用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数控等离子切割机的自动控制系统，具体涉及一种用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统。
【背景技术】
[0002]当今社会对于金属板材切割一般使用三种方式:火焰切割、等离子切割及激光切害J，其中等离子切割的应用无疑是越来越广泛。等离子切割以其切割方便、速度快、切口光滑、使用成本低等特点，不断扩大着市场占有率。影响等离子切割质量的关键因素是割枪与板材间的距离，等离子弧压高度控制器利用等离子弧的恒流特性，切割过程中，切割电流保持不变，切割的弧电压于切割高度成正比。控制器通过检测等离子弧压的高低变化，通过控制割枪升降体上的电机带动丝杠旋转来驱动等离子割枪的高低，只要使等离子弧压保持不变，割枪高度也将保持恒定。
[0003]目前，现有的等离子弧压高度控制器普遍采用模拟电路控制和8位单片机电路控制，模拟电路式抗干扰能力强，但其跟踪速度慢、功能简单，尤其是不具备初始定位等功能，难以配合数控控制系统实现切割过程的全自动控制。8位单片机控制式具备一定的功能，但受限于8位单片机的控制速度无法实现智能化，且抗干扰能力差，导致起弧时干扰严重，大大影响了正常使用；特别是使用干扰较大的等离子切割时，很容易造成系统当机、断弧，严重时甚至损坏弧压高度控制器及数控控制系统。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是针对上述缺陷，提供一种提高系统抗干扰能力及可靠性的用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统。
[0005]为实现上述目的，本实用新型所设计的用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统，包括弧压信号变送隔离电路、单片机、与单片机相连的显示触摸屏电路、电机及驱动电机的PWM驱动放大电路；所述弧压信号变送隔离电路的输入端与等离子电源弧压输出端相连，所述弧压信号变送隔离电路的第一输出端和第二输出端分别连接分压设定放大电路和弧压检测放大电路，所述分压设定放大电路的输出端和弧压检测放大电路的输出端与单片机的输入口相连；所述单片机的输出口分别与PWM驱动放大电路和等尚子控制电路相连，所述PWM驱动放大电路的输出端与电机编码器的输入端相连，所述电机编码器的输出端与所述单片机的输入口相连。
[0006]进一步地，所述弧压信号变送隔离电路的第三输出端与所述单片机的输入口相连。
[0007]进一步地，所述单片机的输入口连接有初始定位电路，所述初始定位电路的输入端与所述PWM驱动放大电路的输出端相连，所述初始定位电路的输出端与割枪相连，对割枪进行初始定位。
[0008]进一步地，所述单片机的输入口连接有10光电隔离输入电路。
[0009]进一步地，所述单片机为ARM单片机。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:本实用新型利用ARM单片机对采集到的等离子弧压、结合电机编码器输入的反馈进行数据运算，并根据数控系统给出的指令，对升降体电机进行控制，有效降低了等离子高频对弧压高度控制器的影响，能很好地保持等离子割枪到工件的距离，从而提高了等离子切割的质量。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统的原理结构示意图。
[0012]图中各部件标号如下:弧压信号变送隔离电路1、等离子电源弧压输出端2、分压设定放大电路3、弧压检测放大电路4、单片机5、显示触摸屏电路6、10光电隔离输入电路
7、等离子控制电路8、电机编码器9、初始定位电路10、PWM驱动放大电路11、电机12、割枪。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0014]如图1所示的用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统，包括弧压信号变送隔离电路1、等离子电源弧压输出端2、分压设定放大电路3、弧压检测放大电路4、单片机5、显示触摸屏电路6、驱动电机12的PWM驱动放大电路11、电机12、初始定位电路10、电机编码器9、10光电隔离输入电路7、等离子控制电路8。本实用新型的单片机5采用的是ARM单片机。
[0015]弧压信号变送隔离电路1的输入端与等离子电源弧压输出端2相连，弧压信号变送隔离电路1的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别连接分压设定放大电路3、弧压检测放大电路4和单片机5的输入口，分压设定放大电路3的输出端和弧压检测放大电路4的输出端与单片机5的输入口相连；单片机5与显不触摸屏电路6双向相连，单片机5的输出口分别与PWM驱动放大电路11和等离子控制电路8相连，10光电隔离输入电路7的输出端与单片机5的输入口相连；PWM驱动放大电路11与电机12相连，PWM驱动放大电路11的输出端分别于初始定位电路10和电机编码器9相连，初始定位电路10的输入端与割枪13相连，初始定位电路10的输出端与单片机5的输入口相连，电机编码器9的输出端与单片机5的输入口相连。
