CN110049834B - 用于使线材弯曲并形成弹簧的基于反馈的系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于使线材弯曲的基于反馈的系统和方法。该系统和方法可以允许基于从用于监测线材的一个或多个特征(例如，形状、大小、尺寸、角度配置等)的一个或多个反馈生成元件(例如，图像捕获设备、计算机处理设备、视觉系统等)接收的反馈来改变线材弯曲，以确定并向系统的各种线材弯曲部件提供对线材弯曲过程的适当改变。对线材弯曲过程的改变可以在不停止线材弯曲过程的情况下实时发生。此外，线材可以弯曲成正弦形线材结构，以形成用于各种应用的弹簧。

Description

用于使线材弯曲并形成弹簧的基于反馈的系统

技术领域

技术领域涉及线材弯曲，例如用于形成弹簧的线材/金属丝。

发明内容

在本节中提供了本技术的各个方面的高层次概述，以介绍下面在本公开的详细描述章节中进一步描述的概念的选择。此发明内容并非旨在确定要求保护的主题的关键特征或主要特征，也非旨在用于单独地帮助确定要求保护的主题的范围。

简言之，并且在高层次上，本公开尤其描述了一种用于使线材弯曲的基于反馈的系统。该系统允许基于从一个或多个源接收的反馈来改变线材弯曲。例如，该系统可以包括用于监测线材的一个或多个特征(例如，形状、大小、尺寸、角度配置等)的一个或多个反馈生成元件(例如，视觉系统、相机、背光、计算机处理设备等)，以确定并向系统的各种线材弯曲部件提供对线材弯曲过程的适当改变。在一些实施例中，对线材弯曲过程的改变可以实时(例如，在运行中)发生而不停止线材弯曲过程，从而潜在地提高所得线材结构的效率和质量，以及其它益处。

在该技术的一个实施例中，提供了一种用于使线材弯曲的基于反馈的系统。该系统包括：线材弯曲机构，其构造成利用线材弯曲元件的连续摆动来使线材弯曲以产生正弦形线材结构；线材切割机构，其构造成将正弦形线材结构切割成多个区段；和线材监测部件，其构造成检测正弦形线材结构的特征，判定该特征是否在所选择的限度内，并且当该特征不在所选择的限度内时向线材弯曲机构提供指令以改变线材的弯曲。

在该技术的另一实施例中，提供了一种基于反馈的使线材弯曲的方法。该方法包括：提供线材；利用线材弯曲元件的连续摆动来使线材弯曲以产生正弦形线材结构；使用线材监测部件检测正弦形线材结构的特征；使用线材监测部件来判定该特征是否在选定的限度内；以及在该特征不处于所选的限度内时使用线材监测部件提供改变线材的弯曲以调整正弦形线材结构的特征的指令。

在本技术的另一实施例中，提供了一种用于基于反馈的线材弯曲的方法。该方法包括提供线材、提供包括线材弯曲元件和保持工具的线材弯曲机构以及提供线材监测部件，该线材监测部件包括一个或多个图像捕获设备和通信地耦合到该一个或多个图像捕获设备的一个或多个计算机处理器。该方法还包括：使用线材弯曲机构使线材弯曲以形成正弦形线材结构；使用所述一个或多个图像捕获设备捕获正弦形线材结构或其一部分的一个或多个图像；判定在该一个或多个图像中描绘的正弦形线材结构或其一部分是否处于所选的限度之外；以及在判定为该特征处于所选的限度之外时指示线材弯曲机构改变线材的弯曲以改变该特征。

如本文所用的“线材”包括可以使用弯曲工艺弯曲成各种形状或角度几何形状的任何结构，并且可以包括但不限于由金属(例如，钢、铜、铝、金、铂、银、钨、其复合材料等)、非金属(例如，碳、聚合物复合材料等)以及金属和非金属的复合材料形成的金属圈，以及缠绕、编织、纺纱、切割和/或编织线材和线材结构。如本文所用的“正弦形线材结构”包括形成为具有连续摆动的数学曲线的任何线材。每单位测量的正弦形线材结构上的正弦曲线的不同尺寸、形状和频率是可以的并且是可以被预料到的，并且本文描述的正弦形线材结构本质上是示例性的且非限制性的。另外，虽然本公开的许多实施例讨论了正弦形线材结构及其变型，但是也可以使用本文描述的部件和方法来实现和考虑其它线材形状的监测、调整和形成。

