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随着我国国民经济的发展,钢的用量不断增加,其中很大一部分为焊接结构钢。随着产品中钢焊接结构应用的日益增多,焊接制造技术将影响产品的成本、质量,进而影响生产效益,必须予以重视。CO2焊接方法从上世纪50年代初问世以来,以其高效、节能和低成本等特点受到人们的极大关注。只有CO2气体保护焊的用量在全国范围大幅度增加,才能全面提高我国的焊接效率、降低生产成本,才能为实现焊接生产过程的机械化与自动化奠定必要的基础。大力推广CO2气体保护焊,对CO2焊机提出了更高的要求。尽管我国每年生产的焊机多达20多万套,但大部分是普通型的,对新型高性能的焊机的开发速度相对较慢,每年仍需从国外进口较多先进设备。在今后一段时间内,我国主要应重点开发功能更多、性能更好、效率更高的焊机,特别是气体保护焊机。
CO2焊的主要问题是飞溅、成形问题,随着焊接结构钢用量的增加,焊接生产对焊接效率问题也给予了越来越多的关注。本文分析了不同的波形控制对焊接飞溅、成形以及焊接速度的影响,确立了波形控制方案。在此基础之上,完成了MSP430单片机硬件系统的设计、调试,完成了IGBT逆变焊接电源的安装调试。在硬件平台上,依靠软件来实现波形控制及焊机的管理。
数字化焊接电源的软件正变得越来越复杂,继续采用传统的前后台系统编制软件已很难保证软件开发的效率、可靠性和安全性,必须用新的编程思想来取代原有的软件开发方式。嵌入式实时操作系统(RTOS)为用户软件的开发搭建了一个软件平台,在这个平台上开发用户软件变得简单、可靠,同时实时性好,可以适应数字化焊接电源的需要,保证数字化焊接电源的性能。本文在硬件平台基础上,移植成功μC/OS-ⅡRTOS,在RTOS平台上,完成波形控制CO2焊软件开发。
实验结果表明,在MSP430的硬件平台上,RTOS实现任务调度大约需要80us,可以满足焊接过程的需要。实际的焊接结果表明,焊接过程稳定,各种功能正常工作。焊接结果表明,依靠软硬件可以实现给定的波形控制。短路过程中实现双斜率,以降低飞溅,燃弧阶段可以对燃弧波形进行调节,以满足不同的焊接需要。实现了设计的要求。