CN102091850B

CN102091850B - 具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机

Info

Publication number: CN102091850B
Application number: CN201010618763.4A
Authority: CN
Inventors: 薛家祥; 陈小峰; 林放; 徐海波; 崔龙彬
Original assignee: Guangdong East Power Co Ltd
Current assignee: Guangdong East Power Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2030-12-31
Also published as: CN102091850A

Abstract

本发明的具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，包括功率主电路、主控母板、主控MCU、送丝驱动电路、ARM控制人机交互系统、硬件PID控制器，硬件PID控制器、送丝驱动电路、主控MCU设置于主控母板，送丝驱动电路与主控MCU连接，硬件PID控制器与主控MCU、功率主电路的控制端口连接，功率主电路电流输入端与市电连接，功率主电路的电流输出端与焊接负载连接。本发明采用MCU+ARM为控制核心，通过硬件PID控制器产生PWM实现主电路的驱动控制，降低了主控MCU的工作负荷，主控MCU快速稳定地完成焊接工艺流程控制和双脉冲波形数据库管理任务，提高了焊接效率，实现了铝合金从小电流到大电流的稳定焊接。

Description

具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机

技术领域

本发明涉及双脉冲铝合金数字化焊机技术领域，特别涉及一种具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机。

背景技术

随着电力电子技术、数字化技术的发展，高性能的单片机（MCU）在功能、处理速度和处理能力方面都取得了划时代的突破，数字信号处理的理论与实现手段获得了前所未有的发展，成为当今发展最快的学科之一。高档单片机MCU被成功引入焊接电源控制领域后，为进一步提高焊接工艺性能提供了可能，为尝试新的焊接工艺提供了机遇。MCU以其稳定性、可重复性、实时数字信号处理、柔性化编程、大规模集成等特点成为焊接电源控制和数字信号处理的最佳选择器件，使得数字化、智能化弧焊电源应运而生。

在国外，以奥地利FRONIUS、德国EWM、芬兰的KEMPPI公司为代表的国际上知名的焊接设备公司，都已经开发出了一系列带有专家数据库的数字化焊机系统，这些焊接的售价昂贵。目前国内的数字化焊机正处于研发阶段，主要有唐山松下、山西星云、北京时代、山大奥太等公司在开发，部分推出数字化焊机产品。在双脉冲铝合金焊接方面，以奥地利FRONIUS公司为代表的欧洲国家所生产的铝合金焊机比较成熟，焊接过程稳定。而国内生产厂家都还在探索铝合金的双脉冲焊接技术，目前尚未取得实质性突破，主要是对在双脉冲参数的设计上还未找到内在规律性。究其原因，主要是因为双脉冲的焊接参数多，相互间的合适匹配需要大量的工艺试验，而铝合金散热快，焊接过程极不稳定；此外，电弧弧长不稳定，焊丝易回烧、短路，且焊丝熔点低易蒸发都导致电弧状态很不稳定。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，其焊接机的主控MCU可以快速稳定地完成焊接工艺流程控制和双脉冲波形数据库管理任务，焊接效率高，实现了铝合金从小电流到大电流的稳定焊接。

本发明的目的通过以下技术措施实现：

具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，包括功率主电路、主控母板、主控MCU、送丝驱动电路、ARM控制人机交互系统、硬件PID控制器，硬件PID控制器、送丝驱动电路、主控MCU设置于主控母板，送丝驱动电路与主控MCU连接，硬件PID控制器与主控MCU、功率主电路的控制端口连接，功率主电路电流输入端与市电连接，功率主电路的电流输出端与焊接负载连接，ARM控制人机交互系统与主控MCU连接。

其中，功率主电路包括无源谐波抑制整流滤波电路、IGBT全桥逆变电路、中频变压器、整流滤波电路，无源谐波抑制整流滤波电路的输入端与市电连接，无源谐波抑制整流滤波电路的输出端与IGBT全桥逆变电路的电流输入端连接，IGBT全桥逆变电路的电流输出端与中频变压器的输入端连接，中频变压器的输出端与整流滤波电路连接，整流滤波电路的输出端与焊接负载连接。

