一種本徵安全的二維智能控制弧壓調高器的製作方法
2023-04-29 03:00:51
專利名稱：一種本徵安全的二維智能控制弧壓調高器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數字切割系統的輔助設備，更具體地說涉及一種本徵安全的二維智能控制弧壓調高器。
背景技術：
在工業生產中，數控等離子切割已成為機械加工的重要手段之一，切割質量和切割過程中割炬(割槍)與被切割件(鋼板)之間的距離，即割炬高度密切相關。弧壓調高器作為切割機的輔機，就是用於割炬高度控制，對切割質量起著關鍵作用。目前國內已經有基於微控制器控制的調高器付諸實用，但現有的調高器多為開關量控制方式，控制精度不夠，且現有調高器不能控制割炬水平運動速度，無論工件表面是否平整，割炬均以同一速度水平運行，從而存在控制精度低、抗幹擾能力差以及安全性能弱等缺點。因此，非常需要研製和開發控制適應性高和抗幹擾能力較強並基於本徵安全的智能弧壓調高器。
發明內容
本發明針對以上問題的提出，而研製一種本徵安全的二維智能控制弧壓調高器。 一種本徵安全的二維智能控制弧壓調高器，其特徵在於，包括數控切割系統、調高器、水平移動控制器和執行機構；調高器包括與數控切割系統連接的主控單片機；主控單片機包括模糊分析計算器Cl和模糊分析計算器C2，模糊分析計算器Cl負責割炬的垂直運動控制，模糊分析計算器C2負責割炬的水平運動控制；與主控單片機的模糊分析計算器Cl連接，提供電機工作條件的H橋電機驅動電路；與H橋電機驅動連接，執行H橋電機驅動電路驅動命令的直流電機；與直流電機連接，將直流電機的控制信號發送至割炬的傳動機構；與割炬和主控單片機連接，檢測割炬實際高度的弧壓檢測單元；與主控單片機中的模糊分析計算器C2連接，控制割炬水平移動的水平移動控制器；與水平移動控制器連接，負責執行的執行機構；其中，H橋電機驅動電路的四個橋臂包括場效應管，上下橋臂間串接二極體，左右兩個二極體的負極間連接帶動割炬上下運動的直流電動機，當對角線上的一對橋臂的場效應管導通時，電源加在直流電機的兩端，左側為正，反對角線上的一對橋臂的場效應管截止，電動機正轉；電機反轉時，導通截止狀態相反；模糊分析計算器Cl將其在一個採樣間隔內產生的弧壓調整值發送至模糊分析計算器C2，模糊分析計算器C2將檢測到的實際弧壓值與來自模糊分析計算器Cl的弧壓值做求差運算，並將求取的差值與上一個調整間隔的差值做求差運算，並根據兩次求差運算結果到水平模糊控制狀態表中查找獲取水平速度比值，以及將該水平速度比值發送至水平移動控制器；其中，水平模糊控制狀態表按照下列方法建立根據預先設定語言規則，描述控制策略；將所描述的控制策略歸納為四十九條控制規則，將高度位置偏差、位置偏差變化率和輸出控制量所對應的語言變量表生成模糊集E、C和U，然後將E、C和U分別分成七檔，形成七個模糊子集來反應大小，形成水平模糊控制狀態表。優選地，H橋電機驅動電路的兩個上臂各自採用獨立的控制電壓源，兩個下臂共用一個控制電壓源。優選地，H橋電機驅動電路左上臂還包括比較器Cl、比較器C2、光電耦合器Gl，右上臂還包括比較器C3、比較器C4、光電耦合器G4，其中，比較器C2和比較器C3的反向輸入·端分別輸入邏輯控制信號發生器產生的第一邏輯控制信號和第二邏輯控制信號，比較器C2和比較器C3的同向輸入端輸入參考信號，比較器Cl和比較器C4的反向輸入端分別連接比較器C2和比較器C3的輸出端，比較器Cl和比較器C4的同向輸入端分別輸入參考信號,左上臂的比較器C2的輸出端與左下臂的光電耦合器G2連接，右上臂的比較器C3的輸出端與右下臂的光電耦合器G3連接，使得，H橋的下臂導通時，同側的上臂自動截止。