双丝焊送丝机嵌入式通信系统设计与实现

在造船行业中,由于船台焊接作业特点决定了焊接设备普遍使用几十m的加长控制电缆.通常焊接电源与送丝机之间使用10芯或9芯的控制电缆,而双丝焊机因为使用2台送丝机,所以其控制电缆芯数更多.利用嵌入式系统,研制双丝脉冲焊接电源和送丝机之间控制信号通信系统,将控制电缆由11根线减为5根线.焊接试验证明,该通信系统运行可靠,实现...     

双丝焊送丝机嵌人式通信系统设计与实现

在造船行业中,由于船台焊接作业特点决定了焊接设备普遍使用几十米的加长控制电缆。通常焊接电源与送丝机之间使用10芯或9芯的控制电缆,而双丝焊机因为使用两台送丝机,所以控制电缆芯数更多。利用嵌入式系统,研制双丝脉冲焊接电源和送丝机之间的控制信号通信系统,将控制电缆由11根线减为5根线。焊接试验证明,该通信系统运行可靠,减少了控制电缆的芯数,既降低生产成本,又减少断线故障率,提高了生产质量和效率、节能降耗,具有重要的现实意义,且对于多丝焊及其他焊接作业同样具有实际意义。     

一种逆变焊机的载波控制新技术

设计了一种利用一根载波线代替传统的CO2焊机六芯控制电缆的新技术。送丝机的控制板对给定信号进行调制,将两组不同频率的高频载波信号通过载波线发送给焊接电源,焊接电源通过解调电路将调制信号解调出低频调制信号发送给微控制器,控制焊机完成各项功能动作。焊接电源和送丝机通过一根载波线和焊接电源的正极电缆完成送丝机与焊接电源的通信回路,采用了双载波技术,既避免损坏控制电缆,又保证了载波信号的抗干扰能力。     

逆变CO2焊机数字载波式参数遥控技术

逆变CO2焊接电源和送丝机分别内置以PIC 16F876单片机为核心的(解调)主控板和(调制)遥控板,遥控板对给定信号进行调制,主控板对接收到的调制信号进行解调.利用遥控板与主控板之间连接的一根载波线,焊接电源与送丝机之间的电缆(焊接电源输出正)构成载波通信回路.焊接电源、焊接电源输出(正)电缆、送丝机、焊枪、焊接电弧、工件和焊接电源输出(负)电缆构成焊接回路.采用一根载波线替代传统CO2焊机六芯控制电缆调节参数,可避免因控制线损坏而引起的焊机工作故障,提高焊接生产效率.     

基于数字通信技术的逆变式MAG焊机研究

送丝机和弧焊电源分别内置PIC单片机控制系统,由数据线和焊接电缆构成数据传输通道,并采用全双工异步串行通信模式,实现两者之间的信息交换。电源线和焊接电缆构成电源回路,为送丝机和控制系统提供电能。该焊机同时实现了人机界面、数字化焊接时序控制和数字化送丝功能,并可在送丝机上显示焊接参数。用数据线、电源线和焊接电缆代替原来的六根控制线和焊接电缆,来实现弧焊电源与送丝机的信息的交换,不但抗干扰能力强、可靠性和稳定性高,且节约材料,降低了成本,同时焊接参数调节更方便。     

造船厂CO2焊机局域网监控系统研究

造船厂CO2焊机使用数量大、安装位置分布广,焊接材料、电能消耗、焊接工作量及焊接生产效率实时统计困难;焊接参数及焊接质量可控性较差.目前造船厂大量使用的CO2焊机都是通过6根控制电缆在焊接电源与送丝机之间进行参数调节,因而控制电缆容易损坏且不能进行信息统计分析和参数控制.论文以对焊接材料、电能消耗、焊接工作量及焊接生产...     

成都焊研威达焊接自动化有限公司2008～2009年度科研工作情况简介

重点科技项目情况 1、高速双丝MIG/MAG机器人焊接系统 该项目成功申报为成都市技术创新重点项目.本项目产品是威达公司在消化、吸收国外同类产品先进技术的基础上,充分发挥自身实力,研制的一种由两台焊接电源、两台专用送丝机及一把专用双丝焊枪,整合焊接机器人组成的高速双丝MIG/MAG机器人焊接系统,其技术水平达到了国内领先水平.     

