CN104440554A - 一种基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法 - Google Patents

一种基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法 Download PDF

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CN104440554A CN201410558695.5A CN201410558695A CN104440554A CN 104440554 A CN104440554 A CN 104440554A CN 201410558695 A CN201410558695 A CN 201410558695A CN 104440554 A CN104440554 A CN 104440554A
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高珺
胡国良
朱霞
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Suzhou Hexinmei Electronic Technology Co Ltd
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Suzhou Hexinmei Electronic Technology Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another

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Abstract

本发明公开了一种基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法，该方法中，利用速度传感器实时采集各电机的速度并传输给控制器，控制器根据采集的速度信息处理，对各电机进行实时的速度调整，使得抛光机各电机能够在短时间内平稳的达到预定的速度，并且在整个变速过程中步进速度均匀，减少了电机的损耗，提高了工作效率的同时，增加了电机的使用寿命，节约了成本。

Description

一种基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法
技术领域
本发明属于电子设备应用领域，具体涉及一种基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法。
背景技术
随着微电子技术和信息技术的发展，各种光电子元件得到快速的发展并趋于高性能化。对光电子元件的关键零件—基片的材料的表面光洁度和平整度等加工精度提出了越来越高的要求，有的甚至要求达到纳米级或更高的加工精度和无损伤的表面加工质量面。抛光加工作为晶片超平滑表面加工最有效的技术手段之一，受到了超精密加工研究领域和光电子材料生产加工企业的广泛关注与重视。
目前我国超精密加工研究与应用水平还落后于工业技术发达国家，我国虽有众多光电子材料晶片生产企业，但多数工厂只能完成研磨加工及少量产品的单面抛光加工，尚存在工件加工表面平整度差、加工效率低等诸多间题，这一现象严重制约着生产企业的发展。国际上只有美国、日本、英国等少数工业发达国家能够生产双面抛光机产品，且价格昂贵。因此开展双面控制系统的研究，研制出具有自主产权的纳米级超精密双面抛光机，对提高我国光电子元件产品的加工水平具有重要意义。
该类设备主要适用于半导体硅片、磁性材料、蓝宝石、光学玻璃、金属材料及其它硬脆材料的双面高精度高效率的抛光加工。
1、该机采用四动抛光原理；二电机分别拖动上下抛盘、太阳轮、内齿圈；PLC调整设定控制；彩色NT显示的人机界面系统。
2、龙门箱形结构，配置大功率减速系统，软启动、软停止，运转平稳，抛光时间根据计时器可随意设定，采用了自动供给抛光液装置。
3、与抛光液接触的零部件选用了防腐材料或表面进行了特殊处理。
4、通过精密称重传感器与高精密的气动控制系统联合实现了压力闭环反馈控制，确保了工件压力的准确性。
5、主要运动副采用了强制集中润滑。
6、抛光液系统具有独立搅拌、循环水冷却、抛光液加热以及抛光液温度检测功能，各功能可选配制做。
平面抛光机是指将平面工件进行超精密加工，祛除工件表面的划痕，斑点，塌边现象，使工件表面光亮，平滑，成镜面效果甚至达到某一精确的粗超度值的机器。
申请号为201420004463.0，申请日为2014年01月03日公开的一种双面抛光机，包括机座，所述机座与横梁通过支柱与立柱连接，机座上部安装有游星轮与太阳轮，机座内部安装有电机传动系统，横梁上部设有气缸，横梁下部安装有上磨盘支撑机构，此上磨盘支撑机构与气缸连接，所述立柱与横杆之间安装有支撑装置，所述横梁与立柱相对应的一侧下部安装有轴承座，此轴承座与立柱上端的轴承相连接。本实用新型的有益效果为：将立柱做成旋转可调式立柱，横梁与可调式立柱连接，当上盘需要贴抛光布或更换磨盘时，可以将横梁转动一定的角度，这样上盘就转到机座以外的地方，如此贴抛光布或更换磨盘时比较方便快捷，使操作员对上盘下盘进行贴抛光布或更换磨盘的工序时简单方便，降低操作难度，减少操作时间，提高生产率。