優選地，弧壓檢測單元採用電-磁-電隔離方式。優選地，在H橋上臂與電機驅動電源間接入電機驅動電流檢測電路，採用電-磁-電隔離檢測。採用本發明所述的本徵安全的二維智能控制弧壓調高器，具有以下有益效果
(I)在對割炬的垂直高度加以控制的同時，通過調高器中的主控單片機中的模糊分析計算器C2提供水平運動速度調整的比例係數，可以對割炬的水平運動速度加以控制，從而確保加工質量；(2)在H橋的兩個上臂的場效應管導通控制分別使用兩個控制電壓源，H橋的兩個下臂則共用一個控制電壓源，保證了控制電源電位不相互幹擾，使控制信號能夠正確、安全地執行；(3)通過互鎖的橋臂控制電路，避免發生電源短路燒毀控制晶片的故障；(4)、在H橋上臂的下端分別放置二極體，防止電流反嚮導通，提高控制電路的可靠性；(5)在H橋臂上端與電機驅動電源之間插入了電機驅動電流檢測電路，並採用電-磁-電隔離檢測方式，保護驅動電源的安全性。
圖I是本發明的本徵安全的二維智能控制弧壓調高器的一實施例的硬體組成結構示意圖；圖2是本發明的H橋電機驅動及邏輯控制電路的一實施例的結構示意圖；圖3是本發明的弧壓檢測單元的一實施例的電路圖；圖4是本發明的電-磁-電隔離轉換的電流傳感器的結構示意圖；圖5是本發明的邏輯控制信號產生電路圖；圖6是本發明的H橋電機驅動電路的電壓源電路圖；圖7是本發明的電機驅動電流檢測電路圖；圖8是本發明的垂直模糊控制狀態表。
具體實施例方式圖I是本發明的本徵安全的二維智能控制弧壓調高器的一實施例的硬體組成結構示意圖，如圖所示。本徵安全的二維智能控制弧壓調高器包括數控切割系統、調高器、水平移動控制器和執行機構；調高器包括與數控切割系統連接的主控單片機；主控單片機包括模糊分析計算器Cl和模糊分析計算器C2，模糊分析計算器Cl負責割炬的垂直運動控制，模糊分析計算器C2負責割炬的水平運動控制；與主控單片機的模糊分析計算器Cl連接，提供電機工作條件的H橋電機驅動電路；與H橋電機驅動連接，執行H橋電機驅動電路驅動命令的直流電機；與直流電機連接，將直流電機的控制信號發送至割炬的傳動機構；與割炬和主控單片機連接，檢測割炬實際高度的弧壓檢測單元；其中，H橋電機驅動電路的四個橋臂包括場效應管，上下橋臂間串接二極體，左右兩個二極體的負極間連接帶動割炬上下運動的直流電動機，當對角線上的一對橋臂的場效應管導通時，電源加在直流電機的兩端，左側為正，反對角線上的一對橋臂的場效應管截止，電動機正轉；電機反轉時，導通截止狀態相反；水平移動控制器與主控單片機的模糊分析計算器C2連接；模糊分析計算器Cl將其在一個·採樣間隔內產生的弧壓調整值發送至模糊分析計算器C2，模糊分析計算器C2將檢測到的實際弧壓值與來自模糊分析計算器Cl的弧壓值做求差運算，並將求取的差值與上一個調整間隔的差值做求差運算，並根據兩次求差運算結果到水平模糊控制狀態表中查找獲取水平速度比值，以及將該水平速度比值發送至水平移動控制器；執行機構與水平移動控制器連接，對割炬的水平移動進行控制。調高器通過CAN通信總線接口與數控切割系統連接，接收數控切割系統發送的給定弧壓、啟動等指令。