基于DSP應(yīng)用于線切割機(jī)床的脈沖電源設(shè)計(jì)(08-100)

　　放大電路的設(shè)計(jì)

　　使用常用放大器AD8072，其設(shè)計(jì)的電路圖如圖3所示。

　　圖3 采用AD8072設(shè)計(jì)的主電路圖

　　放電間隙電壓狀態(tài)檢測(cè)電路

　　在微細(xì)電火花線切割加工過(guò)程中，間隙電壓隨著加工狀態(tài)的變化而變化，通過(guò)實(shí)時(shí)采集間隙電壓，便可知該時(shí)間段內(nèi)的加工狀態(tài)，進(jìn)而控制工作臺(tái)的進(jìn)給方向，實(shí)現(xiàn)加工進(jìn)給的閉環(huán)控制。這樣不但能有效地控制加工后的表面質(zhì)量，同時(shí)可以兼顧加工效率。

　　對(duì)于線切割而言，由于各種干擾因素的存在，根據(jù)一次采樣值判斷間隙的狀態(tài)是不準(zhǔn)確，在設(shè)計(jì)中就采用多次采樣求平均值的方法，顯然這樣就增加了每次判斷加工狀態(tài)的周期，但與之相矛盾的是較短時(shí)間段內(nèi)的短路或電壓不穩(wěn)定就可以造成加工后的表面粗糙度惡化，如果系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，程度則更為嚴(yán)重。因此相對(duì)于一般的電壓檢測(cè)系統(tǒng)，用于微細(xì)加工的電壓檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該具有更快的響應(yīng)速度。

　　工件與電極絲兩極之間的電壓經(jīng)濾波分壓后引入TMS320F2812的A/D口后，將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)，DSP定時(shí)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信息讀入并進(jìn)行相應(yīng)的處理，當(dāng)讀入數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)達(dá)到規(guī)定數(shù)目后進(jìn)行平均運(yùn)算，運(yùn)算完成后DSP將平均后的電壓值通過(guò)異步串行通訊電路傳入上位機(jī)。

　　我們首先可以通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別對(duì)高低電壓兩種情況對(duì)PWM占空比的要求存入TMS320F2812的寄存器中。我們可以通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換來(lái)檢測(cè)主電路是高電壓切割還是低電壓切割。然后通過(guò)PC機(jī)傳送命令給TMS320F2812產(chǎn)生與所需波形相應(yīng)的PWM的占空比，這樣我們可以更好的去控制主電路電極絲上的電壓切割波形。本設(shè)計(jì)的DSP2812在電源實(shí)際工作過(guò)程中，DSP絕大部分時(shí)間用于間隙電壓信息的采集、運(yùn)算及傳送，僅有少量時(shí)間用于脈沖電源控制參數(shù)的中轉(zhuǎn)，可以有效地提高DSP的工作效率。

　　線切割脈沖電源的仿真

　　本設(shè)計(jì)采用了pspice9.2軟件做主電路波形仿真。在仿真中限流電阻分別設(shè)置成1、2 、5 Ω等通過(guò)設(shè)置不同的電阻與不同的PWM占空比來(lái)尋找合適的波形，如圖4所示，操作人員可以設(shè)置開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)設(shè)置主電路的電阻大小。

　　圖4 主電路限流電阻設(shè)計(jì)