激光数控切割机伺服驱动模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种激光数控切割机伺服驱动模块，具有脉冲变压模块、运算放大模块、功率放大模块以及功率驱动模块，其中脉冲变压模块接收数控系统发出的进给驱动信号，输出脉冲电压至运算放大模块，运算放大模块输出的控制信号由功率放大模块进行放大，放大后的控制信号经功率驱动模块输出至伺服电机。本实用新型专利技术结构简单，体积小，重量轻；信号隔离性好，抗干扰性强，且发热量小能耗低，使用寿命长。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于激光数控切割机的伺服控制技术，具体的说是一种激光 数控切割机伺服驱动模块。
技术介绍
数控技术是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，机 床的数控化率是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。然而数控加工精度没有保证 就直接严重影响了我国制造业的发展。目前为了提高机床数控系统的加工精度，生产出高 精度高水准的零件对各个行业有着至关重要的作用，所以设计者必须对数控系统的加工精 度进行提高，而提高数控系统的加工精度最直接的方式就是提高数控系统的驱动伺服装置 的进给精度。现有的激光数控切割机伺服驱动模块存在结构复杂、操作复杂、抗干扰性差等 缺陷。
技术实现思路
针对现有技术中激光数控切割机伺服驱动模块存在结构复杂、操作复杂、抗干扰 性差不足之处，本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、抗干扰性强、定位性能准 确、性能可靠的激光数控切割机伺服驱动模块。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是本技术激光数控切割机伺服驱动模块具有脉冲变压模块、运算放大模块、功 率放大模块以及功率驱动模块，其中脉冲变压模块接收数控系统发出的进给驱动信号，输 出脉冲电压至运算放大模块，运算放大模块输出的控制信号由功率放大模块进行放大，放 大后的控制信号经功率驱动模块输出至伺服电机。所述脉冲变压模块具有第1 4高频脉冲变压器、第1 4M0S管以及大功率MOS 管，运算放大器模块的输出端输出的脉冲信号分别经第1、4M0S管进入第1高频脉冲变压 器和第2高频脉冲变压器，分别产生工作电源的正负极脉冲信号产生输出电源；运算放大 器模块输出端输出的脉冲信号经第IMOS管处理后，同时接至第3高频脉冲变压器，再经第 2M0S管接回至运算放大器的输入端；运算放大器模块输出端输出的脉冲信号经第4高频脉 冲变压器T4、第3M0S管与第2高频脉冲变压器连接，第2高频脉冲变压器的输出电压接回 至运算放大器的输入端；第1 2高频脉冲变压器的次级绕组并联后，接至大功率MOS管的 D、G两极，大功率MOS管的S极与工作电源的负极相连，并接至第2高频脉冲变压器另一组 次级绕组上。还具有第1 2高速整流二极管，正极与工作电源的-15V相连，负极与工作电源 的+15V相连。Dl的负极和D2的正级接至第1脉冲变压器的另一组次级绕组的两端。功率放大模块和功率驱动器模块采用运算器和三极管逐级放大的形式，激光数控 切割机提供的正电源输入到第1、2三极管的集电极，运算器的正输入端接在第1三极管的 发射极，负输入端经电容、电阻连接到运算放大器的输出端，并与第2三极管的基极相连，经两个三极管放大后输出至伺服电机；上述结构的电路为两套，另一套第1、2三极管的集 电极接有激光数控切割机提供的负电源。本技术具有以下有益效果及优点1.结构简单，体积小，重量轻；2.信号隔离性好，抗干扰性强；3.发热量小能耗低，使用寿命长。附图说明图1为本技术结构框图；图2为实际位子图；图3为脉冲变压原理图；图4为功率放大器与功率驱动器原理图(一)；图5为功率放大器与功率驱动器原理图(二)。具体实施方式如图1所示，本技术激光数控切割机伺服驱动模块具有脉冲变压模块、运算 放大模块、功率放大模块以及功率驱动模块，其中脉冲变压模块接收数控系统发出的进给 驱动信号，输出脉冲电压至运算放大模块，运算放大模块输出的控制信号由功率放大模块 进行放大，放大后的控制信号经功率驱动模块输出至伺服电机。