專利名稱：一種鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎖相高頻熱合機(jī)，特別是涉及一種鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置。
用于生產(chǎn)塑革塑膜制品的鎖相高頻熱合機(jī)，工件加熱鎖相穩(wěn)頻是用鑒頻鑒相器檢測誤差信號Vd壓控伺服調(diào)諧加熱振蕩器VCO，申請?zhí)?2104322.8中國專利公開了這種設(shè)備的技術(shù)?，F(xiàn)有鑒頻鑒相器是數(shù)字邏輯電路，工況改變檢測頻差電壓Vd＝Vdm輸出，電壓是最大值，正反向階躍電壓高速控制VCO頻率向減小頻差方向調(diào)諧，具有很寬的失諧頻率捕捉牽引力。但是，頻差接適零態(tài)進(jìn)入相位比較時，Vd→0，輸出電壓趨向至零，由于鑒相信號脈沖邊沿觸發(fā)工作，觸發(fā)噪聲大。這種噪聲圍繞著相位信號隨機(jī)起伏，近似正態(tài)分布，其脈寬和幅度是不確定的。環(huán)路跟蹤在φ＝0附近小相差時，因受噪聲污染，并因頻差高速調(diào)諧的慣量，相差零位競爭，檢測出的信號誤差較大，或伺服調(diào)諧低速傳動不平穩(wěn)，其結(jié)果影響VCO基波邊帶干擾頻率輻射的抑制。通常，工件加熱熔焊時間是相當(dāng)短的，工期僅幾秒內(nèi)完成，電源儲能等幅波加熱時間更短，要求鎖定時間快，高精度穩(wěn)態(tài)跟蹤熔焊速率，然而，鑒相器引入的噪聲疊加在相差電壓上，環(huán)路濾波器對它沒有濾除的能力。而且環(huán)路濾波器是模擬電路，積分電容對矩形波相差電壓充放電荷不能迅速響應(yīng)，對VCO的壓控頻率難以精確控制校正。用電荷泵簡單的數(shù)模轉(zhuǎn)換，附加噪聲更大。由于伺服機(jī)電調(diào)諧存在傳動摩擦和慣量、齒隙非線性誤差、機(jī)電時間常數(shù)的延時等不利因素都影響穩(wěn)態(tài)精度。減小環(huán)路增益，則影響鎖定速度等，單速調(diào)諧難以兼顧?，F(xiàn)有模擬鑒相器線性跟蹤是低噪聲的，但不具備鑒頻功能，工況改變就無法捕捉失諧頻率。
本發(fā)明的目的是提高鎖相高頻熱合機(jī)的穩(wěn)頻特性，在工期內(nèi)使加熱振蕩器VCO的相位快速、高精度同步跟蹤基準(zhǔn)晶振相位而提供一種鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置。
本發(fā)明技術(shù)解決方案是在鎖相高頻熱合機(jī)主鑒相器輸出至環(huán)路濾波器輸入端之間串接相差限制器、D/A轉(zhuǎn)換器，主鑒相器輸入端并接輔助的正交鑒相器實現(xiàn)相干AGC自動增益控制伺服放大器，并在伺服放大器引入速度反饋控制，伺服機(jī)構(gòu)采用VCO調(diào)諧電容器與伺服電機(jī)、測速機(jī)直線同步連接。
基于上述技術(shù)解決方案是采取對相差信號整形的限制，專用數(shù)模轉(zhuǎn)換器改善噪聲特性，并改善環(huán)路濾波器瞬態(tài)響應(yīng)，輔助的正交鑒相器提取超前主鑒相器π/2相差電壓相干AGC控制環(huán)路增益調(diào)諧，雙速變帶寬提高鎖定速度和精度，引入速度反饋非線性動態(tài)阻尼校正，伺服直線電機(jī)非剛性接觸平穩(wěn)傳動調(diào)諧，進(jìn)一步提高相位同步速度和穩(wěn)態(tài)跟蹤精度，熱合工期內(nèi)，達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)的要求抑制基頻邊帶干擾頻率的輻射，集中基帶能量增大熱合功效。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明詳述。


圖1是本發(fā)明原理方框圖。
