CN112548764A - 一种气压加载式抛光装置的恒压控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气压加载式抛光装置的恒压控制方法，设定空压机产生压强约为0.6MPa的气体，经过手动调压阀完成第一级稳压，气体进入比例调压阀，在控制器运算产生目标压强值，并输出对应的电压信号，经过信号调理模块2转换电流信号，输入到比例调压阀，比例调压阀根据电流大小调节其输出的气压大小，完成第二级稳压，比例调压阀输出的气体经过三通气阀，压力变送器将检测到的实时气压值转换为对应的电流信号，经过信号调理模块1后转换为电压信号并反馈给控制器，控制器获取实际气压值，再经过闭环控制算法运算，生成比例调压阀的控制指令。本发明提高了气压加载式抛光装置恒压控制的精度，还能够根据需求设置不同的目标压力值。

Description

一种气压加载式抛光装置的恒压控制方法
技术领域
本发明是涉及超精密光学加工技术领域，具体地说是涉及一种气压加载式抛光装置的恒压控制方法。
背景技术
气压加载式抛光装置是一种常见的光学元件抛光修型装置，该类型装置中与被加工的光学元件直接接触的是磨盘，磨盘通过旋转研磨，去除光学元件表面多余的材料，达到光学元件精密修型的目的。而磨盘与光学元件之间必须保持一定的接触力，以保证研磨的有效性。同时，必须将磨盘施加在光学元件表面的力控制在一个稳定的范围，以保证去除量的一致性以及最终加工的精度。
传统的气压加载式抛光装置中，对于磨盘气缸压力的控制，通常只是对来自于空压机的气源做气水分离处理，再通过一个手动调压阀来调节气压。这种压力控制方式的弊端如下：
（1）手动调压阀调节精度不高，当气源压力出现波动时，磨盘施加在光学元件表面的压力也会出现波动；
（2）操作人员无法实时观察到当前压力变化并对特殊情况（如失压、过压等）做出及时响应；
因此需要提供一种新的气压加载式抛光装置的恒压控制方法，能够实现磨盘气缸输入气体压强的精确闭环控制，并能在上位机实时设置、观察和记录该压强的数值，能有效避免以上弊端。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种气压加载式抛光装置的恒压控制方法，一种气压加载式抛光装置的恒压控制方法，包括以下步骤：
S1：打开空压机，设定空压机产生的气体（压强约0.6MPa），经过气源开关和气水分离器后进入手动调压阀；
S2：基于S1，手动调压阀将压强调节至约0.4MPa，完成第一级稳压，气体进入比例调压阀；
S3：在控制器运算产生目标压强值，并输出对应的0-10V电压信号，经过信号调理模块2转换为4-20mA电流信号，输入到比例调压阀，比例调压阀根据电流大小调节其输出的气压大小，完成第二级稳压；
S4：基于S3，比例调压阀输出的气体经过三通气阀，一端接压力变送器，另一端接入到磨盘气缸；
S5：基于S4，压力变送器将检测到的实时气压值转换为4-20mA电流信号，经过信号调理模块1后转换为0-10V电压信号并反馈给控制器；
S6：控制器获取实际气压值，经过闭环控制算法运算，生成比例调压阀的控制指令，并重复S3。
优选地，所述闭环控制算法包括如下步骤：
S7：控制器打开，开始运行控制程序，设定目标气压值，控制程序首先读取压力变动器调理后的数据，并对读取的数据进行处理，生成实际气压值；
S8：基于S7，产生的实际气压值经过恒压控制算法，在预先设定过目标气压值的情况下进行横向对比，生成控制指令；
S9：基于S8，控制指令执行比例调压阀动作，并重复执行S7至S8的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明在传统的气压加载式抛光装置压力控制方法的基础上，通过增加了压力变送器用来实时监测输入磨盘气缸的气体压强值；比例调压阀用来调节输入磨盘气缸的气体压强值；控制器用来实现恒压控制的软件闭环算法；信号调理模块用来将压力变送器输出的电流信号转换为电压信号，将控制器输出的电压信号转换为比例调压阀能够接收的电流信号，提高了气压加载式抛光装置恒压控制的精度，可将压力波动控制在1KPa以内，并且能够根据需求设置不同的目标压力值，使得操作人员能够在数控操作端实时观察到当前气压值，能够保存和分析历史数据，并能对特殊情况（如失压、过压等）作出及时响应。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为现有技术中的气压加载式抛光装置的压力控制方法流程图。
