CN107257715A - 声学分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在生产过程中分离各个部件的装置，包括用于产生声波的声音产生装置(19)以及底座，所述底座被与所述声音产生装置机械地分离并形成分离表面(14)，并且所述底座被以这样的方式布置和设计：由所述声音产生装置(19)发射的所述声波以这样的方式使所述分离表面(14)的至少一部件移动：位于所述分离表面(14)上的部件被激发从而运动。本发明还涉及一种相应的方法。

Description

声学分离装置

技术领域

本发明涉及一种分离装置以及一种用于在制造过程中分离松动的部件的方法。

背景技术

上述的制造过程可以是自动化的制造过程、部件地自动化的制造过程、或者在手动工作站中的制造过程。在自动化的制造过程的情形下，可以为散装货物的松开的部件应当在它们可以被用机器人分别抓取并且自动地供给到后续的生产工序中之前首先被分离。通常的惯例是通过将支持物以机械方式设置为移动或振动状态而在支持物上分离松动部件。该手段可以被通过以机械方式移动整个支持物或者从下方朝向所述支持物推动击锤来执行。停留在所述支持物上的部件因此而被驱动，其中彼此叠置的部件被分离，并且相邻的部件之间的距离被增大。在摄像机系统和自动目标识别算法的帮助下，识别各个部件并且将它们的坐标传输到抓握这些部件的机械臂是因此而可以实现的。

在传统的方法中，较大的机械力有时必须被应用于驱动具有待分离的部件的板件。所述机械力以及所述机械力的传输会导致所涉及的元件的磨损。另一个不利之处在于，传统的分离装置仅仅能够充分地分离具有特定的尺寸和/或形状的部件。对于具有不同的尺寸和/或形状的部件，需要其他的分离装置。

发明内容

本发明的一个目的是允许一种简单化的并且改进了的部件分离工艺，其对于待分离的部件的尺寸、重量或形状而言更加灵活。

根据本发明所述的装置由权利要求1限定。根据本发明所述的方法由权利要求14限定。

一支持物构成了用于待分离的部件的分离表面。所述待分离的部件，作为松散材料，被置于所述支持物上。所述部件可以是松动部件，也就是说，没有与彼此固定地连接的部件。所述部件也可以被彼此钩挂(例如螺旋弹簧)。一种用于产生声波的声音产生装置被提供，并且被与所述分离表面以及与所述支持物机械地分离。因此，没有直接的机械连接存在于所述声音产生装置和所述支持物之间，而是至多有一个经过框架的间接的机械耦合。机械地分离应当被理解为使所述分离表面的至少一部件能够相对于所述声音产生装置移动。由于没有直接的机械连接被设置在所述声音产生装置和所述分离表面之间，因此到达所述支持物的声音传输被首先通过自由空间中的声音传播进行，而不是通过直接的机械连接进行。重要的是，在所述声音产生装置和所述待移动的支持物之间，布置有声音传输介质，例如气体或液体(水)，其允许了自由空间中的声音传播。

所述声音传输装置可以设有用于产生声波的传声膜，其中所述传声膜被与所述分离表面以及与所述支持物隔开。所述传声膜的运动因此而不会被通过机械的力传输方式传输到所述支持物，而是相反地完全通过声波传输到所述支持物。

所述声波由所述声音产生装置产生并且被朝着所述支持物发射，从而使得所述声波激发所述支持物，进而使得后者被驱动，这足以促使所述支持物上的一些部件移动或跳动。所述支持物被所述声波以这样的方式移动：停留在所述支持物上的一些部件被激发，从而使得它们进行运动，所述运动导致这些部件被分离、分类、在它们的位置上定向、以及/或者被理清，从而使得这些部件可以随后被抓握和/或检查。

所述声波可以被连续地或者作为声音脉冲发射。所述声音脉冲的长度优选为可变地可调节的。因此，所述声波的频率和/或振幅优选为可变地可调节的。这样，产生与所述待分离的部件的尺寸、形状和/或重量相匹配的所述支持物的运动是可行的。因此，具有不同尺寸和/或不同重量的部件可以被灵活地分离、理清和/或放置到优选的位置中。

所述支持物可以被形成为柔性圆盘(薄膜)或者传送带。在其边缘区域，所述柔性的支持物可以被与固定所述支持物的框架固定地连接。所述表面和所述框架之间的链节可以被形成为可松开的连接。例如，所述支持物在它的边缘区域可以被固定地夹持。关键的是所述支持物是由声波而不是由固定所述支持物的框架来驱动。

