CN2108984U

CN2108984U - 微机控制充退磁装置

Info

Publication number: CN2108984U
Application number: CN 91227946
Authority: CN
Inventors: 黄耀中; 李浩翔; 颜经文
Original assignee: Zhangcha Town Information & Control Technology Development Co Foshan City
Current assignee: Zhangcha Town Information & Control Technology Development Co Foshan City
Priority date: 1991-11-01
Filing date: 1991-11-01
Publication date: 1992-07-01

Abstract

一种微机控制充退磁装置，由单片机、同步信号发生电路、继电器控制电路、整流电路、触发脉冲电路组成，并通过光电耦合方式和脉冲变压器使主电路与控制电路截然分开，强电、弱电隔离，该装置具有结构合理、抗干扰力强，性能稳定、可靠，退磁时间短、效果好，退磁周期、输出电压可调，适用范围广，使用方便，以及体积小、成本低，便于推广使用等特点。

Description

本实用新型属机床辅助装置，可作平面磨床电磁吸盘充退磁用，亦可作专用充退磁机的充退磁控制装置用。

现平面磨床电磁吸盘传统的退磁方法是将吸盘上的工件移至专用的退磁机内，通入交流电退磁。这样退磁时间长，来回搬动工件，使用很不方便。为克服传统方法存在问题，现已有用二极管整流电路与继电器组合，在吸盘上通入反向电流的退磁装置问市。它虽然克服了来回搬动工件的问题，但退磁时间仍较长，一般要10分钟左右，而且电流长时间通过继电器触头，当电压高时触头易损坏，仍存在着使用不方便，性能不可靠的问题。

为克服现有技术存在问题，寻求一种退磁时间短（仅数十秒钟即可完成），退磁周期可调，且输出电压范围较大，各类磨床及专用退磁机均能应用的使用方便，性能稳定，可靠的充退磁装置。特提出了本实用新型。

众可周知，铁磁材料的磁感应强度随通电电流变化，其磁化曲线如图2所示。在图2中，横座标为通过电磁线圈的电流Ⅰ，纵座标为磁感应强度B。从图2可看出，逐次减小并交替改变电流的正反方向，可使铁磁材料的磁感应强度逐渐降到零，实现退磁。据此原理，只要在吸盘上通过逐次减小，且正反方向交替变化的电流，即可使吸盘和工件的剩磁逐渐降到零，达到退磁目的。而吸盘上电流大小的变化，可通过改变吸盘两磁的电压来实现。

另外，带感性负载的桥式半控整流电路的输出电压（即负载电压）可按下式计算：

U_α＝ 1/(2π)

^π _α2U₂Simωtd（ωt）＝0.45U₂（ (1＋COSα)/2 ）

式中：U_α－－触发角为α时，电感负载上的电压，伏；

U₂－－电源电压，伏；

α－－导通可控硅时的触发角，度。

由上可知，只要改变触发角α，即可改变电感负载（吸盘）两端的电压，即改变通过吸盘电流的大小。

据上述原理分析，为完成所提出的发明任务，采用了以下的技术方案：

1、采用能按程序控制电器控制电路，触发脉冲电路动作，并改变触发角大小的单片微型计算机（以下简称单片机）与同步信号发生电路，触发脉冲电路，继电器控制电路配用，以实现充退磁功能。

2、单片机与继电器控制电路、触发脉冲电路间均采用光电耦合方式连接，触发脉冲电路与可控硅整流电路间采用脉冲变压器耦合，使强电、弱电截然分开，以保证系统具有较好的抗干扰能力，保证操作中无误动作出现。

以下结合实施例及其附图对本实用新型加以详细说明。

图1本实用新型原理图

图2铁磁材料磁化曲线

图3继电器控制电路与单片机接口图

图4触发脉冲电路与单片机接口图

图5触发脉冲电路与可控硅整流电路接口图

图6本实用新型面板示意图

在图1中，（1）同步信号发生电路，（2）单片机，（3）电源，（4）光电耦合接口Ⅰ，（5）触发脉冲电路，（6）光电耦合接口Ⅱ，（7）继电器控制电路，（8）脉冲变压器接口，（9）可控硅整流电路，（10）吸盘（即需进行充退磁工件），（J₁₁）、（J₁₂）继电器J₁的两组触头，（J₂₁）（J₂₂）继电器J₂的两组触头，（D₁）续流二极管，（K）开关，（R₁）、（R₂）电阻，（C）电容，（A）电流表。

