專利名稱：數字化集成脈沖電源芯片的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種芯片，尤其是用于快走絲及中走絲電火花線切割加工領域 的數字化集成脈沖電源芯片。
背景技術：
隨著我國經濟、軍事工業、模具工業和特種材料應用工業等的快速發展， 電火花加工技術也隨之得到了快速iU艮，這其中t艮最快、應用范圍最廣的當 屬數控電火花線切割才幾床。
上世紀70年代，我國科技人員自主創新開發成功了快走絲線切割機床，它 相對于國外高精度、高制造成本、高使用成本的慢走絲線切割機床，具有市場 需求大、銷售價格低、日常使用消耗成本低等三大優勢。并且，近年來，此類 機床在我國的年產量仍保持高速遞增。主要用于沖模、擠壓模、拉伸模、塑料 模，以及直接用于一些復雜形狀零件加工、超硬導電材料的切割加工。
現有技術中的快走絲線切割機多采用模擬脈沖電源，其脈沖類型單一、信
號源不穩定、抗干擾能力差，這是其公知的缺陷；少數采用數字電源系統，也 存如下缺點
1、 功能單一，只能產生并輸出單一類型和脈沖寬度范圍的脈沖波；
2、 性能一般，不能滿足單次切割和多次切割的精細加工的Wt要求；
3、 系統的可擴展性差，這使脈沖電源的升級變的困難，作為大型電子設備， 升級空間低是十分不可取的；
4、 脈沖寬度和脈間寬度很難控制在一個很小的范圍內，使加工工件表面粗 糙，且有明顯的切割條紋，難以達到精細加工要求；
5、 系統實時性差；
6、 抗干擾能力弱；
7、 大面積切割時電極絲的損耗大。
以上兩種電源形式均導致線切割加工的效率較低，可靠性差，加工工件表 面質量不穩定。
發明內容
本發明的目的在于提供一種集成化程度高、加工形式多樣、穩定可靠、抗 干擾能力強、功能可擴展性好的數字化集成脈沖電源芯片，實現了快走絲及中 走絲電火花線切割加工的精細化控制。
為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是
一種數字化集成脈沖電源芯片，它包括， 一個數據接收模塊，用于接收來 自上位PC機的第一組參數信號； 一個信號處理模塊，用于對包含第一組M信 號在內的至少一組^t信號進行桐故分離處理，并輸出多種控制參數； 一個波 形產生模塊，用于接收來自信號處理模塊的多種控制參數，根據控制^t輸出 至少兩路脈沖信號； 一個信號合成模塊，用于對波形產生模塊輸出的至少兩路 脈沖信號進行信號合成，并向加工作業部件輸出合成后的信號； 一個采樣模塊， 該采樣模塊實時的釆集來自加工作業部件的加工狀態信號，并對加工狀態信號 進行分離、去噪處理后，輸出第二組^:信號至信號處理模塊。
信號處理模塊用于對第二組參數信號進行判別處理，根據經過判別處理后 的第二組參數信號和第一組M信號，輸出優化處理后的多種控制參數至波形 產生模塊。
信號處理模塊包括 一個判斷與校驗模塊，用于判斷第一組參數的完整性 和正確性，輸出經檢驗有效的第一組參數信號或者輸出無效信號； 一個出錯終 止模塊，用于接收來自判斷與校驗模塊輸出的無效信號，并做出出錯提醒；一
個甄別模塊，用于接收經判斷與校驗模塊檢驗有效的第一組參數信號，并將其 分離成多種控制^。
脈沖信號包括連續脈沖信號、分組脈沖信號、高壓脈沖信號、梳狀脈沖信 號、等脈寬脈沖信號、前階梯波脈沖信號、后階梯波脈沖信號、雙階梯波脈沖 信號。
數字化集成脈沖電源芯片集成在兩片CPLD芯片上。CPLD為MAX7000系列芯片。
