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第卷第期重珲梭..
年月.
埋弧焊过程的单片机控制
技术及其应用
齐铂金,许海鹰,张伟
北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京
摘要:研制开发出一种单片机控制的新型逆变埋弧自动焊机。对该焊机的主电源结构、小车
行走控制电路、送丝电路、单片机控制电路以及焊接过程控制软件等的设计作了较详细的介绍。
关键词:单片机;逆变焊机;埋弧焊
中图分类号:.;. 文献标识码: 文章编号:
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埋弧焊以其优异的性能,在工业上得到了广泛一组与其结构相同。每一组由个大功率的
应用,目前国内在工业领域广泛应用的埋弧焊机多构成全桥结构,由外特性控制以及电路产生
为模拟控制。将单片机应用于埋弧焊控制系统中, 的脉冲经过驱动电路,分别驱动组全桥逆变电路
不仅可为用户提供良好的人机交互界面,而且可为中的、% 和、。
埋弧焊机控制水平的进一步提高、实现智能控制奠. 小车行走和送丝驱动电路的设计
定基础。该研究将单片机控制引入埋弧焊机,采用所设计的小车行走电机驱动电路原理框图如
作为主控元件,埋弧焊机的主电源由路图所示。
大功率的全桥逆变电路并联组成,具有恒电流、小车行走和送丝电机均采用直流电机。小车行
恒电压种外特性可供选择。在此就单片走方向的控制以及送丝和抽丝动作均由直流电机
机控制的埋弧焊机作一介绍。的正转、反转来实现。小车行走和送丝电机驱动电
路的主电路由斩波式开关电路和桥式电路组
硬件系统设计
成,其中斩波式开关电路实现对电机电压的控制,
. 焊机主电路结构的设计
桥式电路实现对电机正反转的控制。对于小车行走
埋弧焊机输出功率大,输出电流高达。为
控制电路,小车行走方向由的个/ 口
了达到这一要求,主电源采用组的全桥逆
输出的一路开关量来实现,例如:表示后退,表示
变电路并联。埋弧焊电源的原理框图如图所示,
前进。小车行走的速度可由用户预先设定,由控制程
图中只画出了主电源中的一组电路主电路,另外
序将其经过/转化,变为相应的电机控制给定电
收稿日期:——
压,送到小车行走控制电路,实现对小车速度的控
作者简介:齐铂,男,湖南湘潭人,教授,工学博士,
主要从事焊接自动化技术、先进电源技术及其应用制。用电流前馈和电压负反馈对小车行走系统的电
等方面的教学与科研工作。机驱动电压进行控制,以保证小车行走速度稳定。
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研究与设计奄珲梭第卷
当埋弧焊机工作时,产生强烈的电磁干扰,并使
电网侧的电流、电压波形严重畸变,强烈干扰了单
片机控制系统,甚至使它不能正常运行。因此,为保
证系统稳定、可靠地工作,在设计单片机控制电路
时采用了相应的抗干扰措施。采用的主要措施有:关
键芯片的供电电源采用直流电源模块供电且相互
独立;每块、/芯片的电源线和地线之间接去
耦电容;/芯片模拟信号的输入采用双绞线;/
芯片的模拟信号的输出采用光耦隔离;设计电路板
时,将所有器件的模拟地和数字地严格分离,最后
只在一点连接;布线时使功率线和信号线远离。这些
措施的应用,保证了埋弧焊控制系统的正