數控切割系統包括用於輸入的鍵盤，與鍵盤連接的用於控制的數控切割CPU，與控制的數控切割CPU連接的顯示器。數控切割系統配合割炬高度的控制，設計割炬水平運行速度控制的參考信號輸出功能，向水平移動控制器發送水平運行速度參數比值，從而調整水平X方向和Y方向步進電機移動速度，提高割炬高度的跟隨精度。發明提供的弧壓調高器採用電-磁-電隔離轉換的電流傳感器結構。圖4是本發明的電-磁-電隔離轉換的電流傳感器的結構示意圖，如圖所示。一個繞有線圈的U型鐵芯的兩極安放有兩片霍爾傳感器。傳感器的正面面向U型鐵芯，貼在一柱型鐵芯兩側，柱型鐵芯與U型鐵芯構成閉合磁路。線圈串聯接入弧壓檢測迴路。當迴路電流變化時，產生的磁場分別施加到處在磁迴路中霍爾傳感器AS和BS上，AS產生正電壓，BS產生負電壓(外界幹擾磁場都產生相同的電壓)，兩片霍爾傳感器採用差動方式工作，感受方向相反、大小相等的磁場，產生電壓值變化，取兩端輸出電壓值的差，為電壓值變化的2倍，並將幹擾磁場效應抵消，輸出與弧壓正比的電壓信號到單片機進行A/D轉換。本發明的本徵安全的二維智能控制弧壓調高器是一閉環控制系統，控制原理是操作者由數控切割系統的鍵盤輸入給定弧壓、起弧等指令，並經由CAN總線傳輸到弧壓調高控制器主控單片機。弧壓調高控制器控制直流電動機運轉，帶動執行機構工作，進而帶動割炬上升、下降，對鋼板進行切割。工作過程中，弧壓檢測環節對弧壓進行檢測，並把結果反饋給弧壓調高控制器，控制器進行弧壓比較。當實際弧壓低於給定弧壓時，需要提高實際弧壓，直流電動機正向旋轉，帶動工作機構上升，割炬上升；當實際弧壓高於給定弧壓，需要降低實際弧壓，直流電動機反向旋轉，帶動工作機構下降，割炬下降。整個工作過程中，始終保持實際弧壓與給定弧壓近似相等，從而保證割炬與鋼板的距離基本恆定，保證了切割的質量。在主控單片機進行割炬垂直高度調節的同時，根據弧壓檢測獲得的被切割鋼板平面狀況，經過分析計算，給出割炬水平移動速度控制的參數比值，通過CAN總線接口發送給水平移動控制器，配合調整割炬水平移動速度，進一步提高切割質量。主控單片機控制割炬高度，其硬 件採用單片機C8051F500，其工作主要包括(1)定時採集檢測電路送來的實際弧壓信號，經單片機片內的A/D部件轉換後與數控系統發來的給定弧壓信號比較，得到偏差信號；(2)根據偏差信號及同時獲得的偏差變化率，採用模糊分析快速計算算法，給出電機轉動方向及轉速的控制信號；(3)經單片機並行口輸出方向信號，經單片機內部的脈寬調製輸出接口輸出速度控制信號；(4)單片機在對割炬垂直高度進行控制的同時，根據弧壓檢測獲得的被切割鋼板平面狀況，經過分析計算，給出割炬水平移動速度控制的參考係數，通過CAN總線接口發送給水平移動控制器。調高控制算法環節在整個調高系統中是控制核心，其好壞直接決定控制系統的控制質量和效率。弧壓調高控制是一種高速高精的實時控制，控制周期大約在IOms以內。在如此短的時間內不可能完成較複雜的模糊推理和模糊決策等運算，因此不適合採用在線推理的模糊控制器。本系統採用控制表查詢方式，即事先根據數控切割機的位置控制規則和模糊集隸屬度函數，利用模糊推理合成算法離線獲得控制表數據存放在C8051F500的存儲器中，然後在控制時按照不同的位置偏差和位置偏差變化率(速度)等級，通過查表方式求得控制量，從而達到對控制對象水平和垂直位置的控制。