基于雙MCU脈沖MIG焊機(jī)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、焊接作為機(jī)械制造業(yè)中的重要一環(huán)，焊接技術(shù)水平的提高也意味著對機(jī)械制造業(yè)有著非常重要的推動作用，而焊接設(shè)備的數(shù)字化自然是對以往的焊接技術(shù)的一次全新的技術(shù)革命。本文研究的數(shù)字化脈沖MIG焊機(jī)控制系統(tǒng)是基于以下幾個目的：實(shí)現(xiàn)焊機(jī)的數(shù)字化；實(shí)現(xiàn)對低能量焊接的控制；滿足高效自動化焊接要求。數(shù)字化控制系統(tǒng)對于模擬控制系統(tǒng)而言，具有電路簡化，焊接波形控制精確，參數(shù)調(diào)節(jié)及管理便捷，內(nèi)部焊接工藝系統(tǒng)隨時可改進(jìn)升級等優(yōu)勢。MIG焊的脈沖式輸出可實(shí)現(xiàn)對電弧能

2、量的精細(xì)控制，能滿足薄板及有色金屬對低能量焊接的要求。高效自動化則是則是機(jī)械制造業(yè)的一次工業(yè)革命，同時也是德國近年來提出實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)，即實(shí)現(xiàn)智能化制造的基礎(chǔ)。
　　本文研究的脈沖MIG焊控制系統(tǒng)則是基于雙MCU為控制核心實(shí)現(xiàn)的，雙MCU之間又既有明確的分工又有緊密的協(xié)作，主控MCU型號為Microchip公司生產(chǎn)的PIC24FJ128GC006單片機(jī)，而輔控MCU型號則是選用了Renesas公司生產(chǎn)的R5F21355單片機(jī)

3、。主控MCU主要負(fù)責(zé)引弧控制、焊接時序控制、焊接參數(shù)PI運(yùn)算、焊接過程控制、收弧控制。輔控MCU則負(fù)責(zé)焊接參數(shù)的給定和實(shí)時顯示、儲存焊接工藝參數(shù)、通知顯示焊接故障等。送絲控制系統(tǒng)的送絲速度則是由主控MCU給出，采用送絲機(jī)的反電動勢大小來反饋送絲速度大小，將兩者的信號送入PWM電路得到PWM信號，該P(yáng)WM信號通過控制可控硅的觸發(fā)角來穩(wěn)定送絲速度。由于控制系統(tǒng)的作用對象是逆變電路的IGBT，所以本文還設(shè)計(jì)了軟開關(guān)電路器件的參數(shù)計(jì)算及選型，以

4、減少IGBT的開關(guān)功耗和開關(guān)應(yīng)力。此外還設(shè)計(jì)了主電路的整流濾波元器件的參數(shù)計(jì)算和選型。
　　通過整機(jī)實(shí)驗(yàn)，本文研制的脈沖MIG焊控制系統(tǒng)能很好的完成各種焊接功能，如焊接參數(shù)給定及實(shí)時顯示、等速送絲控制、基值峰值的雙恒流外特性控制、正常焊接控制、弧長穩(wěn)定控制等。通過焊接工藝試驗(yàn)，可以看到焊接電弧穩(wěn)定，只有少量飛濺，焊接手法隨意性大時也不會發(fā)生頂絲回?zé)痊F(xiàn)象。當(dāng)然本文研究的控制系統(tǒng)在軟件這一塊還有可繼續(xù)挖掘的地方，比如考慮到脈沖MIG