一种焊机状态控制方法、焊机状态机及焊机与流程

本发明涉及焊机控制，尤其涉及一种焊机状态控制方法、焊机状态机及焊机。

背景技术：

1、状态机在机器控制领域应用非常广泛，许多设备、系统都采用状态机控制，系统根据状态机定义来运行。系统的状态机定义了多个状态以及状态之间的转换条件，当条件满足进入某个状态时，会发生状态间的切换。状态机所定义各个状态之间彼此存在着清晰的迁移条件，对于监测系统运行状态更直观，也更利于系统运行的稳定性。如果系统需要实现不同功能状态，增加相应的状态和切换条件即可实现，可以简化设计过程。

2、传统焊机控制多采用模拟电路控制，其增加或升级设备需要变更大量硬件电路，同时也会增加新的不确定性，不利于产品快速升级迭代，现代数字焊机的控制多适用于某个焊接工艺开发，在增加新功能，往往对控制系统的调整周期很长，同时还会增加新系统与旧系统的兼容问题。因此，现有的焊机控制方式至少存在扩展性差，焊机系统动态响应欠佳，以及系统升级维护成本高等问题。

3、以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种焊机状态控制方法、焊机状态机及焊机，能够根据焊机的当前工作参数以及当前所处的工作状态预判出焊机下次应该切换的状态并给出相应的控制指令，有效地提升了焊机的控制速度以及降低焊机状态的误判率，进而提高焊机状态控制的准确性和可靠性。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种焊机状态控制方法，包括以下步骤：

4、确定焊机在焊接过程中的多个子状态，所述子状态包括待机状态、焊接状态、调节状态、短路状态和结束状态，在各个子状态下为所述焊机配置相应的设定工作参数，其中，所述待机状态为焊机开机且未进行焊接操作的状态，所述焊接状态为焊机进行焊接操作的状态，所述结束状态为焊机结束焊接操作的状态；

5、确定焊机当前所处的子状态并实时监测焊机的实际工作参数，根据焊机当前所处的子状态以及其实际工作参数对焊机的工作状态进行控制，包括：

6、若所述实际工作参数满足第一条件，则控制所述焊机进入或维持所述待机状态；

7、当所述焊机为所述待机状态时，若所述实际工作参数满足第二条件，则控制所述焊机进入焊接状态；

8、当所述焊机为所述焊接状态时，若所述实际工作参数满足第三条件，则控制所述焊机进入调节状态，若所述实际工作参数满足第四条件，则控制所述焊机进入短路状态，若所述实际工作参数满足第五条件，则控制所述焊机进入结束状态；

9、当所述焊机为所述调节状态时，若所述实际工作参数满足第六条件，则控制所述焊机进入焊接状态，若所述实际工作参数满足第四条件，则控制所述焊机进入短路状态，若所述实际工作参数满足第五条件，则控制所述焊机进入结束状态；

10、当所述焊机为所述短路状态时，则无条件地控制所述焊机进入结束状态。

11、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述调节状态包括推力状态、防粘状态、过流状态和过载状态中的一个或多个；

12、当所述焊机为所述焊接状态时，若所述实际工作参数满足第七条件，则控制所述焊机进入推力状态；

13、当所述焊机为所述焊接状态时，若所述实际工作参数满足第八条件，则控制所述焊机进入过流状态；

14、当所述焊机为所述焊接状态时，若所述实际工作参数满足第九条件，则控制所述焊机进入过载状态，所述第三条件为所述第七条件、第八条件和所述第九条件中的一种。

15、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，当所述焊机为所述推力状态时，若所述实际工作参数满足第十条件，则控制所述焊机进入所述焊接状态；

16、当所述焊机为所述推力状态时，若所述实际工作参数满足第十一条件，则控制所述焊机进入所述防粘状态；

17、当所述焊机为所述防粘状态时，若所述实际工作参数满足第十二条件，则控制所述焊机进入所述焊接状态；

18、当所述焊机为所述过流状态时，若所述实际工作参数满足第十三条件，则控制所述焊机进入所述焊接状态；

19、当所述焊机为所述过载状态时，若所述实际工作参数满足第十四条件，则控制所述焊机进入所述焊接状态，所述第六条件为所述第十条件、第十二条件、第十三条件和所述第十四条件中的一个。

20、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述焊接状态包括起弧状态和稳焊状态，所述起弧状态为控制焊机形成电弧的过程，所述稳焊状态为焊机进行焊接操作并且其实际工作参数与预设配置的设定工作参数一致的过程；

21、当所述焊机为所述待机状态时，若所述实际工作参数满足第二条件，则控制所述焊机进入起弧状态；

22、当所述焊机为所述起弧状态时，若所述实际工作参数满足第十五条件，则控制所述焊机进入稳焊状态；

23、当所述焊机为所述调节状态时，若所述实际工作参数满足第六条件，则控制所述焊机进入稳焊状态；

24、当所述焊机为所述稳焊状态时，若所述实际工作参数满足第三条件，则控制所述焊机进入所述调节状态，若所述实际工作参数满足第四条件，则控制所述焊机进入短路状态。

25、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述设定工作参数包括目标工作电流和目标工作电压；所述实际工作参数包括实际工作电流和实际工作电压；

