提高鐵氧體收縮率一致性的壓機(jī)時間調(diào)整裝置研究

舒云峰 李小艷 周巧玲 趙修彬 胡 瑞 聶 軍

（1．中鋼集團(tuán)安徽天源科技股份有限公司；2．安徽省馬鞍山工業(yè)學(xué)校）

磁性材料是電子工業(yè)的重要基礎(chǔ)功能材料，廣泛應(yīng)用于電子器件、通訊、汽車和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域和家用電器、兒童玩具等日用領(lǐng)域。

濕式成型液壓機(jī)在磁性材料注料完成后進(jìn)行壓制，壓制時間通過控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)，轉(zhuǎn)速越快壓制時間越短，電機(jī)轉(zhuǎn)速通過PLC給定伺服控制器的流量決定［1-3］，可以通過控制壓制流量來控制壓制時間。生坯密度隨壓制時間延長而增大，燒結(jié)收縮率隨壓制時間延長而減小。成型壓力與設(shè)備性能及生產(chǎn)成本關(guān)系密切，一般要求生坯密度在3.3 g/cm3左右即可。由于壓機(jī)時間的控制直接影響鐵氧體收縮率的一致性，故要提高鐵氧體收縮率一致性，就必須嚴(yán)格控制壓制時間。壓制時間不夠，產(chǎn)品硬度達(dá)不到要求，含水率較高，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題；壓制時間太長，壓制效率低，影響產(chǎn)量。

由于壓機(jī)的不穩(wěn)定性，壓制時間不能一成不變，生產(chǎn)中通常通過手動調(diào)節(jié)壓制流量來控制壓制時間，使壓制時間滿足要求。但人工手動調(diào)節(jié)存在誤差和不確定性，對于壓型產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率有較大影響。本研究提出一種自動檢測壓制時間，自動調(diào)節(jié)壓制流量，并精確控制壓制時間的裝置，從而提高鐵氧體收縮率一致性［4-9］。

1 裝置組成

提高鐵氧體收縮率一致性的壓機(jī)時間調(diào)整裝置包括壓制模塊和調(diào)控模塊兩大部分，壓制模塊主要包括壓機(jī)機(jī)架和電動機(jī)，還包括壓機(jī)上缸、壓機(jī)下缸、模具、充退磁部件以及濾紙；調(diào)控模塊包括輸入顯示部件、電控箱、PLC控制器和警報器。

壓機(jī)上缸與壓機(jī)下缸設(shè)置在壓機(jī)機(jī)架上，可沿壓機(jī)機(jī)架縱向移動；模具又包括上模頭、下模頭和模具沖頭，上模頭與下模頭、模具沖頭之間圍成的空間為產(chǎn)品型腔，上模頭與壓機(jī)上缸連接，充退磁部件位于下模頭外側(cè)，濾紙在壓制時置于產(chǎn)品與上模頭之間；模具沖頭與壓機(jī)下缸連接。

調(diào)控模塊包括輸入顯示部件和電控箱，輸入顯示部件設(shè)有5個數(shù)值輸入元件，分別為理論壓制時間、時間報警公差、時間修正公差、補(bǔ)償流量以及減少流量；電控箱安裝在壓機(jī)機(jī)架上，并與輸入顯示部件電連接，電控箱設(shè)有6個數(shù)據(jù)寄存器，分別用于寄存輸入顯示部件5個數(shù)值輸入元件所輸入的數(shù)據(jù)，以及實際壓制時間；調(diào)控模塊還包括PLC控制器，通過PLC控制器對電動機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)控。警報器與電控箱相連接并與PLC控制器電連接。

2 工作原理

壓制時間的調(diào)控通過控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速由PLC控制器給定伺服電機(jī)的流量決定，通過控制壓制流量來控制壓制時間。

壓制前，在觸摸屏上設(shè)置5個數(shù)值輸入元件，用來輸入理論壓制時間、時間報警公差、時間修正公差、補(bǔ)償流量、減少流量，地址分別為電控箱的5個數(shù)據(jù)寄存器。壓制全程計時，這段時間為實際壓制時間，結(jié)果存放在電控箱實際壓制時間的數(shù)據(jù)寄存器中，用理論壓制時間加時間報警公差，得到壓制時長報警值；用理論壓制時間減去時間報警公差，得到壓制時間短報警值；用理論壓制時間加時間修正公差，得到壓制時間長修正值；用理論壓制時間減時間修正公差，得到壓制時間短修正值。在壓制完成后，將實際壓制時間與壓制時間長報警值、短報警值、長修正值、短修正值對比，當(dāng)實際壓制時間超過壓制時間長報警值或小于壓制時間短報警值時，發(fā)出報警信息，觸摸屏顯示壓制時間的相關(guān)信息，提醒工人需要重新調(diào)整壓制流量；當(dāng)實際壓制時間小于時間長報警值、大于壓制時間長修正值時，發(fā)一個上升沿脈沖信號，此時，伺服電機(jī)流量加上補(bǔ)償流量，得到新的伺服電機(jī)流量；當(dāng)實際壓制時間大于壓制時間短報警值、小于壓制時間短修正值時，發(fā)一個下降沿脈沖信號，此時，伺服電機(jī)流量會減去減少流量，得到新的伺服電機(jī)流量。增加或減少伺服電機(jī)流量，就能控制總的壓制時間。這樣通過對比實際壓制時間與理論壓制時間，自動調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的流量，控制壓制時間，直到壓制時間控制在要求范圍內(nèi)。

3 裝置的優(yōu)點

將理論壓制時間與實際壓制時間進(jìn)行對比，通過改變電動機(jī)的流量來實現(xiàn)調(diào)整磁性產(chǎn)品的壓制時間，該方法操作簡單，可自動調(diào)控；PLC控制器有效地節(jié)省了成本，減少了操作程序；輸入顯示部件采用觸摸屏進(jìn)行數(shù)值輸入，應(yīng)用范圍廣；與電控箱連接的警報器通過PLC控制器進(jìn)行控制，出現(xiàn)無法修正的情況時，發(fā)出警報，使工作人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備不正常的工作狀態(tài)，可以第一時間對設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4 結(jié)論

提高鐵氧體收縮率一致性的壓機(jī)時間調(diào)整裝置通過壓制模塊和調(diào)控模塊的協(xié)調(diào)運(yùn)作，自動對比壓制時間，自動調(diào)節(jié)壓制流量，精確控制壓制時間，保證壓制時間的穩(wěn)定性，優(yōu)化壓制效率，使鐵氧體液壓機(jī)的壓機(jī)時間調(diào)整自動化和連續(xù)化，可以大幅度節(jié)省人力，有效解決人工干預(yù)調(diào)整所導(dǎo)致的收縮率波動問題，進(jìn)而提高磁瓦的合格率，在磁性材料行業(yè)中具有較好的應(yīng)用前景。