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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于數(shù)字反饋的自動(dòng)退磁機(jī)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 基于數(shù)字反饋的自動(dòng)退磁機(jī)是在固定式退磁器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，具有自動(dòng)化程度高、采用了光氣機(jī)電一體化技術(shù)，PLC(LOGO)編程技術(shù)解決了自動(dòng)運(yùn)行的難題，運(yùn)用可控硅調(diào)壓原理設(shè)計(jì)出調(diào)壓主電路退磁控制系統(tǒng)。當(dāng)精密零件加工完畢后，直接放在退磁器上，幾秒種就可以使得零件退磁，為企業(yè)中精密儀器零件的退磁提供了可靠而有效的技術(shù)保證，具有廣泛的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于數(shù)字反饋的自動(dòng)退磁機(jī)是在固定式退磁器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，具有自動(dòng)化程度高、采用了光氣機(jī)電一體化技術(shù)，PLC編程技術(shù)解決了自動(dòng)運(yùn)行的難題。將圖8-2的有關(guān)線路，器件，安裝在絕緣的容器中，便成了便攜式的退磁線圈電器箱。獨(dú)立的箱體可直接放在生產(chǎn)車間的磨床上。零件加工完畢后，直接放在退磁器上，幾秒種就可以使得精密零件退磁。非常方便，且制造工藝簡(jiǎn)單，成本低、效果好。但為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，開發(fā)研制了一種新型的移動(dòng)式退磁器。主要解決節(jié)約勞動(dòng)力成本的問題。 基于數(shù)字反饋的自動(dòng)退磁機(jī)的設(shè)計(jì)方案中有兩種結(jié)構(gòu)比較成熟，一種是用輸送帶將需退磁工件送入到退磁線圈箱的下方，然后接通退磁電路，使得工件在線圈磁場(chǎng)的衰減中得到退磁，同時(shí)在退磁的過程中還可以啟動(dòng)輸送帶輪電機(jī)、使得工件逐漸遠(yuǎn)離退磁線圈，在移動(dòng)過程中加強(qiáng)了退磁的效果。這種結(jié)構(gòu)的還沒有完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。第二種結(jié)構(gòu)名稱為帶機(jī)械手的退磁器。 工件由機(jī)械手提取后送入退磁電器箱的上部，PLC發(fā)出指令，機(jī)械手將工件放在線圈鐵心上。線圈通電、對(duì)工件退磁。退磁結(jié)束后機(jī)械手將工件提取出。送入特斯拉計(jì)的上方。特斯拉計(jì)檢測(cè)后，再?zèng)Q定是否要進(jìn)行進(jìn)一步的退磁。目前這種退磁方法經(jīng)過試驗(yàn)已獲得良好的效果，退磁儀由退磁電器組合箱擔(dān)任退磁的功能，箱內(nèi)有線圈和鐵心組成磁場(chǎng)發(fā)生元件，線圈采用0.23mm2的漆包線繞制匝數(shù)為1300。電流的衰減由熱敏電阻控制箱和可變電阻控制箱（兩套可選）分別提供。兩套控制箱都經(jīng)過試驗(yàn)效果良好。但熱敏電阻不能長(zhǎng)期反復(fù)使用，所以效率較低。可變電阻控制箱內(nèi)有步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)可變電阻的控制旋鈕，當(dāng)PLC向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出脈沖時(shí)、控制旋鈕旋轉(zhuǎn)使線圈中的電流發(fā)生變化，鐵心中的磁場(chǎng)由強(qiáng)變?nèi)?，工件的磁?chǎng)也隨著變化而退磁。機(jī)械手由直線氣缸、升降氣缸和真空吸盤組成，直線氣缸上面安裝有傳感器可以對(duì)活塞的位置進(jìn)行確定，當(dāng)機(jī)器手的吸盤到達(dá)線圈鐵心的位置時(shí)，傳感器發(fā)出信號(hào)輸送給PLC。傳感器采用舌簧式傳感器，其特點(diǎn)是體積小、反應(yīng)靈敏準(zhǔn)確。