26、所述第一条件为i＜i1且u＞u1；和/或，

27、所述第二条件为i＞i1；和/或；

28、所述第四条件为i＞i1且u＜u1；和/或；

29、所述第五条件为i＜i1且t1＞t1；和/或；

30、所述第七条件为i1＜i＜i3且u1＜u＜u2；和/或，

31、所述第八条件为i＞i3且u＞u1；和/或，

32、所述第九条件为i＞i2且u＞u3；和/或，

33、所述第十条件为i＞i1且u＞u2；和/或，

34、所述第十一条件为i＞i1且u＞u1且t2＞t2；和/或，

35、所述第十二条件为i＞i1且u＞u2；和/或，

36、所述第十三条件为i1＜i＜i3且u＞u1；和/或，

37、所述第十四条件为i1＜i＜i2且u＞u1；和/或，

38、所述第十五条件为t3＞t3；和/或，

39、其中，i为焊机的实际工作电流，i1为第一电流阈值，i2为第二电流阈值，i3为第三电流阈值，i1＜i2＜i3，u为焊机的实际工作电压，u1为第一电压阈值，u2为第二电压阈值，u3为第三电压阈值，u1＜u2＜u3，t1为i＜i1的持续时间，t2为i＞i1且u＞u1的持续时间，t3为起弧状态的持续时间，t1为预设的第一时间阈值，t2为预设的第二时间阈值，t3为预设的第三时间阈值。

40、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，4a≤i1≤6a；和/或，180≤i2≤220a；和/或，240≤i3≤260a；和/或，9.5v≤u1≤10.5v；和/或，24v≤u2≤26v；和/或，28v≤u3≤32v；和/或，1s≤t1≤4s；和/或，1s≤t2≤4s；和/或，80ms≤t3≤200ms。

41、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，i1＝5a，i2＝200a，i3＝250a，u1＝10v，u2＝25v，u3＝30v，t1＝2s，t2＝2s，t3＝100ms。

42、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述起弧状态下为所述焊机配置的目标工作电流大于所述稳焊状态下为所述焊机配置的目标工作电流；和/或，

43、所述推力状态下为所述焊机配置的目标工作电流大于所述稳焊状态下为所述焊机配置的目标工作电流；和/或，

44、所述防粘状态下为所述焊机配置的目标工作电流等于所述稳焊状态下为所述焊机配置的目标工作电流；和/或，

45、所述过流状态下为所述焊机配置的目标工作电流等于所述稳焊状态下为所述焊机配置的目标工作电流；和/或，

46、所述过载状态下为所述焊机配置的目标工作电流等于所述稳焊状态下为所述焊机配置的目标工作电流。

47、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述多个子状态为焊机的控制过程中的二级状态，焊机的控制过程还包括一级状态；

48、所述一级状态中配置有一个焊接功能模块或者多个并列设置焊接功能模块，所述二级状态中包括多个子模块，所述焊接功能模块与所述子模块一一对应，每个子模块中配置有多个所述子状态。

49、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，还包括响应于焊机启动信号，则控制所述焊机进入一级状态，响应于所述一级状态中的一个焊接功能模块被启动，则控制焊机进入二级状态并且为当前启动的所述焊接功能模块匹配对应的子模块。

50、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述焊接功能模块包括tig功能模块、mma功能模块和mig功能模块中的一种或多种。

51、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，控制焊机从一个子状态切换为另一个子状态的条件还包括焊机的实际工作参数满足预设的条件并维持该预设的条件不低于预设的第四时间阈值，所述预设的条件为所述第一条件、第三条件、第四条件和第五条件中的一种。

52、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第四时间阈值为1秒至3秒。

53、根据本发明的另一方面，本发明提供了一种焊机状态机，其被配置为执行如上任一技术方案或多个技术方案的组合所述的方法以控制焊机的工作状态。

54、根据本发明的另一方面，本发明提供了一种焊机，包括焊机本体和如上任一技术方案或多个技术方案的组合所述的焊机状态机，利用所述焊机状态机控制所述焊机本体的工作状态。

55、本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：

56、a.本发明通过实时获取所述焊机当前所处的状态以及其实际输出的工作参数并基于预设的条件自动地、灵活地控制焊机切换至相应的子状态，能够准确地确定焊机实时的子状态并根据各个子状态对焊机进行相应的工作参数调节，实现对整个焊接过程的动态调节，使焊机系统工作在一种动态稳定中，该控制方法动态响应性能佳并且能够有效降低焊机控制的误判率；

57、b.本发明通过清晰地定义待机状态、起弧状态、稳焊状态、推力状态、防粘状态、过流状态、过载状态、短路状态和结束状态等各个子状态之间的切换条件，具体为根据实际工作电流、实际工作电压与设定的边界条件进行逻辑和算数运算，从而预判当前焊接状态，同时给出下次控制指令，对焊机状态控制更加准确也便于溯源；

58、c.本发明通过在一级状态中配置多个焊接功能模块，并且在二级状态中为每个焊接功能模块匹配一个子模块，通过该分层控制方法，如果需要增加一种焊接工艺，只需要在一级状态中增加相应的焊接功能模块，并在二级状态中配置相应的子模块即可，该控制方式的可拓展性好、功能扩展方便、便于升级维护且成本低。