CN109360709B - 一种微小型磁块自动充磁装置及充磁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微小型磁块自动充磁装置及充磁方法，它解决了磁块人工充磁操作复杂且劳动强度大的问题，其利用机械手和微型磁力吸条相结合抓取微小型磁块，可实现微小型磁块充磁的自动化，可提高充磁的效率，其技术方案为：包括充磁机构和磁块待取区，充磁机构和磁块待取区之间设置机械手移动装置，待充磁磁块放置于磁块待取区，机械手移动装置由磁块待取区移动磁块至充磁机构充磁，或者将充磁的磁块由充磁机构移动至磁块待取区；所述充磁机构包括充磁压板，充磁压板下方对应设置充磁台，充磁台上表面设有容纳磁块的充磁槽，充磁压板与上下往复移动机构连接。

Description

一种微小型磁块自动充磁装置及充磁方法

技术领域

本发明涉及磁块充磁技术领域，特别是涉及一种微小型磁块自动充磁装置及充磁方法。

背景技术

微小型磁块在雷达技术、卫星通讯、遥控遥测技术、电子跟踪、电子对抗技术中广泛应用，磁块的质量直接关系到通信质量和定位精度，另外微小型磁块还广泛应用在仪器仪表与计时装置中，磁块的精度直接影响测量仪器的精度和计时装置的准确性。目前微小型磁块的充磁过程主要由人工操作完成，由于磁块尺寸微小，难以装夹和定位，导致人工操作困难和工序复杂，因此难以保障磁块充磁的质量，而且生产率和合格率低下。因磁块尺寸微小和人工操作的误差产生的不合格产品，不能够重新充磁利用，导致大量的浪费；人工操作劳动强度大，成本高，自动化程度低，难以保证生产率和质量。

综上所述，现有技术中对于磁块人工充磁操作复杂且劳动强度大的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种微小型磁块自动充磁装置，其利用机械手和微型磁力吸条相结合抓取微小型磁块，可实现微小型磁块充磁的自动化，可提高充磁的效率，可解决人工充磁操作复杂和效率低下的问题；

进一步的，本发明采用下述技术方案：

一种微小型磁块自动充磁装置，包括充磁机构和磁块待取区，充磁机构和磁块待取区之间设置机械手移动装置，待充磁磁块放置于磁块待取区，机械手移动装置由磁块待取区移动磁块至充磁机构充磁，或者将充磁的磁块由充磁机构移动至磁块待取区；

所述充磁机构包括充磁压板，充磁压板下方对应设置充磁台，充磁台上表面设有容纳磁块的充磁槽，充磁压板与上下往复移动机构连接。

进一步的，所述充磁槽上部具有倾斜引导面，充磁槽周围绕有线圈，线圈与供电装置连接。

进一步的，所述充磁台顶部连接竖直的导向杆，充磁压板穿过导向杆设置且与导向杆滑动连接。

进一步的，所述充磁台底部连接于固定台，固定台顶部通过竖直的支撑杆与上支撑板连接；上下往复移动机构连接于上支撑板处。

所述上下往复移动机构可以采用气缸、液压缸、凸轮等机构。

进一步的，所述机械手移动装置包括第一水平旋转机构，第一水平旋转机构与竖向移动机构连接，竖向移动机构与水平移动机构连接，水平移动机构与第二水平旋转机构连接，第二水平旋转机构底部与抓持部连接。

进一步的，所述第一水平旋转机构为第一电机，第一电机的输出轴与竖向移动机构连接。

进一步的，所述竖向移动机构和水平移动机构均为伸缩气缸。

进一步的，所述第二水平旋转机构为第二电机，第二电机的输出轴端部设置固定块；所述抓持部为磁力吸条，磁力吸条连接于固定块一侧，固定块另一侧设置工业相机，磁力吸条与供电装置连接。

