專利名稱：一種改進(jìn)的磨床吸盤充退磁控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充退磁控制器，特別是一種改進(jìn)磨床電磁吸盤充退 磁控制器。
背景技術(shù)：
平面磨床通常使用電磁吸盤裝夾工件，為了可靠地吸合和方便地取下工 件，電磁吸盤的充退磁控制電路設(shè)計(jì)是很重要的。我國目前采用的較先進(jìn)的 充退磁控制器，或是通過控制可控硅的觸發(fā)導(dǎo)通來控制電壓的大小，通過控 制內(nèi)部和外接繼電器(或接觸器)來完成電壓的方向切換，或是通過主回路
由四只功率管以橋式連接形成H橋逆變輸出幅值和方向均可調(diào)的直流電壓進(jìn) 行無觸點(diǎn)輸出，直接接電磁吸盤，以實(shí)現(xiàn)電磁吸盤的充退磁控制。如名稱 為"磨床電磁吸盤充退磁控制器"(專利號為95104101.0)的發(fā)明專利，就
是采用主回路無觸點(diǎn)輸出的充退磁控制器、或是通過主回路由四只功率管以
橋式連接形成H橋其對角上連接有兩個(gè)繼電器，直接接電磁吸盤，以實(shí)現(xiàn)電 磁吸盤的充退磁控制。
但目前這些充退磁裝置仍有許多不足之處①繼電器觸點(diǎn)頻繁切換會因
拉弧而產(chǎn)生電蝕，影響導(dǎo)通或發(fā)生粘連，從而使產(chǎn)品失效。②簡單的正反向
切換不能很好的使工件退磁，退磁效果很差；③"磨床電磁吸盤充退磁控制 器"雖然退磁效果良好，但主回路H橋輸出功率較大，長時(shí)間工作器件容易 發(fā)熱而造成器件的損壞，故障率較高。④主回路H橋其對角上連接有兩個(gè)繼 電器，充磁時(shí)電壓不能調(diào)節(jié)等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使
用方便，退磁無觸點(diǎn)輸出，在充磁時(shí)由繼電器不帶載進(jìn)行切換配合功率管T2 輸出可調(diào)節(jié)的直流電壓；采用單片機(jī)編程控制回路，各控制回路間設(shè)置有光 電藕合等器件，使充磁電壓可以調(diào)節(jié)的一種改進(jìn)的磨床吸盤充退磁控制器。
為解決上述任務(wù)，本實(shí)用新型技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的由主回路和 控制回路組成，主回路包括H橋逆變電路，控制回路包括輸出電壓正反切換 控制及輸出電壓幅值控制，交流電源分兩路分別連接在變壓器和整流器上， 變壓器與整流、穩(wěn)壓電路連接，整流、穩(wěn)壓電路與控制回路電路連接，整流 器與H橋逆變器連接，狀態(tài)控制與單片機(jī)連接，單片機(jī)又兩路分別與濾波電 路和觸發(fā)器連接，濾波電路與H橋逆變器連接，其本實(shí)用新型的突出進(jìn)步在 于所述H橋逆變電路的一側(cè)上管兩端連接有一個(gè)繼電器，其中繼電器與功 率管并聯(lián)并與濾波電路連接，充磁時(shí)通過繼電器與功率管輸出可調(diào)節(jié)的直流 電壓，退磁時(shí)輪換導(dǎo)通輸出可調(diào)電壓，并直接與電磁吸盤連接；控制回路由 單片機(jī)、光電藕合器、定時(shí)器組成并相互連接，控制回路對輸出電壓正反切 換及輸出電壓幅值。
單片機(jī)的程序控制可根據(jù)不同磨床的技術(shù)指標(biāo)和不同材料的退磁曲線進(jìn) 行編程。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)
① 磨床吸盤的充磁由單片機(jī)控制，主回路采用繼電器輸出，繼電器觸點(diǎn) 維持保持狀態(tài)，不頻繁切換，避免了觸點(diǎn)的電蝕、采用PWM (Pulse-Width Modulation脈寬調(diào)制)方式驅(qū)動功率管T2輸出可調(diào)節(jié)的直流電壓。
