基本信息
- 項目名稱：
- 基于數(shù)字反饋的自動退磁機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 基于數(shù)字反饋的自動退磁機是在固定式退磁器的基礎上設計的，具有自動化程度高、采用了光氣機電一體化技術，PLC(LOGO)編程技術解決了自動運行的難題，運用可控硅調壓原理設計出調壓主電路退磁控制系統(tǒng)。當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保證，具有廣泛的社會效益和經濟效益。
- 詳細介紹：
- 基于數(shù)字反饋的自動退磁機是在固定式退磁器的基礎上設計的，具有自動化程度高、采用了光氣機電一體化技術，PLC編程技術解決了自動運行的難題。將圖8-2的有關線路，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。獨立的箱體可直接放在生產車間的磨床上。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，且制造工藝簡單，成本低、效果好。但為了實現(xiàn)自動化，開發(fā)研制了一種新型的移動式退磁器。主要解決節(jié)約勞動力成本的問題。 基于數(shù)字反饋的自動退磁機的設計方案中有兩種結構比較成熟，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的衰減中得到退磁，同時在退磁的過程中還可以啟動輸送帶輪電機、使得工件逐漸遠離退磁線圈，在移動過程中加強了退磁的效果。這種結構的還沒有完全實現(xiàn)自動化。第二種結構名稱為帶機械手的退磁器。 工件由機械手提取后送入退磁電器箱的上部，PLC發(fā)出指令，機械手將工件放在線圈鐵心上。線圈通電、對工件退磁。退磁結束后機械手將工件提取出。送入特斯拉計的上方。特斯拉計檢測后，再決定是否要進行進一步的退磁。目前這種退磁方法經過試驗已獲得良好的效果，退磁儀由退磁電器組合箱擔任退磁的功能，箱內有線圈和鐵心組成磁場發(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。兩套控制箱都經過試驗效果良好。但熱敏電阻不能長期反復使用，所以效率較低?？勺冸娮杩刂葡鋬扔胁竭M電機拖動可變電阻的控制旋鈕，當PLC向步進電機發(fā)出脈沖時、控制旋鈕旋轉使線圈中的電流發(fā)生變化，鐵心中的磁場由強變弱，工件的磁場也隨著變化而退磁。機械手由直線氣缸、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活塞的位置進行確定，當機器手的吸盤到達線圈鐵心的位置時，傳感器發(fā)出信號輸送給PLC。傳感器采用舌簧式傳感器，其特點是體積小、反應靈敏準確。在特斯拉測量計的觸點位置安裝另一個傳感器。其目的是為了準確的將工件輸送到特斯拉計的觸點處，對工件的磁感強度進行測量。本文的特斯拉測量計采用的型號為LZ-640 。所有自動化運行均由PLC控制，驅動氣缸運動的是兩位五通電磁閥，位置控制由傳感器提供信號。開關量由按鈕提供。步進電機的作用是提供電位器的旋鈕的動力和旋轉量控制。步進電機由PLC發(fā)出脈沖信號，由驅動模塊接收了PLC的脈沖后，控制步進電機按照事先計算的數(shù)據(jù)旋轉一定量的角度，在旋轉的過程中電位器阻值逐步增大，使得電路中的電流減小。從而達到了線圈內的磁場強度減小目的。 從目前國內充退磁市場發(fā)展現(xiàn)狀看，主要具有以下特點： 能源利用率不斷提高，系統(tǒng)功耗逐漸降低，全數(shù)字信號控制，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，減少設備熱耗。 自動化、智能化程度不斷提高，實現(xiàn)了用機械手輕松取放樣品，進一步提高了充退磁裝置的自動化程度，減少了人工操作的復雜性，提高定量退磁及弱磁的精確度進一步實現(xiàn)了退磁及篩選工作順序組合的流水線工作。 如今市場上退磁技術已比較成熟。但是對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)在機械精密工件加工所需需要攻克的一大問題之一，我們設計作品的出發(fā)點是為了對小型零件進行退磁，我們根據(jù)剩磁會隨著交流電流的衰減而衰減，設計出了我們的作品目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種不僅能同時進行多個工件的退磁處理，而且退磁器成本也遠低于現(xiàn)有的退磁器。我們的作品裝有磁性檢測裝置，可即時對退磁后的工件進行檢測，實現(xiàn)一定范圍的閉環(huán)退磁。同時我們采用了氣動機械手來實現(xiàn)整個退磁的整個自動化過程. 本發(fā)明采用將移動式退磁和逐步衰減交流電流兩種退磁技術結合起來優(yōu)勢互補，采用了光氣機電一體化技術，PLC編程技術解決了自動運行的難題，可控硅技術的運用實現(xiàn)了用小功率信號控制高電壓大電流，它具有重量輕、效率高和使用方便等優(yōu)點，對提高生產效率和降低成本等都有顯著效果，從而實現(xiàn)了又好又快的退磁目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本作品運用電氣自動控制技術、傳感器技術、數(shù)字式測量技術、步進電機技術提供了一種全自動的退磁設備。該設備針對現(xiàn)有退磁設備的不足，進行了創(chuàng)新和改造。運用機器手對磁場內的工件實施移動逐漸退磁以及用自動調節(jié)的電位器形成了衰減的電磁場，實現(xiàn)了兩種退磁方法的綜合。實現(xiàn)了自動的對工件的消磁處理。在設備上裝有磁性檢測裝置，可對消磁后的工件進行在線檢測； 可對0.01—100mT的磁性材料工件進行消磁，消磁效果由特斯拉計進行檢測，如果沒有達到消磁的效果，可以重復進行消磁直到將工件上的磁感應強度退到設定值，實現(xiàn)一定范圍的閉環(huán)消磁。同時我們采用了氣動機械手來實現(xiàn)整個消磁過程的自動化。該設備對軸承、手術器械、儀表零件的退磁有良好的效果。