在特斯拉測(cè)量計(jì)的觸點(diǎn)位置安裝另一個(gè)傳感器。其目的是為了準(zhǔn)確的將工件輸送到特斯拉計(jì)的觸點(diǎn)處，對(duì)工件的磁感強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。本文的特斯拉測(cè)量計(jì)采用的型號(hào)為L(zhǎng)Z-640 。所有自動(dòng)化運(yùn)行均由PLC控制，驅(qū)動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng)的是兩位五通電磁閥，位置控制由傳感器提供信號(hào)。開關(guān)量由按鈕提供。步進(jìn)電機(jī)的作用是提供電位器的旋鈕的動(dòng)力和旋轉(zhuǎn)量控制。步進(jìn)電機(jī)由PLC發(fā)出脈沖信號(hào)，由驅(qū)動(dòng)模塊接收了PLC的脈沖后，控制步進(jìn)電機(jī)按照事先計(jì)算的數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)一定量的角度，在旋轉(zhuǎn)的過程中電位器阻值逐步增大，使得電路中的電流減小。從而達(dá)到了線圈內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度減小目的。 從目前國(guó)內(nèi)充退磁市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀看，主要具有以下特點(diǎn)： 能源利用率不斷提高，系統(tǒng)功耗逐漸降低，全數(shù)字信號(hào)控制，提高控制精度及可靠性，具有高輸出電流、低輸出阻抗，充電速度快，充電電流小，節(jié)省電費(fèi)，減少設(shè)備熱耗。 自動(dòng)化、智能化程度不斷提高，實(shí)現(xiàn)了用機(jī)械手輕松取放樣品，進(jìn)一步提高了充退磁裝置的自動(dòng)化程度，減少了人工操作的復(fù)雜性，提高定量退磁及弱磁的精確度進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了退磁及篩選工作順序組合的流水線工作。 如今市場(chǎng)上退磁技術(shù)已比較成熟。但是對(duì)磨削之后的精密小型零件的退磁，目前擁有精度高,且能大批量連續(xù)退磁的退磁工具是現(xiàn)在機(jī)械精密工件加工所需需要攻克的一大問題之一，我們?cè)O(shè)計(jì)作品的出發(fā)點(diǎn)是為了對(duì)小型零件進(jìn)行退磁，我們根據(jù)剩磁會(huì)隨著交流電流的衰減而衰減，設(shè)計(jì)出了我們的作品目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不僅能同時(shí)進(jìn)行多個(gè)工件的退磁處理，而且退磁器成本也遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的退磁器。我們的作品裝有磁性檢測(cè)裝置，可即時(shí)對(duì)退磁后的工件進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)一定范圍的閉環(huán)退磁。同時(shí)我們采用了氣動(dòng)機(jī)械手來實(shí)現(xiàn)整個(gè)退磁的整個(gè)自動(dòng)化過程. 本發(fā)明采用將移動(dòng)式退磁和逐步衰減交流電流兩種退磁技術(shù)結(jié)合起來優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，采用了光氣機(jī)電一體化技術(shù)，PLC編程技術(shù)解決了自動(dòng)運(yùn)行的難題，可控硅技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了用小功率信號(hào)控制高電壓大電流，它具有重量輕、效率高和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提高生產(chǎn)效率和降低成本等都有顯著效果，從而實(shí)現(xiàn)了又好又快的退磁目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本作品運(yùn)用電氣自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字式測(cè)量技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)提供了一種全自動(dòng)的退磁設(shè)備。