专利名称：一种用于等离子切割设备的防静电装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种用于等离子切割设备的防静电装置，尤其涉及一种用于工业等离子切割机设备的防静电的放电装置及方法。
背景技术：
等离子切割机以其可切割铸铁、不锈钢、铝、铜等材料而被广泛应用于工业企业。压缩空气进入割炬后由气室分配两路，即形成等离子气体及辅助气体。等离子气体弧起熔化金属作用，而辅助气体则冷却割炬的各个部件并吹掉已熔化的金属。由于工作原理决定了该设备在停止过程后数分钟内存在大量的静电，若工作人员不注意很容易被静电击伤；以及由于静电的残留过大，产生偏电场在下一次切割时很容易损伤电极嘴，引起过多的损耗。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于等离子切割设备的防静电装置及方法，用于当等离子切割机在工作停止时，对残留的静电进行放电，避免损伤电极嘴，防止工作人员被静电击伤。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:一种用于等离子切割设备的防静电装置，包括电源、控制器、显示屏、放电部分，控制器为核心部分，所述的控制器以AT89C52单片机为控制核心，还包括显示单元、复位单元、检测单元、放电单元、运行状态判断单元，AT89C52单片机与显示单元、复位单元、检测单元、放电单元、运行状态判断单元相连接；放电单元与放电部分连接，放电部分通过主电极放电接口与等离子主机相连接，控制电极放电；运行状态判断单元与等离子主机连接，检测等离子主机运行状态；检测单元与等离子主机连接，检测等离子主机静电带电情况；显示单元与显示屏连接，显示单元将显示信号发送到显示屏；所述的显示屏为LCD液晶模块；所述的电源为隔离电源，输出为直流15V、12V和5V。一种用于等离子切割设备的防静电装置的放电方法，包括以下步骤:I)控制器的运行状态判断单元判断等离子主机是否切割停火工作，如果等离子主机未停止工作则继续循环判断；2)如果等离子主机已停止工作，则通过AT89C52单片机将指令发到控制器的检测单元；3)控制器的检测单元检测停机的等离子主机的静电电压，若静电电压大于等于36V，控制器的AT89C52单片机发出驱动指令控制放电单元；若等离子主机的静电电压小于36V则继续检测；4)放电单元通过放电部分对等离子主机的离子枪静电压进行放电，直到静电电压小于36V，放电结束，AT89C52单片机通过复位单元复位。所述的控制器的复位单元、检测单元、放电单元、运行状态判断单元的具体电路结构叙述如下:所述的复位单元中，AT89C52单片机的XTALl脚接晶振XI，并通过电容C3接地，T89C52单片机的XTAL2脚通过电容C4接地，T89C52单片机的RST脚接电容C5的负极，正极为+5V，电容C5的负极通过电阻Rll接地，电阻R12 —端接电容C5正极，另一端接电容C5负极；所述的运行状态判断单元中，继电器RL2接AT89C52单片机的Pl.7脚，继电器RL2线圈通过电阻R15接等离子主机，继电器RL2的无源点接+5V电源；所述的放电单元中，AT89C52单片机的P3.0/RXD脚通过电阻R14接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，集电极通过电阻R13接继电器RLl的线圈一端，线圈另一端接+5V电源，无源点接放电部分；所述的检测单元中，反向器U5接AT89C52单片机的P3.4/T0，另一端接光耦合U3的4脚，光耦合U3的5脚接+5V电源，光耦合U3的I脚接+5V电源，并通过电阻Rl接集成芯片LM331的3脚，光耦合U3的2脚接三极管Ql集电极，三极管Ql基极通过电阻RlO与反向器U6相接，电阻RlO两端接电容C6，反向器U6另一端接触发器74HC74的5脚，三极管Ql的发射极接触发器74HC74的6脚，触发器74HC74的1、4脚接+5V电源，触发器74HC74的3脚接集成芯片LM331的3脚，集成芯片LM331的2脚通过电阻R5接电位器RVl，集成芯片LM331的1、6脚接电阻R6 —端，电阻R6两端接电容C2，电阻R6另一端接电阻R7、R9，电阻R7另一端接电位器RVl中间端，电位器RVl另一端接地，电阻R9接电位器RV2中间端，电位器RV2 —端接+15V电源，另一端接-15V电源，集成芯片LM331的5脚通过电阻R8接+15V电源，集成芯片LM331的7脚通过电容Cl接地，通过电阻R2接R3、R4，电阻R3另一端接等离子主机，R4另一端接地，R3另一端与R4另一端接压敏电阻VR1。与现有技术相比，本发明的有益效果是:避免发生等离子切割机在工作停止时静电残留过多伤人的现象，通过检测部分和放电部分及时进行放电，避免静电残留过大伤人；同时，避免了由于产生偏电场在下一次切割时损伤电极嘴，减少电极嘴的更换频率，节约生产成本。