科學性、先進性
- 磁性材料零件的剩磁處理一直是生產企業(yè)面臨的問題，為了對這些零件進行消磁處理，目前采用的技術主要是移動式消磁和逐步衰減交流電流兩種。這兩種技術各有優(yōu)勢。但也有各自的缺點，移動式消磁是以工件逐步增加與磁場的距離來達到消磁的目的、用這種方法剩磁的極性不會發(fā)生變化，時間比較長。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，對工件的剩磁的測量也比較困難。 本發(fā)明采用將兩種消磁技術結合起來。即在交流衰減電路的作用下通電線圈產生交變衰減的磁場，用氣動機械手將工件安置在磁場的中心，經過一段時間的消磁處理以后，機械手開始啟動，以緩慢的速度將工件逐漸帶離磁場中心。工件被機械手帶出線圈之外后，可以對工件的剩磁進行測量。如果剩磁量仍然存在的話。還可以重新進行測試。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 基于數(shù)字反饋的自動退磁機是在固定式退磁器的基礎上設計的，具有自動化程度高、采用了光氣機電一體化技術，PLC(LOGO)編程技術解決了自動運行的難題，運用可控硅調壓原理設計出調壓主電路退磁控制系統(tǒng)。當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保證，具有廣泛的社會效益和經濟效益。我國是機械設備制造大國，目前正向著精細精密制造方向發(fā)展，在機械加工、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，我國的軸承產量已達到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精密制造的重要標志性產品。據(jù)中國機床行業(yè)發(fā)展報告，全國的各類磨床產量約30000臺。消磁器作為磨床的附加商品捆綁銷售，每年有10000臺的銷售額，我們發(fā)揮與中國磨床業(yè)最強的企業(yè)之一上海機床廠相鄰的地理位置優(yōu)勢，可以使我們占據(jù)其中的30%的市場。本產品適合用于軸承，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
- 如今消磁技術已比較成熟，比如電視機、電腦中就有固定的消磁電路，而我們研究的方向是針對精密加工中的零件的消磁。 特別是對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到Ra0.8以上的粗糙度標準時，一般就要經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生的磁場將磁性材料吸附在工作臺表面。由于鐵磁物質在外磁場的作用下，會產生一個與外磁場同方向的附加磁場，此時，鐵磁場物質就被磁化了。 據(jù)中國機床行業(yè)發(fā)展報告：全國的各類磨床產量約30000臺。消磁器作為磨床的附加商品捆綁銷售，每年有10000臺的銷售額，我們發(fā)揮與中國磨床業(yè)最強的企業(yè)之一上海機床廠相鄰的地理位置優(yōu)勢，可以使我們占據(jù)其中的30%的市場。消磁器每年作為磨床的附加產品的的市場份額為3000臺。 從上數(shù)據(jù)來看,市場對消磁器產品的需求量呈逐年遞增狀態(tài),預計到了2014年,機械加工制造商對消磁器的需求數(shù)量會達到16萬臺左右。 同類產品類比 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，在退磁線包中產生交變磁場，當工件從交變磁場中勻速走過，磁場強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生一震蕩衰減的磁場，使得作用于被退磁工件的磁場方向發(fā)生變化以及強度遞減來達到退磁的目的。 第一種消磁器由于工件必須從交變磁場中勻速走過才能起到消磁的作用，導致工件在進行消磁處理時，只能一個工件一個工件地進行，工作效率比較低，能耗也較大。第二種消磁器雖然能同時進行多個工件的消磁處理，但由于其需要用到脈沖移相技術，并采用油浸式高壓無極性大電容，從而導致此類消磁器的成本較高。 本產品提供了一種鐵磁性材料精密零件的消磁及檢測技術。利用PLC技術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。外設有檢磁元件可檢測鐵磁材料的磁性。 本產品適用一種無損檢測鋼鐵材質，如果外加磁場將待測物體進行局部磁化，撤消外加磁場后，對磁化點進行磁場強度測量，通過與預先采集的和各種鋼鐵材質相對應的參數(shù)對比，判斷所測鋼鐵物質的材質。本產品能外設檢磁裝置故能無損檢測鋼鐵材質。
