CN103998358B

CN103998358B - 传送设备

Info

Publication number: CN103998358B
Application number: CN201280054730.9A
Authority: CN
Inventors: 迪特尔·维斯
Original assignee: Ves Corp
Current assignee: Ves Corp
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2032-09-04
Also published as: CN103998358A; US20150144462A1; EP3170774B1; EP2744735A1; DE102011113000A1; DK2744735T3; EP3170774A1; WO2013034534A1; EP2744735B1

Abstract

本发明公开了一种用于沿着传送轨道对物体进行传送的传送设备。该传送设备具有驱动系统，所述驱动系统具有在空间上彼此间隔开并且与转子元件协作的至少两个静止定子元件，所述转子元件布置在适合于接收至少一个物体并且可沿着所述传送轨道移动的传送元件处，其中在平行于所述传送轨道的方向上的所述定子元件之间的距离小于所述转子元件的纵向范围。

Description

传送设备

技术领域

本发明涉及用于沿着传送轨道对物体进行传送的传送设备。

背景技术

此类传送设备用于（例如）在装配线的不同处理站或装配站之间传送工件。在此方面中，物体沿着具有笔直和/或弯曲区段的传送轨道移动。优选地使用具有封闭传送轨道的传送设备。

相当重要的是，此类传送设备以可靠方式工作以使对应装配线的停工期最少化。然而，传送设备在制造和装配上并不会便宜。

发明内容

提供此传送设备的目标是通过依据本发明的传送设备来得到满足。

根据本发明，用于沿着传送轨道对物体进行传送的传送设备包括具有至少两个静止元件的驱动系统，所述静止元件在空间上彼此间隔开并且与转子元件协作，所述转子元件布置在适合于接收至少一个物体并且可沿着传送轨道移动的传送元件处。定子元件之间的区段在平行于传送轨道的方向上比在仅此方向上的转子元件的纵向范围要小。

换句话说，传送设备利用至少两个固定布置的驱动单元（并且还更多地取决于传送轨道的长度和质量），这与采用传送元件形式的可移动物体托架或与紧固到其上的转子元件一起形成驱动系统。驱动系统并不沿着传送轨道连续延伸，而是包括在空间上彼此分开的离散单元。驱动系统（例如）将被理解为沿着传送轨道连续延伸的驱动系统，所述传送轨道包括接合在一起并且形成贯穿定子（长定子）的多个模块。与此相比，通过以分布方式布置的定子元件将驱动能量仅选择性地供应给根据本发明的传送设备中的传送元件。

为了始终能够提供足够大的驱动力矩以用于移动传送元件，对定子元件之间的距离设定尺寸，使得定子元件中的至少一者始终与附接到传送元件上的转子元件协作。换句话说，通过对转子元件和/或定子元件中的至少一者的控制，确保传送元件可以所需方式进行移动。将传送元件合适地定位在预定义的静止位置中以（例如）用于处理和/或装配布置在传送元件上的物体因此也变得可能。

应理解，原则上可提供任何所需数目的定子元件以便能够提供沿着总传送轨道的可靠驱动。定子元件不必以规则间隔进行布置（如果传送轨道的设计需要这样的话）。

根据本发明的传送设备通过确保转子元件始终与定子元件中的至少一者协作（即，与传送元件的位置无关）来允许传送设备的可靠操作。制造成本和安装成本会由于使用离散、在空间上间隔开的定子元件的驱动系统的几何设计而得到节省，因为不必提供实质上不间断的定子元件。尽管如此，通过对转子元件和定子元件之间的距离合适地设定尺寸，传送元件的足够准确的移动和定位也成为可能。此外，传送设备的维护和传送设备所占据的构造空间会显著地减少。

