专利名称：空气等离子切割机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种电弧切割机，具体来说是以高温高速的等离子弧为热源的电弧切割机。
现有的空气等离子切割机，如国产LGK切割机，存在下述不足之处1.电路设计老化，靠变压器实现高低压电路的隔离，整机体积大而重。
2.无短路保护功能，主回路一旦出现故障，只能借助用户的配电系统切断电源。
3.电路工作是否正常无相应显示，要求有较好的维修技术。
4.结构设计不合理，不利于产品系列化，也不便于装配、维修。
鉴于已有的空气等离子切割机的上述问题，本实用新型提出一种改进的切割机。
本实用新型的目的是提供一种空气等离子切割机，利用光电耦合器实现高低压电路的隔离和信号传输，减轻重量、缩小体积。
本实用新型的另一目的是提供一种具有短路保护电路的空气等离子切割机。
本实用新型的又一目的是提供一种还具有割炬短路保护电路的空气等离子切割机。
本实用新型的再一目的是提供一种具有可显示电路工作状态的各类显示器，以便对设备进行自诊断的空气等离子切割机。
本实用新型其次的目的是提供一种模块组合结构的空气等离子切割机，以便批量生产、改进及维修。
下面通过具体实施例对本实用新型空气等离子切割机进行详细说明，参见下列附图
图1是本实用新型切割机左侧视图。
图2是本实用新型切割机右侧视图。
图3是本实用新型切割机电路功能示意图。
图4－1、4－2、4－3是图3各部分的电路原理图。
本实用新型的基本结构与一般切割机相同，由机壳及其内部的主回路、引弧单元和控制单元组成；主回路包括三相电源线、主变压器B1、整流及电极输出电路；引弧单元包括具有升压变压器B3的高频高压电路和与主回路输出相耦合的变压器B4；控制单元包括割炬开关K、引弧、气路电磁阀及各种显示器控制电路；本实用新型的特征在于上述电路中的高压电路和低压电路之间装设有光电耦合器，以进行高低压隔离和信号传输，该光电耦合器由一电光转换的发射端1和一光电转换的接收端2封装而构成，其相关电路为380伏交流电源经变压器B2降压，再经整流输出低压(如15伏)直流电压供给控制单元，所述光电耦合器的发射端1接于低压直流控制电路的晶体管T1的发射极，其接收端2接于变压器B2的初级；该初级线路还并联一由主回路电源接触器线圈CJ1与一双向可控硅3串联而成的支路，该可控硅3的触发端与所述光电耦合器的接收端2相连；切割机工作时，控制电路的晶体管T1导通，光电耦合器工作，可控硅3导通，CJ1线圈正常工作，其触点CJ1闭合，主回路电源导通。
由于本实用新型切割机采用了上述光电耦合器实现高低压隔离和信号传输，从而取代了传统切割机中的大容量隔离变压器，变压器B2可用20W小型变压器代替250W的变压器；本实用新型切割机具有短路保护电路，其组成为两电流互感器B5、B6分别装设在主回路电源的两相线上，其输出经整流及或门电路4与控制电路中的双稳态电压比较器A1的一输入端相连，比较器A1的另一输入端为一基准电压；比较器A1的输出控制前述光电耦合器的发射端1，比如，可通过控制前述晶体管T1的导通与截止而控制光电耦合器发射端1的发光与不发光；当电源电流过大时，互感器B5或B6输出信号至比较器A1，使比较器A1输出为高电位，经晶体管电路使所述晶体管T1截止、光电耦合器发射端1不发光、其接收端2截止，从而无触发信号送至所述双向可控硅3的触发极，可控硅3不导通、CJ1线圈不工作，其触点CJ1断开，因而主回路电源断开，实现了短路保护作用，为使电源稳定可靠地断开，比较器A1接有一正反馈电阻R1，可使其输出稳定的短路保护控制信号。
