电控永磁吸盘的制作方法

1.本实用新型属于机械加工、起重搬运、快速换模等装夹工装技术领域，具体涉及一种电控永磁吸盘。


背景技术：

2.电控永磁吸盘是使用电脉冲开关磁场的新型磁力装夹系统，利用两种不同永磁材料的不同特性设计成最佳磁路，通过电控系统对内部磁路的分布进行控制和转换，使永磁磁场实现对内自身平衡或者释放到工作表面的一种磁力吸盘。
3.近年来，电控永磁吸盘在机械加工、起重搬运、快速换模等装夹工装技术领域得到越来越多的应用。
4.第一代的电控永磁吸盘如图1至图3所示，其包括盘体100、可逆磁体300、内部线圈500、永磁体700、磁极900。该盘体100具有开口朝上的中心型腔101，可逆磁体300、内部线圈500、永磁体700和磁极900都位于中心型腔101内。其中，可逆磁体300和内部线圈500在下，永磁体700和磁极900在上，紧固螺钉309将磁极900和可逆磁体300固定在一起，并在它们之间的空隙内填充环氧树脂胶来形成密封。
5.这种采用环氧树脂胶密封的电控永磁吸盘其工作表面会存在如下缺陷：1）环氧树脂自身会随着时间推移被氧化，对电控永磁吸盘的防护性能会降低；2）环氧树脂胶本身在固化后会因环境温度变化而产生收缩，致使工作表面产生裂痕导致密封不严；3）由于机械制造行业所装夹工件的材质普遍比固化后的环氧树脂硬度高，装夹工件与吸盘工作表面的碰撞频繁发生，使得环氧树脂密封部分受到碰撞时极易受到严重损伤，造成树脂密封能力下降；4）由于密封不严或密封能力下降，使得电控永磁吸盘由吸盘工作面向内部进水、进油，造成内部线圈绝缘等级下降，继而造成电控永磁吸盘损坏。
6.为了解决第一代的电控永磁吸盘的吸盘工作面进水的问题，第二代的电控永磁吸盘的吸盘工作面的密封方式采用全金属结构，即整个吸盘工作面是由整块铁板一体加工成型，用金属材料自身不透水的特点，阻断水分进入吸盘内部。
7.如图4至图7所示，第二代的电控永磁吸盘包括盘体200、永磁体400、可逆磁体600、内部线圈800。该盘体200具有开口朝下的中心型腔202、在盘体200上直接加工成型的磁极206、以及围绕磁极206加工成型的开口朝下的永磁体容纳槽204。可逆磁体600和内部线圈800在下，永磁体400和磁极206在上，并通过紧固螺钉602将可逆磁体600和磁极206固定在一起。为了保证电控永磁吸盘正常的磁场循环，在盘体200的底部会再安装一块底板208。由于盘体200需要安装磁性材料的安装空间（即中心型腔202和永磁体容纳槽204）是从盘体200的底部加工成型，需要在盘体200的底表面即背面进行树脂填充密封。
8.上述这种结构存在如下缺陷：1）安装空间需要从吸盘底部进行加工，尤其是需要装填永磁体400的永磁体容纳槽204，由于其结构细、长、深，又要保证一定的公差要求，加工起来排屑困难；2）为了保证整个吸盘正面磁场的强度，相邻磁极206之间的连接金属筋205需要尽可能薄，导致强度不够，很容易造成整个盘体变形严重；3）吸盘在装配过程中需要配
平两种磁场，尤其是要对永磁体400进行增加或者删减，从而使得需要在永磁体400增加或删减过程中反复拆装吸盘背面的底板208，这大大增加了装配工作量，使得生产耗时耗力；4）上述几点造成整个电控永磁吸盘在加工和装配过程中会产生很多不良，并导致成本成倍增长。


