专利名称：一种高速走丝线切割机床电器控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及线切割机床电器控制装置。
高速走丝线切割机床是我国独创的一种线切割机床。这种机床在国内占线切割机床总拥有量的95％以上，占国内产量的99％以上，并有大量出口。这种机床在国外没有生产，国外只生产低速走丝线切割机床。
由于加工机理的不同，高速走丝线切割机床与低速走丝线切割机床在运算机构、工作液供给机构等方面都完全不同，因此其机床电器控制系统也完全不同。
现有的国产高速走丝线切割机床的机床电器，其逻辑动作都是靠交流接触器和继电器来完成，由于运丝系统要求每10-20秒反向一次，继电器和交流接触器的频繁动作使它们寿命不长。
由于机床的各种逻辑动作要求比较复杂，因此机床电器需要的继电器和交流接触器的数量也比较多，造价比较高，根据各种保护动作的完善程度不同，造价大约在800-1500元左右。
此外，现有的机床电器控制系统只能由机床按钮站控制，不能与计算机联接。线切割机床是一种数控机床，它的机床电器不能由计算机控制是它的一个大缺点。
由于全部机床电器都是强电(～380V和220V)控制，包括按钮站、限位开关等处均带强电，很不安全。
本实用新型目的是制作用集成电路逻辑控制机床电器的逻辑动作的控制器，并使机床按钮站或通过计算机接口直接控制机床，采用可控硅作为机床电器的控制执行元件。
本实用新型的技术解决方案是从机床按钮站或计算机接口连接光耦，光耦输出控制信号连接集成电路逻辑控制电路，其输出再经光耦并经驱动电路连接可控硅控制器，可控硅控制器控制运丝电机的工作、制动及冷液泵的通断，另一路光耦输出的控制信号直接连接高频电源的通断。集成电路逻辑控制电路可以多片集片电路搭成控制机床电器的逻辑，但以用可编程门陈列电路GAL为好。其工作过程如下述机床电器的开关动作从机床按钮站或计算机发出，通过光耦合器送入GAL，GAL根据逻辑给出相应输出开关信号，输出信号通过光耦和驱动电路，打开或关闭双向可控硅，完成对机床电器的开关动作。
运丝电机在运行中碰到换向行程开关，该信号通过光耦合器送入GAL，GAL先关闭高频电源再使运丝电机先停车，后反向启动，中间有适当的延时，使换向平稳柔和，在运丝反向启动后再打开高频电源。运丝电机在运行中的任何位置(包括在换向过程中)遇到机床按钮站或计算机发出停车信号，GAL先关闭高频电源和冷液泵再使运丝电机先停车，后反向制动，中间也有适当延时，使运丝电机可在0.5-1秒左右时间可靠停稳，不会继续惯性运行，可确保电极丝不会由于过冲而拉断。
光耦作用是将线切割机床的逻辑电路与执行元件分开，前者都用弱电(5V/12V直流)，后者用强电(～380V/～220V)，使机床按钮站、行程开关等处均为弱电，提高了安全性。12个光耦将全部输入信号、输出信号与逻辑电路部分隔离，确保逻辑动作不受干扰。用一片可编程逻辑门陈列电路(GAL)完成全部机床电器的逻辑动作，替代了大量的继电器，大大降低了成本，提高了集成度，提高了电路的可靠性。
专门设计的与计算机通讯的接口，使计算机直接控制机床电器动作其控制动作与机床按钮站相互独立，互不干扰。
本专利的执行元件采用双向可控硅元件驱动电机，由于没有易耗的开关触点，因此大大提高了寿命，降低了故障率。
以下结合附图和通过实施例对本实用新型作进一步说明
图1为结构框图，图23为一种对应于框图的实施例电路图。
