CN109896219B - 用于精密设备的组装和检查推车 - Google Patents

Abstract

一种用于精密设备的组装和检查推车，包括：框架，其具有三个支撑部分，以在三个点处支撑精密设备；气浮装置，其在三个位置附接到框架；橡胶辊和马达，其被提供以便相对于框架自由地升降；以及升降橡胶辊的气缸。气浮装置将框架与精密设备一起浮动，并在框架和地板表面之间形成空气层。橡胶辊布置在三个气浮装置的中心，并且构造成当在框架浮动的状态下被气缸降低时以预定的力压靠着地板。

Description

用于精密设备的组装和检查推车

相关申请的交叉引用

本申请在35 U.S.C.§119下要求2017年12月8日提交的日本申请第2017-235925号的优先权，其公开内容通过引用明确地整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种精密设备的主体的位移装置。特别地，本发明涉及一种可在组装现场和检查现场携带精密设备时移动的推车。

背景技术

传统上，与汽车和家用电器不同，精密设备比如坐标测量装置不适于组装线上的组装过程，并且还避免了在组装/检查现场移动精密设备。一旦设备主体放置在组装/检查现场，通常不会移动设备直到过程结束。这是因为振动对组装下的设备主体有很大影响。例如，当精密设备在带有脚轮的典型推车上移动时，以下是组装步骤中的精密设备应避免的导致振动的因素列表：(1)由于地板表面不平整引起的振动，(2)加速/减速期间产生的振动，以及(3)行驶过程中的冲击引起的振动。

在此描述了组装步骤中的精密设备避免振动的原因。精密设备比如坐标测量装置通常将空气轴承应用于引导件比如滑块。对于成品，可移动部分比如引导件被完全固定，因此振动不会影响运输期间的空气轴承。然而，当在组装或检查期间主体移动时，空气轴承的支承面(约10μm或更小的间隙)可能由于振动的影响而受到损坏比如“擦伤”，使其无法维持主体性能。例如，“Oiles bearing 2016-2017”中描述的空气轴承的操作手册(page 277,[online],Oiles Corporation,[search on October 31 2016],Internet address<URL:http://www.oiles.co.jp/bearing/e_catalog/html5/book.html？fileName＝beari ng&page＝278>)还指出在施加强烈振动的情况下严格禁止运输的预防措施。因此，为了在组装等期间移动主体，类似于成品，每次必须固定可移动部分并且避免这样的过程。此外，给出空气轴承作为示例，但是各种精密设备包括应该避免振动影响的其他结构元件。

此外，精密设备的主体很重，并且重物的范围为从500千克到约几十吨。没有找到能够将这种重物移动到所需位置同时避免振动影响的推车。

在坐标测量装置中，例如，模型可以由用于工件等的工作台的尺寸来限定，并且测量范围(X轴/Y轴)对于相对窄的范围而言可以是500mm/400mm，对于宽的范围而言可以是1200mm/3000mm。还有更大的类型。在这些情况下，在组装过程和检查过程中工人与部件和检查设备一起移动的情况下，工作效率是不利的，同时精密设备的主体保持固定。当精密设备的生产量增加时，确保安装主体的空间也可能是一个挑战。为了解决上述问题，必须通过比以往更多地缩短生产周期来提高生产率。

发明内容

本发明提供一种用于精密设备的推车，其能够防止由精密设备的位移引起的振动影响设备的主体，并且通过在组装/检查现场适当地移动精密设备来提高生产率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于精密设备的组装和检查推车，所述推车包括：框架，其具有三个支撑件，以在三个点处支撑精密设备；气浮器，其在三个点处附接到框架；和驱动辊以及旋转驱动器，它们被提供成以便相对于框架自由地升降。气浮器将框架与精密设备一起浮动，并且还被提供成以便在框架和地板表面之间形成空气层。另外，驱动辊构造成使得在框架浮动的状态下，驱动辊通过升降机下降并且保持压靠着地板表面的状态。

