基于80C196MC的全位置自動(dòng)焊接控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著工業(yè)科技的發(fā)展，管道管網(wǎng)縱橫交錯(cuò)，不斷輸送著石油、天然氣、水等資源，可謂工業(yè)的動(dòng)脈，而管道焊接是管道鋪設(shè)的關(guān)鍵。焊接質(zhì)量的好壞直接影響到工程質(zhì)量的好壞，關(guān)系到管道的使用壽命，傳統(tǒng)的管道焊接，一般采用焊條電弧焊，通過(guò)手工焊接完成，對(duì)于大口徑管子焊接時(shí)，需要的工人多，焊接速度較慢，焊接質(zhì)量相對(duì)低，焊接成本高。因此，為了提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，針對(duì)壓力管道焊接的需要，開發(fā)適用于管道的全位置自動(dòng)焊接系統(tǒng)是非常有必要的。
　　

2、該控制系統(tǒng)選用80C196MC單片機(jī)為控制器，通過(guò)單片機(jī)基本配置單元和擴(kuò)展電路，采用串行通訊接口，進(jìn)行焊接電源的控制設(shè)計(jì)和PWM功率驅(qū)動(dòng)接口設(shè)計(jì)。以直流伺服電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)焊接小車的平穩(wěn)行走和焊槍的擺動(dòng)調(diào)整。本文對(duì)控制系統(tǒng)的硬件電路和軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真和測(cè)試。仿真測(cè)試結(jié)果證明該設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行穩(wěn)定，參數(shù)正確，實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)計(jì)目的。
　　通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟?？刂坪秃附铀俣瓤刂?，并且對(duì)電弧電壓和

3、電流進(jìn)行控制，利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道和I/O口，將采集到的信號(hào)輸送給單片機(jī)，再由單片機(jī)輸出信號(hào)來(lái)控制焊接過(guò)程。通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)焊接狀態(tài)的反饋，完成焊接程序的控制和焊接狀態(tài)的顯示等功能。上位機(jī)和控制箱構(gòu)成焊接的控制系統(tǒng)，利用串口通訊，上位機(jī)將焊接參數(shù)和控制程序輸送到下位機(jī)，完成動(dòng)作控制和焊接模式轉(zhuǎn)換。
　　設(shè)計(jì)直流電機(jī)速度PID調(diào)節(jié)程序，通過(guò)PWM改變有效電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的控制。并且進(jìn)行了控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，人機(jī)界面保證用戶對(duì)焊接過(guò)程的實(shí)時(shí)

4、控制。根據(jù)焊接現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，通過(guò)手持遙控盒及時(shí)修改焊接參數(shù)，控制靈活，操作方便。通過(guò)單片機(jī)控制顯示屏，操作人員可以對(duì)焊接過(guò)程中的電弧電壓、焊接電流和小車速度做到及時(shí)掌控。
　　最后，利用計(jì)算機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行仿真，通過(guò)對(duì)比實(shí)測(cè)PWM波和理論計(jì)算，可知結(jié)果基本吻合，完全可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正常運(yùn)行及反饋控制，達(dá)到了該論文預(yù)期的目標(biāo)。
　　結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠，具有可移植性，能實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接小車的行走控制和對(duì)焊槍的擺動(dòng)調(diào)