一種智能拋光液供給循環(huán)裝置制造方法
【專利摘要】一種智能拋光液供給循環(huán)裝置屬于光學(xué)冷加工【技術(shù)領(lǐng)域】，該裝置包括支撐殼體、多功能泵組、電磁切換閥組、拋光液恒溫控制單元、人機(jī)交互單元、精密過濾單元、多個傳感器單元、液壓控制回路、清洗液儲存箱、輸出口、回收入口和智能數(shù)字控制器，所述清洗液儲存箱、拋光液恒溫控制單元和輸出口中均設(shè)置有傳感器單元。所述的拋光液由拋光液恒溫控制單元進(jìn)行間接加熱，并與清洗液通過電磁切換閥組和多功能泵組、精密過濾單元及液壓控制回路相連，經(jīng)輸出口為加工機(jī)床長時(shí)循環(huán)地提供給定流量和溫度的拋光液或清洗液。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)拋光液供給回收功能，管路、工件清洗功能，自動預(yù)警功能，拋光液流量及溫度的控制，且能實(shí)時(shí)監(jiān)測各存儲箱液位和管路供給壓力。
【專利說明】一種智能拋光液供給循環(huán)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)冷加工【技術(shù)領(lǐng)域】，主要應(yīng)用于光學(xué)元件精密拋光過程中，特別地涉及一種智能拋光液供給循環(huán)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的拋光液供給裝置不具備連續(xù)流量調(diào)節(jié)功能，而且拋光液具有低腐蝕性，加工完后直接排放會對環(huán)境造成損害，急劇增加光學(xué)元件加工成本；另外，拋光液供給裝置正常工作期間，泵組、液壓控制回路及加工過程中的發(fā)熱將對拋光液的溫度產(chǎn)生影響，進(jìn)而破壞拋光液的物理屬性(產(chǎn)生析晶現(xiàn)象)；再者，拋光液供給裝置長時(shí)間工作時(shí)，不可避免的會出現(xiàn)拋光液、清洗液缺液現(xiàn)象，這樣很容易造成拋光液供給裝置的永久損壞，大大縮短了供給裝置的使用壽命。因此，提供一種能實(shí)現(xiàn)拋光液供給回收、管路清洗及拋光液流量、溫度控制功能的智能拋光液供給循環(huán)裝置具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提高加工效益、減少環(huán)境污染，并解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的供給裝置發(fā)熱影響拋光液的溫度及拋光液、清洗液缺液現(xiàn)象影響供給裝置使用壽命的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種智能拋光液供給循環(huán)裝置。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
[0005]一種智能拋光液供給循環(huán)裝置，包括精密過濾單元、多功能泵組、電磁切換閥組、拋光液恒溫控制單元、人機(jī)交互單元、支撐殼體、智能數(shù)字控制器、多個傳感器單元、液壓控制回路和清洗液儲存箱，其中，所述精密過濾單元、多功能泵組、電磁切換閥組、拋光液恒溫控制單元、人機(jī)交互單元、智能數(shù)字控制器、傳感器單元、液壓控制回路、清洗液儲存箱均置于所述支撐殼體內(nèi)；所述支撐殼體上設(shè)有輸出口、回收入口及廢液出口，所述拋光液恒溫控制單元置于整個裝置的右側(cè)；所述智能數(shù)字控制器用于接收所述人機(jī)交互單元發(fā)來的指令和傳感器單元檢測到的信息；并根據(jù)接收的指令和傳感器單元檢測到的信息進(jìn)行相應(yīng)的控制，然后將控制信號輸出給多功能泵組、電磁切換閥組、液壓控制回路和拋光液恒溫控制單元，以實(shí)現(xiàn)拋光液供給回收功能，管路及元件清洗功能，拋光液流量、溫度控制功能及存儲箱缺液、管路過壓預(yù)警與保護(hù)功能；所述清洗液儲存箱和所述拋光液恒溫控制單元通過所述電磁切換閥組與所述多功能泵組相連，并經(jīng)所述傳感器單元中的壓力傳感器和精密過濾單元連接，過濾后的液體經(jīng)由液壓控制回路、傳感器單元中的流量傳感器和輸出口輸送給加工機(jī)床。
