数字化超高频脉冲TIG焊接电源人机交互系统

采用触摸屏作为参数设置与显示装置,基于Freescale单片机开发了一套应用于数字化超高频脉冲TIG焊接电源的数字化人机交互系统。设计RS-485通信接口电路,遵循MODBUS协议编写通信程序。通过优化控制软件设计,实现了不同焊接工艺过程的精确控制、焊接参数的快速方便设置及统一化管理,不同焊接方法切换简便、波形输出准确。该系统界面友好,操作灵活。     

基于Proteus的焊接电源人机交互系统设计

焊接电源人机交互系统采用DSP+MCU双处理器实现了焊接电源的数字化.在Proteus环境下结合Keil工具,对基于STC89C52单片杌控制的人机交互界面系统进行了电路设计、程序开发和仿真调试.用户通过人机界面不仅可以设置焊接电流、焊接电压、焊接速度等参数,而且还具有实时数据显示功能.实验结果表明,所设计的系统能够满...     

高频脉冲电子束偏压电源设计

为了实现具有陡峭上升沿和下降沿的高频脉冲偏压,改善高频脉冲电子束束流品质,提出了基值偏压直流电源、脉冲偏压直流电源和高压斩波主电路串联的主电路结构。高压斩波主电路通过MOSFET功率开关管导通和关断将脉冲偏压直流电源变换为高频脉冲偏压输出,使脉冲偏压具有快速变化的上升沿和下降沿;基于调制解调工作原理,设计了高压隔离通讯电源,实现了脉冲频率、占空比等高频脉冲偏压参数及命令从低压电路向高压斩波电路的可靠传输并生成PWM波形;设计了专门的高压隔离供电电源,实现了高压端高压斩波电路的可靠供电与驱动。基于上述技术,研制出高频脉冲电子束偏压电源,获得了具有陡峭上升沿和下降沿的高频脉冲偏压输出,20 kHz时脉冲偏压上升沿≤1μs。     

脉冲焊接电源波形控制电路研究

脉冲弧焊工艺的发展,特别是对一些难焊的、热敏感性高的材料和难于施焊的场合f如全位王焊、窄间隙焊以及要求单面焊双面成形的管件、薄件),脉冲焊均显出独特的优越性.根据脉冲等离子弧焊电源的要求,设计了脉冲波形各参数(幅值、基值、占空比、频率等)控制电路和焊接电流递增与递减电路,分析了电路的组成及工作原理.通过安装调试,该电路符合设计要求,并具有一定的先进性和通用性,能降低电子控制式焊接设备的设计调试工作量.     

单片机控制脉冲等离子弧焊接系统的研制

为进行脉冲等离子弧焊接的研究，在实验室现有的直流等离子弧焊接系统的基础上引入单片机控制系统，对焊接电源的原给定控制电路进行改造，实现了焊接电流的脉冲控制。同时设计了单片机控制系统的键盘输入、LED显示等外围扩展电路。     

用于钢轨焊接的电子束焊机电源系统

介绍用于钢轨焊接的电子束焊机工作原理及系统组成,分析焊机的电源系统组成。采用软开关技术减少了功率管在高速开通、关断下产生的谐波,降低开关损耗,减小电源系统体积和质量。对电源系统的主要部件进行选型设计,搭建试验电路,编制控制软件,通过调试原理样机,获得试验参数,验证了设计的合理性。该电源系统可以满足钢轨焊接对电子束焊机的要求。     

双凹波形脉冲氩弧焊的焊接电源

主要介绍双凹波形脉冲氩焊电源的工作原理,电源采用方框外特性,提出了一种新颖的双凹电形波形作为电源的特性,并研究了电源动特性的影响及其控制,试验表明,此电源可以用于交流ＭＩＧ焊,不加任何稳弧即可实现电弧稳定,工艺性能良好,是一种发展前景广阔的弧焊电源。     

新型双脉冲MIG焊接电源

为提升双脉冲MIG焊接设备的整体性能,研制了一台基于全碳化硅功率器件的双脉冲MIG逆变焊接电源,逆变频率可达100 kHz,有利于实现电弧的精细化控制.以STM32F405RGT6为控制核心,搭建了逆变焊机的控制系统硬件电路,其由主控制电路、数字面板以及送丝控制电路等构成.根据双脉冲MIG焊的任务需求设计了相应的控制软件,采用增量式PID算法控制输出量,通过单脉冲输出+脉动送丝控制,实现双脉冲焊接.结果表明,所研制的逆变焊接电源具有快速的动态响应,能有效配合脉动送丝进行焊接,焊缝鱼鳞纹清晰,无明显缺陷.     

数字化焊接电源人机交互系统的设计与实现

以MSP430F149型单片机为主控芯片,设计实现了数字化焊接电源人机交互系统.硬件电路包括键盘输入电路、LCD液晶显示电路、LED显示电路、RS-232及RS-485通信电路、实时时钟电路、外部存储器电路等.设计了简洁、直观的人机交互界面,并采用结构化编程的思想对此系统进行了软件实现.测试表明,该系统工作稳定,操作灵活、简单,实现了设计目标.     

