一种新型高效线切割机脉冲电源的制作方法

本实用新型涉及线切割加工技术领域，特别涉及一种新型高效线切割机脉冲电源。

背景技术：

目前大多数厂家生产的线切割都是采用固定导电块方式进行，数控电火花线切割机床的脉冲电源通常又称高频电源，其作用是把普通的交流电转换成，高频率的单向高频脉冲电源；脉冲电源是数控线切割机床的重要组成部分，是影响线切割加工工艺指标的关键因数之一，线切割机床加工的质量表面粗糙度和加工的速度，主要取决于线切割脉冲电源的性能，目前数控电火花线切割机床的脉冲电源为高频放电电源，在放电电压方面只有一个放电电压，控制波形也比较单一，只是上位机控制脉宽、脉间，只是在修刀时采用的电压不一样，无法根据需要对脉冲波形的占空比进行调整，使得数控电火花线切割机床的脉冲电源无法输出不同效果的脉冲波形，进而数控电火花线切割机床的损耗高、输出功率低和工作速度慢，且对加工表面粗糙度产生不利的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型高效线切割机脉冲电源，通过设置不同的脉冲信号，在进行切割的时候，更加流畅，同时提高了切割效率，并且在每次使用完毕后，都会进行重新恢复状态，提高了使用寿命。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种新型高效线切割机脉冲电源，包括高压直流电路、低压放电直流电路、负压直流电路以及加工模块和保护模块；

所述高压直流电路包括若干第一放大单元，所述第一放大单元包括场效应管QH1、电阻RH1、二极管DH1、二极管DH1’；

所述低压放电直流电路包括若干第二放大单元，所述第二放大单元包括场效应管Q1、电阻R1、二极管D1、二极管D1’；

所述负压直流电路包括若干第三放大单元，所述第三放大单元包括场效应管QF1、电阻RF1、二极管DF1、二极管DF1’；

加工模块包括电极丝E、电阻RE、二极管DE；

保护模块包括二极管DD、电感L。

采用上述方案，通过高压直流电路和低压放电直流电路的设置，其输出的脉冲信号的大小不同，使加工模块在进行切割的时候，更加流畅，同时提高了切割效率，而负压直流电路的设置，使加工模块在每次使用完毕后，都会进行重新恢复状态，提高了使用寿命。

作为优选，所述电源包括电源本体，所述电源本体上固定安装有用于对所述电源本体进行散热的风扇以及驱动风扇转动的动力源，所述电源本体内设置有温度传感器，所述温度传感器包括用于检测电源本体温度变化以输出温度检测信号的温度检测单元、耦接于温度检测单元以接收温度检测信号的比较单元，所述比较单元具有一基准值，所述基准值对应于电源本体的标准温度，所述比较单元将温度检测信号的值与基准值进行比较后输出相应的比较信号，所述比较单元上耦接有用于接收比较信号并输出控制信号的控制单元，所述控制单元上耦接有响应于控制信号以控制风扇启闭的执行单元；

当温度检测单元检测到电源本体的温度超过标准温度时，所述控制单元控制风扇启动。

采用上述方案，通过温度检测单元能够有效监测电源本体的温度变化，当电源本体的温度超过标准温度时，控制单元控制风扇开启进行散热，以延长电源本体的使用寿命。

作为优选，所述比较单元的输出端还耦接有用于提高基准值电压以降低标准温度的反馈部。

采用上述方案，反馈部为比较单元提供正反馈信号，使比较单元在输出高电平的比较信号后，能够通过正反馈提高其基准值电压，从而降低基准值所对应的标准温度，即恢复温度，避免温度检测信号的值在标准温度值附近波动，而导致执行单元的工作状态不断发生跳变，进而延长执行单元的使用寿命。

作为优选，所述比较单元还耦接有用于调节基准值的调节部。

采用上述方案，调节部可以调整比较单元的基准值，从而调节对应的标准温度值，以适应不同工况，增加了适用范围。

作为优选，所述电源本体内设置有安装块，所述安装块上开设有供温度传感器容置的凹腔，所述凹腔的开口处盖合有盖板，所述盖板的板面上开设有供温度传感器的感应头穿设的穿孔，所述温度传感器与穿孔过盈配合；所述盖板的两侧均向外延伸有支板，所述支板通过螺钉与安装块的上端面相固定。

采用上述方案，凹腔为温度传感器提供了容置空间，温度传感器的感应头穿设于穿孔内，能够使温度传感器与盖板连接在一起，并能使温度传感器随着盖板的开合而离开或放入凹腔内，便于温度传感器进行维修及更换，增加了操作便利性，同时提升了操作效率；通过螺钉能够将支板固定于操作台的上端面，以使盖板能够牢牢盖合于凹腔的开口位置。

