一种磁钢充磁包装自动化生产线的制作方法

本发明涉及磁性材料自动化设备技术领域，具体为一种磁钢充磁包装自动化生产线。

背景技术：

钕铁硼磁性材料俗称磁钢，经表面处理后的成型磁钢还需要经过充磁和磁性能检测再进行包装，该工序传统做法是人工流水线操作，效率较低。中国专利cn106144579a公开了一种磁钢充磁和磁通量检测一体化设备，该设备将充磁和磁通量检测工位集成于一体，且在两个工位之间设置传送装置，实现了充磁和磁通量检测的一体化操作，可以节省人力和物力，降低生产成本，提高生产效率。然而该设备仅用作磁钢充磁步骤中单独使用的自动化设备，无法与磁钢自动化产线对接，虽然有的磁钢生产厂家在各工艺环节采用自动化设备替换人工操作，但是这些工艺环节中磁钢衔接周转仍未实现自动化的流水线生产，不仅对产品质量一致性造成影响，而且生产效率仍有待提高，因此有必要研发一种磁钢充磁包装自动化生产线。

技术实现要素：

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种磁钢充磁包装自动化生产线，其将磁钢上料、外观检测、激光打码、充磁、磁通检测、归类分选及包装工序集成于一体化的自动化生产线，仅在磁钢上料及包装工序设置人工操作工位，其余工艺环节实现智能化全自动流转加工，由于采用自动化流水线加工，大幅提升了磁钢生产效率，同时磁钢质量一致性得以保证。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种磁钢充磁包装自动化生产线，包括磁钢批量上料装置、磁钢外观检测设备、磁钢激光打码设备、磁钢充磁分选一体化设备以及包装平台；磁钢批量上料装置的输出端与磁钢外观检测设备的输入端连接，磁钢外观检测设备的输出端与磁钢激光打码设备输入端连接，磁钢激光打码设备的输出端连接至直线输送带，所述磁钢充磁分选一体化设备为多个，该多个磁钢充磁分选一体化设备并列设置于所述直线输送带的一侧，所述直线输送带的另一侧设有回转输送带，每个所述磁钢充磁分选一体化设备均设有与所述直线输送带对接的进料机构以及与所述回转输送带对接的出料机构，所述包装平台设置于所述回转输送带的旁侧。

其中，所述磁钢批量上料装置包括物料输送机、上料装置和上料传送带，上料传送带与磁钢外观检测设备的输入端对接，物料输送机用于输送承载有料框的托盘，上料装置包括移料机械手，移料机械手用于将料框内的磁钢移送至上料传送带上。

其中，所述磁钢充磁分选一体化设备的进料机构包括由电机驱动的第一传送带以及由气缸驱动的刮板，第一传送带的末端设有第一挡块，刮板在气缸驱动下将所述直线输送带上的磁钢刮入第一传送带，磁钢经第一传送带传送至第一挡块位置。所述直线输送带上与所述磁钢充磁分选一体化设备相对应的位置设有用于检测磁钢的传感器。

进一步的，所述磁钢充磁分选一体化设备的出料机构包括由第二电缸驱动的第二滑块，所述第二滑块上设置有第三气夹，第二滑块在第二电缸驱动下将磁钢送至回转输送带上。所述回转输送带上设有若干用于放置磁钢的料筒。

进一步的，所述磁钢充磁分选一体化设备还包括充磁工位、检测工位、移送机构和分选工位，移送机构用于将进料机构输出的磁钢依序移送至充磁工位、检测工位和分选工位，所述移送机构包括由电机驱动的第二传送带以及由气缸驱动的移送架，第二传送带的末端设有第二挡块，移送架设有分别与所述第一挡块、充磁工位和检测工位对应的三个吸臂，移送架在气缸驱动下将三个吸臂上的磁钢同步移送至充磁工位、检测工位和第二传送带前端的对应位置，磁钢经第二传送带传送至第二挡块位置；所述分选工位包括垫块上料机构、由第一电缸驱动的第一滑块以及用于收集不同磁通等级磁钢的若干磁钢分类堆叠装置；所述垫块上料机构用于逐一地将垫块输送至与第二挡块相邻的位置，所述第一滑块上设置有用于夹取第二挡块位置的磁钢的第一气夹和用于夹取垫块上料机构输出的垫块的第二气夹，第一电缸根据检测工位所检测到的磁性能参数控制第一滑块移动，第一滑块在第一电缸驱动下依序将第一气夹上的磁钢和第二气夹上的垫片放入相对应的磁钢分类堆叠装置。

