CN104797994B - 对组件的计算机数控装配或处理的装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使用计算机数控驱动器来装配或处理组件的自动化方法,该驱动器将组件传送到工具的阶段分拆成一系列独立的可编程阶段,即组件加载阶段、组件分离阶段、加速阶段和传送阶段,其中通过对计算机数控的编程来选择在每个阶段期间组件的定时、位置、速度、速率和加速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用计算机数控驱动器将组件传送到工具(其中工具和组件中的一者或两者是静止或在运动的)的阶段分拆成一组件传送装置的一系列独立的可编程阶段,即组件加载阶段、组件分离阶段、组件加速阶段和传送到静止的或运动的工具的阶段,来装配或处理组件的自动化方法,其中通过对计算机数控的编程来选择在每个阶段期间组件的定时、位置、速度、速率和加速度。
背景技术
传统上,对组件的自动装配或处理是在旋转平台上或具有多个相同工具的转盘上的连续运动期间执行的。可选地,机器化的装配或处理可以发生在“拾-放”系统中,该“拾-放”系统可与静止的或运动的组件部分以及静止的或移动的工具一起工作。在连续运动的转盘上连续运动的工具从一个或多个传送装置沿着转盘上的工具的旋转路径接收一个或多个组件。当操作完成时,单个组件被处理(诸如,折叠、成型、冲孔或车削处理),或多个组件被装配在一起并从工具弹出。通常,利用周围的凸轮表面来控制工具,而该工具具有一个从动轮,该从动轮接合凸轮表面以通过发生在转盘的每一次旋转的重复的周期来操作工具。
由于工具在转盘上连续地旋转,所以传送装置必须在静止或运动的起始位置处取出相同组件的流中的带头的组件,并且将该组件加速到与当工具通过时的转盘的切向速度相匹配的速度,以及该组件从传送装置被传送到位于旋转转盘上的工具。
每分钟的制成件输出可以如下表示:
输出=(1件/工具)×(工具数/转盘旋转)×(转盘旋转数/分钟)=件数/分钟。
为了增加传统的连续运动系统中的处理好或装配好的制成件的输出,可以增加转盘上的多个工具的数目。增加转盘速度(以上的转盘旋转数/ 分钟)也可以增加输出。然而,当转盘的速度增加时,将组件交到转盘的速度也必须增加。由于传统的组件传送装置具有可以可靠地操作的实际最大速度,业已发现转盘速度是增加输出的限制因素。因此,传统的选择是以增加转盘上的工具的数量来增加输出。然而,创建和维护多个单独的工具很昂贵,并且使工具的数量加倍会增加成本和设备故障的可能性。增加工具的数量还可能会增加转盘的直径,这会导致占用更大的地面空间的较大的机器。由于在一个工具故障的情況下整个转盘的操作必须停止,因此随着工具的数量增加,停工的时间将会增加。改变多个工具来处理或组装新的组件也会倍增操作传统的连续运动系统的成本。
所以,为了减少成本,减少工具的数量是可取的。然而,为了增加生产,传统的方法是增加每个转盘的工具的数量,因为限制因素是在过程中在不引起错误或不损坏组件的情况下转盘旋转的速度和可以传送组件并将组件交到连续运动的转盘的匹配速度。
使用了进料螺杆来将带头的组件与邻接的组件分离,将组件加速到连续运动的转盘和工具的切向速度,并将组件的传送匹配到转盘上的邻接工具之间的间距或间隔。随着转盘上的工具之间的间隔增加,螺距必须同样地增加。螺距必须与转盘上的工具之间的周向间距相匹配,从而对组件的传送进行定时以与工具到达组件从螺栓交到工具的位置重合。随着转盘上的工具之间的间隔增加和螺距增加,组件与螺栓的螺旋槽之间的接触部件啮合角变得更尖,导致较少的轴向力和较大的径向力。由于通过传统的进给螺杆和导轨以高速在组件上施加的径向和轴向力的结合,组件可能被损坏或卡住。为了增加输出,转盘旋转的速度或转盘上的工具的数量必须增加。在任何一种情况下,组件由进料螺杆传送的速度也必须增加,以保证组件的传送与多个工具相继到达组件切换位置重合。然而,使用传统的连续运动方法,是不能在不需要将多个工具定位在转盘上的情况下增加输出的。
由于使用传统的过程和设备进行组件传送的限制,连续的运动装配和处理限于某些类型的组件和最大的实际速度。结果是,一般的转盘容纳10 至50个相同的工具,这些工具是凸轮操作或流体动力操作的。使用多个工具所涉及的成本和在使用传统的进料螺杆高速传送组件中的实际限制阻碍了采用电子控制和伺服驱动电机进行驱动。虽然已经使用了可编程机器人以用于复杂的操作和提供高水平的灵活性以通过编程的运动控制来适应不同的操作,然而,对于大量的重复过程,成本会非常高。
通过阅读本公开、附图和以下对本发明的说明,将本发明与背景技术相区别的特征将是显而易见的。
发明内容
本发明提供了一种自动装置,包括:第一传送装置,包括:第一组件递送工具;第一专用计算机数控工具驱动器,其用于从第一组件流的前端的进口位置处加载、分离、加速和传送第一组件,以在预定的传送时间、所述第一组件递送工具的输出位置、速度、加速度和轨迹输出第一组件;和第一接收装置,包括:用于接收和处理第一组件的工具;以及用于将工具在以下两者之间移动的工具驱动器:第一组件递送工具的输出位置;和制成件弹出位置;其中第一专用计算机数控工具驱动器包括可编程的控制,以用于在一系列独立可编程的第一组件阶段(包括加载阶段;分离阶段;加速阶段;和传送阶段)期间独立地选择第一组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹。
在另一个方面,本发明公开描述了一种方法,包括:在第一组件流的前端的进口位置处加载第一组件;从第一组件流中分离出所述第一组件;使第一组件加速;使用第一组件递送工具以预定的传送时间、传送位置、传送速度和沿着传送轨迹移动来传送第一组件;在处理工具上接收第一组件,所述处理工具沿着处理工具轨迹移动,该处理工具轨迹被配置成允许在传送位置将第一组件从第一组件递送工具传输到处理工具,第一组件的传送和第一组件的接收以电子的方式同步;处理第一组件;以及将第一组件移动到弹出位置。
在另一个方面,本发明公开描述了一种系统,包括:组件递送工具,该递送工具被配置成:在第一组件流的前端的进口位置处加载第一组件;从第一组件流中分离出所述第一组件;使第一组件加速;以预定的传送时间、传送位置、传送速度和沿着传送轨迹移动来传送第一组件;处理工具,该处理工具被配置成:所述处理工具沿着处理工具轨迹移动的同时接收第一组件,所述处理工具轨迹被配置成允许在传送位置将第一组件从第一组件递送工具传输到处理工具;处理第一组件;以及将第一组件移动到弹出位置;数据处理器;以及介质,该介质包括机器可读指令,该机器可读指令可由数据处理器执行并被配置成引起数据处理器生成可用于对由组件递送工具传送第一组件和由第一组件处理工具接收第一组件进行同步的信号。
附图说明
为了更容易理解本发明,通过示例的方式在附图中示出了本发明的一个实施例。
图1是示出了根据本发明的第一示例性自动装置的等距视图,该装置具有在右边的第一组件传送装置和第二组件传送装置,在中央区域的第一接收装置和在左边的第二接收装置。