进一步的，所述磁块待取区包括磁块容纳盒，磁块容纳盒内置有磁块。

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种微小型磁块自动充磁装置的充磁方法，包括以下步骤：

步骤1：机械手移动装置带动磁力吸条移动至磁块待取区，工业相机扫描磁块待取区，获取磁块坐标位置；

步骤2：机械手移动装置根据磁块坐标位置调整定位，使磁力吸条通电，磁力吸条吸取磁块；

步骤3：上下往复移动机构带动充磁压板上升，使充磁压板和充磁台分离；

步骤4：工业相机扫描充磁槽，获取充磁槽坐标位置，机械手移动装置根据充磁槽坐标位置调整定位，将磁块放入充磁槽，使磁力吸条断电释放对磁块吸力；

步骤5：机械手移动装置带动磁力吸条离开充磁机构，上下往复移动机构带动充磁压板下移，充磁压板和充磁台贴合，对磁块充磁；充磁结束后，机械手移动装置取出已充磁磁块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用电机和气缸协同驱动，根据零件形状结构，设计与零件相应的磁力吸盘和充磁槽，充磁槽具有倒角特征，有助于微型磁块组在充磁台的定位，允许磁片组有几个毫米的位置误差，并进行修正。

本发明可以实现微小型磁块充磁的自动化，借助于机器视觉，机械手利用微型磁力吸条在磁块待取区一次性吸附一组微型磁块组，通过第一电机的旋转和气缸的伸缩将磁块转移到充磁机，微小型工业相机实时获取机械手当前位置和充磁槽位置，通过第二电机的调整将磁块置于充磁台的充磁槽中，充磁压板在上下往复移动机构的驱动下合模，磁块开始充磁，充磁结束后机械手将磁块取出。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为充磁机构的结构示意图；

图2为机械手移动装置的结构示意图；

图3为磁块待取区的结构示意图；

图4为充磁台的示意图；

图5为微型磁块组的结构示意图；

图中，1、伸缩气缸C，2、上支撑板，3、充磁压板，4、导向杆，5、支撑杆，6、充磁槽，7、充磁台，8、固定台，9、电机支座，10、电机A，11、支撑板，12、伸缩气缸A，13、连接架A，14、伸缩气缸B，15、连接架B，16、电机B，17、微小型工业相机，18、微型磁力吸条，19、磁块待取区，20、微型磁块组，21、焊接磁块，22、磁片A，23、铁片，24、磁片B。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在磁块人工充磁操作复杂且劳动强度大的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种微小型磁块自动充磁装置及充磁方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提供了一种微小型磁块自动充磁装置，主要由磁块待取区19、机械手移动装置和充磁机构三个机构组成；充磁机构和磁块待取区之间设置机械手移动装置，待充磁磁块放置于磁块待取区，机械手移动装置由磁块待取区移动磁块至充磁机构充磁，或者将充磁的磁块由充磁机构移动至磁块待取区。

每个微型磁块均是由磁片A22、铁片23、磁片B 24焊接而成的焊接磁块21，每七个焊接磁块21作为一组。磁块待取区19有多个存放槽，也即磁块容纳盒，每个存放槽存放一组微型磁块组20(7个磁块)。

机械手移动装置主要由电机支座9、支撑板11、电机A 10、电机B 16、伸缩气缸A12、连接架A 13、伸缩气缸B 14、连接架B 15、微小型工业相机17和微型磁力吸条18组成；电机支座9、支撑板11、电机A 10(即为第一电机)组成第一水平旋转机构，伸缩气缸A 12、连接架A 13组成竖向移动机构，电机A 10底部支撑于电机支座9，其顶部输出端与支撑板11连接，伸缩气缸A 12底部固定连接于支撑板11；伸缩气缸B 14组成水平移动机构，其固定连接于连接架A 13；电机B 16组成第二水平旋转机构，电机B 16(即为第二电机)通过连接架B15与伸缩气缸B 14连接，电机B 16的输出轴端部设置固定块，固定块一侧固定设置微型磁力吸条18，微型磁力吸条18与供电装置连接，固定块另一侧设置微小型工业相机17。第一水平旋转机构可带动整个移动装置在水平方向旋转改变方位，竖向移动机构可带动微型磁力吸条在竖直方向上下移动改变高度，水平移动机构可带动微型磁力吸条在水平方向左右移动改变位置，第二水平旋转机构可带动微型磁力吸条微调方向。

