磁力吸盤MTG革新技術(shù)淺析
——以泰磁機(jī)床為例

章建波，陸秉賢

（寧波海天驅(qū)動(dòng)有限公司，浙江寧波，315803）

磁力吸盤MTG革新技術(shù)淺析
——以泰磁機(jī)床為例

章建波，陸秉賢

（寧波海天驅(qū)動(dòng)有限公司，浙江寧波，315803）

結(jié)合泰磁電控永磁技術(shù)的發(fā)展歷程，闡述了機(jī)床用磁力吸盤各個(gè)階段的技術(shù)突破與革新，重點(diǎn)介紹了泰磁最新機(jī)床用磁力吸盤——MTG（Mill Tec Grip）磁盤，并在加工實(shí)例中予以體現(xiàn)。MTG磁盤獨(dú)特的背面吸磁功能，使得工件、磁盤、機(jī)床工作臺(tái)融為一體；全鋼制表面使其免受滲透侵蝕；全新的導(dǎo)磁墊技術(shù)，拓展了其應(yīng)用范圍，提高了其工作效率。MTG磁盤的技術(shù)革新將使其在機(jī)床加工領(lǐng)域具有更廣大的發(fā)展空間。

泰磁；雙極性中性冠技術(shù)；MTG磁盤；導(dǎo)磁墊

引言

意大利泰磁是世界上設(shè)計(jì)和生產(chǎn)電控永磁系統(tǒng)專業(yè)公司，其發(fā)明的電控永磁夾具的核心技術(shù)為“雙極性中性冠技術(shù)”[1]。該技術(shù)的基本原理是靠永磁體磁力提供工件夾緊力，通過(guò)電控裝置轉(zhuǎn)換磁路，實(shí)現(xiàn)磁力線在系統(tǒng)內(nèi)、外的兩種循環(huán)，最終實(shí)現(xiàn)工件的裝夾及卸載[1]。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)床磁力吸盤、注塑機(jī)快速換模、金屬?zèng)_壓、多工位壓力機(jī)快速換模系統(tǒng)[2]、鐵類吊運(yùn)等領(lǐng)域，其優(yōu)勢(shì)為全球客戶所見(jiàn)證。

本文闡述了電控永磁技術(shù)發(fā)展歷程，探究了電控永磁技術(shù)創(chuàng)新——MTG磁盤等。

1 電控永磁技術(shù)發(fā)展歷程

1.1 單極性基板感應(yīng)技術(shù)

1974年，意大利泰磁公司開(kāi)發(fā)了第一套電控永磁系統(tǒng)，采用了“單極性基板感應(yīng)技術(shù)”開(kāi)始引領(lǐng)電永磁技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床加工和鐵類吊具的應(yīng)用。但該項(xiàng)技術(shù)是通過(guò)感應(yīng)基板來(lái)傳遞磁力線，磁力線容易不平衡，而發(fā)生磁散射現(xiàn)象。實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)工件頂部透磁、側(cè)面漏磁，以及機(jī)床主軸、刀具、工件磁化等，如圖1所示。

1.2 雙極性中性冠技術(shù)

圖1 機(jī)床主軸、刀具、工件磁化現(xiàn)象

單極性基板感應(yīng)技術(shù)實(shí)際運(yùn)用不佳，很快被泰磁摒棄，隨即突破性地研發(fā)了Quad System技術(shù)，即“雙極性中性冠技術(shù)”，大大革新了電控永磁技術(shù)[3]?！半p極性中性冠技術(shù)”就是相鄰的方格磁極分別為N/S極，如圖2(a)和圖2(b)所示。相同的磁能使得磁極之間磁力線平衡，無(wú)任何磁散射，基板為中性。

圖2 雙極性中性冠技術(shù)

將該技術(shù)應(yīng)用到普通機(jī)床、數(shù)控機(jī)床上夾持工件，提高了加工精度[4]，更新了新型工件夾裝方式，引起了市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用。但方格磁極設(shè)計(jì)需要磁極正面嵌入，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂（圖3盤面部分）澆注密封。實(shí)際使用證明，環(huán)氧樹(shù)脂隨著使用時(shí)間的加長(zhǎng)，容易出現(xiàn)老化開(kāi)裂甚至脫落的情況，磁極容易進(jìn)水、油等雜質(zhì)，發(fā)生磁極損壞，影響產(chǎn)品使用壽命。

