專利名稱：精密雙面拋光機的氣動加載裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及拋光機領域，尤其是一種雙面拋光機的氣動加載 裝置。(二) 背景技術原傳統(tǒng)研拋機采用單電機帶動，參見圖1，通過齒輪傳動系統(tǒng)實現上拋光盤22、下拋光盤23、內齒圈24、外齒圈25的轉動，上下拋 光盤與行星輪只有兩種速度比，限制了雙面拋光加工運動軌跡的變化， 缺乏對速度的精確控制。對于上拋光盤的傳動結構，采用氣缸加壓，加載到上拋光盤的壓 力可以為輕壓或重壓，壓力不可調節(jié)；由于不能精確地控制上拋光盤 對工件的壓力，工件的拋光精度較低。(三) 實用新型內容 為了克服已有拋光機的上拋光盤加載裝置不能調節(jié)工作壓力、拋光精度低的不足,本實用新型提供一種能夠精確控制上拋光盤對工件 的壓力，有效提升拋光精度的精密雙面拋光機的氣動加載裝置。 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種精密雙面拋光機的氣動加載裝置，包括機架、安裝在機架上 的氣缸，所述氣缸帶有活塞桿，所述的活塞桿與上拋光盤連接，所述 氣缸連接用于調節(jié)加載壓力大小的壓力調節(jié)閥，所述壓力調節(jié)閥連接 氣動氣源，在所述的活塞桿與上拋光盤的連接處安裝壓力傳感器；所 述的氣動加載裝置還包括用于根據工件的加工條件制定的加載壓力控
制曲線控制載荷大小，以及用于各個拋光階段，接收壓力傳感器的信 號，并將壓力傳感器的壓力值與預設各個拋光階段的工作壓力比較， 選擇性地向壓力調節(jié)閥發(fā)出增大或減小壓力指令的上拋光盤壓力控制模塊；所述的上拋光盤壓力控制模塊連接壓力調節(jié)閥、壓力傳感器。作為優(yōu)選的一種方案所述的氣動加載裝置還包括用于檢測上拋 光盤位置的位移傳感器，所述的位移傳感器連接用于依照位移傳感器 的信號判定上拋光盤是否到達工作位置的上拋光盤位置控制模塊，所 述的位置傳感器連接所述上拋光盤位置控制模塊。作為優(yōu)選的另一種方案所述氣缸包括上室、下室以及活塞，活 塞連接活塞桿，所述上室與上氣管連通，所述下室與下氣管連通，所 述的上氣管、下氣管分別與大氣連通、同時與壓力調節(jié)閥連通。作為優(yōu)選的再一種方案所述壓力調節(jié)閥的調節(jié)裝置包括步進電 機、偏心機構，所述的步進電機連接上拋光盤壓力控制模塊的控制端， 所述步進電機的輸出軸連接偏心機構，所述偏心機構與壓力調節(jié)閥的 閥芯傳動連接。本實用新型的技術構思為拋光機在非接觸拋光時，要將上拋光 盤相對工件(在下拋光盤上)浮起數微米；而在接觸拋光時要對上拋 光盤加載，最大載荷要達一百多公斤力；停止拋光時，則又要將上拋 光盤抬起一定高度。為實現該功能，上拋光盤壓力的控制策略通過氣動控制系統(tǒng)來實 現，主要通過氣缸活塞桿的位置變化實現載荷的精確控制。上拋光盤采用氣缸利用高壓空氣的壓力來實現加壓。高壓空氣由 上氣管進入氣缸的上室，推動活塞桿向下移動，上拋光盤浮動連接在
氣缸活塞桿上，從而實現加工過程中所需壓力。高壓空氣由下氣管進 入氣缸的下室，同時上氣管接通大氣，從而推動活塞帶動連接桿及拋 光盤向上移動，即可卸下或檢查工件。氣缸的工作壓力調節(jié)通過調節(jié) 氣壓系統(tǒng)中的壓力調節(jié)閥來實現，為精確控制上拋光盤對工件的壓力， 氣缸與拋光盤連接處裝一個壓力傳感器，以形成一個閉環(huán)控制，從而實現對氣缸的精確控制。本實用新型的有益效果主要表現在1、能夠精確控制上拋光盤對 工件的壓力；2、有效提升拋光精度。(四)
