一種電火花線切割機床的變頻控制器系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于工業控制傳動及電加工技術領域，涉及一種電火花線切割機床的變頻控制器系統。
【背景技術】
[0002]早期的線切割機床采用電氣靠模控制切割軌跡。當時由于切割速度低，制造靠模比較困難，僅用于在電子工業中加工其他加工方法難以解決的窄縫等。上世紀六十年代中期，中國研制成功采用乳化液和快速走絲機構的高速走絲線切割機床，并相繼采用了數字控制和光電跟蹤控制技術。此后，隨著脈沖電源和數字控制技術的不斷發展以及多次切割工藝的應用，大大提高了切割速度和加工精度。
[0003]20世紀是變頻調速技術由誕生到發展的時代。特別是20世紀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展、DSP (數字信號處理器)和ASIC(專用集成電路)的快速發展以及新穎控制理論和技術(如磁場定向矢量控制、直接轉矩控制等)的完善，使變頻調速系統在調速范圍、調速精度、動態響應、功率因數、運行效率和使用方便等性能指標超過了直流調速系統，達到取代直流調速的地步，受到各行業的歡迎并取得顯著的經濟效益。
[0004]數控線切割電火花線切割機床由機械、電氣和工作液系統三大部分組成，其中電氣部分包括機床電路、脈沖電源、驅動電源和控制系統等。變頻控制器作為電火花線切割機床電氣部分的核心部件，主要應用了變頻調速控制技術，主要作用是控制運絲電機和工作液泵的運行，利用連續移動的細金屬絲(稱為電極絲)作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬，實現對工件連續切割及成型。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。
[0005]在對此控制系統的研宄和實踐過程中，本實用新型的研宄人發現:市面上有不少電火花線切割機床的變頻控制器系統采用了三線式外加多個繼電器的控制方式實現運絲電機轉向的切換以及脈沖電源火花放電的控制，該控制方式比較復雜，安裝工序多，成本較高，加之繼電器電路因觸點易碳化導致穩定性不高，使用壽命有限。
【發明內容】
[0006]本實用新型針對現有的技術存在上述問題，提出了一種電火花線切割機床的變頻控制器系統，該電火花線切割機床的變頻控制器系統無需外圍電路，直接提供控制接口，安裝簡單，控制方便。
[0007]本實用新型通過下列技術方案來實現:一種電火花線切割機床的變頻控制器系統，包括電源模塊、主板控制電路、人機界面和電機，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、開關電源電路、驅動電路構成，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電源電路的輸入端，開關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動電路的輸入端及人機界面的輸入/輸出端，驅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床的變頻控制器系統中，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床的變頻控制器系統中，人機界面為用于參數修改、輸入，狀態監測、顯示、查詢，如電壓顯示、頻率顯示、端子狀態顯示、故障查詢的觸摸顯示屏。
[0010]在上述的一種電火花線切割機床的變頻控制器系統中，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床的變頻控制器系統中，濾波電路為電解電容。
[0012]在上述的一種電火花線切割機床的變頻控制器系統中，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動電路連接。
[0013]在上述的一種電火花線切割機床的變頻控制器系統中，還包括串聯在AC/DC整流電路和濾波電路之間的上電保護電路，所述上電保護電路包括相互并聯的接觸器和充點電阻。
[0014]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:采用DSP+MCU雙核處理器技術，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、從而使得系統體積更小、成本更低。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型電火花線切割機床的變頻控制器系統電路原理圖。
[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、開關電源電路；6、主板控制電路；7、驅動電路；8、人機界面；9、上電保護電路；10、電機。
【具體實施方式】
[0017]以下是本實用新型的具體實施例，并結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。
[0018]如圖1所示，本實用新型實施例提供的電火花線切割機床的變頻控制器系統，能夠實現運絲電動機的啟動、停止、正反轉、多段速運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、開關電源電路5、主板控制電路6、驅動電路7、人機界面8、上電保護電路9和電機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、開關電源電路5、驅動電路7構成，主控板由主板控制電路6構成。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的輸入端以及開關電源電路5的輸入端，開關電源電路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的輸出端連接到驅動電路7的輸入端及人機界面8的輸入輸出端，驅動電路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變為脈動的直流電源，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換為平滑的直流電，供后級的DC/AC逆變電路4及開關電源電路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10上，控制電機10的運行；開關電源電路5通過高頻變壓器、開關管等元器件將輸入電路輸出電路進行電氣隔離，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、驅動電路7、人機界面8使用；主板控制電路6采用MCU+DSP雙核處理器經過專有程序算法處理后輸出三組PWM波信號，并將該信號送給驅動電路7 ;驅動電路7將從主板控制電路6接收到的三組PWM波信號經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；人機界面8與主板控制電路6進行雙向通訊，主板控制電路6輸出參數指令至人機界面8用于參數顯示或監視，人機界面8也可輸出參數指令至主板控制電路6用于傳遞程序控制指令。在本實施例中，電機為運絲電機。
[0020]需要說明的是，人機界面為用于參數修改、輸入，狀態監測、顯示、查詢，如電壓顯示、頻率顯示、端子狀態顯示、故障查詢的觸摸顯示屏。
[0021]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【主權項】
1.一種電火花線切割機床的變頻控制器系統，包括電源模塊、主板控制電路(6 )、人機界面(8)和電機(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)、開關電源電路(5)、驅動電路(7)構成，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)的輸入端以及開關電源電路(5)的輸入端，開關電源電路(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)的輸出端連接到驅動電路(7)的輸入端及人機界面(8)的輸入/輸出端，驅動電路(7)的輸出端連接到DC/AC逆變電路(4)的輸入端。
2.根據權利要求1所述的一種電火花線切割機床的變頻控制器系統，其特征在于，所述主板控制電路(6)采用MCU+DSP雙核處理器。
3.根據權利要求2所述的一種電火花線切割機床的變頻控制器系統，其特征在于，所述人機界面(8)為用于參數修改、輸入，狀態監測、顯示、查詢，如電壓顯示、頻率顯示、端子狀態顯示、故障查詢的觸摸顯示屏。
4.根據權利要求3所述的一種電火花線切割機床的變頻控制器系統，其特征在于，所述AC/DC整流電路(I)為單相整流橋。
5.根據權利要求4所述的一種電火花線切割機床的變頻控制器系統，其特征在于，濾波電路(3)為電解電容。
6.根據權利要求5所述的一種電火花線切割機床的變頻控制器系統，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動電路(7)連接。
7.根據權利要求1-6任意一項所述的一種電火花線切割機床的變頻控制器系統，其特征在于，還包括串聯在AC/DC整流電路(I)和濾波電路(3 )之間的上電保護電路(9 )，所述上電保護電路(9)包括相互并聯的接觸器和充點電阻。
【專利摘要】本實用新型提供了電火花線切割機床的變頻控制器系統，屬于工業控制傳動及電加工技術領域。它解決了現有技術中控制方式復雜、成本較高的問題。本控制器系統包括電源模塊、主板控制電路、人機界面和電機，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、開關電源電路、驅動電路構成，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電源電路的輸入端，開關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動電路的輸入端及人機界面的輸入/輸出端，驅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
【申請號】CN201520039431
【發明人】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