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针对国内船舶、汽车、锅炉压力容器等制造行业中CO2焊接设备的技术现状,本研究提出了晶闸管式CO2焊机的PIC单片机数字化控制方案,设计了相应的控制电路和软件,并进行了仿真调试和焊接试验。
本文首先简要介绍了CO2气保焊机控制技术的发展现状,在分析晶闸管式CO2焊机主电路和控制电路工作原理的基础上,提出了该型焊机的总体控制目标和方案,设计了电源主电路数字化触发电路和焊接程序控制电路。数字化触发电路以PIC16C716为控制核心,通过软件编程移相输出脉冲信号触发晶闸管,实现了焊机的数字化触发。程序控制电路以PIC16F877A为控制核心,实现焊机的参数预设调节、焊接时序、二/四步功能、焊丝种类和直径选择、引弧和收弧等的数字化控制,并建立了一种专家数据库,通过软件查表,能根据给定焊接电流精确地匹配焊接电压,实现了焊接规范的数字一元化调节功能。程序控制电路还具有在线串行编程功能,可以根据焊接工艺要求,实时更新控制程序。本研究还在焊机的主电路、控制电路和软件中进行了抗干扰设计,提高了焊机的抗干扰能力和工作可靠性。
最后,对数字化控制系统进行了仿真调试,记录了相关数据与波形,并进行了实际焊接试验。试验结果表明:该数字化控制系统设计合理,硬件电路稳定可靠,系统软件高效、移植性好,控制精度高,抗干扰能力强,达到了设计要求。