技术实现要素：

9.为克服上述缺陷，本实用新型提供一种能够有效解决吸盘进水问题同时又能使加工和装配难度以及成本降低的电控永磁吸盘将是有利的。
10.为实现上述目的，本实用新型提供一种电控永磁吸盘，其包括：
11.上盘体组件，其包括上盘体盖和多个永磁体，上盘体盖上形成有多个磁极、以及围绕每个磁极设置的用于容置对应的永磁体的上开口的永磁体容纳槽；
12.下盘体组件，其包括下盘体座、多个可逆磁体和多个励磁线圈，下盘体座上整体形成有上开口的中心型腔，该多个可逆磁体对应布置在该多个励磁线圈内、并共同容置于该中心型腔内，其中，多个可逆磁体和多个磁极设置成数量一致、位置上下对应；
13.多个第一紧固螺钉，其设置成用于将对应的可逆磁体和磁极固定在一起；
14.多个第二紧固螺钉，其设置成用于将上盘体盖和下盘体座固定在一起。
15.进一步,上盘体盖在永磁体容纳槽的下表面和上盘体盖的底表面之间的部分构成盘体连接薄壁。
16.再进一步，在下盘体座、可逆磁体和励磁线圈之间填充有硅胶；在上盘体盖和下盘体座之间填充有硅酮胶；在上盘体盖和永磁体之间填充有树脂。
17.另再进一步，永磁体为钕铁硼磁体，可逆磁体为铝镍钴磁体。
18.又再进一步，每个可逆磁体位于励磁线圈的骨架内腔中。
19.还再进一步，下盘体座上设置有多个螺钉通孔，上盘体盖的底表面上设置有多个螺钉孔，每个第二紧固螺钉与对应的一个螺钉通孔和一个螺钉孔适配。
20.本实用新型相对于现有技术具有如下优势：
21.1）吸盘主体结构分为两部分：上盘体盖和下盘体座，上盘体盖这一部分可保留全金属密封结构，直接避免了吸盘作为装夹工装使用时其上表面存留的水或油向下进入下盘体座，从而避免了对下盘体座内的励磁线圈的破坏；
22.2）相比于第二代的电控永磁体吸盘，本实用新型的永磁体容纳槽设计成独立部分，即相对于用于安装可逆磁体和励磁线圈的中心型腔独立出来，从而使得永磁体容纳槽的加工深度缩减了三分之二，加工难度大幅降低，加工铁屑在高压吹气作用下能够顺利地被吹走，减少了铁屑不易被吹走而造成盘体和刀具被挤压、加工公差不能被保证以及盘体连接薄壁（即上盘体盖在永磁体容纳槽的下表面与上盘体盖的底表面之间的部分）变形的问题；
23.3）由于本实用新型的盘体属于分体式结构，并且上盘体盖上的永磁体容纳槽朝上开口，使得永磁体的安装方式是从上往下安装，可以避免第二代电控永磁吸盘设计中永磁体需要反复拆卸底板来增加或删减的问题，使得装配工作变得简单，节省大量工时；
24.4）由于下盘体座的中心型腔可以作为大型腔加工，从而加工该型腔时可以使用效率更高的铣刀，使得加工难度降低，并节省大量加工工时。
25.综上，本实用新型相比现有技术具有加工成本低、方便装配、密封效果好且不容易变形的优势。
26.通过参考下面所描述的实施例，本实用新型的上述这些方面和其他方面将会得到更清晰地阐述。
附图说明
27.本实用新型的结构以及进一步的目的和优点将通过下面结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件：
28.图1是现有的第一代的电控永磁吸盘的立体分解示意图；
29.图2是图1所示第一代的电控永磁吸盘组装后从上往下看的平面视图；
30.图3是图2所示第一代的电控永磁吸盘的a-a剖视图；
31.图4是现有的第二代的电控永磁吸盘的立体分解示意图；
32.图5是图4所示第二代的电控永磁吸盘组装后从上往下看的平面视图；
33.图6是图5所示第二代的电控永磁吸盘的b-b剖视图；
34.图7是图6所示第二代的电控永磁吸盘的c部分的放大视图；
35.图8是根据本实用新型的电控永磁吸盘的立体分解示意图；
36.图9是图8所示电控永磁吸盘组装后从上往下看的平面视图；
37.图10是图9所示电控永磁吸盘的d-d剖视图；
38.图11是图10所示电控永磁吸盘的e部分的放大视图。
具体实施方式
