旋轉(zhuǎn)輥表面清潔方法和旋轉(zhuǎn)輥表面清潔裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)輥表面清潔方法和一種旋轉(zhuǎn)輥表面清潔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]使用諸如鑭系元素的稀土元素的稀土磁體也稱為永磁體，且用在用于硬盤的馬達(dá)或用于MRI中的馬達(dá)、用于混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等中。
[0003]可將殘留磁化(殘留磁通密度)和矯頑力援引為稀土磁體的磁體性能的指標(biāo)。由于馬達(dá)的小型化和提高的電流密度而引起的發(fā)熱量的增大已導(dǎo)致對(duì)用在這些馬達(dá)中的稀土磁體的耐熱性的更高要求。響應(yīng)于該要求，已對(duì)用于維持磁體在高溫使用期間的矯頑力的技術(shù)進(jìn)行了研宄。關(guān)于Nd-Fe-B磁體一一該磁體為常常用在車輛用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)中的稀土磁體，已嘗試通過使晶粒細(xì)化、使用具有包含大量Nd的成分的合金、添加具備優(yōu)良矯頑力性能的重稀土元素如Dy或Tb等來(lái)增大磁體的矯頑力。
[0004]稀土磁體包括構(gòu)成組織的晶粒(主相)的尺度為約3至5 μ m的一般的燒結(jié)磁體和晶粒被細(xì)化為約50至300nm的納米尺度的納米結(jié)晶磁體。在這些磁體之中，目前注意力集中在能在使晶粒細(xì)化的同時(shí)降低昂貴的重稀土元素的需求量的納米結(jié)晶磁體上。
[0005]一種制造稀土磁體的方法能簡(jiǎn)述如下。例如，首先，在爐內(nèi)形成稀土磁體材料的熔融金屬(Nd-Fe-Β熔融金屬)，此后將熔融金屬?gòu)臓t供給到旋轉(zhuǎn)輥。然后使熔融金屬快速凝固以制造急冷帶(急冷薄帶)。接下來(lái)，將急冷帶切割成期望尺寸并形成為磁體用粉末，此后粉末在被加壓成形的同時(shí)被燒結(jié)以制造燒結(jié)體。在納米結(jié)晶磁體的情況下，進(jìn)一步對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行熱塑性加工以向其施加磁各向異性，藉此制造出成形體。利用各種不同方法之一向成形體施用由包含重稀土元素的合金或不包含重稀土元素的合金如Nd-Cu合金構(gòu)成的改性合金，藉此能制造具有提高的矯頑力性能的稀土磁體。
[0006]附及地，在熔融金屬凝集時(shí)形成的凝集物可能附著于使熔融金屬急速冷卻的旋轉(zhuǎn)輥的表面上。此外，可能由于腐蝕、凹痕等而在旋轉(zhuǎn)輥的表面上形成凹凸不平，且從爐供給的熔融金屬可能由于旋轉(zhuǎn)輥的表面上的凝集物和凹凸不平而被濺灑。當(dāng)熔融金屬被濺灑時(shí)，旋轉(zhuǎn)輥的表面上的凹痕等的數(shù)量增加，且凝集物更易于附著在其上。
[0007]例如，當(dāng)諸如凝集物的異物附著于旋轉(zhuǎn)輥的表面上時(shí)，熔融金屬在異物附著的部位不會(huì)被充分冷卻，結(jié)果，所制造的急冷帶的品質(zhì)可能低下。
[0008]因此，可采用這樣一種方法，該方法使旋轉(zhuǎn)輥的旋轉(zhuǎn)定期停止，通過目視等方式檢查旋轉(zhuǎn)輥的表面，在確認(rèn)存在附著的異物等時(shí)通過除去異物來(lái)清潔表面，然后使旋轉(zhuǎn)輥重新開始旋轉(zhuǎn)以恢復(fù)急冷帶的制造。但是，對(duì)于該方法，需要使旋轉(zhuǎn)輥定期停止，因此不能高效率地制造急冷帶。
[0009]這里，日本專利申請(qǐng)公報(bào)N0.2001-41904(JP 2001-41904 A)記載了一種以下述方式除去附著在觸摸板的透明電極上的銀膏粉的異物除去裝置:將刮板型擠壓部件壓靠在觸摸板的表面上以檢測(cè)粉末的位置，將線性馬達(dá)控制成使保持CCD照相機(jī)和用于除去粉末的激光裝置的X-Y平臺(tái)移動(dòng)到粉末的位置，利用CCD照相機(jī)捕捉粉末的圖像，基于所捕捉的圖像來(lái)計(jì)算粉末的精確位置，然后利用激光裝置除去粉末。
