�(shù)字化焊機(jī)是由DSP,ARM等嵌入式微處理器控制的焊�(jī),無(wú)論是用戶操作界面還是其核心控制電路既電流�(diào)節(jié)�PWM�(chǎn)生都是由�處理�直接完成��
�(shù)字化焊機(jī)是采用電腦芯片控制的焊機(jī)。它在焊接性能方面有了�(zhì)的提高,主要原因是:焊接是一�(gè)非常�(fù)雜的加工�(guò)�,不同的焊接材料、不同的焊絲直徑、不同的保護(hù)氣體、不同的焊接電流、不同的焊接�(jié)�(gòu)、不同的焊接位置、不同的焊接接頭都有不同的焊接技�(shù)和工�,對(duì)焊機(jī)的動(dòng)�(tài)特性和靜態(tài)特性要求都不一樣,所以理想的焊接�(shè)備應(yīng)該根�(jù)不同的焊接場(chǎng)合選用不同的特性和控制方式。常�(guī)焊機(jī)的控制是通過(guò)一套電路來(lái)�(shí)�(xiàn)�,無(wú)法根�(jù)不同的焊接情況變換不同的控制模型,所以這樣一套控制模型很難滿足所有的焊接�(chǎng)�,這就是因?yàn)樗目刂颇P蜔o(wú)法變化的原因。采用數(shù)字化技�(shù)�,焊�(jī)具有了智能化功能,它能根�(jù)不同的焊接場(chǎng)合自�(dòng)從專(zhuān)家數(shù)�(jù)�(kù)中選則焊接程�,實(shí)�(xiàn)焊接。比如太原星云的NEBULA系列焊機(jī)具有100多套�(zhuān)家數(shù)�(jù)�(kù),用戶使用時(shí)只需輸入工件件材�(zhì)和工件板后就可以�,焊�(jī)自動(dòng)�100多套�(zhuān)家數(shù)�(jù)�(kù)中調(diào)用控制模�,無(wú)需用戶�(shè)置細(xì)節(jié)參數(shù)。NEBULA系列焊機(jī)采用世界上的�(zhuān)家數(shù)�(jù)�(kù),涵蓋各種碳�、鋁及鋁合金、不銹鋼、銅合金�13種材�,焊接性能居世界先�(jìn)水平�
1� 安全節(jié)� 焊機(jī)具有LVO功能,能有效節(jié)約電�,避免空載電壓電擊傷�,符合歐洲危�(xiǎn)�(chǎng)合作�(yè)安全要求�
2� �(wǎng)�(luò)和自�(dòng)化焊� 隨著�(wǎng)�(luò)和自�(dòng)化技�(shù)的發(fā)�,越�(lái)越多的企�(yè)要求其各�(lèi)�(shè)備能連接成一�(gè)�(wǎng)�(luò),能集中�(jiān)�(cè)和控制,�(shí)�(xiàn)自動(dòng)化作�(yè)。這兩年焊接領(lǐng)域用�(jī)器人替代人工焊接的趨�(shì)�(fā)展得很快,這種�(yīng)用場(chǎng)合只有數(shù)字化焊機(jī)才可能勝��
3� 可靠性高 �(shù)字化焊機(jī)采用高速DSP控制,能夠及�(shí)�(fā)�(xiàn)和糾正主變偏磁,有效避免了焊�(jī)因主變偏磁而損�,大大提高了其可靠�;具備欠�、過(guò)壓及�(guò)熱保�(hù)功能;IGBT與風(fēng)道隔�,避免了淋雨、灰塵等損壞焊機(jī)。此�,由于采用數(shù)字化技�(shù),大大減少了元器件數(shù)�,提高了電路的可靠性�
4� 控制精確度高 模擬控制的精度一般由元件參數(shù)值引起的誤差和運(yùn)算放大器非理想特性參�(shù)引起的誤差所決定,很難做到高精度控制。而數(shù)字化控制的精度僅僅與�-�(shù)�(zhuǎn)化的量化誤差及系�(tǒng)有限字長(zhǎng)有關(guān),因此數(shù)字化控制可以獲得很高的精度。特別是�(duì)于像脈沖氣保這樣先�(jìn)的焊接方�,對(duì)電弧能量控制要求非常�(yán)格,要實(shí)�(xiàn)�(wú)飛濺、短�、低熱輸入量的目�,必須精確控制每�(gè)脈沖的電流電�,真正實(shí)�(xiàn)一脈一滴基值過(guò)渡。Nebula 500D系列焊機(jī)的電流誤�<1A,電壓誤差<1V,�(shí)間誤�<1微秒,很好地�(shí)�(xiàn)了脈沖過(guò)��
5� �(dòng)�(tài)響應(yīng)速度� 新型的數(shù)字化焊機(jī)大都采用了高頻軟�(kāi)�(guān)技�(shù),大大提高了焊機(jī)的動(dòng)�(tài)相應(yīng)速度,比如FRONIUS的TPS5000焊機(jī)逆變頻率高達(dá)70KHZ,動(dòng)�(tài)相應(yīng)速度很快,動(dòng)�(tài)速度的提高極大地提升了焊�(jī)的焊接性能,使FRONIUS成為全世界公�(rèn)的焊接性能的數(shù)字化焊機(jī)。星云研制的NEBULA 500D系列焊機(jī)采用�100KHZ的高頻軟�(kāi)�(guān)技�(shù)和自適應(yīng)控制技�(shù),其�(dòng)�(tài)相應(yīng)速度大大提高,脈寬調(diào)節(jié)從最小到只需20微秒,是目前世界上調(diào)節(jié)速度最快的焊機(jī)�
6� 功能豐富 傳統(tǒng)焊機(jī)的功能是靠許多模擬和邏輯電路�(lái)�(shí)�(xiàn)�,每增加一種功能都要增加很多元器件,要具備兩種以上的功能就需要很多電路板,這樣不僅�(huì)大幅度提高焊�(jī)成本,而且焊機(jī)的性能和可靠性會(huì)隨元器件的增加而急劇下降,所以傳�(tǒng)焊機(jī)很難將多種焊接功能綜合的一�(tái)焊機(jī)�。數(shù)字化焊機(jī)的功能是靠軟件來(lái)�(shí)�(xiàn)�,增加焊�(jī)功能只需改變其軟件即可,各功能模塊相互獨(dú)�,增加新功能完全不影響原有功能和性能,所以數(shù)字化焊機(jī)功能可以做的很豐�。比如Nebula系列焊機(jī)具有藥皮手工�、直流氬弧焊、脈沖氬弧焊、氬弧點(diǎn)�、氣保焊(CO2,MIG,MAG)、脈沖氣保焊、雙脈沖氣保焊和碳弧氣刨八種焊接方式。每種功能都具有很多可調(diào)參數(shù),用戶既可以采用系統(tǒng)默認(rèn)的參�(shù)非常方便地設(shè)置焊�(jī),也可以根據(jù)不同的焊接要求精�(xì)地調(diào)整焊�(jī),使之達(dá)到焊接效��
7� �(chǎn)品一致性好、性能�(wěn)定可� 傳統(tǒng)焊機(jī)的構(gòu)成特�(diǎn)決定了它的性能特點(diǎn)完全依靠各元器件的參�(shù),元器件參數(shù)的不一致直接導(dǎo)致焊�(jī)性能的不一�,而任何廠家生�(chǎn)的元器件都不可能保證其參�(shù)完全一致,所以經(jīng)常出�(xiàn)同一品牌的焊�(jī)一�(tái)和一�(tái)不一樣的�(wèn)�。另�,元器件的參�(shù)都會(huì)隨溫度、濕度等�(huán)境的變化而變�,所以焊�(jī)性能�(huì)出現(xiàn)�(shí)好時(shí)壞的�(xiàn)�� �(shù)字化電路的特�(diǎn)是對(duì)元器件參�(shù)變化不敏感,比如一�(gè)輸入或輸出電阻從1K變化�10K都不�(huì)影響焊機(jī)的性能。所以數(shù)字化焊機(jī)的一致�、穩(wěn)定性遠(yuǎn)比傳�(tǒng)焊機(jī)要好�
8� �(yōu)良的焊接性能 �(duì)于如何提高焊接性能?chē)?guó)�(nèi)外專(zhuān)家作了很多工�,提出了很多的數(shù)�(xué)控制模型,但這些�(fù)雜的�(shù)�(xué)模型很難在傳�(tǒng)模擬焊機(jī)上實(shí)�(xiàn),因?yàn)檫@需要非常復(fù)雜的電路,所以長(zhǎng)期以�(lái)一直停留在理論階段。數(shù)字化焊機(jī)的出�(xiàn)使得這些�(shù)�(xué)模型很容易在焊機(jī)上實(shí)�(xiàn)。NEBULA系列�(shù)字化焊機(jī)采用了世界的控制模型,焊接性能�(dá)到了世界先�(jìn)水平�
