專(zhuān)利名稱(chēng)：用于印刷電路板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于印刷電路板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種變頻器，具體是指一種用于印刷電路板鉆床用全數(shù)字高頻 變頻器。
背景技術(shù)：
[0002]目前，印刷線路板鉆孔機(jī)床用的變頻器，通常是由一個(gè)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)主 軸，它只能對(duì)多個(gè)主軸的總電流和PTC進(jìn)行監(jiān)控，且沒(méi)有將主軸速度反饋、水流檢測(cè)等 信號(hào)連入變頻器參與監(jiān)控，因此很難通過(guò)變頻器檢測(cè)和預(yù)防每一個(gè)主軸的故障。而一旦 變頻器出現(xiàn)故障，會(huì)直接影響多個(gè)主軸的使用，甚至使整臺(tái)機(jī)床停止工作，嚴(yán)重影響生 產(chǎn)效率。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種印刷電路板鉆床用的使用方便、安 全可靠的數(shù)字高頻變頻器。[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是提供一種用于印刷電路 板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器，其包括以下模塊DSP主控模塊，包括多個(gè)獨(dú)立的DSP控 制單元，用于控制下述變頻器模塊進(jìn)而控制鉆床各主軸工作；變頻器模塊，包括多個(gè)獨(dú) 立的變頻控制單元，受DSP主控模塊控制，分別與鉆床各主軸連接，實(shí)現(xiàn)鉆床各主軸獨(dú) 立控制；電源模塊，其將輸入的220V三相交流電源經(jīng)三相整流電路、電容充電電路、變 頻器母線電源輸出電路輸出給變頻器模塊提供變頻器模塊所需的直流電壓，該電壓即一 般為3IOV直流電壓。[0005]具體的，所述DSP控制單元包括DSP控制電路及與其連接的下述模塊通信電 路，所述通訊電路連接變頻器模塊與DSP控制電路實(shí)現(xiàn)二者通訊；調(diào)頻調(diào)壓緩沖電路， 輸出端與變頻器模塊連接，緩沖DSP控制電路輸出的調(diào)壓、調(diào)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)變頻器控制； 主軸速度檢測(cè)電路，檢測(cè)鉆床各主軸速度信號(hào)處理后傳輸給DSP控制電路；主軸PTC檢 測(cè)電路，檢測(cè)鉆床各主軸溫度信號(hào)處理后傳輸給DSP控制電路；[0006]優(yōu)選的，所述主軸速度檢測(cè)電路、主軸PTC檢測(cè)電路與DSP控制電路之間設(shè)隔 離電路。[0007]具體的，所述獨(dú)立的變頻控制單元包括依次連接的調(diào)壓電路、調(diào)頻電路、濾 波電路，三者組成主軸驅(qū)動(dòng)電路，所述調(diào)壓電路、調(diào)頻電路根據(jù)DSP控制電路信號(hào)將輸 入的310V直流電壓進(jìn)行調(diào)壓調(diào)頻并濾波處理后輸出用于控制主軸工作；另在DSP控制電 路信號(hào)與調(diào)壓電路、調(diào)頻電路之間分別設(shè)調(diào)壓隔離電路、調(diào)頻隔離電路實(shí)現(xiàn)DSP信號(hào)的 隔離輸入；電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路，與主軸驅(qū)動(dòng)電路連接，用于檢測(cè)主軸驅(qū)動(dòng)電 路中的工作電壓及電流，并將檢測(cè)到的信號(hào)輸出給DSP控制電路；輸入輸出隔離電路， 用于DSP與外部信號(hào)間的電氣隔離，防止強(qiáng)電進(jìn)入弱電信號(hào)燒毀控制電路；多路隔離輸 出電源電路，其引入MV直流電源轉(zhuǎn)化后為變頻控制單元內(nèi)各功能電路提供電源。[0008]具體的，所述電源模塊進(jìn)一步包括單片機(jī)控制電路及與其連接的母線過(guò)壓/欠 壓檢測(cè)電路、電源故障報(bào)警電路；所述單片機(jī)電路與電容充電電路連接，母線過(guò)壓/欠 壓檢測(cè)電路、過(guò)壓釋放電路均與變頻器母線電源輸出電路連接。[0009]所述電源模塊進(jìn)一步包括隔離輸出電源電路，其將直流MV電源引入并轉(zhuǎn)化 后為單片機(jī)電路、電容充電電路、母線過(guò)壓/欠壓檢測(cè)電路、過(guò)壓釋放電路提供工作電 源。