一种脉冲电源及具有该电源的脉冲加工设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种脉冲电源及具有该电源的脉冲加工设备，所述脉冲电源，包括调节电路、振荡电路、放大电路及直流电源，其中：所述调节电路为旋转编码器，用于响应用户的触按操作，选定目标脉冲参数，并响应用户的旋转操作，产生针对该目标脉冲参数的调节信号；所述振荡电路与所述旋转编码器连接，根据所述调节信号产生相应参数的振荡脉冲；所述放大电路，用于响应所述振荡脉冲，在所述直流电源的作用下，产生高功率的加工脉冲后输出。本实用新型提供的脉冲电源，有利于加工过程中取样电路获取更精确的脉冲电压，输出更准确的进给信号，从而控制电极与工件之间保持较好的间隙，避免堵塞等不良情况的发生。
【专利说明】一种脉冲电源及具有该电源的脉冲加工设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数控机电加工【技术领域】，更具体地说，涉及一种脉冲电源及具有该电源的脉冲加工设备。
【背景技术】
[0002]脉冲加工属于特种加工的方法，涉及的对象有工件(导体)、电极、脉冲电源、导线、取样电路和进给机构。
[0003]如图1所示，在加工时，脉冲电源向工件和电极之间通上高频脉冲电压，由于工件和电极都是导体，因此在之间的间隙上同时就具有了高频脉冲电压，该间隙被电压击穿形成放电通路，产生流过间隙的脉冲电流，该脉冲电流引起发热产生电火花，每个电火花产生瞬间高温，将工件表面的局部汽化，从面去除掉工件的小部分，不断高速地重复这种脉冲，重复产生电火花，使得工件不断被切割。工件被切割一部分之后，间隙会增大，此时间隙之间的脉冲电压的特性会改变，取样电路用于感知这种脉冲电压的变化情况，并给出驱动信号指挥进给机构，再由进给机构将工件推向电极，补偿了由于切割所产生的间隙增大量，保持间隙的距离，使得电火花能够持续产生。
[0004]在实施本发明创造的过程中，发明人发现，在加工过程中，根据不同加工要求，需要经常调节脉冲的各种工作参数的数值，而现在一般都是通过按压按键来选择参数并通过按压另外的按键来调整所选择的参数的数值，这种方法要求设备上具有多个按键，且操作人员经常需要按压多个按键，按压多次以进行对所要调节的参数进行调节，操作麻烦，效率低下，且按钮容易损坏。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型提供一种脉冲电源和具有该脉冲电源的加工设备，以解决现有技术需要设置多个按键而存在的操作麻烦，效率低下且按键由于被按压多次而容易损坏的问题。
[0006]为此，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种脉冲电源，包括调节电路、振荡电路、放大电路及直流电源，其中:
[0008]所述调节电路为旋转编码器，响应用户的触按操作，选定目标脉冲参数，并响应用户的旋转操作，产生针对该目标脉冲参数的调节信号；
[0009]所述振荡电路与所述旋转编码器连接，根据所述调节信号产生相应参数的振荡脉冲；所述放大电路，用于响应所述振荡脉冲，在所述直流电源的作用下，产生高功率的加工脉冲后输出；
[0010]所述旋转编码器包括:
[0011]转轴；
[0012]基座，其中心具有贯通的轴孔，以容纳所述转轴通过，所述基座的一侧具有第一凹陷部；
[0013]能够容纳于所述第一凹陷部的转子，其中心具有容纳所述转轴穿过以跟随所述转轴转动的贯通轴孔，该转子一侧设置有码盘；