9� �(quán)威的焊接�(zhuān)家數(shù)�(jù)�(kù) �(shù)字化技�(shù)的應(yīng)用使得焊�(jī)成為了一�(tái)智能�(shè)�,可以象�(jì)算機(jī)一樣具有數(shù)�(jù)�(kù)功能,能把很多焊接專(zhuān)家的�(jīng)�(yàn)存儲(chǔ)到數(shù)�(jù)�(kù)�,使普通焊工很容易焊出�(zhuān)家的焊接水平。尤其是一些先�(jìn)的焊接方�,需要調(diào)節(jié)的參�(shù)很多,如果由用戶自己去匹配這么多參�(shù)是一件很困難的是,所以專(zhuān)家數(shù)�(jù)�(kù)已經(jīng)成為了數(shù)字化焊機(jī)最突出的優(yōu)�(diǎn)。Nebula 500D系列焊機(jī)�(nèi)�100套專(zhuān)家數(shù)�(jù)�(kù),適�(yīng)的材料有�、鋁鎂合金、鋁硅合�、銅硅合�、銅鋁合�、不銹鋼307、不銹鋼308、不銹鋼藥芯焊絲、碳�、堿性藥芯焊絲、酸性藥芯焊�、鐵粉芯藥芯焊絲等,特別適合于焊接質(zhì)量要求高的軍�、機(jī)�(chē)、鋼�(jié)�(gòu)、造船、有色金屬焊接等�(lǐng)��
趨勢(shì)判斷和需求分�
2l世紀(jì)制造業(yè)趨于全球�、網(wǎng)�(luò)�、集成化、虛擬化、異地化、數(shù)字化,計(jì)算機(jī)、信息技�(shù)的快速發(fā)展將促�(jìn)制造領(lǐng)域逐漸與其融合,焊接作為制造領(lǐng)域中重要的材料加工和�(jié)�(gòu)。生�(chǎn)�,也正在與信息技�(shù)緊密�(jié)�,由于焊接過(guò)程的多變性和�(fù)雜性,利用�(shù)字化技�(shù),使焊接�(shè)備從�(jiǎn)單的�(jī)電產(chǎn)品變成一種精密加工儀�,將是焊接設(shè)備發(fā)展方向�
焊機(jī)的數(shù)字化包括兩方面的�(nèi)�。一是主電路的數(shù)字化,另一�(gè)是控制電路的�(shù)字化�
逆變技�(shù)的出�(xiàn)為焊�(jī)的主電路�(shù)字化提供了條�。焊接電源從模擬式焊�(jī)�(fā)展到逆變式焊�(jī),實(shí)際上是完成了主電路從模擬到數(shù)字化的跨越。焊接電源主電路的數(shù)字化使得焊接電源至少在兩方面的性能得到了提高:①焊接電源的功率損耗大大減�,使得焊接電源的效率�(dá)�90%以上。②隨著工作頻率的提�,回路輸出電流的紋波更小,響�(yīng)速度更快,因此焊�(jī)可以獲得更好的動(dòng)�(tài)響應(yīng)特��
早在70年代初逆變器已�(yīng)用于中頻加熱�(lǐng)��1982年瑞典ESAB公司率先推出了晶閘管弧焊逆變器產(chǎn)品之�,美�(guó)的Lincoln、Miller、Powcon公司,芬蘭的Kemppi,瑞士的ELTRON,日本的大坂變壓器公司等�(guó)際著名的焊接�(shè)備公司都相繼推出了各自的弧焊逆變器產(chǎn)��1981年在德國(guó)埃森舉辦的世界焊接與切割博覽�(huì)�,首次展出了4�(gè)廠家的晶閘管式和晶體管式弧焊逆變�,主要用于焊條電弧焊、低壓引弧式鎢極氨弧焊和CO2氣體保護(hù)�,電流為350A。到�1989年在同樣的博覽會(huì)上已�30多�(gè)廠家展出弧焊逆變�。除�(chǎng)效應(yīng)管式、晶體管式弧焊逆變器以較大的比例增�(zhǎng)之外,開(kāi)始出�(xiàn)IGBT式弧焊逆變�,容�500A,其用途�(jìn)一步擴(kuò)展到等離子切割等�(lǐng)��
1993�,在德國(guó)埃森�(guó)際焊接與切割博覽�(huì)�,展出了各種�(guī)格和用途的弧焊逆變器,其應(yīng)用范圍包括手工電弧焊、TIG焊、MIG/MAG焊、C02焊等。容量在130-630A之間,逆變頻率�2-2OkHz。其�,額定電�130A,負(fù)載持�(xù)�35%的場(chǎng)效應(yīng)管式�(qiáng)焊逆變�,重�?jī)H�4Kg,逆變頻率�100-130KHz�
�(jù)�(diào)�,到1996年日本日立公司IGBT逆變焊機(jī)已占其生�(chǎn)的MIG/MAG焊機(jī)�70%,占TIG焊機(jī)�95%以上,占切割�(jī)�100%。IGBT式逆變焊接電源將成為未�(lái)逆變焊機(jī)的發(fā)展方��
