CN209195625U - 一种多设备真空恒压控制结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于真空控制技术领域，尤其涉及一种多设备真空恒压控制结构。一方面该结构避免了多设备在状态切换过程中需要对各设备相应的真空装置进行分别操作处理的繁琐程序，在某一个或者多个设备不需要真空环境时将其功率降低或者转移至其他设备，避免了真空资源的浪费，也不需要进行停机或者待机运转，大大降低了能源的消耗，另一方面基于真空系统以及分支管道之间的结构，实现真空度的缓冲处理，在单一分支管道出现故障时降低其对整个真空系统的影响，通过真空度传感器的数据反馈，将其不利影响进行及时处理，使得整个真空系统的环境更容易保持和维护，进而提高整个生产线的稳定，减少设备的更新维护、状态切换等操作的内容。

Description

一种多设备真空恒压控制结构

技术领域

本实用新型属于真空控制技术领域，尤其涉及一种多设备真空恒压控制结构。

背景技术

在雕刻机等机械设备被使用过程中，需要将待加工材料牢固固定在加工台面上以进行操作，传统的固定连接方式是采用各种不同的夹具如压板、螺栓组以及专用夹具等，由于实际加工过程中材料的厚度、体积以及重量大小不一，所需要使用的夹具等连接件的种类、数量所需甚多，一方面这些夹具的使用过程相当繁琐，其保养、存储以及现场使用管理工作需要耗费大量的人力物力，另一方面，其连接的稳定性难以保证，同时由于多数情况下需要特定的固定面、连接面甚至需要开设特定的孔洞进行连接，因此会带来许多额外的工作内容，同时影响实际使用效果。

基于实际需要，人们开始使用真空吸附装置来代替上述固定结构，真空吸附能够有效的固定各种材料，具有操作简单、连接可靠的特点，同时不需要过多的额外结构，整个加工台相对更加整洁。但同时真空吸附的应用也有一定局限性，一方面，真空吸附由于需要专用的真空设备、冷却设备，其成本相对较高，同时需要规划额外的空间用于上述设备的安装使用，提高了土地成本，因此整体成本相对较高，另一方面，设备对于不同的工件的固定所需要的力有不同需求，但由于设备更换、启停等过程中对真空设备的影响，导致真空度难以有效保证，而过高过低的真空度都会对其应用效果以及能耗带来不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种多设备真空恒压控制结构，其利用一台真空泵同时对多台设备提供真空吸附，同时通过控制结构保持了工作过程中对应设备真空度的恒定，避免某一个或者多个设备的更换、启停轮换影响其他设备。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种多设备真空恒压控制结构，包括用于抽真空的真空泵、电机、冷却水箱、真空管道、储气罐；电机的轴与真空泵的轴连接；

真空管道包括连接真空泵与储气罐的主管道、由储气罐延伸出的副管道，以及多个从副管道分支出来并分别连接至不同设备的分支管道；

还包括用于控制真空的微处理单元、驱动单元、真空度传感器、电磁阀；

电磁阀设置在副管道与各分支管道交点和该分支管道所连接的设备之间；真空度传感器设置在主管道上；真空度传感器的输出端分别连接至微处理器的输入端，微处理器的输出端连接至驱动单元，驱动单元连接至电机的控制结构。

对上述方案的进一步优化还包括，所述驱动单元包括IGBT驱动模块，所述IGBT驱动模块的输入端和输出端分别连接至外部电源和电机。基于IGBT驱动模块能够便捷的实现电压或电流的切换控制，高效安全的对电机‐真空泵转速的控制，同时能够更简单有效的本实用新型中的微处理器、真空度传感器等进行结合，进而实现自动化控制。

对上述方案的进一步优化还包括，还包括设置于各设备上的主开关接触器，各主开关接触器通过并联线路连接至微处理器。基于该并联线路形成启动控制信号，当微处理器由并联线路检测到任意设备启动后即启动真空泵，当微处理器无法从并联线路检测到任何设备启动后则关闭真空泵，从而实现整个系统的自动控制，简化操作步骤，提高效率

对上述方案的进一步优化还包括，还包括用于控制电磁阀的继电器，所述继电器上设置有继电器驱动结构。继电器是现有机床设备上的基础零件之一，在绝大多数设备上均设置有各种用于控制和切换的继电器，利用设备原有的继电器或者设置新的继电器能够将设备的操作、状态切换等过程转换为对分支管道开闭的控制，实现动作的关联控制，进而简化系统的操作控制流程，有效将现有的老旧设备进行自动化控制的改进，提高生产效率。

