CN112145488A - 双面机高精度气液联动驱动系统 - Google Patents

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Abstract

一种双面机高精度气液联动驱动系统，用于驱动双面机，所述双面机具有底座支架、固定设置于底座支架上的下盘、活动地位于下盘上方的上盘；所述双面机高精度气液联动驱动系统包括综合驱动装置及与综合驱动装置连接的气液联动缸；气液联动缸的底部活动地设置有输出杆，输出杆的末端与上盘固定连接，气液联动缸的内部滑动地设置有活塞件，输出杆的顶部与活塞件的中部固定连接。如此将气压控制与液压控制结合起来，分阶段实现快速下降、缓速下降、缓速上升及快速上升、同时兼顾了效率及稳定性。

Description

双面机高精度气液联动驱动系统
技术领域
本发明涉及双面机控制技术领域，特别是一种双面机高精度气液联动驱动系统。
背景技术
双面机，用于半导体光学部件加工。双面机具有固定的下盘及活动地位于下盘上方的上盘。
现有的双面机的控制方式有两种，一种是气压控制，一种是液压控制。气缸的驱动速度较快，但稳定性较差。通过气缸带动上盘升降过程，当升降速度减慢到一定程度时，上盘会出现蠕动现象，甚至不动，着盘压力很难做到很小，对着盘力要求小的工件容易被压碎；在机器旋转运行，两盘之间闭环加减压控制时，压力波动大，加工出来的工件易碎，散差大。气缸使用寿命短。液压缸虽然更为稳定，在驱动上盘上升或下降时无法以较快的速度实现。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种将气压控制与液压控制结合起来，分阶段实现快速下降、缓速下降、缓速上升及快速上升、同时兼顾了效率及稳定性的双面机高精度气液联动驱动系统，以解决上述问题。
一种双面机高精度气液联动驱动系统，用于驱动双面机，所述双面机具有底座支架、固定设置于底座支架上的下盘、活动地位于下盘上方的上盘；所述双面机高精度气液联动驱动系统包括综合驱动装置及与综合驱动装置连接的气液联动缸；气液联动缸的底部活动地设置有输出杆，输出杆的末端与上盘固定连接，气液联动缸的内部滑动地设置有活塞件，输出杆的顶部与活塞件的中部固定连接。
进一步地，所述活塞件将气液联动缸的内部空间分隔为上部的气室及下部的液腔，气室的侧壁靠近顶部的位置开设有第一连接孔，液腔的侧壁靠近底部的位置开设有第二连接孔。
进一步地，所述综合驱动装置包括气源单元、精密调压阀、气液转换装置、电控比例阀、安全阀FA、第一调速阀FS1、第二调速阀FS2、节流阀FL、第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5及精密过滤器GL；气源单元的输出端与安全阀FA的第一端连接，安全阀FA的第二端与精密调压阀的第一端、第三电磁阀YV3的第一端均连接；精密调压阀的第二端与第一电磁阀YV1的第一端连接，第一电磁阀YV1的第二端与第二电磁阀YV2的第一端连接，第二电磁阀YV2的第二端通过第一调速阀FS1与气液转换装置的气体端连接，气液转换装置的液体端通过节流阀FL与气液联动缸的第二连接孔连接；第三电磁阀YV3的第二端连接于第二电磁阀YV2与第一调速阀FS1之间的节点；安全阀FA的第二端还通过精密过滤器GL与电控比例阀的第一端连接，电控比例阀的第二端与第四电磁阀YV4的第一端连接，第四电磁阀YV4的第二端与第五电磁阀YV5的第三端连接，第五电磁阀YV5的第二端通过第二调速阀FS2与气液联动缸的第一连接孔连接。
进一步地，所述第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5均具有第三端；第一电磁阀YV1的第三端与外部连通、第五电磁阀YV5的第一端与外部连通；第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4的第三端封闭。
进一步地，所述第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5均具有电控端，电控端用于控制第二端选择性地与第一端或第三端连通。
进一步地，所述气液联动缸靠近底部的位置设置有用于感应活塞件的下限位感应开关，气液联动缸靠近顶部的位置设置有用于感应活塞件的上限位感应开关。
与现有技术相比，本发明的双面机高精度气液联动驱动系统用于驱动双面机，所述双面机具有底座支架、固定设置于底座支架上的下盘、活动地位于下盘上方的上盘；所述双面机高精度气液联动驱动系统包括综合驱动装置及与综合驱动装置连接的气液联动缸；气液联动缸的底部活动地设置有输出杆，输出杆的末端与上盘固定连接，气液联动缸的内部滑动地设置有活塞件，输出杆的顶部与活塞件的中部固定连接。如此将气压控制与液压控制结合起来，分阶段实现快速下降、缓速下降、缓速上升及快速上升、同时兼顾了效率及稳定性。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明提供的双面机高精度气液联动驱动系统的工作示意图。