作为优选，所述凹腔的开口边沿开设有供盖板及支板的边沿容置的阶梯环槽。

采用上述方案，阶梯环槽的设置，使得盖板上远离凹腔的板面能够与操作台的上端面保持平齐，而不会突出，减小空间的占用。

作为优选，所述阶梯环槽的底面沿其长度方向环设有密封圈。

采用上述方案，密封圈能够增加盖板与阶梯环槽之间的密封性，避免外界的水气进入到凹腔内，从而能够使凹腔内保持干燥。

作为优选，所述凹腔的底部设置有抵接于盖板的盖合面以驱使盖板远离凹腔的弹性件。

采用上述方案，弹性件能够在盖板解除锁定后，驱使盖板自动弹起，便于人们将盖板从凹腔内取出，更加人性化。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过高压直流电路和低压放电直流电路的设置，其输出的脉冲信号的大小不同，使加工模块在进行切割的时候，更加流畅，同时提高了切割效率，而负压直流电路的设置，使加工模块在每次使用完毕后，都会进行重新恢复状态，提高了使用寿命；

2、通过温度检测单元能够有效监测电源本体的温度变化，当电源本体的温度超过标准温度时，控制单元控制风扇开启进行散热，以延长电源本体的使用寿命。

附图说明

图1为本实施例中电源的工作电路示意图；

图2为本实施例中电源输入的脉冲示意图；

图3为本实施例中电源的爆炸示意图；

图4为图3中A处的放大示意图；

图5为本实施例中温度传感器的工作电路示意图。

图中：1、高压直流电路；11、第一放大单元；2、低压放电直流电路；21、第二放大单元；3、负压直流电路；31、第三放大单元；4、加工模块；5、保护模块；6、电源本体；61、风扇；63、温度传感器；631、温度检测单元；632、比较单元；633、控制单元；634、执行单元；635、反馈部；636、调节部；64、安装块；65、凹腔；66、盖板；661、穿孔；662、支板；67、阶梯环槽；671、密封圈；68、弹性件；69、插柱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实施例公开的一种新型高效线切割机脉冲电源，如图1所示，包括高压直流电路1、低压放电直流电路2、负压直流电路3以及加工模块4和保护模块5；

高压直流电路1包括若干第一放大单元11，且每组第一放大单元11中的元器件均相同，因此仅对其中一组第一放大单元11进行介绍：

第一放大单元11包括场效应管QH1、电阻RH1、二极管DH1、二极管DH1’；场效应管QH1为N沟道耗尽型绝缘栅场效应管且型号为IRFP250，二极管DH1、二极管DH1’的型号均为HER608。

场效应管QH1的栅极与信号CPH进行连接，场效应管QH1的源极与二极管DH1’的阳极连接，二极管DH1’的阴极与电源-VF连接，场效应管QH1的漏极与电阻RH1的一端、二极管DH1的阳极连接，电阻RH1的另一端与二极管DH1的阴极、电源+VH连接。

低压放电直流电路2包括若干第二放大单元21，且每组第二放大单元21中的元器件均相同，因此仅对其中一组第二放大单元21进行介绍：

第二放大单元21包括场效应管Q1、电阻R1、二极管D1、二极管D1’；场效应管Q1为N沟道耗尽型绝缘栅场效应管且型号为IRFP250，二极管D1、二极管D1’的型号均为HER608。

场效应管Q1的栅极与信号CPL进行连接，场效应管Q1的源极与二极管D1’的阳极连接，二极管D1’的阴极与电源-VF连接，场效应管Q1的漏极与电阻R1的一端、二极管D1的阳极连接，电阻R1的另一端与二极管D1的阴极、电源+VL连接。

负压直流电路3包括若干第三放大单元31，且每组第三放大单元31中的元器件均相同，因此仅对其中一组第三放大单元31进行介绍，本实施例中采用两组第三放大单元31进行使用。

第三放大单元31包括场效应管QF1、电阻RF1、二极管DF1、二极管DF1’；场效应管QF1为N沟道耗尽型绝缘栅场效应管且型号为IRFP250，二极管DF1、二极管DF1’的型号均为HER608。

场效应管QF1的栅极与信号CPF进行连接，场效应管QF1的源极与二极管DF1’的阳极连接，二极管DF1’的阴极与电源-VH连接，场效应管QF1的漏极与电阻RF1的一端、二极管DF1的阳极连接，电阻RF1的另一端与二极管DF1的阴极、电源+VF连接。