或者，所述支持物可以被形成为实质上为刚性的板体。刚性是应该被理解的，从而使得所述板体的柔性低于柔性圆盘或薄膜的柔性。为了防止所述支持物的振动或移动被传递到固定所述支持物的所述框架，所述板体不应该被与所述框架固定地连接，而是应该是相对于所述框架可以自由地移动的。所述框架可以设有例如用于所述板体的周向设置的柔性支撑件。所述板体可以通过导引件被固定在所述框架上，所述导引件在水平方向上横向地限制所述板体并且允许所述板体相对于所述框架的竖直的向上和向下的运动。

所述传声膜应该被布置在所述支持物下方，其中所述声波由所述传声膜发出，且具有从所述底部向上朝着所述支持物竖直地定向的至少一个定向分量。所述传声膜和所述支持物之间的所述声音传输路径应该是可变的。所述声音传输路径越短，所述支持物上的声波的效果越大。所述声音传输路径越长，所述声波在所述部件的磁化上的影响越小。为此目的，所述声音产生装置或者所述传声膜可以被配置成使得它是在高度上可调节的，例如处于滑动座上。

或者，所述分离装置可以被形成为具有仅仅一个不能移动的支持物的单一的系统。所述支持物的负载、在所述支持物上分离部件、以及/或者移除被分离的部件可以被连续地进行。

在所述支持物下方，所述支架可以包括用于放大所述支持物的区域内的声波的向下方凸出的周壁。所述周壁与所述支持物一起可以构成例如共振体。

或者，可以布置至少两个支持物，从而使得它们适合于被从传声膜上方的分离位置运送到卸载位置。可以进行所述支持物的运送，从而使得所述支持物在类似旋转木马的环形路径上围绕中心点旋转或者被布置在分离设置的可移动的滑动座上。

根据一个示例性的实施方式，多个支持物被分别布置在滑动座上，从而使得它们是可以横向地移动的。所述滑动座被配置成使得相应的支持物被从负载位置移动到所述传声膜上方的分离位置中。在所述负载位置，相应的滑动座被加载有待分离的部件，或者已分离的部件被从相应的支持物上移除。在所述分离位置，相应的支持物被布置在所述传声膜上方，从而使得被发射的声波促使所述部件被分离。

根据一个特别优选的示例性实施方式，设置了分别都包括支持物的两个滑动座，其中所述滑动座被交替地从所述分离位置移动到所述卸载位置中。该设置是应该被理解的，从而使得在一个滑动座被移动到所述卸载位置中时，另一个滑动座被自动地移动到所述分离位置中。与高度可以调节的传声膜结合后，该设置就提供了以下的优点：所述传声膜能够在所述分离位置接近相应的滑动座，并且能够被从所述滑动座上移除，从而允许所述滑动座进行交换。该设置所提供的主要优点在于：在一个支持物上，所述部件可以同时在所述支持物上被装载及分离，而在此同时，在处于所述卸载位置的另一个支持物上，已经被分离的部件可以被移除。

优选地，吹风装置被设置并用于至少在处于所述分离位置的支持物的边缘区域中产生气浪，用于将部件从所述支持物的壁部区域向所述分离表面的中心移动。所述中心在此被理解为相应的支持物的重心。这样，所述部件的无接触的分离和分类就能够实现。所涉及的元件和待分离的部件的机械磨损被减轻。优选地，所述吹风装置被设置用来完全地围绕着被朝着所述分离表面的中心定向的支持物同时产生多个气浪。所述吹风装置可以进一步被设置用来产生连续的气体流或空气流中的一种。

在分离所述部件之后，所述部件可以被摄像机辅助下的机械臂用传统的方式抓取并且被供给到后续的制造工序中。

根据一种变化形式，所述支持物设有用于待分离的部件的收容装置。在分离所述部件的期间，所述部件可以被移动到所述收容装置中，以便被固定在它们的位置上。所述收容装置的形状可以是与所述部件的形状互补的，从而允许所述部件被牢固地固定。所述收容装置可以在所述支持物上的所述分离表面上被均匀地间隔布置。根据该变化形式，所述部件通过移动所述支持物而被分离到相应的收容装置中。因此所述分离操作是通过经由移动所述支持物而将相应的部件移动到收容装置中来进行的。所述部件的移除能够在不使用任何机器人的情况下被进行，所述机器人首先必须使用例如光学摄像机系统感测到所述部件的位置。相反地，所述收容装置的位置是已知的，从而使得所述部件从所述收容装置中的移除可以被通过简单地到达每个收容装置中来进行。所述部件的移除可以被例如从下方，也就是说从所述支持物的下方，来进行。所述部件从下方被从所述收容装置中移除，或者通过所述收容装置落下。

