利用永久磁场进行充磁或退磁的装置和自动充退磁机的制作方法

本实用新型涉及充磁和退磁，特别是涉及利用永久磁场进行充磁或退磁的装置和自动充退磁机。

背景技术：

磁性工件是许多电子、电气产品的重要部件，充磁是生产磁性工件过程中的重要工艺，退磁是检验磁性工件的内禀矫顽力Hcj和退磁曲线方形度指标Hk的重要手段。充磁是将工件置于预先建立的固定强度的磁场中，使工件达到磁饱和状态；退磁则通过建立与磁性工件的磁场方向相反的磁场，使工件的剩磁Br减弱甚至回复到零。

现有技术中对工件进行充磁、退磁，使用的方式一般是，利用大功率电源为电磁线圈提供电流产生磁场，使磁场中的工件磁化或者退磁。这种充磁或退磁装置结构较简单，然而也存在着以下问题：

产生磁场需要较大的激磁电流，需要耗费大量的电能，而且电流使导线产生大量的热量，容易导致绝缘老化甚至出现烧毁设备的安全事故。为了解决发热的问题，现有的充磁或退磁设备往往需要设置专门的冷却机构，增加了设备的成本。另外电源产生的电流会出现波动的情况，很难实现恒定且幅值可精细调节的电流输出，影响磁场的稳定性和磁场强度的调节精度，导致工件的充磁或退磁效果不理想，严重影响了磁性工件的充磁及检测效果。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是要提供一种由永磁体构建的均匀稳定的永久磁场对磁性工件进行充磁或退磁的装置和自动充退磁机。

本实用新型一个进一步的目的是要节省电能消耗。

本实用新型另一个进一步的目的是要使得磁场连续、精细可调，满足磁性工件的加工要求。

特别地，本实用新型提供了一种由永磁体构建的永久磁场进行充磁或退磁的装置，其包括：第一永磁体和第二永磁体，设置成具有相同的磁极方向且分别固定有末端间隔相对的第一导磁极头和第二导磁极头，以在其间限定出用于放置待充磁或退磁的磁性工件的气隙。

可选地，第一导磁极头和第二导磁极头两者末端的横截面积分别小于两者固定于相应第一永磁体和第二永磁体的首端的横截面积，以聚集第一永磁体和第二永磁体产生的磁场。

可选地，第一导磁极头和第二导磁极头两者从其首端至其末端的横截面轮廓渐缩；或者第一导磁极头和第二导磁极头两者从其首端至其末端的横截面轮廓阶级递减。

可选地，上述装置还包括：第一箱体，其内部形成有用于安装第一永磁体和第一导磁极头的第一安装腔；第二箱体，其内部形成有用于安装第二永磁体和第二导磁极头的第二安装腔；和导磁板，连接在第一箱体和第二箱体间。

可选地，第一箱体包括：第一导磁背板，设置于第一永磁体相背于第二永磁体的一侧；第一侧壁，从第一导磁背板的边缘向第二永磁体的方向延伸；以及第一压板，由反磁物质或顺磁物质制成，与第一导磁背板相对设置，以与第一导磁背板、以及第一侧壁共同限定出第一安装腔，并且第二箱体包括：第二导磁背板，设置于第二永磁体相背于第一永磁体的一侧；第二侧壁，从第二导磁背板的边缘向第一永磁体的方向延伸；以及第二压板，由反磁物质或顺磁物质制成，与第二导磁背板相对设置，以与第二导磁背板、以及第二侧壁共同限定出第二安装腔。

可选地，导磁板分别连接于第一导磁背板和第二导磁背板的边缘。

可选地，上述装置还包括：调节结构，与第一导磁背板连接，并配置成带动第一导磁背板、第一永磁体和第一导磁极头沿预设的轴线方向移动，以通过改变第一导磁极头与第二导磁极头的间距调整气隙的永久磁场的强度，其中轴线为第一导磁极头和第二导磁极头的中心点的连线。

