一種研磨機氣壓伺服系統的製作方法
2023-05-19 08:58:26
一種研磨機氣壓伺服系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種研磨機氣壓伺服系統，包括控制器、採樣模塊、氣缸，所述採樣模塊包括壓力傳感器、拉力傳感器、到位傳感器，所述氣缸包括上氣缸和下氣缸，所述壓力傳感器用於檢測上研磨盤對工件的壓力，所述拉力傳感器用於檢測氣缸對上研磨盤的拉力，所述到位傳感器用於檢測上研磨盤的到位信息，所述控制器根據壓力傳感器檢測的壓力信號及拉力傳感器檢測的拉力信號，輸出控制信號控制上氣缸和下氣缸的氣壓，以及上研磨盤的拉力，控制上研磨盤上升或下降，根據預先設定的工序控制上研磨盤對工件的壓力。該系統上盤升降平穩，加壓穩定，精度高，有效提高了工件的成品率，減小了工件損壞率。
【專利說明】一種研磨機氣壓伺服系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於電子設備應用領域，具體涉及一種研磨機氣壓伺服系統。
【背景技術】
[0002]平面研磨機為精密研磨拋光設備，被磨、拋材料放於研磨盤上，研磨盤逆時鐘轉動，修正輪帶動工件自轉，加壓氣缸對工件施壓，工件與研磨盤作相對運轉磨擦，來達到研磨拋光目的。
[0003]研磨盤修整機構採用油壓懸浮導軌前後往復運動，金剛石修面刀給研磨盤的研磨麵進行精密修整，得到理想的平面效果。
[0004]系列研磨機工件加壓採用氣缸加壓的方式，壓力可調；
研磨機採用PLC程控系統，觸控螢幕操作面板，研磨盤轉速與定時可直接在觸控螢幕上輸入。文本顯示器為人機對話界面的控制方式。人機對話界面可以就設備維護、運行、故障等信息與人對話；操作界面直觀方便、程序控制、操作簡單。全方位安全考慮，非正常狀態的誤操作無效。實時監控，故障、錯誤報警，維護方便研磨，是利用塗敷或壓嵌在研具上的磨料顆粒，通過研具與工件在一定壓力下的相對運動對加工表面進行的精整加工(如切削加工)。研磨可用於加工各種金屬和非金屬材料，加工的表面形狀有平面，內、外圓柱面和圓錐面，凸、凹球面，螺紋，齒面及其他型面。加工精度可達IT5?01，表面粗糙度可達Ra0.63?
0.01微米，屬於精密加工。
[0005]平面研磨機為精密研磨拋光設備，被磨、拋材料放於平整的研磨盤上，研磨盤逆時鐘轉動，修正輪帶動工件自轉，重力加壓或其它方式對工件施壓，工件與研磨盤作相對運轉磨擦，來達到研磨拋光目的。產生磨削作用的磨料顆粒有兩種來源，一種來自於不斷外加(常稱為游離磨料)；另一種方法是將磨料顆粒固定在研磨盤中(常稱為固著磨料)。
[0006]申請號為200610128257.0，申請日為2006年11月21日公開了一種鋼球研磨機的主壓力傳遞機構。涉及一種鋼球研磨機，本發明的目的是提供一種鋼球研磨機的主壓力傳遞機構，這種主壓力傳遞機構的工藝性好，製造費用低，研磨的鋼球精度高。本發明的技術方案是，鋼球研磨機的主壓力傳遞機構，包括法蘭盤、彈簧和壓塊，在法蘭盤的盲孔中固定一導向柱，彈簧的上端置於導向柱和法蘭盤盲孔之間的環形腔內，其下端置於導向套孔內，導向套和彈簧的下端面置於壓板上的環形平面上。法蘭盤盲孔端面和導向柱體內設有螺紋孔與螺釘的外螺紋相配。本發明用於鋼球研磨機。
