一种智能抛光液供给循环装置制造方法
【专利摘要】一种智能抛光液供给循环装置属于光学冷加工【技术领域】，该装置包括支撑壳体、多功能泵组、电磁切换阀组、抛光液恒温控制单元、人机交互单元、精密过滤单元、多个传感器单元、液压控制回路、清洗液储存箱、输出口、回收入口和智能数字控制器，所述清洗液储存箱、抛光液恒温控制单元和输出口中均设置有传感器单元。所述的抛光液由抛光液恒温控制单元进行间接加热，并与清洗液通过电磁切换阀组和多功能泵组、精密过滤单元及液压控制回路相连，经输出口为加工机床长时循环地提供给定流量和温度的抛光液或清洗液。本发明能实现抛光液供给回收功能，管路、工件清洗功能，自动预警功能，抛光液流量及温度的控制，且能实时监测各存储箱液位和管路供给压力。
【专利说明】一种智能抛光液供给循环装置
【技术领域】
[0001]本发明属于光学冷加工【技术领域】，主要应用于光学元件精密抛光过程中，特别地涉及一种智能抛光液供给循环装置。
【背景技术】
[0002]目前，公知的抛光液供给装置不具备连续流量调节功能，而且抛光液具有低腐蚀性，加工完后直接排放会对环境造成损害，急剧增加光学元件加工成本；另外，抛光液供给装置正常工作期间，泵组、液压控制回路及加工过程中的发热将对抛光液的温度产生影响，进而破坏抛光液的物理属性(产生析晶现象)；再者，抛光液供给装置长时间工作时，不可避免的会出现抛光液、清洗液缺液现象，这样很容易造成抛光液供给装置的永久损坏，大大缩短了供给装置的使用寿命。因此，提供一种能实现抛光液供给回收、管路清洗及抛光液流量、温度控制功能的智能抛光液供给循环装置具有重要意义。
【发明内容】
[0003]为了提高加工效益、减少环境污染，并解决现有技术中存在的供给装置发热影响抛光液的温度及抛光液、清洗液缺液现象影响供给装置使用寿命的技术问题，本发明提供一种智能抛光液供给循环装置。
[0004]本发明解决技术问题所采取的技术方案如下:
[0005]一种智能抛光液供给循环装置，包括精密过滤单元、多功能泵组、电磁切换阀组、抛光液恒温控制单元、人机交互单元、支撑壳体、智能数字控制器、多个传感器单元、液压控制回路和清洗液储存箱，其中，所述精密过滤单元、多功能泵组、电磁切换阀组、抛光液恒温控制单元、人机交互单元、智能数字控制器、传感器单元、液压控制回路、清洗液储存箱均置于所述支撑壳体内；所述支撑壳体上设有输出口、回收入口及废液出口，所述抛光液恒温控制单元置于整个装置的右侧；所述智能数字控制器用于接收所述人机交互单元发来的指令和传感器单元检测到的信息；并根据接收的指令和传感器单元检测到的信息进行相应的控制，然后将控制信号输出给多功能泵组、电磁切换阀组、液压控制回路和抛光液恒温控制单元，以实现抛光液供给回收功能，管路及元件清洗功能，抛光液流量、温度控制功能及存储箱缺液、管路过压预警与保护功能；所述清洗液储存箱和所述抛光液恒温控制单元通过所述电磁切换阀组与所述多功能泵组相连，并经所述传感器单元中的压力传感器和精密过滤单元连接，过滤后的液体经由液压控制回路、传感器单元中的流量传感器和输出口输送给加工机床。
[0006]上述抛光液恒温控制单元包括传热媒介恒温控制组件、热交换组件、热交换媒介存储箱、抛光液存储箱、搅拌组件和热循环泵；所述抛光液存储箱中的抛光液经热循环泵泵入热交换媒介存储箱中的热交换组件，并与由恒温传热媒介控制组件控制的恒温传热媒介进行间接热交换，实现抛光液的温度控制；所述搅拌组件设置在所述抛光液存储箱内，用于搅拌抛光液；所述抛光液存储箱通过所述电磁切换阀组与所述多功能泵组相连，所述抛光液储存箱和热交换媒介存储箱的底部均设有传感器单元。
[0007]上述传感器单元包括流量传感器、液位传感器、压力传感器和温度传感器，温度传感器设置在所述抛光液存储箱和热交换媒介存储箱的底部，液位传感器设置在所述抛光液存储箱、清洗液储存箱及热交换媒介存储箱的底部，流量传感器设置在所述输出口中，压力传感器设置在所述多功能泵组的出口中。
