CN103331782B - 利用热切割技术的泡沫切割机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用热切割技术的泡沫切割机，包括底板、上支架、加强板、宽度定位板、控制器电路、控制电源变压器、切割变压器、上电极板和下电极板，所述上支架的左端下部固定于底板左侧，底板的下平面设有相同形状尺寸的加强板，底板上平面设有横向的通槽，通槽内设有可沿通槽移动调节的宽度定位板，上支架的左端上还安装有控制器电路、控制电源变压器和切割变压器，上支架的右端安装有控制器电路的拉力传感器，拉力传感器上固定有上电极板，底板对应上电极板的位置设有下电极板。通过所述方式，本发明能够实现小规模泡沫的快速切割，且切口平滑，无泡沫碎屑，工作无噪声；切割尺寸对准装置，结构简单，低成本解决成品尺寸精度问题。

Description

利用热切割技术的泡沫切割机

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种利用热切割技术的泡沫切割机。

背景技术

泡沫切割机是一种把大块泡沫按要求切割成尺寸相对较小的泡沫的切割装置。常规的泡沫切割机采用机械刀具切割、CNC切割（数控切割）等，它们体积庞大、外观笨重、价格昂贵、操作复杂；非常不适合有少量泡沫切割的中小型企业。现在市场上切割少量泡沫的方法主要是人工刀具切割，由于这种方法耗费人力、噪声刺耳、切割面不平整、容易产生泡沫渣、切割较慢等缺点，此时就需要一种新型的泡沫切割装置。

方案一：泡沫切割使用专门刀具和数控机床，配有专用操作系统软件；数控机床机械结构复杂、装配调试较难，需要专门的操作和维护人员。设备体积庞大，需要很大的空间存放。切割刀具更换成本较高，后期不易维护。机械刀刀具切割，容易产生泡沫碎屑和噪声。方案二：人工刀具切割，主要工具是尺子和刀具，先人工划线，在辅助尺子和刀具人工切割。人工操作劳动强度大，效率低，成品尺寸精度低，不适宜大量生产和要求高的场合。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种利用热切割技术的泡沫切割机，能够实现小规模泡沫的快速切割，且切口平滑，无泡沫碎屑，工作无噪声；切割尺寸对准装置，结构简单实用，低成本解决成品尺寸精度问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种利用热切割技术的泡沫切割机，该利用热切割技术的泡沫切割机包括底板、上支架、加强板、宽度定位板、控制器电路、控制电源变压器、切割变压器、上电极板和下电极板，所述上支架的左端下部固定于底板左侧，底板的下平面设有相同形状尺寸的加强板，底板上平面设有横向的通槽，通槽内设有可沿通槽移动调节的宽度定位板，上支架的左端上还安装有控制器电路、控制电源变压器和切割变压器，上支架的右端安装有控制器电路的拉力传感器，拉力传感器上固定有上电极板，底板对应上电极板的位置设有下电极板，上电极板和下电极板分别连接着控制器电路的切割电阻丝，切割电阻丝为绷直状态。

优选的是，所述控制器电路还包括同步检测电路、锯齿波形成电路、锯齿波电压综合比较放大电路、脉冲控制电路、可控硅功率器件和移相电压电路，所述同步检测电路、锯齿波形成电路、锯齿波电压综合比较放大电路、脉冲控制电路、可控硅功率器件、切割电阻丝、拉力传感器和移相电压电路依次连接，移相电压电路输出作为反馈信号还循环连接到锯齿波电压综合比较放大电路。

优选的是，所述可控硅功率器件输出通过该变压器加到切割电阻丝

本发明的有益效果是：本发明一种利用热切割技术的泡沫切割机的工作台，能够实现小规模泡沫的快速切割，且切口平滑，无泡沫碎屑，工作无噪声；该方案设计出来的产品非常适合小规模的泡沫切割场合；切割尺寸对准装置，结构简单实用，低成本解决成品尺寸精度问题。

