一、埋弧自动焊数字控制器设计(论文文献综述)
宋学平[1](2019)在《一种晶闸管整流埋弧自动焊机单片机控制器的设计》文中研究说明介绍了一种基于80C196KB单片机设计的双单片机控制系统,包括电源控制器和过程控制器,两个控制器之间采用串行异步通讯方式,实现命令和参数交换。采用不同控制算法可输出多种外特性,满足埋弧焊、焊条电弧焊、气体保护焊、碳弧气刨工艺需要。由两个PI调节器构成的双闭环控制系统分别进行电机电枢电压反馈和电弧电压反馈对送丝速度进行调节。采用该控制器对一台分离元件模拟控制的MZ-1000型晶闸管整流埋弧自动焊机进行了数字化改造,改造后的焊机功能拓宽,人机界面丰富,稳定性、可靠性均大幅提升。
宋学平,魏延宏,李泉[2](2016)在《一种埋弧自动焊操作机数字控制系统的设计》文中进行了进一步梳理介绍了一种埋弧自动焊操作机数字控制系统的设计方案,采用两台交流电机分别进行横臂升降及回转支撑直接控制,设计直流调速系统实现横臂伸缩控制,采用AT89C2051单片机设计台车与转台控制系统。试验表明,该系统操作简单、调节方便、运行稳定、使用可靠、适应性强,与数字化埋弧焊电源匹配性好,具有很好的使用价值。
魏延宏,宋学平,李泉[3](2016)在《一种模拟控制式埋弧焊设备的数字化升级改造设计》文中研究说明该文设计了一套基于STM32的双单片机控制系统对模拟控制式埋弧焊设备进行数字化改造。该系统包括电源控制系统和过程控制系统,2个系统之间采用串行异步通信方式,实现命令和参数交换。可以实现焊接电源多种外特性输出,满足埋弧焊、焊条电弧焊、气体保护焊、碳弧气刨工艺需要。设计双闭环控制系统对送丝速度进行调节,设计单闭环控制对小车驱动电机进行控制。测试表明,改造后的焊机用途拓宽,人机界面丰富,引弧、焊接、收弧的稳定性和可靠性均大幅提升,具有很好的实用价值。
宋学平,魏延宏,李泉[4](2015)在《一种基于STM32的埋弧自动焊多特性电源实现方式》文中进行了进一步梳理介绍一种基于STM32单片机设计的埋弧自动焊电源控制器,通过PID控制算法实现输出恒流、恒流带外拖、缓降三种类型的外特性,能够满足钨极氩弧焊、焊条电弧焊、碳弧气刨、埋弧焊四种焊接方法的电气特性要求,实现了一机多用。对一台主电路为三相半控桥的MZ-1000型埋弧焊电源进行了改造,经测试,电源输出的外特性曲线符合设计要求,电源调节特性和动特性表现良好,该技术具有一定的推广价值。
郭佳琦[5](2014)在《锅炉和压力容器埋弧自动焊焊缝余高超标原因及对策》文中研究指明焊接过程的机械化和自动化,是近代焊接技术的一项重要发展。它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量,而且还大大改善了生产劳动条件。而自动焊又分为明弧和埋弧两种,本文则是重点介绍了埋弧在焊接锅炉、压力容器等的过程中可能出现的焊缝余高超标的问题,并分析了其形成原因,还提出了一些相应的对策和建议。
刘超英[6](2011)在《恒流特性埋弧焊的机电一体动力学模型与电弧稳定机理研究》文中研究表明埋弧焊(Submerged arc welding /SAW)以其高效率的特点广泛应用在许多工业场合。多丝焊接也主要采用埋弧焊工艺,多丝焊接又可以分为多电源多丝焊接和单电源多丝焊接两种,单电源多丝焊接工艺中由于焊接电源只有一个,或者说总的热输入量是有限的,焊丝在导电嘴中的摆放位置主要用于热的分布分配。多电源多丝焊接工艺中几个焊丝在一个熔池内燃烧,总的热量输入是单丝焊接热量输入的若干倍,使单位时间内金属的熔化量大大提高,从而可以明显提高焊接生产率。本文所讨论的多丝焊接是指这种多电源多丝焊接。近些年,一种新型的电子控制的焊接电源,开关模式焊接电源出现在许多工业应用领域。这种焊接电源的外特性可以很好的控制为恒压或恒流特性,本文将研究这种电源组成的埋弧焊接系统的电弧动力学模型与稳定机理。一个埋弧焊接系统主要由三部分组成:用于提供热源的焊接电源;用于控制焊接速度的行走机构;用于调节和控制焊接电压和电弧的控制箱。在焊接过程中,焊丝一边连续不断的燃烧,一边由送丝机不断地把焊丝送到燃烧区,两者之间只有达到动态平衡状态才能形成良好的焊缝。