本發(fā)明涉及一種數(shù)控脈沖電源，其用于電火花線切割機(jī)床作為放電電源。

背景技術(shù)：

用于電火花線切割機(jī)床的脈沖電源其輸出電壓都是預(yù)先設(shè)定好的，在電火花加工過程中無自動調(diào)壓功能，切割的進(jìn)給速度要與脈沖電源的電壓匹配，如果切割的進(jìn)給速度過快會使工件與電極絲接觸形成短路，如果切割的進(jìn)給速度過慢會使工件與電極絲之間形成開路，這兩種現(xiàn)象都會影響加工效率和加工質(zhì)量；為使電極絲和工件間維持合理的間隙，以產(chǎn)生火花放電，這需要操作者根據(jù)加工情況反復(fù)調(diào)整進(jìn)給參數(shù)，這給操作帶來極大的不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種數(shù)控脈沖電源，在一定的進(jìn)給速度范圍內(nèi)，數(shù)控脈沖電源能自動調(diào)節(jié)放電電壓，以保證電火花的形成。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種數(shù)控脈沖電源，其包括電壓調(diào)節(jié)電路、對電壓調(diào)節(jié)電路輸出的信號進(jìn)行功率放大的功率放大器以及檢測功率放大器輸出電流的電流檢測電路，其特征是，所述的電壓調(diào)節(jié)電路包括單片機(jī)IC1、T形電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器A1；T形電阻網(wǎng)絡(luò)由電阻R1-R8組成，單片機(jī)IC1的引腳P1.4通過電阻R8與電阻R3的一端連接，單片機(jī)IC1的引腳P1.5通過電阻R7與電阻R3的另一端連接，電阻R3的另一端與電阻R2的一端連接，單片機(jī)IC1的引腳P1.6通過電阻R6與電阻R2的另一端連接，電阻R2的另一端與電阻R1的一端連接，單片機(jī)IC1的引腳P1.7通過電阻R5與電阻R1的另一端連接，電阻R1的另一端通過電阻R4接地；電阻R3的一端接運(yùn)算放大器A1的同相輸入端，運(yùn)算放大器A1的反相輸入端與其輸出端連接，運(yùn)算放大器A1的輸出端與功率放大器的輸入端連接；功率放大器的輸出回路中接有作為負(fù)載的電極絲DJ和工件GJ；所述的電流檢測電路包括電流傳感器器DL，電流傳感器器DL檢測功率放大器輸出回路的電流，電流傳感器器DL輸出端的一端通過電阻R9與單片機(jī)IC1的引腳P1.0連接，電流傳感器器DL輸出端的另一端接地，單片機(jī)IC1的引腳P1.1接電位器W1的滑臂，電位器W1的兩端跨接在穩(wěn)壓電源VDD與地之間；在單片機(jī)IC1內(nèi)部程序的控制下，功率放大器能交替輸出低電壓脈沖和高電壓脈沖或連續(xù)輸出低電壓脈沖，在低電壓脈沖出現(xiàn)期間檢測短路電流，在高電壓脈沖出現(xiàn)期間檢測開路電流，高電壓脈沖的電壓值能根據(jù)電流信號自動調(diào)節(jié)，單片機(jī)IC1通過其串行口即引腳P3.0、P3.1與電火花線切割機(jī)床的主機(jī)通信傳遞檢測的電流信息。

本數(shù)控脈沖電源，通過單片機(jī)來自動控制放電脈沖的電壓值，使脈沖電源輸出脈沖電壓與切割速度相匹配，降低短路和開路出現(xiàn)的次數(shù)，保持火花放電正常，提高了加工效率和加工質(zhì)量，同時擺脫了依靠人工來調(diào)節(jié)切割速度的不便；在低電壓脈沖出現(xiàn)期間檢測短路電流，可防止電極絲損傷，當(dāng)工件離開電極絲時可防止出現(xiàn)拉弧，避免工件光潔度降低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路原理圖。

圖2為輸出電壓和輸出電路波形圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

一種數(shù)控脈沖電源，其包括電壓調(diào)節(jié)電路、對電壓調(diào)節(jié)電路輸出的信號進(jìn)行功率放大的功率放大器以及檢測功率放大器輸出電流的電流檢測電路，所述的電壓調(diào)節(jié)電路包括單片機(jī)IC1、T形電阻網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器A1；T形電阻網(wǎng)絡(luò)由電阻R1-R8組成，單片機(jī)IC1的引腳P1.4通過電阻R8與電阻R3的一端連接，單片機(jī)IC1的引腳P1.5通過電阻R7與電阻R3的另一端連接，電阻R3的另一端與電阻R2的一端連接，單片機(jī)IC1的引腳P1.6通過電阻R6與電阻R2的另一端連接，電阻R2的另一端與電阻R1的一端連接，單片機(jī)IC1的引腳P1.7通過電阻R5與電阻R1的另一端連接，電阻R1的另一端通過電阻R4接地；電阻R3的一端接運(yùn)算放大器A1的同相輸入端，運(yùn)算放大器A1的反相輸入端與其輸出端連接；單片機(jī)引腳VCC接穩(wěn)壓電源VDD，單片機(jī)的引腳GND接地。

單片機(jī)IC1的型號為89C2051，支持單片機(jī)工作外圍電路結(jié)構(gòu)如復(fù)位電路、振蕩電路為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，附圖中沒畫出。

