脉冲熔化极气体保护焊多信息采集分析系统

设计了基于虚拟仪器技术(LabVIEW)的脉冲熔化极气体保护焊的电信号和熔滴过渡多信息同步采集系统.利用高速数字摄像技术,记录熔滴过渡过程,同时采集焊接过程的电流、电压信号,并将各个信息传输到PC机中,实现数据的保存.通过综合分析熔滴过渡图片与对应电信号的关系,可为控制熔滴过渡形式,优化脉冲熔化极气体保护焊接参数提供依据.     

虚拟仪器技术在线检测控制滴灌管生产线

采用非接触式高精度电容测微仪和虚拟仪器技术软件平台LabView对滴灌管生产线进行自动测量和控制.高精度电容测微仪将被测几何量信号转换为电压信号,并通过A/D采集板将电压信号传入计算机,然后利用LabView软件中的虚拟仪器、虚拟噪声、虚拟滤波、虚拟信号处理等模块对真实生产线进行实时仿真,直到得到理想的测量和控制结果.虚拟仪器技术具有友好的用户操作界面,操作简单,同时大量节约了试验成本,有效地排除噪声干扰,结合高精度电容测微仪的厚度信号采集系统,充分满足了生产线的检测和控制要求.     

基于VMD的MAG焊输入端电信号频域分析

通过电信号采集平台,对焊机输入输出端电信号进行同步采集．分析弧焊电源整流电路,对输入电信号进行整流处理得到输入电压与电流,最终计算得到弧焊电源的输入功率．经过对比发现输出电流与瞬时输入功率峰值变化趋势基本一致．论述了变分模态分解(VMD)原理及方法,并对瞬时输入功率进行分解,得到一系列特征BLIMFs信号．通过对不同过渡模式(大滴过渡、短路过渡和混合过渡)下瞬时输入功率信号、特征IMF信号和焊接输出电流信号在频域上的对比分析,发现VMD能够有效得到低频(IMF1)、中频(IMF2)和高频信号(IMF3),且中频和高频信号表现出了焊机不控整流的脉动信息(300 Hz)以及电网的干扰．而低频IMF1信号与焊接输出电流信号频域一致性良好,并在时域上也有良好的一致性．结果表明了通过对输入瞬时功率的VMD,其低频分量能够有效表征焊接过程,从而为从输入端评定过渡过程稳定性提供了一种新思路．     

超声引线键合过程的信号采集与分析系统

根据超声引线键合实验平台结构,设计PZT(压电陶瓷)驱动信号传感电路,搭建键合力传感系统,集成多普勒振动测试系统,获得键合过程中的换能器驱动电压、电流、劈刀振动和键合压力信号.采用PCI6110数据采集卡,开发基于LabView8.2的采集软件,实现上述4路信号的同步采集、显示、频谱分析和保存.采用小波时频分析方法对电流信号进行分解,发掘电流信号中与键合质量相关联的一些特征.研究结果表明:信号采集系统能高速、同步采集键合过程中的多路信号;电流信号基频的频率、幅值及变化趋势都在一定程度上反映了键合质量;当电流信号频偏离正常值太大、均值太小和变化趋势异常时都表明键合失效.     

双丝脉冲MAG焊的焊接稳定性

针对双丝焊中焊接稳定性差的问题,搭建了双丝脉冲熔化极活性气体保护电弧焊（MAG焊）焊接系统,利用LabVIEW信号采集系统和高速摄像系统采集焊接过程中焊接电流和电弧电压波形,并同步拍摄电弧形态和熔滴过渡过程．选取后丝一个周期内电流峰值为表征参量对其进行方差分析,研究前后丝沿焊接方向间距对焊接过程稳定性的影响;利用离散傅里叶变换的方法对电信号进行功率谱分析,研究后丝预设峰值电压对焊接过程稳定性的影响．结果表明：双丝间距对稳定性的影响主要是由于两电弧间电磁力的作用,间距控制在12mm以内或30mm以外时,焊接过程稳定性较好,在20mm左右易发生断弧;后丝电源峰值电压预设为32．5v时焊接过程稳定性较好,偏小易发生短路,偏大有断弧现象发生．     

基于ARM的多功能数字化逆变电源

针对不同焊接方式的不同控制方法,设计了基于先进精简指令集处理器(ARM)控制的多功能数字化逆变电源.利用基于ARM和复杂可编程逻辑器件的人机交互系统,通过软件设计,在一台电源上实现了CO2气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊、手工焊条焊等多种焊接方式的转换与选择.采用小波分析仪采集焊接过程的电流电压信号,考察了多功能数字化逆变电源的工艺性能,结果表明所设计的电源可满足各种焊接工艺要求,实现了数字化逆变电源的多功能化,提高了数字化逆变电源的实用性.     