在焊接电弧的引弧阶段,电弧从产生到稳定也要经过一段时间的暂态过渡。本文以焊接电弧电压为主要参数,结合焊接电源、送丝机、以及具有PWM控制特性的送丝机电源,建立了具有恒流特性自动埋弧焊接过程中的机(送丝机)电(焊接电弧)一体化动力学模型。模型准确地反映了焊丝在一边燃烧、一边送进过程中的动态平衡关系。模型中得到一个复合时间常数,该常数不仅与控制电路特性有关,也与送丝机特性、电弧特性有关。从理论上为后续自动埋弧焊接的数字化控制奠定了基础。论文通过拉扑拉斯变换从S域对系统模型进行了稳定性分析。由于焊接电源极性的不同以及强电磁场的存在,焊接过程中焊接电源之间的相互隔离、电弧之间的相互协同配合成为多丝焊接协同控制器需要主要考虑的问题。根据上述特点和要求,除了采用传统的继电器隔离技术和变压器隔离技术外,选择光隔离技术作为各电源之间信号/命令的传输媒体,明显提高了系统的抗电磁干扰能力,也提高了系统的灵活性、减小了设备的体积。另一方面,机械设备的数字化和智能化已经成为当今工业社会的主要发展趋势,论文提出了一种适用于多台设备同步协调控制的程序结构,即任务-作业-进程程序结构。在这种程序结构下,多设备的数字化同步控制变的清晰明了。根据理论,设计了模块结构的多丝焊接协同控制电路,电路布置在一个20cm*30cm的PCB(印刷线路板)板上。电路中包括两个方便控制的共地式Buck结构直流/直流电源,一个用于焊接速度(即行走小车)的控制,一个用于电弧和送丝速度的动态平衡控制。论文还报告了一种基于集成电路SG3525的PWM信号发生器及其调节方法、比例放大器系数的整定与选择、复合时间常数的估计与设计等。在实际设计的控制电路中,还考虑了几个子焊接系统的级联问题、电源的软启动和过流保护、电弧收弧阶段防止焊丝插入熔池的控制方法等。根据实验结果,双丝焊的焊接速度可以提高到1.4-2.0(m/min),三丝焊的焊接速度可达到2.5-2.8(m/min),符合理论分析结果和有关文献报道的结果。
胥俊,刘宇[7](2010)在《双MCU数字化埋弧自动焊控制系统的研究》文中研究指明文中介绍一种埋弧自动焊成套设备数字控制系统和焊接操作机控制系统,控制器由两个单片机为核心构成,一片用于电源外特性控制,另一片完成埋弧自动焊过程控制。两个控制器之间通过串行接口交换数据和命令。在焊接过程中,采用数字PI控制算法调节从而获得精确的焊接工作点控制。本控制系统适应于各种焊接整流器、直流电机驱动的送丝机构及各种交流电机控制。
吴水锋,黄石生[8](2009)在《单炬双丝埋弧自动焊装备》文中研究表明单炬双丝高速埋弧焊是一种熔敷速率高、焊接速度快、热输入低的焊接方法。为了满足工业生产对焊接质量和生产效率的要求,采用单炬双丝高速埋弧焊。将功能相同的具有模块式结构的焊接电源通过积木式方式组合起来,以达到不同功率的输出需求,并对执行机构进行改进,满足埋弧焊生产需求。通过实验观察与速度测试,过程稳定,焊缝成形均匀且美观,焊速可达1.5m/min甚至更高。由于其高的热效应和熔敷率以及焊接速度,使得母材因加热时间短而变形小,焊接质量好。
石宝山,李兵[9](2009)在《埋弧自动焊弧长模糊控制器》文中研究指明为满足埋弧焊过程弧长实时稳定控制要求,研制了以高速微处理为核心的微机控制系统和一套开关式的送丝调速系统。引入通过模糊目标隶属函数调节修正函数来调整模糊控制规则的模糊控制算法,设计了以模糊控制为核心的埋弧焊过程电弧智能控制系统。在实验的基础上讨论了模糊控制的修正函数对系统性能的影响,合理的控制参数直接影响焊接质量。实验表明,该系统采用模糊控制在焊缝成型以及过程稳定等方面都有较大提高。