图2是将来自直线流的第一组件传送到接收工具的旋转螺栓第一传送装置的平面视图,该接收工具随后将逆时针旋转以从第二旋转螺栓传送的第二组件的直线流中接收第二组件。
图3是和图1类似的等距视图,其中第一接收装置在第一和第二组件传送装置(右侧)到第二接收装置(左侧)之间旋转。
图4是显示了带有旋转螺栓第一组件递送工具的第一组件传送装置和在朝向旋转螺栓的流中从左向右的第一组件供给直线流的第二示例的等距视图。
图5、图6和图7分别是图4的示例的正视图、顶视图、和右视图。
图8是具有来自螺旋槽的组件输出口(显示在左上方)的旋转螺栓第一组件递送工具的远端的等距视图。
图9是具有进到螺旋槽的组件进入口(显示在右下方)的旋转螺栓第一组件递送工具的近端的等距视图。
图10是图9的旋转螺栓的近端视图,其中在右下方的进入口通过径向延伸的驻留臂。
图11是旋转螺栓的顶视图,其显示了在底端的组件输出口和显示了在左上方的径向延伸驻留臂和邻近进入口的分离楔。
图12是旋转螺栓的轴向截面图,其显示了螺旋槽沿着其长度的均匀半圆横截面轮廓,该轮廓与第二示例的第一组件的圆柱形外表面匹配。
图13是图8的旋转螺栓的远端视图,其中输出口处于右下方。
图14是旋转螺栓的侧视图,其显示了在输出口的端部的为四分之一个圆形的螺旋槽的轮廓。
图15是示出了旋转螺栓的旋转速度(度/秒)相对于将组件传送到示例性接收装置的时间的变化的示例曲线图,其中当使用旋转伺服电机来驱动旋转螺栓时,该变化是可编程的。
图16是和图15类似的图,其示出了旋转速度的变化的第二示例,该变化可被编程为在保持相同的周期时间(150毫秒)的同时旋转旋转螺栓。
图17是示例性现有技术的转盘的平面视图,其中组件被径向送入并被捕获在窝中以在圆周方向上被加速。
图18是示例性现有技术的转盘的平面视图,其中组件被径向送入以啮合凸轮表面并被捕获在窝中以在圆周方向上被迅速地加速。
图19是示例性现有技术的转盘的平面视图,其中组件被螺旋杆切向送入并且被该螺旋杆加速以匹配转盘的切向速度从而被捕获且在圆周方向上在转盘上继续移动。
图20是图19的示意图中所示出的现有技术的螺旋杆的照相视图。
图21是第二示例性自动装置的照相视图,其中第一组件啮合在旋转盘递送工具(左)中并被传送到右侧的接收装置。
图22是第一组件传送装置的第三示例的等距视图,该第一组件传送装置使用两个相互垂直定向的线性伺服电机来以XY笛卡尔坐标方式在平面内移动持有第一组件的平台。
图23是包括两个直线运动平台的装配装置的平面视图,其中每个直线运动平台均具有夹持器以用于在平面内传输组件。
图24是用于在旋转的工具平台和静止的工具安装结构之间传输电力或控制信号的滑环。
图25是用于处理组件的系统的示意图。
图26是示出了用于处理组件的方法的流程图。
图27是利用组件的异步供给来处理组件的系统的示意图。
图28是利用组件的同步供给来处理组件的系统的示意图。
图29是包括校验站的部件传输装置的示意图。
通过参考以下的详细描述,本发明进一步的细节及其优点将会变得显而易见。
具体实施方式
首先将描述现有技术的自动化装置和组件传送方法的限制,从而可以通过对照背景现有技术来理解本发明的优点。
图17是示例性现有技术的具有多个用于捕获组件3的窝2的转盘1 的平面视图。每个窝2对应于一个安装到转盘1的装配工具。组件3以一个流的形式被径向送入,而每个组件3均被捕获在窝2中,以在圆周方向上被迅速地加速。运动的方向从径向到周向的改变迫使组件3经历迅速的加速。组件3的径向运动不是连续的,因为组件一直被保持在基本静止或驻留的位置,直至窝2到达为止,而组件3被迅速地移到窝2中,其经历迅速的径向加速而进入窝中并且一旦被捕获在窝2中就迅速径向减速。为了避免组件3的损坏和堵塞,当采用这样的设计来在连续运动装配系统中送出组件3时,转盘1的旋转速度需要相对较慢。
图18是示例性现有技术的转盘1的平面视图,其中组件3被径向送入以啮合凸轮表面,且被捕获在窝中以在圆周方向上被迅速地加速。凸轮表面稍微减少径向加速/减速并以和图17中的组件流的停止-启动动作相比更连续的流来径向传送组件3的流。
图19是示例性现有技术的转盘1的平面视图,其中组件3被螺旋杆5 切向送入并且被螺旋杆5从左侧的相邻组件流加速到与转盘1的切向速度匹配的速度。当组件3被递送到螺旋杆5的右侧端时,组件3被逐个捕获并在转盘1上以圆周方向继续移动。图20是图19的示意图中所示出的现有技术的螺旋杆5的照相视图。螺旋杆5以恒速旋转,而为了将组件3从左端的基本上静止状态或相对慢速移动状态带到右端的与转盘的切向速度相匹配的较快的轴向速度,螺旋槽的螺距在纵向上延伸。
由于现有技术的螺旋槽将沿着其长度保持有多个组件3,因此在从流加载组件3、从相邻的组件3分离出组件3、将组件3加速到所需的切向速度并将组件3交到转盘1的所有阶段都依赖于螺旋杆5的旋转速度。如果设计者试图增加转盘1的速度以增加产量,则螺旋杆5的速度也必须被增加。然而,所有用于处理组件3的阶段都与同一个参数相关联,也就是,螺旋杆5的旋转速度,而要增加在右端交付组件3的切向速度也必须增加在左端加载组件3的速度。如果需要慢慢加载组件3以避免对组件3造成损坏,以及还需要通过将组件3更快地交付到转盘1来增加产量,则传统的螺旋杆5的使用会迫使一种折中。组件3可以被传送的速度受到组件3 可以被加载的速度限制。相应的,传统地通常通过增加转盘1上的工具的数量来增加产量和增加转盘1的速度并匹配螺旋杆5。无论如何,传统的方法指示了对于高输出的连续运动设备需要多个工具,这需要很大的开支和维修作业。
图1至图14示出了利用螺旋杆作为组件递送工具的新颖的自动装配装置的第一示例。
图1显示了用于将第一和第二组件装配在一起的第一示例性自动装配装置。可以理解,这里所描述的自动装置也可以用来处理被传送到接收装置上的移动工具以用于诸如,折叠、弯曲或冲孔等工艺的单个组件。而且,本说明书中所描述的示例仅限于将两个部件装配在一起以用简单易懂的方式将概念表示出来。然而,本领域的技术人员可以理解,可以通过增加多个工具和组件供给装置来以类似的方式将任何数量的组件(1到n)装配在一起。
图1示出了第一组件传送装置6,其包括由专用数控伺服电机8驱动的旋转螺栓7。第一组件被对准在直线导轨9上,以将一个流提供到旋转螺栓7,旋转螺栓7然后加载单个组件,将该组件从相邻的后面的组件分离出来,对该组件加速并将该组件传送到第一接收装置11的装配工具10。第一接收装置11优选地具有伺服电机15以在图1的逆时针方向上旋转装配工具10,并为了高速装配而保持连续运动。
装配工具10逆时针方向旋转以从第二组件传送装置12接收第二组件,该第二组件传送装置同样具有旋转螺栓13和专用数控伺服电机14。第二组件被对准在直线导轨16上,以将一个流提供到旋转螺栓13,旋转螺栓13然后加载单个组件,将该组件从相邻的后面的组件分离出来,对该组件加速并将该组件传送到第一接收装置11的装配工具10。本示例的第一和第二组件以基本上静止的流的形式被保留在直线导轨9、16上,该流以周期性的运动来轴向移位。然而,可以理解,在需要移动的流或者在移动流是有利的情况下,直线导轨9、16可以将组件装在移动的流中。