微小型工业相机17与控制器连接，微小型工业相机采集图像数据，提取目标位置信息，将目标位置信息反馈给控制器。控制器与电机A 10、电机B 16、伸缩气缸A12、伸缩气缸B14、伸缩气缸C1连接，微小型工业相机以及控制器对微小型工业相机、各电机、各伸缩气缸的控制均采用现有技术，在此不再赘述。

充磁机构主要由固定板8、支撑杆5、上支撑板2、充磁台7(充磁槽6位于充磁台7上，充磁槽6与微型磁块组20相适应，具有倒角特征，实现磁块组的导向)、充磁压板3、伸缩气缸C 1和导向杆4组成。充磁压板3下方对应设置充磁台7，充磁台7上表面设有容纳磁块的充磁槽6，充磁槽6上部具有倾斜引导面。充磁台7内部充磁槽6周围绕有线圈，线圈与供电装置连接，供电装置为线圈施加激磁电流，使线圈内产生一个强大的磁场，该磁场使置于线圈中的磁块永久磁化。

充磁台7底部设置于固定台8，固定台8顶部通过竖直的支撑杆5与上支撑板2连接，充磁台7顶部连接竖直的导向杆4，充磁压板3穿过导向杆4设置且与导向杆4滑动连接，导向杆4顶部与上支撑板2连接；充磁压板3与上下往复移动机构连接，上下往复移动机构连接于上支撑板2处。上下往复移动机构可以采用气缸、液压缸、凸轮等机构，本实施例中其采用伸缩气缸C 1。

本发明的充磁装置以电机和气缸协同驱动，电机A 10和伸缩气缸A 12连接，伸缩气缸A 12通过连接架A 13和伸缩气缸B14连接，伸缩气缸B14通过连接架B 15和电机B 16连接，微小型工业相机17和微型磁力吸条18固定在电机B 16的输出端，充磁槽6具有倒角特征，有助于微型磁块组20在充磁台7的定位，允许磁片组有几个毫米的位置误差，并进行修正。

本发明的工作原理是，电机A 10实现机械手(本发明中采用微型磁力吸条)在水平面内的旋转，电机B 16调整微型磁力吸条18和微型磁块组20的方向，伸缩气缸A12实现竖直方向上的位移，伸缩气缸B14实现水平方向的位移，伸缩气缸C1用于充磁机构的开合模，微小型工业相机17获取机械手和目标位置(微小型工业相机17采用现有技术，其获取目标位置并将位置信息反馈给控制器，微小型工业相机固定在机械手末端，随机械手移动，实时根据机械手与目标的的相对位置，由控制器进行轨迹规划，调整机械手位姿。各电机、各伸缩气缸的运动均由控制器控制)。机械手利用微型磁力吸条18在磁块待取区19一次性吸附一组微型磁块组20，微小型工业相机17实时获取机械手当前位置和充磁机位置，通过电机的旋转和气缸的伸缩将磁块转移到充磁机构，微小型工业相机17实时获取充磁槽6位置，通过电机B 16调整磁块组的方向，并将磁块组置于充磁台7的充磁槽6中，充磁压板3在伸缩气缸C 1的驱动下合模，合模后为充磁槽周围线圈施加激磁电流，使线圈内产生一个强大的磁场，磁块开始充磁，充磁结束后机械手将磁块取出。装置利用机器视觉和机械臂将微型磁块组20从磁块待取区19转移到充磁机，完成充磁过程，充磁结束取出，实现整个充磁过程的自动化。

