专利名称：一种带起弧信号输出的等离子切割机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及等离子切割机领域，尤其是一种带起弧信号输出的等离子切割机。
背景技术：
等离子切割机的切割是依靠由机器持续产 生的等离子电弧，在高速气流的吹动下得到高温的炬状等离子弧。在等离子弧的集中高温作用下集中把目标区金属迅速融化并将融化物吹离基体从而达到切割的目的。采用空气等离子方法产生的切割弧温度已经远远高于目前在工业上应用的绝大多数金属的熔点，因而广泛应用在像汽车制造、化工、船舶制造维修等人工或者是自动化生产过程；其优良的使用性能得到广大使用客户的认可。近年来，随着空气等离子切割机的深入使用，很多设计上的不足之处也逐渐暴露出来。现有的等离子切割机，其等离子切割枪喷嘴所工作的环境是高温、高压而且大电流，非常容易损坏。由于设计结构上的需要，等离子切割枪设计者将等离子切割枪喷嘴上的电极间隔距离设计得很小，由此带来一系列使用问题。特别是在起弧时候，由于太过于快速上升的等离子弧工作电流将很容易损伤等离子切割枪电极配件。而且，普通等离子切割机常需要用到大概4 5个大气压的压缩气源，常用的做法是在机器外部另外配一部空气压缩机器。但外置空气压缩机器具有操作使用麻烦、监测管理不便的缺点，且重量和体积都比较大，搬运不方便，设备成本较高。
实用新型内容本实用新型的目的就在于针对现有技术之不足，提供一种带起弧信号输出的等离子切割机，它不仅具有起弧信号输出功能，而且它还可以监管等离子弧工作电流，合理控制气泵输出，有效减少了切割枪的起弧冲击，能大大提高自身使用寿命。实现本实用新型目的所采用的技术方案是一种带起弧信号输出的等离子切割机，它包括控制单元、气泵、功率电源、切割枪，气泵和功率电源的输出端皆与切割枪连接，其特征在于所述控制单元是逻辑控制模块，逻辑控制模块包括一 CPU芯片，CPU芯片具有一 AD转换端和一起弧结果输出端；它还包括电流检测电路、OC驱动器和控制输出接口，电流检测电路包括有一传感器，电流检测电路还具有一信号采样端、一监测端、一数据端，OC驱动器具有一输入端和一输出端，电流检测电路的信号采样端与气泵连接，电流检测电路的监测端与传感器连接，电流检测电路的数据端与CPU芯片的AD转换端连接，OC驱动器的输入端与CPU芯片的起弧结果输出端连接，OC驱动器的输出端与控制输出接口连接；所述OC驱动器由输出接口、驱动芯片、光耦、第一三极管、第一至二二极管、第一、二电阻构成；所述传感器是霍尔传感器，其安装于功率电源与切割枪所连接的输出导线上；所述电流检测电路还包括恒流电路和线性放大电路，所述恒流电路由第二三极管、第三电阻、第五电阻、第三二极管构成，所述线性放大电路由传感器接口、伺服运算放大器、第四电阻、第六至十电阻构成。[0006]本实用新型具有以下有益效果电流检测电路的恒流电路能够为霍尔传感器提供恒流电源，线性放大电路可以实现霍尔传感器电平信号的正相比例放大后输出；OC驱动器可以将CPU芯片输出的电平信号驱动隔离后输出；当切割枪部引弧成功后，电流检测电路可以通过霍尔传感器监测到功率电源输出电流大幅度升高，升高至预设定的启动电流值后，逻辑控制模块CPU芯片可以分析判断出引弧结果，并通过OC驱动器和控制输出接口对外输出起弧信号，与控制输出接口连接的外部控制设备可以根据起弧信号对其进行进一步地的合理化操制；其CPU芯片还可以对气泵实现自动检测控制，根据其它数据的分析CPU芯片可以控制气泵调整到恰当的工作状态；当检测到气泵内部压力过高或者过低时候，都会自动停止供气并报警提醒用户检查；因此，其具有监管等离子弧工作电流、控制气泵输出的功能，其可以通过即时准确的监测数据来实现对电流输出和气压输出的合理化控制，有效减少了切割枪的起弧冲击，使得切割枪不容易受:损，大大提闻了使用寿命。
图I为本实用新型的结构框图。图2为本实用新型OC驱动器的电路原理图。图3为本实用新型电流检测电路的电路原理图。图2-3中，Q1-2为三极管，D1-3为二极管，R1-10为电阻，CNl为传感器接口，JPl为输出接口，U3A、U3B为伺服运算放大器，U2为驱动芯片，Ul为光耦。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。由图I可知，一种带起弧信号输出的等离子切割机，它包括控制单元、气泵、功率电源、切割枪，气泵和功率电源的输出端皆与切割枪连接，所述控制单元是逻辑控制模块，逻辑控制模块包括一 CPU芯片，CPU芯片具有一 AD转换端和一起弧结果输出端；它还包括电流检测电路、OC驱动器和控制输出接口，电流检测电路包括有一传感器，电流检测电路还具有一信号米样端、一监测端、一数据端，OC驱动器具有一输入端和一输出端，电流检测电路的信号采样端与气泵连接，电流检测电路的监测端与传感器连接，电流检测电路的数据端与CPU芯片的AD转换端连接，OC驱动器的输入端与CPU芯片的起弧结果输出端连接，OC驱动器的输出端与控制输出接口连接。