多參數高穩定性拋光液循環控制系統及工作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于拋光設備領域，尤其涉及到一種多參數高穩定性拋光液循環控制系統及工作方法。
【背景技術】
[0002]材料去除效率的穩定是實現光學加工確定性修形的基礎，作為拋光工具的拋光液性能是否穩定，直接影響去除效率的穩定。為此，需要建立一套拋光液循環控制系統來為加工機床提供性能穩定的拋光液。液體的流量、粘度、溫度、成分會對材料去除過程產生顯著影響，因此上述物理量都需要在拋光液循環控制系統中得到控制。
[0003]申請號為2011205703382的發明公開了一種在公自轉拋光中實現回轉供液與回收的裝置，該裝置利用多條抽液通道及凹槽實現液體的回收，適用于公自轉拋光方式，但其僅關注于實現液體的循環更新，而沒有對流量、粘度、溫度等參數進行精細控制。
[0004]從上述公開的文獻可知，現有的拋光液循環裝置無法對各影響因素進行全面的控制。為解決上述問題，需要設計一種多參數高穩定性拋光液循環控制系統。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種多參數高穩定性拋光液循環控制系統，它可以有效控制拋光過程中拋光液各工藝參數的穩定性。
[0006]為達到以上目的，本發明采用以下技術方案:一種多參數高穩定性拋光液循環控制系統，包括支架底座16，以及安裝在支架底座上的蠕動栗1、綜合容器罐2、離心栗3、加水栗4、流量計6、粘度計7、熱敏電阻8、超聲波液位計9、液體罐10、磁場發生器11、工控機12、開蓋機構13、輸出管路和回收管路；
[0007]所述蠕動栗1分別與綜合容器罐2、回收管路的回收端連接，用于回收拋光液；所述離心栗3與綜合容器罐2連接，用于栗出綜合容器罐內液體；所述加水栗4分別與綜合容器罐2和液體罐10連接；所述磁場發生器11，在使用磁流變拋光液時在加工區域產生磁場，控制液體的流變；所述流量計、粘度計、熱敏感電阻，依次設置在離心栗的輸出端口 ；所述超聲波液位計安裝在罐蓋上，一端伸入綜合容器罐內；所述流量計、粘度計、熱敏電阻、超聲波液位計的檢測信號輸出至工控機，所述工控機輸出控制信號對蠕動栗、離心栗、加水栗和磁場發生器進行控制；所述開蓋機構13由罐蓋17、驅動氣缸27和罐蓋連接件18組成，罐蓋與綜合容器罐對應設置，所述驅動氣缸與罐蓋相連，用于控制罐蓋的打開與閉合。
[0008]進一步地，所述綜合容器罐2分為外罐體23、內罐體24 ;在內罐體與外罐體之間纏繞有冷卻管路。
[0009]進一步地，還包括一個拉線器14，所述拉線器連接輸出管路與回收管路，用于復位管道線路。
[0010]進一步地，還包括一個插接板15，安裝在支架底座上。
[0011]進一步地，還包括一個水冷機5，所述水冷機通過冷卻管路連接綜合容器罐，構成一個循環冷卻回路。
[0012]進一步地，所述內罐體為圓錐形。
[0013]本發明還提供了一種多參數高穩定性拋光液循環控制系統的工作方法，包括以下步驟:
[0014]步驟一，打開驅動氣缸使罐蓋抬升，向綜合容器罐內倒入拋光液，關閉驅動氣缸使罐蓋閉合；
[0015]步驟二:啟動蠕動栗，離心栗，水冷機，系統開始循環；
[0016]步驟三:操作工控機選擇控制方式；
[0017]步驟四:人工判斷是否開啟磁場、拋光輪；若開始加工，則開啟拋光輪，若使用磁流變液，則開啟磁場；
[0018]步驟五:加工過程中，將控制系統置于加工模式，打開流量閉環、粘度閉環，系統通過對拋光液流量、粘度、溫度、磁場強度進行穩定控制，滿足加工的穩定性要求；
[0019]步驟六:加工結束后，若不進行清洗，則使循環系統中拋光液保持循環；若清洗，則停止循環系統運轉，拆下管路，打開驅動氣缸使罐蓋抬升，擰松滾花螺釘卸下綜合容器罐，對管路、綜合容器罐進行清洗。
[0020]進一步地，所述步驟三中控制方式包括流量控制、粘度控制、溫度控制、磁場控制、液位監測和報警處理。
[0021]為了充分理解本
【發明內容】
，先將涉及到的原理和循環過程作進一步說明。
[0022]蠕動栗用于拋光液的回收，綜合容器罐是拋光液的中轉站，綜合容器罐內外壁之間纏繞有冷卻管路，所述冷卻管路中通有冷卻水；所述離心栗將綜合容器罐內液體栗出。所述加水栗用于往拋光液中添加定量的基載液以控制粘度。所述水冷機向所述冷卻管路循環供給冷卻水。
