基于ARM的精密逆变电阻点焊电源

微型电子元器件的焊接要求焊接电源响应速度快、系统稳定性好以及控制精度高。为进一步提高微型电子元器件的焊接质量,设计了一种基于ARM的精密逆变电阻点焊电源,该电源以STM32F103RCT6型ARM芯片为控制核心,通过调节脉冲宽度(PWM)调制占空比并结合增量式PI控制方案,实现对焊接电流大小的精密控制。详细介绍电流采样电路、真有效值转换电路、IGBT驱动电路及保护电路。试验证明,该电源控制系统稳定可靠、控制精度高,在微电子器件的焊接方面有较好的效果。     

高频晶体管式电阻点焊电源的研制

针对微型零件对焊接电源的特殊要求,设计了一种基于晶体管的高频开关式电阻点焊电源,提高了电阻点焊电源控制的精密性.文中主要介绍了电阻点焊电源的主电路结构、工作原理以及以dsPIC30F6010为核心的控制系统的设计.将电阻点焊电源的开关频率提高到100 kHz,从而提高了系统的控制精度和响应速度,获得了理想的焊接电流波形.通过与其它微型零件点焊电源的电流输出特性对比.结果表明,该电源具有精密零件焊接的独特优势,是一种理想的精密焊接电源.

Abstract：

According to the special requirements of micro-part resistance spot welding technics, a transistor-style high-frequency power supply was designed, which could improve the control precision of the power. The main circuit structure, the working principle, and the controlling core dsPIC30F6010 were introduced. The 100 kHz frequeney was applied for the first time in the resistance spot-welding power supply field, as a result, the control accuracy and response speed were greatly increased, and the welding current waveform were excellent. It is proved that this power supply has a unique advantage in precise welding and is more adaptive, compared with other micro-part welding powers supply.     

电阻点焊质量的微处理机控制

对点焊过程中的电极电压变化规律与焊点尺寸的关系进行了分析研究,提出了用“相对质控电压”作为合格焊点形成标志,以实现焊点尺寸自适应控制的方法。对以此为基本原理研制的KD3—200型微机点缝焊控制器的硬件结构和软件特点作了论述。     

电阻点焊PID控制程序设计

以C8051F005单片机恒流控制系统为基础,进行了电阻点焊PID控制软件设计。在本设计中,结合现代控制理论和经典控制理论,采用了分段PID控制方法,将焊接过程中的非线性关系转化为线性关系,以便获得更好的控制效果。现场焊接测试结果表明:利用分段PID控制方法,系统不但具有较好的稳定性,而且达到了对点焊过程的精确控制。     

微机控制电阻点焊质量探讨

本文阐述利用Cu4800控制器(含恒流控制和动态电阻控制)对电阻点焊的质量控制状况,并介绍了恒流器和动态电阻控制器的原理、特点以及应用。     

一种替代传统电阻点焊的创新技术——搅拌摩擦点焊

搅拌摩擦点焊（Friction Stir Spot Welding,FSSW）是在“线性”搅拌摩擦焊接（linear friction stir welding,FSW）基础上,研究开发的一种创新的焊接技术。FSSW可以形成一种点焊的搭接接头,其焊缝外观与应用于汽车车体的电阻点髓类似,因而在汽车和其他工业领域引起很大的关注。综述分析了搅拌摩擦点焊的基本原理、工艺特点和工业应用。     

电网中整流电源电阻点焊焊接电压控制技术

针对焊接过程中飞溅、焊接质量缺陷等问题,对电网中整流电源电阻点焊焊接电压控制技术进行研究。首先,对整流电源电阻点焊焊接电压影响加以分析,以由电压控制的电流百分数为电阻点焊焊接热量设置值;然后,提出变论域模糊PID控制法,将电压偏差和偏差率输入变论域,通过粒子群优化算法获取最优伸缩因子,进而得到最优量化因子和比例因子,最终输出控制电压,以实现电网中整流电源电阻点焊焊接电压控制;最后,利用试验证明所提方法的实用性。试验结果表明,所提方法耗时较短且能耗较低。     

一种新型大功率中频逆变电阻点焊电源

为满足低阻值新型焊接材料的焊接要求,研究设计了一种最大输出电流达20kA的中频逆变电阻点焊电源.采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成全桥式逆变主电路;通过有限双极性控制,实现零电压零电流(ZVZCS)软开关;控制电路以数字信号处理器(DSP)为核心,通过对初级采样电流值进行有效处理,采用增量式PID控制方法,实现对脉宽调制电路的精准控制.结果表明,电源设计合理,控制电路稳定可靠,适于大功率焊接.     

