一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)控制傳動及電加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]早期的線切割機(jī)床采用電氣靠模控制切割軌跡。當(dāng)時由于切割速度低，制造靠模比較困難，僅用于在電子工業(yè)中加工其他加工方法難以解決的窄縫等。上世紀(jì)六十年代中期，中國研制成功采用乳化液和快速走絲機(jī)構(gòu)的高速走絲線切割機(jī)床，并相繼采用了數(shù)字控制和光電跟蹤控制技術(shù)。此后，隨著脈沖電源和數(shù)字控制技術(shù)的不斷發(fā)展以及多次切割工藝的應(yīng)用，大大提高了切割速度和加工精度。
[0003]20世紀(jì)是變頻調(diào)速技術(shù)由誕生到發(fā)展的時代。特別是20世紀(jì)90年代以后，IGBT,IGCT (集成門極換向性晶閘管)等新型電力電子器件的發(fā)展、DSP (數(shù)字信號處理器)和ASIC(專用集成電路)的快速發(fā)展以及新穎控制理論和技術(shù)(如磁場定向矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等)的完善，使變頻調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速范圍、調(diào)速精度、動態(tài)響應(yīng)、功率因數(shù)、運(yùn)行效率和使用方便等性能指標(biāo)超過了直流調(diào)速系統(tǒng)，達(dá)到取代直流調(diào)速的地步，受到各行業(yè)的歡迎并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]數(shù)控線切割電火花線切割機(jī)床由機(jī)械、電氣和工作液系統(tǒng)三大部分組成，其中電氣部分包括機(jī)床電路、脈沖電源、驅(qū)動電源和控制系統(tǒng)等。變頻控制器作為電火花線切割機(jī)床電氣部分的核心部件，主要應(yīng)用了變頻調(diào)速控制技術(shù)，主要作用是控制運(yùn)絲電機(jī)和工作液泵的運(yùn)行，利用連續(xù)移動的細(xì)金屬絲(稱為電極絲)作電極，對工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬，實(shí)現(xiàn)對工件連續(xù)切割及成型。另外一方面，脈沖電源提供了電極絲與工件之間的火花放電能量，而變頻控制器則直接決定了放電的起止點(diǎn)。
[0005]在對此控制系統(tǒng)的研宄和實(shí)踐過程中，本實(shí)用新型的研宄人發(fā)現(xiàn):市面上有不少電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)采用了三線式外加多個繼電器的控制方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)絲電機(jī)轉(zhuǎn)向的切換以及脈沖電源火花放電的控制，該控制方式比較復(fù)雜，安裝工序多，成本較高，加之繼電器電路因觸點(diǎn)易碳化導(dǎo)致穩(wěn)定性不高，使用壽命有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，該電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)無需外圍電路，直接提供控制接口，安裝簡單，控制方便。
[0007]本實(shí)用新型通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，包括電源模塊、主板控制電路、人機(jī)界面和電機(jī)，其特征在于，所述電源模塊由AC/DC整流電路、采樣電路、濾波電路、DC/AC逆變電路、開關(guān)電源電路、驅(qū)動電路構(gòu)成，AC/DC整流電路的輸出端通過采樣電路連接到濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接到DC/AC逆變電路的輸入端以及開關(guān)電源電路的輸入端，開關(guān)電源電路的輸出端連接到主板控制電路的輸入端，主板控制電路的輸出端連接到驅(qū)動電路的輸入端及人機(jī)界面的輸入/輸出端，驅(qū)動電路的輸出端連接到DC/AC逆變電路的輸入端。
[0008]在上述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)中，所述主板控制電路采用MCU+DSP雙核處理器。
[0009]在上述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)中，人機(jī)界面為用于參數(shù)修改、輸入，狀態(tài)監(jiān)測、顯示、查詢，如電壓顯示、頻率顯示、端子狀態(tài)顯示、故障查詢的觸摸顯示屏。
[0010]在上述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)中，所述AC/DC整流電路為單相整流橋。
[0011 ] 在上述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)中，濾波電路為電解電容。
[0012]在上述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)中，所述DC/AC逆變電路為三相橋式逆變電路，所述三相橋式逆變電路的控制端與驅(qū)動電路連接。
[0013]在上述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)中，還包括串聯(lián)在AC/DC整流電路和濾波電路之間的上電保護(hù)電路，所述上電保護(hù)電路包括相互并聯(lián)的接觸器和充點(diǎn)電阻。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):采用DSP+MCU雙核處理器技術(shù)，無需外接繼電器等輔助元器件，因此處理速度更快、外圍電路更簡單、從而使得系統(tǒng)體積更小、成本更低。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)電路原理圖。