对上述方案的进一步优化还包括，所述继电器驱动结构是指机械开关或工控机。利用机械开关或工控机可以实现常规设备上基于机械动作等状态切换过程与真空设备的控制关联。

对上述方案的进一步优化还包括，所述继电器驱动结构是指压力传感器。利用压力传感器可以将设备上引起工件质量受力变化的装配动作/过程与真空设备的控制关联。

对上述方案的进一步优化还包括，在各电磁阀与副管道之间分别设置有防止副管道中气体进入分支管道的止回阀。基于止回阀形成恒压辅助控制，当某设备由断开状态重新接入真空系统，副管道对该设备对应的分支管道逐渐抽真空时，其他分支管道内的真空度保持不变，减少多设备使用时相互之间的影响，提高系统的稳定性。

其有益效果在于：

在利用真空设备进行设备/工件的固定/安装过程中，由于工件的更换维修过程需要关闭真空设备，导致设备空运行或者导致真空系统的真空度发生改变，在下一次运行时需要重新启动或者修正真空系统的状态，在设备较多，操作繁琐的场景下会导致真空系统的利用率快速下降，其前期和后期的工作量却大幅增加的弊端，为克服此种缺陷，本实用新型设置了多设备真空恒压控制结构，以实现多设备间真空系统的自动平衡控制；

本实用新型基于同类或者同种设备所需要的真空度相同或者相近的需求，将多台设备进行联合控制，利用统一的主管道提供恒定的真空度，通过各分支管道的开闭来控制各设备运行状态的切换时与真空系统的通断，当切换过程中发生真空度改变时利用真空度传感器及时获取变化情况，并通过微处理单元分析计算后控制电机‐真空泵的转速实现真空泵功率的变化，根据实际变化情况调整真空度，使主管道以及与之相连的分支管道的真空度在安全合理的范围内保持平衡，一方面该结构避免了多设备在状态切换过程中需要对各设备相应的真空装置进行分别操作处理的繁琐程序，在某一个或者多个设备不需要真空环境时将其功率降低或者转移至其他设备，避免了真空资源的浪费，也不需要进行停机或者待机运转，大大降低了能源的消耗，同时也避免了频繁停机怠机等状态切换对设备的损耗，提高设备利用率，另一方面基于真空系统以及分支管道之间的结构，实现真空度的缓冲处理，在单一分支管道出现故障时降低其对整个真空系统的影响，通过真空度传感器的数据反馈，将其不利影响进行及时处理，使得整个真空系统的环境更容易保持和维护，进而提高整个生产线的稳定，减少设备的更新维护、状态切换等操作的内容。

附图说明

图1是本实用新型的多设备真空恒压控制结构的结构示意图。

其附图标记包括：

真空泵1、电机2、冷却水箱3、主管道4a、副管道4c、分支管道4b、电磁阀5、真空度传感器6、储气罐7、并联线路8。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作详细说明。

如图1所示，一种多设备真空恒压控制结构，包括用于抽真空的真空泵1、电机2、冷却水箱3、真空管道；其中真空泵1的主轴与电机2的主轴相连，电机2为真空泵1的驱动电机，利用电机2转速的变化实现真空泵1功率的变化以提供不同的真空度。

真空管道包括连接真空泵与储气罐的主管道4a、由储气罐延伸出的副管道4c，以及多个从副管道分支出来并分别连接至不同设备的分支管道4b；

主管道4a、副管道4c和分支管道4b构成连接真空泵1、储气罐7以及各设备真空结构的联系管路，通常情况下，主管道4a、储气罐7、副管道4c以及与之相互连通的分支管道4b内部的真空度相同。基于主管道、副管道与分支管道的结构，可以利用较少的真空泵满足更多设备的真空度需求，在降低成本的同时，保证真空泵在运行过程中始终进行有效输出，不会或很少进行怠机或者无用输出，统一的分支管路布局以及较少的真空泵需求能够减少设备的整体投入，同时具有减少设备维护使用的难度，降低设备占地面积等优点，储气罐主要作为主管道和副管道之间的缓冲部件，在真空泵以及各设备之间构成较大的真空缓冲结构，当多个设备同时断开或者其他意外情况下突然怠机时能够利用储气罐平衡两侧真空度的变化幅度，降低设备状态的突变，提供更多的系统反应时间，进而保护系统，同时提高整个系统真空环境的稳定性。

在各设备运行其间，真空系统内应保持稳定恒定的真空度，同时为便于设备的更换、维护或者启停，应当使真空系统与各设备具有可自由连接断开的能力，同时基于该分支管路的关联结构，应当尽可能的某设备的工作状态的变化、某分支管路的连通与断开变化影响其他设备的正常运转，因此本实用新型还包括用于控制真空的微处理单元、驱动单元、真空度传感器6、电磁阀5。

电磁阀5设置在主管道4a与各分支管道4b交点和该分支管道4b所连接的设备之间；真空度传感器6设置在主管道4a上；真空度传感器6的输出端分别连接至微处理器的输入端，微处理器的输出端连接至驱动单元，驱动单元连接至电机2的控制结构。