本发明的有利实施例在说明书中以及在附图中进行陈述。

为了确保始终可将足够大的推进力供应给传送元件，定子元件之间的空间距离、定子元件的纵向范围以及转子元件的纵向范围可以通过合适的方式彼此协作，所述定子元件之间的空间距离与定子元件的纵向范围尤其为实质上相同长度。具体来说，所提出的量彼此协调，使得最终与转子元件协作的定子元件的所有区段的总和始终（即，与传送元件的位置无关）对应于至少平行于传送轨道的定子元件中的一者的纵向范围的量。换句话说，例如，至少一个定子元件在任何给定时间在整个长度上与转子元件协作。如果传送元件向前移动，那么出现若干状态，在所述状态中，例如，两个定子元件各自以其纵向范围的至少一半与转子元件协作，或一个定子元件以其长度的1/3并且另一个定子元件以其长度的2/3与转子元件协作。可以供应给传送元件的推进力因此始终对应于定子元件可以最大施加的力。诚然，还可能提供两个定子元件之间的更大空间距离和/或将定子元件或转子元件设计得更短；然而，上述配置已经被证明在许多情况下是有利的。

根据一实施例，定子元件之间的空间距离大于平行于传送轨道的定子元件的纵向范围的一半。此尺寸设定提供了在可以通过驱动系统产生的动力学与为此所需的驱动组件之间的良好平衡。通常还可能将定子元件布置成彼此较靠近（例如也仅在特定的区段中），以便能够考虑到特殊的动态参数和/或传送轨道的实施例。应理解，传送设备的制造成本还尤其取决于所有定子元件的总长度与传送轨道的长度的比率。在前面已经从1:1.5的比率实现了在没有对传送动力学和传送运动的精度的相关损失的情况下的显著成本降低。例如，所提出的比率可以达到近似1:3.5到1:5.5。此外，实际上已经发现，例如，超过0.5 m（优选地在1 m左右）的定子元件之间的距离在许多情况下是合适的。

打算定子元件实质上具有相同的构造并且尤其具有无曲率的纵向范围。即，定子元件具有模块化特征并且可以因此用于大多数各式各样的传送轨道实施例中。

定子元件可以包括与转子元件的永磁体协作的线圈。定子元件和转子元件因此形成具有定子的线性马达，所述线性马达包括具有线圈布置的离散、相互间隔开的元件。

定子元件可以是单独可控的，以便能够确保传送元件的准确定位和/或加速。在特定的应用中，对传送移动的精度的要求较低并且成本因素处于重要位置。如果定子元件中的所有或一些并联连接并且可以一起进行控制，那么这可以是有利的。例如，并行地从放大器向定子元件供应能量，因此使用于控制传送设备所需的组件的数目最小化。如果此外针对另一应用更加精确地控制特定的设备，那么马达的并联连接可以用单独的控制进行替换。因此可以用最小的努力实现根据相应的当前要求对传送设备的调适。

当转子元件被划分成多个段时，实现了传送设备的结构的简化，在传送轨道的纵向方向上观察，所述多个段在空间上彼此分开地布置，从而所述多个段中的至少一者始终（即，与传送元件的位置无关）与定子元件中的一者协作。当传送元件包括彼此耦合并且尤其具有相同构造的多个单独传送单元时，转子元件的此实施例是尤其有利的。在此方面，转子元件的至少一个段可以与传送单元中的每一者相关联。

根据有利的实施例，定子元件与传送轨道分开地布置。即，它们并非集成到传送轨道中或直接紧固到其上。具体来说，定子元件平行于传送轨道偏移地布置。例如，在垂直于传送轨道的纵向范围的方向上的定子元件与传送轨道之间的空间距离可以大于在垂直于传送轨道的纵向范围的方向上的转子元件与传送轨道之间的空间距离。可替代地或另外，定子元件与传送轨道之间的空间距离可以大于用于沿着传送轨道引导传送元件而提供的引导构件与传送轨道之间的距离，其中两个上述距离同样地与垂直于传送轨道的纵向范围的方向相关。通常还可能的是，引导构件与传送轨道之间的空间距离小于转子元件与传送轨道之间的空间距离。