其中，还包括电流采样电路、电压采样电路，硬件PID控制器输入端与电流采样电路、电压采样电路连接，硬件PID控制器将电压采样电路采集的电压信息、电流采样电路检测采集的电流信息反馈给主控MCU。

其中，还包括3846驱动电路， 3846驱动电路包括主控芯片U3，U3的5脚与硬件PID控制器连接，U3的14脚、11脚、4脚与IGBT全桥逆变电路的控制信号输入端连接，U3的4脚与IGBT全桥逆变电路的初级电流反馈端连接，U3的16脚与保护信号输入端连接，电压信号经过主控MCU处理后通过硬件控制PID控制器传送进U3，U3根据4脚接收到的IGBT全桥逆变电路反馈过来的初级电流反馈信息，以及U3的5脚收到的经过主控MCU的运算处理后的电流电压反馈信号，共同调节输出电压驱动IGBT全桥逆变电路的开关管。

其中，3846驱动电路的主控芯片U3的型号是UC3846，3846驱动电路实现有限双极性软开关控制IGBT全桥逆变电路。

其中，主控MCU采用基于数学模型设计的双脉冲MIG焊波形的定频和变频计算方法，实现小电流到大电流的精细调节，在小电流到大电流的调节过程中强弱脉冲个数和基值大小根据平均电流大小自适应变化。

其中，基于数学模型设计的双脉冲MIG焊波形的定频和变频计算方法具体为：设T为一个脉冲群的周期，T强为一个脉冲群周期内强脉冲时间，T弱为一个脉冲群周期内的弱脉冲时间，t1为强脉冲群的基值时间，t2为弱脉冲群的基值时间，a为强脉冲群基值电流，b为弱脉冲群基值电流，c为峰值电流大小，n1为强脉冲群中脉冲个数，n2为弱脉群中脉冲个数，f表示双脉冲调制频率，I为平均电流；一个脉冲群周期内T弱=T强=T/2=500/f；

首先设定n1、n2初始值，单位脉冲时间为t ms，则有；

Figure 2010106187634100002DEST_PATH_IMAGE001

Figure 2010106187634100002DEST_PATH_IMAGE002

Figure 2010106187634100002DEST_PATH_IMAGE003

得到平均电流

Figure 2010106187634100002DEST_PATH_IMAGE004

；

当强脉冲群峰值电流、弱脉冲群峰值电流、强脉冲群基值电流、弱脉冲群基值电流固定时， n1、n2与t1、t2存在一一对应的关系，设n1，n2逐渐加大，则t1、t2 逐渐减小，取电流的子函数

Figure 2010106187634100002DEST_PATH_IMAGE005

如下：

Figure 2010106187634100002DEST_PATH_IMAGE006

； m为大于0的常数，m为a或b，均小于c；

则；

即随着x逐渐减小，

斜率变陡至某一位置时趋于稳定，按照一定规律逐步加大n1，n2，则相对应t1、t2 逐步减小，从而导致电流逐步增大，并且电流增大速度逐渐加快，从而实现焊接电流可连续调节，且随着电流的逐步加大其增加更快。

其中，ARM控制人机交互系统包括ARM模块，CPLD模块、按键、编码器、LED及数码管显示模块，LED及数码管显示模块、编码器与CPLD模块连接，按键、CPLD模块与ARM模块连接，ARM模块与主控MCU的SCI接口连接。