[0016]圖中，1、AC/DC整流電路；2、采樣電路；3、濾波電路；4、DC/AC逆變電路；5、開關(guān)電源電路；6、主板控制電路；7、驅(qū)動電路；8、人機(jī)界面；9、上電保護(hù)電路；10、電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)絲電動機(jī)的啟動、停止、正反轉(zhuǎn)、多段速運(yùn)行以及工作液泵的啟動、停止，包括以下部分，AC/DC整流電路1、采樣電路2、濾波電路3、DC/AC逆變電路4、開關(guān)電源電路5、主板控制電路6、驅(qū)動電路7、人機(jī)界面8、上電保護(hù)電路9和電機(jī)10。電源模塊由AC/DC整流電路1、采樣電路2、DC/AC逆變電路4、開關(guān)電源電路5、驅(qū)動電路7構(gòu)成，主控板由主板控制電路6構(gòu)成。AC/DC整流電路I的輸出端通過采樣電路2連接到濾波電路3的輸入端，濾波電路3的輸出端連接到DC/AC逆變電路4的輸入端以及開關(guān)電源電路5的輸入端，開關(guān)電源電路5的輸出端連接到主板控制電路6的輸入端，主板控制電路6的輸出端連接到驅(qū)動電路7的輸入端及人機(jī)界面8的輸入輸出端，驅(qū)動電路7的輸出端連接到DC/AC逆變電路4的輸入端。
[0019]AC/DC整流電路I是由單相整流模塊組成，用來將單相交流電源轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動的直流電源，整流電路部分I包括兩兩電連接的四個二極管，四個二極管采用二極管橋式組成整流電路部分I ;濾波電路3是由電解電容組成，作用是將脈動的直流轉(zhuǎn)換為平滑的直流電，供后級的DC/AC逆變電路4及開關(guān)電源電路5使用；DC/AC逆變電路4輸出三相220V交流電，該輸出最終接到電機(jī)10上，控制電機(jī)10的運(yùn)行；開關(guān)電源電路5通過高頻變壓器、開關(guān)管等元器件將輸入電路輸出電路進(jìn)行電氣隔離，同時變換出5V、24V等直流弱電，該直流弱電可供主板控制電路6、驅(qū)動電路7、人機(jī)界面8使用；主板控制電路6采用MCU+DSP雙核處理器經(jīng)過專有程序算法處理后輸出三組PWM波信號，并將該信號送給驅(qū)動電路7 ;驅(qū)動電路7將從主板控制電路6接收到的三組PWM波信號經(jīng)過一定處理后輸出至DC/AC逆變電路4控制DC/AC逆變電路4中的IGBT門極的開與關(guān)；人機(jī)界面8與主板控制電路6進(jìn)行雙向通訊，主板控制電路6輸出參數(shù)指令至人機(jī)界面8用于參數(shù)顯示或監(jiān)視，人機(jī)界面8也可輸出參數(shù)指令至主板控制電路6用于傳遞程序控制指令。在本實(shí)施例中，電機(jī)為運(yùn)絲電機(jī)。
[0020]需要說明的是，人機(jī)界面為用于參數(shù)修改、輸入，狀態(tài)監(jiān)測、顯示、查詢，如電壓顯示、頻率顯示、端子狀態(tài)顯示、故障查詢的觸摸顯示屏。
[0021]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，包括電源模塊、主板控制電路(6 )、人機(jī)界面(8)和電機(jī)(10)，其特征在于，所述電源模塊由AC/DC整流電路(1)、采樣電路(2)、濾波電路(3)、DC/AC逆變電路(4)、開關(guān)電源電路(5)、驅(qū)動電路(7)構(gòu)成，AC/DC整流電路(I)的輸出端通過采樣電路(2)連接到濾波電路(3)的輸入端，濾波電路(3)的輸出端連接到DC/AC逆變電路(4)的輸入端以及開關(guān)電源電路(5)的輸入端，開關(guān)電源電路(5)的輸出端連接到主板控制電路(6)的輸入端，主板控制電路(6)的輸出端連接到驅(qū)動電路(7)的輸入端及人機(jī)界面(8)的輸入/輸出端，驅(qū)動電路(7)的輸出端連接到DC/AC逆變電路(4)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，其特征在于，所述主板控制電路(6)采用MCU+DSP雙核處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)界面(8)為用于參數(shù)修改、輸入，狀態(tài)監(jiān)測、顯示、查詢，如電壓顯示、頻率顯示、端子狀態(tài)顯示、故障查詢的觸摸顯示屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，其特征在于，所述AC/DC整流電路(I)為單相整流橋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，其特征在于，濾波電路(3)為電解電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，其特征在于，所述DC/AC逆變電路(4)為三相橋式逆變電路，所述三相橋式逆變電路的控制端與驅(qū)動電路(7)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的一種電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，其特征在于，還包括串聯(lián)在AC/DC整流電路(I)和濾波電路(3 )之間的上電保護(hù)電路(9 )，所述上電保護(hù)電路(9)包括相互并聯(lián)的接觸器和充點(diǎn)電阻。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了電火花線切割機(jī)床的變頻控制器系統(tǒng)，屬于工業(yè)控制傳動及電加工技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中控制方式復(fù)雜、成本較高的問題。本控制器系統(tǒng)包括電源模塊、主板控制電路、人機(jī)界面和電機(jī)，其特征在于，所述電源模塊由AC/DC整流電路、采樣電路、濾波電路、DC/AC逆變電路、開關(guān)電源電路、驅(qū)動電路構(gòu)成，AC/DC整流電路的輸出端通過采樣電路連接到濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接到DC/AC逆變電路的輸入端以及開關(guān)電源電路的輸入端，開關(guān)電源電路的輸出端連接到主板控制電路的輸入端，主板控制電路的輸出端連接到驅(qū)動電路的輸入端及人機(jī)界面的輸入/輸出端，驅(qū)動電路的輸出端連接到DC/AC逆變電路的輸入端。該控制器系統(tǒng)無需外圍電路，直接提供控制接口，安裝簡單，控制方便。
【IPC分類】B23H7-20
【公開號】CN204449533
【申請?zhí)枴緾N201520039431
【發(fā)明人】洪秒, 陳受文
【申請人】浙江新富凌電氣股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年1月21日