进一步的，所述磁钢分类堆叠装置包括由气缸驱动水平移动的移料治具和由气缸驱动竖直移动的气动抱夹，所述移料治具在气缸驱动下在所述第一滑块与所述气动抱夹之间往复移动，所述移料治具设有用于容置磁钢和垫片的第一容置槽，所述气动抱夹设有用于容置堆叠的磁钢和垫片的第二容置槽；当移料治具位于第一滑块位置时，所述第一气夹和所述第二气夹依序将磁钢和垫片重叠地放置于所述第一容置槽内，当移料治具位于气动抱夹位置时，所述气动抱夹在气缸驱动下竖直向上移动，以使所述气动抱夹的下部预留出用于容置磁钢和垫片的高度，当所述第一容置槽内的磁钢和垫片位于所述第二容置槽的下方时，第一容置槽内的磁钢和垫片被第二容置槽内堆叠的磁钢和垫片在磁力作用下吸附且堆叠于一体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本磁钢充磁包装自动化生产线，其将磁钢上料、外观检测、激光打码、充磁、磁通检测、归类分选及包装工序集成于一体化的自动化生产线，仅在磁钢上料及包装工序设置人工操作工位，其余工艺环节实现智能化全自动流转加工，由于采用自动化流水线加工，大幅提升了磁钢生产效率，同时磁钢质量一致性得以保证，其中磁钢充磁分选一体化设备在现有磁钢充磁和检测设备的基础上，增加分选工位，该分选工位包括垫块上料机构和磁钢分类堆叠装置，其中垫块上料机构用于逐一地将垫块输送至与第二挡块相邻的位置，并由第一滑块上的两个气夹同步地将第二传送带上充磁和检测后的磁钢以及垫块夹起，第一电缸根据检测工位所检测到的该磁钢的磁性能参数控制第一滑块移动，并依序将磁钢和垫块放入相对应的磁钢分类堆叠装置内，与现有的磁钢充磁和检测设备相比，增加了磁钢磁性能等级的分选功能，提高了设备的自动化程度；另一方面，本磁钢充磁分选一体化设备改进进料机构和出料机构，使其能与磁钢自动化生产线的直线输送带和回转输送带无缝对接，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图。

图2是本发明的立体结构示意图。

图3是本发明磁钢批量上料装置的结构示意图。

图4是本发明磁钢充磁分选一体化设备的俯视结构示意图。

图5是本发明磁钢充磁分选一体化设备的进料机构的结构示意图。

图6是本发明磁钢充磁分选一体化设备的立体结构示意图。

图7是本发明磁钢充磁分选一体化设备的另一角度的立体结构示意图。

图8是本发明磁钢充磁分选一体化设备的磁钢分类堆叠装置的结构示意图。

图中，1.磁钢批量上料装置；2.磁钢外观检测设备；3.磁钢激光打码设备；4.磁钢充磁分选一体化设备；5.包装平台；10.进料机构；11.第一传送带；12.刮板；13.第一挡块；20.充磁工位；30.检测工位；40.移送机构；41.第二传送带；42.移送架；43.第二挡块；44.吸臂；50.分选工位；51.垫块上料机构；52.第一电缸；53.第一滑块；54.磁钢分类堆叠装置；541.移料治具；542.气动抱夹；543.移料滑轨；544.锁定气缸；5411.第一容置槽；5421.第二容置槽；55.第一气夹；56.第二气夹；6.直线输送带；60.出料机构；61.第二电缸；62.第二滑块；63.第三气夹；7.回转输送带；71.料筒；81.物料输送机；82.上料装置；83.上料传送带；84.托盘；85.料框；86.移料机械手；87.吸盘。