該設(shè)備針對(duì)現(xiàn)有退磁設(shè)備的不足，進(jìn)行了創(chuàng)新和改造。運(yùn)用機(jī)器手對(duì)磁場(chǎng)內(nèi)的工件實(shí)施移動(dòng)逐漸退磁以及用自動(dòng)調(diào)節(jié)的電位器形成了衰減的電磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了兩種退磁方法的綜合。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的對(duì)工件的消磁處理。在設(shè)備上裝有磁性檢測(cè)裝置，可對(duì)消磁后的工件進(jìn)行在線檢測(cè)； 可對(duì)0.01—100mT的磁性材料工件進(jìn)行消磁，消磁效果由特斯拉計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，如果沒有達(dá)到消磁的效果，可以重復(fù)進(jìn)行消磁直到將工件上的磁感應(yīng)強(qiáng)度退到設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)一定范圍的閉環(huán)消磁。同時(shí)我們采用了氣動(dòng)機(jī)械手來實(shí)現(xiàn)整個(gè)消磁過程的自動(dòng)化。該設(shè)備對(duì)軸承、手術(shù)器械、儀表零件的退磁有良好的效果。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 磁性材料零件的剩磁處理一直是生產(chǎn)企業(yè)面臨的問題，為了對(duì)這些零件進(jìn)行消磁處理，目前采用的技術(shù)主要是移動(dòng)式消磁和逐步衰減交流電流兩種。這兩種技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)。但也有各自的缺點(diǎn)，移動(dòng)式消磁是以工件逐步增加與磁場(chǎng)的距離來達(dá)到消磁的目的、用這種方法剩磁的極性不會(huì)發(fā)生變化，時(shí)間比較長(zhǎng)。而用交流電流衰減的電路來消磁、效果比較好，但衰減電路的發(fā)熱問題難以解決、另外剩磁難以完全消除，對(duì)工件的剩磁的測(cè)量也比較困難。 本發(fā)明采用將兩種消磁技術(shù)結(jié)合起來。即在交流衰減電路的作用下通電線圈產(chǎn)生交變衰減的磁場(chǎng)，用氣動(dòng)機(jī)械手將工件安置在磁場(chǎng)的中心，經(jīng)過一段時(shí)間的消磁處理以后，機(jī)械手開始啟動(dòng)，以緩慢的速度將工件逐漸帶離磁場(chǎng)中心。工件被機(jī)械手帶出線圈之外后，可以對(duì)工件的剩磁進(jìn)行測(cè)量。如果剩磁量仍然存在的話。還可以重新進(jìn)行測(cè)試。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 基于數(shù)字反饋的自動(dòng)退磁機(jī)是在固定式退磁器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，具有自動(dòng)化程度高、采用了光氣機(jī)電一體化技術(shù)，PLC(LOGO)編程技術(shù)解決了自動(dòng)運(yùn)行的難題，運(yùn)用可控硅調(diào)壓原理設(shè)計(jì)出調(diào)壓主電路退磁控制系統(tǒng)。當(dāng)精密零件加工完畢后，直接放在退磁器上，幾秒種就可以使得零件退磁，為企業(yè)中精密儀器零件的退磁提供了可靠而有效的技術(shù)保證，具有廣泛的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)是機(jī)械設(shè)備制造大國(guó)，目前正向著精細(xì)精密制造方向發(fā)展，在機(jī)械加工、制造過程中，精密零件如微型軸承、手表、儀表等零件的消磁是非常重要的步驟之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的軸承產(chǎn)量已達(dá)到28億套，由于軸承的特性，精密的軸承都是需要消磁的，而磨床和精密軸承是精細(xì)精密制造的重要標(biāo)志性產(chǎn)品。據(jù)中國(guó)機(jī)床行業(yè)發(fā)展報(bào)告，全國(guó)的各類磨床產(chǎn)量約30000臺(tái)。消磁器作為磨床的附加商品捆綁銷售，每年有10000臺(tái)的銷售額，我們發(fā)揮與中國(guó)磨床業(yè)最強(qiáng)的企業(yè)之一上海機(jī)床廠相鄰的地理位置優(yōu)勢(shì)，可以使我們占據(jù)其中的30%的市場(chǎng)。本產(chǎn)品適合用于軸承，精密小型金屬零件、夾具、小模具、工件等。