[0014]用于调整脉冲参数的第一连接件，中心具有能够由转轴通过的通孔，朝向所述码盘的侧面设置有与所述转子上该码盘所在侧面的形状相配的第二凹陷部，且该第一连接件具有平行设置的刷子及与连接所述刷子和所述振荡电路的端子，所述刷子至少包括两对刷子对，刷子对中的任意刷子的自由端为刷爪，露出所述第二凹陷部的底面；
[0015]用于选定脉冲参数的第二连接件，具有两个端子和一个导电片，该第二连接件朝向所述第一连接件的侧面设置有第三凹陷部，其中:所述两个端子中的任意一个端子的一端置于所述第三凹陷部中，另一端露出所述第二连接件，用于与所述振荡电路相连接；所述导电片位于所述第三凹陷部中，受到所述转轴末端挤压时产生弹性形变，连接所述两个端子位于第三凹陷部的一端。
[0016]优选的，上述脉冲电源中，所述放大电路设置有多路并联的功放管，所述内部功能电路还包括:
[0017]延迟电路，连接于所述振荡电路和放大电路之间，以根据所述振荡电路产生的振荡脉冲，产生若干不同时间的脉冲组，依次输入所述放大电路，以依次导通所述放大电路中的各功放管。
[0018]优选的，上述脉冲电源还包括显示屏和显示电路，所述显示电路与所述振荡电路连接，用于向所述显示屏提供所述振荡电路产生的振荡脉冲的相关参数，由所述显示屏显
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[0019]一种加工设备，包括工件进给机构、电极、取样电路和脉冲电源，及用于连接所述电极、取样电路、脉冲电源和工件进给机构上的工件的导线，所述进给机构和取样电路连接，所述脉冲电源包括调节电路、振荡电路、放大电路及直流电源，其中:
[0020]所述调节电路为旋转编码器，响应用户的触按操作，选定目标脉冲参数，并响应用户的旋转操作，产生针对该目标脉冲参数的调节信号；
[0021]所述振荡电路与所述旋转编码器连接，根据所述调节信号产生相应参数的振荡脉冲；所述放大电路，用于响应所述振荡脉冲，在所述直流电源的作用下，产生高功率的加工脉冲后输出；
[0022]所述旋转编码器包括:
[0023]转轴；
[0024]基座，其中心具有贯通的轴孔，以容纳所述转轴通过，所述基座的一侧具有第一凹陷部；
[0025]能够容纳于所述第一凹陷部的转子，其中心具有容纳所述转轴穿过以跟随所述转轴转动的贯通轴孔，该转子一侧设置有码盘；
[0026]用于调整脉冲参数的第一连接件，中心具有能够由转轴通过的通孔，朝向所述码盘的侧面设置有与所述转子上该码盘所在侧面的形状相配的第二凹陷部，且该第一连接件具有平行设置的刷子及与连接所述刷子和所述振荡电路的端子，所述刷子至少包括两对刷子对，刷子对中的任意刷子的自由端为刷爪，露出所述第二凹陷部的底面；
[0027]用于选定脉冲参数的第二连接件，具有两个端子和一个导电片，该第二连接件朝向所述第一连接件的侧面设置有第三凹陷部，其中:所述两个端子中的任意一个端子的一端置于所述第三凹陷部中，另一端露出所述第二连接件，用于与所述振荡电路相连接；所述导电片位于所述第三凹陷部中，受到所述转轴末端挤压时产生弹性形变，连接所述两个端子位于第三凹陷部的一端。
[0028]优选的，上述加工设备中，所述放大电路设置有多路并联的功放管，所述没冲电源还包括:
[0029]延迟电路，连接于所述振荡电路和放大电路之间，以根据所述振荡电路产生的振荡脉冲，产生若干不同时间的脉冲组，依次输入所述放大电路，以依次导通所述放大电路中的各功放管。
[0030]优选的，上述加工设备中，所述脉冲电源还包括显示电路和显示屏，所述显示电路与所述振荡电路连接，用于向所述显示屏提供所述振荡电路产生的振荡脉冲的相关参数，由所述显示屏显示。
[0031]相比于现有技术，本实用新型的有益效果是:
[0032]通过集成按压和旋转的旋钮实现对参数的选择和调节，无需设置多个按键，从而无需按压多个按键来选择参数，并且通过设置旋转编码器，可以实现一键式地设置脉冲参数，操作方便。
