CN117038323B - 一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装及脱漆方法 - Google Patents

一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装及脱漆方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装及脱漆方法，其属于线圈加工技术领域。其技术要点在于：所述锡锅放置于引线通孔的下方；所述磁轴承平台升降控制组件用于控制所述磁轴承平台板的升降；所述凸轮在所述磁轴承平台板的下方，凸轮随着所述伺服电机的输出轴的转动会顶着所述磁轴承平台板升降；初始状态下，锡锅中的锡水与引线的末端齐平。采用本申请的技术方案，本装置通过锡锅、磁轴承平台板、伺服电机、凸轮结构实现磁轴承引线自动循环脱漆，通过调整伺服电机转速，凸轮结构尺寸实现单次完全浸泡脱漆时间为1秒，可以实现不间断往复脱漆。

Description

一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装及脱漆方法
技术领域
本发明涉及线圈加工技术领域，更具体地说，尤其涉及一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装及脱漆方法。
背景技术
磁悬浮分子泵径向定子部分有2组磁轴承：定子XY磁轴承及定子AB磁轴承。磁轴承线圈作为磁轴承的核心组件，其线路的连通对于保证磁轴承的性能具有重要意义。为了保证磁轴承线圈电路的连通，需要将磁轴承线圈端部的引线的绝缘漆层进行脱漆处理。
目前，现场的作业方式为手工作业，即手动将线圈的引线的绝缘漆层进行去除。其缺点在于：
（1）脱漆长度不可控。脱漆长度完全依赖作业人员作业手法，存在脱漆长度不足及脱漆长度过长等隐患。
（2）容易对引线造成损伤。手动对绝缘漆层进行去除，一般采用刮刀等方式来操作，这种操作容易对绝缘漆层造成损伤。
（3）引线去漆后，还需要进行上锡操作。手工操作时，去漆与上锡两个工艺相互独立，操作时间较长。
对于上述问题，有必要研发一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装，已提高引线去漆的质量。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装。
本发明的另一目的在于提供一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆方法。
一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装，其用于对磁轴承的引线进行脱漆，包括：
a，磁轴承平台组件，其包括：用于放置磁轴承的磁轴承平台板、用于引导磁轴承平台板上下移动的多个相互平行的导向柱；所述磁轴承平台板上设置有导向柱通孔，所述导向柱穿过所述导向柱通孔；在磁轴承平台板上设置有引线通孔，引线穿过所述引线通孔；
b，锡锅组件，其包括：锡锅、锡锅温度控制器；在锡锅内设置有锡水，所述锡锅内设置有温控元件，所述锡锅温度控制器与所述温控元件电性连接，用于调节锡锅的温度；
c，磁轴承平台升降控制组件，其包括：伺服电机、凸轮；所述伺服电机的输出轴上设置有所述凸轮；
其中，所述磁轴承平台组件、所述锡锅组件、所述脱漆平台升降控制组件三者的配合关系是：
e，所述锡锅放置于引线通孔的下方；
f，所述磁轴承平台升降控制组件用于控制所述磁轴承平台板的升降；所述凸轮在所述磁轴承平台板的下方，凸轮随着所述伺服电机的输出轴的转动会顶着所述磁轴承平台板升降；
g，初始状态下，锡锅中的锡水与引线的末端齐平。
进一步，所述磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装还包括：工装平台组件；
所述工装平台组件包括：工装底板、工装立柱、工装平台板；
其中，所述工装底板位于所述工装平台板的下部，在所述工装底板与所述工装平台板之间连接有多个工装立柱；
其中，所述锡锅、所述锡锅温度控制器均放置在所述工装底板上；在所述锡锅与所述工装底板之间设置有锡锅隔热垫；
其中，在工装平台板设置有工装平台板开口，锡锅穿过所述工装平台板开口；
其中，所述伺服电机固定在所述工装平台板的上表面。
