導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)控電源的設(shè)計(jì)與制作，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞: AT89S52;開關(guān)電源;PWM

1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

由單片機(jī)輸出經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后得到0～4.095 V的電壓控制信號,此電壓信號經(jīng)LM358集成運(yùn)放放大為0～25V,并輸入到LM7805公共端(即把LM7805的2腳接成懸浮)。在LM7805的輸出端3腳得到Ui = 5~30 V的電壓信號,此電壓信號作為開關(guān)電源PWM電路的基準(zhǔn)信號。改變單片機(jī)輸出信號,使Ui在5 ~ 30 V之間變化。PWM電路是由TL494組及一些器件組成,它由2腳輸入基準(zhǔn)信號,其最終電壓輸出將隨基準(zhǔn)電壓同步變化,從而達(dá)到輸出電壓由單片機(jī)控制的目的。此外電路中還用采樣電路將輸出電壓值通過模數(shù)轉(zhuǎn)換返回到單片機(jī),電壓預(yù)設(shè)值和實(shí)際輸出值都會通過液晶12864顯示出來,系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2系統(tǒng)各模塊電路設(shè)計(jì)

2.1 開關(guān)電源

電路可以直接從電網(wǎng)整流供電,其自身功耗小、體積小、重量輕,適用于大功率且負(fù)載固定的場合。開關(guān)控制方式采用PWM,基準(zhǔn)電壓電路輸出穩(wěn)定的電壓,取樣電壓與基準(zhǔn)電壓之差經(jīng)放大器放大后,作為電壓比較器的閾值電壓,三角波發(fā)生電路的輸出電壓與之相比得到控制信號,控制開關(guān)管的工作狀態(tài)。此電路中開關(guān)管工作在非線性區(qū),當(dāng)PWM控制信號為高電平時(shí),開關(guān)管飽和導(dǎo)通,續(xù)流二極管D因承受反壓而截止,整流濾波后的電壓直接通過蓄能電感作用在后級電路,此時(shí)電感L存儲能量,電容C充電。當(dāng)開關(guān)管截止時(shí),蓄能電感放電起續(xù)流作用,與此同時(shí)C放電,負(fù)載電流方向不變。當(dāng)電壓降低到設(shè)定值時(shí)通過與基準(zhǔn)比較后把差值放大與494內(nèi)部鋸齒波比較,當(dāng)鋸齒波幅比差值信號大時(shí)開關(guān)管開通,如此循環(huán)。開關(guān)電源通過改變PWM占空比來使輸出電壓穩(wěn)定。電路原理圖如圖2所示。

2.1.1 PWM控制電路

本電路由核心芯片TL494作控制的單端PWM降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電路。TL494 是一種固定頻率脈寬調(diào)制電路,它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能。內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器,振蕩頻率可通過外部的一個(gè)電阻和一個(gè)電容進(jìn)行調(diào)節(jié),其振蕩頻率如下:

f=■

TL494輸出脈沖的寬度是通過電容CT上的正極性鋸齒波電壓與另外兩個(gè)控制信號進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)。功率輸出管Q1 和Q2 受控于或非門。當(dāng)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號為低電平時(shí)才會被選通,即只有在鋸齒波電壓大于控制信號期間才會被選通。當(dāng)控制信號增大,輸出脈沖的寬度將減小?？刂菩盘栍杉呻娐吠獠枯斎?一路送至死區(qū)時(shí)間比較器,一路送往誤差放大器的輸入端。通過調(diào)整死區(qū)比較器輸入端的電壓(0～3.3 V)可改變脈沖的輸出占空比。脈沖寬度調(diào)制比較器為誤差放大器調(diào)節(jié)輸出脈寬提供了一個(gè)手段:當(dāng)反饋電壓從0.5 V 變化到3.5 V時(shí),輸出的脈沖寬度從被死區(qū)確定的最大導(dǎo)通百分比時(shí)間中下降到零。兩個(gè)誤差放大器具有從-0.3 V到(Vcc-2.0)的共模輸入范圍,這可能從電源的輸出電壓和電流察覺得到。誤差放大器的輸出端常處于高電平,它與脈沖寬度調(diào)制器的反相輸入端進(jìn)行“或”運(yùn)算,正是這種電路結(jié)構(gòu),放大器只需最小的輸出即可支配控制回路。將Q1和Q2并聯(lián)使用,需將輸出模式控制腳接地以關(guān)閉雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,使輸出的脈沖頻率等于振蕩器的頻率。

2.1.2 開關(guān)電源主電路

如圖3所示,U1為LM317三端可調(diào)穩(wěn)壓器,它的輸出電壓為固定值36 V,為芯片TL494提供工作電壓,同時(shí)也為產(chǎn)生基準(zhǔn)信號的運(yùn)算放大器LM358和LM7805提供工作電壓30 V(U4為LM317,其輸入電壓為U1輸出電壓36 V)。

(1)整流濾波電路

采用可承受大電流和耐高壓沖擊的BR104的橋堆進(jìn)行橋式整流,整流后經(jīng)電容濾波輸出,電容采用63V/10000μF的電解電容器。整流濾波后電壓輸出為1.2×40 V = 48 V。

(2)調(diào)整管的選擇及參數(shù)計(jì)算

如圖4所示。這里選用三極管2SC3320和場效應(yīng)管IRFP9240組成復(fù)合管來做為開關(guān)管。Io= 3A,則要求Ice > 3 A,設(shè)推動管Q1的β=3,則IB=■≈1.0 A,而TL494內(nèi)部驅(qū)動管最大電流為500 mA(并聯(lián)后),因此考慮用一個(gè)大功率高頻開關(guān)場效應(yīng)管與其復(fù)合。Q2的VGS(th)= -10 V,IDS = -12 A,R4為Q2的偏置電阻,R6為限流電阻。令R6 = 150Ω,則算得R4 = 47Ω。所以,此時(shí)對于R4上的功率:

P1=■≈2.8 W

R6上的功率: P2≈■≈10.0 W

最大占空比η為94,所以R4采用p'1>ηP1= 2.5 W,R6采用p'2>ηP2= 9.4 W的電阻。在恒定頻率的PWM通斷中,控制開關(guān)管通斷狀態(tài)的控制信號由TL494的11腳和8腳輸出。

(3) 儲能電感和回路二極管

儲能電感用可承受大電流的鐵氧體高頻環(huán)型電感;回路二極管要用大功率肖特基高頻二極管。注意:Q1、Q2開關(guān)管和回路二極管都應(yīng)加裝散熱片。紋波抑制方面:在穩(wěn)壓電源輸出端并上大電容(10000μF),經(jīng)過實(shí)測,在大功率輸出時(shí)紋波得到了有效的抑制。在續(xù)流二極管兩端并聯(lián)一個(gè)電容C6和一個(gè)電阻R9可抑制電源關(guān)斷時(shí)所產(chǎn)生的尖峰電壓。

2.2 同相比例放大及LM7805組成的基準(zhǔn)電壓信號電路

圖5所示LM358為集成運(yùn)放,由它組成同相比例運(yùn)算電路,放大關(guān)系式如下:

U0=1+■U■

圖中R14等于1KΩ,R13為電位器,在這里將其調(diào)到5.1 kΩ。由LTC1456數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出電壓為0～4.095 V,經(jīng)同相比例運(yùn)算電路放大6.1倍。LM358輸出信號為0 ~ 25 V,再加上三端穩(wěn)壓器LM7805的5 V電壓,使基準(zhǔn)信號Ui = 5~30 V可調(diào)。把此基準(zhǔn)信號Ui接入TL494的2號管腳,實(shí)現(xiàn)對UO的控制。

2.3 單片機(jī)控制模塊

如圖6所示,主控制電路采用AT89S52單片機(jī)。一方面由鍵盤輸入預(yù)設(shè)電壓值,MCU根據(jù)程序設(shè)定輸出相應(yīng)的信號經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換后輸出一定的電壓信號,再經(jīng)一定的放大處理后控制開關(guān)電源PWM電路模塊的工作。另一方面根據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片接收到的采樣開關(guān)電源的電壓值,來顯示實(shí)際輸出電壓值。此外由一個(gè)4*4的鍵盤作為人機(jī)交換通道,它設(shè)置了0~9十個(gè)數(shù)字鍵,可以直接輸入想預(yù)設(shè)的任意電壓值(每次鍵入三個(gè)鍵值,輸入電壓值精確到十分位)。

2.3.1 單片機(jī)控制數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路

(1)LTC1456是低功耗的12位串行口數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片,Vcc在4.5 V ~ 5.5 V之間能正常工作。輸入的數(shù)字量為0x0000到0x0FFF;輸出電壓為0~ 4.095 V,LSB =4.095 V/4095 =1 mV,MSB = 4095 mV。通過對LTC1456的控制,使模擬量的輸出發(fā)生變化,經(jīng)過運(yùn)算放大器放大后控制最終的電源輸出。當(dāng)片選信號選通時(shí),隨著時(shí)鐘信號的上升沿,數(shù)據(jù)被按照從高到低的順序送到LTC1456的Din中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而通過Dout可以把輸入到LTC1456中的數(shù)據(jù)以此顯示出來。

本文為全文原貌 未安裝PDF瀏覽器用戶請先下載安裝 原版全文

(2)ADS7816是低功耗的12位串行口模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片,在參考電壓Vref穩(wěn)定時(shí),LSB = Vref/4096,MSB = Vref,根據(jù)這個(gè)關(guān)系,可以將輸出的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)量與控制端進(jìn)行相比較,從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。轉(zhuǎn)換芯片在前2個(gè)時(shí)鐘周期對反饋信號進(jìn)行采樣,然后隨后的12個(gè)時(shí)鐘周期將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)依次按照從高到低的順序從Dout送到單片機(jī)對應(yīng)的端口。

2.3.2 程序流程圖及主程序

程序流程圖如圖7所示。

3系統(tǒng)參數(shù)測試

LM358是一個(gè)可單/雙電源供電的集成運(yùn)放,在使用時(shí)一定要注意集成運(yùn)放輸出飽和電壓值約為電源電壓的90%左右。在實(shí)際制作過程中因?yàn)楹雎粤舜藛栴},造成了一定的錯(cuò)誤。因條件有限,本系統(tǒng)中選用LM358制作放大電路,最好是采用電源電壓可超過30V的雙電源集成運(yùn)放,這樣可以消除偏置電流帶來的誤差。

電壓可調(diào)范圍5 ~ 30 V,電流可調(diào)范圍0 ~ 2.5 A。

(1)電壓調(diào)整率測試:將交流調(diào)壓變壓器輸出端接穩(wěn)壓電源輸入端,將穩(wěn)壓電源輸出電壓調(diào)至30 V,調(diào)節(jié)交流調(diào)壓變壓器,使其輸出從165 V變化至265 V,用數(shù)字萬用表測量穩(wěn)壓電源輸出端電壓(I0 = 2.5A),測得最大電壓變化量為0.2 V,計(jì)算得電壓調(diào)整率為0.67%。

(2)負(fù)載調(diào)整率的測試:空載時(shí)將輸出電壓調(diào)至30 V,在負(fù)載端接入300Ω/200 W的變阻器,將變阻器從12Ω調(diào)至100Ω,用數(shù)字萬用表監(jiān)視輸出電壓的變化,測得最大電壓變化量0.4 V,因此負(fù)載調(diào)整率為1.33%。

(3)紋波電壓測試:將電壓輸出調(diào)至30 V,外接12Ω大功率變阻器,將示波器置于AC/0.1 V輸入檔,測得負(fù)載上紋波電壓為400 mV。

(4)DC\DC轉(zhuǎn)換效率測試:將電壓輸出調(diào)至30 V,外接12Ω/200 W變阻器,測得DC\DC輸入電壓為41.1 V,輸入電流為2.25 A,輸出電壓為29.6 V輸出電流是2.47 A,所以DC\DC轉(zhuǎn)換效率 =(2.47×29.6)/(2.25×41.1)×100% = 79.06%。

(5)過流保護(hù)功能測試(限流):將電壓調(diào)至30 V,限流電位器旋到最大值(順時(shí)針方向),再將輸出端短路,測得電流3.5 A,然后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),電流從最大變到零。說明限流功能正常。

(6)附加說明:本作品最大輸出功率75 W。此外如果想擴(kuò)大輸出電流,依照本作品所用的開關(guān)管,理論上可達(dá)10 A。若反饋電阻還是用0.1Ω(注意電阻的功率也要加大,電阻消耗功率= xR),此時(shí)在反饋電阻上的壓降為Ui=10×0.1 = 1 V。又Ui=5.0×(R8/(R7+R8)),設(shè)定R7=5 kΩ,代入可解得R8 = 1.25 kΩ這樣就可以實(shí)現(xiàn)電流從0 ~ 10 A可調(diào),若最大值想改成其他值,可按照上面的方法做。但前提是變壓器的輸入功率要足夠大,建議變壓器的最大輸入功率是DC\DC最大輸出功率的1.3倍以上。此電路的最大輸出功率是75 W,那么變壓器的最大輸入功率為75 W×1.3 = 97.5 W。

4結(jié)語

由于采用了矩陣鍵盤,可以直接輸入想要預(yù)設(shè)的電壓值,它優(yōu)于步進(jìn)輸入方式(本程序設(shè)計(jì)預(yù)設(shè)電壓值精確到十分位)。在續(xù)流二極管兩端并聯(lián)一個(gè)電容C6和一個(gè)電阻R9可抑制電源關(guān)斷時(shí)所產(chǎn)生的尖峰電壓,起到保護(hù)電路的作用。電路結(jié)構(gòu)簡單且所采用電子元件均是常用元件,使電路實(shí)現(xiàn)更具有可行性。電壓可調(diào)范圍5 ~ 30 V,最大輸出功率75 W。主要適用于對輸出電流和輸出功率要求大,但對電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率不是很高的電子設(shè)備。進(jìn)一步改進(jìn)還可以提高精度和輸出功率,增加電流顯示等。

參考文獻(xiàn)

[1] 童詩白、華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社,2001.01

[2] 盧超.負(fù)反饋放大電路的仿真分析[J].代電子技術(shù).2005.