圖2是本發(fā)明伺服調(diào)諧機(jī)構(gòu)示意圖。
參照圖1、圖2一種鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置，主鑒相器(J)的輸出串接相差限制器(4)、D/A轉(zhuǎn)換器(5)至環(huán)路濾波器(6)的輸入端，正交鑒相器(9)輸入端接于主鑒相器(3)的輸入端，其輸出端接平滑濾波器(10)的輸入端，測速機(jī)(2)輸出接入速度反饋控制器(11)的輸入端，環(huán)路濾波器(6)、速度反饋控制器(11)的輸出均接入伺服放大器(7)的輸入端，平滑濾波器(10)輸出接伺服放大器(7)的AGC控制端，伺服放大器(7)的輸出接伺服電機(jī)(8)，VCO調(diào)諧電容器(2)的動片極板置于伺服電機(jī)(8)、測速機(jī)(2)的軸桿上，并接地，定片極板接加熱振蕩器VCO的諧振槽路。
經(jīng)相差限制器主鑒相器輸出的相差信號脈寬和幅度被限制在某一恒定值，抑制瞬間隨機(jī)不規(guī)則的噪聲脈沖干擾進(jìn)入D/A轉(zhuǎn)換器。數(shù)模轉(zhuǎn)換器是按二進(jìn)制代碼計數(shù)控制電阻網(wǎng)絡(luò)的電子開關(guān)解出相對應(yīng)的權(quán)重電壓，由運(yùn)放求和轉(zhuǎn)換成模擬量。這時，環(huán)路濾波器對模擬信號有良好的瞬態(tài)響應(yīng)，滿足兩個要求，一是濾波特性，二是校正瞬態(tài)誤差。速度反饋控制器穩(wěn)壓管和運(yùn)放對速度信號呈變阻非線性動態(tài)阻尼校正的特性，改善伺服調(diào)諧既快速又無超調(diào)量過度的振蕩。
在相位鎖定之前，正交鑒相器輸出的差相電壓直流份量很小，場效應(yīng)管柵偏壓幾乎是零，管子輸出電阻大，伺服放大器高增益驅(qū)動伺服電機(jī)高速調(diào)諧VCO，使其環(huán)路有足夠?qū)挼膸?，快速捕獲相位同步。當(dāng)進(jìn)入相位控制時，正交鑒相器輸出的相差信號是移相起前主鑒相器輸出相差信號的π/2，經(jīng)平滑濾波加到伺服放大器AGC控制端，場效應(yīng)管輸出電阻減小。反饋到伺服放大器輸入端的主鑒相器相差信號加強(qiáng)，伺服放大器增益變小，伺服電機(jī)低速調(diào)諧VCO。這時，環(huán)路帶寬窄，保證了跟蹤穩(wěn)態(tài)性能。正交鑒相器與主鑒相器相差90°相干AGC控制，時域精度高，經(jīng)平滑濾波避免調(diào)諧突變的失鎖。
相位捕獲和跟蹤的同時，速度反饋校正得到測速機(jī)輸出相反極性的電壓控制，伺服直線電機(jī)慣量非線性動態(tài)阻尼，進(jìn)一步提高了VCO調(diào)諧的動態(tài)精度。VCO調(diào)諧電容器與伺服電機(jī)、測速機(jī)直線同步連接的伺服機(jī)構(gòu)，無齒隙誤差，傳動平穩(wěn)，反應(yīng)速度快。
本發(fā)明實施例，輸出功率2.5KW級的鎖相高頻熱合機(jī)，加熱振蕩器VCO的基波中心頻率采用IEC/CISPR國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工業(yè)(ISM)射頻設(shè)備使用的頻率40.680MHz，容許頻差±0.05％。鎖相伺服調(diào)諧裝置采用伺服電機(jī)、測速機(jī)、VCO調(diào)諧電容器直線同步連接；主、輔鑒相器采用數(shù)字IC電路、8位D/A轉(zhuǎn)換器以及相干AGC自動增益控制和速度反饋非線性控制。任意工件加熱捕獲相位同步時間＜10ms，穩(wěn)態(tài)跟蹤調(diào)諧平穩(wěn)并同步于工件熔焊速率。實測加熱振蕩器VCO工作基頻，容許頻差達(dá)到IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)合理、工作可靠、精度高，成本低。
權(quán)利要求
