[发明专利]一种多模式自动弧压调节控制系统

说明书

本发明提出一种多模式自动弧压调节控制系统，包括：人机界面设定单元、ARM控制器、伺服驱动模块、AVC电机和弧压采集单元；用户通过人机界面设定单元提供的人机交互界面输入工作模式和电弧电压值；弧压采集单元实施采集弧压值；ARM控制器根据用户输入的数据和采集数据生成驱动指令，通过伺服驱动模块驱动AVC电机调节钨极高度，并利用电流闭环反馈实现伺服稳定运行。本发明提出的多模式自动弧压调节控制系统是一种基于ARM微处理器的自动弧压调节系统，对于GTAW中的峰值电流和基值电流分别进行调节，实现峰值跟踪、基值跟踪和连续跟踪三种模式，适用于不同的焊接工艺，获得了良好的弧压调节效果。

技术领域

本发明涉及钨极气体保护焊电弧电压自动调节技术领域，尤其是一种多模式自动弧压调节控制系统。

背景技术

改革开放以来，我国工业发展迅速，焊接在工业生产中扮演着重要角色，在各项生产建设中发挥无可替代的作用，工业发展的同时带动着焊接技术的发展。然而，对于我国整体焊接工程技术而言，还存在着许多问题。其中自动化焊接的普及程度不够是急需解决的问题之一。自动化焊接可以实现自动控制，根据生产需要以及现场指令，开展自主作业，从而提高焊接质量和效率，有效降低劳动成本，获得更高生产效益。

为实现自动焊接，尤其对于大型管道的GTAW焊接，由于其建设周期长，焊接技术要求比较高，而且难以使用变位机对其施焊，目前仍多采用手工TIG焊对管道进行焊接。为了解决大型管道难以实现自动焊接的问题，近年来新兴了一种轨道式自动焊接技术，将焊接机头安装至轨道上，环绕管道焊缝位置自动施焊。然而，此种焊接方式因受到焊接角度、轨道精度、焊接机头安装精度等因素的影响，难以保证电弧电压在全位置施焊过程中维持恒定，成为大型管道焊接亟需解决的技术难题。

发明内容

发明目的：为了克服现有轨道式自动焊接技术中电弧电压在全位置施焊过程中难以维持恒定的技术问题，本发明提出一种多模式自动弧压调节控制系统，该系统对于 GTAW中的峰值电流和基值电流分别进行调节，实现峰值跟踪、基值跟踪和连续跟踪三种模式，适用于不同的焊接工艺。

技术方案：为实现上述目的，本发明提出以下技术方案：

一种多模式自动弧压调节控制系统，包括：人机界面设定单元、ARM控制器、伺服驱动模块、AVC电机和弧压采集单元；其中，

人机界面设定单元提供人机交互界面，用户通过人机交互界面向ARM控制器输入弧压跟踪模式以及弧压跟踪模式相应的电弧电压值；

弧压采集单元采集电弧电压并送入ARM控制器；

ARM控制器对收到的电弧电压数据依次进行硬件滤波、ADC采样和软件滤波，并将软件滤波后的采集数据与用户设定的电弧电压值比较，将用户设定的电弧电压值与采集到的电弧电压值求差后输入伺服驱动模块；

伺服驱动模块根据输入的电弧电压差值生成PWM驱动信号，驱动AVC电机正向或反向转动，调节钨极高度；在调节钨极高度的过程中，弧压采集单元持续采集电弧电压并送入ARM控制器，当采集到的电弧电压与用户设置的电弧电压相等时，ARM控制器停止调节工作。

进一步的，所述弧压跟踪模式包括：峰值跟踪模式、基值跟踪模式、连续跟踪模式；三种模式下所述多模式自动弧压调节控制系统的工作流程分别为：

峰值跟踪模式：ARM控制器在峰值电流时间输出段内对电弧电压进行采集，并根据采集数据通过伺服驱动模块对AVC电机进行调节，经过AVC电机的闭环运动调节钨极高度，维持脉冲峰值电弧电压恒定为用户所设置的峰值电弧电压值；

基值跟踪模式：ARM控制器在基值电流输出时间内对电弧电压进行采集，并根据采集数据通过伺服驱动模块对AVC电机进行调节，经过AVC电机的闭环运动调节钨极高度，维持焊接过程中基值弧压恒定为用户所设置的即基值电弧电压值；