焊接动态过程微机测试系统的研制

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1、焊接动态过程微机测试系统的研制

2、第1　范吉朱锦洪　梁文林摘要：研制了一种集自动化、实时化为一体的测试系统，为分析复杂的焊接动态过程提供了硬件与软件技术支持。信号输入通道具有多路同步和异步采集功能，操作方便的中文用户界面不需任何汉字系统的支持，并将数字信号处理方法中的频谱分析应用于焊接过程。该系统的开发对于研究焊接动态过程具有较大的实际意义。关键词：焊接；动态过程；数字信号；处理分类号：TG441.7；TP399　　　文献标识码：A：1000-5080(1999)01-0025-04DevelopmentofMicroputerTestSyste

3、mofater.Eng.,LuoyangInst.ofTechnol.,Luoyang471039,China)Abstract:Thetestsystemintegratesautomationandreal-time,ofhardicprocesses.Signalinputchannelservesthefunctionofnotonlymultiplexsynchronousacquisitionbutmultiplexasynchronousacquisition.Theconvenientchineseuserinterfacedo

4、esn/‘tneedthesupportofanychineseoperationsystem.Digitalsignalprocessingisintroducedintodataprocessingfunction,akesspectralanalysisappliedintheentofthesystemisofgreatpracticalvaluetostudytheicprocesses;Digitalsignal;Processing0　前言　　在焊接过程中，焊接参数的动态变化对焊接质量和效率有着重要的影响。同时，实现焊接动态过程的

5、微机测试也为焊接的自动控制提供了有力的技术支持。　　焊接动态过程的复杂性和熔滴过渡过程的随机性，使此过程中的电弧电压、焊接电流波形在微观上无重现性［1］。传统的测试手段虽可观测高速动态过程，但其性能价格比高，工作效率低。为了适应焊接动态过程的高速瞬变性，方便用户及时地观察和分析焊接动态信号，本测试系统以微机为核心构成数字化测量系统，采用高速数据采集技术，开发了专用的测试、分析、处理软件，其性能优良、功能比较齐全，为焊接过程的研究和生产控制提供了有效的工具。1　微机测试系统和组成及工作原理　　本系统控制灵活，通过扩充接口芯片简化硬件结构，增强测试

6、功能，可自动、实时、高速采样焊接动态过程中的电压、电流信号，显示动态曲线，并对采集的焊接数据进行分析处理。微机测试系统由硬件系统、软件系统两大部分组成。1．1　硬件系统　　测试系统硬件由输入通道、主机、输出通道三部分组成。为确保信号输入端和输出端在电气上隔离，被测信号如焊接电流、电弧电压等分别经霍尔电流传感器、霍尔电压传感器等变换成适宜的信号送入高速数据采集电路进行转换。　　经内部触发或外部触发后，高速数据采集电路中可编程序计数器/定时器8253通道0输出方波启动AD7821开始A/D转换，采样速率由8253通道0的初始化计数值进行控制，转换结

7、束后内建地址发生器地址自动加1，采集数据存入静态随机存储器6116。采集次数由8253通道1的初始化计数值进行设置，采集结束后向CPU发出中断请求信号，CPU响应中断，将存储器6116中的数据读入微机RAM数据区。数据经主机分析处理后，可在CRT显示屏幕上显示测试结果，或打印出测试数据、图形等。硬件结构如图1所示。1．2　软件系统　　为建立微机与用户之间的良好数据通讯，使用户灵活控制测试系统，用户界面采用下拉式菜单设计。由于在汉字操作系统环境下，汉字库将占用较大内存，程序较大时可能造成程序无法加载运行，严重时造成死机，给测试带来不便，因此软件自

8、建了汉字小字库，不需任何汉字系统支持，即可在西文环境下运行显示汉字。主程序结构框图如图2所示。　　软件设计分为三大功能模块：命令功能模块、显示功能模块及数据处理功能模块。（1)命令功能模块　　该功能模块设置启动焊接数据采集命令和系统命令。焊接数据采集可通过屏幕提示，由键盘启动内部触发功能，或调节采集电路内部开关至外部触发位置，通过外部信号触发启动。焊接数据采集结束后，在显示器屏幕上将观察到以不同色彩显示的多路信号波形。为保存数据，进行进一步的分析研究，用户可对数据及波形执行打印、存储系统功能。（2)显示功能模块　　该功能模块设置显示方式，用于显

9、示用户满意的波形方式及数据。焊接信号波形横坐标为时间轴，纵坐标为幅值。采样频率将在菜单中给出选项，由用户选择。采样频率选择过高，意味着对焊接信号需处理