單片機(jī)IC1的引腳P1.4-P1.7的并行輸出可在0000-1111之間變化，通過T形電阻網(wǎng)絡(luò)的傳遞使運(yùn)算放大器A1的輸出電壓有十六種值，當(dāng)引腳P1.4-P1.7上的輸出為0000時運(yùn)算放大器A1的輸出電壓最小，當(dāng)引腳P1.4-P1.7上的輸出為1111時運(yùn)算放大器A1的輸出電壓最大。

運(yùn)算放大器A1的輸出端與功率放大器的輸入端連接，功率放大器對運(yùn)算放大器A1的輸出信號進(jìn)行功率放大。功率放大器的輸出回路中接有作為負(fù)載的電極絲DJ和工件GJ；電極絲DJ和工件GJ之間有一火花放電間隙，該間隙與功率放大器輸出的脈沖電壓相關(guān)，脈沖電壓大時，放電間隙應(yīng)較大，脈沖電壓小時，放電間隙應(yīng)較小。

所述的電流檢測電路包括電流傳感器器DL，電流傳感器器DL檢測功率放大器輸出回路的電流，電流傳感器器DL由一有縫隙開口的環(huán)形導(dǎo)磁體和霍爾元件組成，通過磁場感應(yīng)霍爾元件的兩級輸出電壓，功率放大器的輸出導(dǎo)線從導(dǎo)磁體中穿過，霍爾元件的正極通過電阻R9與單片機(jī)IC1的引腳P1.0連接，霍爾元件的負(fù)極接地，單片機(jī)IC1的引腳P1.1接電位器W1的滑臂，電位器W1的兩端跨接在穩(wěn)壓電源VDD與地之間。單片機(jī)IC1的內(nèi)部設(shè)有一電壓比較器，其輸入端為引腳P1.0和引腳P1.1，引腳P1.1上的電壓為基準(zhǔn)電壓，當(dāng)引腳P1.0上電流信號電壓大于基準(zhǔn)電壓時電壓比較器輸出低電平，當(dāng)引腳P1.0上電流信號電壓小于基準(zhǔn)電壓時電壓比較器輸出高電平，電壓比較器的輸出狀態(tài)可通過軟件訪問。穩(wěn)壓管DW1的陰極接單片機(jī)IC1的引腳P1.0，穩(wěn)壓管DW1的陽極接地，穩(wěn)壓管DW1用來保護(hù)引腳P1.0，防止過壓。

穩(wěn)壓電源VDD，為單片機(jī)和運(yùn)算放大器提供工作電源。

單片機(jī)的時鐘頻率為12MHZ，在單片機(jī)IC1內(nèi)部程序的控制下，使單片機(jī)IC1的引腳P1.4-P1.7的電平狀態(tài)形成不同的組合，功率放大器能交替輸出低電壓脈沖和高電壓脈沖或連續(xù)輸出低電壓脈沖，其頻率在20KHZ左右，低電壓脈沖不足以產(chǎn)生火花放電，高電壓脈沖能產(chǎn)生火花放電，高電壓脈沖的電壓值也可調(diào)節(jié)；單片機(jī)IC1通過其串行口即引腳P3.0、P3.1能與電火花線切割機(jī)床的主機(jī)通信傳遞功率放大器輸出回路中的電流信息。

本發(fā)明的工作原理是，電火花線切割機(jī)床正常工作時，在一定切割速度下，單片機(jī)的控制脈沖電源交替輸出不能產(chǎn)生火花放電的低電壓脈沖和能產(chǎn)生火花放電的高電壓脈沖即放電脈沖，其電壓和電流波形如圖2中的t1區(qū)所示；

在低電壓脈沖出現(xiàn)期間，檢測功率放大器的輸出回路的輸出電流，如有電流則表示短路，脈沖電源連續(xù)輸出低電壓脈沖，繼續(xù)檢測短路電流，其電壓和電流波形如圖2中的t2區(qū)所示；單片機(jī)通過其串行口即引腳P3.0、P3.1發(fā)出一短路信號給電火花線切割機(jī)床的主機(jī)，通過主機(jī)的X、Y拖板的控制系統(tǒng)，使工件離開電極絲；采用低電壓脈沖來檢測短路電流，可防止電極絲損傷，當(dāng)工件離開電極絲時可防止出現(xiàn)拉弧，避免工件光潔度降低。

當(dāng)短路電流消失后，脈沖電源再繼續(xù)交替輸出低電壓脈沖和高電壓脈沖，這時的高電壓脈沖的電壓值是逐個升高呈階梯狀，其電壓和電流波形如圖2中的t3區(qū)所示；

在高電壓脈沖出現(xiàn)時，檢測輸出電流，如有電流則表示有火花放電，脈沖電源則按此時的放電脈沖電壓值交替輸出低電壓脈沖和高電壓脈沖；

在加工過程中如出開路現(xiàn)象說明放電脈沖電壓值偏高，單片機(jī)可調(diào)低放電脈沖電壓值；如出現(xiàn)短路現(xiàn)象單片機(jī)可調(diào)高放電脈沖電壓值；使放電脈沖電壓與切割進(jìn)給速度匹配以自動確定合適的火花放電間隙，擺脫依靠人工調(diào)整火花放電間隙的不便。為避免脈沖電源重新開機(jī)后又要再設(shè)定放電脈沖電壓值，可在運(yùn)行過程中通過單片機(jī)的串行口將引腳P1.7、P1.6、P1.5、P1.4的電平狀態(tài)數(shù)據(jù)，傳遞到主機(jī)由其存儲，引腳P1.7、P1.6、P1.5、P1.4的電平狀態(tài)數(shù)據(jù)對應(yīng)于調(diào)整后的放電脈沖電壓值，這樣需要時單片機(jī)可向主機(jī)調(diào)取。