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钨极氩弧焊简称TIG焊(Tungsten Gas Wwelding),是一种高质量的焊接方法,它以其焊接过程稳定、易于控制、焊接质量高等特点被广泛应用。铝及其合金材料由于具有比重小、强度高、抗腐蚀性强等优点已经被广泛应用在航空、航天、核能以及军事工业等各个领域。脉冲调制VPTIG(PVPTIG)焊接工艺作为近年来发展起来的一种新型焊接方法,较其它焊接方法有着较大的优势和广泛的应用前景。
焊接自动化的发展不仅要求焊机接口简便,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。对于焊接参数的数据管理,焊接电流波形的显示和控制功能都需进一步加以完善。
LabVIEW是美国国家仪器公司推出的可视化的虚拟仪器系统开发平台,它采用一种图形化的编程方式,主要用于仪器控制、数据采集、数据分析和数据显示等领域。LabVIEW设计的界面美观漂亮,操作简单。和利用其他软件开发相比,LabVIEW具有更强的硬件设备开发能力。
工业控制机是一种主要用于工业过程测量、控制、数据采集等方面的专用计算机,它能将工业生产的过程控制与管理相结合,使工业自动化在分布控制、集中控制的基础上,进一步向综合自动化方向发展,其可靠性高、实时性好、环境适应性强,并且过程输入和输出配套较好、系统通信功能强、后备措施齐全。在现有焊接设备基础上,开发一套基于工业控制机的功能较为完备的变极性TIG焊控制器,在焊接工艺控制、系统集成和焊接质量管理方面都有非常重要的意义。
本文以PCI-6221多功能数据采集板卡和工业控制机为硬件平台、应用LabVIEW软件建立一套适用于变极性TIG焊机的控制系统。该系统和双逆变式交流电源相配合可以输出变极性焊接电流波形,并可对变极性电流波形进行低频脉冲调制和高频脉冲调制,进而实现任意的波形组合。该控制系统除了完成基本的TIG焊接时序控制外,还具有数据采集、波形显示、记录保存和数据通信等功能,为焊接过程监控、焊接质量的信息化管理奠定了坚实的基础。试验表明,采用该控制系统的变极性TIG焊机操作简单,通用性和扩展性强,可方便移植到等离子、脉冲MIG等需要复杂电流波形的焊接电源上。