数字化PMIG焊接电源人机交互系统设计

针对基于数字信号处理器TMS320F2812控制的薄板铝合金变极性脉冲焊设备，选择ATMEL AT89S8252单片机和SD7218A智能键盘显示控制芯片，采用DSP＋MCU的通讯方式，设计了数字化人机交互系统。该系统能够实现焊接工艺参数设置、修改、保存、调用，能够实时显示焊接参数，并有良好的兼容性。试验证明：承统运行稳定，控制精度高，抗干扰能力强，人机界面友好。操作方便。     

基于LLC谐振变换器的电子束焊机灯丝电源的设计

为提高电子束焊机灯丝电源的效率,降低其体积和减少电压谐波,设计了一种基于L LC谐振变换器的灯丝电源的系统。分析LLC谐振的工作原理,用基波分析法分析电压增益,绘制Q值曲线。同时引入固定逆变电路的占空比和频率,通过调整母线电压大小来改变输出电压大小的方法,实现了输出电压范围内功率管的软开关。最后通过一台输出电压10 V、电流15 A的试验样机验证了试验的设计合理性。     

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.     

基于人机交互的遥控焊接虚拟环境标定技术

对于工作在非结构化环境中的机器人遥控焊接系统,虚拟环境与真实环境的一致性直接决定了系统的可靠性、作业精度和工作效率.虚拟环境标定技术可以通过远端真实环境的信息反馈校正虚拟环境中机器人模型与工作环境模型的位姿关系.采用人机交互的图像特征提取方式和线性与非线性结合的最小二乘算法,实现了摄像机在线标定和工件定位,完成了遥控焊接系统的虚拟环境标定任务.在标定试验中,当采用较大的摄像机焦距时,最大标定误差为2.9mm,平均标定误差为1.5mm.根据试验的过程和结果,分析了影响标定精度的因素.     

真空电子束焊接热源建模及功率密度分析

分析了真空电子束深熔焊接的热源作用形成钉状焊缝的特征,建立了峰值功率递增型旋转高斯体热源,即热源作用半径在深度方向呈高斯规律递减,热源功率密度在深度方向呈指数函数规律递增.利用该热源模型计算了聚焦状态和散焦状态下,真空电子束焊接特殊热效应的功率密度分布.结果表明,热源数学模型得到的功率密度分布规律符合理想状态下的电子束热源作用特征,可用于不同聚焦状态下的真空电子束焊接的热效应数值模拟研究.     

多功能数字化弧焊逆变电源人机交互系统

针对多功能数字化弧焊逆变电源用于不同焊接方法时工艺过程不同和焊接参数众多的特点,采用键盘输入和LCD显示设计开发了基于数字信号处理器DSP的人机交互系统.通过数据结构的通用化设计和程序流程的优化设计,该系统实现了焊接工艺过程和焊接参数的方便设置和统一管理,用户操作和显示界面简洁、直观、灵活,极大地提高了多功能数字化弧焊逆变电源的实用性.     

脉冲变极性弧焊逆变电源数字化控制系统

在采用数字信号处理器(DSP)DSP56F805构建基于双DSP的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统的基础上,针对数字化脉宽调制(PWM)控制脉冲存在的脉冲宽度保持和延迟对电源输出动态响应和稳态精度等控制性能的影响,提出了基于电源输出电感电阻(LR)负载模型的电流预估计算法,进而对简单数字比例积分微分(PID)控制算法进行了修正.同时,系统通过对电流/电压检测信号的预处理、A/D采样与PWM同步、数字滤波等措施有效地提高了系统的抗干扰性能.脉冲变极性输出特性控制试验验证了基于电流预估计的数字PID控制算法的正确性和有效性.     

人机交互式机器人弧焊再制造系统设计

在分析失效零件再制造的特点的基础上,提出了基于人机交互技术的机器人熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)再制造思想.将操作者作为系统的一个因素,构成人机交互式的机器人GMAW再制造系统,人机协作共同完成失效零件的再制造任务.其中操作者主要负责解决再制造过程中的非线性、难建模的复杂问题;机器人主要负责数据计算和运动控制等线性问题.根据上述思想,文中建立了人机交互式机器人GMAW再制造试验系统平台,研究了基于开放式图形库(open graphics library,OpenGL)的再制造系统软件结构和人机交互实现方式,采用模块化方法设计实现了可视化的人机交互界面.     

电子束焊接过程束流品质的调控技术

研究到达工件前的束流品质,束流品质的量化表征是通过基于二次电子的间接测量方式和基于能量密度测试传感器的直接测量方式相结合来实现。通过自动束流对心和矫形程序实现对束流品质偏移距离和形貌因子两个表征参数的调控,并使其达到最优。研究电压、束流、聚焦电流等电子束焊接工艺参数与束流的三维能量分布指标的内在联系。通过建立的二次方模型,利用Design-Expert软件优化(Optimization)模块不仅可以预测不同电参数作用下的四个表征参数的具体数值,而且能根据设定的四个表征参数推算出三个电控参数的优化方案,选择期望度最大的一组电控参数值作为调控的基本参数。在此基础上利用电子束能量直接测试系统,进行电控参数的微调,并实时监测四个三维特征参量的变化,直至达到调控的预定值。