启动输入信号(启动15组焊接参数),输出驱动2组信号,便于多机头使用。
l 数据存储采用EEPROM,无电池寿命问题。
● 响应速度快。通电时间控制周期为1ms,比通常交流焊机的20ms提高20倍。
2.3 技术参数
表1 DBZ100AL/DT基本技术参数
| 型 号 | DBZ100AL/DT |
| 额定容量(kVA) | 4 |
| 负载持续率(%) | 7 |
| 输入电压 | 220V±10%50Hz (DBZ100AL) 3~380V±10% 50Hz (DBZ100AL) |
| 输出电压(V) | 6.5 |
| 逆变频率(KHz) | 4 |
| 焊接电流(A) | 250-1200 |
| 焊接电流精度(A) | ±20 |
| 焊接循环时段 | 11 |
| 焊接脉冲数 | 3 |
| 电流缓升缓降控制 | 缓升、缓降 |
| 存储焊接规范数 | 20组 |
| 外形尺寸(mm) W×H×L | 225(宽)×345(高)×490(深) |
| 重量(kg) | 35 |
注:1. 参数如有改变,恕不另行通知。
2. 液晶显示器输入的焊接电流为标定值, 实际电流随负载而变, 但对一种负载电流变化为恒流, 精度为±20A.
3. 连接说明
电源背面(图3)有连接到电网、有输出连接。电源正面(图4)。电源开关。
图3 DBZ100AL/DT电源背面连接
电源背面连接
1-电源输入。DBZ100AL/DT 单相220V,50Hz 。
DBZ100AL/DT 3相380V,50Hz 。
特别说明:地线必须可靠连接到大地。机器自带的电源输入线中的黄绿双色线为地线,
只允许保护接地,不允许保护接零。
2-电源正负极输出。双变压器,两端为正极,中间为负极。(负极共用)
用足够截面的导电电缆可靠连接到机头。
3-控制信号插座(九芯航空(针)插座)。
用于电源的焊接状态启动
表3 控制信号插座接线说明
| 九芯航空插座编号 | 连接说明 |
| 1 | 启动信号1 |
| 5 | COM |
| 2 | 启动信号2 |
| 3 | 启动信号3 |
| 4 | 空 |
| 6 | 空 |
| 7 | 空 |
| 8 | 空 |
| 9 | 空 |
启动注释:
启动信号1时:(自动轮替启动两组焊接参数:GP:00/ GP:01)
系统先启动(GP:00)参数组来控制变压器1 的放电。变压器1 放电完毕后,
再自动启动(GP:01)参数组来控制变压器2 的放电。
[九芯航空插座(针)的①脚与⑤脚短路即可启动信号1]
启动信号2时:(单独启动一组焊接参数:GP:02)
启动(GP:02)参数组控制变压器1 的放电。
[九芯航空插座(针)的②脚与⑤脚短路即可启动信号2]
启动信号3时:(单独启动一组焊接参数:GP:03)
启动(GP:03)参数组控制变压器2 的放电。
[九芯航空插座(针)的③脚与⑤脚短路即可启动信号3]
4—信号线接口(九芯航空(孔)插座)。
用于焊机与PLC连动实现自动化控制,其连接说明见表4:
表4 信号线插座接线说明
电源正面连接(图4)
| 九芯航空插座编号 | 连接说明 |
| 1 | 故障报警信号输出 |
| 2 | +24V(DC) |
| 3 | 焊接结束信号输出 |
| 4 | +24V(DC) |
| 5 | 空 |
| 6 | 空 |
| 7 | 空 |
| 8 | 空 |
| 9 | 空 |
图4 DBZ100AL/DT电源正面和操作面板
4. 操作说明
4.1 操作面板组成及其说明
操作面板的组成见图4, 各部分的说明如下:
1-LCD显示屏。分为焊接参数屏(PP:0)、监控参数屏(PP:1)、密码屏和故障指示屏等4种显示(参见4.2)。
2-状态指示灯。包括准备好等待焊接(READY)和故障(TROUBLE)等2种状态指示。