虚拟仪器在焊接参数检测分析系统中的应用

采用LabVIEW作为软件开发平台,建立基于虚拟仪器的弧焊电参数检测分析系统.以CO2气体保护焊为研究对象,对焊接电流和电弧电压进行采集,采用数据统计和频域分析等数据处理方法,从不同的焊接规范中提取了弧焊特征参数.实验结果表明:所开发的虚拟仪器具有良好的实时性、方便的可扩展性和较强的数据分析功能,为焊接质量的判断提供了有效的分析依据.     

旁路耦合电弧MIG焊数据采集系统的设计与实现

建立一套用于旁路耦合电弧MIG焊接的实验系统,运用LabVIEW编写旁路电弧MIG焊多路电流电压、电弧图像的采集程序,实现焊接电流、电压高速采集,实时显示及存储功能.根据采集得到的实验数据,分析在不同焊接旁路电流输出下,焊接电弧图像、电流电压同步采集过程中电流与电压数值关系及电弧形态.同步过程电流电压数值关系和电弧形态.研究结果表明,旁路电弧MIG焊接过程电流电压信号稳定,焊缝成型质量好,符合旁路耦合电弧理论关系.     

基于数字信号处理器的晶闸管焊接电源相序自适应控制

主回路采用Y/△接法,同步变压器采用Y/Y接法的三相全桥晶闸管焊接电源对电源三相进线接入顺序有要求.在分析了电源三相进线不同接入顺序三相同步电压和主回路三相线电压的相位相序关系的基础上,建立了一种基于数字信号处理器(DSP)的全数字化晶闸管焊接电源,利用软件实现同步信号的检测、主回路线电压相序的判别、电源自适应控制及缺相保护.焊接试验证明,基于DSP的相序自适应控制晶闸管焊接电源工作稳定可靠,能够很好地满足各种焊接工艺性能.     

逆变电阻点焊电源焊接电流与电压的测量技术

焊接电流与电压的准确测量对精密控制逆变电阻点焊电源和保证焊接质量至关重要．文中在分析各种大电流测量方法的基础上,采用罗氏线圈外积分测量方式对逆变电阻点焊的焊接直流大电流进行测量．对实测结果的分析和基于Matlab的建模仿真表明,该测量方式可以准确地获得焊接直流大电流信号．文中还分析了不同电流设定和各种负载条件下的焊接电流与电压的实测波形,结果表明焊接电流是稍带脉动的直流,而焊接电压是明显脉动的,反映了电流与电压的动态信息．     

弧焊过程电信号分析系统的研究

弧焊过程电信号分析系统是研制高质量焊接电源设备的一种重要测试技术手段，本文基于Windows环境、调整数据采集卡PCL1800和工控机通用平台，采用VisualC＋＋0开发出高速侈功能弧焊电信号测试分析软件，该系统能精确测定焊接过程的弧焊电压和焊接电流波形，并提出焊接过程动特性的特征信息，从而为高性能焊机的研制和焊接工艺参数的优化提供了一个强有力的工具。     

弧焊熔滴过渡的高速摄像与电信号测试分析

针对焊接熔滴过渡频率高、难以观察的特点,以焊接电流、电弧电压、熔滴过渡图像为信息源,建立了高速摄像与电信号小波分析系统,论文阐述该系统的构成并分析系统构建中的关键技术,利用该系统对自行研制的脉冲MIG焊电源熔滴过渡信号进行了测试与分析。结果表明,脉冲MIG焊短路过渡发生时,电弧电压信号、弧焊电流信号发生突变,有明显的特征变化,可直接用于过程控制;而射流过渡、射滴过渡发生时,电弧电压信号、弧焊电流信号变化平稳,没有明显的特征变化,可通过提取熔滴特征信息用于过程检测和质量控制。     

Rogowski电流传感器及其在电阻焊数据采集中的应用

Rogowski线圈电流传感器由均匀密绕的挠性空心线圈和积分器构成,由于其原理和结构特点,特别适合于电阻焊次级电流的测量.讨论了Rogowski线圈工作原理、积分器设计及误差、传感器电路模型和灵敏度的频率响应,设计了用于电阻焊测量的电流传感器,据此研制出ADuC812单片机为核心的电阻焊数据采集系统,并进行了低碳钢板搭接点焊试验和电压电流等信号的采集.初步分析认为,焊接电压、电流信号及接头动态电阻、输入功率与熔核形态密切相关,可用于电阻点焊接头质量的在线监控.     

