DSP控制低能量输入焊接系统主电路的研究

摘要

随着全球汽车工业的高速发展，汽车的轻量化已成为该行业发展的趋势，广泛使用铝及铝合金和减薄车身板材厚度是轻量化的主要途径。因此，研究高质量的铝钢薄板焊接技术具有实际应用意义。
　　 本文介绍了一种基于推拉丝短路过渡的低能量输入焊接系统，该系统由数字化焊接电源、送丝机构两部分组成。本文的研究内容是数字化电源的主电路和送丝机构的设计。主电路采用软开关式全桥逆变结构，选用IGBT作为逆变器件，逆变频率选定为20KHz。控制电路以数字信号处理器TMS320F2812为核心，对整个电路进行了实时的死循环控制。
　　 本文重点阐述了以下电路的原理及硬件设计：整流滤波电路、逆变电路、高频变压器、输出整流以及输出滤波电路、脉宽调制电路、驱动电路、IGBT保护电路。另外本文介绍了主电路及控制电路的抗干扰措施。
　　 送丝机构采用两台送丝机。主送丝机采用直流电机，负责将焊丝从焊丝盘送出；辅助送丝机即推拉送丝机，负责焊丝的前进和回抽运动-当控制电路检测到短路信号，就会将该信号回馈给送丝机，送丝机则回抽焊丝，通过回抽的机械力使焊丝拉断熔滴；然后在燃弧期间推丝直到下一次短路发生.推拉送丝机采用转动惯量小、响应快的高性能伺服电机，焊丝的运动曲线通过专门软件来设定。
　　 对系统的数字化电源以及送丝机构进行了调试。在调试试验中给出了在试验过程中记录的相关数据与波形。试验结果表明：该焊机主电路响应速度快，硬件电路简单可靠，抗干扰能力强，基本达到了最初设计的构想和要求；推拉丝电机能达到50Hz的正反转频率，能满足推拉丝短路过渡焊接的需要。最后，针对系统设计中存在的问题及需要改进的地方，本文进行了详细的描述，以供今后系统优化的参考。