[0033]此外，通过设置延迟电路，振荡脉冲被依次延时，然后再分别送到各个功放管，由于各功放管是被脉冲信号依次导通的，所以刚开始导通时脉冲电流较小，但由于此时参与工作的功放管也较少，因此刚开始电压尖峰的高度较低，并且随着电流的增大，尖峰电压也会随之减小，这也就意味着尖峰电压整体强度明显降低，同样，这时取样电路得到的尖峰电压也会相应地降低，使得取样电路输出的进给信号减小，进给速度下降，保证了间隙的通畅，避免因间隙过小而造成加工废料堵塞。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为具有脉冲电源的加工设备进行工件切割的结构示意图；
[0036]图2为本实用新型一实施例提供的一种脉冲电源的结构示意图；
[0037]图3为本实用新型一实施例提供的一种脉冲电源中旋转编码器的一种结构示意图；
[0038]图4为本实用新型一实施例所述的一种脉冲电源中旋转编码器的码盘的结构示意图；
[0039]图5为本实用新型上述实施例所述的一种脉冲电源中旋转编码器的第二连接件一种结构75意图；
[0040]图6为本实用新型上述实施例所述的一种脉冲电源中旋转编码器的第一连接件和码盘结构关系不意图；
[0041]图7?图9为本实用新型上述实施例所述的一种脉冲电源中旋转编码器的第二连接件被按压和松开时的结构示意图；
[0042]图10为脉冲电源的脉冲电压和电流波形图；
[0043]图11为本实用新型另一实施例所述的一种脉冲电源的结构示意图；
[0044]图12为本实用新型另一实施例所述的一种脉冲电源的脉冲电压和电流波形图。
【具体实施方式】
[0045]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0046]本实用新型实施例提供的一种脉冲电源，其常应用于数控机电加工领域，属于常见的脉冲加工设备的重要组成部分。
[0047]图2示出了所述脉冲电源的一种结构，所述脉冲电源包括调节电路11、振荡电路
12、放大电路13及直流电源14，其中:
[0048]所述调节电路为11为旋转编码器，其用于响应用户的触按操作，以选定目标脉冲参数，并响应用户的旋转操作，产生针对该目标脉冲参数的调节信号。
[0049]所述振荡电路12与所述调节电路11连接，根据所述调节信号产生相应参数的振汤脉冲。
[0050]所述放大电路13，用于响应所述振荡脉冲，在所述直流电源14的作用下，产生高功率的加工脉冲后输出。
[0051]所述旋转编码器是用来测量转速并配合脉冲宽度调制PWM技术可以实现快速调速的装置，它分为单路输出和双路输出两种，单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组A/B相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。在本实用新型实施例中，所述旋转编码器可以采用双路输出的方式，通过监测两组脉冲A和脉冲B，判断是正转还是反转，又或是静止。相应地，当用户拧动所述旋转编码器时，就可以给出增加、减小或不变三种指令，从而产生相应的调节信号，所述调节信号可以是调节脉冲宽度，也可以是调节间隔宽度，又或者是调节脉冲通断比。
[0052]所述旋转编码器的一种结构如图3所示，包括:转轴111、基座112、转子113、第一连接件114和第二连接件115，其中:
[0053]所述基座112，其中心具有贯通的轴孔，以容纳所述转轴111通过，所述基座112的一侧具有第一凹陷部1121。