[0008]上述多功能泵组由供给泵、喷淋泵、回收泵组成，所述供给泵的出口、喷淋泵的出口分别经过压力传感器与所述精密过滤单元连接，所述回收泵的入口经所述精密过滤单元与回收入口相连，其出口由电磁切换阀组选择与所述抛光液存储箱或废液出口相连；所述供给泵和喷淋泵均为不锈钢材质的齿轮泵，所述回收泵为真空泵。
[0009]上述输出口包括供给出口和喷淋出口，用于为机床提供抛光液或清洗液；所述回收入口用于收集回收机床加工使用后的抛光液或废液；所述废液出口与外界废水处理装置相连，用于排出使用后的清洗废液。
[0010]本发明的有益效果是:使用者可通过人机交互单元的键盘、鼠标或屏幕向人机交互单元输入工艺指令，智能数字控制器根据指令要求，自动实现抛光液供给回收功能，管路、工件清洗功能及抛光液流量、温度控制功能；并能实时监测各存储箱液位和管路供给压力，从而为装置提供自动预警和保护功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明智能抛光液供给循环装置的结构示意图。
[0012]图2是本发明智能数字控制器的工作流程框图。
[0013]图中:1、精密过滤单元，2、多功能泵组，3、电磁切换阀组，4、传热媒介恒温控制组件，5、热交换组件，6、热交换媒介存储箱，7、抛光液恒温控制单元，8、抛光液存储箱，9、搅拌组件，10、人机交互单元，11、支撑壳体，12、智能数字控制器，13、流量传感器、14、液压控制回路，15、清洗液储存箱，16、液位传感器，17、热循环泵，18、压力传感器，19、温度传感器，20、输出口。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0015]如图1所示，本发明的智能抛光液供给循环装置包括支撑壳体11、多功能泵组2、电磁切换阀组3、抛光液恒温控制单元7、人机交互单元10、精密过滤单元1、传感器单元、液压控制回路14、清洗液储存箱15、输出口 20、回收入口和智能数字控制器12，其中，所述多功能泵组2、电磁切换阀组3、抛光液恒温控制单元7、人机交互单元10、精密过滤单元1、传感器单元、液压控制回路14、清洗液储存箱15和智能数字控制器12均置于所述支撑壳体11内；所述输出口 20、回收入口、废液出口设置在所述支撑壳体11上，所述抛光液恒温控制单元7置于整个装置的右侧，所述智能数字控制器12用于接收所述人机交互单元10指令、传感器单元信息和输出液压控制回路14、电磁切换阀组3、多功能泵组2及抛光液恒温控制单元7的控制信号；所述清洗液储存箱15和所述抛光液恒温控制单元7通过所述电磁切换阀组3与所述多功能泵组2相连；所述清洗液储存箱15、抛光液恒温控制单元7和输出口20中均设置有所述传感器单元，所述多功能泵组2的出口分别与所述传感器单元和所述精密过滤单元I连接，过滤后的液体经由所述液压控制回路14和所述输出口 20输送给加工机床。
[0016]抛光液存储箱8中的抛光液经热循环泵17泵入热交换组件5与由传热媒介恒温控制组件4控制的恒温传热媒介进行间接热交换，实现抛光液的温度控制；同时通过搅拌组件9的匀速转动保证整个箱体内抛光液温度的均匀性。
[0017]恒温后的抛光液与清洗液通过电磁切换阀组3与多功能泵组2中的供给泵、喷淋泵相连，并由电磁切换阀组3控制多功能泵组2与清洗液储存箱15或抛光液存储箱8的选通，供给泵、喷淋泵的出口分别与压力传感器18和精密过滤单元I连接，过滤后的液体经由液压控制回路14和输出口 20输出给加工机床，从而实现抛光液供给功能，管路、元件清洗功能及流量的精确控制。
[0018]电磁切换阀组3、多功能泵组2、抛光液存储箱8、传热媒介存储箱6、液压控制回路14及管路连接件均由不锈钢材料制成。
[0019]多功能泵组2由供给泵、喷淋泵和回收泵组成，供给泵、喷淋泵采用齿轮泵，材料为不锈钢，用于为液压控制回路提供抛光液和清洗液；回收泵采用真空泵，用于回收使用后的抛光液。
[0020]加工使用后的抛光液由回收入口通过精密过滤单元I由多功能泵组2中的回收泵泵入，并通过传感器单元，经电磁切换阀组3的选择回收至抛光液储存箱8或通过废液出口排出到外界废水处理装置，实现抛光液的循环再利用。