[3] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2005.10

[4] 盧超.分布式礦井溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù).2007,12

[5] 盧超.單片機(jī)同PC機(jī)通信的一種新方法[J].礦山機(jī)械.2007,04

[6] 王昊、李昕.集成運(yùn)放應(yīng)用電路設(shè)計(jì)360例[M].電子工業(yè)出版社.2007.07

[7] 盧超.PVDF型脈搏傳感器信號處理電路的設(shè)計(jì)[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2009

[8] 郭天祥.51單片機(jī)C語言教程[M]. 電子工業(yè)出版社.2009.03

作者簡介

鄢峰,陜西理工學(xué)院物理系,研究方向:電子信息科學(xué)與技術(shù);

張遷,陜西理工學(xué)院物理系,研究方向:電子信息科學(xué)與技術(shù);

羅國穎,陜西理工學(xué)院物理系,研究方向:電子信息科學(xué)與技術(shù);

篇2

【關(guān)鍵詞】插引機(jī)；步進(jìn)電機(jī)；STC單片機(jī)

傳統(tǒng)的插引方法是采用手工方法，將鞭炮引線一根一根地插入鞭炮餅 盤中的一個(gè)個(gè)鞭炮筒子里，一餅盤鞭炮中一般有幾百個(gè)或上千個(gè)鞭炮筒子， 采用手工方法將鞭炮引線插入鞭炮筒子中，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率又低。設(shè)計(jì)一種全自動鞭炮插引機(jī)，可提高鞭炮制作的生產(chǎn)效率與可靠性。改變以往插引手動或腳踏的狀態(tài)，大大的提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，滿足安全、高效的生產(chǎn)要求。

全自動數(shù)控插引機(jī)的電控部分由驅(qū)動部分、顯示部分、控制部分組成。驅(qū)動部分控制電機(jī)進(jìn)給距離，餅盤旋轉(zhuǎn)角度，機(jī)頭運(yùn)轉(zhuǎn)速度，以保證引線準(zhǔn)確落入鞭炮中?？刂撇糠种饕刂扑土纤俣妊訒r(shí)，餅盤旋轉(zhuǎn)角度，降慢進(jìn)給速度，適合新手操作，加快進(jìn)給速度，可提高生產(chǎn)效率?？刂菩D(zhuǎn)角度120度，轉(zhuǎn)動三次一個(gè)工作循環(huán)。顯示部分，可以了解工作狀態(tài)，溫度監(jiān)控，生產(chǎn)盤數(shù)。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1、系統(tǒng)電控組成

插引機(jī)控制由電源、控制板、驅(qū)動板、LCD顯示屏、傳感器等構(gòu)成，能設(shè)置插引機(jī)的工作狀態(tài)，準(zhǔn)確快速的驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行切引、導(dǎo)引、插引工作，能顯示溫度、時(shí)間、插餅數(shù)量等信息。

2、系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)

系統(tǒng)電源由空氣開關(guān)、開關(guān)電源、電源航空接頭、電源開關(guān)、電源轉(zhuǎn)換板構(gòu)成，為系統(tǒng)單片機(jī)控制中心提供+5V電源、為系統(tǒng)三個(gè)步進(jìn)電機(jī)提供+24V電源、為系統(tǒng)三個(gè)傳感器提供+12V電源。

3、 系統(tǒng)驅(qū)動設(shè)計(jì)

系統(tǒng)驅(qū)動由三個(gè)驅(qū)動器構(gòu)成，分別對應(yīng)切引電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、平移電機(jī)，其中切引電機(jī)采用THB8128驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)、平移電機(jī)采用THB7128驅(qū)動，兩個(gè)驅(qū)動內(nèi)部集成了細(xì)分、電流調(diào)節(jié)、CMOS功率放大等電路，配合簡單的電路即可實(shí)現(xiàn)高性能、多細(xì)分、大電流的驅(qū)動電路。能驅(qū)動42、57型兩相、四相混合式步進(jìn)電機(jī)。在低成本、低振動、小噪聲、高速度的設(shè)計(jì)中應(yīng)用效果較佳。

4、系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

系統(tǒng)控制中心由STC單片機(jī)、DS18B20溫度傳感器、DS1302時(shí)鐘系統(tǒng)、12864LCD顯示、三個(gè)調(diào)整按鈕、一個(gè)起動暫停鍵、一個(gè)指示燈、一個(gè)蜂鳴器、三個(gè)步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制。

DS18B20溫度傳感器用于檢測驅(qū)動器的溫度，當(dāng)溫度到達(dá)系統(tǒng)設(shè)定的報(bào)警溫度時(shí)，關(guān)斷系統(tǒng)，并進(jìn)行聲光報(bào)警。

DS1302時(shí)鐘系統(tǒng)，配有3.6V備用電池，能自動走時(shí)，并在系統(tǒng)LCD顯示屏上顯示系統(tǒng)時(shí)間，方便工人查看時(shí)間。

三個(gè)調(diào)整按鈕用于設(shè)置系統(tǒng)工作的餅盤規(guī)格、設(shè)置溫度報(bào)警的溫度上限、設(shè)定系統(tǒng)時(shí)間、設(shè)定換餅時(shí)間間隔等

啟動停止鍵用于啟動、暫停系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)啟動運(yùn)行是指示燈亮，當(dāng)系統(tǒng)暫停時(shí)指示燈滅。

LCD顯示具有兩幀畫面，在開機(jī)時(shí)顯示系統(tǒng)工作的規(guī)格，在系統(tǒng)工作是顯示公司名稱、系統(tǒng)溫度、系統(tǒng)時(shí)間、當(dāng)前插餅數(shù)量。

三個(gè)步進(jìn)電機(jī)由單片控制其轉(zhuǎn)動方向機(jī)、速度及相應(yīng)的協(xié)調(diào)關(guān)系。

圖1 系統(tǒng)控制板原理圖

5、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)程序由主監(jiān)控程序、定時(shí)中斷程序、DS18B20溫度傳感器識別程序、DS1302時(shí)鐘芯片讀取程序、按鍵掃描程序、12864液晶顯示程序、EEPROM讀寫程序等構(gòu)成，系統(tǒng)的中斷程序流程圖如圖2所示，系統(tǒng)的主監(jiān)控程序流程圖如圖3所示。

全自動數(shù)控鞭炮插引機(jī)操作簡便、功能齊全，能滿足用戶的多樣化要求?？梢宰詣訉?zhǔn)鞭炮盆孔，對不同大小的鞭炮盆插引，真正實(shí)現(xiàn)了全自動插引。具有實(shí)用性，具備顯示功能，數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)功能，溫度過熱保護(hù)功能?？刂品绞椒嫌脩羰褂玫牧?xí)慣和要求。全自動數(shù)控鞭炮插引機(jī)具有穩(wěn)定性，內(nèi)部采用高性能單片機(jī)控制，提升了整個(gè)機(jī)器的性能和機(jī)器的運(yùn)作速度。

參考文獻(xiàn)：

篇3

【關(guān)鍵詞】NE555 方波脈沖發(fā)生器 設(shè)計(jì) 應(yīng)用分析

NE555方波脈沖發(fā)生器利用集成電路實(shí)現(xiàn)脈沖電源的頻率可調(diào)，主要是為了使通用的電壓幅度變化。這種類型的脈沖發(fā)生器電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較簡單，調(diào)節(jié)電路在集合設(shè)計(jì)中的基值和峰值均可調(diào)可控，在生產(chǎn)、研究領(lǐng)域具有重要的使用價(jià)值。

1 NE555方波脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

NE555方波脈沖發(fā)生器在設(shè)計(jì)中由多諧振蕩器構(gòu)成，在起始端的電壓波形一般成鋸齒狀。NE555方波脈沖發(fā)生器的基集成電路一般為8腳時(shí)，基本結(jié)構(gòu)簡單，電容和電阻能夠在發(fā)生器使用過程中根據(jù)電路需要產(chǎn)生頻率不同的脈沖信號。NE555方波脈沖發(fā)生器在各生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，因而開發(fā)出的電路應(yīng)用類型也較多。簡單的NE555方波脈沖發(fā)生器主要組成結(jié)構(gòu)是電容器和電阻器，一些電氣元件同時(shí)還具有延時(shí)振蕩的功能。NE555方波脈沖發(fā)生器在設(shè)計(jì)中會利用LM358運(yùn)算放大器運(yùn)放位于引腳間的電壓差，這是由于放大器內(nèi)部含有兩個(gè)雙運(yùn)算放大器，雙運(yùn)算放大器增益高，并且運(yùn)算形式成相對獨(dú)立狀態(tài)，這種類型在單電源中使用較多，也可應(yīng)用于雙電源設(shè)計(jì)中。NE555方波脈沖發(fā)生器延時(shí)范圍比較廣，需要能夠根據(jù)電氣元件組合變化進(jìn)行調(diào)整，小到幾微秒，大到幾個(gè)小時(shí)。發(fā)生器電源幅值在設(shè)計(jì)中一般是與CMOS、TTL等邏輯電路組合，對于供電輸出端電流電流的推動設(shè)計(jì)，利用NE555方波脈沖發(fā)生器也能直接實(shí)現(xiàn)自動控制和推動。NE555方波脈沖發(fā)生器電路設(shè)計(jì)中的電路輸入和電平輸入可以與邏輯電路的高低電平混合，并且使用穩(wěn)定、計(jì)時(shí)精準(zhǔn)，對于RS觸發(fā)器、多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有重要的參考使用價(jià)值。

方波發(fā)生器在數(shù)控裝置中的設(shè)計(jì)類型較多，分立元件、石英振蕩器、TTL集成電路構(gòu)成振蕩器的主體，并且能夠?qū)崿F(xiàn)頻率可調(diào)。其中電容和電阻是調(diào)節(jié)頻率的主要方法。針對NE555方波脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)研究主要有以下幾個(gè)方面需要做好設(shè)計(jì)控制。開關(guān)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換開關(guān)的主要作用是轉(zhuǎn)換“工作”和“校驗(yàn)”兩種不同的工作狀態(tài)。方波發(fā)生器在“工作”裝態(tài)和“校驗(yàn)”狀態(tài)輸出的方波信號頻率均不同。其精準(zhǔn)度主要需要依靠電位器的電阻值來進(jìn)行控制，要求工作頻率按照工作需求保證頻率范圍可控，例如微機(jī)數(shù)控裝置需要將工作頻率保持在0～1500Hz。延時(shí)電路，利用數(shù)控機(jī)床完成生產(chǎn)中需要用到微型機(jī)，加工速度變化調(diào)整的過程中，要使振蕩器信號輸出的頻率精準(zhǔn)，開機(jī)前要完成信號頻率檢驗(yàn)。定時(shí)器，NE555方波脈沖發(fā)生器的定時(shí)器芯片是振蕩器元件構(gòu)成的核心部分，可代替使用LM555定時(shí)器，兩者均為延時(shí)精準(zhǔn)、工作狀態(tài)穩(wěn)定的器件，振蕩頻率由外接電容值和電阻值調(diào)節(jié)。

