一种线切割机床控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种线切割机床控制装置，涉及线切割机床技术领域；包括依次相连的脉冲产生单元、光耦隔离单元、放大单元和驱动单元；光耦隔离单元用于隔离放大单元的模拟信号与脉冲产生单元的数字信号；放大单元包括依次相连的反相放大模块、延时模块和推挽放大模块，延时模块用于对反相放大电路输出的脉冲信号的上升沿进行延时；驱动单元包括交流耦合栅极驱动模块和场效应管，交流耦合栅极驱动模块用于接收推挽放大模块的输出信号，降低输入场效应管的脉冲信号的上升沿和下降沿的振荡，降低场效应管的输入阻抗，为场效应管提供负偏压以提高场效应管的关断速度。本发明专利技术在保证加工速度的前提下，降低钼丝丝损，大大降低断丝的概率。

A Wire Cutting Machine Tool Control Device

The invention provides a control device for a wire-cutting machine tool, which relates to the technical field of a wire-cutting machine tool; it includes sequentially connected pulse generating units, optocoupler isolating units, amplifying units and driving units; the optocoupler isolating units are used to isolate the analog signals of the amplifying units from the digital signals of the pulse generating units; and the amplifying units include sequentially connected inverse amplifying modules, delay modules and the digital signals of the pulse generating units. Push-pull amplifier module, the delay module is used to delay the rising edge of the pulse signal output from the reverse amplifier circuit; the driving unit includes AC coupled gate driver module and field effect transistor; the AC coupled gate driver module is used to receive the output signal of the push-pull amplifier module, to reduce the oscillation of the rising edge and falling edge of the pulse signal of the input field effect transistor, and to reduce the field effect transistor. The input impedance provides negative bias for FETs to increase the shutdown speed of FETs. Under the premise of guaranteeing the processing speed, the invention reduces the loss of molybdenum wire and greatly reduces the probability of wire breakage.