[0016]其中:单片机5与等离子电源弧压输出端2之间连接的弧压信号变送隔离电路1，屏蔽了等离子起弧时强大的高频干扰，从而对单片机5输入有效的弧压信号；10光电隔离输入电路7能够有效隔离外部光电对单片机5的干扰；等离子控制电路8能够有效控制等离子起弧和熄弧，同时隔离等离子对单片机5的干扰；PWM驱动放大电路11能够有效隔离电机12工作时对单片机5的干扰；电机编码器9将电机的相关参数反馈给单片机5 ;初始定位电路10对割枪13进行初始定位。
[0017]数控等离子切割机开始工作去，需要先进行起弧操作，要成功起弧必须是割枪接近切割工件一定距离，实现此功能的动作称之为割枪定位。开始切割前，本实用新型的用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统控制电机12旋转，使割枪13向工件运动，当割枪13接触到工件时，割枪13两侧的光电开关将发出信号，弧压自动控制系统接收到信号后，控制电机12刹车并反向旋转，此时同时检测电机编码器9，单片机5将电机编码器9反馈的信号进行处理后，得出割枪13提升的距离；当到达设定距离时，控制电机刹车，并在当前位置控制等离子电源进行起弧，等离子电源接收到起弧信号，开始起弧；当成功起弧后，由等离子电源弧压输出端2将起弧信号输送给弧压自动控制系统，弧压自动控制系统在此时迅速提升割枪到一定距离，以保护割枪不被穿孔时的飞溅融坏；当设定的穿孔时间到达时，弧压自动控制系统发出运行信号给数控系统，数控系统开始运行，弧压自动控制系统开始进入自动控制状态，根据设定的弧压不断的纠正割枪高度偏差，直至图形切割完毕。
[0018]本实用新型利用ARM单片机对采集到的等离子弧压、结合电机编码器输入的反馈进行数据运算，并根据数控系统给出的指令，对升降体电机进行控制，有效降低了等离子高频对弧压高度控制器的影响，能很好地保持等离子割枪到工件的距离，从而提高了等离子切割的质量。
【主权项】
1.一种用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统，其特征在于:包括弧压信号变送隔离电路(1)、单片机(5)、与单片机(5)相连的显示触摸屏电路(6)、电机(12)及驱动电机(12)的PWM驱动放大电路(11);所述弧压信号变送隔离电路(1)的输入端与等离子电源弧压输出端⑵相连，所述弧压信号变送隔离电路⑴的第一输出端和第二输出端分别连接分压设定放大电路⑶和弧压检测放大电路(4)，所述分压设定放大电路(3)的输出端和弧压检测放大电路⑷的输出端与单片机(5)的输入口相连；所述单片机(5)的输出口分别与PWM驱动放大电路(11)和等离子控制电路(8)相连，所述PWM驱动放大电路(11)的输出端与电机编码器(9)的输入端相连，所述电机编码器(9)的输出端与所述单片机(5)的输入口相连； 所述弧压信号变送隔离电路(1)的第三输出端与所述单片机(5)的输入口相连，所述单片机(5)的输入口连接有10光电隔离输入电路(7)。2.根据权利要求1所述的用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统，其特征在于:所述单片机(5)的输入口连接有初始定位电路(10)，所述初始定位电路(10)的输入端与所述PWM驱动放大电路(11)的输出端相连，所述初始定位电路(10)的输出端与割枪(13)相连。3.根据权利要求1所述的用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统，其特征在于:所述单片机(5)为ARM单片机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于数控等离子切割机的弧压自动控制系统，包括弧压信号变送隔离电路、单片机、显示触摸屏电路、电机、PWM驱动放大电路、分压设定放大电路、弧压检测放大电路、PWM驱动放大电路、等离子控制电路及电机编码器相连。利用ARM单片机对采集到的等离子弧压、结合电机编码器输入的反馈进行数据运算，并根据数控系统给出的指令，对升降体电机进行控制，有效降低了等离子高频对弧压高度控制器的影响，能很好地保持等离子割枪到工件的距离，从而提高了等离子切割的质量。
【IPC分类】G05B19/414
【公开号】CN205049951
【申请号】CN201520677781
【发明人】刘全, 陈朝君
【申请人】山西华恒数控设备有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月2日