CAN总线在弧焊电源协同控制中的应用

双丝双弧共熔池MIG焊系统中两个电弧之间的电磁干扰会引起焊接过程非常不稳定.解决方法是,两个弧焊电源提供给.两个电弧的电流为脉冲模式,且电源之间必须协同控制以使两个电弧的脉冲的相位相差180°.CAN总线是弧焊电源之间以及所有焊接设备之间的通信载体.提出了基于CAN总线的双丝双弧共熔池焊接系统的设计方案,介绍了通用的CAN接口电路,描述了电源之间协同控制的机理,最后介绍了触发信号的帧格式、优先级和传输时间.     

单电源双丝焊接应用及其工艺分析

介绍和分析了单电源双丝系统(DeepenTwin)构成、焊接应用价值、焊接工艺试验以及实际焊接应用.单电源双丝焊接系统由焊接电源、双丝送丝机以及双丝焊枪组成,系统简单,便于操作,既可用于手工焊也可用于专机和机器人的自动焊接.单电源双丝焊接系统能够实现单双丝的自由切换,既能进行单丝的打底焊接也能进行双丝大电流高熔覆率的焊接,最高熔覆效率较单丝焊接可提升50％.由于两根焊丝形成了较宽的单一电弧,电弧热量分布更均匀,焊缝不易咬边,并且不存在电弧干扰的问题,焊接飞溅低成形好,可获得比单丝焊接质量更高的焊缝,是一种新型的高速高效焊接解决方案.     

远程电压控制提高船厂的生产力

造船厂的焊接环境与其它焊接场合都不同。船厂的焊工们几乎会碰到目前所知的各种位置和类型的焊接接头。这就要求焊接过程中能及时灵活地调整焊接参数。不幸的是，这种要求也需要焊工不辞劳苦地走回到焊接电源处——姻常是数百英尺远的地方——或使用远程控制送丝机，但远程控制送丝机也需要额外增加控制电缆蔓延数百英尺连接到焊接电源。     

基于DSP的CAN总线通信及其在双丝脉冲MIG焊中的应用

针对现场总线的实时性要求,提出了一种基于DSP芯片TMS320LF2407A的CAN总线通信控制方案,介绍了其基本工作原理、典型收发电路系统和通信实例.将该系统作为搭建双丝脉冲MIG焊焊接系统协同控制的通信平台,从而使得两个焊接电源电流输出为脉冲模式,且相位交替相差180°,实现了双丝脉冲MIG焊在焊接过程中的协同控制.     

双丝高速软开关脉冲MAG焊装备

将CAN(局域控制网)总线技术、软开关技术、脉冲焊技术等有机地结合,研制了结构紧凑、一体化、协同控制的TANDEM型双丝焊装备.在深入分析双丝焊工艺要求的基础上,引入新型双闭环控制模式,实现了适合双丝焊要求的脉冲焊电源动特性、外特性.为减少双丝焊电弧之间的干扰,将CAN总线技术成功应用于双丝焊装备的通信控制中,设计了双丝焊装备的协同控制装置.结果表明,电源各项电气性能都满足了设计要求,且焊接过程稳定、飞溅小、焊缝成形好、焊接速度快、热输入小、变形小,突出显示了双丝高速焊的优点.     