附图说明

图1是本发明利用热切割技术的泡沫切割机的结构示意图；

图2是本发明利用热切割技术的泡沫切割机的俯视图；

图3是本发明利用热切割技术的泡沫切割机的控制器电路结构示意图；

图4是本发明利用热切割技术的泡沫切割机的同步检测电路图；

图5是本发明利用热切割技术的泡沫切割机的锯齿波形成电路图；

图6是本发明利用热切割技术的泡沫切割机的压力传感器反馈的移相电压电路图；

图7是本发明利用热切割技术的泡沫切割机的锯齿波电压综合比较放大电路图；

图8是本发明利用热切割技术的泡沫切割机的脉冲控制电路及可控硅电路图，其中LOOP(P3)端通过切割变压器加到切割电阻丝上。

具体实施方式

下面结合附图对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图8，本发明实施例包括：

一种利用热切割技术的泡沫切割机，该利用热切割技术的泡沫切割机包括底板2、上支架3、加强板1、宽度定位板7、控制器电路4、控制电源变压器5、切割变压器6、上电极板8和下电极板9，所述上支架3的左端下部固定于底板2左侧，底板2的下平面设有相同形状尺寸的加强板1，底板2上平面设有横向的通槽20，通槽20内设有可沿通槽20移动调节的宽度定位板7，上支架3的左端上还安装有控制器电路4、控制电源变压器5和切割变压器6，上支架2的右端安装有控制器电路4的拉力传感器40，拉力传感器40上固定有上电极板8，底板2对应上电极板8的位置设有下电极板9，上电极板8和下电极板9分别连接着控制器电路4的切割电阻丝41，切割电阻丝41为绷直状态；

所述控制器电路4还包括同步检测电路42、锯齿波形成电路43、锯齿波电压综合比较放大电路44、脉冲控制电路45、可控硅功率器件46和移相电压电路47，所述同步检测电路42、锯齿波形成电路43、锯齿波电压综合比较放大电路44、脉冲控制电路45、可控硅功率器件46、切割电阻丝41、拉力传感器40和移相电压电路47依次连接，移相电压电路47的输出作为反馈信号还循环连接到锯齿波电压综合比较放大电路44。

如图3所示，泡沫切割机的控制器电路结构由同步检测电路、锯齿波形成电路、拉力传感器、移相电压电路、移相电压与锯齿波电压综合比较放大电路、脉冲控制电路，可控硅功率器件等组成。其中拉力传感器测试切割电阻丝张力间接检测电阻丝的温度高低。工作时原理是，电阻丝两端固定在工作台上，泡沫推向电阻丝，当电阻丝温度较低时，那么泡沫不容易切割，使电阻丝上的张力变大，那么拉力（张力）传感器反馈了一个相对减小的电压与锯齿波比较，则输出脉冲相位提前，市电的一个周期内晶闸管导通时刻提高，使负载（电阻丝）上功率增加，即电阻丝温度增加，电阻丝张力减小。系统实现了电阻丝的恒温切割控制。

如图4所示，同步检测电路的功能是产生峰值电压合适的10mS周期间隔的过零脉冲。从变压器出来的9V交流电经整流桥DBridge3全波整流，负载R1两端的波形是10mS周期的正弦正半波，为了给后继电路合适的控制电压，所以通过削波电路R2、D1,将正弦半波的最大值限制在5.1V，所以在Vin1端产生峰值电压合适的10mS周期间隔过零脉冲。最终产生的波形：常态是5.1V，每隔10mS，电压过零一次。图４中标的Vin1是此电路的输出端。

如图5所示，锯齿波形成电路的功能是产生峰值可调周期为10mS的锯齿波。图5中Vin1来自于图4的输出，而标Vin2处是其输出。图5中D2、D3、R10在Q1的2脚产生恒定电压，减去Q1导通时1、2脚的压降，使RP1和R3两端电压恒定，电流恒定，Q1产生恒定电流给C9充电，在电容上产生匀速上升的锯齿波，当电容上的电压小于三分之二的电源电压之前遇到NE555的4脚低电平的触发信号时，强制使7脚的放电管导通，瞬间放电结束（放电到此时DB1上的压降）。最终产生的波形：周期为10mS、上升曲线均匀、峰值电压或上升斜率可调的锯齿波。