上述专利从更换磨盘或贴抛光布的工序上做了改进，并未对电机控制做出任何改变，仍然利用传统的电机控制方法，传统的电机控制方法，启动不平稳，同时变速过程不均匀，容易造成工件的磨损或损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法，解决了现有技术中抛光机电机启动不平稳、变速过程不均匀的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法，所述抛光机电机的速度控制系统包括控制器、若干个电机、与每个电机配合的速度传感器，所述速度传感器检测相应电机的运行速度，传输至控制器，控制器根据收到的速度信息进行处理，然后对各个电机进行速度调节，所述速度控制方法包括如下步骤：
步骤1、获取当前电机的速度值，并判断当前的速度值是否与预先设定的值相等，如果相等，保持当前电机速度值运行并输出当前电机速度值，否则，执行步骤2；
步骤2、计算速度差值，并根据速度差值计算速度的步进值，其中，
速度差值Δv采用如下公式计算：
Δv＝vc-vt，其中，vc为预先设定的速度值，vt为当前速度值；
速度的步进值vs采用如下公式计算：
其中，Δv为速度差值，Δv为发数时间间隔，tv为变速时间；
步骤3、比较当前速度值与预先设定的速度值，如果当前速度值大于预先设定的速度值，电机运行在减速过程，依次执行步骤4、步骤6，如果当前速度值小于预先设定的速度值，电机运行在加速过程，依次执行步骤5、步骤6；
步骤4、根据如下公式计算减速过程中电机实时输出的速度值vout-：
vout-＝v'out-+vs，其中，v'out-为电机减速过程中在前一刻输出的速度值；
步骤5、根据如下公式计算加速过程中电机实时输出的速度值vout+：
vout+＝v'out++vs，其中，v'out+为电机加速过程中在前一刻输出的速度值；
步骤6、返回执行步骤1。
所述控制器的中央处理器为MSC1210单片机。
所述若干个电机包括内齿圈电机、外齿圈电机、太阳轮电机、抛光盘电机。
所述抛光机电机的速度控制系统还包括声、光报警装置，所述声、光报警装置均与控制器连接，当电机或者相应的装置出现故障时，控制器发出声、光报警信号。
所述声报警装置为蜂鸣器，所述光报警装置为红、绿、蓝三个LED灯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
该方法中，利用速度传感器实时采集各电机的速度并传输给控制器，控制器根据采集的速度信息处理，对各电机进行实时的速度调整，使得抛光机各电机能够在短时间内平稳的达到预定的速度，并且在整个变速过程中步进速度均匀，减少了电机的损耗，提高了工作效率的同时，增加了电机的使用寿命，节约了成本。
附图说明
图1为本发明的方法流程框图。
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。
如图1所示，一种基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法，所述抛光机电机的速度控制系统包括控制器、若干个电机、与每个电机配合的速度传感器，所述速度传感器检测相应电机的运行速度，传输至控制器，控制器根据收到的速度信息进行处理，然后对各个电机进行速度调节，所述速度控制方法包括如下步骤：
步骤1、获取当前电机的速度值，并判断当前的速度值是否与预先设定的值相等，如果相等，保持当前电机速度值运行并输出当前电机速度值，否则，执行步骤2；
步骤2、计算速度差值，并根据速度差值计算速度的步进值，其中，
速度差值Δv采用如下公式计算：
Δv＝vc-vt，其中，vc为预先设定的速度值，vt为当前速度值；
速度的步进值vs采用如下公式计算：
其中，Δv为速度差值，Δv为发数时间间隔，tv为变速时间；
步骤3、比较当前速度值与预先设定的速度值，如果当前速度值大于预先设定的速度值，电机运行在减速过程，依次执行步骤4、步骤6，如果当前速度值小于预先设定的速度值，电机运行在加速过程，依次执行步骤5、步骤6；
步骤4、根据如下公式计算减速过程中电机实时输出的速度值vout-：
vout-＝v'out-+vs，其中，v'out-为电机减速过程中在前一刻输出的速度值；
步骤5、根据如下公式计算加速过程中电机实时输出的速度值vout+：
vout+＝v'out++vs，其中，v'out+为电机加速过程中在前一刻输出的速度值；
步骤6、返回执行步骤1。
该方法中，利用速度传感器实时采集各电机的速度并传输给控制器，控制器根据采集的速度信息处理，对各电机进行实时的速度调整，使得抛光机各电机能够在短时间内平稳的达到预定的速度，并且在整个变速过程中步进速度均匀，减少了电机的损耗，提高了工作效率的同时，增加了电机的使用寿命，节约了成本。
所述控制器的中央处理器为MSC1210单片机。
所述若干个电机包括内齿圈电机、外齿圈电机、太阳轮电机、抛光盘电机。
所述抛光机电机的速度控制系统还包括声、光报警装置，所述声、光报警装置均与控制器连接，当电机或者相应的装置出现故障时，控制器发出声、光报警信号。
所述声报警装置为蜂鸣器，所述光报警装置为红、绿、蓝三个LED灯。
德州仪器(TI)的MSC1210单片机都达到了混合信号处理的颠峰，它集成了一个增强型8051内核，有8路24位低功耗(4mW)A/D转换器；21个中断源；16位PWM；全双工UART(并兼容有SPI功能)；停止方式电流小于1mA；比标准8051内核执行速度快3倍且全兼容；片内集成32K字节FLASH，而且FLASH可定义为程序分区与数据存储分区，给设计带来非常大的灵活性；片内SRAM也多达1.2K字节；采用TQFP64小型封装。由于具有如此高的模拟和数字集成度，对各种要求小体积、高集成度和精确测量而言，MCS1210实为理想的整合选择。

