基于ARM和CPLD的弧焊电源数字化面板

为满足弧焊电源数字化与多功能化发展的要求,设计了一种以ARM+CPLD作为控制核心的用于弧焊电源的数字化面板.该面板采用LM3S818 MCU为主控芯片.采用EPM240T100 CPLD为显示控制芯片.用MCU时参数输入设备进行程序控制,产生相应控制命令;利用CPLD丰富的I/O引脚,对面板输出设备进行控制,把MCU发送的命令转化为面板上数码管和相应LED的显示.实现了焊接参数输入和显示的数字化.     

基于ARM Cortex-M3的数字化管板焊接电源的研制

设计了基于ARM Cortex-M3内核芯片的数字化管板脉冲焊机。主电路采用全桥IGBT逆变方式,并用霍尔传感器采样输出电流进行反馈,控制系统采用C语言编程、模块化管理,控制PID算法、数字滤波均通过软件编程实现。并采用MCU+CPLD的方式设计管板焊接电源的数字化面板,利用键盘按钮和编码器旋钮组合输入焊接参数,设计简单,操作方便。试验结果表明,采用双MCU+CPLD组合方式来控制管板焊机的参数显示和焊接过程取得了较好的效果。     

焊接速度对双丝CO_2焊的影响研究

利用研制的双丝数字化焊接电源系统搭建焊接工艺实验平台,通过大量的工艺实验,利用自行研制的四通道焊接电弧动态小波分析仪对两组电流、电压同时采样,全面测试所设计的电源。根据焊接过程采集的电流电压波形图和焊缝照片,对比分析了不同焊接规范的焊接效果。进一步找出焊接速度对焊接效果的影响规律。实验结果表明该双丝数字化焊接电源能够有效实现双丝CO2焊接,且焊接质量较为优异。     

脉冲电流差值对双丝CO_2焊影响

搭建由双丝数字化焊接电源系统组成的焊接工艺平台,通过大量工艺试验,全面测试所设计的双丝电源工艺性能。通过对比分析采集的电压、电流波形和焊缝,进一步确定双丝电流差值对双丝焊接效果的影响规律。实验结果得到最优电流差值范围,使双丝数字化焊接电源能有效实现双丝CO2焊接,且焊接质量优异。     

基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统

为解决双丝脉冲MIG焊两路脉冲同步、交替和随机三种相位输出的协同控制问题,采用32位的STM32F103ZET6建立基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统. 利用单一STM32芯片实现双丝脉冲MIG焊同步、交替和随机三种脉冲相位输出形式,用STM32内部集成的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)模块生成移相全桥软开关PWM信号,以软件方式实现主从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主从机的高频逆变和低频脉冲波形调制. 结果表明,所设计的基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统满足设计要求,焊接过程稳定、焊接速度快、飞溅小、焊缝成形良好,能实现良好的双丝脉冲MIG焊工艺.     

基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊机软件设计

双丝焊具有单丝焊无法比拟的优势,焊接效率高,热输入小,能够满足大电流焊接的需要,但其技术复杂,在国内的研究才刚起步。基于DSP芯片TMS320F2808设计了双丝脉冲MIG焊接核心控制系统,实现了双丝的协同工作,采用增量式数字PI算法实现对焊接电流的控制。对双丝电源进行了硬件调试、软件调试和整机联调,调试结果表明电源的静态特性和动态特性良好,满足双丝系统要求。针对8mm厚的45号钢进行了双丝脉冲MIG焊的双丝脉冲不同相位对比实验。在两路脉冲试验参数匹配合适的情况下,进行了若干组试验,焊接效果良好。     

基于CO2焊接系统的CAN总线设计

针对CAN总线技术在数据传输中具有实时性和灵活性等特点,并能构成分布式系统可靠性高和成本低等优点,设计了以CAN总线为通信,以ARM为控制芯片的数字化CO2焊接电源系统.编程实现了整个焊接系统的数字化控制.详细说明了CAN总线电路的设计、CAN总线的通信协议设计.对实现焊接系统的智能化控制具有一定的指导作用.     

