隨著中國鋼鐵產(chǎn)量的持續(xù)增長，用高效氣體保護(hù)焊代替手工焊已成為必然趨勢。目前，世界上所有數(shù)字多功能焊接電源的主要代表是：TPR系列的弗洛尼烏斯，阿里斯托爾的kemmpi pro系列和亞里士多的ESAB系列。 Fronius TPS系列于1998年推出。主要控件是simenses c167 plus ad DSP。送絲機(jī)由西門子單片機(jī)控制。各種過程和外圍設(shè)備，包括PWM波形，都以數(shù)字方式實現(xiàn)，而不是使用特殊的PWM IC，F(xiàn)ronius構(gòu)成了具有豐富接口的局域網(wǎng)。主要缺點(diǎn)是調(diào)整送絲機(jī)上的參數(shù)很不方便，并且沒有顯示某些送絲機(jī)，并且面板設(shè)計沒有充分考慮到焊接材料擴(kuò)展的需求。

   Kemmpi Pro主要使用兩個80C196KC分別控制送絲機(jī)和電源。該面板通過公用接地信號線與送絲機(jī)的控制板連接，因此調(diào)整方便，但不適合遠(yuǎn)程控制。由于其使用功能的進(jìn)一步擴(kuò)展，該界面不如Fronius豐富。目前，除由單片機(jī)控制的多功能數(shù)字焊接電源外，其他廠家尚未見報道。例如，在三峽壓力管的焊接中，手工焊接用于環(huán)縫的搭接，而短路過渡的CO2焊接則用于縱縫的支撐。為了滿足自動焊接的需要，脈沖焊被用于填充和覆蓋。通常，需要各種不同類型的焊接電源來滿足需求，并且投資非常大。

    如果使用多功能焊接電源，則一臺設(shè)備可以完成所有功能。這樣可以節(jié)省投資并提高工作效率。隨著高性能嵌入式微處理器處理速度的提高，高頻逆變焊接電源的實時控制成為可能。與傳統(tǒng)的模擬控制相比，數(shù)字控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①可以在同一臺機(jī)器上實現(xiàn)多個焊接過程； 

②參數(shù)一致性好，減少了可調(diào)電位器的數(shù)量，消除了運(yùn)算放大器的溫度漂移。對整個系統(tǒng)性能的影響，

③系統(tǒng)易于升級，例如增加了新的焊接材料和焊接工藝； 

④界面豐富，可以滿足更多的應(yīng)用場合。如果有機(jī)器人接口，則可以形成帶有遙控端口的自動焊接系統(tǒng)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，方便工人操作。 

⑤可以在焊接電源中應(yīng)用更復(fù)雜的控制算法，例如在均勻熔深和恒定電弧長度的應(yīng)用中進(jìn)行模糊控制，自適應(yīng)控制，從而可以進(jìn)一步提高電弧焊電源的加工性能。 

⑥焊接專家的數(shù)據(jù)庫可以很容易地移植到數(shù)字控制平臺上，并可以根據(jù)焊接專家的經(jīng)驗來調(diào)整焊接過程，從而簡化了焊接機(jī)的操作，使未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的普通焊工也可以成為“焊接”人員。專家”。

數(shù)字焊接機(jī)對電流傳感器的要求

本文討論的數(shù)字多功能焊接電源平臺著重于五個焊接工藝，即手工焊接，氬弧焊，CO2 MAG焊接，脈沖MIG焊接和雙脈沖MIG焊接。前兩個焊接過程是恒定電流，而CO2 MAG焊接是恒定電壓，而脈沖焊接是準(zhǔn)恒定電流。無論采用哪種焊接工藝，都需要準(zhǔn)確檢測焊接電流，檢測精度應(yīng)達(dá)到1A級。在TIG焊接中，由于觸頭電弧擊打，電弧電流越小，越能防止鎢電極燃燒。最佳沖擊電流應(yīng)小于5A。在CO2 MAG焊接中，為了準(zhǔn)確判斷電弧和短路過程，準(zhǔn)確檢測輸出電流是控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。

在脈沖MIG焊接中，低電流焊接時，1.2mm碳鋼線的基極電流僅為20a，對應(yīng)于該電流的電壓信號小于100mV。如果檢測不準(zhǔn)確，則無法控制熱量輸入，這可能導(dǎo)致熔合不完全或燒穿。在氣體保護(hù)電弧焊中，不僅要求焊接電流的穩(wěn)態(tài)精度，而且要求動態(tài)性能。在負(fù)載突變過程中，電流需要快速的跟蹤能力，并且電流傳感器的響應(yīng)速度要求很高。

在全數(shù)字焊接電源中，給定為數(shù)字編碼器而非電位器，傳統(tǒng)的電位器給定只能是一個變換的趨勢，而數(shù)字編碼器直接給定了一個數(shù)字量，該數(shù)字量作為控制系統(tǒng)中的數(shù)字給定，雖然方便了使用者，但是對于傳感器的線性度提出了更高的要求。同時隨著嵌入式微處理器的處理速度的提高，為了降低功耗，必須降低供電電壓，對于控制板的供電、A/D轉(zhuǎn)換的精度提出了新的挑戰(zhàn)。

比如TI的240x和28x系列都是3.3V供電，以一個400A的氣保焊電源為例，考慮到其短路時或大電流引弧時電流峰值可以達(dá)到700A，如Fronius特殊鋁焊四部的操作中，引弧電流達(dá)到了750A，如果認(rèn)為750A對應(yīng)數(shù)字轉(zhuǎn)化的最大值，則10位AD轉(zhuǎn)換器中，750A對應(yīng)的數(shù)字量為1024，電流傳感器輸出的模擬電壓為3.3V，則20A的輸出對應(yīng)的模擬電壓為88mV，該信號很弱，所以對于電流傳感器的信噪比也有很高的要求。

　　綜上所述，在數(shù)字化的焊接電源中，電流傳感器做為一個關(guān)鍵的測試設(shè)備主要要滿足以下幾個方面的要求：① 寬的輸入電流范圍；② 好的線性度；③ 快速的動態(tài)響應(yīng)能力；④ 高的信噪比。

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