由于上述技術方案的釆用，本發明與現有技術相比具有以下優點
1、 集成化程度高、穩定可靠、可擴展性強CPLD芯片具有邏輯性強、響應 時間快、功耗小、可靠性高的優點，允許用戶通過編程配置實現所需的邏輯功 能。本發明將CPLD固有的優點加以運用，依靠合理的編程、配置，將多種功能 模塊集成在兩片CPLD芯片上，并且具有很強的可擴展性，便于產品升級；
2、 加工形式多樣集成了多種脈沖波發生器，可以根據加工工藝的需要產 生需要的任意一種獨立的脈沖波，而信號合成模塊又可以將多種分立的脈沖波 信號進行組合輸出；
3、 抗干擾能力強判斷與校驗模塊、出錯終止模塊對來自上位機控制和抽 樣反饋信號進行正確性和完整性的判斷，保證了輸出至波形產生模塊的控制參 數的正確性；
4、 精細化控制采樣模塊將加工作業部件實時的反饋至信號處理模塊，信 號處理模塊對來自上位機的第一組控制信號和來自加工作業部件的第二組控制 信號進行綜合處理并輸出優化處理后的多種控制參數，及時的調整加工方式。
附圖一為本發明的總體結構框附圖二為本發明信號處理模塊的細分結構框其中1、數據接收模塊；2、信號處理模塊；21、判斷與校驗模塊；22、 出錯終止模塊；23、甄別模塊；3、波形產生模塊；4、信號合成模塊；5、采樣 模塊；6、加工作業部件。
具體實施例方式
一種數字化集成脈沖電源芯片，它包括， 一個數據接收模塊l,用于接收來 自上位PC機的第 一組^lt信號；
一個信號處理模塊2,用于對包含第一組參數信號在內的至少一組^t信號 進行參數分離處理，并輸出多種控制參數，這些控制參數至少包括基準脈沖信 號、高壓脈沖信號、通訊信號、分組寬度、分組間隔、脈沖寬度Ton、脈間寬度 Toff、單脈沖放電能量、峰值電流強度、周期、前階波控制參數、后階波控制 M、電流控制參數、速度控制a、梳狀^t;
一個波形產生模塊3，用于接收來自信號處理模塊2的多種控制參數，根據 控制M輸出至少兩路脈沖信號；
一個信號合成模塊4,用于對波形產生模塊3輸出的至少兩路脈沖信號進行 信號合成或者選擇其中的一路信號進行輸出，并向加工作業部件6輸出組合脈 沖信號或者單一形式的脈沖信號；
一個采樣模塊5,該采樣模塊5實時的采集來自加工作業部件6的加工狀態 信號，并對加工狀態信號進行分離、去噪處理后，輸出第二組參數信號至信號 處理模塊2。
信號處理模塊2用于對第二組參數信號進行判別處理，根據經過判別處理 后的第二組參數信號和第 一組參數信號，輸出優化處理后的多種控制參數至波 形產生模塊3。 信號處理模塊2包括一個判斷與;^^r模塊21，用于判斷第一組M的完整 性和正確性，輸出經檢驗有效的第一組a信號和無效信號； 一個出錯終止模 塊22,對判斷與校驗模塊21輸出的無效信號做出出錯提醒； 一個甄別模塊23， 用于將經檢驗有效的第一組M信號分離成多種控制 ，并保存至暫存單元。
脈沖信號包括連續脈沖信號、分組脈沖信號、高壓脈沖信號、梳狀脈沖信 號、等脈寬脈沖信號、前階梯波脈沖信號、后階梯波脈沖信號、雙階梯波脈沖 信號，由于CPLD的可擴展性很好，通過合理的編程和配置，還可以集成更多的 脈沖信號發生器，產生更多種類的滿足生產需要的脈沖信號。
對于波形產生模塊3輸出的多路脈沖信號，以分組脈沖信號為例，在該模 塊中至少包括一個脈沖發生模塊和一個分組脈沖控制模塊與分組脈沖信號的產 生相關，根據信號處理模塊2輸出的多組控制參數生成相應的脈沖信號，通過 分組脈沖控制模塊來控制輸出的分組脈沖的個數和組數。