晶体管式精密电阻点焊电源的设计

为满足微型零件焊接对焊接能量精密性、快速性和稳定性的要求,设计了一种高频晶体管式电阻点焊电源。电源包含半桥逆变恒流充电部分和高频斩波输出部分,逆变频率为100 k Hz,通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)和增量式比例积分微分(Proportion Integration Differentiation,PID)控制技术,实现了电容组恒流快速充电;斩波频率为100 k Hz,大大提高了焊接输出能量调节响应速度和控制精度。试验结果表明,电容组最大充电电流为100 A,充电电压为30 V,充电时间小于100 ms;电源具有恒电流、恒电压和恒功率输出模式,焊接电流上升速度达到50 A/μs,放电脉冲可在1 ms内实现稳定输出,实际焊接效果良好,在精密焊接中具有明显优势。     

适用于小尺寸工件的电阻点焊电源

电阻点焊（RSW）是许多通过对局部区域加热和加压将两个或两个以上金属部件连接在一起的焊接工艺之一。对于诸如医疗设备和电子元件的焊接，被焊部件相对于普通电阻焊来讲要薄一些和小一些。因此本文将这种工艺称作小尺寸工件电阻点焊（SSRSW）。     

电阻点焊质量监控技术的发展现状和趋势

随着计算机技术和智能控制技术的发展，数理统计、计算机模拟和人工智能等先进方法已引入点焊的质量监控中，如何采用精确的控制方法来监控电阻焊过程，已经成为电阻焊质量监控研究的重点。综述了电阻点焊质量监控的现状和发展，并提出可靠性是当前重要的研究方向。     

波形控制智能型电阻点焊机

分析了小型及微型零件电阻点焊的工艺特点及其现有的焊接设备和工艺易出现的问题;明确提出了小型及微型零件电阻点焊的能量工艺参数除了峰值电流IM、峰值电流时间tM外,电流波形上升沿不同阶段的di/dt是影响焊点强度及其飞溅的第三个重要工艺参数;阐明了任意波形控制法和任意波形控制法点焊新工艺是解决焊点强度高又无飞溅这一对矛盾的有效途径。研制的波形控制智能型电阻电焊机在提高某航天火工品的焊接质量方面取得了良好的效果。     

精密逆变电阻点焊的应用

首先介绍了精密逆变电阻点焊机系统，包括系统的组成，特点，然后介绍几种典型工件的焊接工艺，结果表明，这种焊机在精密零件 的电阻点焊中有其独持的工艺优势，有很好的推广应用价值。     

数学化电阻点焊控制器

根据电阻点焊的控制要求,设计了基于微处理器技术的数字化点焊控制器。控制器基于PHILIPS的80C552单片机设计,具有焊接程序控制、焊接电流波形调制、故障诊断等功能;控制器提供了基于LCD显示与键盘输入的数字化参数设置界面对控制器的可靠性设计进行了分析,采取了硬件和软件的抗干扰措施。试验证明设计的点焊数字控制器具有良好的动态特性。     

低碳钢点焊动态过程的模型化控制

ＤＲＣ法点烛质量监控技术关键之一是恰当地设定和描述表示点焊熔核形成过程最优动态品质的给定动态电阻特性。本文在深入试验研究和理论分析的基础上，确立了标识最优动态品质动态电阻特性的总体模型及其特征参数，据此实现了低碳点焊热过程的模型化控制。     

逆变电阻点焊电源研究现状与趋势

介绍了逆变电阻点焊电源的优势,分析了国内外近20年逆变电阻点焊电源的研究现状。着重从电源系统、质量监控方法、电源设备的进展三个方面综述了逆变电阻点焊电源的研究现状,并指出存在的主要问题。最后根据逆变电阻点焊电源的特点及应用范围探讨了电源的研究趋势,指出高性能化、并联化及模块化、数字化、智能化将是电源研究的主要方向,并从逆变点焊机器人及柔性工作站、焊机功率两个方面展望了国内逆变电阻点焊电源的发展前景。     

不锈钢点焊热过程的协同控制策略

着重探讨了协同控制法应用于不锈钢点焊过程控制的特殊性、必要性与适用性.针对动态电阻单调下降的不锈钢材料,以工艺试验确定的实际熔核形成起点,把焊接热过程明确划分为未形核与形成熔核两个阶段.进而,在这两个阶段中分别采用恒流控制和基于给定动态电流滞后角特性的模型化控制技术,即协同控制策略.结果表明,该监控策略能够保证不锈钢材料电阻点焊热过程的形核起点稳定,从而确保了阈值法控制的可靠性,焊接品质优良.     

双环控制的全桥软开关点焊电源

对所研制的IGBT逆变点焊电源进行介绍。根据点焊的特点,改进了采用辅助网络的移相控制零电压开关脉宽调制全桥变换器,从而最大限度地减小了副边占空比丢失;通过编程,设计并优化了滞后桥和辅助网络参数;完整地推导了主电路的控制模型;采用双环控制,使输出电流能够高度精确跟踪电流编程基准,而且防止了变压器偏磁。