数字化脉冲MIG焊机是将数字信号处理技术和与传统的MIG焊弧焊工艺相结合所设计研发的智能化新型焊机。由于运用了数字信号处理技术,数字化脉冲MIG焊接电源较传统的焊接电源来说其功能更加强大,控制精度更高,控制参数稳定性更好,性能更加稳定,工艺稳定性和工艺效果更好。近年来随着对焊接产品要求的提高,这种新型焊机已逐渐替代传统弧焊电源被广泛的应用于工业生产中。本文在总结了国内外数字化脉冲MIG焊接电源的基础上,设计了数字式一元化脉冲MIG焊机的数字化控制系统。本文设计的数字控制系统以DSP为核心、DSP+MCU双核控制,包括硬件电路及软件编程系统,通过软硬件的结合控制以达到对焊机输出特性的控制,实现焊机的精密控制。本文设计双核控制系统,DSP作为主控芯片,主要负责焊接过程中的参数数据采样、数字PWM信号输出、实现控制算法以及控制电源系统的输出特性;MCU作为人机交互系统,主要负责焊接参数预置、双机数据通信、电源状态监测等。首先,本文介绍了数字控制系统的硬件组成电路,主要包括DSP+MCU双核控制系统、IGBT驱动系统以及送丝送气系统。DSP+MCU双核控制系统包括DSP控制系统和单片机人机交互系统,其中DSP控制系统以芯片TMS320F2812为控制核心,负责整个焊接过程控制,其硬件电路包括DSP最小系统、电流电压采样电路、故障保护电路等;单片机STC89C58RD+作为人机交互系统的主控芯片,主要负责焊接参数的预置,硬件电路由参数选择电路、MAX7219显示电路、编码器调节电路以及通信电路等组成。驱动系统设计以光耦HCPL-316J为核心的数字驱动电路,主要负责对DSP输出PWM信号进行放大输出符合要求的驱动波形,控制全桥IGBT的导通,并使主电路与控制电路隔离,控制焊机输出。其次,对控制系统软件编程做了介绍。软件程序主要包括DSP程序和MCU程序,均采用模块化C语言编程,分别给出了对应的主程序及各个子程序的程序流程图。其中,DSP程序负责控制焊机输出,控制程序包括DSP主程序、PWM信号输出程序、PI控制子程序、A/D转换程序、弧长控制子程序、脉冲输出控制程序以及中断服务程序的设计;MCU负责参数预置,控制软件程序包括MCU主程序、编码器鉴相程序、掉电保存程序、一元化焊接参数数据库存储程序及双机通信协议的设定。最后,根据设计要求制作了控制系统硬件电路,编写了软件程序,并分别对各个模块进行了单独调试,包括人机交互系统调试、数字PWM测试、保护电路测试以及驱动波形的测试。单独测得各个模块信号无误后,组装样机,对样机进行了调试,包括空载电压测试、采样电路调试、PI参数整定、外特性测试及焊机脉冲输出测试,测试焊机各项输出参数。实验证明本文设计的一元化脉冲MIG焊数字化控制系统能够实现焊机的多功能全数字化控制,并且控制系统稳定,性能可靠,控制精度高。