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第卷第期上海应用技术学院学报..
年月.
文章编号:———
数字化埋弧自动焊机控制器的设计
金丽华,高辉云
.上海应用技术学院机械与自动化工程学院,上海;.费斯托中国有限公司,上海
摘要: 介绍了一种双单片机数字控制系统晶闸管整流焊机系统软、硬件设计方
案。采用键盘和液晶显示器设计人机接口电路,达到简单、直观地设计埋弧自动焊规范
参数预置、显示等功能。利用不同的计算偏差进行积分分离控制算法调节,获得陡降、缓
降、恒流及恒压种输出静特性。送丝速度采用电枢电压和电弧电压反馈进行双闭环控
制。研制出的样机具有良好的稳定性、可靠性和适应性。
关键词: 埋弧焊机;数字化;人机接口;液晶显示;积分分离
中图分类号:. 文献标识码:

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埋弧焊是一种高效、高质量的机械化焊接方随着数字控制技术迅速发展,各种生产设备的
法,在压力容器、造船、桥梁、铁路车辆、工程机械性能更加完善,功能更加丰富,智能化程度不断提
以及钢结构等生产行业发挥着重要作用。但模拟高。采用数字控制技术,是埋弧自动焊机发展的必
控制的埋弧焊机闭环控制由模拟电子电路完成, 然趋势。针对三相半控桥整流式焊接电源和直流
容易造成焊机性能分散,并很大程度上依赖于调电机驱动的送丝机构,本文以单片机为核心设计埋
试环节。弧自动焊数字控制系统,采用数字控制算法控制电
收稿日期:——
作者简介:金丽华一,女,助教,硕士。
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上海应用技术学院学报第卷
源输出特性、送丝速度和焊接速度。通过键盘和液杂的多任务系统,为了满足焊接过程实时控制及
晶显示器完成埋弧自动焊规范参数的预置、显示及电源多特性控制要求,为此设计个单片机系统,
管理,为实现埋弧自动焊专家系统打好基础。使焊如图所示。一个为电源控制器,通过电源的输
机的整机性能、操作性、适应性和自动化程度得以出电流和电压反馈,控制其外特性和动特性;另一
较大提升,。个为过程控制器,通过电弧电压和电枢电压反馈,
控制送丝速度和小车速度,由键盘及液晶显示器
控制系统硬件电路设计完成参数预置、显示及管理。两个控制系统之间
采用抗干扰能力较强的光电隔离数字量进行串行
. 控制系统总体结构通讯,相互交换焊接命令和数据。
埋弧自动焊接过程从控制角度来看是一个复
采样电路一÷■—』采样电路

【数字触发电路一系控电制源统控过程制—一数字触发电路
系统

鹫显示电路上

图埋弧焊的数字化控制系统框图
. 电源控制系统管理。高速输入口以及、的部分口线构成
系统以单片机为核心构成电源控开关输入电路。单片机的串行口通过高速光耦构
制系统,如图所示。其片内位/转换器成数字通讯接口,与埋弧焊过程控制系统交换焊
扩展了通道采样电路,用于实时采样输出焊接接命令和数据。系统复位、电源监控和功
电压和电流。焊接电压和电流经采样电路进入单能由芯片完成。该系统还扩展一片
.。由扩展的键的数据存储器,用
盘及液晶显示电路用于焊接参数的预置、显示