在垂直高度運動速度控制的算法環節中，本發明採用高度位置偏差、位置偏差變化率雙輸入與控制量單輸出的二維控制模型，e為切割機的割炬距工件的目標位置與實際位置的偏差，c為割炬位置偏差變化率，u為控制量。首先把模糊控制的兩個輸入量模糊化，使之轉化為模糊集，以適應模糊算法。把高度位置偏差e和位置偏差變化率c以及輸出控制量u所對應的語言變量表示成模糊集E、C和U。圖8是本發明的垂直模糊控制狀態表，如圖所示。切割機的割炬距工件的目標位置與實際位置的偏差E，割炬位置偏差變化率C共同決定了控制量U。偏差E，割炬位置偏差變化率C共同決定了控制量U分別分成七檔，分別形成七個模糊子集，用以反映其大小。PB、PM、PS、ZE、NS、匪、NB分別描述七個模糊語言變量。PB表示正的大位置偏差，PM表示正的中位置偏差，PS表示正的小位置偏差，ZE表示零位置偏差，NS表不負的小位置偏差，匪表不負的中位置偏差，NB表不負的大位置偏差。每個子集相應的論域均為{_6，_5，-4，-3，-2，-I, 0，I, 2，3，4，5，6}。這樣就可以列出偏差E、偏差變化率C和控制量U的模糊子集的各元素隸屬度表。模糊控制規則是以操作人員的經驗和控制原則為依據，可以用一系列語言規則來描述每一條控制策略，例如IF E=NB AND C=NB, THEN U=NBIF E=PB AND C=PB，THEN U=PB把上述模糊控制策略歸納為49條控制規則，則可製成模糊控制狀態表(如表I)。表中每一條控制規則進過論域變換後轉化為相應E、C和U上的模糊集，所有這些控制規則集可以歸結為一個模糊關係R，即R=V {Ei X Cj} XUij(I)當某時刻的偏差與偏差變化的模糊值分別取E和C，根據以上模糊關係進行合成運算得到相應的控制量模糊值U=(EXC) XR(2)按照(I)、(2)式可根據模糊推理合成法則算出相應的控制量。系統採用離線計算方式，並經反覆調試、修改，得到一個控制量的查詢表存放在單片機中。實際實時控制中，單片機根據採樣得到的位置偏差和位置偏差變化率，查控制表就可以獲得輸出控制量。H橋電機驅動電路作為割炬高度調整執行機構的主要部件，能夠提供電機正轉、反轉、停機、制動各個工作狀態的驅動條件。圖2是本發明的H橋電機驅動及邏輯控制電路的一實施例的結構示意圖，如圖所示。H橋的四個橋臂由大功率場效應管IRF740構成。H橋的左上臂和左下臂之間串接一個二極體DD1，右上臂和右下臂之間串接一個二極體DD2，在兩個二極體的負極間連接直流電動機M。電機正轉時，對角線上一對橋臂的場效應管導通，反對角線上的另一對橋臂場效應管截止。電機反轉時導通截止狀態相反。各場效應管的導通截止由配套的橋臂邏輯控制電路實施。H橋四個橋臂的導通控制採用三個獨立的控制電壓源EQ1、EQ4、EQ23，H橋的左上臂連接EQ1，右上臂連接EQ4，H橋的左下臂和右下臂共同連·接EQ23。圖中LMC是比較器的參考信號，數值為數位訊號高電平的二分之一。主控單片機輸出的邏輯信號由邏輯控制信號發生器產生，圖5是本發明的邏輯控制信號產生電路圖，如圖所示。當單片機Pl. 1=0、Pl. 2=0時，兩個與門A_l，A_2輸出A1=0，B1=0，使比較器C2輸出F02=1，C3輸出F03=1，C1輸出F01=0，C4輸出F04=0，切斷了四個場效應管Q1、Q2、Q3、Q4的控制電壓源，使其處於截止狀態，電機靜止不動。