[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

说明书

本发明涉及一种等离子电源拐角切割控制系统及其控制方法，该系统可以同时控制等离子电源、调高器、气控箱等设备协同工作，控制所有影响拐角处等离子弧形态的元素部件共同作用，共同实现高质量拐角切割。此外，这套拐角切割控制系统里添加了时序控制芯片和电路，使等离子弧在拐角处的变化更加协调，柔和，确保每个设备按照严格的时序进行工作，不仅能够实现高质量的切割，使拐角切割更柔和顺畅，而且可以保护割炬。

技术领域

本发明涉及一种等离子电源拐角切割控制系统及其控制方法。

背景技术

等离子切割机的基本原理是对空气进行电离，产生高温高压高能量密度的电弧，对金属材料进行切割。金属材料厚度越大，所需的电流越大，电弧的能量也越大。传统的等离子切割，切割过程遇到拐角时，控制系统会控制机床减速运行，但是切割电流、气体气压、割炬高度等往往保持不变，这样在拐角处电弧能量集聚，往往容易过烧，造成拐角钝化，无法实现标准的垂直拐角。而高质量的拐角切割需要数控系统、等离子电源、调高器、气体控制装置等设备协调配合。

目前，现有的等离子切割技术存在下面的问题：

1、大多数等离子电源在拐角切割时，电流、气压、切割高度等不做调整，导致拐角切割质量差，无法满足用户需求；

2、虽然有些等离子电源可以提供拐角降低电流功能，但是气压和调高不受控制，控制时序不满足要求，切割质量也无法达到理想状况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供实现高质量拐角切割，使拐角切割柔和顺畅，保护割炬的一种等离子电源拐角切割控制系统及其控制方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种等离子电源拐角切割控制系统，它包括等离子电源、工件、割炬、MCU、CNC数控系统、拐角检测电路、调高使能电路、气体使能电路，等离子电源的正极与工件相连，负极与割炬的负极相连；

所述MCU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MCU4的输入端口IO4、输入端口IO5连接；

所述拐角检测电路包括电流传感器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的输入端口IO1连接；

所述调高使能电路包括限流电阻R6、光耦O1、下拉电阻R7、调高器，所述光耦O1的输入正极与MCU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；

所述气体使能电路包括限流电阻R8、光耦O2、下拉电阻R9、气控箱，所述光耦O2的输入正极与MCU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和气控箱的输入端口IO9连接，下拉电阻R9另外一端接地；

所述割炬上带有升降体，气控箱上连有气管。

优选的，调高器与升降体之间通过PLC进行通讯。

优选的，上拉电阻R5的另外一端与+5V电源连接。

优选的，光耦O1的输出另一端与电源5VP1连接。