其中，主控MCU型号为STC89C58RD+。

本发明有益效果在于：具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，包括功率主电路、主控母板、主控MCU、送丝驱动电路、ARM控制人机交互系统、硬件PID控制器，硬件PID控制器、送丝驱动电路、主控MCU设置于主控母板，送丝驱动电路与主控MCU连接，硬件PID控制器与主控MCU、功率主电路的控制端口连接，功率主电路电流输入端与市电连接，功率主电路的电流输出端与焊接负载连接，ARM控制人机交互系统与主控MCU连接。本发明采用MCU+ARM为控制核心，并通过硬件PID控制器产生PWM实现主电路的驱动控制大大降低了主控MCU的工作负荷，焊接机的主控MCU可以快速稳定地完成焊接工艺流程控制和双脉冲波形数据库管理任务，提高了焊接效率，实现了铝合金从小电流到大电流的稳定焊接。

附图说明

图1为本发明的控制系统结构图；

图2为本发明的功率主电路图；

图3为本发明的3846驱动电路图；

图4为本发明的主控MCU结构图；

图5为本发明的送丝电路图；

图6 本发明的人机交互系统硬件结构框图；

图7为发明的双脉冲电流波形图参数示意图；

图8为发明的基于数学模型的铝合金双脉冲焊机软件系统软件流程图；

图9为本发明的小电流时的双脉冲波形；

图10是本发明的中等电流时的双脉冲波形；

图11是本发明的大电流时的双脉冲波形。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本实施例提供具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，包括功率主电路、主控母板、主控MCU、送丝驱动电路、ARM控制人机交互系统、硬件PID控制器，硬件PID控制器、送丝驱动电路、主控MCU设置于主控母板，送丝驱动电路与主控MCU连接，硬件PID控制器与主控MCU、功率主电路的控制端口连接，功率主电路电流输入端与市电连接，功率主电路的电流输出端与焊接负载连接，ARM控制人机交互系统与主控MCU连接。本发明采用MCU+ARM为控制核心，并通过硬件PID控制器产生PWM实现主电路的驱动控制大大降低了主控MCU的工作负荷，焊接机的主控MCU可以快速稳定地完成焊接工艺流程控制和双脉冲波形数据库管理任务，提高了焊接效率，实现了铝合金从小电流到大电流的稳定焊接。

本实施例的功率主电路包括无源谐波抑制整流滤波电路、IGBT全桥逆变电路、中频变压器、整流滤波电路，无源谐波抑制整流滤波电路的输入端与市电连接，无源谐波抑制整流滤波电路的输出端与IGBT全桥逆变电路的电流输入端连接，IGBT全桥逆变电路的电流输出端与中频变压器的输入端连接，中频变压器的输出端与整流滤波电路连接，整流滤波电路的输出端与焊接负载连接。

本实施例还包括电流采样电路、电压采样电路，硬件PID控制器输入端与电流采样电路、电压采样电路连接，硬件PID控制器将电压采样电路采集的电压信息、电流采样电路检测采集的电流信息反馈给主控MCU。

本实施例还包括3846驱动电路， 3846驱动电路包括主控芯片U3，U3的5脚与硬件PID控制器连接，U3的14脚、11脚、4脚与IGBT全桥逆变电路的控制信号输入端连接，U3的4脚与IGBT全桥逆变电路的初级电流反馈端连接，U3的16脚与保护信号输入端连接，电压信号经过主控MCU处理后通过硬件控制PID控制器传送进U3，U3根据4脚接收到的IGBT全桥逆变电路反馈过来的初级电流反馈信息，以及U3的5脚收到的经过主控MCU的运算处理后的电流电压反馈信号，共同调节输出电压驱动IGBT全桥逆变电路的开关管。

本实施例的3846驱动电路的主控芯片U3的型号是UC3846，3846驱动电路实现有限双极性软开关控制IGBT全桥逆变电路。

本实施例的主控MCU采用基于数学模型设计的双脉冲MIG焊波形的定频和变频计算方法，实现小电流到大电流的精细调节，在小电流到大电流的调节过程中强弱脉冲个数和基值大小根据平均电流大小自适应变化。