本实用新型切割机还可装设割炬短路保护电路，即在电极护罩5与主回路输出的地线端之间接有一割炬短路保护继电器线圈CJ4，与CJ4线圈并联一低阻大功率电阻R2，比如8欧姆400瓦电阻；在前述变压器B2初级线路的可控硅3支路上串接一CJ4的常闭触点；当护罩5与电极6之间发生短路时，大电流流过电阻R2，使R2两端升压，因而线圈CJ4工作，其常闭接点CJ4断开，从而线圈CJ1不导通，其接点CJ1断开，于是使主回路电源切断，实现了割炬短路保护。
本实用新型还具有显示工作状态及故障发生点的显示装置，包括1.压缩空气通气显示压缩空气电磁阀线圈7与晶体管T2串联，接于控制单元的低压直流电路中，该线圈7并联一通气指示灯L1，线圈7导通，即电磁阀打开时，指示灯L1亮，显示通气正常。
2.切割工作显示切割工作指示灯L2串接在前述光电耦合器发射端1与晶体管T1的串联支路上，切割工作进行时，晶体管T1导通，指示灯L2亮。
3.引弧工作显示本实用新型与一般切割机相同，引弧电路也具有一升压变压器B3和一将高压高频电压耦合到电极电路的变压器B4，其特征在于具有一引弧控制电路，该控制电路包括一电压比较器A3，比较器A3的一输入端为一基准电压，另一输入端受控于割炬开关K，比较器A3的输出控制一晶体管T4，该晶体管T4与引弧继电器线圈CJ2串联，接于控制电路中；在引弧电路变压器B3的初级和主回路护罩电路中分别接有CJ2常开触点；在所述CJ2线圈上并联一引弧指示灯L3；当割炬开关K闭合时，比较器A3输出为高电位，晶体管T4导通，CJ2线圈工作，其接点CJ2闭合，引弧电路工作，同时指示灯L3亮。
4.在引弧变压器B3的初级线路还装设另一指示灯L4，比如一与初级线圈并联的氖管，引弧工作时L4亮。
5.切割工作显示在变压器B2的初级线路中，与所述光电耦合器接收端2串接一发光二极管L5－1，与所述可控硅3并联一氖管L5－2，所述接收端2导通时，L5－1亮；所述可控硅3导通时氖管L5－2熄灭，表示切割正常进行；当L5－1亮且L5－2也亮时，表示可控硅3有触发信号但不导通，说明故障在可控硅3上；若L5－1不亮，L5－2仍亮，则表示光电耦合器工作不正常。
6.主回路短路指示在控制单元比较器A1的输出端连接一发光二极管L6控制电路，当主回路短路时，比较器A1输出为高电位，L6导通发光。
由于本实用新型具有上述一系列显示功能，因而能显示电路各部分的工作状态，有利于及时准确地发现故障所在，操作与维修都很方便。
本实用新型切割机的另一个显著特点是整机由各个功能模块组合而成，模块有前面板单元8、主回路单元、主变压器B1及控制电路单元；前面板单元上装有电源插头、控制开关及指示灯；主回路单元装设在切割机后面板上，装有主回路电源、风扇M及气体减压阀9；主变压器B1安装在切割机中部；控制电路单元包括引弧变压器B3、B4电路及引弧指示灯L4，气路电磁阀7，控制线路变压器B2，高压线路板10和低压线路板11；所述高压板上装有双向可控硅电路和指示灯L5－1及氖管L5－2，以及引弧电路继电器CJ2；所述低压板上装有低压控制电路，包括电压比较器A1、A2、A3、A4和晶体管T1、T2、T3、T4电路，以及指示灯L1、L2、L3。
由于具有上述结构，本实用新型具有如下突出优点1.整机体积小、重量轻、成本降低。
2.具有多种保护及显示功能，便于控制和检修。
3.采用功能模块组合结构，简化了电气接线，便于批量生产和维修，更有利于生产系列产品。