[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果如下所述數(shù)字變頻器能夠?qū)︺@床上每 一個(gè)主軸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，變頻器模塊中一個(gè)變頻控制單元驅(qū)動(dòng)一個(gè)主軸，對(duì)各自驅(qū)動(dòng)主 軸的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、PTC能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控，各變頻控制單元均可獨(dú)立控制，互不聯(lián) 系，對(duì)昂貴的主軸進(jìn)行全面的監(jiān)控和可靠的保護(hù)，減少客戶的使用投入。


[0011]附圖1是所述數(shù)字變頻器中用于控制每個(gè)變頻控制單元的DSP控制單元組成示 意框圖；[0012]附圖2是所述數(shù)字變頻器中用于驅(qū)動(dòng)單個(gè)鉆床主軸的變頻控制單元組成示意框 圖；[0013]附圖3是本實(shí)用新型所述數(shù)字變頻器中電源模塊組成示意框圖。
具體實(shí)施方式
[0014]
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。[0015]一臺(tái)印刷電路板鉆床可配置多個(gè)主軸，這些主軸一般都采用價(jià)格非常昂貴的高 速高精密氣浮軸承主軸，運(yùn)行過(guò)程中稍有不慎就會(huì)造成損壞。因此，本實(shí)用新型所述 數(shù)字變頻器采用多個(gè)變頻模塊分別對(duì)每個(gè)主軸進(jìn)行控制，而針對(duì)每個(gè)變頻模塊配置一個(gè) DSP控制模塊，通過(guò)變頻器DSP優(yōu)化算法的高精度控制和對(duì)主軸的電壓、電流、溫度等 重要參數(shù)的實(shí)時(shí)采集監(jiān)控，確保每一個(gè)鉆床主軸的安全可靠運(yùn)行。[0016]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型所述全數(shù)字高頻變頻器中每個(gè)變頻控制單元的DSP控制單 元包括DSP控制電路及與其連接的通信電路、調(diào)頻調(diào)壓緩沖電路、主軸速度檢測(cè)電路、 主軸PTC檢測(cè)電路等。所述調(diào)頻調(diào)壓緩沖電路輸出端與變頻器模塊中每個(gè)變頻控制單元 連接，緩沖DSP控制電路輸出的調(diào)壓、調(diào)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)主軸變頻控制。所述通信電路實(shí)現(xiàn) DSP芯片與機(jī)床主控電腦的通信，DSP芯片在控制變頻器的同時(shí)，將采集到的電壓、電 流、轉(zhuǎn)速、PTC等信息返回機(jī)床主控電腦，使機(jī)床主控電腦能夠?qū)ψ冾l器實(shí)施監(jiān)控和操 作。[0017]為保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定，避免干擾，主軸速度檢測(cè)電路、主軸PTC檢測(cè)電路與 DSP控制電路之間設(shè)有隔離電路。[0018]DSP控制單元中各電路供電由電源模塊中引入MV直流電壓經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后輸出 5V、5.1V、3.3V為各電路供電。該模塊中的電源電路與主軸速度檢測(cè)電路之間還可設(shè)隔 離電路。[0019]參照?qǐng)D2，所述全數(shù)字高頻變頻器中各獨(dú)立的變頻控制單元包括依次連接的 調(diào)壓電路、調(diào)頻電路、濾波電路，三者組成主軸驅(qū)動(dòng)電路，所述調(diào)壓電路、調(diào)頻電路根據(jù)DSP控制電路信號(hào)將輸入的310V直流電壓進(jìn)行調(diào)壓調(diào)頻并濾波處理后輸出用于控制主 軸工作；另在DSP控制電路信號(hào)與調(diào)壓電路、調(diào)頻電路之間分別設(shè)調(diào)壓隔離電路、調(diào)頻 隔離電路實(shí)現(xiàn)DSP信號(hào)的隔離輸入；電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路，與主軸驅(qū)動(dòng)電路連 接，用于檢測(cè)主軸驅(qū)動(dòng)電路中的工作電壓及電流，并將檢測(cè)到的信號(hào)輸出給DSP控制電 路；輸入輸出隔離電路，用于DSP與外部信號(hào)間的電氣隔離，防止強(qiáng)電進(jìn)入弱電信號(hào)燒 毀控制電路；多路隔離輸出電源電路。