CN109108412A - 基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统 - Google Patents

基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统 Download PDF

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晁龙
刘志东
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Abstract

本发明公开一种基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，属于线切割变频器领域。它包括输入模块、输出模块、人机交互模块、丝筒、高频板、主控模块和通用变频器模块，输入模块和人机交互模块与主控模块的输入端口连接，主控模块的输出端口与高频板、通用变频器模块和输出模块连接，通用变频器模块与丝筒连接，主控模块包括单片机模块和光耦隔离模块，输入模块将输入信号经过光耦隔离模块处理后发送至单片机模块，人机交互模块直接与单片机模块之间进行传输。该控制系统将现有的专用变频器模块化，增加了主控制模块和通用变频器模块，集成了通用变频器的优越性和专用变频器的多功能性，提高了变频器的使用寿命和控制性能。

Description

基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统
技术领域
本发明属于线切割变频器领域，尤其是一种基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统。
背景技术
近年，随着市场的不断发展变化，线切割机的发展趋势也在不断发生变化，并逐渐向着产品细分化，操作简单化，服务体系化的方向发展。被广泛应用于与模具、精密机械、工具和航空航天等行业的制造加工领域。线切割专用变频器主要控制钼丝丝筒电机，是线切割机床的重要组成部分。现有技术中，线切割专用变频器主要实现丝筒电机正反转和速度控制、水泵电机启停、电火花高频脉冲启停、钼丝断丝保护和丝筒电机超程保护等功能，功能已比较齐全，但性能上还不是很好。现有的专用变频器使用寿命低，工作过程中容易出现故障，信号输出没有通用变频器输出稳定。
如图1所示，为现有的线切割机床专用变频器控制装置，它包括输入模块1、专用变频器模块2、输出模块3、人机交互模块4、丝筒5和高频板6，输入模块1和人机交互模块4与专用变频器模块2输入端口连接，高频板6、丝筒5和输出模块3与专用变频器模块2输出端口连接，输入模块1包括停机信号、换向信号、冲程信号、靠边停信号和断丝保护信号，人机交互模块4向专用变频器模块2发送开机信号、停机信号、开水泵信号、关水泵信号和紧急停止信号，人机交互模块4还可以设置丝速、换向时间、换向断高频时间和常开常闭开关等参数，专用变频器模块2接收输入模块1及人机交互模块4发送的信号并处理发送至输出模块3、丝筒5和高频板6，进而实现专用变频器模块2的控制功能，但该专用变频器模块2处理信号较多，输入信号需经过专用变频器模块2处理后发出，导致专用变频器模块2使用寿命低、故障率高、性能差及不容易维护等。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，它包括输入模块、输出模块、人机交互模块、丝筒、高频板、主控模块和通用变频器模块，输入模块、人机交互模块与主控模块的输入端口连接，主控模块包括单片机模块和光耦隔离模块，主控模块的输出端口与高频板、通用变频器模块和输出模块连接，通用变频器模块与丝筒连接，输入模块将输入信号经过光耦隔离模块处理后发送至单片机模块，人机交互模块直接与单片机模块之间进行传输，单片机模块接收输入信号及人机交互模块发送的信号，并处理后发送至通用变频器模块、高频板和输出模块，通用变频器模块接收单片机模块发送的信号并处理后发送至丝筒，进而控制丝筒的转速及转向，高频板接收单片机模块发送的信号并控制断高频，输出模块包括水泵等。
进一步地，单片机模块的输入端口与输入模块之间设有光耦隔离电路模块。
进一步地，输入模块输入的信号包括停机信号、换向信号、冲程信号、靠边停信号、断丝保护信号和断高频信号。