图2为本发明提供的双面机高精度气液联动驱动系统的原理示意图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参考图1，本发明提供的双面机高精度气液联动驱动系统用于驱动双面机，双面机具有底座支架101、固定设置于底座支架101上的下盘102、活动地位于下盘102上方的上盘103。本发明提供的双面机高精度气液联动驱动系统包括综合驱动装置100及与综合驱动装置100连接的气液联动缸200，气液联动缸200的底部活动地设置有输出杆220。输出杆220的末端与上盘103固定连接。
请参考图2，气液联动缸200的内部滑动地设置有活塞件210，输出杆220的顶部与活塞件210的中部固定连接。
活塞件210将气液联动缸200的内部空间分隔为上部的气室及下部的液腔。气室的侧壁靠近顶部的位置开设有第一连接孔，液腔的侧壁靠近底部的位置开设有第二连接孔。
气液联动缸200靠近底部的位置设置有用于感应活塞件210的下限位感应开关105，气液联动缸200靠近顶部的位置设置有用于感应活塞件210的上限位感应开关106。
综合驱动装置100包括气源单元10、精密调压阀20、气液转换装置30、电控比例阀40、安全阀FA、第一调速阀FS1、第二调速阀FS2、节流阀FL、第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5及精密过滤器GL。精密过滤器GL用于过滤气体杂质。
气源单元10的输出端与安全阀FA的第一端连接。安全阀FA的第二端与精密调压阀20的第一端、第三电磁阀YV3的第一端均连接。
精密调压阀20的第二端与第一电磁阀YV1的第一端连接，第一电磁阀YV1的第二端与第二电磁阀YV2的第一端连接，第二电磁阀YV2的第二端通过第一调速阀FS1与气液转换装置30的气体端连接，气液转换装置30的液体端通过节流阀FL与气液联动缸200的第二连接孔连接。
第三电磁阀YV3的第二端连接于第二电磁阀YV2与第一调速阀FS1之间的节点。
第一电磁阀YV1的第三端与外部连通，第二电磁阀YV2及第三电磁阀YV3的第三端封闭。
安全阀FA的第二端还通过精密过滤器GL与电控比例阀40的第一端连接，电控比例阀40的第二端与第四电磁阀YV4的第一端连接，第四电磁阀YV4的第二端与第五电磁阀YV5的第三端连接，第五电磁阀YV5的第二端通过第二调速阀FS2与气液联动缸200的第一连接孔连接。第四电磁阀YV4的第三端封闭。
第五电磁阀YV5的第一端与外部连通。第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5均具有电控端，控制电控端的通电与否选择性地控制第二端与第一端或第三端连通。
气源单元10、精密调压阀20及电控比例阀40均能产生预定的气压。精密调压阀20用于手动调节气体压力，电控比例阀40用于自动调节气体压力，在机器运行压力闭环控制中使用。
本发明提供的双面机高精度气液联动驱动系统能够控制上盘103以不同的速度上升或下降。具体地，本发明提供的双面机高精度气液联动驱动系统具有四种控制模式，分别为快速下降驱动模式、缓速下降驱动模式、缓速上升驱动模式及快速上升驱动模式。
一、快速下降驱动模式：上盘103处于距离下盘102较高的位置时，当需要驱动上盘103快速下降时，气源单元10、精密调压阀20及电控比例阀40均不工作，第二电磁阀YV2、第五电磁阀YV5导通，即电磁阀的第二端与第一端连通。第一电磁阀YV1开路，即电磁阀的第二端均与第三端连通。上盘103在重力作用下向下移动，气体从第五电磁阀YV5的第一端流入，并流向气液联动缸200的气室；气液联动缸200的液腔中的液体流向气液转换装置30，气液转换装置30中的气体通过第一电磁阀YV1的第三端排出。第三电磁阀YV3截止，即电磁阀的第二端均与第三端连通。
二、缓速下降驱动模式：下降过程中，当下限位感应开关105感应到活塞件210时，精密调压阀20及电控比例阀40均工作，第四电磁阀YV4、第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2均导通；电控比例阀40产生的气压通过第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5及第二调速阀FS2流向气液联动缸200的气室；同时精密调压阀20产生的气压通过第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2及第一调速阀FS1进入气液转换装置30中，气液转换装置30中的液体通过节流阀FL进入到气液联动缸200的液腔中，以产生阻止活塞件210下降的阻力。第三电磁阀YV3截止，即电磁阀的第二端均与第三端连通。
本实施方式中，上盘103的重力加上气液联动缸200的气室中的压力大于气液联动缸200的液腔中的压力，从而使得活塞件210及上盘103缓慢下降。
三、缓速上升驱动模式：当需要驱动上盘103向上移动时，气源单元10及精密调压阀20工作，第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2均导通，气压通过第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2及第一调速阀FS1进入气液转换装置30中，气液转换装置30中的液体通过节流阀FL进入到气液联动缸200的液腔中，以产生推动活塞件210上升的动力；第五电磁阀YV5导通，即第五电磁阀YV5的第二端与第一端连通，气液联动缸200的气室中的气体从第五电磁阀YV5的第一端流出。
