调压式振动盘控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种调压式振动盘控制器，其包括：调速信号输出模块、脉冲触发生成电路、可控硅触发电路、峰值检测电路、比较器。该调压式振动盘控制器在可控硅触发电路的输出端设置峰值检测电路，通过峰值检测电路检测可控硅触发电路的平均输出电压并与调速信号输出模块的输出信号进行比较，这样就会形成一闭环控制系统，在这种情况下当振动盘上的物料重量变化，或者有外力干扰时，仍能保证振动盘稳定运行。同时该控制器还设有一相位同步电路，通过相位同步电路可以精准的控制触发脉冲的触发角度，使得触发后得到的电压正负半周幅值一致，使得振幅稳。
【专利说明】调压式振动盘控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及送料振动盘，特别涉及一种用于振动盘的调压式控制器。
【背景技术】
[0002]振动盘是一种自动组装或自动加工机械的辅助送料设备。它能把各种产品有序地排列出来，配合自动组装设备将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品，或者配合自动加工机械完成对工件的加工。振动盘料盘下面有脉冲电磁铁，可以使料盘作垂直或左右方向振动，由倾斜的弹簧片带动料斗绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内零件，由于受到这种振动而沿螺旋轨道上升。在上升的过程中经过一系列轨道的筛选或者姿态变化，零件能够按照组装或者加工的要求呈统一状态自动进入组装或者加工位置。其工作目的是通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。振动盘广泛应用于电子、五金、塑胶、钟表业、电池、食品、连接器、医疗器械、医药、食品、玩具、文具、日常用品的制造等各个行业，是解决工业自动化设备供料的必须设备。振动盘除满足产品的定向排序外还可用于分选、检测、计数包装等，是一种现代化高科技产品。
[0003]目前市面振动盘的控制器主要有两种类型:即调压型控制器与调频控制器。调压型控制器主要用频率可调的方波脉冲去触发双向可控硅的导通，直接对交流电进行斩波限幅。调频型控制器采用交直交逆变电源的方式，采用场效应管构成的半桥或H桥驱动，频率可由数字芯片连续调节。在现有技术中这两种驱动方式均属于开环控制，物料的增减，外力的变化，均会影响送料速度，不能达到良好的调速及稳速性能。严重失谐状态下振动盘会突然跳变，产生大幅度的振动及噪音。
实用新型内容
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可使振动盘稳定运行的调压式振动盘控制器。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种调压式振动盘控制器，其包括:调速信号输出模块，所述调速信号输出模块用于输出使振动盘达到要求振动幅值的电压信号；脉冲触发生成电路，所述脉冲触发生成电路用于产生可控硅触发电路的触发脉冲；可控硅触发电路，所述可控硅触发电路用于驱动振盘的脉冲电磁铁工作，所述可控硅触发电路的输入端与所述脉冲触发生成电路的输出端连接；峰值检测电路，所述峰值检测电路用于检测所述可控硅触发电路的平均电流值，所述峰值检测电路的输入端与所述可控硅触发电路的输出端连接；比较器，所述比较器的正向端与所述调速信号输出模块的输出端连接，所述比较器的负向端与所述峰值检测电路的输出端连接，所述比较器的输出端与所述脉冲触发生成电路的输入端连接；电源模块，所述电源模块与所述调速信号输出模块、脉冲触发生成电路连接。
[0006]优选地，所述电源模块包括EMC滤波电路、非隔离低压电源电路、隔离低压电源电路，所述EMC滤波电路分别与所述非隔离低压电源电路、隔离低压电源电路连接，所述非隔离低压电源电路与所述脉冲触发生成电路连接，所述隔离低压电源电路与所述调速信号输出模块连接。
[0007]优选地，所述调速信号输出模块包括三角波电路、PWM调制电路、光电隔离电路，所述三角波电路的输入端与所述隔离低压电源电路的输出端连接，所述三角波电路的输出端通过PWM调制电路与所述光电隔离电路的输入端连接，所述光电隔离电路的输出端与所述脉冲触发生成电路连接。
