CN109756085B - 一种磁石装载装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁石装载装置，包括：工作台；磁石压入机构，所述的磁石压入机构包括龙门架，所述的龙门架设置在工作台中心位置上方，在龙门架上设置有间歇性上下移动的压刀组件；磁石送料机构，包括四个设置在工作台上的磁石盛放台，所述的磁石盛放台均匀分布于压刀组件四周，在磁石盛放台上设有至少一个一字形料槽；治具，所述的治具连接有驱动治具在水平方向来回移动使每个工位位置都会与压刀组件上下相对应的治具驱动机构。本发明设有多个料槽，提高磁石备料量，降低操作人员的劳动强度。压刀组件通过第一驱动机构与第二驱动机构设置在龙门架上，使结构更为稳定，使用寿命更长。

Description

一种磁石装载装置及其工作方法

技术领域

本发明属于VCM自动化领域，具体涉及一种磁石装载装置及其工作方法。

背景技术

VCM(Voice Coil Motor)线性马达，又称音圈电机，是马达的一种，其主要原理是在一个永久磁场内，通过改变马达内线圈的直流电流大小，来控制弹簧片的拉伸位置，从而带动上下运动，如：智能手机的摄像头里面，就需要用到VCM 线性马达，它可以调节镜头(Lens) 的位置以改变焦距，使摄像呈现最清晰的状态。

现有技术的VCM 线性马达，主要包括载体、线圈、底座、弹簧片、垫片，底座内分别嵌入4颗磁石。 4颗磁石装入底座内侧形成环状或是方框状，该操作目前主要是通过人工完成上述作业，而VCM线性马达属于精密器件，其操作难度大，且组装效率低。

市场上现有磁石压入设备基本采用的是悬臂式结构，该结构在长时间使用后会导致悬臂处在运动过程中翘曲或震动现象，引发卡磁石现象导致工作效率降低，同时易造成设备损坏，降低设备寿命。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种可加工效率高、磁石备料量高，寿命长，一次将4颗磁石一次装入VCM马达底座的磁石装载装置及其工作方法。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：

一种磁石装载装置，包括：

工作台；

磁石压入机构，所述的磁石压入机构包括龙门架，所述的龙门架设置在工作台中心位置上方，在龙门架上设置有间歇性上下移动的压刀组件，所述的压刀组件包括竖直设置且用于吸附磁石的铁芯以及与铁芯相套接的压套，所述的压套包括均匀分布于铁芯侧壁且不与磁石相吸的四个压条，压套与铁芯各自连接有驱动自身上下移动的第一驱动机构、第二驱动机构；

磁石送料机构，包括四个设置在工作台上的磁石盛放台，所述的磁石盛放台均匀分布于压刀组件四周，在磁石盛放台上设有至少一个一字形料槽，在料槽内放置有由多个首尾连接在一起的磁石组成的磁条，其中一个料槽内的磁条最前方的磁石保持与铁芯相吸并处于压条下方；

治具，其设置在工作台中心位置下方，在治具上均匀设有多个横竖排列的装载有VCM马达底座的工位，所述的治具连接有驱动治具在水平方向来回移动使每个工位位置都会与压刀组件上下相对应的治具驱动机构。

作为优选，所述第一驱动机构包括安装在龙门架中心位置的第一气缸，所述第一气缸竖直向下设置，其活塞杆上安装有第一连接板，所述第一连接板两端固定装配有第一导轴，所述第一导轴下端与压套连接。采用龙门架的结构设计，提高了磁石装载装置的稳定性，延长了设备是使用寿命。

进一步地，所述第一连接板与第一气缸的活塞杆滑动配合，所述第一连接板下方设有一与第一导轴滑动配合的第二连接板，所述第二连接板与第一气缸的活塞杆固定配合，所述第二连接板与第一导轴的轴肩之间设有压簧。采用该缓冲装置，避免压套将磁石下压的过程中对VCM马达底座造成损坏，起到了防止过压的作用。