[0054]所述转子113能够容纳于所述第一凹陷部1121，该转子113的中心具有容纳所述转轴111穿过以跟随所述转轴111转动的贯通轴孔1131，并且，该转子113 —侧设置有码盘1132。该码盘1132的结构可参考图4，为码盘平面结构示意图，可以看出，码盘1132包括圆环状的本体1133和沿着本体1133外圆周面间隔排列的突起1134。
[0055]所述第一连接件114用于调整脉冲参数，其中心具有能够由转轴111通过的通孔1141(该通孔1141直径比转轴111横截面的直径大，从而能使得所述转轴111穿过，且第一连接件114不会随着转动)，朝向所述码盘1132的侧面设置有与所述转子113上该码盘1132所在侧面的形状相配的第二凹陷部(图中未示出)，且该第一连接件114具有平行设置的刷子1142及与连接所述刷子1142和所述振荡电路12的端子1143，所述刷子1142至少包括两对刷子对，刷子对中的任意刷子的自由端为刷爪，露出所述第二凹陷部的底面。
[0056]所述第二连接件115用于选定脉冲参数，其结构如图5所示，具有两个端子1151和一个导电片1152，该第二连接件115朝向所述第一连接件114的侧面设置有第三凹陷部1153，其中:所述两个端子中的任意一个端子的一端置于所述第三凹陷部1153中，另一端露出所述第二连接件，用于与所述振荡电路12相连接；所述导电片1152位于所述第三凹陷部1153中，受到所述转轴111末端挤压时产生弹性形变，连接所述两个端子1151位于第三凹陷部1153的一端。所述第二连接件115还可以包括设置于所述第三凹陷部1153上方的固定件1154，该固定件1154覆盖所述第三凹陷部1153，且中心设置有容纳转轴111穿过的轴孔。
[0057]所述旋转编码器应操作者旋转操作工作时，转子113随着转轴111转动，第一连接件114上的所述刷子1142的自由端与所述转子113上的码盘1132相接触。如6所示，本实施例中，第一连接件114上共有三个端子和四个刷子，三个端子分别为端子11431、端子11432和端子11433，其中，四个刷子分别为刷子11421?11424、分成两对，其中，刷子11421和刷子11422为一对，刷子11423和刷子11424为一对，两个刷子对相互平行，刷子11421的一端(即刷爪)和刷子11424的一端(即刷爪)与码盘1132相接触的位置位于转子113转动时所述突起1134所在的区域，刷子11421的另一端与端子11431相连，刷子11424的另一端与端子11433相连，刷子11422和刷子11423均与端子11432相连。在码盘1132转动时，刷子11421和刷子11422这对刷子，及刷子11423和刷子11424这对刷子，会先后导通，以先后产生脉冲信号。
[0058]所述旋转编码器应操作者按压操作工作时，转轴111的末端穿过固定件1154中心的轴孔1155，以图7中箭头所示方向I按压导电片1152的中心部位，该导电片1152受到按压后可产生弹性形变，与两个端子1151相接触，使两个端子之间电连通，如图8所示。在操作者松开按压后，导电片1152恢复弹性形变，产生弹力将转轴111移动，并可使导电片1152与两个端子1151的连接断开，如图9所示。导电片1152导通两个端子1151时产生电信号，产生的电信号可与需要调节的参数建立关联，产生一次电信号，记为1，则选择一个脉冲参数，再按压产生一个电信号，记为+1，选择另一个脉冲参数，如此随着按压次数在多个脉冲参数中循环选择。
[0059]发明人在研究过程中还发现:
[0060]在实际工作中，当某一次电脉冲产生时，间隙中的电流建立需要经过一个短暂的过程，并非是立即产生的。随着间隙中电流的逐渐增大，间隙的阻抗也会减小，根据电阻分压原理，间隙中的电压也会下降，当间隙中的电流稳定之后，间隙之间的电压才会停止下降。