【技术实现步骤摘要】
一种线切割机床控制装置
本专利技术涉及线切割机床
，尤其是涉及一种线切割机床控制装置。
技术介绍
线切割加工是基于电火花加工原理发展起来的一种机械加工方法。由于结构简单、价格低廉，目前快走丝线切割加工机床在我国应用范围非常广泛。它是利用循环移动的钼丝作为工具电极，当把高频脉冲电压加在工件(接高频电压的正极)与钼丝(接高频电压的负极)之间时，钼丝对工件进行电火花放电，进而对金属工件进行蚀除、成型。高频脉冲电源作为线切割机床的重要组成部分，其性能的优劣直接影响着线切割加工的速度、精度、表面粗糙度、钼丝损耗、加工稳定性等。目前快走丝线切割加工中普遍存在丝损偏大乃至时常断丝的问题，不仅由于频繁换丝严重影响加工效率，而且由于钼丝消耗较多进而增加了加工成本。研究发现，脉冲电源在线切割机工作过程中对工具电极的冲击磨损是造成工具电极断丝的主要原因之一。试验证明，电压脉冲波形对加工产生影响的主要是放电电流，即电流状态是影响加工效率以及钼丝损耗的重要因素。图1为线切割高频脉冲电源工作原理图。图1中，P100为高频电源正极，高频电源正极P100与待切割工件相连。钼丝与限流功率电阻RP1～RP9相连，限流功率电阻RP1～RP9分别与对应的驱动单元1～驱动单元9相连，驱动单元中的场效应管的源极与高频电源负极G100相连。快恢复二极管D101～D109(图1中未画出D102～D108)的阳极分别与与驱动单元1～驱动单元9相连，快恢复二极管D101～D109的阴极与高频电源正极相连。线切割高频脉冲电源工作原理:高频电源正极P100接入直流电压，电压幅度一般为80V～100V。当开始线切割加工时，根据需要的切割加工放电电流选择相应的驱动单元工作。驱动单元工作时，高频电源正极P100、工件、钼丝、与其相连的限流功率电阻与驱动单元形成通电回路，工件与钼丝之间形成火花放电。如图2所示，申请号为201220329843.2的中国专利“一种高效率低损耗高频电源”提出了一种线切割高频脉冲电源控制电路，图3为其驱动电路。由图2和图3可知，该高频电源存在以下问题：(1)单片机输出的高频脉冲信号IN与后级Q1和Q2组成的推挽放大电路没有进行隔离，后级放大电路可能会对单片机形成干扰；(2)单片机输出的高频脉冲信号没有经过功率放大，由于单片机的输出端口驱动能力很小，因此当6路IN同时工作时，可能无法使后级的推挽放大电路正常工作；(3)推挽放大电路的输出直接通过电阻R111接入场效应管M1的栅极，进而驱动场效应管工作。该电路将使场效应管的输出脉冲上升沿过陡，而且上升沿的尖冲很大，使得钼丝中存在很大的冲击电流，进而增加钼丝的丝损，乃至容易形成断丝；(4)推挽放大电路的输出直接通过电阻R111接入场效应管M1的栅极，当推挽放大电路的输出出现干扰或较大抖动时，干扰或抖动信号将使场效应管误动作，进而影响加工稳定性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种线切割机床控制装置，在保证加工速度的前提下，降低钼丝丝损，并大大降低断丝的概率，确保机床工作的稳定性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种线切割机床控制装置，包括脉冲产生单元、光耦隔离单元、放大单元和驱动单元；所述脉冲产生单元用于产生脉冲信号；所述光耦隔离单元用于接收并输出脉冲产生单元输出的脉冲信号，以及隔离放大单元的模拟信号与脉冲产生单元的数字信号；所述放大单元包括依次相连的反相放大模块、延时模块和推挽放大模块，所述反相放大模块用于接收光耦隔离单元输出的脉冲信号并进行反相放大，所述延时模块用于对反相放大电路输出的脉冲信号的上升沿进行延时，所述推挽放大模块用于对延时模块输出的脉冲信号进行进一步的放大；所述驱动单元包括依次相连的交流耦合栅极驱动模块和场效应管；所述交流耦合栅极驱动模块用于接收推挽放大模块的输出脉冲信号，降低所述脉冲信号的上升沿和下降沿的震荡，将处理后的脉冲信号发送至场效应管，还用于降低场效应管的输入阻抗，为场效应管提供负偏压；所述场效应管用于接收交流耦合栅极驱动模块的输出信号并驱动高频电源工作。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述延时电路包括电阻R106和电容C102；所述电阻R106的一端连接反相放大模块的输出端，另一端连接第一电源；所述电容C102的一端连接在反相放大模块的输出端和推挽放大模块的输入端之间，另一端接地。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述反相放大模块包括电阻R105、电容C101和三极管Q101，所述电阻R105和电容C101并联；电阻R105和电容C101的输入端均连接光耦隔离单元的输出端，输出端均连接三极管Q101的基级；三极管Q101的发射极接地，集电极连接电阻R106一端；所述推挽放大模块包括三极管Q102、三极管Q103和电阻R107，所述三极管Q102和三极管Q103的基极均连接三极管Q101的集电极，三极管Q102的发射极和三极管Q103的发射极相连后连接电阻R107的一端，三极管Q102的集电极接第一电源，三极管Q103的集电极接地，电阻R107的另一端接地。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述栅极驱动电路包括电阻R108、电容C103和电阻R109；所述电阻R108的一端接推挽放大模块的输出端，另一端接电容C103的一端，所述电容C103的另一端分别接电阻R109的一端和场效应管的栅极，电阻R109的另一端接地；场效应管的漏极接钼丝。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电阻R108的阻值为10Ω～100Ω；所述电阻R109的阻值为1KΩ～10KΩ。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述场效应管的栅极还连接有瞬态抑制二极管V1，所述瞬态抑制二极管V1的另一端接地。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括电阻R_OFF和二极管D_OFF，所述电阻R_OFF和二极管D_OFF串联后并联在电阻R108两端。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述光耦隔离单元包括电阻R101、电阻R102、光耦合器U101、电阻R103和电阻R104；所述电阻R101的一端和光耦合器U101的低电平输入端分别接脉冲产生单元的输出端，电阻R101的另一端接第二电源；所述光耦合器U101的高电平输入端接电阻R102的一端，电阻R102的另一端接第二电源；光耦合器U101的第一输出端接电阻R104，第二输出端分别接电阻R103的一端和反相放大模块的输入端；电阻R104的另一端接地，电阻R103的另一端接第二电源。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述场效应管和钼丝之间还连接有过流保护电路。结合第一方面的第八种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述放大单元的输出端至少连接两个并联的驱动单元。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术的脉冲发生单元和放大单元之间设置了光耦合单元，能够避免后级的放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线切割机床控制装置，其特征在于，包括脉冲产生单元、光耦隔离单元、放大单元和驱动单元；所述脉冲产生单元用于产生脉冲信号；所述光耦隔离单元用于接收并输出脉冲产生单元输出的脉冲信号，以及隔离放大单元的模拟信号与脉冲产生单元的数字信号；所述放大单元包括依次相连的反相放大模块、延时模块和推挽放大模块，所述反相放大模块用于接收光耦隔离单元输出的脉冲信号并进行反相放大，所述延时模块用于对反相放大电路输出的脉冲信号的上升沿进行延时，所述推挽放大模块用于对延时模块输出的脉冲信号进行进一步的放大；所述驱动单元包括依次相连的交流耦合栅极驱动模块和场效应管；所述交流耦合栅极驱动模块用于接收推挽放大模块的输出脉冲信号，降低所述脉冲信号的上升沿和下降沿的震荡，将处理后的脉冲信号发送至场效应管，还用于降低场效应管的输入阻抗，为场效应管提供负偏压；所述场效应管用于接收交流耦合栅极驱动模块的输出信号并驱动高频电源工作。