作为优选，还包括设置在龙门架上的下横梁，所述第二驱动机构包括竖直向下设置在下横梁上的第二气缸以及设置在其活塞杆上用于安装铁芯的连接头。

进一步地，所述第二气缸的活塞杆上还固定连接有一限位块，所述限位块上设有一与下横梁滑动配合的第二导轴。该设计用于防止铁芯因第二气缸活塞杆产生转动，起到轴向限定的作用。

作为优选，所述磁石盛放台与压刀组件之间设有一导向台，所述导向台上设有均匀分布于压刀组件四周的四个导槽，料槽与导槽连通时，磁条的前部处在导槽内，磁条最前方的磁石与铁芯相吸并处于压条下方。

作为优选，还包括用于切换料槽的磁石切换机构，所述磁石切换机构包括设置在工作台上的导轨，磁石盛放台与导轨滑动配合；磁石盛放台包括盛放台底座以及设置在盛放台底座上的料盒，在料盒上设有两个间隔平行的一字形料槽，盛放台底座连接有驱动其沿导轨移动切换的第三气缸，料盒与盛放台底座可拆卸连接。料盒可根据需要安装磁石大小的不同进行更换，两个料槽设计增加了磁石的备料量，降低了操作人员的劳动强度。

所述第三气缸为笔形气缸，其体积较小，便于安装。

进一步地，所述料盒中间设有中条，两个一字形料槽设置在中条两侧，中条与盛放台底座通过螺丝相连。

进一步地，还包括对应设置在四个导槽上方的四个辅助送料机构，每个所述的辅助送料机构包括固定座、电机、滚轮，所述固定座固定安装在导向台上，所述电机安装在固定座上，所述滚轮设置在电机输出轴上并设置在导槽上方。该辅助送料机构用于辅助磁条使其最前端磁石与铁芯紧贴。

进一步地，所述滚轮的后方还设有一用于检测与导槽对应的料槽内磁石的传感器。当传感器检测到与导槽对应的料槽内没有磁石时，发出信号，第三气缸动作，将有磁条的料槽切换至与导槽相对。

作为优选，所述治具驱动机构包括横向设置在工作台下方的X轴滑台电缸，纵向设置在工作台下方的Y轴滑台电缸，所述X轴滑台电缸固定在Y轴滑台电缸的滑台上，所述X轴滑台电缸的滑台上固定安装有用于固定放置治具的治具台板。

一种基于上述任一项磁石装载装置的工作方法，包括以下步骤：

1）将所有料槽装满磁条，使与压刀组件相对的料槽内的磁条最前方的磁石与铁芯相吸并处于压条下方；

2）治具驱动机构驱动治具，使压刀组件与一工位的VCM马达底座对应；

3）第一驱动机构与第二驱动机构同时驱动压套与铁芯下压，将4颗磁石压至VCM马达底座内；

4）第二驱动机构驱动铁芯回升，第一驱动机构不动；

5）第一驱动机构驱动压套回升；

6）重复步骤2-5直至一盘治具内的VCM马达底座装载完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用四颗磁石一步安装的设计，实现了磁石装载的自动化，提高了VCM马达底座装载的效率。

通过第一驱动机构与第二驱动机构驱动铁芯与压套将4颗磁石下压至治具内的VCM马达底座内。

具体地说，第一气缸与第二气缸同时向下动作，使最前方的磁石被压条切离磁条，并随着铁芯与压套一同向下运动；第一气缸与第二气缸将4颗磁石压送至在与压刀组件相对的工位内的VCM马达底座内；第二气缸动作，驱动铁芯回升，待铁芯远离磁石后，第一气缸动作，驱动压套回升，即完成一个VCM马达底座的磁石自动化安装。

进一步地，所述治具通过治具驱动装置，使每个治具的工位位置都会与压刀组件上下对应，从而实现整盘治具的自动化装载。

本发明还设有多个料槽，提高磁石备料量，降低操作人员的劳动强度。

通过切换机构的设计，当传感器检测到与导槽相通的料槽内没有磁石时，第三气缸动作，将另一边充满磁石的料槽切换至与导槽相通。避免操作人员因磁石备料量不足而频繁地添加磁石。

