本發(fā)明涉及電火花加工領(lǐng)域，具體涉及一種電火花穿孔機旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置及方法。

背景技術(shù)：

在采用管狀工具電極高壓沖液的電火花穿孔加工中，較大幅值的管狀工具電極隨機振動將導(dǎo)致加工中與側(cè)壁短路和二次放電，降低了小孔加工精度和加工效率。旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速是影響管狀工具電極振動的重要因素，同一旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速下，不同直徑管狀工具電極所產(chǎn)生的隨機振動幅值大小也不同，管狀工具電極直徑越大隨機振動振幅越小，管狀工具電極直徑越小隨機振動振幅越大。在加工孔徑精度要求較高的場合下，進行穿孔加工需要合理選擇旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速，從而降低工具電極隨機振動振幅，提高加工精度。但是目前市場上絕大多數(shù)電火花穿孔機旋轉(zhuǎn)頭工作于恒轉(zhuǎn)速條件下，無法進行旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速的調(diào)整。專利號“200810013487.1”，專利名稱為“一種改善桶形穿孔機軋制毛管質(zhì)量的方法”的發(fā)明專利，公開了一種通過對穿孔機采用低速咬入高速軋制的速度控制方式軋制毛管,利用plc控制程序設(shè)定咬入速度、最高速度和最低速度，從而保證軋制的毛管前端壁厚均勻，軋制效率高，有效地提高了鋼管成材率和產(chǎn)量。但是該發(fā)明中對實現(xiàn)該功能的控制程序及電路未做說明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電火花穿孔機旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置及方法，實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速的調(diào)整。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種電火花穿孔機旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動模塊、主控制器、低壓無阻恒流驅(qū)動電路模塊、步進電機、電流檢測反饋電路模塊；

轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動模塊向所述主控制器輸入控制信號，主控制器同時接收電流檢測反饋電路的電流反饋輸入信號，主控制器將兩組信號調(diào)制后輸入到所述低壓無阻恒流驅(qū)動電路模塊，低壓無阻恒流驅(qū)動電路模塊驅(qū)動所述步進電機旋轉(zhuǎn)。

進一步的技術(shù)方案，轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動模塊包括撥碼開關(guān)sw1、光耦go1~go3、光耦輸入限流電阻r9~r11、光耦輸出限流電阻r15~r17，撥碼開關(guān)sw1左側(cè)端口1~3與+12v直流電源相連；右側(cè)端口4與電阻r11相連并串聯(lián)光耦go3輸入側(cè)二極管后接gnd端，光耦go3輸出側(cè)三極管一端與+3.3v相連，另一端與r17串聯(lián)后接gnd1端；右側(cè)端口5與電阻r10相連并串聯(lián)光耦go2輸入側(cè)二極管后接gnd端，光耦go2輸出側(cè)三極管一端與+3.3v相連，另一端與r16串聯(lián)后接gnd1端；右側(cè)端口6與電阻r9相連并串聯(lián)光耦go1輸入側(cè)二極管后接gnd端，光耦go1輸出側(cè)三極管一端與+3.3v相連，另一端與r15串聯(lián)后接gnd1端。

進一步的技術(shù)方案，低壓無阻恒流驅(qū)動電路模塊包括光耦ic2、光耦ic2輸入限流電阻r1、場效應(yīng)管q1、場效應(yīng)管q1輸入匹配電阻r5、鉗位二極管d1、去耦電容c1，光耦ic2的8腳與+12v相連，光耦ic2的2腳經(jīng)輸入限流電阻r1接+3.3v,光耦ic2的5腳接gnd端，光耦ic2的8腳與5腳之間并聯(lián)去耦電容c1，光耦ic2的6腳經(jīng)輸入匹配電阻r5與場效應(yīng)管q1柵極連接，場效應(yīng)管q1的柵極與源極之間并聯(lián)有鉗位二極管d1，場效應(yīng)管q1的源極接gnd端。

進一步的技術(shù)方案，電流檢測反饋電路模塊包括步進電機繞組l1、二極管d2、光耦u1、光耦u1輸入限流電阻r2、電流采樣電阻r3、光耦u1輸出上拉電阻r4，所述步進電機繞組l1、二極管d2的一端分別連接+12v,另一端與輸入限流電阻r2、電流采樣電阻r3相交一點，光耦u1的1腳與輸入限流電阻r2相連，光耦u1的2腳、電流采樣電阻r3與低壓無阻恒流驅(qū)動電路模塊的場效應(yīng)管q1漏極連接于ma0點，光耦的3腳接gnd1，反饋輸出上拉電阻r4另一端與+3.3v直流電源相連接。

一種采用電火花穿孔機旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置進行調(diào)速的方法，包含以下步驟：

