CN104369087A - 一种研磨机气压伺服系统的压力控制方法 - Google Patents

一种研磨机气压伺服系统的压力控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种研磨机气压伺服系统的压力控制方法，采用3段加压减压的方式，使得开始时用较大的步进压力进行加压，快速达到压力上限值，然后用小一点的步进压力进行加压，减缓速度达到压力下限值，最后，采用最小的步进压力进行加压，慢慢匀速达到压力的设定值，这种加压方式，使得加压速度快，同时加压精度高，均匀性好，减少对工件的不平衡压力，提高成品率。

Description

一种研磨机气压伺服系统的压力控制方法
技术领域
本发明属于电子设备应用领域，具体涉及一种研磨机气压伺服系统的压力控制方法。
背景技术
平面研磨机为精密研磨抛光设备，被磨、抛材料放于研磨盘上，研磨盘逆时钟转动，修正轮带动工件自转，加压气缸对工件施压，工件与研磨盘作相对运转磨擦，来达到研磨抛光目的。
研磨盘修整机构采用油压悬浮导轨前后往复运动，金刚石修面刀给研磨盘的研磨面进行精密修整，得到理想的平面效果。
系列研磨机工件加压采用气缸加压的方式，压力可调；
研磨机采用PLC程控系统，触摸屏操作面板，研磨盘转速与定时可直接在触摸屏上输入。文本显示器为人机对话界面的控制方式。人机对话界面可以就设备维护、运行、故障等信息与人对话；操作界面直观方便、程序控制、操作简单。全方位安全考虑，非正常状态的误操作无效。实时监控，故障、错误报警，维护方便　研磨，是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工（如切削加工）。研磨可用于加工各种金属和非金属材料，加工的表面形状有平面，内、外圆柱面和圆锥面，凸、凹球面，螺纹，齿面及其他型面。加工精度可达IT5～01，表面粗糙度可达Ra0.63～0.01微米，属于精密加工 。
平面研磨机为精密研磨抛光设备，被磨、抛材料放于平整的研磨盘上，研磨盘逆时钟转动，修正轮带动工件自转，重力加压或其它方式对工件施压，工件与研磨盘作相对运转磨擦，来达到研磨抛光目的。产生磨削作用的磨料颗粒有两种来源，一种来自于不断外加（常称为游离磨料）；另一种方法是将磨料颗粒固定在研磨盘中（常称为固着磨料）。
申请号为200610128257.0，申请日为2006年11月21日公开了一种钢球研磨机的主压力传递机构。涉及一种钢球研磨机,本发明的目的是提供一种钢球研磨机的主压力传递机构,这种主压力传递机构的工艺性好,制造费用低,研磨的钢球精度高。本发明的技术方案是,钢球研磨机的主压力传递机构,包括法兰盘、弹簧和压块,在法兰盘的盲孔中固定一导向柱,弹簧的上端置于导向柱和法兰盘盲孔之间的环形腔内,其下端置于导向套孔内,导向套和弹簧的下端面置于压板上的环形平面上。法兰盘盲孔端面和导向柱体内设有螺纹孔与螺钉的外螺纹相配。本发明用于钢球研磨机。
申请号为201020255177.3，申请日为2010年07月12日公开了一种能提高产品质量的双层平面研磨机压力平衡机构,它包括立轴,立轴上设有由下磨盘传动系统(3)带动的主下磨盘(4)、副下磨盘(7)和由上磨盘传动系统(11)带动的主上磨盘(6)、副上磨盘(8),其特征是所述的立轴为与底座(1)连接的台阶轴(2),副下磨盘(7)安装在台阶轴(2)的轴肩(10)上,本实用新型结构简单,两对研磨盘的工作压力相同,工件加工条件相同,产品质量得到了保证。
上述专利在一定程度了对研磨机的工作压力做了改进，但是，对于研磨机领域来说，这种改变并没有从根本上有效提高工件的成品率，以及工作效率，上述专利的研磨机仍然存在工件损失率高，工作效率低等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种研磨机气压伺服系统的压力控制方法，解决了现有技术中研磨机工件损失率高、工作效率低的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种研磨机气压伺服系统的压力控制方法，所述研磨机气压伺服系统包括控制模块、压力采样模块、加压模块，所述控制模块包括控制器、AD转换器、DA转换器，所述加压模块包括气缸，所述压力采样模块包括压力传感器，所述控制器分别与AD转换器、DA转换器连接，所述AD转换器与压力传感器连接，DA转换器与气缸连接，所述压力传感器设置于研磨机主体的中心位置，所述气缸与研磨机的上研磨盘连接，所述压力传感器用于检测上研磨盘对工件的压力，所述控制器根据压力传感器检测的压力信号，输出控制信号控制气缸加压或减压，所述控制器根据预先设定的工序参数判断上研磨盘处于加压或减压过程，如果上研磨盘处于加压过程，依次执行步骤1至步骤6，如果上研磨盘处于减压过程，依次执行1、步骤2、步骤a至步骤d：
步骤1、压力传感器实时检测上研磨盘对工件的当前压力，并发送至控制器；
步骤2、控制器根据预先设定的目标压力值及上研磨盘对工件的实时压力计算压力差值；
步骤3、比较压力差值与预先设定的压力上限值，如果压力差值大于压力上限值，上研磨盘对工件的当前压力增加第一步进压力值，否则，执行步骤4；
步骤4、比较压力差值与预先设定的压力下限值，如果压力差值大于压力下限值，上研磨盘对工件的当前压力增加第二步进压力值，否则，执行步骤5；
步骤5、上研磨盘对工件的当前压力增加第三步进压力值；
步骤6、重复执行步骤1至步骤6，直到上研磨盘对工件的当前压力达到预先设定的目标压力值，上研磨盘保持该目标压力值对工件加压；
