CN105336467A - 多极电机永磁转子整体充磁方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线自动充磁检测方法及装置，通过对充磁线圈和转子的精准定位，以及防止充磁过程中磁场对转子的作用力导致转子碰撞充磁线圈，确保充磁效果的一致性；把磁通检测线圈安装到充磁线圈内部，增加磁通检测线圈与磁通计连接的高压隔离机构，使高压隔离机构与电控互锁，确保充磁时不会连接磁通计，仅提升线圈时才接通磁通计进行检测；能够将装好磁钢的不带磁转子在线自动充磁，充磁后自动检测其磁通量是否达到要求，并将检测结果进行判断显示、报警等功能，不需要人工进行干预，大大降低工人的技术要求，工人操作简单，减少人工节省劳动力，有效提高生产效率。

Description

多极电机永磁转子整体充磁方法及装置

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，尤其涉及多极电机永磁转子整体充磁方法及装置。

背景技术

在现代的工业制造中，很多复杂的器件都是由人工来组装完成的，其中包括了电子产业中的手机电脑等，也包括汽车制造和其他的家用电器等；这些工业制造中需要很多小的组装环节一起组合完成，比如汽车生产中的电动雨刮器的电机组装，其都是由人工组装的，由于人的因素组装就会存在偏差和效率低问题，影响总体的产能产值，其中电机转子内磁钢的充磁是比较危险的工序，其是利用瞬间的高压电通于线圈，产生强磁对磁场内的物体充磁，充磁后磁钢的摆放组装和取料以及磁极检测，都需要工人自行操作，这样会造成磁钢与磁钢之间磁力相吸产生碰撞而损坏，增加技术人员操作难度，磁极检测浪费时间，降低生产效率，浪费劳动力。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种多极电机永磁转子整体充磁方法及装置，能够大大降低对劳动力的需求，将多个工艺集合一步到位，工人操作简单安全，有效的提高了生产效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多极电机永磁转子整体充磁装置，包括：带横梁的充磁机架、压紧气缸、丝杆升降机、充磁线圈组、工件检测装置及限位装置、工件顶升机构；所述充磁机架上方横梁中间安装压紧气缸来对工件进行压紧固定，横梁后侧安装丝杆升降机连接充磁线圈组，形成上下移动的充磁组对工件进行加工充磁、检测；机架中间设有工件检测装置及限位装置，当工件到位各机构自动启动，机架下方横梁中间安装工件顶升机构，来对工件进行顶升离开线体进行加工，顶升机构包含有定位装置保证工件准确定位，顶升后侧推撑力块推进顶升板底部形成工件加工撑力点。

具体的包括：充磁机架、丝杆升降机、丝杆连接法兰、升降机变频电机、压紧气缸、压紧气缸连接头、压紧气缸安装板、压紧治具、压紧导向轴、导向轴固定座、导向盘、压紧气缸连接法兰、充磁线圈组、“O”型充磁线圈内嵌入式检测线圈及冷却水循环系统、充磁线圈组导向直线轴承、直线导轨、导轨安装撑座、上下限位开关、工件到位限位气缸、工件感应光电、顶升板、顶升板导向轴承、顶升定位柱、中心撑力柱、侧推撑力块、侧推导向轨、侧推气缸、侧推气缸安装法兰、顶升气缸连接头、顶升气缸连接套、顶升气缸组成。

其中，所述压紧气缸安装于充磁机架上方中间位置，压紧气缸后侧安装丝杆升降机，丝杆连接法兰的丝杆伸向充磁机架下方与充磁线圈组用螺旋进行连接，充磁线圈组被固定在充磁机架中间的导轨上形成导向作用，丝杆的上下移动拉动充磁线圈组上下直线运动，用来套住工件加工充磁作用，压紧气缸在充磁线圈组中间，当工件到位时压紧气缸穿过充磁线圈组中间将工件压住避免工件左右晃动，充磁线圈组下方安装有顶升板，顶升板同样被固定在与充磁线圈组垂直的直线导轨上，顶升板能够上下移动，负责流水线工件顶升定位作用，顶升板下方安装有顶升气缸，顶升气缸被固定在下安装支架上方，顶升气缸托住顶升板，使顶升板上下移动，顶升板与顶升气缸中间安装有侧推撑力块及侧推气缸，当顶升板上升时，侧推气缸将撑力块推进顶升板下方支撑顶升板使顶升板受力承载工件接受工件加工，整个结构设计巧妙，动作稳定，精准定位，设计合理达到生产的技术要求。