根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种自动充退磁机，其还包括：工件传送盘，其上表面沿其周向设置有一个或多个供放置磁性工件的工件放置部，并配置成带动工件放置部以工件传送盘的中心为轴进行旋转，以及上述介绍的任一种利用永久磁场进行充磁或退磁的装置，其第一导磁极头和第二导磁极头分别设置于工件传送盘的上方和下方，并使第一导磁极头和第二导磁极头的中心正对于工件放置部旋转的路径，以在工件放置部旋转至第一导磁极头和第二导磁极头的位置时使磁性工件被充磁或退磁。

可选地，上述自动充退磁机还包括：第一剩磁检测组件和第二剩磁检测组件，其中第一剩磁检测组件、利用永久磁场进行充磁或退磁的装置、第二剩磁检测组件沿工件传送盘的周向间隔布置，并且第一剩磁检测组件和第二剩磁检测组件分别配置成测量充磁或退磁前、后的磁性工件的剩磁等级。

可选地，上述自动充退磁机还包括：自动收料组件，设置于工件传送盘的外周缘，并配置成在工件放置部旋转至其下方时从工件放置部中捕获充磁或退磁后的磁性工件，并按照充磁或退磁后的磁性工件的剩磁等级将其分拣至对应的收料位置。

本实用新型的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置，利用永磁体提供均匀稳定的磁场，供磁性工件进行充磁或退磁。导磁极头可以将永磁体的磁场进行聚集，使磁性工件所在位置具有满足充磁或退磁要求的磁场强度，避免了电流引起的热量和磁场波动，从而提高了充磁或退磁的稳定性、可靠性和安全性。

进一步地，本实用新型的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置，利用铁磁物质结合反磁物质或顺磁物质形成箱体，以供安装永磁体和导磁极头，一方面利用铁磁物质构成磁回路，提高磁场，另一方面，形成磁路屏蔽，减小漏磁。

更进一步地，本实用新型的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置，可以通过移动磁路中的永磁体和导磁极头，改变导磁极头之间的间距，实现连续精确的磁场调节，以满足退磁的磁场强度要求。

本实用新型的自动充退磁机，上述利用永久磁场进行充磁或退磁的装置进行充磁或退磁，并且还可以利用工件传送盘带动磁性工件回转完成充磁或退磁前的测量、充磁或退磁、充磁或退磁后的测量、以及收取的整个过程，由于采用旋转盘式的运动方式，相比较于平移式或者往复式的工件传送机构提高了传送的精度，高效地完成整个充磁或退磁过程，提高了生产效率。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置的示意性透视图；

图2是沿图1中的剖切线A-A截取的示意性剖视图；

图3是根据本实用新型一个实施例的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置的磁力线示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置的外形示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的自动充退磁机的轴测示意图；以及

图6是根据本实用新型一个实施例的自动充退磁机的俯视图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置100的示意性透视图；图2是沿图1中的剖切线A-A截取的示意性剖视图。该永久磁场进行充磁或退磁的装置100一般性地可以包括：第一永磁体110、第二永磁体120、第一导磁极头111、第二导磁极头121。

第一永磁体110和第二永磁体120相对间隔设置，用于提供充磁或退磁所需的永久磁场，第一永磁体110和第二永磁体120的磁极方向配置成相同，也即第一永磁体110和第二永磁体120相对表面的磁极是相反的。

第一永磁体110和第二永磁体120分别固定有末端间隔相对的第一导磁极头111和第二导磁极头121，第一导磁极头111和第二导磁极头121的末端之间限定出用于放置待充磁或退磁的磁性工件的气隙。例如第一导磁极头111的首端固定于第一永磁体110，并朝向第二永磁体120延伸；第二导磁极头121的首端固定于第二永磁体120，并向第一永磁体110的方向延伸。第一导磁极头111与第二导磁极头121的末端间隔相对，从而限定出放置待充磁或退磁的磁性工件的气隙。

