基于ZigBee技術(shù)的單片機控制CO2氣保焊機研究.pdf

1、CO2氣保焊因高效節(jié)能、焊接成本低、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點在焊接生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但焊接飛濺較大、焊縫成形較差、參數(shù)調(diào)節(jié)不便等問題一直沒有得到很好解決。國外的全數(shù)字化焊接電源能夠?qū)崿F(xiàn)低飛濺焊接，但存在設(shè)備成本高、操作系統(tǒng)復(fù)雜，維護困難等缺點，限制了其廣泛應(yīng)用；本文研究一種焊接飛濺小、成本低、工作性能穩(wěn)定、焊接參數(shù)可無線遠(yuǎn)程顯示調(diào)節(jié)的基于ZigBee技術(shù)的單片機控制CO2氣保焊機，具有較大的科學(xué)研究價值和工程應(yīng)用價值。
　　本文設(shè)計了基

2、于ZigBee技術(shù)的單片機控制CO2氣保焊機主電路拓?fù)浜涂刂葡到y(tǒng)。設(shè)計了雙管單端正激主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用復(fù)位二極管解決變壓器偏磁問題，與全橋和半橋相比電路更加簡單，控制系統(tǒng)適應(yīng)性更強，焊機成本更低。設(shè)計了基于單片機LM4F232和芯片UC3845為硬件基礎(chǔ)的峰值電流模式雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。焊接過程中，短路時，采用電流負(fù)反饋控制系統(tǒng)對熔滴短路過渡階段的焊接電流輸出波形進行實時控制，減少焊接飛濺；燃弧時，采用電壓電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)對焊接電壓和焊

3、接電流進行實時精細(xì)控制，改善焊縫成形。
　　本文同時采用短距離無線通訊ZigBee技術(shù)，以兩塊8051單片機為內(nèi)核的射頻芯片CC2530為基礎(chǔ)，設(shè)計了無線通信硬件電路和軟件程序，其中一塊與主控單片機LM4F232進行串口通信，實現(xiàn)焊接參數(shù)的遠(yuǎn)程顯示和調(diào)節(jié)。這樣，焊工可即時掌握焊接參數(shù)，且無需到送絲機處進行調(diào)節(jié)，這樣有利于控制焊縫質(zhì)量和提高焊接生產(chǎn)效率。相比于有線控制盒，解決了線路繁雜、攜帶不便及容易被干擾等問題。同時為未來電焊機的

4、組網(wǎng)監(jiān)控打下基礎(chǔ)。
　　本文還設(shè)計了焊接參數(shù)一元化程序，使得焊接參數(shù)調(diào)節(jié)更加方便；設(shè)計了外特性切換程序，可實現(xiàn)焊機平外特性和下降外特性輸出，兼顧了手工焊條電弧焊和氣體保護焊兩種焊接方法，使得工程應(yīng)用場合更加廣泛。
　　最后對所設(shè)計的焊機焊接輸出波形進行了測試分析，對焊接參數(shù)無線遠(yuǎn)程顯示調(diào)節(jié)進行了操作驗證。試驗表明焊機主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，功率開關(guān)器件工作可靠；焊接飛濺小、焊縫成形良好、焊接參數(shù)一元化調(diào)節(jié)方便快捷、焊接參數(shù)可無線