CN100353410C - Co2短路过渡过程参数波形的动态显示系统 - Google Patents

Abstract

一种CO₂短路过渡过程参数波形的动态显示系统。本发明包括：数字信号处理器过程检测元件、通信线、单片机处理器、控制线、驱动线、图形液晶显示模块、过程信号线，单片机处理器一端通过通信线和过程信号线与数字信号处理器连接，单片机处理器的另一端通过控制线、驱动线与图形液晶显示模块连接，在数字信号处理器与焊接过程受控对象之间有过程检测元件，图形液晶显示模块由液晶显示控制模块和液晶显示屏组成，液晶显示控制模块一端通过控制线、驱动线与单片机处理器连接，另一端与液晶显示屏连接。本发明全方位地对CO₂焊的动态过程参数进行实时的波形显示和参数数值显示，高实时性地进行精细的CO₂短路过渡过程的波形控制和优化的控制规律实现。

Description

CO2短路过渡过程参数波形的动态显示系统

技术领域

本发明涉及一种现场参数动态液晶显示的控制系统，尤其涉及一种CO₂短路过渡过程参数波形的动态显示系统。用于焊接技术领域。

背景技术

CO₂短路过渡过程是一个复杂的焊接过程，实现该过程的硬件设备有机械装置(如送丝机构、小车行走、焊枪拖动机构等)、焊接电源、保护气送气系统等，受控对象繁多，硬件结构复杂；同时，焊接过程现场是开放式现场，因此，焊接过程的稳定性有诸多不确定的影响因素；另外CO₂短路过渡是个动态的、相对稳定的过程，焊接电流和焊接电压随时都在改变，对其波形的观察非常重要。以往对焊接过程观察的方法一般采用焊接电流、电压参数的显示，并且多为指针式的电流/电压表或LED(Light-Emitting Diode)类的数码显示器。指针式的电流/电压表显示的有效值，观察不到动态变化的信息；而LED类的数码显示器的显示，为便于观察，要求对数值的显示有一个相当稳定的时间，很难进行动态参数的稳定显示。国外有用液晶显示器LCD进行焊接过程现场参数显示先进焊机，也一般进行现场参数数值的显示。

经对现有技术文献检索发现，在《电焊机》2001，Vol.3，No.6，p8~10，16上刊登的“数字化焊机及其特点”一文，该文详细介绍了奥地利的FRONIUS全数字化焊机，该焊机实现了脉冲MIG、直流MIG、TIG焊等多种工艺方法的不同材质、不同焊丝直径的焊接功能，其操作界面通过旋钮设置和调节参数，通过开关设置工艺方法和工艺参数；但其显示采用LCD进行焊接电流及焊接电压的参数显示。这种焊接过程现场的显示方法实际上是数值显示的方法，其显示参数的数目有限，并且很难进行动态参数的稳定显示，也很难捕捉参数变化的趋势。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种CO₂短路过渡过程参数波形的动态显示系统，使其一方面更直观、更微观化CO₂短路过渡过程现场参数显示，使之更适应于全方位的焊接设备的数字化；另一方面也使焊接过程现场参数显示更加图形化和信息化，面向用户、面向操作过程，全方位地对CO₂短路过渡过程现场参数进行显示。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：数字信号处理器过程检测元件、通信线、单片机处理器、控制线、驱动线、图形液晶显示模块、过程信号线，单片机处理器一端通过通信线和过程信号线与数字信号处理器连接，单片机处理器的另一端通过控制线、驱动线与图形液晶显示模块连接，在数字信号处理器与焊接过程受控对象之间有过程检测元件，图形液晶显示模块由液晶显示控制模块和液晶显示屏组成，液晶显示控制模块一端通过控制线、驱动线与单片机处理器连接，另一端与液晶显示屏连接。

本发明系统中，数字信号处理器与过程检测元件组成焊接过程现场参数检测部分，数字信号处理器与单片机处理器组成参数传递部分，单片机处理器与图形液晶模块组成参数驱动显示部分，采用单片机处理器作显示的中央处理器，显示的数据是经数字信号处理器和单片机处理器之间的串口通信，由数字信号处理器快速传递得到。

CO₂短路过渡是一个快速动态的变化过程，在短路和燃弧交替的过程中，其变化速度在几十μs内，对这样一个动态过程的显示因该能反映出在这样小的时间范围内的变化。本发明用单片机处理器作为CO₂短路过渡过程参数波形的动态显示的专用处理器，来充分保证与图形液晶显示的快速同步工作，以此来实现CO₂短路过渡参数波形的动态显示，而焊接现场参数采集、大量的数据处理运算、及焊接过程控制这些占用时间较长的过程则由运算功能强和运算速度快的数字信号处理器来完成，确保CO₂短路过渡参数波形显示的快速实时性。