第一导磁极头111和第二导磁极头121两者末端的横截面积分别小于两者固定于相应第一永磁体110和第二永磁体120的首端的横截面积，以聚集第一永磁体110和第二永磁体120产生的磁场。第一导磁极头111和第二导磁极头121的可选结构为：第一导磁极头111和第二导磁极头121两者从其首端至其末端的横截面轮廓渐缩，或者第一导磁极头111和第二导磁极头121两者从其首端至其末端的横截面轮廓阶级递减。第一导磁极头111和第二导磁极头121的末端为具有一定面积的平面，从而在平面之间的气隙中形成均匀的磁场。第一导磁极头111和第二导磁极头121优选形成类似于截锥体的形状，在一些可选实施例中，第一导磁极头111和第二导磁极头121分别有多个大小不同的圆柱状或长方形的导磁块叠放形成，这些导磁块的大小从第一永磁体110和第二永磁体120的首端至末端减小，以实现横截面轮廓阶级递减。

本实施例的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置100为了形成上述的构造，还设置有用于安装第一永磁体110和第一导磁极头111的第一箱体130以及用于安装第二永磁体120和第二导磁极头121的第二箱体140，第一箱体130与第二箱体140通过导磁板160连接。第一箱体130内部形成有用于安装第一永磁体110和第一导磁极头111的第一安装腔；第二箱体140内部形成有用于安装第二永磁体120和第二导磁极头121的第二安装腔。

上述第一箱体130和第二箱体140用于限定永磁体和导磁极头的位置，其中的导磁背板作为导磁的磁路。第一箱体130可以包括：第一导磁背板131、第一侧壁132、第一压板133，第二箱体140可以包括：第二导磁背板141、第二侧壁142、第二压板143。第一导磁背板131设置于第一永磁体110相背于第二永磁体120的一侧，第一侧壁132从第一导磁背板131的边缘向第二永磁体120的方向延伸；第一压板133由反磁物质或顺磁物质制成，与第一导磁背板131相对设置。第一压板133、第一导磁背板131、以及第一侧壁132共同限定出第一安装腔。

第二箱体140采用与第一箱体130对称的结构，第二导磁背板141设置于第二永磁体120相背于第一永磁体110的一侧；第二侧壁142从第二导磁背板141的边缘向第一永磁体110的方向延伸；第二压板143由反磁物质或顺磁物质制成，与第二导磁背板141相对设置。第二压板143、第二导磁背板141、以及第二侧壁142共同限定出第二安装腔。

上述第一导磁背板131、第二导磁背板141、导磁板160、第一导磁极头111和第二导磁极头121可以使用碳钢、电工纯铁、坡莫合金、铁钴合金等铁磁物质制成，而第一侧壁132、第二侧壁142、第一压板133、第二压板143可以采用不锈钢、铝、铜、塑料、尼龙等反磁物质或顺磁物质制成。

在本领域中一般物质的导磁能力的大小以磁导率μ表示。物质的磁导率μ与真空的磁导率μ₀(4×10^-7H/m)之比，称为该物质的相对导磁率，以μ_r表示，一般材料按照μ_r的大小分为三类：当稍小于1时称之为反磁物质，如铜、银、金等；当稍大于1时称之为顺磁物质，如空气、铝、锡等，当远远大于1时称之为铁磁物质。反磁物质和顺磁物质属于弱磁性物质，其磁导率与真空近似。铁磁物质作为组成磁路的材料。

在本实施例中，利用铁磁物质(例如碳钢、电工纯铁、坡莫合金、铁钴合金等)结合反磁物质或顺磁物质(例如不锈钢、铝或铜等材料)共同形成箱体，以供安装永磁体和导磁极头，一方面利用铁磁物质构成磁回路，提高磁场，另一方面，形成磁路屏蔽，减小漏磁。

第一箱体130和第二箱体140通过导磁板160连接。导磁板160可以分别与第一导磁背板131和第二导磁背板141的边缘相抵，例如导磁板160可以与第一导磁背板131和第二导磁背板141中的一个固定连接(图1中示出的示例为导磁板160与第二导磁背板141固定连接)。另外在一些可选实施例中，第一导磁背板131可以沿导磁板160移动，从而调整第一导磁极头111与第二导磁极头121之间的气隙。在一些可选实施里中导磁板160可以为C型结构。