39.下面将结合附图来描述本实用新型的具体实施方式。
40.在本文中，用于解释所揭露实施方式的各个部分的结构和/或动作的方向表示，例如“上”、“下”等，并不是绝对的，而是相对的。当所揭露实施方式的各个部分位于图中所示位置时，这些表示是合适的，而如果所揭露实施方式的位置或参照系改变，这些表示也要根据所揭露实施方式的位置或参照系的改变而发生改变。
41.如图8至图11所示，根据本实用新型一个具体实施方式的电控永磁吸盘包括上盘体组件和下盘体组件，其中，上盘体组件包括上盘体盖1和多个构成永磁体的钕铁硼磁体3，上盘体盖1上形成有多个磁极15、以及多个永磁体容纳槽13，其中，永磁体容纳槽13围绕磁极15向上开口设置以用于容置对应的钕铁硼磁体3；下盘体组件包括下盘体座2、多个构成可逆磁体的铝镍钴磁体4和多个励磁线圈6，下盘体座2上整体形成有上开口的中心型腔20，该多个铝镍钴磁体4对应布置在该多个励磁线圈6内、并共同容置于该中心型腔20中。其中，铝镍钴磁体4和磁极15设置成在数量上一致、位置上上下对应布置。
42.如图8所示，并参考图10，本实施方式的电控永磁吸盘还包括多个第一紧固螺钉54和多个第二紧固螺钉21，第一紧固螺钉54设置成用于将位置上下对应的铝镍钴磁体4和磁极15固定在一起，同时起到在中心型腔20所覆盖的范围内将上盘体盖1和下盘体座2固定在一起的作用；第二紧固螺钉21起到在中心型腔20的外围将上盘体盖1和下盘体座2固定在一起。具体地，在本实施方式中，下盘体座2上设置有多个螺钉通孔22，上盘体盖1的底表面上设置有多个螺钉孔（图未示），每个第一紧固螺钉54与对应的一个螺钉通孔22和一个螺钉孔
适配。应当理解的是，在中心型腔20的外围范围内，下盘体座2上也多个螺钉通孔24（见图8），对应地，上盘体盖1也设置有多个螺钉孔（图未示），这些螺钉通孔24和对应的螺钉孔用于和第二紧固螺钉21适配。
43.再如图10和图11所示，在本实施方式中，上盘体盖1在永磁体容纳槽13的下表面和上盘体盖1的底表面之间的部分构成盘体连接薄壁14，即该部分作为薄壁结构呈现。并且，该盘体连接薄壁14正好位于励磁线圈6的上方，避免了永磁容纳槽13与励磁线圈6所在位置的中心型腔20相连通，从而可以避免一旦上盘体盖1上表面出现水或油会下渗而影响到励磁线圈6的正常工作。另外，需要说明的是，本实施方式的上盘体盖1和下盘体座2都采用金属材料制成，盘体连接薄壁14的厚度只要能够满足密封、防变形以及磁性要求即可。
44.需要说明的是，每个铝镍钴磁体4都置于与其对应的一个励磁线圈6的骨架内腔中，当铝镍钴磁体4和励磁线圈6在下盘体座2内就位后，在下盘体座2、铝镍钴磁体4和励磁线圈6之间的空隙内填充硅胶以起到密封和保护线圈的作用。另外，在上盘体盖1和下盘体座2之间填充有硅酮胶，以在这两部分之间起到密封作用；在上盘体盖1和钕铁硼磁体3之间的间隙内填充有树脂从而起到密封和固定钕铁硼磁体3的作用。需要说明的是，在上盘体盖1和钕铁硼磁体3之间的间隙内也可以填充其他非导磁材料，如铝，铜或者其他胶体，这是因为本实用新型在上盘体盖1上设置有密封防水用的盘体连接薄壁14，从而使得对上盘体盖1和钕铁硼磁体3之间间隙内的填充物要求不像现有的第一代电控永磁吸盘上表面的填充物要求那么高，从而可以选择使用一些低成本的填充材料。
45.本实用新型的发明重点集中在上盘体盖1和下盘体座2的设计上，至于励磁线圈6如何引出连接线等技术在本实用新型中并不是重点，在此不作赘述。
46.本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，包括这里单独披露的或要求保护的技术特征的组合，以及明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本实用新型所涉及的技术领域内，并落入本实用新型权利要求的保护范围。