[0006]上述拋光液恒溫控制單元包括傳熱媒介恒溫控制組件、熱交換組件、熱交換媒介存儲箱、拋光液存儲箱、攪拌組件和熱循環(huán)泵；所述拋光液存儲箱中的拋光液經(jīng)熱循環(huán)泵泵入熱交換媒介存儲箱中的熱交換組件，并與由恒溫傳熱媒介控制組件控制的恒溫傳熱媒介進(jìn)行間接熱交換，實(shí)現(xiàn)拋光液的溫度控制；所述攪拌組件設(shè)置在所述拋光液存儲箱內(nèi)，用于攪拌拋光液；所述拋光液存儲箱通過所述電磁切換閥組與所述多功能泵組相連，所述拋光液儲存箱和熱交換媒介存儲箱的底部均設(shè)有傳感器單元。
[0007]上述傳感器單元包括流量傳感器、液位傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，溫度傳感器設(shè)置在所述拋光液存儲箱和熱交換媒介存儲箱的底部，液位傳感器設(shè)置在所述拋光液存儲箱、清洗液儲存箱及熱交換媒介存儲箱的底部，流量傳感器設(shè)置在所述輸出口中，壓力傳感器設(shè)置在所述多功能泵組的出口中。
[0008]上述多功能泵組由供給泵、噴淋泵、回收泵組成，所述供給泵的出口、噴淋泵的出口分別經(jīng)過壓力傳感器與所述精密過濾單元連接，所述回收泵的入口經(jīng)所述精密過濾單元與回收入口相連，其出口由電磁切換閥組選擇與所述拋光液存儲箱或廢液出口相連；所述供給泵和噴淋泵均為不銹鋼材質(zhì)的齒輪泵，所述回收泵為真空泵。
[0009]上述輸出口包括供給出口和噴淋出口，用于為機(jī)床提供拋光液或清洗液；所述回收入口用于收集回收機(jī)床加工使用后的拋光液或廢液；所述廢液出口與外界廢水處理裝置相連，用于排出使用后的清洗廢液。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:使用者可通過人機(jī)交互單元的鍵盤、鼠標(biāo)或屏幕向人機(jī)交互單元輸入工藝指令，智能數(shù)字控制器根據(jù)指令要求，自動實(shí)現(xiàn)拋光液供給回收功能，管路、工件清洗功能及拋光液流量、溫度控制功能；并能實(shí)時(shí)監(jiān)測各存儲箱液位和管路供給壓力，從而為裝置提供自動預(yù)警和保護(hù)功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明智能拋光液供給循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明智能數(shù)字控制器的工作流程框圖。
[0013]圖中:1、精密過濾單元，2、多功能泵組，3、電磁切換閥組，4、傳熱媒介恒溫控制組件，5、熱交換組件，6、熱交換媒介存儲箱，7、拋光液恒溫控制單元，8、拋光液存儲箱，9、攪拌組件，10、人機(jī)交互單元，11、支撐殼體，12、智能數(shù)字控制器，13、流量傳感器、14、液壓控制回路，15、清洗液儲存箱，16、液位傳感器，17、熱循環(huán)泵，18、壓力傳感器，19、溫度傳感器，20、輸出口。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明的智能拋光液供給循環(huán)裝置包括支撐殼體11、多功能泵組2、電磁切換閥組3、拋光液恒溫控制單元7、人機(jī)交互單元10、精密過濾單元1、傳感器單元、液壓控制回路14、清洗液儲存箱15、輸出口 20、回收入口和智能數(shù)字控制器12，其中，所述多功能泵組2、電磁切換閥組3、拋光液恒溫控制單元7、人機(jī)交互單元10、精密過濾單元1、傳感器單元、液壓控制回路14、清洗液儲存箱15和智能數(shù)字控制器12均置于所述支撐殼體11內(nèi)；所述輸出口 