當Al=I，Bl=O時，Q2、Q4導通，Q1、Q3截止，電機反轉。當Al=O, Bl=I時，Ql、Q3導通，Q2、Q4截止，電機正轉。配合軟體，當單片機Pl. 0輸出脈寬調製信號時，電機得到不同的平均直流電壓，進而改變電機的轉速。電路同時保證H橋同側下臂導通，上臂自動截止鎖定，控制各環節器件實施完全隔離，無論輸入信號怎樣組態都不會產生失控。圖7是本發明的H橋電機驅動電路的電壓源電路圖，如圖所示。由LM331為主件構成矩形波發生器，LM331的供電為DC24V。發生器輸出的矩形信號控制開關電晶體使之產生脈動電流，脈動電流在脈動變壓器的輸出端產生獨立的三個脈動電壓，經各自整流產生三個獨立的電壓源。這套電路將主電源24V經過直-交-直變換為三套9 12V控制電壓源，保證了控制電源電位不相互幹擾，使控制信號能夠正確、安全地執行。在兩個H橋上臂的下端分別放置一個二極體DDl和DD2實現對橋路供電電源即電機驅動電源的保護。二極體DDl和DD2單向導通特性可以防止電機換向產生感生電壓汙染橋路控制電源、電機驅動電源和反向擊穿其它元器件，提高控制電路的可靠性和穩定性。為了達到更好的保護目的，在H橋臂上端與電機驅動電源之間插入了電流檢測電路。圖7是本發明的電機驅動電流檢測電路圖。本檢測電路也採取電-磁-電隔離檢測方式,這裡不再贅述。如果電流超標經CAN總線通知系統主機停止切割工作。為防止外磁場對檢測電流的影響，在電流檢測轉換電路採用差動轉換和加鐵磁性材料屏蔽磁場的方法，使檢測電流更加準確，從而實現電-磁-電高保真隔離檢測。本發明設計的H橋電機驅動電路具有如下主要特徵(1)四個橋臂的導通控制採用三個獨立的控制電壓源。H橋的兩個上臂分別用兩個控制電壓源，H橋的兩個下臂共用一個控制電壓源。可以排除相互幹擾，保證四個橋臂場效應管導通截止的獨立性。控制電壓源由LM331晶片為主件構成，將主電源24V經過直-交-直變換為三套9 12V控制電壓源。(2)橋臂邏輯控制電路由與門74LS08、比較器LM339、光電耦合器PC817以及前述的三個控制電壓源構成，控制邏輯確保H橋的同側下臂導通，上臂自動截止鎖定。不存在同側同時導通的可能性，不會發生電源短路燒毀控制晶片的故障。(3)採用光電隔離方法使控制信號與電機驅動電路的控制元件IRF740之間有電氣隔離，避免損壞單片機和控制邏輯電路。(4)由電-磁轉換磁芯線圈、差動霍爾元件、差動運算放大器等部件構成的驅動電流檢測電路，可以實現電-磁-電高保真隔離檢測。當電機驅動電路電流過大時，檢測電路將此信號反饋到單片機進行保護性處理。(5)上下橋臂的場效應管之間串接的二極體起到了橋路電源的保護作用。電機是感性部件，在換向和停止時會產生反向高壓，驅動電路中增加單向整流保護器件。弧壓檢測單元檢測割炬實際高度弧壓信號，弧壓 信號正比於割炬實際高度。圖3是本發明的弧壓檢測單元的一實施例的電路圖，如圖所示。弧壓信號引入檢測迴路(從輸入端子ECANLl經過電阻RSHRl、限流電感LSHRl、電-磁轉換磁芯線圈THJ3、限流電感LSHR2、電阻RSHR2、到端子ECANHl)後產生正比於割炬高度h的電流信號i (h)，i (h)經線圈產生磁通量O (i(h))，通過差動霍爾傳感器(AS和BS)轉換為電壓信號，進一步由運放CA3140放大後的CEX(h)被單片機實時採集，進行數據進行分析和處理，得到割炬實際高度參數，進而與給定參數比較，實現對電機正反轉和轉速的控制，從而保證弧壓基本恆定。