基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统

为解决双丝脉冲MIG焊两路脉冲同步、交替和随机三种相位输出的协同控制问题,采用32位的STM32F103ZET6建立基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统. 利用单一STM32芯片实现双丝脉冲MIG焊同步、交替和随机三种脉冲相位输出形式,用STM32内部集成的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)模块生成移相全桥软开关PWM信号,以软件方式实现主从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主从机的高频逆变和低频脉冲波形调制. 结果表明,所设计的基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统满足设计要求,焊接过程稳定、焊接速度快、飞溅小、焊缝成形良好,能实现良好的双丝脉冲MIG焊工艺.     

基于DSP的并联式大功率脉冲MIG焊逆变电源系统

针对高效化焊接对增大焊接电流以提高生产效率的要求,提出利用两台逆变器并联实现脉冲MIG焊逆变电源的大功率输出. 采用数字信号处理器TMS320LF2407A构建基于DSP的并联式大功率脉冲MIG焊数字化控制系统. 利用DSP丰富的外设资源和优异的控制性能,实现单一DSP控制两台逆变器,保证了焊接电源的并联大功率输出. 结果表明,所设计的并联式大功率脉冲MIG焊逆变电源能实现大电流高效化焊接,焊接性能稳定,焊缝成形美观.     

双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法

为优化双丝脉冲MIG焊的焊缝成形质量,提出双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法,构建基于DSP的双丝脉冲MIG焊的双脉冲数字化交替相位协同控制系统,对双丝脉冲MIG焊的单脉冲和双脉冲焊接进行平板堆焊试验.结果表明,双丝脉冲MIG焊双脉冲焊接系统实现了稳定的双脉冲焊接过程,焊缝成形良好.对单脉冲和双脉冲焊接所得焊缝的横截面宏观金相对比分析结果表明,双脉冲对焊接熔池有很强的搅拌作用,双脉冲焊接所得焊缝晶粒比单脉冲焊缝晶粒更小,说明双脉冲具有细化晶粒的效果,证明在双丝脉冲MIG焊中应用双脉冲有一定的优化作用.     

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.     

基于DSP的双丝脉冲MIG焊波控策略的研究

高效化是当前焊接技术的发展方向.在基于DSP 控制芯片TMS320LF2407A控制的逆变电源构建的双丝脉冲气体保护焊焊接系统的基础上,针对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制,采用特定的脉冲频率,通过改变焊接模式进行工艺试验.试验结果表明,在特定的脉冲频率下,当采用同频率同相位脉冲电流焊接模式时,有利于形成较大熔深,但飞溅大,效果不太理想;当采用同频率相位相差180°的脉冲电流焊接模式时,焊接过程稳定,基本无飞溅,焊缝成形美观,焊接质量好;当采用不同频率任意相位的脉冲电流焊接模式时,焊接过程不太稳定,焊接效果也较差.     

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。     

双弧脉冲MIG焊专用电源设计及试验分析

双弧脉冲MIG焊是一种低能量输入焊接方法,其原有的双电源供电系统结构复杂、协同控制困难、易受干扰. 为此提出了双弧脉冲MIG焊一体化专用电源的设计思路,将主弧和旁弧两路脉冲电流使用同一控制系统进行统一协调控制. 设计了基于有限双极性全桥逆变的主电路和基于DSP2812的控制电路,搭建了一体化专用电源系统整体模型,并通过仿真验证了其可行性. 在此基础上,利用设计的专用电源原型机进行了铝钢低能量焊接工艺试验. 结果表明,一体化专用焊接电源能够满足双弧脉冲MIG焊低能量焊接的要求,在低能量输入下可以获得较好的焊接效果.     

脉冲电流波形对Tandem双丝MIG焊力学性能影响

双丝脉冲MIG焊作为高效化的不锈钢焊接方法,是目前焊接行业研发的热点之一,但是如何选择和调节双丝MIG焊的电流波形参数依旧是一个难点. 为了优化不锈钢焊接的焊接方法,提高焊接效率,文中以双相不锈钢为焊接工件,通过电流波形参数对比试验,研究了双丝梯形波双脉冲焊,双丝矩形波双脉冲焊以及双丝单脉冲焊对焊接质量的影响. 结果表明,在相同热输入的条件下,双丝梯形波双脉冲焊焊接稳定性好于双丝矩形波双脉冲焊和双丝单脉冲焊,且前者的焊接成形质量更高,可看到更多的鱼鳞纹,同时使不锈钢接头的的拉伸强度和硬度以及韧性显著提高.     

双丝旁路耦合电弧高效MIG焊方法及控制系统

提出了新型双丝旁路耦合电弧MIG高效焊接方法,理论分析证明其有利于高效焊接过程,但焊接试验表明该方法在开环情况下焊接过程极不稳定,焊缝成形差.分析了双丝旁路耦合电弧开环不稳定的原因,提出了双丝旁路耦合电弧MIG焊闭环控制方法,采用基于xPC实时目标机技术建立了双丝旁路耦合电弧控制硬件系统,运用Mat-lab/Simulink工具开发了其控制系统的快速原型.结果表明,模糊控制器的控制效果可以满足稳定焊接的要求.在此基础上进行了高效焊接试验,与传统MIG焊方法相比可大幅提高焊接效率.     

