基于DSP的数字化焊机
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DSP+MCU双核控制的脉冲MIG焊数字化控制系统常春梅;陈克选;洪兆林;袁亮文;赖宇【摘要】数字化焊接电源控制系统的发展经历了从单个MCU控制到双MCU控制,再到DSP+MCU双核控制,尤其是数字信号处理器DSP在电源中的广泛应用,使得焊机控制精度更高、输出更具柔性化、系统稳定性更好,使焊接电源的整体性能不断提升.设计的脉冲MIG焊机数字控制系统就采用DSP(TMS320F2812)和MCU(STC89C58RD+)双核控制,可实现脉冲和非脉冲MIG焊,并且脉冲焊时具有一元化调节功能.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)008【总页数】6页(P11-16)【关键词】DSP+MCU双核控制;脉冲MIG;数字化【作者】常春梅;陈克选;洪兆林;袁亮文;赖宇【作者单位】兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TG434.1新型工业化的飞速发展,对焊接技术提出了更高的要求。
高质量、高效率的焊接技术则离不开高性能的焊接电源。
随着信息化、智能化的发展,焊接电源的数字控制技术已经成为焊接领域发展的方向,数字化焊接电源代表了焊接电源的发展方向。
数字系统与模拟系统相比有明显的优势,数字控制系统具有系统稳定性好、控制精度高、稳定性与产品一致性好、接口兼容性好及系统功能升级方便等特点[1]。
利用数字信号处理器为核心所设计的数字化焊接电源具有节能、轻巧、性能更优、控制更灵活的优点。
采用双MCU、双DSP、DSP+MCU等双核控制技术,可实现焊机程序软件升级、焊接工艺规范优化、多种焊接材料的适用性以及工艺参数的离线处理等[2]。
本研究设计了基于DSP+MCU双核控制的脉冲MIG焊数字控制系统,将MCU和DSP结合运用,充分发挥其各自优势。
基于DSP的电阻焊机电源控制电路设计摘要:从中频逆变技术现状、中频逆变电源原理出发,提出并设计出了基于DSP(Digital Single Process)的大功率中频逆变电阻焊电源控制电路。
实验验证了此设计方案的可行性和优越性,即控制电路简化、器件少、体积小、降低了成本、短路保护动作可靠,满足性能指标的要求,提高了系统的控制精度等优越性。
关键字:中频逆变、驱动、DSP、IGBT1 引言电阻焊是一种重要的焊接工艺,具有生产效率高、成本低、节省材料和易于自动化等特点,被广泛应用于航空、航天、能源、电子、汽车、轻工等工业。
近年来,随着汽车和制罐等制造业的迅速发展,专用电阻焊机也得到了空前的发展,逐步趋向自动化和机器人化。
焊接控制电源是电阻焊机系统中的一个重要组成部分,由于电力电子技术的快速进步,中频直流逆变电阻焊接电源作为一种新型的控制电源,以其显著的高质低耗的特点成为电阻焊电源的发展方向[1][2]。
逆变控制型大功率直流电源,是一种节能,高效,结构简单的电源。
但是,目前功率过小,焊接技术不是很好,焊接质量得不到保证等问题[2]。
其关键是功率开关管的开关损耗大。
既浪费了电能,又影响了逆变电路工作的可靠性。
因此,在大功率电阻点焊直流电源中如何克服和减小开关损耗成了一个重要问题[6]。
当前国内的逆变电源电阻焊机多用模拟控制,控制电路相当复杂,维修困难,且整机体积大[1]。
而国外许多厂家研制的数字化电阻焊机,焊接自动化水平高,质量可靠,但是价格非常昂贵。
针对这个问题,本文将DSP(TMS320LF2407A)控制技术应用于逆变电阻焊机的研究中,以保证逆变电阻焊机的静、动特性品质,同时进一步体现逆变电阻焊机的轻巧、节能,安全、可靠的保护等特点。
本文介绍的基于DSP的大功率中频逆变电阻焊电源设计是一个很好的问题解决方案。
2 中频逆变电源中频逆变直流电阻焊机的供电电源是由三相工频交流电源经整流电路和滤波电容变成直流电源,再经由功率开关器件组成的逆变电路变成中频方波电源,然后输入变压器降压后经低管压降的大功率二极管整流成直流电源,供给焊机的电极对工件进行焊接(图1所示)。
新型数字化焊接设备的技术特点及应用山东山大奥太电气有限公司李朋袁红军杨晓杰摘要新型数字化焊机是指以单片机、DSP(或FPGA)为核心实现控制回路的数字化控制的逆变焊机,其具有快速的响应、灵活稳定的控制特性。
新型数字化焊机以其优异的控制性能可以实现根据不同的焊接工艺对焊接电弧的精确控制,易于实现焊接自动化、网络化。
国外知名品牌焊机已经具有全数字化焊机,并趋于成熟。
近几年,国内焊机在这方面还处于初级阶段,但是经过不懈的努力已经取得可喜的进步。
关键词新型数字化精确控制网络化一、数字化焊接设备的发展。
焊接设备是由焊接操作者使用,服务于焊接工艺的。
随着专家、学者对焊接工艺的研究不断深入,焊接技术也在突飞猛进的发展,对焊接设备提出了更高的要求。
随着电力电子技术的发展,焊接电源经历了变压器抽头式硅整流焊机、磁放大式整流焊机、可控硅整流焊机、逆变焊机等几个阶段。
