CN103765236A - 带有磁性状态指示器的电永磁系统 - Google Patents

Abstract

一种用于固定磁铁材料的电永磁系统(10)，带有磁性状态指示器(14)，包括：电永磁模块(12)、用于所述电永磁模块(12)的控制单元(11)、在所述控制单元(11)和所述电永磁模块(12)之间的电连接系统(13)；用于所述电永磁模块(12)且与所述电永磁模块(12)相关联的磁化指示器(14)；其特征在于，所述磁化指示器(14)是具有两种稳定状态的双稳态指示器；所述磁化指示器(14)不需要电力来维持在所述稳定状态之一中；所述磁化指示器(14)仅与所述电永磁模块(12)的磁化或者消磁相关联地被供电，以从所述两种稳定状态的一种稳定状态变化到另一种。

Description

带有磁性状态指示器的电永磁系统

描述

本发明涉及一种带有磁性状态指示器的电永磁系统以及一种用于实现这种系统的方法。

电永磁夹紧系统是意在固定铁磁材料以使机床能够完成机械作业，或者在操作和/或提升系统中用作夹紧构件的设备。

电永磁夹紧系统包括磁部分(通常称为电永磁模块)，以及相对的电激活/去激活系统(通常称为控制单元)。

电永磁模块包括被设置为包括所有内部组件的软铁支撑结构；一片或多片形状和特性能够适应于各种需要而改变的软铁极片；多样化地组成和设置的数量可变的永磁体；以及模块激活/去激活所需的一个或多个螺线管。

通常，控制单元包括适于为电永磁模块的螺线管供电的双向控制的功率整流器；一个或多个用于使操作者能够激活和去激活电永磁模块的控制面板；以及电连接系统，通常是把控制单元连接到电永磁模块的电缆。

电永磁模块是特征在于下列状态的磁系统。

磁化：稳定状态，不需要来自控制单元的能量且无限期地保持在同一状态。

非磁化：稳定状态，不需要来自控制单元的能量且无限期地保持在同一状态。

从非磁化到磁化的转变：使磁体能够被激活的有限持续的状态；在此阶段期间控制单元向磁性模块提供能量。

从磁化到非磁化的转变：使磁体能够被去激活的有限持续的状态；在此阶段期间控制单元向磁性模块提供能量。

由前述可知，除在激活/去激活阶段期间被提供的以外，电永磁型的磁性模块不需要任何形式的能量来实现其功能。

控制单元的任务是通过在包括在电永磁模块内的部分或全部永磁体上的磁化、消磁或者极性反转操作来激活/去激活电永磁模块。

除了完成两次转变操作所需的时间之外，控制单元能够被从磁性模块上断电。

而且，通常的激活／去激活操作持续时间是非常短的，至多只有几秒。

如前所述，控制单元和磁性模块是由电缆连接在一起的物理隔离子系统；它们的互连基于产品的类型而变。

在连接电缆不提供使磁性模块能够与控制单元手动断开连接的连接器的意义上讲，它可以是固定的。

在连接电缆提供使磁性模块能够与控制单元手动断开连接的一个或多个连接器的意义上讲，它可以是可移除的。

无论如何，连接的类型决定于与内在系统操作相关的外部问题且仅与安装需要相关。

至于在机床诸如铣床、数控机床和车床上安装，磁性模块通常被提供有可移除型(插座连接)连接，以确保安装更简易并防止在机台上出现电缆。

此外，本解决方案在带有自动托盘转换系统的机器中是强制性的。

通常，用于为磁性模块磁化/消磁的控制单元带有用于通过灯可视化地指示磁性模块的状态的系统。

在确保操作者安全方面，例如，在涉及定位磁性模块上的片、开始加工操作等的操作期间，掌握磁性状态极其重要。

这些可视化显示系统的显著特征如下。

通常，它们不被安装在模块自身上。这样做不利于定位操作期间磁性状态的简单易读性。

在可移除连接磁性模块的情况中，由于模块磁化状态的信息存在于控制单元内，因此移除连接不能确保信息的一致性。换句话说，把控制单元从磁性模块上断开连接使得无法在多于一个磁性模块和/或多于一个控制单元存在的环境中识别模块的磁性状态。