装配工具10继续逆时针方向旋转,并且同时通过装配工具10将第一组件和第二组件装配在一起。装配工具10可以包括通过电力供应滑环37 (如图24所示)由液压驱动或由伺服电机驱动的直线或旋转驱动器。滑环37是允许电能和电信号从静止结构传输到旋转结构的机电装置。机电滑环37由导电环38和导电刷39组成,该导电刷39在导电环38旋转时建立电连接。其他滑环也是可用的,这些滑环包括具有光导体和光信号传输的滑环。具有多个环圈和刷的机械滑环37允许静止的伺服驱动器的静止的电线40经由旋转的电线41电连接到安装在旋转工具平台上的伺服电机上。优选地使用两个独立的滑环37,也就是,一个滑环37用于将电线连接到旋转的伺服电机上,而另一个滑环37连接编码器信号传输线。通过将该连接分开,编码器的信号较少受到电力线所产生的电噪声所影响。
图1示出了在中央区域中的第一接收装置11、在左侧的第二接收装置 17和伺服电机19,第二接收装置也具有装配工具18以用于执行进一步的装配或其他操作。图2示出了将第一组件从直线导轨9中的直线流传送到装配工具10的旋转螺栓7第一组件传送装置的详细平面视图。装配工具10然后逆时针方向旋转以从由第二旋转螺栓13传送的在直线导轨16中的第二组件的直线流中接收第二组件。
图3是和图1类似的等距视图,其显示了第一接收装置11在从第一和第二组件传送装置(6,12)接收第一和第二组件之前逆时针方向旋转,以及在将装配好的组件传送到第二接收装置17之前继续装配组件。
图4是用于传送相对较大的组件的第一组件传送装置6的第二示例的等距视图,该装置需要较大的直线导轨9。第一组件传送装置6具有由专用数控伺服电机8驱动的旋转螺栓7,该旋转螺栓7作为第一组件递送工具。在直线导轨9中将第一组件的直线流从左向右以一个流的形式朝向旋转螺栓7引导。图5、图6和图7是图4中的第一组件传送装置的第二较大的示例的相应的正视图、顶视图和右视图。可以理解,用于多个组件的传送装置可以基本上和上述的相同,并通过提供合适的直线导轨9和旋转螺栓7来适用于不同组件的形状。因此,第一组件传送装置6可以在机器大部分基本上保持不变的情况下很快地适应不同形状的组件。
图8-图14示出了旋转螺栓7、13的细节,该旋转螺栓在所示的示例中适于传送圆柱形组件。虽然所示的示例是传送圆柱形组件的,然而,通过提供具有合适形状的螺旋槽20的旋转螺栓7、13,其可以适应其它形状的组件。图12最好地示出了具有均匀的半圆横截面轮廓以用于啮合和传输圆柱形组件的螺旋槽20。如果要传送矩形组件,可以提供矩形槽。
图8是用作组件递送工具的旋转螺栓7、13的远端的等距视图,其中螺旋槽20终止于组件输出口21。图9是旋转螺栓7、13的近端的等距视图,其中螺旋槽20起始于组件进入口22。图10示出了带有径向延伸驻留臂23的旋转螺栓7、13的近端视图。驻留臂23通过顶住(abut)后面的组件来截住后面的组件流,同时允许在流中带头的组件通过驻留臂23进入到进入口22。
施加在直线导轨9内的组件流上的背压促使流中带头的组件压向旋转螺栓7、13。在旋转螺栓7、13的每一个旋转期间,一个组件穿过进入口 22。通过形成在进入口22的下游边缘上的分离楔24将单个带头的组件与组件流的接下来的组件分开。图11是旋转螺栓7、13的侧视图,并示出了组件输出口21、径向延伸的驻留臂23和分离楔24的端视图。
图12、图13和图14示出了旋转螺栓7、13的不同视图,以完整对该形状的三维描述。旋转螺栓7、13对于螺旋槽20沿着其长度具有均匀的半圆形横截面轮廓,该轮廓匹配示例性组件的圆柱形外表面。驻留臂23 一次仅允许一个组件通过进入口22进入螺旋槽20。分离楔24将下一个组件与进入螺旋槽20的那个组件分开。随着旋转螺栓7、13在静止的直线导轨中驱动组件,螺旋槽20在旋转的时侯将组件径向加速。输出口21用于以和旋转装配工具10的切向速度匹配的速度来将组件递送给第一接收装置11。
由于旋转螺栓7、13在每一次旋转的时候接收和传送一个组件,以及由于驱动旋转螺栓的专用数控伺服电机8、14可电子编程到精确的旋转位置、旋转速度和加速度,传送组件的每个阶段都可以独立于其他阶段而被精确的控制。
图15是示出了旋转螺栓的速度(度/秒)相对于将组件从进口传送到输出口的时间的曲线的示例曲线图。应该注意,现有技术的传统螺旋杆5 以恒定的速度旋转并沿着其长度啮合多个组件。当使用专用数控伺服电机 8、14来驱动旋转螺栓7、13时,图15中的从0度/秒到7000度/秒的旋转速度中所示的变化是可编程的。
如在图15的左侧所示,周期是从旋转螺栓7静止时(具有0度/秒的速率/速度)开始的。取决于直线导轨或其他上游设备和组件处理安排,组件也可以在运动时开始该周期(起始速度大于0度/秒)。在所示的示例中,在周期开始时,旋转螺栓7处于静止位置,并用驻留臂23顶住流中的带头的组件。为了将单个组件加载进入螺旋槽20,旋转螺栓7然后被慢慢旋转(0度/秒-1000度/秒)以在背压力下将单个组件加载通过进入口22。组件将与螺旋槽20的下游侧啮合并基本上停止轴向运动。旋转螺栓7然后进一步被慢慢旋转,而在进入口22的下游边缘上的分离楔24将被压在螺旋槽20内的组件与流中的下一个上游组件之间。在旋转螺栓7进一步的慢旋转(0度/秒-1000度/秒)后,分离楔24将螺旋槽20中的组件完全分离,而驻留臂23将顶住静止的流中的剩下的组件流,直到在下一次旋转当进入口22返回到初始位置。如果要在运动的条件下将组件保持在流中,则驻留臂23可以被设计为螺旋壁,或旋转螺栓7、13以及专用数控伺服电机8、14可以安装到一个轴向移动的输送器以继续组件流的轴向运动。
一旦螺旋槽20中的单个组件完全从组件流分离,则该组件可以被轴向加速到需要在输出口21将组件交送到第一接收装置11的速度。组件在一侧被螺旋槽20限制,并且在相对侧被局限在直线导轨9、16的滑动面内。如图15所示,为了在轴向上加速被局限在螺旋槽20内的组件,旋转螺栓7、13的旋转速率/速度基本上从例如1000度/秒被加速到7000度/秒。当在所需的时间内达到所需的速度时,组件被递送在输出口21处,以被第一接收装置11的装配工具10接收。随后如图15所示,卸下了组件的现在是空的旋转螺栓7、13只需要再返回到初始位置,并且可以被减速到静止的停止位置,从而利用被驻留臂23顶住的流中的下一个组件再开始一个周期。
图16是和图15类似的图,其示出了对专用数控伺服电机8、14的编程可以如何适于遵循不同组件的不同外形或不同的装配方法。图16示出旋转速度的变化的第二示例,该变化可被编程为在保持相同的周期时间 (150毫秒)的同时旋转旋转螺栓7、13。在图16中,一个不同的组件可以具有不同的形状,该形状使得加载和分离阶段发生得更快(0度/秒到1500度/秒用了45毫秒,而图15中显示加载和分离阶段从0度/秒到1000 度/秒用了70毫秒)。图16的例子中的加速可以在更短的时间范围内并以更慢的交付速度(4000度/秒对7000度/秒)发生。图16的示例组件需要更长的到接收装置的交付时间,并且在交付完成之后,为了在相同周期时间(140毫秒)内返回到开始位置,旋转螺栓7、13必须被迅速地加速然后在开始位置减速到静止的速率。