数字信号处理器(DSP)的出现为焊接电源全数字化提供了基础。
DSP 指令执行速度快,便于控制算法的实现。
以DSP实现数字信号处理的新型数字化焊接电源已经成为国内外焊接工作者研究的主要领域之一。
1998年奥地利Fronius全数字化焊机进入市场,标志着控制电路数字化焊机的实用化,将传统逆变焊机的模拟控制发展为数字化控制,极大地提高了焊机对电弧的控制品质。
近些年,焊机数字化技术发展越来越快,不断的有更加先进、功能更加强大的数字化焊机推出,数字化的人机交互系统得到深入的开发。
国内,数字化焊机的研究目前还处于起步阶段,埃森展上只有少数几家国内焊机厂商展示了新型数字化的焊机。
从性能和功能上与国外先进焊机还有不小的差距。
但是数字化焊机的发展所表现出来的强劲势头来看,它必将成为今后焊接设备发展的潮流。
二、新型数字化焊接设备的技术特点及应用。
新型数字化焊接设备,在三个方面实现了数字化:主电路的数字化、控制电路的数字化和具有数字化接口。
新型数字化焊机原理框图主电路数字化,逆变焊机的出现和推广,标志着焊接电源主电路从模拟到数字化的跨越。
九功能DSP 全数字化PWM 逆变焊机控制软件用户说明书华意隆电气股份有限公司的九功能DSP 全数字化PWM 逆变焊机控制软件是基于美国TI 公司高性能数字信号处理器TMS320LF2407A 而开发的数字化逆变焊机的控制软件,实现了焊机的多功能全数字化PWM 逆变控制。
属国内首创,和国际同行业相较,具有同等的领先地位。
先进的设计思想,和丰富的焊接工艺参数数据库,使得该控制软件具有丰富的功能和优越可靠的性能。
软件的主要功能以及使用说明:一、该控制软件可以根据不同的焊接工艺要求和用户选择定制以下六种焊接方式任意组合,并根据用户在操作界面的选择,输出不同的焊接输出特性。
(1) 手工电弧焊(酸性焊条) (2) 手工电弧焊(碱性焊条) (3) 手工电弧焊(纤维素焊条) (4) 非熔化极惰性气体保护焊 (5) 非熔化极惰性气体保护脉冲焊 (6) 非熔化极惰性气体保护点焊 (7) 熔化极惰性气体保护焊 (8) 熔化极惰性气体保护脉冲焊 (9) 碳弧气刨以上九种功能中,每种功能都具有多个可调节的参数,用户既可以采用系统默认的参数简单方便地设置焊机的焊接参数值,同样可以根据不同的焊接要求自主的精细地调整焊机的焊接参数值,以满足不同用户的具体使用习惯和偏好,使焊机发挥出最佳的焊接效果。
在选择焊接方式时,软件系统均设计了逻辑加密锁,根据用户的定制要求,可以在控制软件中解锁某些焊接方式的使用权限,从而为生产带来方便。
用户只要下载更新不同版本的软件,就可以完成生成不同功能的焊机,而无需改动焊机硬件电路。
使得公司和用户有效的节约了库存,提高生产率和经济效率。
公司负责控制软件的升级换代,用户只要通过网络有偿下载并更新新的控制软件,就可以完成焊机的升级,而无需改动焊机硬件电路。
这同样使公司和用户节约了库存,提高生产率和经济效率。
二、该软件具有非常友好的用户操作界面,用户可以通过操作界面方便的了解焊机的各项功能和使用说明,还可以方便、清晰的读出所显示的焊接电压和焊接电流数据值。
基于DSP的GMAW-P焊数字化控制系统
吴开源;黄石生;李星林;柯利涛
【期刊名称】《焊接学报》
【年(卷),期】2007(028)011
【摘要】针对GMAW-P焊的脉冲波形调制,采用16位定点数字信号处理器TMS320LF2407A建立了基于DSP的GMAW-P焊数字化控制系统.利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了PWM信号的直接数字化控制,从而实现了GMAW-P焊高频逆变和低频脉冲波形调制,提高了控制系统的工作稳定性和可靠性,阐述了控制系统的软件设计.结果表明,所设计的数字化控制系统能实现良好的GMAW-P焊接工艺,焊接过程稳定,获得的焊缝质量好,成形美观,充分显示了DSP数字化控制的优点.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】吴开源;黄石生;李星林;柯利涛
【作者单位】华南理工大学,机械工程学院,广州,510640;华南理工大学,机械工程学院,广州,510640;华南理工大学,机械工程学院,广州,510640;华南理工大学,机械工程学院,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TG434.5
【相关文献】
1.基于DSP的脉冲GMAW焊数字化控制系统 [J], 李远波;黄石生
2.DSP+MCU双核控制的脉冲MIG焊数字化控制系统 [J], 常春梅;陈克选;洪兆林;袁亮文;赖宇
3.基于dsPIC30F4011的多功能逆变焊机数字化控制系统设计 [J], 余小榕;陈克选;张昌青;胡天文
4.基于DSP的脉冲MIG焊数字化控制系统 [J], 宋东风;胡绳荪;卢亚静
5.基于DSP的高频PWM变流器全数字化控制系统 [J], 黄根岭;马磊
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