提高鐵氧體收縮率一致性的壓機時間調整裝置研究

舒云峰 李小艷 周巧玲 趙修彬 胡 瑞 聶 軍

（1．中鋼集團安徽天源科技股份有限公司；2．安徽省馬鞍山工業學校）

磁性材料是電子工業的重要基礎功能材料，廣泛應用于電子器件、通訊、汽車和航空航天等工業領域和家用電器、兒童玩具等日用領域。

濕式成型液壓機在磁性材料注料完成后進行壓制，壓制時間通過控制伺服電機轉速來實現，轉速越快壓制時間越短，電機轉速通過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，燒結收縮率隨壓制時間延長而減小。成型壓力與設備性能及生產成本關系密切，一般要求生坯密度在3.3 g/cm3左右即可。由于壓機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，就必須嚴格控制壓制時間。壓制時間不夠，產品硬度達不到要求，含水率較高，容易出現質量問題；壓制時間太長，壓制效率低，影響產量。

由于壓機的不穩定性，壓制時間不能一成不變，生產中通常通過手動調節壓制流量來控制壓制時間，使壓制時間滿足要求。但人工手動調節存在誤差和不確定性，對于壓型產品的質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，自動調節壓制流量，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時間調整裝置包括壓制模塊和調控模塊兩大部分，壓制模塊主要包括壓機機架和電動機，還包括壓機上缸、壓機下缸、模具、充退磁部件以及濾紙；調控模塊包括輸入顯示部件、電控箱、PLC控制器和警報器。

壓機上缸與壓機下缸設置在壓機機架上，可沿壓機機架縱向移動；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品型腔，上模頭與壓機上缸連接，充退磁部件位于下模頭外側，濾紙在壓制時置于產品與上模頭之間；模具沖頭與壓機下缸連接。

調控模塊包括輸入顯示部件和電控箱，輸入顯示部件設有5個數值輸入元件，分別為理論壓制時間、時間報警公差、時間修正公差、補償流量以及減少流量；電控箱安裝在壓機機架上，并與輸入顯示部件電連接，電控箱設有6個數據寄存器，分別用于寄存輸入顯示部件5個數值輸入元件所輸入的數據，以及實際壓制時間；調控模塊還包括PLC控制器，通過PLC控制器對電動機進行轉速調控。警報器與電控箱相連接并與PLC控制器電連接。

2 工作原理

壓制時間的調控通過控制伺服電機的轉速來實現，伺服電機轉速由PLC控制器給定伺服電機的流量決定，通過控制壓制流量來控制壓制時間。

壓制前，在觸摸屏上設置5個數值輸入元件，用來輸入理論壓制時間、時間報警公差、時間修正公差、補償流量、減少流量，地址分別為電控箱的5個數據寄存器。壓制全程計時，這段時間為實際壓制時間，結果存放在電控箱實際壓制時間的數據寄存器中，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，發出報警信息，觸摸屏顯示壓制時間的相關信息，提醒工人需要重新調整壓制流量；當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，發一個上升沿脈沖信號，此時，伺服電機流量加上補償流量，得到新的伺服電機流量；當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，發一個下降沿脈沖信號，此時，伺服電機流量會減去減少流量，得到新的伺服電機流量。增加或減少伺服電機流量，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，自動調節伺服電機的流量，控制壓制時間，直到壓制時間控制在要求范圍內。

3 裝置的優點

將理論壓制時間與實際壓制時間進行對比，通過改變電動機的流量來實現調整磁性產品的壓制時間，該方法操作簡單，可自動調控；PLC控制器有效地節省了成本，減少了操作程序；輸入顯示部件采用觸摸屏進行數值輸入，應用范圍廣；與電控箱連接的警報器通過PLC控制器進行控制，出現無法修正的情況時，發出警報，使工作人員發現設備不正常的工作狀態，可以第一時間對設備進行調節。

4 結論

提高鐵氧體收縮率一致性的壓機時間調整裝置通過壓制模塊和調控模塊的協調運作，自動對比壓制時間，自動調節壓制流量，精確控制壓制時間，保證壓制時間的穩定性，優化壓制效率，使鐵氧體液壓機的壓機時間調整自動化和連續化，可以大幅度節省人力，有效解決人工干預調整所導致的收縮率波動問題，進而提高磁瓦的合格率，在磁性材料行業中具有較好的應用前景。