[0007]申請號為201020255177.3，申請日為2010年07月12日公開了一種能提高產品質量的雙層平面研磨機壓力平衡機構，它包括立軸，立軸上設有由下磨盤傳動系統(3)帶動的主下磨盤(4)、副下磨盤(7)和由上磨盤傳動系統(11)帶動的主上磨盤(6)、副上磨盤
[8]，其特徵是所述的立軸為與底座(I)連接的臺階軸(2)，副下磨盤(7)安裝在臺階軸(2)的軸肩(10)上，本實用新型結構簡單，兩對研磨盤的工作壓力相同，工件加工條件相同，產品質量得到了保證。
[0008]上述專利在一定程度了對研磨機的工作壓力做了改進，但是，對於研磨機領域來說，研磨機的上研磨盤在上升下降過程中的控制是個很難控制的過程，尤其是當上研磨盤下降到工件上表面以及在工件上表面提起的過程，控制不好會造成損壞工件的後果，使得工件損壞率高，成品率降低，同時，在研磨過程中，壓力的控制對工件的研磨速度、研磨效率影響也很大，壓力控制不好會造成工件研磨過程中損壞。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是:提供一種研磨機氣壓伺服系統，解決了現有技術中上研磨盤控制精度低以及壓力控制精度不夠造成工件損壞率高、成品率低的問題。
[0010]本發明為解決上述技術問題採用以下技術方案:
一種研磨機氣壓伺服系統，包括控制器、米樣模塊、氣缸，所述米樣模塊包括壓力傳感器、拉力傳感器、到位傳感器，所述氣缸包括上氣缸和下氣缸，所述控制器分別與壓力傳感器、拉力傳感器、到位傳感器、氣缸連接，所述壓力傳感器設置於研磨機主體的中心位置，拉力傳感器設置於上氣缸的頂部，到位傳感器設置於下氣缸的底部，所述下氣缸與研磨機的上研磨盤連接，所述壓力傳感器用於檢測上研磨盤對工件的壓力，所述拉力傳感器用於檢測氣缸對上研磨盤的拉力，所述到位傳感器用於檢測上研磨盤的到位信息，所述控制器根據壓力傳感器檢測的壓力信號及拉力傳感器檢測的拉力信號，輸出控制信號控制上氣缸和下氣缸的氣壓，以及上研磨盤的拉力，控制上研磨盤上升或下降，根據預先設定的工序控制上研磨盤對工件的壓力。
[0011]還包括報警器、顯示器，所述報警器、顯示器與控制器連接。
[0012]所述報警器包括蜂鳴器、LED燈，所述顯示器為液晶屏或LED顯示屏。
[0013]所述控制器的中央處理器為51內核的單片機。
[0014]所述控制器的中央處理器為MSC1210單片機。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
1、該系統能夠通過對上、下氣缸的氣壓以及上研磨盤的拉力控制，使得上研磨盤平穩的壓到工件上或離開工件，避免對工件造成損壞，同時，控制上研磨盤勻速緩慢的到達懸掛位置，避免對下氣缸的衝擊，造成下氣缸的損壞。
[0016]2、採用3段加壓、減壓方式，使得開始時用較大的步進壓力進行加壓，快速達到壓力上限值，然後用小一點的步進壓力進行加壓，減緩速度達到壓力下限值，最後，採用最小的步進壓力進行加壓，慢慢勻速達到壓力的設定值，減壓是加壓的逆過程，這種加壓、減壓方式，使得加壓速度快，同時加壓精度高，均勻性好，減少對工件的不平衡壓力，提高成品率。
[0017]3、採用MCS1210晶片，這種晶片具有結構簡單、穩定性高、精度高的特點，同時其價格便宜，具有很好的性價比，能夠滿足該裝置的需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的氣壓伺服系統的框圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明的結構及工作過程作進一步說明。
