基于單片機(jī)控制的TIG弧長跟蹤系統(tǒng)研究.pdf

1、TIG焊由于其焊接質(zhì)量好，焊縫成型美觀等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于化工、能源設(shè)備、船舶、軌道交通、航空航天等高精尖制造領(lǐng)域。在焊接過程中，電弧長度的變化會(huì)導(dǎo)致工件出現(xiàn)未熔合或焊穿現(xiàn)象，為保證焊接質(zhì)量，需要引入TIG弧長跟蹤系統(tǒng)。
　　在查閱弧長控制資料的基礎(chǔ)上，分析了TIG弧長控制存在的問題，現(xiàn)有TIG弧長跟蹤系統(tǒng)中存在高頻高壓的干擾和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢以及成本較高的問題，提出了以單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)新型的TIG弧長跟蹤系統(tǒng)解決這些問題的方案，

2、并對(duì)該方案開展了系統(tǒng)設(shè)計(jì)與相關(guān)試驗(yàn)工作。
　　(1)通過焊接試驗(yàn)，測試了不同焊接工藝下弧壓、電流和弧長參數(shù)，繪制了弧壓、電流和弧長3者關(guān)系曲線，分析了三者的關(guān)系。
　　(2)利用已應(yīng)用于市場的TIG焊弧長跟蹤器，通過試驗(yàn)測試了其跟蹤精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，并查閱相關(guān)文獻(xiàn)確定了新系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。
　　(3)STC12C5A60S2單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)了弧壓采樣電路、電流采樣電路、單片機(jī)檢測與控制小系統(tǒng)和弧長調(diào)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

3、等弧長跟蹤控制系統(tǒng)硬件。
　　(4)在硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上編制了弧長控制軟件，包括弧壓、電流和弧壓設(shè)定值的采集程序，弧長控制算法程序以及PWM控制信號(hào)生成程序。
　　在設(shè)計(jì)制作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了弧長跟蹤試驗(yàn)，確定了基于比例+微分調(diào)節(jié)的弧長控制算法的相關(guān)控制參數(shù)，通過焊接試驗(yàn)表明:(1)單片機(jī)PWM控制信號(hào)頻率影響直流電機(jī)的帶載能力、跟蹤精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，帶載能力與動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度之間存在矛盾，不可同時(shí)提高，經(jīng)反復(fù)調(diào)試確定了最佳PWM控