具体实施方式

结合附图1-8对本发明进一步阐释。

参见图1-2所示的一种磁钢充磁包装自动化生产线，包括磁钢批量上料装置1、磁钢外观检测设备2、磁钢激光打码设备3、磁钢充磁分选一体化设备4以及包装平台5；磁钢批量上料装置1的输出端与磁钢外观检测设备2的输入端连接，磁钢外观检测设备2的输出端与磁钢激光打码设备3输入端连接，磁钢激光打码设备3的输出端连接至直线输送带6，所述磁钢充磁分选一体化设备4为多个，该多个磁钢充磁分选一体化设备4并列设置于所述直线输送带6的一侧，本实施方式中，磁钢充磁分选一体化设备4为并列设置的六个，所述直线输送带6的另一侧设有回转输送带7，每个所述磁钢充磁分选一体化设备4均设有与所述直线输送带6对接的进料机构10以及与所述回转输送带7对接的出料机构60，所述包装平台5设置于所述回转输送带7的旁侧。

参见图3所示，所述磁钢批量上料装置1包括物料输送机81、上料装置82和上料传送带83，上料传送带83与磁钢外观检测设备2的输入端对接，物料输送机81用于输送承载有料框85的托盘84，上料传送带83设置在物料输送机81旁侧，上料传送带83传送方向和物料输送机81的输送方向平行，上料装置82安装在物料输送机81上，该上料装置82设有将物料输送机81上输送的磁钢批量搬运到上料传送带83上的移料机械手86，物料输送机81为重载输送机，物料输送机81上输送有用于承载料框85的托盘84，物料输送机81上位于移料机械手86下方安装有用于固定托盘84的定位装置，移料机械手86设有若干个竖直向下延伸的吸盘87，所有吸盘87等间距的呈直线排列，吸盘87排列方向与物料输送机81的输送方向一致，物料输送机81的输送方向末端安装有用于卸载托盘84的卸载装置。物料输送机81输送成框码放好的未充磁磁钢，采用定制料框85，料框85内可以整并且密集齐码放多层磁钢，码放在料框85内的每块磁钢的位置固定，以便移料机械手86抓取每个磁钢，由于满载磁钢的料框85较重，因此物料输送机81需要选择重载输送机，重载输送机为倍速链输送机。当装载有料框85的托盘84运动到移料机械手86运动轨迹下方后，通过定位装置将托盘84定位，使该托盘84停留在固定位置，移料机械手86下降到料框85内通过一组直线排列的吸盘87从料框85内最上层吸取一组磁钢，随后移料机械手86移动到上料传送带83上，将一组磁钢放置到上料传送带83上，由上料传送带83传送到加工工位，需要说明的是，由于采用定制料框85，料框85内每一层中的每个磁钢的位置预先编程输入控制系统，移料机械手86根据程序要求抓取完一层磁钢后抓取下一层磁钢，因此移料机械手86具备x轴、y轴和z轴三个方向的运动能力。当料框85内所有磁钢都搬运完之后，定位装置释放该位置的托盘84，托盘84携带空料框85向物料输送机81的输送方向末端运动，通过卸载装置将携带空料框85的托盘84举升到一定高度，待工作人员将其从物料输送机81上取下，取下的托盘84重新回到物料输送机81的进料端承载满载料框85，工作人员将空料框85拿到上一个工位，将未充磁磁钢整齐码放到空料框85内，本申请中磁钢批量上料装置1的输出端即为上料传送带83的末端。

