專利名稱：一種帶起弧信號輸出的等離子切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及等離子切割機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種帶起弧信號輸出的等離子切割機(jī)。
背景技術(shù)：
等離子切割機(jī)的切割是依靠由機(jī)器持續(xù)產(chǎn) 生的等離子電弧，在高速氣流的吹動下得到高溫的炬狀等離子弧。在等離子弧的集中高溫作用下集中把目標(biāo)區(qū)金屬迅速融化并將融化物吹離基體從而達(dá)到切割的目的。采用空氣等離子方法產(chǎn)生的切割弧溫度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前在工業(yè)上應(yīng)用的絕大多數(shù)金屬的熔點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用在像汽車制造、化工、船舶制造維修等人工或者是自動化生產(chǎn)過程；其優(yōu)良的使用性能得到廣大使用客戶的認(rèn)可。近年來，隨著空氣等離子切割機(jī)的深入使用，很多設(shè)計上的不足之處也逐漸暴露出來?，F(xiàn)有的等離子切割機(jī)，其等離子切割槍噴嘴所工作的環(huán)境是高溫、高壓而且大電流，非常容易損壞。由于設(shè)計結(jié)構(gòu)上的需要，等離子切割槍設(shè)計者將等離子切割槍噴嘴上的電極間隔距離設(shè)計得很小，由此帶來一系列使用問題。特別是在起弧時候，由于太過于快速上升的等離子弧工作電流將很容易損傷等離子切割槍電極配件。而且，普通等離子切割機(jī)常需要用到大概4 5個大氣壓的壓縮氣源，常用的做法是在機(jī)器外部另外配一部空氣壓縮機(jī)器。但外置空氣壓縮機(jī)器具有操作使用麻煩、監(jiān)測管理不便的缺點(diǎn)，且重量和體積都比較大，搬運(yùn)不方便，設(shè)備成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種帶起弧信號輸出的等離子切割機(jī)，它不僅具有起弧信號輸出功能，而且它還可以監(jiān)管等離子弧工作電流，合理控制氣泵輸出，有效減少了切割槍的起弧沖擊，能大大提高自身使用壽命。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的所采用的技術(shù)方案是一種帶起弧信號輸出的等離子切割機(jī)，它包括控制單元、氣泵、功率電源、切割槍，氣泵和功率電源的輸出端皆與切割槍連接，其特征在于所述控制單元是邏輯控制模塊，邏輯控制模塊包括一 CPU芯片，CPU芯片具有一 AD轉(zhuǎn)換端和一起弧結(jié)果輸出端；它還包括電流檢測電路、OC驅(qū)動器和控制輸出接口，電流檢測電路包括有一傳感器，電流檢測電路還具有一信號采樣端、一監(jiān)測端、一數(shù)據(jù)端，OC驅(qū)動器具有一輸入端和一輸出端，電流檢測電路的信號采樣端與氣泵連接，電流檢測電路的監(jiān)測端與傳感器連接，電流檢測電路的數(shù)據(jù)端與CPU芯片的AD轉(zhuǎn)換端連接，OC驅(qū)動器的輸入端與CPU芯片的起弧結(jié)果輸出端連接，OC驅(qū)動器的輸出端與控制輸出接口連接；所述OC驅(qū)動器由輸出接口、驅(qū)動芯片、光耦、第一三極管、第一至二二極管、第一、二電阻構(gòu)成；所述傳感器是霍爾傳感器，其安裝于功率電源與切割槍所連接的輸出導(dǎo)線上；所述電流檢測電路還包括恒流電路和線性放大電路，所述恒流電路由第二三極管、第三電阻、第五電阻、第三二極管構(gòu)成，所述線性放大電路由傳感器接口、伺服運(yùn)算放大器、第四電阻、第六至十電阻構(gòu)成。[0006]本實(shí)用新型具有以下有益效果電流檢測電路的恒流電路能夠?yàn)榛魻杺鞲衅魈峁┖懔麟娫?