利用这种结构，框架与精密设备一起被气浮器浮动，并且空气层形成在地板表面和框架之间，因此与地板表面的摩擦系数几乎为零。因此，精密设备可以用很小的力移动。此外，作为产生空气层的效果，脉冲(冲击)振动不太可能施加到精密设备。此外，升降机将驱动辊压在地板表面上，因此仅通过用来自旋转驱动器的小驱动力旋转驱动辊来移动框架，以允许精密设备的运输。另外，当框架没有被气浮器浮动时，框架落在地板表面上，并且精密设备在三个点处被稳定地支撑。

这里，优选地，驱动辊布置成使得驱动辊相对于框架在水平方向上的位置与推车的重心一致，并且驱动辊还布置在气浮器之间的中心点处。利用这种结构，驱动辊在水平方向上位于整个推车的重心处，并且布置在多个气浮器的中心，因此当启动和停止装有重物的推车时，容易保持平衡。此外，对气浮器的影响很小。

另外，优选地，驱动辊包括一对辊，并且相应的旋转轴线在同一轴线上，并且旋转驱动器设置在每个辊上。利用这种结构，推车可以具有转动功能。具体地，基本上布置在框架中心的驱动辊由一对辊构成，这对辊具有独立的驱动源和布置成在同一轴线上的相应的旋转轴线，因此通过沿相反方向驱动每个辊，框架在现场转动，定心于驱动辊上。

另外，用于驱动辊的升降机优选地构造成使得气缸用于将驱动辊压靠在地板表面上。利用这种结构，可以获得的压力对应于向气缸供应空气的压力，因此例如，即使当放置在推车上的精密设备的重量发生变化时，驱动辊相对于地板表面的压力也可以保持恒定。因此，可以通过向驱动辊施加适当大小的驱动扭矩来移动推车。

另外，本发明的推车优选地还包括控制器，其执行驱动辊的速度控制和加速度控制。利用这种结构，可以设定精密设备的位移速度以匹配任务的节拍(takt)时间，从而促进对增加/减少生产等的响应。此外，通过控制加速度，可以抑制加速/减速期间产生的振动。

另外，优选地，本发明的推车还包括改变框架高度的高度变换器。利用这种结构，向推车提供了改变精密设备水平的提升功能，因此，通过根据工作内容改变精密设备的高度，可以使工人的工作高度保持恒定。

另外，三个支撑部分优选地每个都设置有水平调节器，该水平调节器调节相应支撑部分的高度。现场的地板表面的平整度不是很高。传统上，当安装精密设备时，执行一次水平调平就足够了。但是，当使用本发明的推车时，精密设备的每个位移位置都需要水平调平。当推车设置有水平调节器时，如在该结构中，减小了位移时的水平调节的负担，并且可以改善可操作性。

另外，优选地，本发明的推车还包括考虑安全性的防碰撞传感器。

另外，优选地，本发明的推车还包括：检测器，其检测设置在地板表面上的引导带；以及位移控制器，其根据检测器检测到的内容移动推车。利用这种结构，用户仅通过将可以由推车的检测器检测到的引导带附接到地板就可以容易地设定推车的位移路线。因此，即使在现有的组装现场，也可以容易地构造各种工作布局。

本发明的精密设备的组装和检查方法将组装或检查现场分成具有不同工作内容的多个工位。根据上述任一方面的推车用于在装有精密设备的同时将组装或检查下的精密设备移动到下一工位。

根据本发明的构造，可以提供一种推车，其可以防止由精密设备的位移引起的振动影响设备主体。结果，当在组装/检查现场使用本发明的推车时，精密设备的适当位移允许工人的位置被固定并且使得能够准确地按时供应部件和检查设备。因此，提高了精密设备和工作效率的组装工作和检查工作的标准化，并且可以期望生产率大幅提高。

附图说明

通过本发明示例性实施例的非限制性示例，参考所提到的多个附图，在下面的详细描述中进一步描述了本发明，其中，相同的附图标记在所有的几个视图中表示相似的部件，其中：

图1是从下方观察的根据本发明实施例的推车的整体透视图；

图2A是前视图，2B是底视图，示出了推车的示意性构造；

图3A至3C是示出推车的操作的示意性前视图；

图4A和4B是示出推车的操作的示意性平面图；以及

图5示出了使用推车组装精密设备的方法。

具体实施方式

这里示出的细节是作为示例并且仅出于对本发明实施例的说明性讨论的目的而且在提供被认为是最有用且易于理解的本发明原理和概念方面的描述的原因中呈现。在这方面，没有试图更详细地显示本发明的结构细节而不是对本发明的基本理解所必需的，本说明书的描述使本领域技术人员明白本发明的形式可以如何在实践中体现。

