一种坡莫合金磁芯退火设备的制作方法

本实用新型涉及一种金属工件退火设备，尤其是一种适用于坡莫合金磁芯工件的退火设备。

背景技术：

坡莫合金常指铁镍系合金，其在弱磁场中具有高的磁导率及低的矫顽力，是应用非常广泛的软磁合金。例如1j85铁镍合金带材经缠绕、退火、浸胶和喷涂工艺过程制成的坡莫合金磁芯，适于制作弱信号的低频或高频输入输出变压器、共模电感及高精度电流互感器等。

现有技术中，坡莫合金磁芯的缠绕、退火、浸胶和喷涂过程是独立进行的，由于没有形成自动化的流水生产线，难以保证各工序生产节拍的一致性，同时因各工序作业区域分散，工件在不同工序之间的传输需通过人工作业方式完成，特别是在退火工序中，以人工上下料的方式不仅存在操作者劳动强度大、工作效率低的弊病，而且在装炉、出炉过程中极易出现工件受力不均问题，影响了产品的质量和性能，另外，目前采用的磁芯退火工艺方法，因没有对退火炉的温度及时间进行准确控制，导致磁芯产品磁导率等参数的稳定性较差。

技术实现要素：

本实用新型提供一种坡莫合金磁芯退火设备，它为坡莫合金磁芯自动化生产线的重要组成部分，旨在通过对坡莫合金磁芯退火设备的优化设计，达到降低操作者劳动强度、提高工作效率、保证产品质量的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种坡莫合金磁芯退火设备，包括退火炉、机械臂、工件托盘和专用小车；所述退火炉设有抽真空装置、钨加热器、循环水冷却装置、充氩气装置、高温探头和显示屏；所述机械臂置于退火炉的炉门口一侧，设有底座、旋转座、竖直支撑座、升降座和伸缩插杆，所述底座与布置在水平地面上的机械臂滑轨配装，由底座驱动机构带动底座沿机械臂滑轨左右移动，所述旋转座置于底座上方，可通过减速电机组件驱动旋转座旋转，所述竖直支撑座下端固定在旋转座上，在竖直支撑座上安装升降轨道，所述升降座通过升降滑块与升降轨道配装，在升降座驱动机构带动下实现升降动作，所述伸缩插杆数量为两组，置于升降座上面，由伸缩插杆驱动机构带动实现前后移动；所述工件托盘置于专用小车上，在工装托盘的工件叠放限位柱上放置若干组坡莫合金磁芯工件，在工件托盘的底部设有与机械臂伸缩插杆配合的插槽。

上述坡莫合金磁芯退火设备，所述机械臂的底座驱动机构为气缸或油缸或由电机带动的丝杠螺母传动组件。

上述坡莫合金磁芯退火设备，所述机械臂的升降座驱动机构为气缸或油缸或由电机带动的丝杠螺母传动组件。

上述坡莫合金磁芯退火设备，所述机械臂的伸缩插杆驱动机构为气缸或油缸或由电机带动的丝杠螺母传动组件。

上述坡莫合金磁芯退火设备，所述伸缩插杆还设有导向座，所述导向座固定在升降座前端。

上述坡莫合金磁芯退火设备，还设有专用小车运行轨道和工件位置检测装置，所述专用小车运行轨道与退火炉的炉门口相对；所述工件位置检测装置为安装在支架上的ccd摄像头，所述支架布置在专用小车运行轨道一侧。

本实用新型提供了一种坡莫合金磁芯退火设备，它包括退火炉和工件上下料装置两大部分，特别是在工件上下料装置中，可通过专用小车完成与缠绕工序、浸胶工序之间工件的输送，并可通过机械臂与专用小车上工件托盘的配合自动完成工件装炉、出炉操作，由于在工件输送和装炉、出炉过程中不需要人工搬运，不仅降低了操作者劳动强度、提高了工作效率，还避免了人为因素导致的工件受力不均问题，从而保证了产品质量。

附图说明

图1是坡莫合金磁芯退火设备优选实施例结构示意图；

图2是图1的俯视图（图中省略了退火炉的附属系统及零部件）；

图3是机械臂结构示意图；

图4是图3的侧视图；

图5是图3的俯视图；

图6是专用小车、工件托盘及工件示意图；

图7至图9是退火炉装炉过程示意图；

图10是退火过程的温度控制曲线图。

图中各标号清单为：

1、退火炉，1-1、抽真空装置，1-2、钨加热器，1-3、循环水冷却装置，1-4、充氩气装置，1-5、高温探头，1-6、显示屏，1-7、炉门；

2、机械臂，2-1、竖直支撑座，2-2、旋转座，2-3、减速电机组件，2-4、底座，2-5、底座驱动机构，2-6、升降座驱动机构，2-7、升降座，2-8、升降轨道，2-9、升降滑块，2-10、伸缩插杆驱动机构，2-11、伸缩插杆，2-12、导向座；

3、专用小车；

4、工件托盘，4-1、插槽，4-2，工件叠放限位柱；

5、工件；

6、专用小车运行轨道；

7、机械臂滑轨；

8、ccd摄像头。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参看图1、图2，本实用新型提供一种坡莫合金磁芯退火设备，它包括退火炉1、机械臂2、工件托盘4、专用小车3、专用小车运行轨道6和工件位置检测装置；所述退火炉1设有抽真空装置1-1、钨加热器1-2、循环水冷却装置1-3、充氩气装置1-4、高温探头1-5和显示屏1-6；所述机械臂2置于退火炉1的炉门口一侧；所述工件托盘4置于专用小车3上，在工装托盘4上放置若干组坡莫合金磁芯工件5；所述专用小车运行轨道6与退火炉1的炉门口相对；所述工件位置检测装置为安装在支架上的ccd摄像头8，所述支架布置在专用小车运行轨道6一侧。