该设备充磁机架上方横梁中间安装压紧气缸来对工件进行压紧固定，横梁后侧安装丝杆升降机连接充磁线圈组，形成上下移动的充磁组对工件进行加工充磁、检测。机架中间设有工件检测装置及限位装置，当工件到位各机构自动启动，机架下方横梁中间安装工件顶升机构，来对工件进行顶升离开线体进行加工，顶升机构包含定位装置保证工件准确定位，顶升后侧推撑力块推进顶升板底部形成工件加工撑力点。

优选的是，所述转子在线自动整体充磁检测设备，该设备是包括充磁机架为设备的安装主体，机架上方平面有两竖一横的安装横梁由80*80方通焊接而成。前后两侧为垂直的直线导轨安装柱由80*40的方通焊接而成。下方为“井”字型的顶升板安装框架，由80*40方通焊接而成与主体框架用螺旋连接紧固。整体框架由80*80方通为撑力柱焊接牢固。

优选的是，所述压紧气缸用螺旋安装在安装板上方，安装板被固定在充磁机架上方的横梁中间，安装板下方固定了四条导向轴为气缸的伸缩起导向作用，压紧气缸轴连接头与导向盘上方用螺旋进行连接，导向盘套于导向轴中间形成导向直线运动。导向盘下方安装有压紧头，与工件中心点对应，运行时起压紧工件作用。

优选的是，所述丝杆升降机安装在压紧气缸的侧面，被固定在充磁机架上方的横梁上，丝杆伸向下方与充磁线圈组进行连接，充磁线圈组与丝杆形成连体，丝杆上升线圈组跟随上升，下降跟随下降，这样保持工件不动线圈组动，线圈组与机架前后两侧垂直柱安装有四组直线导轨，保证线圈组的上下运行平滑、垂直、精确居中。

优选的是，所述充磁线圈组由充磁线圈、检测磁通量线圈、冷却管道、安装顶板、安装底板、导向”L”型连接块组成。充磁线圈被安装在安装顶板和底板之间两边用螺旋与四块导向”L”型连接块连接组成一个箱体，“L”型连接块与直线轴承连接。它被安装在充磁机架的中间垂直于直线导轨，与丝杆升降机连接形成上下直线运行的箱体。

优选的是，所述顶升座板由撑力柱和导向柱给工件加工启定位及支撑作用，它被连接在机架的下方，左右安装顶升滑块连接块，将其与上方充磁组平行，共用直线滑轨，顶升座板下方为固定支板，固定支板中间是顶升气缸连接套，顶升气缸连接头嵌入连接套中间进行活连接，它将与顶升气缸连接，形成一套活动连体。顶升气缸被安装在顶升气缸座板下方，缸轴穿过顶升气缸座板中心连接顶升座板下方，顶升气缸座板被固定在下安装支架上方，顶升气缸的动作使顶升座板上下活动工件方可脱离流水线或放回流水线。

优选的是，所述活动支板由直线滑块和直线滑轨安装在顶升气缸座板上方，形成直线运动的活动支板，侧推气缸与其进行连接，侧推气缸被固定在顶升气缸座板的一侧，这样侧推气缸与活动支板形成整体，启到顶升后侧推垫底受力的作用。