在下文中，参照附图描述本发明的优选实施例。图1是从根据本实施例的精密设备的组装推车的下方的透视图，所处的状态是精密设备放置在推车上。另外，图2A是前视图，图2B是底视图，示出了推车的示意性构造。推车10是自推进式的，并且将组装下的精密设备的主体移动到各种位置，并且可以在没有修改的情况下用作用于在位移后位置处组装的工作台。推车10的主要结构部件包括框架20、三点支撑构件(支撑或支撑部分)30，其具有设置在框架20顶部的三个位置处的水平维持机构(水平调节器)32，气浮装置40，其设置在框架20的底部的三个位置处，以及布置在气浮装置40的中心的驱动辊50。此后，给出了组装推车的描述，但是推车10还可以应用于检查过程。

图1至2B所示的框架20仅是示例。框架20包括形成为整体四边形形状的框架体22和连接四边形框架体22的长边的中心部分的构件24。在四边形框架体22的四个角部中，图1中的前两个角部(前长边的两端)各自设置有沿高度方向延伸的垂直构件26。另外，在四边形框架体22的后长边的中心(中央连接构件24的后侧上的端部)也类似地设置一个垂直构件26。这三个垂直构件26设置有支撑构件30，支撑构件30在每个的顶端具有水平维持机构32，并且可以在三个点处支撑精密设备。另外，气浮装置40分别设置在三个垂直构件26中的每一个的下端。此外，垂直构件26具有内置的提升装置(提升器或高度变换器)，其在垂直方向上升高和降低气浮装置40约400mm。在三个气浮装置40在地板表面上接地并且推车10站立在地板表面上的状态下，当三个提升装置由电动或空气驱动器操作时，框架20在垂直方向上与四边形框架体22一起移动，并且执行在三个点处支撑的精密设备的高度调节。当操作这样的提升装置时，可以对准根据工作内容而不同的组装工作的高度。

现在描述气浮装置40。气浮装置40的优点是在精密设备的位移期间抑制振动的发生。图1所示的气浮装置40包括基部42、布置在基部42的后表面(地板侧表面)上的接地垫44(中心部)、以及环形袋46(周边部)。环形袋46通过空气(压缩空气)膨胀，该空气(压缩空气)从形成在基部42内部并且变得比接地垫44更厚的流动路径发送。此外，当空气停止并且变得比接地垫44更薄时，袋46收缩。因此，当空气停止时，不是袋46，而是接地垫44接触地板表面，整个推车10由三个接地垫44支撑在三个点上。另一方面，当供应空气时，膨胀袋46与精密设备一起提升框架20。同时，通过膨胀袋46在环形的中心形成封闭空间，并且空气也被送到那里。以这种方式，保持一种状态，其中通过空气压力将重物从地板表面提升到预定高度(约5mm至几十毫米，优选约20mm)。另外，空气从环形袋46和地板表面之间的间隙泄漏，在那里形成约0.5mm至几毫米的空气层。利用这种结构，重物保持在浮动状态。

此外，从外部通过软管等的空气被供应到固定到框架20的空气控制器60，并且由控制器60进行压力调节的空气被分配到每个气浮装置40。代替从外面向软管供应空气，推车可以保持罐填充必要的压缩空气。

在框架20的顶部安装到三点支撑构件30的水平维持机构32可以各自将相应的支撑构件30的高度调节约±15mm。通过电动或手动调节每个支撑构件30的高度来执行在三个点处支撑的精密设备的调平(找到水平)。此外，精密设备主体的调平调节在组装和检查过程中是非常重要的。通常，组装现场的地板平整度在水平方面低，并且必须对设置设备主体的每个位置进行调平调节。当如本实施例中那样推车10设置有水平维持机构32时，可以在位移后位置平稳地执行设备主体的调平调节。此外，通过使用电平等检测水平方向，可以进行自动调平调节。

