自動充磁設備和方法與流程

2023-05-21 16:15:51

本發明總體而言涉及磁材工件自動充磁領域，具體而言，涉及一種用於對磁材工件進行自動快速流水化作業充磁的設備和方法。

背景技術：

充磁技術是磁材工件製造業的關鍵技術之一。安全、可靠、高效、節能是對新式充磁設備的要求。

傳統充磁設備基於電磁磁場進行充磁，多為手動設備，少有自動設備。傳統充磁設備存在如下缺點：

1、充磁過程中的高電流會導致高熱高能耗，不宜長時間頻繁使用。

2、充磁過程中的高電流和高輻射磁場是安全隱患。

3、使用手動設備對批量磁材工件整體充磁時，受磁力影響磁材工件之間容易擠壓碰撞破損，同時部分工件由於姿態原因不能飽和充磁，最終導致充磁質量不高。

4、使用自動化設備對磁材工件進行逐個充磁時，一般需要壓緊限位裝置防止充磁過程中的工件飛射，結構複雜容易卡料，作業效率僅能實現最高30片/分鐘。

基於永磁充磁的高速作業自動化設備是業界亟需解決的難題，特別是如何實現每分鐘200片甚至600片的作業效率尤為難以解決。充磁磁場會施加於磁材工件很大的磁力，為克服該磁力，往往需要將磁材工件固定壓緊後再進出磁場，此舉會大幅拖累物流效率。為實現連續式流水化作業，取消固定壓緊環節是關鍵，然而如何令磁材工件在非壓緊狀態下受控出入磁場是一直以來難以解決的問題。

技術實現要素：

本發明的一個主要目的在於克服上述現有技術的至少一種缺陷，提供一種簡單高效，且能夠實現自動化操作、安全性高和保證充磁質量的自動充磁設備和方法。

為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案：

根據本發明的一個方面，提供了一種自動充磁設備，包括有第一永磁部件、第一導磁件、第二導磁件和移動裝置，所述第一永磁部件形成第一磁場，以對磁材工件進行充磁，所述第一導磁件和所述第二導磁件相對設置，且均安裝於所述移動裝置上，並能夠隨所述移動裝置運動，從而在第一位置和第二位置之間循環往復，所述第一導磁件和所述第二導磁件進入所述第一磁場後，所述第一導磁件和所述第二導磁件之間形成子磁場，所述磁材工件在所述子磁場作用下隨所述第一導磁件和所述第二導磁件離開所述第一磁場，且所述磁材工件離開所述第一磁場後磁性吸附於所述第一導磁件或所述第二導磁件；所述第一位置時，所述第一導磁件和所述第二導磁件位於所述第一磁場內，所述第二位置時，所述第一導磁件和第二導磁件離開所述第一磁場。

根據本發明的一實施方式，所述自動充磁設備還包括有自動上料裝置，所述磁材工件通過所述自動上料裝置直接或間接進入所述第一磁場。

根據本發明的一實施方式，所述自動上料裝置為振動上料器。

根據本發明的一實施方式，所述振動上料器的出口靠近或進入所述第一磁場內。

根據本發明的一實施方式，所述自動充磁設備還包括有第二永磁部件，所述第二永磁部件形成第二磁場，所述第一導磁件和所述第二導磁件位於所述第二磁場內時為第三位置，所述第一導磁件和所述第二導磁件在所述移動裝置作用下，依次經過所述第一位置、所述第三位置和所述第二位置。

根據本發明的一實施方式，所述自動充磁設備還包括檢測裝置，所述檢測裝置設置於所述磁材工件完成充磁後行經的路線上，檢測所述磁材工件的剩磁大小。

根據本發明的一實施方式，所述檢測裝置包括有線圈和導磁材料，所述線圈繞設於所述導磁材料上。

根據本發明的一實施方式，所述檢測裝置包括有傳感器和導磁材料，所述傳感器嵌設於所述導磁材料上，所述傳感器為霍爾傳感器或磁阻傳感器。

根據本發明的一實施方式，所述導磁材料呈C型結構。

根據本發明的一實施方式，所述第一導磁件和所述第二導磁件的數量為兩組以上，且兩組以上的所述第一導磁件和所述第二導磁件呈點陣分布，所述點陣為環形或直線形。

根據本發明的一實施方式，所述移動裝置包括有轉動結構，所述第一導磁件和所述第二導磁件安裝於所述轉動結構上。

根據本發明的一實施方式，所述轉動結構為轉盤，所述轉盤的周向上設置有凹槽，所述第一導磁件和所述第二導磁件分別對應設置於所述凹槽的兩側壁上。

根據本發明的一實施方式，所述轉動結構為環形滑軌，所述環形滑軌上安裝有能夠沿所述環形滑軌移動的滑塊，所述滑塊設置有凹槽，所述第一導磁件和所述第二導磁件分別對應設置於所述凹槽的兩側壁上。