在非可移除连接系统(例如升降机)的情况中，磁化的指示依赖电能存在；缺乏能量毫无意外地会引起指示灯熄灭。

本发明的目的是提供一种带有磁性状态指示器的电永磁系统，能够存储与系统自身内的磁性状态有关的信息。

另一个目的是提出用户通过快速咨询系统而可利用的磁性状态信息。

另一目的是不需要用于指示系统的磁性状态的能量。

根据本发明，这些和其他目的是通过依照所附权利要求的、意在固定铁磁材料、带有磁性状态指示器的电永磁系统以及通过用于其实现的相关方法达到的。

本发明的进一步特征在从属权利要求中描述。

相比现有技术的解决方案，本解决方案具有多种优势。

提出的解决方案提供电永磁模块的双稳态磁化指示器，其任务与不需要保持被供电的两个可用稳定状态，磁性模块的相应的磁化和消磁状态，的每一个有关。

由于不需要供电的事实，即使是在可移除互连的情况，也可以被刚性地与电永磁模块定位。

还提供传感器以确保指示器显示的信息是真实和正确的。在这方面，如果在磁化和消磁阶段期间出现故障，指示器状态不变。

从其一个实施例的接下来的详细描述中，通过附图中非限制性的实例的说明，本发明的特征和优势将变得显而易见，其中：

图1示意性地示出根据本发明的带有磁性状态指示器的电永磁系统；

图2示意性地示出根据本发明的磁性状态指示器；

图3示意性地示出根据本发明的磁性状态指示器的电气接线；

图4示意性地示出根据本发明的电永磁系统的控制系统和包括磁性状态指示器的电永磁模块之间的接口；

图5示意性地示出根据本发明的变体的磁性状态指示器。

参考附图，根据本发明，带有磁性状态指示器的电永磁系统10包括用于激活电永磁模块12的电控制单元11，以及在控制单元11和电永磁模块12之间的电连接系统13。它还包括与电永磁模块12关联的磁化指示器14，以及在控制单元11和电永磁模块12之间的接口15。

电连接系统13既包括其磁化和消磁所需的电永磁模块12的电源电缆，也包括在接口15、电永磁模块12和磁化指示器14之间的通信电缆。

验证正确磁化和/或消磁的操作通常由控制单元11实现，例如通过用各种方式分析由磁性系统在瞬变的磁化和消磁阶段期间吸收的电流的主要特征。对平均电流、峰值电流、所提供的电荷的分析都是使控制单元11能够正确知道磁化状态的已知方法。

不论用何种方式获得的与磁性模块12的状态有关的信息，都存在于控制单元11中。

根据本发明，控制单元11把信息通过电连接系统13传送给磁化指示器14。

磁化指示器14包括用于电连接系统13的连接器20、电子控制卡21、步进电机22，以及与电机22连接的可旋转双色筒形轮23，该轮的一半是一种颜色而另一半是其他颜色。

电子控制卡21包括用于由电连接系统13发出的控制信号的输入连接器20；直接与连接器20连接的二极管桥式整流器30；用于步进电机22的命令电路31，在整流器30和命令电路31之间串联的用于步进电机22吸收的电流的测量设备32；用于步进电机22的位置传感器(或者多个传感器)33；用于在连接器20的终端处出现的控制信号的极化传感器34。

对于卡21，它还包括与电子控制卡21的全部元件通信的控制电路35。

接口15包括用于接口15自身的、与控制单元11通信的控制电路41；计划存在验证电路42(按已知方式实现)；用于磁化指示器14的控制电路43；以及用于对由磁化指示器14吸收的电流进行验证的电路44。

优选地，通过把磁化指示器14固定在磁化模块12之上或者定位在其附近，磁化指示器14与磁化模块12之间是刚性的，以便于使用磁化模块12的操作者意识到后者的状态。

可替换地，它还可以被从磁化模块12分离出来且只与接口15具有电连接。

已经提出和描述了磁化指示器14的有利的实施例，然而，其他实施例也是可能的。

例如，磁化指示器14可以如图5那样被形成且包括线性步进电机50、与电机50连接的指示筒51、用于指示器的电子控制电路52、位置传感器53，以及用于连接到接口15的连接器54。

如果是双稳态类型的，也就是说，包括两种稳定状态且在稳定状态中不需要电力维持，那么磁化指示器14还可以被以其他方式形成。用于磁化指示器14的电源，其与电永磁体的供电相关联地提供以改变其磁化状态(且通常在电永磁体的磁化或消磁之后被提供)，仅用于从一个状态转变为另一个。例如，它可以是双稳态继电器的形式。

