CN201040356Y - 精密双面抛光机的气动加载装置 - Google Patents
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Abstract
一种精密双面抛光机的气动加载装置，包括机架、安装在机架上的气缸，气缸带有活塞杆，活塞杆与上抛光盘连接，气缸连接用于调节加载压力大小的压力调节阀，压力调节阀连接气动气源，在活塞杆与上抛光盘的连接处安装压力传感器；气动加载装置还包括用于根据工件的加工条件制定的加载压力控制曲线控制载荷大小，以及用于各个抛光阶段，接收压力传感器的信号，并将压力传感器的压力值与预设各个抛光阶段的工作压力比较，选择性地向压力调节阀发出增大或减小压力指令的上抛光盘压力控制模块；上抛光盘压力控制模块连接压力调节阀、压力传感器。本实用新型能够精确控制上抛光盘对工件的压力，有效提升抛光精度。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及抛光机领域，尤其是一种双面抛光机的气动加载装置。
(二)背景技术
原传统研抛机采用单电机带动，参见图1，通过齿轮传动***实现上抛光盘22、下抛光盘23、内齿圈24、外齿圈25的转动，上下抛光盘与行星轮只有两种速度比，限制了双面抛光加工运动轨迹的变化，缺乏对速度的精确控制。
对于上抛光盘的传动结构，采用气缸加压，加载到上抛光盘的压力可以为轻压或重压，压力不可调节；由于不能精确地控制上抛光盘对工件的压力，工件的抛光精度较低。
(三)实用新型内容
为了克服已有抛光机的上抛光盘加载装置不能调节工作压力、抛光精度低的不足，本实用新型提供一种能够精确控制上抛光盘对工件的压力，有效提升抛光精度的精密双面抛光机的气动加载装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种精密双面抛光机的气动加载装置，包括机架、安装在机架上的气缸，所述气缸带有活塞杆，所述的活塞杆与上抛光盘连接，所述气缸连接用于调节加载压力大小的压力调节阀，所述压力调节阀连接气动气源，在所述的活塞杆与上抛光盘的连接处安装压力传感器；所述的气动加载装置还包括用于根据工件的加工条件制定的加载压力控制曲线控制载荷大小，以及用于各个抛光阶段，接收压力传感器的信号，并将压力传感器的压力值与预设各个抛光阶段的工作压力比较，选择性地向压力调节阀发出增大或减小压力指令的上抛光盘压力控制模块；所述的上抛光盘压力控制模块连接压力调节阀、压力传感器。
作为优选的一种方案：所述的气动加载装置还包括用于检测上抛光盘位置的位移传感器，所述的位移传感器连接用于依照位移传感器的信号判定上抛光盘是否到达工作位置的上抛光盘位置控制模块，所述的位置传感器连接所述上抛光盘位置控制模块。
作为优选的另一种方案：所述气缸包括上室、下室以及活塞，活塞连接活塞杆，所述上室与上气管连通，所述下室与下气管连通，所述的上气管、下气管分别与大气连通、同时与压力调节阀连通。
作为优选的再一种方案：所述压力调节阀的调节装置包括步进电机、偏心机构，所述的步进电机连接上抛光盘压力控制模块的控制端，所述步进电机的输出轴连接偏心机构，所述偏心机构与压力调节阀的阀芯传动连接。
本实用新型的技术构思为：抛光机在非接触抛光时，要将上抛光盘相对工件(在下抛光盘上)浮起数微米；而在接触抛光时要对上抛光盘加载，最大载荷要达一百多公斤力；停止抛光时，则又要将上抛光盘抬起一定高度。
为实现该功能，上抛光盘压力的控制策略通过气动控制***来实现，主要通过气缸活塞杆的位置变化实现载荷的精确控制。
上抛光盘采用气缸利用高压空气的压力来实现加压。高压空气由上气管进入气缸的上室，推动活塞杆向下移动，上抛光盘浮动连接在气缸活塞杆上，从而实现加工过程中所需压力。高压空气由下气管进入气缸的下室，同时上气管接通大气，从而推动活塞带动连接杆及抛光盘向上移动，即可卸下或检查工件。气缸的工作压力调节通过调节气压***中的压力调节阀来实现，为精确控制上抛光盘对工件的压力，气缸与抛光盘连接处装一个压力传感器，以形成一个闭环控制，从而实现对气缸的精确控制。
本实用新型的有益效果主要表现在：1、能够精确控制上抛光盘对工件的压力；2、有效提升抛光精度。
(四)附图说明
图1是传统的双面研磨抛光机的结构示意图。
图2是本实用新型的双面抛光机的结构示意图。
图3是抛光机的上抛光盘传动机构的结构图。
图4是气动加载装置的气动控制原理图。
图5是工控机的控制原理图。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图2～图5，一种精密双面抛光机的气动加载装置，包括机架1、安装在机架1上的气缸27，所述气缸27带有活塞杆28，所述的活塞杆28与上抛光盘22连接，所述气缸27连接用于调节加载压力大小的压力调节阀29，所述压力调节阀29连接气动气源，在所述的活塞杆28与上抛光盘22的连接处安装压力传感器30；所述的气动加载装置还包括用于根据工件的加工条件制定的加载压力控制曲线控制载荷大小，以及用于各个抛光阶段，接收压力传感器的信号，并将压力传感器的压力值与预设各个抛光阶段的工作压力比较，选择性地向压力调节阀发出增大或减小压力指令的上抛光盘压力控制模块31；所述的上抛光盘压力控制模块31连接压力调节阀29、压力传感器30。
