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电阻点焊是一种重要的焊接方法,广泛应用于汽车、航空航天等工业。随着电阻点焊应用领域的不断扩展和深入,对电阻焊控制系统提出了更高的要求。但由于电阻点焊是一个高度非线性、多变量和强耦合的复杂过程,点焊质量受到多种因素的影响,传统的采用单一参数反馈质量控制方法存在很大局限性。基于此本文阐述了一种采用ARM、DSP及CPLD的多处理器控制系统方案,合理地分配并细化了微处理器的任务,提高了系统的实时控制能力及可靠性,为多参数综合质量监控以及智能控制的实现奠定基础。
焊接电流波形的精确控制由DSP及CPLD完成。而诸如人机接口、数据通信、实时监控、诊断、预警、安全控制及焊接参数处理这些任务,则由基于ARM的嵌入式系统实现,这也是本文的主要研究内容。嵌入式系统的引用,弥补和完善了单纯依靠电路结构和参数整定来提供焊接可靠性与安全性的不足,特别是功率模块工作状态的实时安全监控。运行于嵌入式系统的焊接参数管理系统还会对由检测电路反馈的信息进行分析和判断,并对紧急状况作出及时的应急处理、给出故障的可能位置与原因、分析数据的变化趋势及原因、给出提示或预警。
本文构建了基于AT91RM9200的完整嵌入式Linux系统。硬件部分扩展了存储器、I/O设备、通讯模块等必要的外设;软件开发则基于所构建的嵌入式Linux操作系统环境,分为驱动程序和应用程序两部分。焊接过程中进行数据通信所需要的硬件都已为其开发了驱动程序,上层应用程序--焊接参数管理系统同样是在嵌入式Linux环境中实现,而且采用了多线程实现电阻焊机的多任务。另外来自人机界面的用户请求会通过串口或网络传送到运行于嵌入式系统的焊接参数管理系统,并由其给出具体的响应。