該模塊的電源提供是引入電源模塊中MV直流電 源轉(zhuǎn)化后為變頻控制單元內(nèi)各功能電路提供電源。[0020]參照?qǐng)D3，所述全數(shù)字高頻變頻器中電源模塊包括三相整流電路、電容充電電 路、變頻器母線電源輸出電路、隔離輸出電源電路等。[0021]電源模塊一路將輸入的220V三相交流電源經(jīng)三相整流電路、電容充電電路、變 頻器母線電源輸出電路輸出給變頻器模塊提供變頻器模塊所需的直流電壓。另一路將直 流MV電源引入并轉(zhuǎn)化后為單片機(jī)電路、電容充電電路、母線過(guò)壓/欠壓檢測(cè)電路、過(guò)壓 釋放電路提供工作電源。[0022]所述電源模塊還包括單片機(jī)控制電路及與其連接的母線過(guò)壓/欠壓檢測(cè)電路、 電源故障報(bào)警電路；所述單片機(jī)電路與電容充電電路連接，母線過(guò)壓/欠壓檢測(cè)電路、 過(guò)壓釋放電路均與變頻器母線電源輸出電路連接。[0023]具體實(shí)施時(shí)，為了保證電壓、電流等重要參數(shù)采樣的準(zhǔn)確性，所述電源模塊中 多次采用基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，采用專(zhuān)用芯片及其簡(jiǎn)潔的外圍電路，產(chǎn)生多種基準(zhǔn)電壓， 為各個(gè)信號(hào)檢測(cè)電路提供可靠依據(jù)。[0024]整個(gè)變頻器電路中，強(qiáng)電電路和弱電電路交錯(cuò)運(yùn)行，強(qiáng)電電壓很容易進(jìn)入弱電 電路中，將電路燒毀。因此，可以采用自激式開(kāi)關(guān)電路為整個(gè)變頻器提供多路隔離輸出 的直流電源。[0025]具體實(shí)施時(shí)，電源模塊、變頻模塊、DSP控制模塊分別設(shè)置于一塊板上，并采 用一個(gè)轉(zhuǎn)接板，變頻器所有的輸入/輸出、模塊間的連接都通過(guò)轉(zhuǎn)接板完成。變頻器所 需的三相220V主電源、+MV控制電源、與機(jī)床的主控電腦通信信號(hào)以及主軸的PTC、 轉(zhuǎn)速、水流信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)接板送入電源模塊板和變頻模塊板，經(jīng)過(guò)處理再由轉(zhuǎn)接板上每一 個(gè)變頻模塊對(duì)應(yīng)的接線端子輸出主軸驅(qū)動(dòng)電源。[0026]對(duì)變頻器的參數(shù)設(shè)定是通過(guò)對(duì)軟件的操作進(jìn)行的，在機(jī)床軟件中填入主軸的參 數(shù)和變頻器相關(guān)的工作選項(xiàng)，并將這些參數(shù)通過(guò)RS485總線傳送給各DSP芯片，完成對(duì) 變頻器參數(shù)的設(shè)定。[0027]本實(shí)用新型中未具體描述的模塊均為現(xiàn)有技術(shù)中的成熟模塊，因此不對(duì)其具體 實(shí)現(xiàn)方式贅述。[0028]上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不局 限于此，在任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組 合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于印刷電路板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器，其特征在于包括DSP主控模塊，包括多個(gè)獨(dú)立的DSP控制單元，用于控制下述變頻器模塊進(jìn)而控制 鉆床各主軸工作；變頻器模塊，包括多個(gè)獨(dú)立的變頻控制單元，分別受DSP主控模塊中各DSP控制單 元控制，分別與鉆床各主軸連接，實(shí)現(xiàn)鉆床各主軸獨(dú)立控制；電源模塊，其將輸入的220V三相交流電源經(jīng)三相整流電路、電容充電電路、變頻器 母線電源輸出電路輸出給變頻器模塊提供變頻器模塊所需的直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于印刷電路板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器，其特征在于 