基于DSP的弧光参数测量系统的研发.docx

基于DSP的弧光参数测量系统的研发
摘要
随着现代工业自动化程度的不断提高，对于弧光焊接质量的要求越来越高。而弧光焊接过程中，参数的实时测量是保证焊接质量的关键所在。本文介绍了一种基于DSP的弧光参数测量系统，该系统采集了弧光气体、电流、电压、剩余时间和极性等参数，并对其进行了处理和分析，实现了对弧光焊接过程中各参数的实时监测和控制，保证了焊接质量的稳定性和可靠性。实验结果表明，该系统的测量精度和稳定性较高，可以满足工业生产中对于焊接质量要求较高的场合。
关键词：DSP；弧光焊接；参数测量；实时监测；控制
引言
弧光焊接是一种常见的金属连接工艺，在工业生产中广泛应用。弧光焊接时，需要根据连接工件的材料、结构和要求，选择合适的焊接电流、电压、气体保护等参数，保证焊接质量。而弧光焊接过程中，参数的实时测量和控制是保证焊接质量的关键所在。
传统的弧光参数测量方法通常采用模拟电路和集成电路等技术，但这些方法存在着精度低、信噪比差、易受干扰等缺点，难以满足现代工业对焊接质量的高要求。随着数字信号处理(DSP)技术的发展，利用DSP技术开发弧光参数测量系统成为了可能，也是提高焊接质量和生产效率的一种有效途径。
本文介绍了一种基于DSP的弧光参数测量系统，该系统采集了弧光气体、电流、电压、剩余时间和极性等参数，并对其进行处理和分析，实现了对焊接过程中各参数的实时监测和控制，提高了焊接质量和生产效率。
系统设计
系统框图如图1所示。整个系统主要由传感器、采集模块、DSP模块、显示模块和控制模块组成。
[插入图片1]
图1弧光参数测量系统框图
传感器用于采集弧光气体、电流、电压、剩余时间和极性等参数。传感器的种类和数量根据不同的焊接过程和要求来确定。
采集模块用于把传感器采集到的信号转换为数字信号，并进行模数转换(A/D)、滤波和放大等处理。采集模块可根据不同的信号类型和采集精度进行设计。
DSP模块是本系统的核心部分，用于对采集的信号进行处理和分析。DSP模块采用了实时数字信号处理技术，对信号进行数字滤波、快速傅里叶变换(FFT)、相关分析等处理，获得焊接过程中各参数的实时值和波形数据。
显示模块用于显示焊接过程中各参数的实时值和波形数据，同时可根据要求进行报警和控制。显示模块可采用液晶显示器、指示灯和蜂鸣器等元件来实现。
控制模块用于根据显示模块的信号进行控制，实现对焊接过程中各参数的控制和调节。控制模块可采用单片机、可编程逻辑器件等来实现。
系统实现
系统采用TMS320C5416DSP芯片作为核心控制器，主频为100MHz。传感器采用模拟式传感器和数字传感器相结合的方式进行采集。采集模块采用了24位A/D转换器和数字滤波器进行处理，滤波器采用二阶巴特沃斯低通滤波器，截止频率为2kHz。DSP模块采用FFT算法进行频谱分析，并采用自适应滤波算法进行去干扰处理。
图2(a)为焊接工件的示意图，图2(b)为焊接过程中弧光电流和电压波形图。通过系统采集和处理，可得到如图2(c)所示的频谱图，清晰地显示了焊接过程中的谐波分量。
[插入图片2]
图2弧光焊接参数测量示意图
系统实验
本系统在工业生产中得到了应用，表现出了良好的性能和稳定性。采用该系统进行焊接过程监测和控制后，焊接质量得到了明显提高，焊缝质量更加均匀和牢固。同时，该系统可实现全面自动化控制，提高了焊接效率和生产效益。
结论
本文介绍了一种基于DSP的弧光参数测量系统，该系统可实现对弧光焊接过程中各参数的实时监测和控制，提高了焊接质量和生产效率。实验结果表明，该系统的测量精度和稳定性较高，可满足工业生产中对于焊接质量要求较高的场合。未来，该系统可进一步进行优化和升级，以满足更高的工业化生产需求。