基于MSP430单片机的TIG焊控制器

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基于MSP430单片机的TIG焊控制器

摘要:焊接电流波形对焊接过程稳定性和焊缝质量起着决定性的作用。在此以MSP430单片机为控制核心, VK65液晶显示器作为人机交互窗口开发了多功能TIG焊控制器。该控制器可以通过按键及数字接触式编码器配合中文菜单完成所有TIG焊的程序参数、焊接电流的波形参数的设置，同时具有焊接工艺参数记录,焊接波形显示，与上位机通信的能力。将该控制器应用到WSE系列焊机，可以方便地输出变极性、低频脉冲调制、高频脉冲调制等多种波形及其任意组合。试验表明,采用该控制器的
WSE焊机操作简单，焊接工艺性能优良。
关键词:变极性;脉冲调制;波形控制; MSP430单片机
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引言
逆变焊接电源以其自身响应速度快的优势,可以输出较传统焊接电源更为复杂的电流波形, 使焊接质量控制水平又.上升了一个新的台阶。通过对焊接电流波形的精细控制,可以减少焊接过程的飞溅、改善焊缝的形状和结晶的组织形态,进而使焊缝的机械性能得以大幅度的提高。
铝合金以其质量轻、强度高的优点,已被广泛地应用在航空航天、汽车和民用工业中,成为一种重要的加工材料。鉴于各种新型焊接方法的自身特点,目前市场上占主流的仍然是交流TIC焊接。然而,交流TIC焊机由于其控制面板设计复杂,旋钮太多,操作繁杂,很容易操作失误,给焊接生产带来很22机接口简便,易于扩展,还要求其具有多功能智能化、控制灵活、人机界面性能良好等特点。
- W, O- t! o" d/ z" d( E国外已有焊机将液晶显示和键盘操作相结合，进行焊接方法及焊接工艺参数设置和信息显示等的人机交互过程,如奥地利Fronius公司的MagieWave系列全数字化焊机,不仅能够在一台焊机上实现多种TIG焊工艺,并且具有了比较直观的人机交互系统;美国MK(Mike Kensue)产品集团公司的MK CobraTig150等焊机,也具有友好的人机交互界面,国内也开始了这方面的研究|4。
单片机具有高性价比、易扩展、易实现分布式控制等特点,在焊接电源控制中得到越来越广泛的应用。同时,大规模集成电路技术的发展，使得单片机的运行速度越来越快,由”软(件)代硬(件)”的思想正在逐渐被人们所接受,也就是”软件就是仪器”。
在此以MSP430单片机为控制核心、VK65液晶显示器为主要人机交互接口,开发出一种适用于各种TIG焊机的多功能控制器,并将其成功应用到WSE系列交直两用TIG焊机上,通过软件电流波形发生器输出合理的焊接电流波形,获得了良好的焊接工艺效果。

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7 A# g) t& [3 g2 Z% D, h( j1基本功能
多功能TIC焊机控制器以TI公司的MSP430F449单片机为控制核心,具有-机多用的特点,能够实现焊条电弧焊、直流TIG焊、脉冲TIG焊、交流TIG焊、变极性TIG焊、自定义TIG焊(高、低频调制)等多种焊接方式,满足柔性焊接的要求,用户可以按照自己的需求选择焊接方法、设置焊接程序参数和焊接波形参数。
2 o' c" X% M5 h1 M6 ]% f! s基于MSP430的多功能TIG焊控制器的人机交互式操作界面采用点阵式液晶显示器(Liquid Crystal Display)和编码器旋钮、若干功能键来实现焊接方法选择及参数设置,这使得整个操作过程非常简单快捷,不仅能够达到减少了误操作、减轻了操作人员的负担的目的,而且能够图文并茂,生动、准确地反应整个焊接过程的变化。当系统出现故障时,故障提示将以汉字形式显示在液晶界面上,并配合指示灯给出告警信号。
# M, c2 t( A7 G: F多功能TIG焊控制器另一个突出特点是通用性强,它同时兼有针对传统TIG焊机的模拟接口和现代数字式焊机的通信接口,同时也可以与计算机进行通信,系统原理框图如图1所示。
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