超音频大功率淬火数控机床能量参数及工艺参数管理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及零件加工热处理技术领域，尤其涉及一种超音频大功率淬火数控机床能量参数及工艺参数管理装置。
【背景技术】
[0002]表面热处理是零件加工的主要环节，而感应加热是最常用的表面加热淬火方法，为了保证零件表面淬火质量，通过能量参数以及工艺参数管理装置，能够对加工工艺参数和能量参数进行设置、存储、调用，同时该装置还能跟随电网电压的变化，保证工艺参数以及能量参数的稳定性，改善零件表面的加工质量。
[0003]感应加热的频段分配、功率及时间的精确控制是对加工产品的工艺性能产生重要影响的参数。同时淬火介质的流量、冷却水温度和淬火介质的温度是影响淬硬层深度和硬度的主要因素，因此开发能量参数及工艺参数管理装置，是提高感应淬火产品使用寿命和改善工件工艺指标的关键装置，对提高淬火产品的淬火工艺稳定性、耐磨性和使用寿命具有重要意义。
[0004]而目前的感应加热设备的能量参数和工艺参数的设置、存储、调用以及分析等功能按照其功能分成多个不同模块，比如:直流电压和直流电流设置模块、流量检测与存储模块、温度检测与存储模块、交流参数设置与存储模块等，各个模块均采用不同的控制器和人机单元，系统集成度相当低，成套系统数字化和智能化控制实现困难，同时能量参数与工艺参数之间的关联和互锁等实现相当困难。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决淬火工艺系统控制集成偏低，淬火产品工艺稳定性和质量较差的问题而提出一种结构设计合理，抗干扰能力强，能够保证工艺参数以及能量参数的稳定性，可以根据检测到的所有信号进行综合分析，准确的控制负载功率，提高零件淬火数控成套装置的能效、运行的智能化和可靠性的超音频大功率淬火数控机床能量参数及工艺参数管理装置。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
上述的超音频大功率淬火数控机床能量参数及工艺参数管理装置，包括开关量预处理单元、模拟量预处理单元、第一控制器、第二控制器和输入/输出单元；所述开关量预处理单元与所述第一控制器电连接且包括开关量输入模块和开关量输出模块；所述开关量输入模块通过开关量输入预处理电路与所述第一控制器电连接，用于将开关信号进行隔离变换、防抖处理后进入所述第一控制器的I/o单元的输入口 ；所述开关量输出模块通过开关量输出预处理电路与所述第一控制器电连接，用于将所述第一控制器的I/o单元的输出信号进过隔离、功率放大、继电器驱动后实现开关量输出；所述模拟量预处理单元也与所述第一控制器电连接且包括模拟量输入模块和模拟量输出模块；所述模拟量输入模块通过模拟量输入预处理电路与所述第一控制器电连接，用于将不同种类的模拟量输入信号经过信号类型变换、隔离变换以及电压变换后进入DSP的AD输入口 ；所述模拟量输出模块通过模拟量输出预处理电路与所述第一控制器电连接，用于将第一控制器3输出的PWM信号经过隔离变换、DA转换后输出O吣1VDC的直流信号；所述第一控制器通过RS232接口与所述第二控制器相连，以实现电源的启动、停止、远控、近控、数据输入以及数据存储；所述输入/输出单元包括液晶显示模块、键盘输入模块和按键输入模块；所述液晶显示模块、键盘输入模块和按键输入模块均电连接于所述第二控制器，以实现所述键盘输入模块的输入信号和所述按键输入模块的输入信号的识别；同时，将所述第一控制器传输过来的电参数通过所述液晶显示模块显示。
[0007]所述超音频大功率淬火数控机床能量参数及工艺参数管理装置，其中:所述开关量输入模块可采集16个开关输入信号，所述开关量输出模块可输出12个开关量。
[0008]所述超音频大功率淬火数控机床能量参数及工艺参数管理装置，其中:所述模拟量输入模块可采集11个模拟信号输入，所述模拟量输出模块可输出2个模拟量。