6所示，压力传感器反馈的移相电压电路的功能是将拉力传感器的差分输出信号转换成单端输出信号且放大100倍。拉力传感器输出的负极接图6中接口Header4的2引脚，正极接Header4的3引脚。 图6中标的Vin3处是该电路的输出。拉力传感器的输出信号很小，且传感器的内阻大约500Ω，外围放大电路的电阻阻值很大，所以可以近似将传感器看成电压源输出。电路中RA1、RA2、RA3、RA4电阻网络组成放大100倍的功能；RA5、RA6、RPA4组成调零电路。在拉力传感器上没有拉力时，输出可以用RPA4调节。由于设计要求是传感器受到的拉力越大，输出的控制晶闸管的触发角提前，即与锯齿波比较的电压值减小，所以电路中设计将传感器的负极接到运放的同相输入端。

7所示，移相电压与锯齿波电压综合比较放大电路的功能是锯齿波与移相电压比较产生控制晶闸管的触发脉冲。图7中Vin2是图4-3的输出，Vin3是图6的输出，标Vout2处是图7电路的输出。运放的两端输入信号比较后输出PWM波（正负峰值为±5V左右），经过C10和R5微分环节，在PWM的上升沿时产生向上的正脉冲，下降沿时产生向下的负脉冲。脉冲的周期是10mS，脉冲的宽度τ=2.3×R5C10。压力传感器的反馈电压不是直接接到运放的输入端，而是经过电阻分压，当反馈的电压小于0V时，运放通过之前的电阻分压也能使负载工作在最大功率处。

8所示，脉冲控制电路实现控制脉冲触发双向可控硅移相导通。LOOP端子通过40W12V的变压器接负载电阻丝。Vout2输出每隔10mS的一个正向脉冲，脉冲的相位，控制负载上功率（电压波形）。负载两端电压正负半周都能被正向脉冲触发。

本发明利用热切割技术的泡沫切割机，能够实现小规模泡沫的快速切割，且切口平滑，无泡沫碎屑，工作无噪声；该方案设计出来的产品非常适合小规模的泡沫切割场合；切割尺寸对准装置，结构简单实用，低成本解决成品尺寸精度问题。控制器电路的拉力传感器测试切割电阻丝张力间接检测电阻丝的温度高低。工作时原理是，电阻丝两端固定在工作台上，泡沫推向电阻丝，当电阻丝温度较低时，那么泡沫不容易切割，使电阻丝上的张力变大，那么拉力（张力）传感器反馈了一个相对减小的移相电压与锯齿波比较，则输出脉冲相位提前，市电的一个周期内双向晶闸管导通时刻提前，使负载（电阻丝）上功率增加，即电阻丝温度增加，泡沫相对容易切割，电阻丝张力减小。系统实现了电阻丝的恒温切割控制（恒温值可调以适应不同的切割速度和环境气温）。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种利用热切割技术的泡沫切割机，其特征在于：该利用热切割技术的泡沫切割机包括底板、上支架、加强板、宽度定位板、控制器电路、控制电源变压器、切割变压器、上电极板和下电极板，所述上支架的左端下部固定于底板左侧，底板的下平面设有相同形状尺寸的加强板，底板上平面设有横向的通槽，通槽内设有可沿通槽移动调节的宽度定位板，上支架的左端上还安装有控制器电路、控制电源变压器和切割变压器，上支架的右端安装有控制器电路的拉力传感器，拉力传感器上固定有上电极板，底板对应上电极板的位置设有下电极板，上电极板和下电极板分别连接着控制器电路的切割电阻丝，切割电阻丝为绷直状态；所述控制器电路还包括同步检测电路、锯齿波形成电路、锯齿波电压综合比较放大电路、脉冲控制电路、可控硅功率器件和移相电压电路，所述同步检测电路、锯齿波形成电路、锯齿波电压综合比较放大电路、脉冲控制电路、可控硅功率器件、切割电阻丝、拉力传感器和移相电压电路依次连接，移相电压电路输出作为反馈信号还循环连接到锯齿波电压综合比较放大电路。

2.根据权利要求1所述的利用热切割技术的泡沫切割机，其特征在于：所述可控硅功率器件输出通过所述切割变压器加到切割电阻丝。