加工模块4包括电极丝E、电阻RE、二极管DE；二极管DE的型号为HER608。

电源-VF与电极丝E+的一端、电阻RE的一端连接，电阻RE的另一端与二极管DE的阴极连接，二极管DE的阳极与电极丝E-的另一端、信号-VH连接。

保护模块5包括二极管DD、电感L；二极管DD的型号为RURG5060。

二极管DD的阳极与电源-VL、电感L的一端连接，二极管DD的阴极与电感L的另一端连接。

如图2所示，信号CPL、信号CPH、信号CFP依次进行输入。电源+VH与电源-VH为高压直流电源，电源+VL与电源-VL为低压放电直流电源，电源+VF与电源-VF为负压直流电源。

当信号CPH输入时，加工模块4以建立电火花的放电通道；当CPH信号停止输入且信号CPL输入时，加工模块4以提供用于切割的电火花的能量；当信号CPL停止输入且信号CFP输入时，加工模块4以恢复放电极的状态。

结合图3和图4所示，电源包括电源本体6，电源本体6上固定安装有用于对电源本体6进行散热的风扇61以及驱动风扇61转动的动力源，电源本体6内设置有温度传感器63。

结合图4和图5所示，温度传感器63包括用于检测电源本体6温度变化以输出温度检测信号的温度检测单元631、耦接于温度检测单元631以接收温度检测信号的比较单元632，比较单元632具有一基准值，基准值对应于电源本体6的标准温度，比较单元632将温度检测信号的值与基准值进行比较后输出相应的比较信号，比较单元632上耦接有用于接收比较信号并输出控制信号的控制单元633，控制单元633上耦接有响应于控制信号以控制风扇61启闭的执行单元634；

当温度检测单元631检测到电源本体6的温度超过标准温度时，控制单元633控制风扇61启动。

温度检测单元631包括热敏电阻Rt、电阻RA1和电阻RA2；热敏电阻Rt的一端耦接于电压Vcc，另一端耦接于电阻RA1的一端，电阻RA1的另一端接地；电阻RA2的一端耦接于热敏电阻Rt和电阻RA1的连接点，另一端输出温度检测信号至比较单元632；电阻RA1的输出端还通过电容C1接地。其中热敏电阻Rt优选采用负温度系数热敏电阻，即电阻值随温度的升高而减小，反之，随温度的降低而增加。

热敏电阻Rt与电阻RA1构成了分压电路，当电压监测仪检定电源本体6内的温度上升时，热敏电阻Rt的阻值减小，其与电阻RA2之间的连接点电压随之降低；相反地，当电源本体6内的温度下降时，热敏电阻Rt的阻值增加，其与电阻RA1之间的连接点电压随之上升。其中电容C1起稳压滤波的作用，电阻RA2起限流作用。

比较单元632为比较器U，比较器U的反相输入端耦接于电阻RA2和电容C1的连接点，输出端输出相应的比较信号。

比较单元632上耦接有用于接收比较信号并输出控制信号的控制单元633，控制单元633包括继电器KA、NPN型的三极管Q1和续流二极管DA1，继电器KA的线圈的一端耦接于电压Vcc，另一端耦接于三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极耦接于比较器U的输出端以接收相应的比较信号，发射极接地；续流二极管DA1与继电器KA的线圈反并联。

控制单元633上耦接有响应于控制信号的执行单元634，执行单元634包括风扇61，继电器KA的常开触点KA-1的一端耦接于电压Vcc，另一端耦接于风扇61的一端，风扇61的另一端接地。当温度检测单元631检测到电源本体6内的温度超过标准温度时，控制单元633控制执行单元634启动风扇61运行。

比较单元632的输出端还耦接有用于提高基准值电压以降低标准温度的反馈部635。反馈部635包括可变电阻RP1和二极管DA2，二极管DA2的阳极耦接于比较器U的输出端，阴极耦接于可变电阻RP1的a端，可变电阻RP1的b端耦接于比较器U的同相输入端。

通过二极管DA2和可变电阻RP1形成了正反馈回路，当比较器U输出高电平时，通过正反馈回路将输出信号叠加到比较器U的同相输入端，使同相输入端的电压升高；其中二极管DA2起单向导通作用，防止电压Vcc通过正反馈回路倒灌到比较器U的输出端；通过调节可变电阻RP1的阻值可以改变流入到比较器U同相输入端的电流大小，从而调节正反馈电压的值。