[0008]优选地，所述EMC滤波电路还通过一相位同步电路与所述脉冲触发生成电路连接，所述相位同步电路用于使所述脉冲触发生成电路与电源正弦波的相位相同。
[0009]优选地，所述峰值检测电路包括一 AC/DC转换芯片AD736和一运算放大器芯片LM358，所述AC/DC转换芯片AD736的输入端通过一输入电阻与所述可控硅触发电路的输出端连接，所述AC/DC转换芯片AD736的输出端与所述运算放大器芯片LM358的输入端连接，所述运算放大器芯片LM358的输出端与所述比较器的负向输入端连接。
[0010]优选地，该调压式振动盘控制器还包括一启动延时电路，所述启动延时电路与一软启动电路连接，所述软启动电路与所述脉冲触发生成电路连接。
[0011]优选地，所述脉冲触发生成电路、比较器、软启动电路、相位同步电路集成在一集成在一集成芯片内。
[0012]如上所述，本实用新型的调压式振动盘控制器具有以下有益效果:该调压式振动盘控制器在可控硅触发电路的输出端设置峰值检测电路，通过峰值检测电路检测可控硅触发电路的平均输出电压并与调速信号输出模块的输出信号进行比较，这样就会形成一闭环控制系统，在这种情况下当振动盘上的物料重量变化，或者有外力干扰时，仍能保证振动盘稳定运行。同时该控制器还设有一相位同步电路，通过相位同步电路可以精准的控制触发脉冲的触发角度，使得触发后得到的电压正负半周幅值一致，使得振幅稳。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例的模块连接示意图。
[0014]图2为本实用新型实施例电源模块的电路图。
[0015]图3为本实用新型实施例调速信号输出模块的电路图。
[0016]图4为本实用新型实施例峰值检测电路的电路图。
[0017]图5为输入交流电压波形，触发脉冲，输出电压电流波形及相位的时序图。
[0018]图6为本实用新型实施例启动延时电路的电路图。
[0019]图7为本实用新型实施例可控硅触发电路的电路图。
[0020]图8为本实用新型实施例相位控制集成芯片U211B3的外接电路图。
【具体实施方式】
[0021]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0022]请参阅图1至图8。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0023]如图1所示，本实用新型提供一种调压式振动盘控制器，其主要包括:电源模块1、调速信号输出模块2、比较器3、脉冲触发生成电路4、可控硅触发电路5、峰值检测电路6。调速信号输出模块2用于输出使振动盘达到要求振动幅值的电压信号，脉冲触发生成电路4用于产生可控硅触发电路的触发脉冲，可控硅触发电路5用于驱动振盘的脉冲电磁铁工作，峰值检测电路6用于检测可控硅触发电路5输出的平均电流值。可控硅触发电路5的输入端与脉冲触发生成电路4的输出端连接。比较器3的正向端与调速信号输出模块2的输出端连接，比较器3的负向端与峰值检测电路6的输出端连接，比较器3的输出端与脉冲触发生成电路4的输入端连接；电源模块I分别与调速信号输出模块2、脉冲触发生成电路4连接，用于向调速信号输出模块2、脉冲触发生成电路4供电。
[0024]该调压式振动盘控制器在工作时，用调速信号输出模块2输出调速电压信号，调速电压信号比较器3进入脉冲触发生成电路4，脉冲触发生成电路4产生可控硅触发电路的触发脉冲并发送给可控硅触发电路5，可控硅触发电路5根据脉冲触发生成电路4发出的脉冲信号输出电流控制振盘的脉冲电磁铁工作。与此同时峰值检测电路6用于检测可控硅触发电路5输出的平均电流值并发送给比较器3，比较器3将调速信号输出模块2、峰值检测电路6输出的信号进行比较。这样就会形成一闭环控制系统，在这种情况下当振动盘上的物料重量变化，或者有外力干扰时，仍能保证振动盘稳定运行。
[0025]如图2所示，电源模块I包括EMC滤波电路11、非隔离低压电源电路12、隔离低压电源电路13，EMC滤波电路11的输入端与外接电源信号连接，EMC滤波电路11的输出端分别与非隔离低压电源电路12、隔离低压电源电路13连接，非隔离低压电源电路12与脉冲触发生成电路4连接，隔离低压电源电路13与调速信号输出模块2连接。出于安全规范方面的考虑，在电源的输入端加入保险管F1，由C5，T2，C13，C14，C19构成输入滤波电路，R15为压敏电阻，防止浪涌电压造成损坏。由Tl为后级提供低压非隔离电源，变压器T3为后级提供低压隔离电源，Tl输出18V50HZ交流由D1，D2分别对正负半周进行整流得到正负22V左右的脉动直流电压，经Cl，C7滤波，DlOjDll稳压，分别送入Ul，U4正负电压调节器，得到+5V和-15V直流电压，其中-15电压经由负电压调节器U5得到-9V直流电压，此部分电源与交流电源共地，C2，C6，C26分别为储能滤波电容。T3输出的18V交流经全桥整流模块D3整流，C17滤波，电压调节器U6，C28储能滤波，D12稳压，得到与交流电源隔离的+12V直流电源。