[0061]请参考图10，其示出了工作时间隙之间的电压及电流波形，其中蓝色虚线圈内表示的就是脉冲初始阶段的尖峰电压，此时间隙中的电流逐渐增大，间隙的电压也逐渐下降，直到电流达到基本稳定后，电压就基本稳定。取样电路就是采样蓝色圈中的尖峰波形，并根据尖峰波形的强度来指定向前进给的指导信号。
[0062]基于上述的工作原理，当脉冲电源内部并联的各个功放管的导通时间一致时，在间隙内的电流建立之前，间隙内的电压就已经完全建立，因此尖峰的高度较高，并且电压随着电流的建立而下降的程度也较为不明显，从上述波形图上可以看到一个非常明显的尖峰信号，因此尖峰信号的强度较高，那么取样电路得到的尖峰电压信号强度较高，它会给出一个较强的进给信号，此时进给机构会过量进给，导致系统在间隙距离较小的情况下运行。这样的问题在于，由于间隙太小，切割产生的工件材料微粒很难从间隙内排出，导致间隙堵塞，最终会引起工作效率下降、电极损耗严重的不良后果。
[0063]为此，本实用新型在前文提供的方案的基础上，增设延迟电路，如图11所示，所述延迟电路15，连接于所述振荡电路12和放大电路13之间，所述放大电路13具有多个功放管。所述延迟电路15用于根据所述振荡电路12产生的振荡脉冲，产生若干不同时间的脉冲组，依次输入所述放大电路13，以依次导通所述放大电路13中的各功放管。
[0064]可以看出，所述延迟电路15可以将输入的振荡脉冲依次延迟，形成一系列不同时间的脉冲组，然后再依次输入到所述放大电路13，所述放大电路13内部并联的多路功放管依次被导通，刚开始导通时脉冲电流较小，但由于此时参与工作的功放管也较少，因此刚开始电压尖峰的高度较低，并且随着电流的增大，尖峰电压也会随之减小。
[0065]请参考图12，其示出了多路功放管被依次导通的状态下间隙电压和电流的波形。从图中可以看出尖峰电压(图中蓝色虚圈部分所示)的整体强度明显降低，从而取样电路得到的尖峰电压也会相应地降低，使得取样电路输出的进给信号减小，进给速度下降，保证了间隙的通畅，避免因间隙过小而造成加工废料堵塞等不良后果。
[0066]另外，为了便于用户查看所述振荡电路产生的脉冲的工作参数，所述脉冲电源还包括显示屏和显示电路，所述显示电路与所述振荡电路连接，用于向所述显示屏提供所述振荡电路产生的振荡脉冲的相关参数，由所述显示屏显示。
[0067]本实用新型实施例提供的脉冲电源可以应用于各种常用的脉冲加工设备，因此，具有上述脉冲电源的脉冲加工设备也属于本实用新型的保护范畴，其结构框架如图1所
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[0068]并且，由于该脉冲加工设备采用了上述的脉冲电源，所以该脉冲加工设备由脉冲电源带来的有益效果请参考上述实施例中相应的部分即可，在此不再赘述。
[0069]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0070]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种脉冲电源，其特征在于，包括调节电路、振荡电路、放大电路及直流电源，其中: 所述调节电路为旋转编码器，用于响应用户的触按操作，选定目标脉冲参数，并响应用户的旋转操作，产生针对该目标脉冲参数的调节信号； 所述振荡电路与所述旋转编码器连接，根据所述调节信号产生相应参数的振荡脉冲；所述放大电路，用于响应所述振荡脉冲，在所述直流电源的作用下，产生高功率的加工脉冲后输出； 所述旋转编码器包括: 转轴； 基座，其中心具有贯通的轴孔，以容纳所述转轴通过，所述基座的一侧具有第一凹陷部; 能够容纳于所述第一凹陷部的转子，其中心具有容纳所述转轴穿过以跟随所述转轴转动的贯通轴孔，该转子一侧设置有码盘； 