專利名稱：磨床吸盤充退磁控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充退磁控制器，特別是一種平面磨床電磁吸盤充退磁控制器。
平面磨床通常使用電磁吸盤裝夾工件，為了可靠地吸合和方便地取下工件，電磁吸盤的充退磁控制電路是必不可少的。80年代以來，國外已采用集成電路控制電磁吸盤的充退磁，以求取得更佳的退磁效果。我國一些大型的廠家也已研制成功集成電路充退磁裝置，如上海機(jī)床廠和上海培明電訊廠研制的“PMT型平面磨床電子充退磁裝置”。這是我國目前采用的較先進(jìn)的充退磁控制器。無論什么樣的充退磁裝置，都是通過控制可控硅的觸發(fā)導(dǎo)通來控制電壓的大小，通過控制內(nèi)部或外接繼電器(或接觸器)來完成電壓的方向切換，以實(shí)現(xiàn)電磁吸盤的充退磁控制。但目前的這種充退磁裝置仍有許多不足之處，如可靠性差，故障率高；退磁時(shí)間長(zhǎng)；退磁精度低；抗干擾性差；無保護(hù)功能，當(dāng)外接過流(包括短路)及磁盤對(duì)地短路時(shí)，易燒壞系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)及外接線復(fù)雜，體積大等。
本發(fā)明的目的是提供一種新型磨床吸盤充退磁控制器，應(yīng)用整流-逆變相組合的電路實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)輸出，并采用新型集成電路、各控制回路間的光電耦合及功率管過流的自動(dòng)監(jiān)控等，縮短退磁時(shí)間，提高退磁精度，增強(qiáng)產(chǎn)品的抗干擾及自動(dòng)保護(hù)能力。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
附

圖1，為本發(fā)明的工作原理方框圖附圖2，為本發(fā)明的電路圖如附圖1所示，交流輸入分做為兩路，一路經(jīng)過變壓器的變壓及整流穩(wěn)壓接控制回路，為控制部分提供電源；另一路經(jīng)過整流、濾波再經(jīng)過H橋逆變形成直接輸出并直接與磨床的電磁吸盤相連。H橋逆變是由四只全控功率管組成的，控制部分發(fā)出的各種觸發(fā)信號(hào)分別觸發(fā)四只功率管的導(dǎo)通與否，進(jìn)而使H逆變橋輸出為幅值和方向均可調(diào)的直流電壓。整個(gè)控制回路可分做為三部分①外部狀態(tài)控制，②電壓方向控制，③電壓幅值控制。外部狀態(tài)控制部分主要是接收外來的充、退、停磁控制信號(hào)及電壓幅值調(diào)節(jié)信號(hào)并通過光耦輸入給電壓方向控制及電壓幅值控制部分。在電壓方向調(diào)節(jié)控制部分，來自外部狀態(tài)控制的信號(hào)可起動(dòng)或停止振蕩回路工作(振蕩頻率是可調(diào)的)，并通過兩級(jí)觸發(fā)器分別觸發(fā)H橋逆變中的兩只功率管的導(dǎo)通與否。當(dāng)振蕩回路停止工作時(shí)，觸發(fā)信號(hào)僅使這兩只功率管的其中一只導(dǎo)通(為充磁或停磁狀態(tài))。當(dāng)振蕩回路工作時(shí)，輸出一輪換觸發(fā)信號(hào)，使H橋逆變中的這兩只功率管輪換導(dǎo)通(為退磁狀態(tài))。以此來控制輸出電壓的方向及正反向頻率。同時(shí)通過兩級(jí)觸發(fā)器輸出聯(lián)鎖信號(hào)以允許或限制H橋逆變中的其它兩只功率管的導(dǎo)通與否。在電壓幅值控制部分，來自外部狀態(tài)控制的信號(hào)經(jīng)過電壓控制電路、電壓跟隨器及反向放大器(該放大器的反饋電阻受外接電位器調(diào)節(jié))，形成一基準(zhǔn)電壓信號(hào)，該信號(hào)與高頻鋸齒波產(chǎn)生電路的輸出進(jìn)行比較產(chǎn)生一高頻脈沖(脈寬可調(diào))，再經(jīng)過觸發(fā)電路2形成觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)接收電壓方向調(diào)節(jié)控制部分的信號(hào)共同來觸發(fā)H橋逆變中的功率管導(dǎo)通與否，即可產(chǎn)生一幅值可調(diào)的電壓。在電壓幅值控制的另一分路中，將來自狀態(tài)控制的停磁信號(hào)和來自比較器的退磁結(jié)束信號(hào)通過觸發(fā)電路1使觸發(fā)電路2置復(fù)位，以關(guān)斷觸發(fā)信號(hào)的輸出。通過以上控制回路，可使得充磁時(shí)，H橋逆變輸出恒定電壓并可調(diào)；停磁時(shí)，H橋逆變無輸出；退磁時(shí)，電壓正反向變化且幅值逐漸衰減至零。
