[发明专利]包括永磁铁和对磁铁选择性磁化和消磁的线圈的夹具组件

说明书

技术领域

背景技术

考虑堆叠零件被固定在一起的组件运行的示例。这些零件通过数百磅的力被夹紧在一起，同时将紧固件比如铆钉或螺栓插入堆叠件，然后封端。

在这个示例中，电磁铁被用来施加夹紧力。例如，电磁铁阵列被定位在堆叠件的一侧，而金属板被定位在堆叠件的相对侧。当驱动电磁铁时，它们产生磁场，磁场的磁力线通过金属板，使金属板向最小磁阻位置移动（向电磁铁方向移动）。其结果是，将这些零件夹紧在一起。

为了获得数百磅夹紧力，需要用到大电磁铁和高电流。在夹紧周期中需要不断地施加高电流。在一个长夹紧周期内，所消耗的的总能量相当大。

在长夹紧周期中，需要冷却系统来冷却电磁铁，以防过热。空气或其他冷却流体流过电磁铁铜绕组之间的通道。被流体携带出的热量由换热器或其他二次系统排出。

发明内容

根据本文的实施例，夹具组件包含由多个磁装置的第一夹具组成。每个磁装置包含永磁铁和围绕永磁铁的线圈。夹具组件还包括控制器，用于向线圈提供脉冲，从而选择性地对永磁铁磁化或消磁。

根据本文的另一个实施例，系统包括自动装置末端受动器，所述自动装置末端受动器包含多个围绕加工轴线的磁装置。每个磁装置包括永磁铁和围绕永磁铁的线圈。所述系统还包括控制器，用于向线圈提供脉冲，从而选择性地对永磁铁磁化或消磁。

根据本文的另一个实施例，夹紧堆叠件的方法包括：将永磁铁抵靠堆 叠件的第一表面定位，将磁通量传导结构抵靠堆叠件的第二表面放置，以及对永磁铁施加外部磁场脉冲，以对永磁铁进行磁化或消磁。

本公开的一个方面涉及带有第一夹具的夹具组件，其包含多个磁装置。每个磁装置包括永磁铁和围绕永磁铁的线圈。该夹具组件还包括控制器，用于向线圈提供脉冲，从而选择性地对永磁铁磁化或消磁。

在一个示例中，夹具组件还包括第二夹具，它与第一夹具的磁铁形成空气隙，第二夹具提供了磁通路径。

在该夹具组件的一个变体中，第二夹具包括用于提供磁通路径的板。

在该夹具组件的一个替代方案中，第二夹具包括多个磁装置，它的永磁铁与第一夹具相应的永磁铁对齐放置。

在该夹具组件的另一个示例中，每个永磁铁包含铁合金。

在该夹具组件的另一个变体中，永磁铁围绕加工轴线被对称设置。

在另一个替代方案中，夹具组件还包括至少一个保持器，用于围绕加工轴线保持永磁铁，保持器还在永磁铁之间提供磁通路径。

在该夹具组件的又一个示例中，多个保持器从加工轴线的径向向外延伸。

在该夹具组件的又一个变体中，至少有一个保持器将永磁铁围绕加工轴线以环形样式设置。

在该夹具组件的又一个替代方案中，至少一个磁装置的永磁铁是弯曲的，并且线圈位于弯曲永磁铁的一端。

在该夹具组件的又一示例中，控制器被配置为向已选线圈提供脉冲，以提升或降级永磁铁的磁畴取向（alignment）。

在该夹具组件的又一个变体中，控制器包含闭环控制装置，响应空气隙传感器，以控制每个线圈中控制线圈的电流持续时间和幅值，使每个永磁铁达到目标磁通量密度。

在该夹具组件的又一个替代方案中，该夹具组件还包括向线圈提供脉冲的预储能的电容器系统。

本公开的另一方面涉及带有自动装置末端受动器的系统。该末端受动器包括多个围绕加工轴线的磁装置。每个磁装置包括永磁铁和围绕永磁铁的线圈。这个系统还包括控制器，用于向线圈提供脉冲，从而选择性 地对永磁铁磁化或消磁。

在该系统的一个示例中，末端受动器包含工具组件，用于执行沿至少一个加工轴线上的制造操作（manufacturing operation）。

在一个变体中，该系统还包括磁通量传导结构，它与磁装置形成空气隙。

在一个替代方案中，该系统还包括至少一个自动装置，用于定位夹具和磁通量传导结构。

本公开的另一个方面涉及夹紧堆叠件的方法。该方法包括：将永磁铁抵靠堆叠件的第一表面定位；将磁通量传导结构抵靠堆叠件的第二表面放置；以及在永磁铁上施加外部磁场脉冲从而对永磁铁磁化或消磁。

在该方法的一个示例中，永磁铁围绕加工轴线定位。

在该方法的一个变体中，脉冲持续时间的数量级是毫秒级的，而夹紧周期至少为10s。

上文中的“示例”、“变体”和“替代方案”可以互换使用。

在不同的实施例中，这些特征和功能可以独立实现，也可以在其他实施例中加以组合。实施例的具体细节可以参照下面的说明和附图。