1.一種鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置，包括基準(zhǔn)晶振(13)、加熱振蕩器VCO(1)、主鑒相器(3)、環(huán)路濾波器(6)、伺服放大器(7)、伺服電機(jī)(8)、VCO調(diào)諧電容器(2)、其特征在于還有相差限制器(4)、D/A轉(zhuǎn)換器(5)、正交鑒相器(9)、平滑濾波器(10)、測速機(jī)(12)、速度反饋控制器(11)，其中主鑒相器(3)輸出端至環(huán)路濾波器(6)的輸入端串接相差限制器(4)、D/A轉(zhuǎn)換器(5)，正交鑒相器(9)輸入并接于主鑒相器(3)的輸入端，而它的輸出接平滑濾波器(10)的輸入端，測速機(jī)(12)輸出接在速度反饋控制器(11)的輸入端，環(huán)路濾波器(6)、速度反饋控制器(11)的輸出均接于伺服放大器(7)的輸入端，平滑濾波器(10)輸出接伺服放大器(7)的AGC控制端，伺服放大器(7)輸出接伺服電機(jī)(8)，VCO調(diào)諧電容器(2)與伺服電機(jī)(8)、測速機(jī)(2)同一機(jī)軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置，其特征在于相差限制器(4)是由RC積分型整形門電路構(gòu)成，D/A轉(zhuǎn)換器(5)輸入接有二進(jìn)制計數(shù)器，其輸出接運(yùn)放。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置，其特征在于伺服放大器(7)的AGC控制端是在放大器負(fù)反饋電阻器并接場效應(yīng)管，其柵極為控制的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置，其特征在于伺服機(jī)構(gòu)VCO調(diào)諧電容器(2)、伺服電機(jī)(8)、測速機(jī)(12)直線同步連接，它是由兩塊端板(16)內(nèi)側(cè)串置管形鐵芯(14)，并套置環(huán)形磁鋼(19)、環(huán)形極靴(18)，管形鐵芯(14)的外圓套置線圈骨架(17)，內(nèi)圓設(shè)有活塞(15)，并有軸桿(20)伸出，線圈骨架(17)、VGO調(diào)諧電容器(2)的動片極板(21)置于軸桿(20)上，伺服電機(jī)(8)、測速機(jī)(12)的線圈分別繞在線圈骨架(17)上，VCO調(diào)諧電容器(2)的動片極板(21)接地，定片極板(22)接加熱振蕩器VGO(1)的諧振槽路。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置，其特征在于速度反饋控制器(11)是由運(yùn)放輸入端串接雙向穩(wěn)壓的二極管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎖相高頻熱合機(jī)，特別是涉及一種鎖相高頻熱合機(jī)伺服調(diào)諧裝置。設(shè)有主鑒相器輸出串接相差限制器、D/A轉(zhuǎn)換器、輔助正交鑒相器輸出相干AGC控制及速度反饋非線性控制伺服放大器，并采用VCO調(diào)諧電容與伺服電機(jī)、測速機(jī)直線同步連接的伺服機(jī)構(gòu)，工件加熱相位快速鎖定，較高精度同步跟蹤抑制基波邊帶頻率的輻射提高熱合功效。振蕩基頻、容許頻差達(dá)到IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。適用于高要求防護(hù)電磁干擾的環(huán)境生產(chǎn)塑革塑膜制品。
文檔編號B29C65/04GK1155466SQ9610096
公開日1997年7月30日 申請日期1996年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月18日
發(fā)明者阮樹成 申請人:阮樹成