安敏[10](2009)在《基于DSP2000的埋弧自动焊系统研究》文中指出本文介绍埋弧焊的特点、发展历史、国内外的研究现状;分析了模拟电路控制系统和数字化控制系统的优缺点,阐述数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407控制技术,指出数字化控制是埋弧自动焊机控制的发展方向。阐述以TMS320LF2407芯片为核心的埋弧焊控制系统的总体设计思路;介绍数字信号处理器TMS320LF2407控制器技术;阐述电源控制系统,送丝系统,小车行走系统及键盘显示系统的数字化设计。依次详细介绍埋弧焊DSP控制系统各个部分的数字化设计。焊接电源的整流电路采用带平衡电抗器的双反星型整流电路,电源控制系统采用集成触发器KJ004型触发电路:送丝控制电路采用双极式可逆PWM技术配合IGBT功率管组成的H桥电路;焊机小车驱动电路实现小车的换向,制动,速度反馈等功能;增加键盘和显示功能,可设定焊接参数,实时监控焊接参数并通过LCD显示焊接电流,焊接电压,焊接速度等。给出DSP芯片的外围接口电路,如AD接口电路,显示接口电路等。在软件设计方面,介绍DSP软件控制的PID控制理论和DSP芯片开发工具CCS2;通过理论的研究,给出了利用汇编语言和C语言编写的送丝控制软件程序,并成功通过调试达到设计要求。课题设计的埋弧自动焊数字控制系统设计合理,相对于以前埋弧自动焊的控制系统有很大的提高。焊接自动引弧更方便;焊接过程中弧长自动调节稳定可靠;多参数信息显示,如送丝速度,焊接电流,电压等;充分体现出DSP处理器的速度优势,提高埋弧焊控制的数字化程度,成功地达到本课题所设计的要求。
二、埋弧自动焊数字控制器设计(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、埋弧自动焊数字控制器设计(论文提纲范文)
(1)一种晶闸管整流埋弧自动焊机单片机控制器的设计(论文提纲范文)
1 控制器硬件设计 |
1.1 焊接电源主电路 |
1.2 控制器总体结构 |
1.3 电源控制器硬件设计 |
1.4 过程控制器硬件设计 |
2 控制器软件设计 |
2.1 控制原理 |
2.2 控制算法 |
2.3 控制流程 |
3 试验与应用 |
4结论 |
(2)一种埋弧自动焊操作机数字控制系统的设计(论文提纲范文)
1 整体结构设计 |
1 横臂升降与回转调节控制 |
2 横臂伸缩控制 |
3 台车及转台控制系统组成 |
4 试验及结论 |
(3)一种模拟控制式埋弧焊设备的数字化升级改造设计(论文提纲范文)
0 引言 |
1 控制系统硬件设计 |
1.1 整体结构设计 |
1.3 过程控制系统硬件设计 |
2 控制系统软件设计 |
2.1 控制原理 |
2.1.1 送丝速度控制 |
2.1.2 小车行走速度控制 |
2.2 控制算法 |
2.2.1 电源外特性控制算法 |
2.2.2 送丝速度控制算法 |
2.3 控制流程 |
2.4 人机界面 |
3 测试 |
4 结论 |
(4)一种基于STM32的埋弧自动焊多特性电源实现方式(论文提纲范文)
0引言 |
1控制器硬件设计 |
1.1焊接电源主电路 |
1.2保护电路的设计 |
1.3电源控制器硬件设计 |
1.4采样及预置电路 |
1.5同步触发电路 |
2控制器软件设计 |
3测试情况 |
3.1外特性测试 |
3.2同步及触发电路测试 |
4结论 |
(5)锅炉和压力容器埋弧自动焊焊缝余高超标原因及对策(论文提纲范文)
0 引言 |
1 埋弧自动焊焊缝的优点 |
2 焊缝余高超标的原因 |
3 预防措施 |
4 结语 |
(6)恒流特性埋弧焊的机电一体动力学模型与电弧稳定机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题的提出 |
1.1.1 焊接生产效率与多丝焊接 |
1.1.2 焊接过程的热平衡关系 |
1.1.3 多丝焊接的协同控制问题 |
1.2 多丝焊接技术与数字化技术的现状与发展 |
1.2.1 国内外多丝焊接的现状与发展概况 |
1.2.2 一些常见双丝焊接与多丝焊接工艺简介 |
1.2.3 数字化技术的现状与发展 |
1.3 与本课题相关的其它技术的发展 |
1.3.1 电力电子技术与电力电子器件的发展 |
1.3.2 工控机与可编程逻辑控制器PLC |
1.3.3 信号采集与处理器件 |
1.4 本课题的主要研究内容 |
1.4.1 课题的来源及其研究基础 |
1.4.2 本课题的主要研究内容 |