根据需要安装磁石的大小可更换盛放磁石的料盒，更换料盒即可实现不同产品线的更换。

本发明将压刀组件通过第一驱动机构与第二驱动机构设置在龙门架上，使结构更为稳定，使用寿命更长。

附图说明

图1是本发明磁石装载装置的结构示意图。

图2是本发明磁石送料机构的结构示意图。

图3是本发明磁石压入机构的结构示意图。

图4是本发明辅助送料机构的结构示意图。

图5是本发明治具驱动机构及治具的结构示意图。

图6是本发明配合本发明装置使用的VCM马达底座的结构示意图。

图7是治具、磁条、压刀组件的部分结构示意图。

图8是图7中A的放大图。

图9是铁芯与压套同步下压的结构示意图。

图10是压刀组件下压至底座的结构示意图。

图11是铁芯回升的结构示意图。

标记说明:11、工作台；

2、磁石压入机构；21、龙门架；221、第一气缸；222、第一连接板；223、第一导轴；224、压套；2241、压条；2242、压条连接板；225、第二连接板；226、压簧；231、第二气缸；232、连接头；233、铁芯；234、第二导轴；235、限位块；24、直线轴承；25、下横梁；

3、磁石送料机构；31、第三气缸；321、盛放台底座；322、料槽；323、料盒；324、中条；33、压板；34、导向台；341、导槽；

41、治具；42、治具台板；43、X轴滑台电缸；44、Y轴滑台电缸；45、VCM马达底座；451、磁石安装座；

51、固定座；52、电机；53、滚轮；54、传感器安装座；

6、磁条。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。本发明实施例中以磁条6的传送方向为前。

如图1-5所示，一种磁石装载装置，包括工作台11、安装在工作台11上的磁石压入机构2、设置在工作台11上的磁石送料机构3、设置在工作台11下方的治具41。

所述工作台11上设有一便于更换治具41的缺口。

所述磁石压入机构2包括龙门架21，龙门架21设置在工作台11中心位置上方，在龙门架21上设置有间歇性上下移动的压刀组件，所述压刀组件包括竖直设置且用于吸附磁石的铁芯233以及与铁芯233相套接的压套224，所述的压套224包括均匀分布于铁芯233侧壁且不与磁石相吸的四个压条2241，以及连接四个压条2241且与铁芯233滑动配合的压条连接板2242。压套224与铁芯233各自连接有驱动自身上下移动的第一驱动机构、第二驱动机构。

所述第一驱动机构包括安装在龙门架21中心位置的第一气缸221，所述第一气缸221竖直向下设置，其活塞杆上滑动配合有第一连接板222，所述第一连接板222两端固定装配有第一导轴223，所述第一导轴223下端与压条连接板2242连接。所述第一连接板222下还设有与第一导轴223滑动配合的第二连接板225，所述第二连接板225与第一气缸221的活塞杆固定配合，所述第一导轴223上部直径略小，其轴肩与第二连接板225之间设有压簧226。

所述龙门架21上还设有一下横梁25，第一导轴223通过直线轴承24与下横梁25滑动配合。

所述第二驱动机构包括竖直向下设置在下横梁25上的第二气缸231以及设置在其活塞杆上用于安装铁芯233的连接头232。所述第二气缸231的活塞杆上还固定连接有一限位块235，所述限位块235上设有一与下横梁25滑动配合的第二导轴234。

所述工作台上沿压刀组件四周均匀分布有四个凹槽。

所述磁石送料机构3包括四个设置在工作台11凹槽内的磁石盛放台，所述磁石盛放台包括盛放台底座321以及设置在盛放台底座321上的料盒323，所述料盒323中间设有中条324，所述中条两侧分别设有一字形料槽322，中条与盛放台底座通过螺丝可拆卸连接。