具体的，本发明对磁块进行充磁的步骤过程如下：

步骤1：电机A10旋转，机械手移动到磁块待取区19上方，微小型工业相机17扫描待取区，获取微型磁块组20坐标位置；

步骤2：伸缩气缸A 12根据目标位置调整机械手竖直方向的位置，伸缩气缸B 14调整水平方向的位置。相机实时获取目标坐标位置，之后由电机A 10微调和电机B 16微调实现准确定位，使微型磁力吸条18和和微型磁块组20方向一致。

步骤3：机械手位于目标上方，微型磁力吸条18通电，吸取微型磁块组20；

步骤4：伸缩气缸C 1收缩，充磁压板3上升，充磁压板3和充磁台7分离，借助于视觉检测，伸缩气缸A 12、伸缩气缸B14和电机A 10协调动作将微型磁力吸条18移动到充磁压板3和充磁台7之间；

步骤5：工业相机获取充磁槽6位置，使电机A 10、伸缩气缸A 12和伸缩气缸B 14微调，将微型磁块组20置于充磁槽6上方，电机B 16旋转，使微型磁块组20和充磁槽6方向一致，微型磁力吸条18断电，微型磁块组20进入充磁槽6。机械手撤出。

步骤6：伸缩气缸C 1伸出，充磁压板3合模，开始充磁，充磁结束后，借助于视觉检测，机械手取出已充磁的微型磁块组20。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种微小型磁块自动充磁装置，其特征是，包括充磁机构和磁块待取区，充磁机构和磁块待取区之间设置机械手移动装置，待充磁磁块放置于磁块待取区，机械手移动装置由磁块待取区移动磁块至充磁机构充磁，或者将充磁的磁块由充磁机构移动至磁块待取区；

所述充磁机构包括充磁压板，充磁压板下方对应设置充磁台，充磁台上表面设有容纳磁块的充磁槽，充磁压板与上下往复移动机构连接；

所述充磁槽上部具有倾斜引导面，充磁槽周围绕有线圈，线圈与供电装置连接；

所述充磁槽具有倒角特征；

所述机械手移动装置包括第一水平旋转机构，第一水平旋转机构与竖向移动机构连接，竖向移动机构与水平移动机构连接，水平移动机构与第二水平旋转机构连接，第二水平旋转机构底部与抓持部连接；

所述第二水平旋转机构为第二电机，第二电机的输出轴端部设置固定块；所述抓持部为磁力吸条，磁力吸条连接于固定块一侧，固定块另一侧设置工业相机，磁力吸条与供电装置连接；

所述竖向移动机构和水平移动机构均为伸缩气缸。

2.如权利要求1所述的充磁装置，其特征是，所述充磁台顶部连接竖直的导向杆，充磁压板穿过导向杆设置且与导向杆滑动连接。

3.如权利要求1所述的充磁装置，其特征是，所述充磁台底部连接于固定台，固定台顶部通过竖直的支撑杆与上支撑板连接；上下往复移动机构连接于上支撑板处。

4.如权利要求1所述的充磁装置，其特征是，所述第一水平旋转机构为第一电机，第一电机的输出轴与竖向移动机构连接。

5.如权利要求1所述的充磁装置，其特征是，所述磁块待取区包括磁块容纳盒，磁块容纳盒内置有磁块。

6.如权利要求1-5任一项所述的充磁装置的充磁方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：机械手移动装置带动磁力吸条移动至磁块待取区，工业相机扫描磁块待取区，获取磁块坐标位置；

步骤2：机械手移动装置根据磁块坐标位置调整定位，使磁力吸条通电，磁力吸条吸取磁块；

步骤3：上下往复移动机构带动充磁压板上升，使充磁压板和充磁台分离；

步骤4：工业相机扫描充磁槽，获取充磁槽坐标位置，机械手移动装置根据充磁槽坐标位置调整定位，将磁块放入充磁槽，使磁力吸条断电释放对磁块吸力；

步骤5：机械手移动装置带动磁力吸条离开充磁机构，上下往复移动机构带动充磁压板下移，充磁压板和充磁台贴合，对磁块充磁；充磁结束后，机械手移动装置取出已充磁磁块。