② 退磁控制由單片機(jī)切換到退磁狀態(tài)，由程序根據(jù)不同吸盤的指標(biāo)和不 同材料的退磁曲線要求綜合分析，確定可滿足需求的退磁同期和退磁時(shí)間， 達(dá)到良好的退磁效果。 電路采用單片機(jī)PWM方式驅(qū)動H橋輸出退磁，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成 退磁，避免了功率管長時(shí)間處于工作狀態(tài)，從而延長了功率管的壽命，降低 了故障。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，退磁無觸點(diǎn)輸出，在充磁時(shí)由繼電器 不帶載進(jìn)行切換配合功率管T2輸出可調(diào)節(jié)的直流電壓；采用單片機(jī)編程控制 回路，各控制回路間設(shè)置有光電藕合等器件，顯著的進(jìn)步是使充磁電壓可以 調(diào)節(jié)，縮短了退磁時(shí)間，提高了退磁精度，減小充磁時(shí)的功耗，增強(qiáng)產(chǎn)品的 抗干擾和可靠性。

附圖1為本實(shí)用新型的工作原理方框圖； 附圖2為本實(shí)用新型的工作電路結(jié)構(gòu)圖； 附圖3為本實(shí)用新型的控制電路原理結(jié)構(gòu)圖；具體實(shí)施方式
附圖為本實(shí)用新型的實(shí)施例。
下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步說明
參照圖1所示，由主回路和控制回路組成，主回路包括H橋逆變電路， 控制回路包括輸出電壓正反切換控制及輸出電壓幅值控制，交流電源分兩路 分別連接在變壓器1和整流器8上，變壓器1與整流、穩(wěn)壓電路2連接，整 流、穩(wěn)壓電路2與控制回路電路3連接，整流器8與H橋逆變器4連接，狀 態(tài)控制9與單片機(jī)7連接，單片機(jī)7又兩路分別與濾波電路6和觸發(fā)器5連 接，濾波電路6與H橋逆變器4連接，所述H橋逆變電路4的一側(cè)上管兩端 連接有一個(gè)繼電器Kl ，其中繼電器Kl與功率管T3并聯(lián)并與濾波電路6連接， 充磁時(shí)通過繼電器Kl與功率管T2輸出可調(diào)節(jié)的直流電壓，退磁時(shí)Tl、 T4 與T2、 T3輪換導(dǎo)通輸出可調(diào)電壓，并直接與電磁吸盤連接；控制回路3由單
片機(jī)7、光電耦合器P521、定時(shí)器555、 556組成并相互連接，控制回路3對 輸出電壓正反切換及輸出電壓幅值。交流輸入分為兩路， 一路經(jīng)過變壓器1 的變壓及整流穩(wěn)壓2接控制回路3，為控制部分提供電源；另一路經(jīng)過整流、 濾波2再經(jīng)過H橋逆4變形成直接輸出并直接與磨床的電磁吸盤相連。H橋逆 變4是由四只全控功率管T1、 T2、 T3、 T4組成的，控制部分發(fā)出的各種觸發(fā) 信號分別觸發(fā)四只功率管的導(dǎo)通與否、控制繼電器的吸合與否，進(jìn)而使H逆 變橋4輸出幅值和方向均可調(diào)的直流電壓。
所述控制回路可分做為三個(gè)部分1)外部狀態(tài)控制，2)電壓方向控制，
3)電壓幅值控制。外部狀態(tài)控制部分主要是接收外來的充、退、停磁控制信 號并通過光電耦合器輸入給單片機(jī)7，由單片機(jī)7判斷控制信號，如果為充磁 信號則單片機(jī)7使繼電器閉合、功率管T2采用PWM方式輸出可調(diào)節(jié)的直流 電壓；如果為退磁信號則單片機(jī)7通過觸發(fā)器5分別觸發(fā)H橋逆變4中的四 只功率管T1、 T2、 T3、 T4的導(dǎo)通與否及導(dǎo)通與關(guān)斷的比例，以此來控制輸出 電壓的方向及正反向頻率。通過以上控制回路3，可使得充磁時(shí)，H橋逆變4 輸出恒定電壓；停磁時(shí)，H橋逆變4無輸出；退磁時(shí)，電壓正反向變化且幅值 逐漸衰減至零。