磁钢外观检测设备2为外购的现有设备，如201410119936.6公开的基于机器视觉的钕铁硼磁性工件全自动智能选片机，磁钢外观检测设备2用于检测磁钢的外观缺陷，如尺寸不符合要求，表面有裂纹和缺角等问题的磁钢经磁钢外观检测设备2后会自动分选出来，磁钢外观检测设备2的输入端一般为传送带，磁钢批量上料装置1的上料传送带83与磁钢外观检测设备2的传送带可通过挡板实现对接，即将磁钢批量上料装置1上料传送带83输出的磁钢输送到磁钢外观检测设备2的传送带上。

磁钢激光打码设备3也为外购的现有设备，磁钢激光打码设备3用于在磁钢表面打印标记，本申请中采用二维码标记，通过该二维码标记可以方便地查询或追溯该磁钢的生产批次及磁性能参数，磁钢外观检测设备2输出的合格品磁钢被输送至磁钢激光打码设备3进行逐一打码，并录入电脑数据库系统，打码后的磁钢输出至直线输送带6上。

本申请中磁钢充磁分选一体化设备4为自主研发的设备，该设备是构成本磁钢充磁包装自动化生产线的关键设备。由于磁钢批量上料装置1、磁钢外观检测设备2、磁钢激光打码设备3单个磁钢的加工时间较少，而磁钢充磁分选一体化设备4单个磁钢的加工时间较长，因此本生产线高效运行，需要配置多台同步运作的磁钢充磁分选一体化设备4，而本生产线的布置可以最大化地节省场地空间。

所述包装平台5设置于所述回转输送带7的旁侧，回转输送带7将堆叠在料筒71内的磁钢输送到包装平台5包装。

参见图4所示，所述的磁钢充磁分选一体化设备4，包括进料机构10、充磁工位20、检测工位30、移送机构40、分选工位50和出料机构60，移送机构40用于将进料机构10输出的磁钢依序移送至充磁工位20、检测工位30和分选工位50；充磁工位20设置利用充磁线圈进行充磁的设备，检测工位30设置磁通检测仪，磁钢从充磁工位20和检测工位30的上方进出，有利于对磁钢进行同步移送，需要说明的是，充磁工位20和检测工位30为现有技术，故不再赘述其构造。

参见图5所示，所述的磁钢充磁分选一体化设备4的进料机构10包括由电机驱动的第一传送带11以及由气缸驱动的刮板12，第一传送带11的末端设有第一挡块13，刮板12在气缸驱动下将直线输送带6上的磁钢刮入第一传送带11，磁钢经第一传送带11传送至第一挡块13位置；第一传送带11的前端与磁钢自动化产线上道工序的输送装置相邻，且保持同一水平高度，气缸位于第一传送带11的旁侧，该气缸优选采用无杆气缸，节省空间，尽量减少第一传送带11与磁钢自动化产线的输送装置对接时的位置干涉，刮板12位于第一传送带11的上方并通过z形连接板与气缸连接，本磁钢充磁分选一体化设备4通过设置一传感器自动检测磁钢自动化产线的输送装置上的磁钢来控制驱动刮板12的气缸动作，例如：当检测到磁钢自动化产线的输送装置上的磁钢时，刮板12在气缸带动下伸出到磁钢自动化产线的输送装置上，并将该磁钢刮入到第一传送带11上，这里需要说明的是，本磁钢充磁分选一体化设备4的磁钢充磁及检测采用一进一出的方式，故当磁钢充磁分选一体化设备4已有磁钢正在充磁或检测时，即使检测到磁钢自动化产线的输送装置上的磁钢时，气缸也不驱动刮板12动作，其中，第一挡块13用于与磁钢限位配合，将磁钢挡在第一传送带11的末端位置，以便于移送机构40取料。

