有阻脉冲电源线切割间隙放电状态检测电路制造技术

有阻脉冲电源线切割间隙放电状态检测电路。涉及一种有阻脉冲电源检测电路，尤其涉及有阻脉冲电源线切割间隙放电状态检测电路。判断精准、结构紧凑、运行稳定。高频直流电压正端（P100）经过工件、钼丝、分流器FLQ、跨接线CB1、限流电阻R1～R9、限流电阻通断开关S1～S9至高频直流电压负端（G100）形成回路，所述高频直流电压正端与工件之间设有A连接端，所述钼丝与分流器FLQ之间设有B连接端;所述A连接端和B连接端形成间隙电压取样端；所述间隙电压取样端上设有依次连接的稳压模块、整合模块、电压跟随模块、锁相环U1、光耦OP2和单片机。本实用新型专利技术具有判断精准、结构紧凑、运行稳定等特点。

【技术实现步骤摘要】
有阻脉冲电源线切割间隙放电状态检测电路
本技术涉及一种有阻脉冲电源检测电路，尤其涉及有阻脉冲电源线切割间隙状态检测电路。
技术介绍
现有快走丝线切割机床控制系统一般采用有阻脉冲电源，该方法的缺点是由于采用了限流电阻，使得大部分能量都消耗在限流电阻上。但由于该方法的优点是控制简单、容易实现，因此仍然广泛适用于快走丝线切割机床。现有快走丝线切割机床有阻脉冲电源工件与钼丝间隙放电状态检测方法一般有：峰值电压检测法、间隙平均电压检测法、高频分量检测法、击穿延迟法等，其中峰值电压检测法是目前最常采用的一种方法，主要是其实时性好。峰值电压检测法，就是利用单个脉冲放电的峰值电压的区别来区分不同的放电状态，其检测依据就是线切割加工过程中间隙电压可分为三种状态：正常间隙放电状态，工件正常切割；无效间隙放电状态，此时相当于开路状态，工件不能被切割；有害间隙放电状态，其中包括不稳定电弧放电状态、稳定电弧放电状态、短路状态，其中短路状态危害较大，容易形成断丝，不稳定电弧放电状态、稳定电弧放电状态危害相对较小。区分这三种状态的方法主要是：根据统计数据，一般正常加工时工件和钼丝之间的间隙电压为20V～40V之间，分别设置对应的门限电压，根据实际间隙电压的检测值对加工状态进行判断，当判断为开路状态时，表明本次间隙放电过程已结束，步进电机动作使工件向靠近钼丝方向移动以形成下一次放电。当判断为短路状态时，步进电机动作使工件向远离钼丝方向移动以切断放电通道。当正常间隙放电时，步进电机不动作。但由于间隙放电过程极其复杂，很难有一个恒定的间隙电压门限值将这三种过程进行完全区分，由于脉冲电源中的大容量电解电容的存在，即使工件与钼丝短路时间隙电压也不可能在瞬间下降到很小值，甚至此时间隙电压值还可能进入正常加工间隙电压值范围内，这也是峰值电压检测法的主要缺点。图1为线切割机床有阻脉冲电源工作方式示意图。高频直流电压正端P100经过工件、钼丝、分流器FLQ、跨接线CB1、限流电阻R1～R9、限流电阻通断开关S1～S9至高频直流电压负端G100形成回路，其中跨接线CB1为本技术后续方案说明时设置，正常电路中无工件和钼丝之间的A、B端为间隙电压取样端，送面板直流电压表计量显示，工件与钼丝间隙状态的峰值电压检测法的取样端也为A、B端。分流器FLQ的B、C端为间隙电流取样端，送面板直流电流表计量显示。图2为线切割加工间隙放电的三种状态示意图。间隙电压可分为三种状态：（1）正常间隙放电状态，即图2中电压U2～U1之间，图2中U=(U1+U2)/2；（2）无效间隙放电状态，即图2中电压U1以上部分，此时相当于开路状态；（3）有害间隙放电状态，即图2中电压U2以下部分，其中包括不稳定电弧放电状态、稳定电弧放电状态、短路状态，其中短路状态危害较大，容易形成断丝，不稳定电弧放电状态、稳定电弧放电状态危害相对较小。线切割加工时，根据实际间隙电压的检测值对加工状态进行判断，当判断为开路状态时，表明本次间隙放电过程已结束，步进电机动作使工件向靠近钼丝方向移动以形成下一次放电。当判断为短路状态时，步进电机动作使工件向远离钼丝方向移动以切断放电通道。当正常间隙放电时，步进电机不动作。现有专利文献中，如中国专利，申请号为201610559510，专利名称为一种线切割机床控制系统；提出了一种峰值电压检测法，也是目前快走丝线切割机床控制系统中常用的一种峰值电压检测方法，专利文献中的图2，即本案中的图3。