一种电永磁铁的制作方法

本发明涉及装夹设备领域，特别涉及一种电永磁铁。

背景技术：

在机械制造领域中，通过磁力吸附对工件进行装夹的磁力吸盘因经济环保等优势而得到了广泛应用。

目前，磁力吸盘有永磁铁吸盘、电磁铁吸盘以及电永磁吸盘等多种具体形式。一种典型的磁力吸盘为永磁铁吸盘，此种永磁铁吸盘中包括固定磁系和活动磁系，利用外力改变活动磁系的状态，实现工作台上磁场强度的叠加或相消，从而实现对待加工件的吸持或卸载。

然而，此种磁力吸盘在使用时需要通过外力来进行磁极切换，操作较为不便，对于待加工件吸放过程控制的自动化程度较低。

因此，如何使磁力吸盘的操作更加方便，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种电永磁铁，该电永磁铁在操作时更加方便。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电永磁铁，包括导磁的壳体和设于所述壳体内的永磁件，还包括用于产生电磁场的线圈组件和用于控制所述线圈组件中的电流的电控组件，所述线圈组件绝缘设于所述壳体内，在吸料状态下，所述线圈组件保持通电且所述电磁场与永磁场同向。

优选地，所述线圈组件设于环状的所述永磁件的下侧，所述线圈组件中的电磁线绕所述永磁件的中心轴的周向设置，所述永磁件的内环面和外环面分别为所述永磁件的两个极面。

优选地，所述线圈组件包括所述电磁线、用于所述电磁线绕设的 环状的绝缘的绕线骨架、设于所述绕线骨架的轴向上的两端的绝缘的环状端板和设于所述电磁线的表层的绝缘层。

优选地，所述线圈组件中还包括铁芯。

优选地，所述壳体的顶壁上开设有用于放置所述永磁件与所述线圈组件的环状槽。

优选地，所述线圈组件为控制电压的范围在直流电压12v至36v之间的线圈组件。

优选地，所述线圈组件与所述壳体之间的间隙填充有填充料。

优选地，所述壳体为圆柱体。

本发明提供的电永磁铁包括壳体，线圈组件、永磁件和电控组件。在吸料状态下，即电永磁铁吸持待加工件的工作状态下，对电永磁铁通入设定方向的电流，使线圈组件产生的电磁场与永磁件产生的永磁场的方向相同，两个磁场相互排斥，由于电永磁铁的工作台上放有待加工件，促使永磁件的永磁场通过壳体和待加工件形成磁回路，同时，电磁场也被限制只能通过待加工件，即永磁件、线圈组件在待加工件与壳体之间产生磁回路；在非吸料状态下，即电永磁铁不吸持待加工件的非工作状态下，由于待加工件与电永磁铁的工作台之间通常会存在空气间隙，又由于空气的磁导率非常低，则可以停止向电永磁铁通电，电磁场消失，永磁件的磁力线会选择磁回路更为通畅的壳体内部通过，对壳体外部表现为失磁状态，而如果工作台与待加工件之间的空气间隙较小时，也可以通过向电永磁铁通入与上述设定方向反向的电流，使电磁场与永磁场的方向相反，促使永磁场的磁力线从壳体内部通过，对壳体外部表现为失磁状态。

可见，此种电永磁铁通过改变通入线圈组件的电流，即可实现工作台上磁场强度的叠加或消失，操作方便，控制简单，自动化程度较高；此外，通过电磁场与永磁场的叠加磁场进行吸料，单位面积磁力较大，运行效率较高，同时，发热量较小，从而故障率较低，持久耐用。

一种优选的实施例中，线圈组件的控制电压的范围为直流电压 12v至36v，能耗较低，运行安全，无触电危险；在与cnc机台联用时直接由cnc机台提供直流电源即可，无需配设单独的控制器，有利于节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供电永磁铁的具体实施例的主视示意图；

图2为本发明所提供电永磁铁的具体实施例的俯视示意图；

图3为本发明所提供电永磁铁的具体实施例的剖视示意图；

图4为本发明所提供电永磁铁在吸料状态下的磁力线走势图；

图5为本发明所提供电永磁铁在非吸料状态下的磁力线走势图。

图1至图5中，1为壳体，101为安装孔，102为工作台，2为电磁线，3为填充料，4为绝缘层，5为绕线骨架，6为永磁件，8为电缆锁头，9为引出电缆，10为待加工件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

