30KHz逆變數(shù)字式一元化脈沖MIG焊機(jī).pdf

1、脈沖MIG焊由于具有熱輸入可控、電流調(diào)節(jié)范圍寬且易于實(shí)現(xiàn)射滴過渡、適用于全位置焊接、焊接質(zhì)量好、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。然而，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對焊接生產(chǎn)的效率、焊接質(zhì)量、自動化及智能化的要求越來越高，普通的數(shù)字脈沖焊機(jī)性能仍有不足，傳統(tǒng)的模擬焊機(jī)更是難以適應(yīng)。因此，需開發(fā)出性能更加全面、穩(wěn)定、控制精度更高的數(shù)字脈沖焊機(jī)。
　　焊機(jī)中的控制技術(shù)從最先的單個MCU控制，到雙MCU控制，再到DSP和MCU雙核控制不斷地

2、提高，從而使焊機(jī)的整體性能不斷提升。尤其是DSP在焊機(jī)中的應(yīng)用，使焊機(jī)控制精度更高、輸出更具柔性化、系統(tǒng)穩(wěn)定性好。本文設(shè)計(jì)的數(shù)字式一元化脈沖MIG焊機(jī)就采用DSP（TMS320F2812）和MCU（STC89C58RD+）雙核控制，逆變頻率為30KHz，可實(shí)現(xiàn)脈沖和非脈沖MIG焊，并且脈沖焊時(shí)具有一元化調(diào)節(jié)功能，只需要調(diào)節(jié)送絲速度一個焊接參數(shù)，其余參數(shù)（峰值電流、基值電流、頻率、占空比）通過MCU內(nèi)部程序自動匹配到最佳，無需人工調(diào)節(jié)，從

3、而降低了對焊工經(jīng)驗(yàn)的依賴。
　　首先，本文對焊機(jī)的硬件電路系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，主要包括：主電路、控制電路、驅(qū)動電路。主電路采用全橋軟開關(guān)逆變電路，計(jì)算了主電路的各主要參數(shù)，并在分析全橋ZVZCS-PWM軟開關(guān)逆變器工作原理的基礎(chǔ)上，計(jì)算了逆變頻率為30KHz的逆變器諧振參數(shù)?？刂齐娐酚蒁SP控制電路和MCU控制電路兩部分組成，其中DSP控制電路主要有DSP最小系統(tǒng)、采樣電路、保護(hù)電路、通信電路等；MCU控制電路主要由參數(shù)選擇電路、M

4、AX7219顯示電路、通信電路等組成。驅(qū)動電路以光耦HCPL-316J為核心設(shè)計(jì)，主要負(fù)責(zé)對 DSP輸出的PWM信號進(jìn)行放大，并使主電路與控制電路隔離。同時(shí)HCPL-316J還對IGBT具有過流保護(hù)的功能。
　　其次，本文對DSP和MCU控制系統(tǒng)軟件的程序設(shè)計(jì)及程序結(jié)構(gòu)做了介紹。其中，DSP中的程序主要負(fù)責(zé)焊機(jī)外特性控制、A/D采樣及其數(shù)據(jù)校正、弧長控制、PWM信號調(diào)制、焊接時(shí)序控制等；而MCU主要負(fù)責(zé)參數(shù)顯示、編碼器鑒相、掉電保