【技术特征摘要】
1.一种线切割机床控制装置，其特征在于，包括脉冲产生单元、光耦隔离单元、放大单元和驱动单元；所述脉冲产生单元用于产生脉冲信号；所述光耦隔离单元用于接收并输出脉冲产生单元输出的脉冲信号，以及隔离放大单元的模拟信号与脉冲产生单元的数字信号；所述放大单元包括依次相连的反相放大模块、延时模块和推挽放大模块，所述反相放大模块用于接收光耦隔离单元输出的脉冲信号并进行反相放大，所述延时模块用于对反相放大电路输出的脉冲信号的上升沿进行延时，所述推挽放大模块用于对延时模块输出的脉冲信号进行进一步的放大；所述驱动单元包括依次相连的交流耦合栅极驱动模块和场效应管；所述交流耦合栅极驱动模块用于接收推挽放大模块的输出脉冲信号，降低所述脉冲信号的上升沿和下降沿的震荡，将处理后的脉冲信号发送至场效应管，还用于降低场效应管的输入阻抗，为场效应管提供负偏压；所述场效应管用于接收交流耦合栅极驱动模块的输出信号并驱动高频电源工作。2.根据权利要求1所述的一种线切割机床控制装置，其特征在于，所述延时电路包括电阻R106和电容C102；所述电阻R106的一端连接反相放大模块的输出端，另一端连接第一电源；所述电容C102的一端连接在反相放大模块的输出端和推挽放大模块的输入端之间，另一端接地。3.根据权利要求2所述的一种线切割机床控制装置，其特征在于，所述反相放大模块包括电阻R105、电容C101和三极管Q101，所述电阻R105和电容C101并联；电阻R105和电容C101的输入端均连接光耦隔离单元的输出端，输出端均连接三极管Q101的基级；三极管Q101的发射极接地，集电极连接电阻R106一端；所述推挽放大模块包括三极管Q102、三极管Q103和电阻R107，所述三极管Q102和三极管Q103的基极均连接三极管Q101的集电极，三极管Q102的发射极和三极管Q103的发射极相连后连接电阻R107的...

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