一种多极电机永磁转子整体充磁方法，基于前述的多极电机永磁转子整体充磁装置，通过对充磁线圈和转子的精准定位，以及防止充磁过程中磁场对转子的作用力导致转子碰撞充磁线圈，确保充磁效果的一致性；把磁通检测线在制作充磁线圈的时候同步安装到充磁线圈内部，运作时首先让磁通检测线圈不连接磁通计，然后让充磁线圈通过大电流产生磁化磁场对转子磁化，然后让磁通检测线圈连接到磁通计输入端口对磁通计归零，之后让机构提升充磁线圈，让充磁线圈脱离转子的同时，进行磁通测量；把磁通检测线圈安装到充磁线圈内部，一个工位，一套机械结构，增加磁通检测线圈与磁通计连接的高压隔离机构，使高压隔离机构与电控互锁，确保充磁时不会连接磁通计，仅提升线圈时才接通磁通计进行检测。

本发明的有益效果是：本发明多极电机永磁转子整体充磁方法及装置，能够将装好磁钢的不带磁转子在线自动充磁，充磁后自动检测其磁通量是否达到要求，并将检测结果进行判断显示、报警等功能，不需要人工进行干预，大大降低工人的技术要求，工人操作简单，减少人工节省劳动力，有效提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的压紧装置结构示意图；

图3为本发明的丝杆升降装置的结构示意图；

图4为本发明的充磁检测装置的结构示意图；

图5为本发明的顶升定位装置的结构示意图；

图6为本发明的侧推撑力装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明在线整体充磁技术是前所未有的一种充磁技术，解决了之前对磁钢充磁后组装的各种困难，例如：充磁后的磁钢带磁，组装困难，容易造成破损等问题。整个机构包括充磁框架，升降装置，压紧气缸，压紧导向机构，“O”型充磁线圈，嵌入式检测线圈，充磁线圈组导向机构，上下限位开关，工件感应光电，顶升板，侧推支撑机构，侧推气缸，顶升气缸组成。转子在线自动整体充磁检测技术是将充磁台嵌入到生产流水线，生产线流过的工件到达充磁台加工工位，感应光电感应到工件后，充磁台顶升机构将工件从流水线顶起定位，压紧气缸将工件压紧，充磁检测装置下行套住工件，这时充磁线圈对工件进行充磁，充磁完成，检测线圈投入，充磁检测装置缓慢升，起提升过程检测工件磁通量，回升到位压紧气缸回原位，顶升气缸将工件放回生产线流入下一个工位。整个过程不需要人工干预，一键启动自动运行，降低工人技术技能，节省人工减少劳动力，故障一键复位，有效提高生产效率。

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1至图6，本专利在线自动整体充磁检测装置实施例，包括充磁机架1、丝杆升降机3、丝杆302、丝杆连接法兰305、升降机变频电机301、丝杆升降机安装座303、升降机支撑座304、丝杆上下限位块307、压紧气缸2、压紧气缸安装板201、压紧头205、压紧导向轴203、导向轴固定座202、导向盘204、压紧气缸连接法兰206、充磁线圈组4、“O”型充磁线圈内嵌入式检测线圈及冷却水循环系统、充磁线圈组导向直线轴承102、直线导轨109、导轨安装撑座101、上限位开关107、下限位开关108、工件感应光电104、工件到位限位气缸105、顶升板5、顶升板导向轴承106、顶升定位柱502、中心撑力柱501、侧推撑力块604、侧推导向轨605、侧推气缸603、侧推气缸安装法兰607、顶升气缸连接头506、顶升气缸连接套505、顶升气缸组成。其特征在于,充磁机架1上方横梁中间安装压紧气缸2来对工件进行压紧固定，横梁后侧安装丝杆升降机3连接充磁线圈组4，形成上下移动的充磁组对工件进行加工充磁，检测。机架中间设有工件检测装置及限位装置，当工件到位各机构自动启动，机架下方横梁中间安装工件顶升机构，来对工件进行顶升离开线体进行加工，顶升机构包含定位装置保证工件准确定位，顶升后侧推撑力块604推进顶升板底部形成工件加工撑力点。

具体的多极电机永磁转子整体充磁方法及装置,该自动充磁检测方法及装置包括充磁机架1为设备的安装主体，机架上方平面103有两竖一横的安装横梁由80*80方通焊接而成。前后两侧为四条垂直的直线导轨安装柱110由80*40的方通焊接而成。下方为“井”字型的顶升板安装框架6，由80*40方通焊接而成与主体框架用螺旋连接紧固。整体框架由80*80方通为撑力柱焊接牢固,四只脚用脚杯111支撑可调高低，安装完成后用固定连接板110固定在地板上。