进一步，所述磁轴承平台板设置于所述工装平台板的上方，所述导向柱的下端部固定设置在所述工装平台板的上表面。
进一步，所述凸轮的数量为2个；
其中，所述2个凸轮的构造是相同的，2个凸轮均由一个伺服电机的输出轴带动，2个凸轮在伺服电机的输出轴的相位角是相同的；
其中，所述锡锅的内部设置有管道，所述伺服电机的输出轴穿过所述管道。
一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆方法，其包括如下步骤：
S100，使用锡锅温度控制器调节锡锅内的锡水的温度：锡水的温度控制在260±5℃；
S200，将磁轴承搬到磁轴承平台板上，使得引线穿过引线通孔；
S300，伺服电机启动，引线经过若干个脱漆循环；
其中，引线的单次循环的过程为：“引线下降浸入到锡水中-引线停留在锡水中去漆-引线上升-引线停留在空气中”；
其中，引线停留在锡水中去漆单次脱漆时间为1s。
进一步，引线经历5次脱漆循环。
进一步，磁轴承的线圈脱漆长度要求在12.5mm+0.5mm；
其中，凸轮的基圆半径r基圆：15mm，最高顶升半径r最高顶升：27.5mm，凸轮设计位移量为12.5mm；凸轮的最大顶升停止角度为30°；
其中，所述伺服电机的转速为5圈/分钟。
进一步，凸轮的近休止角、 推程运动角、回程运动角均为110°。
本申请的有益效果在于：
第一，本申请的基础构思在于：将引线浸入到锡锅中的锡水中，“去漆+上锡”两个工艺同时完成。
具体而言，其核心工艺是：
a，所有的线圈脱漆长度要求在Lmm+△Lmm；且△L小于等于0.5mm；
b，单次脱漆不低于时间：1s（一般在1~1.5s）；
c，脱漆次数不低于5次（一般在5~8次）。
第二，为了满足上述“短时间、多次浸入”的工艺要求，本申请提出了一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装。其核心设计在于：磁轴承平台组件200、锡锅组件300、磁轴承平台升降控制组件400三者的配合设计：
a，所述锡锅组件300的锡锅301放置于所述磁轴承平台组件200的引线通孔2011的下方；
b，所述磁轴承平台升降控制组件400用于控制所述磁轴承平台板201的升降；具体而言，所述凸轮402在所述磁轴承平台板201的下方，凸轮402随着所述伺服电机401的输出轴的转动，会顶着所述磁轴承平台板201升降；
c，初始状态下，锡锅中的锡水与引线的末端齐平。
也即上述设计属于一个设计的整体，其共同满足前述工艺的需求。
第三，本申请在前述的工艺的基础设计上，对工艺与凸轮给出了具体的设计：
a，所有的线圈脱漆长度要求在12.5mm+0.5mm；
b，单次脱漆时间：1s；
c，脱漆次数5次；
d，为了满足上述需求，本申请对凸轮的结构以及转速进行了设计。
d.1，凸轮的结构设计如下：
基圆半径r基圆：15mm；
最高顶升半径r最高顶升：27.5mm；
凸轮设计位移量：最高顶升半径-基圆半径，27.5mm-12mm=12.5mm；
d.2，凸轮的最大顶升停止角度为30°，转速设定为5圈/分钟；
本申请的工装的处理效率为：1min/件，能够对磁轴承实现稳定脱漆工序。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装的三维设计示意图。
图2是引线通孔的设计示意图。
图3是一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装的正立面设计示意图。
图4是一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装在另一视角下的三维设计示意图。
图5是凸轮的设计示意图。
图6是凸轮-引线运动关系的设计示意图。
图1-图6中的附图标记如下：
磁轴承100；
磁轴承平台组件200、磁轴承平台板201、导向柱202、引线通孔2011；
锡锅组件300、锡锅301、锡锅温度控制器302；
磁轴承平台升降控制组件400、伺服电机401、凸轮402；
工装平台组件500、工装底板501、工装立柱502、工装平台板503；
锡锅隔热垫600。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
<基础工艺的改进>
本申请的基础工艺是：
a. 将引线浸入到锡锅中的锡水中，去漆+上锡同时完成：