特别地布置转子元件，使得它被布置在定子元件与经过定子元件的传送轨道之间。形象来说，在此实施例中传送设备的转子元件在定子元件与经过定子元件的传送轨道之间移动。

此外可能的是，引导构件被提供在传送元件处，以用于沿着传送轨道引导传送元件的移动。在此方面布置引导构件，使得它被布置在定子元件与经过定子元件的传送轨道之间。

传送轨道可以包括沿着传送轨道引导传送元件的轨道，其中传送元件包括关于轨道彼此相对地布置并且与轨道的侧表面接触的辊。换句话说，在此方面传送设备在一定程度上类似于单轨。在此方面，传送元件的辊并不位于轨道上，而是侧向在轨道周围接合以确保尽可能良好的对传送元件的引导。

定子元件可以各自具有在传送轨道的一个区段的两侧彼此相对地布置的两个定子单元。例如，定子单元相对于传送轨道对称地布置，例如，相对于中心平面或在传送轨道的纵向方向上延伸的对称平面。转子元件可以因此具有至少两个功能性区段，所述区段相对于传送轨道平行偏移地布置并且各自与定子单元中的一者协作，即，功能性区段可以（例如）同样地相对于传送轨道对称地布置。

上述实施例所实现的是，通过驱动系统侧向作用在传送元件上的力得到补偿，由此使引导传送元件的装置上的负载最小化。例如，由于通过定子元件产生的磁场，并非只有推进传送元件的力。高度吸引力也另外在定子元件与转子区段之间产生。在传送轨道的两侧处的定子单元/功能性区段配对的布置上，所描述的吸引力至少部分彼此补偿，由此传送元件的引导可以更加简单地进行配置并且出现更小的摩擦力。

当辊关于一个平面对称地布置时，实现了传送元件的特别良好的引导，所述平面与定子元件和/或转子元件的对称平面重合或所述平面平行于对称平面仅稍微偏移地布置，其中所述对称平面平行于定子元件或转子元件的纵向范围而延伸。垂直于定子元件与转子元件之间的轨道的纵向范围而作用的力由此垂直作用于辊并且使倾斜杠杆力矩最小化。传送设备可以包括位置监控系统，所述位置监控系统包括布置在传送元件处的编码以及每定子元件至少一个读取装置，可以利用所述至少一个读取装置检测编码。具体来说，读取装置布置在定子元件处。此位置监控系统允许对传送设备的精确控制。编码和读取装置可以（例如）基于光学或磁性过程。

附图说明

参考有利的实施例并且参考附图，将在下文仅举例阐释本发明。所示出为：

图1根据本发明的传送设备的一个实施例；

图2图1中示出的传送设备的实施例的模块的视图；

图3定子元件和移动到其中的托盘拖车的透视图；以及

图4穿过定子元件和托盘车的横截面。

具体实施方式

图1示出了用于沿着轨道12对物体进行传送的传送设备10，所述轨道界定了传送轨道，物体沿着所述传送轨道进行传送。

待传送的物体被布置在平台车14的传送平台（未图示）上，所述平台车被组合以形成托盘拖车16。同样地示出个别的托盘车14。由于托盘拖车16的托盘车14的柔性耦合，所以可以没有任何问题地应付在轨道12路线中的曲线18。

托盘拖车16的驱动是基于线性马达的操作原理。出于此目的提供定子20，所述定子各自具有在轨道12的两侧对称布置的定子单元22a、22b。如将在下文进行更详细的描述，定子单元22a、22b各自配备有多个线圈。定子单元22a、22b各自布置在共同基底23处，所述共同基底还连接到轨道12上。定子单元22a、22b因此仅间接连接到轨道12上。因此，它们是在功能上且在空间上与轨道12分开的组件。

线性马达的转子最终由托盘拖车16形成。出于此目的，托盘车14具有永磁体段24a、24b，所述永磁体段各自分别与定子单元22a和22b相关联。在此方面，托盘拖车16具有此长度L，使得至少一个托盘车14始终至少部分位于定子20中的一者的区域中。