如图2所示，所述磁石送料机构3与压刀组件之间还设有一嵌在工作台11内的导向台34，所述导向台34上设有均匀分布于压刀组件四周的四个导槽341，每个方位的导槽341对应各方位的料盒323中的一个料槽322，料槽322内放置有由多个首尾连接在一起的磁石组成的磁条6；当料槽322与导槽341连通时，该料槽322内的磁条6的前部处在导槽341内，磁条最前方的磁石与铁芯233相吸并处于压条2241下方。

所述磁石盛放台通过磁石切换机构实现两个料槽322之间的切换，所述磁石切换机构包括设置在凹槽上与盛放台底座321滑动配合的导轨以及设置在磁石盛放台一侧的第三气缸31，所述第三气缸与盛放台底座321固定连接。第三气缸31动作时，第三气缸31带动盛放台底座321沿导轨方向运动，使与导槽341相对的料槽322切换成另一个料槽322。

所述磁石盛放台上还设有用于防止盛放台底座321翻出凹槽的压板33，每个凹槽两侧分别设有压板33，所述压板33一半固定在工作台11上，一半设置在凹槽上方，用于限制盛放台底座321。

所述导向台34上还设有一用于辅助推动磁条6的辅助送料机构，包括固定座51、电机52、以及设置在导槽341上方的滚轮53，所述固定座51固定安装在导向台34上，所述电机52安装在固定座51上，所述滚轮53设置在电机52输出轴上，所述滚轮53的后方还设有一用于检测与导槽341相通的料槽322内磁石的传感器，所述传感器通过传感器安装座54设置在固定座51上，如图4所示。当传感器检测到料槽322内没有磁石时，发出信号，第三气缸31动作，将有磁条6的料槽322切换至与导槽341相对。

如图5所示，所述治具41上均匀设有多个横竖排列的装载有VCM马达底座45的工位，所述的治具41连接有驱动治具41在水平方向来回移动使每个工位位置都会与压刀组件上下相对应的治具驱动机构。所述治具驱动机构包括横向设置在工作台11下方的X轴滑台电缸43，纵向设置在工作台11下方的Y轴滑台电缸44，所述X轴滑台电缸43固定在Y轴滑台电缸44的滑台上，所述X轴滑台电缸43的滑台上固定安装有用于固定放置治具41的治具台板42。

如图6所示，所述VCM马达底座45上设有4个对应4个压条2241设置的三角形磁石安装座451。

如图7-11所示，4条三角形的磁石首尾连接成的磁条6紧贴在多边形铁芯233侧壁且位于压套224下方，所述最前方的磁石的底面与铁芯233的侧面紧贴，如图8所示；第一气缸221与第二气缸231同时向下动作，使最前方的磁石被压条2241切离磁条6，并随着铁芯233与压套224一同向下运动，如图9所示；第一气缸221与第二气缸231将4颗磁石压送至在与压刀组件相对的工位内的VCM马达底座45的磁石安装座451上，如图10所示；第二气缸231动作，驱动铁芯233回升，待铁芯233远离磁石后，第一气缸221动作，驱动压套224回升，即完成一个VCM马达底座45的磁石安装。

一种磁石装载装置的工作方法，包括以下步骤：

1）将所有料槽装满磁条，使与压刀组件相对的料槽内的磁条最前方的磁石与铁芯相吸并处于压条下方；

2）治具驱动机构驱动治具，使压刀组件与一工位的VCM马达底座对应；

3）第一驱动机构与第二驱动机构同时驱动压套与铁芯下压，将4颗磁石压至VCM马达底座内；

4）第二驱动机构驱动铁芯回升，第一驱动机构不动；

5）第一驱动机构驱动压套回升；

6）重复步骤2-5直至一盘治具内的VCM马达底座装载完成。

上述具体实施方式仅用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种磁石装载装置，其特征是包括：

工作台；

磁石压入机构，所述的磁石压入机构包括龙门架，所述的龙门架设置在工作台中心位置上方，在龙门架上设置有间歇性上下移动的压刀组件，所述的压刀组件包括竖直设置且用于吸附磁石的铁芯以及与铁芯相套接的压套，所述的压套包括均匀分布于铁芯侧壁且不与磁石相吸的四个压条，压套与铁芯各自连接有驱动自身上下移动的第一驱动机构、第二驱动机构；