參照圖2的工作電路結(jié)構(gòu)圖，主回路部分四個(gè)全控功率管T1、 T2、 T3、 T4，如三極管、場效應(yīng)管等，以橋式連接形成H橋逆變4,在控制回路3 的作用下，H橋逆變4輸出幅值和方向均可調(diào)的直流電壓，繼電器K1并聯(lián)在 T3上，H橋逆變4輸出直接接電磁吸盤。當(dāng)輸入電壓時(shí)，電阻R2給電容C1 充電、延時(shí)2秒后繼電器K2閉合為輸出作好準(zhǔn)備；當(dāng)充磁時(shí)，閉合繼電器K1 的常開觸點(diǎn)、功率管T2采用PWM方式工作，輸出直流0 110V電壓；停磁 時(shí)，首先使功率管T3觸發(fā)導(dǎo)通，再斷開繼電器K1的觸點(diǎn)后撤消功率管T3觸
發(fā)的觸發(fā)脈沖以保正K1的觸點(diǎn)在零電流時(shí)切換；退磁時(shí)，功率管T1、 T3輪 換導(dǎo)通，相對應(yīng)地功率管T4、 T2輪換觸發(fā)導(dǎo)通，輸出方向正反變換，幅值逐 漸衰減至零電壓；停磁時(shí)，功率管T2、 T4無觸發(fā)脈沖，繼電器Kl無閉合信 號，其輸出為零。
參照圖3控制電路結(jié)構(gòu)圖，由多抽頭變壓器及整流、濾波、穩(wěn)壓電路等 組成，為整個(gè)控制部分提供所需的各種直接電壓源。
圖3所示為控制回路電路原理圖，從功用上可將其分為三部分，g卩外 部狀態(tài)控制、邏輯控制、功率管驅(qū)動，并且這三部分相互聯(lián)系，共同完成對 功率管(Tl、 T2、 T3、 T4)導(dǎo)通與否的控制。
1、 外部狀態(tài)控制部分，充磁時(shí)，通過外部狀態(tài)開關(guān)使端子P5、 P8接通， 光電耦合器U4輸入端上電，輸出端導(dǎo)通；退磁時(shí)，端子P5、 P7接通，光電 耦合器U5輸入端上電，輸出端導(dǎo)通；停磁時(shí)，端子P5、 P7、 P8都不接通， 無信號輸入。
2、 邏輯控制部分，由單片機(jī)IC10完成。它根據(jù)外部輸入狀態(tài)來控制繼 電器K1、功率管T1、 T2、 T3、 T4的打開與關(guān)閉及打開與關(guān)閉的比例完成輸出 可調(diào)節(jié)的充磁電壓，輸出方向正反變換，幅值逐漸衰減至零的退磁電壓及沒 有輸出的停磁狀態(tài)。
3、 功率管驅(qū)動，這部分主要由觸發(fā)器IC1、 IC2、 IC5等組成，對單片機(jī)
輸出的控制信號進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對功率管的可靠觸發(fā)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及積極效果本實(shí)用新型的磨床吸盤充退磁控制器經(jīng) 過測試后，各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。如充磁時(shí)功耗?。煌舜艜r(shí)間為6 秒左右；退磁精度高達(dá)2g/ cm2以下；其可靠性高；抗干擾性好；結(jié)構(gòu)簡單、 安裝方便。