图1中示出，在行进方向F最前方的托盘车14已经部分移动到右下方的定子20中，而在行进方向F最后的托盘车14仍完全位于远离行进方向F的前方而设置的定子20的区域中。可以通过对两个提出的定子20的适当控制而将力施加在托盘拖车16上，即通过适当地向定子的线圈施加电流，以便使所述托盘推车加速、使它减速和/或以预定义的恒定速度推动它。通过对定子20的适当控制，托盘拖车16的准确定位也是容易有可能的，以便能够（例如）处理布置在托盘车14上的物体。

不同于具有实质上贯穿的定子的常规驱动系统，传送设备10的驱动系统具有更简单并且因此更便宜的设计。相邻定子20之间的相应距离A始终比托盘拖车16的长度L短，以便（如上文已描述）确保至少一个托盘车14（或其磁性段24a、24b）可以始终与定子20中的一者的定子单元22a、22b协作。曲线18的长度也对应地进行协调。

应理解，在使用较短的托盘拖车16时，定子20的距离A必须减小，以满足上文若干次描述的两个参数的几何协调（A<L）。相反，托盘拖车16可以容易地延长，而不必提供额外的定子20。

具体来说，托盘拖车16的长度L至少与相邻定子20之间的最大距离A和定子长度的总和一样大。由此确保，在必要时可以始终提供至少可以通过定子20产生的推进力。

根据柔性耦合的托盘车14的使用，在相邻托盘车14的永磁体段24a、24b之间产生间距。然而，定子20的长度被设定尺寸，使得它大于此间距，因此永磁体段24a、24b的始终足够长的区段被布置在定子单元22a、22b的区域中以确保对托盘拖车16的可靠监控。

不同于示出的传送设备10，轨道12可以一般界定任何所需配置的传送轨道以满足相应的要求。如果需要和/或有利，还可以使用个别的、对应长的托盘车14，而非托盘拖车16。

图2示出了包括轨道12的一区段和定子20中的一者的传送轨道模块26。传送设备可以实质上由此类模块26组成，其中还能够打算提供不同定子20之间的弯曲轨道区段。诚然，通常还可能提供适应于轨道12的弯曲范围的定子20。然而，由于更简单的构造方式，图1和2中示出的定子20的线性实施例也是优选的。

除传送轨道模块26之外，图2还在透视图中示出了托盘拖车16。不同于在图1中，耦合的托盘车14现在各自配备有工作板28，待传送的物体可以被布置在所述工作板上。

图3示出了具有托盘拖车16的托盘车14的定子20中的一者的透视图，所述托盘拖车可以移动到定子中。定子单元22a、22b各自具有多个线圈30，所述线圈根据充分已知类型的线性马达与永磁体段24a、24b的永久体32协作。在向线圈30施加电流时所出现的磁场并不仅产生托盘车14的推进力。作为“次要产物”，还产生分别将永磁体段24a、24b吸引到相应的定子单元22a和22b上的较高力。然而，因为分别在组件对22a/24a之间和22b/24b之间作用的力具有相同的方向，但具有相反的正负号，所以它们实质上彼此补偿，因此侧向作用在托盘车14上的总力被最小化。

除已经描述的工作板28和永磁体段24a、24b之外，托盘车14还具有辊34，所述辊在轨道12周围接合并且所述辊与轨道的侧壁协作。分别在定子单元22a、22b与对应的永磁体段24a和24b之间的上述吸引力的任何残余分量被此布置吸收。通过轨道12的侧壁的一部分的楔形设计而产生辊34的良好居中，所述楔形设计接合到辊34的对应成形的凹槽中。

为了耦合托盘车14，在托盘车14的前侧和/或后侧处提供相应的耦合凸缘36。

图4再次以横截面示出了参考图3所描述的组件，由此说明驱动系统的构造的紧凑方式。构造方式的特征为对应组件的“嵌套”。即，定子单元22a、22b与轨道12的中心平面S间隔开而布置，因此托盘车14可以在其之间行进。定子单元22a、22b距中心平面S的距离d3因此大于永磁体段24a、24b距中心平面S的距离d2。辊34向内更远地安放，所述辊的旋转轴线具有距中心平面S的距离d1。