[0023]在本發明的循環控制系統中，存在以下幾個監測電路:流量控制回路、粘度控制回路、溫度控制回路、磁場控制電路、液位監測電路。流量控制回路，流量計探測管路中拋光液流量，所述流量計輸出表征流量的電流信號至A/D卡，所述A/D卡將電流信號轉換為數字信號傳給上位機，所述上位機輸出控制離心栗轉速的數字信號給D/A卡，所述D/A卡將轉換得到的模擬信號輸出給電機驅動器，所述電機驅動器控制離心栗轉速。粘度控制回路，粘度計探測管路中拋光液粘度，所述粘度計輸出表征粘度的電流信號經A/D轉換傳給上位機，所述上位機判斷是否開啟加水栗并輸出控制信號至PLC卡，所述PLC卡根據控制信號開啟或關閉加水栗開關。溫度控制回路，上位機判斷是否處于加工狀態，若是則控制PLC卡開啟水冷機，反之則關閉；在機床的拋光工具上安裝有熱敏電阻，所述熱敏電阻產生的溫度信號經A/D卡傳給上位機以供顯示。磁場控制電路，操作員判斷是否開啟磁場，上位機通過PLC卡控制磁場發生器的啟停。所述液位監測電路，所述罐蓋上安裝有超聲波液位計，所述液位計產生的液位信號經A/D卡傳給上位機以供顯示。
[0024]所述人機界面控制模塊包括工控機、流量控制模塊、粘度控制模塊、磁場控制模塊、液位檢測模塊和報警處理模塊，對工控機的觸摸屏進行操作，可實現流量控制、粘度控制、溫度控制、磁場控制、液位監測和報警處理。所述流量控制模塊，在人機界面中輸入標定流量值作為流量控制的目標值，瞬時流量值為通過所述流量計檢測得到的當前流量大小，取三次瞬時流量值平均值為平均流量值，人機界面控制程序以標定流量值和平均流量值為依據，計算出所述離心栗的期望轉速以控制流量大小。所述粘度控制模塊，在人機界面中輸入標定粘度值作為粘度控制的目標值，瞬時粘度值為通過所述粘度計檢測得到的當前粘度大小，取三次瞬時粘度值平均值為平均粘度值，液體粘度會隨水分的蒸發逐漸上升，當平均粘度值高于標定粘度值時，人機界面控制程序命令所述加水栗打開，注入基載液使平均粘度值下降至等于標定粘度值。所述溫度控制模塊，由所述水冷機向所述冷卻管路循環供水以保證恒溫，人機界面控制程序接收所述熱敏電阻的溫度信號并顯示溫度值。所述磁場控制，在人機界面上根據需要控制磁場啟停。所述液位監測，人機界面控制程序接收所述超聲波液位計的液位信號并顯示液位值。所述報警處理模塊，人機界面控制程序接收來自執行層，如電機驅動器，的報警信號，并根據報警類型進行相應處理，避免發生重大人員、財產損失。
[0025]本發明具有的優點在于:本發明能夠對多種工藝參數，流量、粘度、溫度、磁場強度，同時進行穩定控制，為機床性能提供保障；本發明具有報警處理機制，能夠有效避免重大人員、財產損失。本發明操作人性化，利用氣缸開關罐蓋，無需人力操作；流量、粘度、溫度、液位信息在人機界面上顯示，方便操作員了解系統運行情況；綜合容器罐易于拆卸，為系統清洗帶來便利。
【附圖說明】
[0026]圖1本發明系統結構整體圖；
[0027]圖2是開蓋機構圖，圖2中(a)圖表示結合狀態，(b)圖表示打開狀態；
[0028]圖3是罐蓋連接件圖，圖3中(a)圖表不分開狀態，(b)圖表不結合狀態；
[0029]圖4是綜合容器罐剖面圖；
[0030]圖5是本發明系統整體運行示意圖；
[0031 ]圖6是人機界面控制圖；
[0032]圖7是監測曲線圖；
[0033]圖8是本發明系統工作方法流程圖；
[0034]圖中各標號表不:
[0035]1、蠕動栗2、綜合容器罐
[0036]3、離心栗4、加水栗
[0037]5、水冷機6、流量計
[0038]7、粘度計8、熱敏電阻
[0039]9、超聲波液位計10、液體罐
[0040]11、磁場發生器12、工控機
[0041]13、開蓋機構14、拉線器
[0042]15、插接板16、支架底座
[0043]17、罐蓋18、罐蓋連接件
[0044]19、回收管接頭20、加水管接頭
[0045]21、通氣管接頭22、滾花螺釘
[0046]23、外罐體24、內罐體
[0047]25、冷卻水入口管接頭26、冷卻水出口管接頭
[0048]27、驅動氣缸28、冷卻管路
[0049]29、氣缸連接件30、氣缸提手
【具體實施方式】
[0050]下面，結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0051]如圖1所示，本發明系統結構整體圖；一種多參數高穩定性拋光液循環控制系統，包括支架底座16，在實施例中支架底座采用鋁合金材料制作成方形狀，以及安裝在支架底座上的蠕動栗1、綜合容器罐2、離心栗3、加水栗4、流量計6、粘度計7、熱敏電阻8、超聲波液位計9、液體罐10、磁場發生器11、工控機12、開蓋機構13、輸出管路和回收管路；
[0052]所述蠕動栗1分別與綜合容器罐2、回收管路的回收端連接，用于回收拋光液；所述離心栗3與綜合容器罐2連接，用于栗出綜合容器罐內液體；所述加水栗4分別與綜合容器罐2和液體罐10連接；所述磁場發