所述獨(dú)立的變頻控制單元包括依次連接的調(diào)壓電路、調(diào)頻電路、濾波電路，三者組成主軸驅(qū)動(dòng)電路，所述調(diào)壓電 路、調(diào)頻電路根據(jù)DSP控制單元信號(hào)將輸入的310V直流電壓進(jìn)行調(diào)壓調(diào)頻并濾波處理后 輸出用于控制主軸工作；調(diào)壓隔離電路、調(diào)頻隔離電路，用于DSP控制單元信號(hào)與調(diào)壓電路、調(diào)頻電路的隔 離輸入；電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路，與主軸驅(qū)動(dòng)電路連接，用于檢測(cè)主軸驅(qū)動(dòng)電路中的 工作電壓及電流，并將檢測(cè)到的信號(hào)輸出給DSP控制單元；輸入輸出隔離電路，用于DSP控制單元與外部信號(hào)間的電氣隔離，防止強(qiáng)電進(jìn)入弱 電信號(hào)燒毀控制電路；多路隔離輸出電源電路，其引入MV直流電源轉(zhuǎn)化后為變頻控制單元內(nèi)各功能電路 提供電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于印刷電路板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器，其特征在于 所述DSP控制單元包括DSP控制電路及與其連接的通信電路，連接變頻器模塊與DSP控 制電路實(shí)現(xiàn)二者通訊；調(diào)頻調(diào)壓緩沖電路，輸出端與變頻器模塊連接，緩沖DSP控制電路輸出的調(diào)壓、調(diào) 頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)變頻器控制；主軸速度檢測(cè)電路，檢測(cè)鉆床各主軸速度信號(hào)處理后傳輸給DSP控制電路；主軸PTC檢測(cè)電路，檢測(cè)鉆床各主軸溫度信號(hào)處理后傳輸給DSP控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于印刷電路板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器，其特征在于 所述主軸速度檢測(cè)電路、主軸PTC檢測(cè)電路與DSP控制電路之間設(shè)隔離電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于印刷電路板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器，其特征在于 所述電源模塊進(jìn)一步包括單片機(jī)控制電路及與其連接的母線過(guò)壓/欠壓檢測(cè)電路、電源 故障報(bào)警電路；所述單片機(jī)電路與電容充電電路連接，母線過(guò)壓/欠壓檢測(cè)電路、過(guò)壓 釋放電路均與變頻器母線電源輸出電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于印刷電路板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器，其特征在于 所述電源模塊進(jìn)一步包括隔離輸出電源電路，其將直流MV電源引入并轉(zhuǎn)化后為單片機(jī) 電路、電容充電電路、母線過(guò)壓/欠壓檢測(cè)電路、過(guò)壓釋放電路提供工作電源。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于印刷電路板鉆床的全數(shù)字高頻變頻器。所述變頻器包括DSP主控模塊，包括多個(gè)獨(dú)立的DSP控制單元，用于控制下述變頻器模塊進(jìn)而控制鉆床各主軸工作；變頻器模塊，包括多個(gè)獨(dú)立的變頻控制單元，分別受DSP主控模塊中各DSP控制單元控制，分別與鉆床各主軸連接，實(shí)現(xiàn)鉆床各主軸獨(dú)立控制；電源模塊，其將輸入的220V三相交流電源經(jīng)三相整流電路、電容充電電路、變頻器母線電源輸出電路輸出給變頻器模塊提供變頻器模塊所需的直流電壓。所述數(shù)字變頻器各變頻控制單元均可獨(dú)立控制，互不聯(lián)系，對(duì)昂貴的主軸進(jìn)行全面的監(jiān)控和可靠的保護(hù)，減少客戶的使用投入。
文檔編號(hào)H02M7/04GK201812185SQ20102056087
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者周啟發(fā), 蔡向林, 鄔振平, 郝平, 陳剛 申請(qǐng)人:惠州市大亞灣天馬電子機(jī)械有限公司