第二章 系统结构与协同控制 |
2.1 系统设计的目标及性能要求 |
2.1.1 总体结构框图 |
2.1.2 模块结构的多电源协同控制器 |
2.2 焊接电源 |
2.2.1 焊接电源的选择 |
2.2.2 焊接电源的输出特性要求 |
2.3 送丝系统 |
2.3.1 送丝系统的组成 |
2.3.2 送丝电机的类型与选择 |
2.3.3 送丝方式 |
2.4 行走机构 |
2.5 协同控制器 |
2.6 本章小结 |
第三章 焊接电弧机电一体化模型及其稳定机理研究 |
3.1 焊接电弧的机电一体化框图模型 |
3.1.1 焊丝燃烧与送进的平衡关系 |
3.1.2 焊接电弧控制框图 |
3.2 变量的定义 |
3.3 变量之间的关系 |
3.3.1 送丝速度与送丝电机电压的关系 |
3.3.2 电机电压与设置电压、电弧电压的关系 |
3.3.3 电弧电压与弧长的关系 |
3.3.4 送丝速度与弧长的关系 |
3.3.5 送丝电机电压与电弧电压的关系 |
3.4 机电一体化的闭环关系—电弧的微分方程 |
3.4.1 复合时间常数与意义 |
3.4.2 方程的简化 |
3.4.3 方程的通解与讨论 |
3.5 电弧控制系统的S 域分析 |
3.5.1 系统模型与拉普拉斯变换 |
3.5.2 系统函数以及极点位置 |
3.5.3 参数对稳定性的影响 |
3.5.4 参数对系统过渡过程的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 热平衡分析及焊丝选择规范 |
4.1 恒流供电情况下的热平衡分析 |
4.1.1 引言 |
4.1.2 单丝焊接过程的热平衡关系 |
4.1.3 多丝焊接过程的热平衡关系 |
4.1.4 焊接效率的热学解释 |
4.2 焊丝选择 |
4.2.1 焊接电流与焊丝 |
4.2.2 焊接电压与送丝速度 |
4.2.3 焊丝选择规范 |
4.3 本章小结 |
第五章 程序结构与隔离方案 |
5.1 引言 |
5.2 程序结构 |
5.2.1 作业与进程 |
5.2.2 任务/作业/进程的程序结构 |
5.2.3 中断无返回程序 |
5.3 隔离 |
5.4 同步与隔离的硬件组成 |
5.5 本章小结 |
第六章 控制电路设计与实验 |
6.1 行走机构的电源设计 |
6.1.1 电源类型的选择 |
6.1.2 Buck 式DC/DC 变换器 |
6.1.3 用PWM 方式进行速度控制的一般方法 |
6.2 送丝电机的电源设计 |
6.2.1 电源类型与控制方式的选择 |
6.2.2 比例放大电路 |
6.3 其它关键控制技术 |
6.3.1 引弧与回抽 |
6.3.2 电源的软启动 |
6.3.3 收弧阶段的时序与方法 |
6.3.4 电路的级联 |
6.4 控制电路测试结果 |
6.4.1 测试系统 |
6.4.2 PWM 调速实验 |
6.5 焊接实验 |
6.5.1 反馈深度对控制系统的影响 |
6.5.2 反馈深度实验结果 |
6.6 双丝焊接 |
6.6.1 电弧之间的磁偏吹 |
6.6.2 电源组合 |
6.6.3 参数配置与实验结果 |
6.6.4 协同控制时序 |
6.7 三丝焊接 |
6.7.1 系统组成 |
6.7.2 电源组合 |
6.7.3 参数配置 |
6.8 本章小结 |
结论 |
主要参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
致谢 |
附表 |
(7)双MCU数字化埋弧自动焊控制系统的研究(论文提纲范文)
一、焊接电源主电路设计 |
二、控制系统 |
1.装置总体结构 |
2.电源控制系统硬件设计 |
3.过程控制系统电路设计 |
三、控制原理 |
四、结论 |
(8)单炬双丝埋弧自动焊装备(论文提纲范文)
0 前言 |
1 单炬双电弧埋弧焊设备组成及应用特点 |
2 单炬双丝埋弧自动焊装备关键技术 |
2.1 高可靠性的新型模块式结构大功率逆变弧焊电源 |
2.2 单炬双电弧送丝机构 |
3 工艺试验 |
4 结论 |
(9)埋弧自动焊弧长模糊控制器(论文提纲范文)