本实施例的ARM控制人机交互系统包括ARM模块，CPLD模块、按键、编码器、LED及数码管显示模块，LED及数码管显示模块、编码器与CPLD模块连接，按键、CPLD模块与ARM模块连接，ARM模块与主控MCU的SCI接口连接。

本实施例的主控MCU型号为STC89C58RD+。

本实施例的可实现铝合金双脉冲的焊接过程的工艺程序控制，以及双脉冲波形控制专家数据库系统。基于3846芯片控制，采用成熟的有限双极性软开关。如图3所只需要给定输出电压，就能生成PWM驱动，可以看作是实现V-PWM转换的“黑匣子”，加上初级电流保护，稳定可靠。硬件PID驱动大大降低了主控MCU的工作负荷，主控MCU可以快速稳定地完成流程控制和数据管理任务。主控母板是双脉冲焊机硬件的核心部分。设置外围运放电路以及送丝电路部分，目的在于输出精准稳定的双脉冲信号到驱动板，同时匹配好合适电流的送丝速度，从而达到一元化焊接。

本实施例的基于数学模型设计的双脉冲MIG焊波形的定频和变频计算方法具体为：设T为一个脉冲群的周期，T强为一个脉冲群周期内强脉冲时间，T弱为一个脉冲群周期内的弱脉冲时间，t1为强脉冲群的基值时间，t2为弱脉冲群的基值时间，a为强脉冲群基值电流，b为弱脉冲群基值电流，c为峰值电流大小，n1为强脉冲群中脉冲个数，n2为弱脉群中脉冲个数，f表示双脉冲调制频率，I为平均电流；一个脉冲群周期内T弱=T强=T/2=500/f；

首先设定n1、n2初始值，单位脉冲时间为2ms，则有，

得到平均电流

，

如下：

；

m为大于0的常数，m为a或b，均小于c；

则；

即随着x逐渐减小，斜率变陡至某一位置时趋于稳定，按照一定规律逐步加大n1，n2，则相对应t1、t2 逐步减小，从而导致电流逐步增大，并且电流增大速度逐渐加快，基于数学模型设计的双脉冲MIG焊波形的定频和变频计算方法实现了焊接电流可连续调节，且随着电流的逐步加大其增加更快。

本实施例的定频调电流的双脉冲参数数学建模方法。如图7所示，以常用的双脉冲调制频率f = 3.3 Hz 为例来说明定频双脉冲参数的数学建模工作原理，T强 = T弱 = T/2 = 500/3.3 ms ，T_强、T_弱分别为一个脉冲群周期内的强脉冲群时间、弱脉冲群时间；单位脉冲时间取2ms。

t1、t2 分别为强脉冲群、弱脉冲群的基值时间，n1、n2 分别为强脉冲群、弱脉冲群中脉冲的个数，a，b，c分别为强脉冲群基值电流大小，弱脉冲群基值电流大小，峰值电流大小。由图7依据n与t之间的关系带入到电流表达式：

可得：

由上面表达式易知，在固定强弱脉冲群峰值电流、基值电流大小的条件下，t1 、t2 成了决定焊接电流大小的两个因素。然而，由于t1 、t2 在焊接波形采集反馈的读取上存在不直观和视觉误差的问题，加大了设计的难度。从图7可得到n1、n2与t1、t2存在一一对应的关系，同时n1、n2在试验波形反馈读取上方便直观，且n1、n2均为整数，由此可大大提高芯片的运算效率，更重要的是简化了专家数据库的编程，大大增强了程序的可读性。因此，选取n1、n2作为连续性可调电流的自变量。

