新型數(shù)字化焊接設(shè)備，主要在3個方面實現(xiàn)了數(shù)字化：主電路的數(shù)字化、控制電路的數(shù)字化和數(shù)字化接口。 yG_#>3sD+%  
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1.主電路數(shù)字化 saZ;ixV  
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逆變焊機的出現(xiàn)和推廣，標志著焊接電源主電路從模擬到數(shù)字化的跨越。對于焊接來講，這是一項革命性的技術(shù)跨越。數(shù)字化的主電路中，功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，其功率損耗大大降低，效率達90%以上。主電路形式包括全橋、半橋、單端、斬波等多種形式，以及這幾種形式的組合。一般采用PWM（脈寬調(diào)制）控制策略，來達到控制輸出功率的目的。功率開關(guān)器件多為IGBT，逆變頻率20KHz或更高，回路輸出電流的紋波更小，響應(yīng)速度顯著提高，焊機可以獲得更好的動態(tài)響應(yīng)特性。因此在焊接工藝過程中可以更快地調(diào)節(jié)電弧電流或電壓，滿足焊接工藝的要求。功率器件的工作方式有硬開關(guān)工作方式和軟開關(guān)工作方式。相比之下，軟開關(guān)工作方式開關(guān)器件上的開關(guān)應(yīng)力幾乎消除，可靠性顯著提高。國內(nèi)以山大奧太為代表的焊機生產(chǎn)廠商均采用此方式。 M$GD8|*e  
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2.控制電路的數(shù)字化 MT*b+&1e  
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以單片機、DSP（或FPGA）為核心，根據(jù)焊接工藝要求構(gòu)建數(shù)字化控制系統(tǒng)，完成焊接數(shù)據(jù)采集和處理，檢測焊接過程，精確控制電弧。焊機具有多種輸出特性，可一機多用，具有友好的操作界面，方便操作者使用，內(nèi)置專家系統(tǒng)，實現(xiàn)不同材質(zhì)、不同焊絲直徑的焊接。 7#&sG  
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焊接電弧是非線性負載，即電弧兩端電壓與電弧電流之間不成正比關(guān)系。當電弧電流從小到大變化時，焊接電弧的靜特性呈U形曲線。 H(X~=r  
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U形靜特性曲線可分為三段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。在Ⅰ段，電弧電壓隨電流的增加而下降，是下降特性段；在Ⅱ段，電弧電壓不隨電流的增加而變化，是平特性段；在Ⅲ段，電弧電壓隨電流的增加而上升，是上升特性段。 +]{X-R  
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在多數(shù)焊接過程中，焊接電流和電壓都是工作在高速變動狀態(tài)，使電弧達不到穩(wěn)定狀態(tài)。 6nDx;x&Q  
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這些現(xiàn)象對弧焊工藝穩(wěn)定性、焊縫的成型及焊接質(zhì)量有重要影響作用。為了控制這些電弧現(xiàn)象，只有快速調(diào)節(jié)電流和電壓。 <HD/&4$[  
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模擬控制電路，由運算放大器、電阻、電容等模擬元件組成，模擬元件的參數(shù)一般都存在一定精度和溫度穩(wěn)定性。 OJK/>  
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數(shù)字化控制使焊接電源具有很好的系統(tǒng)靈活性。由于模擬系統(tǒng)的配置和增益是由阻容網(wǎng)絡(luò)硬件所決定的，因此一旦確定就很難改變，而在數(shù)字化控制系統(tǒng)中，只要改變軟件，則很容易實現(xiàn)柔性控制。在新型數(shù)字化焊機中,由單片機和DSP組成雙機系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)的控制部分。單片機除負責(zé)系統(tǒng)的總體管理外，在控制上還負責(zé)給定參數(shù)的輸出，而PI控制和PWM信號產(chǎn)生則由DSP完成。這樣的系統(tǒng)由于充分發(fā)揮了DSP較強的數(shù)據(jù)處理能力和單片機較強的事件處理能力,性能上有了很大的提高。同時控制器完全以軟件方式加以實現(xiàn),在控制的靈活性上就有了進一步的提高。 C+iP @~  
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專家系統(tǒng)是將眾多的焊接規(guī)范以數(shù)據(jù)庫的形式存儲到計算機中，這些焊接規(guī)范都是成功的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。每一條數(shù)據(jù)都包含諸多信息，如焊接方法、母材、板厚、坡口形狀、焊絲直徑、送絲速度、焊接電流、焊接電壓等等。當操作者輸入某幾項參數(shù)后就可以查詢到最佳的焊接規(guī)范。 CV6H~t'1  
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以山大奧太Pulse MIG-500脈沖MIG/MAG焊機為例，介紹新型數(shù)字化控制系統(tǒng)。Pulse MIG-500是MCU＋DSP雙機控制系統(tǒng)，MCU負責(zé)主控制功能，DSP進行運算、調(diào)節(jié)。該焊機具有以下特點： k.0C*3'  
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（1）實現(xiàn)了柔性化控制和多功能集成。 D^u{zZy@e  
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（2）完備的專家系統(tǒng)。針對每一種焊絲焊接工藝匹配專家系統(tǒng)，優(yōu)化熔化曲線，保證穩(wěn)定焊接。圖4、5分別是Φ1.6純鋁焊絲在200A不同干伸長的情況下焊接電流、電壓波形圖，由兩圖可以看出對脈沖電流峰值、基值進行調(diào)節(jié)，可保證弧長的一致和焊縫成型。脈沖電流的峰值、基值以及上升率、下降率是由DSP變參數(shù)調(diào)節(jié)的結(jié)果。 tEeMl =u  
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（3）人機界面友好。與通用氣體保護焊調(diào)節(jié)方式一致，并具有一元化功能，操作簡單。 8}0 D?  
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（4）產(chǎn)品的一致性好。不受元器件參數(shù)性能變化的影響， gV7o eZ5  
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（5）接口兼容性好。具有工業(yè)總線485通訊接口，可與專用設(shè)備配套，組網(wǎng)。 D9Z5g3s7R  
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（6）在線升級方便。通過對軟件進行修改和升級，就可以使焊機的功能改變和性能改善。 f]lDJ?+ M  
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3. 數(shù)字化接口 cnsGP*w  
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具有485通訊接口或者CAN總線等現(xiàn)場總線接口，實現(xiàn)焊接自動化、網(wǎng)絡(luò)化，具有焊接質(zhì)量監(jiān)控、在線升級等功能。數(shù)字化焊機可以通過數(shù)字接口由上位機控制，可以提供更豐富、更強大的集成化數(shù)字化控制功能，用于自動化焊接系統(tǒng)，使焊機的參數(shù)設(shè)置與系統(tǒng)中其他設(shè)備的參數(shù)設(shè)置一體化。全部工作狀態(tài)參數(shù)都可以被焊機內(nèi)部的微處理器采集和監(jiān)測，通過數(shù)字接口由上位機焊接參數(shù)分析軟件系統(tǒng)對焊機的工作狀態(tài)進行全程監(jiān)測。這對于焊機內(nèi)部故障或焊接質(zhì)量監(jiān)控具有重要意義。