从所描述的和说明的来看，根据本发明的系统的操作是显而易见的，且详细内容基本点下。

当接收到磁化和/或消磁请求时，控制单元11首先验证磁性模块12通过电连接系统13与其连接。

这是由计划存在验证电路42通过询问控制电路41完成的。

如果响应是正的，那么控制单元11就给磁性模块12的螺线管供电。

正如已经阐述的那样，例如，从对磁性模块12在瞬变期间吸收的电流的分析，控制单元11能够确定模块12的正确磁化或消磁状态。

因此，在确定了磁化模块12的状态之后，控制单元11把该信息通过接口15传输到指示器14。

具体地，控制逻辑电路41激活控制电路43。电路43通过电连接系统13向指示器14提供被适当极化的电压。

在分析接收到的电压时，指示器14能够凭借极化传感器34识别出电压电极化的方向。

通过使用从传感器34和从传感器33获得的信息，管理电路35能够通过用于步进电机22的命令电路31确定用于步进电机22的正确的操作策略。

根据正确的移动策略，电机22通过双色轮23旋转180°以显示与磁化状态有关的适当颜色(红色：未磁化，绿色：磁化)。

电流测量设备32检测在其移动期间出现的任何问题并立即对其进行中断。在移动期间，磁化指示器14吸收由对磁化指示器14吸收的电流进行验证的电路44测量得到的特定电流。

这种信息使控制电路41能够确定指示器转换时间并在这种转换终结之前阻止控制单元11的操作。

双色轮23适当移动之后，磁化指示器14处于等待状态。

连接13的移除不以任何方式改变双色轮23的定位，因此与磁化模块12的状态有关联的信息是可用的、不可改变的，而且不需要用于其显示的能量。

此外，与模块12的磁化状态有关的信息总是明确地与其相关联。在一种条件下不一定真实，具体情形是，与该状态有关的信息驻留在控制单元11中，而连接系统12被从磁化模块断开连接。

对于根据本发明的带有磁性状态指示器的电永磁系统的组成电路，由于本领域专家能够从前述描述的教导中实现它们，因此将不再更详细地描述。

在实践中，用于带有磁性状态指示器的电永磁系统的材料以及尺寸，可以根据需要和现有技术而任意选取。

Claims (10)

1.一种用于固定磁铁材料的电永磁系统(10)，带有磁性状态指示器(14)，包括：电永磁模块(12)、用于所述电永磁模块(12)的控制单元(11)、在所述控制单元(11)和所述电永磁模块(12)之间的电连接系统(13)；用于所述电永磁模块(12)且与所述电永磁模块(12)相关联的磁化指示器(14)；其特征在于，所述磁化指示器(14)是具有两种稳定状态的双稳态指示器；所述磁化指示器(14)不需要电力来维持在所述稳定状态之一中；所述磁化指示器(14)仅与所述电永磁模块(12)的磁化或者消磁相关联地被供电，以从所述两种稳定状态的一种稳定状态变化到另一种。

2.根据权利要求1所要求的系统，其特征在于所述磁化指示器(14)被与所述电永磁模块(12)刚性地定位。

3.根据权利要求1所要求的系统，其特征在于所述磁化指示器(14)是机电类型的。

4.根据权利要求1所要求的系统，其特征在于所述磁化指示器(14)包括连接到可旋转双色筒形轮(23)的电机(22，50)。

5.根据权利要求4所要求的系统，其特征在于包括用于测量由所述电机（22，50)吸收的电流的设备(32)。

6.根据权利要求4所要求的系统，其特征在于包括用于所述电机(50)的定位传感器(53)。

7.一种实现用于固定磁铁材料的电永磁系统(10)的方法，带有用于电永磁模块(12)的磁性状态指示器(14)，其特征在于，所述磁状态指示器(14)是双稳态的；以及通过包括给所述电永磁模块(12)供电的阶段来磁化或消磁所述电永磁模块(12)；仅与所述电永磁模块(12)的供电阶段相关联地给所述双稳态磁性状态指示器(14)供电；给所述双稳态磁性状态指示器(14)供电的所述阶段包括将所述双稳态磁性状态指示器(14)从一种稳定状态切换到另一种稳定状态的阶段。

8.根据权利要求7所要求的方法，其特征在于包括刚性地关联所述磁性状态指示器(14)和所述电永磁模块(12)的阶段。

9.根据权利要求7所要求的方法，其特征在于包括如果在给所述电永磁模块(12)供电的阶段期间发生故障，则阻塞给所述双稳态磁性状态指示器(14)供电的阶段的阶段。

10.根据权利要求7所要求的方法，其特征在于包括利用双色元件识别所述双稳态磁性状态指示器(14)的一种稳定状态和另一种稳定状态的阶段。

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