现在描述驱动辊50。驱动辊50配置有一对聚氨酯橡胶辊52，并且沿水平方向布置在整个推车10的重心位置。具体地，在对称地以推车10的重心为中心的位置处，两个辊52对准，使得每个旋转轴线位于相同的轴线上。辊52优选地由橡胶比如聚氨酯橡胶制成。每个辊52连接到独立的驱动马达54。此外，如图1所示，驱动辊50的中心位置可以布置成匹配由三个气浮装置40形成的三角形的重心位置。

现在描述用于驱动辊50的升降机。承载每个辊52的辊保持器构件56由气缸58支撑，以便自由地升降。在图1中，每个辊52构造成能够独立地升降，但是两个辊52可以通过共同的升降机升降。气缸58的固定端连接到固定到框架20的基板，并且气缸58的可移动端连接到辊保持器构件56。

基于图3A至3C描述了推车10的操作。图3A示出了精确设备稳定地放置在推车10上并在三个点处支撑的状态。换句话说，气浮装置40停止并且推车10处于接地垫44接触地板表面的状态。驱动辊50处于最高位置，由气缸58提升。在这种状态下，执行组装放置在推车10上的精密设备的工作。

当移动组装下的精密设备的位置时，如图3B所示，通过向气浮装置40供应空气，推车10与精密设备一起浮动。因此，推车10和地板表面之间几乎没有摩擦力。另外，如图3C所示，通过操作气缸58，辊52下降到辊52接触地板表面的位置。当辊52在图3C所示的状态下旋转时，推车10可以用小的驱动力移动。

此外，可以同时执行启动气浮装置40和驱动辊50的下降操作，或者可以在驱动辊50下降之后使推车10浮动。

基于图4A和4B描述推车10的位移和转动操作。如图4A所示，当两个辊52在相同方向(正向或反向旋转)同时旋转时，推车10向前/向后移动。相反，如图4B所示，当两个辊52同时沿彼此相反的方向旋转时(第一辊正向旋转，第二辊反向旋转)，推车10在现场转动(顺时针或逆时针)。通过组合这些操作，放置在推车10上的精密设备可以移动到组装现场的期望位置。例如，当左侧辊相对于右侧辊停止或以较低速度旋转时，推车10的行进方向向左转。另一方面，当右侧辊相对于左侧辊停止或以较低速度旋转时，推车10的行进方向向右转。

在通过上述操作将精密设备移动到目标位置之后，气浮装置40停止并且驱动辊50被气缸58提升，从而将推车10配置一段时间组装(图3A)并执行随后的组装工作。

在本实施例中，设置位移速度/加速度控制装置以驱动控制驱动辊50。该控制器控制推车10的位移速度以匹配对应于生产量的节拍时间。此外，为了在抑制振动的情况下移动重物，控制器在推车10开始移动和停止时控制加速度。

另外，在本实施例中，磁传感器优选地附接到推车10。磁传感器可以读取附接到地板的磁带的磁特性(比如磁场强度和磁通密度)。当推车10的位移控制装置基于从磁带读取的信息控制驱动辊时，推车10可以移动以跟随由磁带形成的线。结果，保持了推车10的直线行程。此外，例如，通过根据需要更换磁带，或者通过用屏蔽带覆盖磁带的表面，可以容易地进行路径改变。

防碰撞传感器优选地作为安全措施附接到推车10(前部和后部)。此外，为了防止被夹在物体之间的压力传感器优选地附接到推车10的前部和后部(考虑到在向左和向右转动时防止推车10被困在物体之间时也附接到推车10的两侧)。

根据本实施例的推车10，在保持三个点处支撑精密设备的状态的同时，气浮装置40使推车10与精密设备一起浮动，从而通过驱动辊50实现推车10的位移和转动操作。此外，组装下的精密设备可被运输到期望的位置，而不受由位移和转动操作引起的振动的影响。此外，可以在位移后立即在三个点处产生支撑的稳定状态。

