CN101360923A - 具有组装控制系统的组装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于组装两个结构件的组装装置，该组装装置配备有组装控制系统(CR)，该控制系统包括：测量传感器(26)，用于测量用来检验组装的物理参数；以及射频标签(14)，与所述测量传感器(26)相通信。控制系统(CR)能够在组装两个结构件时确定表示所述物理参数中的变化的特征曲线。射频标签(14)能够将表示所述特征曲线的控制信号(SC)传送到位于远处的控制单元(31)，以便与预定的特定曲线进行比较。

Description

具有组装控制系统的组装装置

技术领域

本发明涉及一种用于组装两个结构件的组装装置，所述组装装置配备有组装控制系统，该组装控制系统包括用于测量用来校验组装的物理参数的测量传感器以及与所述测量传感器相通信的射频标签(étiquette)。

背景技术

目前，在集成到组装装置内的控制系统中所使用的测量传感器按照双态原理(即，全鸣或不鸣原理)来运行。这些控制系统运行成遥控地确定测量传感器是处于激活状态还是非激活状态。

根据装置自身的布置和集成控制系统的运行，传感器的状态有时不能用来肯定地确定组装装置是否处于组装好的状态。例如，对于许多已知的组装装置，即使装置没有处于组装好的状态，但测量传感器也可能改变状态。

另外，这些测量传感器不能用来控制组装的质量。在许多已知的应用中，如果组装不可被控制系统检测，则组装可能执行得不好(例如，由于没有满足安装条件)。在这种情况下，测量传感器在组装时确实改变了状态，并且控制系统显示组装已完成。但由于恶劣的安装条件，装置将随着时间相继损坏甚至破裂的风险仍然存在。

发明内容

本发明的目的是，改进对被设计成组装两个结构件的组装装置所进行的组装的控制。

根据本发明，该目的通过以下事实实现：即，控制系统能够在组装两个结构件时确定表示校验物理参数中的变化的特征曲线，并且射频标签能够将表示所述特征曲线的控制信号传送至外部控制单元，以便与预定的特定曲线进行比较。

记录在控制单元中的预定的特定曲线是针对与满足所有预期要求的正常组装相对应的组装条件而建立的。因此，利用根据本发明的控制系统，当预定的特定曲线与接收到的特征曲线之间的比较为正时，可肯定地推断出装置处于组装好的状态，并且组装的质量很好。

附图说明

从随后对作为非限定性实例给出并在附图中示出的本发明的具体实施例的描述中，其他优点和特征将会更清楚地显露出来，附图中：

图1是根据本发明的组装装置的第一实施例的主视图，

图2是图1的组装装置的分解透视图，

图3是图1的装置的下部的透视图，

图4是可用在图1的组装装置中的示例性控制系统的图示，

图5是根据本发明的组装装置的第二实施例的透视图，

图6是来自图5的组装装置的下方的分解透视图，

图7是图5的组装装置的纵剖面的透视图。

具体实施方式

图1至图3示出了根据本发明的组装装置的第一实施例。标号为10的组装装置是细长形的并被设计成用于将管组装到支架上(二者均未示出)，该组装装置具有与管相匹配的上部11以及用于将组装装置10固定到支架上的下部12。在所示变体中，上部11和下部12由两个一体式的塑料组件构成，这两个组件在组装装置10的中心区域中彼此成为一体。

组装装置10的中心区域形成具有较小厚度的矩形盒13，该矩形盒的厚度被设计成容纳环状的射频标签14。盒13由属于上部11的矩形盖15以及属于下部12且在形状上与所述盖15互补的板16构成。

从盖15的外表面延伸的是管的弹性挡圈18的保持件17。弹性挡圈18的形状为可变形的C形、且开口朝上。为了良好的刚性，保持件17具有X形的横截面。弹性挡圈18的端部支撑会聚的导向翼片19，该导向翼片便于在管与弹性挡圈配合到一起时将管放置到弹性挡圈18中。

从板16的外表面延伸的是带有两个弹性卡钩(ergot)21的支撑腹板20，这两个弹性卡钩用来将下部12固定到支架上。弹性卡钩21从支撑腹板20的末端沿板16的方向延伸。当支撑腹板20插入到设置在支架中的相应孔时，弹性卡钩21相对于支撑腹板20逐渐折叠起来。当弹性卡钩21被释放时，它们通过弹性回复回到初始结构，从而实现介于弹性卡钩21与板16之间的支架的纵向保持。

板16通过任何适当的方式(例如，通过粘接、焊接或夹紧)固定在盖15中。在其他变体中，下部12用复制模浇铸(surmoulée)在盖15上。盖15内设置有圆柱形的定心件22以实现射频标签14的横向保持。射频标签在下部12固定之前被放置到盖15中。以互补的方式、并参考图3，板16包括圆柱形的主凹部23以容纳射频标签14。同轴地设置在主凹部23的底部中的是次凹部24，该次凹部被设计成在通过将板16安到盖15中来在固定上部11和下部12的过程中接收定心件22。