2 方波脈沖發(fā)生器焊接應(yīng)用

NE555 方波脈沖發(fā)生器利用集成電路設(shè)計(jì)可以對給定的信號進(jìn)行方式轉(zhuǎn)換，直接替代焊機(jī)信號控制工作，在完成焊機(jī)改造后進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，提高工作效率。鋁合金脈沖MIG焊一般采用直流弧和脈沖弧兩種焊接電源。鋁合金脈沖MIG焊對占空比調(diào)節(jié)有一定要求，設(shè)計(jì)范圍保證在15%～100%。調(diào)節(jié)輸入電壓過程中由于鋸齒波電壓在5～10V之間，3腳電壓輸入也在這個(gè)范圍內(nèi)，這就要求調(diào)節(jié)范圍要留足空間。晶閘管式脈沖弧焊給定電壓值需要調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方向?yàn)榉讲}沖的基值電壓和峰值電壓。高電平電壓輸入時(shí)，三極管處于飽和狀態(tài)，基值電壓輸出由電位器控制，低平電壓輸入時(shí)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，閉合開關(guān)，脈沖電流輸出后可作脈沖弧焊電源用，閉合開關(guān)情況下輸出的電源則可以作直流弧焊電源用，一機(jī)多用的工作原理由此而來。NE555方波脈沖發(fā)生器在脈沖焊接中使用需要做好控制電路與脈沖電壓結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對輸出的焊接電流控制，當(dāng)給定的電壓幅值較高，會有相應(yīng)幅值脈沖電流由主電路輸出；電壓幅值較低時(shí)，也會有對應(yīng)基值電流輸出。電流工作中脈沖頻率和電流輸出脈寬比的調(diào)節(jié)可以通過電壓占空比和頻率的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。電弧電壓和焊接電流的采集分析可利用漢諾威焊接分析儀完成，關(guān)于電壓值采集比較平緩的問題是因?yàn)楹附与娀⌒问蕉喑尸F(xiàn)非線性負(fù)載，焊機(jī)電感輸出較大時(shí)，輸出的電流脈沖波形會受到影響，導(dǎo)致波形失真，但是觀察焊縫和熔滴過渡能夠使脈沖焊接電路滿足實(shí)驗(yàn)要求。

NE555方波脈沖發(fā)生器作為輸出頻率可調(diào)的方波發(fā)生器，能夠保持定時(shí)器的核心精度，對一般數(shù)控裝置操作來說，簡易可控，實(shí)效性高。其耗電量低，價(jià)格低廉，使用價(jià)值高，精確度保證在0.5%左右，體積偏小，攜帶或裝置方便，基本溫度影響系數(shù)小，電壓影響系數(shù)僅為0.05%每伏。NE555方波脈沖發(fā)生器電路集成連接中，終端信號輸出穩(wěn)定，波形呈對稱分布。在機(jī)器加工過程中，采用的多圈電位器精度高，頻率調(diào)整可以設(shè)置細(xì)調(diào)旋鈕和粗調(diào)旋鈕，針對運(yùn)行速度不同的數(shù)控機(jī)床，需要提前設(shè)置頻率變動范圍。利用NE555方波脈沖發(fā)生器電路集成特點(diǎn)，與LM358運(yùn)算放大器結(jié)合，對占空比、脈沖峰值脈沖基值和脈沖頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠有效實(shí)現(xiàn)方波脈沖發(fā)生器相關(guān)數(shù)值的獨(dú)立調(diào)節(jié)。 NE555方波脈沖發(fā)生器電路設(shè)計(jì)符合鋁合金脈沖MIG使用要求，可正常應(yīng)用于NB-500焊機(jī)焊接。

3 結(jié)語

NE555方波脈沖發(fā)生器作為一種設(shè)計(jì)新穎、效用突出的方波器類型，在實(shí)際應(yīng)用中，頻率可調(diào)、性能穩(wěn)定，且計(jì)時(shí)精確度高，可以作為生產(chǎn)等儀器主要脈沖源，如微機(jī)數(shù)控和其他數(shù)控裝置等。NE555方波}沖發(fā)生器設(shè)計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中的數(shù)控安裝和國防科研究應(yīng)用較廣，市場推廣價(jià)值高。

參考文獻(xiàn)

[1]詹立春.基于NE555的幅頻可調(diào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)[J].電子制作，2016（11）：74-75.

[2]文華兵，陳常婷，劉頻.基于NE555方波脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014（11）：138-139+144.

[3]江禹文.高精度頻率連續(xù)可調(diào)方波發(fā)生器[J].汕頭大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1987（02）：53-57.

篇4

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床，電氣維修；經(jīng)濟(jì)效益

0.引言

近年來，我國工業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，對工業(yè)生產(chǎn)效率要求也在不斷提高。數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的一部分，在數(shù)控機(jī)電氣運(yùn)行過程中，受多種因素的影響，會造成設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)而影響到數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)運(yùn)行效率，不利于生產(chǎn)效率的提高。電氣維修技術(shù)作為數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的保障，加大數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備運(yùn)行效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.數(shù)控機(jī)床的電氣維修的重要性

隨著經(jīng)濟(jì)、科技的不斷發(fā)展，我國工業(yè)事業(yè)得到了飛速發(fā)展。數(shù)控機(jī)床設(shè)備作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展不可或缺的一部分，數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動化自創(chuàng)，數(shù)控機(jī)床設(shè)備的應(yīng)用極大的提高工業(yè)生產(chǎn)效率。在這個(gè)競爭日益激烈的市場環(huán)境下，經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生存的保障，而企業(yè)為了更好地生存，就會加大生產(chǎn)，加重?cái)?shù)控機(jī)床設(shè)備的負(fù)荷，而在數(shù)控機(jī)床設(shè)備運(yùn)行過程中，由于過量的操作，長時(shí)間運(yùn)行，會造成電氣發(fā)熱，導(dǎo)致一些性能交差的原件經(jīng)不住考驗(yàn)而出現(xiàn)故障，對于數(shù)控機(jī)床設(shè)備而言，它本身比較昂貴，而企業(yè)不合理的加工工序，長時(shí)間的使用數(shù)控機(jī)床，很容易就會造成數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障，使得運(yùn)行過程合縱數(shù)控機(jī)床失效，造成工作的停頓，影響到生產(chǎn)進(jìn)度和效率。數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)作為數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定運(yùn)行的保障，只有做好數(shù)控機(jī)床電氣維修工作，才能降低數(shù)控機(jī)床設(shè)備故障，保障數(shù)控機(jī)床設(shè)備在生命周期內(nèi)正常運(yùn)行，發(fā)揮其功效，繼而不斷提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2.數(shù)控機(jī)床電氣故障分類

2.1硬件故障

數(shù)控機(jī)床設(shè)備一種電氣化的設(shè)備，在運(yùn)行過程中，很容易出現(xiàn)數(shù)控機(jī)床電氣硬件故障，如電子故障、電器件故障、線路故障、接插件故障等，這些故障的發(fā)生會影響到數(shù)控機(jī)床運(yùn)行效率。

2.2PLC故障

PLC 作為一種重要的工作裝置，它是以計(jì)算機(jī)為核心技術(shù)，對工業(yè)電器系統(tǒng)中的繼電器進(jìn)行邏輯編輯控制。然而在數(shù)控機(jī)床電氣運(yùn)行過程中，受多種因素的影響，會造成PLC裝置出現(xiàn)故障，一旦PLC裝置出現(xiàn)故障，就會影響到整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.電氣繼電保護(hù)的維修技術(shù)

3.1觀察法

數(shù)控機(jī)床作為一種機(jī)械設(shè)備，而在這個(gè)就講究效益的社會環(huán)境下，企業(yè)就會批量的加工生產(chǎn)，進(jìn)而使得數(shù)控機(jī)床設(shè)備出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，電氣設(shè)備就會因過壓而出現(xiàn)短路、燒壞線等問題。針對這類的故障，往往會有明顯的外部現(xiàn)象，如燒焦、電氣裝置發(fā)熱、冒煙等。此時(shí)，通過眼睛直接觀察，就可以判定出故障的所在。如果觀察到電氣裝置內(nèi)部發(fā)黃、有燒焦氣味散出，則就可以斷定為繼電裝置出現(xiàn)故障，進(jìn)而維修人員就要基礎(chǔ)更換已經(jīng)損壞的元件，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

3.2對比法

對比法就是通過兩臺型號、性能相同的裝置進(jìn)行比較，通過測試兩臺電氣設(shè)備的性能才找出故障的所在。在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可以利用一臺與該故障設(shè)備型號、性能相同的設(shè)備進(jìn)行比較，讓兩臺裝置在相同情況下運(yùn)行，通過觀察兩臺儀表測到的信號來進(jìn)行對比，進(jìn)而判斷故障所在。

3.3故障分析

數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備發(fā)生故障后，首先要確定設(shè)備類型，然后以當(dāng)前的顯示參數(shù)為依據(jù)，迅速判斷設(shè)備的具體故障，設(shè)備故障分析與檢修的前提必須是足夠了解電力運(yùn)行相關(guān)參數(shù)及其他相關(guān)理論知識，檢修前應(yīng)向工作人員詢問生產(chǎn)過程當(dāng)中的工藝情況以及故障前的參數(shù)變化，查詢裝置運(yùn)行記錄等工作[2]。

3.4備件置換法

當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時(shí)，由于電路集成度的不斷擴(kuò)大而要把故障落實(shí)于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機(jī)時(shí)間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。設(shè)備的更換必須是在斷電情況下進(jìn)行，確保維修技術(shù)人員的人身安全。另外，針對一些特殊的元件，必須嚴(yán)格按照操作說明進(jìn)行，如，電路板，在更換電路板的時(shí)候，一定要記錄下原有的開關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否則會產(chǎn)生報(bào)警而不能工作[3]。

3.5數(shù)控系統(tǒng)的控制

數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性直接關(guān)系到了數(shù)控機(jī)床電氣運(yùn)行效率。為了給企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值，就必須做好數(shù)控系統(tǒng)的管理[4]。首先，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，建立開放式的數(shù)控系統(tǒng)，通過利用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和開關(guān)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床電氣的自動化控制；其次，要安排專業(yè)的技術(shù)人員，對數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備進(jìn)行日常管理，做好日常記錄工作和技術(shù)分析，確保電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.6電源線路的選擇

電源是提供計(jì)算機(jī)中所有部件所需要的電能。電源功率的大小，電流和電壓是否穩(wěn)定，將直接影響計(jì)算機(jī)的工作性能和使用壽命。在數(shù)控機(jī)床電氣運(yùn)行過程中，電源是數(shù)控機(jī)床運(yùn)作的基礎(chǔ)，電源線路的好壞直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床運(yùn)作的連續(xù)性、穩(wěn)定性。在電氣系統(tǒng)中，變頻器的工作方式是先將系統(tǒng)中導(dǎo)入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再將直流電變?yōu)榻涣麟?，在?shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，電氣控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電源模塊，將進(jìn)入系統(tǒng)中的交流電通過調(diào)頻器轉(zhuǎn)換為一定的直流電，從而滿足電氣系統(tǒng)的用電需求，同時(shí)通過對電源線路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)斷電之后，機(jī)床信號可以得到歸零，在系統(tǒng)通電后，機(jī)床信號就會自行恢復(fù)，從而保障了數(shù)控系統(tǒng)的可行性[5]。

3.結(jié)語

在這個(gè)競爭日益激烈的市場環(huán)境下，企業(yè)參與市場競爭的手段就是經(jīng)濟(jì)效益。對于加工生產(chǎn)企業(yè)來說，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與數(shù)控機(jī)床電氣有著直接的關(guān)聯(lián)。數(shù)控機(jī)床作為一種自動化的電氣設(shè)備，為了確保數(shù)控機(jī)床電氣穩(wěn)定運(yùn)行，就必須做好數(shù)控機(jī)床電氣維修工作，采用有效的維修技術(shù)，做好數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)管理，進(jìn)而不斷提高數(shù)控機(jī)床電氣生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]孫敏敏. 關(guān)于數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)及發(fā)展趨勢的探討[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，29：104.

[2]何云. 數(shù)控機(jī)床的電氣維修技術(shù)及發(fā)展趨勢探討[J]. 電子制作，2013，10：232.

[3]黃景良. 數(shù)控機(jī)床電氣維修生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)探析[J]. 好家長，2015，08：52-53.