如图2，多极电机永磁转子整体充磁方法及装置,该自动充磁检测方法及装置包括压紧气缸2用螺旋安装在安装板201上方，安装板201被固定在充磁机架1上方的横梁103中间，安装板下方固定了四条导向轴203为气缸的伸缩起导向作用，压紧气缸轴连接头与导向盘204上方用螺旋进行连接，导向盘204套于导向轴203中间形成导向直线运动。导向盘下方安装有压紧头205，与工件中心点对应，运行时起压紧工件作用。

如图3，多极电机永磁转子整体充磁方法及装置,该自动充磁检测方法及装置包括丝杆升降机3安装在压紧气缸2的侧面，被固定在充磁机架1上方的横梁上103，丝杆302伸向下方与充磁线圈组4进行连接，充磁线圈组4与丝杆302形成连体，丝杆上升线圈组4跟随上升，下降跟随下降，这样保持工件不动线圈组4动，线圈组4与机架1前后两侧垂直柱110安装有四组直线导轨109，保证线圈组4的上下运行平滑、垂直、精确居中。

如图4，多极电机永磁转子整体充磁方法及装置,该自动充磁检测方法及装置包括充磁线圈组4由充磁线圈404、检测磁通量线圈、冷却管道、安装顶板401、安装底板402、导向”L”型连接块403组成。充磁线圈404被安装在安装顶板和底板之间两边用螺旋与四块导向”L”型连接块403连接组成一个箱体，“L”型连接块403与直线轴承102连接。它被安装在充磁机架1的中间垂直于直线导轨101，与丝杆升降机3连接形成上下直线运行的箱体。

如图5图6，多极电机永磁转子整体充磁方法及装置,该自动充磁检测方法及装置包括顶升座板5由撑力柱501和导向柱502给工件加工启定位及支撑作用，它被连接在机架1的下方，左右安装顶升滑块连接块503，将其与上方充磁组平行，共用直线滑轨101，顶升座板5下方为固定支板，固定支板504中间是顶升气缸连接套505，顶升气缸连接头506嵌入连接套中间进行活连接，它将与顶升气缸602连接，形成一套活动连体。顶升气缸被安装在顶升气缸座板5下方，缸轴穿过顶升气缸座板601中心连接顶升座板下方，顶升气缸座板601被固定在下安装支架6上方，顶升气缸602的动作使顶升座板5上下活动工件方可脱离流水线或放回流水线。

如图6，多极电机永磁转子整体充磁方法及装置,该自动充磁检测方法及装置包括活动支板604由直线滑块606和直线滑轨605安装在顶升气缸座板601上方，形成直线运动的活动支板604，侧推气缸603与其进行连接，侧推气缸603被固定在顶升气缸座板601的一侧，这样侧推气缸603与活动支板604形成整体，启到顶升后侧推垫底受力的作用。

本发明专利多极电机永磁转子整体充磁方法及装置，解决了转子在线自动充磁方法，增加在线充磁同步检测装置，克服了原有的先充磁后组装存在的问题，减少人工在组装时磁钢因磁力相吸而碰撞损耗及磁钢组装时极性的判别，降低工人操作技术难度，提高生产效率，减少劳动力。

