軟磁鐵氧體磁芯退拔毛刺測量、去除方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種軟磁鐵氧體磁忍退拔毛刺去除方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 軟磁鐵氧體材料具有高磁導(dǎo)率、高電阻率、低損耗及耐磨性等特點，且容易批量生 產(chǎn)、性能穩(wěn)定和機械加工性能高，已成為電子工業(yè)、機電工業(yè)和工廠產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。我們 可W利用模具制成各種形狀的磁忍，它的應(yīng)用直接影響電子信息、家電工業(yè)、計算機與通 訊、環(huán)保及節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。雖然我國軟磁鐵氧體的制備總量居世界第一，但是大多數(shù)屬于 低水平的制備。由于壓膜工藝的限制，軟磁鐵氧體磁忍加工過程中不可避免產(chǎn)生退拔毛刺， 影響著其使用性能。此外，磁忍表面表面質(zhì)量嚴重影響著商業(yè)價值，尤其是毛刺高度的極大 影響，無毛刺的同類產(chǎn)品售價要高2~3倍。
[0003] 為去除退拔毛刺，使磁忍具有良好的尺寸精度，性能符合物理特性，一方面，在軟 磁鐵氧體磁忍加工工藝流程中通常通過采用研磨工藝進行表面加工，但由于磁忍幾何結(jié)構(gòu) 影響，會造成磨料無法研磨毛刺，同時也會損傷磁忍基體；另一方面，噴涂一層均勻、致密、 絕緣、美觀的有機涂層，減弱對磁忍表面的導(dǎo)線磨損，防止過早破壞導(dǎo)線表面絕緣層，噴涂 法雖提高了商業(yè)價值，但也提高了造價，而且某些規(guī)格的軟磁鐵氧體磁忍不允許對磁忍表 面進行涂層覆蓋；此外磁忍毛刺過大時會使得有機涂層厚度難W控制，零件質(zhì)量難W穩(wěn)定。
[0004] 軟磁鐵氧體材料屬于硬質(zhì)陶瓷，而超聲振動加工是脆斷材料精加工的重要手段之 一，其原理就是利用超聲波在介質(zhì)中產(chǎn)生巨大壓強變換，W此讓毛刺發(fā)生受迫振動，當(dāng)受迫 振動時產(chǎn)生的應(yīng)力超過了毛刺所能承受的最大應(yīng)力，毛刺就會發(fā)生斷裂。由于軟磁鐵氧體 磁忍的毛刺尺寸微小且形態(tài)分布不規(guī)則，給去除毛刺帶來困難，且容易損傷磁忍基體，而目 前相關(guān)的超聲波加工技術(shù)尚不成熟，無可靠產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種軟磁鐵氧體磁忍退拔毛刺去除方法及裝 置。
[0006] 為解決W上問題，本發(fā)明采用了W下技術(shù)手段：
[0007] 軟磁鐵氧體磁忍退拔毛刺去除裝置，包括機架、夾具、=維運動平臺、變焦顯微數(shù) 字圖像系統(tǒng)和超聲振動系統(tǒng)。
[0008] 在機架上設(shè)置有=維運動平臺，夾具放置在=維運動平臺上，所述的夾具下方固 定設(shè)置有線圈；所述的線圈在通電后用于固定軟磁鐵氧體。
[0009] 在所述的夾具上方設(shè)置有變焦顯微數(shù)字圖像系統(tǒng)和超聲振動系統(tǒng)；通過變焦顯微 數(shù)字圖像系統(tǒng)對軟磁鐵氧體磁忍進行毛刺測量和磁忍中屯、位置定位計算，根據(jù)測量毛刺的 高度，設(shè)置超聲振動系統(tǒng)參數(shù)，啟動超聲振動系統(tǒng)，去除磁忍的退拔毛刺。
[0010] 軟磁鐵氧體磁忍退拔毛刺去除方法：軟磁鐵氧體磁忍的毛刺通過變焦顯微數(shù)字圖 像系統(tǒng)成像在固體圖像傳感器上，圖像傳感器通過USB接口與計算機連接，通過圖像預(yù)處 理，經(jīng)過邊緣檢測、圖像區(qū)域劃分后，提取高度、周長、面積和位置分布狀況。其中，圖像預(yù)處 理采用基于小波變換的顯微圖像去噪算法，使圖像的邊緣信息更清晰，紋理特征增強；邊緣 檢測采用基于掃描線的形態(tài)邊緣檢測算法；根據(jù)邊緣檢測后的圖像區(qū)域進行分割，接著對 分割后的圖像進行標記，最后提取標記后毛刺的輪廓，選取毛刺輪廓、周長、形屯、、面積和最 大高度作為其幾何特征；將圖像上的每個磁忍的形屯、位置從圖像上的坐標轉(zhuǎn)換為=維運動 平臺上參考點的數(shù)值，得到工具頭相對運動位置，驅(qū)動=維運動平臺，啟動超聲振動系統(tǒng)， 從而完成去除磁忍的退拔毛刺。
