定子鐵心脈沖焊接程控系統(tǒng)
劉岳臣(掛林通信機(jī)械廠(chǎng))
與之配套的晶體管調(diào)速電源、接口板、擴(kuò)展電路等組成。
1引 言
美國(guó)德立臺(tái)阿姆柯公司的te型縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)，其定子鐵心的緊固系采用非溶化極焊接方法。我們承制的te型電機(jī)定子鐵心，曾采用鎢極半自動(dòng)氬孤焊方法，它具有設(shè)備簡(jiǎn)單，容易掌握等特點(diǎn)。隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，由于產(chǎn)品批量大．規(guī)格增多，鐵心尺寸相應(yīng)縮小，對(duì)焊接質(zhì)量提出了更高的要求。加之鐵心材料可焊性偏差．即因焊縫金屬的高含硅量而對(duì)鐵素體有強(qiáng)化作用．降低其塑性和韌性，且易形成柱狀晶．增加品粒長(zhǎng)大傾向和回火脆性。為適應(yīng)實(shí)際所需．確保焊接質(zhì)量，我們從改進(jìn)焊接工藝及設(shè)備入手，采用了at十h2(ar92．5 ～93 、h27 ～7．5 )混合氣體保護(hù)脈沖焊方法，同時(shí)對(duì)焊接電流，焊接速度和電弧長(zhǎng)度進(jìn)行了實(shí)時(shí)閉環(huán)的程序控制，使這一新工藝更臻完善。本文主要介紹利用微機(jī)對(duì)焊接電流、焊速和弧長(zhǎng)的程控系統(tǒng)。
2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)由焊接主回路中脈沖電流．焊接速度和電弧長(zhǎng)度三個(gè)參數(shù)的閉環(huán)控制電路、微機(jī)主機(jī)以及主控制柜；轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和機(jī)械夾具等組成(圖1)。
2．1 焊接主回路由ax4一300—1型直流弧焊機(jī)、可控硅直流斷續(xù)器、kz一4型高頻引弧器，方波發(fā)生器和水冷焊槍組成。
2．2焊接速度控制系統(tǒng)由焊槍行走導(dǎo)軌、s569直流伺服電機(jī)、減速器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和與之配套的晶體管調(diào)速電源、接口板、擴(kuò)展電路等組成。
1．拖動(dòng)系統(tǒng)2．測(cè)速機(jī)3．電流檢測(cè)
4．a(chǎn)x激磁電源5．高頻引弧器
6．步進(jìn)電機(jī)7．直流斷續(xù)器8．方波發(fā)生器
9．弧壓檢測(cè) 1 0．計(jì)算機(jī)及采樣比較擴(kuò)展電路
2．3焊接電流控制系統(tǒng)由電流檢測(cè)傳感器、接口、擴(kuò)展電路和大功率晶體管調(diào)流電路組成。
2．4 電弧長(zhǎng)度調(diào)節(jié)系統(tǒng)由電弧電壓檢測(cè)傳感器、接口、擴(kuò)展電路、步進(jìn)機(jī)電源、環(huán)形分配器．步進(jìn)機(jī)等高精度機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)組成。
2．5 微機(jī)部分的基本裝置，其主機(jī)由tp一801單板機(jī)、8086cpu、時(shí)鐘主頻2mhz、e-
prom三片鍵盤(pán)、六位數(shù)碼顯示、接口板、擴(kuò)展接口板、打印機(jī)等組成。參數(shù)控制系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示。
2．6抗干擾方波發(fā)生器由大規(guī)模集成時(shí)鐘電路、脈沖觸發(fā)電路組成；中斷請(qǐng)求發(fā)生器；系統(tǒng)的硬件程序控制為mc一3型控制拒；系統(tǒng)的機(jī)械夾具為可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)組和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)組；參數(shù)控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主程序框圖如圖3所示。  3控制原理
3．1 焊接電流的控制
對(duì)于本系統(tǒng)使用的axd一300一i型直流弧焊機(jī)而言．焊接電流的控制依靠它激磁通進(jìn)行調(diào)節(jié)。為此設(shè)計(jì)了一套大功率品體管激磁回路和相應(yīng)的微機(jī)采樣反饋電路．以取代手工調(diào)節(jié)的瓷盤(pán)電阻．實(shí)現(xiàn)了焊接電流的微機(jī)控制，如圖4所示。圖中表明，焊接電流經(jīng)電流的傳感器采樣．將信號(hào)送入有源帶阻濾波器，參數(shù)系統(tǒng)調(diào)整電路．通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)入微波器．參數(shù)系統(tǒng)調(diào)整電路．通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)入微機(jī)．再經(jīng)數(shù)學(xué)濾波處理后與標(biāo)準(zhǔn)給定值進(jìn)行比較。由pid數(shù)／模轉(zhuǎn)換電路將控制量送入運(yùn)算放大、功率放大電路．最終控制調(diào)流電路中大功率三極管。實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接電流的控制。
1．初始給定2．運(yùn)算放大3．功率放大4．激磁電源5．電流檢測(cè)6．帶阻濾波7．參數(shù)調(diào)整8．a(chǎn)／d 9．?dāng)?shù)字濾波io．規(guī)范eprom l1．譯碼器i2．d／a3．1．1 初始給定值的設(shè)置。為保證系統(tǒng)在控制量為零時(shí)．焊接主回路有一初始電流供引弧的需要．系統(tǒng)設(shè)置初始電流為50‘4．此時(shí)參數(shù)調(diào)整電路的輸出電壓信號(hào)為零。當(dāng)此信號(hào)為+5l時(shí)．主回路有305a的焊接電流。3．i．2焊接電流的含義。本電路控制的焊接電流是指脈沖電流im�；惦娏鱥j用作“弧長(zhǎng)控制系統(tǒng)”弧壓采樣信號(hào)源。
3．2焊接速度控制系統(tǒng)
在生產(chǎn)中焊接速度不穩(wěn)定的原因除了網(wǎng)壓波動(dòng)外．機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的各種傳動(dòng)力矩的變化以及摩擦阻力的變化也是重要的因素，這些不利因素用穩(wěn)壓的辦法是無(wú)法解決的。本系統(tǒng)除了設(shè)計(jì)一套對(duì)網(wǎng)壓變化補(bǔ)償特快的晶體管穩(wěn)壓調(diào)速電路外．還特別設(shè)計(jì)了一套積分調(diào)壓電路．以提高負(fù)載力矩對(duì)速度的影響．本 |