與電機的驅動電流檢測原理類似，因為弧壓信號較高，且信號幹擾畸變較大，所以除電-磁轉換磁芯線圈、差動霍爾元件、差動運算放大器等部件以外，還增加了限流電阻、電感等元件。為防止外磁場對檢測電流的影響，在電流檢測轉換電路採用差動轉換和加鐵磁性材料屏蔽磁場的方法，使檢測電流更加準確，從而實現電-磁-電高保真隔離檢測。主控單片機中的模糊分析計算器C2將接收到的經過仿真而轉化為弧壓值的脈寬調製參數與弧壓檢測電路檢測的弧壓值進行比較，判斷是否需要調整水平運行速度。當弧壓檢測電路檢測的弧壓值發生變化時，即工件表面出現不平整的地方，兩個弧壓值做差後經模糊計算輸入水平移動控制器，從而達到水平移動減速或加速的目的。弧壓的變化由三種原因引起，即被切割的板材凸凹不平(產生的弧壓記為Vb)、垂直執行機構帶動割炬垂直運動(產生的弧壓記為Vj)和幹擾(產生的弧壓記為vn)。當板材凸凹變化大時，水平方向仍然按勻速運行(水平運行速度保持恆定，X和Y方向的分速度由數控切割系統通過CAN總線傳到水平移動控制器)，則切割質量受到影響，這時要求加快垂直調整的響應速度，這又影響垂直調整精度。為了解決這個問題，在這種情況下適當減低一下水平運動速度，提高控制的適應性，從而提高切割質量。數字執行機構是垂直執行機構的數學模型，輸出是垂直執行機構位移在一個調整間隔產生的弧壓。模糊分析計算器C2首先將檢測實際弧壓減去數字執行機構的輸出，獲得一個差值V。(這樣V。只包含了 Vb和Vn)，這個差值主要是由板材凸凹不平引起，再利用該值與上一次的差值做差值運算，得到A V。(主要由Vb變化產生)。用V。替代模糊分析計算器I中的高度位置偏差e、AVc替代位置偏差變化率C、以水平位移速度比B替代輸出控制量U，建立水平移動模糊控制狀態表，通過查表可得水平速度比值，通過CAN總線傳到水平移動控制器與執行機構實施水平運行速度控制。B (對應模糊控制狀態表的數組)的值初始全部為1，針對不同板材的切割對象，變化範圍在0.8 I之間，具體通過試驗確定(確保不滅火)後，存在數控切割系統，當加工某種材料時，數控切割系統將相應的數據組(B)通過CAN總線傳到主控單片機。與現有技術比較，本發明的優點顯而易見，主要表現在電機驅動電路具有本徵安全性，不僅對割炬的垂直高度可進行智能控制，還可以對割炬的水平移動速度提供控制參考信號。具有信號採集及處理、模糊算法分析、智能控制等功能，確保切割控制適應性，從而提高切割精度。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。·
權利要求
1.一種本徵安全的二維智能控制弧壓調高器，其特徵在於，包括數控切割系統、調高器、水平移動控制器和執行機構； 調聞器包括 與數控切割系統連接的主控單片機；主控單片機包括模糊分析計算器Cl和模糊分析計算器C2，模糊分析計算器Cl負責割炬的垂直運動控制，模糊分析計算器C2負責割炬的水平運動控制； 與主控單片機的模糊分析計算器Cl連接，提供電機工作條件的H橋電機驅動電路； 與H橋電機驅動連接，執行H橋電機驅動電路驅動命令的直流電機； 與直流電機連接，將直流電機的控制信號發送至割炬的傳動機構； 與割炬和主控單片機連接，檢測割炬實際高度的弧壓檢測單元； 