进一步地，人机交互模块向主控模块发送开机信号、停机信号、开水泵信号、关水泵信号和紧急停止信号。
进一步地，人机交互模块包括液晶显示模块和按键模块，通过按键模块上的按键设置相关参数，通过液晶显示模块显示参数值及变频器工作情况。
进一步地，人机交互模块通过按键设置丝速、换向时间、换向断高频时间和常开常闭开关参数发送给主控模块。
进一步地，输出模块输出的信号包括断高频信号、换向信号、调速信号和停机信号，断高频信号发送至高频板，换向信号、调速信号和停机信号发送至通用变频器模块，其他信号发送至输出模块。
有益效果：
1.本发明将现有的专用变频器模块化，增加了主控模块和通用变频器模块，集成了通用变频器的优越性和专用变频器的多功能性，有效利用通用变频器的优越性，提高变频器的控制效率，同时可实现专用变频器的现有功能，减小专用变频器的故障率，提高了变频器的使用寿命和变频器控制系统的稳定性，适用于线切割行业。
2.本发明的主控模块包括单片机模块和光耦隔离电路模块，使被隔离的两部分电路之间没有电的直接连接，防止因有电的连接而引起的干扰，提高信号输入的稳定性。
3.本发明的人机交互模块设有液晶显示模块和按键模块，可以根据不同工作条件选用不同工作参数，提高工作效率。
4.本发明解决了现有专用变频器故障率高和性能不稳定的缺陷，将原有专用变频器的功能和通用变频器优势集成在一起，不仅具有专用变频器的功能，还具备通用变频器的稳定性和通用性，适用于不同类型的机床。
附图说明
图1为现有的线切割机床专用变频器控制装置结构示意图；
图2为本发明的基于通用变频器的往复走丝电火花线切割机床电气控制系统的结构示意图；
图3为本发明的基于通用变频器的往复走丝电火花线切割机床电气控制系统的人机交互模块示意图；
图中：1-输入模块、2-专用变频器模块、3-输出模块、4-人机交互模块、41-液晶显示模块、42-按键模块、421-菜单键、422-启动键、423-停止键、424-关水泵键、425-急停键、426-开水泵键、427-上下左右键、5-丝筒、6-高频板、7-主控模块、71-单片机模块、72-光耦隔离模块、8-通用变频器模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明提出一种基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，如图2所示，它包括输入模块1、输出模块3、人机交互模块4、丝筒5、高频板6、主控模块7和通用变频器模块8，输入模块1和人机交互模块4与主控模块7的输入端口连接，主控模块7包括单片机模块71和光耦隔离模块72，主控模块7的输出端口与高频板6、通用变频器模块8和输出模块3连接，通用变频器模块8与丝筒5连接，输入模块1包括停机信号、换向信号、冲程信号、靠边停信号、断丝保护信号和断高频信号，人机交互模块4向主控模块7发送开机信号、停机信号、开水泵信号、关水泵信号和紧急停止信号，人机交互模块4还可以设置丝速、换向时间、换向断高频时间和常开常闭开关等参数发送给主控模块7，输入模块1将输入信号经过光耦隔离模块72处理后发送至单片机模块71，人机交互模块4直接与单片机模块71之间进行传输，单片机模块71接收输入信号及人机交互模块4传送的信号并处理后发送至通用变频器模块8、高频板6和输出模块3，通用变频器模块8接收到单片机模块71发生的信号并处理后发送至丝筒5，进而控制丝筒5转速及转向，高频板6接收单片机模块71发送的信号并控制断高频，输出模块3包括水泵等。
如图3所示，人机交互模块4包括液晶显示模块41和按键模块42，按键模块42包括菜单键421、启动键422、停止键423、关水泵键424、急停键425、开水泵键426和上下左右键427，工作过程中，长按菜单键421(约3秒)进入设置菜单，短按菜单键421退出设置菜单，上下左右键427的上下键调节参数，左右键调整菜单，菜单主要分运丝速度、换向时间、换向断高频时间、往复时间、结束停机开关、断丝保护选择、关机及结束停机选择和不开高频设置等，结束停机开关可设为0-4，0表示关，1表示割完停机，2表示割完靠边停机，3表示左靠边停，4表示右靠边停；关机和结束停机可设置为0-3，0表示全部常闭，1表示全部常开，2表示停机常开运丝常闭，3表示运丝常开停机常闭；启动键422开启丝筒5电机，停止键423关闭丝筒5电机，开水泵键426开启水泵，关水泵键424关闭水泵，急停键425紧急停止丝筒5电机，液晶显示模块41显示设置的参数及变频器工作情况。