步骤a、比较压力差值与预先设定的压力下限值，如果压力差值小于压力下限值，上研磨盘对工件的当前压力减小第三步进压力值，否则，执行步骤b；
步骤b、比较压力差值与预先设定的压力上限值，如果压力差值小于压力上限值，上研磨盘对工件的当前压力减小第二步进压力值，否则，执行步骤c；
步骤c、上研磨盘对工件的当前压力减小第一步进压力值；
步骤d、重复依次执行步骤1、步骤2、步骤a至步骤d，直到上研磨盘对工件的当前压力等于0，上研磨盘停止。
所述第一步进压力值＞第二步进压力值＞第三步进压力值。
所述控制模块还包括报警器、显示器，所述报警器、显示器与控制器连接。
所述报警器包括蜂鸣器、LED灯，所述显示器为液晶屏或LED显示屏。
所述控制器的中央处理器为51内核的单片机。
所述控制器的中央处理器为MSC1210单片机。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、采用3段加压方式，使得开始时用较大的步进压力进行加压，快速达到压力上限值，然后用小一点的步进压力进行加压，减缓速度达到压力下限值，最后，采用最小的步进压力进行加压，慢慢匀速达到压力的设定值，这种加压方式，使得加压速度快，同时加压精度高，均匀性好，减少对工件的不平衡压力，提高成品率。
2、减压是加压的逆过程，开始时采用小的压力减压，然后，逐步增大减压的步进压力，使得开始时压力缓慢减小，避免减压太快，研磨器上盘提前的太快，造成工件错位，进而损坏工件，这种减压方式有效保护减压过程中，工件不被损坏，有效提高了成品率，减小了工件的不良率。
3、采用MCS1210芯片，这种芯片具有结构简单、稳定性高、精度高的特点，同时其价格便宜，具有很好的性价比，能够满足该装置的需求。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
图2为本发明加压过程压力曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
研磨机加工工件的过程中最重要的两个过程。
气压伺服系统是要求它的被控对象，能够按照在控制器中所指定的目标值，去精确地逼近这一目标。目标值可为气缸的位置或是气缸的输出力的大小。在气压伺服系统中，要求某气缸停留在某一位置上，并具有一定的精度要求，同时其输出力的大小要达到所设定的目标值，也要有一定的精度要求。
如图1、图2所示，一种研磨机气压伺服系统的压力控制方法，所述研磨机气压伺服系统包括控制模块、压力采样模块、加压模块，所述控制模块包括控制器、AD转换器、DA转换器，所述加压模块包括气缸，所述压力采样模块包括压力传感器，所述控制器分别与AD转换器、DA转换器连接，所述AD转换器与压力传感器连接，DA转换器与气缸连接，所述压力传感器设置于研磨机主体的中心位置，所述气缸与研磨机的上研磨盘连接，所述压力传感器用于检测上研磨盘对工件的压力，所述控制器根据压力传感器检测的压力信号，输出控制信号控制气缸加压或减压，所述控制器根据预先设定的工序参数判断上研磨盘处于加压或减压过程，如果上研磨盘处于加压过程，依次执行步骤1至步骤6，如果上研磨盘处于减压过程，依次执行1、步骤2、步骤a至步骤d：
步骤1、压力传感器实时检测上研磨盘对工件的当前压力，并发送至控制器；
步骤2、控制器根据预先设定的目标压力值及上研磨盘对工件的实时压力计算压力差值；
步骤3、比较压力差值与预先设定的压力上限值，如果压力差值大于压力上限值，上研磨盘对工件的当前压力增加第一步进压力值，否则，执行步骤4；
步骤4、比较压力差值与预先设定的压力下限值，如果压力差值大于压力下限值，上研磨盘对工件的当前压力增加第二步进压力值，否则，执行步骤5；
步骤5、上研磨盘对工件的当前压力增加第三步进压力值；
步骤6、重复执行步骤1至步骤6，直到上研磨盘对工件的当前压力达到预先设定的目标压力值，上研磨盘保持该目标压力值对工件加压；
步骤a、比较压力差值与预先设定的压力下限值，如果压力差值小于压力下限值，上研磨盘对工件的当前压力减小第三步进压力值，否则，执行步骤b；
步骤b、比较压力差值与预先设定的压力上限值，如果压力差值小于压力上限值，上研磨盘对工件的当前压力减小第二步进压力值，否则，执行步骤c；
步骤c、上研磨盘对工件的当前压力减小第一步进压力值；
步骤d、重复依次执行步骤1、步骤2、步骤a至步骤d，直到上研磨盘对工件的当前压力等于0，上研磨盘停止。
所述第一步进压力值＞第二步进压力值＞第三步进压力值。
采用3段加压减压方式，使得开始时用较大的步进压力进行加压，快速达到压力上限值，然后用小一点的步进压力进行加压，减缓速度达到压力下限值，最后，采用最小的步进压力进行加压，慢慢匀速达到压力的设定值，这种加压方式，使得加压速度快，同时加压精度高，均匀性好，减少对工件的不平衡压力，提高成品率。
减压是加压的逆过程，开始时采用小的压力减压，然后，逐步增大减压的步进压力，使得开始时压力缓慢减小，避免减压太快，研磨器上盘提前的太快，造成工件错位，进而损坏工件，这种减压方式有效保护减压过程中，工件不被损坏，有效提高了成品率，减小了工件的不良率。
所述控制模块还包括报警器、显示器，所述报警器、显示器与控制器连接。
所述报警器包括蜂鸣器、LED灯，所述显示器为液晶屏或LED显示屏。
所述控制器的中央处理器为51内核的单片机。
所述控制器的中央处理器为MSC1210单片机。
采用MCS1210芯片，这种芯片具有结构简单、稳定性高、精度高的特点，同时其价格便宜，具有很好的性价比，能够满足该装置的需求。

