基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統的製作方法
2023-07-04 06:24:51 1
專利名稱：基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統的製作方法
技術領域：
基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，屬於電子技術領域。
背景技術：
[0002]現代工業迅速發展，對於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/再製造技術中，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(一般可達釐米級)、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、無效脈衝浪費電能等問題，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/再製造生產需要，需解決一系列目前由於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、工藝複雜等。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/再製造類裝置的專用控制系統來實現與傳統表面強化、修復/再製造技術的功能互補，並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[0003]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、工藝複雜的問題，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、工藝簡單的基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統。[0004]本實用新型所述的基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，其特徵在於: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；[0005]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、採樣保持器、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、採樣保持器、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；[0006]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。[0007]所述的單片機採用可編程的單片機，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。[0008]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。[0009]所述的採樣保持器為零階周期採樣AD582。[0010]所述的A/D轉換器為ADC0809。[0011]所述的多路模擬開關為⑶4051。[0012]所述的前置放大器為差動輸入放大器AD521。[0013]使用時，打開電源開關，將頻率開關調製合適的檔位，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)，然後將信號傳輸到信號調理電路進行有源的Ι/v變換，然後利用多路模擬開關CD4051分時享用A/D，然後利用零階周期採樣保持器AD582對輸入信號進行採樣保持，採用差動輸入放大器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位訊號，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後，向驅動電路發送指令，進而直接控制執行裝置。[0014]本實用新型的有益效果是:I)具有放電可控性好、放電控制精度高等優點，尤其適用於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、熱噴塗等技術相t匕，在小尺寸、高精度部件的強化與修復/再製造方面技術優勢明顯。
[0015]圖1是本實用新型的結構框圖。[0016]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)。[0017]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)。[0018]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)。[0019]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。[0020]圖6是本實用新型的驅動放大模塊的驅動電路圖。[0021]圖7是本實用新型的控制信號的最終輸出波形圖。[0022]圖8是本實用新型的信號調理電路。[0023]圖9是本實用新型的前置放大器電路。
具體實施方式
[0024]
以下結合附圖進一步說明本實用新型[0025]參照附圖:[0026]本實用新型所述的基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，包括單片機控制模塊1、手動控制模塊2、信息反饋模塊3和驅動放大模塊4，所述的單片機控制模塊I包括單片機、去耦電容，所述的手動控制模塊2包括八段LED顯示器21、電源開關22、頻率開關23、自動控制輸出開關24、手動接口電路25，所述的八段LED顯示器21、電源開關22、頻率開關23以及自動控制輸出開關24分別通過所述的手動接口電路25與所述的單片機的信號輸入端的總線11連接；[0027]所述的信息反饋模塊3包括傳感變送器31、信號調理電路32、多路模擬開關33、前置放大器34、採樣保持器35、A/D轉換器36、接口電路37，所述的傳感變送器31、信號調理電路32、多路模擬開關33、前置放大器34、採樣保持器35、A/D轉換器36分別通過所述的接口電路37與所述的單片機的信號輸入端的總線11連接；[0028]所述的驅動放大模塊4包括信號放大以及處理電路41、驅動電路42，所述的單片機的輸出端通過所述的驅動放大模塊4與所述的執行裝置5連接。[0029]所述的單片機採用可編程的單片機，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。[0030]所述的手動控制模塊2的頻率開關23設置成4檔不同輸出頻率的頻率開關。[0031]所述的採樣保持器35為零階周期採樣AD582。[0032]所述的A/D轉換器36為ADC0809。[0033]所述的多路模擬開關33為CD4051。[0034]所述的前置放大器34為差動輸入放大器AD521。[0035]使用時，打開電源開關22，將頻率開關23調製合適的檔位，傳感變送器31檢測加工過程的各個參數(包括電壓、溫度等需監控量)，然後將信號傳輸到信號調理電路32進行有源的I/V變換，然後利用多路模擬開關CD4051分時享用A/D，然後利用零階周期採樣保持器AD582對輸入信號進行採樣保持，採用差動輸入放大器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位訊號，再利用接口電路37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24時,單片機輸出信號經過驅動放大模塊4的信號放大以及處理電路41的放大處理後，向驅動電路42發送指令，進而直接控制執行裝置5。[0036]本說明書實施例所述的內容僅僅是對實用新型構思的實現形式的列舉，本實用新型的保護範圍的不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護範圍也及於本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求1.基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，其特徵在於: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、採樣保持器、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、採樣保持器、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。
2.如權利要求1所述的基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，其特徵在於: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。
3.如權利要求2所述的基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，其特徵在於:所述的採樣保持器為零階周期採樣AD582。
4.如權利要求3所述的基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，其特徵在於:所述的A/D轉換器為ADC0809。
5.如權利要求4所述的基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，其特徵在於:所述的多路模擬開關為⑶4051。
6.如權利要求5所述的基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，其特徵在於:所述的前置放大器為差動輸入放大器AD521。
專利摘要基於單片機邏輯控制的積分式放電控制系統，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、採樣保持器、A/D轉換器、接口電路，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。本實用新型的有益效果是1)放電可控性好、放電控制精度高，適於絕熱反應溫度偏高的材料滲氮、滲碳等； 2)低能耗、高能量利用率、智能化、節約原材料； 3)適於在小尺寸、高精度部件的強化與修復/再製造方面。
文檔編號G05B19/042GK202975654SQ20122052196
公開日2013年6月5日 申請日期2012年10月11日 優先權日2012年10月11日
發明者王維夫, 徐賢統, 周華僑, 陳軍 申請人:浙江工業大學