弧焊电源单片控制方案优化

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：若是MAG/MIG焊，单片机控制系统通过对电弧电压、焊接电流信号的采集比较，使焊丝速度和电弧电压调节到预定焊接参数。如需预热，待工件预热到一定时间后，单片机发出起动行走指令，并输出一定数值的焊接速度信号，开始正常焊接，单片机实时数字显示焊接电流及电弧电压，自动进行焊接过程的参数变换。收弧完毕，单片机进入焊接结束状态，并关闭所有通道。

弧焊电源的数字化控制，以单片机、DSP（数字信号处理器）、ARM（Advanced RISC Ma-chines，通用的32位微处理器）嵌入式微处理器为控制核心，通过软件编程实现弧焊工艺过程控制。这里首先介绍单片机控制，它有3个基本功能，分别为数值计算、数值分析、实时控制。它通过不同控制算法可获得各种外特性，通过编程可实现任意复杂工艺顺序控制，采用各种控制算法实现焊接参数最优控制和匹配，利用现场通信技术可进行双机协同控制，实现双丝高速焊接，通过以太网IP接口技术可实现远程管理、维护和升级。它便于调试和生产，成本低。

1.系统组成及其功能

图1-2-44所示为弧焊逆变器的单片机控制原理框图，由模拟量输入输出通道、数字开关量输入输出通道、键盘输入和数字显示输出通道、通信接口等组成。

1）模拟量输入通道：焊接电压、电流、速度等实值检测输入通道。

2）模拟量输出通道：焊接电压、电流、速度、送丝速度及备用通道。

3）开关量输入通道：用于检测过电流、过电压、过热、缺相和风机停转等各种故障信号。

4）开关量输出通道：用于起动、应答、送气、送电、引收弧、送丝及停止、故障报警等程序控制。

5）通信接口：与机器人、专机或PC微机通信的串行接口，有SPI、I²C以及高速CAN总线通信。

6）人机接口：键盘显示、参数给定等。

图1-2-44 弧焊逆变器的单片机控制原理框图

2.单片机控制原理

单片机控制原理：由键盘直接输入脉冲参数，或借助多圈电位从基准电源取得电压信号，并经过A/D转换输入焊接过程数字参数，然后通过键盘或控制开关发出焊接指令，单片机连接上弧焊逆变器、送丝机、保护气体等有关控制通道，并发出提前送气指令，然后发引弧指令，引弧成功后，单片机自动把电流从小递增到预定值。若是TIG焊，焊接电流通过电流反馈实现恒流特性控制。若是MAG/MIG焊，单片机控制系统通过对电弧电压、焊接电流信号的采集比较，使焊丝速度和电弧电压调节到预定焊接参数。如需预热，待工件预热到一定时间后，单片机发出起动行走指令，并输出一定数值的焊接速度信号，开始正常焊接，单片机实时数字显示焊接电流及电弧电压，自动进行焊接过程的参数变换。收弧时，单片机发出收弧指令，进行收弧处理（包括电流衰减、滞后送气等）。收弧完毕，单片机进入焊接结束状态，并关闭所有通道。若在焊接过程中或焊接结束后检测到故障信号，则以中断方式供单片机进行处理，中断一切工作，发出报警信息，并显示故障原因，以便操作者查找并排除故障，待故障排除后方可以再次进行焊接。为了防止逆变主电路对控制电路的干扰，在信号采集输入和控制信号输出通道上都采用光电隔离和电磁隔离等措施。

弧焊电源单片控制方案优化

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