[0009]所述超音频大功率淬火数控机床能量参数及工艺参数管理装置，其中:所述开关量输入预处理电路由输入端阻容吸收电路、光耦Ul和输出端阻容吸收电路连接组成；所述输入端阻容吸收电路具有多条，其中一条所述输入端阻容吸收电路由电阻R5、R6和并联于电阻R6两端的电容C5连接组成；所述电阻R6与电容C6并连体的一端接地，另一端连接光耦Ul ;所述光耦Ul具有多条输入端口和输出端口，其中一条输入端口包括端口 DAl和端口DKl，所述端口 DKl通过所述电阻R5与所述电阻R6与电容C5的并连体一端相连，所述端口DAl连接至+12V电源；其中一条所述输出端口包括端口 TCl和端口 TE1，所述端口 TEl与所述输出端阻容吸收电路连接，所述端口 TCl连接至+3.3V电源；所述输出端阻容吸收电路具有多条，其中一条所述输出端阻容吸收电路是由电阻Rl及并联于所述电阻Rl两端的电容Cl连接组成；所述电阻Rl与电容Cl的并连体一端连接至所述端口 TE1，另一端接地。
[0010]所述超音频大功率淬火数控机床能量参数及工艺参数管理装置，其中:所述开关量输出预处理电路由第一电压和功率放大电路、光耦U2、第二电压和功率放大电路及继电器连接组成；所述第一电压和功率放大电路是由电阻R13~R16、倒相放大器U3、U4、U5、U6组成；所述倒相放大器U4~U6的输入端一方面接输入信号，另一方面通过所述电阻R13~R16接地；所述倒向放大器U3的电源端连接+5V电源，负极端接地；所述光耦U2具有端口DA1~DA4、端口 DK1~DK4、端口 TC1~TC4和端口 TE1~TE4 ;所述端口 DA1~DA4分别通过所述电阻R17~R20连接+5V电源，所述端口 DK1~DK4分别对应连接于所述倒相放大器U3、U4、U5、U6的输出端，所述端口 TC1~TC4分别连接+12V电源，所述端口 TE1~TE4分别通过所述电阻R21~R24接地；所述第二电压和功率放大电路是由倒相放大器U7、U8、U9、UlO和二极管D1-D4组成；所述倒相放大器U7、U8、U9、UlO的输入端分别连接有电阻R25、R26和R28，所述倒相放大器U7、U8、U9、UlO的输出端分别连接所述二极管Dl、D2、D3、D4的阳极端，所述二极管D1、D2、D3、D4的阴极端连接至+12V电源；所述继电器JD1、JD2、JD3、JD4 —端分别连接于所述二极管Dl、D2、D3、D4与所述倒相放大器U7、U8、U9、UlO输出端的连接点，所述继电器JD1、JD2、JD3、JD4的另一端连接+12V电源。
[0011]所述超音频大功率淬火数控机床能量参数及工艺参数管理装置，其中:所述模拟量输入预处理电路具有多条，其中一条所述模拟量输入预处理电路由模拟信号光电隔离放大器Ul 1、稳压二极管D5、二极管D6、电容C6、电阻R31~R35和运算放大器U12 ;所述模拟量输入预处理电路由电压隔离变换电路、分压电路和电压跟随电路连接组成；所述电压隔离变换电路由模拟信号光电隔离放大器Ull和电阻R29~R31连接组成；所述分压电路232由电阻R32~R33、二极管D5和电容C6连接组成；所述电压跟随电路233由电阻R34~R35、运算放大器U12和二极管D6连接组成；所述模拟信号光电隔离放大器Ul I的I号端子接待测信号的正极性端，2号端子和3号端子相连并一起连接待测信号的负极性端，同时2号端子和3号端子相连后还通过电阻R30连接至模拟信号光电隔离放大器Ull的6号端子，所述模拟信号光电隔离放大器Ull的4号端子通过电阻R29连接至5号端子；所述模拟信号光电隔离放大器Ull的7号端子连接+12V电源，8号和9号端子均接地，10号端子依次串接电阻R31、R32、R34并连接至运算放大器U12的同相输入端；所述二极管D5的阳极端接地，阴极端连接于所述电阻R31与电阻R32的连接点；所述电阻R33 —端接地，另一端连接于所述电阻R32与电阻R34的连接点；所述电容C6并联于所述电阻R33两端；所述运算放大器U12的输出端连接所述电阻R35并通过所述电阻R35连接所述二极管D6的阳极端，所述二极管D6的阴极端连接+3V电源V ;所述运算放大器U12的反相输入端连接