因此，定子单元22a、22b并不集成到轨道12中，与包括集成到轨道中或直接紧固到其上的定子的驱动概念相比，这因此具有更简单的驱动系统的构造方式并且因此具有成本优势。

除辊34之外，不需要可移动组件来用于传送设备10的操作，这确保低维护和可靠的操作。此外，所描述类型的驱动系统可以以有效的方式进行操作，因为它们在操作上是基于线性马达的原理。同时，实现了相对于常规系统的成本优势，因为所需线圈30的数目可以减少，即，具有实质上连续定子的长定子概念被一个系统所替代，所述系统可以简单地扩展、易于维护并且具有多个独立的定子。

托盘车14各自配备有编码条带38以用于对托盘拖车16的移动的改进控制。存储在其中的信息可以通过读取头40进行读出。此信息用于对位于定子20的区域中的托盘车14并且因此最终对托盘拖车16的位置的准确确定。可替代地或另外，编码条带38还可以包含其他信息，例如关于布置在对应的托盘车14上的物体的信息。

在每定子20仅使用一个读取头40时，关于托盘拖车16的移动在某些情况下会出现问题，即，当中间间隔中的一者在相邻的托盘车14之间传递信号时，读取头40不接收任何信号。读取头40因此产生错误信号并且必须被重置，这会造成对位置监控的短暂中断。为了防止这种情况，可以每定子20提供两个读取头40，所述读取头之间的间距在托盘拖车16的运动方向上大于相邻托盘车14之间的中间间隔。由此确保，读取头40中的至少一者始终读出编码条带38的信号。随着读取头40的适当的连接或对其输出信号的适当的评估，对托盘拖车16的位置确定已经对其移动的控制可以因此得到改进。

通常还可能使用编码条带38，所述编码条带具有比传送设备10的传送轨道长的编码长度。在此情况下，编码条带38被应用到托盘车14上，从而编码条带38中包含的绝对长度信息正确地再现托盘拖车16的长度。换句话说，必须考虑个别托盘车14之间的中间间隔，因为从编码条带38中移除了对应的区段。因此通过读取头40可以准确读出哪一托盘车14位于哪里。因此在此实施例中，编码条带38不仅用于位置确定，而且允许识别个别托盘车14。

参考标号列表

10 传送设备

12 轨道

14 托盘车

16 托盘拖车

18 曲线

20 定子

22a, 22b 定子单元

23 基底

24a, 24b 转子元件的永磁体段

26 传送轨道模块

28 工作板

30 线圈

32 永磁体

34 辊

36 耦合凸缘

38 编码条带

40 读取头

F 行进方向

A,d₁,d₂,d₃距离

L 长度

S 中心平面

Claims

1.一种用于沿着传送轨道对物体进行传送的传送设备，其特征在于，所述传送设备具有驱动系统，所述驱动系统具有在空间上彼此间隔开并且与转子元件协作的至少两个静止定子元件（20），所述转子元件布置在适合于接收至少一个物体并且可沿着所述传送轨道移动的传送元件（16）处，其中在平行于所述传送轨道的方向上的所述定子元件（20）之间的距离小于所述转子元件的纵向范围；

所述传送轨道包括沿着所述传送轨道导引所述传送元件（16）的轨道（12），其中所述传送元件（16）包括用于沿着所述传送轨道引导所述传送元件（16）的辊（34），所述辊关于所述传送轨道包括的轨道（12）彼此相对地设置而布置并且所述辊与所述传送轨道包括的轨道（12）的侧表面接触，且所述辊（34）关于一平面对称地布置，所述平面与所述定子元件（20）和/或所述转子元件的对称平面重合，其中所述对称平面平行于所述定子元件（20）或所述转子元件的所述纵向范围而延伸。

2.根据权利要求1所述的传送设备，

其特征在于，

所述定子元件（20）之间的空间距离、平行于所述传送轨道的所述定子元件（20）的所述纵向范围以及所述转子元件的所述纵向范围彼此协调，使得一或多个定子元件（20）始终与所述转子元件协作，其中与所述转子元件协作的所述定子元件（20）的区段的总和对应于至少平行于所述传送轨道的所述定子元件（20）中的一者的所述纵向范围。