圖1是傳統(tǒng)的雙面研磨拋光機的結構示意圖。圖2是本實用新型的雙面拋光機的結構示意圖。 圖3是拋光機的上拋光盤傳動機構的結構圖。 圖4是氣動加載裝置的氣動控制原理圖。 圖5是工控機的控制原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。參照圖2 圖5， 一種精密雙面拋光機的氣動加載裝置，包括機架 1、安裝在機架1上的氣缸27，所述氣缸27帶有活塞桿28，所述的活 塞桿28與上拋光盤22連接，所述氣缸27連接用于調節(jié)加載壓力大小 的壓力調節(jié)閥29，所述壓力調節(jié)閥29連接氣動氣源，在所述的活塞 桿28與上拋光盤22的連接處安裝壓力傳感器30;所述的氣動加載裝 置還包括用于根據工件的加工條件制定的加載壓力控制曲線控制載荷 大小，以及用于各個拋光階段，接收壓力傳感器的信號，并將壓力傳
感器的壓力值與預設各個拋光階段的工作壓力比較，選擇性地向壓力 調節(jié)閥發(fā)出增大或減小壓力指令的上拋光盤壓力控制模塊31;所述的上拋光盤壓力控制模塊31連接壓力調節(jié)閥29、壓力傳感器30。所述的氣動加載裝置還包括用于檢測上拋光盤位置的位移傳感器36，所述的位移傳感器36連接用于依照位移傳感器的信號判定上拋光盤是否到達工作位置的上拋光盤位置控制模塊37，所述的位置傳感器36連接所述上拋光盤位置控制模塊37。所述氣缸27包括上室、下室以及活塞，活塞連接活塞桿，所述上室與上氣管連通，所述下室與下氣管連通，所述的上氣管、下氣管分別與大氣連通、同時與壓力調節(jié)闊連通。所述壓力調節(jié)閥的調節(jié)裝置包括步進電機、偏心機構，所述的步進電機連接上拋光盤壓力控制模塊的控制端，所述步進電機的輸出軸連接偏心機構，所述偏心機構與壓力調節(jié)閥的閥芯傳動連接。本實施例的拋光盤壓力的控制策略由氣動控制系統(tǒng)實現，主要通過氣缸活塞桿28的位置變化實現載荷的精確控制。用軟件編寫定時器來控制氣動系統(tǒng)，實現拋光過程所需要的高低壓加壓時間，由微機通過編好的程序控制壓力調節(jié)閥29，壓力調節(jié)閥29再控制氣缸，同時在氣缸與拋光盤連接處裝有一個壓力傳感器30，通過A/D轉換，把氣缸的壓力信號反饋到工控機中，通過一個位移傳感器36檢查上拋光盤位置，同樣通過A/D轉換，把上拋光盤22的位置信號反饋到工控機中，形成兩個閉環(huán)控制，從而實現對拋光盤壓力的精確控制。設備氣動控制系統(tǒng)原理圖，可反映氣缸控制系統(tǒng)原理。氣缸是由壓力調節(jié)閥控制其動作，對壓力調節(jié)閥的設計及控制是整個氣動系統(tǒng)控制的關鍵。氣動系統(tǒng)氣源由小型空壓機提供，壓縮空氣經過儲氣管和過濾器 供給系統(tǒng)，系統(tǒng)壓力由壓力調節(jié)閥調定，通過微機設置調節(jié)電壓信號 給壓力調節(jié)閥的步進電機，步進電機的轉動帶動偏心機構的轉動，再 由偏心機構的轉動帶動閥芯的移動，控制閥芯在閥套中的位置，從而 控制氣缸的壓力要求，實現氣缸的精確運動，拋光盤壓力的精確控制。在加工開始時，由于工件表面不平整，如果直接以工作壓力加到 工件上，則工件凸起處與拋光墊間的局部壓強特別大，摩擦阻力大， 造成工件在行星輪內受到很大的擠壓，容易把晶片壓碎或晶片從行星 輪內甩脫造成碎片。因此在機床剛開始加工時，通過微機設置較小的 調節(jié)電壓信號控制壓力調節(jié)閥的流量，壓縮空氣經過壓力調節(jié)閥以較 低的壓力進入氣缸無桿腔，使加工工件上的壓力較小。