Claims (6)

1.一种研磨机气压伺服系统的压力控制方法，所述研磨机气压伺服系统包括控制模块、压力采样模块、加压模块，所述控制模块包括控制器、AD转换器、DA转换器，所述加压模块包括气缸，所述压力采样模块包括压力传感器，所述控制器分别与AD转换器、DA转换器连接，所述AD转换器与压力传感器连接，DA转换器与气缸连接，所述压力传感器设置于研磨机主体的中心位置，所述气缸与研磨机的上研磨盘连接，所述压力传感器用于检测上研磨盘对工件的压力，所述控制器根据压力传感器检测的压力信号，输出控制信号控制气缸加压或减压，其特征在于：所述控制器根据预先设定的工序参数判断上研磨盘处于加压或减压过程，如果上研磨盘处于加压过程，依次执行步骤1至步骤6，如果上研磨盘处于减压过程，依次执行1、步骤2、步骤a至步骤d：
步骤1、压力传感器实时检测上研磨盘对工件的当前压力，并发送至控制器；
步骤2、控制器根据预先设定的目标压力值及上研磨盘对工件的实时压力计算压力差值；
步骤3、比较压力差值与预先设定的压力上限值，如果压力差值大于压力上限值，上研磨盘对工件的当前压力增加第一步进压力值，否则，执行步骤4；
步骤4、比较压力差值与预先设定的压力下限值，如果压力差值大于压力下限值，上研磨盘对工件的当前压力增加第二步进压力值，否则，执行步骤5；
步骤5、上研磨盘对工件的当前压力增加第三步进压力值；
步骤6、重复执行步骤1至步骤6，直到上研磨盘对工件的当前压力达到预先设定的目标压力值，上研磨盘保持该目标压力值对工件加压；
步骤a、比较压力差值与预先设定的压力下限值，如果压力差值小于压力下限值，上研磨盘对工件的当前压力减小第三步进压力值，否则，执行步骤b；
步骤b、比较压力差值与预先设定的压力上限值，如果压力差值小于压力上限值，上研磨盘对工件的当前压力减小第二步进压力值，否则，执行步骤c；
步骤c、上研磨盘对工件的当前压力减小第一步进压力值；
步骤d、重复依次执行步骤1、步骤2、步骤a至步骤d，直到上研磨盘对工件的当前压力等于0，上研磨盘停止。
2.根据权利要求1所述的研磨机气压伺服系统的压力控制方法，其特征在于：所述第一步进压力值＞第二步进压力值＞第三步进压力值。
3.根据权利要求1所述的研磨机气压伺服系统的压力控制方法，其特征在于：所述控制模块还包括报警器、显示器，所述报警器、显示器与控制器连接。
4.根据权利要求3所述的研磨机气压伺服系统的压力控制方法，其特征在于：所述报警器包括蜂鸣器、LED灯，所述显示器为液晶屏或LED显示屏。
5.根据权利要求1所述的研磨机气压伺服系统的压力控制方法，其特征在于：所述控制器的中央处理器为51内核的单片机。
6.根据权利要求5所述的研磨机气压伺服系统的压力控制方法，其特征在于：所述控制器的中央处理器为MSC1210单片机。
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