计算机接口通过接插件J1连接总线并接到光耦S1、S2机床按钮站通过插件J2与J1并联，这样形成机床按钮站和计算机均能独立对本装置进行控制。J2中JL-HW及JRHW为换向行程开关。光耦输出的控制信号经集成电路逻辑控制器，实施例中由可编程逻辑门阵列电路GAL进行逻辑控制，用多片集成电路也能得到通常控制线机切割机床逻辑，包括运丝电机、油泵、高频电源通断时序，GAL的输出亦经光耦后一路接发光二报管显示(亦接在机床按钮站中)，另一路接控制部件，其中一路信号由J5控制钼丝高频电源的高频振荡输入，接控制部件的信号还包括由驱动电路N31-34接可控硅控制器CT1-CT8，其中CT1-CT5的输出接J4控制运丝电机的正反转，其中CT5相不变，CT1-CT4正反转时换相，插座J3连接380V交流电，CT6-CT8通过插座J5控制油泵电机的通断。交流电源经变压器T1、T2降压后通过插座J2接到整流、滤波和稳压电路，以提供给总线和弱电部分以工作直流电源。振荡电路U1由时基电路构成，用于提供GAL时钟信号。由充电延时电路R23，C25，放大电路P21，P22及带动的继电器JC1构成了对GAL的初始化程序电路及相应加电保护电路，在加电瞬间，三极管P21截止，继电器JC1不工作高电位至GAL的3脚，GAL初始化各控制部件均不加电，尔后再正式进行可编程运算。这样保证在上电时自动复位，确保全部机床电器处于关闭状态，每次启动运丝电机，逻辑确保它朝同一方向启动，但可以通过压下行程开关使它反向启动，方便了绕丝操作。其余细节图2.3中均有详细标定。
图1框图说明高速线切割机床的运线电机的动作机制，本来由机床按钮站及行程开关逻辑控制改由GAL来完成。并且计算机可通过光耦控制强电，机床按钮站与GAL控制互相独立(不用机床按钮站也完全可以)。运线电机的控制即由电机带动切割钼丝正反转，钼丝运作时将高频电压加在运丝与工件之间，至于工作切割的形状，由计算机或其它编程器来控制。
图2，3与
图1框图的对应如下S1，S2为输入信号的光耦，S4为输出信号的光耦，可编程门阵列电路GAL即图2中G1，J1接计算机接口，J2接机床按钮站，J4，J5连可控硅控制器，J5控制高频电源的通断，其余在图中均有显示。
本实用新型有下述优点1.成本低，现有的机床电器生产成本约800-1500元，本装置成本仅300-400元。
2.功能强具有现有各种机床电器系统所具有的各种逻辑功能、保护功能。
3.能与计算机联接，使计算机直接控制机床电器的全部动作，且计算机的控制动作与机床按钮站的控制动作相互独立。
4.弱电控制强电，提高了人身安全防护性能。
5.用无触点的可控硅作为执行元件，大大提高了系统的寿命，降低了故障率，减少了维修成本。
6.采用可编程门阵列元件，提高了集成度，提高了电路的可靠性。
7.采用全光耦隔离，提高了系统的抗干扰能力。
8.体积小，重量轻，现有的机床电器体积约为400×400×200mm3+250×160×100mm3，本装置的体积仅为200×200×50mm3，是现有机床电器体积的 重量的
权利要求1.一种高速走丝线切割机床电器控制装置，利用机床自身的按钮站控制高频电源，运丝电机冷液泵等电器，其特征是从机床按钮站或计算机连接光耦，光耦输出控制信号连接集成电路逻辑控制电路，其输出再经光耦并经驱动电路连接可控硅控制器，可控硅控制器控制运丝电机的工作、制动及冷液泵的通断，另一路光耦输出的控制信号直接连接高频电源的通断。
2.由权利要求1所述的控制装置，其特征是集成电路逻辑控制电路采用可编程门阵列电路(GAL)。
3.由权利要求1、2所述的控制装置，其特征是GAL的时钟信号由时基电路构成的振荡电路提供。
4.由权利要求1、2所述的控制装置，其特征由充电延时电路(R23、C25)、放大电路，(P21、P22)及带动的继电器并连接GAL的复位端，构成GAL复位电路。
专利摘要一种高速走丝线切割机床电器控制装置，利用机床自身的按钮站或计算机控制高频电源，运丝电机冷液泵等电器，其特征是从机床按钮站或计算机接口连接光耦，光耦输出控制信号连接集成电路逻辑控制电路，其输出再经光耦并经驱动电路连接可控硅控制器，可控硅控制器控制运丝电机的工作、制动及冷液泵的通断，另一路光耦输出的控制信号直接连接高频电源的通断。
文档编号B23H7/00GK2243361SQ9523925
公开日1996年12月25日 申请日期1995年2月25日 优先权日1995年2月25日
发明者王星群 申请人:王星群