[發(fā)明專利]單片計(jì)算機(jī)控制超聲波加工電路

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 1991-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1071764A
• 公開(kāi)（公告）日: 1993-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊政;閻志宏;袁鴻鏑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 楊政
• 主分類號(hào): G05D19/02
• 分類號(hào): G05D19/02;B24B1/04;B06B1/02
• 代理公司: 北京市專利事務(wù)所
• 代理人: 邢少真,張愛(ài)群

本發(fā)明屬于特種加工領(lǐng)域，涉及超聲波控制與發(fā)生。

超聲波作為一種加工方法，已廣泛應(yīng)用于模具及硬脆材料的加工及拋光。目前能夠應(yīng)用于超聲波自動(dòng)頻率跟蹤的方法有以下三種：（1）采用自激放大的方法。如美國(guó)專利US4063512及國(guó)內(nèi)大部分單位所生產(chǎn)的各種自動(dòng)頻率跟蹤的超聲波加工拋光機(jī)，但此種方法起振不穩(wěn)定，可靠性差;（2）鎖相環(huán)型。如北京新技術(shù)所研制的CSJ-100型超聲波加工機(jī)，控制效果較好，但跟蹤頻率范圍較窄，對(duì)工具的要求較高，不能適應(yīng)頻率的大范圍變化;（3）計(jì)算機(jī)控制型。僅有日本EDMAS公司的DUOMAX-Ⅱ型及南京模具廠研制的MP-Ⅰ型拋光機(jī)，（是DUMAX-Ⅱ的仿制型）。該機(jī)型采用在超聲換能器增加一片壓電陶瓷片來(lái)檢測(cè)、跟蹤超聲頻率。該方法控制效果好，頻率跟蹤范圍大。但由于是采用特制換能器的方法，因此成本較高，且不易實(shí)現(xiàn)大功率條件下的控制，（只有功率小于50W的產(chǎn)品）。

本發(fā)明目的在于提供一種應(yīng)用一些簡(jiǎn)單電路而無(wú)需特制換能器即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頻率跟蹤，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)大功率控制的超聲波加工裝置。

附圖有助于詳細(xì)描述本發(fā)明。

附圖是單片計(jì)算機(jī)控制超聲波加工裝置的原理圖。它由單片計(jì)算機(jī)1，顯示及鍵盤(pán)電路2，程序存儲(chǔ)器3，功率控制電路4，電源5，頻率輸出電路6，功率放大電路7，超聲換能器8，電壓檢測(cè)變壓器9，電流檢測(cè)變壓器10，電壓比較器11、12組成。在計(jì)算機(jī)1發(fā)出一個(gè)超聲頻信號(hào)后，由頻率輸出電路6、功率放大電路7換轉(zhuǎn)成功率信號(hào)，施加在換能器8上。同時(shí)由比較器11、12檢測(cè)出換能器的電壓、電流信號(hào)，送入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)電壓、電流的相位差調(diào)整輸出頻率，使之相位差為最小，從而使超聲振動(dòng)處于最佳諧振狀態(tài)。由檢測(cè)變壓器9、10所產(chǎn)生的相移，可由軟件進(jìn)行調(diào)整而無(wú)需移相電路。在人工通過(guò)鍵盤(pán)輸入電路2設(shè)定輸出功率后，計(jì)算機(jī)不斷通過(guò)功率控制電路4、功率放大電路7及檢測(cè)換能器8的等效阻抗，并不斷調(diào)整電源5的電壓，使功率放大電路7始終穩(wěn)定在人工設(shè)定值上。從而達(dá)到了功率的穩(wěn)定輸出。電阻R₁、R₂的作用為電平變換，使變壓器9、10的輸出信號(hào)變換成滿足計(jì)算機(jī)電平要求的信號(hào)。

在本發(fā)明中，由于不采用特制換能器的方法而采用簡(jiǎn)單電路進(jìn)行相位檢測(cè)，并通過(guò)軟件調(diào)整相位，從而降低了成本，同時(shí)獲得好的控制效果，簡(jiǎn)化了操作程序，提高了加工效率及加工穩(wěn)定性。并且，可實(shí)現(xiàn)較大功率輸出的控制（500W以上）。另外，由于采用計(jì)算機(jī)而不是用以往超聲波機(jī)所采用的模擬選頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行頻率控制，因此提高了頻率跟蹤范圍，可達(dá)±5KHz以上。