一种双介质控制装置的制作方法

1.本发明涉及基于原子力显微镜的加工领域，国际分类号g05d，具体涉及一种双介质控制装置。


背景技术：

2.原子力显微镜(atomic force microscopy,afm)是纳米技术领域用来进行高分辨率扫描成像和纳米加工的主要工具之一。afm沉积加工利用的是场发射的原理。需要在针尖基底之间形成大的电场，使针尖表面的原子突破势垒束缚，发射到基底表面，并在表面堆积形成焊接点。afm探针的结构是：针尖位于一根细长的弹性悬臂梁上，控制针尖接近基底，通过电流施加影响实施焊接。在具体的加工过程中，样品台存在温度漂移问题，影响加工精度。将仪器设备整体放入恒温环境成本较高，因此向样品台通入冷却液，维持样品台恒定低温是一种简单易实现的方案。而冷却过程对应专门的冷却工位，基座需要在冷却工位与加工工位之间移动，由于人工干预移动存在精度的不确定性，因此追求加工全过程自动化。
3.然而，在具体的实际生产实践中，存在以下问题：
4.1、现有技术的全自动化加工过程中，工位移动会通过油缸驱动进给和退回，而样品台冷却需要用到冷却液，两套循环系统分别控制会导致零部件变多，空间占用以及干涉的可能变大。
5.2、现有技术的流体控制装置，存在多通阀以实现多流路控制，然而现有的电磁多通阀在工作过程中，各个工作口之间不可避免的会有流体连通，其对于同一种介质来说没有问题，但多种介质同时控制时存在不能混合的需求，现有技术无法解决该问题。
6.3、现有技术的流体控制装置，阀芯内通道的加工成本较高，尤其是微尺寸的加工，更是需要高成本。
7.4、现有技术为了避免驱动器过多的控制步骤，往往一个驱动步骤对应两个工作状态，例如油缸驱动基座离开加工位返回原位时，同时施加冷却的方案，从而不用驱动装置定位两个工位。但是这里有个需求是最好不要同时施行，最好是离开工位一会后再冷却。两种互相矛盾的需求无法妥善解决。
8.5、现有技术冷却后，涉及冷却液排出的问题，这就对全自动化提出了更高的要求，而现有技术尚未有解决方案。