20、回收入口、廢液出口設(shè)置在所述支撐殼體11上，所述拋光液恒溫控制單元7置于整個裝置的右側(cè)，所述智能數(shù)字控制器12用于接收所述人機(jī)交互單元10指令、傳感器單元信息和輸出液壓控制回路14、電磁切換閥組3、多功能泵組2及拋光液恒溫控制單元7的控制信號；所述清洗液儲存箱15和所述拋光液恒溫控制單元7通過所述電磁切換閥組3與所述多功能泵組2相連；所述清洗液儲存箱15、拋光液恒溫控制單元7和輸出口20中均設(shè)置有所述傳感器單元，所述多功能泵組2的出口分別與所述傳感器單元和所述精密過濾單元I連接，過濾后的液體經(jīng)由所述液壓控制回路14和所述輸出口 20輸送給加工機(jī)床。
[0016]拋光液存儲箱8中的拋光液經(jīng)熱循環(huán)泵17泵入熱交換組件5與由傳熱媒介恒溫控制組件4控制的恒溫傳熱媒介進(jìn)行間接熱交換，實(shí)現(xiàn)拋光液的溫度控制；同時(shí)通過攪拌組件9的勻速轉(zhuǎn)動保證整個箱體內(nèi)拋光液溫度的均勻性。
[0017]恒溫后的拋光液與清洗液通過電磁切換閥組3與多功能泵組2中的供給泵、噴淋泵相連，并由電磁切換閥組3控制多功能泵組2與清洗液儲存箱15或拋光液存儲箱8的選通，供給泵、噴淋泵的出口分別與壓力傳感器18和精密過濾單元I連接，過濾后的液體經(jīng)由液壓控制回路14和輸出口 20輸出給加工機(jī)床，從而實(shí)現(xiàn)拋光液供給功能，管路、元件清洗功能及流量的精確控制。
[0018]電磁切換閥組3、多功能泵組2、拋光液存儲箱8、傳熱媒介存儲箱6、液壓控制回路14及管路連接件均由不銹鋼材料制成。
[0019]多功能泵組2由供給泵、噴淋泵和回收泵組成，供給泵、噴淋泵采用齒輪泵，材料為不銹鋼，用于為液壓控制回路提供拋光液和清洗液；回收泵采用真空泵，用于回收使用后的拋光液。
[0020]加工使用后的拋光液由回收入口通過精密過濾單元I由多功能泵組2中的回收泵泵入，并通過傳感器單元，經(jīng)電磁切換閥組3的選擇回收至拋光液儲存箱8或通過廢液出口排出到外界廢水處理裝置，實(shí)現(xiàn)拋光液的循環(huán)再利用。
[0021]智能數(shù)字控制器12通過外圍模擬輸入接口、模擬輸出接口、數(shù)字輸出接口及串行通信接口分別與傳感器單元、液壓控制回路14、電磁切換閥組3、多功能泵組2、拋光液恒溫控制單元7及人機(jī)交互單元10連接；并根據(jù)用戶通過鼠標(biāo)、鍵盤或屏幕輸入的工藝指令及傳感器單元檢測到的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)對裝置的智能控制；且當(dāng)存儲箱缺液、管路過壓時(shí)，及時(shí)停止裝置的運(yùn)行并反饋至人機(jī)交互單元10。
[0022]智能數(shù)字控制器12的具體工作流程參閱圖2，且整個工作流程是個定時(shí)循環(huán)過程，定時(shí)周期為20ms。詳細(xì)運(yùn)行步驟如下:
[0023]步驟一:傳感器單元獲取各個存儲箱的液位、拋光液恒溫控制單元7的溫度及管路中液體的流量和壓力信息。
[0024]步驟二:故障判斷:根據(jù)傳感器采集的流量、液位、壓力、溫度信息，判斷整個裝置的運(yùn)行狀況是否存在故障，若存在故障，則進(jìn)入步驟三；若不存在故障則轉(zhuǎn)入步驟四。
[0025]步驟三:故障處理:當(dāng)采樣獲得的傳感器信息超過正常運(yùn)行的安全閾值時(shí)，則進(jìn)入該故障處理程序，完成后直接跳至步驟七。具體故障狀況的對應(yīng)處理方法如下:
[0026]狀況1、拋光液存儲箱8液位低于安全液位。處理方法:關(guān)閉多功能泵組2、液壓控制回路14、電磁切換閥組3 ;置位故障標(biāo)志，故障信息為拋光液存儲箱缺液。
[0027]狀況2、清洗液儲存箱15液位低于安全液位。處理方法:關(guān)閉多功能泵組2、液壓控制回路14、電磁切換閥組3 ;置位故障標(biāo)志，故障信息為清水箱缺液。