1 前言 |
2 系统硬件设计 |
2.1 送丝调速电路 |
2.2 单片机控制电路 |
3 系统软件设计 |
4 实验 |
5 结论 |
(10)基于DSP2000的埋弧自动焊系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 埋弧自动焊综述 |
1.1.1 埋弧焊基本原理 |
1.1.2 埋弧焊基本焊接过程 |
1.1.3 埋弧焊的分类 |
1.1.4 埋弧焊的优点 |
1.1.5 埋弧焊的发展 |
1.2 数字化焊接技术的发展状况 |
1.3 埋弧自动焊机的发展现状 |
1.3.1 国内埋弧自动焊机的发展现状 |
1.3.2 国外埋弧自动焊机的发展现状 |
1.4 课题研究背景及意义 |
1.5 本课题主要研究目的和内容 |
第二章 基于DSP的埋弧自动焊控制系统 |
2.1 TMS320LF2407控制技术 |
2.1.1 数字信号处理器DSP概述 |
2.1.2 TMS320LF2407控制器 |
2.2 埋弧自动焊控制系统 |
第三章 基于DSP数字控制的焊接电源 |
3.1 焊接电源主电路 |
3.1.1 焊接电源的选择 |
3.1.2 焊接电源整流电路的选择 |
3.1.3 焊接电源整流电路原理及其电路设计 |
3.2 集成触发电路 |
3.2.1 对触发电路的要求 |
3.2.2 移相触发电路和集成移相式触发器KJ004 |
3.2.3 控制系统触发电路图 |
3.2.4 触发脉冲合成电路 |
3.2.5 焊接电源外特性的控制 |
第四章 送丝及小车控制系统 |
4.1 变速送丝弧压反馈原理 |
4.2 埋弧自动焊送丝系统 |
4.2.1 直流伺服电机的选择及H型双极模式PWM控制原理 |
4.2.2 驱动电路 |
4.2.3 变速送丝的实现过程 |
4.3 小车驱动电路 |
4.3.1 小车电源电路 |
4.3.2 小车驱动控制电路 |
4.3.3 小车驱动换向电路 |
4.3.4 小车行走速度的控制过程 |
第五章 TMS320LF2407系统设计 |
5.1 TMS320LF2407硬件设计 |
5.1.1 焊接参数的设置与调节 |
5.1.2 显示接口电路 |
5.1.3 TMS320LF2407的AD转换模块接口电路与DA转换电路 |
5.2 DSP软件设计 |
5.2.1 数字PID控制器 |
5.2.2 送丝系统程序 |
5.3 DSP调试 |
5.3.1 DSP的开发工具介绍 |
5.3.2 CCS2的功能 |
5.3.3 TMS320LF2407的应用软件开发流程 |
第六章 结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
四、埋弧自动焊数字控制器设计(论文参考文献)
- [1]一种晶闸管整流埋弧自动焊机单片机控制器的设计[J]. 宋学平. 凿岩机械气动工具, 2019(03)
- [2]一种埋弧自动焊操作机数字控制系统的设计[J]. 宋学平,魏延宏,李泉. 凿岩机械气动工具, 2016(04)
- [3]一种模拟控制式埋弧焊设备的数字化升级改造设计[J]. 魏延宏,宋学平,李泉. 工业仪表与自动化装置, 2016(04)
- [4]一种基于STM32的埋弧自动焊多特性电源实现方式[J]. 宋学平,魏延宏,李泉. 自动化与仪器仪表, 2015(03)
- [5]锅炉和压力容器埋弧自动焊焊缝余高超标原因及对策[J]. 郭佳琦. 中小企业管理与科技(中旬刊), 2014(03)
- [6]恒流特性埋弧焊的机电一体动力学模型与电弧稳定机理研究[D]. 刘超英. 华南理工大学, 2011(06)
- [7]双MCU数字化埋弧自动焊控制系统的研究[J]. 胥俊,刘宇. 中国水运(下半月刊), 2010(11)
- [8]单炬双丝埋弧自动焊装备[J]. 吴水锋,黄石生. 电焊机, 2009(08)
- [9]埋弧自动焊弧长模糊控制器[J]. 石宝山,李兵. 电子设计工程, 2009(04)
- [10]基于DSP2000的埋弧自动焊系统研究[D]. 安敏. 沈阳工业大学, 2009(09)