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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