由图2-3可知，一种带起弧信号输出的等离子切割机，所述传感器是霍尔传感器，其安装于功率电源与切割枪所连接的输出导线上；所述电流检测电路还包括恒流电路和线性放大电路，所述恒流电路由三极管Q2、电阻R3、电阻R5、二极管D3构成，所述线性放大电路由传感器接口 CN1、伺服运算放大器U3、电阻R4、电阻R6-10构成；恒流电路为霍尔传感器提供恒流电源；伺服运算放大器U3A驱动传感器使得输出电平稳定在以地电平为参考的电平输出上，经过电阻R4、电阻R9以及电阻R6组成的电位调节电路后，霍尔传感器输出信号电平经过由伺服运算放大器U3A、电阻R7、电阻R8以及电阻RlO组成的正相比例放大后输出至CPU芯片的AD转换端供CPU芯片判断起弧情况和电流监控；所述OC驱动器由输出接口 JP1、驱动芯片U2、光耦U1、三极管Q1、二极管D1-2以及限流电阻Rl和下拉电阻R2构成；从CPU芯片输出的电平信号经过驱动芯片U2驱动后驱动发光二极管Dl和光耦U1，经过光耦Ul隔离后的信号驱动输出电流驱动三极管Q1，从而输出电流控制；其采用电流驱动三极管Ql接成OC输出方式，使用更方便；其在输出的两端上连接有保护二极管D2，用于当输出驱动感性负载时候起到保护输出三极管Ql的目的。为保护切割枪放电电极 免受电流冲击而损坏或者是降低使用寿命，降低等离子切割机的使用成本，其在起弧时功率电源可以控制脉冲加入电流缓升逻辑；上述电流缓升逻辑依靠霍尔传感器对输出电流情况的检测。当启动起弧电路后，切割枪加入了起弧电压，此时输出电流尚未形成，霍尔传感器检测回来的电压接近零，此时CPU芯片输出启动电流对应的电流控制脉冲驱动功率电源。上述启动电流大小要比设定切割工作电流小很多约为10 15A。当CPU芯检测到启动电流的时候，一方面说明起弧成功；另一方面-.CPU芯此时开始电流缓升逻辑，电流缓升逻辑可以根据设定切割工作电流大小的不同在30 IOOms左右完成启动过程，电流输出上升到设定切割工作电流。CPU芯片可以每隔5 IOms改变一次输出电流的大小，直至上升至设定切割工作电流大小。当切割枪部引弧成功后，电流检测电路可以通过霍尔传感器监测到功率电源输出电流大幅度升高，升高至预设定的启动电流值后，逻辑控制模块CPU芯片可以分析判断出引弧结果，并通过OC驱动器和控制输出接口对外输出起弧信号，与控制输出接口连接的外部控制设备可以根据起弧信号对其进行进一步地的合理化操制；其CPU芯片还可以对气泵实现自动检测控制，根据其它数据的分析CPU芯片可以控制气泵调整到恰当的工作状态；当检测到气泵内部压力过高或者过低时候，都会自动停止供气并报警提醒用户检查。
权利要求1. 一种带起弧信号输出的等离子切割机，它包括控制单元、气泵、功率电源、切割枪，气泵和功率电源的输出端皆与切割枪连接，其特征在于所述控制单元是逻辑控制模块，逻辑控制模块包括一 CPU芯片，CPU芯片具有一 AD转换端和一起弧结果输出端；它还包括电流检测电路、OC驱动器和控制输出接口，电流检测电路包括有一传感器，电流检测电路还具有一信号米样端、一监测端、一数据端，OC驱动器具有一输入端和一输出端，电流检测电路的信号采样端与气泵连接，电流检测电路的监测端与传感器连接，电流检测电路的数据端与CPU芯片的AD转换端连接，OC驱动器的输入端与CPU芯片的起弧结果输出端连接，OC驱动器的输出端与控制输出接口连接；所述OC驱动器由输出接口、驱动芯片、光耦、第一三极管、第一至二二极管、第一、二电阻构成；所述传感器是霍尔传感器，其安装于功率电源与切割枪所连接的输出导线上；所述电流检测电路还包括恒流电路和线性放大电路，所述恒流电路由第二三极管、第三电阻、第五电阻、第三二极管构成，所述线性放大电路由传感器接口、伺服运算放大器、第四电阻、第六至十电阻构成。·
专利摘要本实用新型涉及等离子切割机领域,尤其是一种带起弧信号输出的等离子切割机,它包括控制单元、气泵、功率电源、切割枪;所述控制单元是逻辑控制模块,逻辑控制模块包括CPU芯片,CPU芯片具有AD转换端和起弧结果输出端;它还包括电流检测电路、OC驱动器和控制输出接口,电流检测电路包括有一传感器。本实用新型在切割枪部引弧成功后，电流检测电路可以通过传感器监测到功率电源输出电流大幅度升高,升高至预设定的启动电流值后，逻辑控制模块CPU芯片可以分析判断出引弧结果;其可以通过即时准确的监测数据来实现对电流输出和气压输出的合理化控制,有效减少了切割枪的起弧冲击。
文档编号B23K9/067GK202780198SQ20122034824
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者杜长福 申请人:广州亦高电气设备有限公司