Watkins Johnson (WJ) 908960-001

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1Watkins Johnson (WJ) 908960-001走絲機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)
　　快走絲線切割機(jī)床的走絲機(jī)構(gòu)，是影響其加工質(zhì)量及加工穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件。走絲機(jī)構(gòu)的功能是帶動(dòng)電極絲按一定線速度移動(dòng)往復(fù)運(yùn)絲，并將電極絲整齊地排繞在儲(chǔ)絲筒上。儲(chǔ)絲筒本身作高速正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，是利用電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)來達(dá)到的。電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)絲筒，再經(jīng)同步帶帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，拖板便作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，拖板移動(dòng)的行程可由調(diào)整換向左右撞塊的距離來達(dá)到。機(jī)床走絲機(jī)構(gòu)如圖1所示。
　　2絲筒變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　變頻調(diào)速系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示：
　　（1）主電路
　　系統(tǒng)功率變換環(huán)節(jié)采用AD/DC整流電路和IGBT逆變電路。
　?。?）控制電路
　　控制電路主要用來接受外來信號(hào)和發(fā)出控制命令和PWM波形。
　?。?）驅(qū)動(dòng)電
　　采用IGBT智能功率模塊（IPM）。
　?。?）保護(hù)電路
　　為了保護(hù)動(dòng)作的快速性和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)性，采用了硬件電路加軟件子程序的監(jiān)控方式，故障發(fā)生時(shí)如果是屬于電機(jī)短路之類的故障，則硬件電路將立即產(chǎn)生信號(hào)，關(guān)閉波形發(fā)生器并在中斷子程序中進(jìn)行保護(hù)設(shè)置，并使程序回到初始狀態(tài)。
　　3變頻調(diào)速系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)
　　儲(chǔ)絲簡(jiǎn)采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)速度通過變頻器調(diào)速旋鈕進(jìn)行無極調(diào)速
　　3.1主電路的設(shè)計(jì)
　　三相交流電壓經(jīng)二極管整流模塊，大電容濾波后送到由6個(gè)IGBT組成的三相逆變器，系統(tǒng)功率器件選用第三代IGBT及續(xù)流二極管，由逆變器送出的可變頻率的交流電供給電動(dòng)機(jī)調(diào)速。
　　3.2控制電路的設(shè)計(jì)
　　使用DSP作為控制器能大限度地減少外圍器件的數(shù)目，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在本設(shè)計(jì)中主要使用1MS32OC24OxDSP的PWM輸出口，及板上A/D口、捕獲接口CAP.DSP的6個(gè)PWM信號(hào)經(jīng)過緩沖器反相后送到驅(qū)動(dòng)電路板驅(qū)動(dòng)IPM.
　　對(duì)于A/D采樣口的輸入信號(hào)做了前期的處理，直接輸入的信號(hào)是幅值在0～5V的直流電壓信號(hào)，能滿足DSP對(duì)輸入模擬信號(hào)的要求。交流電機(jī)的矢量控制要求對(duì)交流電機(jī)速度進(jìn)行采樣。
　　3.3驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)
　　在設(shè)計(jì)中使用IGBT智能功率模塊（IPM），它是一種大規(guī)模集成模塊，不僅把功率開關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起，而且還將過電壓、過電流和過熱等故障檢測(cè)電路包含在里面，并可將故障保護(hù)信號(hào)送到CPU或DSP進(jìn)行處理。
　　3.4保護(hù)電路的設(shè)計(jì)
　　IGBT用于電力變換時(shí)，容易出現(xiàn)過電壓、過電流等故障，造成器件的損壞，因而IGBT在工作時(shí)，必須采取完備的保護(hù)措施。這些保護(hù)措施主要包括過壓保護(hù)、過流保護(hù)和過溫保護(hù)3部分。IPM內(nèi)部已經(jīng)整合了很周密的保護(hù)電路，從電流保護(hù)、電壓保護(hù)到熱保護(hù)。
　　4結(jié)論
　　電火花線切割加工機(jī)床集高效、高精度和高柔性為一體，要求電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)速范圍寬、加減速性能好、速度精度高、特殊功能（如高速定位）強(qiáng)。變頻器在走絲機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，達(dá)到對(duì)三相異步電機(jī)的無級(jí)調(diào)速，具有節(jié)能、對(duì)電網(wǎng)無污染、調(diào)速范圍大、調(diào)速機(jī)械性硬等優(yōu)點(diǎn)。