[0011] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明方法解決了磁忍毛刺微小、分布不規(guī)則、難測量的 問題，精確控制毛刺高度，保證磁忍的使用性能，提高軟磁鐵氧體磁忍的檔次和商業(yè)價值， 有利于改進軟磁鐵氧體磁忍去毛刺工藝和降低軟磁鐵氧體材料加工成本。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為裝置組功能與組成圖。
[0014] 圖3為變焦顯數(shù)字圖像測量系統(tǒng)框架圖。
[0015] 圖4為控制系統(tǒng)組成。
[0016] 圖5為超聲波振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖6為換能器的S維模型。
[0018] 圖7為變幅桿的S維模型。
[0019] 圖8為軟件功能圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021] 本發(fā)明用于對軟磁鐵氧體磁忍的退拔毛刺進行測量與去除，裝置主要包括：機械 系統(tǒng)、變焦顯微數(shù)字圖像系統(tǒng)2、運動控制系統(tǒng)、超聲振動系統(tǒng)3和軟件系統(tǒng)五個部分。如圖 1所示，其=維示意圖。圖2所示為裝置的功能與組成圖。
[0022] 裝置的工作流程：
[0023] 將磁忍批量放于S自由度實驗臺狂方向自由度的滑臺4、Y方向自由度的滑臺5、 Z方向自由度的滑臺1)的平板，通過加磁固定，通過變焦顯微數(shù)字圖像系統(tǒng)對各軟磁鐵氧 體磁忍進行毛刺測量和磁忍中屯、位置定位計算，根據(jù)測量毛刺的高度，設(shè)置振動系統(tǒng)參數(shù)， 啟動振動系統(tǒng)，由S自由度的自動控制系統(tǒng)將加工頭移至磁忍中屯、位置，去除磁忍的退拔 毛刺。
[0024]1、軟磁鐵氧體磁忍毛刺形態(tài)分布測量及分析
[00巧]包括機械部分、變焦顯微數(shù)字圖像系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)。
[00%] 基本原理：被測軟磁鐵氧體磁忍的毛刺通過變焦顯微鏡成像在固體圖像傳感器 上，圖像傳感器通過USB接口與計算機連接，圖像采集與處理模塊實現(xiàn)視頻圖像的USB采 集，通過圖像預(yù)處理，經(jīng)過邊緣檢測、圖像區(qū)域劃分后，提取其高度、周長、面積和位置分布 狀況等參數(shù)。其中，圖像預(yù)處理采用基于小波變換的顯微圖像去噪算法，使圖像的邊緣信息 更清晰，紋理特征增強，去噪能力也很好；邊緣檢測采用基于掃描線的形態(tài)邊緣檢測算法； 根據(jù)邊緣檢測后的圖像區(qū)域進行分割，接著對分割后的圖像進行標記，最后提取標記后毛 刺的輪廓，選取毛刺輪廓、周長、形屯、、面積和最大高度作為其幾何特征。將圖像上的每個磁 忍的形屯、位置從圖像上的坐標轉(zhuǎn)換為操作平臺上的參考點（運動系統(tǒng)的機械零點位置）的 數(shù)值，就可W得到操作頭運動位置。
[0027] 機械系統(tǒng)：包括夾具和=維平臺。在裝置進行工作時，需要將超聲波工具頭壓在軟 磁鐵氧體上，由于軟磁鐵氧體屬于軟磁性材料，所W在鐵板平臺下面安置線圈，對線圈進行 通電。利用線圈通電產(chǎn)生的磁場，將平板和軟磁鐵氧體磁化，從而將軟磁鐵氧體固定在平板 上。=維平臺包括X、Y、Z=個自由度的滑臺，并且在每個自由度上安置電機。
[0028] 變焦顯微數(shù)字圖像系統(tǒng)：為適應(yīng)不同微小毛刺的測量，變焦物鏡鏡頭應(yīng)具有大工 作距離的特點，鏡頭結(jié)構(gòu)緊湊、小型化，運里的變焦顯微物鏡選用電子目鏡。圖3所示為變 焦顯數(shù)字圖像測量系統(tǒng)框架。
[0029] 運動控制系統(tǒng)：主要由運動控制器、步進電機驅(qū)動器、步進電機和絲杠組成，如圖 4所示。X、Y、Z軸S條絲杠有效行程分別為1200mm、800mm、500mm，精度為C7,導(dǎo)程為5mm。 系統(tǒng)上位機采用研華工控機，控制器采用化C，對步進電機進行驅(qū)動，從而帶動滾珠絲桿運 動。上位機通過RS232串口通訊端口對PLC發(fā)送運動指令和接受反饋信號，實現(xiàn)對試驗臺 的運動