在板16的一个角中、且在主凹部23的外围上设置有另一凹部25。所述另一凹部25用来容纳加速传感器(图3中未示出)，该加速传感器的作用稍后将详细描述。加速传感器和射频标签14于是集成到组装装置10中。

如图4中示意性地所示，本图中被标记为26且实际上被设计成安在另外的凹部25中的加速传感器连接于射频标签14，该射频标签例如是无源标签。射频标签14具有转换到预定频率并连接于芯片28的天线27，该芯片包含个人身份识别码ID。加速传感器26连接于芯片28的微处理器29。芯片28还包括连接于微处理器29的存储器30。与射频标签14相关联的加速传感器26构成集成到组装装置10中的控制系统CR。

以已知的方式，射频标签14的天线27接收到的载波信号P通常同时用作射频标签14的询问信号和供电信号。射频标签因此送回载波信号，载波信号在下文中被称为控制信号SC，该载波信号例如通过其ID码来调幅。

载波信号P由控制系统CR外的控制单元31发出并位于远离组装装置10的地方。在所述变体实施例中，为了使控制单元能够与集成到组装装置10的射频标签14通过射频通信，控制单元31包括电子处理单元，该电子处理单元优选地是配备有微处理器的装置并连接至存储器、经由发送/接收界面连接至天线、进而连接至人-机界面。控制单元31的人-机界面可包括键盘、显示屏和/或扬声器。射频标签14的天线27发出的控制信号SC适于由控制单元31的天线接收。

实际上，通过组装装置10将管组装到支架上通常在射频标签14与控制单元31之间的通信是可能的区域中进行。射频标签14和加速传感器26经由载波信号P被供电。在将管或支架分别组装到组装装置10的上部11和下部12上时，加速传感器26测量组装装置10的内部振动。在组装时，加速传感器26将测量信号SM传送至微处理器29。微处理器利用测量信号SM来实时地生成表示在组装过程中加速传感器26测量到的加速度中的变化的特征曲线。微处理器29随后生成用于天线27的激励信号SE，该激励信号SE表示所生成的特征曲线。根据激励信号SE，射频标签14的天线27生成表示微处理器所生成的特征曲线的控制信号SC。控制信号SC由控制单元31接收，控制单元通过其处理单元而能够对在组装管和支架的过程中由控制系统CR生成的特征曲线与记录在控制单元31的存储器中的预定的特定曲线进行比较。预定的特定曲线是针对与满足所有预期要求的正常组装相对应的组装条件而提前建立的。在被控制单元31的微处理器处理以后，比较结果通过人-机界面显示给操作者和/或记录在控制单元31的存储器中。

当预定的特定曲线与通过控制单元31的处理单元进行的接收到的特征曲线的比较结果为正时，可肯定地推断出组装装置10处于组装好的状态并且组装的质量很好。相反，当结果为负，则可推断出没有进行组装或者组装的质量不是很好(即使组装装置10处于组装好的状态)，并且在这种情况下可估计出安装失败的类型(过度安装、不充分安装等)。

实际上，通过组装装置10将管组装到支架上也可以在射频标签14与控制单元31之间没有提供通信的区域中进行。在这种情况下，控制系统CR包括集成式电源，以给射频标签14和加速传感器26供电。例如，电源可集成到射频标签14中，射频标签则是半有源标签。在其他变体中，电源位于射频标签14外，并例如通过天线27或设置在射频标签14中并转换至第二预定频率的第二天线(未示出)而提供给射频标签。

在该变体中，在将管或支架分别组装到组装装置10的上部11和下部12上时，微处理器29利用来自加速传感器26的测量信号SM来实时地生成表示测量到的加速度中的变化的特征曲线。微处理器29生成表示所述被生成的特征曲线的数据D并将它们传送至存储器30。

在随后的阶段中，一旦组装装置10已安置在射频标签14与控制单元31之间的通信是可能的区域中并且载波信号P由控制单元31发出并由天线27接收，则载波信号P仅用作询问信号。根据载波信号P，微处理器29基于存储在存储器30中的数据D生成表示预先生成的特征曲线的激励信号SE。根据激励信号SE，射频标签14的天线27生成表示所述特征曲线的控制信号SC。控制信号SC由控制单元31接收，控制单元此后以上述方式运行。