Claims (5)

1.一种基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法，所述抛光机电机的速度控制系统包括控制器、若干个电机、与每个电机配合的速度传感器，所述速度传感器检测相应电机的运行速度，传输至控制器，控制器根据收到的速度信息进行处理，然后对各个电机进行速度调节，其特征在于：所述速度控制方法包括如下步骤：
步骤1、获取当前电机的速度值，并判断当前的速度值是否与预先设定的值相等，如果相等，保持当前电机速度值运行并输出当前电机速度值，否则，执行步骤2；
步骤2、计算速度差值，并根据速度差值计算速度的步进值，其中，
速度差值Δv采用如下公式计算：
Δv＝vc-vt，其中，vc为预先设定的速度值，vt为当前速度值；
速度的步进值vs采用如下公式计算：
其中，Δv为速度差值，Δv为发数时间间隔，tv为变速时间；
步骤3、比较当前速度值与预先设定的速度值，如果当前速度值大于预先设定的速度值，电机运行在减速过程，依次执行步骤4、步骤6，如果当前速度值小于预先设定的速度值，电机运行在加速过程，依次执行步骤5、步骤6；
步骤4、根据如下公式计算减速过程中电机实时输出的速度值vout-：
vout-＝v'out-+vs，其中，v'out-为电机减速过程中在前一刻输出的速度值；
步骤5、根据如下公式计算加速过程中电机实时输出的速度值vout+：
vout+＝v'out++vs，其中，v'out+为电机加速过程中在前一刻输出的速度值；
步骤6、返回执行步骤1。
2.根据权利要求1所述的基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法，其特征在于：所述控制器的中央处理器为MSC1210单片机。
3.根据权利要求1所述的基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法，其特征在于：所述若干个电机包括内齿圈电机、外齿圈电机、太阳轮电机、抛光盘电机。
4.根据权利要求1所述的基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法，其特征在于：所述抛光机电机的速度控制系统还包括声、光报警装置，所述声、光报警装置均与控制器连接，当电机或者相应的装置出现故障时，控制器发出声、光报警信号。
5.根据权利要求4所述的基于抛光机电机的速度控制系统的速度控制方法，其特征在于：所述声报警装置为蜂鸣器，所述光报警装置为红、绿、蓝三个LED灯。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105798775A (zh) * 2016-05-19 2016-07-27 无锡工艺职业技术学院 一种智能轴承磨削速度控制器及其控制方法
CN109056686A (zh) * 2018-06-29 2018-12-21 武汉船用机械有限责任公司 一种升降系统的保护方法

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