圖3 方格磁極磁盤（盤面線條為環(huán)氧樹(shù)脂澆注密封）

1.3 全金屬圓形磁極磁盤

針對(duì)方格磁極磁盤的使用缺陷，泰磁研發(fā)了全金屬圓形磁極磁盤，最大程度地防護(hù)了磁極，成為了真正意義上的免維護(hù)產(chǎn)品。圓形磁極使得平衡磁路更加穩(wěn)定可控，磁力達(dá)到16 kgf/cm2（純鐵磁飽和值）。如圖4所示為圓形磁極磁盤應(yīng)用圖。然而其磁盤與機(jī)床之間僅通過(guò)機(jī)械夾裝，加工過(guò)程中容易出現(xiàn)因磁板剛性不足而震動(dòng)、蠕動(dòng)位移等問(wèn)題，導(dǎo)致刀具損壞，降低加工品質(zhì)。

圖4 全金屬圓形磁極磁盤

2 電控永磁技術(shù)創(chuàng)新——MTG磁盤

2013年，泰磁與寧波海天驅(qū)動(dòng)公司合作，共同探討了磁盤應(yīng)用技術(shù)，研發(fā)了Grip技術(shù)，即背面吸磁技術(shù)，將磁盤和機(jī)床大平面吸附在一起，摒棄了之前僅靠機(jī)械裝夾的固定模式，磁盤更具剛性。代表性產(chǎn)品為MTG(Mill Tec Grip)磁盤，在三大方面具有創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)。

2.1 Grip技術(shù)——背面吸磁

MTG磁盤革新了傳統(tǒng)銑床和加工中心上磁盤夾緊系統(tǒng)的理念，不僅在工件與磁盤之間存在磁力，同時(shí)磁盤與機(jī)床工作臺(tái)面之間也完全實(shí)現(xiàn)了磁盤夾緊的一致性。磁盤與機(jī)床工作臺(tái)之間的夾緊力達(dá)到磁盤與工件之間的30%，即磁盤表面每個(gè)磁極產(chǎn)生650 kgf的磁力，而每個(gè)磁極背面磁力可達(dá)到195 kgf。

如圖5所示，強(qiáng)大的磁力消除了機(jī)械夾裝造成的任何可能的變形和彎曲，使得工件、磁盤、機(jī)床工作臺(tái)融為一體。消除了加工震動(dòng)，提升了工件夾緊的一致性，提高了加工效率，降低了刀具損耗。借助Grip技術(shù)，磁盤厚度可以降低至42 mm，且保持高強(qiáng)度和剛性。

圖5 Grip技術(shù)——背面吸磁

2.2 全鋼制表面

全鋼制表面取消了填充環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)，不存在任何嵌入件，為磁極提供了一個(gè)機(jī)械保護(hù)屏障。磁極內(nèi)部的線圈使得永磁材料得到良好保護(hù)，免受其它物質(zhì)滲透、侵蝕。全鋼制表面能夠防止因熱變形引起的磁盤表面不平整，提高了磁盤精度。

2.3 全新導(dǎo)磁墊

革新的導(dǎo)磁墊技術(shù)使得MTG磁盤的運(yùn)用如虎添翼。如圖6所示，獨(dú)立的浮動(dòng)導(dǎo)磁墊RMP、圓形磁極和一體螺紋銷定位簡(jiǎn)單、快速，對(duì)應(yīng)各種工件加工，操作簡(jiǎn)單實(shí)用。RMP導(dǎo)磁墊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使得任何鐵屑和雜物無(wú)法滲入其內(nèi)，確保長(zhǎng)久穩(wěn)定使用。內(nèi)部一體化的雙斜面結(jié)構(gòu)能確保更好的磁導(dǎo)率，比傳統(tǒng)的單斜面導(dǎo)磁墊性能提升20%。自動(dòng)墊補(bǔ)功能使得加工零件時(shí)無(wú)任何應(yīng)力變形，進(jìn)一步提升了加工品質(zhì)。不同高度且一體化的固定導(dǎo)磁墊可抬升工件離開(kāi)磁盤表面，輕易實(shí)現(xiàn)工件的通孔加工。