[0020]如圖1所示，一種研磨機氣壓伺服系統，包括控制器、採樣模塊、氣缸，所述採樣模塊包括壓力傳感器、拉力傳感器、到位傳感器，所述氣缸包括上氣缸和下氣缸，所述控制器分別與壓力傳感器、拉力傳感器、到位傳感器、氣缸連接，所述壓力傳感器設置於研磨機主體的中心位置，拉力傳感器設置於上氣缸的頂部，到位傳感器設置於下氣缸的底部，所述下氣缸與研磨機的上研磨盤連接，所述壓力傳感器用於檢測上研磨盤對工件的壓力，所述拉力傳感器用於檢測氣缸對上研磨盤的拉力，所述到位傳感器用於檢測上研磨盤的到位信息，所述控制器根據壓力傳感器檢測的壓力信號及拉力傳感器檢測的拉力信號，輸出控制信號控制上氣缸和下氣缸的氣壓，以及上研磨盤的拉力，控制上研磨盤上升或下降，根據預先設定的工序控制上研磨盤對工件的壓力。
[0021]還包括報警器、顯示器，所述報警器、顯示器與控制器連接。
[0022]所述報警器包括蜂鳴器、LED燈，所述顯示器為液晶屏或LED顯示屏。
[0023]所述控制器的中央處理器為51內核的單片機。
[0024]所述控制器的中央處理器為MSC1210單片機。
[0025]該系統的拉力控制及壓力控制的原理及過程如下:
拉力控制包括上研磨盤上升和下降過程，其中上研磨盤處於上升過程具體步驟如下:步驟1、控制器的中央處理器判斷壓力傳感器檢測到的當前壓力是否為0，如果為0，判斷拉力傳感器當前的拉力是否為0，如果為0，控制器的中央處理器控制下氣缸的氣壓升高，保持上氣缸的氣壓不變，增加對上研磨盤的拉力至預先設定的第一拉力值，上研磨盤以第一速度上升；
步驟2、上研磨盤上升至預先設定的高度下限時，控制器的中央處理器控制上氣缸的氣壓減小，保持下氣缸的氣壓不變，將上研磨盤的拉力增加至預先設定的第二拉力值，上研磨盤以第二速度上升；
步驟3、上研磨盤上升至預先設定的高度上限時，控制器的中央處理器分別控制上、下氣缸的氣壓減小，控制上研磨盤的拉力增加，控制上研磨盤以第三速度上升；
步驟4、到位開關檢測到上研磨盤的到位信號後，發送至控制器的中央處理器，控制器的中央處理器控制上研磨盤停止，上、下氣缸的氣壓為0，上研磨盤的拉力增加至第三拉力值；
步驟5、保持上研磨盤靜止懸掛於氣缸的下部。
[0026]上研磨盤下降過程的具體控制步驟如下:
步驟a、控制器的中央處理器控制上、下氣缸的氣壓增加，上研磨盤以第三速度下降；步驟b、上研磨盤下降至預先設定的高度上限時，控制器的中央處理器控制上氣缸的氣壓增加，下氣缸的氣壓不變，上研磨盤的拉力減小至預先設定的第二拉力值，上研磨盤以第二速度下降；
步驟C、上研磨盤下降至預先設定的高度下限時，控制器的中央處理器控制上氣缸的氣壓不變、下氣缸的氣壓增加，上研磨盤的拉力減小至預先設定的第一拉力值，上研磨盤以第三速度下降；
步驟d、上研磨盤下降至工件的上表面，壓力傳感器檢測上研磨盤對工件的壓力信號，控制器的中央處理器根據該壓力信號，控制上、下氣缸的氣壓減小，上研磨盤的拉力減小，直至上研磨盤對工件的壓力達到預先設定的壓力初始值，下氣缸的氣壓減小至0，上研磨盤的拉力減小至O。
[0027]其中，所述第三拉力值 > 第二拉力值 > 第一拉力值，所述第一速度等於第三速度，且小於第二速度。
[0028]壓力控制包括控制上研磨盤加壓過程及減壓過程，其中，加壓過程包括如下步驟:
