CN109273196A - 一种电永磁吸盘控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电永磁吸盘控制器，包括单片机、驱动电路、负载检测电路和负载，单片机通过驱动电路连接开关管Q的控制极，开关管Q的一端连接整流二极管D的阴极，开关管Q的另一端连接单刀双掷联动开关K的脚4和单刀双掷联动开关K的脚1，二极管D的阳极连接交流电AC，单刀双掷联动开关K的脚2连接单刀双掷联动开关K的脚3和交流电AC的另一端。本发明电永磁吸盘控制器可实现对电磁吸盘正常的充磁、退磁操作，并具备负载的短路与开路检测、过流检测两个检测电路及保护功能，安全可靠，可以有效的保护电路与电磁吸盘；给吸盘充、退磁的脉冲电压易获取，且充、退磁效果显著，简单实用。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制器，具体是一种电永磁吸盘控制器。
背景技术
机械加工有着悠久的发展历史，但是在许多的加工车间和工厂，由于成本的限制，仍在使用传统的夹具对工件进行加工打磨。对于一些精密的机床，传统的夹具已经不能满足其加工的要求，从而影响其性能的发挥。电永磁吸盘虽然发展历史不是很久，但凭借其优良的性能，逐渐的被广泛运用机械加工领域。
电永磁吸盘作为磁力夹具，具有传统夹具不可比拟的优势，电永磁吸盘是一种用电磁原理，通过使内部线圈通电产生磁力，影响吸盘内部磁场分布，从而夹紧或卸载工件。电永磁吸盘安全可靠、吸力强劲、操作简单，已经成为机械加工领域发展的一种趋势，将会得到更加广泛的应用。
本发明重点研究一种通过单片机实现对电磁吸盘正常的充磁、退磁控制的控制器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能蓝牙语音控制设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电永磁吸盘控制器，包括单片机、驱动电路、负载检测电路和负载，单片机通过驱动电路连接开关管Q的控制极，开关管Q的一端连接整流二极管D的阴极，开关管Q的另一端连接单刀双掷联动开关K的脚4和单刀双掷联动开关K的脚1，二极管D的阳极连接交流电AC，单刀双掷联动开关K的脚2连接单刀双掷联动开关K的脚3和交流电AC的另一端，单刀双掷联动开关K的脚5连接负载和负载检测电路，单刀双掷联动开关K的脚6连接负载的另一端和负载检测电路，负载检测电路还连接单片机，还包括电压过零检测电路，电压过零检测电路的输入端连接交流电AC，电压过零检测电路的输出端连接单片机，所述负载为电永磁吸盘。
作为本发明进一步的方案：所述开关管Q和单刀双掷联动开关K之间设有霍尔传感器。
作为本发明进一步的方案：所述霍尔传感器的信号输出端连接过流检测电路。
作为本发明进一步的方案：所述过流检测电路还连接单片机。
作为本发明进一步的方案：所述单片机选用AT89C2051单片机。
作为本发明进一步的方案：所述开关管Q为晶闸管。
作为本发明进一步的方案：所述霍尔传感器为霍尔电流传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明电永磁吸盘控制器可实现对电磁吸盘正常的充磁、退磁操作，并具备负载的短路与开路检测、过流检测两个检测电路及保护功能，安全可靠，可以有效的保护电路与电磁吸盘；给吸盘充、退磁的脉冲电压易获取，且充、退磁效果显著，简单实用。
附图说明
图1为电永磁吸盘磁极结构图。
图2为夹紧工件时磁力线分布图。
图3为卸载工件时磁力线分布图。
图4为吸盘控制器的结构图。
图5为程序设计思路流程图。