因此,在每一个旋转接收一个组件的旋转螺栓7、13和伺服电机可编程的能力结合起来,使得可以选择任何的旋转速率/速度对时间的曲线。将组件从静止或移动的流移动到一传输速度以交付到接收装置的不同阶段可以被独立编程,从而不需要在任何阶段期间在最优化旋转速度时进行折中。可以独立选择用于加载、分离、加速和传送的最佳速度,并且每个阶段不依赖于其他阶段。
进一步的,由于旋转螺栓7、13以可变化的速度旋转,因此旋转螺栓 7、13的每个部分可以为了加载、分离、加速和传送一特定形状的组件的不同阶段的特定目的而被形成。为了使传送装置适用于不同的组件,需要更换旋转螺栓7、13和直线导轨9、16,然而装配装置的其他部分可以很容易被重置和适于重用。
接收装置11、17也可以具有用于对精确的定位和旋转速度进行编程的专用伺服电机15、19。因此,可以用以高速旋转的单个工具来替换以相对较慢的速度旋转的具有多个工具的传统的转盘1。可以避免与多个工具相关的成本,以及由于工具成本的节省可以合理化伺服电机和对驱动系统编程的相对较高的成本。
重述一下对第一示例性自动装置的上述描述,所描述的装置被设计为用于以连续运动的装配过程来将第一组件和第二组件装配成制成件。为此,图1和图3中所示的装配装置具有第一组件传送装置6和第二组件传送装置12。第一组件传送装置6包括旋转螺栓7,其被用作递送工具以用于将第一组件递送到第一接收装置11。可以理解,如果需要的话,自动装置可以用来仅传送一个组件,而第一接收装置11可以不是用于装配组件,而是具有被配置成用于通过诸如弯曲、折叠或冲孔来处理该组件的工具。
旋转螺栓7由专用数控伺服电机8驱动,该专用数控伺服电机8用作第一专用计算机数控工具驱动器以用于将一个第一组件从第一组件的流的前端的进口位置加载、分离、加速和传送以在预定的传送时间、所述第一组件递送工具的输出位置、速度、加速度和轨迹输出要被第一接收装置 11的装配工具10接收的该第一组件。
为了将一个第二组件传送到第一接收装置11以用于在装配工具10中进行装配,自动装置可以包括第二传送装置12,该第二传送装置12也具有旋转螺栓13作为该第二组件的递送工具。专用数控伺服电机14被用作第二工具驱动器以用于将该第二组件从第二组件的流的前端的进口位置加载、分离、加速和传送以在预定的传送时间、所述第二组件递送工具的输出位置、速度、加速度和轨迹输出在第一接收装置11逆时针旋转时要被第一接收装置11的装配工具10接收的该第二组件。
第一接收装置11具有用于将第一组件和第二组件装配在一起的装配工具10。第一接收装置11在伺服电机15的编程控制下精确地旋转,以在第一组件旋转螺栓7的输出位置、第二组件旋转螺栓13的输出位置、以及制成件弹出位置之间移动装配工具10,其中在制成件弹出位置,制成件被交付到第二接收装置17的装配工具18。
第一组件专用数控伺服电机8被用作具有可编程的控制装置的专用计算机数控工具驱动器,以在一系列独立可编程的第一组件阶段期间独立选择第一组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹,该一系列独立可编程的第一组件阶段即:加载阶段;分离阶段;加速阶段;和传送阶段。第二组件专用数控伺服电机14同样对于第二组件传送用作专用计算机数控工具驱动器,以在第二组件的独立可编程的加载阶段、分离阶段、加速阶段和传送阶段期间独立选择第二组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹。
用于旋转装配工具10的伺服电机15还包括可编程的控制装置,以用于在独立可编程的不同装配阶段期间独立选择装配工具的时间、位置、速度、加速度和轨迹,该独立可编程的不同装配阶段即:第一组件接收阶段;第二组件接收阶段;和制成件弹出阶段。
如图8-图14最好的示出,旋转螺栓7、13具有螺旋槽20,该螺旋槽 20带有与一圆柱形组件相匹配的半圆轮廓的。旋转螺栓7、13在螺旋槽 20的近端具有进入口22和在螺旋槽20的远端具有输出口21,以用于捕获和沿着具有静止的轴向滑面的直线导轨9、16轴向引导圆柱形的第一组件。旋转螺栓7、13具有径向延伸到与组件的流的带头组件的前沿面相啮合的近端驻留臂23,而进入口22位于驻留臂23的一个部分上以在每一次旋转引入一个组件。进入口22的下游边缘被用作分离楔24,以用于插入在带头的第一组件与相邻的在组件流中的下一个第一组件之间。
如图15的示例中所示,每个旋转螺栓7、13的专用数控伺服电机8、 14与可编程的控制装置进行通信,以在以下情况期间独立选择组件的旋转速度:加载阶段,其中旋转速度为0度/秒;分离阶段,其中旋转速度为0 度/秒-1000度/秒;加速阶段,其中旋转速度为1000度/秒-7000度/秒;和传送阶段,其中旋转速度为7000度/秒-6000度/秒。图16示出了通过选择性地对专用数控伺服电机8、14编程可达到的不同的速度和定时,由此提供了在定制不同组件传送阶段时的高度灵活性。
上述的过程可适于使用不同的机制。例如,在二维平面中旋转传送工具的专用数控伺服电机8、14可以被替换成正交排列的直线伺服电机,该正交排列的直线伺服电机也在平面中操作来使用笛卡尔坐标定义安装到该直线伺服电机的任何组件的轨迹。由于每个步骤可以具有利用伺服电机选择的编程位置和速度,所以旋转螺栓7、13可以替换成旋转盘以用于加载、分离、加速和传输一个组件。可以用液压、凸轮、旋转伺服电机或直线伺服电机来操作第一接收装置11的工具。工具的类型是没有限制的,并且可以是装配工具或者是处理一个组件或组件的装配的工具。可以使用独立的控制信号滑环来在旋转工具和静止的控制系统之间传输电控制信号。控制信号滑环和供电滑环的分离使得由电力的传输所产生的干扰或噪声可被减轻,以免干扰低电压的控制信号。
图21中显示了自动装置的第二示例,其中第一组件被叠放在基本上垂直的导轨25中。也可以根据设计参数以在其他方向(诸如水平方向) 定向的导轨传输组件。每一次一个组件啮合在作为组件递送工具的旋转盘 26中,并被传送到接收装置28的旋转工具27。如上结合图15-图16所述,旋转盘26可以在周期的开始时完全静止以从直线导轨25内的流中接收单个组件。当旋转盘26是静止时,可以容易地接收小的或精密的组件。通过缓慢地开始转到旋转盘26,可以在不损坏组件的情况下从组件流分离出接收在旋转盘26中的组件。一旦完全分离,组件和旋转盘26可以被迅速地加速以匹配旋转工具27的旋转速度并将组件交付到旋转工具27。一旦排空了,旋转盘26可以旋转回到开始位置并停止运动,直到需要下一个在直线导轨25内的流中的组件。
图21的自动装置具有旋转盘26形式的组件递送工具,该旋转盘26 具有安装凹槽以用于啮合和保持组件。为了避免剪切该组件,旋转盘26 可以被保持为静止,直到组件被加载到凹槽里。专用计算机数控旋转伺服电机将安装在旋转盘26中的第一组件从静止的进口位置通过低速分离阶段和通过高速加速阶段传送,以在输出位置和以传送速度来递送所述组件。可以按照图15-图16所示来对旋转速度的变化进行编程。
