本發(fā)明涉及電火花加工領(lǐng)域，具體涉及一種電火花穿孔機(jī)旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置及方法。

背景技術(shù)：

在采用管狀工具電極高壓沖液的電火花穿孔加工中，較大幅值的管狀工具電極隨機(jī)振動(dòng)將導(dǎo)致加工中與側(cè)壁短路和二次放電，降低了小孔加工精度和加工效率。旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速是影響管狀工具電極振動(dòng)的重要因素，同一旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速下，不同直徑管狀工具電極所產(chǎn)生的隨機(jī)振動(dòng)幅值大小也不同，管狀工具電極直徑越大隨機(jī)振動(dòng)振幅越小，管狀工具電極直徑越小隨機(jī)振動(dòng)振幅越大。在加工孔徑精度要求較高的場(chǎng)合下，進(jìn)行穿孔加工需要合理選擇旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速，從而降低工具電極隨機(jī)振動(dòng)振幅，提高加工精度。但是目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)電火花穿孔機(jī)旋轉(zhuǎn)頭工作于恒轉(zhuǎn)速條件下，無法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速的調(diào)整。專利號(hào)“200810013487.1”，專利名稱為“一種改善桶形穿孔機(jī)軋制毛管質(zhì)量的方法”的發(fā)明專利，公開了一種通過對(duì)穿孔機(jī)采用低速咬入高速軋制的速度控制方式軋制毛管,利用plc控制程序設(shè)定咬入速度、最高速度和最低速度，從而保證軋制的毛管前端壁厚均勻，軋制效率高，有效地提高了鋼管成材率和產(chǎn)量。但是該發(fā)明中對(duì)實(shí)現(xiàn)該功能的控制程序及電路未做說明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電火花穿孔機(jī)旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置及方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速的調(diào)整。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種電火花穿孔機(jī)旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動(dòng)模塊、主控制器、低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)電路模塊、步進(jìn)電機(jī)、電流檢測(cè)反饋電路模塊；

轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動(dòng)模塊向所述主控制器輸入控制信號(hào)，主控制器同時(shí)接收電流檢測(cè)反饋電路的電流反饋輸入信號(hào)，主控制器將兩組信號(hào)調(diào)制后輸入到所述低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)電路模塊，低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)電路模塊驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動(dòng)模塊包括撥碼開關(guān)sw1、光耦go1~go3、光耦輸入限流電阻r9~r11、光耦輸出限流電阻r15~r17，撥碼開關(guān)sw1左側(cè)端口1~3與+12v直流電源相連；右側(cè)端口4與電阻r11相連并串聯(lián)光耦go3輸入側(cè)二極管后接gnd端，光耦go3輸出側(cè)三極管一端與+3.3v相連，另一端與r17串聯(lián)后接gnd1端；右側(cè)端口5與電阻r10相連并串聯(lián)光耦go2輸入側(cè)二極管后接gnd端，光耦go2輸出側(cè)三極管一端與+3.3v相連，另一端與r16串聯(lián)后接gnd1端；右側(cè)端口6與電阻r9相連并串聯(lián)光耦go1輸入側(cè)二極管后接gnd端，光耦go1輸出側(cè)三極管一端與+3.3v相連，另一端與r15串聯(lián)后接gnd1端。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)電路模塊包括光耦ic2、光耦ic2輸入限流電阻r1、場(chǎng)效應(yīng)管q1、場(chǎng)效應(yīng)管q1輸入匹配電阻r5、鉗位二極管d1、去耦電容c1，光耦ic2的8腳與+12v相連，光耦ic2的2腳經(jīng)輸入限流電阻r1接+3.3v,光耦ic2的5腳接gnd端，光耦ic2的8腳與5腳之間并聯(lián)去耦電容c1，光耦ic2的6腳經(jīng)輸入匹配電阻r5與場(chǎng)效應(yīng)管q1柵極連接，場(chǎng)效應(yīng)管q1的柵極與源極之間并聯(lián)有鉗位二極管d1，場(chǎng)效應(yīng)管q1的源極接gnd端。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，電流檢測(cè)反饋電路模塊包括步進(jìn)電機(jī)繞組l1、二極管d2、光耦u1、光耦u1輸入限流電阻r2、電流采樣電阻r3、光耦u1輸出上拉電阻r4，所述步進(jìn)電機(jī)繞組l1、二極管d2的一端分別連接+12v,另一端與輸入限流電阻r2、電流采樣電阻r3相交一點(diǎn)，光耦u1的1腳與輸入限流電阻r2相連，光耦u1的2腳、電流采樣電阻r3與低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)電路模塊的場(chǎng)效應(yīng)管q1漏極連接于ma0點(diǎn)，光耦的3腳接gnd1，反饋輸出上拉電阻r4另一端與+3.3v直流電源相連接。

一種采用電火花穿孔機(jī)旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置進(jìn)行調(diào)速的方法，包含以下步驟：