在我�(guó),弧焊逆變器的�(fā)展是十分快的,前景也十分可觀�70年代末我�(guó)著手研制晶閘管式弧焊逆變��80年代初取得初步成�。特力焊接設(shè)備制造有限公司是生產(chǎn)IGBT逆變焊接電源和專(zhuān)用焊接設(shè)備的高科技企業(yè),在逆變焊機(jī)的生�(chǎn)�(lǐng)域在�(guó)�(nèi)有很高的知名度�
20世紀(jì)90年代末奧地利Fronius全數(shù)字化焊機(jī)�(jìn)入中�(guó)市場(chǎng),數(shù)字化焊機(jī)的發(fā)展引起了廣泛的關(guān)注。與模擬控制系統(tǒng)相比,數(shù)字化弧焊電源具有以下顯著特點(diǎn)�
①拓寬功能。電源外特性山軟件靈活控制,容易實(shí)�(xiàn)一�(jī)多用,對(duì)于自�(dòng)焊機(jī),可以增加焊接參�(shù)�(yù)置、記憶與再現(xiàn)等功�。利用精確的�(shù)字控�,采用電子電抗器和波形控制等技�(shù)能實(shí)�(xiàn)高效氣體保護(hù)�,包括高速焊接和高熔敷率焊接�
?、谶m�(yīng)性強(qiáng)。利用計(jì)算機(jī)的存�(chǔ)功能和高�、高精度�(shù)字信�(hào)處理技�(shù),可以使焊機(jī)向多功能化和智能化發(fā)展,便于在焊�(jī)中引入自適應(yīng)控制、模糊控制、神�(jīng)�(wǎng)�(luò)控制等現(xiàn)代控制方�,�(jìn)行焊接參�(shù)的優(yōu)�、焊接質(zhì)量的控制等�
?、鄄僮餍�?。利用單片機(jī)及專(zhuān)用數(shù)字信�(hào)處理器的高速計(jì)算能力和豐富的外部接口與通訊能力,在引入模糊控制等智能控制技�(shù)的基�(chǔ)上可以實(shí)�(xiàn)�(jiǎn)單的焊接參數(shù)一元化�(diào)整,�(shí)�(xiàn)逆變焊機(jī)的“傻瓜式”操��
④易于開(kāi)�(fā)。許多任�(wù)既能通過(guò)硬件、也能通過(guò)軟件完成,可以用一�(tái)電源為基�(chǔ),通過(guò)配合不同的控制箱,利用積木方式構(gòu)成不同類(lèi)型的焊機(jī)。焊接電源的�(kāi)�(fā)周期�、成本也��
⑤便于升�(jí)。同一�(lèi)型的焊機(jī),功能的改�(jìn)可以只通過(guò)軟件�(shè)�(jì)�(lái)�(shí)�(xiàn),對(duì)�(xiàn)今技�(shù)更新特別快的�(shí)�,可以大大提高焊�(jī)的使用壽命和使用范圍。在為焊接專(zhuān)�(jī)配套�(shí),可以靈活改變焊�(jī)的性能,便于實(shí)�(xiàn)�(zhuān)�(jī)�(zhuān)��
�(shù)字化焊接電源控制系統(tǒng)的研制開(kāi)�(fā)將為上海威特力焊接設(shè)備制造有限公司系列化焊機(jī)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。同�(shí),由于采用了�(shù)字化控制技�(shù),焊接電源已不再是單純的焊接能量提供源,還應(yīng)具有�(shù)字操作系�(tǒng)平臺(tái)、多特性適�(yīng)�(diào)整、送絲�(qū)�(dòng)外設(shè)及接�、焊接參�(shù)�(dòng)�(tài)自適�(yīng)�(diào)�、過(guò)程穩(wěn)定質(zhì)量原�(píng)�、保�(hù)及自診斷提示以及�(yuǎn)程網(wǎng)�(luò)�(jiān)�、生�(chǎn)�(zhì)量管理等功能,焊接電源的概念�(shí)際上已拓寬為焊接電源系統(tǒng)。因�,在�(xué)�(shù)水平和使用價(jià)值方面都具有重要意義。數(shù)字化焊機(jī)在國(guó)�(nèi)的研�?jī)H處于�(shí)�(yàn)室階�,但�(shù)字化焊機(jī)憑借無(wú)與倫比的強(qiáng)大優(yōu)�(shì),必將成為焊接設(shè)備的主流,是未來(lái)之星