本文首先介绍了等离子喷焊技术的特点、发展历史、现状及应用,接着阐述了喷焊技术的发展方向以及PLC和单片机控制器在喷焊过程中的应用,并针对目前国内等离子喷焊设备大多采用硅整流电源、体积大、可靠性差等问题,提出了主电源采用IGBT逆变电源,控制系统采用PC机与单片机联合控制的研究方向。 本文主要介绍了所设计的PC机和单片机联合控制系统的组成结构和控制原理,系统阐述了喷焊主电路、控制系统的串行通信接口电路、参数预置与显示电路、直流电机调速电路、开关量输入输出电路和控制软件,并对系统调试和试验结果进行了详细的分析。 喷焊主电路采用IGBT逆变单电源,高频引弧器与弧焊逆变器具有良好的兼容性。控制系统采用高性能16位单片机80C196KC作为其核心,串行通信接口电路采用电平转换芯片MAX202实现PC机的RS—232C通信标准与单片机的TTL电平的转换,进行参数预置、喷焊命令传送,单片机采用MAX7219实时显示,实现对模拟量、开关量以及喷焊过程的控制。设计了晶闸管电动机(SCR-M)调速电路和PWM调速电路,用于送粉电机、平台移动电机和摆动电机调速系统,喷焊过程中单片机实时采样喷焊参数,并与预置值进行比较,其偏差经单片机PI离散运算后输出相应的控制量,来调节直流电机的转速,从而达到稳定的喷焊过程。根据喷焊工艺动作程序编制系统软件,PC机在Windows环境下通过Visual Basic语言的串行通信控件MSComm与单片机沟通,由PC机控制喷焊参数和喷焊状态,单片机实现喷焊过程的自动控制。 在喷焊控制电路和软件部分都进行了可靠性与抗干扰设计,系统分析了可能影响喷焊过程正常工作的各种干扰及其产生原因,并在原理图设计、PCB制作、信号传输以及程序编制的过程中采取了相应的硬件、软件抗干扰措施。 对喷焊控制系统的各个组成部分进行了调试分析,得到了初步的结果,并给出了在试验过程中记录的数据与相关波形。调试结果表明:所设计的喷焊控制系统及软件合理可行,控制精度高,抗干扰能力强,操作方便,工作稳定可靠,能够实现喷焊过程的自动化。 最后,在本课题设计的基础上,结合目前自动控制理论及应用的发展,提出了采用BP神经网络实现喷焊智能化的设计方案,为以后进一步实现喷焊智能化和提高稳定性提供了一定的基础。