图22是第一组件传送装置的第三示例的等距视图,其使用两个互相垂直定向的专用数控直线伺服电机28、29来移动平台30,平台30可以包括固定装置(未示出)以保持单个组件并以XY笛卡尔坐标的方式在平面内按照曲线轨迹31所示移动组件。平台30具有被定制使组件啮合和保持组件的基座(未示出)。专用数控直线伺服电机28、29每个均具有直线操作轴,该直线操作轴相对于彼此正交设置,以用于将安装在平台中的第一组件从静止的进口位置通过低速分离阶段、到高速加速阶段加载、分离、加速和传送,并使用笛卡尔坐标在输出位置和所需的传送速度来递送组件。同样的过程可以通过使用带直线操作轴的第三直线伺服机(未示出) 来适于三维笛卡尔坐标,该直线操作轴相对于一对平面的专用数控直线伺服电机28、29正交设置,以用于在三维的操作空间加载、分离、加速和传送安装在平台上的第一组件。
图23是示出了带有旋转夹持器32的平台30的第四示例的平面视图,该旋转夹持器32用于将装配好的组件从第一旋转装配工具33移动到第二旋转装配工具34。两个互相垂直定向的直线伺服电机以如图23的双向箭头所示的在XY笛卡尔坐标中以往复的方式在平面内移动平台30。平台 30的平面X-Y运动和旋转夹持器32的旋转运动的结合在时间和运动上与第一旋转装配工具33和第二旋转装配工具34协调一致,以移动装配好的组件。图23还示出了具有第二旋转夹持器36的第二平台35,其与第一旋转装配工具33协调一致以将组件从流移动到第一旋转装配工具33。第二旋转夹持器36包括一个直线伺服电机,并仅如双箭头所示沿着一个轴往复移动。
图25是用于处理一个或多个组件3的示例性系统50的示意图。系统 50可以包括一个或多个组件递送工具7、13,该组件递送工具7、13例如可以是一个或多个组件传送装置6、12的一部分。在一些实施方式中,组件递送工具7、13可以包括一个或多个螺栓。因此,组件递送工具7、13 可以被配置成:在进口位置处在多个组件3的流的前端加载一个或多个组件3;从多个组件3的流中分离组件3;加速组件3;以及在预定的传送时间、传送位置、传送速度并沿着传送轨迹移动来传送组件3。组件递送工具7、13可以被配置成在进口位置处加载一个或多个随后的组件3之前传送组件3。
系统50还可以包括一个或多个处理工具10、18,该处理工具10、18 例如可以是一个或多个接收装置11、17的一部分。处理工具10、18可以被配置成使用一个或多个组件3进行一个或多个增值操作。例如,处理工具10、18可以被配置成将两个或两个以上的组件3装配在一起。在一些实施方式中,处理工具10、18可以包括一个或多个装配工具。因此,处理工具10、18可以被配置成:在处理工具10、18沿着处理工具轨迹移动的同时接收一个或多个组件3,该处理工具轨迹被配置成允许在传送位置从组件递送工具7、13将一个或多个组件传输到处理工具10、18;处理组件3;并将组件3移动到弹出位置。
系统50还可以包括一个或多个控制装置52(以下被称为“控制器 52”)。控制器52可以包括一个或多个数据处理器54(以下被称为“数据处理器54”)和相关的附件,该相关的附件能够控制组件递送工具7、13 和/或处理工具10、18的至少一些方面的性能。数据处理器54例如可以被配置成做出关于系统50的控制和操作的决定,并引起一个或多个基于机器可读指令执行的操作,该机器可读指令包括存储在控制器52的指令和/ 或其他在控制器52上经由有线和/或无线通信接收的机器可读指令。数据处理器54可以包括一个或多个微控制器或其他适当地编程的或可编程的逻辑电路。
控制器52还可以包括存储器和存储数据装置或寄存器(以下被称为“存储器56”)。存储器56可以包括任何适于可恢复地存储机器可读指令和其他数据的存储工具(例如,装置),该机器可读指令可由控制器52的数据处理器54执行。存储器56可以为非易失性的,并且可以包括可擦可编程只读存储器(EPROM)、闪存、和/或其他适于以易失性、非易失性、或瞬态性形式存储电数据信号的电磁介质。存储器56可以包括可由数据处理器54执行的机器可读指令,还可以包括与组件递送工具7、13和/或处理工具10、18的操作相关的其他数据。例如,存储器56可以储存回馈数据,该回馈数据表示从一个或多个与组件递送工具7、13和/或处理工具 10、18相关的传感器(例如,编码器)接收的回馈信号。
存储在存储器56中的机器可读指令可以使控制器52引起在这里所描述的各种方法的执行,包括生成一个或多个对系统50的操作有用的信号 58(例如,输出数据)。该机器可读指令可以合并到一个或多个计算机程序产品中,该计算机程序产品可以被存储在合适的介质或媒介上。在一些实施方式中,机器可读指令可以被数据处理器54执行,并且可以被配置成引起数据处理器54生成适用于对由组件递送工具7、13和/或处理工具 10、18执行的两个或多个操作进行同步的信号58。例如,机器可读指令可以被配置成使得数据处理器54生成适用于对组件递送工具10、17传送组件3和组件处理工具10、18接收组件3进行同步的信号58。
组件递送工具7、13和处理工具10、18的两个或更多操作的同步可包括电子凸轮和/或电子齿轮,而不是在一些现有应用中的机械凸轮和/或齿轮。在各种实施方式中,该电子方式的同步的使用与传统的包括机械同步装置的系统相比可以为系统50提供更高的灵活性和改进的性能。因此,在各种实施方式中,存储器56可以存储表示在组件递送工具7、13和处理工具10、18的操作中使用的一个或多个凸轮轮廓的数据。例如,该凸轮轮廓可以为表格形式以及可以包括表示在操作期间组件递送工具7、13 和处理工具10、18要遵循的同步轨迹的对应的位置。在各种实施方式中,组件递送工具7、13和处理工具10、18中的一个可以作为主装置操作,而组件递送工具7、13和处理工具10、18中的另一个可以作为从属装置操作,该从属装置基于主装置执行的运动来执行运动,从而基本上维持从属装置与主装置之间的同步。在一些实施方式中,系统50可以包括一个或多个主装置和一个或多个相应的从属装置。例如,一个或多个从属装置可以与主装置通过电子凸轮连接。
因此,在各种实施方式中,机器可读指令可以被配置成使数据处理器 54生成可用于引起组件递送工具7、13传送组件3和处理工具10、18接收组件3的电子凸轮运动的信号58。在一些实施方式中,机器可读指令可以被配置成使数据处理器54生成可用于引起组件递送工具7、13加载、分离、加速和传送组件3和处理工具10、18接收组件3的电子凸轮运动的信号58。
在各种实施方式中,机器可读指令可以被配置成引起数据处理器54 生成可用于沿着传送轨迹控制组件3的运动和沿着处理工具轨迹控制处理工具10、18的运动的信号58。传送轨迹和处理工具轨迹可以在组件3的传送位置处大体相切。类似地,机器可读指令可以被配置成使数据处理器 54生成可用于引起在组件3处于传送位置时组件3的传送速度和处理工具 10、18的速度大体相同的信号58。因此,组件3从组件递送工具7、13 传输到处理工具10、18可以相对平稳(即,基本上没有明显的加速和/或震动)。组件3的平稳传输也可以大大减少损坏组件3的风险,而且在一些应用中还可以允许传输相对精细的组件。