當加工一段時 間以后，工件拋得比較平整，微機設置較大的電壓信號給壓力調節(jié)閥， 增加流量，壓縮空氣經過壓力調節(jié)閥以較高的壓力進入氣缸無桿腔， 使加工工件上的壓力增加，以提高拋光加工效率。在拋光加工快結束 時，再一次供給低壓信號，使工件在較低的加工壓力下工作，這有利 于降低工件表面的粗糙度。在實施例的拋光機各階段高低壓的加工時間由于采用了軟件計 算，所以操作者可以根據具體的情況設定。同時本研制的拋光機自動 控制系統(tǒng)中采用程序控制的自動壓力加載策略，可以根據加工材料的 工藝特性編制加工過程的壓力加載曲線，避免了傳統(tǒng)研磨機中釆用時 間繼電器設定加載壓力、不易修改的問題，微機控制系統(tǒng)可由操作者 通過鍵盤設定任意壓力下的拋光工作時間。
權利要求1、一種精密雙面拋光機的氣動加載裝置，包括機架、安裝在機架上的氣缸，所述氣缸帶有活塞桿，所述的活塞桿與上拋光盤連接，其特征在于所述氣缸連接用于調節(jié)加載壓力大小的壓力調節(jié)閥，所述壓力調節(jié)閥連接氣動氣源，在所述的活塞桿與上拋光盤的連接處安裝壓力傳感器；所述的氣動加載裝置還包括用于根據工件的加工條件制定的加載壓力控制曲線控制載荷大小，以及用于各個拋光階段，接收壓力傳感器的信號，并將壓力傳感器的壓力值與預設各個拋光階段的工作壓力比較，選擇性地向壓力調節(jié)閥發(fā)出增大或減小壓力指令的上拋光盤壓力控制模塊；所述的上拋光盤壓力控制模塊連接壓力調節(jié)閥、壓力傳感器。
2、 如權利要求1所述的精密雙面拋光機的的氣動加載裝置，其特征在 于所述的氣動加載裝置還包括用于檢測上拋光盤位置的位移傳感器， 所述的位移傳感器連接用于依照位移傳感器的信號判定上拋光盤是否 到達工作位置的上拋光盤位置控制模塊，所述的位置傳感器連接所述 上拋光盤位置控制模塊。
3、 如權利要求1或2所述的精密雙面拋光機的的氣動加載裝置，其特 征在于所述氣缸包括上室、下室以及活塞，活塞連接活塞桿，所述 上室與上氣管連通，所述下室與下氣管連通，所述的上氣管、下氣管 分別與大氣連通、同時與壓力調節(jié)閥連通。
4、 如權利要求3所述的精密雙面拋光機的上拋光盤傳動機構，其特征 在于所述壓力調節(jié)閥的調節(jié)裝置包括步進電機、偏心機構，所述的 步進電機連接上拋光盤壓力控制模塊的控制端，所述步進電機的輸出 軸連接偏心機構，所述偏心機構與壓力調節(jié)閥的閥芯傳動連接。
專利摘要一種精密雙面拋光機的氣動加載裝置，包括機架、安裝在機架上的氣缸，氣缸帶有活塞桿，活塞桿與上拋光盤連接，氣缸連接用于調節(jié)加載壓力大小的壓力調節(jié)閥，壓力調節(jié)閥連接氣動氣源，在活塞桿與上拋光盤的連接處安裝壓力傳感器；氣動加載裝置還包括用于根據工件的加工條件制定的加載壓力控制曲線控制載荷大小，以及用于各個拋光階段，接收壓力傳感器的信號，并將壓力傳感器的壓力值與預設各個拋光階段的工作壓力比較，選擇性地向壓力調節(jié)閥發(fā)出增大或減小壓力指令的上拋光盤壓力控制模塊；上拋光盤壓力控制模塊連接壓力調節(jié)閥、壓力傳感器。本實用新型能夠精確控制上拋光盤對工件的壓力，有效提升拋光精度。
文檔編號B24B49/00GK201040356SQ200720108958
公開日2008年3月26日 申請日期2007年5月9日 優(yōu)先權日2007年5月9日
發(fā)明者偉 李, 胡曉冬, 健 阮 申請人:浙江工業(yè)大學