再以高壓脈沖信號為例，在信號合成模塊4中包含一個單獨的高壓脈沖信 號控制單元，實現對高壓脈沖信號的輸出控制。
該數字化集成脈沖電源芯片集成在兩片CPLD芯片上，具體的，所述的CPLD 為MAX7000系列芯片。
權利要求
1、一種數字化集成脈沖電源芯片，其特征在于它包括，一個數據接收模塊(1)，用于接收來自上位PC機的第一組參數信號；一個信號處理模塊(2)，用于對包含所述的第一組參數信號在內的至少一組參數信號進行參數分離處理，并輸出多種控制參數；一個波形產生模塊(3)，用于接收來自所述的信號處理模塊(2)的多種控制參數，根據所述的控制參數輸出至少兩路脈沖信號；一個信號合成模塊(4)，用于對所述的波形產生模塊(3)輸出的至少兩路脈沖信號進行信號合成，并向加工作業部件(6)輸出合成后的信號。
2、 根據權利要求l所述的數字化集成脈沖電源芯片，其特征在于它還包 括一個釆樣模塊(5 ),該采樣模塊(5 )實時的采集來自加工作業部件(6 )的 加工狀態信號，并對所述的加工狀態信號進行分離、去噪處理后，輸出第二組 M信號至所述的信號處理模塊(2 )。
3、 根據權利要求2所述的數字化集成脈沖電源芯片，其特征在于所述的 信號處理模塊(2)用于對所述的第二組;f^t信號進行判別處理，根據經過判別 處理后的所述的第二組參數信號和所述的第 一組#信號，輸出優化處理后的 多種控制參數至所述的波形產生模塊(3 )。
4、 根據權利要求l所述的數字化集成脈沖電源芯片，其特征在于所述的 信號處理模塊(2 )包括一個判斷與校驗模塊(21),用于判斷所述的第一組參數的完整性和正 確性，輸出經檢驗有效的第一組^^t信號或者輸出無效信號；一個出錯終止模塊(22)，用于接收來自所述的判斷與校驗模塊(21) 輸出的無效信號，并做出出錯提醒。
5、 根據權利要求4所述的數字化集成脈沖電源芯片，其特征在于所述的信號處理模塊(2)還包括一個甄別模塊'(23),用于接收經所述的判斷與校驗 模塊(21)檢驗有效的第一組參數信號，并將其分離成多種所述的控制參數。
6、 根據權利要求l所述的數字化集成脈沖電源芯片，其特征在于所述的 脈沖信號包括連續脈沖信號、分組脈沖信號、高壓脈沖信號、梳狀脈沖信號、 等脈寬脈沖信號、前階梯波脈沖信號、后階梯波脈沖信號、雙階梯波脈沖信號。
7、 根據權利要求l所述的數字化集成脈沖電源芯片，其特征在于它集成 在兩片CPLD芯片上。
8、 根據權利要求7所述的數字化集成脈沖電源芯片，其特征在于所述的 CPLD為MAX7000系列芯片。
全文摘要
一種數字化集成脈沖電源芯片，它包括，一個數據接收模塊，用于接收來自上位PC機的第一組參數信號；一個信號處理模塊，用于對包含第一組參數信號在內的至少一組參數信號進行參數分離處理，并輸出多種控制參數；一個波形產生模塊，用于接收來自信號處理模塊的多種控制參數，根據控制參數輸出至少兩路脈沖信號；一個信號合成模塊，用于對波形產生模塊輸出的至少兩路脈沖信號進行信號合成，并向加工作業部件輸出合成后的信號。是一種集成化程度高、加工形式多樣、穩定可靠、抗干擾能力強、功能可擴展性好的數字化集成脈沖電源芯片。
文檔編號B23H7/14GK101176937SQ20071019137
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月12日 優先權日2007年12月12日
發明者侯智武, 俊 李, 顏國華, 高堅強, 麻長平 申請人:蘇州新火花機床有限公司