[發(fā)明專利]一種雙端面研磨機(jī)上盤多階段氣路壓力控制系統(tǒng)和方法

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• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111070078A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余靜雅;張兵權(quán);任政波;朱振建;朱文瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽聚享新科智能科技有限公司;洛陽驕一新材料科技有限公司
• 主分類號: B24B37/08
• 分類號: B24B37/08;B24B37/34
• 代理公司: 洛陽潤誠慧創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41153
• 代理人: 智宏亮

本發(fā)明涉及一種雙端面研磨機(jī)上盤多階段氣路壓力控制系統(tǒng)，包括主控制器、工業(yè)計算機(jī)、氣體壓力傳感器、氣動壓力比例閥和氣壓缸，還包括利用上述雙端面研磨機(jī)上盤多階段氣路壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行雙端面研磨機(jī)上盤多階段氣路壓力控制的方法，包括以下步驟：A、根據(jù)工件加工工藝要求，通過工業(yè)計算機(jī)在主控制器內(nèi)設(shè)定研磨加工每個階段的時間值t和壓力值SPn；B、控制系統(tǒng)運(yùn)行，加工工件；C、主控制器根據(jù)每一階段氣動壓力比例閥控制參數(shù)Mn，控制氣壓缸作用在上盤上端面的壓力大小；D、工件加工到指定尺寸。本發(fā)明通過設(shè)計閉環(huán)控制系統(tǒng)和采用考慮抗干擾因素的控制算法，可根據(jù)工件加工要求設(shè)定不同的加工階段壓力，壓力控制更穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器零件端面精研磨加工技術(shù)，特別是一種雙端面研磨機(jī)上盤多階段氣路壓力控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

雙端面研磨設(shè)備主要用在汽車、軸承、液壓、半導(dǎo)體、3C等行業(yè)，上述工業(yè)設(shè)備中，大量的零部件需要進(jìn)行雙端面精加工，對工件的一致性、表面質(zhì)量及加工成本有著極高的要求。目前，市面上雙端面研磨設(shè)備的上盤常用的壓力控制方式是三個手動的調(diào)壓閥配三塊模擬壓力表，進(jìn)行三階段手動調(diào)節(jié)，開環(huán)運(yùn)行，在線測量也是接觸式獨(dú)立的儀表運(yùn)行系統(tǒng)，沒有對影響零件加工的眾多因素進(jìn)行統(tǒng)一整合，沒有形成獨(dú)立的閉環(huán)系統(tǒng)，針對不同的加工零件，數(shù)據(jù)不能存檔參與運(yùn)行，對操作工要求高，零件加工的效率、質(zhì)量均難與我國當(dāng)前的強(qiáng)國地位相適應(yīng)。而我國汽車行業(yè)、高速高精軸承行業(yè)、大功率液壓行業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,對高端智能化的雙端面加工有著巨大的需求。

隨著制造強(qiáng)國戰(zhàn)略實施，研磨工藝水平要求不斷提高，高端數(shù)控雙端面研磨機(jī)床的研發(fā)迫在眉睫，由于傳統(tǒng)的三階段目視模擬壓力表為開環(huán)壓力調(diào)節(jié)，受氣源不穩(wěn)、外部干擾、溫度變化等因素影響，影響精加工件的表面光潔度、平行度、平面度、批次高度差等精度指標(biāo)，目前，盡管也有部分設(shè)備采用數(shù)字化的三、五階段壓力設(shè)定，但由于多種原因，仍處于開環(huán)狀態(tài)，且沒有考慮干擾因素，效果欠佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙端面研磨機(jī)上盤多階段氣路壓力控制系統(tǒng)和方法，通過設(shè)計閉環(huán)控制系統(tǒng)和采用考慮抗干擾因素的PID控制算法，可根據(jù)工件加工要求設(shè)定不同的加工階段壓力，壓力控制更穩(wěn)定，從而進(jìn)一步提高研磨的加工精度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種雙端面研磨機(jī)上盤多階段氣路壓力控制系統(tǒng)，包括主控制器、工業(yè)計算機(jī)、氣體壓力傳感器、氣動壓力比例閥和氣壓缸，所述的主控制器包括中央處理器、數(shù)據(jù)采集模塊和模擬量輸出模塊，所述的氣壓缸設(shè)置在研磨機(jī)上盤上端面，氣壓缸的進(jìn)氣管路設(shè)置有用以控制氣壓缸進(jìn)氣口壓力的氣動壓力比例閥，用以測量氣壓缸進(jìn)氣口壓力的氣體壓力傳感設(shè)置在氣動壓力比例閥與氣壓缸之間，所述的主控制器通過數(shù)據(jù)采集模塊連接氣體壓力傳感器，主控制器通過模擬量輸出模塊連接氣動壓力比例閥，工業(yè)計算機(jī)采用Ethernet網(wǎng)連接主控制器，形成主控制器對氣動壓力比例閥的閉環(huán)控制。

所述的工業(yè)計算機(jī)還包括顯示模塊，用以顯示加工過程中的壓力波形和壓力值。

所述的主控制器為PLC可編程控制器。

利用上述雙端面研磨機(jī)上盤多階段氣路壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行雙端面研磨機(jī)上盤多階段氣路壓力控制的方法，包括以下步驟：

A、根據(jù)工件加工工藝要求，通過工業(yè)計算機(jī)在主控制器內(nèi)設(shè)定研磨加工每個階段的時間值t和壓力值SPn；

B、控制系統(tǒng)運(yùn)行，加工工件，此時主控制器通過數(shù)據(jù)采集模塊讀取傳感器反饋的過程值PVn，經(jīng)過設(shè)定的每一階段采樣時刻n時的時間間隔△t內(nèi)，主控制器計算出SPn與PVn之間的差值，根據(jù)如下PID控制算法求出氣動壓力比例閥控制參數(shù)Mn：

Mn=Kp*(SPn-PVn)+KI∑(SPn -PVn)△t + Kd*(SPn-PVn)/△t （1）