步驟1、壓力傳感器實時檢測上研磨盤對工件的當前壓力，並發送至控制器；
步驟2、控制器根據預先設定的目標壓力值及上研磨盤對工件的實時壓力計算壓力差值；
步驟3、比較壓力差值與預先設定的壓力上限值，如果壓力差值大於壓力上限值，上研磨盤對工件的當前壓力增加第一步進壓力值，否則，執行步驟4 ;
步驟4、比較壓力差值與預先設定的壓力下限值，如果壓力差值大於壓力下限值，上研磨盤對工件的當前壓力增加第二步進壓力值，否則，執行步驟5 ；
步驟5、上研磨盤對工件的當前壓力增加第三步進壓力值；
步驟6、重複執行步驟I至步驟6，直到上研磨盤對工件的當前壓力達到預先設定的目標壓力值，上研磨盤保持該目標壓力值對工件加壓；
上研磨盤減壓過程的具體步驟如下:
步驟a、壓力傳感器實時檢測上研磨盤對工件的當前壓力，並發送至控制器；
步驟b、控制器根據預先設定的目標壓力值及上研磨盤對工件的實時壓力計算壓力差值；
步驟C、比較壓力差值與預先設定的壓力下限值，如果壓力差值小於壓力下限值，上研磨盤對工件的當前壓力減小第三步進壓力值，否則，執行步驟b ;
步驟d、比較壓力差值與預先設定的壓力上限值，如果壓力差值小於壓力上限值，上研磨盤對工件的當前壓力減小第二步進壓力值，否則，執行步驟c ；
步驟e、上研磨盤對工件的當前壓力減小第一步進壓力值；
步驟f、重複依次執行步驟1、步驟2、步驟a至步驟d，直到上研磨盤對工件的當前壓力等於O，上研磨盤停止。
[0029]其中，所述第一步進壓力值> 第二步進壓力值> 第三步進壓力值。
[0030]本發明採用MCS1210晶片作為控制器的中央處理器，這種晶片具有結構簡單、穩定性高、精度高的特點，同時其價格便宜，具有很好的性價比，能夠滿足該裝置的需求。
【權利要求】
1.一種研磨機氣壓伺服系統，其特徵在於:包括控制器、米樣模塊、氣缸，所述米樣模塊包括壓力傳感器、拉力傳感器、到位傳感器，所述氣缸包括上氣缸和下氣缸，所述控制器分別與壓力傳感器、拉力傳感器、到位傳感器、氣缸連接，所述壓力傳感器設置於研磨機主體的中心位置，拉力傳感器設置於上氣缸的頂部，到位傳感器設置於下氣缸的底部，所述下氣缸與研磨機的上研磨盤連接，所述壓力傳感器用於檢測上研磨盤對工件的壓力，所述拉力傳感器用於檢測氣缸對上研磨盤的拉力，所述到位傳感器用於檢測上研磨盤的到位信息，所述控制器根據壓力傳感器檢測的壓力信號及拉力傳感器檢測的拉力信號，輸出控制信號控制上氣缸和下氣缸的氣壓，以及上研磨盤的拉力，控制上研磨盤上升或下降，根據預先設定的工序控制上研磨盤對工件的壓力。
2.根據權利要求1所述的研磨機氣壓伺服系統，其特徵在於:還包括報警器、顯示器，所述報警器、顯示器與控制器連接。
3.根據權利要求2所述的研磨機氣壓伺服系統，其特徵在於:所述報警器包括蜂鳴器、LED燈，所述顯示器為液晶屏或LED顯示屏。
4.根據權利要求1所述的研磨機氣壓伺服系統，其特徵在於:所述控制器的中央處理器為51內核的單片機。
5.根據權利要求4所述的研磨機氣壓伺服系統，其特徵在於:所述控制器的中央處理器為MSC1210單片機。
【文檔編號】B24B37/00GK104354093SQ201410557148
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】高珺, 胡國良, 朱霞 申請人:蘇州合欣美電子科技有限公司