磁轴承引线的绝缘层的熔点一般在200℃左右，锡锅中的锡水的温度设置为260±5℃，磁轴承引线浸入到锡锅中的锡水后，绝缘层会熔化，同时锡水会镀在引线上；
b.工艺关键参数：
b.1，单次脱漆时间：1s。
b.2，脱漆次数不低于5次。
b.3，磁轴承的几个线圈的引线去漆长度保持一致。
<硬件设计：一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装>
如图1-图4所示，一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装，其用于对磁轴承100的引线进行脱漆，包括：磁轴承平台组件200、锡锅组件300、磁轴承平台升降控制组件400。
其中，所述磁轴承平台组件200包括：用于放置磁轴承100的磁轴承平台板201、用于引导磁轴承平台板上下移动的多个相互平行的导向柱202；所述磁轴承平台板201上设置有导向柱通孔，所述导向柱202穿过所述导向柱通孔；在磁轴承平台板201上设置有引线通孔2011，引线穿过所述引线通孔2011。
其中，锡锅组件300包括：锡锅301、锡锅温度控制器302；在锡锅301内设置有锡水，所述锡锅301内设置有温控元件（如加热棒等），所述锡锅温度控制器302与所述温控元件电性连接，用于调节锡锅的温度；
其中，所述磁轴承平台升降控制组件400包括：伺服电机401、凸轮402；所述伺服电机401的输出轴上设置有所述凸轮402；
其中，所述磁轴承平台组件200、所述锡锅组件300、所述脱漆平台升降控制组件400三者的配合关系是：
（1）所述锡锅组件300的锡锅301放置于所述磁轴承平台组件200的引线通孔2011的下方；
（2）所述磁轴承平台升降控制组件400用于控制所述磁轴承平台板201的升降；具体而言，所述凸轮402在所述磁轴承平台板201的下方，凸轮402随着所述伺服电机401的输出轴的转动，会顶着所述磁轴承平台板201升降。
（3）初始状态下，锡锅中的锡水与引线的末端齐平。
此外，所述磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装还包括：工装平台组件500；所述工装平台组件500包括：工装底板501、工装立柱502、工装平台板503；
其中，所述工装底板501位于所述工装平台板503的下部，在所述工装底板501与所述工装平台板503之间连接有多个工装立柱502；
其中，所述锡锅301、锡锅温度控制器302均放置在所述工装底板501上；在所述锡锅301与所述工装底板501之间设置有锡锅隔热垫600；
其中，在工装平台板503设置有工装平台板开口，锡锅301穿过所述工装平台板开口；
其中，所述伺服电机401固定在所述工装平台板503的上表面。
所述磁轴承平台组件200、所述工装平台组件500的配合关系是：
所述磁轴承平台板201设置于所述工装平台板503的上方，所述导向柱202的下端部固定设置在所述工装平台板503的上表面。
<凸轮的关键设计>
在初始设计时，磁轴承平台升降控制组件400采用气杆设计，通过气杆来控制磁轴承平台板201的升降。但是，其缺点在于：每次顶到限位时，会让磁轴承平台板201产生一定的振动， 由于整个工装是一体的，这种振动也会造成锡水液位面振动，进而导致引线去漆长度要求的误差较高时（无法满足±0.5mm的要求），这种设计无法满足要求。另外，由于本申请的工艺是“短时间多次浸入”设计，采用气杆顶升的话，气杆需要在短时间会经历多次启停，其寿命会受到影响。
针对这一问题，本申请最终采用了凸轮设计。本申请中脱漆长度要求为12.5±0.5mm，如图5所示，将凸轮的推程及回程设计为12.5mm，从而可以得到稳定的12.5mm的脱漆长度。
a、凸轮结构如下:
孔直径d：其大小与伺服电机的输出主轴适配；
基圆半径r基圆：15mm；
最高顶升半径r最高顶升：27.5mm；
凸轮设计位移量：最高顶升半径-基圆半径，27.5mm-12mm=12.5mm；
推程曲线L推程及回程曲线L回程：采用等加速度设计（抛物线设计），可以实现程和回程以及停止角的运行速度都是一致的。
b、凸轮的转速设计
本申请采用高精度伺服电机完成整体驱动，采用等角速度转动，不设置快慢速，原因在于速度过快将影响铜线上锡。
如图6所示，引线的长度都是固定的，等长的，出厂就固定的。因此，采用本申请的工装，所有的引线经历均是同一个过程：“下降-停止（去漆上锡过程）-上升-停止（引线均在空气中）”。