一种多极电机永磁转子整体充磁方法，具体的以上机械机构实现了对充磁线圈和转子的精准定位，以及防止充磁过程中磁场对转子的作用力导致转子碰撞充磁线圈。也就确保了充磁效果的一致性。转子充磁完后，一般是要拿到另外一个工位去进行磁通量检测，一般检测方法是把转子放到检测线圈内部，定位，对磁通计归零，利用提升机构垂直把转子顶出检测线圈，转子表面磁场从而扫过检测线圈，对应的检测线圈就感应到了磁通变化，通过磁通计就获得该转子的磁通量。这一磁通量检测要求转子与磁通检测线圈的位置有很好的一致性和重复性，不然同一个转子测量出来的数值会每次都有较大差异。此发明利用了上述机构对充磁线圈与转子的精准定位，以及电控部分对线圈脱离转子的精准位置控制，把磁通检测线圈（副线圈）在制作充磁线圈（主线圈）的时候同步安装到充磁线圈内部，运作时首先让磁通检测线圈不连接磁通计，然后让充磁线圈（主线圈）通过大电流产生磁化磁场对转子磁化，然后让磁通检测线圈（副线圈）连接到磁通计输入端口，对磁通计归零，之后让机构提升充磁线圈，让充磁线圈脱离转子的同时，进行磁通测量，由于此机械结构和电控部分都是与充磁机构一起的，能保持很好的一致性和重复性，同时节约了一个磁通检测工位，达到了工位合并和高效运作的效果，难度是磁通检测线圈（副线圈）和充磁线圈（主线圈）是在一起的，不是2个工位，就变得像变压器一样，有初级线圈和次级线圈，当充磁时充磁线圈（主线圈）通入大电流，磁通检测线圈（副线圈）必然会耦合出高电压，处理不当会把磁通计高压击坏，为此做了一个高压隔离机构，与电控互锁，确保充磁时不会连接磁通计，仅提升线圈时才接通磁通计进行检测。

与现有一般方法区别的，现有，2个工位，分别需要一个充磁线圈和一个磁通检测线圈，也分别各需要一套机械结构支持。本专利把磁通检测线圈安装到充磁线圈内部，一个工位，一套机械结构，增加了磁通检测线圈与磁通计连接的高压隔离机构。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多极电机永磁转子整体充磁装置,其特征在于，包括：带横梁的充磁机架、压紧气缸、丝杆升降机、充磁线圈组、工件检测装置及限位装置、工件顶升机构；所述充磁机架上方横梁中间安装压紧气缸来对工件进行压紧固定，横梁后侧安装丝杆升降机连接充磁线圈组，形成上下移动的充磁组对工件进行加工充磁、检测；机架中间设有工件检测装置及限位装置，当工件到位各机构自动启动，机架下方横梁中间安装工件顶升机构，来对工件进行顶升离开线体进行加工，顶升机构包含有保证工件准确定位的定位装置，顶升后侧推撑力块推进顶升板底部形成工件加工撑力点。

2.如权利要求1所述的多极电机永磁转子整体充磁装置，其特征在于，具体的还包括：充磁机架、丝杆升降机、丝杆连接法兰、升降机变频电机、压紧气缸、压紧气缸连接头、压紧气缸安装板、压紧治具、压紧导向轴、导向轴固定座、导向盘、压紧气缸连接法兰、充磁线圈组、“O”型充磁线圈内嵌入式检测线圈及冷却水循环系统、充磁线圈组导向直线轴承、直线导轨、导轨安装撑座、上下限位开关、工件到位限位气缸、工件感应光电、顶升定位板、顶升板导向轴承、顶升定位柱、中心撑力柱、侧推撑力块、侧推导向轨、侧推气缸、侧推气缸安装法兰、顶升气缸连接头、顶升气缸连接套、顶升气缸组成；所述压紧气缸安装于充磁机架上方中间位置，压紧气缸后侧安装丝杆升降机，丝杆连接法兰的丝杆伸向充磁机架下方与充磁线圈组用螺旋进行连接，充磁线圈组被固定在充磁机架中间的导轨上形成导向作用，丝杆的上下移动拉动充磁线圈组上下直线运动，用来套住工件加工充磁作用，压紧气缸在充磁线圈组中间，当工件到位时压紧气缸穿过充磁线圈组中间将工件压住避免工件左右晃动，充磁线圈组下方安装有顶升板，顶升板同样被固定在与充磁线圈组垂直的直线导轨上，顶升板能够上下移动，负责流水线工件顶升定位作用，顶升板下方安装有顶升气缸，顶升气缸被固定在下安装支架上方，顶升气缸托住顶升板，使顶升板上下移动，顶升板与顶升气缸中间安装有侧推撑力块及侧推气缸，当顶升板上升时，侧推气缸将撑力块推进顶升板下方支撑顶升板使顶升板受力承载工件接受工件加工。

