數字化逆變焊機

數字化逆變焊機是由DSP，ARM等嵌入式微處理器控制的逆變焊機，是焊機發展的主流方向

數字化逆變焊機通常採用三相交流電供電，經整流和濾波後變成直流電，將其逆變成幾千到幾萬赫茲的中頻交流電，再經中頻變壓器降至適合焊接的幾十伏交流或直流電壓，並藉助於DSP，ARM等嵌入式微處理器完成

傳統焊機的功能是靠許多模擬和邏輯電路來實現的，每增加一種功能都要增加很多元器件，要具備兩種以上的功能就需要很多電路板，這樣不僅會大幅度提高焊機成本，而且焊機的性能和可靠性會隨元器件的增加而急劇下降，所以傳統焊機很難將多種焊接功能綜合的一台焊機中。

數字化焊機的功能是靠軟件來實現的，增加焊機功能只需改變其軟件即可，各功能模塊相互獨立，增加新功能完全不影響原有功能和性能，所以數字化焊機功能可以做的很豐富。比如Nebula系列焊機具有藥皮手工焊、直流氬弧焊、脈衝氬弧焊、氬弧點焊、氣保焊（CO2，MIG，MAG）、脈衝氣保焊、雙脈衝氣保焊和碳弧氣刨八種焊接方式。每種功能都具有很多可調參數，用户既可以採用系統默認的參數非常方便地設置焊機，也可以根據不同的焊接要求精細地調整焊機，使之達到最佳焊接效果。

傳統焊機的構成特點決定了它的性能特點完全依靠各元器件的參數，元器件參數的不一致直接導致焊機性能的不一致，而任何廠家生產的元器件都不可能保證其參數完全一致，所以經常出現同一品牌的焊機一台和一台不一樣的問題。另外，元器件的參數都會隨温度、濕度等環境的變化而變化，所以焊機性能會出現時好時壞的現象。

數字化電路的特點是對元器件參數變化不敏感，比如一個輸入或輸出電阻從1K變化到10K都不會影響焊機的性能。所以數字化焊機的一致性、穩定性遠比傳統焊機要好。

數字化焊機採用高速DSP控制，能夠及時發現和糾正主變偏磁，有效避免了焊機因主變偏磁而損壞，大大提高了其可靠性；具備欠壓、過壓及過熱保護功能；IGBT與風道隔離，避免了淋雨、灰塵等損壞焊機。此外，由於採用數字化技術，大大減少了元器件數量，提高了電路的可靠性。

模擬控制的精度一般由元件參數值引起的誤差和運算放大器非理想特性參數引起的誤差所決定，很難做到高精度控制。而數字化控制的精度僅僅與模-數轉化的量化誤差及系統有限字長有關，因此數字化控制可以獲得很高的精度。特別是對於像脈衝氣保這樣先進的焊接方式，對電弧能量控制要求非常嚴格，要實現無飛濺、短弧、低熱輸入量的目的，必須精確控制每個脈衝的電流電壓，真正實現一脈一滴基值過渡。Nebula 500D系列焊機的電流誤差＜1A，電壓誤差＜1V，時間誤差＜1微秒，很好地實現了脈衝過渡。

新型的數字化焊機大都採用了高頻軟開關技術，大大提高了焊機的動態相應速度，比如FRONIUS的TPS5000焊機逆變頻率高達70KHZ，動態相應速度很快，動態速度的提高極大地提升了焊機的焊接性能，使FRONIUS成為全世界公認的焊接性能最好的數字化焊機。星雲最新研製的NEBULA 500D系列焊機採用了100KHZ的高頻軟開關技術和自適應控制技術，其動態相應速度大大提高，脈寬調節從最小到最大隻需20微秒，是世界上調節速度最快的焊機。

對於如何提高焊接性能國內外專家作了很多工作，提出了很多優秀的數學控制模型，但這些複雜的數學模型很難在傳統模擬焊機上實現，因為這需要非常複雜的電路，所以長期以來一直停留在理論階段。數字化焊機的出現使得這些數學模型很容易在焊機上實現。NEBULA系列數字化焊機採用了世界最先進的控制模型，焊接性能達到了世界先進水平。

數字化技術的應用使得焊機成為了一台智能設備，可以象計算機一樣具有數據庫功能，能把很多焊接專家的經驗存儲到數據庫中，使普通焊工很容易焊出專家的焊接水平。尤其是一些先進的焊接方式，需要調節的參數很多，如果由用户自己去匹配這麼多參數是一件很困難的是，所以專家數據庫已經成為了數字化焊機最突出的優點。Nebula 500D系列焊機內置100套專家數據庫，適應的材料有鋁、鋁鎂合金、鋁硅合金、銅硅合金、銅鋁合金、不鏽鋼307、不鏽鋼308、不鏽鋼藥芯焊絲、碳鋼、鹼性藥芯焊絲、酸性藥芯焊絲、鐵粉芯藥芯焊絲等，特別適合於焊接質量要求高的軍工、機車、鋼結構、造船、有色金屬焊接等領域。

焊機具有LVO功能，能有效節約電能，避免空載電壓電擊傷人，符合歐洲危險場合作業安全要求。

隨着網絡和自動化技術的發展，越來越多的企業要求其各類設備能連接成一個網絡，能集中監測和控制，實現自動化作業。這兩年焊接領域用機器人替代人工焊接的趨勢發展得很快，這種應用場合只有數字化焊機才可能勝任。星雲的500D數字化焊機是世界上唯一一家內部集成現場總線DEVICENET的焊機，由於省去了外接DEVICENET轉換模塊，其通訊速度至少比FRONIUS快20倍，而且可以直接對焊機內部的幾百個參數和變量直接讀取和設置，大大提高了機器人焊接的應用水平。它完整地支持DEVICENET 協議，可與世界上絕大多數廠家的機器人直接通訊。