下面結(jié)合具體電路圖(如附圖2所示)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步敘述。在具體電路圖2上，可將本發(fā)明劃為三部分主回路部分(I)、電源部分(II)、控制部分(III)。
1.主回路部分(見圖2-I)，四個(gè)全控功率管(T1、T2、T3、T4)(如三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等)以橋式連接形成H橋逆變，在控制回路的作用下，H橋逆變輸出幅值和方向均可調(diào)的直流電壓，H橋逆變的輸出直接接電磁吸盤。當(dāng)輸入上電后，電容C1兩端形成一直流電壓。當(dāng)充磁時(shí)，功率管T3導(dǎo)通，通過控制功率管T2的觸發(fā)脈沖來控制輸出電壓的大小；退磁時(shí)，功率管T1、T3輪換導(dǎo)通，相對(duì)應(yīng)地功率管T4、T2輪換觸發(fā)導(dǎo)通，輸出方向正反變換，幅值逐漸衰減至零的電壓，停磁時(shí)，功率管T2、T4無觸發(fā)脈沖，其輸出為零。
2.電源部分(如附圖2-II)，由多抽頭變壓器及整流、濾波、穩(wěn)壓電路等組成，為整個(gè)控制部分提供所需的幾種直接電壓源。
3.控制部分(如附圖2-III)，從功用上可將其分為三部分，即外部狀態(tài)控制(III-1)、輸出電壓正反向切換控制(亦即T1、T3的觸發(fā)控制)(III-2)、輸出電壓幅值控制(亦即T2、T4的觸發(fā)控制)(III-3)，并且這三部分相互聯(lián)系，共同完成對(duì)功率管(T1、T2、T3、T4)導(dǎo)通與否的控制。在控制部分(III)，555或556(IC5A)的Q(5腳)控制功率管T1觸發(fā)，其DIS(1腳)接至功率管T4的觸發(fā)端，555或556(IC5B的Q(9腳)控制功率管T3觸發(fā)，其DIS(13腳)接T2觸發(fā)端。
①在外部狀態(tài)控制(III-1)部分，充磁時(shí)，通過外部狀態(tài)開關(guān)使端子P5、P8接通，光耦PC5輸入端上電，輸出端導(dǎo)通；退磁時(shí)，端子P5、P7接通，光耦PC4輸入端上電，輸出端導(dǎo)通；停磁時(shí)，端子P5、P6導(dǎo)通，無信號(hào)輸入；當(dāng)端子P5、P9、P10之間的外接電位器滑動(dòng)時(shí)，端子P9、P5之間的電壓在零到最大值之間變化，使得光耦PC6的輸入端電流變化，來改變輸出端的電阻(或電壓)值，以達(dá)到輸出電壓的大小調(diào)節(jié)。
②輸出電壓正反向切換控制(III-2)，主要由運(yùn)算放大器LM324形成振蕩，由555或556組成觸發(fā)控制。當(dāng)接到充磁或停磁信號(hào)時(shí)，LM556(IC6)的9端置低電平，振蕩回路LM324(IC7)產(chǎn)生高電平，通過兩級(jí)觸發(fā)電路IC5，最終觸發(fā)功率管T3連續(xù)導(dǎo)通，同時(shí)關(guān)斷功率管T1、T4，通過控制T2管的導(dǎo)通來改變輸出電壓的大小。當(dāng)接到退磁信號(hào)時(shí)，LM556(IC6)的9端置高電平，振蕩回路LM324(IC7)起振，分別通過觸發(fā)器(IC5)觸發(fā)功率管T1、T3導(dǎo)通，兩者觸發(fā)信號(hào)相反，使得T1與T3輪換導(dǎo)通。當(dāng)調(diào)節(jié)電位器W3時(shí)，功率管T1、T3的觸發(fā)信號(hào)頻率發(fā)生變化，使得退磁時(shí)正反向電壓變換快慢發(fā)生相應(yīng)變換。當(dāng)T3導(dǎo)通時(shí)，阻止T4導(dǎo)通，當(dāng)T1導(dǎo)通時(shí)阻止T2導(dǎo)通，以實(shí)現(xiàn)正反向電壓切換。
③輸出電壓幅值控制(III-3)，這部分主要由觸發(fā)器(IC3、IC4、IC6)及運(yùn)算放大器(IC7)等組成，對(duì)T2、T4的觸發(fā)脈沖進(jìn)行控制，改變T2、T4的導(dǎo)通脈沖，進(jìn)而控制輸出電壓的大小。當(dāng)充磁時(shí)，LM556(IC6)的1 3端置“0”，通過電壓跟隨器(IC7C)、反相放大器(IC7A)形成一基準(zhǔn)值A(chǔ)，與IC3A形成的高頻鋸齒波通過IC4A進(jìn)行比較，形成一高頻脈沖，控制T2、T4的導(dǎo)通。當(dāng)調(diào)節(jié)內(nèi)部電位器W2或外接電位器時(shí)，反相放大器IC7A的反饋?zhàn)杩拱l(fā)生變化，使得基準(zhǔn)值A(chǔ)發(fā)生變化，觸發(fā)脈沖寬度相應(yīng)變化，即可控制輸出電壓幅值大小。當(dāng)停磁時(shí)，IC6的1端置“0”，使得IC4的4、10兩端置“0”復(fù)位，T2、T4的觸發(fā)信號(hào)關(guān)斷，輸出為零。當(dāng)退磁時(shí)，IC6的9端置“1”，13端懸空，反相放大器IC7A的輸入信號(hào)根據(jù)電容C26的端電壓的變化而變化(C26端電壓隨時(shí)間變化是指數(shù)曲線，電位器W4的調(diào)節(jié)可以調(diào)整曲線形狀)，使得基準(zhǔn)值A(chǔ)也隨時(shí)間變化，A從初始值逐漸減小，觸發(fā)脈沖寬度逐漸變窄至零，此時(shí)比較器IC7D置“0”，使IC6A復(fù)位，IC4的4、10端置“0”復(fù)位，關(guān)斷觸發(fā)信號(hào)。