附图说明

参考附图详细描述本技术，附图旨在是示例性的而非限制性的，其中：

图1描绘了根据本技术的一个实施例的供基于反馈的线材弯曲系统使用的示例性计算环境；

图2描绘了根据本技术的一个实施例的用于基于反馈的线材弯曲的示例性系统；

图3A-3C分别描绘了根据本技术的实施例的线材、弯曲成正弦形线材结构的线材以及由正弦形线材结构形成的弹簧；

图4是根据本技术的一个实施例的图2的线材弯曲系统的放大视图，示出了线材弯曲机构；

图5是根据本技术的一个实施例的图4所示的线材弯曲机构的分解图；

图6A-6B描绘了根据本技术的实施例的从交替的截面视角看去的图4和5所示的线材弯曲机构的示例性操作；

图7描绘了根据本技术的一个实施例的用于基于反馈的线材弯曲的示例性系统；

图8A描绘了根据本技术的一个实施例的如图2所示的线材切割机构和线材监测部件的元件的放大视图；

图8B描绘了根据本技术的一个实施例的供图2中描绘的系统使用的蓄积器的成角度的内部透视图；

图8C描绘了根据本技术的一个实施例供图2中描绘的系统使用的线材切割机构的部件的成角度的透视图；

图8D描绘了根据本技术的一个实施例的图8的线材切割机构的分解图；

图9A-9B描绘了根据本技术的实施例的可由线材监测部件检测和分析的正弦形线材结构的示例性特征；

图10描绘了根据本技术的一个实施例供图2中描绘的系统使用的弹簧形成机构的放大视图；

图11描绘了根据本技术的一个实施例的基于反馈的线材弯曲的第一示例性方法的框图；以及

图12描绘了根据本技术的一个实施例的基于反馈的线材弯曲的第二示例性方法的框图。

具体实施方式

在本公开中专门描述本技术的主题以满足法定要求。然而，该描述并非旨在限制本发明的范围。相反，要求保护的主题可以以其它方式体现，以包括与本公开中描述的元件、步骤和/或元件和/或步骤的组合不同的元件、步骤和/或元件和/或步骤的组合，并结合其它现有和未来技术体现。术语“步骤”或“框”不应被解释为暗示所采用的方法的步骤之间的任何特定次序，除非明确地描述和要求各个步骤或方框的次序。

在高层次上，本技术一般涉及用于使线材弯曲的基于反馈的系统和方法，其例如用于形成用于各种应用(例如，沙发、床、其它座椅等)的弹簧。例如，线材可以在多个部分中弯曲以形成正弦型线材结构。然后可以将正弦形线材结构切割成可以弯曲以形成单独的弹簧的区段。可以通过线材监测部件分析正弦形线材结构或其切割区段，以判定正弦形线材结构的期望特征是否保持在选定限度内。来自线材监测部件的反馈可以用于改变线材弯曲以根据需要调整期望的特征，包括：在一些示例性实施例中在线材弯曲过程的连续操作期间(进行调整)。另外，各种计算部件可用于存储和访问产生特定线材结构的线材弯曲系统的特定配置，其可以用于指示线材弯曲系统的部件在需要时产生特定线材结构，从而可以减少设置和过渡时间。

本技术的实施例尤其可以体现为方法、系统或计算机程序产品。因此，实施例可以采用硬件实施例的形式，或组合软件和硬件的实施例。还可以使用包括在一个或多个计算机可读介质上体现的计算机可用指令的计算机程序产品。本技术还可以被实施为硬编码到计算部件的机械设计中和/或可以内置在用于使线材弯曲的设备或与其通信地连接备的计算机处理器中。

计算机可读介质包括易失性介质、非易失性介质、可移动介质和不可移动介质，并且包括可由数据库、交换机和/或各种其它网络设备读取的介质。网络交换机、路由器和相关部件本质上是常规的，与其通信的方法也是如此，因此这里不提供进一步的详细说明。通过示例的方式而非限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和/或非暂时性通信介质。

计算机存储介质或机器可读介质可包括以任何用于存储信息的方法或技术实现的介质。存储信息的示例包括计算机可用指令、数据结构、程序模块和/或其它数据表示。计算机存储介质可包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储技术、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)、全息介质或其它光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器和/或其它磁存储设备。这些存储器部件可以瞬时、临时和/或永久地存储数据，并且不限于本公开中提供的示例。

