新型数字化焊接设备，主要在3个方面实现了数字化：主电路的数字化、控制电路的数字化和数字化接口。 ]BY^.!Y
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1.主电路数字化 VtNY~
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逆变焊机的出现和推广，标志着焊接电源主电路从模拟到数字化的跨越。对于焊接来讲，这是一项革命性的技术跨越。数字化的主电路中，功率开关器件工作在开关状态，其功率损耗大大降低，效率达90%以上。主电路形式包括全桥、半桥、单端、斩波等多种形式，以及这几种形式的组合。一般采用PWM（脉宽调制）控制策略，来达到控制输出功率的目的。功率开关器件多为IGBT，逆变频率20KHz或更高，回路输出电流的纹波更小，响应速度显著提高，焊机可以获得更好的动态响应特性。因此在焊接工艺过程中可以更快地调节电弧电流或电压，满足焊接工艺的要求。功率器件的工作方式有硬开关工作方式和软开关工作方式。相比之下，软开关工作方式开关器件上的开关应力几乎xx，可靠性显著提高。国内以山大奥太为代表的焊机生产厂商均采用此方式。 g4NxNjM;
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2.控制电路的数字化 ! xU1[,9
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以单片机、DSP（或FPGA）为核心，根据焊接工艺要求构建数字化控制系统，完成焊接数据采集和处理，检测焊接过程，xx控制电弧。焊机具有多种输出特性，可一机多用，具有友好的操作界面，方便操作者使用，内置专家系统，实现不同材质、不同焊丝直径的焊接。 x%acWeV5
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焊接电弧是非线性负载，即电弧两端电压与电弧电流之间不成正比关系。当电弧电流从小到大变化时，焊接电弧的静特性呈U形曲线。 <A"T_Rk
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U形静特性曲线可分为三段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。在Ⅰ段，电弧电压随电流的增加而下降，是下降特性段；在Ⅱ段，电弧电压不随电流的增加而变化，是平特性段；在Ⅲ段，电弧电压随电流的增加而上升，是上升特性段。 `0l)\
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在多数焊接过程中，焊接电流和电压都是工作在高速变动状态，使电弧达不到稳定状态。 UL81x72O
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这些现象对弧焊工艺稳定性、焊缝的成型及焊接质量有重要影响作用。为了控制这些电弧现象，只有快速调节电流和电压。 AlW0GK=N-p
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模拟控制电路，由运算放大器、电阻、电容等模拟元件组成，模拟元件的参数一般都存在一定精度和温度稳定性。 Vej [wY-c
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数字化控制使焊接电源具有很好的系统灵活性。由于模拟系统的配置和增益是由阻容网络硬件所决定的，因此一旦确定就很难改变，而在数字化控制系统中，只要改变软件，则很容易实现柔性控制。在新型数字化焊机中,由单片机和DSP组成双机系统构成系统的控制部分。单片机除负责系统的总体管理外，在控制上还负责给定参数的输出，而PI控制和PWM信号产生则由DSP完成。这样的系统由于充分发挥了DSP较强的数据处理能力和单片机较强的事件处理能力,性能上有了很大的提高。同时控制器xx以软件方式加以实现,在控制的灵活性上就有了进一步的提高。 ~ H [
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专家系统是将众多的焊接规范以数据库的形式存储到计算机中，这些焊接规范都是成功的经验数据。每一条数据都包含诸多信息，如焊接方法、母材、板厚、坡口形状、焊丝直径、送丝速度、焊接电流、焊接电压等等。当操作者输入某几项参数后就可以查询到{zj0}的焊接规范。 "m*.kB)e7
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以山大奥太Pulse MIG-500脉冲MIG/MAG焊机为例，介绍新型数字化控制系统。Pulse MIG-500是MCU＋DSP双机控制系统，MCU负责主控制功能，DSP进行运算、调节。该焊机具有以下特点： ==zt)s.G(+
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（1）实现了柔性化控制和多功能集成。 K gN=b
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（2）完备的专家系统。针对每一种焊丝焊接工艺匹配专家系统，优化熔化曲线，保证稳定焊接。图4、5分别是Φ1.6纯铝焊丝在200A不同干伸长的情况下焊接电流、电压波形图，由两图可以看出对脉冲电流峰值、基值进行调节，可保证弧长的一致和焊缝成型。脉冲电流的峰值、基值以及上升率、下降率是由DSP变参数调节的结果。 PI
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（3）人机界面友好。与通用气体保护焊调节方式一致，并具有一元化功能，操作简单。 T:v.] 0l~
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（4）产品的一致性好。不受元器件参数性能变化的影响， [I*)H7pt}
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（5）接口兼容性好。具有工业总线485通讯接口，可与专用设备配套，组网。 #[ei/p
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（6）在线升级方便。通过对软件进行修改和升级，就可以使焊机的功能改变和性能改善。 F$L2bgQR?'
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3. 数字化接口 [Lck 55V+Q
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具有485通讯接口或者CAN总线等现场总线接口，实现焊接自动化、网络化，具有焊接质量监控、在线升级等功能。数字化焊机可以通过数字接口由上位机控制，可以提供更丰富、更强大的集成化数字化控制功能，用于自动化焊接系统，使焊机的参数设置与系统中其他设备的参数设置一体化。全部工作状态参数都可以被焊机内部的微处理器采集和监测，通过数字接口由上位机焊接参数xxxx系统对焊机的工作状态进行全程监测。这对于焊机内部故障或焊接质量监控具有重要意义。