在图3－6中，（U₁）、（U₂）光电耦合管，（D₂）、（D₃）二极管，（R₃）－（R₆）电阻，（BM）脉冲变压器，（K₇）电流开关，（K₆）充退磁开关，（K₄、K₅）退磁周期调节开关，（K₁、K₂、K₃）输出电压调节开关，（L₁）电源指示灯，（L₂）充磁指示灯，（L₃）退磁指示灯，（L₄）故障指示灯。

从图1、图3可见，本装置有两路继电器控制电路（7），均用光电耦合方式与单片机（2）相接。光电耦合管U₁的集电极、发射极与继电器控制电路相连，其发光二极管阳极管接电阻R₃后接＋5伏电源，阴极接单片机（2）引脚。如图1所示，一组电路接引脚P3.0，另一组电路接引脚P3.1。

从图1、图4可见，本装置有两路触发脉冲电路（5），均采用光电耦合方式与单片机（2）相接。光电耦合管U₂的集电极与触发脉冲电路（5）相连，发射极接15伏地，其发光二极管阴极接5伏地，阳极接电阻R₄、R₅，R₅接5伏电源，R₄接单片机（2）引脚。如图1所示，一组电路接引脚P1.0，另一组电路接引脚P1.1。

从图1、图5可见，两路触发脉冲电路（5）均采用脉冲变压器（BM）与可控硅整流电路（9）相接。触发脉冲电路（5）的输出接脉冲变压器BM初级，脉冲变压器BM的次级经T型连接的二极管D₃、D₄和电阻R₆与可控硅整流电路（9）相连。

结合各附图可看出，本实用新型由组装在机壳内接线板上的同步信号发生电路（1），单片机（2），电源（3），光电耦合接口（4）、（6），触发脉冲电路（5），继电器控制电路（7），脉冲变压器接口（8），可控硅整流电路（9）及组装在石板上的指示灯（L₁）－（L₄）和开关（K₁）－（K₇）组成。其中同步信号发生电路，触发脉冲电路，继电器控制电路，可控硅整流电路及电源电路均为通用电路。

本实用新型实施例中单片机采用8031型单片机，具有能控制继电器控制电路，触发脉冲电路动作并改变触发角大小的程序。电源采用通用稳压电路获得直流电，按需可供给－8V，＋5V，＋15V直流电。可控硅整流电路采用桥式半控整流电路，其输出端并联一续流二极管D₁，这样当电源电压过零变负后，可控硅因承受反向电压而自行关断，能保证负载上有连接电流通过，以取得良好的充退磁效果。继电器控制电路中的继电器J₁、J₂的两组触头交叉串联（如图1所示，J₁₁与J₂₂串联，J₂₁与J₁₂串联）后，同与续流二极管D₁并联，触头的串联接点A、B与负载（吸盘）相连，并在A、B接点之间接入串联电阻R₂和电容C。这样控制继电器J₁、J₂两组触头交替吸合，即可改变电流方向，对吸盘和工件退磁。同步信号发生电路（1）与单片机（2）引脚P3.2相接，用以产生同步方波，单片机根据交流电的变化，使继电器控制电路中继电器J₁或J₂的触头吸合，并发脉冲信号使整流电路中的可控硅导通，一恒定电流通过吸盘，对吸盘充磁，或由单片机使继电器J₁、J₂的两组触头交替吸合（即J₁₁、J₁₂组与J₂₁、J₂₂组交替吸合），并周期性地改变触发角α（α角逐渐增大），发脉冲信号使整流电路中的可控硅导通，使吸盘上通一幅值逐次减小，且正反方向交替改变的电流，从而使吸盘和工件的剩磁逐渐趋于零，以达到良好的退磁效果。

另外，由于继电器控制电路，触发脉冲电路与单片机间均采用光电耦合方式连接，且触发脉冲电路与可控硅整流电路间采用脉冲变压器耦合，强电、弱电截然分开，使该装置具有较好的抗干扰能力，在操作中不会产生误动作。