图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的控制器电气原理图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。见图1、图2，一种用于等离子切割设备的防静电装置，包括电源、控制器、显示屏、放电部分，控制器为核心部分，所述的控制器以AT89C52单片机为控制核心，与其外围电路包括复位单元、检测单元、运行状态判断单元、放电单元共同组成。AT89C52单片机与显示单元、复位单元、检测单元、放电单元、运行状态判断单元相连接；放电单元与放电部分连接，放电部分通过主电极放电接口与等离子主机相连接，控制电极放电；运行状态判断单元与等离子主机连接，检测等离子主机运行状态；检测单元与等离子主机连接，检测等离子主机静电带电情况；显示单元与显示屏连接，显示单元将显示信号发送到显示屏；所述的显示屏为LCD液晶模块；所述的电源为隔离电源，输出为直流15V、12V和5V。一种用于等离子切割设备的防静电装置的放电方法，包括以下步骤:I)控制器的运行状态判断单元判断等离子主机是否切割停火工作，如果等离子主机未停止工作则继续循环判断；2)如果等离子主机已停止工作，则通过AT89C52单片机将指令发到控制器的检测单元；3)控制器的检测单元检测停机的等离子主机的静电电压，若静电电压大于等于36V，控制器的AT89C52单片机发出驱动指令控制放电单元；若等离子主机的静电电压小于36V则继续检测；4)放电单元通过放电部分对等离子主机的离子枪静电压进行放电，直到静电电压小于36V，放电结束，AT89C52单片机通过复位单元复位。所述的控制器的复位单元、检测单元、放电单元、运行状态判断单元的具体电路结构叙述如下:所述的复位单元中，AT89C52单片机的XTALl脚接晶振XI，并通过电容C3接地，T89C52单片机的XTAL2脚通过电容C4接地，T89C52单片机的RST脚接电容C5的负极，正极为+5V，电容C5的负极通过电阻Rll接地，电阻R12 —端接电容C5正极，另一端接电容C5负极；所述的运行状态判断单元中，继电器RL2接AT89C52单片机的Pl.7脚，继电器RL2线圈通过电阻R15接等离子主机，继电器RL2的无源点接+5V电源；所述的放电单元中，AT89C52单片机的P3.0/RXD脚通过电阻R14接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，集电极通过电阻R13接继电器RLl的线圈一端，线圈另一端接+5V电源，无源点接放电部分；所述的检测单元中，反向器U5接AT89C52单片机的P3.4/T0，另一端接光耦合U3的4脚，光耦合U3的5脚接+5V电源，光耦合U3的I脚接+5V电源，并通过电阻Rl接集成芯片LM331的3脚，光耦合U3的2脚接三极管Ql集电极，三极管Ql基极通过电阻RlO与反向器U6相接，电阻RlO两端接电容C6，反向器U6另一端接触发器74HC74的5脚，三极管Ql的发射极接触发器74HC74的6脚，触发器74HC74的1、4脚接+5V电源，触发器74HC74的3脚接集成芯片LM331的3脚，集成芯片LM331的2脚通过电阻R5接电位器RVl，集成芯片LM331的1、6脚接电阻R6 —端，电阻R6两端接电容C2，电阻R6另一端接电阻R7、R9，电阻R7另一端接电位器RVl中间端，电位器RVl另一端接地，电阻R9接电位器RV2中间端，电位器RV2 —端接+15V电源，另一端接-15V电源，集成芯片LM331的5脚通过电阻R8接+15V电源，集成芯片LM331的7脚通过电容Cl接地，通过电阻R2接R3、R4，电阻R3另一端接等离子主机，R4另一端接地，R3另一端与R4另一端接压敏电阻VRl。采用专业的模/数转换LM331集成芯片进行转换、利用74HC74触发器的整形保证输出等宽的波形信号。本防静电装置开启后，通过复位单元进行系统内部初始化，及零位校准。等待3秒钟后，AT89C52单片机的Pl.7和P3.4脚分别采集等离子切割机的工作状态和离子枪电压大小，同时对电压进行显示。当等离子切割机处于待机或停止时，离子枪静电压大于36v，AT89C52单片机的P3.0脚发出驱动指令来控制放电电路，对离子枪静电压进行放电，直到36v以下，放电结束。周而复始的通过检测单元对等离子切割机中静电压测量的闭环反馈。本发明避免发生等离子切割机在工作停止时静电残留过多伤人的现象，通过放电部分及时进行放电，避免静电残留过大伤人；同时，避免了由于产生偏电场在下一次切割时损伤电极嘴，减少电极嘴的更换频率，节约生产成本。
权利要求