在對(duì)功率管T1、T2、T3、T4的保護(hù)方面，通過反饋功率管的漏源(或集電極--發(fā)射極)之間的電壓(或電流)來控制功率管的觸發(fā)導(dǎo)通和關(guān)斷。556(IC4B)的THR、TR端通過快速恢復(fù)二極管D接至功率管T2、T4的漏極，通過電阻R16給THR、TR端輸入高電平，功率管T2、T4導(dǎo)通時(shí)THR和TR端電位將被二極管D鉗位，給定保護(hù)最大值UCV，當(dāng)UTHR(或UTR)端電位高于UCV時(shí)，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)輸出置“0”關(guān)斷輸出，保護(hù)功率管T2、T4不受損壞。同樣將IC1和IC2的THR、TR兩端通過二極管1D1和2D1分別接功率管T1、T3的漏極，高電平通過電阻R3、R6輸入給THR、TR兩端，此時(shí)功率管T1、T3導(dǎo)通，UTHR、UTR的電壓將被二極管1D1、2D1鉗位，給定保護(hù)電壓UCV，當(dāng)功率管T1、T3的電流大于某一值時(shí)，UTR＝UTHR＞UCV，觸發(fā)輸出為零，功率管T1、T3截止，不致?lián)p壞。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果本發(fā)明的磨床吸盤充退磁控制器經(jīng)過測(cè)試，各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。如充磁電壓0～110V可調(diào)；退磁時(shí)間3-17S可調(diào)；退磁精度高達(dá)2g/cm2以下；為無觸點(diǎn)輸出方式，其可靠性高；具有負(fù)載過流(包括短路)及磁盤對(duì)地短路保護(hù)功能；抗干擾性好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，體積小。
權(quán)利要求
1.一種磨床吸盤充退磁控制器，其主回路由橋式整流，電容濾波和H橋逆變組成，其特征是四個(gè)功率管(T1、T2、T3、T4)以橋式連接形成H橋逆變，H橋逆變輸出幅值和方向均可調(diào)的直流電壓，H橋逆變直接接電磁吸盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充退磁控制器，其特征是通過反饋功率管(T1、T2、T3、T4)的漏源(或集電極一發(fā)射極)電壓(或電流)來控制功率管的觸發(fā)導(dǎo)通和關(guān)斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充退磁控制器，其特征是555或556(IC5A)的Q(5腳)控制功率管T1觸發(fā)，其DIS(1腳)接至功率管T4的觸發(fā)端，555或556(IC5B)的Q(9腳)控制功率管T3觸發(fā)，其DIS(13腳)接T2觸發(fā)端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磨床吸盤充退磁控制器，其技術(shù)關(guān)鍵是主回路中四個(gè)功率管(如三極管，場(chǎng)效應(yīng)管等)以橋式連接形成H橋逆變。并在控制回路的作用下輸出幅值和方向均可調(diào)的直流電壓，H橋逆變直接接電磁吸盤，實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)輸出。本發(fā)明的控制回路設(shè)置有功率管的保護(hù)功能，并對(duì)功率管采用聯(lián)鎖控制，其充退磁電壓、時(shí)間均可調(diào)，退磁精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。
文檔編號(hào)B24B23/00GK1132400SQ9510410
公開日1996年10月2日 申請(qǐng)日期1995年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月28日
發(fā)明者員新斌 申請(qǐng)人:西安鳴士機(jī)電開發(fā)有限公司