现在转向图1，提供了根据本技术的一个实施例的用于基于反馈的线材弯曲的示例性计算设备2的框图。应注意，尽管图1中描绘的一些部件以单数示出，它们可以是复数。例如，计算设备2可以包括多个处理器和/或多个无线电装置。如图1所示，计算设备2包括总线18，总线18可以直接或间接地将各种部件耦合在一起，包括存储器4、处理器6、呈现部件8(如果适用)、无线电装置10，输入/输出(I/O)端口12、输入/输出(I/O)部件14和电源16。

存储器4可以采用本文描述的存储器部件的形式。因此，将不提供进一步的详细说明，但应注意，存储器4可包括能够存储信息的任何类型的有形介质，例如数据库。数据库可以包括记录、数据和/或其它信息的任何集合。在一个实施例中，存储器4可以包括一组具体化的计算机可执行指令，其在被执行时有利于本文公开的各种功能或步骤。这些具体化的指令将被不同地简称为“指令”或“应用”。处理器6实际上可以是多个处理器，其接收指令并相应地处理它们。呈现部件8可以包括显示器、扬声器和/或可以通过视觉、听觉和/或其它触觉提示呈现信息的其它部件(例如，显示器、屏幕、灯、发光二极管(LED)、图形用户界面(GUI)或甚至带灯的键盘)。

无线电装置10可以促进与网络的通信，并且可以附加地或替代地促进其它类型的无线通信，例如Wi-Fi、WiMAX、LTE和/或其它VoIP通信。在各种实施例中，无线电装置10可以构造成支持多种技术，和/或多个无线电装置可以构造成并用于支持多种技术。

输入/输出(I/O)端口12可以采用各种形式。示例性I/O端口可以包括USB插孔、耳机插孔、红外端口、火线端口和/或其它专有通信端口。输入/输出(I/O)部件14可以包括一个或多个键盘、麦克风、扬声器、触摸屏和/或可用于直接或间接地将数据输入到计算设备2中的任何其它物品。

电源16可以包括电池/蓄电池、燃料电池和/或可以用作电源的任何其它部件，以向计算设备2或其它网络部件供电，包括通过一个或多个电连接件或联接器。电源16可以构造成独立地和/或同时地选择性地向不同部件供电。

参照图2，根据本技术的一个实施例，提供了用于基于反馈的线材弯曲的示例性系统20。系统20包括供给线材24的线材给料元件22、线材预紧装置25、线材弯曲机构26、蓄积器30、线材切割机构32、线材监测部件36和弹簧形成机构44，以及其它部件。线材弯曲机构26构造成将线材24弯曲成期望的形状，例如正弦形线材结构28，如图2和4所示。图2还描绘了用于在线材弯曲过程中将线材24引导到线材弯曲机构26中的梭板27。在图4中更清楚地描绘了梭板27。

系统20还包括用于在线材弯曲机构26与线材切割机构32之间提供缓冲空间的蓄积器30。线材切割机构32可包括一个或多个切割元件、致动器、伺服器和/或用于将正弦形线材结构28切割成多个离散区段34的推进-分离部件，然后离散区段可以被推进到线材监测部件36以产生反馈，并且随后被推进到弹簧形成机构44。图2所示的示例性线材监测部件包括至少一个图像捕获设备38(例如，照相机)、接收面板40和用于在图像捕获期间选择性地照亮接收面板40的背光灯42。图像捕获设备38通信地耦合到一个或多个计算机处理器45，计算机处理器45被配置成分析正弦形线材结构28的图像以产生用于线材弯曲机构26的反馈。在整个系统20中一个或多个推进机构(例如，移动带、轮、链轮、致动器、推动装置等)可以用于移动正弦形线材结构28或其切割区段。另外，如图2所示，弹簧形成机构44可用于将正弦形线材结构28的离散区段34弯曲成所需形状(例如，呈圆周形状/沿周向成形的弹簧35)。

在示例性操作中，线材监测部件36在接收面板40上接收正弦形线材结构28的离散区段34，结合背光灯使用图像捕获设备38捕获离散区段34的一个或多个图像，并使用计算机处理器45分析所述一个或多个图像以产生用于线材弯曲机构26的反馈。当检测到正弦形线材结构28的一个或多个特征并从一个或多个图像确定其处于所选的限度之外(例如，在允许的公差或参数之外)时，计算机处理器45可以指示线材弯曲机构26和系统20的其它部件进行调整，使得所述一个或多个特征可以被改变。通过向部件发送指令以启动自动调整，甚至可以在不停止线材弯曲过程的情况下实时进行改变。