图3为本发明的闭环控制算法流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1至图3所示，一种气压加载式抛光装置的恒压控制方法，包括以下步骤：
S1：打开空压机，设定空压机产生的气体（压强约0.6MPa），经过气源开关和气水分离器后进入手动调压阀；
S2：基于S1，手动调压阀将压强调节至约0.4MPa，完成第一级稳压，气体进入比例调压阀；
S3：在控制器运算产生目标压强值，并输出对应的0-10V电压信号，经过信号调理模块2转换为4-20mA电流信号，输入到比例调压阀，比例调压阀用来调节输入磨盘气缸的气体压强值，比例调压阀根据电流大小调节其输出的气压大小，完成第二级稳压；
S4：基于S3，比例调压阀输出的气体经过三通气阀，一端接压力变送器，压力变送器用来实时监测输入磨盘气缸的气体压强值，另一端接入到磨盘气缸；
S5：基于S4，压力变送器将检测到的实时气压值转换为4-20mA电流信号，经过信号调理模块1后转换为0-10V电压信号并反馈给控制器；
S6：控制器获取实际气压值，经过闭环控制算法运算，生成比例调压阀的控制指令，并重复S3，在上位机实时设置、观察和记录该压强的数值。
在S6中，闭环控制算法包括如下步骤：
S7：控制器打开，开始运行控制程序，设定目标气压值，控制程序首先读取压力变动器调理后的数据，并对读取的数据进行处理，生成实际气压值；
S8：基于S7，产生的实际气压值经过恒压控制算法，在预先设定过目标气压值的情况下进行横向对比，生成控制指令；
S9：基于S8，控制指令执行比例调压阀动作，并重复执行S7至S8的步骤。
在本发明中，信号调理模块1和信号调理模块2用来将压力变送器输出的电流信号转换为电压信号，将控制器输出的电压信号转换为比例调压阀能够接收的电流信号。
需要解释的是，在本发明中：
压力变送器型号为：SMP131-TLN-L604ASSS-N5ND-F-65-4G02；比例调压阀型号为：FESTO MPPE-3-1/8-6-420-B；信号调理模块型号1为：HS-G-T8-1DU1；信号调理模块2型号为：HS-G-T8-D1U1；控制器型号为：TRIO MC403-P824；以上均为市面上常见的能自行购买到的型号，其控制连接方式也是本领域工作人员在现有技术中能轻易实现的，非本发明的发明创新点，故未详细描述。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种气压加载式抛光装置的恒压控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：打开空压机，设定空压机产生的气体（压强约0.6MPa），经过气源开关和气水分离器后进入手动调压阀；
S2：基于S1，手动调压阀将压强调节至约0.4MPa，完成第一级稳压，气体进入比例调压阀；
S3：在控制器运算产生目标压强值，并输出对应的0-10V电压信号，经过信号调理模块2转换为4-20mA电流信号，输入到比例调压阀，比例调压阀根据电流大小调节其输出的气压大小，完成第二级稳压；
S4：基于S3，比例调压阀输出的气体经过三通气阀，一端接压力变送器，另一端接入到磨盘气缸；
S5：基于S4，压力变送器将检测到的实时气压值转换为4-20mA电流信号，经过信号调理模块1后转换为0-10V电压信号并反馈给控制器；
S6：控制器获取实际气压值，经过闭环控制算法运算，生成比例调压阀的控制指令，并重复S3。
2.根据权利要求1所述的一种气压加载式抛光装置的恒压控制方法，其特征在于：所述闭环控制算法包括如下步骤：
S7：控制器打开，开始运行控制程序，设定目标气压值，控制程序首先读取压力变动器调理后的数据，并对读取的数据进行处理，生成实际气压值；
S8：基于S7，产生的实际气压值经过恒压控制算法，在预先设定过目标气压值的情况下进行横向对比，生成控制指令；
S9：基于S8，控制指令执行比例调压阀动作，并重复执行S7至S8的步骤。
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