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脉冲钨极氩弧焊是一种基于钨极氩弧焊的先进焊接工艺,填丝控制系统是脉冲钨极氩弧焊实现自动化的重点研究方向,其性能的好坏直接影响脉冲钨极氩弧焊的焊接质量和生产效率。脉冲钨极氩弧焊填充焊丝控制系统是以高性能控制芯片为核心控制单元,以脉冲焊工艺参数和填丝性能充分分析为基础,通过软件完成填丝系统的控制,提高脉冲钨极氩弧焊的生产效率。本文基于对脉冲钨极氩弧焊焊接过程中填丝控制模式的分析,采用PI控制算法实现送丝电动机转速、脉冲TIG焊焊接工艺参数的闭环反馈控制。设计了以PIC16F877A为核心控制器的脉冲钨极氩弧焊填丝控制系统。该控制系统保证脉冲电流范围在50A~200A,基值电流范围在5A~10A可调的情况下能够预设脉冲钨极氩弧焊电流频率1Hz,焊点中心间距1mm~5mm,控制系统的送丝速度可达26mm/s。控制过程中控制器通过霍尔电流传感器检测脉冲钨极氩弧焊的电流状态,脉冲电流时送丝,基值电流时停止送丝,实现填丝控制系统和钨极氩弧焊脉冲电流相匹配的同频、同相、同脉宽的脉动控制。根据脉冲钨极氩弧焊填丝控制系统所要实现的功能,设计了符合填丝控制系统要求的驱动机构,硬件结构和软件程序。在驱动机构设计部分,本设计主要针对脉冲电流频率1Hz的填丝控制,采用MHMD022GIU型直流伺服电机作为填丝驱动电机,该电机最大响应频率高达2kHz。选用这种电机的控制系统的脉动填丝性能满足对脉冲电流频率的响应要求。在硬件结构设计部分,本设计的核心控制器采用PIC16F877A,完成包括电机驱动电路、脉冲电流采样电路、直流供电电源等各功能模块的设计。在软件程序设计部分,本设计采用模块化程序设计,并通过MPLAB和PROTUES对各模块进行仿真和调试。