根據本發明的一實施方式，所述移動裝置包括有伸縮結構，所述第一導磁件和所述第二導磁件安裝於所述伸縮結構上。

根據本發明的一實施方式，所述伸縮結構包括有滾珠絲槓結構和支撐架，所述支撐架設置在所述滾珠絲槓結構的伸出端，所述第一導磁件和所述第二導磁件設置於所述支撐架。

為實現上述發明目的，本發明還採用如下技術方案：

根據本發明的一個方面，提供了一種自動充磁方法，包括以下步驟：

磁材工件進入永磁場中進行充磁；

相對設置的第一導磁件和第二導磁件進入所述永磁場後，在所述第一導磁件和所述第二導磁件之間形成子磁場；

所述磁材工件在所述子磁場作用下，隨所述第一導磁件和所述第二導磁件離開所述永磁場；

所述磁材工件離開所述永磁場後磁性吸附於所述第一導磁件或所述第二導磁件，並一同移動；

取出所述磁材工件。

根據本發明的一實施方式，磁材工件充磁分步進行，所述永磁場為兩個以上，所述第一導磁件和所述第二導磁件共同作用帶動所述磁材工件依次經過該兩個以上永磁場，然後取出所述磁材工件。

由上述技術方案可知，本發明的自動充磁設備的優點和積極效果在於：

本發明中採用永磁部件進行充磁，安全性高，且不會影響設備壽命。本發明採用第一導磁件和第二導磁件形成子磁場，帶動磁材工件移動，從而實現磁材工件非壓緊狀態下受控出入磁場，提高自動化作業水平，從而大幅提高充磁效率。

另外在本發明的多種實施方式中，無需對工件壓緊限位，使得運料機構非常簡單，且不會卡料，可連續快速運行，速度最高可達到10片/秒。

此外，本發明的多種實施方式中，採用自動化逐片充磁方式，同時在一實施方式中還可以逐片檢測，從而大幅提升了磁材工件的充磁質量。

此外，本發明的多種實施方式中，採用由永磁體構成的永久磁場為磁材工件進行充磁。解決了傳統線圈充磁設備耗能高、發熱大，無法長期連續運行以及高電流和高輻射磁場危害人身安全的問題。

附圖說明

通過結合附圖考慮以下對本發明的優選實施例的詳細說明，本發明的各種目標、特徵和優點將變得更加顯而易見。附圖僅為本發明的示範性圖解，並非一定是按比例繪製。在附圖中，同樣的附圖標記始終表示相同或類似的部件。其中：

圖1是本發明自動充磁設備第一實施例的工作原理示意圖。

圖2是本發明自動充磁設備第一實施例的結構示意圖。

圖3是本發明自動充磁設備第二實施例的結構示意圖。

圖4是本發明自動充磁設備第三實施例的工作原理示意圖。

圖5是本發明自動充磁設備第三實施例的結構示意圖。

圖6是本發明自動充磁設備第四實施例的工作原理示意圖。

圖7是本發明自動充磁設備第四實施例的結構示意圖。

圖8是本發明自動充磁設備第五實施例的結構示意圖。

圖9是本發明自動充磁設備第六實施例的結構示意圖。

圖10是本發明自動充磁設備中檢測裝置的第一實施例的結構示意圖。

圖11是本發明自動充磁設備中檢測裝置的第二實施例的結構示意圖。

其中，附圖標記說明如下：

1、第一實施例的自動充磁設備；10、磁材工件；100、子磁場；101、第一磁場；11、第一永磁部件；110、支撐座；12、第一導磁件；13、第二導磁件；14、轉盤；140、底座；141、凹槽；15、自動上料裝置；151、上料口；16、出料裝置；17、檢測裝置；2、第二實施例的自動充磁設備；20、磁材工件；21、第一永磁部件；24、轉盤；28、第二永磁部件；3、第三實施例的自動充磁設備；30、磁材工件；31、第一永磁部件；32、第一導磁件；33、第二導磁件；34、環形滑軌；341、環形板；342、滑塊；4、第四實施例的自動充磁設備；40、磁材工件；400、子磁場；401、第一磁場；41、第一永磁部件；410、支撐座；42、第一導磁件；43、第二導磁件；44、伸縮裝置；440、底架；441、滾珠絲杆結構；442、支撐架；443、夾持部；5、第五實施例的自動充磁設備；50、磁材工件；51、第一永磁部件；52、第一導磁件；53、第二導磁件；54、伸縮裝置；58、第二永磁部件；6、第六實施例的自動充磁設備；60、磁材工件；61、第一永磁部件；62、第一導磁件；63、第二導磁件；64、伸縮裝置；71、第一實施例的檢測裝置；711、導磁材料；712、線圈；72、第二實施例的檢測裝置；721、導磁材料；722、傳感器。