同類課題研究水平概述
- 如今消磁技術(shù)已比較成熟，比如電視機(jī)、電腦中就有固定的消磁電路，而我們研究的方向是針對(duì)精密加工中的零件的消磁。 特別是對(duì)磨削之后的精密小型零件的消磁。目前擁有精度高,且能大批量連續(xù)消磁的消磁工具是現(xiàn)在機(jī)械精密工件加工所需需要攻克的一大問題之一。 裝備工業(yè)中的小型精密零件絕大部分是鐵磁材料（如：鐵、鎳、鈷及合金等）。若矩形零件表面要達(dá)到Ra0.8以上的粗糙度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一般就要經(jīng)過平面磨削的加工工藝了，而平面磨床固定工作的方法主要是靠電磁吸盤通電產(chǎn)生的磁場(chǎng)將磁性材料吸附在工作臺(tái)表面。由于鐵磁物質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用下，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與外磁場(chǎng)同方向的附加磁場(chǎng)，此時(shí)，鐵磁場(chǎng)物質(zhì)就被磁化了。 據(jù)中國(guó)機(jī)床行業(yè)發(fā)展報(bào)告：全國(guó)的各類磨床產(chǎn)量約30000臺(tái)。消磁器作為磨床的附加商品捆綁銷售，每年有10000臺(tái)的銷售額，我們發(fā)揮與中國(guó)磨床業(yè)最強(qiáng)的企業(yè)之一上海機(jī)床廠相鄰的地理位置優(yōu)勢(shì)，可以使我們占據(jù)其中的30%的市場(chǎng)。消磁器每年作為磨床的附加產(chǎn)品的的市場(chǎng)份額為3000臺(tái)。 從上數(shù)據(jù)來看,市場(chǎng)對(duì)消磁器產(chǎn)品的需求量呈逐年遞增狀態(tài),預(yù)計(jì)到了2014年,機(jī)械加工制造商對(duì)消磁器的需求數(shù)量會(huì)達(dá)到16萬臺(tái)左右。 同類產(chǎn)品類比 目前已有的工用消磁器可分為兩種，一種是通過退磁線包加上交流電源后，在退磁線包中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，當(dāng)工件從交變磁場(chǎng)中勻速走過，磁場(chǎng)強(qiáng)度因線性衰減而退磁。另一種是通過電感電容之間的充放電產(chǎn)生一震蕩衰減的磁場(chǎng)，使得作用于被退磁工件的磁場(chǎng)方向發(fā)生變化以及強(qiáng)度遞減來達(dá)到退磁的目的。 第一種消磁器由于工件必須從交變磁場(chǎng)中勻速走過才能起到消磁的作用，導(dǎo)致工件在進(jìn)行消磁處理時(shí)，只能一個(gè)工件一個(gè)工件地進(jìn)行，工作效率比較低，能耗也較大。第二種消磁器雖然能同時(shí)進(jìn)行多個(gè)工件的消磁處理，但由于其需要用到脈沖移相技術(shù)，并采用油浸式高壓無極性大電容，從而導(dǎo)致此類消磁器的成本較高。 本產(chǎn)品提供了一種鐵磁性材料精密零件的消磁及檢測(cè)技術(shù)。利用PLC技術(shù)模擬出不同輸出電流的形式，并將此電流輸入至鐵心線圈。由此提供消磁及充磁功能。外設(shè)有檢磁元件可檢測(cè)鐵磁材料的磁性。 本產(chǎn)品適用一種無損檢測(cè)鋼鐵材質(zhì)，如果外加磁場(chǎng)將待測(cè)物體進(jìn)行局部磁化，撤消外加磁場(chǎng)后，對(duì)磁化點(diǎn)進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量，通過與預(yù)先采集的和各種鋼鐵材質(zhì)相對(duì)應(yīng)的參數(shù)對(duì)比，判斷所測(cè)鋼鐵物質(zhì)的材質(zhì)。本產(chǎn)品能外設(shè)檢磁裝置故能無損檢測(cè)鋼鐵材質(zhì)。