一体化双丝焊机开发及主电路仿真建模分析

针对双丝焊机体积大、通信复杂、协同控制困难的问题,提出基于DSP直接波控的一体化双丝焊机开发思路,设计了主电路、驱动电路、控制系统,构建了输入整流滤波电路、IGBT逆变模块、变压二次整流滤波模块、双丝输出负载模块等主电路仿真模块,构建了完整的主电路仿真模型。通过仿真试验,指导电源主电路设计。最后,利用自行开发的一体化双丝焊机进行了反相波形控制的焊接工艺试验。试验结果表明,反相波形控制可获得较好的焊接效果。     

Digital control system for pulsed MIG welding power based on STM32

Digital control system for pulsed MIG welding power based on STM32 is set up with 32-bit STM32F103ZET6 directing against the pulse waveform modulation of pulsed MIG welding. High-frequency inverter and medium-low frequency pulse waveform modulation of pulsed MIG welding are realized by using the integrated PWM module within STM32 to generate PWM signals of phase-shifted full-bridge soft-switching and constant-current control of output current is achieved by means of anti-windup PI control algorithm to improve the stability and reliability of control system. Experimental results demonstrate that the designed digital control system based on STM32 can achieve perfect pulsed MIG welding technique with stable welding process and good weld appearance, fully demonstrating the advantages of digital control based on STM32.     

Study on twin-wire pulsed MIG welding power supply based on DSP and CAN

A design proposal for twin-wire pulsed MIG welding power supply based on DSP (digital signal processor)and CAN (controller area network ) is put forward.By use of the CAN bus,the synergic control between the master and slave power supplies can be realized.And in this way,their peak currents can be guaranteed to be alternative and the interference between the two arcs can be decreased efficiently.The hardware design,software design and relative tests are provided in this paper.Tests show that the power supply can meet the design requirements of twin-wire welding.     

基于DSP的GMAW-P焊数字化控制系统

针对GMAW-P焊的脉冲波形调制,采用16位定点数字信号处理器TMS320LF2407A建立了基于DSP的GMAW-P焊数字化控制系统.利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了PWM信号的直接数字化控制,从而实现了GMAW-P焊高频逆变和低频脉冲波形调制,提高了控制系统的工作稳定性和可靠性,阐述了控制系统的软件设计.结果表明,所设计的数字化控制系统能实现良好的GMAW-P焊接工艺,焊接过程稳定,获得的焊缝质量好,成形美观,充分显示了DSP数字化控制的优点.     

Inverter power supply system for high-power twin-wire pulsed GMAW

A type of novel inverter power supply system for high-power twin-wire pulsed gas metal arc welding (GMAW) is presented mainly for dealing with the disadvantages of the conventional power supply for twin-wire pulsed GMAW of which the output power is generally difficult to increase due to limitations of the power of semiconductors and the power density of magnetic devices.In the power supplies for the master and slave arcs,the digital signal processor (DSP) TMS320F28335 is used to form the DSP-based synergic control system for parallel high-power pulsed GMA W,which achieves high-power output of two parallel inverters controlled by a single DSP;master-slave communication is achieved by using e controller area network (eCAN)module of DSP,thus realizing anti-phase pulse output of high-power twin-wire pulsed GMA W and reducing the interference between twin arcs.The experiment results demonstrate that the designed inverter power supply system for high-power twin-wire pulsed GMAW can bring about high-power efficiency of welding,stable welding process and proper formation of welds.     

基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源研制

SiC功率器件具备开关速度快、开关损耗低、导通损耗小等优点,有利于进一步提升焊接电源的逆变频率、响应速度,实现电弧能量的精密化控制. 设计了一套脉冲变极性逆变焊接电源,主电路采用双逆变结构,前级高频逆变电路采用SiC模块,后级低频调制逆变电路采用绝缘栅双极型晶体管 IGBT模块;设计了SiC模块驱动电路,实现了快速短路保护及米勒钳位;设计了基于ARM的全数字化控制系统,实现了PWM (pulse width modulation)以及输出电流波形的数字化控制.研制的脉冲变极性焊接电源逆变频率达到100 kHz,额定输出电流为500 A,可实现规整的脉冲变极性波形输出.结果表明,研制的基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源能够实现稳定的焊接流程,可通过波形参数的调整有效控制焊接热输入量,获得良好的镁合金焊缝成形.     

基于DSP的脉冲GMAW焊数字化控制系统

针对脉冲GMAW焊工艺要求,采用32位数字信号处理器TMS320F2812建立了基于DSP的数字化控制系统,实现了电流和弧长的双闭环全数字控制,取得了良好的控制性能.控制系统利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了软开关主电路四路移相PWM信号的直接数字化控制.给出了系统控制原理及程序流程图,脉冲峰值和基值阶段采用变参数的数字PI控制,使得电流快速跟随给定信号,同时采用模糊控制方法对弧长进行闭环控制.结果表明,所设计的脉冲GMAW焊全数字控制系统满足设计要求,输出电流波形一致性好,可以实现快速、稳定的弧长调节,焊接过程稳定,焊缝成形美观.