基于CAN总线的CO2焊接系统设计

针对CAN总线技术在数据传输中具有可靠性、实时性和灵活性等特点,并能构成分布式系统和成本低等优点,设计了以CAN总线为通信、以ARM为控制芯片的数字化CO2焊接电源系统。实现了整个焊接系统的运行数据与CAN总线控制电路的通信,以及CAN总线与上位机的通信等。根据CO2焊接工艺的特点,编程实现了整个焊接系统的数字化控制。详细说明了CAN总线电路、CAN总线的通信协议设计。本研究对实现焊接系统的智能化控制具有一定的参考价值。     

单片机控制的多功能数字化焊机人机交互系统的设计

多功能数字化孤焊逆变焊机集成了多种焊接方法.针对不同焊接方法时工艺过程不同和焊接工艺参数众多的特点,设计一款人机交互系统,采用STC89C52单片机作主控芯片,8279作键盘控制芯片,数码管作显示屏,旋转编码器、键盘输入,EEPROM作参数存储芯片,实现焊机交互系统的数字化.试验证明:该系统运行稳定,操作便捷,抗干扰能力强,焊接现场参数显示清晰明了.     

可视化人机交互系统的研制

针对数字化焊接电源人机交互需求,研制了一款可视化的人机交互系统。以基于Cortex-M3内核的ARM微处理器LM3S9B96为主控制器,以17.78 cm(7英寸)触摸显示屏AT070TN92为可视化人机交互的媒介,采用双图层TFT-LCD控制芯片RA8875作为液晶驱动器,实现了所有焊接参数的输入和过程状态信息的实时显示;开发了SD卡接口,实现了数据的可靠存储;设计了多种标准的通信接口电路,确保人机交互系统具备良好的可移植性和可扩展性。整个系统的人机界面友好,操作简单,稳定可靠。     

双丝旁路耦合电弧MIG焊嵌入式控制系统设计及实现

设计并实现了双丝旁路耦合电弧MIG焊嵌入式控制系统,并进行了控制试验.控制系统包括:主控板、送丝控制板和焊接参数显示模块,系统以32位ARM7微控制器LPC2124为基础,可采集并显示焊接参数,控制旁路弧长,控制母材电流.三块电路板之间采用基于RS-485接口和Modbus协议的总线结构连接,可进行数字化通信.通过控制试验表明:该嵌入式控制系统可以对旁路电弧和母材电流进行控制,满足双丝旁路耦合电弧MIG焊的控制需求,使得焊接过程稳定进行,并得到成形良好的焊缝.     

ARM处理器在焊接电源数字化控制系统中的应用

基于ARM处理器的弧焊电源的数字化控制,采用LPC2131控制器,通过不同特性控制与时序控制,使IGBT逆变式弧焊电源具有多功能的用途,主要可以实现手工焊、直流TIG、脉冲TIG和MAG焊等焊接方法.LPC2131主要用于不同焊接方法的时序控制、焊接给定参数与反馈参数的采样、PID和模糊控制算法的运算以及PWM的输出与调制控制,从而实现多功能焊接电源的数字化控制.提出基于嵌入式系统,实现焊接电源人机界面的优化、远程监控与多台焊接电源间的网络化的管理.     