[0021]智能数字控制器12通过外围模拟输入接口、模拟输出接口、数字输出接口及串行通信接口分别与传感器单元、液压控制回路14、电磁切换阀组3、多功能泵组2、抛光液恒温控制单元7及人机交互单元10连接；并根据用户通过鼠标、键盘或屏幕输入的工艺指令及传感器单元检测到的数据信息实现对装置的智能控制；且当存储箱缺液、管路过压时，及时停止装置的运行并反馈至人机交互单元10。
[0022]智能数字控制器12的具体工作流程参阅图2，且整个工作流程是个定时循环过程，定时周期为20ms。详细运行步骤如下:
[0023]步骤一:传感器单元获取各个存储箱的液位、抛光液恒温控制单元7的温度及管路中液体的流量和压力信息。
[0024]步骤二:故障判断:根据传感器采集的流量、液位、压力、温度信息，判断整个装置的运行状况是否存在故障，若存在故障，则进入步骤三；若不存在故障则转入步骤四。
[0025]步骤三:故障处理:当采样获得的传感器信息超过正常运行的安全阈值时，则进入该故障处理程序，完成后直接跳至步骤七。具体故障状况的对应处理方法如下:
[0026]状况1、抛光液存储箱8液位低于安全液位。处理方法:关闭多功能泵组2、液压控制回路14、电磁切换阀组3 ;置位故障标志，故障信息为抛光液存储箱缺液。
[0027]状况2、清洗液储存箱15液位低于安全液位。处理方法:关闭多功能泵组2、液压控制回路14、电磁切换阀组3 ;置位故障标志，故障信息为清水箱缺液。
[0028]状况3、传热媒介存储箱6液位低于安全液位。处理方法:关闭多功能泵组2、液压控制回路14、电磁切换阀组3、抛光液恒温控制单元7 ;置位故障标志，故障信息为传热媒介存储箱缺液。
[0029]状况4、抛光液恒温控制单元7温度超过安全阈值。处理方法:关闭多功能泵组2、电磁切换阀组3，关闭液压控制回路14、抛光液恒温控制单元7 ;置位故障标志，故障信息为抛光液恒温控制单元系统故障。
[0030]状况5、管路压力超过安全阈值。关闭多功能泵组2、电磁切换阀组3、液压控制回路14 ;置位故障标志，故障信息为管路阻塞。
[0031]步骤四:人机交互单元10工艺指令读取与解析。扫描人机交互单元10通过串行通信接口传入的数据，并转换解析成供给循环装置的工艺指令(工作模式和工艺参数)。
[0032]步骤五:工作模式设置。根据解析得到的工艺指令选择工作模式，并完成对应模式下电磁切换阀组3、多功能泵组2的控制。主要工作模式及控制策略如下:
[0033]模式1:抛光液供给循环模式。控制策略为:开启多功能泵组2，供给泵和回收泵正常工作；控制电磁切换阀组3的开关组合使抛光液存储箱8与供给泵相连，且使回收入口的抛光液通过回收泵与抛光液存储箱8相连,实现抛光液的循环供给。
[0034]模式2、管路清洗模式。控制策略为:开启多功能泵组2，供给泵、喷淋泵和回收泵正常工作；控制电磁切换阀组3的开关组合使清洗液存储箱与供给泵、喷淋泵相连，且使回收入口的清洗液通过回收泵与废液出口相连，实现管路的清洗。
[0035]模式3、元件清洗模式。控制策略为:开启多功能泵组2，喷淋泵和回收泵正常工作；控制电磁切换阀组3的开关组合使清洗液存储箱与喷淋泵相连，且使回收入口的清洗液通过回收泵与废液出口相连，实现元件的清洗。
[0036]模式4、喷淋供给循环模式。控制策略为:开启多功能泵组2，供给泵、喷淋泵和回收泵正常工作；控制电磁切换阀组3的开关组合使抛光液存储箱8与供给泵、喷淋泵相连，且使回收入口的抛光液通过回收泵与抛光液存储箱8相连，实现抛光液的循环供给。
[0037]步骤六:工艺参数设置。通过串行通信接口设置抛光液恒温控制单元7的温度、搅拌组件9转速；通过模拟输出接口设置液压控制回路14的流量。
[0038]步骤七:装置工作状态返回。若存在故障则通过串行通信接口向人机交互单元10发送故障标志及故障信息，人机交互单元10根据传回的故障信息进行相应的显示及蜂鸣预警，提醒用户采取故障处理措施；若装置正常运行则通过串行通信接口向人机交互单元10发送采样获得的传感器单元信息(液位、流量、压力、温度)供其显示。
