数字化GMAW-P焊接电源模块化设计

数字化焊接电源的一大突出优点就是:采用模块化方法设计,升级灵活,功能扩展方便.介绍了一种以TMS320F240 DSP为核心的数字化脉冲熔化极气体保护焊接电源.分别从人机交互模块、外设I/O接口模块、GMAW-P过程控制模块、系统升级拓展功能模块方面进行探讨.实际焊接试验结果表明,所设计的数字化脉冲熔化极气体保护焊接电源,人机界面友善,操作灵活;焊接工艺性能良好,基本实现了一脉一滴的熔滴过渡方式,焊缝成形均匀一致.     

精密脉冲TIG焊接中的弧长跟踪技术

在研究小电流脉冲TIG焊接弧压与弧长对应关系的基础上 ,提出了一种新的基于硬件电路的弧长传感与控制技术 ,并建立了相应的弧长跟踪系统。工艺试验表明 ,采用该技术可实现较宽电流范围内的脉冲TIG焊及直流TIG焊的弧长跟踪控制 ,在平均焊接电流 2 0A ,弧长给定为 1mm时的弧长跟踪静态误差为± 0 .1mm。整个系统控制精度高 ,动态响应快 ,运行可靠。该技术较好地解决了常规的弧长跟踪方法所无法解决的复杂曲面薄壁不锈钢试件焊接过程中的弧长跟踪问题 ,取得了较好的工艺效果     

交流脉冲MIG弧焊电源及弧长控制

AC PMIG的控制模式是一周一脉一滴，脉冲电流设计在电弧EP极性时间里，其余时间均为基值电流。弧焊电源一次逆变控制电流快速动态过程，二次逆变控制电弧极性。控制系统采用双闭环结构，内环模拟控制电弧电流，外环80C196KC单片机控制电弧电压及电弧极性。根据电弧电压偏差信号及电弧状态，设计了四个控制规则及其控制参数的计算方法。正常焊接状态时变频控制交流脉冲频率。采用这种控制方案，获得了稳定性高、熔滴过渡均匀的焊接过程。     

脉冲熔化极气体保护焊电源故障诊断设计

脉冲熔化极气体保护焊（GMAW-P）焊接电源多采用数字控制技术,为保证焊机安全、可靠地运行,提高故障诊断的效率及可靠性,将分层控制一故障树故障诊断方法融人焊接电源设计中,针对焊接过程中可能出现的异常和故障情况,根据其危害等级的不同,进行分级并采用不同的处理方法和有效的指导原则,可以有效的节约数字控制处理器的软件资源,实现对异常的快速响应与处理,达到保护焊接电源的目的．构建了GMAW—P焊接电源故障树模型,分析了故障传播的逻辑关系,有效解决了故障诊断的层次化、有序化．结果表明,所设计的焊接电源的故障诊断系统容错性及适应性好,增强了故障检测与诊断的实时性和开放性,为焊接电源智能故障诊断开辟了新的途径．     

熔化极气体保护焊的直接自适应控制

焊接电流和电弧长度是熔化极气体保护焊(GMAW)焊接过程的主要状态变量,决定了熔滴的过渡过程、热量输入和焊缝成形.文中在分析GAMW焊接工艺过程的基础上,建立了焊接电流和电弧长度的数学模型,采用基于二次型性能指标的直接自适应控制算法,通过调节焊接电源输出电压和送丝速度的大小,使焊接电流和电弧长度能跟踪参考模型的输出.同时,针对实际应用中难以检测的电弧长度,建立了电弧长度估计模型,实现了对电弧长度的软测量.结果表明,该算法可以实现弧长和电流的精确控制.     

铝合金脉冲MIG焊起弧与收弧优化控制

针对铝合金焊接存在的起弧和收弧困难的问题,分析了起弧和收弧的特点,分别提出了"热脉冲起弧"和"数字化收弧"的控制方案。采用实验空自行研制的多功能数字化焊机和焊接电弧动态小波分析仪,进行了起弧和收弧对比试验,试验结果表明:"热脉冲起弧"焊缝熔深好,起弧成功率高,起弧过程电弧相对稳定,并不扰乱焊接气氛,焊缝气体保护状况较好;"数字化收弧"焊缝填充饱满,焊丝削球更为理想。验证了"热脉冲起弧"和"数字化收弧"设计效果较普通起弧收弧效果优越的特点。     

双弧脉冲MIG焊嵌入式控制系统设计及试验分析

双弧脉冲熔化极惰性气体保护焊(dual-arc pulsed MIG welding)是一种低能量输入的焊接方法,针对其过程中存在的主旁弧脉冲电流波形匹配以及耦合电弧稳定性的问题,分析并提出了以高性能数字信号处理器(DSP)为控制核心的嵌入式控制策略. 在此基础上,进行了双弧脉冲MIG焊嵌入式控制系统的软硬件设计,可以通过编程灵活实现脉冲电流波形的时序控制和焊接过程控制的各种算法,并进行了铝合金-镀锌钢平板堆焊试验,在较低能量输入时得到了良好的焊缝效果. 结果表明,该系统能够满足双弧脉冲MIG焊的控制要求,保证焊接过程的稳定进行,焊接效果良好.     