该方法的工作原理为:对间隙电压进行取样，通过稳压二极管2V2～2V4去除短路时间隙电压，电阻2R1的作用为稳定电路用，电容2C1为滤波电容，用以滤除间隙电压中的高频成分，整流二极管2V5为防反二极管，以保证电容2C1不对电阻2R1进行反向放电。稳压二极管2V5起限压作用。单刀双掷开关用以在模拟状态和自动状态之间进行切换。电容2C1、电阻2R2、电位器2R4、电阻2R5形成吸放回路，以形成较为稳定的、滤除高频脉冲的间隙电压峰值，其中电位器2R4主要用于调节脉冲间隙电压峰的取样值，使后面锁相环2D1的压控振荡器输出端4脚的频率输出信号更好地反映实际间隙电压，从而提高切割效率及加工过程的稳定性。滤除高频脉冲后的间隙电压峰值经三极管2V7组成的同相放大电路送锁相环2D1的压控振荡器输入端9脚。本电路只利用了锁相环的内部滤波器、压控振荡器部分，用以进一步滤除输入电压中的高频成分，并转换为对应的频率输出信号送单片机进行处理。单片机根据输入信号的频率即可推算出间隙电压值，并据此决定控制步进电机的动作。图3所示的间隙电压检测电路能实时监测脉冲的间隙电压，但也存在以下不足：（1）该电路中取样端与后续信号处理部分没有进行电气隔离，使得放电电压中的高频成分对后续处理部分形成干扰，增加了误判率。（2）由于间隙放电过程极其复杂，很难有一个恒定的间隙电压门限值将这三种过程进行完全区分，由于脉冲电源中的大容量电解电容的存在，即使工件与钼丝短路时间隙电压也不可能在瞬间下降到很小值，甚至此时间隙电压值还可能进入正常加工间隙电压值范围内，如图4所示。
技术实现思路
本技术针对以上问题，提供了一种判断精准、结构紧凑、运行稳定的一种有阻脉冲电源线切割间隙状态检测电路。本技术的技术方案是：高频直流电压正端P100经过工件、钼丝、分流器FLQ、跨接线CB1、限流电阻R1～R9、限流电阻通断开关S1～S9至高频直流电压负端G100形成回路，所述高频直流电压正端与工件之间设有A连接端，所述钼丝与分流器FLQ之间设有B连接端;所述A连接端和B连接端形成间隙电压取样端；所述间隙电压取样端上设有依次连接的稳压模块、整合模块、电压跟随模块、锁相环U1、光耦OP2和单片机；所述光耦OP2的第一引脚通过电阻R12分别与所述锁相环U1的第3引脚和所述锁相环U1的第4引脚连接；所述光耦OP2的第二引脚接地，所述光耦OP2的第四引脚通过电阻R16与电源连接；所述单片机与光耦OP2的第四引脚连接；所述光耦OP2的第三引脚接地；所述锁相环U1的第5引脚接地；所述锁相环U1的第6引脚和所述锁相环U1的第7引脚之间设有电容C1；所述电容C1的一端与锁相环U1的第6引脚连接，所述电容C1的另一端与锁相环U1的第7引脚连接；所述锁相环U1的第5引脚和锁相环U1的第8引脚分别接地；所述锁相环U1的第9引脚与电压跟随模块连接；所述锁相环U1的第11引脚通过电阻R11接地；所述锁相环U1的第12引脚通过电阻R10与电源连接；所述锁相环U1的第16引脚与电源连接。所述稳压模块包括稳压二极管V0、稳压二极管V1、稳压二极管V2、防反二极管V3和电阻R13；所述稳压二极管V0的负极连接端与A连接端连接，所述稳压二极管V0的正极连接端与所述稳压二极管V1的负极连接端连接；所述稳压二极管V1的正极连接端与稳压二极管V2的负极连接端连接，所述稳压二极管V2的正极连接端与所述防反二极管V3的正极连接端连接；所述防反二极管V3的负极连接端与整合模块连接；所述电阻R13的输入端连接在稳压二极管V2和防反二极管V3之间，所述电阻R13的输出端与B连接端连接；所述稳压二极管V0上并接有跨接片JP1；稳压二极管V1上并接有跨接片JP2。所述防反二极管V3的负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.