CN107598312A - 一种火花机加工放电阶梯波电源电路 - Google Patents

一种火花机加工放电阶梯波电源电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种火花机加工放电阶梯波电源电路，包括CPU及逻辑单元、上位机、各轴驱动单元、IO板和手操器，所述CPU及逻辑单元的输入端与上位机的输出端电性连接；所述各轴驱动单元、IO板和手操器均的输入端均与CPU及逻辑单元的输出端电连接；所述CPU及逻辑单元的输出端设置有HP击穿高压单元、IP加工电压单元和FP负向电压单元。本火花机加工放电阶梯波电源电路通过设置的HP击穿高压单元提高放电效率，缩短加工时间；设置的IP加工电压单元可对工件精确进行加工，且可有效减小电极损耗，延长电极寿命；FP负向电压单元可有效提高光洁度，减少拉弧、短路等情况发生；整体对工件的加工效率高，质量好，且火花机的使用寿命长。

Description

一种火花机加工放电阶梯波电源电路
技术领域
本发明涉及火花机工件加工设备技术领域，尤其是一种火花机加工放电阶梯波电源电路。
背景技术
电加工是特种加工中的一种，也是模具行业必不可少的，通过放电产生的高温使工件材料气化或熔化以达到去除工件材料的目的，但是传统的电加工电压难以控制，降低了加工的效率，因此需一种火花机加工放电阶梯波电源电路，以提高加工效率和质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种火花机加工放电阶梯波电源电路，具有加工效率高，质量好，火花机的使用寿命长，以解决上述背景技术中提出加工效率低，工件加工质量差，火花机使用寿命短的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种火花机加工放电阶梯波电源电路，包括CPU及逻辑单元、上位机、各轴驱动单元、IO板和手操器，所述CPU及逻辑单元的输入端与上位机的输出端电性连接；所述各轴驱动单元、IO板和手操器均的输入端均与CPU及逻辑单元的输出端电连接；所述CPU及逻辑单元的输出端设置有HP击穿高压单元、IP加工电压单元和FP负向电压单元，HP击穿高压单元、IP加工电压单元和FP负向电压单元的输入端均与CPU及逻辑单元的输出端电性连接；所述HP击穿高压单元、IP加工电压单元和FP负向电压单元的输出端设置有工件，工件与HP击穿高压单元、IP加工电压单元和FP负向电压单元均连接。
作为本发明进一步的方案：所述IP加工电压单元内设置有多路IP电路，IP电路内设置有放大器A1，放大器A1的一端连接电源接口，放大器A1的输出端连接电阻R153和电阻R157的一端，电阻R153的另一端连接发光二极管D1并与发光二极管D1串接；所述电阻R157的另一端串接电阻R161的一端，电阻R161的另一端连接场效应管Q1，场效应管Q1的栅极连接电阻R165并联于场效应管Q1的源极上。
作为本发明进一步的方案：所述电阻R161的两端还并接二极管D2。
作为本发明进一步的方案：所述场效应管Q1的漏极连接电阻R169和电容C50并并联于场效应管Q1的源极上，电阻R169与场效应管Q1漏极的连接端并接有二极管D3；所述二极管D3与电容C50的输入端串接二极管D4，电容C50的输出端与场效应管Q1的源极连接。
与现有技术相比，本发明有益效果：
本火花机加工放电阶梯波电源电路通过设置的HP击穿高压单元可快速实现有效击穿，减少等待击穿时间，从而提高放电效率，缩短加工时间；IP加工电压单元按规律输出，可控制波形，对工件精确进行加工，IP加工电压出现有效击穿情况时，开始以阶梯波形输出，阶梯起始能量、阶梯终点能量和阶梯步长时间可设，可用于击穿后提供主能量来放电加工工件，阶梯波可有效减小电极损耗，延长电极寿命；FP负向电压单元可有效提高光洁度，减少拉弧、短路等情况发生；整体对工件的加工效率高，质量好，且火花机的使用寿命长。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的IP电路图。
图中：1-CPU及逻辑单元；2-上位机；3-各轴驱动单元；4-IO板；5-手操器；6-HP击穿高压单元6；7-IP加工电压单元；8-FP负向电压单元；9-工件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明实施例中，一种火花机加工放电阶梯波电源电路，包括CPU及逻辑单元1、上位机2、各轴驱动单元3、IO板4和手操器5，CPU及逻辑单元1的输入端与上位机2的输出端电性连接，CPU及逻辑单元1的输入端与上位机2交互数据；各轴驱动单元3、IO板4和手操器5均的输入端均与CPU及逻辑单元1的输出端电连接，CPU及逻辑单元1的输出端与各轴驱动单元3、IO板4和手操器5等交互数据；CPU及逻辑单元1的输出端设置有HP击穿高压单元6、IP加工电压单元7和FP负向电压单元8，HP击穿高压单元