四、快速上升驱动模式：上升过程中，当下限位感应开关105感应到活塞件210时，气源单元10工作，第三电磁阀YV3导通，第二电磁阀YV2截止，即电磁阀的第二端均与第三端连通。气源单元10产生的气压通过第三电磁阀YV3及第一调速阀FS1进入气液转换装置30中，气液转换装置30中的液体通过节流阀FL进入到气液联动缸200的液腔中，以产生推动活塞件210上升的动力；第五电磁阀YV5导通，，第五电磁阀YV5的第二端与第一端连通，气液联动缸200的气室中的气体从第五电磁阀YV5的第一端流出。
上限位感应开关106用于限制活塞件210向上移动的行程。
本技术方案的有益效果为：1、在上盘升降过程中更具稳定性，能做到以很慢的速度/较小的着盘压力压在工件表面(避免压碎工件)；2、液压缸以油为介质，元件相对运行表面间能自动润滑，磨损小，延长液压缸使用寿命；3、在加工工件时，缸体下腔的介质(油、气体)挤压会向上顶着活塞来间接抵消上盘压在工件上的压力，此压力由电控比例阀控制缸体上腔的压强来完成。在此实用中，介质为油要比介质为气体机器运行的更稳定，加工的工件精度要高。
在气路中还可设置消音器，用于气体消音。
与现有技术相比，本发明的双面机高精度气液联动驱动系统用于驱动双面机，所述双面机具有底座支架101、固定设置于底座支架101上的下盘102、活动地位于下盘102上方的上盘103；所述双面机高精度气液联动驱动系统包括综合驱动装置100及与综合驱动装置100连接的气液联动缸200；气液联动缸200的底部活动地设置有输出杆220，输出杆220的末端与上盘103固定连接，气液联动缸200的内部滑动地设置有活塞件210，输出杆220的顶部与活塞件210的中部固定连接。如此将气压控制与液压控制结合起来，分阶段实现快速下降、缓速下降、缓速上升及快速上升、同时兼顾了效率及稳定性。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种双面机高精度气液联动驱动系统，用于驱动双面机，所述双面机具有底座支架、固定设置于底座支架上的下盘、活动地位于下盘上方的上盘；其特征在于：所述双面机高精度气液联动驱动系统包括综合驱动装置及与综合驱动装置连接的气液联动缸；气液联动缸的底部活动地设置有输出杆，输出杆的末端与上盘固定连接，气液联动缸的内部滑动地设置有活塞件，输出杆的顶部与活塞件的中部固定连接。
2.如权利要求1所述的双面机高精度气液联动驱动系统，其特征在于：所述活塞件将气液联动缸的内部空间分隔为上部的气室及下部的液腔，气室的侧壁靠近顶部的位置开设有第一连接孔，液腔的侧壁靠近底部的位置开设有第二连接孔。
3.如权利要求2所述的双面机高精度气液联动驱动系统，其特征在于：所述综合驱动装置包括气源单元、精密调压阀、气液转换装置、电控比例阀、安全阀FA、第一调速阀FS1、第二调速阀FS2、节流阀FL、第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5及精密过滤器GL；气源单元的输出端与安全阀FA的第一端连接，安全阀FA的第二端与精密调压阀的第一端、第三电磁阀YV3的第一端均连接；精密调压阀的第二端与第一电磁阀YV1的第一端连接，第一电磁阀YV1的第二端与第二电磁阀YV2的第一端连接，第二电磁阀YV2的第二端通过第一调速阀FS1与气液转换装置的气体端连接，气液转换装置的液体端通过节流阀FL与气液联动缸的第二连接孔连接；第三电磁阀YV3的第二端连接于第二电磁阀YV2与第一调速阀FS1之间的节点；安全阀FA的第二端还通过精密过滤器GL与电控比例阀的第一端连接，电控比例阀的第二端与第四电磁阀YV4的第一端连接，第四电磁阀YV4的第二端与第五电磁阀YV5的第三端连接，第五电磁阀YV5的第二端通过第二调速阀FS2与气液联动缸的第一连接孔连接。
4.如权利要求3所述的双面机高精度气液联动驱动系统，其特征在于：所述第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5均具有第三端；第一电磁阀YV1的第三端与外部连通、第五电磁阀YV5的第一端与外部连通；第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、的第三端封闭。
5.如权利要求4所述的双面机高精度气液联动驱动系统，其特征在于：所述第一电磁阀YV1、第二电磁阀YV2、第三电磁阀YV3、第四电磁阀YV4、第五电磁阀YV5均具有电控端，电控端用于控制第二端选择性地与第一端或第三端连通。
6.如权利要求1所述的双面机高精度气液联动驱动系统，其特征在于：所述气液联动缸靠近底部的位置设置有用于感应活塞件的下限位感应开关，气液联动缸靠近顶部的位置设置有用于感应活塞件的上限位感应开关。
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贾云刚;张春魁;张家远;: "16B双面研磨机的气动控制系统", 流体传动与控制, no. 01, 15 January 2007 (2007-01-15), pages 37 - 38 *

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