图3是根据本实用新型一个实施例的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置100的磁力线示意图，由于第一压板133和第二压板143由反磁物质或顺磁物质制成，不会成为影响磁力线的分布的不利因素。在该磁路中，磁力线沿第二永磁体120、第二导磁背板141、导磁板160、第一导磁背板131、第一永磁体110、第一导磁极头111、极头之间的气隙、第二导磁极头121的线路闭合，漏磁较少，可以充分利用第一永磁体110和第二永磁体120所产生的永久磁场。

上述装置100还可以包括：调节机构150，与第一导磁背板131连接，并配置成带动第一箱体130、第一永磁体110以及第一导磁极头111沿预设的轴线方向移动，以改变第一导磁极头111与第二导磁极头121的间距，其中轴线为第一导磁极头111和第二导磁极头121的中心点的连线。调节机构150可以改变第一导磁极头111与第二导磁极头121的间距，使得第一导磁极头111和第二导磁极头121之间形成的气隙磁场连续精细可调，便于在退磁时达到所需的磁场，另外，第一导磁极头111与第二导磁极头121的间距确定后，气隙的永久磁场的强度也就保持恒定，避免了现有技术中因电流波动导致的磁场不稳定。

图4是根据本实用新型一个实施例的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置100的外形示意图，在正常使用状态下，第一永磁体110和第二永磁体120可以分别水平设置，其中央形成的气隙空间用于放置被充磁的磁性工件。在一些优选实施例中，磁性工件可以被传动机构带动进入第一导磁极头111和第二导磁极头121之间的气隙，进行充磁或退磁操作。第一箱体130可被调节机构150带动，沿第一导磁极头111和第二导磁极头121的中心点的连线移动，从而改变气隙磁场，使其满足退磁磁场可调的要求。利用调节结构150精确的位置调节，使气隙磁场的调节更加连续精细，并且便于气隙磁场的稳定，大大改善了现有技术中利用电流进行磁场调节时出现的磁场不稳定的情况。

传动机构可以使用同步带、直线滑台模组等平移或往复传动机构。例如直线滑台模组的滑块上可以布置磁体安放板，以供放置磁性工件，磁体安放板被电机带动沿滑台平移，使磁性工件进入或移出第一导磁极头111和第二导磁极头121之间形成的气隙，自动实现充磁或退磁操作。

上述使用直线或往复式的传动机构，控制精度较差，容易出现传动位置误差的累积，因此本实施例还提供了一种更优选的自动充退磁机。图5是根据本实用新型一个实施例的自动充退磁机的轴测示意图，图6是根据本实用新型一个实施例的自动充退磁机的俯视图。该自动充退磁机设置有上述任一实施例的利用永久磁场进行充磁或退磁的装置100，还可以进一步包括：工件传送盘200。工件传送盘200，其上表面沿其周向设置有一个或多个供放置磁性工件的工件放置部，并配置成带动工件放置部以工件传送盘200的中心为轴进行旋转。自动充退磁机的第一导磁极头111和第二导磁极头121分别设置于工件传送盘200的上方和下方，并使第一导磁极头111和第二导磁极头121的中心正对于工件放置部旋转的路径，以在工件放置部旋转至第一导磁极头111和第二导磁极头121的位置时使磁性工件被充磁或退磁。由于采用旋转盘式的运动方式，避免了调节结构150往复运动容易出现了定位误差积累，从而提高了定位的准确性和可靠性。

工件传送盘200可以为圆盘形，其上表面沿其周向设置有一个或多个供放置被检磁性工件的工件放置部，在设置多个工件放置部的情况下，工件放置部距离工件传送盘200中心的位置设置为相等，以使得多个工件放置部具有相同的旋转轨迹。在一些优选实施例中沿工件传送盘200的圆周可以均匀布置三个或者更多工件放置部，工件传送盘200的中心具有转轴，可以绕该转轴旋转，以将工件放置部带动至各个工位。

