Быстродействующее устройство контроля магнитных свойств постоянных магнитов для систем управления процессом их изготовления

• Автор: Пжилуский, Антон Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 218 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности технологического процесса производства постоянных магнитов

1.2. Выбор системы управления технологическим процессом изготовления постоянных магнитов

1.3. Особенности постоянного магнита как объекта испытаний

1.4. Требования к методу испытания постоянных магнитов

1.5. Обзор и анализ методов испытания постоянных магнитов

1.5.1. Способы создания и изменения внешнего магнитного поля

1.5.2. Измерители магнитной индукции

1.5.3. Измерители напряженности магнитного поля

1.6. Методы измерения характеристик материалов постоянных магнитов при их испытаниях в полуразомкнутых магнитных системах
1.7. Обзор и анализ устройств для испытания постоянных магнитов
1.8. Выводы и постановка задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
2.1. Методика производственных испытаний ПМ
2.2. Методика классификации магнитотвердых материалов
по форме кривой размагничивания
2.3. Теоретические основы и принцип алгоритма адаптивноступенчатого управления размагничивающим полем
2.4. Расчет оптимального количества шагов при использовании адаптивноступенчатого алгоритма
2.5. Разработка программного обеспечения устройств активного контроля ПМ на основе адаптивноступенчатого алгоритма перемагничивания
2.6. Выводы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
3.1. Модель топографии магнитного поля в окрестностях ПМ при их испытаниях в полуразомкнутых магнитных системах
3.2. Методика измерения напряженности магнитного поля
на поверхности постоянных магнитов
3.3 Принцип построения и исследование трехсекционного ферромодуляционного преобразователя
3.4 Расчет параметров трехсекционного ФМП
3.5 Анализ взаимного влияния секций ФМП и
испытуемого ПМ
3.6 Выводы
4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
4.1 Быстродействующее устройство контроля ПМ для систем управления технологическим процессом их изготовления
4.2 Устройство для классификации ПМ по форме кривой размагничивания
4.3 Устройство для измерения напряженности магнитного
4.3.1 Разработка структурной схемы устройства для
измерения напряженности магнитного поля
4.3.2 Реализация устройства для измерения напряженности
4.3.3 Реализация цифрового генератора линейно нарастающего напряжения и усилителя тока
4.4 Вычислители напряженности для устройства активного контроля ПМ
4.4.1 Цифровые вычислители напряженности
4.4.2 Аналоговые вычислители напряженности
4.4.3 Вычислители напряженности на УСконтроллерс
4.5 Устройство контроля магнитных свойств постоянных
магн итов
4.6 Методика метрологической аттестации устройств контроля постоянных магнитов
4.7 Результаты внедрения
4.8 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Проследим связь магнитных свойств с параметрами технологического процесса. В общем случае эти свойства определяются вектором магнитных параметров магнита Ли, находящегося в магнитной системе изделия. Формирование Ли происходит поэтапно на протяжении всего технологического процесса рис. Проконтролировать магнитные параметры заготовки ПМ возможно только после второго этапа технологического процесса, так как до этого отдельно взятой заготовки еще не существует. По этому объединим первый и второй этапы. Изготовление сырых ПМ, имеющих такой же химический состав, как и у конечного продукта, но отличающихся от него формой и магнитной и или кристаллической текстурой. Изготовление заготовок ПМ, отличающихся от готовых ПМ только формой и размерами. Сборка ПМ с деталями магнитопровода и намагничивание его. Этот этап является последним на пути формирования вектора магнитных параметров Му. В выражениях 14 Р, Ф, VI, функции, учитывающие влияние параметров технологических операций и помех на магнитные свойства. На наш взгляд, путей решения задачи получения однородных магнитных свойств ПМ, несколько. Проведение сплошного контроля после проведения операции технологического процесса, определяющих магнитные свойства ПМ. Построение систем активного технологического контроля магнитных свойств на разных стадиях изготовления ПМ с выработкой управляющих воздействий на технологическое оборудование. Первый путь не всегда приемлем изза необходимости создания сложного и дорогостоящего оборудования. Второй путь, широко использующийся в настоящее время, позволяет исключить из технологического процесса некондиционные заготовки ПМ и частично предотвратить потери материалов и рабочего времени. Третий путь, на наш взгляд, наиболее перспективный, так как позволяет в результате создания относительно недорогих систем автоматического контроля увеличить выход кондиционных изделий за счет индивидуального подбора для групп некондиционных заготовок ПМ необходимых режимов технологического процесса. В настоящее время имеется положительный опыт разработки автоматических систем управления качеством АСУК посредством регулирования режимов термообработки для полужестких магнитов 5, 6. Данная АСУК ПМ основана на регулировании технологического процесса термообработки. Коррекция режимов работы технологического оборудования производится в результате анализа магнитных параметров готовых изделий. Такая методика неэффективна для ПМ, так как технологический цикл изготовления длится несколько суток, а такое запаздывание управляющего воздействия, как известно из 7, не позволяет получать хорошее качество регулирования технологическим процессом. При построении систем управления СУ оборудованием для производства изделий с ПМ не применимы замкнутые схемы СУ с обратной связью по отклонению выходного параметра магнитных свойств ПМ в силу возможности получения информации о магнитных свойствах лишь после завершения технологической операции и невозможности отслеживания изменения магнитных параметров в процессе их формирования. По этому в настоящее время, как правило, при построении технологических линий производства изделий с ПМ используются СУ с программным управлением рис. Однако изза наличия разброса магнитных свойств заготовок такой подход только усугубляет положение. В данном случае единственным способом исправления положения является устройства отбраковки. Для иллюстрации сказанного нами был проведен имитационный эксперимент одного из этапов технологического процесса изготовления ПМ 8, включающий начальную разбраковку партии заготовок ПМ, воздействие технологического оборудования на заготовки ПМ и конечную разбраковку готовых ПМ. На рис. МАТ1АВ 6, реализующая описанный этап техпроцесса. МТМ, окончательной механической обработки ПМ, сборки ПМ с деталями маптитопровода соответственно Аепм, Му, i, i векторы магнитных параметров сырых ПМ, заготовок ПМ, готовых ПМ, изделий с ПМ после соответствующих этапов технологического процесса , Мш, Ли векторы магнитных параметров сырых ПМ, заготовок ПМ, готовых ИМ, изделий с ИМ после этапов разбраковки. Рис.