由本发明提供的关键的优点在于：所述分离表面并非通过机械力的传输被移动，而是通过在无接触方式下的声音传输被移动，因此，所涉及的元件的磨损被减轻了。通过调节所述声音发生器的频率和/或振幅，所述支持物的运动可以被和不同的零部件匹配。优选地，产生了共振。由声音传输导致的所述分离表面的运动可以被中断，以允许所述部件被移除。为了分离所述部件的目的，所述支持物因此而被由声波移动，而为了移除所述部件的目的，由声音传输导致的所述支持物的运动可以被停止。

附图说明

下面，本发明的示例性的实施方式被参考附图来详细描述，在附图中：

图1示出了第一个示例性实施方式的示意性的截面图；

图2示出了在第一工作状态下的从图1中的箭头II的方向观察的俯视图；

图3示出了在第二工作状态下的图2的俯视图；

图4示出了在第三工作状态下的图2的俯视图；

图5示出了所述第一个示例性实施方式的立体图；

图6示出了沿着图5中的线VI-VI的截面图；

图7示出了图6中的VII部分的细节；

图8示出了第二个示例性实施方式的立体图；

图9示出了图8的所述第二个示例性实施方式的纵向截面；以及

图10示出了在另一个工作状态下的图9的纵向截面。

具体实施方式

支持物12在它的上侧构成了用于待分离的部件16的分离表面14。可以为散装货物的所述部件16被进给到所述分离表面14。

所述支持物12被框架18固定，并且没有被与所述框架18固定地连接。相反地，所述支持物12相对于所述框架18是可以竖直地移动的，其中所述支持物18被所述框架18在横向上限制。由柔性橡胶材料制成的支撑部20吸收所述支持物12的运动，从而防止所述支持物12的振动被传输到所述框架18。或者，一种变化形式是可以想到的，其中所述支持物12被固定地夹持。

在示例性的实施方式中，所述支持物12被形成为圆形碟盘，其在它的边缘区域设有周向的圈环21，所述圈环21向外侧约束所述待分离的部件16。

吹风装置22被配置用于产生穿过所述圈环21的气流，所述气流被从所述支持物12的最外侧的边缘区域径向地向内朝着其中心引导，从而在所述分离表面14上从外侧向内径向地移动所述部件16。所述吹风装置22由完整地环绕所述支持物12的吹气导管23和环形间隙25构成，经由所述环形间隙25，吹动的空气从所述导管23流动到所述支持物12的表面。

在所述支持物12下方，所述框架18设有圆柱形的周壁24，用于在所述支持物12下方放大声波。

所述声波由所述支持物12下方的传声膜26产生。，所述传声膜26以传统的扬声器的形式形成了声音产生装置19的一部分。为了产生声波的目的，通过施加一个电压，所述传声膜26被设置到振荡状态。所述声波向所述支持物12传播并且将其激发，从而使得支持物12振动，这导致支撑在其上的部件16跳动。

图2示出了在分离所述部件之前的根据第一个示例性实施方式的分离装置(单个系统)的俯视图。图3示出了在由已经被声波激发的所述支持物12导致的分离之后的同样的俯视图。图4示出了在图3中的所述分离之后以及在所述部件16在所述吹风装置22的辅助下已经被从外侧向内朝着所述支持物12的中心径向地移动之后的同样的俯视图。所述第一个示例性实施方式是仅仅具有一个支持物12的单个系统，其被设置成使得它相对于所述框架18是不可以移动的。

根据图8-10的示例性实施方式，提供了两个支持物12(双系统)。每个支持物12被布置在滑动座27、28上。所述两个滑动座27、28可以在导轨30上从卸载位置分别水平地移动到所述传声膜26上方的分离和加载位置中。所述滑动座27、28交替地移动，从而使得在一个滑动座28到达用于卸载被分离的部件16的所述卸载位置时，另一个滑动座自动地到达所述传声膜26上方的所述分离位置。

