[實用新型]基于單片機邏輯控制的積分式放電控制系統

有效

• 申請號: 201220521962.8
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN202975654U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 王維夫;徐賢統;周華僑;陳軍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本實用新型涉及一種基于單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，屬于電子技術領域。

背景技術

現代工業迅速發展，對于加工精度的要求不斷提高，同時也要求能耗更低的加工技術。現有的金屬表面強化與修復/再制造技術中，放電系統都是其核心組成部分之一。傳統的粗放式放電系統往往會導致一系列問題，如：傳統堆焊等工藝存在熱影響區大（一般可達厘米級）、對基體的熱損傷嚴重等問題；表面氧化/氮化系統存在表面強化效果控制不穩定等問題；直接電沉積裝置存在易拉弧、無效脈沖浪費電能等問題，在一些涉及高精尖及熱影響需嚴格控制的領域難以滿足生產實踐需求。為滿足金屬材料的表面強化、修復/再制造生產需要，需解決一系列目前由于放電系統控制不精確等所導致的問題，如熱損傷大、熱影響顯著、能耗高、變形與修復位置的不精確性、工藝復雜等。針對這些問題，現代工業中迫切需要一種新的金屬表面強化、修復/再制造類裝置的專用控制系統來實現與傳統表面強化、修復/再制造技術的功能互補，并能實現對各類精密的小尺寸、高精度、高附加值金屬部件的表面強化與修復等的應用。

發明內容

為了解決傳統的粗放式放電系統控制不精確導致熱損傷大、熱影響顯著、能耗高、變形與修復位置不精確、工藝復雜的問題，本實用新型提出了一種高精度、能耗低、高附加值金屬部件的表面強化與修復、工藝簡單的基于單片機邏輯控制的積分式放電控制系統。

本實用新型所述的基于單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，其特征在于：包括單片機控制模塊、手動控制模塊、信息反饋模塊和驅動放大模塊，所述的單片機控制模塊包括單片機、去耦電容，所述的手動控制模塊包括八段LED顯示器、電源開關、頻率開關、自動控制輸出開關、手動接口電路，所述的八段LED顯示器、電源開關、頻率開關以及自動控制輸出開關分別通過所述的手動接口電路與所述的單片機的信號輸入端的總線連接；

所述的信息反饋模塊包括傳感變送器、信號調理電路、多路模擬開關、前置放大器、采樣保持器、A/D轉換器、接口電路，所述的傳感變送器、信號調理電路、多路模擬開關、前置放大器、采樣保持器、A/D轉換器分別通過所述的接口電路與所述的單片機的信號輸入端的總線連接；

所述的驅動放大模塊包括信號放大以及處理電路、驅動電路，所述的單片機的輸出端通過所述的驅動放大模塊與所述的執行裝置連接。

所述的單片機采用可編程的單片機，其中所述的單片機中安裝反饋輸入的改進PID控制算法、對手動信號的反饋處理程序、LED的動態顯示控制程序。

所述的手動控制模塊的頻率開關設置成4檔不同輸出頻率的頻率開關。

所述的采樣保持器為零階周期采樣AD582。

所述的A/D轉換器為ADC0809。

所述的多路模擬開關為CD4051。

所述的前置放大器為差動輸入放大器AD521。

使用時，打開電源開關，將頻率開關調制合適的檔位，傳感變送器檢測加工過程的各個參數（包括電壓、溫度等需監控量），然后將信號傳輸到信號調理電路進行有源的I/V變換，然后利用多路模擬開關CD4051分時享用A/D，然后利用零階周期采樣保持器AD582對輸入信號進行采樣保持，采用差動輸入放大器AD521對傳感器信號放大處理，利用A/D轉換器ADC0809將輸入的傳感器模擬信號轉換為數字信號，再利用接口電路對單片機進行輸入；整個反饋電路用以實現給單片機提供工件加工效果的反饋信息；當選擇自動輸出控制開關時，單片機輸出信號經過驅動放大模塊的信號放大以及處理電路的放大處理后，向驅動電路發送指令，進而直接控制執行裝置。

本實用新型的有益效果是：1）具有放電可控性好、放電控制精度高等優點，尤其適用于絕熱反應溫度偏高的材料滲氮、滲碳等控制領域；?2）具有低能耗、高能量利用效率、智能化、節約原材料等技術優勢；?3）與目前工業上廣泛應用的電弧堆焊、熱噴涂等技術相比，在小尺寸、高精度部件的強化與修復/再制造方面技術優勢明顯。??

附圖說明

圖1是本實用新型的結構框圖。

圖2是本實用新型的信息反饋模塊的結構框圖（其中，箭頭表示信號傳輸方向）。

圖3是本實用新型的驅動放大模塊結構框圖（其中，箭頭表示信號傳輸方向）。

圖4是本實用新型的手動控制模塊的結構框圖（其中，箭頭表示信號傳輸方向）。

圖5是本實用新型的驅動放大模塊的信號放大以及處理電路圖。

圖6是本實用新型的驅動放大模塊的驅動電路圖。

圖7是本實用新型的控制信號的最終輸出波形圖。