篇5

【關(guān)鍵詞】數(shù)控電源；C8051F410；TL494；恒壓

恒壓源的作用就是使電源輸出恒定的電壓，是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一，廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡單、較難控制、效率低、精度低、體積大，普通直流穩(wěn)壓電源品種很多，但均存在以下問題：輸出電壓是通過粗調(diào)（波段開關(guān)）及細(xì)調(diào)（電位器）來調(diào)節(jié)。當(dāng)輸出電壓需要精確輸出或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí)（1.02～1.03V）困難就較大。另外，隨著使用時(shí)間的增加，波段開關(guān)及電位器難免接觸不良，對輸出會有影響，常常通過硬件對過載進(jìn)行限流或截流型保護(hù)，電路構(gòu)成復(fù)雜，穩(wěn)壓精度也不高。本文設(shè)計(jì)了一種以單片機(jī)為核心的脈寬可調(diào)節(jié)的高精度數(shù)控恒壓電源，克服了傳統(tǒng)直流電壓源的缺點(diǎn)，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

1 產(chǎn)生恒流源的原理

在本次設(shè)計(jì)中，主要是通過單片機(jī)C8051F410對輸出電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，將采樣值與設(shè)定值比較，利用比較后的結(jié)果來調(diào)整單片機(jī)的DA輸出，TL494利用單片機(jī)DA輸出的電壓調(diào)整PWM的占空比，通過反饋控制，達(dá)到恒定電流輸出的目的。

TL494 是一個(gè)固定頻率的脈沖寬度調(diào)制電路，內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，振蕩頻率可通過外部的一個(gè)電阻和一個(gè)電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，其振蕩頻率如下：

f■=■（1）

驅(qū)動脈沖發(fā)生器、脈寬調(diào)制器以及各種保護(hù)電路全部由TL494完成。TL494內(nèi)部有兩個(gè)比較器，兩組誤差放大器和5V基準(zhǔn)電壓源等組成，TL494廣泛應(yīng)用于1000W以下的大功率開關(guān)電源中。

電路中利用第15腳和第16腳構(gòu)成保護(hù)電路（保護(hù)信號必須得是正的電壓），當(dāng)輸出電流超過系統(tǒng)所能承受的最大電流是，TL494就會關(guān)閉開關(guān)管的功率輸出，限制電流輸入大小，達(dá)到保護(hù)的目的。

2 電路實(shí)現(xiàn)

在電路的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)C8051F410來實(shí)現(xiàn)對總體電路的控制以及數(shù)/模之間的轉(zhuǎn)換，為了使電路更加穩(wěn)定，加入了兩個(gè)濾波器。所謂的濾波器就是由電容器、電感器和二極管等電子原件所組成。濾波器的作用就是把電源提供的一部分能量給負(fù)載使用，同時(shí)把另一部分能量儲存起來，當(dāng)短時(shí)間供電不足或供電中斷時(shí)，電容器和電感器就把儲存的電能釋放出來，供給負(fù)載繼續(xù)用電，從而保證電源能不間斷的向負(fù)載提供電流。電路圖的主要部分如圖1所示。

第1腳電壓與第2腳電壓進(jìn)行比較，當(dāng)輸出電流升高時(shí)，第1腳取樣電壓也成比例升高，而第2腳電壓不變，則誤差放大器AMP1輸出也要升高，通過TL494內(nèi)部比較器控制，使第8腳輸出脈寬占空比變大，使得功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間變短，從而使輸出電流下降，這種反饋調(diào)節(jié)，抑制了輸出電流的升高，達(dá)到穩(wěn)定電流的目的；如果輸出電流降低，則調(diào)節(jié)過程與上述相反，最終也將實(shí)現(xiàn)電流的穩(wěn)定輸出。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

圖2 程序流程圖

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括液晶的驅(qū)動程序、實(shí)現(xiàn)恒流源大小的輸出控制的程序、報(bào)警電流大小的設(shè)置、報(bào)警電壓大小的設(shè)置、單片機(jī)所使用的時(shí)鐘頻率、各個(gè)端口初始化以及數(shù)/模間匹配算法的實(shí)現(xiàn)等。

3.1 輸出電流的調(diào)節(jié)

電流的調(diào)節(jié)過程首先設(shè)定好輸出電流值I■后，輸出電流從0mA增大，在電流調(diào)整過程中，單片機(jī)不斷對調(diào)整后的電流進(jìn)行測量，得到采樣電流值I■，當(dāng)I■I■，調(diào)節(jié)過程與上述相反，程序設(shè)計(jì)的流程圖如圖2所示。

同時(shí)，為了檢測系統(tǒng)是否正在進(jìn)行輸出電流的調(diào)節(jié)，在設(shè)備中加上了一個(gè)LED，當(dāng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)，LED燈將會閃爍一次，這樣可以對程序的調(diào)整過程有以個(gè)更好的監(jiān)視，如果系統(tǒng)在不停的調(diào)節(jié)，LED將不停的閃爍，直至調(diào)試完成。

3.2 輸出模擬量的轉(zhuǎn)換

系統(tǒng)采集的AD碼值如何轉(zhuǎn)換為模擬量的電壓值和電流值，也就是數(shù)/模間的匹配，通過對牛頓插值法、拉格朗日插值法和線性插值法進(jìn)行綜合比較，由于前兩者運(yùn)用起來比較復(fù)雜而且計(jì)算耗時(shí)較長，雖然線性插值法的截?cái)嗾`差不如前兩者，但誤差也在本設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)，所以最終選擇了計(jì)算速度快的線性插值法。

線性插值的方法對數(shù)據(jù)處理是通過對已存入的模擬信號量和測量結(jié)果的數(shù)字信號量序列（x■，y■），（x■，y■），（x■，y■），…，（x■，y■），相互匹配來計(jì)算所需要求的數(shù)據(jù)。在本設(shè)計(jì)中即是已存入的數(shù)/模間的對應(yīng)的值，其中電壓值對應(yīng)的電壓AD值見表1，電流值對應(yīng)的電流AD值見表2。

表1 電壓值對應(yīng)的電壓AD值

對于任意采集到的電流AD值x，通過查表2中x在已經(jīng)測量結(jié)果序列中的位置是x■≤x≤x■（0≤i≤n-2），同過插值計(jì)算，可以得出該AD碼所對應(yīng)的電流y，公式計(jì)算如下：

y=y■+■（x-x■）（2）

例如，若電流的數(shù)字值是x=136，那么選擇的插值數(shù)據(jù)點(diǎn)為（x■，y■）和（x■，y■）則通過插值法計(jì)算所對應(yīng)的電流y為：

y=y■+■（x-x■）=28.1+■（136-103）=37.1（mA）

電壓值的計(jì)算亦是如此。

表2 電流值對應(yīng)的電流AD值

4 結(jié)論

設(shè)備以C8051F410為系統(tǒng)的主控制芯片，TL494為脈沖寬度調(diào)制器，利用軟件編程，硬件運(yùn)行與顯示，通過液晶12232F實(shí)現(xiàn)了電流、電壓變化的顯示，該系統(tǒng)體積小、重量輕，紋波小，可以輸入的直流電壓范圍很寬，實(shí)現(xiàn)了題目的要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]肖金球.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2]Ron Demcko .A Performance Comparison of Thin-Film and Wirewound Inductors[J].2001.198-212.

[3]姜大源，王勝元.單片機(jī)技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2007.

[4]周志敏，周紀(jì)海.開關(guān)電源實(shí)用電路[M].北京：中國電力出版社，2005.

篇6

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì)；用電負(fù)荷；照明；防雷接地

一．引 言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，科技水平的不斷提高，“科教興國”的觀念已經(jīng)深入民心；政府對教育的投入不斷提高，使得人們受教育權(quán)利得到更大的滿足，學(xué)校的辦學(xué)條件越來越好，各種類型的專業(yè)學(xué)校陸續(xù)興建起來。本文結(jié)合某教學(xué)樓實(shí)訓(xùn)中心的電氣設(shè)計(jì)實(shí)踐過程,對學(xué)校建筑電氣設(shè)計(jì)中要考慮的主要問題和解決辦法進(jìn)行了總結(jié)，以供同仁參考。

二. 工程概況

該工程位于廣東省某職業(yè)中學(xué)校區(qū)內(nèi)的實(shí)訓(xùn)中心，主要提供學(xué)生進(jìn)行職業(yè)技能的實(shí)踐訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。本建筑占地約3770平方米，建筑面積約14000平方米，為地上四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，層高4.5米，建筑總高度18米。首層主要為汽修實(shí)訓(xùn)室，（重型機(jī)械）數(shù)控實(shí)訓(xùn)室，家用電器實(shí)驗(yàn)室，電力拖動實(shí)驗(yàn)室和變配電房；二層主要為鉗工實(shí)訓(xùn)室，制冷實(shí)訓(xùn)室，汽車空調(diào)實(shí)驗(yàn)室，中央空調(diào)實(shí)驗(yàn)室，電子電工實(shí)訓(xùn)室等；三層主要為金工實(shí)訓(xùn)室，模工實(shí)訓(xùn)室，機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械作圖室，電工考核室，電工技能室；四層為車工實(shí)訓(xùn)室，氣焊實(shí)訓(xùn)室，變壓器實(shí)驗(yàn)室，PLC實(shí)驗(yàn)室，財(cái)務(wù)軟件實(shí)訓(xùn)室，ERP軟件制作室，物流軟件制作室，ERP沙盤實(shí)驗(yàn)室等。

三. 供配電設(shè)計(jì)

（1）用電負(fù)荷和供電電源

本建筑主要的用電設(shè)備有：照明、插座、空調(diào)以及各種實(shí)習(xí)用車床和計(jì)算機(jī)等動力設(shè)備。根據(jù)學(xué)校需要在建筑內(nèi)部設(shè)10KV專用的變配電房，總的設(shè)計(jì)負(fù)荷為739千瓦，由一臺800KVA干式變壓器運(yùn)行提供單電源供電。本建筑屬多層建筑，消防負(fù)荷按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB2006-50014（2006年版）規(guī)定設(shè)置備用應(yīng)急電源，其中消防負(fù)荷主要為：應(yīng)急照明、疏散照明以及消防水泵，總負(fù)荷約為15千瓦，考慮采用一臺常備負(fù)荷26千瓦的柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源，其中應(yīng)急照明和疏散照明應(yīng)用自帶的蓄電池作為其應(yīng)急備用電源。消防負(fù)荷的應(yīng)急電源切換均在末端設(shè)置雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)作末端切換。

（2）低壓配電系統(tǒng)

本配電房內(nèi)低壓側(cè)采用單母線運(yùn)行，在適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置應(yīng)急母線段，方便柴油發(fā)電機(jī)供電。本系統(tǒng)采用樓層分開和照明動力負(fù)荷分開的配電方式，分別設(shè)置了獨(dú)立的配電系統(tǒng)，由此充分實(shí)現(xiàn)了按功能和管理方便合理的方式進(jìn)行供電。各樓層的照明和動力采用放射式系統(tǒng)從配電房直接由電纜供電。

（3）配電間電氣設(shè)計(jì)

盡管本工程為多層建筑，考慮線路的走向和管理維修安全方便，本建筑設(shè)置了電氣線路專用的垂直電纜井配電間，配電間的設(shè)備安裝按照《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》條文規(guī)定，如電纜橋架、照明箱、封閉母線槽之間凈距應(yīng)不小于100mm，配電間內(nèi)高壓、低壓或應(yīng)急電源的電氣線路相互之間應(yīng)保持大于300mm的間距，或采取隔離措施，并應(yīng)有明顯的標(biāo)志，配電箱前應(yīng)有不小于0.8米操作、維護(hù)距離。配電間內(nèi)預(yù)留的洞口應(yīng)逐曾層用無機(jī)防火材料封堵。

四．照明設(shè)計(jì)

（1）確定照度和選用光源

本工程用途主要是教學(xué)用，以實(shí)驗(yàn)教室為主，按照《照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定以及現(xiàn)階段我國對照明水平的要求：普通教室的課桌照度為300lx，黑板垂直面照度500 lx，普通辦公室的桌面照度為300lx，應(yīng)急照明的照度不小于25 lx，走廊等公共休息區(qū)域照度在75~100 lx之間。教室照明考慮照度的均勻度和防止眩光的要求，選用帶蝙蝠翼式的直管熒光燈具，以保證光輸出的擴(kuò)散性、照度均勻性和有效限制眩光的產(chǎn)生。其中黑板燈要選用具有向黑板方向投光的專用黑板燈具。另外機(jī)械制圖室以及軟件制作室的光源應(yīng)選用顯色性較好的三基色熒光燈管。其他機(jī)床數(shù)控室有需要的可設(shè)置局部照明。

（2）照明燈具安裝

本工程實(shí)驗(yàn)室燈具的安裝高度考慮教室內(nèi)放置實(shí)驗(yàn)用機(jī)械的具體尺寸比較大，故暫定吸頂安裝；熒光燈與門窗縱向平行布置，并與黑板垂直；黑板燈安裝高度3.2米,距離黑板1.1米。應(yīng)急照明主要安裝在走廊、樓梯等公共區(qū)域，每間隔20米設(shè)置一處，在樓梯及主要出入口設(shè)置疏散指示燈，應(yīng)急照明電源采用分散布置。室內(nèi)的照明控制主要采用單燈獨(dú)立控制，各自設(shè)置開關(guān)按鈕，開關(guān)靠近門口，方便使用和管理。

插座的布置要考慮室內(nèi)機(jī)械和用電設(shè)備的布置來設(shè)置，在電焊室和家電維修室預(yù)留適當(dāng)?shù)膯?三相插座箱，以備學(xué)生實(shí)習(xí)用；插座回路按照規(guī)范規(guī)定要求設(shè)置漏電保護(hù)開關(guān)進(jìn)行保護(hù)?？紤]到安全性，插座的安裝高度控制在1.5米。軟件制作室要求預(yù)留管路溝槽及出線口，設(shè)置地面插座以供桌面計(jì)算機(jī)使用。教室辦公室都設(shè)置一定數(shù)量的風(fēng)扇，以滿足室內(nèi)通風(fēng)要求。在辦公室和個(gè)別實(shí)驗(yàn)室，如對溫度要求較高的微機(jī)室，設(shè)置空調(diào)開關(guān)，以備空調(diào)設(shè)備用電。