[0028]狀況3、傳熱媒介存儲箱6液位低于安全液位。處理方法:關(guān)閉多功能泵組2、液壓控制回路14、電磁切換閥組3、拋光液恒溫控制單元7 ;置位故障標(biāo)志，故障信息為傳熱媒介存儲箱缺液。
[0029]狀況4、拋光液恒溫控制單元7溫度超過安全閾值。處理方法:關(guān)閉多功能泵組2、電磁切換閥組3，關(guān)閉液壓控制回路14、拋光液恒溫控制單元7 ;置位故障標(biāo)志，故障信息為拋光液恒溫控制單元系統(tǒng)故障。
[0030]狀況5、管路壓力超過安全閾值。關(guān)閉多功能泵組2、電磁切換閥組3、液壓控制回路14 ;置位故障標(biāo)志，故障信息為管路阻塞。
[0031]步驟四:人機(jī)交互單元10工藝指令讀取與解析。掃描人機(jī)交互單元10通過串行通信接口傳入的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換解析成供給循環(huán)裝置的工藝指令(工作模式和工藝參數(shù))。
[0032]步驟五:工作模式設(shè)置。根據(jù)解析得到的工藝指令選擇工作模式，并完成對應(yīng)模式下電磁切換閥組3、多功能泵組2的控制。主要工作模式及控制策略如下:
[0033]模式1:拋光液供給循環(huán)模式?？刂撇呗詾?開啟多功能泵組2，供給泵和回收泵正常工作；控制電磁切換閥組3的開關(guān)組合使拋光液存儲箱8與供給泵相連，且使回收入口的拋光液通過回收泵與拋光液存儲箱8相連,實(shí)現(xiàn)拋光液的循環(huán)供給。
[0034]模式2、管路清洗模式?？刂撇呗詾?開啟多功能泵組2，供給泵、噴淋泵和回收泵正常工作；控制電磁切換閥組3的開關(guān)組合使清洗液存儲箱與供給泵、噴淋泵相連，且使回收入口的清洗液通過回收泵與廢液出口相連，實(shí)現(xiàn)管路的清洗。
[0035]模式3、元件清洗模式。控制策略為:開啟多功能泵組2，噴淋泵和回收泵正常工作；控制電磁切換閥組3的開關(guān)組合使清洗液存儲箱與噴淋泵相連，且使回收入口的清洗液通過回收泵與廢液出口相連，實(shí)現(xiàn)元件的清洗。
[0036]模式4、噴淋供給循環(huán)模式?？刂撇呗詾?開啟多功能泵組2，供給泵、噴淋泵和回收泵正常工作；控制電磁切換閥組3的開關(guān)組合使拋光液存儲箱8與供給泵、噴淋泵相連，且使回收入口的拋光液通過回收泵與拋光液存儲箱8相連，實(shí)現(xiàn)拋光液的循環(huán)供給。
[0037]步驟六:工藝參數(shù)設(shè)置。通過串行通信接口設(shè)置拋光液恒溫控制單元7的溫度、攪拌組件9轉(zhuǎn)速；通過模擬輸出接口設(shè)置液壓控制回路14的流量。
[0038]步驟七:裝置工作狀態(tài)返回。若存在故障則通過串行通信接口向人機(jī)交互單元10發(fā)送故障標(biāo)志及故障信息，人機(jī)交互單元10根據(jù)傳回的故障信息進(jìn)行相應(yīng)的顯示及蜂鳴預(yù)警，提醒用戶采取故障處理措施；若裝置正常運(yùn)行則通過串行通信接口向人機(jī)交互單元10發(fā)送采樣獲得的傳感器單元信息(液位、流量、壓力、溫度)供其顯示。
[0039]綜上所述，本發(fā)明提供的智能拋光液供給循環(huán)裝置，可根據(jù)使用者輸入的工藝指令，在智能數(shù)字控制器12的控制下，自動實(shí)現(xiàn)拋光液供給回收功能，管路、工件清洗功能，流量、溫度控制功能及故障預(yù)警等功能，為加工機(jī)床長時(shí)、安全、穩(wěn)定、循環(huán)地提供給定流量、溫度的拋光液或清洗液。
【權(quán)利要求】