磁石送料机构，包括四个设置在工作台上的磁石盛放台，所述的磁石盛放台均匀分布于压刀组件四周，在磁石盛放台上设有至少一个一字形料槽，在料槽内放置有由多个首尾连接在一起的磁石组成的磁条，其中一个料槽内的磁条最前方的磁石保持与铁芯相吸并处于压条下方；

治具，其设置在工作台中心位置下方，在治具上均匀设有多个横竖排列的装载有VCM马达底座的工位，所述的治具连接有驱动治具在水平方向来回移动使每个工位位置都会与压刀组件上下相对应的治具驱动机构；

所述第一驱动机构包括安装在龙门架中心位置的第一气缸，所述第一气缸竖直向下设置，其活塞杆上安装有第一连接板，所述第一连接板两端固定装配有第一导轴，所述第一导轴下端与压套连接；

所述第一连接板与第一气缸的活塞杆滑动配合，所述第一连接板下方设有一与第一导轴滑动配合的第二连接板，所述第二连接板与第一气缸的活塞杅固定配合，所述第二连接板与第一导轴的轴肩之间设有压簧；

还包括设置在龙门架上的下横梁，所述第二驱动机构包括竖直向下设置在下横梁上的第二气缸以及设置在其活塞杆上用于安装铁芯的连接头；

所述第二气缸的活塞杆上还固定连接有一限位块，所述限位块上设有一与下横梁滑动配合的第二导轴。

2.根据权利要求1所述的一种磁石装载装置，其特征在于，所述磁石盛放台与压刀组件之间设有一导向台，所述导向台上设有均匀分布于压刀组件四周的四个导槽，料槽与导槽连通时，磁条的前部处在导槽内，磁条最前方的磁石与铁芯相吸并处于压条下方。

3.根据权利要求2所述的一种磁石装载装置，其特征在于，还包括用于切换料槽的磁石切换机构，所述磁石切换机构包括设置在工作台上的导轨，磁石盛放台与导轨滑动配合；磁石盛放台包括盛放台底座以及设置在盛放台底座上的料盒，在料盒上设有两个间隔平行的一字形料槽，盛放台底座连接有驱动其沿导轨移动切换的第三气缸，料盒与盛放台底座可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种磁石装载装置，其特征在于，所述料盒中间设有中条，两个一字形料槽设置在中条两侧，中条与盛放台底座通过螺丝相连。

5.根据权利要求2所述的一种磁石装载装置，其特征在于，还包括对应设置在四个导槽上方的四个辅助送料机构，每个所述的辅助送料机构包括固定座、电机、滚轮，所述固定座固定安装在导向台上，所述电机安装在固定座上，所述滚轮设置在电机输出轴上并设置在导槽上方。

6.根据权利要求1所述的一种磁石装载装置，其特征在于，所述治具驱动机构包括横向设置在工作台下方的X轴滑台电缸，纵向设置在工作台下方的Y轴滑台电缸，所述X轴滑台电缸固定在Y轴滑台电缸的滑台上，所述X轴滑台电缸的滑台上固定安装有用于固定放置治具的治具台板。

7.一种基于权利要求1-5中任一项所述一种磁石装载装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将所有料槽装满磁条，使与压刀组件相对的料槽内的磁条最前方的磁石与铁芯相吸并处于压条下方；

2）治具驱动机构驱动治具，使压刀组件与一工位的VCM马达底座对应；

3）第一驱动机构与第二驱动机构同时驱动压套与铁芯下压，将4颗磁石压至VCM马达底座内；

4）第二驱动机构驱动铁芯回升，第一驱动机构不动；

5）第一驱动机构驱动压套回升；

6）重复步骤2-5直至一盘治具内的VCM马达底座装载完成。