本发明的核心是提供一种电永磁铁，此种电永磁铁在使用时操作更加方便。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供电永磁铁的具体实施例的主视示意图；图2为本发明所提供电永磁铁的具体实施例的俯视示 意图；图3为本发明所提供电永磁铁的具体实施例的剖视示意图。

本发明所提供电永磁铁的一种具体实施例中，电永磁铁包括壳体1、永磁件6、线圈组件和电控组件。永磁件6与线圈组件设置在壳体1的内部，且线圈组件与壳体1保持绝缘，通过电控组件控制线圈组件的电流，可以控制线圈组件能够产生的电磁场的存在情况或磁力线方向，从而控制永磁场的磁力线走势。壳体1为具有导磁性的壳体1，永磁件6形成的永磁场和/或线圈组件形成的电磁场可以穿出壳体1外部或者在壳体1内部形成磁回路。其中，永磁件6可以包含但不限于钕铁硼、铝镍钴、山钴、tnt等永磁材料，且通常，永磁件6的矫顽性较好，使永磁件6的磁极不会在电磁场的作用下发生可逆变化。

请参考图4和图5，图4为本发明所提供电永磁铁在吸料状态下的磁力线走势图，图5为本发明所提供电永磁铁在非吸料状态下的磁力线走势图。

在吸料状态下，即电永磁铁吸持待加工件10的工作状态下，对电永磁铁通入设定方向的电流，使线圈组件产生的电磁场与永磁件6产生的永磁场的方向相同，两个磁场相互排斥，由于电永磁铁的工作台102上放有待加工件10，促使永磁件6的永磁场通过壳体1和待加工件10形成磁回路，同时，电磁场也被限制只能通过待加工件10，即永磁件6、线圈组件在待加工件10与壳体1之间产生磁回路；在非吸料状态下，即电永磁铁不吸持待加工件10的非工作状态下，由于待加工件10与电永磁铁的工作台102之间通常会存在空气间隙，又由于空气的磁导率非常低，则可以停止向电永磁铁通电，电磁场消失，永磁件6的磁力线会选择磁回路更为通畅的壳体1内部通过，对壳体1外部表现为失磁状态，而如果工作台102与待加工件10之间的空气间隙较小时，也可以通过向电永磁铁通入与上述设定方向反向的电流，使电磁场与永磁场的方向相反，促使永磁场的磁力线从壳体1内部通过，对壳体1外部表现为失磁状态。

可见，此种电永磁铁通过改变通入线圈组件的电流，即可实现工作台102上磁场强度的叠加或消失，操作方便，控制简单，自动化程 度较高；此外，通过电磁场与永磁场的叠加磁场进行吸料，单位面积磁力较大，运行效率较高，且相较于目前磁力吸盘中的一种只利用电磁场进行工作的电磁铁吸盘，同等励磁电流下磁吸力至少可以提高80％，同时，发热量较小，从而故障率较低，持久耐用。

优选地，可以将永磁件6设置为环状结构，线圈组件设于永磁件6的下侧，且永磁件6的内环面和外环面分别为永磁件6的两个极面，线圈组件中的电磁线2绕永磁件6的中心轴的周向设置，即线圈组件产生的电磁场的两个极面大体位于永磁件6的轴向上的上下两侧，以便于电磁场对永磁场的控制，环形的设置可以保证电永磁铁对工作台102上各处提供的吸附力较为均匀。当然，永磁件6的形状也可以是条形体、圆柱体或者其他形状，且线圈组件的绕设方式不限于此。此外，永磁件6、线圈组件的数量也可以根据实际需要设置一个或者至少两个。

需要说明的是，本文中所提到的各个部件的方位皆为表明各个部件之间的相对位置关系，在实际应用中，各个部件的实际方位不以此为限。

其中，线圈组件可以包括电磁线2和电磁线2所缠绕的支撑件。在上述将电磁线2绕环状的永磁件6的中心轴周向设置的实施例中，支撑件具体可以包括环状的绕线骨架5，即绕线骨架5的轴向与环状的永磁件6的轴向大体一致且绕线骨架5是中空的，从而使电磁线2绕着绕线骨架5的周向进行缠绕设置，中空的绕线骨架5有利于节约材料。当然绕线骨架5的形状也可以是柱体或者其他形状。