在某些变体中，加速传感器26通过射频经由天线27或设置在射频标签14中并转换至第三预定频率的第三天线(未示出)与射频标签14的芯片28通信。

图5至图7示出了根据本发明的组装装置的第二实施例。标号为40的组装装置包括被设计成粘合于支架(未示出)的基座41，从该基座延伸出细长体42，该细长体与设置在与支架组装的结构件上的套筒(未示出)被强行配合到一起。在所示变体中，基座41具有较小的厚度，并由下基座部41a和上基座部41b的粘合组装构成。下基座部41a的底面被设计成粘合于支架并且下基座部的顶面被设计成紧贴上基座部41b的底面而一体地固定。细长体从上基座部41b的顶面延伸、形成从准确的垂线略微倾斜的角。该倾斜角的值取决于支架以及与支架组装的结构件的套筒的相对布置。

延长体42由从上基座部41b的顶面隆起的圆柱形部43并且由在圆柱形部43的延长部分上轴向地延伸的多个放射状翼片44(在所示实例中为三个)构成。止动肋45在上基座部41b的顶面与圆柱形部43的基底之间隆起以构成在套筒的强行配合过程中的止动件。取决于它们的位置的止动肋45的高度适于补偿细长体42的倾斜角。

在图6中，下基座部41a从其使用位置(即，下基座部已紧贴上基座部41b的底面而粘合之后的位置)倒转。参考图6，上基座部41b的底面具有环形凹部46，该凹部被设计成容纳前述组装装置10的射频标签14。射频标签14在环形凹部46中的横向保持通过设置在中心处的圆柱形定心件47来实现。射频标签14在固定下基座部41a之前安置在环形凹部46中。

以互补的方式，下基座部41a的顶面包括圆柱形的主凹部48，该主凹部被设计成在固定下基座部41a和上基座部41b的过程中接收定心件47。主凹部48的底部的中心中设置有通向下基座部41a的底面的孔49。

另外，圆柱形部43的材料中设置有细长形的槽50、并从定心件47的中心延伸。槽50的定向轴线正交于基座41的平面。槽50的开口与孔49一致，以便槽50在上基座部41b和下基座部41a彼此固定时与外部相连通。槽50被设计成容纳温度传感器(未示出)，温度传感器的作用稍后将详细描述。

更确切地，组装装置40集成有与集成到组装装置10中的控制系统相同的控制系统CR，不同的是加速传感器26被上述的温度传感器替代。温度传感器被设计成测量在下基座部41a的底面粘合至支架时孔49的开口附近的温度。

实际上，在将结构元件与支架组装时，微处理器29生成表示在下基座部41a的底面粘合于支架的过程中由温度传感器测量的温度中的变化的特征曲线。所述特征曲线被实时地或随后(取决于应用)传送到控制单元31，以便可与预定的特定曲线进行比较。该比较的结果可用来检验组装已完成并评定所完成的组装的质量。

最后，本发明可应用于用来组装两个结构件的任何组装装置，通过本发明可在组装时测量用来检验组装的物理参数。集成式控制系统CR中所使用的测量传感器可以是以下类型，例如：压力传感器、力传感器、转矩传感器、光学传感器、湿度传感器、太阳能传感器、压电传感器。另外，根据变化和需要，测量传感器可位于本身是待组装的装置的部件附近，而非与这些部件集成。该控制系统CR则是半集成式的。

Claims (9)

1.一种用于组装两个结构件的组装装置(10、40)，所述组装装置(10、40)配备有用于检验组装的控制系统(CR)，所述控制系统包括：测量传感器(26)，用于测量用来检验组装的物理参数；以及射频标签(14)，与所述测量传感器(26)相通信，其特征在于，所述控制系统(CR)能够在组装所述两个结构件时确定表示所述物理参数中的变化的特征曲线，并且所述射频标签(14)能够将表示所述特征曲线的控制信号(SC)传送至外部控制单元(31)，以便与预定的特定曲线进行比较。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述射频标签(14)设置有至少一个个人身份识别码(ID)，所述个人身份识别码包含在连接至天线(27)的芯片(28)中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述测量传感器(26)连接至所述射频标签(14)的所述芯片(28)。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述测量传感器(26)经由所述射频标签(14)的天线(27)与所述芯片(28)相通信。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制系统(CR)包括集成式电源。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的装置，其特征在于，在组装时，所述测量传感器(26)将测量信号(SM)传送至集成到所述射频标签(14)的所述芯片(28)中的微处理器(29)，以便生成所述特征曲线。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，表示所述特征曲线的数据(D)由所述微处理器(29)生成并被传送至集成到所述芯片(28)中的存储器(30)。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述微处理器(29)能够生成所述射频标签(14)的所述天线(27)的激励信号(SE)，所述激励信号(SE)表示所生成的特征曲线。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制信号(SC)表示所述射频标签(14)的所述天线(27)的所述激励信号(SE)并通过所述天线(27)传送。

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