具體實施方式

現在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限於在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發明將全面和完整，並將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構，因而將省略它們的詳細描述。

在對本發明的不同示例的下面描述中，參照附圖進行，所述附圖形成本發明的一部分，並且其中以示例方式顯示了可實現本發明的多個方面的不同示例性結構、系統和步驟。應理解，可以使用部件、結構、示例性裝置、系統和步驟的其他特定方案，並且可在不偏離本發明範圍的情況下進行結構和功能性修改。而且，雖然本說明書中可使用術語「頂部」、「底部」、「前部」、「後部」、「側部」等來描述本發明的不同示例性特徵和元件，但是這些術語用於本文中僅出於方便，例如根據附圖中所述的示例的方向。本說明書中的任何內容都不應理解為需要結構的特定三維方向才落入本發明的範圍內。

本發明的自動充磁設備，包括有第一永磁部件、第一導磁件、第二導磁件和移動裝置。第一永磁部件形成第一磁場，以對磁材工件進行充磁。第一永磁部件由單個或多個永磁體構成，也可包括用於構成磁路的導磁體。第一導磁件和第二導磁件由導磁材料製成，一般為鐵磁性材料，例如鐵、軟磁性鐵氧體、坡莫合金、鐵鈷合金等。第一導磁件和第二導磁件相對設置，且均安裝於移動裝置上，並能夠隨移動裝置運動，從而在第一位置和第二位置之間循環往復。第一導磁件和第二導磁件進入第一磁場後，第一導磁件和第二導磁件之間形成子磁場，磁材工件在子磁場作用下隨第一導磁件和第二導磁件離開第一磁場，且磁材工件離開第一磁場後磁性吸附於第一導磁件或第二導磁件。第一位置時，第一導磁件和第二導磁件位於第一磁場內，第二位置時，第一導磁件和第二導磁件離開第一磁場。

對於第一永磁部件的結構形式、第一導磁件和第二導磁件的結構形狀以及移動裝置的具體結構，在此不做具體限定，只要能夠實現上述功能，均在本申請的保護範圍之內。以下為方便說明本發明的實現方式，結合一具體實施例做詳細說明，但該具體實施方式的結構，並不能用來對本發明的保護範圍加以限定。

第一實施例

第一實施例的自動充磁設備1的結構如圖1和圖2所示，圖1是本發明自動充磁設備第一實施例的工作原理示意圖，圖2是本發明自動充磁設備第一實施例的結構示意圖。

該實施例中，第一永磁部件11呈C型結構，形成有凹入部，並在該凹入部形成有第一磁場101，該第一磁場101用於對磁材工件10進行充磁。第一永磁部件11可以由一塊或多塊永磁部件形成，也可以由一組或多組永磁部件形成。第一永磁部件11固定安裝在支撐座110上，必要時可以調整位置。

該實施例中，移動裝置為一轉盤14，轉盤14安裝在底座140上，並通過一驅動裝置(圖中未示出)驅動。轉盤14的周向上設置有通長的環形的凹槽141，在凹槽141的上下兩側壁上設置有孔，第一導磁件12安裝在上側壁的孔中，第二導磁件13安裝在下側壁的孔中。

該實施例中，第一導磁件12和第二導磁件13均可以是一個部件，也可以是一組部件。本實施例的第一導磁件12和第二導磁件13均為截面為圓形的收縮型，實際上可以根據需要將截面設置為矩形、多邊形、橢圓形和其他滿足需要的形狀，也可以是截面為上述形狀的柱型，例如圓柱型、立方體型等。第一導磁件12和第二導磁件13可以完全相同，也可以具有一定差別。另外，第一導磁件12和第二導磁件13還要求根據磁材工件10的尺寸具有一定厚度，可在5毫米甚至20毫米以上。第一導磁件12和第二導磁件13可完全嵌設於凹槽141的兩側壁中，也可以平齊或突出於該兩側壁，根據實際情況來確定。

