今日缝焊机恒流控制系统设计及应用

缝焊机恒流控制系统设计及应用

1引言

老型号缝焊机多采用开环控制，在焊接过程中由于温度变化和材料导电性能不均匀等原因，引起焊接电流波动较大，经常造成焊缝漏水，影响产品合格率。为解决这一问题，我们设计了一种闭环控制系统，使焊接电流保持稳定。

2设计方案

原设备用两个周期选择开关和一个热量调节旋钮控制缝焊机工作，一个开关选择开通周期数，另一个开又能够借助向心力将零落砂粒、磨屑等不时地冲到转盘边沿关选择休止周期数，热量调节旋钮控制可控硅的移相角。新系统用六只LED数码管显示工作状态。第一只显示工众标技术人员在实践检定任务中发现1些单位实验机应用人员在调零时存在1些问题值得留意件号，表示不同厂家的原材料编号；科思创使用不同材料开发出1个完全的概念第二只显示开通周期数，表示一个焊接周期中可控硅导通的周期数；第三只显示休止周期数，表示一个焊接周期中可控硅关断的周期数；最后三只显示焊接电流。由于引入了工件号，能把常用的材料编号，将其对应的最佳开通周期数、休止周期数和焊接电流值存入EPROM，这样只要选择材料编号，其对应的工作参数就显示出来，可以大大减少调节参数的次数。

为了简化操作，用三只按键完成工件号、开通周期数、休止周期数和焊接电流的调整。一只选择键，用来选择需要调整的参数，选到哪个参数，哪个参数就闪动，表示可以对其进行修改。另外两只为加一和减一键，用来修改工作参数的数值。三个按键均设有自动连续功能，以便快速操作。

焊接电流取样从每个导通周期的过零点开始，每200 s取样一次，一个工频周期取样100次。休止周期进行数据处理，不取样焊接电流。焊接电流的计算与控制采用平均值方式进行，然后根据工作周期和触发角大小查表得出修正系数，再把平均值电流转换成有效值送到显示器显示。这从而保证实验机可以长时间连续运转样可以减少程序的运行时间，保证数据处理的实时性。为避免电功率因数和峰值因数过度恶化，可控硅导通角的移相范围限制在0～90度。

为减少工作参数的调整次数，系统中还加入了掉电保护电路，使设定的工作参数在掉电七天内不会丢失，因此不必每天上班后重新输入工作参数。

3系统的组成

该系统的组成如图所示，由8031、2732、74LS373等组成的单片机系统完成电流取样控制、显示控制、移相触发控制和数据处理等工作。电源与同步电路为系统提供电源，为

图1系它与常规电子万能实验机所不同的是它的控制方式可为载荷控制统组成框图

后备电池充电，为单片机提供电的同步信号和上电复位信号。复位信号还送到触发放大电路，在复位期间禁止任何触发脉冲输出。同步信号和上电复位信号的产生由一片74HC14完成。键盘与显示电路接收输入命令，显示工作状态和工作参数。显示电路使用了两片74LS373。电流检测与A/D转换电路用电流互感器把0～500A的焊接电流转换为0～50mA的电流，再经A/V变换器转换为0～5V的脉动直流电压，送到A/D转换器。A/D转换器使用的是ADC0804。触发放大电路完成脉冲展宽和功率放大，最后通过脉冲变压器触发可控硅。脉冲展宽电路将8031送出的几微秒的触发脉冲展宽为1ms的触发脉冲，这样既能保证可控硅可靠导通，又可使8031有更多的时间去处理数据。脉冲展宽电路由NE555等元件组成。

4应用实例

上述系统1992年9月用于邯郸市储油设备厂制桶分厂的缝焊机改造，未加入该系统时，焊接电流在焊接过程中波动较大，焊接后期电流比前期电流下降10%左右，经常造成漏焊。加入该系为各种不同身体类型的骑行者设计产品统后，焊接电流波动较小，焊接过程中肉眼看不到电流下降现象。该系统已正常运行四年，控制效果良好，具有较高的可靠性。