[实用新型]线性调速电位器

说明书

技术领域

本实用新型涉及机床驱动领域，具体涉及一种应用于普通机床的线性调速电位器。

背景技术

众所周知，精确控制的机床主轴对提高机床的加工精度和生产效率都十分重要。普通机床(非数控机床)的进给和主轴的驱动器控制一般都采用调速电位器(如线绕电位器和金属电位器)来实现，但这些电位器的可靠性和使用寿命十分不理想。在售后服务统计中，该类机床出现的故障中，电位器的故障就占30％。基于这种原因，研制者拟用数控系统中广泛使用的数字调速开关来替代，然而这种电位器是二进制的数字开关，因而在将给定信号送入驱动器之前，需要通过D/A电路转换成相应的模拟量后才能进行使用。目前常用的D/A电路多采用专用的D/A模数转换集成电路(如DAC0832)来实现，但经过试用依然存着下述问题：1、抗干扰效果差，在机床给进调到低速时速度不稳定，进给轴难以正常工作；2、该电路组成的调速电位器无法对伺服驱动器和主轴驱动器低速限制进行调整。经分析，由于伺服驱动器和主轴驱动器模拟信号输出的供电电源都采用+10V，而D/A模数转换集成电路只能单电源供电，因此在单电源工作时二进制输入采用同向放大器就会有很高的输入阻抗，而现有的伺服驱动器和主轴驱动器都采用大功率脉宽调速，对机床电路造成十分大的干扰。其次，专用D/A模数转换集成的电阻矩阵电路在集成电路中无法改变。再者，D/A模数转换集成电路价格高不易购买，有一定的局限性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有普通机床电位器可靠性差、寿命低的不足，提供一种抗干扰能力强、可靠性高、且不易损坏的线性调速电位器。

为解决上述问题，本实用新型所设计的线性调速电位器，主要由正电源开关电路、负电源开关电路、多位数字式波段开关、多位数模转换电路和输出电路构成；上述电源开关电路和负电源开关电路输出大小一致、极性相反的两个输出电压，且正电源开关电路连接在输出电路的正基准电平端上，负电源开关电路则与多位数模转换电路的负基准电平点相连；多位数字式波段开关经多位数模转换电路与输出电路相连。

上述方案所述负电源开关电路主要由第一运算放大器、低通滤波电容、2个开关二极管、2个电解电容器和6个电阻构成；其中第一电阻和第二电阻相互串联后跨接在第一运算放大器的正电源端和负电源端上；第三电阻的一端连接在第一电阻和第二电阻之间，另一端则与第一运算放大器的同向输入端相连；第一运算放大器的反向输入端经过低通滤波电容连接在第一运算放大器的负电源端上，第一运算放大器的反向输入端和同向输入端还各经一个电阻连接至第一运算放大器的输出端上；第一运算放大器的输出端通过第一电解电容连接在第一开关二极管的负极上，第一开关二极管的负极经过第二电解电容连接在第一运算放大器的负电源端上；第二开关二极管的正端与第一开关二极管的负极相连，第二开关二极管的负端则与第一运算放大器的负电源端相连；第一开关二极管的负极经第六电阻连接至多位数模转换电路的负基准电平端上。

上述方案所述正电源开关电路主要由整流二极管、电解电容和输入电阻构成；整流二极管和电解电容相互并联，其并联后的两端分别接在输入高电平和地之间；输入电阻的一端连接在输入高电平上，另一端则与输出电路的正基准电平端相连。

上述方案中，负电源开关电路的输出电压为-2.5V，正电源开关电路的输出电压为2.5V。

上述方案所述多位数模转换电路包括高精度稳压器、电阻组合而成的低阻抗电阻桥、第二运算放大器和调节电阻；多位数模转换电路的负基准电平端经过高精度稳压器连接在第二运算放大器的同向输入端上；低阻抗电阻桥包括串联电阻和取样电阻，上述多个串联电阻串联后的一端连接在多位数模转换电路的负基准电平端上，另一端则连接在第二运算放大器的同向输入端上；每个取样电阻的一端接在上述2个串联电阻之间，另一端则分别与多位数字式波段开关上的一个开关相连；上述多位数字式波段开关的另一端共同连接在第二运算放大器的反向输入端上；调节电阻的两端分别接在第二运算放大器的反向输入端和输出端上；第二运算放大器的输出端与输出电路的输出端口相连。

上述方案所述输出电路主要由正基准电平端、低电平端、高速输出端口、低速输出端口、电解电容和3个电阻串联而成的电阻桥构成，正基准电平端与正电源开关电路的输出端相连，低电平端与地相连，多位数模转换电路的输出端分别经电阻连接在高速输出端口上、经电阻连接在低速输出端口上、经阻桥连接在低电平端上；电解电容的两端分别接在高速输出端口和低电平端之间。