基于DOE的电永磁吸盘研究与设计.pdf

?电气技术与自动化
杨海霞?基于DOE的电永磁吸盘研究与设计
DOE的聴永量研与计
杨海
(常州纺织服装职业技术学院,江苏常州213164)
摘要:电永磁吸盘已在磨床、铣床、加工中心,以及刨床和钻床上得到广泛应用,应用DOE技
术对电永磁吸盘进行优化设计,通过选择不同的设计参数,合适的试验设计方法进行试验,选
用正交表来安排试验,把各列的水平和该列相应因素的具体水平对应起来,得到了预期的试验
结果,实现了电永磁吸盘设计性能与成本比最高。
关键词:试验设计;试验;电永磁吸盘
中图分类号:TH12;TM15文献标志码:R文章编号:1671-5276(2011)01-017803
Design and Study of Electromagnetic Chucks Based on DOE
YANG Hai-xia
( Changzhou Textile Garment Institute, Changzhou 213164, China)
Abract: Eecomanetc ucks a us wiel n e mi machine an mac nin center planer and drilling machine
This a ss E y o ay t h pmal ds of he romagnetic chucks. By selecting suitable design parame-
ters an hoon able which corespond to the evel of ach row an this series of the factor level, the expected experiment re-
suits are obtained. This method is used to come to higher design perormance and cost ratio of he electromagnetic chuck
Key words DOE(design of experiment) experiment; electromagnetic chucks
在机械制造领域中,采用磁力吸盘对铁磁性材料进行内容是讨论如何合理地安排试验、取得数据,然后进行综
吸合固定或搬运作业,至今已有100多年的历史。利用磁合的科学分析,从而达到最优方案的目的。
差原理设计的电永磁吸盘,利用电脉冲控制的吸盘吸力
正交试验设计,又称正交试验法、正交设计法和正交
永磁吸盘通电时间短,能耗及发热很小;由于以永磁材料法。它是在实际经验与理论认识的基础上,利用正交表来
作为磁源,不存在电磁吸盘断电失磁引起工件脱落和发热安排“均衡分散”的试验,从而通过少数的试验次数,找到
等问题,目前已经在机械加工中得到大量应用,并逐步取最优方案。正交试验设计可以解决如下问题:1)科学合
代电磁吸盘和永磁吸盘
理地安排试验,从而减少试验次数、缩短试验周期,提高了
然而居高不下的产品成本困扰着电永磁吸盘的生产经济效益,从众多的影响因素中找出影响输出的主要因
企业,如何节约成本,生产出用户满意的产品,一直是电水素,分析影响因素之间交互作用影响的大小;2)分析试验
磁吸盘的生产企业追求的目标之一。本文针对电永磁磁误差的影响大小,提高试验精度;3)找出较优的参数组
盘设计目标中的磁场强度、电流、温度以及材料成本为日合,并通过对试验结果的分析、比较,找出达到最优化方案
标,采用试验设计(DOE),对电永磁吸盘的优化设计进行进一步试验的方向。
了研究,以寻找最佳的设计参数。
1优化设计准则
3电永磁吸盘的优化试验与效果分析
电永磁吸盘的材料对含碳量的要求较高,一般选用低
通常给定的技术条件有线圈的馈电电压U,电器的工
作制T,电永磁吸盘的环境温度和线圈的允许温升tn
碳钢材料,最好是硅钢片、工业纯铁、10号等材料,考虑试
等,同时还须在一定的工作气隙8条件下的电磁吸力F。,
验成本,本次试验以X71300x600电永磁磁吸盘为例,吸盘
或给定吸力特性,即从初始气隙8.到终端气隙δ,的吸力材料选用成本低廉的Q235钢,试验确定3个影响电永磁吸
范围内吸力F的数值。按照上述的原始数据,可以设计盘性能的因素为试验因子,具体是线图的数(A),范固
出具有不同种形式的电永磁吸盘。在电水磁吸盘设计中0~100画;可逆磁钢的牌号(B),分别为LNCO,
典型的优化准则有:体积最小、质量最小、有效材料的价格INGA46,ING532;隔磁材料宽度(C),范同:9~11mm。考虑
最低、工作的功率损耗最小、静态吸力最大
的物理性能为:产生的场强单位:X/mT,电流/A,温升/℃。
2DOE基本理论
3.1试验方案设计
影响电永磁吸盘性能的主要因素主要有以下几个方面:
DOE方法是数理统计学应用方法之一,DOF的主要
a)线圈的匝数和电流,线圈绕制成形后如图1所示,
作者简介:杨海霞(1976-),女,江苏如皋人,讲师,工程师,硕士,主要从事机械制造教学
htp:∥ZZHD. chinajournal.ne.cnE-mil:ZHD@ chainajoural.ne.cn《机械制造与自动化》