與主控單片機中的模糊分析計算器C2連接，控制割炬水平移動的水平移動控制器； 與水平移動控制器連接，負責執行的執行機構； 其中，H橋電機驅動電路的四個橋臂包括場效應管，上下橋臂間串接二極體，左右兩個二極體的負極間連接帶動割炬上下運動的直流電動機，當對角線上的一對橋臂的場效應管導通時，電源加在直流電機的兩端，左側為正，反對角線上的一對橋臂的場效應管截止，電動機正轉；電機反轉時，導通截止狀態相反； 模糊分析計算器Cl將其在一個採樣間隔內產生的弧壓調整值發送至模糊分析計算器C2,模糊分析計算器C2將檢測到的實際弧壓值與來自模糊分析計算器Cl的弧壓值做求差運算，並將求取的差值與上一個調整間隔的差值做求差運算，並根據兩次求差運算結果到水平模糊控制狀態表中查找獲取水平速度比值，以及將該水平速度比值發送至水平移動控制器； 其中，水平模糊控制狀態表按照下列方法建立 根據預先設定語言規則，描述控制策略； 將所描述的控制策略歸納為四十九條控制規則，將高度位置偏差、位置偏差變化率和輸出控制量所對應的語言變量表生成模糊集E、C和U，然後將E、C和U分別分成七檔，形成七個模糊子集來反應大小，形成水平模糊控制狀態表。
2.根據權利要求I所述的本徵安全的二維智能控制弧壓調高器，其特徵在於，H橋電機驅動電路的兩個上臂各自採用獨立的控制電壓源，兩個下臂共用一個控制電壓源。
3.根據權利要求I所述的本徵安全的二維智能控制弧壓調高器，其特徵在於，H橋電機驅動電路左上臂還包括比較器Cl、比較器C2、光電耦合器Gl，右上臂還包括比較器C3、比較器C4、光電耦合器G4，其中，比較器C2和比較器C3的反向輸入端分別輸入邏輯控制信號發生器產生的第一邏輯控制信號和第二邏輯控制信號，比較器C2和比較器C3的同向輸入端輸入參考信號，比較器Cl和比較器C4的反向輸入端分別連接比較器C2和比較器C3的輸出端，比較器Cl和比較器C4的同向輸入端分別輸入參考信號，左上臂的比較器C2的輸出端與左下臂的光電稱合器G2連接,右上臂的比較器C3的輸出端與右下臂的光電稱合器G3連接，使得，H橋的下臂導通時，同側的上臂自動截止。
4.根據權利要求I所述的本徵安全的二維智能控制弧壓調高器，其特徵在於，弧壓檢測單元採用電-磁-電隔離方式。
5.根據權利要求I所述的本徵安全的二維智能控制弧壓調高器，其特徵在於，在H橋上臂與電機驅動電源間接入電機驅動電流檢測電路，採用電-磁-電隔離檢測。·
全文摘要
本發明提供一種本徵安全的二維智能控制弧壓調高器，其包括數控切割系統、調高器、水平移動控制器和執行機構。採用本發明所述的本徵安全的二維智能控制弧壓調高器，具有以下有益效果在對割炬的垂直高度加以控制的同時，通過調高器中的主控單片機中的模糊分析計算器C2提供水平運動速度調整的比例係數，可以對割炬的水平運動速度加以控制，從而確保加工質量；在H橋的兩個上臂的場效應管導通控制分別使用兩個控制電壓源，H橋的兩個下臂則共用一個控制電壓源，保證了控制電源電位不相互幹擾，使控制信號能夠正確、安全地執行；通過互鎖的橋臂控制電路，避免發生電源短路燒毀控制晶片的故障。
文檔編號B23K10/00GK102744506SQ20121025450
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者於國華, 李亞榮, 李萍, 費繼友 申請人:大連交通大學