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微机控制等离子弧焊系统研究

白雪梅  
【摘要】: 等离子弧焊接是采用等离子弧作为高温热源的焊接方法,具有焊接速度快、工艺参数调节范围宽、热影响区窄、焊接变形小等优点。在研究开发现代化的电源和控制技术条件下,等离子弧焊技术是一种质量最佳、经济有效、重复性好的连接工艺。 针对目前国内等离子弧焊接系统体积庞大笨重的现状,本文采用逆变电源,控制系统采用单片机控制技术代替传统的模拟控制技术,设计出了一套微机控制的小型化的等离子弧焊系统。主电路为两个逆变电源供电,控制系统以高性能单片机80C196KC为核心,实现对焊接过程的自动控制。 文中阐述了等离子弧焊接设备的组成,并分析了各部分机械装置、气路、水路、焊枪在焊接中的作用,以及各组件在设计中应特别注意的问题;同时针对硅整流电源存在体积大可靠性差等问题,系统主电路采用两台逆变电源供电,这样既便于电弧工艺规范的调节,又增强系统的稳定性。 详细阐述了所研制的等离子弧焊接系统中单片机控制系统的设计。分别就控制器的选型、单片机最小系统、开关量输入输出电路作了详细的分析,并从软硬件两个方面给予系统的阐述。同时,在等离子弧焊控制电路部分都进行了可靠性与抗干扰设计。分析了影响等离子弧焊接设备正常工作的各种干扰因素,并在原理图设计、PCB制作、信号传输以及程序编制的过程中采取了相应的软硬件抗干扰措施。 最后,对等离子弧焊接系统的各个组成部分进行了调试分析,并给出了在试验过程中记录的照片。调试结果表明:所设计的等离子弧焊控制系统合理可行,工作稳定可靠,操作方便,抗干扰能力强,能够实现等离子弧焊接过程的自动控制。


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