为满足电流逐渐增大的目标，我们可以设定n1，n2逐渐加大，则t1、t2 逐渐减小，取电流的子函数

如下：

m为大于0的常数，m为a或b，均小于c；

则

；

即随着x逐渐减小，

斜率变陡至某一位置时趋于稳定。

通过合理给定强弱脉冲个数n1，n2的初始值，按照一定规律逐步加大n1，n2，则相对应t1、t2 逐步减小，从而导致电流逐步增大，并且电流增大速度逐渐加快。基于此，此模型理论上实现了焊接电流可连续调节，且随着电流的逐步加大其增加更快一些，达到人性化调节的目的。从而论证了开发定频条件下铝合金双脉冲MIG焊专家数据库的可行性。

本实施例在变频平均电流不变的双脉冲参数数学建模方法为要假设低频频率为f，其余双脉冲参数如上所述，类似定频建模思路易得方程：

从上式可以看出，变频条件下的电流大小的频率因素抵消了，其和定频条件下的方程完全一致。因此，在双脉冲波形其他参数不变的情况下，频率的改变并不影响电流大小的调节。

由此可得：低频频率的调节并不影响双脉冲MIG焊的可调电流范围，从而实现了变频技术。

在变频技术的参数设计方面，以n1，n2为主要的自变量，t1、t2由频率和既定的n1，n2可以确定，从而可以设计出不同平均脉冲电流下低频频率的连续性调节。

本实施例在脉冲平均电流不变的情况可改变低频调制频率，即在保持一定焊接速度的条件下，按操作者的需要，可通过改变双脉冲低频频率，在得到美观高质量焊缝的同时可以调节焊缝鱼鳞纹的宽度，来满足不同场合的需求，使铝合金双脉冲焊机达到成熟、系统、产品化的要求。

实现了定频和变频条件下，脉冲平均电流从小电流到大电流的连续精确调节，还可以实现焊接过程中小电流调节速度慢、大电流调节速度快的“人性化”调节效果，这种“人性化”调节效果主要依据软件中事先设计好的数学模型自动匹配相应电流的参数配置，经过外围硬件电路运放可得。经过试验验证本发明专利所设计的双脉冲铝合金焊机可获得清晰的鱼鳞纹，焊接过程稳定性好，焊缝成形美观。

本发明专利所涉及的铝合金双脉冲数字焊机基于强弱脉冲群的基值a和b的按照一定规律进行连续性可调节变化，辅助调节强弱脉冲个数n1，和n2，可以有效地扩展焊接电流范围，从而实现了可连续性调节较宽范围焊接电流。同时在强弱脉冲过渡阶段，脉冲基值采取渐变的方式，使得强弱脉冲的过渡更加平滑顺畅，焊接过程更加稳定。

双脉冲参数优化，试验选取脉冲时间为2ms，脉冲电流为250A。通过一定的规律调节n1和n2的值可以实现焊接电流从小电流到大电流的阶梯跳跃式的变化，然而却不能实现电流的连续性变化。随着脉冲个数n1，n2增大增加到一定数目时候，脉冲个数比较密集，在低频频率固定的条件下，继续增加脉冲个数已经是一种不可取的做法，即一定电流到达大小时继续增加电流是一件困难的事情。

基于脉冲群的基值a和b，按照一定规律进行连续性可调节变化，辅助调节脉冲个数n1和n2变化，可以有效地扩展焊接电流范围，从而实现可宽范围连续性调节焊接电流的目的。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1．本发明基于数学模型来计算强弱脉冲过渡中脉冲基值渐变量，从而实现平滑的强弱脉冲群变换，与常规强弱脉冲直接变换的方式相比，保证了强弱脉冲变换中铝合金焊接过程的平稳性。

2．本发明在中小双脉冲电流调节时调节步距小调节得更加精细，在大双脉冲电流时调节步距大更快到达所需的调节电流值，可实现强弱脉冲波形转换过程中脉冲电流电压波形的平滑过渡，保证了铝合金焊接过程的稳定性，与普通双脉冲参数调节方法电流调节更具有人性化，。