1.一种用于等离子切割设备的防静电装置，其特征在于，包括电源、控制器、显示屏、放电部分，控制器为核心部分，所述的控制器以AT89C52单片机为控制核心，还包括显示单元、复位单元、检测单元、放电单元、运行状态判断单元，AT89C52单片机与显示单元、复位单元、检测单元、放电单元、运行状态判断单元相连接；放电单元与放电部分连接，放电部分通过主电极放电接口与等离子主机相连接，控制电极放电；运行状态判断单元与等离子主机连接，检测等离子主机运行状态；检测单元与等离子主机连接，检测等离子主机静电带电情况；显示单元与显示屏连接，显示单元将显示信号发送到显示屏；所述的显示屏为LCD液晶模块；所述的电源为隔离电源，输出为直流15V、12V和5V。
2.根据权利要求1所述的一种用于等离子切割设备的防静电装置的放电方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)控制器的运行状态判断单元判断等离子主机是否切割停火工作，如果等离子主机未停止工作则继续循环判断； 2)如果等离子主机已停止工作，则通过AT89C52单片机将指令发到控制器的检测单元; 3)控制器的检测单元检测停机的等离子主机的静电电压，若静电电压大于等于36V，控制器的AT89C52单片机发出驱动指令控制放电单元；若等离子主机的静电电压小于36V则继续检测； 4)放电单元通过放电部分对等离子主机的离子枪静电压进行放电，直到静电电压小于36V，放电结束，AT89C 52单片机通过复位单元复位。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于等离子切割设备的防静电装置，其特征在于，所述的控制器的复位单元、检测单元、放电单元、运行状态判断单元的具体电路结构叙述如下: 所述的复位单元中，AT89C52单片机的XTALl脚接晶振XI，并通过电容C3接地，T89C52单片机的XTAL2脚通过电容C4接地，T89C52单片机的RST脚接电容C5的负极，正极为+5V，电容C5的负极通过电阻Rll接地，电阻Rl2 —端接电容C5正极，另一端接电容C5负极； 所述的运行状态判断单元中，继电器RL2接AT89C52单片机的Pl.7脚，继电器RL2线圈通过电阻R15接等离子主机，继电器RL2的无源点接+5V电源； 所述的放电单元中，AT89C52单片机的P3.Ο/RXD脚通过电阻R14接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，集电极通过电阻R13接继电器RLl的线圈一端，线圈另一端接+5V电源，无源点接放电部分； 所述的检测单元中，反向器U5接AT89C52单片机的P3.4/T0,另一端接光耦合U3的4脚，光耦合U3的5脚接+5V电源，光耦合U3的I脚接+5V电源，并通过电阻Rl接集成芯片LM331的3脚，光耦合U3的2脚接三极管Ql集电极，三极管Ql基极通过电阻RlO与反向器U6相接，电阻RlO两端接电容C6，反向器U6另一端接触发器74HC74的5脚，三极管Ql的发射极接触发器74HC74的6脚，触发器74HC74的1、4脚接+5V电源，触发器74HC74的3脚接集成芯片LM331的3脚，集成芯片LM331的2脚通过电阻R5接电位器RV1，集成芯片LM331的1、6脚接电阻R6 —端，电阻R6两端接电容C2，电阻R6另一端接电阻R7、R9，电阻R7另一端接电位器RVl中间端，电位器RVl另一端接地，电阻R9接电位器RV2中间端，电位器RV2 —端接+15V电源，另一端接-15V电源，集成芯片LM331的5脚通过电阻R8接+15V电源，集成芯片LM331的7脚通过电容Cl接地，通过电阻R2接R3、R4，电阻R3另一端接等离子主机，R4另一端接地 ，R3另一端与R4另一端接压敏电阻VR1。
全文摘要
本发明涉及一种用于等离子切割设备的防静电装置及方法，包括电源、控制器、显示屏、放电部分，控制器为核心部分，所述的控制器以AT89C52单片机为核心，AT89C52单片机与显示单元、复位单元、检测单元、放电单元、运行状态判断单元相连接；放电单元与放电部分连接，放电部分通过主电极放电接口与等离子主机相连接，控制电极放电；运行状态判断单元与等离子主机连接；检测单元与等离子主机连接；显示单元将显示信号发送到显示屏；本发明的优点是通过放电部分及时进行放电，避免等离子切割机在工作停止时静电残留过多伤人；避免了由于产生偏电场在下一次切割时损伤电极嘴，减少电极嘴的更换频率，节约生产成本。
文档编号H05F3/02GK103209534SQ201310113849
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者黄国华, 张焕琪 申请人:中冶辽宁德龙钢管有限公司