（1）、轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動(dòng)模塊將控制信號(hào)輸入給可編程的主控制器，主控制器依據(jù)輸入的控制信號(hào)輸出頻率可調(diào)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)環(huán)分信號(hào)；

（2）、電流檢測(cè)反饋電路模塊檢測(cè)到步進(jìn)電機(jī)每相繞組電流達(dá)到設(shè)定的閥值后，對(duì)主控制器提供反饋輸入信號(hào)，主控制器接收到反饋輸入信號(hào)后對(duì)環(huán)分信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，然后輸出給低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)電路模塊，低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)電路模塊驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明采用低壓無阻恒流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)頭，能夠在獲得較高轉(zhuǎn)速的同時(shí)，獲得較大的力矩，低壓無阻回路進(jìn)一步降低了電源的能耗。

2、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電火花穿孔機(jī)旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速的調(diào)整，進(jìn)行穿孔加工時(shí)可以依據(jù)工具電極直徑選擇與之相匹配的旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到影響和控制工具電極振幅、提高小孔加工精度和加工效率的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電火花穿孔機(jī)旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置組成示意圖；

圖2為圖1中轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動(dòng)模塊電路圖；

圖3為圖1中主控制器電路圖；

圖4為圖1中低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)電路模塊電路圖；

圖5為圖1中電流檢測(cè)反饋電路模塊電路圖。

具體實(shí)施方式

下面通過非限制性實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，理解本發(fā)明。

如圖1-5所示，圖1為本發(fā)明電火花穿孔機(jī)旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置組成示意圖；包括轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動(dòng)模塊、主控制器、低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)、電流檢測(cè)反饋模塊；

圖2為本發(fā)明轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動(dòng)模塊電路圖；它主要由撥碼開關(guān)sw1、光耦go1~go3、光耦輸入限流電阻r9~r11、光耦輸出限流電阻r15~r17組成。電路ⅰ、ⅱ用于設(shè)置旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速檔位；電路ⅲ產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)整個(gè)電路工作。其中電路ⅰ工作原理為：撥碼開關(guān)sw1左側(cè)端口1~3與+12v直流電源相連。右側(cè)端口4~6分別與電阻r9~r11相連。當(dāng)撥碼開關(guān)sw1的1，6管腳接通后，電流流經(jīng)電阻r9、光耦go1輸入側(cè)二極管后回到gnd端，光耦go1輸入側(cè)導(dǎo)通。同時(shí)光耦輸出側(cè)導(dǎo)通，電流流經(jīng)r15后回到gnd1端，信號(hào)s1’由低電平變?yōu)楦唠娖健?/p>

電路ⅰ、ⅱ、ⅲ組成及工作原理相同。

圖3為本發(fā)明主控制器電路圖；它可以是復(fù)雜可編程邏輯器件，也可以是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件。其作用在于依據(jù)輸入信號(hào)s1'、s2'、work'輸出頻率可調(diào)的步進(jìn)電機(jī)環(huán)分控制信號(hào)clk1'~clk3'。同時(shí)接收電流反饋檢測(cè)模塊的電流反饋輸入信號(hào)clk1~clk3，主控制器再將這兩組信號(hào)進(jìn)行脈寬調(diào)制后通過clk1'~clk3'輸出。

圖4為本發(fā)明低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)模塊電路圖；它主要由光耦ic2、光耦ic2輸入限流電阻r1、場(chǎng)效應(yīng)管q1、場(chǎng)效應(yīng)管q1輸入匹配電阻r5、鉗位二極管d1、去耦電容c1組成。主控制器將脈寬調(diào)制后的脈沖信號(hào)clk1'輸入到光電耦合器ic2的3腳，經(jīng)隔離后，由6腳經(jīng)輸入匹配電阻r5輸出到場(chǎng)效應(yīng)管q1柵極，場(chǎng)效應(yīng)管q1漏極和源極導(dǎo)通；電流流過步進(jìn)電機(jī)a相繞組l1、電流采樣電阻r3、場(chǎng)效應(yīng)管q1漏極和源極后回到gnd地。

圖5為本發(fā)明的電流檢測(cè)反饋模塊電路圖；它主要由步進(jìn)電機(jī)繞組l1、光耦u1、光耦u1輸入限流電阻r2、電流采樣電阻r3、光耦u1輸出上拉電阻r4組成。光耦u1的2腳、電流采樣電阻r3與低壓無阻恒流驅(qū)動(dòng)模塊的場(chǎng)效應(yīng)管q1漏極連接于ma0點(diǎn)，光耦的3腳接gnd1。反饋輸出上拉電阻r4另一端與+3.3v直流電源相連接。當(dāng)電流采樣電阻r3兩端的電壓差值高于光耦u1導(dǎo)通所需閥值電壓后，光耦u1的4腳輸出信號(hào)clk1為低電平，信號(hào)clk1輸入給主控制器。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。