3.根据权利要求1所述的传送设备，

其特征在于，

所述定子元件（20）之间的所述空间距离大于平行于所述传送轨道的所述定子元件（20）的所述纵向范围的一半。

4.根据权利要求1所述的传送设备，

其特征在于，

平行于所述传送轨道的所述定子元件（20）的所述纵向范围的总和与所述传送轨道的总长度的比率小于1:1.5。

5.根据权利要求4所述的传送设备，

其特征在于，

所述比率位于1:3.5和1:5.5之间。

6.根据权利要求1所述的传送设备，

其特征在于，

所述定子元件（20）具有实质上相同的构造结构并且具有无曲线的纵向范围。

7.根据权利要求1所述的传送设备，

其特征在于，

所述定子元件（20）包含线圈（30），所述线圈与所述转子元件的永磁体（32）协作。

8.根据权利要求1所述的传送设备，

其特征在于，

所述定子元件（20）能够被个别控制；或者，所述定子元件（20）并联连接并且能够被一起控制。

9.根据权利要求1所述的传送设备，

其特征在于，

所述转子元件被划分成多个段（24a、24b），在所述传送轨道的纵向方向上观察，所述多个段在空间上彼此分开地布置，从而所述段（24a、24b）中的至少一者始终与所述定子元件（20）中的一者协作。

10.根据权利要求9所述的传送设备，

其特征在于，

所述传送元件（16）包括多个传送单元（14），所述传送单元彼此耦合。

11.根据权利要求10所述的传送设备，

其特征在于，

所述传送单元具有相同构造。

12.根据权利要求10所述的传送设备，

其特征在于，

所述转子元件的至少一个段（24a、24b）与每一传送单元（14）相关联。

13.根据权利要求1-12中任意一项所述的传送设备，

其特征在于，

所述定子元件（20）与所述传送轨道分开地布置，其中所述定子元件（20）平行于所述传送轨道偏移地布置。

14.根据权利要求13所述的传送设备，

其特征在于，

在垂直于所述传送轨道的所述纵向范围的方向上的所述定子元件（20）与所述传送轨道之间的空间距离（d3）大于在垂直于所述传送轨道的所述纵向范围的方向上的所述转子元件与所述传送轨道之间的空间距离（d2），和/或大于在垂直于所述传送轨道的所述纵向范围的方向上的所述辊（34）与所述传送轨道之间的空间距离（d1）。

15.根据权利要求13所述的传送设备，

其特征在于，

所述转子元件经布置成使得它被布置在所述定子元件（20）与经过定子元件（20）的所述传送轨道之间。

16.根据权利要求1-12中任意一项所述的传送设备，

其特征在于，

所述辊（34）经布置成使得它被布置在所述定子元件（20）与经过定子元件（20）的所述传送轨道之间。

17.根据权利要求1-12中任意一项所述的传送设备，

其特征在于，

所述定子元件（20）各自具有至少两个定子单元（22a、22b），所述定子单元在所述传送轨道的一区段的两侧彼此相互相对地布置。

18.根据权利要求17所述的传送设备，

其特征在于，

所述转子元件具有至少两个段（24a、24b），所述段相对于所述传送轨道平行偏移地布置并且所述段各自与所述定子单元（22a、22b）中的一者协作。

19.根据权利要求18所述的传送设备，

其特征在于，

所述定子单元（22a、22b）和/或所述段（24a、24b）关于在所述传送轨道的纵向方向上延伸的所述传送轨道的中心平面（S）对称地布置。

20.根据权利要求1-12中任意一项所述的传送设备，

其特征在于，

提供了位置监控系统，所述位置监控系统包括布置在所述传送元件（16）处的编码（38）以及每定子元件（20）至少一个读取装置（40），利用所述读取装置检测所述编码（38）。

21.根据权利要求20所述的传送设备，

其特征在于，

其中所述读取装置（40）被布置在所述定子元件（20）处。