五.消防設(shè)計(jì)

（1）消防設(shè)備及線路敷設(shè)

本工程的主要消防設(shè)備是消防水泵和應(yīng)急照明，前面已經(jīng)大概說明了其設(shè)置的方式和線路供電。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，應(yīng)急照明連續(xù)供電時(shí)間不小于30分鐘，消防水泵的啟動時(shí)間在1min內(nèi)。一般線路的配線采用聚氯乙烯絕緣銅芯電線，消防線路的配線則應(yīng)采用阻燃型或耐火型聚氯乙烯絕緣銅芯電線電纜；本工程消防線路的備用電源均采用耐火型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜。凡消防負(fù)荷設(shè)備線路穿金屬管或金屬線槽敷設(shè)，且管槽均涂防火涂料。

（2）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

本工程設(shè)置消防手動破玻按鈕系統(tǒng)，由校內(nèi)值班室監(jiān)控，室內(nèi)各消防栓處設(shè)置破玻按鈕，發(fā)生火警時(shí)能及時(shí)報(bào)警和啟動消防設(shè)備滅火。

六. 防雷接地

本建筑防雷按二類防雷建筑進(jìn)行設(shè)置，這樣設(shè)置主要考慮學(xué)校是人員密集和容易造成混亂和事故的場所，要特殊照顧。按照《防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，屋頂設(shè)置明敷避雷帶加避雷短針，接地引下線利用結(jié)構(gòu)柱柱內(nèi)的兩根對角鋼筋；接地極則利用基礎(chǔ)的鋼筋網(wǎng)；接地系統(tǒng)為TN-S系統(tǒng)，采用共用接地系統(tǒng)形式，利用土基、樁基及地下鋼筋網(wǎng)做聯(lián)合接地體，接地電阻不大于1歐。另外建筑內(nèi)的各種金屬設(shè)施均需要做總等電位聯(lián)結(jié)。在配電房變壓器低壓進(jìn)線處、配電間的層配電箱和微機(jī)室配電小箱內(nèi)應(yīng)分別設(shè)置一、二、三級浪涌保護(hù)器。對軟件制作室等微機(jī)教室還要進(jìn)行防靜電處理。

七. 小 結(jié)

建筑電氣設(shè)計(jì)，最終是要給使用者一個(gè)安全、方便、經(jīng)濟(jì)、可靠的用電方案，學(xué)校面向的是學(xué)生、教師和家長，在設(shè)計(jì)的過程中始終要遵照國家的有關(guān)技術(shù)規(guī)范和繞著滿足他們的需求來進(jìn)行，從整體出發(fā)，深入各個(gè)系統(tǒng)，力求設(shè)計(jì)達(dá)到合理和完整。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006.

篇7

前言

此次生產(chǎn)實(shí)習(xí)是我們機(jī)制專業(yè)學(xué)生在已進(jìn)行過金工實(shí)習(xí)，并已學(xué)完基礎(chǔ)課，基本學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課和已經(jīng)開始專業(yè)課學(xué)習(xí)之際進(jìn)行的一次重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過它讓我們鞏固、驗(yàn)證已學(xué)過各技術(shù)基礎(chǔ)課(如機(jī)械制圖、材料成形技術(shù)、互換性與技術(shù)測量、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料成形原理、控制工程基礎(chǔ)等)所獲得的基本理論及基本知識及其在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用。

通過對機(jī)械產(chǎn)品的制造過程的觀察、了解，讓我們初步掌握機(jī)械制造技術(shù)(包括設(shè)備、工藝、刀具、液壓等)方面的基本知識及所要解決的基本問題，為今后的專業(yè)課學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

通過現(xiàn)場實(shí)習(xí)、觀察，我們每個(gè)人的知識面擴(kuò)大了。實(shí)習(xí)使我們獲得了基本生產(chǎn)的感性知識，同時(shí)又鍛煉和培養(yǎng)了我們大學(xué)生吃苦耐勞的精神，也我們接觸社會、了解機(jī)械行業(yè)狀況、了解就業(yè)行情的一個(gè)重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會的轉(zhuǎn)變，并且讓我們初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能;體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實(shí)際知識，對我們學(xué)習(xí)后面的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎(chǔ)。

根據(jù)學(xué)校的實(shí)習(xí)安排，我們總共去了四個(gè)機(jī)械類的公司，它們分別是：江淮xx汽車，xx集團(tuán)，xx恒升機(jī)床廠，xx工業(yè)有限公司。實(shí)習(xí)時(shí)間：

① 江淮xx汽車-------------4月14日上午。

② xx集團(tuán)-------------4月16日上午。

③ xx恒升機(jī)床廠-------------4月16日上午。

④xx有限公司-------------4月19日上午。

二 實(shí)習(xí)內(nèi)容

第一天：我們的首站是江淮汽車有限公司，由于它是在合肥的公司，因此4月14號早上六點(diǎn)，我們機(jī)制專業(yè)的全體學(xué)生就坐上了去合肥的汽車，在經(jīng)過了兩個(gè)多小時(shí)的行車之后，我們在雨中來到了目的地。

帶著激動和興奮的心情我們下了車，在公司工作人員的帶領(lǐng)下我們首先來到了江淮商用車公司的前橋一車間，它主要是加工轉(zhuǎn)向節(jié)的，轉(zhuǎn)向節(jié)食汽車轉(zhuǎn)向橋上的主要零件之一，一般載貨汽車多以前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋。轉(zhuǎn)向節(jié)的功用是承受汽車前部載荷，支承并帶動前輪繞主銷轉(zhuǎn)動而使汽車轉(zhuǎn)向。在汽車行駛狀態(tài)下，它承受著多變的沖擊載荷，因此，要求其具有很高的強(qiáng)度。轉(zhuǎn)向節(jié)形狀比較復(fù)雜，集中了軸、套、盤環(huán)、叉架等四類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要由支承軸頸、法蘭盤、叉架三大部分組成。支承軸頸的結(jié)構(gòu)形狀為階梯軸，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由同軸的外圓柱面、圓錐面、螺紋面，以及與軸心線垂直的軸肩、過渡圓角和端面組成的回轉(zhuǎn)體;法蘭盤包括法蘭面、均布的連接螺栓通孔和轉(zhuǎn)向限位的螺紋孔;叉架是由轉(zhuǎn)向節(jié)的上、下耳和法蘭面構(gòu)成叉架形體的。

它的加工工藝路線：

工序 設(shè)備

(1)銑兩耳四平面 專用銑床

(2)鉆、鏜主銷孔，倒角 數(shù)控機(jī)床

(3)拉主銷孔 臥式拉床

(4)銑桿部以及凹窩 專用雙面組合銑床

(5)銑兩耳外側(cè)面 專用雙面組合銑床

(6)打中心孔 專用中心孔鉆床

(7)粗車軸頸 數(shù)控車床

(8)粗車端面 數(shù)控車床

(9)半精車端面、軸頸 專用液壓仿形車床及數(shù)控車床

(10)精車軸頸 數(shù)控車床

(11)精車端面 專用液壓仿形車床及數(shù)控車床

(12)粗磨端面、軸頸 雙砂輪端面外圓磨床

(13)鉆法蘭螺栓孔 臥式鉆、擴(kuò)組合機(jī)床

(15)攻螺紋 鉆孔、攻螺紋組合機(jī)床

(16)清洗 專用清洗機(jī)

(17)淬火 中頻淬火機(jī)

(18)半精磨端面、軸頸 雙砂輪端面外圓磨床

(19)銑耳環(huán)側(cè)面 特種銑床

(20)鉆鉸錐孔 立式六工位鉆鉸組合機(jī)床

(21)鉆孔攻螺紋 鉆孔、攻螺紋組合機(jī)床

(22)拉鍵槽 臥式拉床

(23)銑兩耳內(nèi)側(cè)面 專用組合銑床

(24)壓襯套，并拉套孔 單柱液壓校正機(jī)

(25)精磨端面、軸頸 雙砂輪端面外圓磨床

(26)車螺紋軸頸 數(shù)控車床

(27)滾壓螺紋 螺紋滾絲機(jī)

(28)銑螺紋平面 數(shù)控銑床

(29)探傷 紫外線探傷機(jī)

(30)打標(biāo)記 數(shù)控打標(biāo)機(jī)

(31)清洗 清洗機(jī)

經(jīng)過以上的幾十道工序，轉(zhuǎn)向節(jié)才算是制作完成。在參觀的過程中，我們可以看到一個(gè)個(gè)嶄新的轉(zhuǎn)向節(jié)整齊的擺放在固定的位置，被叉車運(yùn)往指定的位置。

一車間還生產(chǎn)前軸：汽車前軸是長桿類對稱零件，在整車中承擔(dān)承重，支承，轉(zhuǎn)向的作用，屬于汽車上的重要零件，作為汽車的關(guān)鍵之一，前軸的機(jī)加工精度要求高。而江淮汽車作為我國的自主產(chǎn)權(quán)的汽車集團(tuán)在前軸的生產(chǎn)上做到了最好，工人盡可能的精益求精，因此前軸的質(zhì)量也有了保障。

參觀完一車間，我們緊接著來到了二車間，在二車間進(jìn)行的主要是一些特殊工序的處理，比如前軸總成的涂裝，噴涂，安全處理。每個(gè)工人在指定的位置配合機(jī)器對轉(zhuǎn)輪鏈上懸掛的前軸和轉(zhuǎn)向節(jié)臂進(jìn)行噴涂。工作人員告訴我們有些工序還得要工人帶著防毒面具進(jìn)行，在噴涂的過程中工人主要注意的是控制油漆的粘度，保證每個(gè)工件上的油膜厚度。

隨后我們又來到了車架廠縱梁車間，在這個(gè)車間里我見到了油壓機(jī)，交流電焊機(jī)，空壓機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)，風(fēng)動工具，電動平板車，堆焊機(jī)，機(jī)械壓力機(jī)，砂輪機(jī)，搖臂鉆床，數(shù)控沖床等好多的機(jī)械，這個(gè)車間加工的內(nèi)容包括：成型和制孔。工人們將車架置于壓彎模具中進(jìn)行壓彎。壓彎的模具示意圖

：

制孔的方式又分為沖孔加工和鉆孔加工。一般縱梁由主梁和加強(qiáng)梁組成，梁的形狀為u型，加強(qiáng)梁裝在主梁內(nèi)，用柳釘連接，根據(jù)車型的不同縱梁又分為直梁式和曲梁式。

最后我們來到了江淮汽車的總裝車間，這里生產(chǎn)的是威鈴輕卡，整個(gè)車間內(nèi)一片忙碌的景象，在生產(chǎn)線上每個(gè)工人各司其職。機(jī)器的轟鳴聲不絕于耳。威鈴的裝配線主要分以下幾步：

1.底盤上線

2.安裝電氣設(shè)備

3.安裝傳動軸和工作板

4.安裝氣缸和后橋

5.安裝前橋，連接傳動軸

6.翻轉(zhuǎn)車身

7.安裝車頭，調(diào)試燈光

8.安裝油箱和輪胎

9.檢查調(diào)試

經(jīng)過以上幾步的裝配之后，汽車的各道工序也就基本結(jié)束了，當(dāng)我還在沉浸在對汽車生產(chǎn)的驚訝中時(shí)，從我的身后傳來了清脆的汽車?yán)嚷?，我回頭一看，一輛嶄新的威鈴輕卡從生產(chǎn)線上緩慢的開出，我親眼見證了新車的下線，長久以來我一直不是特別清楚汽車的制造工藝，今天終于了解了，雖然有的細(xì)節(jié)還不是了解的很細(xì)致，但是對我來說收獲已經(jīng)很大了。結(jié)束了在總裝車間的實(shí)習(xí)后我們此次的江淮之行也就告一段落了。在雨中我們乘坐汽車回到了學(xué)校。第一天的實(shí)習(xí)結(jié)束了。

第二天：我們要去的第二個(gè)廠是華星集團(tuán)，在坐車經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的顛簸后我們來到了位于蕪湖縣灣沚的華星集團(tuán)的一個(gè)加工廠，據(jù)工作人員介紹：這個(gè)加工廠主要是生產(chǎn)美的空調(diào)的機(jī)殼和冷凝器等產(chǎn)品。機(jī)殼的加工分為落料，沖壓，噴涂及焊接。

順著這個(gè)順序我們首先見到了落料階段的設(shè)備：電動剪板機(jī)。電動剪板機(jī)采用抵抗鍵形式離合器結(jié)構(gòu)和開式齒輪傳動，并采用較先進(jìn)電器(腳踏開關(guān)、手動開關(guān))操作，噪音小操作維護(hù)方便。采用全鋼焊接結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，造型美觀，能耗低。廣泛用于冶金、輕工、機(jī)械、五金、電機(jī)、電器、汽車維修、五金制造及其它金屬薄板加工行業(yè)。