該實施例中，第一導磁件12和第二導磁件13對應設置，兩者豎向安裝位置相對，在第一導磁件12和第二導磁件13之間形成夾層空間。當第一導磁件12和第二導磁件13隨轉盤14移動到第一磁場101中時，在第一磁場作用下，在該夾層空間中形成子磁場100。由於該子磁場100減小了第一磁場101迴路的氣隙，使得該第一磁場101在該子磁場100中得到增強，磁場強度大於第一磁場101的其他部分。另外，本實施例中，第一導磁件12和第二導磁件13為多組設置，呈中心對稱形式設置於轉盤14上，形成點陣結構，該點陣結構為環形，環形點陣布設的第一導磁件12和第二導磁件13可以提高充磁效率，有效利用轉盤14。

該實施例中，還可選擇地設置了自動上料裝置15。自動上料裝置15具有上料口151，上料口151靠近第一永磁部件11設置，以方便通過第一磁場101的磁力吸引使得磁材工件10自動從上料口151進入第一磁場101。另外，上料口151也可以對應凹槽141設置，將磁材工件10送至凹槽141上，並通過轉盤14轉動，將磁材工件10送入第一磁場101中。

該實施例中，還可選擇地設置了出料裝置16。出料裝置16靠近轉盤14設置，對於出料裝置16的具體結構並不作限定。

該實施例中，還可選擇地設置了檢測裝置17。檢測裝置17設置於磁材工件10完成充磁後行經的路線上，檢測磁材工件10的剩磁大小。對於檢測裝置17的具體結構，請一併參考圖10和圖11所示，圖10是本發明自動充磁設備中檢測裝置的第一實施例的結構示意圖，圖11是本發明自動充磁設備中檢測裝置的第二實施例的結構示意圖。

第一實施例的檢測裝置71結構如圖10所示，包括有線圈712和導磁材料711。其中，導磁材料711呈C型結構，線圈712繞設於導磁材料711上。本實施例中，線圈712的繞設位置在與導磁材料711開口相對的位置。

第二實施例的檢測裝置72結構如圖11所示，包括有傳感器722和導磁材料721。其中，導磁材料721呈C型結構，傳感器722的嵌設位置在與導磁材料721開口相對的位置，傳感器722嵌在導磁材料721之間。

該實施例中，磁材工件10通過自動上料裝置15進入第一磁場101中，並停留在其中進行充磁。多組第一導磁件12和第二導磁件13隨轉盤14轉動，其中任一組第一導磁件12和第二導磁件13進入第一磁場101後形成子磁場100，磁材工件10跟隨子磁場100移動，從而被第一導磁件12和第二導磁件13帶出第一磁場101，之後磁材工件10磁性吸附於第一導磁件12或第二導磁件13上，並隨轉盤14移動。磁材工件10移動到檢測裝置17附近後，檢測裝置17檢測其剩磁大小，並最後通過出料裝置16進行出料。

本實施例的自動充磁設備的優點和積極效果在於：

本實施例中採用第一永磁部件11進行充磁，安全性高，且不會影響設備壽命。本實施例採用第一導磁件12和第二導磁件13形成子磁場，帶動磁材工件10移動，從而實現磁材工件10非壓緊狀態下受控出入磁場，提高自動化作業水平，從而大幅提高充磁效率。

第二實施例

第二實施例的自動充磁設備2的結構如圖3所示，圖3是本發明自動充磁設備第二實施例的結構示意圖。該實施例與第一實施例的自動充磁設備1的區別在於，還設置了第二永磁部件28，該第二永磁部件28形成第二磁場(圖中未示出)。

該實施例中，磁材工件20充磁分步進行，第二永磁部件28的結構可以與第一永磁部件21相同，也可以有差別，以對磁材工件20進行第二次充磁。該實施例中，磁材工件10的移動原理與第一實施例相同，隨轉盤24移動，並順序經過第一磁場(由第一永磁部件21形成)和第二磁場。實際上，永磁部件也可以是三個、四個和更多個，需要根據實際需要設置。

第三實施例

第三實施例的自動充磁設備3的結構如圖4和圖5所示，圖4是本發明自動充磁設備第三實施例的工作原理示意圖，圖5是本發明自動充磁設備第三實施例的結構示意圖。

該實施例與第一實施例的自動充磁設備1的區別在於，採用環形滑軌34作為移動裝置。該實施例中，環形滑軌34上安裝有滑塊342，滑塊342為叉形結構，第一導磁件32和第二導磁件33分別安裝於滑塊342的兩個相對的叉壁上。第一導磁件32和第二導磁件33在一動力裝置帶動下沿環形滑軌做圓周運動，在環形滑軌外環周向設置有固定的環形板341，以作為磁材工件30上料和下料時使用，該環形板341位於滑塊342叉口行經的路線上，使得第一導磁件32和第二導磁件33分別位於環形板341的上下兩側。該實施例中，第一永磁部件31形成第一磁場，磁材工件30在第一磁場中充磁，並通過第一導磁件32和第二導磁件33帶離。在該實施例中，也同樣可以設置自動上料裝置和下料裝置(圖中未示出)，在此不再贅述。