6、IP加工电压单元7和FP负向电压单元8的输入端均与CPU及逻辑单元1的输出端电性连接，HP击穿高压单元6在整个加压周期(ON周期)内输出，能量(电流大小)可设，用于加工开始后快速实现有效击穿，减少等待击穿时间，从而提高放电效率，缩短加工时间；IP加工电压单元7在加压周期内(ON周期)，如果没有出现有效击穿情况，则不输出，击穿按规律输出，可控制波形；FP负向电压单元8在加压周期(ON周期)和不加压周期(OFF周期)之间按规律输出，可控制波形，可有效提高光洁度，减少拉弧、短路等情况发生；HP击穿高压单元6、IP加工电压单元7和FP负向电压单元8的输出端设置有工件9，工件9与HP击穿高压单元6、IP加工电压单元7和FP负向电压单元8均连接，当IP加工电压出现有效击穿情况时，开始以阶梯波形输出，阶梯起始能量、阶梯终点能量和阶梯步长时间可设，可用于击穿后提供主能量来放电加工工件9，阶梯波可有效减小电极损耗，延长电极寿命；IP加工电压单元7内设置有多路IP电路，IP电路内设置有放大器A1，放大器A1的一端连接电源接口，放大器A1的输出端连接电阻R153和电阻R157的一端，电阻R153的另一端连接发光二极管D1并与发光二极管D1串接；所述电阻R157的另一端串接电阻R161的一端，电阻R161的另一端连接场效应管Q1，场效应管Q1的栅极连接电阻R165并联于场效应管Q1的源极上，电阻R161的两端还并接二极管D2；场效应管Q1的漏极连接电阻R169和电容C50并并联于场效应管Q1的源极上，电阻R169与场效应管Q1漏极的连接端并接有二极管D3；所述二极管D3与电容C50的输入端串接二极管D4，电容C50的输出端与场效应管Q1的源极连接；本IP加工电压单元7内的IP电路通过电源口在加工间隙间施加一组由高低压脉冲组合成的加工脉冲，按时间划分一般分为脉宽(ON)和脉停(OFF)两个阶段，其中，加工时施加高压的阶段叫ON阶段，施加低压或关断的阶段叫OFF阶段；在On阶段，当间隙的电场强度足够大时，间隙间的介电液体的绝缘特性破坏，则出现放电，放电产生的高温高压使工件9的材料蒸发或熔化以去除工件9上的材料，如此重复工作，最终达到工件9加工目的；整体对工件9的加工效率高，质量好，且火花机的使用寿命长。
综上所述：本火花机加工放电阶梯波电源电路通过设置的HP击穿高压单元6可快速实现有效击穿，减少等待击穿时间，从而提高放电效率，缩短加工时间；IP加工电压单元7按规律输出，可控制波形，对工件9精确进行加工，IP加工电压出现有效击穿情况时，开始以阶梯波形输出，阶梯起始能量、阶梯终点能量和阶梯步长时间可设，可用于击穿后提供主能量来放电加工工件9，阶梯波可有效减小电极损耗，延长电极寿命；FP负向电压单元8可有效提高光洁度，减少拉弧、短路等情况发生；整体对工件9的加工效率高，质量好，且火花机的使用寿命长。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种火花机加工放电阶梯波电源电路，包括CPU及逻辑单元(1)、上位机(2)、各轴驱动单元(3)、IO板(4)和手操器(5)，其特征在于：所述CPU及逻辑单元(1)的输入端与上位机(2)的输出端电性连接；所述各轴驱动单元(3)、IO板(4)和手操器(5)均的输入端均与CPU及逻辑单元(1)的输出端电连接；所述CPU及逻辑单元(1)的输出端设置有HP击穿高压单元(6)、IP加工电压单元(7)和FP负向电压单元(8)，HP击穿高压单元(6)、IP加工电压单元(7)和FP负向电压单元(8)的输入端均与CPU及逻辑单元(1)的输出端电性连接；所述HP击穿高压单元(6)、IP加工电压单元(7)和FP负向电压单元(8)的输出端设置有工件(9)，工件(9)与HP击穿高压单元(6)、IP加工电压单元(7)和FP负向电压单元(8)均连接。
2.根据权利要求1所述的一种火花机加工放电阶梯波电源电路，其特征在于：所述IP加工电压单元(7)内设置有多路IP电路，IP电路内设置有放大器A1，放大器A1的一端连接电源接口，放大器A1的输出端连接电阻R153和电阻R157的一端，电阻R153的另一端连接发光二极管D1，并与发光二极管D1串接；所述电阻R157的另一端串接电阻R161的一端，电阻R161的另一端连接场效应管Q1，场效应管Q1的栅极连接电阻R165并联于场效应管Q1的源极上。
3.根据权利要求2所述的一种火花机加工放电阶梯波电源电路，其特征在于：所述电阻R161的两端还并接二极管D2。
4.根据权利要求2所述的一种火花机加工放电阶梯波电源电路，其特征在于：所述场效应管Q1的漏极连接电阻R169和电容C50并联于场效应管Q1的源极上，电阻R169与场效应管Q1漏极的连接端并接有二极管D3；所述二极管D3与电容C50的输入端串接二极管D4，电容C50的输出端与场效应管Q1的源极连接。
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