对于线材监测部件36，应该注意，可以在整个系统20中的相同、不同和/或多个位置处使用附加或替代部件。例如，线材监测部件36可以包括位于整个系统20中的不同位置(例如，在第一位置15、第二位置17和第三位置19中的任何位置)的多个图像捕获设备、接收面板和/或背光灯，用于监测正弦形线材结构28的特征。不同位置处的线材监测部件36的不同分析可用于判定由线材弯曲机构26形成的线材结构的特征是否在预先配置的限制或公差内，并且可用于生成用于系统20的指令以改变所述特征。

在另外的实施例中，计算机处理器45和/或与系统20相关联的其它处理器和数据存储部件可用于存储和访问系统20的产生特定线材结构和/或弹簧结构的预定配置。或者更确切地说，“产品制法”。换句话说，计算机处理器45可以存储系统20的可以用于形成具有特定尺寸、角度、长度等的线材和/或弹簧结构的预定配置(例如，线材弯曲机构26、线材切割机构32和/或弹簧形成机构44的设置/操作设定)。预定配置可以通过系统20的手动调整来应用，和/或可以响应于作为来自计算机处理器45的指令的访问和启动预定配置通过系统20的部件的自动调整来应用。在这方面，系统20的部件的自动化和可调整的性质可以允许以减少的系统20的重新组装时间产生不同的线材结构。当希望有限批量的产品(例如，具有特定尺寸、形状和构型的弹簧)时这可能特别有用，其中手动调整系统20的部件否则与实际生产有限批量产品的时间相比会需要不成比例的设置时间量。预定配置和产品配方可以存储在计算机处理器45的内部存储器中，和/或可以由其它数据存储介质(例如，移动存储设备、硬盘驱动器、云网络等)存储和提供，包括使用数据端口(例如，USB端口)、移动计算设备(例如，智能电话、智能平板电脑等)和/或任何硬连线和/或无线通信方法(例如，Wifi或蓝牙等)访问的那些。本文设想有线和无线通信方法用于线材弯曲系统(例如，系统20)的任何部件之间的通信。还应注意，除了线材弯曲系统的实时反馈和调整之外，还可以使用本文描述的产品配方功能，如本公开的其它章节中讨论的那样。

图2中所示的弹簧形成机构44将正弦形线材结构28的离散区段34弯曲成呈圆周形状的弹簧35，其然后可被用于各种应用，例如座椅(例如，沙发、椅子、床等)。在图2中，弹簧监测部件48也与弹簧形成机构44一起设置，用于以与通过线材监测部件36进行的方式类似的方式监测和产生呈圆周形状的弹簧35的反馈。例如，弹簧监测部件48可以包括位于弹簧输送器52上方的一个或多个图像捕获设备50，用于捕获由弹簧形成机构44形成的呈圆周形状的弹簧35的图像。类似的特征结构如通信耦合到图像捕获设备50的背光灯和计算机处理器可以与弹簧监测部件48一起使用，以监测呈圆周形状的弹簧35的一个或多个特征。这样，当呈圆周形状的弹簧35的一个或多个被监测特征时超出所选限度(例如，半径、直径、圆周形状、大小等)时，弹簧监测部件48可指示弹簧形成机构44进行调整以改变特征(或单纯提供需要改变的通知)。在某些实施例中，这种监测、指令和调整可以在弹簧形成机构44的连续操作期间发生。

参照图3A-3C，根据本技术的实施例，分别提供了线材、弯曲成正弦形线材结构的线材以及由正弦形线材结构形成的弹簧。图3A描绘了处于预成形状态——或更确切地说——在通过线材弯曲机构(例如图2所示的线材弯曲机构26)弯曲之前的状态——下的线材24。图3B描绘了弯曲成图2所示的正弦形线材结构28的线材24，其包括多条重复的正弦曲线54。正弦形线材结构28还包括安全端33，其可以通过在切割之后弯曲正弦形线材结构28的端部而形成。安全端33可以设置成防止附接到正弦形线材结构28的端部上的夹子在使用期间滑落。图3C描绘了形成为图2所示的呈圆周形状的弹簧35的图3B的正弦形线材结构28。再次，不同的线材、正弦形线材结构和弹簧——包括具有不同大小、尺寸和/或角度取向的那些——是可以采用的并且在本文中被予以考虑。例如，由正弦形线材结构28形成的弹簧可具有扁平构型，在这种情况下，可以使用不同的弹簧形成、监测和/或堆叠机构。

