[實用新型]數控火焰切割割嘴高度自動調控系統

有效

• 申請號: 201120156212.0
• 申請日: 2011-05-16
• 公開（公告）號: CN202461762U
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 馬志峰;劉志國
• 申請（專利權）人: 天津天寶華科機械有限公司
• 主分類號: B23K7/10
• 分類號: B23K7/10
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術領域：

本實用新型涉及一種數控切割機上使用的自控系統，特別涉及一種數控火焰切割割嘴高度自動調控系統。

背景技術：

數控切割機是對金屬板材下料的機電設備，作為型材加工的關鍵設備之一，它是集數控技術、計算機軟硬件等技術為一體的高科技產品，在工業生產中發揮著重要的作用。數控切割機在切割板材的過程中，由于鋼板高低不平或者傾斜等其他原因會影響加工質量，為了提高加工的精度和質量，在切割過程中需要高性能的自動調高系統保證割嘴和鋼板之間高度的恒定。火焰切割是利用噴嘴噴出的氧氣燃燒放熱，使工件切口處的金屬局部熔化，并借高壓氣流排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。因此，要保證割嘴到工件之間高度的恒定，就需要實時檢測割嘴和工件表面之間的高度。

問題在于用火焰切割時，由于割嘴附近的溫度很高，一般的高度傳感器不適用，因此需要能高精度檢測并實時控制割嘴到工件之間高度的自動調高系統。

發明內容：

本實用新型的目的就在于克服上述現有技術中存在的不足，而提供一種數控火焰切割割嘴高度自動調控系統，該系統能高精度檢測并實時控制割嘴到工件之間高度，并且具有良好的穩定性、較高的精度和靈敏度。

如上構思，本實用新型的技術方案是：一種數控火焰切割割嘴高度自動調控系統，其特征在于：由傳感器部分和控制系統部分組成一個閉環自動控制系統；控制系統由單片機控制電路和H橋直流電機驅動電路構成，單片機控制電路的輸出端與H橋直流電機驅動電路的輸入端口連接，H橋直流電機驅動電路的輸出端口與割炬升降電機連接；傳感器部分由感應環、切割鋼板、信號檢測電路和高度設定電位器組成，感應環固定在割炬上，感應環與信號檢測電路的輸入端口連接，信號檢測電路的輸出端口將電壓信號V2輸入到控制系統中的單片機控制電路，高度設定電位器將電壓信號V1輸入到控制系統中的單片機控制電路；感應環和切割鋼板之間裝有電容C_x。

上述信號檢測電路由運算放大電路和檢波電路兩部分組成；運算放大電路由R1、R2、R3組成的“T”型網絡大阻值電阻、C2，C3，C4，R5，R6，R7構成的“雙T”型濾波器、運算放大器U1和運算放大器U2組成；“T”型網絡大阻值電阻和C1并聯，一端與運算放大器U1的輸出端連接，另一端連接在參考電容與運算放大器U1連接的線路上，即運算放大器U1的反相輸入端，運算放大器U1的同相輸入端接地；運算放大器U1的輸出端與運算放大器U2的同相輸入端連接，運算放大器U2的反相輸入端與“雙T”型濾波器的一端連接，“雙T”型濾波器的另一端輸出電壓信號V2；

檢波電路由檢波電路、低通濾波器和增益放大電路依次連接組成；其中：檢波電路由運算放大器U1、過零比較器U3、反向器U4，R1，R2，R3，NMOS管N3組成；低通濾波器由運算放大器U2，R4，R5，C1構成；增益放大電路由運算放大器U5，R6，R7，R8組成。

本實用新型能高精度檢測并實時控制割嘴到工件之間高度，并且具有良好的穩定性、較高的精度和靈敏度。

附圖說明：

圖1是本實用新型的總體結構框圖；

圖2是運算放大電路圖；

圖3是檢波電路圖；

圖4是控制系統方框圖。

具體實施方式：

如圖1、4所示：一種數控火焰切割割嘴高度自動調控系統，由傳感器部分和控制系統部分組成一個閉環自動控制系統；控制系統由單片機控制電路和H橋直流電機驅動電路構成，單片機控制電路的輸出端與H橋直流電機驅動電路的輸入端口連接，H橋直流電機驅動電路的輸出端口與割炬升降電機5連接；傳感器部分由感應環1、切割鋼板2、信號檢測電路和高度設定電位器3組成，感應環固定在割炬4上，感應環與信號檢測電路的輸入端口連接，信號檢測電路的輸出端口將電壓信號V2輸入到控制系統中的單片機控制電路，高度設定電位器將電壓信號V1輸入到控制系統中的單片機控制電路；感應環和切割鋼板之間裝有電容C_x。

割炬通過升降減速機6上、下運動，割炬的上、下運動就帶動感應環的升降，感應環和鋼板之間的距離反映到傳感器上就是C_x，通過信號檢測電路輸出電壓信號V2(V2與割炬和鋼板之間的距離d_x呈函數關系)，高度設定電位器輸出電壓信號V1。