权利要求1.一种空气等离子切割机，包括机壳及机壳内装设的主回路、引弧单元和控制单元电路；主回路包括三相电源线、主变压器、整流及割炬电极输出电路；引弧单元包括具有升压变压器B3的高频高压电路及与主回路输出相耦合的变压器B4；控制单元包括控制电源变压器B2、引弧电路、气路电磁阀及各种显示器控制电路，其特征在于在高压电路和低压电路之间，设有光电耦合器以进行高低压隔离和信号传输，其电路组成为380伏交流电源经变压器B2降压、再经整流输出供给控制单元电路，所述光电耦合器的发射端1串接于控制电路的晶体管T1支路上，其接收端2接于变压器B2的初级线路中；该初级线路还并联一由主回路电源接触器CJ1线圈与一双向可控硅3串联而成的支路，该可控硅3的触发端与所述光电耦合器的接收端2相连；切割机工作时，晶体管T1导通，光电耦合器工作，可控硅3导通，CJ1吸合，主回路电源导通。
2.如权利要求1所述的空气等离子切割机，其特征在于还设有短路保护电路，其组成为两电流互感器B5、B6分别装设在主回路电源的两相电源线上，其输出经整流及或门电路与控制电路的双稳态电压比较器A1的一输入端相连，比较器A1的另一输入端为一基准电压；比较器A1的输出控制前述与光电耦合器的发射端1相连的晶体管T1；当电源电流过载时，比较器A1的输出使晶体管T1截止、光电耦合器不工作，可控硅3不导通、CJ1接点断开，主回路电源切断。
3.如权利要求2所述的空气等离子切割机，其特征在于装设有工作状态及故障显示装置，包括①压缩空气通气显示气路电磁阀线圈7与晶体管T2串联，接于控制单元中，线圈7并联一通气指示灯L1；通气时，晶体管T2导通，线圈7工作，指示灯L1亮；②切割工作显示在所述光电耦合发射端1与晶体管T1的串联支路上，串接一切割工作指示灯L2，正常切割时，指示灯L2亮；③引弧工作显示引弧控制电路包括一电压比较器A3，比较器A3的一输入端为一基准电压，另一输入端受控于割炬开关K，比较器A3的输出控制一晶体管T4，该晶体管T4与引弧继电器线圈CJ2串联，接于控制电路中；两CJ2常开接点分别设在引弧电路变压器B3的初级线路及主回路的护罩电路中，在所述CJ2线圈上并联一引弧指示灯L3；当割炬开关K闭合时，比较器A3输出为高电位，晶体管T4导通，CJ2吸合，引弧电路工作，同时指示灯L3亮；④在引弧变压器B3的初级线路中，还并接一氖管L4，引弧进行时，L4亮；⑤在所述变压器B2的初级线路中，与所述光电耦合器接收端2串接一发光二极管L5－1，与所述可控硅3并联一氖管L5－2，光电耦合器接收端2导通时，L5－1亮；可控硅3导通时氖管L5－2熄灭，可控硅3不导通时，L5－2亮；⑥在控制单元比较器A1的输出端，连接一指示灯L6控制电路，当主回路短路时，比较器A1输出为高电位，L6导通发光。
4.如权利要求3所述的空气等离子切割机，其特征在于整机由多个功能模块组合而成，模块包括前面板、主回路、主变压器及控制电路单元。
5.如权利要求4所述的空气等离子切割机，其特征在于还装设有割炬短路保护电路，其组成为在电极护罩5与主回路直流输出地线端之间，接有一割炬短路保护继电器线圈CJ4，与该线圈CJ4并联一低阻大功率电阻R2；CJ4常闭接点串接在所述变压器B2初级线路的可控硅3支路上；当护罩5与电极6短路时电阻R2上升压，线圈CJ4工作，CJ4常闭接点断开，主回路电源切断。
专利摘要空气等离子切割机由前面板、主回路、主变压器、控制电路各功能模块组装而成，在高低压电路中间装设光电耦合器以进行高低压隔离和信号传输，电路中具有短路保护和割炬保护电路，以及工作状态及故障显示电路，整机体积小，重量轻，便于生产、使用和维修。
文档编号B23K10/00GK2135423SQ9224103
公开日1993年6月9日 申请日期1992年11月17日 优先权日1992年11月17日
发明者赵京 申请人:北京市海淀区东升清河机电设备厂