[发明专利]一种等离子电源拐角切割控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种等离子电源拐角切割控制系统，其特征是：它包括等离子电源（1）、工件（2）、割炬（3）、MCU（4）、CNC数控系统（5）、拐角检测电路（6）、调高使能电路（7）、气体使能电路（9），等离子电源（1）的正极与工件（2）相连，负极与割炬（3）的负极相连；

所述MCU（4）上带有输入端口（IO1）、输出端口（IO2）、输出端口（IO3）、输入端口（IO4）、输入端口（IO5），所述CNC数控系统（5）上带有输出端口（IO6）和输出端口（IO7），所述输出端口（IO6）、输出端口（IO7）分别与MCU（4）的输入端口（IO4）、输入端口（IO5）连接；

所述拐角检测电路（6）包括电流传感器（CS1）、分压电阻（R1）、分压电阻（R2）、滤波电容（C1）、电阻（R3）、电阻（R4）、运放（U1）、上拉电阻（R5）、比较器（U2），其中电流传感器（CS1）接在等离子电源（1）的正极上，电流传感器（CS1）的负极接地，分压电阻（R1）一端与电流传感器（CS1）的输出正极连接，另外一端与分压电阻（R2）连接，滤波电容（C1）并联在分压电阻（R2）两端，电阻（R3）一端接地，另外一端与运放（U1）的负极连接，电阻（R4）一端与运放（U1）的负极连接，另外一端与运放（U1）的输出端连接，运放（U1）的正极与分压电阻R1、分压电阻（R2）连接，比较器（U2）的输入正极连接拐角电流阈值，比较器（U2）的输入负极与运放（U1）的输出端连接，电流信号由比较器（U2）的负极输入，比较器（U2）的输出端分别与上拉电阻（R5）、MCU（4）的输入端口（IO1）连接；

所述调高使能电路（7）包括限流电阻（R6）、光耦（O1）、下拉电阻（R7）、调高器（8），所述光耦（O1）的输入正极与MCU（4）的输出端口（IO2）连接，光耦（O1）的输入负极与限流电阻（R6）的一端连接，限流电阻（R6）的另外一端接地，光耦（O1）输出一端与下拉电阻（R7）和调高器（8）的输入端口（IO8）连接，下拉电阻（R7）的另外一端接地；

所述气体使能电路（9）包括限流电阻（R8）、光耦（O2）、下拉电阻（R9）、气控箱（10），所述光耦（O2）的输入正极与MCU（4）的输出端口（IO3）连接，光耦（O2）的输入负极与限流电阻（R8）的一端连接，限流电阻（R8）的另外一端接地；光耦（O2）的输出一端与下拉电阻（R9）和气控箱（10）的输入端口（IO9）连接，下拉电阻（R9）另外一端接地；

所述割炬（3）上带有升降体（11），气控箱（10）上连有气管（12）。

2.根据权利要求1所述的一种等离子电源拐角切割控制系统，其特征是：调高器（8）与升降体（11）之间通过PLC进行通讯。

3.根据权利要求1所述的一种等离子电源拐角切割控制系统，其特征是：上拉电阻（R5）的另外一端与+5V电源连接。

4.根据权利要求1所述的一种等离子电源拐角切割控制系统，其特征是：光耦（O1）的输出另一端与电源（5VP1）连接。

5.根据权利要求1所述的一种等离子电源拐角切割控制系统，其特征是：光耦（O2）的输出另一端与电源（5VP2）连接。

6.根据权利要求2所述的一种等离子电源拐角切割控制系统的控制方法，其特征在于：切割电流设置为200A，拐角电流设置为150A，拐角电流检测阈值为180A，控制方法包括以下步骤：

步骤1：CNC数控系统向等离子电源发送启动信号，等离子电源开始工作，首先进行直线切割，实际负载电流为200A；

步骤2：数控系统在切割到拐角之前向等离子电源发送拐角信号，MCU收到拐角信号后允许输入端口（IO1）对拐角检测信号进行检测，等离子电源收到拐角信号后，立即降低切割电流到150A；

步骤3：切割电流下降过程中，低于拐角检测阈值180A时，拐角检测电路会检测到电流的变化，并生产拐角检测信号，MCU的输入端（IO1）收到到拐角检测信号后，使输出端口（IO3）立即输出高电平，气控箱收到气体使能信号后，调节气体气压使气体气压与电流大小匹配；

步骤4：MCU收到拐角信号并延时约50ms后，使输出端口（IO2）输出高电平，即调高器使能，调高器收到使能信号后，通过PLC控制升降体来降低割炬高度，使割炬高度与电流匹配；

步骤5：CNC数控系统在拐角结束时发送拐角信号至等离子电源，MCU收到该信号后立即使输出端口（IO3）输出低电平，即气控箱禁止，气控箱将气体恢复至拐角切割前的水平；

步骤6：等离子电源MCU收到拐角结束信号时，延时50ms，然后将切割电流恢复到拐角前的水平。