技术实现要素：

9.为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。
10.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双介质控制装置，包括主阀部、平台；其中所述平台内设有供液通道、支路、供给腔、排液通道、避让槽、渗漏通道、弹簧、活塞、支架；所述主阀部包括阀体、阀盖、连接座、驱动装置、阀轴、阀芯、第一通道、第二通道、缺口、退离回油路、退离油路、供油通道、进给油路、进给回油路、冷却液供给路、冷却液出路；
11.其中所述阀体上方设有阀盖，所述阀体中设有所述阀芯，所述阀盖上方设有所述连接座，所述连接座上方设有所述驱动装置，所述驱动装置通过所述阀轴输出动力，所述阀轴穿过所述连接座与所述阀盖连接至所述阀芯，所述阀芯中设有所述第一通道、第二通道、缺口；所述供油通道一侧设有所述进给油路，另一侧设有所述退离油路，所述进给油路的所述一侧设有所述进给回油路，所述退离油路的所述另一侧设有所述退离回油路；第一工作状态时，第一通道连接所述供油通道与所述进给油路，第二通道连通所述退离油路与所述退离回油路，第二工作状态时，第一通道连通所述进给油路与所述进给回油路，所述第二通道连通所述供油通道与所述退离油路，所述缺口连通所述冷却液供给路、冷却液出路；所述进给油路连接至油缸的一端，所述退离油路连接至油缸的另一端，所述进给回油路与所述退离回油路均连接至油箱，所述退离回油路、退离油路、供油通道、进给油路、进给回油路等间隔布置；所述退离回油路、退离油路、供油通道、进给油路、进给回油路布置于所述阀芯的一个半圆侧，所述冷却液供给路、冷却液出路布置于所述阀芯的另一个半圆侧；
12.所述冷却液出路连通至所述供液通道，所述供液通道中设有所述支架，所述支架保持所述活塞，所述供液通道侧方设有所述支路，所述支路连接所述供给腔，所述供给腔连通所述支架与所述避让槽，所述避让槽中设有所述弹簧，所述弹簧连接所述活塞，所述避让槽的上方设有所述排液通道，所述避让槽的下方设有所述渗漏通道，所述排液通道、渗漏通道的直径均小于所述供液通道的直径。
13.进一步的，所述渗漏通道的直径小于所述排液通道的直径。
14.进一步的，所述活塞可进入所述避让槽并封堵所述渗漏通道。
15.进一步的，所述渗漏通道与所述排液通道错开。
16.进一步的，所述支路包括横向支路与竖向支路。
17.进一步的，所述竖向支路连接所述供给腔。
18.进一步的，所述横向支路连接所述供液通道。
19.进一步的，所述支架镂空设置。
20.进一步的，所述阀轴为阶梯轴。
21.进一步的，所述驱动装置包括电机。
22.本发明的有益效果是：
23.1、针对背景技术提出的第1点，将油循环与水循环通过一个阀来控制，在阀芯内设置了两条横向通道，两条横向通道将五条油缸油路有机的联系起来，在阀芯内设置了豁口将两条冷却液通道连通起来。
24.2、针对背景技术提出的第2点，五条油缸油路设置在阀芯的一个半圆范围内，冷却液豁口设置在阀芯的另外一个半圆范围内，其运动范围也在另外一个半圆范围内，驱动装置在有限角度内旋转。从而将两种介质完全的隔离开。
25.3、针对背景技术提出的第3点，将对应冷却液的两条阀芯通道改为一个豁口连通两条冷却液路，从而避免了更大的加工成本，同时由于工件尺寸的关系，冷却液也不会过多，泵送压力也不会过大，所以不用担心豁口的设置导致密封性差的问题。
26.4、针对背景技术提出的第4点，设置为虽然液压缸的回油步骤与冷却液的释放步骤同步开始，但是设置了冷却液的延时机构，通过延时支路、延时活塞的设置，使得供液通道的开启需要先顶开活塞再供液，起到了冷却液的释放时刻晚于基座退离加工位时刻的作
用。
27.5、针对背景技术提出的第5点，设置了直径较小的渗漏通道，直接渗漏至储液箱，当停止供给冷却液后，避让槽中的液体增加时，推开活塞，渗漏通道露出从而渗漏回储液箱，通过这种机构实现了保液一段时间后再渗漏的效果。
28.注：上述设计不分先后，每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。
附图说明
29.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
30.图1为本发明的原子力显微镜加工位示意图；
31.图2为本发明基座退离加工位通冷却液的示意图；
32.图3为本发明双介质控制装置剖视示意图；
33.图4为本发明控制装置第二工位示意图；
34.图5为本发明控制装置第一工位示意图；
35.图中，附图标记如下：
36.1、探针2、基座3、工件腔4、平台5、限位件6、供液通道7、支路8、供给腔9、进液口10、出液口11、排液通道12、避让槽13、渗漏通道14、弹簧15、活塞16、支架17、阀体18、阀盖19、连接座20、驱动装置21、阀轴22、阀芯23、第一通道24、第二通道25、缺口26、进给回油路27、进给油路28、供油通道29、退离油路30、退离回油路31、冷却液供给路32、冷却液出路。
具体实施方式
37.如图所示：一种双介质控制装置，包括主阀部、平台；其中所述平台内设有供液通道、支路、供给腔、排液通道、避让槽、渗漏通道、弹簧、活塞、支架；所述主阀部包括阀体、阀盖、连接座、驱动装置、阀轴、阀芯、第一通道、第二通道、缺口、退离回油路、退离油路、供油通道、进给油路、进给回油路、冷却液供给路、冷却液出路；
38.其中所述阀体上方设有阀盖，所述阀体中设有所述阀芯，所述阀盖上方设有所述连接座，所述连接座上方设有所述驱动装置，所述驱动装置通过所述阀轴输出动力，所述阀轴穿过所述连接座与所述阀盖连接至所述阀芯，所述阀芯中设有所述第一通道、第二通道、缺口；所述供油通道一侧设有所述进给油路，另一侧设有所述退离油路，所述进给油路的所述一侧设有所述进给回油路，所述退离油路的所述另一侧设有所述退离回油路；第一工作状态时，第一通道连接所述供油通道与所述进给油路，第二通道连通所述退离油路与所述退离回油路，第二工作状态时，第一通道连通所述进给油路与所述进给回油路，所述第二通道连通所述供油通道与所述退离油路，所述缺口连通所述冷却液供给路、冷却液出路；所述进给油路连接至油缸的一端，所述退离油路连接至油缸的另一端，所述进给回油路与所述退离回油路均连接至油箱，所述退离回油路、退离油路、供油通道、进给油路、进给回油路等间隔布置；所述退离回油路、退离油路、供油通道、进给油路、进给回油路布置于所述阀芯的一个半圆侧，所述冷却液供给路、冷却液出路布置于所述阀芯的另一个半圆侧；
39.所述冷却液出路连通至所述供液通道，所述供液通道中设有所述支架，所述支架保持所述活塞，所述供液通道侧方设有所述支路，所述支路连接所述供给腔，所述供给腔连
通所述支架与所述避让槽，所述避让槽中设有所述弹簧，所述弹簧连接所述活塞，所述避让槽的上方设有所述排液通道，所述避让槽的下方设有所述渗漏通道，所述排液通道、渗漏通道的直径均小于所述供液通道的直径。
40.如图所示：所述渗漏通道的直径小于所述排液通道的直径。所述活塞可进入所述避让槽并封堵所述渗漏通道。所述渗漏通道与所述排液通道错开。所述支路包括横向支路与竖向支路。所述竖向支路连接所述供给腔。所述横向支路连接所述供液通道。所述支架镂空设置。所述阀轴为阶梯轴。所述驱动装置包括电机。
41.上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。