最大顶升停止角度为30°，根据要求引线单次完全浸泡时间不小于1秒。据此，可知：转速设置为：5转/分钟。
凸轮转动1圈可完成1次完全脱漆，每分钟可以完成5次，5次就可以完成一个磁轴承引线的脱漆。因此，效率为：1min/件，实现该工序的稳定脱漆。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (8)

1.一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装，其用于对磁轴承的引线进行脱漆，其特征在于，包括：
a，磁轴承平台组件，其包括：用于放置磁轴承的磁轴承平台板、用于引导磁轴承平台板上下移动的多个相互平行的导向柱；所述磁轴承平台板上设置有导向柱通孔，所述导向柱穿过所述导向柱通孔；在磁轴承平台板上设置有引线通孔，引线穿过所述引线通孔；
b，锡锅组件，其包括：锡锅、锡锅温度控制器；在锡锅内设置有锡水，所述锡锅内设置有温控元件，所述锡锅温度控制器与所述温控元件电性连接，用于调节锡锅的温度；
c，磁轴承平台升降控制组件，其包括：伺服电机、凸轮；所述伺服电机的输出轴上设置有所述凸轮；
其中，所述磁轴承平台组件、所述锡锅组件、所述脱漆平台升降控制组件三者的配合关系是：
e，所述锡锅放置于引线通孔的下方；
f，所述磁轴承平台升降控制组件用于控制所述磁轴承平台板的升降；所述凸轮在所述磁轴承平台板的下方，凸轮随着所述伺服电机的输出轴的转动会顶着所述磁轴承平台板升降；
g，初始状态下，锡锅中的锡水与引线的末端齐平。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装，其特征在于，所述磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装还包括：工装平台组件；
所述工装平台组件包括：工装底板、工装立柱、工装平台板；
其中，所述工装底板位于所述工装平台板的下部，在所述工装底板与所述工装平台板之间连接有多个工装立柱；
其中，所述锡锅、所述锡锅温度控制器均放置在所述工装底板上；在所述锡锅与所述工装底板之间设置有锡锅隔热垫；
其中，在工装平台板设置有工装平台板开口，锡锅穿过所述工装平台板开口；
其中，所述伺服电机固定在所述工装平台板的上表面。
3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装，其特征在于，所述磁轴承平台板设置于所述工装平台板的上方，所述导向柱的下端部固定设置在所述工装平台板的上表面。
4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装，其特征在于，所述凸轮的数量为2个；
其中，所述2个凸轮的构造是相同的，2个凸轮均由一个伺服电机的输出轴带动，2个凸轮在伺服电机的输出轴的相位角是相同的；
其中，所述锡锅的内部设置有管道，所述伺服电机的输出轴穿过所述管道。
5.一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆工装来对磁轴承线圈的引线进行脱漆；
其包括如下步骤：
S100，使用锡锅温度控制器调节锡锅内的锡水的温度：锡水的温度控制在260±5℃；
S200，将磁轴承搬到磁轴承平台板上，使得引线穿过引线通孔；
S300，伺服电机启动，引线经过若干个脱漆循环；
其中，引线的单次循环的过程为：“引线下降浸入到锡水中-引线停留在锡水中去漆-引线上升-引线停留在空气中”；
其中，引线停留在锡水中去漆单次脱漆时间为1s。
6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆方法，其特征在于，引线经历5次脱漆循环。
7.根据权利要求6所述的一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆方法，其特征在于：
其中，凸轮的构造如下：基圆半径r基圆：15mm，最高顶升半径r最高顶升：27.5mm，凸轮设计位移量为12.5mm；凸轮的最大顶升停止角度为30°；
其中，所述伺服电机的转速为5圈/分钟。
8. 根据权利要求7所述的一种磁悬浮分子泵磁轴承线圈引线脱漆方法，其特征在于，凸轮的近休止角、 推程运动角、回程运动角均为110°。
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