参见图6所示，所述的磁钢充磁分选一体化设备4的移送机构40包括由电机驱动的第二传送带41以及由气缸驱动的移送架42，第二传送带41的末端设有第二挡块43，移送架42设有分别与所述第一挡块13、充磁工位20和检测工位30对应的三个吸臂44，移送架42在气缸驱动下将三个吸臂44上的磁钢同步移送至充磁工位20、检测工位30和第二传送带41前端的对应位置，磁钢经第二传送带41传送至第二挡块43位置；驱动移送架42的气缸包括横移气缸和升降气缸，吸臂44吸取磁钢或放下磁钢前，升降气缸驱动移送架42下降至吸臂44靠近磁钢的位置，吸臂44吸取磁钢或放下磁钢后，升降气缸复位带动移送架42上升；其中，其第一挡块13、充磁工位20、检测工位30以及第二传送带41前端成直线等间距设置，便于移送架42上的三个吸臂44同步移料，第二挡块43用于与磁钢限位配合，将磁钢挡在第二传送带41的末端位置，以便于分选工位50取料。

参见图7所示，所述的磁钢充磁分选一体化设备4的分选工位50包括垫块上料机构51、由第一电缸52驱动的第一滑块53以及用于收集不同磁通等级磁钢的若干磁钢分类堆叠装置54，本实施例中，第一电缸52为伺服电动缸，磁钢分类堆叠装置54为四个，即将充磁后的磁钢根据磁通检测的结果分为不合格品及三种不同类型的合格品；所述垫块上料机构51用于逐一地将垫块输送至与第二挡块43相邻的位置，由于充磁后的磁钢具有较强的磁性，因此在磁钢堆叠时需要用隔磁垫片将其分隔堆叠，便于后续包装或拆分使用，垫片一般选用塑料件，垫块上料机构51亦可采用常规振动盘振动上料的方式，所述第一滑块53上设置有用于夹取第二挡块43位置的磁钢的第一气夹55和用于夹取垫块上料机构51输出的垫块的第二气夹56，这里的第一气夹55也可以为真空吸臂44，其中第一气夹55和第二气夹56的间距与第二挡块43和垫块上料机构51输出端的间距一致，有利于第一气夹55和第二气夹56同步取料，第一电缸52根据检测工位30所检测到的磁性能参数控制第一滑块53移动，第一滑块53在第一电缸52驱动下依序将第一气夹55上的磁钢和第二气夹56上的垫片放入相对应的磁钢分类堆叠装置54，例如当检测工位30检测到磁钢的磁通量不合格，设备根据该检测数据来控制第一电缸52动作，第一电缸52驱动第一滑块53移动至不合格品对应的磁钢分类堆叠装置54的位置，并将该类不合格的磁钢及垫块进行竖直堆叠。进一步的，所述垫块上料机构51的输送方向与所述第二传送带41的输送方向相垂直，所述第二气夹56为旋转气夹，该构造有利于在设备的旁侧设置振动盘以实现垫块的振动上料。

所述的磁钢充磁分选一体化设备4的出料机构60包括由第二电缸61驱动的第二滑块62，第二电缸61为伺服电动缸，所述第二滑块62上设置有用于夹取所述磁钢分类堆叠装置54内堆叠的磁钢的第三气夹63，第二滑块62在第二电缸61驱动下将所述磁钢分类堆叠装置54内堆叠的磁钢移送至回转输送带7上的料筒71内。当磁钢分类堆叠装置54内堆叠的磁钢达到设定数量时，第二电缸61驱动第二滑块62移动至该磁钢分类堆叠装置54位置，并将其堆叠的磁钢通过第三气夹63夹取至磁钢自动化产线的输送装置上。为节省空间，第二电缸61与第一电缸52呈上下设置，第二电缸61设置与第一电缸52上方，第二电缸61利用第一电缸52的动作间隙控制第二滑块62动作，第三气夹63取料时从所述气动抱夹542的上方取料，即磁钢分类堆叠装置54采用底进上出的方式堆叠磁钢即垫片，避免了磁钢因磁性吸附力导致堆叠不齐的问题。