用于调整脉冲参数的第一连接件，中心具有能够由转轴通过的通孔，朝向所述码盘的侧面设置有与所述转子上该码盘所在侧面的形状相配的第二凹陷部，且该第一连接件具有平行设置的刷子及与连接所述刷子和所述振荡电路的端子，所述刷子至少包括两对刷子对，刷子对中的任意刷子的自由端为刷爪，露出所述第二凹陷部的底面； 用于选定脉冲参数的第二连接件，具有两个端子和一个导电片，该第二连接件朝向所述第一连接件的侧面设置有第三凹陷部，其中:所述两个端子中的任意一个端子的一端置于所述第三凹陷部中，另一端露出所述第二连接件，用于与所述振荡电路相连接；所述导电片位于所述第三凹陷部中，受到所述转轴末端挤压时产生弹性形变，连接所述两个端子位于第三凹陷部的一端。
2.根据权利要求1所述的脉冲电源，其特征在于，所述放大电路设置有多路并联的功放管，所述脉冲电源还包括: 延迟电路，连接于所述振荡电路和放大电路之间，以根据所述振荡电路产生的振荡脉冲，产生若干不同时间的脉冲组，依次输入所述放大电路，以依次导通所述放大电路中的各功放管。
3.根据权利要求2所述的脉冲电源，其特征在于，还包括显示屏和显示电路，所述显示电路与所述振荡电路连接，用于向所述显示屏提供所述振荡电路产生的振荡脉冲的相关参数，由所述显示屏显示。
4.一种加工设备，包括工件进给机构、电极、取样电路和脉冲电源，及用于连接所述电极、取样电路、脉冲电源和工件进给机构上的工件的导线，所述进给机构和取样电路连接，其特征在于，所述脉冲电源包括调节电路、振荡电路、放大电路及直流电源，其中: 所述调节电路为旋转编码器，用于响应用户的触按操作，选定目标脉冲参数，并响应用户的旋转操作，产生针对该目标脉冲参数的调节信号； 所述振荡电路与所述旋转编码器连接，根据所述调节信号产生相应参数的振荡脉冲；所述放大电路，用于响应所述振荡脉冲，在所述直流电源的作用下，产生高功率的加工脉冲后输出； 所述旋转编码器包括: 转轴； 基座，其中心具有贯通的轴孔，以容纳所述转轴通过，所述基座的一侧具有第一凹陷部; 能够容纳于所述第一凹陷部的转子，其中心具有容纳所述转轴穿过以跟随所述转轴转动的贯通轴孔，该转子一侧设置有码盘； 用于调整脉冲参数的第一连接件，中心具有能够由转轴通过的通孔，朝向所述码盘的侧面设置有与所述转子上该码盘所在侧面的形状相配的第二凹陷部，且该第一连接件具有平行设置的刷子及与连接所述刷子和所述振荡电路的端子，所述刷子至少包括两对刷子对，刷子对中的任意刷子的自由端为刷爪，露出所述第二凹陷部的底面； 用于选定脉冲参数的第二连接件，具有两个端子和一个导电片，该第二连接件朝向所述第一连接件的侧面设置有第三凹陷部，其中:所述两个端子中的任意一个端子的一端置于所述第三凹陷部中，另一端露出所述第二连接件，用于与所述振荡电路相连接；所述导电片位于所述第三凹陷部中，受到所述转轴末端挤压时产生弹性形变，连接所述两个端子位于第三凹陷部的一端。
5.根据权利要求4所述的加工设备，其特征在于，所述放大电路设置有多路并联的功放管，所述脉冲电源还包括: 延迟电路，连接于所述振荡电路和放大电路之间，以根据所述振荡电路产生的振荡脉冲，产生若干不同时间的脉冲组，依次输入所述放大电路，以依次导通所述放大电路中的各功放管。
6.根据权利要求5所述的加工设备，其特征在于，所述脉冲电源还包括显示电路和显示屏，所述显示电路与所述振荡电路连接，用于向所述显示屏提供所述振荡电路产生的振荡脉冲的相关参数，由所述显示屏显示。
【文档编号】B23H1/00GK203944956SQ201420118146
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】周惠韻, 李鸿生 申请人:周惠韻, 李鸿生