此外，线圈组件与壳体1之间的绝缘可以通过线圈组件的形状的设计或材料的选用来实现。优选地，线圈组件可以包括绝缘的绕线骨架5、设在绕线骨架5的轴向的两端的绝缘的环状端板以及设置在电磁线2的表面的绝缘层4，绝缘层4可以为聚酯漆包线或者其他绝缘件。也就是说，电磁线2设于绕线骨架5、端板与绝缘层4三者形成的空间内部，从而使电磁线2与壳体1绝缘隔开，绝缘的实现方式较为简单。具体地，绕线骨架5与两个端板可以为一体件，以降低制作 难度。当然，线圈组件与壳体1之间绝缘的实现方式不限于此。

更进一步地，线圈组件中还可以包括铁芯，以增强电磁线2中通电时电磁场的强度。

上述各个实施例中，永磁件6与线圈组件设置于壳体1内的方式以及永磁件6与线圈组件的相对位置关系有多种。在上述选用环状的永磁件6以及电磁线2绕设于环状的绕线骨架5的实施例的基础上，可以在壳体1的顶壁上开设环状槽，将线圈组件与永磁件6依次放入与环状槽中，有利于保证线圈组件与永磁件6在壳体1中的放置稳定性。另外，在环状槽上可以设置与环状槽的尺寸相适应的环状盖板或者通过其他方式来保证壳体1的密封性，以延长电永磁铁的使用寿命。当然，也可以在壳体1上开设长方体槽或者以其他形式放置永磁件6与线圈组件。

进一步地，上述实施例中的环状槽中还可以设有用于保证永磁件6的稳定性的过渡环。具体地，永磁件6可以与过渡环相套设。为保证电磁场对永磁场的控制效果，永磁件6的径向上的厚度值可能小于环状槽的径向上的厚度值，则永磁件6与环状槽之间在径向上存在一定的间隙，在此间隙中设置过渡环可以提高永磁件6的稳定性。例如，永磁件6的内环面的径向尺寸可能大于环状槽的内环面的径向尺寸，则永磁件6可以套设在过渡环的外侧。

上述各个实施例中，线圈组件为控制电压的范围在直流电压12v至36v之间的线圈组件。也就是说，线圈组件采用直流电进行控制，且线圈组件通入电流时的控制电压不小于12v且不大于36v。此种电永磁铁的能耗较低，运行安全，无触电危险；在与cnc机台联用时直接由cnc机台提供直流电源即可，无需配设单独的控制器，有利于节约成本，特别是相比于磁力吸盘中的一种依靠瞬间正反脉冲电流改变永磁铁的磁场方向的电永磁吸盘，本实施例中的电永磁铁由于使用的是低电压、小电流，安全系数得到了极大提高，且成本大大降低。一种具体的应用中，线圈组件中的电流在1a左右，使用的安全性较高。当然，电永磁铁的控制电压以及电流值不限于此。

其中，电控组件可以包括电缆锁头8和引出电缆9。具体地，可以将壳体1的顶壁作为工作台102，金属锁头或者其他形式的电缆锁头8可以连接于电永磁铁的底壁上，从壳体1的内部经由壳体1的底壁引出引出电缆9。当然电控组件的选用或者设置位置不限于此。

上述各个实施例中，线圈组件放入壳体1后，线圈组件与壳体1之间可能与壳体1之间存在一定的间隙，可以在线圈组件与壳体1之间的间隙中填充填充料3，以保证线圈组件与壳体1之间的绝缘性；此外，电永磁铁可能长期置于切削液或者冷却水浸泡的潮湿环境中，填充料3的设置可以保证壳体1对线圈组件的良好密封，提高运行的安全性。其中，填充料3可以为硅胶、环氧树脂或者其他物料。另外，在壳体1的外部也可以进一步设置防水层或防锈层，以延长电永磁铁的使用寿命。

上述各个实施例中的壳体1具体可以设置为圆柱体，从而降低制作难度。此时，上述各个实施例中设置为环状的各个部件具体可以设置为圆环状，从而与壳体1的形状相适应。其中，设置为圆柱体的壳体1各个方向的尺寸有多种选择，例如，可以使壳体1的直径为80毫米，高度为80毫米或者60毫米。又或者，壳体1也可以设置为长方体，具体可以为长180毫米、宽110毫米、高60毫米的长方体或者长140毫米、宽100毫米、高60毫米的长方体。当然，壳体1的形状以及各个方向上的尺寸值可以根据实际情况进行其他设置。此外，在壳体1上可以设置便于壳体1进行固定的安装孔101。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的电永磁铁进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要 求的保护范围内。