[0010]根據(jù)該裝置，能通過自動(dòng)地檢測(cè)異物的精確位置來(lái)除去異物。但是，JP2001-41904 A中記載的裝置不是用來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)輥的表面上的異物并除去所檢測(cè)到的異物的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)輥表面清潔方法和一種旋轉(zhuǎn)輥表面清潔裝置，利用所述方法和裝置，能檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)輥的表面上的異物，并且當(dāng)檢測(cè)到異物時(shí)，能在用于通過向旋轉(zhuǎn)輥供給由稀土磁體材料構(gòu)成的熔融金屬并使熔融金屬急速冷卻來(lái)制造急冷帶的過程中在不停止旋轉(zhuǎn)輥的情況下在異物到達(dá)熔融金屬排出口下方的位置之前除去檢測(cè)到的異物。
[0012]本發(fā)明的第一方面涉及一種用于急冷帶制造裝置的旋轉(zhuǎn)輥表面清潔方法，所述急冷帶制造裝置包括:爐，所述爐容納由稀土磁體材料構(gòu)成的熔融金屬；和旋轉(zhuǎn)輥，所述旋轉(zhuǎn)輥在旋轉(zhuǎn)期間被供給以來(lái)自所述爐的熔融金屬并使所供給的熔融金屬急速冷卻以制造用于稀土磁體的急冷帶。所述方法包括:將激光發(fā)射到所述旋轉(zhuǎn)輥的表面上；接收在發(fā)射到所述旋轉(zhuǎn)輥的表面上的所述激光被反射時(shí)獲得的反射激光；測(cè)量所述反射激光的強(qiáng)度；基于所述反射激光的強(qiáng)度來(lái)檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)輥的表面上的異物；當(dāng)檢測(cè)到所述異物時(shí)，將要發(fā)射的發(fā)射激光的輸出控制成具有與所述異物的厚度對(duì)應(yīng)的輸出值；通過用經(jīng)控制后的激光照射所述異物來(lái)除去所述異物，以清潔所述旋轉(zhuǎn)輥的表面；以及調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速和激光響應(yīng)時(shí)間中的至少一者，以使得所述旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速和所述激光響應(yīng)時(shí)間滿足關(guān)系式VXS彡D/1000(D彡0.1mm)，其中所述旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速為V (m/sec)，所述激光響應(yīng)時(shí)間為S (sec)，且所述異物沿所述旋轉(zhuǎn)輥的周向的長(zhǎng)度為D (mm)，所述激光響應(yīng)時(shí)間是在接收所述反射激光之后將所述發(fā)射激光的輸出控制成具有與所述異物的厚度對(duì)應(yīng)的輸出值所需的時(shí)間。
[0013]根據(jù)第一方面，由在發(fā)射到旋轉(zhuǎn)輥的表面上的激光被反射時(shí)獲得的反射激光的強(qiáng)度來(lái)檢測(cè)異物。當(dāng)檢測(cè)到異物時(shí)，基于去除異物所需的輸出值因異物的厚度而異的事實(shí)，按照異物的厚度來(lái)控制要發(fā)射的激光的輸出值，此后通過用經(jīng)控制后的激光照射異物來(lái)除去異物。結(jié)果，清潔了旋轉(zhuǎn)輥的表面。此外，將旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速V和激光響應(yīng)時(shí)間S中的至少一者調(diào)節(jié)成使得旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速和激光響應(yīng)時(shí)間滿足VXS < D/1000 (其中D表示異物沿旋轉(zhuǎn)輥的周向的長(zhǎng)度，并具有D多0.1mm的條件)。根據(jù)該方法，當(dāng)檢測(cè)到附著于旋轉(zhuǎn)輥上的異物時(shí)，檢測(cè)到的異物能在到達(dá)熔融金屬排出口下方的位置之前被除去，結(jié)果，能高效率地制造尚品質(zhì)的急冷帶。