实时显示的DSP控制逆变弧焊电源设计

设计了DSP控制的数字化逆变弧焊电源.主电路采用IGBT全桥式逆变结构.控制电路以16位数字信号处理器TMS320F240为核心,在DSP最小系统、参数预置与显示模块、电压电流采样模块、保护模块和功率放大模块等作用下对焊接电源实施闭环控制.设计的数字化显示电路,采用数字面板表进行显示.在参数预置时显示参数预置值,在焊接过程中显示焊接电压与电流.设计了专门的切换电路实现两种显示的切换.试验结果表明,电源输出波形稳定,显示过程清晰、可靠.     

点焊动态参数计算机测试的研究

本文介绍了用ＩＢＭ－８０２８６计算机建立的点焊过程动态焊接电流、电极间电压、电极压力、热膨胀电极位移和电极间电阻测试系统。文中包括各种信号测量方法、测试系统的硬件软件、各种信号测量结果以及测试系统在焊机特性实时控制研究方面的应用等。试验表明，该测试系统可以可靠地获得点焊过程的多种动态参数。这一系统的建立为点焊过程提供了重要的试验分析手段。     

基于电极位移信号的点焊模糊推理系统模型

采集电阻点焊过程中的焊接电压、焊接电流和电极位移信号,提取过程信号特征,使用模糊推理工具,建立电阻点焊过程的喷溅识别系统,然后分别使用电极位移和动态电阻信号建立电阻点焊质量评估的模糊推理系统.研究结果表明,喷溅识别系统具有结构简单、识别准确度高的优点.根据喷溅识别结果分别使用相应的模糊推理系统模型,可对发生喷溅和未发生喷溅时的电阻点焊过程进行质量评估.     

脉冲参数对脉冲MIG焊焊接行为的影响研究

针对自行开发的软开关逆变电源,设计了脉冲参数影响规律研究的工艺实验平台。实验根据一脉一滴的原则,改变峰值电流、峰值时间、基值时间,采用小波分析仪采集焊接过程的电流电压信号,并用高速摄像机获取熔滴过渡图像,结合两者处理结果分析表明,脉冲参数直接影响熔滴过渡过程,峰值电流和峰值时间之积对熔滴过渡影响显著,基值时间和基值电流对熔滴过渡影响不大。     

电阻焊机PID专家控制系统的设计

介绍一种用于电阻焊机的PID专家控制系统.该系统在实现机器较复杂的机械动作的同时,利用带PCL-818HD多功能卡的工业PC实现焊接电流的高速采样与控制,实现较高精度的恒电流控制,保证焊接的质量.焊接电流的控制采用PID专家控制算法.     

二氧化碳焊接弧压智能控制器

研制了基于短路过渡过程评价的二氧化碳弧焊电弧电压自寻优微机智能控制器,该智能控制器根据焊接电流的设定值对电弧电压进行自寻优调节,使焊接参数达到最佳配合,该控制器主要由弧压模糊控制模块与一元化推荐表组成,弧压模糊控制模块以二氧化碳弧焊过程中的熔滴短路过渡频率、燃弧时间与短路时间的比值,以及短路周期标准差等特征参数的综合值作为判据进行弧压寻优,实验表明,此智能控制器能显著改善二氧化碳焊机的性能,同时也降低了焊接飞溅。     

水下焊接参数相关性分析及其电弧稳定性研究

摘要： 在高压舱内进行了不同水深的水下湿法药芯焊丝焊接（FCAW）试验,以电弧电压差异系数的倒数作为衡量电弧稳定性的指标,分析了不同水深条件下电弧电压与焊接电流之间的相关性对电弧稳定性的影响,并从送丝 熔化系统的角度探讨了电压与电流的相关性对电弧稳定性的影响规律;利用二次函数拟合电弧稳定性指标与电弧电压之间的关系,得到最佳的电压与电流关系.结果表明：最佳的水下湿法FCAW的电压与电流关系曲线呈上升的变化特性,随着水深增加,FCAW需要更高的电弧电压;水下湿法FCAW的电弧稳定性取决于电压与电流的相关性,而并非简单地随着水深的增加而下降;水深对电弧稳定性的影响主要表现在电压与电流相关性的不同;随着水深增加,相同焊接电流所需的电弧电压相应地增大.