接著是沖壓階段的設(shè)備：鍛壓機(jī)床(四柱液壓機(jī)yt6245000).在每臺鍛壓機(jī)的四方有四個(gè)工人他們負(fù)責(zé)將鋼材置于壓機(jī)上，沖壓的工序分為上料，切邊，沖孔，沖壓。在觀察的過程中我見到了開式固定臺壓力機(jī)和高密鍛壓機(jī)床，其中的一臺參數(shù)為：公稱壓力250t，公稱壓力行程11mm，滑塊行程400mm,滑塊行程次數(shù)17次/分，最大裝模高度510mm,裝模高度調(diào)節(jié)量250mm,導(dǎo)軌間的距離2620mm,滑塊底面尺寸前后為1000mm,工作臺板尺寸前后1250mm,左右2770mm,氣墊壓緊力51t,氣墊頂出力45t,氣墊行程200mm.據(jù)華星集團(tuán)的工作人員介紹;在沖壓加工中所采用的四柱液壓機(jī)是計(jì)算機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，它所用的三梁四柱式結(jié)構(gòu)既簡單又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。在機(jī)床的工作過程中其液壓控制采用插裝閥集成系統(tǒng)，動作可靠，使用壽命長，沖擊小。機(jī)子采用了獨(dú)立的電氣控制系統(tǒng)讓使用更加安全。

機(jī)殼制造的最后一個(gè)工序是噴涂及焊接。工人們將已經(jīng)加工成型的工件懸掛在轉(zhuǎn)輪鏈上，用機(jī)器進(jìn)行噴涂，噴涂的工序分別是：預(yù)脫脂，主脫脂，水洗1，水洗2，自來水直噴，表調(diào)，磷化，水洗3，水洗4，純水。工人師傅告訴我們工件在噴涂完成后要進(jìn)行風(fēng)干，緊接著又要用叉車將工件運(yùn)到指定地點(diǎn)進(jìn)行焊接。在課本上我們了解了常用的焊接方法可分為三大類：熔化焊、壓力焊、釬焊。熔化焊中又分為氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊等。焊接電弧是一種強(qiáng)烈的持久的氣體放電現(xiàn)象。在這種氣體放電過程中產(chǎn)生大量的熱能和強(qiáng)烈的光輝。通常，氣體是不導(dǎo)電的，但是在一定的電場和溫度條件下，可以使氣體離解而導(dǎo)電。焊接電弧就是在一定的電場作用下，將電弧空間的氣體介質(zhì)電離，使中性分子或原子離解為帶正電荷的正離子和帶負(fù)電荷的電子(或負(fù)離子)，這兩種帶電質(zhì)點(diǎn)分別向著電場的兩極方向運(yùn)動，使局部氣體空間導(dǎo)電，而形成電弧。

手工電弧焊是利用電弧產(chǎn)生的熱量熔化被焊金屬的一種手工操作焊接方法。由于它所需的設(shè)備簡單，操作靈活，對空間不同位置、不同接頭形成的焊縫均能方便地進(jìn)行焊接，因此，目前它仍被廣泛使用。而我們今天所到的華星集團(tuán)在加工空調(diào)機(jī)殼的過程中也應(yīng)用了一些手工電弧焊。但是更加主要的焊接還是采用了埋弧自動焊，埋弧自動焊接時(shí)，引燃電弧、送絲、電弧沿焊接方向移動及焊接收尾等過程完全由機(jī)械來完成。 大大的節(jié)省了時(shí)間和工人的工作量。

埋弧自動焊過程如圖2-11所示。

焊劑2由漏斗3流出后，均勻地堆敷在裝配好的工件1上，焊絲4由送絲機(jī)構(gòu)經(jīng)送絲滾輪5和導(dǎo)電嘴6送入焊接電弧區(qū)。焊接電源的兩端分別接在導(dǎo)電嘴和工件上。送絲機(jī)構(gòu)、焊劑漏斗及控制盤通常都裝在一臺小車上以實(shí)現(xiàn)焊接電弧的移動。

焊接過程是通過操作控制盤上的按鈕開關(guān)來實(shí)現(xiàn)自動控制的。焊接過程中，在工件被焊處覆蓋著一層30-50mm厚的粒狀焊劑，連續(xù)送進(jìn)的焊絲在焊劑層下與焊件間產(chǎn)生電弧，電弧的熱量使焊絲、工件和焊劑溶化，形成金屬熔池，使它們與空氣隔絕。隨著焊機(jī)自動向前移動，電弧不斷熔化前方的焊件金屬、焊絲及焊劑，而熔池后方的邊緣開始冷卻凝固形成焊縫焊絲及焊劑，而熔池后方的邊緣開始冷卻凝固形成焊縫，液態(tài)熔渣隨后也冷凝形成堅(jiān)硬的渣殼。如圖2-12所示。未熔化的焊劑可回收使用。焊絲和焊劑在焊接時(shí)的作用與手工電弧焊的焊條芯、焊條藥皮一樣。焊接不同的材料應(yīng)選擇不同成分的焊絲和焊劑。如焊接低碳鋼時(shí)常用h08a焊絲，配用高錳高硅型焊劑hj431等。焊接電源通常采用容量較大的弧焊變壓器

在參觀過程中我們見到了不少的焊接設(shè)備，比如：(1) 手弧焊設(shè)備。手弧焊使用的設(shè)備簡單、方法簡便靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，但對焊工操作要求高。手弧焊適用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅及銅合金等金屬材料的焊接。(2) 埋弧焊設(shè)備。埋弧焊設(shè)備由焊接電源、埋弧焊機(jī)[和輔助設(shè)備構(gòu)成。其電源可以用交流、直流或交直流并用。埋弧焊機(jī)分為自動焊機(jī)和半自動焊機(jī)兩大類。① 半自動埋弧焊機(jī)。② 自動埋弧焊機(jī)。(3) co2氣體保護(hù)焊設(shè)備 半自動co2氣體保護(hù)焊設(shè)備主要由焊接電源、供氣系統(tǒng)、送絲機(jī)構(gòu)和焊槍等組成。(4) 惰性氣體保護(hù)焊設(shè)備 手工惰性氣體保護(hù)焊設(shè)備包括焊槍、焊接電源與控制裝置，供氣和供水系統(tǒng)四大部分。(5) 等離子弧焊設(shè)備 等離子弧焊設(shè)備主要包括焊接電源、控制系統(tǒng)、焊槍、氣路系統(tǒng)和水路系統(tǒng)。

其中由株洲電焊機(jī)廠生產(chǎn)的點(diǎn)焊機(jī)在空調(diào)機(jī)殼的生產(chǎn)中應(yīng)用尤為廣泛，它的參數(shù)為：型號dn2-150,初級電壓380v,相數(shù)1，初級電流395a，額定級數(shù)15，重量850公斤，額定容量150千伏安，周率50周/秒，負(fù)載持續(xù)率20%。最大焊件厚度40+10.。

篇8

關(guān)鍵詞: 機(jī)床數(shù)控化改造 西門子802D 專業(yè)教學(xué) 應(yīng)用

一、機(jī)床數(shù)控化改造的意義

數(shù)控機(jī)床改造是提高制造業(yè)技術(shù)水平的重要途徑之一[1],大量的生產(chǎn)實(shí)踐證明數(shù)控機(jī)床改造具有很強(qiáng)的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。在高職院校中有很多舊機(jī)床和數(shù)控設(shè)備,由于使用時(shí)間長,無法滿足技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)品革新的要求,購置數(shù)控機(jī)床或?qū)εf機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造是解決這類問題的主要途徑之一。但購買新型數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴,閑置通用機(jī)床又會造成浪費(fèi)。對舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造,對學(xué)生講授數(shù)控技術(shù)改造相關(guān)知識,與國家培養(yǎng)高技能型人才的要求相一致,符合工學(xué)結(jié)合的培養(yǎng)目標(biāo),企業(yè)對機(jī)床改造也非常重視,對這類人才需求更是強(qiáng)烈。所以選擇數(shù)控系統(tǒng)對一些利用率低的通用機(jī)床進(jìn)行改造勢在必行。

二、教學(xué)中存在的問題

《機(jī)床電氣裝調(diào)》是數(shù)控專業(yè)一門理實(shí)一體化教學(xué)課程[2]。學(xué)生通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí),能夠理解機(jī)床控制系統(tǒng)的一般工作過程,熟悉機(jī)床控制系統(tǒng)安裝調(diào)試的方法,同時(shí)能培養(yǎng)一定的數(shù)控機(jī)床電氣維修單項(xiàng)技能。原有的教學(xué)設(shè)備是用于電氣連接調(diào)試的控制板,實(shí)踐教學(xué)的安排主要從電氣元件的識別與選用、PLC模塊的接口與連接等方面入手培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。教師上課只能在模擬的電氣操作面板上進(jìn)行演示,不能在真實(shí)的機(jī)床上進(jìn)行具體的真實(shí)的工作任務(wù),因而學(xué)生無法在真實(shí)的數(shù)控機(jī)床上對電氣控制系統(tǒng)所控制設(shè)備的各項(xiàng)功能進(jìn)行調(diào)試。還有一個(gè)更核心的問題就是教學(xué)是面對一個(gè)班級幾十名的學(xué)生,即使學(xué)校配備專門用于電氣裝調(diào)的數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)設(shè)備在教學(xué)中也無法保證每個(gè)學(xué)生在課堂上都得到充分的在真實(shí)機(jī)床控制板上的動手實(shí)踐機(jī)會,在真實(shí)的數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行機(jī)床電氣控制系統(tǒng)裝調(diào)訓(xùn)練。

三、數(shù)控化改造的內(nèi)容

為了解決專業(yè)教學(xué)中這一情況,同時(shí)有效利用學(xué)校已有閑置資源,在進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上對專業(yè)已有設(shè)備CA6132車床進(jìn)行數(shù)控化改造,改造的主導(dǎo)思想是數(shù)控化改造后的機(jī)床能在今后的教學(xué)中發(fā)揮最大的效果,能夠達(dá)到使用一臺數(shù)控機(jī)床就可提供一個(gè)整班實(shí)施本課程的實(shí)訓(xùn)的配套設(shè)備與環(huán)境。所以在機(jī)床改造時(shí),首先要作全面配套改造的設(shè)想,絕不能搞局部改造。要利用現(xiàn)有資源節(jié)約成本,同時(shí)要采用針對教學(xué)的機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),電氣元件的安裝,接口信號的端子安排都要求進(jìn)行最大限度的整合,最大限度地滿足教學(xué)和科研的需要。

1.改造方案的確定

在改造方案的綜合設(shè)想中,從全面配套考慮提出下列改造內(nèi)容:(1)數(shù)控系統(tǒng)選用西門子802D。(2)機(jī)床電氣柜改用PLC控制;SINUMERIK 802D集成了內(nèi)置PLC系統(tǒng),對機(jī)床進(jìn)行邏輯控制。(3)配置機(jī)床電氣操作面板。(4)重新對機(jī)床電器進(jìn)行布線。(5)更換刀庫部件,采用LD4B-CK6163型電動刀架。(6)進(jìn)給伺服系統(tǒng)中用交流伺服電動機(jī),機(jī)械連接采用電機(jī)與絲杠副通過聯(lián)軸節(jié)帶來傳動。(7)用滾珠絲杠副代替原滑動絲杠副。(8)液壓冷卻系統(tǒng)作相應(yīng)調(diào)整,去除多余的管路。(9)設(shè)計(jì)新型防護(hù)罩板。

2.數(shù)控系統(tǒng)的選擇

數(shù)控系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)改造后所要達(dá)到的精度、各種性能指標(biāo)等選用性價(jià)比合適、技術(shù)先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng),當(dāng)然還要考慮改造好設(shè)備在教學(xué)中的應(yīng)用。目前市場上生產(chǎn)研發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的廠家很多,在國外有德國的SIEMENS公司、日本的FANUC公司,在國內(nèi)有華中數(shù)控設(shè)備有限公司等。數(shù)控系統(tǒng)所具有的功能要與準(zhǔn)備改造的數(shù)控機(jī)床所能達(dá)到的功能相匹配,盡量避免系統(tǒng)功能過剩,同時(shí)考慮到專業(yè)已有數(shù)控機(jī)床的配置缺少SIEMENS數(shù)控系統(tǒng),無法正常進(jìn)行有關(guān)SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的教學(xué),經(jīng)綜合考慮選用西門子802D數(shù)控系統(tǒng)[2]。