数字化超高频脉冲TIG焊接电源人机交互系统

采用触摸屏作为参数设置与显示装置,基于Freescale单片机开发了一套应用于数字化超高频脉冲TIG焊接电源的数字化人机交互系统。设计RS-485通信接口电路,遵循MODBUS协议编写通信程序。通过优化控制软件设计,实现了不同焊接工艺过程的精确控制、焊接参数的快速方便设置及统一化管理,不同焊接方法切换简便、波形输出准确。该系统界面友好,操作灵活。     

焊接设备——熔焊设备

逆变CO2气体保护焊机动特性及控制,通过CBT方法开发低热输入低飞溅CO2／MAG交流焊接系统,基于ARM和CPLD的弧焊电源数字化面板,DSP控制的IGBT邀变式GMAW焊接电源主电路设计,基于DSP和FPGA实现三相整流焊机数字控制和触发……     

焊接设备——熔焊设备

逆变CO2气体保护焊机动特性及控制,通过CBT方法开发低热输入低飞溅CO2／MAG交流焊接系统,基于ARM和CPLD的弧焊电源数字化面板,DSP控制的IGBT邀变式GMAW焊接电源主电路设计,基于DSP和FPGA实现三相整流焊机数字控制和触发……     

基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊数字波控研究

为改善双丝脉冲MIG焊的协同控制,在基于单一DSP芯片TMS320LF2407A控制下的一体化双丝脉冲MIG焊接系统的基础上,利用DSP内部集成的脉宽调制模块,以软件方式实现了主、从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主、从机的高频逆变和低频脉冲波形调制,最终实现双丝脉冲MIG焊的波形控制.针对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制,通过改变焊接参数进行工艺试验.试验结果表明,基于DSP的一体化双丝脉冲MIC焊协同控制系统性能稳定,能有效实现两台弧焊逆变电源之间的协同控制,焊接性能好,稳定可靠.     

基于CAN总线分布式双电源协同控制系统

双丝系统中两个电源之间的时序协同控制是焊接效果的重要影响因素。利用双CAN总线方案,既能解决电源的分布式控制,又能完成双电源协同控制问题。利用32位ARM+DSP芯片TMS320F28M35x作为硬件核心,使用实时操作系统μC/OSⅡ作为软件平台,给出完整的分布式控制双丝焊电源方案,阐述了该电源系统的任务和流程。对CAN总线解决电源协同控制问题所产生的时间延迟给出了补偿方法。     

基于DSP-MCU实现焊接电源系统数字化控制的设计

基于DSP-MCU实现焊接电源系统数字化控制的设计采用TMS320F240数字信号处理器和80C196KC单片机，设计成实现多功能IGBT逆变焊接电源双机控制系统。其中，TMS320F240主要用于焊接参数的采样、控制算法的运算，80C196KC用于完成人机接口的功能，包括键盘和显示，与上位机的通信等。设计中人机界面采用液晶显示。系统设计的关键是双机之间的通信技术，为了确保通信的可靠及快速性采用双口RAM(IDT7005)来完成。数字PWM控制单元采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)完成，整个系统中所有逻辑控制也由此芯片来完成，设计完成的DSP-MCU双机控制系统实现了焊机的多功能全数字化控制。     

大功率中频逆变电阻焊机人机界面设计

针对基于ARM、DSP和CPLD相结合控制的大功率中频逆变电阻焊机,选择PIC24FJ128GA010单片机、键盘输入和液晶显示,采用上、下位机的方式,设计了数字化人机界面系统。该系统能实现焊接参数、规范的读取和设置,具有通信失败原因显示、故障复位、报警复位等功能,有三种用户类型可供选择,具有不同的操作权限,采用RS232方式与下位机通信。下位机反应时间的协调是影响系统稳定可靠操作的关键。实验证明,该系统运行稳定,操作灵活,界面友好,抗干扰能力强。     

基于ARM控制的多功能数字化逆变焊接电源

针对目前传统焊接电源存在的问题.主要讨论了多功能逆变焊接电源由模拟化向数字化改进的设计方法.介绍了硬件电路和软件系统的设计思路,包括如何用ARM处理器实现逆变焊接电源的数字化控制、主电路的设计、控制系统软件功能的设计和实现,最后对设计的样机进行了工艺试验.结果表明.基于ARM的数字化多功能逆变焊接电源具有较好的受控能力,能够满足高质量焊接的需要.