3．本发明基于数学模型建立的双脉冲铝合金焊机波形专家数据库系统，在数字化焊机上获得了清晰的鱼鳞纹，是一种新颖的建立数字化焊机专家数据库方法。

如图1所示，该系统包括整流滤波电路、IGBT全桥逆变主电路、控制电路、送丝驱动、人机交互系统等部分。基本设计原理：采用相对成熟的3846驱动芯片实现有限双极性软开关控制IGBT全桥逆变主电路。高性能主控MCU作为流程控制核心，主要完成过流保护、过压保护、过温保护、电流给定、电压给定、送丝速度给定、工艺逻辑顺序控制、串口通信、数据存储、专家系统生成和管理等功能。采用ARM+CPLD模式，控制面板上的编码器、按键、LED灯、表和串口通信。

如图2所示，三相交流380V、50Hz经三相整流桥整流、滤波后成低纹波550V左右的高压直流，然后提供给IGBT全桥逆变主电路和主变压器T1进行DC-AC变换。全桥逆变电路Q1、Q2、Q3、Q4由控制电路提供驱动波形交替导通，再经变压器T1降压后，变成20KHz的中频电压。然后由D1、D2组成的整流滤波电路整流成直流电，再经过电抗及电容的滤波作用，为焊接电弧负载提供所需能量。

如图3所示，电流电压反馈信号经过运算处理，输入到UC3846的5脚，初级电流反馈信号输入到UC3846的4脚，共同调节输出电压；11、14脚为两路完全反相的PWM信号输出；16脚为保护信号输入脚，当电压超过350mV时，关断输出脉冲，保护IGBT全桥逆变主电路的开关管不会因过流损坏；C12、R24可设定逆变工作频率为20kHz。

如图4所示，采用STC公司的高性能MCU 89C58RD+作为主控芯片，这款单片机是STC推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗产品，具有以下特点：指令代码完全兼容传统8051单片机，工作频率可达50MHz以上。配置包括36个I/O口，32K的Flash程序存储空间，16K+的E2PROM，片上集成1280字节的RAM，ISP功能，UART，8路A/D通道，看门狗，内部集成MAX810专用复位电路等。

如图5所示，图中“焊枪点动送丝信号电路”中的窗口比较器具有以下特性：（1）C处输入电压在10V以上，即没有按动任何按钮时，D和E处均为低电平；（2）C处输入电压在5V~10V时，即按动点动送丝按钮，此时D为低电平，E为高电平；（3）当C处输入电压在0~5V时，即按动焊枪开关，此时D处为高电平，E处为低电平。由以上特性可知，焊枪信号和点动送丝信号可以通过此电路很好地实现其功能。

如图6所示，采用LM3S818作为控制核心，结合CPLD实现编码器信号的输入和LED灯的控制，以及按键的扫描，并利用RS232串行总线和GPIO脚与主控芯片DSP通信。

如图7所示， t1、t2 分别为强脉冲群、弱脉冲群的基值时间，n1、n2 分别为强脉冲群、弱脉冲群中脉冲的个数，a，b，c分别为强脉冲群基值电流大小，弱脉冲群基值电流大小，峰值电流大小。

如图8所示，按照上述数学模型设计铝合金专家双脉冲数据库进行试验，经过大量的工艺试验验证表明：只需从小到大旋转电流给定旋钮，在该定频设计方案下的双脉冲焊接电流可以覆盖从55A到300A的范畴内精确到1A的所有电流，从而证实了该数学模型专家数据库精确程度足够满足双脉冲生产焊接电流连续可调的要求。

如图9所示，对于小电流而言，强脉冲群个数和弱脉冲群个数比较少，对应的各自基值时间都比较宽，在电流波形上表现形式为强弱脉冲群比较稀疏，同时，基值电流和峰值电流值都较小。