所述的气动加载装置还包括用于检测上抛光盘位置的位移传感器36，所述的位移传感器36连接用于依照位移传感器的信号判定上抛光盘是否到达工作位置的上抛光盘位置控制模块37，所述的位置传感器36连接所述上抛光盘位置控制模块37。
所述气缸27包括上室、下室以及活塞，活塞连接活塞杆，所述上室与上气管连通，所述下室与下气管连通，所述的上气管、下气管分别与大气连通、同时与压力调节阀连通。所述压力调节阀的调节装置包括步进电机、偏心机构，所述的步进电机连接上抛光盘压力控制模块的控制端，所述步进电机的输出轴连接偏心机构，所述偏心机构与压力调节阀的阀芯传动连接。
本实施例的抛光盘压力的控制策略由气动控制***实现，主要通过气缸活塞杆28的位置变化实现载荷的精确控制。用软件编写定时器来控制气动***，实现抛光过程所需要的高低压加压时间，由微机通过编好的程序控制压力调节阀29，压力调节阀29再控制气缸，同时在气缸与抛光盘连接处装有一个压力传感器30，通过A/D转换，把气缸的压力信号反馈到工控机中，通过一个位移传感器36检查上抛光盘位置，同样通过A/D转换，把上抛光盘22的位置信号反馈到工控机中，形成两个闭环控制，从而实现对抛光盘压力的精确控制。设备气动控制***原理图，可反映气缸控制***原理。气缸是由压力调节阀控制其动作，对压力调节阀的设计及控制是整个气动***控制的关键。
气动***气源由小型空压机提供，压缩空气经过储气管和过滤器供给***，***压力由压力调节阀调定，通过微机设置调节电压信号给压力调节阀的步进电机，步进电机的转动带动偏心机构的转动，再由偏心机构的转动带动阀芯的移动，控制阀芯在阀套中的位置，从而控制气缸的压力要求，实现气缸的精确运动，抛光盘压力的精确控制。
在加工开始时，由于工件表面不平整，如果直接以工作压力加到工件上，则工件凸起处与抛光垫间的局部压强特别大，摩擦阻力大，造成工件在行星轮内受到很大的挤压，容易把晶片压碎或晶片从行星轮内甩脱造成碎片。因此在机床刚开始加工时，通过微机设置较小的调节电压信号控制压力调节阀的流量，压缩空气经过压力调节阀以较低的压力进入气缸无杆腔，使加工工件上的压力较小。当加工一段时间以后，工件抛得比较平整，微机设置较大的电压信号给压力调节阀，增加流量，压缩空气经过压力调节阀以较高的压力进入气缸无杆腔，使加工工件上的压力增加，以提高抛光加工效率。在抛光加工快结束时，再一次供给低压信号，使工件在较低的加工压力下工作，这有利于降低工件表面的粗糙度。
在实施例的抛光机各阶段高低压的加工时间由于采用了软件计算，所以操作者可以根据具体的情况设定。同时本研制的抛光机自动控制***中采用程序控制的自动压力加载策略，可以根据加工材料的工艺特性编制加工过程的压力加载曲线，避免了传统研磨机中采用时间继电器设定加载压力、不易修改的问题，微机控制***可由操作者通过键盘设定任意压力下的抛光工作时间。
Claims (4)
1.一种精密双面抛光机的气动加载装置，包括机架、安装在机架上的气缸，所述气缸带有活塞杆，所述的活塞杆与上抛光盘连接，其特征在于：所述气缸连接用于调节加载压力大小的压力调节阀，所述压力调节阀连接气动气源，在所述的活塞杆与上抛光盘的连接处安装压力传感器；所述的气动加载装置还包括用于根据工件的加工条件制定的加载压力控制曲线控制载荷大小，以及用于各个抛光阶段，接收压力传感器的信号，并将压力传感器的压力值与预设各个抛光阶段的工作压力比较，选择性地向压力调节阀发出增大或减小压力指令的上抛光盘压力控制模块；所述的上抛光盘压力控制模块连接压力调节阀、压力传感器。
2.如权利要求1所述的精密双面抛光机的的气动加载装置，其特征在于：所述的气动加载装置还包括用于检测上抛光盘位置的位移传感器，所述的位移传感器连接用于依照位移传感器的信号判定上抛光盘是否到达工作位置的上抛光盘位置控制模块，所述的位置传感器连接所述上抛光盘位置控制模块。
3.如权利要求1或2所述的精密双面抛光机的的气动加载装置，其特征在于：所述气缸包括上室、下室以及活塞，活塞连接活塞杆，所述上室与上气管连通，所述下室与下气管连通，所述的上气管、下气管分别与大气连通、同时与压力调节阀连通。
4.如权利要求3所述的精密双面抛光机的上抛光盘传动机构，其特征在于：所述压力调节阀的调节装置包括步进电机、偏心机构，所述的步进电机连接上抛光盘压力控制模块的控制端，所述步进电机的输出轴连接偏心机构，所述偏心机构与压力调节阀的阀芯传动连接。
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| CN104875101A (zh) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 抛光方法及*** |
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