组装时，按要求将单片机及各电路组装在机壳内的线路板上，并将开关K₁－K₇及指示煤L₁－L₄按常规安装方式组合在面板上并与内部电路连接，即可组成本实用新型。

使用时，将需充退磁吸盘接入该装置，为直观起见，可在吸盘接线中串一电流表，以观察充退磁时电流变化情况。然后，按下电源开关K₇，指示灯L₁亮，如欲充磁，将充退磁开关K₆置于充磁位置，指示灯L₂亮，单片机使继电器J₁或J₂的触头吸合，并触发整流电路的可控硅导通，吸盘通电，电流表指针偏转，指示电流大小，对吸盘充磁。如欲退磁，将充退磁开关K₆置于退磁位置，指示灯L₃亮，单片机使继电器J₁、J₂的两组触头交替吸合，并周期性地改变触发角α（α角逐渐增大），同时触发整流电路可控硅导通，使吸盘上通一幅值逐次减小，且正反方向交替改变的电流，电流表指针来回摆动，幅值逐渐减小，当指示为零时，完成退磁，吸盘和工件的剩磁趋于零。如指示灯L₄亮，表示单片机内存出现故障，应予检修。

如需改变输出电压，调节吸盘吸力大小，可拨动开关K₁、K₂、K₃的数码，K₁、K₂、K₃不同数码组合可启动单片机相应程序，使继电器J₁或J₂的触头吸合，并在相应于不同触发角处导通整流电路可控硅，以调节输出电压。本实施例的输出电压可在100－180伏间按10伏间距进行调节。各类磨床及专用退磁机均能使用。

如需调节退磁周期，可拨动开关K₃、K₄数码，K₃、K₄不同数码组合可启动单片机相应程序，调节时钟，变更退磁周期，以适应大、小不同工件退磁需要。本实施例的退磁周期可分1秒、2秒、3秒、4秒四档调节。

经组装样机调试证明，本装置输出电压可在100－180伏间调节，最大输出电流可达5安，可按1秒、2秒、3秒、4秒四档选择退磁周期，完成一次退磁仅需数十秒钟，退磁后的剩余磁力小于9g／cm₂。只需拨动开关即可选择充退磁功能，调节充磁吸力大小和退磁周期。

由上可见，该装置具有如下优点：

1、结构合理，抗干扰能力强，性能稳定可靠。

2、拨动开关即可选择充退磁功能，调节充磁吸力大小及退磁周期，使用方便。

3、退磁时间短（仅数十秒钟即可完成一次退磁），退磁效果好。

4、输出电压范围大，适用面广。

5、体积小、成本低、性能价格比高、便于推广应用。

Claims

1、一种微机控制充退磁装置，由组装在机壳内接线板上的继电器控制电路、整流电路、供电电源及面板上的开关、指示灯组成，本实用新型的特征在于采用了能控制继电器控制电路、触发脉冲电路动作和改变触发角大小的单片微型计算机(以下简称单片机)及与之配用的同步信号发生电路和触发脉冲电路，且单片机与继电器控制电路及触发脉冲电路间均采用光电耦合方式连接，触发脉冲电路与整流电路间采用脉冲变压器耦合，同步信号发生电路与单片机P3.2引脚相连，整流电路为桥式可控硅整流电路，在其输出端并有一续流二极管D₁，继电器控制电路中的继电器J₁、J₂的两组触头交叉串联后与续流二极管D₁并联，触头的串联接点A、B与负载相连，并在接点间接入串联电阻R₂、电容C。

2、如权1所述一种微机控制充退磁装置，其特征在于两路继电器控制电路与单片机接口相同，光电耦合管U₁的集电极，发射极与继电器控制电路相连，其发光二极管阳极接电阻R₃后接在＋5伏电源，阴极接单片机引脚。

3、如权1所述一种微机控制充退磁装置，其特征在于两路触发脉冲电路与单片机接口相同，光电耦合管U₂的集电极与触发脉冲电路相连，发射极接15伏地，其发光二极管阴极接5伏地，阳极接电阻R₄、R₅，R₅接5伏电源，R₄接单片机引脚。

4、如权1和权4所述一种微机控制充退磁装置，其特征在于两路触发脉冲电路与可控硅整流电路间接口相同，触发脉冲电路的输出端接脉冲变压器BM初级，脉冲变压器的次级经T型连接的二极管D₃、D₄和电阻R₅与可控硅整流电路相连。

5、如权1所述一种微机控制充退磁装置，其特征在于面板上装有启动单片机实现充退磁功能的开关K₆，实现调节退磁周期功能的K₄、K₅开关组，实现调节输出电压功能的K₁、K₂、K₃开关组，以及电源开关K₇和电源，充磁、退磁、故障指示灯L₁－L₄。