基于CAN总线分布式双电源协同控制系统

双丝系统中两个电源之间的时序协同控制是焊接效果的重要影响因素。利用双CAN总线方案,既能解决电源的分布式控制,又能完成双电源协同控制问题。利用32位ARM+DSP芯片TMS320F28M35x作为硬件核心,使用实时操作系统μC/OSⅡ作为软件平台,给出完整的分布式控制双丝焊电源方案,阐述了该电源系统的任务和流程。对CAN总线解决电源协同控制问题所产生的时间延迟给出了补偿方法。     

脉冲电流差值对双丝CO_2焊影响

搭建由双丝数字化焊接电源系统组成的焊接工艺平台,通过大量工艺试验,全面测试所设计的双丝电源工艺性能。通过对比分析采集的电压、电流波形和焊缝,进一步确定双丝电流差值对双丝焊接效果的影响规律。实验结果得到最优电流差值范围,使双丝数字化焊接电源能有效实现双丝CO2焊接,且焊接质量优异。     

自动埋弧焊接过程的电弧控制方程与热学分析

埋弧焊系统由恒流特性逆变焊接电源、送丝机、行走小车和控制器组成.控制器的输入是电弧电压Uarc和设置电压Uset,控制器的输出是PWM方式调节DC电源,驱动并调节送丝速度.用一阶微分方程建立了埋弧焊接过程中焊丝送进速度与焊接电弧之间的数学模型,模型描述了埋弧焊接过程中焊丝一边在电弧中燃烧,一边由送丝机不断送到燃弧区的平衡关系.通过电源、熔池、焊丝的热平衡分析,得到焊接系统的焊丝选取方法,该方法是焊丝直径与焊接电流的平方根成正比,文中还给出了焊丝直径与焊接电流的定量选取公式.     

激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊系统及工艺开发

为了对激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊工艺及理论进行研究,构建了激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊系统,双电弧的电源各自独立,电源的脉冲控制方式为推挽式.利用该系统进行焊接工艺试验,在焊接过程中,同步采集双路焊接电流、电弧电压信号,并进行高速摄像.结果表明,所构建的激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊系统能够进行稳定焊接,焊缝成形美观,且加入激光后,激光对电压的影响较明显,电压信号的稳定性增强.     

基于双MCU的脉冲MIG焊数字化焊机

根据数字化焊机的发展现状,采用双MCU实现对脉冲MIG焊的控制。主电路采用半桥式IGBT逆变方式,控制系统采用双机控制：焊接电源的MCU控制系统主要包括焊接过程的输出特性控制、时序控制、焊接参数的实时采集、实时控制,而送丝机的MCU实现参数的预置并与主机通信实现现场信息显示和对送丝速度的精确调节。     

软开关逆变式双丝高速脉冲焊电源

将软开关技术、脉冲焊技术和总线通信技术等有机结合,研制了协同控制的Tandem型双丝脉冲MAG焊电源。脉冲焊接电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出了基于电流峰值模式的双闭环恒电流和恒电压控制模式,并进行了分析与设计;利用SOC单片机C8051F020和RS485总线通信技术实现了双丝脉冲焊的数字化协同控制,解决了双丝高速焊两路输出脉冲同步、反相与随机输出形式的协同控制。试验表明,电源性能满足设计要求,高速焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小。     

基于DSP的软开关逆变式双丝高速脉冲焊装备

将脉冲焊、软开关逆变、嵌入式控制及现场总线通信技术等有机地结合,研制了协同控制的Tandem型双丝高速焊装备.脉冲电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出基于电流峰值模式的双闭环控制模式,设计了基于DSP与μC/OS-II的占先式嵌入式控制系统;利用CAN现场总线通信技术解决了双丝脉冲焊两路输出同相、反相与随机三种形式的协同控制问题.结果表明,电源性能满足设计要求,双丝高速脉冲焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小.     

基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊机软件设计

双丝焊具有单丝焊无法比拟的优势,焊接效率高,热输入小,能够满足大电流焊接的需要,但其技术复杂,在国内的研究才刚起步。基于DSP芯片TMS320F2808设计了双丝脉冲MIG焊接核心控制系统,实现了双丝的协同工作,采用增量式数字PI算法实现对焊接电流的控制。对双丝电源进行了硬件调试、软件调试和整机联调,调试结果表明电源的静态特性和动态特性良好,满足双丝系统要求。针对8mm厚的45号钢进行了双丝脉冲MIG焊的双丝脉冲不同相位对比实验。在两路脉冲试验参数匹配合适的情况下,进行了若干组试验,焊接效果良好。