《多功能数字电焊机控制系统的研究与开发》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多功能数字电焊机控制系统的研究与开发（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、硕士学位论文中文摘要摘要针对目前国产电焊机控制电路复杂、可靠性和灵活性有待改善和功能不全等问题，本文提出了一种新的可以满足直流M I G M A G 焊、 脉冲M I G M A G 焊、直流T I G 焊和脉冲1 1 G 焊、M M A 手焊等几乎涵盖焊接全部功能的数字电焊机控制系统。论文首先介绍了所开发的多功能数字逆变焊机控制系统的硬件结构，并详细讨论了主单元电源控制电路、T I G 控制电路和M I G 控制电路的设计要点和参数选择。然后简要的分析了M I G 控制单元和主控制单元的软件的功能和设计方法，举例说明部分子程序的优化设计思想和模块化设计，并列出了相应主程序和中断服务程序的流程
2、图。针对常用的S C R - - M 送丝系统存在调节范围窄、线性度差、响应速度慢等缺点，本文提出了基于模糊P I D 控制的送丝机P W M 双闭环调速系统，并对送丝机进行了数学建模和仿真。另外，利用软硬件相结合的方式有效的抑制了各种形式的电磁干扰。计算机仿真和现场试验分析表明：整个数字电焊机控制系统设计合理、功能齐全，焊接成形美观、性能优良、效率高，能够很好的满足多功能和焊接工艺的要求。关键字多功能，数字电焊机，送丝机，模糊P I D亟学位论文英文摘要A sm a n yC h i n e s ee l e c t r i cw e l d i n gm a c h i n e sh a
3、v et h ed i s a d v a n t a g e so fc o m p l e xc o n t r o lc i r c u i t s ，d e f e c t i v er e l i a b i l i t ya n df l e x i b i l i t ya n di n s u f f i e i e n tf u n c t i o n , Ak i n do fn e wM u l t i f u n c t i o n a lD i g i t a li n v e r s i o nE l e c t r i cW e l d i n gM a c h
4、i n ew h i c hc a np e r f o r mc o m l n o nM M Aw e l d i n g ,d i r e c tc u r r e n to ri m p u l s eC 0 2 M I G M A Gw e l d i n g ，d i r e c tc u r r e n to ri m p u l s eT I Gw e l d i n gi sp r o p o s e d T h eh a r d w a r ec o n f i g u r a t i o n so f t h eM u l t i f u n c t i o n a lD
5、 i g i t a li n v e r s i o nw e l d i n gm a c h i n ea r ef i r s t l yi n t r o d u c e di nt h i sp a p e r T h ed e s i g ne s s e n t i a l s a n dt h ep a r a m e t e rc h o i c e so fp o w e rc o n t r o lc e l lc i r c u i t s ，t h eT I Ge o n l a v lc e l lc i r c u i t sa n dt h eM I Gc o
6、 n t r o lc e l lc i r c u i t sa l ea l s od i s c u s s e d T h e nt h ef u n c t i o no fs o f h v a r ea n dt h em e a l k go f Gc o n t r o lc e l ld e s i g na n dm a i nc o n t r o lc e l ld e s i g na r eb r i e f l ya n a l y z e d T h ec o r r e s p o n d i n gf l o wc h a r t so fm a i np
7、 r o g r a m sa n di n t e r r u p ts e r v i n gp r o g r a m sa r ea l s ob es h o w e d I no r d e rt oo v e r c o m et h ed i s a d v a n t a g e so f n a r r o wa d j u s t m e n tt a l l g ea n db a dl i n e a r i t ya n dc o m p a r a t i v es l o wr e s p o l x , A k i n do f w i r e f e e d
8、 e rP W Mt w oc l o s e l o o ps p e e da d j u s t m e n ts y s t e mw h i c hb a s e dO nF u z z yP I Di sp r o p o s e d 1 1 1 em a t h e m a t i cm o d e la n dt h es i m u l a t i o no fw i r e - f e e dm a c h i n ea r ea l s op e r f o r m e dt os h o wi t Sg o o dc o n t r o lr e s u l t s A