具有所述传声膜26的所述声音产生装置19被配置成可以在往复式活塞32上调节高度，以便从下方接近处于所述分离位置的相应滑动座27、28。

可以想到的是，所述传声膜26通常形成下部壳体组件34的一部分，所述下部壳体组件34与固定所述支持物12的上部壳体组件36一起构成共振体。所述下部壳体组件34可以在图9中的箭头的方向上从下方朝着所述上部壳体组件36被调节高度。图9示出了处于它们的较低状态下的所述下部壳体组件34和所述声音产生装置19。图10示出了处于它们的较高状态下的所述下部壳体组件34和所述声音产生装置19。在这个状态下，所述两个壳体组件34、36的壁部24与所述支持物12和所述传声膜26一起组成共振体。

然而，所述传声膜并不需要被与所述共振腔体或者所述支持物12气密地连接。然而可以想到的是，所述传声膜26和所述支持物12之间的所述共振腔体被填充有特定的声音传输介质。所述介质可以是空气、电离空气、特定气体、油、或者其他任何声音传输介质。

未被示出在附图中的所述支持物12的收容装置可以收集和容纳待分离的部件16。所述收容装置可以被形成为所述支持物12的表面上的通孔或钻孔。所述收容装置应该具有与部件16的至少一部分互补的形状。

Claims (19)

1.一种用于在制造过程中分离部件(16)的装置，包括：

用于产生声波的声音产生装置(19)；以及

与所述声音产生装置机械地分离且构成分离表面(14)的支持物(12)，所述支持物被布置及配置成使得由所述声音产生装置(19)发射的声波使所述分离表面(14)的至少一部分发生移动，进而使得靠置在所述分离表面(14)上的所述部件(16)被激发从而发生移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述支持物(12)被框架(18)固定或者被夹持在所述框架(18)中，其中所述分离表面(14)是能够独立于所述框架而移动的。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述声音产生装置(19)被布置在所述支持物(12)下方，其中所述声音产生装置的传声膜(26)被布置成实质上平行于所述分离表面(14)。

4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的装置，其特征在于：所述支持物(12)为板体，其被相对于所述框架(14)可移动地安装。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述框架(18)包括用于所述板体的柔性的且有弹性的支撑部(20)。

6.根据权利要求1-3中的任意一项所述的装置，其特征在于：所述支持物(12)为柔性的圆盘或薄膜。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述支持物(12)在它的边缘区域被与所述框架(18)连接。

8.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其特征在于：至少在所述支持物(12)的边缘区域布置有吹风装置(22)，从而使得由所述吹风装置产生的气浪将部件(16)从所述支持物(12)的边缘向所述分离表面(14)的中心移动。

9.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其特征在于：布置有至少两个支持物(12)，从而使得它们适合于从所述传声膜(26)上方的分离位置被运送到卸载位置中。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述传声膜(26)被布置成使得它是可以调节高度的。

11.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其特征在于：在所述支持物(12)下方，所述框架(18)设有放大所述声波的周壁(24)。

12.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其特征在于：在所述分离表面(14)的区域中，所述支持物(12)设有用于所述部件的收容装置。

13.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置，其特征在于：被产生的声波的频率和/或振幅是可变地可调节的。

14.一种用于在制造过程中分离部件(16)的方法，其中，所述部件(16)靠置在由支持物(12)构成的分离表面(14)上，并且提供了用于产生声波并且与所述支持物(12)机械地分离的声音产生装置(19)，其中所述部件(16)被所述声音产生装置(19)所发射的声波移动，从而激发所述分离表面(14)的至少一部分而使其移动。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：多个支持物(12)各自地从所述传声膜(26)上方的分离位置被移动到用于从所述支持物上移除被分离的部件(16)的卸载位置。

16.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于：所述传声膜(26)被朝着所述支持物(12)竖直地移动，从而改善从所述传声膜到所述支持物的声音传输。

17.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于：待分离的部件(16)被吹风装置(22)的气浪从所述支持物(12)的边缘区域向所述分离表面(14)的中心移动。

18.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于：所述部件的装载和分离相对于所述部件从所述支持物(12)上的移除被以时移的方式来执行。

19.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于：所述部件都被分离到所述支持部(12)中的处于所述分离表面(14)区域内的分离装置中。