如图3所示，所述脉冲变压模块具有第1 4脉冲变压器Tl T4、第1 4M0S管 Q1-Q4、大功率MOS管以及第1 2整流二极管D1、D2，运算放大器模块的输出端OP-OUT输 出的脉冲信号分别经第1、4M0S管Ql、Q4进入第1高频脉冲变压器Tl和第2脉冲变压器 T2，分别产生工作电源的正负极和脉冲变压器输出电源；运算放大器模块输出端OP-OUT输出的脉冲信号经第IMOS管Ql处理后，同时接至 第3脉冲变压器T3，再经第2M0S管Q2接回至运算放大器模块的输入端OP-IN ；运算放大器模块输出端OP-OUT输出的脉冲信号经第4脉冲变压器T4、第3M0S管 Q3与第2脉冲变压器T2连接，第2脉冲变压器T2的输出电压接回至运算放大器的输入端 OP-IN ；第1 2脉冲变压器Tl T2的次级绕组并联后，接至大功率MOS管的D、G两极， 大功率MOS管的S极与工作电源的负极相连，同时接至第2脉冲变压器T2另一组次级绕组 上。脉冲变压模块还具有第1 2整流二极管Dl、D2，正极分别与工作电源的正负极 相连，负极分别接至第1脉冲变压器Tl的另一组次级绕组的两端。本实施例中，脉冲变压器采用高频脉冲变压器整流二极管采用高速整流二极管 IN4148, MOS管采用J112，大功率MOS管采用MPF910。脉冲变压模块的工作原理是由运算放大器模块输出的方形波信号由脉冲变压器 的OP-OUT角输入到内部，其中经过第3脉冲变压器T3与第4脉冲变压器T4处理后，经过第 2M0S管Q2与第3M0S管Q3处理后的信号又送回运算放大器的运算输入端。而经过第IMOS 管Ql与第4M0S管Q4的脉冲信号输入到第1脉冲变压器Tl与第2脉冲变压器T2上进行变压，由于外界对不同脉宽的需要经过第1脉冲变压器Tl与第2脉冲变压器T2的感应，连 接在第1脉冲变压器Tl与第2脉冲变压器T2上的大功率MOS管开始进行对控制脉冲电压 宽度进行反馈的调整；调整后的信号在经过第1脉冲变压器Tl的1端角后经过第1、2高速 整流二极管Dl、D2的整流变成直流信号输出，从而达到的一种自动调节控制信号的作用。如图4所示，功率放大模块和功率驱动器模块采用运算器和三极管逐级放大的形 式，激光数控切割机提供的正电源输入到第1、2三极管(GTK45584)的集电极，使其工作，运 算器的正输入端接在第1三极管(GTK45584)的发射极，负输入端串联一个电容和一个电阻 后，电阻的另一端连接到运算放大器的输出端，并与第2三极管QN6474)的基极相连，经两 个三极管放大后输出至伺服电机；上述结构的电路为两套，另一套如图5所示，第1、2三极 管(GTK45584)的集电极接有激光数控切割机提供的负电源。经两个三极管后输出至伺服 电机M,这种结构的功率放大模块和功率驱动器模块驱动能力强，工作稳定可靠。本技术激光数控切割机伺服驱动模块的输入端通过针型插头接收数控系统 发出的进给驱动信号，调节驱动伺服电机的速度，控制电动机的转矩。通过脉冲变压器模 块能把输出高频的脉宽电压变成直流后给运算放大器模块；运算放大器模块运用它的增益 高，输入电阻大，输出电阻低，共模抑制比高，失调与飘移小，且还具有输入电压为零时输出 电压亦为零等特点，对信号进行带深度负反馈并直接耦合式的直流放大。放大后的信号在 经过功率放大器模块输出控制信号，至功率驱动器模块，来驱动伺服电动机。对伺服电机的 过电压、过电流、过热、欠压等故障进行检测和保护，在主回路中还加入软启动电路，以减小 启动过程对驱动器的冲击，来驱动伺服电动机运动。达到对激光数控切割机的伺服驱动控 制装置的控制。权利要求1.一种激光数控切割机伺服驱动模块，其特征在于具有脉冲变压模块、运算放大模 块、功率放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种激光数控切割机伺服驱动模块，其特征在于：具有脉冲变压模块、运算放大模块、功率放大模块以及功率驱动模块，其中脉冲变压模块接收数控系统发出的进给驱动信号，输出脉冲电压至运算放大模块，运算放大模块输出的控制信号由功率放大模块进行放大，放大后的控制信号经功率驱动模块输出至伺服电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏筱筠，李举仁，霍淑兰，柏松，赵宗理，胡志阳，陆乃田，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司，
类型：实用新型
国别省市：89