基于ZigBee技術(shù)的單片機(jī)控制CO2氣保焊機(jī)研究.pdf

1、CO2氣保焊因高效節(jié)能、焊接成本低、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)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(wèn)題一直沒(méi)有得到很好解決。國(guó)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(hù)困難等缺點(diǎn)，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(wú)線遠(yuǎn)程顯示調(diào)節(jié)的基于ZigBee技術(shù)的單片機(jī)控制CO2氣保焊機(jī)，具有較大的科學(xué)研究?jī)r(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文設(shè)計(jì)了基

2、于ZigBee技術(shù)的單片機(jī)控制CO2氣保焊機(jī)主電路拓?fù)浜涂刂葡到y(tǒng)。設(shè)計(jì)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(wèn)題，與全橋和半橋相比電路更加簡(jiǎn)單，控制系統(tǒng)適應(yīng)性更強(qiáng)，焊機(jī)成本更低。設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)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(guò)程中，短路時(shí)，采用電流負(fù)反饋控制系統(tǒng)對(duì)熔滴短路過(guò)渡階段的焊接電流輸出波形進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，減少焊接飛濺；燃弧時(shí)，采用電壓電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)焊接電壓和焊

3、接電流進(jìn)行實(shí)時(shí)精細(xì)控制，改善焊縫成形。
　　本文同時(shí)采用短距離無(wú)線通訊ZigBee技術(shù)，以兩塊8051單片機(jī)為內(nèi)核的射頻芯片CC2530為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了無(wú)線通信硬件電路和軟件程序，其中一塊與主控單片機(jī)LM4F232進(jìn)行串口通信，實(shí)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(shí)掌握焊接參數(shù)，且無(wú)需到送絲機(jī)處進(jìn)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(wèn)題。同時(shí)為未來(lái)電焊機(jī)的

4、組網(wǎng)監(jiān)控打下基礎(chǔ)。
　　本文還設(shè)計(jì)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(jì)了外特性切換程序，可實(shí)現(xiàn)焊機(jī)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(hù)焊兩種焊接方法，使得工程應(yīng)用場(chǎng)合更加廣泛。
　　最后對(duì)所設(shè)計(jì)的焊機(jī)焊接輸出波形進(jìn)行了測(cè)試分析，對(duì)焊接參數(shù)無(wú)線遠(yuǎn)程顯示調(diào)節(jié)進(jìn)行了操作驗(yàn)證。試驗(yàn)表明焊機(jī)主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，功率開(kāi)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(wú)線