[0039]综上所述，本发明提供的智能抛光液供给循环装置，可根据使用者输入的工艺指令，在智能数字控制器12的控制下，自动实现抛光液供给回收功能，管路、工件清洗功能，流量、温度控制功能及故障预警等功能，为加工机床长时、安全、稳定、循环地提供给定流量、温度的抛光液或清洗液。
【权利要求】
1.一种智能抛光液供给循环装置，其特征在于:该装置包括精密过滤单元(I)、多功能泵组(2)、电磁切换阀组(3)、抛光液恒温控制单元(7)、人机交互单元(10)、支撑壳体(11)、智能数字控制器(12)、多个传感器单元、液压控制回路(14)和清洗液储存箱(15)，其中， 所述精密过滤单元⑴、多功能泵组⑵、电磁切换阀组⑶、抛光液恒温控制单元(7)、人机交互单元(10)、智能数字控制器(12)、传感器单元、液压控制回路(14)、清洗液储存箱(15)均置于所述支撑壳体(11)内； 所述支撑壳体(11)上设有输出口(20)、回收入口和废液出口，所述抛光液恒温控制单元(7)置于整个装置的右侧； 所述智能数字控制器(12)用于接收所述人机交互单元(10)发来的指令和传感器单元检测到的信息；并根据接收的指令和传感器单元检测到的信息进行相应的控制，然后将控制信号输出给多功能泵组(2)、电磁切换阀组(3)、液压控制回路(14)和抛光液恒温控制单元(7)，以实现抛光液供给回收功能，管路及元件清洗功能，抛光液流量、温度控制功能及存储箱缺液、管路过压预警与保护功能； 所述清洗液储存箱(15)和所述抛光液恒温控制单元(7)通过所述电磁切换阀组(3)与所述多功能泵组(2)相连，并经所述传感器单元中的压力传感器(18)和精密过滤单元(I)连接，过滤后的液体经由液压控制回路(14)、传感器单元中的流量传感器(13)和输出口(20)输送给加工机床。
2.如权利要求1所述的智能抛光液供给循环装置，其特征在于:所述抛光液恒温控制单元(7)包括传热媒介恒温控制组件(4)、热交换组件(5)、热交换媒介存储箱(6)、抛光液存储箱(8)、搅拌组件(9)和热循环泵(17);所述抛光液存储箱(8)中的抛光液经热循环泵(17)泵入热交换媒介存储箱(6)中的热交换组件(5)，并与由恒温传热媒介控制组件(4)控制的恒温传热媒介进行间接热交换，实现抛光液的温度控制；所述搅拌组件(9)设置在所述抛光液存储箱(8)内，用于搅拌抛光液；所述抛光液存储箱(8)通过所述电磁切换阀组(3)与所述多功能泵组(2)相连，所述抛光液储存箱(8)和热交换媒介存储箱(6)的底部均设有传感器单元。
3.如权利要求1或2所述的智能抛光液供给循环装置，其特征在于:所述传感器单元包括流量传感器(13)、液位传感器(16)、压力传感器(18)和温度传感器(19)，温度传感器(19)设置在所述抛光液存储箱(8)和热交换媒介存储箱(6)的底部，液位传感器(16)设置在所述抛光液存储箱(8)和清洗液储存箱(15)及热交换媒介存储箱(6)的底部，流量传感器(13)设置在所述输出口(20)中，压力传感器(18)设置在所述多功能泵组(2)的出口中。
4.如权利要求3所述的智能抛光液供给循环装置，其特征在于:所述多功能泵组(2)由供给泵、喷淋泵、回收泵组成，所述供给泵的出口、喷淋泵的出口分别经过压力传感器(18)与所述精密过滤单元(I)连接，所述回收泵的入口经所述精密过滤单元(I)与回收入口相连，其出口由电磁切换阀组(3)选择与所述抛光液存储箱(8)或废液出口相连；所述供给泵和喷淋泵均为不锈钢材质的齿轮泵，所述回收泵为真空泵。
5.如权利要求4所述的智能抛光液供给循环装置，其特征在于:所述输出口(20)包括供给出口和喷淋出口，用于为机床提供抛光液或清洗液；所述回收入口用于回收机床加工使用后的抛光液或废液；所述废液出口与外界废水处理装置相连，用于排出使用后的清洗废液
【文档编号】B24B57/02GK104029130SQ201410250623
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】尹志生, 崔洋, 郑楠, 于淼, 王绍治, 李佩玥, 隋永新, 杨怀江 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所