READY 准备好等待焊接。开机,复位(RESET),RDY/SCH设为RDY时处于该状态。当确认(ENTER)键按下时,该灯闪动表明已存储数据。
TROUBLE 故障状态。当机器有故障发生时处于此状态,具体故障由LCD指示。
3-键盘。
光标的左移、右移、上移和下移键。
数字增加、减少或状态功能的改变键。
参数确认键。
复位键。故障复位;参数输入等其它状态按该键可使系统回复到READY状态。
4.2 LCD显示屏
4.2.1 显示屏及显示切换
1) 焊接参数屏
图6 焊接参数屏
焊接参数屏用于指示焊接电流和各时间参数设定值。此外还显示参数组、状态设定、计数器和监控值。
下述条件进入焊接参数屏:
a. 开机;
b. 在焊接参数屏条件下进入密码屏或故障屏时,复位RESET返回该屏;
c. 光标移至PP参数,改变该参数到0。
有关参数屏的内容,参见4.2.3 焊接参数及其显示。
2)监控参数屏
图7 监控参数屏
监控参数屏用于指示焊接电流、焊接电压和焊接功率的上下限设定值。此外还显示参数组、状态设定、计数器和监控值。
下述条件进入监控参数屏:
a. 光标移至PP参数,改变该参数到1;
b. 在监控参数屏条件下进入密码屏或故障屏时,复位RESET;
有关监控参数屏的内容,参见4.2.4 监控参数及其显示。
3) 密码屏
图8 密码屏
密码屏用于参数修改的密码输入。光标从第1位开始,每按下1个键,该位显示*号,光标移到下一位,直到输入完毕,按 确认密码。
密码的设置用于保护参数不被随意修改,除专门的参数设定人员外,不要告知密码。
该机的密码为:
在RDY状态下改变到SCH状态时,进入密码屏。密码正确进入SCH,可进行参数修改;密码不正确时,返回到RDY状态。
4)故障指示屏
图9 故障指示屏
故障指示屏用于指示机器在操作过程中出现的故障。
机器在工作过程中有故障发生时,自动进入故障显示屏。光标显示位为首先检测到的故障,故障的含义如下:
F1-电流失控
F2-电流/电压/功率高于监控上限
F3-电流/电压/功率低于监控下限
F4-电网电压过高
F5-电网电压过低
F6-电源控制器过热
F7-变压器箱过热
F8-无冷却水(需要水冷的焊接条件)
F2、F3与监控状态相对应,例如当为电流监控时(I I I),表示有电流超限。故障说明参见第6部分:一般故障处理。
4.2.2 显示屏上的状态设定按钮
显示屏上设置4个状态按钮,见图10中的ST1~ST4,分别表示RDY/SCH “准备好/参数修改”状态、ION/IOF“电流接通/电流关断”状态、I I I/UUU/PPP“监控方式”状态、SGW/CTW “单点焊/连续点焊”状态和CON-P/CON-I“恒功率焊接模式/恒电流焊接模式”状态设置。
图10 显示内容说明
显示屏上的状态设定按钮用于设定机器的状态。通过光标移动键将光标移到相应按钮的位置,用 键更改状态设定。
各状态设定的含义如下:
1)RDY/SCH “准备好/参数修改”状态
RDY——准备好状态。可以进行焊接。
SCH——参数修改状态。可以修改焊接参数和监控参数。此状态下不能启动焊接。
2)ION/IOF“电流接通/电流关断”状态
ION——焊接电流接通。正常焊接状态采用。
IOF——焊接电流切断。调整焊接压力或修整电极时,采用该功能避免损坏零件或工具。
3)SGW/CTW “单点焊/连续点焊”状态
SGW——单点焊状态。每次启动焊接开关只能进行一次焊接,松开后再启动才能进行下一次焊接。
CTW——连续点焊状态。保持焊接启动开关闭合,机器按时间设定不断地循环焊接。注意,该功能可以提高生产速度,但要保证工件到位,两次焊接之间的间隔用休止时间(t0)调节。
4)I I I/UUU/PPP“监控方式”状态
I I I——电流监控状态。电流监控上下限有效。显示各次实际电流值。
UUU——电压监控状态。电压监控上下限有效。显示各次实际电压值。
