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电火花穿孔机

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楼主
发表于 2020-1-28 18:27 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
工作原理
电火花部分的电路其实非常简单,电瓶车充电器输出60V直流电,经过一个15Ω的电阻和20u的电容就可以放电了。
但是要产生电火花,还要对工件和电极之间的间隔距离进行控制,太远了火花无法产生,毕竟只有60V的电压,太近了容易短路。
所以其他电路都是为了完成自动控制距离这个目的。

  机械部分用的是将步进电机的圆周运动转换成电极的上下运动,方法很多种。
控制42步进电机用的是步进电机驱动器(TB6600芯片),主要有3个控制信号:
1. 由NE555芯片产生脉冲信号输入驱动器的PUL+端脚,TB6600每接受一个脉冲就控制步进电机旋转一个角度。
2. 方向信号控制步进电机的旋转方向,驱动器的DIR+端脚状态控制电极的上下运动。
3. 使能开关控制TB6600是否工作,当驱动器的ENA+端脚接地时才接受脉冲信号并控制步进电机选择。

   工作过程:接通电源,方向开关选择向下运动,然后使能开关接地,电极开始往下运动,当运动到离工件一定距离内时开始火花放电,这时候电极还是在向下运动的,所以最终电极与工件将会碰在一起,因为金属的导电性,就相当于60V电源短路了。因为电火花电路中串联了15Ω的电阻,所以短路电流就是60/15=4A。
   因为短路,光耦PIC817中没有信号传递,所以等于就是步进电机驱动器DIR+端脚为高电平,步进电机反转,电极往上运动与工件分离。
   因为分离,短路状态取消,光耦PIC817中又接收到信号,步进电机驱动器DIR+端脚为低电平,步进电机控制电极向下运动。
于是在不断的短路、分离状态中,电极与工件之间的距离被控制在一定范围内,保证能够不断的产生火花,最终工件被电蚀。

   元件选择:用60V的电动车的充电器,经过很多DIY的实践,电动车充电器完全可以用在这个电火花电路中,而且因为是开关电源,各种保护电路比较完善,所以即使短路电流达到4A也可以正常工作,前提就是要用质量合格的充电器。
步进电机是42的,步进电机驱动器电机电源我用的是18V开关电源,输出1.5A的。经过三端稳压块7805降压,提供给步进电机驱动器和其他电路。
  15Ω的电阻,因为工作最大电流达到4A,所以要求电阻的功率也要够大。我这个用的是150瓦的法郎电阻,发热还是比较厉害,必要的时候加散热风扇。
  20u电容:建议用无极性电容,例如油浸电容。这个电容容量越大,火花威力越大,但是电容充电时间就长了,建议容量为20u~30u。
555脉冲发生器我选用的是50HZ-60Khz频率可调的脉冲发生器,可以直接做,可以买成品。调节频率控制步进电机转速快慢。
  步进电机驱动器工作电压范围为9~42V,电压越大电机旋转越有力,建议用24V电压,我用的是18V。步进电机驱动器我选用的是1.46A电流和2细分设置。
红色的接线柱接电极,黑色的接线柱接工件。

  其他元件没有特殊要求,电阻用普通1/8瓦电阻就可以了。
特别提示:电极最好选用黄铜材料,其他的腐蚀太严重。

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沙发
 楼主| 发表于 2020-1-28 18:28 | 只看该作者
3
发表于 2020-1-28 20:05 | 只看该作者
     
4
发表于 2020-1-28 20:11 | 只看该作者
不错  漂亮
5
发表于 2020-1-28 20:16 | 只看该作者
扔掉笨重的大电容,直接用脉冲发生器控制mos管放电不好吗
6
发表于 2020-1-28 20:38 | 只看该作者
不觉明厉
来自安卓客户端来自安卓客户端
7
 楼主| 发表于 2020-1-28 20:54 | 只看该作者
电路中间部分是借用别人的,位置、参数都没改动。
8
 楼主| 发表于 2020-1-28 20:55 | 只看该作者
骷髅精灵 发表于 2020-1-28 20:16
扔掉笨重的大电容,直接用脉冲发生器控制mos管放电不好吗

图省事,这是最简单的电路了。
9
 楼主| 发表于 2020-1-28 21:00 | 只看该作者




来自安卓客户端来自安卓客户端
10
发表于 2020-1-28 23:13 | 只看该作者
骷髅精灵 发表于 2020-1-28 20:16
扔掉笨重的大电容,直接用脉冲发生器控制mos管放电不好吗

你试过没?
11
发表于 2020-1-28 23:14 | 只看该作者
本帖最后由 poppoppop 于 2020-1-28 23:18 编辑

火花间细控制方面还可以再改进
这样还不能达到真正实现不间断火花的间细控制水平
可以参考我之前完成的火花机



12
发表于 2020-1-29 00:09 | 只看该作者
13
 楼主| 发表于 2020-1-29 08:21 | 只看该作者
poppoppop 发表于 2020-1-28 23:14
火花间细控制方面还可以再改进
这样还不能达到真正实现不间断火花的间细控制水平
可以参考我之前完成的火 ...

有电路图吗?
来自安卓客户端来自安卓客户端
14
发表于 2020-1-29 09:13 | 只看该作者
电火花机,不错!
15
发表于 2020-1-29 11:05 | 只看该作者

早试过了,而且商品火花机和线切割都是用mos管控制的放电脉冲
16
发表于 2020-1-29 23:31 | 只看该作者
poppoppop 发表于 2020-1-28 23:14
火花间细控制方面还可以再改进
这样还不能达到真正实现不间断火花的间细控制水平
可以参考我之前完成的火 ...

怎么看出楼主的不能连续控制放电?
17
发表于 2020-1-30 06:29 | 只看该作者
草尼马 发表于 2020-1-29 23:31
怎么看出楼主的不能连续控制放电?

影片没看过?没看到火花是一段一段的在放,手Q一发一发的射跟雷线枪一射就不停的差别.
18
发表于 2020-1-30 06:32 | 只看该作者
本帖最后由 poppoppop 于 2020-1-30 06:33 编辑

要改进的部份不是在电路上,是在电机控制上,我用的这个就只有继电器跟电阻电容组起来而己.
马达转速与位移的控制才是关键,跟频率无关.


19
 楼主| 发表于 2020-1-30 08:39 | 只看该作者
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单
20
发表于 2020-1-30 09:28 | 只看该作者
电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响

从这段话我看到我做的跟你做的之间的差异在那里了..
我的马达转速是会依负载即电压变化下去修正转速来实现同步不短路的目的.
你的是利用产生短路下来做转速位移的依据,跟电压变化无关,这就是最大的不同.
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