在各种实施方式中,机器可读指令可以被配置成引起数据处理器54 生成可用于控制组件3的至少一些方面的处理的信号58。例如,该处理可以包括一个或多个可由处理工具10、18执行的增值操作。该增值操作可以包括将两个或更多的组件组装在一起。该操作或其他与系统50相关的操作也可以与组件递送工具7、13和处理工具10、18中的一个或多个电子同步,并且根据特定的应用可以作为主装置或从属装置操作。因此,机器可读指令例如可以被配置成引起数据处理器54生成可用于引起处理组件3的电子凸轮运动和一个或多个与组件递送工具7、13和处理工具10、 18相关的操作的信号。可替换地,一个或多个由组件递送工具7、13或处理工具10、18执行的操作可以受双态控制,而不是直接以电子的方式同步。然而,在一些实施方式中,经由双态控制信号触发的操作可能取决于主装置的位置并且还可能基于凸轮轮廓。
如上所述,系统50可以包括一个或多个与组件递送工具7、13相关的专用数控伺服电机8、14(如图1所示)和一个或多个与处理工具10、 18相关的伺服电机15、19(如图1所示)。因此,机器可读指令可以被配置成引起数据处理器54生成可用于根据预定的凸轮轮廓控制专用数控伺服电机8、14和伺服电机15、19的信号。
图26是示出了用于处理组件的方法2600的流程图。在一些实施方式中,方法2600还可以包括一个或多个增值操作的执行。这里所公开的装置和工具可以被配置成彼此之间的协同操作以用于执行方法2600的全部或一部分。在各种实施方式中,方法2600可以包括:在第一组件3的流的前端处的进口位置处加载一个第一组件3(参见框图2602);从第一组件3的流分离第一组件3(参见框图2604);加速第一组件3(参见框图2606);使用第一组件递送工具7、13在预定的传送时间、传送位置、传送速度和沿着传送轨迹移动来传送第一组件3(参见框图2608);在沿着处理工具轨迹运动的处理工具10、18处接收第一组件3(参见框图2610),该处理工具轨迹被配置成允许在传送位置处将第一组件3从第一组件递送工具7、13传送到处理工具10、18;处理第一组件3(参见框图2612);和将第一组件3移动到弹出位置(参见框图2614)。第一组件3的传送和第一组件的接收可以电子的方式同步。方法2600还可以包括在进口位置处加载随后的组件之前传送组件3。
如上所述,当第一组件3在传送位置时以及当第一组件3在组件递送工具7、13和处理工具10、18之间的传送正在发生时,传送轨迹和处理工具轨迹可以大体相切。而且,当第一组件3在传送位置时以及当第一组件3的传送正在发生时,第一组件3的传送速度和处理工具10、18的速度可以大体相同。方法2600还可以包括在处理工具10、18处接收一个第二组件3。方法2600还可以包括将第一组件3与第二组件3装配起来。应该理解,第一和第二组件可以彼此不同,并且可以被配置成用于装配在一起。
第一组件3的传送可以包括第一计算机数控操作,而第一组件3的接收可以包括第二计算机数控操作。第一计算机数控操作和第二计算机数控操作可以如上所述的以电子的方式同步(例如,凸轮方式、齿轮方式)。
类似地,第一组件3的加载、分离、加速和传送可以包括第一计算机数控操作,而第一组件3的接收可以包括第二计算机数控操作。第一计算机数控操作和第二计算机数控操作可以电子的方式同步(例如,凸轮方式、齿轮方式)。
替代地或者额外地,第一组件3的接收可以包括第一计算机数控操作,而第一组件3的处理可以包括第二计算机数控操作。第一计算机数控操作和第二计算机数控操作可以电子的方式同步(例如,凸轮方式、齿轮方式)。
图27是用于使用组件的异步供给来处理组件的示例性系统100、50 的示意图,而图28是用于使用组件的同步供给来处理组件的另一个示例性系统200、50的示意图。系统100和200可以与上述的系统50有相似之处。在一些实施方式中,系统50可以整个或部分地合并到系统100和 200的一者或两者。系统100和200可以被配置成执行这里所描述的所有方法中的步骤。系统100、200可以接收组件3和/或其他原材料作为输入;经由一个或多个处理工具10、18逐步地给该组件或该其他原材料增值;以及最终将它们作为独立的制成品、半成品或作为被拒绝的废品(即有缺陷的产品)卸下。
因此,系统100和200可以从一个或多个送料器60接收原材料和/或组件3。每个送料器60可以被配置成将其原材料或组件3传送到一个或多个组件递送工具7、13。从送料器60的传送可以直接进行或经由相应的缓冲区62进行。每个组件递送工具7、13或部件传输装置64都可以是数控的,并且可以被配置成将原材料或组件传送到一个或多个处理工具10、18。每个处理工具10、18可以通过一个或多个可编程的处理步骤66来为组件或半成品增值。一个给定的处理工具10、18可以与一个或多个其他处理工具10、18并行或串行操作。半成品一旦通过最后一个处理工具10、18,则可以作为成功地完成和经验证的制成品、作为半成品、或作为被拒绝的废品而被卸下。可以经由操作员界面68来进行与系统100和200的人机交互。
上述各个元件可以至少部分由被称为基础软件底板的已知的软件资源控制。该底板可以被配置成允许系统的各个元件执行各种控制功能,包括:输入和输出的管理;本地控制任务的管理,包括处理工具10、18内的可编程的处理步骤66和校验站70内的本地检验任务;系统100、200 中的不同元件之间的通信和经由操作员界面68与个人用户进行通信。
在图27的系统100、50中,送料器60可以不与系统100、50的任何其他元件或操作以电子的方式同步,并且可以被软件底板控制,而送料器 60的操作还可以与系统100、50的其他组件相互协调。因此,送料器60 可以经由缓冲区62将组件3提供到组件递送工具7、13(例如,异步供给),以及送料器60可以被操作以保持在各个缓冲区62中充分供应组件3。可替换的,在图28的系统200、50中,送料器60可以与系统200、50的一个或多个组件或操作以电子的方式同步,并且可以受主装置控制例如以用于直接(即,没有缓冲区)向组件递送工具7、13提供组件3的同步供给。
系统50、100、200的至少一部分可以包括数控同步结构。在各种实施方式中,部件传输装置64、计算机递送工具7、13和处理工具10、18 可以是数控的。因此,组件3(诸如原材料和半成品)通过系统100和200 的移动可沿着可编程的运动轴发生的,该运动轴可以是旋转的或直线的。与处理工具10、18的可编程处理步骤66相关的工具的移动可以沿着可编程的直线和/或旋转的运动轴发生。
