一种用于电火花线切割机床的智能一体化控制柜制造技术

本发明专利技术提供一种用于电火花线切割机床的智能一体化控制柜，包括主控模块、人机交互模块、驱动机构和放电波形采样检测模块，人机交互模块、驱动机构和放电波形采样检测模块与主控模块电连接，驱动机构和放电波形采样检测模块还与机床上的执行机构电连接，主控模块包括中央控制器、高频脉冲控制模块、用于存储加工步骤及辅助参数的第一存储单元和用于存储专家数据库的第二存储单元，高频脉冲控制模块、第一存储单元和第二存储单元与中央控制器电连接，高频脉冲控制模块还与机床上的执行机构电连接。一体化设计把原来独立设计和使用的驱动机构控制器和高频脉冲电源控制器融合成一个完整的系统，使用同一组芯片处理器管理设备的能量输出(即原有机床设备的高频脉冲电源柜)和动作执行(即机床电机控制器)，使得两者充分协调运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能控制领域，尤其涉及一种用于电火花线切割机床的智能一体化控制柜。
技术介绍
电火花线切割机(WireElectrical Discharge Machining 简称 WEDM)，属电加工范畴，是由前苏联拉扎联科夫妇研宄开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和专利技术了电火花加工方法。线切割机也于1960年专利技术于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。快走丝电火花线切割机床是我国独创的电火花线切割机床种类，与进口同类产品一一慢走丝电火花线切割机床相比，快走丝电火花线切割机床因其设备本身和使用成本低廉，得到普遍应用。电火花线切割机床有两大核心电子设备一一控制器与高频脉冲电源，控制器用来控制机床驱动机构与执行机构的动作，高频脉冲电源为电火花线切割加工提供能量输出。现有的大多数设计方案均是将两者分开独立设计，不能形成一个完整的系统，这就导致了两者不能充分协调运行以达到最佳加工效果。而且现有的设计方案并没有设置专家系统，机床操作人员需要根据经验设定高频脉冲参数以及控制器加工参数，因此导致了机床的使用门槛很高，需要经验丰富的操作人员才能达到较好的加工效果。同时现有的设计方案在采集工件加工状态信息的时候一般采用压频转换的方法，即采集加工状态的放电电压并以此选择对应的加工速度实现对机床驱动机构和执行机构的控制。这种方案由于采集加工状态参数单一，操作人员不能全面了解工件加工状态，不能及时做出相应的调整，因此很容易造成加工失败，导致加工速率降低，成本升高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种无需丰富的经验储备，普通操作人员就可实施良好加工并且能够有效降低加工成本的用于电火花线切割机床的智能一体化控制柜。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种用于电火花线切割机床的智能一体化控制柜，包括主控模块、人机交互模块、驱动机构和放电波形采样检测模块，人机交互模块、驱动机构和放电波形采样检测模块与主控模块电连接，驱动机构和放电波形采样检测模块还与机床上的执行机构电连接，主控模块包括中央控制器、高频脉冲控制模块、用于存储加工步骤及辅助参数的第一存储单元和用于存储专家数据库的第二存储单元，高频脉冲控制模块、第一存储单元和第二存储单元与中央控制器电连接，高频脉冲控制模块还与机床上的执行机构电连接。本专利技术的有益效果是:1.智能控制柜的一体化设计把原来独立设计和使用的驱动机构控制器和高频脉冲电源控制器融合成一个完整的系统，使用同一组芯片处理器管理设备的能量输出(即原有机床设备的高频脉冲电源柜)和动作执行(即机床电机控制器)，使得两者充分协调运行。2.设置专家数据库存储单元，将资深工程师的加工经验，即与各种加工任务相对应的高频脉冲的有关参数，如脉宽、脉间(即占空比)、电流电压，以及所对应的加工状态等编辑成数据形式存储到主控单元的第二存储单元中，形成专家数据库，配合最佳跟踪控制参数，使得加工能量的输出和执行机构的动作达到完美的配合协调。3.专家数据库存储单元的设置，使得机床设备的操作人员无需熟悉和了解电火花加工原理、高频脉冲电源的参数配置和使用，以及控制器的跟踪调节，就可以完成电火花线切割加工，从而降低了人工成本。作为优选，主控模块的中央控制器与高频脉冲控制模块集成化设计。