如图10 所示，中电流波形相对而言比较密集，基值电流和峰值电流值也随着增大。

如图11所示，大电流波形更为密集，基值电流和峰值电流值进一步增大。以上设计思路同时必须保证双脉冲低频调制频率不变。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，其特征在于：包括功率主电路、主控母板、主控MCU、送丝驱动电路、ARM控制人机交互系统、硬件PID控制器，硬件PID控制器、送丝驱动电路、主控MCU设置于主控母板，送丝驱动电路与主控MCU连接，硬件PID控制器与主控MCU、功率主电路的控制端口连接，功率主电路电流输入端与市电连接，功率主电路的电流输出端与焊接负载连接，ARM控制人机交互系统与主控MCU连接；

所述功率主电路包括无源谐波抑制整流滤波电路、IGBT全桥逆变电路、中频变压器、整流滤波电路，无源谐波抑制整流滤波电路的输入端与市电连接，无源谐波抑制整流滤波电路的输出端与IGBT全桥逆变电路的电流输入端连接，IGBT全桥逆变电路的电流输出端与中频变压器的输入端连接，中频变压器的输出端与整流滤波电路连接，整流滤波电路的输出端与焊接负载连接；

所述铝合金数字化焊机还包括电流采样电路、电压采样电路，硬件PID控制器输入端与电流采样电路、电压采样电路连接，硬件PID控制器将电压采样电路采集的电压信息、电流采样电路检测采集的电流信息反馈给主控MCU。

2.根据权利要求1所述的具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，其特征在于：还包括3846驱动电路， 3846驱动电路包括主控芯片U3，U3的5脚与硬件PID控制器连接，U3的14脚、11脚、4脚与IGBT全桥逆变电路的控制信号输入端连接，U3的4脚与IGBT全桥逆变电路的初级电流反馈端连接，U3的16脚与保护信号输入端连接，电压信号经过主控MCU处理后通过硬件PID控制器传送进U3，U3根据4脚接收到的IGBT全桥逆变电路反馈过来的初级电流反馈信息，以及U3的5脚收到的经过主控MCU的运算处理后的电流电压反馈信号，共同调节输出电压驱动IGBT全桥逆变电路的开关管。

3.根据权利要求2所述的具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，其特征在于：3846驱动电路的主控芯片U3的型号是UC3846，3846驱动电路实现有限双极性软开关控制IGBT全桥逆变电路。

4.根据权利要求3所述的具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，其特征在于：主控MCU采用基于数学模型设计的双脉冲MIG焊波形的定频和变频计算方法，实现小电流到大电流的精细调节，在小电流到大电流的调节过程中强弱脉冲个数和基值大小根据平均电流大小自适应变化。

5.根据权利要求4所述的具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，其特征在于：基于数学模型设计的双脉冲MIG焊波形的定频和变频计算方法具体为：设T为一个脉冲群的周期，T强为一个脉冲群周期内强脉冲时间，T弱为一个脉冲群周期内的弱脉冲时间，t1为强脉冲群的基值时间，t2为弱脉冲群的基值时间，a为强脉冲群基值电流，b为弱脉冲群基值电流，c为峰值电流大小，n1为强脉冲群中脉冲个数，n2为弱脉群中脉冲个数，f表示双脉冲调制频率，I为平均电流；一个脉冲群周期内T弱=T强=T/2=500/f；

首先设定n1、n2初始值，单位脉冲时间为t ms，则有；

Figure 2010106187634100001DEST_PATH_IMAGE001

得到平均电流

；

如下：

； m为大于0的常数，m为a或b，均小于c；

则

；

即随着x逐渐减小，

6.根据权利要求1-5任意一项所述的具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，其特征在于：ARM控制人机交互系统包括ARM模块，CPLD模块、按键、编码器、LED及数码管显示模块，LED及数码管显示模块、编码器与CPLD模块连接，按键、CPLD模块与ARM模块连接，ARM模块与主控MCU的SCI接口连接。

7.根据权利要求6所述的具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机，其特征在于：主控MCU型号为STC89C58RD+。