参照图4，提供了根据本技术的一个实施例的图2中描绘的线材弯曲机构26的放大视图。线材弯曲机构26包括壳体55、包括一对成型销64的线材弯曲元件56、保持工具58、穿过壳体55联接到线材弯曲元件56的调整元件57以及支柱成型张紧装置60。线材弯曲元件56的移动由位于线材24在其上被弯曲的表面下方的旋转致动器驱动。在这方面，旋转致动器提供线材弯曲元件56的摆动。调整元件57联接到凸轮组件，该凸轮组件允许线材弯曲元件56的旋转运动被调整为竖直运动，以允许线材弯曲元件56和一对成型销64的升降。线材弯曲元件56和保持工具58的相互作用在图5和6A-6B中被更详细地示出。

后成型张紧装置60可以与或可以不与系统20的操作一起使用或者在操作期间使用，并且位于蓄积器30(在图2中示出)的输入侧。在使用时，后成型张紧装置60可在其离开线材弯曲机构26之后推进正弦形线材结构28。后成型张紧装置60包括伺服致动器59和链轮53。伺服致动器59旋转链轮53，以控制正弦形线材结构28的位置并朝向蓄积器30推进正弦形线材结构28(例如，将其向前驱动和将其暂停)。后成型张紧装置60可以与线材弯曲元件56的摆动同步。后成型张紧装置60和其伺服致动器59也可以由一个或多个计算机处理器45控制。在使用时，可以通过线材弯曲元件56和后成型张紧装置60的相互作用来提供正弦形线材结构28的拉伸和/或压缩。

在图4所示的线材弯曲机构26之前的是线材预张紧装置25，其包括多个滚轮31，线材24在进入线材弯曲机构26之前行进通过这些滚轮31。线材预张紧装置25可在线材24行进到线材弯曲机构26时向线材24施加张力，以便拉紧线材24。线材预张紧装置25可以是手动调整的，和/或可以自动调整，例如使用伺服与和系统20相关联的一个或多个计算机处理器通信的伺服器。伺服器可以从一个或多个计算机处理器45接收指令，以自动调整预张紧装置25的操作。应当注意，本文所讨论的任何影响线材弯曲过程的部件——除系统20的其它部件外，包括线材预张紧装置25、线材弯曲机构26、线材弯曲元件56、保持工具58、梭板27、后成型张紧装置60和伺服致动器59——可以与一个或多个计算机处理器45通信和/或由一个或多个计算机处理器45控制，计算机处理器45可以指示各部件进行其自动调整。

在系统20的示例性操作中，线材24被引导到线材预张紧装置25中，在此滚轮31将线材24拉紧。然后线材24穿过梭板27，梭板27前后移动以结合线材弯曲元件56的前后摆动使线材24与任一侧对准(在图5中更详细地示出了梭板27)。然后，线材24进入线材弯曲机构26，在此线材弯曲元件56和保持工具58使它弯曲，它们一起作用以连续地使线材弯曲24，从而形成正弦形线材结构28(在图6A-6B中更详细地示出了线材弯曲过程)。

参考图5，提供了根据本技术的一个实施例的图4所示的线材弯曲机构26的分解图。在图5中，线材弯曲元件56和保持工具58被示出为邻近梭板27。线材弯曲元件56还包括一对成型销64，其各自具有锥形轮廓。旋转致动器位于线材24被接纳在其上的表面70下方。旋转致动器(被表面70遮挡)经表面70联接到线材弯曲元件56，使得它可以向线材弯曲元件56施加旋转力以提供该对成型销64的用于使线材24弯曲的来回摆动运动。该对成型销64的摆动速度可以变化，但在示例性操作中，该速度可以是每秒摆动十次。保持工具58也可以通过旋转致动器的移动而被来回驱动。

该对成型销64的锥形构型允许基于该对成型销64相对于线材24的竖直位置来调整正弦形线材结构28的特征。换句话说，可以通过使该对成型销64相对于线材24升高或降低来改变该对成型销64中与线材24接触的每个成型销64的周长，这可以随后影响正弦形线材结构28的特征(例如，半径、曲率等)。因此，该对成型销64的锥形轮廓可以提供正弦形线材结构28的特征的不受限的调整，并且还可以在线材24上提供向下的力，其有助于将线材24保持在抵靠表面70的位置。该对成型销64的竖直位置的调整可以基于从线材监测部件36接收的反馈、通过来自一个或多个计算机处理器45的基于某些期望的产品配方的指令以及通过随后对调整元件57的调整而发生。