3.如权利要求1所述的多极电机永磁转子整体充磁装置，其特征在于，所述充磁机架为设备的安装主体，机架上方平面有两竖一横的安装横梁由80*80方通焊接而成；前后两侧为垂直的直线导轨安装柱由80*40的方通焊接而成；下方为“井”字型的顶升板安装框架，由80*40方通焊接而成与主体框架用螺旋连接紧固；整体框架由80*80方通为撑力柱焊接而成。

4.如权利要求1所述的多极电机永磁转子整体充磁装置，其特征在于，所述压紧气缸用螺旋安装在安装板上方，安装板被固定在充磁机架上方的横梁中间，安装板下方固定了四条导向轴为气缸的伸缩起导向作用，压紧气缸轴连接头与导向盘上方用螺旋进行连接，导向盘套于导向轴中间形成导向直线运动；导向盘下方安装有压紧头，与工件中心点对应，运行时起压紧工件作用。

5.如权利要求1所述的多极电机永磁转子整体充磁装置，其特征在于，所述丝杆升降机安装在压紧气缸的侧面，被固定在充磁机架上方的横梁上，丝杆伸向下方与充磁线圈组进行连接，充磁线圈组与丝杆形成连体，丝杆上升线圈组跟随上升，下降跟随下降，这样保持工件不动线圈组动，线圈组与机架前后两侧垂直柱安装有四组直线导轨，保证线圈组的上下运行平滑、垂直、精确居中。

6.如权利要求1所述的多极电机永磁转子整体充磁装置，其特征在于，所述充磁线圈组由充磁线圈、检测磁通量线圈、冷却管道、安装顶板、安装底板、导向”L”型连接块组成;充磁线圈被安装在安装顶板和底板之间两边用螺旋与四块导向”L”型连接块连接组成一个箱体，“L”型连接块与直线轴承连接；它被安装在充磁机架的中间垂直于直线导轨，与丝杆升降机连接形成上下直线运行的箱体。

7.如权利要求1所述的多极电机永磁转子整体充磁装置，其特征在于，所述顶升座板由撑力柱和导向柱给工件加工启定位及支撑作用，它被连接在机架的下方，左右安装顶升滑块连接块，将其与上方充磁组平行，共用直线滑轨，顶升座板下方为固定支板，固定支板中间是顶升气缸连接套，顶升气缸连接头嵌入连接套中间进行活连接，它将与顶升气缸连接，形成一套活动连体；顶升气缸被安装在顶升气缸座板下方，缸轴穿过顶升气缸座板中心连接顶升座板下方，顶升气缸座板被固定在下安装支架上方，顶升气缸的动作使顶升座板上下活动工件方可脱离流水线或放回流水线。

8.如权利要求1所述的多极电机永磁转子整体充磁装置，其特征在于，所述活动支板由直线滑块和直线滑轨安装在顶升气缸座板上方，形成直线运动的活动支板，侧推气缸与其进行连接，侧推气缸被固定在顶升气缸座板的一侧，这样侧推气缸与活动支板形成整体，启到顶升后侧推垫底受力的作用。

9.一种多极电机永磁转子整体充磁方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的多极电机永磁转子整体充磁装置，通过对充磁线圈和转子的精准定位，以及防止充磁过程中磁场对转子的作用力导致转子碰撞充磁线圈，确保充磁效果的一致性；把磁通检测线在制作充磁线圈的时候同步安装到充磁线圈内部，运作时首先让磁通检测线圈不连接磁通计，然后让充磁线圈通过大电流产生磁化磁场对转子磁化，然后让磁通检测线圈连接到磁通计输入端口对磁通计归零，之后让机构提升充磁线圈，让充磁线圈脱离转子的同时，进行磁通测量；把磁通检测线圈安装到充磁线圈内部，一个工位，一套机械结构，增加磁通检测线圈与磁通计连接的高压隔离机构，使高压隔离机构与电控互锁，确保充磁时不会连接磁通计，仅提升线圈时才接通磁通计进行检测。