一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法技术方案

本发明专利技术属于衬底抛光技术领域，提供了一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法，包括搅拌系统、人机交互控制系统、超声振动装置、液位计监测装置系统、压力报警系统和气体加压系统，所述气体加压系统包括气源、气体流量控制装置、气体传感器以及数据采集和处理单元；本发明专利技术通过能够使加压气体经过滤网输送到搅拌罐，经超声振动装置内部发生器发出预设频率的超声波，接触水体后发生振动，在接触面上出现一个气液共存的状态，产生大量气泡，同时搅拌子通过磁力发生器产生的磁场对搅拌罐中的抛光液进行搅拌，以在单位时间内获得更大的气液体接触面积，进而大大提高气体与抛光液的接触面积，进而获得更好的磨料分散性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于衬底抛光，具体地说是一种基于pid控制气体辅助抛光系统的设计方法。

技术介绍

1、随着科技的进步，对工件表面质量的要求日益提高。在现有的研磨抛光技术中，化学机械抛光已被广泛采用，以获得更优质的工件表面。然而，化学机械抛光的效果受到多种因素的影响，其中抛光液的性质起着至关重要的作用；抛光液的温度、气体含量、ph值等参数均会对抛光结果产生显著影响。目前，实验室常用的抛光液主要成分是去离子水，但其性能和效果仍有待进一步提升。特别地，抛光液中的气体含量是影响抛光效果的关键因素之一。提高抛光液中对应的气体含量能够在一定程度上加快磨料与工件表面材料的化学反应，以此让化学机械耦合作用尽可能的保持平衡，这对于获得更高质量的工件表面至关重要。

2、现有的抛光系统通常无法有效地控制抛光液中的气体含量和抛光液中磨料分布的均匀性，导致抛光过程中磨料与工件表面的化学反应速率不一致，进而影响抛光质量。

3、为此，本领域技术人员提出了一种基于pid控制气体辅助抛光系统的设计方法，通过在单位时间内获得更大的气液体接触面积，进而大大提高气体与抛光液的接本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法，包括搅拌系统、人机交互控制系统(1)、超声振动装置(2)、液位计监测装置系统、压力报警系统和气体加压系统，其特征在于：所述气体加压系统包括气源、气体流量控制装置、气体传感器以及数据采集和处理单元，所述气体加压系统引入模糊PID控制；

2.如权利要求1所述一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法，其特征在于：所述模糊规则PID控制器参数的计算如下：

3.如权利要求1所述一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法，其特征在于：所述搅拌系统包括磁力搅拌装置(9)和搅拌罐(6)，所述磁力搅拌装置(9)安装在搅拌罐(6...

【技术特征摘要】

1.一种基于pid控制气体辅助抛光系统的设计方法，包括搅拌系统、人机交互控制系统(1)、超声振动装置(2)、液位计监测装置系统、压力报警系统和气体加压系统，其特征在于：所述气体加压系统包括气源、气体流量控制装置、气体传感器以及数据采集和处理单元，所述气体加压系统引入模糊pid控制；

2.如权利要求1所述一种基于pid控制气体辅助抛光系统的设计方法，其特征在于：所述模糊规则pid控制器参数的计算如下：

3.如权利要求1所述一种基于pid控制气体辅助抛光系统的设计方法，其特征在于：所述搅拌系统包括磁力搅拌装置(9)和搅拌罐(6)，所述磁力搅拌装置(9)安装在搅拌罐(6)的底部，由转速传感器、d/a模块、驱动电路、磁力发生器和搅拌子构成，工作状态下，为了保证电机转速的稳态精度，采用转速传感器直接检测搅拌子转速，每转一圈转速传感器会产生一个脉冲信号，传送至plc将搅拌子实际转速与设定转速进行比较，通过pid控制调节误差，最终使搅拌子转速稳定在设定值，pid公式表示如下：

4.如权利要求3所述一种基于pid控制气体辅助抛光系统的设计方法，其特征在于：所述搅拌罐(6)由304、316不锈钢中的一种制成，具有良好的耐腐蚀性和导热性，同时在罐体顶部设有气体含量监测仪、ph传感器检测仪，经ad转换模块由主控制单元采集处理后传给上位机，以实时监测罐体内部气体含量的变化和抛光液ph酸碱度变化，进而可根据实时数值来调整气体的输送速率，维持罐体内部气体含量处于稳态；

5.如权利要求1所述一种基于pid控制气体辅助抛光系统的设计方法，其特征在于：所述超声振动装置(2)中内设振动头、变幅杆、换能器和超声波发生器，输出脉冲信号，所述超声振动装置(2)由发生器发出预设频率的超声波，接触水体后发生振动，此时接触面上出现一个气液共存的状...

【专利技术属性】
技术研发人员：许永超，杨岱睿，刘琼，王乾廷，陈丙三，
申请(专利权)人：福建理工大学，
类型：发明
国别省市：