参看图3、图4、图5，本实用新型所述坡莫合金磁芯退火设备，其机械臂设有底座2-4、旋转座2-2、竖直支撑座2-1、升降座2-7和伸缩插杆2-11，所述底座2-4与布置在水平地面上的机械臂滑轨7配装，由底座驱动机构2-5带动底座2-4沿机械臂滑轨7左右移动，所述旋转座2-2置于底座2-4上方，可通过减速电机组件2-3驱动旋转座2-2旋转，所述竖直支撑座2-1下端固定在旋转座2-2上，在竖直支撑座2-1上安装升降轨道2-8，所述升降座2-7通过升降滑块2-9与升降轨道2-8配装，在升降座驱动机构2-6带动下实现升降动作，所述伸缩插杆2-11数量为两组，置于升降座2-7上面，由伸缩插杆驱动机构2-10带动实现前后移动；其中底座驱动机构2-5、升降座驱动机构2-6、伸缩插杆驱动机构2-10均可采用气缸或油缸或由电机带动的丝杠螺母传动组件。

参看图6，本实用新型所述坡莫合金磁芯退火设备，所述工装托盘4上设有一组工件叠放限位柱4-2，在工件叠放限位柱4-2上放置若干组坡莫合金磁芯工件5，相邻两组工件之间通过陶瓷垫片隔离，在工件托盘4的底部设有与机械臂伸缩插杆2-11配合的插槽4-1。

参看图7至图10，本发明所述坡莫合金磁芯退火设备用于完成工件的装炉、退火和出炉作业，其具体操作步骤如下：

a、装炉，由专用小车3将缠绕工序完成的工件5向退火炉1的炉门口前运送（如附图7所示），当ccd摄像头8捕捉到工件信息后，向坡莫合金磁芯生产线的控制系统发出信号，再由坡莫合金磁芯生产线的控制系统向机械臂2的底座驱动机构2-5发出动作指令，由机械臂2的底座驱动机构2-5推动底座2-4向专用小车3方向移动，底座2-4移动到位后，机械臂2的升降座驱动机构2-6动作，通过升降座2-7的升降使伸缩插杆2-11高度与专用小车3上工件托盘4底部的插槽4-1高度一致，然后在机械臂2的伸缩插杆驱动机构2-10带动下，伸缩插杆2-11进入工件托盘4底部的插槽4-1中（如附图8所示），机械臂2的升降座驱动机构2-6再次动作，使伸缩插杆2-11将工件托盘4提升一定高度，随后减速电机组件2-3动作，驱动旋转座2-2旋转一定角度，将伸缩插杆2-11前端的工件托盘4放入退火炉1中（如附图9所示）；

b、退火炉预热，通过与步骤a中相反的动作，使机械臂2的伸缩插杆2-11从退火炉1中退出，然后关闭炉门1-7，抽真空装置1-1工作，使退火炉内真空度达到1×10-5mpa,再由钨加热器1-2对炉体进行预热，按照退火炉设备的操作规程，预热50分钟，显示屏1-6示数为600ºc，保持炉内恒温20分钟，使炉内不同位置处的温度一致；

c、退火炉升温，退火炉的温度调节系统中钨加热器1-2对炉体进行加热，加热60分钟后，当显示屏1-6示数为950ºc时，保持炉内恒温300分钟，在高真空高温环境下，1j85带材不氧化，表面仍呈现亮白色，随着950℃恒温时间的延长带材晶粒的长大和孪晶数量的减少，使得磁畴变大且与晶界接触的几率减少，从而磁畴运动的阻力减少，表现为最大的磁导率的增大与矫顽力的降低；同时退火过程中晶格畸变应力减少，使磁导率增大，经试验证明：1j85带材在真空度1×10^-5mpa，950℃保温300分钟的条件下磁性能达到最佳状态；

d、退火炉平缓降温，启动循环水冷却装置1-3，300分钟后，使炉内温度由950ºc平缓下降至300ºc，此时1j85铁镍合金中晶格排列趋于稳定，工件的磁性能保持稳定状态；

e、退火炉快速降温，通过调节循环水冷却装置中控制阀门，加大循环水冷却装置1-3中流量，并向真空退火炉中充氩气，使炉内温度由300ºc快速下降至常温状态，由此缩短退火作业周期，保证退火工序与磁芯生产线节拍的一致性；

f、出炉，打开炉门1-7，机械臂2的旋转座2-2旋转一定角度，使机械臂2的伸缩插杆2-11进入退火炉1中，然后在机械臂2的伸缩插杆驱动机构2-10带动下，伸缩插杆2-11进入工件托盘4底部的插槽4-1中，机械臂2的升降座驱动机构2-6再次动作，使伸缩插杆2-11将工件托盘4提升一定高度，随后减速电机组件2-3动作，驱动旋转座2-2反向旋转一定角度，将伸缩插杆2-11前端的工件托盘4放入专用小车3上，通过专用小车3将退火后的磁芯工件5运送至浸胶工位作业区域。