电火花线切割加工过程中所需的高频脉冲由高频脉冲控制模块产生的多路脉冲波按要求组合而成，外加多路电子可控大功率高速开关管和高性能开关电源，可以实现任意所需要的加工脉冲波。并且高频脉冲控制模块由中央控制器根据放电波形采样检测模块反馈的加工状态参数信息进行直接控制，实现真正的智能化。作为优选，中央控制器采用集成有PWM控制器的微控制器芯片。作为优选，放电波形采样检测模块包括波形采样电路和基准电压可调的多路电压比较器组。波形采样电路采集机床加工状态的放电波形，然后通过基准电压可调的多路电压比较器组，得到脉宽、占空比、开路电压、放电电压、短路电压等参数，所得参数发送给中央控制器，由中央控制器根据这些状态参数调整高频脉冲电源的能量输出和驱动机构的运行速度。作为优选，人机交互模块包括用于将指令代码直接输入的键盘模块，用于将其他外围存储设备中的数据信息上传给主控单元的多功能输入输出接口，以及用于显示各种数据信息及加工状态的显示器模块。操作者可以直接从键盘手工输入3B加工代码，也可以通过多功能输入输出接口，由上位机传入事先编程好的3B格式加工代码，或者直接从U盘读入指定位置的加工代码等各种方式将所需加工的图形代码送入主控模块指令存储区内。作为优选，驱动机构采用无阻恒流驱动模式，可使电能利用率提高一倍以上，大大降低了整个设备的功耗，从而节约用电成本。作为优选，主控模块与执行机构之间还设有大功率开关管及开关电源。作为优选，驱动机构与执行机构之间设有开关电源。【附图说明】图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术主控模块结构示意图；图3是本专利技术人机交互模块结构示意图；图4是本专利技术放电波形采样检测模块结构示意图；图5是本专利技术采样波形示意图；图中所示:1、主控模块；2、人机交互模块；3、驱动机构；4、放电波形采样检测模块；5、执行机构；11、中央控制器；12、第一存储单元；13、第二存储单元；14、高频脉冲控制模块；21、显示模块；22、键盘模块；23、多功能输入输出接口 ；24、上位机或U盘等外设；41、放电波形采样电路；42、基准电压可调的多路电压比较器组。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的实施方式进行说明:本专利技术提供一种用于电火花线切割机床的智能一体化控制柜，如图1、图2所示，包括主控模块1、人机交互模块2、驱动机构3和放电波形采样检测模块4，人机交互模块2、驱动机构3和放电波形采样检测模块4与主控模块I电连接，驱动机构3和放电波形采样检测模块4还与机床上的执行机构5电连接，主控模块I包括中央控制器11、高频脉冲控制模块14、第一存储单元12和第二存储单元13，高频脉冲控制模块14、第一存储单元12和第二存储单元13分别与中央控制器11电连接，高频脉冲控制模块14还与机床的执行机构5电连接。中央控制器11还分别控制驱动机构3的动作和接收放电波形采样检测模块4发送的信息。智能控制柜的一体化设计把原来独立设计和使用的机床驱动机构控制器和高频脉冲电源控制器融合成一个完整的系统，使用同一组芯片处理器管理设备的能量输出(即原有机床设备的高频脉冲电源柜)和动作执行(即机床电机控制器)，使得两者充分协调运行。设置第二存储单元13，将资深工程师的加工当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电火花线切割机床的智能一体化控制柜，包括主控模块(1)、人机交互模块(2)、驱动机构(3)和放电波形采样检测模块(4)，所述人机交互模块(2)、驱动机构(3)和放电波形采样检测模块(4)与主控模块(1)电连接，所述驱动机构(3)和放电波形采样检测模块(4)还与机床上的执行机构(5)电连接，其特征在于：所述主控模块(1)包括中央控制器(11)、高频脉冲控制模块(14)、用于存储加工步骤及辅助参数的第一存储单元(12)和用于存储专家数据库的第二存储单元(13)，所述高频脉冲控制模块(14)、第一存储单元(12)和第二存储单元(13)分别与中央控制器(11)电连接，所述高频脉冲控制模块(14)还与机床上的执行机构(5)电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石鸿林，
申请(专利权)人：武汉鸿麟电子有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42