沿工件传送盘200的周向还可以间隔布置有第一剩磁检测组件300和第二剩磁检测组件400。第一剩磁检测组件300和第二剩磁检测组件400之间布置上述充磁或退磁的装置100。从而使得第一剩磁检测组件300和第二剩磁检测组件400分别配置成测量充磁或退磁前、后的磁性工件的剩磁等级，可以自动对磁性工件的充磁或退磁效果进行检测。

自动充退磁机还可以包括：自动收料组件500，设置于工件传送盘200的外周缘，具体的位置可以设置于第二剩磁检测组件400的下游，在工件放置部旋转至其下方时自动收料组件500从工件放置部中捕获充磁或退磁后的磁性工件，并按照充磁或退磁后的磁性工件的剩磁等级分拣至对应的收料位置。

该自动充退磁机利用工件传送盘200带动磁性工件回转完成充磁或退磁前的磁性工件剩磁大小的测量、充磁或退磁、充磁或退磁后的磁性工件剩磁大小的测量、以及收取的整个过程，高效地完成整个充磁或退磁过程，整个过程无需操作人员干预，大大提高了生产效率。

另外本实施例的自动充退磁机还可以设置有上料组件600，用于自动将磁性工件放置于工件传送盘200的工件放置部中。

工件传送盘200的周缘可以间隔设置有上料工位、第一测量工位、充磁或退磁工位、第二测量工位、收料工位，在一些可选实施例中，还可以布置喷码工位等其他辅助工位。在工件放置部运动至上料工位时，由人工或者自动地放置磁性工件，然后工件放置部旋转经过第一测量工位时，由第一剩磁检测组件300对充磁或退磁前的磁性工件的剩磁大小进行测量，在完成测量后在充磁或退磁工位被装置100进行充磁或者退磁，在充磁或退磁完成后，旋转经过第二测量工位时，由第二剩磁检测组件400对充磁或退磁后的磁性工件的剩磁大小进行测量，最终，在工件放置部旋转至收料工位时被自动收料组件500，并按照第一剩磁检测组件300和第二剩磁检测组件400的测量结果将磁性工件分拣至对应的收料位置。其他辅助工位可以用于对磁性工件进行诸如喷码等辅助处理。

上述第一剩磁检测组件300和第二剩磁组件400可以分别使用霍姆赫兹线圈和磁通计进行剩磁的测量，霍姆赫兹线圈的中心正对于工件放置部的旋转轨迹，以在携载磁性工件的工件放置部经过时被磁性工件的磁场感应出感应电流信号；磁通计与霍姆赫兹线圈相连，并根据感应电流信号的积分结果确定磁性工件的磁通量。每组检测组件的霍姆赫兹线圈的两个线圈分别平行布置于工件传送盘200的上方和下方。另外，磁通计在被检磁性工件到达霍姆赫兹线圈的位置前进行清零。霍姆赫兹线圈均匀区面积大，可以适用于不同磁性工件从而保证测量值准确，重复精度高。另外第一剩磁检测组件300和第二剩磁检测组件400也可以分别通过霍尔探头和高斯计测量磁性工件的表面磁场强度，得到反映磁性工件剩磁大小的物理量。

自动收料装置500从工件传送盘200的周缘上方向外水平延伸，从而从工件放置部收取磁性工件后，并根据第一剩磁检测组件300和第二剩磁检测组件400的测量结果将磁性工件平移至对应的收料位置并卸落。在实际使用时，可以根据分拣的需要将收料区域分隔成多个收料位置，从而使得布置多个不同剩磁等级的磁性工件，以实现对磁性工件的细分。

本实施例的自动充退磁机可以使用可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，简称PLC)作为控制核心，可以驱动工件传送盘200进行旋转、上料组件600放置磁性工件、接收第一剩磁检测组件300和第二剩磁检测组件400的检测结果，最终控制自动收料装置500完成磁性工件分拣收集。可编程逻辑控制器还可以使用其他具有数据输入输出以及数据计算处理的部件替换，例如数字信号处理系统、微机系统等。

另外在进行退磁操作前，还需要对装置100的第一导磁极头111与第二导磁极头121的间距进行调整，以将磁场调节到退磁所需的大小。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。