加工时，首先通过人机交互模块4将各工作参数输入至主控模块7，主控模块7经过光耦隔离电路72隔离后接收输入模块1发送的换向信号输入、冲程信号输入、断丝信号输入和断高频输入信号等外部信号，经过单片机模块71处理后将信号发送至通用变频器模块8、高频板6和输出模块3，通用变频器模块8接收单片机模块71发送的换向信号、停机信号和丝速信号传送至丝筒5，进而控制丝筒5换向及丝速，高频板6接收单片机模块71发送的断高频信号并执行断高频。该控制系统将现有的专用变频器模块化，增加了主控制模块7和通用变频器模块8，有效利用通用变频器的优越性，提高变频器的控制效率，同时可实现专用变频器的现有功能，减小专用变频器的故障率，提高整体控制性能。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，它包括输入模块(1)、输出模块(3)、人机交互模块(4)、丝筒(5)和高频板(6)，其特征在于：它还包括主控模块(7)和通用变频器模块(8)，所述输入模块(1)、所述人机交互模块(4)与所述主控模块(7)的输入端口连接，所述主控模块(7)包括单片机模块(71)和光耦隔离模块(72)，所述主控模块(7)的输出端口与所述高频板(6)、所述通用变频器模块(8)和所述输出模块(3)连接，所述通用变频器模块(8)与所述丝筒(5)连接，所述输入模块(1)将输入信号经过所述光耦隔离模块(72)处理后发送至所述单片机模块(71)，所述人机交互模块(4)直接与所述单片机模块(71)之间进行传输，所述单片机模块(71)接收输入信号及所述人机交互模块(4)发送的信号，并处理后发送至所述通用变频器模块(8)、所述高频板(6)和所述输出模块(3)，所述通用变频器模块(8)接收所述单片机模块(71)发送的信号并处理后发送至所述丝筒(5)，进而控制所述丝筒(5)的转速及转向，所述高频板(6)接收所述单片机模块(71)发送的信号并控制断高频。
2.根据权利要求1所述的基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，其特征在于：所述单片机模块(71)的输入端口与所述输入模块(1)之间设有所述光耦隔离电路模块(72)。
3.根据权利要求1所述的基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，其特征在于：所述输入模块(1)输入的信号包括停机信号、换向信号、冲程信号、靠边停信号、断丝保护信号和断高频信号。
4.根据权利要求1所述的基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，其特征在于：所述人机交互模块(4)向所述主控模块(7)发送开机信号、停机信号、开水泵信号、关水泵信号和紧急停止信号。
5.根据权利要求1所述的基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，其特征在于：所述人机交互模块(4)包括液晶显示模块(41)和按键模块(42)，通过所述按键模块(42)上的按键设置相关参数，通过所述液晶显示模块(41)显示参数值及变频器工作情况。
6.根据权利要求4或5所述的基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，其特征在于：所述人机交互模块(4)通过按键设置丝速、换向时间、换向断高频时间和常开常闭开关参数发送给所述主控模块(7)。
7.根据权利要求1所述的基于通用变频器往复走丝电火花线切割机床电气控制系统，其特征在于：所述输出模块(3)输出的信号包括断高频信号、换向信号、调速信号和停机信号，所述断高频信号发送至所述高频板(6)，所述换向信号、所述调速信号和所述停机信号发送至所述通用变频器模块(8)，其他信号发送至所述输出模块(3)。
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