[0014]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成異物的凝集物具有約0.1至5mm的周向長(zhǎng)度，且構(gòu)成異物的凝集物的厚度最大為約數(shù)ym，且平均為約2至3 μπι。這里，通過將旋轉(zhuǎn)棍的轉(zhuǎn)速V (m/sec)和激光響應(yīng)時(shí)間S(sec)(接收反射激光、測(cè)量反射激光的強(qiáng)度和控制要發(fā)射的激光的輸出所需的時(shí)間)中的至少一者調(diào)節(jié)成使得旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速V和激光響應(yīng)時(shí)間S滿足關(guān)系式VXS彡D/1000(D彡0.1mm)，能用具有提高的輸出值的激光更可靠地照射異物。
[0015]例如，比較長(zhǎng)度為0.1mm的異物和長(zhǎng)度為5mm的異物，當(dāng)旋轉(zhuǎn)棍的轉(zhuǎn)速保持恒定時(shí)，需要比在將激光發(fā)射到長(zhǎng)度為5mm的異物上時(shí)所需的響應(yīng)速度高50倍的響應(yīng)速度(激光響應(yīng)時(shí)間)來(lái)將激光發(fā)射到長(zhǎng)度為0.1mm的異物上。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，可單獨(dú)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速，可單獨(dú)調(diào)節(jié)響應(yīng)速度(激光響應(yīng)時(shí)間)，或者可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和響應(yīng)速度兩者。但是，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和響應(yīng)速度兩者，能避免其中一者變得過高的狀況。
[0016]在所述第一方面中，可在所述異物到達(dá)所述熔融金屬被供給到所述旋轉(zhuǎn)輥上的位置之前執(zhí)行檢測(cè)到所述異物之后對(duì)所述異物的除去。此外，在所述第一方面中，所述旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速和所述激光響應(yīng)時(shí)間中的所述至少一者可被調(diào)節(jié)成使得所述旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)速和所述激光響應(yīng)時(shí)間在檢測(cè)到所述異物之后、除去所述異物之前(一直)被維持成滿足所述關(guān)系式 VXS 彡 D/1000(D 彡 0.1mm)。
[0017]在所述第一方面中，可基于所述反射激光來(lái)計(jì)算所述異物的厚度并且可按照計(jì)算出的所述異物的厚度來(lái)控制所述發(fā)射激光的輸出，或者可按照所述反射激光的能量來(lái)確定所述異物的厚度，并且可按照所確定的所述異物的厚度來(lái)控制所述發(fā)射激光的輸出。
[0018]檢測(cè)到的反射激光的能量值(能量峰值)因異物的有無(wú)和厚度而異。因此，通過預(yù)先規(guī)定不存在異物時(shí)獲得的反射激光的能量值和與存在的異物的各厚度對(duì)應(yīng)的能量值，能由反射激光的能量峰值即時(shí)地確定異物的有無(wú)以及在存在異物的情況下異物的厚度。
[0019]此外，在使用計(jì)算機(jī)等計(jì)算異物厚度的情況下，例如，可在計(jì)算機(jī)中內(nèi)置構(gòu)造成利用三角法(三角學(xué)原理)執(zhí)行計(jì)算的計(jì)算單元，并且可基于由進(jìn)入異物的激光形成的角度和由反射激光形成的角度利用三角法來(lái)計(jì)算異物的厚度。
[0020]可在計(jì)算機(jī)中預(yù)先規(guī)定除去相應(yīng)厚度的異物所需的輸出值(激光能量值)。然后能按照計(jì)算出的異物的厚度或由反射激光的能量確定的異物厚度來(lái)確定除去異物所需的輸出值。于是，當(dāng)需要對(duì)異物進(jìn)行除去時(shí)，能用具有提高的輸出值的激光照射異物。
[0021]在所述第一方面中，所述激光可以是皮米波(pico-wave)激光或波長(zhǎng)比所述皮米波激光短的激光。
[0022]皮米波激光或波長(zhǎng)比皮米波激光短的激光(例如，飛米/毫微微米波激光等)具有淺焦點(diǎn)深度，