专利汇可以提供短路过渡CO2焊的通信结构的数字控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 焊接 技术领域的 短路 过渡CO2焊的通信结构的数字控制方法,用数字 信号 处理器和 单片机 处理器双处理器的双处理器结构,进行对CO2动态短路过渡过程多任务控制的任务分配,控制任务包括:工艺参数设置、过程参数设置、焊接过程时序控制、现场参数显示、CO2短路过渡过程参数采集、复杂电源外特性及焊接 电流 波形 控制、故障诊断控制。本 发明 数字信号 处理器,具有丰富的运算功能和快速计算能 力 ,快速实时地进行动态短路过渡过程参数检测和复杂电源外特性 算法 的实现;利用单片机处理器强大的驱动控制能力实时地进行焊接参数设置、CO2短路过渡过程时序控制、现场参数的动态显示;并通过单片机处理器和数字 信号处理 器的通信能力,实现双处理器的快速通信。,下面是短路过渡CO2焊的通信结构的数字控制方法专利的具体信息内容。
1、一种短路过渡CO2焊的通信结构的数字控制方法,其特征在于,用数字信 号处理器和单片机处理器双处理器的双处理器结构,进行对CO2动态短路过渡过 程多任务控制的合理任务分配,控制任务包括:工艺参数设置、过程参数设置、 焊接过程时序控制、现场参数显示、CO2短路过渡过程参数采集、复杂电源外特 性及焊接电流波形控制、故障诊断控制,具体如下:
1)单片机处理器分配到的控制任务包括:工艺参数设置、过程参数设置、焊 接过程时序控制、现场参数显示,由4个步骤完成:
①工艺参数设置:工艺参数包括焊接方法选择、实芯/药芯的焊丝材料选择、 1.2mm/1.0mm的焊丝直径选择、一元化调节/个别调节的参数调节方式选择、脉冲 焊/直流焊的焊接电流形式选择,单片机处理器通过工艺选择电路对这五个工艺 参数进行检测,当检测信号为“1”,则为相应参数的上档参数,否则为相应参数 的下档参数;
②过程参数设置:过程包括焊接电压、焊接电流、一元化参数、脉冲电流、 基值电流、脉冲频率、脉冲时间,这7个过程参数将根据工艺参数设置的结果进 行设置,单片机处理器通过人机对话接口读取过程参数设置键盘,根据读取的键 盘值,首先判断对那个参数进行设置,然后对后面的键盘输入数据进行读取,完 成该参数的设置;
③焊接过程时序控制:焊接过程包括预气阶段、慢送丝引弧阶段、正常焊接 阶段、防粘丝阶段、延气阶段五个阶段,是单片机处理器通过时序控制电路输出 控制信号,对焊接电源、送丝机、电磁气阀、慢送丝/正常送丝切换这四个受控对 象的控制:在预气阶段,打开电磁气阀,并由单片机处理器中的定时器进行预气 时间的定时,时间在100ms~500ms之间可调;在慢送丝引弧阶段,控制切换到慢 送丝档,打开电源和送丝机,慢送丝速度固定,由实验确定;在正常焊接阶段, 控制切换到正常送丝档,送丝速度由在过程参数设置过程中的焊接电流设置决定; 在防粘丝阶段,停止送丝机,让焊丝回烧,并由单片机处理器中的定时器进行防 粘丝时间的定时,时间有380ms防粘丝定时和100ms防粘丝定时,定时结束后关 掉电源;在延气阶段,由单片机处理器中的定时器进行预气时间的定时,时间在 100ms~500ms之间可调,关掉电磁气阀;
④现场参数显示:显示上述①的工艺参数、②的过程参数、③的焊接过程时 序控制时五个阶段;
2)数字信号处理器分配到的控制任务包括:电源外特性确定和波形控制算法 确定、CO2短路过渡动态控制、故障诊断控制,由3个步骤完成:
①电源外特性确定和波形控制算法确定:采用的电源外特性包括恒压外特性、 恒流外特性、缓降外特性,其控制规律采用具有比例系数Kp、积分系数Ki两个调 节参数的PI控制,采用的波形控制算法包括CO2短路过渡小电流瞬短抑制I1、短 路电流上升速度(di/dt)1、小电流缩颈爆断I2、燃弧脉冲电流I3、燃弧电流下降速 度(di/dt)2、燃弧基值电流I4这六种情况的波形控制,不同焊接工艺时的不同过 程参数和不同焊接阶段,采用不同的PI控制的比例系数Kp和积分系数Ki及各波形 控制参数L1、(di/dt)1、I2、I3、(di/dt)2、燃弧基值电流I4,在短路初期和后期, 采用恒流电源外特性,在燃弧的初期和后期,同时采用恒压外特性和恒流外特性, 而在燃弧中期,采用恒压外特性;
②CO2短路过渡动态控制:主要由参数采集、焊接阶段判断、外特性及波形 控制算法计算、控制输出四个小步骤:首先通过数字信号处理器中的A/D接口和 数据采集电路对焊接电流和焊接电压进行采集,采集频率为100μs,并对采集到 的数据进行滤波处理,计算电流变化速度(di/dt)和电压变化速度(du/dt);根 据单片机处理器传递得到具体的焊接阶段信息和信号检出电路获取焊接电流特征 参数和短路特征参数进行焊接阶段的判断;外特性及波形控制算法计算通过①中 选择的不同工艺参数、不同过程参数和不同焊接阶段的外特性算法和波形控制算 法进行计算;最后将计算的结果通过数字信号处理器的PWM接口控制输出到PWM 驱动电路;
③故障诊断控制:上述①或②后均进行故障诊断控制。故障包括网压的过压 和欠压、功率元件的过热、焊接电流的过流和功率开关元件的过流,故障诊断控 制包括故障检测、故障诊断、故障报警、故障处理、报警消除五个动作,通过数 字信号处理器的不可屏蔽中断对故障进行检测:当无故障时,直接结束该过程;当 有故障时,用查询的方法诊断是那个故障,然后控制指示灯进行相应故障的报警, 对故障的处理采用关掉焊接电源和送丝机、停止控制输出的手段,处理完后,解 除相应的报警。
2、根据权利要求1所述的短路过渡CO2焊的通信结构的数字控制方法,其特 征是,通过通信串口在单片机处理器和数字信号处理器之间进行快速的数据传递: 单片机处理器在进行焊接过程时序控制任务时显示的参数由数字信号处理器传递 给单片机处理器;数字信号处理器的电源外特性确定和波形控制算法确定需根据 单片机处理器传递过来的焊接工艺及过程参数,而在CO2短路过渡动态控制中的 焊接阶段判断需要单片机处理器传递得到具体的焊接阶段信息。
3、根据权利要求1所述的短路过渡CO2焊的通信结构的数字控制方法,其特 征还在于,单片机处理器和数字信号处理器均对信号检出电路进行检测,以保证 二处理器在焊接过程中的严格同步:
1)在单片机处理器的控制方面,焊接过程的启动和停止及断弧现象的检测, 当单片机处理器通过信号检出电路检出电流有时,在引弧时则启动焊接过程;当 检出电流无时,正常情况则结束焊接过程,非正常情况则为断弧现象;
2)在数字信号处理器的控制方面,除了包括信号检出电路在单片机处理器 的控制方面的作用外,还进行短路和燃弧的检测,当数字信号处理器通过信号检 出电路检出短路时,进行短路期的控制;否则,进行燃弧期的控制。
本发明涉及一种数字控制方法,尤其涉及一种短路过渡CO2焊的通信结构的 数字控制方法。用于焊接技术领域。
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