本发明CO₂短路过渡过程参数波形的动态显示采用整屏显示，显示的内容则根据用户的要求设置，是16×16点阵的中文汉字，或者是6×8点阵的西文字符；动态参数波形显示过程分为显示界面分割、接收数据、数据计算处理、驱动显示四个步骤：①显示界面分割；②接收数据；③数据计算处理；④驱动显示。动态波形进行焊接电流和焊接电压的显示，每个波形占满128列，上32行点显示焊接电流波形，下32行点显示焊接电压波形，动态波形显示每新增一个点，波形向左移动一格，而最左面的一格的点被移出。

本发明中，动态波形显示每新增一个点，波形向左移动一格，而最左面的一格的点被移出，新增的点则填入最右边一格，接收数据、数据计算处理、驱动显示这三个步骤循环进行，单片机处理器的每次对图形液晶显示模块的驱动显示都是对前一次数值显示的更新和前一次显示的波形的一个点的水平左移。通过这三个步骤的连续不断的循环进行，由此实现焊接过程参数波形的动态液晶显示。

本发明的最突出优点在于：一方面利用MGLS128128T液晶显示模块优化的图形显示功能，全方位地对CO₂焊的动态过程参数进行实时的波形显示和参数数值显示，使之更直观、更微观化，利用简单的AT89C2051单片机处理器的控制驱动能力和通信能力，快速与TMS320F240数字信号处理器通信接收数据后，单独进行对液晶显示模块的驱动控制工作，几乎不占有数字信号处理器的资源，可使数字信号处理器高实时性地进行精细的CO₂短路过渡过程的波形控制和优化的控制规律实现。

附图说明

图1本发明显示系统结构示意框图

具体实施方式

本发明采用了Atmel公司的MCS-51系列的单片机处理器芯片和美国TI公司的2000系列的数字信号处理器芯片TMS320F240，利用AT89C2051的控制驱动能力、运算能力和通信能力，从TMS320F240实时接收焊接过程现场的参数，并通过计算得到参数数值和对应的点参数，驱动液晶显示进行参数数值显示和波形显示。而焊接现场参数采集、大量的数据处理运算、及焊接过程控制这些占用时间较长的过程则利用TMS320F240丰富的运算功能和快速计算能力进行；本发明中的液晶显示器采用香港精电公司(VARITRONIX)的内置SED1520控制驱动器的图形液晶显示模块MGLS128128T(128×128)，它的工作频率高达5.5MH_z(周期为182ns)。利用该模块的图形化显示功能，既可以进行参数数值显示，也可进行参数的图形动态显示；同时其快速的显示速度，完全可以跟得上CO2动态短路过渡过程的要求(显示一行128个点只需23μs)。

如图1所示，本发明包括：数字信号处理器1、过程检测元件2、通信线4、单片机处理器5、控制线6、驱动线7、图形液晶显示模块10和过程信号线11，其连接关系为：单片机处理器5一端通过通信线4和过程信号线11与数字信号处理器1连接，单片机处理器5的另一端通过控制线6、驱动线7与图形液晶显示模块10连接，在数字信号处理器1与焊接过程受控对象3之间有过程检测元件2。

图形液晶显示模块10由液晶显示控制模块8和液晶显示屏9组成，液晶显示控制模块8一端通过控制线6、驱动线7与单片机处理器5连接，另一端与液晶显示屏9连接。显示系统的组成有焊接过程现场参数检测、参数传递及参数驱动显示三个部分。焊接过程现场参数检测部分是数字信号处理器1经焊接过程检测元件2对焊接过程受控对象3进行检测；参数传递部分是数字信号处理器1经过通信线4将检测到的焊接过程现场参数传递给单片机处理器5进行计算处理；参数驱动显示部分则是在控制线6的作用下，由单片机处理器5在相应的位置将计算处理好的实际参数量纲数值数值显示代码和波形显示的点位置代码经驱动线7传送到由液晶显示控制模块8和液晶显示屏9组成的图形液晶模块10去进行焊接过程现场参数的数值显示和动态波形描述。

Claims (2)

1、一种CO₂短路过渡过程参数波形的动态显示系统，包括：过程检测元件(2)、控制线(6)、驱动线(7)、图形液晶显示模块(10)，其特征在于，还包括：数字信号处理器(1)、通信线(4)、单片机处理器(5)、过程信号线(11)，单片机处理器(5)一端通过通信线(4)和过程信号线(11)与数字信号处理器(1)连接，单片机处理器(5)的另一端通过控制线(6)、驱动线(7)与图形液晶显示模块(10)连接，在数字信号处理器(1)与焊接过程受控对象(3)之间有过程检测元件(2)。

2、根据权利要求1所述的CO₂短路过渡过程参数波形的动态显示系统，其特征是，图形液晶显示模块(10)由液晶显示控制模块(8)和液晶显示屏(9)组成，液晶显示控制模块(8)一端通过控制线(6)、驱动线(7)与单片机处理器(5)连接，另一端与液晶显示屏(9)连接。

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