当使用本实施例的推车10时，可以移动重物，比如重量在500千克到几十吨之间的坐标测量装置。

在本实施例中，由于采用了通过气缸58提升和降低驱动辊50的结构，因此可以在空气浮动状态下产生适当的驱动扭矩。结果，可以用最小的力移动重物比如精密设备。

在本实施例的推车10中，可以改变框架20的高度的提升装置安装在推车10上，因此精密设备的高度可以根据工作内容进行改变，且工人的工作高度可以保持不变。

当使用本实施例的推车时，可以实现一种组装方法，其中，例如如图5所示，组装现场被分成具有不同工作内容的多个工位A至F，并且组装下的精密设备按顺序移动到工作进行必要的工作(比如A→E→F)，同时精密设备放在推车上。

结果，当在组装/检查现场使用本实施例的推车10时，精密设备的适当位移允许工人的位置被固定并且使得能够准确地按时供应部件和检查设备。因此，提高了精密设备和工作效率的组装工作和检查工作的标准化，并且可以期望生产率大幅提高。

本发明可以应用于精密设备比如三维坐标测量设备的主体的位移装置，包括坐标测量装置、图像测量装置、机床以及精密位置确定器。

注意，提供前述示例仅仅是为了解释的目的，而绝不应被解释为对本发明的限制。虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，这里使用的词语是描述和说明的词语，而不是限制性的词语。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以在所附权利要求的范围内，如现在陈述和修改的那样进行改变。尽管这里已经参考特定结构、材料和实施例描述了本发明，但是本发明并不限于这里公开的细节；相反，本发明扩展到所有功能上等同的结构、方法和用途，比如在所附权利要求的范围内。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种变化和修改。

Claims (10)

1.一种用于精密设备的推车，所述推车包括：

框架，其具有三个支撑件，以在三个点处支撑精密设备；

多个气浮器，其在三个相应位置附接到框架；

驱动辊；以及

旋转驱动器，其中：

所述驱动辊和旋转驱动器各自相对于框架自由地升降，

所述多个气浮器将框架与精密设备一起浮动，并在框架和地板表面之间形成空气层，并且

所述驱动辊构造成使得在框架浮动的状态下，驱动辊通过升降机下降并且压靠着地板表面，

所述驱动辊和所述旋转驱动器中的至少一个安装在所述框架内。

2.根据权利要求1所述的推车，其中：

所述驱动辊相对于框架在水平方向上的位置与推车的重心一致，并且

所述驱动辊布置在多个气浮器之间的中心点处。

3.根据权利要求2所述的推车，其中：

所述驱动辊包括一对辊，

这对辊的各自的旋转轴线位于同一轴线上，并且

所述旋转驱动器设置在每个辊上。

4.根据权利要求1所述的推车，其中，用于驱动辊的升降机构造成使用气缸将驱动辊压靠在地板表面上。

5.根据权利要求1所述的推车，还包括控制器，其执行所述驱动辊的速度控制和加速度控制。

6.根据权利要求1所述的推车，还包括提升装置，其改变所述框架的高度。

7.根据权利要求1所述的推车，其中，所述三个支撑件每个都包括调节各个支撑件的高度的水平调节器。

8.根据权利要求1所述的推车，还包括构造成检测碰撞的防撞传感器。

9.根据权利要求1所述的推车，还包括：

检测器，其检测设置在地板表面上的引导带；和

位移控制器，其根据检测器检测到的引导带的数据移动推车。

10.一种精密设备组装和检查的方法，该方法包括：

将组装和检查现场中的一个分成具有不同工作内容的多个工位；和

使用装有精密设备的推车将组装或检查下的精密设备移动到下一工位，所述推车具有：

框架，其具有三个支撑件，以在三个点处支撑精密设备；

多个气浮器，其在三个相应位置附接到框架；

驱动辊；以及

旋转驱动器，其中：

所述驱动辊和旋转驱动器各自相对于框架自由地升降，

所述多个气浮器将框架与精密设备一起浮动，并在框架和地板表面之间形成空气层，并且

在框架浮动的状态下，升降机降低驱动辊，使得驱动辊压靠着地板表面；

所述驱动辊和所述旋转驱动器中的至少一个安装在所述框架内。

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