西門子802D數(shù)控系統(tǒng)是西門子公司2000年推出的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng):核心部件PCU將CNC、PLC、人機(jī)界面和通訊等功能集成于一體,可以控制四個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)模擬或者數(shù)字信號的主軸;模塊化的驅(qū)動裝置SIMODRIVE 611UE[3];可以配置兩個(gè)I/O板,與驅(qū)動裝置都通過生產(chǎn)現(xiàn)場總線連接;此外還可通過視窗化的調(diào)試工具軟件便捷地設(shè)置驅(qū)動參數(shù),并對驅(qū)動器的控制參數(shù)進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化。在改造過程中,為達(dá)到最好的控制效果,進(jìn)給軸采用了配套的1FK6交流伺服電機(jī),主軸采用普通三相交流異步電機(jī),采用變頻器(MM420)來驅(qū)動主軸電機(jī)。802D輸出±10V的模態(tài)信號經(jīng)伺服驅(qū)動器使主軸電機(jī)獲得不同轉(zhuǎn)速。

3.電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造

原有機(jī)床的機(jī)械部件和液壓部件長時(shí)間使用后仍能保持很高的精度和穩(wěn)定性,但電器元件使用壽命短,長時(shí)間使用后經(jīng)常發(fā)生故障。因此需要設(shè)計(jì)接口轉(zhuǎn)換電路和強(qiáng)電控制電路。電路中的控制變壓器、中間繼電器和交流接觸器等需設(shè)計(jì)強(qiáng)電控制箱。

(1)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

首先機(jī)床改造后要滿足整班學(xué)生電氣裝調(diào)的要求,其次要根據(jù)機(jī)床各項(xiàng)控制目的和要求,制定電氣控制方案。設(shè)計(jì)方案要求簡單經(jīng)濟(jì),操作容易,使用維修方便,同時(shí)要選擇合適的電器元件。

(2)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容一是選擇控制方式,包括電源、繼電器、主軸單元、輸入/輸出、伺服驅(qū)動電路圖,也包括確定電動機(jī)的類型、型號、容量、轉(zhuǎn)速;二是針對教學(xué)應(yīng)用的特點(diǎn),把教學(xué)中需要學(xué)生完成的電氣裝調(diào)內(nèi)容單獨(dú)列出來,設(shè)計(jì)電氣原理圖,制作電氣安裝板,各項(xiàng)控制功能通過航空插頭傳輸?shù)礁脑旌玫臄?shù)控機(jī)床上來實(shí)現(xiàn),電氣調(diào)試到滿足數(shù)控車床的各項(xiàng)控制功能至正常,這樣就可以在真實(shí)的數(shù)控機(jī)床上檢驗(yàn)學(xué)生電氣裝調(diào)的成果。表一描述了各個(gè)插頭的線號和對應(yīng)的導(dǎo)線連接功能。X1插頭用39號紅色導(dǎo)線和40號黃色導(dǎo)線連接機(jī)床工作燈,X2插頭連接機(jī)床冷卻泵,X3用插頭連接機(jī)床集中部件,X4插頭連接機(jī)床刀架部件,X5插頭連接機(jī)床PCU與NC信號,X6插頭連接數(shù)控車床X軸與Z軸超程限位,X7插頭對數(shù)控車床驅(qū)動器與變頻器信號進(jìn)行傳輸。通過這樣信號傳輸就可以把機(jī)床的一些電氣控制功能單獨(dú)從電路控制中提取出來,單獨(dú)制作電氣安裝板,這樣改造好的一臺數(shù)控車床就可以配備多臺電氣控制板,平常可以進(jìn)行正常的數(shù)控加工任務(wù),在教學(xué)中又可以讓學(xué)生在控制板上進(jìn)行電氣裝調(diào)訓(xùn)練,按完成先后在改造好的CK6132數(shù)控車床上進(jìn)行機(jī)床電氣裝調(diào)訓(xùn)練。

4.PLC程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

采用SIEMENS 802D系統(tǒng)所使用PLC非常簡單、方便靈活。我們使用S7-200作為編程工具,參照系統(tǒng)自帶的工具盒(Tool box)中配備的“PLC802文件庫”,在應(yīng)用過程中對其車床的編程實(shí)例作一些簡單的修改和擴(kuò)展就可完成所需要的PLC程序。在子程序中,根據(jù)不同功能分別進(jìn)行了定義,主要包括PLC-INI(系統(tǒng)初始化)、EMG-STOP(急停處理)、MCP-802D(傳送控制面板I/O狀態(tài)到接口)、AXES-CTL(各坐標(biāo)軸控制)、LUBRICAT(定時(shí)、定量控制)、COOLING(冷卻控制)等。

四、改造后數(shù)控車床CK6132在教學(xué)中的應(yīng)用

針對“教學(xué)做一體”教學(xué)模式實(shí)施中支持環(huán)境與系統(tǒng)薄弱的不足,研制的數(shù)控加工操作與電氣維修培訓(xùn)一體機(jī)解決了機(jī)床電氣裝調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備配套經(jīng)費(fèi)昂貴的瓶頸問題,僅需投入少量經(jīng)費(fèi),就可利用現(xiàn)有舊機(jī)床改造獲得可供一個(gè)整班實(shí)施本課程的實(shí)訓(xùn)的配套設(shè)備與環(huán)境。改造后的數(shù)控車床在滿足正常加工工作任務(wù)外,還可以進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的安排:(1)SINUMERIK 802D數(shù)控車床電氣裝調(diào)基本連接,(2)SINUMERIK 802D系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)設(shè)置;(3)SIMODRIVE 611U伺服驅(qū)動配置與優(yōu)化;(4)SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù);(5)機(jī)床故障模擬與診斷等方面的內(nèi)容。

五、結(jié)語

以上是對通用車床結(jié)合教學(xué)實(shí)際進(jìn)行數(shù)控化改造的實(shí)例,機(jī)床的數(shù)控化改造可以提高高職院校中設(shè)備的利用率[4],更重要的是在數(shù)控化改造過程中可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排需要合理進(jìn)行設(shè)備的改造過程,提高教師的現(xiàn)場動手技能,也便于在今后教學(xué)活動中進(jìn)行教學(xué)組織,而且機(jī)床改造完成后,圖紙(包括原理圖、配置圖、接線圖、梯形圖等)、資料(包括各類說明書)、軟件(調(diào)試軟件、通訊軟件)等資源也是今后教學(xué)的寶貴財(cái)富,有利于教師充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。

參考文獻(xiàn):

[1]高杉,趙波.普通機(jī)床的數(shù)控改造策略,遼寧省交通高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),2009,(6):40-41.

[2]李南,張博等.西門子802D數(shù)控系統(tǒng)在DPS1800車床數(shù)控改造中的應(yīng)用,機(jī)床與液壓,2009,(5):181-182.

[3]陳平信.西門子系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床改造,中國設(shè)備工程,2008,(12):12-16.

篇9

關(guān)鍵詞:數(shù)控線切割;機(jī)床斷絲;電極絲;線切割加工

中圖分類號:TG481文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2010)07-0016-03

一、線切割加工的原理

線切割加工的基本原理是利用移動的細(xì)金屬導(dǎo)線作工具電極(電源的負(fù)極),對導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料的工件(電源的正極)進(jìn)行脈沖火花放電,放電通道的中心溫度瞬時(shí)可高于10000℃,使工件金屬熔化,甚至有少量汽化。高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分發(fā)生汽化,汽化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速熱膨脹,并具有爆炸的特性。這種熱膨脹和局部微爆炸拋出熔化和汽化的材料,實(shí)現(xiàn)對工件材料的電蝕切割加工。通常認(rèn)為電極絲與工件之間的放電間隙δ電在0.01mm左右,若電脈沖的電壓高,則放電間隙會稍大一些。為保證電極絲不被燒斷,應(yīng)向放電間隙注入大量工作液充分冷卻電極,同時(shí)電極絲以7～10m/s左右的速度做軸向運(yùn)動,以避免放電總在電極絲的局部位置,高速運(yùn)動的電極絲有利于不斷地往放電間隙中帶入新的工作液,同時(shí)也有利于把電蝕產(chǎn)物從間隙中帶出去,如圖1所示:

二、DK7725數(shù)控線切割機(jī)床斷絲問題和對策

DK7725數(shù)控線切割機(jī)床應(yīng)用廣泛,具有高速走絲線切割機(jī)床的代表性。切割加工走絲速度快,且是單雙向往復(fù)運(yùn)動,而斷絲是普遍存在的一個(gè)問題。對其割加工中的頻繁斷絲問題進(jìn)行分析具有普遍意義。

(一)送絲機(jī)構(gòu)引起的斷絲問題和對策

DK7725數(shù)控線切割機(jī)床的電極絲,被排列整齊地繞在由電動機(jī)驅(qū)動的儲絲筒上,電極絲經(jīng)上支架由導(dǎo)向輪引導(dǎo)穿過工件,之后再經(jīng)過導(dǎo)向輪及下支架返回儲絲筒。斷絲主要由送絲機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊、檔絲塊等零部件的安裝不當(dāng)或磨損以及電極絲的松緊不適所致,是斷絲的主要因素。

1.送絲機(jī)構(gòu)部件結(jié)構(gòu)與工作原理。

(1)絲架和導(dǎo)輪部件。絲架和導(dǎo)輪部件如圖2所示。上絲架3與立柱連接,下絲架6固定不動;上線架可以轉(zhuǎn)動立柱上方的手輪使其在200mm的范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié),下絲架有兩個(gè)導(dǎo)輪,上、下絲架的兩個(gè)導(dǎo)輪為藍(lán)寶石導(dǎo)輪。導(dǎo)輪座用金屬材料制作,內(nèi)裝精密型軸承,用于支撐導(dǎo)輪,在絲架上的兩個(gè)前導(dǎo)輪座裝配過程中,調(diào)整鉬絲在X向的垂直度。Y向垂直度的調(diào)整只需平移下絲架上的兩個(gè)前導(dǎo)輪座即可。鉬絲與工作臺面的調(diào)整是否合適,可采用鉬絲垂直度量具(測量杯)采用透光法檢查。

(2)走絲機(jī)構(gòu)。走絲機(jī)構(gòu)中,儲絲筒7由電動機(jī)2通過聯(lián)軸器4及絲筒軸8帶動以1400r/min的轉(zhuǎn)速正反向轉(zhuǎn)動,6為絲筒軸的左支承軸承,5為左軸承座。儲絲筒另一端通過兩對齒輪副34/102(齒輪13、14)、34/95(齒輪15,16)減速后帶動絲杠11轉(zhuǎn)動。儲絲筒、電機(jī)、齒輪都安裝在電機(jī)支架3、左軸承座5和右側(cè)支架上。支架及絲杠則安裝在上拖板12上,排絲調(diào)整螺母9裝在底座10上,上拖板在底座17上來回移動,1為V形導(dǎo)軌。螺母9內(nèi)裝有消除間隙的副螺母及彈簧,齒輪及絲杠螺距的搭配為滾筒每旋轉(zhuǎn)一圈拖板移動0.275mm。所以,該儲絲筒適用于鉬絲直徑在Φ0.12～Φ0.25mm范圍內(nèi)變化的情況,如圖3所示:

2.斷絲問題分析和對策。

(1)導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊、檔絲塊等零部件安裝不正確,間隙不合適,轉(zhuǎn)動不靈活,導(dǎo)輪有較大的徑向跳動或軸向竄動,電極絲疊繞、夾絲或抖動,電極絲運(yùn)動精度低,容易造成電極絲的斷絲。對策:1)要經(jīng)常清洗有關(guān)的零部件,消除污垢;導(dǎo)輪、導(dǎo)電塊等零件磨損到一定程度時(shí),要注意更換;2)使導(dǎo)輪和軸承保持良好的精度和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性,減少絲抖、絲跳,使電極絲運(yùn)動軌跡盡量保持一條線;3)操作者注意在往線架上安裝導(dǎo)輪時(shí),旋緊絲圈防止導(dǎo)輪軸向竄動,頂緊螺釘防止導(dǎo)輪徑向跳動。

(2)電極絲的松緊不適極易引起斷絲。電極絲上絲、緊絲是線切割的一個(gè)重要環(huán)節(jié),直接影響電極絲的張力。過松,電極絲張力過小,抖動過大,易斷絲,且影響工件質(zhì)量和切割速度;過緊,電極絲張力過大,也容易斷絲。對策:電極絲的松緊要合適,當(dāng)進(jìn)行孔或端面加工時(shí),在最初放電位置時(shí),很容易斷絲,此時(shí)的張緊力可略小些,工作一段時(shí)間以后,再對電極絲的松緊進(jìn)行調(diào)節(jié),并使張緊力達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

(3)導(dǎo)輪V形槽變寬。這會使電極絲在Y軸方向產(chǎn)生往復(fù)位移,表現(xiàn)在貯絲筒正反換向時(shí)出現(xiàn)不進(jìn)給或跳進(jìn)給的現(xiàn)象;導(dǎo)輪V形槽的底徑不圓。這是由于支撐導(dǎo)輪的軸承損壞,加工時(shí)鉬絲沒有進(jìn)人導(dǎo)輪的V形槽或有污物將導(dǎo)輪卡死,鉬絲拉出深槽所致,當(dāng)用手搖動貯絲筒時(shí)會發(fā)現(xiàn)電極絲在X軸方向前后移位。對策:檢查更換新導(dǎo)輪、新軸承。

