摘要：本文结合数字信号处理技术的特点，综合分析了数字化焊机的优点。在此基础上针对电焊机的主电路和控制电路两部分介绍了数字化的发展概况和实现手段。最后，本文介绍了北京工业大学在数字化焊机方面的部分研究工作。

    关键词： 焊接电源、数字化控制、DSP

前言

        数字信号处理相对于模拟信号处理具有很大的优越性，表现在精度高、灵活性大、可靠性好以及易于大规模集成等方面。以录音系统为例，模拟录音系统的信噪比一般在60分贝左右，而一个16位的数字录音系统的信噪比可以达到96分贝，高出模拟录音系统60多倍^[1]。数字信号处理技术因此在通信、语音处理、图形/图象处理、自动控制、仪器仪表、医学电子、军事与科技、计算机与工作站、消费电子等诸多领域内得到了广泛的应用。

        作为数字信号处理技术与弧焊工艺结合的产物，数字化焊机的出现引起了业内人士的广泛关注。关注的焦点，首先是数字化焊接的概念及其特点，其次是数字化焊机的实现方式，最后是数字化焊机对整个焊接生产工艺的推动作用。

1  数字化焊机及其特点

        因为数字化焊机出现的比较晚，例如Fronius是在1998年才开始进行数字化焊机的生产，因此到目前为止还没有形成数字化焊机的统一的，得到各个方面认同的定义。我们理解，所谓数字化焊机应当是指这样一些焊机，它们主要的控制电路由传统的模拟技术直接被数字技术所代替，在控制电路中的控制信号也随之由模拟信号过渡到0/1编码的数字信号。

        在计算控制技术的发展中经历过两个关键的阶段，即开创时期和直接数字控制时期。在开创时期，计算机系统速度慢、价格高，也不可靠，因此这个阶段的计算控制主要以两种方式进行，一种方式是计算机打印出指令给操作者，另一种方式是计算机修改模拟调节器的设定值。进入到直接数字控制时期后，计算机的任务不再局限于向操作者发送指令和修改模拟调节器的设定值，而是直接替代了模拟调节器的功能^[2]。

        应当指出，在数字化焊机的发展中同样有与此类似的两个阶段。以8098或80C196为代表的单片机控制弧焊电源基本上属于数字化焊机开创时期的产品。其主要特征就是单片机在焊机中的主要作用是完成焊机的管理和焊接参数的给定，焊接工艺中的恒压、恒流控制则通过模拟的PI控制器来完成。当然这并不是的，并不是所有的单片机控制的弧焊电源都是仅仅利用单片机完成了焊接参数的给定。在某些单片机控制的可控硅焊机中，从参数设定、焊接参数反馈采样、PI控制，一直到可控硅触发脉冲的发生都是由单片机完成的。这种情况下的单片机控制的弧焊电源就应当属于直接数字控制时期的产品。

        从某种意义上说，只有在数字化焊机进入到直接数字化阶段才真正地实现了数字化，才充分体现出了数字化控制所带来的种种优势。总体上讲，数字化控制优越于模拟控制主要表现在灵活性好、稳定性强、控制精度高、接口兼容性好等几个方面。