比较单元632还耦接有用于调节基准值的调节部636。调节部636包括可变电阻RP2、可变电阻RP3和电容C2，可变电阻RP2的c端耦接于电压Vcc，d端耦接于可变电阻RP3的e端；可变电阻RP3的f端接地，可变电阻RP2和可变电阻RP3的连接点耦接于比较器U的同相输入端。

可变电阻RP2与可变电阻RP3共同构成了分压电路，通过调节可变电阻RP2与可变电阻RP3的阻值能够调节两者之间的连接点电压，该电压作为比较单元632的基准值电压作用于比较器U的同相输入端，其对应于电压监测仪检定电源本体6内的标准温度，且电压值越高，对应的标准温度值就越低。

电容C2的两端分别耦接于可变电阻RP3的两端，电容C2起稳压作用，使得可变电阻RP3在进行调节时，其两端的电压变化能够更加平滑。

电源本体6内设置有安装块64，安装块64上开设有供温度传感器63容置的凹腔65，该凹腔65优选呈方形设置，其深度等于或大于温度传感器63的长度。凹腔65的开口处盖合有盖板66，该盖板66的形状适应于凹腔65的开口形状，并且尺寸略大于凹腔65的开口尺寸，以使其能够完全封住凹腔65开口。

盖板66的板面上开设有供温度传感器63的感应头穿设的穿孔661，该穿孔661优选设置于盖板66的板面中心，温度传感器63的感应头与穿孔661过盈配合，使两者之间能够紧密配合。

盖板66的两侧均向外延伸有支板662，两个支板662呈对称设置。支板662通过螺钉与安装块64的上端面相固定，该螺钉优选采用沉头式螺钉，使其不会突出于支板662的板面。更进一步地，凹腔65的开口边沿开设有供盖板66及支板662的边沿容置的阶梯环槽67，即该阶梯环槽67沿着凹腔65的开口边沿设置，同时形状适应于盖板66的外边沿及支板662的形状。阶梯环槽67的底面沿其长度方向环设有密封圈671。同时阶梯环槽67的深度应等于或略大于密封圈671与盖板66相加的厚度。

凹腔65的底部设置有抵接于盖板66的盖合面以驱使盖板66远离凹腔65的弹性件68，该弹性件68优选为压簧，压簧的一端固定于凹腔65的底部，另一端抵压于盖板66的盖合面上；压簧的数量优选为两个，分别对称设置于凹腔65的底部两侧，使得作用于盖板66上的弹性支撑力能够更加平衡；更进一步地，凹腔65的底部对应于压簧的位置均向上延伸有插柱69，插柱69插接于对应的压簧内，并与压簧过盈配合，以使压簧无法脱离凹腔65的底面。同时插柱69的长度优选为压簧自然状态下的一半，使得压簧在收缩过程中不易发生弯折。

在安装接温度传感器63时，先将温度传感器63的感应头从下往上插入至穿孔661内，并使感应头与盖板66的板面相平齐。然后随着盖板66盖合于凹腔65的开口处，将温度传感器63放入至凹腔65内，并使盖板66卡嵌于阶梯环槽67内，此时温度传感器63的感应头应朝上设置；在此过程中，弹性件68在盖板66的挤压下发生弹性收缩，最后通过螺钉将盖板66两侧的支板662固定于阶梯环槽67的底面，以使盖板66完成安装，使其无法从安装块64上脱离。

在拆卸温度传感器63时，先将螺钉从支板662上拧下，以解除盖板66的锁定，此时盖板66能够在弹性件68的复位作用下被弹起，以方便人们拿取盖板66。在取出盖板66的过程中，温度传感器63随之从凹腔65被取出。

当电源本体6的温度正常时，热敏电阻Rt的阻值较高，使比较器U反相输入端的电压大于其同相输入端的电压，这时比较器U输出低电平的比较信号至三极管Q1的基极，使三极管Q1截止，以切断继电器KA的供电回路，使继电器KA-1处于失电状态，其对应的常开触点KA-1断开，分别切断风扇61的供电回路，此时风扇61不转动。

当电源本体6的温度升高时，设置于电源本体6内部的热敏电阻Rt的阻值随之减小，使作用于比较器U上的反相输入端的电压减小；当温度超过标准温度时，比较器U的反相输入端电压正好减小至小于其同相输入端的电压，使比较器U输出高电平的比较信号至三极管Q1的基极，使三极管Q1导通，继电器KA的线圈得电吸合，其对应的常开触点KA-1闭合，以导通风扇61的供电进行散热。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。