(二)電極絲的因素

1.電極絲質(zhì)量差。粗細(xì)不勻、強(qiáng)度差、打彎易折,過了有效期限。對策:應(yīng)選購質(zhì)量好的電極絲。

2.電極絲的直徑。電極絲的粗細(xì)是影響斷絲的一個(gè)重要原因,通常盡可能在滿足加工要求條件下,選擇較粗的電極絲。若電極絲直徑過小,則承受電流小,切縫也窄,不利于排屑和穩(wěn)定加工,斷絲的可能性較大。另外,較粗的電極絲,可提高電極絲的張力,減少電極絲的抖動不易斷絲。對策:當(dāng)電極絲使用損耗到一定程度時(shí),要及時(shí)更換電極絲,以免電極絲太細(xì)而斷絲。

(三)工件的因素

1.硬質(zhì)合金類材料。(1)硬質(zhì)合金類材料,由于含高熔點(diǎn)的碳化鎢、碳化鈦成分,因此加工速度低,且易于產(chǎn)生表面微裂紋。對策:使用專用脈沖電源;(2)根據(jù)現(xiàn)使用設(shè)各選擇合理的電參數(shù),例如選擇窄脈寬、大峰值電流,提高峰值電壓,使硬質(zhì)合金大部分在汽化狀態(tài)下爆炸拋出、熔化而又冷凝成為白層的材料很少,做到有較高的加工速度而不會產(chǎn)生微裂紋,獲得較好的表面粗糙度。

2.鋁材。電火花線切割機(jī)床由于采用水基工作液或乳化工作液,所以在加工時(shí)放電間隙中產(chǎn)生的高溫氧化作用,使一部分工件材料的氧化物飛濺反粘到電極絲上,當(dāng)切割鋼鐵、銅鈦等金屬時(shí),由于這些金屬的氧化物均為導(dǎo)電物質(zhì),放電間隙狀態(tài)良好,而加工鋁及鋁合金材料時(shí),鋁材的金屬氧化物是陶瓷性物質(zhì),導(dǎo)電性下降,出現(xiàn)工件切不動、斷絲、導(dǎo)電塊反而消耗快的問題。對策:采用電火花線切割機(jī)床切鋁裝置。

3.工件變形。因工件變形造成夾絲、短路,引起斷絲。對策:工件盡量使用熱處理淬透性好、變形小的合金鋼。毛坯件需要鍛造,避免夾層、含有雜質(zhì)的工件。有夾層和夾碴或切割表面粗糙的工件,由于氧化殘存物不導(dǎo)電,凸凹不平,會導(dǎo)致斷絲、燒絲或使工件表面出現(xiàn)深痕,嚴(yán)重時(shí)造成工件報(bào)廢。在線切割加工前,應(yīng)清除殘存物,用油石將工件表面銼平,并選擇適當(dāng)?shù)碾妳?shù),以免斷絲。

(四)參數(shù)的因素

1.選用電參數(shù)時(shí),要兼顧加工速度、表面粗糙度及穩(wěn)定性。一般參數(shù)強(qiáng),加工速度快,但表面粗糙度大,也容易斷絲。對策:在選擇電參數(shù)時(shí),必須綜合考慮加工件的工藝要求、加工精度、粗糙度的大小以及工件厚度等因素,以獲得較滿意的加工效果。

2.進(jìn)給速度選擇不合理。變頻跟蹤調(diào)節(jié)不當(dāng)也是造成斷絲的一個(gè)重要原因,過跟蹤時(shí),短路電壓波形濃,工件蝕除速度低于進(jìn)給速度,間隙接近于短路,造成斷絲和頻繁短路。欠跟蹤時(shí),工件蝕除速度大于進(jìn)給速度,間隙近于開路,造成電極絲抖動,也易造成斷絲和頻繁短路。對策:實(shí)際調(diào)整時(shí)可通過電流表指針的穩(wěn)定性判斷,指針擺動越穩(wěn)定越好。如果指針穩(wěn)定情況不好,盡可能使指針往0位方向波動,選擇最佳跟蹤速度,調(diào)節(jié)合理的變頻進(jìn)給速度。

(五)工作液的因素

電火花線切割加工中,工作液是脈沖放電的介質(zhì),對加工的影響很大。工作液一般要求有一定的絕緣性能、較好的洗滌性能、較好的冷卻性能和對環(huán)境無污染,對人體無危害。工作液臟污,時(shí)間用長后綜合性能變差是引起斷絲的重要原因。對策:可這樣來衡量工作液是否變差:當(dāng)加工電流為2A左右,其切割速度為40mm2/min左右,每天工作8小時(shí),使用兩天后效果最好,繼續(xù)使用8～10天則易斷絲,須更換新的工作液。

(六)機(jī)械故障

X、Y坐標(biāo)絲杠的磨損,儲絲筒絲杠的磨損及傳動齒輪的磨損,不但影響加工質(zhì)量精度,也易造成斷絲和頻繁短路。對策:更換絲杠或傳動齒輪,維修好機(jī)械,保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(七)操作使用的因素

電火花線切割加工中,為了高效地加工出符合要求的工件,對操作人員也有一定的要求。操作人員要正確地理解圖樣的各項(xiàng)技術(shù)要求。工作液要及時(shí)更換,保持一定的清潔度,保證上、下噴嘴不阻塞、流量合適。電極絲校準(zhǔn)垂直,工件裝夾正確。合理選用脈沖電源參數(shù),加工不穩(wěn)定時(shí)要及時(shí)調(diào)整變頻進(jìn)給速度等。切換功能鍵時(shí),切勿在加工過程中進(jìn)行,以免開關(guān)接觸不良造成短路或引起電極絲燒傷,以至斷絲。在切割完畢時(shí),切除部位會在重力的作用下墜落,電極絲極易被夾斷,可采用磁鐵吸附、夾板夾持等方法及時(shí)固定,避免斷絲。

三、結(jié)語

本文是根據(jù)DK7725數(shù)控線切割機(jī)床工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和查閱了資料總結(jié)出來的,相信對改善電火花線切割加工工件表面質(zhì)量和精度,提高加工效率有一定的借鑒作用。DK7725數(shù)控線切割機(jī)床切割加工中影響電極斷絲的因素很多,其中各因素的影響往往是相互依賴,相互制約的。以上就DK7725數(shù)控線切割機(jī)床切割加工中斷絲的一些現(xiàn)象作了分析和研究,并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。對其他線切割加工機(jī)床的頻繁斷絲問題具有普遍意義。

參考文獻(xiàn)

[1]曹鳳國.電火花加工技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[2]范欽武.模具數(shù)控加工技術(shù)及應(yīng)用(模具加工技術(shù)叢書)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[3]劉晉春,趙家齊,趙萬生.特種加工[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

[4]張建華.精密與特種加工技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[5]張遼遠(yuǎn).現(xiàn)代加工技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

篇10

關(guān)鍵字：直流穩(wěn)壓；電源

本設(shè)計(jì)主要是利用了計(jì)數(shù)器和D/A轉(zhuǎn)換器相結(jié)合的方式，其原理框圖如下：

該電源包括可控計(jì)數(shù)模塊、數(shù)碼顯示模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、輸出電路模塊等部分組成，可通過按鍵對其輸出電壓值進(jìn)一步控制（±0.1V），數(shù)碼管顯示電源的輸出電壓。

1.1控制電路的設(shè)計(jì)

控制電路是整個(gè)電路的核心部分，主要用來產(chǎn)生電壓控制碼。輸出電壓從 0～9.9V 以 0.1V 步進(jìn)調(diào)節(jié),至少需要 100 個(gè)狀態(tài)。電路采用兩片 74LS192 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成,若要實(shí)現(xiàn)三角波的輸出，還需 要用于記憶遞增或遞減的控制位。

出于電源安全供電要求，計(jì)數(shù)器不允許有從0V到9.9V的跳變和從9.9V到 0V 的跳變。因而設(shè)置了9.9V和0V的鎖定，即狀態(tài)9.9V只能進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，狀態(tài) 0V 只能進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，以確保安全。

用兩片 74LS192 構(gòu)成2位十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，電路采用串行進(jìn)位方式級聯(lián)。當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)器由9復(fù)位到 0 時(shí)，其發(fā)出一個(gè)負(fù)脈沖作十位計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)的時(shí)鐘信號，使十位計(jì)數(shù)器加1計(jì)數(shù)。若將圖二的個(gè)位 74LS192 的 CPU 和 CPD 互換，則構(gòu)成 2 位十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器。

1.2數(shù)顯電路的設(shè)計(jì)

這里采用數(shù)碼顯示輸出電壓大小，用74LS47、74LS248 為段譯碼/驅(qū)動器。其中，74LS47可用來驅(qū)動共陽極的發(fā)光 二極管顯示器；而74LS248則用來驅(qū)動共陰極的發(fā)光二極管 顯示器。74LS47為集電極開路輸出，使用時(shí)要外接電阻；而74LS248 的內(nèi)部有升壓電阻，可以直接與顯示器相連接。

由于電路采用了兩級 BCD 碼計(jì)數(shù)器，而且計(jì)數(shù)器輸出僅僅代表電壓值的代碼，而不代表具體電壓，因此不必考慮與D/A接口的問題。直接采用兩片74LS248 作為靜態(tài)顯示，小數(shù)點(diǎn)接電源而使其常亮。

1.3數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和輸出電路的設(shè)計(jì)

數(shù)模轉(zhuǎn)換電路由轉(zhuǎn)換器 DAC0832 和運(yùn)放 NE5534 構(gòu)成,輸出調(diào)整管采用大功率達(dá)林頓管 TIP132，其額定電壓 為 100V，額定電流為 8A。低位 DAC 輸出模擬量經(jīng) 9：1 的分流 器分流后與高位 DAC 輸出模擬量相加后送入運(yùn)放，運(yùn)放將其 轉(zhuǎn)換成與數(shù)字端輸入的數(shù)值成正比的模擬輸出電壓

2.1 數(shù)顯電路的仿真實(shí)現(xiàn)

如下圖所示，74LS47 是驅(qū)動共陽數(shù)碼管的譯碼驅(qū)動器， 用邏輯電平開關(guān)來代替 BCD 碼；調(diào)整開關(guān) J1、J2、J3、J4 的狀 態(tài)，可以得到不同的 BCD 碼組合；運(yùn)行仿真，“撥動開關(guān)”數(shù)碼 管的顯示結(jié)果會隨之變化，R1 在實(shí)際應(yīng)用電路中是一個(gè)較 為有用的器件，如果沒有這只電阻，數(shù)碼管極易受損壞。在實(shí) 際電路中，采用 74LS248，分別改變各個(gè)開關(guān)的狀態(tài)，觀察顯 示值的變化并記錄。

2.2 輸出電路的仿真實(shí)現(xiàn)

輸出仿真電路由運(yùn)放 NE5534 和調(diào)整管 Q1 構(gòu)成，調(diào)整管 采用大功率達(dá)林頓管 2N6038，運(yùn)放和調(diào)整管組成射極跟隨 器，如圖六所示，調(diào)整管的輸出電壓精確地與 D/A 轉(zhuǎn)換器輸 出電壓保持一致。用表對仿真電路進(jìn)行分析，單擊“電壓檔”按鈕，測試電路的輸出電壓值，如下表所示。.

測量數(shù)據(jù)

本設(shè)計(jì)要求輸出電壓能在 0～9.9V 內(nèi)以 0.1V 的步進(jìn) 電壓連續(xù)可調(diào)。

根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)可知，輸出電壓的仿真測定值和萬用表實(shí) 際測量值基本保持一致，相對誤差約為 1.73%。所測的 100 個(gè)電壓值中生成的變化曲線（如下圖所示）上可以看出，設(shè)定電壓變化時(shí)，其誤差也波動。

當(dāng)精確度不夠時(shí)，運(yùn)放部分可以采用精密電阻，反復(fù)調(diào)試以減小誤差。若需進(jìn)一步提高輸出電壓，在不改變調(diào)節(jié)精度（即步進(jìn) 值）的前提下，增加計(jì)數(shù)器的級聯(lián)數(shù)和相應(yīng) D/A 轉(zhuǎn)換器的個(gè) 數(shù)，擴(kuò)大數(shù)顯指示范圍，配合選用高電壓輸出運(yùn)放，即能滿足 所需要求。

實(shí)驗(yàn)總結(jié)

本設(shè)計(jì)介紹的數(shù)字顯示直流穩(wěn)壓電源，其有機(jī)地將數(shù)字電路技術(shù)和模擬電路技術(shù)結(jié)合起來，它主要由十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、LED顯示、DAC0832轉(zhuǎn)換芯片、運(yùn)放等所組成，實(shí)現(xiàn)功能為通過按鍵使輸出電壓在0～9.9V 內(nèi)以0.1V 可調(diào)。該電路具有精度高、操作方便、成本低、制作方便，性能可靠、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

[1]任德齊,陳松.電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)