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(guò)程中無(wú)自動(dòng)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(guò)快會(huì)使工件與電極絲接觸形成短路，如果切割的進(jìn)給速度過(guò)慢會(huì)使工件與電極絲之間形成開(kāi)路，這兩種現(xiàn)象都會(huì)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(lái)極大的不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)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(dòng)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(duì)電壓調(diào)節(jié)電路輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大器以及檢測(cè)功率放大器輸出電流的電流檢測(cè)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(guò)電阻R8與電阻R3的一端連接，單片機(jī)IC1的引腳P1.5通過(guò)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(guò)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(guò)電阻R5與電阻R1的另一端連接，電阻R1的另一端通過(guò)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(cè)電路包括電流傳感器器DL，電流傳感器器DL檢測(cè)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(guò)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(cè)短路電流，在高電壓脈沖出現(xiàn)期間檢測(cè)開(kāi)路電流，高電壓脈沖的電壓值能根據(jù)電流信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)，單片機(jī)IC1通過(guò)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(cè)的電流信息。

本數(shù)控脈沖電源，通過(guò)單片機(jī)來(lái)自動(dòng)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(kāi)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(shí)擺脫了依靠人工來(lái)調(diào)節(jié)切割速度的不便；在低電壓脈沖出現(xiàn)期間檢測(cè)短路電流，可防止電極絲損傷，當(dāng)工件離開(kāi)電極絲時(shí)可防止出現(xiàn)拉弧，避免工件光潔度降低。

附圖說(shuō)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(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

一種數(shù)控脈沖電源，其包括電壓調(diào)節(jié)電路、對(duì)電壓調(diào)節(jié)電路輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大器以及檢測(cè)功率放大器輸出電流的電流檢測(cè)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(guò)電阻R8與電阻R3的一端連接，單片機(jī)IC1的引腳P1.5通過(guò)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(guò)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(guò)電阻R5與電阻R1的另一端連接，電阻R1的另一端通過(guò)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(hào)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(méi)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(guò)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(shí)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(shí)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(duì)運(yùn)算放大器A1的輸出信號(hào)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(shí)，放電間隙應(yīng)較大，脈沖電壓小時(shí)，放電間隙應(yīng)較小。

所述的電流檢測(cè)電路包括電流傳感器器DL，電流傳感器器DL檢測(cè)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(kāi)口的環(huán)形導(dǎo)磁體和霍爾元件組成，通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)霍爾元件的兩級(jí)輸出電壓，功率放大器的輸出導(dǎo)線從導(dǎo)磁體中穿過(guò)，霍爾元件的正極通過(guò)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(hào)電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)電壓比較器輸出低電平，當(dāng)引腳P1.0上電流信號(hào)電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)電壓比較器輸出高電平，電壓比較器的輸出狀態(tài)可通過(guò)軟件訪問(wèn)。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(yáng)極接地，穩(wěn)壓管DW1用來(lái)保護(hù)引腳P1.0，防止過(guò)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(shí)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(guò)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(shí)，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(cè)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(cè)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(guò)其串行口即引腳P3.0、P3.1發(fā)出一短路信號(hào)給電火花線切割機(jī)床的主機(jī)，通過(guò)主機(jī)的X、Y拖板的控制系統(tǒng)，使工件離開(kāi)電極絲；采用低電壓脈沖來(lái)檢測(cè)短路電流，可防止電極絲損傷，當(dāng)工件離開(kāi)電極絲時(shí)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(shí)的高電壓脈沖的電壓值是逐個(gè)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(shí)，檢測(cè)輸出電流，如有電流則表示有火花放電，脈沖電源則按此時(shí)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(guò)程中如出開(kāi)路現(xiàn)象說(shuō)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(dòng)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(kāi)機(jī)后又要再設(shè)定放電脈沖電壓值，可在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)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(chǔ)，引腳P1.7、P1.6、P1.5、P1.4的電平狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于調(diào)整后的放電脈沖電壓值，這樣需要時(shí)單片機(jī)可向主機(jī)調(diào)取。