本磁钢充磁包装自动化生产线，其将磁钢上料、外观检测、激光打码、充磁、磁通检测、归类分选及包装工序集成于一体化的自动化生产线，仅在磁钢上料及包装工序设置人工操作工位，其余工艺环节实现智能化全自动流转加工，由于采用自动化流水线加工，大幅提升了磁钢生产效率，同时磁钢质量一致性得以保证，其中磁钢充磁分选一体化设备4在现有磁钢充磁和检测设备的基础上，增加分选工位50，该分选工位50包括垫块上料机构51和磁钢分类堆叠装置54，其中垫块上料机构51用于逐一地将垫块输送至与第二挡块43相邻的位置，并由第一滑块53上的两个气夹同步地将第二传送带41上充磁和检测后的磁钢以及垫块夹起，第一电缸52根据检测工位30所检测到的该磁钢的磁性能参数控制第一滑块53移动，并依序将磁钢和垫块放入相对应的磁钢分类堆叠装置54内，与现有的磁钢充磁和检测设备相比，增加了磁钢磁性能等级的分选功能，提高了设备的自动化程度；另一方面，本磁钢充磁分选一体化设备4改进进料机构10和出料机构60，使其能与磁钢自动化生产线的直线输送带6和回转输送带7无缝对接，提高生产效率。

进一步的，参见图8所示，所述磁钢分类堆叠装置54包括由气缸驱动水平移动的移料治具541和由气缸驱动竖直移动的气动抱夹542，所述移料治具541在气缸驱动下在所述第一滑块53与所述气动抱夹542之间往复移动，所述移料治具541设有用于容置磁钢和垫片的第一容置槽5411，所述气动抱夹542设有用于容置堆叠的磁钢和垫片的第二容置槽5421；当移料治具541位于第一滑块53位置时，所述第一气夹55和所述第二气夹56依序将磁钢和垫片重叠地放置于所述第一容置槽5411内，当移料治具541位于气动抱夹542位置时，所述气动抱夹542在气缸驱动下竖直向上移动，以使所述气动抱夹542的下部预留出用于容置磁钢和垫片的高度，当所述第一容置槽5411内的磁钢和垫片位于所述第二容置槽5421的下方时，第一容置槽5411内的磁钢和垫片被第二容置槽5421内堆叠的磁钢和垫片在磁力作用下吸附且堆叠于一体。

所述磁钢分类堆叠装置54还包括移料滑轨543，所述移料治具541在气缸驱动下沿该移料滑轨543水平移动，所述移料治具541上设有与第一容置槽5411限位配合的锁定气缸544。

所述磁钢分类堆叠装置54的工作原理为：首先由第一电缸52驱动第一滑块53移动至对应的磁钢分类堆叠装置54对应位置，气动抱夹542在气缸驱动下向上提升，使得移料治具541与气动抱夹542脱离限位，初始状态在第一容置槽5411内无磁钢和垫块，因此气动抱夹542在第一次向上提升时未夹持任何物料，下一步移料治具541在气缸驱动下沿移料滑轨543移动至第一滑块53下方，同时锁定气缸544动作解除与第一容置槽5411的限位配合，移料治具541到位后，第一滑块53上第一气夹55和第二气夹56先后将磁钢和垫块放入第一容置槽5411内，此时锁定气缸544动作将磁钢和垫块限位固定在移料治具541的第一容置槽5411内，下一步移料治具541在气缸驱动下复位至气动抱夹542的下方，锁定气缸544动作解除与第一容置槽5411的限位配合，此时若气动抱夹542的第二容置槽5421内夹持有磁钢和垫块，第一容置槽5411内的磁钢会被第二容置槽5421内夹持的磁钢吸附上去，气动抱夹542在气缸驱动下向下移动，并同时松开抱夹，气动抱夹542下移到位后，再将第一容置槽5411内的磁钢和垫块夹持于气动抱夹542的第二容置槽5421内，上述过程循环执行，直至起到抱夹第二容置槽5421内的磁钢达到设定数值，再由出料机构60将其取出；这里需要说明的是，随着上述过程的重复执行，气动抱夹542内的磁钢和垫块会逐步叠置增多，气动抱夹542每一次松开后再夹紧会对堆叠的磁钢和垫块起到整形作用，保证磁钢和垫块堆叠整齐。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。