用熔化极氩弧钎焊方法焊接0.5 mm以下薄壁件的研究

对用熔化极氩弧钎焊接0．5mm以下薄壁件进行了研究，提出了以正极性法焊接，配合脉冲电源的方法，并经实验验证了此方法的可行性。     

GMAW系统电流与弧长的滑模变结构控制仿真

在分析熔化极气体保护焊(GMAW)的基础上,建立电流及弧长的非线性数学模型.应用基于微分几何的反馈线性化方法,将GMAW过程电流及弧长模型同胚映射为等价的线性系统,使复杂的非线性控制问题转化成简单的线性系统的控制问题,使控制器设计的复杂程度降低,控制效果明显优于对非线性系统的直接控制.把滑模变结构控制方法应用于焊接电流及弧长的控制中,Matlab仿真结果表明,该方法可以满足焊接中电弧弧长的精确控制,同时,对系统参数摄动和外部扰动具有较强的鲁棒性.     

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊“弧长-电流”双路闭环控制

针对新型双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊过程极不稳定、焊缝成形差的问题,模拟分析了焊接参数之间的影响规律,提出了通过旁路送丝速度控制旁路弧长、通过旁路电流控制母材电流的"弧长-电流"双路闭环控制方案并进行了控制模拟分析与预测.在此基础上,采用快速原型试验系统,利用Matlab/Simulink,进行了"弧长-电流"双路闭环控制焊接试验并与模拟结果进行了对比、验证与分析.结果表明,采用"弧长-电流"双路闭环控制方案,可以在有效地解决焊接过程稳定性问题的同时保证流经母材电流的稳定,并得到了成形良好的焊缝.     

焊条电弧焊培训中弧长超限报警电路的设计

焊条电弧焊培训的初始阶段,操作人员需要通过较长时间的练习才能掌握对弧长波动的控制,既耗材又耗时.针对上述问题,根据孤长和电弧电压的关系,设计了一种弧长超限报警电路,该报警电路包括电压取样电路、电压比较电路和报警发生电路.在空载和正常焊接操作时,报警电路不工作;在弧长过长、超过正常的范围时,电路发出报警声,提醒操作人员调...     

钨极氩弧焊弧长自动控制系统

针对钨极氩弧焊因工件表面高低不平、钨极烧损以及焊接变形等导致电弧弧长波动的问题,基于单片机和步进电机细分驱动技术,以电弧电压作为弧长表征量,设计了滤波电路解决焊前高频引弧及焊时稳弧干扰问题,设计与制作了弧长自动控制系统,编写带死区变积分PID控制算法和控制程序。焊接试验表明:高频高压干扰能完全被滤除,系统稳定性好;变积分PID控制算法应用于TIG焊接弧长自动控制可显著提高系统的响应速度和控制精度,具有更好的应用前景。     

镁合金薄板TIG焊自适应弧长控制

在研究镁合金薄板TIG焊过程弧压-电流-弧长关系的基础上，提出了一种基于弧压、电流与弧长间的关系模型来准确控制弧长的技术。同时，结合PID和Fuzzy控制的原理，设计了一种自适应ALC(Automatic length control)控制器，克服了常规AVC(Automatic voltage control)系统的局限，有效地解决了镁合金薄板TIG焊过程中的弧长控制问题。焊接试验表明，该系统能自适应工件表面的变化实现弧长的自动跟踪，在电流变化的收弧及引弧期间也实现了较好的弧长控制，且动态精度高、稳定性好。     

Realizing precision pulse TIG welding with arc length control and visual image sensing based weld detection

Methods of arc length control and risual image based weld detection for precision pulse TIG welding were investigated. With a particular all-hardware circuit, arc voltage during peak current stage is sampled and integrated to indicate arc length, deviation of are length and adjusting parameters are calculated and output to drive a step motor directly.According to the features of welding image grabbed with CCD camera, a special algorithm was developed to detect the central line of weld fast and accurately. Then an application system were established, whose static arc length error is 0. 1 mm with 20 A average current and 1 mm given arc length, static detection precision of weld is 0. 01 mm, processing time of each image is less than 120 ms. Precision pulse TIG welding of some given thin stainless steel components with complicated curved surface was successfully realized.     

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.     

熔化极气体保护焊电流与电压调节

在应用熔化极气体保护焊的基础上,分析焊接电流和电弧电压对焊缝成形的影响,探究焊接电流与电弧电压匹配对焊接电弧特性的影响规律,总结正确调节焊接电流与电弧电压的基本方法和操作技能,正确调节焊接电流与电弧电压是熔化极气体保护焊技术推广与应用的关键因素。     

铝合金脉冲MIG焊接弧长控制系统

针对铝合金脉冲M IG焊接过程中的弧长稳定性问题,建立了弧长控制系统模型,设计了基于比例切换函数的滑模控制器,并采用基于xPC的实时目标环境,建立了铝合金脉冲M IG焊接快速原型的控制平台.利用MATLAB/SIMULINK进行了弧长控制仿真分析,在建立的快速原型控制平台基础上,进行了铝合金脉冲M IG焊接弧长控制试验...     

爬行式气电立焊机器人的弧长控制

气电立焊是一种重要的垂直位置焊接方法,其焊接质量受焊接电弧长度的影响较大,必须对其弧长进行控制.以爬行式气电立焊机器人为基础,研究其焊接过程中弧长变化,建立了焊接小车和滑块为基础的二级联动弧长控制系统;利用滑块的动态响应能力强、精度高的特点实现弧长的快速、高精度控制;利用对小车的控制实现滑块的自动归中,增大系统的调节能力.结果表明,系统具有较强的抗干扰能力、动态响应能力和自调节能力.