PPP——功率监控状态。功率监控上下限有效。显示各次实际功率值。
4.2.3 焊接参数及其显示
焊接参数是保证形成合格焊点的关键。焊接参数分为电流参数和时间参数,参见图6及图10。 本机提供多达20组焊接参数存储。根据GP值的更改,可以调用不同组参数。各组参数可以重新设置(参见4.4 参数设定方法)。
焊接参数显示在参数显示屏(PP=0)中部,见图10中的I1~I3、t0~t10,分别代表电流参数和时间参数。具体说明如下:
1)焊接电流
机器设计为3段加热可选择,保证机器有广泛的焊接工艺适应性。电流设定分为3个参数(I1~I3相应位置参见图10),分别为:
I1—第1次加热电流;I2—第2次加热电流;I3—第3次加热电流。
I1、I2、I3可以独立设定。
2)时间
根据焊接循环和3段加热的要求,时间分为11段控制(t0~t10相应位置参见图10):
t1—电极压下;t2—预压;t3—电流缓升;t4—第1次加热;t5—冷却1;t6—第2次加热;t7—冷却2;t8—第3次加热;t9—电流缓降;t10—维持(保持);t0—休止。
各时间段说明:
a.t1, t2 保证电极压下并使压力稳定需要的时间,防止时间不足带来前期飞溅。
b.t3, t9 电流缓升缓降时间,使电流柔顺变化。凸焊时电流缓升可以避免开始迅速加热带来的飞溅;电流缓降减小冷却速度。t3, t9越大,电流增、减越慢。
c.t4, t6, t8 各次通电加热时间。时间的长短与工艺要求有关。当某段设置为0时,该阶段不起作用,相应的电流设定不起作用。
d.t5, t6 冷却时间。两次加热之间的时间间隔,使加热区适当冷却,再加热。
e.t10 保持时间。焊接通电之后,保证熔化金属在电极压力作用下结晶冷却,防止焊核组织疏松或其它缺陷。
f.t0 休止之间。本次焊接压力循环与下次焊接的间隔时间,在连续焊接(CTW)时,保证工件送进。其值影响焊接速度。
4.2.4 监控参数及其显示
监控参数是保证焊接质量的关键。监控参数分为电流、电压和功率监控上下限,并与各次加热相对应设定,参见图7。对本机提供的20组焊接参数存储,都有相应的监控参数存储。在PP=1时,更改GP值,可以查看不同参数组下的监控参数。各组监控参数可以重新设置(参见4.4 参数设定方法)。
监控参数显示在监控参数显示屏(PP=1)中部。具体说明如下:
1) 焊接电流监控上下限
I1H—电流1上限,I2H—电流2上限,I3H—电流3上限。
I1L—电流1下限,I2L—电流2下限,I3L—电流3下限。
当监控状态I I I/UUU/PPP处于I I I状态时,电流监控起作用。此时当各次加热的实际电流高于相应的设定上,电流超限报警;而各次加热的实际电流低于相应的设定下,电流不足报警。
电流上下限的设定依据试验判断。电流监控为常用的监控方式。
2)焊接电压监控上下限
U1H—电压1上限,U2H—电压2上限,U3H—电压3上限。
U1L—电压1下限,U2L—电压2下限,U3L—电压3下限。
当监控状态I I I/UUU/PPP处于UUU状态时,电压监控起作用。此时当各次加热的实际电压高于相应的设定上,电压超限报警;而各次加热的实际电压低于相应的设定下,电压不足报警。
电压上下限的设定依据试验判断。高电阻率电极条件下可选用电压监控。
2) 焊接功率监控上下限
P1H—功率1上限,P2H—功率2上限,P3H—功率3上限。
P1L—功率1下限,P2L—功率2下限,P3L—功率3下限。
当监控状态I I I/UUU/PPP处于PPP状态时,功率监控起作用。此时当各次加热的实际功率高于相应的设定上,功率超限报警;而各次加热的实际功率低于相应的设定下,功率不足报警。
功率上下限的设定依据试验判断。凸焊、特殊材料的点焊可选用该监控方式。
4.2.5 显示屏上的其它内容
1) 参数组GP
