[实用新型]基于单片机逻辑控制的积分式放电控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于单片机逻辑控制的积分式放电控制系统，属于电子技术领域。

背景技术

现代工业迅速发展，对于加工精度的要求不断提高，同时也要求能耗更低的加工技术。现有的金属表面强化与修复/再制造技术中，放电系统都是其核心组成部分之一。传统的粗放式放电系统往往会导致一系列问题，如：传统堆焊等工艺存在热影响区大（一般可达厘米级）、对基体的热损伤严重等问题；表面氧化/氮化系统存在表面强化效果控制不稳定等问题；直接电沉积装置存在易拉弧、无效脉冲浪费电能等问题，在一些涉及高精尖及热影响需严格控制的领域难以满足生产实践需求。为满足金属材料的表面强化、修复/再制造生产需要，需解决一系列目前由于放电系统控制不精确等所导致的问题，如热损伤大、热影响显著、能耗高、变形与修复位置的不精确性、工艺复杂等。针对这些问题，现代工业中迫切需要一种新的金属表面强化、修复/再制造类装置的专用控制系统来实现与传统表面强化、修复/再制造技术的功能互补，并能实现对各类精密的小尺寸、高精度、高附加值金属部件的表面强化与修复等的应用。

发明内容

为了解决传统的粗放式放电系统控制不精确导致热损伤大、热影响显著、能耗高、变形与修复位置不精确、工艺复杂的问题，本实用新型提出了一种高精度、能耗低、高附加值金属部件的表面强化与修复、工艺简单的基于单片机逻辑控制的积分式放电控制系统。

本实用新型所述的基于单片机逻辑控制的积分式放电控制系统，其特征在于：包括单片机控制模块、手动控制模块、信息反馈模块和驱动放大模块，所述的单片机控制模块包括单片机、去耦电容，所述的手动控制模块包括八段LED显示器、电源开关、频率开关、自动控制输出开关、手动接口电路，所述的八段LED显示器、电源开关、频率开关以及自动控制输出开关分别通过所述的手动接口电路与所述的单片机的信号输入端的总线连接；

所述的信息反馈模块包括传感变送器、信号调理电路、多路模拟开关、前置放大器、采样保持器、A/D转换器、接口电路，所述的传感变送器、信号调理电路、多路模拟开关、前置放大器、采样保持器、A/D转换器分别通过所述的接口电路与所述的单片机的信号输入端的总线连接；

所述的驱动放大模块包括信号放大以及处理电路、驱动电路，所述的单片机的输出端通过所述的驱动放大模块与所述的执行装置连接。

所述的单片机采用可编程的单片机，其中所述的单片机中安装反馈输入的改进PID控制算法、对手动信号的反馈处理程序、LED的动态显示控制程序。

所述的手动控制模块的频率开关设置成4档不同输出频率的频率开关。

所述的采样保持器为零阶周期采样AD582。

所述的A/D转换器为ADC0809。

所述的多路模拟开关为CD4051。

所述的前置放大器为差动输入放大器AD521。

使用时，打开电源开关，将频率开关调制合适的档位，传感变送器检测加工过程的各个参数（包括电压、温度等需监控量），然后将信号传输到信号调理电路进行有源的I/V变换，然后利用多路模拟开关CD4051分时享用A/D，然后利用零阶周期采样保持器AD582对输入信号进行采样保持，采用差动输入放大器AD521对传感器信号放大处理，利用A/D转换器ADC0809将输入的传感器模拟信号转换为数字信号，再利用接口电路对单片机进行输入；整个反馈电路用以实现给单片机提供工件加工效果的反馈信息；当选择自动输出控制开关时，单片机输出信号经过驱动放大模块的信号放大以及处理电路的放大处理后，向驱动电路发送指令，进而直接控制执行装置。

本实用新型的有益效果是：1）具有放电可控性好、放电控制精度高等优点，尤其适用于绝热反应温度偏高的材料渗氮、渗碳等控制领域； 2）具有低能耗、高能量利用效率、智能化、节约原材料等技术优势； 3）与目前工业上广泛应用的电弧堆焊、热喷涂等技术相比，在小尺寸、高精度部件的强化与修复/再制造方面技术优势明显。  

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的信息反馈模块的结构框图（其中，箭头表示信号传输方向）。

图3是本实用新型的驱动放大模块结构框图（其中，箭头表示信号传输方向）。

图4是本实用新型的手动控制模块的结构框图（其中，箭头表示信号传输方向）。

图5是本实用新型的驱动放大模块的信号放大以及处理电路图。

图6是本实用新型的驱动放大模块的驱动电路图。

图7是本实用新型的控制信号的最终输出波形图。