圖6 革新的導(dǎo)磁墊應(yīng)用

3 MTG 磁盤加工實(shí)例分享

創(chuàng)新的MTG磁盤應(yīng)用范圍更廣、應(yīng)用效率更高。為臥式/立式機(jī)床、移動(dòng)平臺(tái)、RMS系統(tǒng)[5]、加工中心等各種FMS（Flexible Manufacture System，柔性制造系統(tǒng)）提供了理想的解決方案，允許對(duì)工件進(jìn)行一次夾裝后實(shí)現(xiàn)5面加工，改善各種加工操作，如銑面、鉆孔、成型銑等加工路徑。對(duì)于多批量工件加工，裝夾更換時(shí)間大幅降低。

圖7所示為MTG 磁盤銑面、銑槽、銑邊的加工實(shí)例分享。表1所示為具體參數(shù)。

圖7 MTG 磁盤銑面、銑槽、銑邊的加工實(shí)例分享

表1 MTG 磁盤銑面、銑槽、銑邊參數(shù)

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電控永磁技術(shù)在機(jī)床夾持上應(yīng)用的歷史追溯，淺析了其技術(shù)的突破和革新，體會(huì)到了科技創(chuàng)新變革產(chǎn)品的重要意義。MTG磁盤技術(shù)代表著機(jī)床用磁力吸盤的技術(shù)前沿，為機(jī)床夾持工件提供高精度、高精密、簡(jiǎn)易、快速的夾持方案。相信通過(guò)未來(lái)的技術(shù)革新，將涌現(xiàn)出更好的電控永磁技術(shù)。

[1]李黎. 革命性的裝夾方式——電控永磁夾具[J]. 航空制造技術(shù), 2004(7): 42-43.

[2]孔曉華. 多工位壓力機(jī)快速換模系統(tǒng)的電控永磁夾緊研究[D].秦皇島: 燕山大學(xué), 2010: 1-7.

[3]李黎. 注塑機(jī)磁力模板技術(shù)及選配要點(diǎn)[J]. 現(xiàn)代塑料, 2008(7): 54.

[4]徐正平. 電控永磁系統(tǒng)的革新應(yīng)用——訪意大利泰磁公司中國(guó)區(qū)首席代表李黎先生[J]. 世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng), 2003(2): 111-112.

[5]意大利泰磁公司. 電控永磁夾具在RMS系統(tǒng)上的應(yīng)用[J]. 機(jī)械工人: 冷加工, 2005(5): 12-13.

Brief Analysis on Innovative Technology of MTG——A Case Study on TECNOMAGNETE Machine Tool

ZHANG Bob, LU Bing-xian
(Ningbo Haitian Drive Systems Co., Ltd., Ningbo, Zhejiang,315803, China)

Combined with the development of TECNOMAGNETE’s electrically controlled permanent magnet technology, innovative technology breakthroughs in each stage of the magnetic sucking disc are expounded. Especially, MTG, the newest magnetic sucking disc used in TECNOMAGNETE is focused on and embodied in an actual machining case. The unique back magnetic suction of MTG integrates the workpiece, disc, and machining platform. The full steel surface prevents it from infiltration. Moreover, the innovative technology of magnetic conductive pad expands its scope of application and improves its working efficiency. The persistent technological innovation of MTG is bound to occupy a broader space for its development in the machining fields.

TECNOMAGNETE; Bipolar Neutral Crown; MTG (Mill Tec Grip); Magnetic Conductive Pad

U653.929.+1

A

2095-8412 (2016) 06-1209-04

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.06.042

章建波(1978-)，男，工程師，碩士。于寧波海天驅(qū)動(dòng)有限公司擔(dān)任總經(jīng)理助理兼市場(chǎng)部部長(zhǎng)、智能制造總經(jīng)理。研究方向：智能制造。