GP代表参数组,可设定为0~19。LCD屏显示该组相对应的参数,单机头使用时为当前焊接参数组。多机头使用参考本说明书第5部分。
2) 屏选PP
PP代表LCD显示屏幕选择。PP为0时显示焊接参数,PP为1时显示监控参数。
3) 计数器
在LCD屏右下角的方框内(图10中COUNT),用于统计焊接点数。计数值在0~99999点之间。关机后自动清零。
4) 焊接监控值
焊接监控值在LCD焊接参数和监控参数屏的大方框内(图10中D1、D2、D3)。显示值D1~D3依次代表次加热、第二次加热和第三次加热的实测值。监控状态为I I I时显示实测电流、为UUU时显示实测电压、为PPP时显示实测功率。焊接完成后,可通过改变监控状态I I I/UUU/PPP查看各种数据。
4.3 参数设定范围
焊接参数设定范围如下表所示。
表5 焊接参数设定范围
| 参数名称及数码代号 | 设定范围 |
| 名称 | 代码 | DBZ100AL/DT |
| 时间设定 | 休止 | t0 | 000-999ms |
| 电极压下 | t1 | 000-999ms |
| 预压 | t2 | 000-999ms |
| 电流缓升 | t3 | 000-999ms |
| 焊接1 | t4 | 000-999ms |
| 冷却1 | t5 | 000-999ms |
| 焊接2 | t6 | 000-999ms |
| 冷却2 | t7 | 000-999ms |
| 焊接3 | t8 | 000-999ms |
| 电流缓降 | t9 | 000-999ms |
| 维持 | t10 | 000-999ms |
| 电流 | 电流1 | I1 | 0.00-1.20 |
| 电流2 | I2 | 0.00-1.20 |
| 电流3 | I3 | 0.00-1.20 |
t3、t4、t6、t8、t9的实际时间为: 设置值×1ms。
t3、t9的设定原则,上升速度:I1/t3;下降速度:I3/t9,根据工艺需要设定。
I1、I2、I3设置在0.20-1.19之间。
本机提供了较多的参数和较广的焊接参数设定范围,可以通过参数设定获得不同的工艺组合,满足各种实际焊接要求。
监控参数设定范围由试验确定。
4.4 参数设定方法
4.4.1 参数组设定
对不同的使用需要相应的焊接参数,本机提供多自20组参数存储,使用中只需要调出相应参数组号即可进行焊接。调出参数组号后按“ENTER”键,参数组号自动保存,下次开机自动调用该组参数。
参数组修改方法:
用“左移”或“右移”键将光标移到参数组号(GP)位置
按“+”或“-”键改变参数组号至需要的组号。注意:光标在个位为循环“+1”或“-1”,在十位时则“+10”或“-10”。
按“ENTER”键保存当前组号(临时使用可不保存)。
4.4.2 参数值设定
参数值设定包括电流设定、时间设定和监控上下限设定。
参数设定由状态设定“RDY/SCH”控制,只有该状态设定处于“SCH”时,光标才能移到参数设定区,进行参数的修改。
参数的设定方法:
a. 将光标移到“RDY”位置
b.按“+”或“-”键进行状态的修改,此时LCD显示密码屏
c.输入机器的参数设定密码
d.按“ENTER”键,机器进入“SCH”(参数设定)状态
e.用光标移动键将光标移到要修改的位置
f.按“+”或“-”键改变参数
g.按“ENTER”保存参数
h.重复e-g步设定其它参数。
注:机器密码见本说明书4.2.1 3)密码屏或咨询设备管理人员
监控上下限与时间电流参数在不同的屏幕,更改LCD上方的PP值可以改变屏幕(将光标移到PP值,用“+”、“-”键改变该值)。
4.5 焊接操作
① 合上电源开关
② 等待软启动延时(约4秒)
③ 确认参数组(GP),检查参数值
④ 确认“RDY/SCH”处于“RDY”位置,指示灯正常(ready灯亮,trouble灯灭)
⑤ 确定各状态设定正确(SGW/CTW、ION/IOF、III/UUU/PPP)