第四實施例

第四實施例的自動充磁設備4的結構如圖6和圖7所示。圖6是本發明自動充磁設備第四實施例的工作原理示意圖，圖7是本發明自動充磁設備第四實施例的結構示意圖。

該實施例與第一實施例的自動充磁設備1的區別在於，採用伸縮結構44作為移動裝置。

該實施例中，伸縮結構44包括滾珠絲槓結構441和支撐架442。其中，滾珠絲槓結構441安裝於底架440上，支撐架442安裝在滾珠絲槓結構441的伸出端，以相對伸縮。支撐架442包括兩個平行設置的懸臂，兩懸臂之間形成夾層空間443，兩懸臂上設置有孔，第一導磁件42和第二導磁件43安裝於懸臂上的孔中。該實施例中，第一導磁件42和第二導磁件43為多組，呈直線形點陣布設於支撐架上。

該實施例中，第一永磁部件41安裝於支撐座410上，且呈C型結構，在其凹入部形成第一磁場401。第一導磁件42和第二導磁件43在經過第一磁場401時形成子磁場400，磁材工件40在該子磁場400作用下離開第一磁場401。該實施例中，縮回過程為自動充磁作業過程，伸出過程為狀態復位過程，實際上根據需要也可以是相反的過程，本實施例僅為一具體實施方式。

第五實施例

第五實施例的自動充磁設備5的結構如圖8所示，圖8是本發明自動充磁設備第五實施例的結構示意圖。該實施例與第四實施例的自動充磁設備4的區別在於，還設置了第二永磁部件58，該第二永磁部件58形成第二磁場(圖中未示出)。

該實施例中，磁材工件50充磁分步進行，第二永磁部件58的結構可以與第一永磁部件51相同，也可以有差別，以對磁材工件50進行第二次充磁。該實施例中，磁材工件50的移動原理與第一實施例相同，在第一導磁件52和第二導磁件53的作用下，隨伸縮結構54移動，並順序經過第一磁場(由第一永磁部件51形成)和第二磁場。實際上，永磁部件也可以是三個、四個和更多個，需要根據實際需要設置。該實施例中，縮回過程為自動充磁作業過程，伸出過程為狀態復位過程，實際上根據需要也可以是相反的過程，本實施例僅為一具體實施方式。

第六實施例

第六實施例的自動充磁設備6的結構如圖9所示，圖9是本發明自動充磁設備第六實施例的結構示意圖。該實施例與第四實施例的自動充磁設備4的區別在於，第一導磁件62和第二導磁件63僅為一組。該一組的第一導磁件62和第二導磁件63在伸縮結構64作用下，帶動磁材工件60離開第一永磁部件61形成的第一磁場。

以上僅就本發明的幾種不同實施方式做了簡單說明，但並非窮舉，未說明的實施方式依然在本發明的保護範圍之內。

另外，本發明還提供了一種自動充磁方法，包括以下步驟：

磁材工件進入永磁場中進行充磁；

相對設置的第一導磁件和第二導磁件進入所述永磁場後，在所述第一導磁件和所述第二導磁件之間形成子磁場；

所述磁材工件在所述子磁場作用下，隨所述第一導磁件和所述第二導磁件離開所述永磁場；

所述磁材工件離開所述永磁場後磁性吸附於所述第一導磁件或所述第二導磁件，並一同移動；

取出所述磁材工件。

在一實施例中，所述永磁場為兩個以上，所述第一導磁件和所述第二導磁件共同作用帶動所述磁材工件依次經過該兩個以上永磁場，然後取出所述磁材工件。

以上結合附圖示例說明了本發明的一些優選實施例式。本發明所屬技術領域的普通技術人員應當理解，上述具體實施方式部分中所示出的具體結構和工藝過程僅僅為示例性的，而非限制性的。而且，本發明所屬技術領域的普通技術人員可對以上所述所示的各種技術特徵按照各種可能的方式進行組合以構成新的技術方案，或者進行其它改動，而都屬於本發明的範圍之內。