图中：1、磁轭；2、钕铁硼；3、磁极块；4、环氧树脂；5、可逆磁体；6、线圈。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-5，实施例一：一种电永磁吸盘控制器，包括单片机、驱动电路、负载检测电路和负载，当单片机检测到充、退磁命令时，先让负载检测电路去检测负载的阻值是否越限，若不越限就允许驱动电路发出驱动信号；否则单片机禁止驱动信号发出。驱动电路等到电压过零检测电路检测到交流电压由负到正的过零点时，发出驱动信号使开关管Q导通，得到正弦半波，即脉动的直流电。最后运用单刀双掷开关的组合，控制脉动的直流电电压的输出极性，即实现充磁和退磁的控制。当单刀双掷开关打到1、3脚，负载电压极性为上正下负，为充磁状态；当单刀双掷开关打到2、4脚，负载电压极性为上负下正，为退磁状态。
本设计所使用的电永磁吸盘内部结构如图1所示，包括磁轭1、钕铁硼2、磁极块3、环氧树脂4、可逆磁体5和线圈6，当想要吸盘夹紧工件时，向线圈6通以正向电流，磁化铝镍钴磁钢，使其磁化后的磁场与主磁体的磁场得以叠加，磁力线透过吸盘表面，与工件形成闭合回路，从而夹紧工件，此时磁力线分布如图2所示，当想要吸盘卸载工件时，向线圈通以反向电流，磁化铝镍钴磁钢，使其磁化后的磁场与主磁体的磁场相抵消，磁力线在吸盘内部形成闭合回路，吸盘表面磁场很弱，工件卸载。此时磁力线分布如图3所示。
本设计采用50Hz的交流电经过整流二极管D后得到的脉动直流电对吸盘进行充退磁控制。考虑到长时间对吸盘通以连续或间隔时间短的脉冲会使吸盘产生较大的热量导致吸盘烧毁，脉冲之间须存在一定的时间间隔。何时导通、关断开关管Q就需要用到定时计数器。为控制励磁电流强度，需进行电压相位控制，当外部的电压过零检测电路检测到正弦电压过零时，需延时一定时间再导通开关管Q。因控制器功率器件采用的是晶闸管，故当晶闸管导通后即可撤除触发信号，这里采用的电压过零2ms后施加触发信号，延时12ms撤除触发信号的控制方法，故需要两个定时计数器来进行定时计数。其设计思路流程图如图5所示。
实施例二：在实施例一的基础上，本设计的开关管Q和单刀双掷联动开关K之间设有霍尔传感器。霍尔传感器的信号输出端连接过流检测电路。过流检测电路还连接单片机，霍尔传感器能够检测主电路的电流，当超过设定的电流值时，通过过流检测电路的调理后传输到单片机，然后单片机禁止驱动信号发出，关断开关管Q，切断主电路的电流，保护电路。
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 (7)
1.一种电永磁吸盘控制器，包括单片机、驱动电路、负载检测电路和负载，其特征在于，单片机通过驱动电路连接开关管Q的控制极，开关管Q的一端连接整流二极管D的阴极，开关管Q的另一端连接单刀双掷联动开关K的脚4和单刀双掷联动开关K的脚1，二极管D的阳极连接交流电AC，单刀双掷联动开关K的脚2连接单刀双掷联动开关K的脚3和交流电AC的另一端，单刀双掷联动开关K的脚5连接负载和负载检测电路，单刀双掷联动开关K的脚6连接负载的另一端和负载检测电路，负载检测电路还连接单片机，还包括电压过零检测电路，电压过零检测电路的输入端连接交流电AC，电压过零检测电路的输出端连接单片机，所述负载为电永磁吸盘。
2.根据权利要求1所述的电永磁吸盘控制器，其特征在于，所述开关管Q和单刀双掷联动开关K之间设有霍尔传感器。
3.根据权利要求2所述的电永磁吸盘控制器，其特征在于，所述霍尔传感器的信号输出端连接过流检测电路。
4.根据权利要求3所述的电永磁吸盘控制器，其特征在于，所述过流检测电路还连接单片机。
5.根据权利要求1所述的电永磁吸盘控制器，其特征在于，所述单片机选用AT89C2051单片机。
6.根据权利要求2所述的电永磁吸盘控制器，其特征在于，所述开关管Q为晶闸管。
7.根据权利要求3-5任一所述的电永磁吸盘控制器，其特征在于，所述霍尔传感器为霍尔电流传感器。
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