[0026]如图3所示，调速信号输出模块2包括三角波电路21、PWM调制电路22、光电隔离电路23，三角波电路21的输入端与隔离低压电源电路13的输出端连接，三角波电路21的输出端通过PWM调制电路22与光电隔离电路23的输入端连接，光电隔离电路23的输出端与脉冲触发生成电路4连接。
[0027]此部分主要有通用4运放LM324构成，隔离+12V直流供电。由U8B，C23，R19，R22，R23，R50，构成典型的单运放三角波发生电路，产生630Hz左右的三角波信号，送入U8C第9脚。U8D，R31，R32，R35，R40，C27，构成输入滤波同相放大电路，对外部输入的模拟电压调节量进行放大，放大倍数由电位器R35及电阻R31决定，R35用于对外部电压对应的最高速度进行调节，放大的外部信号经R38送入U8C构成的电压比较器的第10脚，R34，R37与电位器R33用于设定最低初始速度，U8C对第9脚的三角波信号与10脚的模拟电压信号进行调制，得到脉宽调制PWM信号，通过R24，WA光耦隔离送入非隔离电源部分。使能信号由R45，R49分压，送入U8A构成电压跟随器，对输入的高电平使能电压信号放大，经R41，D9，U9B送入非隔离电源部分，D9完成使能或运行状态的指示。电压跟随器可提高输入阻抗，降低对信号源的功率要求。R42，R47，Q3，R48，为选装件，提供低电平使能的功能。
[0028]如图4所示，峰值检测电路6主要包括一 AC/DC转换芯片AD736和一运算放大器芯片LM358，AC/DC转换芯片AD736的输入端通过一输入电阻RlO与可控硅触发电路5的输出端连接，AC/DC转换芯片AD736的输出端与运算放大器芯片LM358的输入端连接，算放大器芯片LM358的输出端与比较器的负向输入端连接。使用这种外部的峰值检测电路6，可使峰值到平均值电压的转换更加准确，从而可有效提高控制器的控制精度。
[0029]该控制器中还包括一相位同步电路7，EMC滤波电路11与相位同步电路7的输入端连接，相位同步电路7的输出端与脉冲触发生成电路4连接，相位同步电路7用于使脉冲触发生成电路4与电源正弦波的相位相同。如图5所示，相位同步电路7通过对母线交流电压的相位进行检测，可以精准的控制触发脉冲的触发角度，使得触发后得到的电压正负半周幅值一致，使得振幅稳定，并且通过调节相对触发相位，可以改变输出电压平均值，从而改变震动盘振幅。
[0030]该控制器中还包括一启动延时电路8，启动延时电路8与一软启动电路9连接，软启动电路9与脉冲触发生成电路4连接。软启动电路9用于发出脉冲信号使脉冲触发生成电路4启动，启动延时电路8可使脉冲触发生成电路4的输出值逐渐增加。如图6所示，启动延时电路8由运放LM358 (UlO)及外围电阻电容R20，R21，R26，D7，D8，R25，R27，R28，Q2，C25，R43构成的延时电路，对光耦隔离过来的使能信号进行延时，延时时间由RC充放电时间决定，充电电压由低缓慢上升，此电压由R44送入U7第12脚，使输出电压由低至高缓慢上升。调节电位器R20，R25可调节软启动及关断延时时间。运放采用了+5V与-15V供电。
[0031]如图7所示，可控硅触发电路5包括一为双向可控硅Q1，R13，C11，R9，D4构成门极驱动分压，稳压及滤波电路，将双向可控硅的门极驱动电压限定在1.5V左右。C12，R12提供电磁线圈的泄放回路，用以保护双向可控硅。
[0032]作为一种优选方式，脉冲触发生成电路4、比较器3、软启动电路9、相位同步电路7都集成在一集成在一集成芯片内。作为一种【具体实施方式】，该集成芯片为于TEMIC公司的相位控制集成芯片U211B3，采用这种方式可使控制电路得以简化。相位控制集成芯片U211B3的外接电路图如图8所示。
