3. 数字化焊机的技术内涵

　　3.1 线性功率放大器

　　在数字化焊机中，焊接电源部分主要是执行数字化控制器的指令，具体到图1中，第Ⅰ部分中的B点与第Ⅱ部分中的A点之间是比例关系（严格地说是比例积分关系），因此这两部分合在一起，从实际功能上看，与其说是一个电源，不如说是一个线性功率放大器更为合适。因此在图2中用线性功率放大器作为这两部分的等效功能块，图2中的A、B、C点与图1中的A、B、C点是一一对应的，其中A是输入，B是输出，C是功率放大器状态检测。

　　线性功率放大器是数字化焊机的基础，数字化焊机的性能，在很大程度上是由该线性功率放大器的性能所决定的。因此该线性功率放大器除了满足一般的电焊机技术标准外，还应满足以下两个基本技术条件：线性度不低于0.2%；电流摆率不低于1000A/ms。这两个技术指标对于数字化焊机，特别是高档焊机，如进行波形控制和脉冲焊控制是十分重要的。至于其中的PWM调节器是模拟的还是数字的并不十分重要，因为数字技术并不能有效地提高上述技术指标。

　　图中的C点信号来自于图1中的变换器，该变换器从狭义的角度看只是电流、电压传感器，但从广义的角度看应包括线性功率放大器（焊接电源）的全部工作状态，这对高级数字化焊机是必要的信息资源。

　　3.2 数字化控制器与人机界面

　　如果数字化控制器仅仅是简单地取代传统焊机中的幅值、时序控制电路，这样的数字化焊机实际上与传统焊机并无显著差异。实际上，数字化控制器中真正用于控制的程序代码是很少一部分（10%以下），而主要的程序代码是用于焊接专家参数库的数据管理和人机界面操作。

　　例如对脉冲MIG焊有：脉冲峰值电流（Apk）、脉冲基值电流（Abk）、脉冲频率（PPS）和脉冲峰值时间（PWms）4个基本焊接参数，如图3所示。如果仅从输出波形的角度看，无论是采用微处理器（对于C编程不过十几行代码），还是采用硬件电路，控制焊机输出图3所示电流波形都是很容易的。也就是说，传统焊机同样可以实现完美的脉冲MIG焊，从这点看，数字化焊机并未改变焊机的焊接性能。但是这个结论只是在对于一种焊丝（材料、直径），在一定的送丝速度（焊接电流）下是正确的。因为对于一个送丝速度，至少就要对应图3所示的一组4个参数，如果送丝速度在2-18米/分范围内，以0.1米的间隔精度连续调节，就将需要上百组参数，再考虑不同的焊丝材料，其数据量还要成倍增加。要实现脉冲MIG焊的关键有两个：一是脉冲MIG焊专家参数库的建立；二是对该专家参数库的调用，显然这对于传统焊机的参数调节是困难的，甚至是无法实现的。由此可见，数字化焊机真正价值在于极大地改善了焊机的参数调节性能，特别是在大范围、多数据的非线性协调方面。数字化焊机用户调节焊机参数的过程，实际就是通过人机界面对焊接专家参数库进行调用，对于数字化焊机的用户来说体验的数字化技术实际上主要是人机界面技术，或则也可以说数字化焊机的实际功能是通过人机界面发挥的。

　　目前使用的人机界面技术包括数据输入和显示两个方面。作为输入主要是采用按键，作为显示有两种选择：LED数码管和LCD屏或两者结合使用。由于焊机的面板面积有限，以及操作性能等方面的考虑，输入按键和显示单元的数量也是有限的，因此要设计一个简洁而方便实用的人机界面是数字化焊机研发中的关键技术之一。而且人机界面所涉及的编程工作量和技术难度要远大于焊接控制过程。