權(quán)利要求1、一種磨床吸盤充退磁控制器，由主回路和控制回路組成，主回路包括H橋逆變電路，控制回路包括輸出電壓正反切換控制及輸出電壓幅值控制，交流電源分兩路分別連接在變壓器(1)和整流器(8)上，變壓器(1)與整流、穩(wěn)壓電路(2)連接，整流、穩(wěn)壓電路(2)與控制回路電路(3)連接，整流器(8)與H橋逆變器(4)連接，狀態(tài)控制(9)與單片機(jī)(7)連接，單片機(jī)(7)又兩路分別與濾波電路(6)和觸發(fā)器(5)連接，濾波電路(6)與H橋逆變器(4)連接，其特征在于所述H橋逆變電路(4)的一側(cè)上管兩端連接有一個(gè)繼電器(K1)，其中繼電器(K1)與功率管(T3)并聯(lián)并與濾波電路(6)連接，充磁時(shí)通過繼電器(K1)與功率管(T2)輸出可調(diào)節(jié)的直流電壓，退磁時(shí)(T1、T4與T2、T3)輪換導(dǎo)通輸出可調(diào)電壓，并直接與電磁吸盤連接；控制回路(3)由單片機(jī)(7)、光電藕合器(P521)、定時(shí)器(555、556)組成并相互連接，控制回路(3)對輸出電壓正反切換及輸出電壓幅值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨床吸盤充退磁控制器，其特征在于單片機(jī) (7)通過光電藕合器(P521)控制繼電器導(dǎo)通；通過光電藕合器(P521)、定時(shí)器(556)控制(T2)輸出可調(diào)節(jié)的直流電壓，退磁時(shí)單片機(jī)(7)通過光電 藕合器(P521)控制定時(shí)器(555)或(556)的觸發(fā)端使輸出端Q控制功率管 (Tl、 T4)和功率管(T2、 T3)輪換導(dǎo)通，同時(shí)單片機(jī)(7)輸出信號可調(diào)的 高頻脈沖，通過光電藕合器件(P521)控制定時(shí)器(555)或(556)的觸發(fā)端， 使輸出端Q觸發(fā)功率管(T2、 T4)導(dǎo)通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨床吸盤充退磁控制器，其特征在于單片機(jī)的 程序控制可根據(jù)不同磨床的技術(shù)指標(biāo)和不同材料的退磁曲線進(jìn)行編程、可根據(jù) 不同磨床的技術(shù)指標(biāo)調(diào)節(jié)充磁輸出電壓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨床吸盤充退磁控制器，其特征在于H橋逆變 器對角線的一側(cè)上管兩端并接一個(gè)繼電器(Kl)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了改進(jìn)的磨床吸盤充退磁控制器，主回路和控制回路組成，主回路包括H橋逆變電路，控制回路包括輸出電壓正反切換控制及輸出電壓幅值控制，H橋逆變電路一側(cè)上管兩端連接繼電器，其中繼電器與功率管并聯(lián)并與濾波電路連接，充磁時(shí)通過繼電器與功率管輸出可調(diào)節(jié)直流電壓，退磁時(shí)輪換導(dǎo)通輸出可調(diào)電壓，并直接與電磁吸盤連接；控制回路由單片機(jī)、光電耦合器、定時(shí)器組成并相互連接，控制回路對輸出電壓正反切換及輸出電壓幅值，本實(shí)用新型使充磁電壓可以調(diào)節(jié)，提高充磁精度，減小充磁時(shí)功耗，增強(qiáng)產(chǎn)品抗干擾和可靠性，H橋輸出可調(diào)節(jié)及優(yōu)良的退磁效果；經(jīng)測試各性能指標(biāo)均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，可靠性高，抗干擾性好，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。
文檔編號B24B7/00GK201064868SQ20072003204
公開日2008年5月28日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者王云富, 蔣高峰 申請人:西安鳴士機(jī)電開發(fā)有限公司