[0033]该调压式振动盘控制器在可控硅触发电路的输出端设置峰值检测电路，通过峰值检测电路检测可控硅触发电路的平均输出电压并与调速信号输出模块的输出信号进行比较，这样就会形成一闭环控制系统，在这种情况下当振动盘上的物料重量变化，或者有外力干扰时，仍能保证振动盘稳定运行。同时该控制器还设有一相位同步电路，通过相位同步电路可以精准的控制触发脉冲的触发角度，使得触发后得到的电压正负半周幅值一致，使得振幅稳。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0034]该控制器的的核心部分为TEMIC公司的U211B3 (U211B2为DIP封装)的相位同步功能，以及由AD736构成的峰值检测电路，其他部分均可作不同程度的变更以达到更好的目的，如电源部分可采用非隔离开关电源以缩小体积，更改功率组件可改变驱动功率，调速与软启动部分可采用数字芯片编程控制以达到更好的控制及显示效果，并可扩展通讯控制如RS232，RS485，CAN，以太网等，以便更好的融入设备控制网络。任何采用上述芯片或类似芯片的控制器均有可能达到类似的驱动控制效果。任何采用上述驱动及反馈控制方式的分立电路均有可能达到类似的驱动控制效果。本设计克服了原使用产品速度不稳定，随负载变化大，容易产生突变跳动等缺点，并降低了成本。模拟电压调速，电压信号使能非常易于使用PLC或外部开关和电位器控制，增加的EMI滤波电路和软启动功能可减少对电网的干扰，经测试连续长时间运行和频繁启动均有比较好的可靠性。
[0035]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种调压式振动盘控制器，其特征在于，其包括: 调速信号输出模块，所述调速信号输出模块用于输出使振动盘达到要求振动幅值的电压信号; 脉冲触发生成电路，所述脉冲触发生成电路用于产生可控硅触发电路的触发脉冲； 可控硅触发电路，所述可控硅触发电路用于驱动振盘的脉冲电磁铁工作，所述可控硅触发电路的输入端与所述脉冲触发生成电路的输出端连接； 峰值检测电路，所述峰值检测电路用于检测所述可控硅触发电路的平均电流值，所述峰值检测电路的输入端与所述可控硅触发电路的输出端连接； 比较器，所述比较器的正向端与所述调速信号输出模块的输出端连接，所述比较器的负向端与所述峰值检测电路的输出端连接，所述比较器的输出端与所述脉冲触发生成电路的输入端连接； 电源模块，所述电源模块与所述调速信号输出模块、脉冲触发生成电路连接。
2.根据权利要求1所述的调压式振动盘控制器，其特征在于:所述电源模块包括EMC滤波电路、非隔离低压电源电路、隔离低压电源电路，所述EMC滤波电路分别与所述非隔离低压电源电路、隔离低压电源电路连接，所述非隔离低压电源电路与所述脉冲触发生成电路连接，所述隔离低压电源电路与所述调速信号输出模块连接。
3.根据权利要求2所述的调压式振动盘控制器，其特征在于:所述调速信号输出模块包括三角波电路、PWM调制电路、光电隔离电路，所述三角波电路的输入端与所述隔离低压电源电路的输出端连接，所述三角波电路的输出端通过PWM调制电路与所述光电隔离电路的输入端连接，所述光电隔离电路的输出端与所述脉冲触发生成电路连接。
4.根据权利要求3所述的调压式振动盘控制器，其特征在于:所述EMC滤波电路还通过一相位同步电路与所述脉冲触发生成电路连接，所述相位同步电路用于使所述脉冲触发生成电路与电源正弦波的相位相同。
5.根据权利要求4所述的调压式振动盘控制器，其特征在于:所述峰值检测电路包括一 AC/DC转换芯片AD736和一运算放大器芯片LM358，所述AC/DC转换芯片AD736的输入端通过一输入电阻与所述可控硅触发电路的输出端连接，所述AC/DC转换芯片AD736的输出端与所述运算放大器芯片LM358的输入端连接，所述运算放大器芯片LM358的输出端与所述比较器的负向输入端连接。
6.根据权利要求5所述的调压式振动盘控制器，其特征在于:该调压式振动盘控制器还包括一启动延时电路，所述启动延时电路与一软启动电路连接，所述软启动电路与所述脉冲触发生成电路连接。
7.根据权利要求6所述的调压式振动盘控制器，其特征在于:所述脉冲触发生成电路、比较器、软启动电路、相位同步电路集成在一集成在一集成芯片内。
【文档编号】B65G27/32GK204211083SQ201420666458
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】任强军 申请人:昆山鸿吉瑞精密机械有限公司