9、 l ls o r t so fd i s t u r b a n c e sa l ee f f e c t i v e l ye l i m i n a t e dt h r o u g ht h em e a l L qo ft h ec o m b i n a t i o no f h a r d w a r ea n ds o f t w a r em e a s u r e s C o m p u t e rs i m u l a t i o n sa n df i e l de x p e r i m e n t sh a v es h o w e dt h a tt h ew
10、h o l ew e l d i n gm a c h i n ec o n t r o ls y s t e mi sw e l ld e s i g n e da n dm u l t i f u n c t i o n a l i th a sg o o dp e r f o r m a n c ea n dh i g he f f i c i e n c yi nw e l d i n gp r o c e s s ，t h u st h eM u l t i f u n e t i o na n dt h er e q u i r e m e n t so fw e l d i n
11、gt e c h n i q u e sc a nb ew e l ls a t i s f i e d K E YW O R D s ：M u l t i f u n e t i o n , D i g i t a le l e c t r i cw e l d i n gm a c h i n e ，W j r e - f e e d e r ，F u z z yP I Dn原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位
12、的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。作者签名：囱塞墨主日期：塑五年垂月堕日关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。警硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1 1 课题研究的背景焊机素有工业缝纫机之称，在工业发达国家每年生产的焊接结构约占其钢产量的5 0 以上，我国约占3 0 ，而且“以焊代铆”、。以焊代锻”、“以焊代铸”的焊接领
13、域不断拓宽，焊机的技术进步有着举足轻重的作用o q 翻翻。电力电子技术的高速发展，促进了器件、电路及其控制技术向着集成化、高频化、全控化、电路弱电化，控制技术数字化的方向发展1 4 】电力电子技术的发展也促进了逆变技术的发展。在焊接电源方面，由于逆变技术的应用，使电焊机具有节能、轻巧、性能更优、控制更灵活的特点采用逆变技术的装置称为逆变器，而用于电焊弧的逆变器则称为弧焊逆变器弧焊逆变器的基本原理可描述为：三相5 0 H z 的交流网络电压先经输入整流器和滤波器，经过大功率开关电子元件的交替开关作用，变成几百赫兹到几千赫兹的高频电压，经高频变压器降至适合焊接的电压，再用输出整流器整流并经电抗滤波
14、，则可将中频交流变成直流输出在弧焊逆变器中可采用如下两种模式：“A c D c A c ”或“A C - - D C - - A C D c ”根据不同的弧焊工艺要求，通过电子控制电路和电弧电压、电流反馈，就可以获得不同的输出特性【5 】。逆变电源运用先进的功率电子器件和高频逆变技术，比传统的工频整流电源材料减少8 0 N 9 0 0 * ，节能2 0 3 0 ，动态反应速度提高2 3个数量级【6 】另外，利用微机对制造焊接和切割电源的设计与控制也成为发展的必然趋势，特别是在先进的逆变式焊接电源与切割电源上，以微机控制为核心已经形成焊接与切割电源的发展主流1 7 1 微机控制的焊接电源有很多优
15、点，一般的逆变弧焊电源的控制电路都是以集成电路为主的模拟控制技术，存在硬件电路复杂，安装维修困难，功能开发受到限制等问题，而采用微机控制的逆变弧焊电源则可以消除传统电子线路的不足，硬件电路设计简单，软件设计灵活，随着单片机及其相关技术的发展，在单片机上实现在线编程与升级已经成为可能，这样就可以很方便的对原有程序加以修改和更新，以适应不同焊接工艺的要求，增加了焊接的柔性与适应性随着技术进步，新型材料不断涌现，并在焊接结构中大量采用，这对焊机和焊接工艺提出了更高要求，光靠性能优良的直流手工电弧焊难以解决问题，需要手工电弧焊、氩弧焊、脉冲氩弧焊、熔化极气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊等多种焊接方式的
16、结合，对焊机提出了多功能要求硕士学位论文第一章绪论1 2 国外电焊机的发展现状国外的逆变式焊机发展很快，主要表现在焊机电源类型的更新换代，焊接工艺参数的微机实时控制和引弧方法的不断改进和完善嘲工业发达国家的逆变式焊机多采用2 0 K H Z 以上的I G B T 脉宽调制逆变电源，其控制速度比普通电源提高了1 3 0 倍以上，其引弧性能、电弧稳定性、电流波形控制性能大大提高，焊接电流比较稳定，且脉动系数小，并可在很宽的电流范围内无级调节 9 1 同时，通过软件灵活改变电源外特性，拓宽焊接功能，实现一机多用p 0 1 此外，先进的工频高压脉冲引弧和提升接触引弧己取代高频辐射严重的高频高压引弧n 国外多功能数字电焊机的研究和开发也有了近2 0 年的历史，1 9 9 2 年芬兰K e m p p i 公司推出的M a s t e r t i g 系列逆变式多功能焊机，它可以实现姗A T I G 和脉冲T I G 焊，具有标准脉冲功能，可调的前气和后气时间，电流下降斜坡控制，带有高压