，線性放大電路可以實(shí)現(xiàn)霍爾傳感器電平信號的正相比例放大后輸出；OC驅(qū)動器可以將CPU芯片輸出的電平信號驅(qū)動隔離后輸出；當(dāng)切割槍部引弧成功后，電流檢測電路可以通過霍爾傳感器監(jiān)測到功率電源輸出電流大幅度升高，升高至預(yù)設(shè)定的啟動電流值后，邏輯控制模塊CPU芯片可以分析判斷出引弧結(jié)果，并通過OC驅(qū)動器和控制輸出接口對外輸出起弧信號，與控制輸出接口連接的外部控制設(shè)備可以根據(jù)起弧信號對其進(jìn)行進(jìn)一步地的合理化操制；其CPU芯片還可以對氣泵實(shí)現(xiàn)自動檢測控制，根據(jù)其它數(shù)據(jù)的分析CPU芯片可以控制氣泵調(diào)整到恰當(dāng)?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)；當(dāng)檢測到氣泵內(nèi)部壓力過高或者過低時候，都會自動停止供氣并報警提醒用戶檢查；因此，其具有監(jiān)管等離子弧工作電流、控制氣泵輸出的功能，其可以通過即時準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)對電流輸出和氣壓輸出的合理化控制，有效減少了切割槍的起弧沖擊，使得切割槍不容易受:損，大大提聞了使用壽命。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型OC驅(qū)動器的電路原理圖。圖3為本實(shí)用新型電流檢測電路的電路原理圖。圖2-3中，Q1-2為三極管，D1-3為二極管，R1-10為電阻，CNl為傳感器接口，JPl為輸出接口，U3A、U3B為伺服運(yùn)算放大器，U2為驅(qū)動芯片，Ul為光耦。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。由圖I可知，一種帶起弧信號輸出的等離子切割機(jī)，它包括控制單元、氣泵、功率電源、切割槍，氣泵和功率電源的輸出端皆與切割槍連接，所述控制單元是邏輯控制模塊，邏輯控制模塊包括一 CPU芯片，CPU芯片具有一 AD轉(zhuǎn)換端和一起弧結(jié)果輸出端；它還包括電流檢測電路、OC驅(qū)動器和控制輸出接口，電流檢測電路包括有一傳感器，電流檢測電路還具有一信號米樣端、一監(jiān)測端、一數(shù)據(jù)端，OC驅(qū)動器具有一輸入端和一輸出端，電流檢測電路的信號采樣端與氣泵連接，電流檢測電路的監(jiān)測端與傳感器連接，電流檢測電路的數(shù)據(jù)端與CPU芯片的AD轉(zhuǎn)換端連接，OC驅(qū)動器的輸入端與CPU芯片的起弧結(jié)果輸出端連接，OC驅(qū)動器的輸出端與控制輸出接口連接。由圖2-3可知，一種帶起弧信號輸出的等離子切割機(jī)，所述傳感器是霍爾傳感器，其安裝于功率電源與切割槍所連接的輸出導(dǎo)線上；所述電流檢測電路還包括恒流電路和線性放大電路，所述恒流電路由三極管Q2、電阻R3、電阻R5、二極管D3構(gòu)成，所述線性放大電路由傳感器接口 CN1、伺服運(yùn)算放大器U3、電阻R4、電阻R6-10構(gòu)成；恒流電路為霍爾傳感器提供恒流電源；伺服運(yùn)算放大器U3A驅(qū)動傳感器使得輸出電平穩(wěn)定在以地電平為參考的電平輸出上，經(jīng)過電阻R4、電阻R9以及電阻R6組成的電位調(diào)節(jié)電路后，霍爾傳感器輸出信號電平經(jīng)過由伺服運(yùn)算放大器U3A、電阻R7、電阻R8以及電阻RlO組成的正相比例放大后輸出至CPU芯片的AD轉(zhuǎn)換端供CPU芯片判斷起弧情況和電流監(jiān)控；所述OC驅(qū)動器由輸出接口 JP1、驅(qū)動芯片U2、光耦U1、三極管Q1、二極管D1-2以及限流電阻Rl和下拉電阻R2構(gòu)成；從CPU芯片輸出的電平信號經(jīng)過驅(qū)動芯片U2驅(qū)動后驅(qū)動發(fā)光二極管Dl和光耦U1，經(jīng)過光耦Ul隔離后的信號驅(qū)動輸出電流驅(qū)動三極管Q1，從而輸出電流控制；其采用電流驅(qū)動三極管Ql接成OC輸出方式，使用更方便；其在輸出的兩端上連接有保護(hù)二極管D2，用于當(dāng)輸出驅(qū)動感性負(fù)載時候起到保護(hù)輸出三極管Ql的目的。