⑥ 检查机械正常
⑦ 启动脚踏开关,进行正常焊接过程。
注意:焊接操作不允许将手放在电极间,避免压伤。修整电极或调整机械时,处于关机状态或 保证脚踏开关不会误启动。
焊接过程中有可能产生飞溅,采取防护措施保护身体和机器、零件不受损害。
5. 特别应用
对使用不同焊接参数、多机头应用以及自动化应用等场合,需要硬件连接或软件的支持,请务必首先咨询我们的技术人员。请事先与我们联系。
5.1 自动化应用
本机提供焊接结束、故障、计数等信号接口和多组启动信号,可以与PLC、工控机等构成自动化焊接系统。
自动化系统要注意正确连接和工作程序,请事先与我们联系。
6. 安装调试
① 将电源安装在合适的位置,保证平稳、安全、通风和符合环境要求。
② 将变压器箱和机头连接好、变压器箱与电源控制箱连接好,连接电磁气阀控制线、启动控制线和其它必要的控制线,并确保接线正确;
③ 连接气源、水源(机头水冷时)和电源,确保连接正确;
④ 打开电源,进行参数组选择、检查参数和修改参数;
⑤ 将RDY/SCH状态置于RDY;
⑥ 将SGW/CTW、I I I/UUU/PPP设为相应状态,将ION/IOF设为IOF状态;
⑦ 踩脚踏开关,检查焊接循环过程是否正常;
⑧ 将ION/IOF设为ION状态,进行焊接。检查监控值,调整监控参数。
⑨ 进行正常焊接。
提示:
对各种工件的焊接,精心调节焊接参数达到焊接效果,记录这些参数(电流、时间、压力、电极材料与形状等),以便以后查阅和参考。
不同工件的焊接,参数存放在不同的参数组,并列表说明,方便操作选择。
7. 一般故障处理
| 现象 | 原因 | 处理 |
| 踩脚踏开关,机器没反应 | ① 接线不正确 ② 电源未开 ③ RDY/SCH处于SCH状态 | ① 更改接线 ② 合主电源开关 ③ 将RDY/SCH设为RDY状态 |
| 电源能够启动,但电极不动作 | ① 未接气源 ② 气压有问题 ③ 漏气 ④ 电磁阀接线错或断线 ⑤ 电磁气阀坏 | ① 接通气源 ② 检查气压表,有问题更换 ③ 换气管 ④ 连接电磁阀线 ⑤ 更换 |
| 电源启动,电极动作但无焊接电流 | ① 接线不正确 ② ION/IOF置于IOF状态 ③ 电极不到位 | ① 更改接线 ② 将ION/IOF设为ION状态 ③ 调整电极行程 |
| 焊接监控值正常,但焊接效果差 | ① 工件条件变化(表面、材料或结构变化) ② 工件分流 ③ 电源输出短路 | ① 控制工件质量(保管、供货或前加工工序) ② 避免分流或调整参数 ③ 消除短路 |
| 监控不正常 | 刚开始焊接,过热报警 监控值不正常 | 检查检测信号接线 |
| 故障 显示 | F1 电流失常 | 次级短路 连接不正确 元器件损坏 | 消除短路 通知厂家 |
| F2 监控超限 | 监控限设置不正确 使用条件变化 回路改变(缩短,截面改变) 工件条件变化 | 重设置监控参数 检查使用条件,修电极 重设焊接参数 控制工件质量 |
| F3 监控低限 | 监控限设置不正确 使用条件变化 回路接触不良 工件条件变化 | 重设置监控参数 检查使用条件,修电极 检查并清理回路各接触面 控制工件质量 |
| F4 网压过高 | 电网波动 | 检查电网,等待正常 |
| F5 网压过低 | 电网波动 | 检查电网,等待正常 |
| F6 控制器过热 | 使用参数过大 使用环境温度过高 散热风口堵塞 检测线断线 | 降低焊接速度 清理风口,重新设置机器位置 连接检测信号线 |
| F7 变压器箱过热 | 使用参数过大 使用环境温度过高 变压器箱散热风口堵塞 检测信号线断线 | 降低焊接速度 清理风口,重新设置机器位置 连接检测信号线 |
| F8 无冷却水 (选) | 冷却水未开 水路堵塞 检测信号断线 | 开冷却水 清理水路 连接检测信号线 |