1.一種智能拋光液供給循環(huán)裝置，其特征在于:該裝置包括精密過濾單元(I)、多功能泵組(2)、電磁切換閥組(3)、拋光液恒溫控制單元(7)、人機(jī)交互單元(10)、支撐殼體(11)、智能數(shù)字控制器(12)、多個傳感器單元、液壓控制回路(14)和清洗液儲存箱(15)，其中， 所述精密過濾單元⑴、多功能泵組⑵、電磁切換閥組⑶、拋光液恒溫控制單元(7)、人機(jī)交互單元(10)、智能數(shù)字控制器(12)、傳感器單元、液壓控制回路(14)、清洗液儲存箱(15)均置于所述支撐殼體(11)內(nèi)； 所述支撐殼體(11)上設(shè)有輸出口(20)、回收入口和廢液出口，所述拋光液恒溫控制單元(7)置于整個裝置的右側(cè)； 所述智能數(shù)字控制器(12)用于接收所述人機(jī)交互單元(10)發(fā)來的指令和傳感器單元檢測到的信息；并根據(jù)接收的指令和傳感器單元檢測到的信息進(jìn)行相應(yīng)的控制，然后將控制信號輸出給多功能泵組(2)、電磁切換閥組(3)、液壓控制回路(14)和拋光液恒溫控制單元(7)，以實(shí)現(xiàn)拋光液供給回收功能，管路及元件清洗功能，拋光液流量、溫度控制功能及存儲箱缺液、管路過壓預(yù)警與保護(hù)功能； 所述清洗液儲存箱(15)和所述拋光液恒溫控制單元(7)通過所述電磁切換閥組(3)與所述多功能泵組(2)相連，并經(jīng)所述傳感器單元中的壓力傳感器(18)和精密過濾單元(I)連接，過濾后的液體經(jīng)由液壓控制回路(14)、傳感器單元中的流量傳感器(13)和輸出口(20)輸送給加工機(jī)床。
2.如權(quán)利要求1所述的智能拋光液供給循環(huán)裝置，其特征在于:所述拋光液恒溫控制單元(7)包括傳熱媒介恒溫控制組件(4)、熱交換組件(5)、熱交換媒介存儲箱(6)、拋光液存儲箱(8)、攪拌組件(9)和熱循環(huán)泵(17);所述拋光液存儲箱(8)中的拋光液經(jīng)熱循環(huán)泵(17)泵入熱交換媒介存儲箱(6)中的熱交換組件(5)，并與由恒溫傳熱媒介控制組件(4)控制的恒溫傳熱媒介進(jìn)行間接熱交換，實(shí)現(xiàn)拋光液的溫度控制；所述攪拌組件(9)設(shè)置在所述拋光液存儲箱(8)內(nèi)，用于攪拌拋光液；所述拋光液存儲箱(8)通過所述電磁切換閥組(3)與所述多功能泵組(2)相連，所述拋光液儲存箱(8)和熱交換媒介存儲箱(6)的底部均設(shè)有傳感器單元。
3.如權(quán)利要求1或2所述的智能拋光液供給循環(huán)裝置，其特征在于:所述傳感器單元包括流量傳感器(13)、液位傳感器(16)、壓力傳感器(18)和溫度傳感器(19)，溫度傳感器(19)設(shè)置在所述拋光液存儲箱(8)和熱交換媒介存儲箱(6)的底部，液位傳感器(16)設(shè)置在所述拋光液存儲箱(8)和清洗液儲存箱(15)及熱交換媒介存儲箱(6)的底部，流量傳感器(13)設(shè)置在所述輸出口(20)中，壓力傳感器(18)設(shè)置在所述多功能泵組(2)的出口中。
4.如權(quán)利要求3所述的智能拋光液供給循環(huán)裝置，其特征在于:所述多功能泵組(2)由供給泵、噴淋泵、回收泵組成，所述供給泵的出口、噴淋泵的出口分別經(jīng)過壓力傳感器(18)與所述精密過濾單元(I)連接，所述回收泵的入口經(jīng)所述精密過濾單元(I)與回收入口相連，其出口由電磁切換閥組(3)選擇與所述拋光液存儲箱(8)或廢液出口相連；所述供給泵和噴淋泵均為不銹鋼材質(zhì)的齒輪泵，所述回收泵為真空泵。
5.如權(quán)利要求4所述的智能拋光液供給循環(huán)裝置，其特征在于:所述輸出口(20)包括供給出口和噴淋出口，用于為機(jī)床提供拋光液或清洗液；所述回收入口用于回收機(jī)床加工使用后的拋光液或廢液；所述廢液出口與外界廢水處理裝置相連，用于排出使用后的清洗廢液
【文檔編號】B24B57/02GK104029130SQ201410250623
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】尹志生, 崔洋, 鄭楠, 于淼, 王紹治, 李佩玥, 隋永新, 楊懷江 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所