為保護(hù)切割槍放電電極 免受電流沖擊而損壞或者是降低使用壽命，降低等離子切割機(jī)的使用成本，其在起弧時功率電源可以控制脈沖加入電流緩升邏輯；上述電流緩升邏輯依靠霍爾傳感器對輸出電流情況的檢測。當(dāng)啟動起弧電路后，切割槍加入了起弧電壓，此時輸出電流尚未形成，霍爾傳感器檢測回來的電壓接近零，此時CPU芯片輸出啟動電流對應(yīng)的電流控制脈沖驅(qū)動功率電源。上述啟動電流大小要比設(shè)定切割工作電流小很多約為10 15A。當(dāng)CPU芯檢測到啟動電流的時候，一方面說明起弧成功；另一方面-.CPU芯此時開始電流緩升邏輯，電流緩升邏輯可以根據(jù)設(shè)定切割工作電流大小的不同在30 IOOms左右完成啟動過程，電流輸出上升到設(shè)定切割工作電流。CPU芯片可以每隔5 IOms改變一次輸出電流的大小，直至上升至設(shè)定切割工作電流大小。當(dāng)切割槍部引弧成功后，電流檢測電路可以通過霍爾傳感器監(jiān)測到功率電源輸出電流大幅度升高，升高至預(yù)設(shè)定的啟動電流值后，邏輯控制模塊CPU芯片可以分析判斷出引弧結(jié)果，并通過OC驅(qū)動器和控制輸出接口對外輸出起弧信號，與控制輸出接口連接的外部控制設(shè)備可以根據(jù)起弧信號對其進(jìn)行進(jìn)一步地的合理化操制；其CPU芯片還可以對氣泵實(shí)現(xiàn)自動檢測控制，根據(jù)其它數(shù)據(jù)的分析CPU芯片可以控制氣泵調(diào)整到恰當(dāng)?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)；當(dāng)檢測到氣泵內(nèi)部壓力過高或者過低時候，都會自動停止供氣并報警提醒用戶檢查。
權(quán)利要求1. 一種帶起弧信號輸出的等離子切割機(jī)，它包括控制單元、氣泵、功率電源、切割槍，氣泵和功率電源的輸出端皆與切割槍連接，其特征在于所述控制單元是邏輯控制模塊，邏輯控制模塊包括一 CPU芯片，CPU芯片具有一 AD轉(zhuǎn)換端和一起弧結(jié)果輸出端；它還包括電流檢測電路、OC驅(qū)動器和控制輸出接口，電流檢測電路包括有一傳感器，電流檢測電路還具有一信號米樣端、一監(jiān)測端、一數(shù)據(jù)端，OC驅(qū)動器具有一輸入端和一輸出端，電流檢測電路的信號采樣端與氣泵連接，電流檢測電路的監(jiān)測端與傳感器連接，電流檢測電路的數(shù)據(jù)端與CPU芯片的AD轉(zhuǎn)換端連接，OC驅(qū)動器的輸入端與CPU芯片的起弧結(jié)果輸出端連接，OC驅(qū)動器的輸出端與控制輸出接口連接；所述OC驅(qū)動器由輸出接口、驅(qū)動芯片、光耦、第一三極管、第一至二二極管、第一、二電阻構(gòu)成；所述傳感器是霍爾傳感器，其安裝于功率電源與切割槍所連接的輸出導(dǎo)線上；所述電流檢測電路還包括恒流電路和線性放大電路，所述恒流電路由第二三極管、第三電阻、第五電阻、第三二極管構(gòu)成，所述線性放大電路由傳感器接口、伺服運(yùn)算放大器、第四電阻、第六至十電阻構(gòu)成?！?br> 專利摘要本實(shí)用新型涉及等離子切割機(jī)領(lǐng)域,尤其是一種帶起弧信號輸出的等離子切割機(jī),它包括控制單元、氣泵、功率電源、切割槍;所述控制單元是邏輯控制模塊,邏輯控制模塊包括CPU芯片,CPU芯片具有AD轉(zhuǎn)換端和起弧結(jié)果輸出端;它還包括電流檢測電路、OC驅(qū)動器和控制輸出接口,電流檢測電路包括有一傳感器。本實(shí)用新型在切割槍部引弧成功后，電流檢測電路可以通過傳感器監(jiān)測到功率電源輸出電流大幅度升高,升高至預(yù)設(shè)定的啟動電流值后，邏輯控制模塊CPU芯片可以分析判斷出引弧結(jié)果;其可以通過即時準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)對電流輸出和氣壓輸出的合理化控制,有效減少了切割槍的起弧沖擊。
文檔編號B23K9/067GK202780198SQ20122034824
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者杜長福 申請人:廣州亦高電氣設(shè)備有限公司