有阻脉冲电源线切割间隙放电状态检测电路，高频直流电压的正端P100经过工件、钼丝、分流器FLQ、跨接线CB1、限流电阻R1～R9、限流电阻通断开关S1～S9至高频直流电压负端G100形成回路，其特征在于，所述高频直流电压正端与工件之间设有A连接端，所述钼丝与分流器FLQ之间设有B连接端;所述A连接端和B连接端形成间隙电压取样端；所述间隙电压取样端上设有依次连接的稳压模块、整合模块、电压跟随模块、锁相环U1、光耦OP2和单片机；所述光耦OP2的第一引脚通过电阻R12分别与所述锁相环U1的第3引脚和所述锁相环U1的第4引脚连接；所述光耦OP2的第二引脚接地，所述光耦OP2的第四引脚通过电阻R16与电源连接；所述单片机与光耦OP2的第四引脚连接；所述光耦OP2的第三引脚接地；所述锁相环U1的第5引脚接地；所述锁相环U1的第6引脚和所述锁相环U1的第7引脚之间设有电容C1；所述电容C1的一端与锁相环U1的第6引脚连接，所述电容C1的另一端与锁相环U1的第7引脚连接；所述锁相环U1的第5引脚和锁相环U1的第8引脚分别接地；所述锁相环U1的第9引脚与电压跟随模块连接；所述锁相环U1的第11引脚通过电阻R11接地；所述锁相环U1的第12引脚通过电阻R10与电源连接；所述锁相环U1的第16引脚与电源连接。...

【技术特征摘要】
1.有阻脉冲电源线切割间隙放电状态检测电路，高频直流电压的正端P100经过工件、钼丝、分流器FLQ、跨接线CB1、限流电阻R1～R9、限流电阻通断开关S1～S9至高频直流电压负端G100形成回路，其特征在于，所述高频直流电压正端与工件之间设有A连接端，所述钼丝与分流器FLQ之间设有B连接端;所述A连接端和B连接端形成间隙电压取样端；所述间隙电压取样端上设有依次连接的稳压模块、整合模块、电压跟随模块、锁相环U1、光耦OP2和单片机；所述光耦OP2的第一引脚通过电阻R12分别与所述锁相环U1的第3引脚和所述锁相环U1的第4引脚连接；所述光耦OP2的第二引脚接地，所述光耦OP2的第四引脚通过电阻R16与电源连接；所述单片机与光耦OP2的第四引脚连接；所述光耦OP2的第三引脚接地；所述锁相环U1的第5引脚接地；所述锁相环U1的第6引脚和所述锁相环U1的第7引脚之间设有电容C1；所述电容C1的一端与锁相环U1的第6引脚连接，所述电容C1的另一端与锁相环U1的第7引脚连接；所述锁相环U1的第5引脚和锁相环U1的第8引脚分别接地；所述锁相环U1的第9引脚与电压跟随模块连接；所述锁相环U1的第11引脚通过电阻R11接地；所述锁相环U1的第12引脚通过电阻R10与电源连接；所述锁相环U1的第16引脚与电源连接。2.根据权利要求1所述的有阻脉冲电源线切割间隙放电状态检测电路，其特征在于，所述稳压模块包括稳压二极管V0、稳压二极管V1、稳压二极管V2、防反二极管V3和电阻R13；所述稳压二极管V0的负极连接端与A连接端连接，所述稳压二极管V0的正极连接端与所述稳压二极管V1的负极连接端连接；所述稳压二极管V1的正极连接端与稳压二极管V2的负极连接端连接，所述稳压二极管V2的正极连接端与所述防反二极管V3的正极连接端连接；所述防反二极管V3的负极连接端与整合模块连接；所述电阻R13的输入端连接在稳压二极管V2和防反二极管V3之间，所述电阻R13的输出端与B连接端连接；所述稳压二极管V0上并接有跨接片JP1；稳压二极管V1上并接有跨接片JP2。3.根据权利要求2所述的有阻脉冲电源线切割间隙放电状态检测电路，其特征在于，所述防反二极管V3的负极连接端与整合模块之间设有电阻R0，所述电阻R0与防反二极管V3串联。4.根据权利要求2所述的有阻脉冲电源线切割间隙放电状态检测电路，其特征在于，所述整合模块包括电容C2、电阻R14、电阻R15、电阻R16、稳压二极管V6、光耦OP1和单刀双掷开关；所述防反二极管V3的负极连接端依次通过电阻R14和电阻R16与...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建华，朱高凯，李耀祖，徐振伟，李香，郎干勇，吴红英，刘静，杨永广，
申请(专利权)人：扬州万泰电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32