通过真空度传感器获取主管道内的真空度数据，微处理器可以对真空系统的真空状态进行比较分析，当由于某一个设备由于进行状态切换等原因从真空系统断开/接入或者其他原因导致真空系统(主要是指主管道内，一般情况下，分支管道内真空度与主管道保持相同)的真空度变化时，能够即时进行反馈，并通过微处理器进行计算后对电机的转速进行控制，进而改变真空泵的输出，由于多个设备的切入，整个真空系统真空管路扩大，相对降低了单一设备的状态对整个真空系统使用状态的影响，因此除非发生大规模的成片的设备状态突变，一般情况下，真空系统只需要做较小的功率输出改变即可，因此能够大大减少真空系统的动作频率和幅度，提高真空系统的稳定性。

驱动单元包括IGBT驱动模块，IGBT驱动模块的输入端和输出端分别连接至外部电源和电机2。基于IGBT驱动模块能够便捷的实现电压或电流的切换控制，高效安全的对电机2‐真空泵1的转速‐功率进行控制，同时能够更有效的与本实用新型中的微处理器、真空度传感器6等进行结合，进而实现自动化控制。

为便于将设备状态的切换与分支管道电磁阀的关闭进行关联，本实施例中还包括用于控制电磁阀5的继电器，继电器上设置有继电器驱动结构。继电器是现有机床设备上的基础零件之一，在绝大多数设备上均设置有各种用于控制和切换的继电器，当设备启动、关停、切换、行程转换过程中，经常会使用继电器进行电控操作，因此可以利用设备原有的继电器或者设置新的继电器将设备的操作、状态切换等过程转换为对分支管道4b开闭的控制，实现动作的关联，进而简化系统的操作控制流程，利用继电器及其驱动结构能够有效将现有的老旧设备进行自动化控制的关联改造，提高生产效率。

继电器驱动结构可以是机械开关。利用机械开关可以实现常规设备上基于机械动作等状态切换过程与真空设备的控制关联。例如在雕刻机等设备上可以利用机械开关同时控制机械动作和真空系统与设备的连接和断开，便于工件在开机后迅速被固定住，在关机后被释放以便于转移搬运。

进一步地，本实施例中还包括设置于各设备上的主开关接触器，各主开关接触器通过并联线路8连接至微处理器。基于该并联线路8，能够将各设备的启动信号转换为真空泵的控制信号，当微处理器由并联线路检测到任意设备启动后即启动真空泵，当微处理器无法从并联线路检测到任何设备启动后则关闭真空泵，从而实现整个系统的自动控制，简化操作步骤，提高效率。

在各电磁阀与副管道之间分别设置有防止副管道中气体进入分支管道的止回阀。基于止回阀形成恒压辅助控制，当某设备由断开状态重新接入真空系统，副管道对该设备对应的分支管道逐渐抽真空时，可以使其他分支管道内的真空度保持不变，减少多设备使用时相互之间的影响，提高系统的稳定性。

在另一种实施情况下，继电器驱动结构是指压力传感器。利用压力传感器可以获取设备上工件等装置的安装固定等工作内容进行反馈，进而与真空系统的工作需求进行关联。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种多设备真空恒压控制结构，其特征在于，包括用于抽真空的真空泵、电机、冷却水箱、真空管道、储气罐；电机的轴与真空泵的轴连接；

真空管道包括连接真空泵与储气罐的主管道、由储气罐延伸出的副管道，以及多个从副管道分支出来并分别连接至不同设备的分支管道；

还包括用于控制真空的微处理单元、驱动单元、真空度传感器、电磁阀；

电磁阀设置在副管道与各分支管道交点和该分支管道所连接的设备之间；真空度传感器设置在主管道上；真空度传感器的输出端分别连接至微处理器的输入端，微处理器的输出端连接至驱动单元，驱动单元连接至电机的控制结构。

2.根据权利要求1所述的一种多设备真空恒压控制结构，其特征在于，还包括设置于各设备上的主开关接触器，各主开关接触器通过并联线路连接至微处理器。

3.根据权利要求1所述的一种多设备真空恒压控制结构，其特征在于，驱动单元包括IGBT驱动模块，IGBT驱动模块的输入端和输出端分别连接至外部电源和电机。

4.根据权利要求1所述的一种多设备真空恒压控制结构，其特征在于，还包括用于控制电磁阀的继电器，继电器上设置有继电器驱动结构。

5.根据权利要求4所述的一种多设备真空恒压控制结构，其特征在于，继电器驱动结构是指机械开关或工控机。

6.根据权利要求4所述的一种多设备真空恒压控制结构，其特征在于，继电器驱动结构是指是指压力传感器。

7.根据权利要求1所述的一种多设备真空恒压控制结构，其特征在于，在各电磁阀与副管道之间分别设置有防止副管道中气体进入分支管道的止回阀。