图29是包括校验站70的示例性部件传输装置64的示意图。校验站 70可以位于一个或多个送料器60、组件递送工具7、13、部件传输装置 64和/或处理工具10、18处。校验站70可以包括被配置成在一个或多个诸如原材料或半成品的组件3上进行检验、检查或测试的装置。在这些点处,如果组件3不能满足一个或多个预定的检验标准,那么该组件3可以从系统100、200作为废品去除。校验站70可以被配置成对一个或多个组件3进行检验操作。检验操作可以与系统50、100、200的主装置以电子的方式同步。
虽然以上的描述涉及的是发明人当前所设想到的特定的优选实施方式,但是应该理解,本发明在其较广的方面包括在这里所描述的元件在机械性和功能性方面的等价物。
Claims (42)
1.一种对组件的计算机数控装配或处理的自动装置,包括:
第一传送装置,包括:
第一组件递送工具;以及
第一专用计算机数控工具驱动器,其用于从第一组件流的前端的进口位置处加载、分离、加速和传送第一组件,以在预定的传送时间、所述第一组件递送工具的输出位置、速度、加速度和轨迹输出所述第一组件;以及
第一接收装置,包括:
用于在所述工具沿着工具轨迹移动的同时接收和处理所述第一组件的工具;以及
用于将所述接收和处理所述第一组件的工具在以下位置之间移动的工具驱动器:所述第一组件递送工具的输出位置;和制成件弹出位置;
其中所述第一专用计算机数控工具驱动器包括可编程的控制装置,以用于在一系列独立可编程的第一组件阶段期间独立地选择第一组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹,所述可编程第一组件阶段包括加载阶段;分离阶段;加速阶段;和传送阶段。
2.根据权利要求1所述的自动装置,其中所述自动装置用于在装配过程中将所述第一组件和第二组件装配成制成件,所述自动装置还包括:
第二传送装置,包括:
第二组件递送工具;以及
第二工具驱动器,其用于从第二组件流的前端处的进口位置加载、分离、加速和传送第二组件,以在预定的传送时间、所述第二组件递送工具的输出位置、速度、加速度和轨迹输出所述第二组件;
所述第一接收装置包括:
接收所述第一组件和所述第二组件并将所述第一组件和所述第二组件装配到一起的装配工具,作为所述接收和处理所述第一组件的工具;以及
所述第一接收装置的工具驱动器,在以下位置之间移动所述装配工具:所述第一组件递送工具的输出位置;所述第二组件递送工具的输出位置;和制成件弹出位置。
3.根据权利要求2所述的自动装置,其中所述第二工具驱动器包括:
第二专用计算机数控工具驱动器,其包括可编程的控制装置,以用于在一系列独立可编程的第二组件阶段期间独立选择第二组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹,所述独立可编程的第二组件阶段包括:加载阶段;分离阶段;加速阶段;和传送阶段。
4.根据权利要求1所述的自动装置,其中所述第一接收装置的工具驱动器包括:
专用计算机数控工具驱动器,其包括可编程的控制装置,以用于在一系列独立可编程的阶段期间独立选择所述接收和处理所述第一组件的工具的时间、位置、速度、加速度和轨迹,所述独立可编程的阶段包括:第一组件接收阶段;和制成件弹出阶段。
5.根据权利要求3所述的自动装置,其中所述第一接收装置的所述工具驱动器包括:
可编程的控制装置,以用于在一系列独立可编程的阶段期间独立地选择所述装配工具的时间、位置、速度、加速度和轨迹,所述独立可编程阶段包括:第一组件接收阶段;和制成件弹出阶段。
6.根据权利要求1所述的自动装置,其中所述第一组件递送工具包括:
旋转螺栓,其具有螺旋槽,所述螺旋槽具有与所述第一组件的部分相匹配的轮廓,所述旋转螺栓在所述螺旋槽的近端处具有组件进入口,和在所述螺旋槽的远端处具有组件输出口,以用于沿着静止的轴向滑面在轴向捕获或引导所述第一组件。
7.根据权利要求6所述的自动装置,其中所述螺旋槽具有均匀的轮廓。
8.根据权利要求6所述的自动装置,其中所述旋转螺栓包括从其径向延伸到与第一组件流的带头的第一组件的前沿面啮合的近端驻留臂,所述进入口位于所述近端驻留臂的部分上。
9.根据权利要求8所述的自动装置,其中所述进入口的下游边缘包括分离楔,所述分离楔用于插入在所述带头的第一组件与在第一组件流的随后相邻的第一组件之间。
10.根据权利要求9所述的自动装置,其中所述第一专用计算机数控工具驱动器包括旋转伺服电机,该旋转伺服电机包括可编程的控制装置,以用于在以下期间独立地选择所述第一组件的旋转速度:其中所述旋转速度为0度/秒的加载阶段;其中所述旋转速度为0度/秒-1000度/秒的分离阶段;其中所述旋转速度为1000度/秒-7000度/秒的加速阶段;以及其中所述旋转速度为7000度/秒-6000度/秒的传送阶段。
11.根据权利要求1所述的自动装置,其中:
所述第一组件递送工具包括旋转盘,该旋转盘具有用于啮合所述第一组件的部分的基座;以及
所述第一专用计算机数控工具驱动器包括旋转伺服电机,其用于通过低速分离阶段、通过高速加速阶段从进口位置加载、分离、加速和传送安装在旋转盘上的所述第一组件,以在所述输出位置和以传送速度来递送所述第一组件。
12.根据权利要求1所述的自动装置,其中:
所述第一组件递送工具包括平台,所述平台具有用于啮合所述第一组件的部分的基座;以及
所述第一专用计算机数控工具驱动器包括每个带有相对于彼此正交设置的直线操作轴的一对平面的直线伺服电机,以用于通过低速分离阶段、通过高速加速阶段从进口位置加载、分离、加速和传送安装在所述平台上的所述第一组件,以在所述输出位置和以传送速度来递送所述第一组件。
13.根据权利要求12所述的自动装置,其中所述第一专用计算机数控工具驱动器包括带有相对于所述一对平面的直线伺服电机正交设置的直线操作轴的第三直线伺服电机,以用于在三维的操作空间内加载、分离、加速和传送安装在所述平台上的所述第一组件。
14.根据权利要求1所述的自动装置,其中所述第一接收装置的所述接收和处理所述第一组件的工具用以下的一者来操作:旋转伺服电机;和直线伺服电机。
15.根据权利要求14所述的自动装置,其中所述接收和处理所述第一组件的工具包括以下至少一者:用于传输电控制信号的控制信号滑环;以及用于传送电力的供电滑环。
16.根据权利要求1所述的自动装置,包括二级接收装置,该二级接收装置包括:
工具,以用于接收和处理所述制成件;以及
工具驱动器,以用于在以下的位置之间移动所述工具:所述第一接收装置的弹出位置;以及第二弹出位置。
17.根据权利要求1所述的自动装置,其中所述第一专用计算机数控工具驱动器和所述第一接收装置的所述工具驱动器是以电子的方式同步的。
18.根据权利要求1所述的自动装置,其中所述第一专用计算机数控工具驱动器和所述第一接收装置的所述工具驱动器是以电子凸轮运动的。
19.根据权利要求16所述的自动装置,其中所述二级接收装置的所述工具驱动器包括第二专用计算机数控工具驱动器,所述第二专用计算机数控工具驱动器包括可编程的控制装置,以用于在一系列独立可编程的第二组件阶段期间独立地选择第二组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹,所述可编程第二组件阶段包括加载阶段;分离阶段;加速阶段;和传送阶段;以及