（1）、轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動模塊將控制信號輸入給可編程的主控制器，主控制器依據(jù)輸入的控制信號輸出頻率可調(diào)的步進電機驅(qū)動環(huán)分信號；

（2）、電流檢測反饋電路模塊檢測到步進電機每相繞組電流達到設(shè)定的閥值后，對主控制器提供反饋輸入信號，主控制器接收到反饋輸入信號后對環(huán)分信號進行調(diào)制，然后輸出給低壓無阻恒流驅(qū)動電路模塊，低壓無阻恒流驅(qū)動電路模塊驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明采用低壓無阻恒流步進電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)頭，能夠在獲得較高轉(zhuǎn)速的同時，獲得較大的力矩，低壓無阻回路進一步降低了電源的能耗。

2、本發(fā)明實現(xiàn)了電火花穿孔機旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速的調(diào)整，進行穿孔加工時可以依據(jù)工具電極直徑選擇與之相匹配的旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速，進而達到影響和控制工具電極振幅、提高小孔加工精度和加工效率的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電火花穿孔機旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置組成示意圖；

圖2為圖1中轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動模塊電路圖；

圖3為圖1中主控制器電路圖；

圖4為圖1中低壓無阻恒流驅(qū)動電路模塊電路圖；

圖5為圖1中電流檢測反饋電路模塊電路圖。

具體實施方式

下面通過非限制性實施例，進一步闡述本發(fā)明，理解本發(fā)明。

如圖1-5所示，圖1為本發(fā)明電火花穿孔機旋轉(zhuǎn)頭調(diào)速裝置組成示意圖；包括轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動模塊、主控制器、低壓無阻恒流驅(qū)動模塊、步進電機、電流檢測反饋模塊；

圖2為本發(fā)明轉(zhuǎn)速設(shè)置及電路啟動模塊電路圖；它主要由撥碼開關(guān)sw1、光耦go1~go3、光耦輸入限流電阻r9~r11、光耦輸出限流電阻r15~r17組成。電路ⅰ、ⅱ用于設(shè)置旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速檔位；電路ⅲ產(chǎn)生啟動信號，啟動整個電路工作。其中電路ⅰ工作原理為：撥碼開關(guān)sw1左側(cè)端口1~3與+12v直流電源相連。右側(cè)端口4~6分別與電阻r9~r11相連。當撥碼開關(guān)sw1的1，6管腳接通后，電流流經(jīng)電阻r9、光耦go1輸入側(cè)二極管后回到gnd端，光耦go1輸入側(cè)導(dǎo)通。同時光耦輸出側(cè)導(dǎo)通，電流流經(jīng)r15后回到gnd1端，信號s1’由低電平變?yōu)楦唠娖健?/p>

電路ⅰ、ⅱ、ⅲ組成及工作原理相同。

圖3為本發(fā)明主控制器電路圖；它可以是復(fù)雜可編程邏輯器件，也可以是現(xiàn)場可編程門陣列器件。其作用在于依據(jù)輸入信號s1'、s2'、work'輸出頻率可調(diào)的步進電機環(huán)分控制信號clk1'~clk3'。同時接收電流反饋檢測模塊的電流反饋輸入信號clk1~clk3，主控制器再將這兩組信號進行脈寬調(diào)制后通過clk1'~clk3'輸出。

圖4為本發(fā)明低壓無阻恒流驅(qū)動模塊電路圖；它主要由光耦ic2、光耦ic2輸入限流電阻r1、場效應(yīng)管q1、場效應(yīng)管q1輸入匹配電阻r5、鉗位二極管d1、去耦電容c1組成。主控制器將脈寬調(diào)制后的脈沖信號clk1'輸入到光電耦合器ic2的3腳，經(jīng)隔離后，由6腳經(jīng)輸入匹配電阻r5輸出到場效應(yīng)管q1柵極，場效應(yīng)管q1漏極和源極導(dǎo)通；電流流過步進電機a相繞組l1、電流采樣電阻r3、場效應(yīng)管q1漏極和源極后回到gnd地。

圖5為本發(fā)明的電流檢測反饋模塊電路圖；它主要由步進電機繞組l1、光耦u1、光耦u1輸入限流電阻r2、電流采樣電阻r3、光耦u1輸出上拉電阻r4組成。光耦u1的2腳、電流采樣電阻r3與低壓無阻恒流驅(qū)動模塊的場效應(yīng)管q1漏極連接于ma0點，光耦的3腳接gnd1。反饋輸出上拉電阻r4另一端與+3.3v直流電源相連接。當電流采樣電阻r3兩端的電壓差值高于光耦u1導(dǎo)通所需閥值電壓后，光耦u1的4腳輸出信號clk1為低電平，信號clk1輸入給主控制器。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。