基于XC164CS數(shù)字化MIG焊機(jī)研制.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的高速發(fā)展，多功能數(shù)字化焊接電源已成為焊接電源發(fā)展的主流趨勢。但數(shù)字化焊機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力以及高速響應(yīng)能力很大程度上取決于核心控制器的選擇?，F(xiàn)在常用的單片機(jī)在控制精度上往往不能滿足精確控制的要求。而且現(xiàn)有的數(shù)字化焊機(jī)常常存在功率因數(shù)較低、參數(shù)調(diào)節(jié)繁瑣等問題。因此本文設(shè)計了一款以英飛凌XC164CS單片機(jī)為控制核心的多功能數(shù)字化焊機(jī)，該款單片機(jī)較常用的單片機(jī)具有更高的指令處理能力，響應(yīng)時間更短，內(nèi)部資源豐富等優(yōu)

2、勢，提高了電源控制精度。并且在設(shè)計中加入了功率因數(shù)調(diào)節(jié)電路，一元化焊接等功能。使所設(shè)計的電源有效的改善了焊機(jī)功率因數(shù)較低、操作繁瑣的問題。
　　首先對數(shù)字化MIG焊機(jī)的主電路進(jìn)行了設(shè)計，主電路主要是由以下組成：π型濾波電路、輸入整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路（PFC）、IGBT逆變電路、中頻變壓器、二次整流電路。根據(jù)電源的技術(shù)指標(biāo)確定了逆變電路采用雙管鉗位單端正激的結(jié)構(gòu)。并且為了提高焊機(jī)的功率因數(shù)在主電路中加入了PFC電路。并且對

3、主電路的主要器件進(jìn)行了計算選型。
　　其次本文設(shè)計焊接電源的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)主要包括以XC164CS為核心控制系統(tǒng)硬件電路和軟件程序。所設(shè)計的人機(jī)交互系統(tǒng)便于用戶設(shè)置焊接參數(shù)，用戶通過編碼器設(shè)置參數(shù)，并可以直觀的以數(shù)字式顯示焊接過程參數(shù)。并且設(shè)計了通過最小二乘擬合曲線的方法實(shí)現(xiàn)一元化焊接的新方法，解決了焊接參數(shù)調(diào)節(jié)繁瑣的問題。焊機(jī)通過UC3845實(shí)現(xiàn)對PWM信號的數(shù)字化控制。MIG焊模式下設(shè)計了送絲系統(tǒng)控制方式以及制動和控制電路

4、。軟件部分設(shè)計了主程序流程，根據(jù)焊接方式標(biāo)志位進(jìn)入不同的焊接控制子程序?？刂葡到y(tǒng)采用PI控制。根據(jù)不同的焊接方式，采用不同的運(yùn)算處理實(shí)現(xiàn)不同的外特性輸出。編寫MMA模式下熱起弧子程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、參數(shù)設(shè)置、顯示子程序。針對硬件及軟件常出現(xiàn)的干擾因素設(shè)計了相對應(yīng)的抗干擾措施。
　　最后對焊機(jī)進(jìn)行了調(diào)試。在焊條電弧焊方式下，用變阻箱作為靜負(fù)載測得了焊機(jī)的外特性曲線，并對MMA模式下的熱起弧功能進(jìn)行了測試。在MIG焊接方式下對設(shè)計