其中所述第二专用计算机数控工具驱动器和所述第二接收装置的所述工具驱动器是以电子的方式同步的。
20.根据权利要求16所述的自动装置,其中所述二级接收装置的所述工具驱动器包括第二专用计算机数控工具驱动器,所述第二专用计算机数控工具驱动器包括可编程的控制装置,以用于在一系列独立可编程的第二组件阶段期间独立地选择第二组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹,所述可编程第二组件阶段包括加载阶段;分离阶段;加速阶段;和传送阶段;以及
其中所述第二专用计算机数控工具驱动器和所述第二接收装置的所述工具驱动器是以电子凸轮运动的。
21.根据权利要求16所述的自动装置,其中所述二级接收装置的所述工具驱动器包括第二专用计算机数控工具驱动器,所述第二专用计算机数控工具驱动器包括可编程的控制装置,以用于在一系列独立可编程的第二组件阶段期间独立地选择第二组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹,所述可编程的第二组件阶段包括加载阶段;分离阶段;加速阶段;和传送阶段;以及
其中所述第一专用计算机数控工具驱动器、所述第一接收装置的工具驱动器、所述第二专用计算机数控工具驱动器、和所述第二接收装置的工具驱动器中的两个或更多是与电子凸轮连接的。
22.一种对组件的计算机数控装配或处理的自动方法,包括:
在第一组件流的前端的进口位置处加载第一组件;
从所述第一组件流中分离出所述第一组件;
加速所述第一组件;
使用第一组件递送工具以预定的传送时间、传送位置、传送速度和沿着传送轨迹移动来传送所述第一组件,其中在一系列独立可编程的第一组件阶段期间独立地选择所述第一组件的所述预定的传送时间、传送位置、传送速度、传送加速度和传送轨迹,所述可编程的第一组件阶段包括:加载阶段;分离阶段;加速阶段;和传送阶段;
在处理工具上接收所述第一组件,所述处理工具沿着处理工具轨迹移动,该处理工具轨迹被配置成允许在所述传送位置将所述第一组件从所述第一组件递送工具传输到所述处理工具,所述第一组件的传送和所述第一组件的接收以电子的方式同步;
处理所述第一组件;以及
将所述第一组件移动到弹出位置。
23.根据权利要求22所述的方法,其中当所述第一组件处于所述传送位置处时,所述传送轨迹和所述处理工具轨迹实质上相切。
24.根据权利要求22所述的方法,其中当所述第一组件处于所述传送位置时,所述第一组件的传送速度和所述处理工具的速度实质上相同。
25.根据权利要求22所述的方法,包括在所述处理工具接收第二组件。
26.根据权利要求25所述的方法,其中所述第一组件的处理包括将所述第一组件与所述第二组件装配在一起。
27.根据权利要求22所述的方法,其中所述第一组件的传送包括第一计算机数控操作,和所述第一组件的接收包括第二计算机数控操作,所述第一计算机数控操作和所述第二计算机数控操作是以电子凸轮运动的。
28.根据权利要求22所述的方法,其中所述第一组件的加载、分离、加速和传送包括第一计算机数控操作,和所述第一组件的接收包括第二计算机数控操作,所述第一计算机数控操作和所述第二计算机数控操作是以电子凸轮运动的。
29.根据权利要求22所述的方法,其中所述第一组件的接收包括第一计算机数控操作,和所述第一组件的处理包括第二计算机数控操作,所述第一计算机数控操作和所述第二计算机数控操作是以电子凸轮运动的。
30.根据权利要求22所述的方法,其中所述第一组件的传送是在所述进口位置处加载随后的组件之前发生的。
31.一种对组件的计算机数控装配或处理的自动系统,包括:
组件递送工具,该递送工具被配置成:
在第一组件流的前端的进口位置处加载第一组件;从所述第一组件流中分离出所述第一组件;加速所述第一组件;以预定的传送时间、传送位置、传送速度和沿着传送轨迹移动来传送所述第一组件;
处理工具,该处理工具被配置成:在所述处理工具沿着处理工具轨迹移动的同时接收所述第一组件,所述处理工具轨迹被配置成允许在所述传送位置将所述第一组件从所述组件递送工具传输到所述处理工具;处理所述第一组件;以及将所述第一组件移动到弹出位置;
数据处理器,所述数据处理器能进行控制,使得在一系列独立可编程的第一组件阶段期间独立地选择所述第一组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹,所述可编程的第一组件阶段包括:加载阶段;分离阶段;加速阶段;和传送阶段;以及
介质,该介质包括机器可读指令,该机器可读指令可由所述数据处理器执行并被配置成引起所述数据处理器生成可用于对由所述组件递送工具传送所述第一组件和由所述处理工具接收所述第一组件进行同步的信号。
32.根据权利要求31所述的系统,其中所述机器可读指令被配置成使所述数据处理器生成可用于控制所述第一组件沿着所述传送轨迹的移动和控制所述处理工具沿着所述处理工具轨迹的移动的信号。
33.根据权利要求31所述的系统,其中所述传送轨迹和所述处理工具轨迹在所述第一组件的传送位置处实质上相切。
34.根据权利要求31所述的系统,其中所述机器可读指令被配置成引起所述数据处理器生成可用于当所述第一组件处于所述传送位置时使得所述第一组件的传送速度和所述处理工具的速度实质上相同的信号。
35.根据权利要求31所述的系统,其中所述机器可读指令被配置成引起所述数据处理器生成可用于控制所述第一组件的处理的信号。
36.根据权利要求34所述的系统,其中所述机器可读指令被配置成引起所述数据处理器生成可用于引起所述第一组件与第二组件的装配的信号。
37.根据权利要求31所述的系统,其中所述机器可读指令被配置成引起所述数据处理器生成可用于引起所述第一组件的传送与所述第一组件的接收的电子凸轮运动的信号。
38.根据权利要求31所述的系统,其中所述机器可读指令被配置成引起所述数据处理器生成可用于引起所述第一组件的加载、分离、加速和传送以及所述第一组件的接收的电子凸轮运动的信号。
39.根据权利要求31所述的系统,其中所述机器可读指令被配置成引起所述数据处理器生成可用于引起所述第一组件的处理和与组件递送工具和处理工具相关的一个或多个操作的电子凸轮运动的信号。
40.根据权利要求31所述的系统,包括与所述组件递送工具相关的第一伺服电机,和与所述处理工具相关的第二伺服电机,所述机器可读指令被配置成根据凸轮轮廓来引起所述数据处理器生成在控制所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的信号。
41.根据权利要求31所述的系统,包括一个或多个校验站,该一个或多个校验站被配置成对所述第一组件进行检验操作。
42.根据权利要求31所述的系统,其中所述组件递送工具被配置成在所述进口位置处加载随后的组件之前传送所述第一组件。
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