图5进一步描绘了贴近线材弯曲元件56的保持工具58。保持工具58构造成在线材24的弯曲期间选择性地提供反作用力抵抗线材弯曲元件56及其成型销64的力。保持工具58包括用于接合线材24的钩部66，并且构造成在用于支撑线材24的第一位置与不支撑线材24并且允许线材24在不受阻碍的情况下从保持工具58推进的第二位置之间移动。保持工具58至少部分地定位在表面70下方，并且可穿过表面70中的孔洞72在第一位置与第二位置之间移动。保持工具58的操作在图6A-6B中被更详细地描述。

图5中进一步描绘了梭板27。梭板27位于线材预张紧装置25附近，并且可以用于在线材24进入线材弯曲机构时影响线材24在左右方向上的平直度，其中线材弯曲元件56的摆动使线材24来回移动以将其弯曲成正弦形线材结构28。梭板27可以联接到一伺服器，该伺服器可以例如通过来自一个或多个计算机处理器45的指令来调整梭板27的位置。可以在不停止线材24移动通过系统20的情况下(即，在生产期望的线材结构期间)对梭板27并随后对线材24进行调整。在操作中，梭板27随着线材弯曲元件56的移动而在单位时间内来回摆动经设定的度数。在这方面，梭板27准备好线材以用于通过线材弯曲元件56弯曲，并且可以与线材弯曲元件56协调地移动。另外，梭板27的位置可以手动调整，或者使用与一个或多个计算机处理器45通信的伺服器自动调整。

梭板27可以由与线材弯曲机构26共用或者更确切地说也驱动线材弯曲机构26的部件的移动的传动系和/或致动器驱动。梭板27的摆动程度可以不变，但是梭板27相对于线材24(即，进入的线材24的一侧或另一侧)的偏移量(即位置)可以使用伺服器调整，其中梭板27的重复移动由与线材弯曲机构26共用的传动系和/或致动器提供。梭板27的运动因此可以由致动器驱动，并且偏移调整可以由伺服器控制。

参照6A-6B，提供了根据本技术的一个实施例的由图4所示的线材弯曲机构26执行的示例性线材弯曲过程。图6A描绘了线材24、线材弯曲元件56和保持工具58之间的相互作用的自上至下的截面图。在线材弯曲过程期间，线材24在该对成型销64之间逐步前进，成型销64在所选的运动范围内来回摆动。保持工具58移动到支撑线材24的图6B所示的第一位置76。该对成型销64的摆动对线材24施加两点弯曲力74，其使线材24抵抗由保持工具58施加的反作用力使线材24弯曲，该保持工具58在第一位置76支撑线材24。一旦线材24弯曲，并且一对成型销64准备反转方向，保持工具58就移动到图6B所示的第二位置78，从而消除对线材24的反作用力并允许线材24推进到下一个位置而不受保持工具58的阻碍。结果，线材24利用线材弯曲元件56的摆动和保持工具58在第一位置76与第二位置78之间的移动被反复弯曲以形成正弦曲线图案80。图6B描绘了一对成型销64和保持工具58的侧视截面图，示出了在线材弯曲过程期间保持工具58在第一位置76与第二位置78之间的移动。保持工具58在轨道61上来回移动，如图6B所示。

参照图7，提供了根据本技术的一个实施例的用于基于反馈的线材弯曲的示例性系统82。图7中描绘的系统82包括：线材给料元件，例如图2中描绘的线材给料元件22；线材弯曲元件，例如图2、4和5中描绘的线材弯曲机构26；线材切割元件，例如图2中描绘的线材切割机构32；和弹簧形成元件，例如图2描绘的弹簧形成机构44。这些元件可用于顺次地进给、弯曲和切割线材以形成弹簧结构，例如图2和3C中描绘的呈圆周形状的弹簧35。在图7中进一步描绘了线材监测部件，例如图2中描绘的线材监测部件36，其通信地耦合到网络84，网络84提供与多个图像捕获设备86(例如，照相机)的通信。应当注意，图7中提供了三个图像捕获设备86，但处于相同或不同的位置，更多或更少的图像捕获设备是可以的并且被予以考虑。图像捕获设备86构造成捕获线材的一个或多个图像并将该一个或多个图像传送回线材监测部件，线材监测部件还可以包括一个或多个计算机处理器，用于分析从所述一个或多个图像中检测到的线材的特征，并且用于如果判定为线材的一个或多个特征处于所选的限度之外，则产生用于线材弯曲元件的指令。在各种实施例中，线材监测部件(包括其一个或多个计算机处理器)可以无线地或通过硬连线通信方法与线材弯曲元件通信。

参照图8A，提供了根据本技术的一个实施例的图2的线材切割机构32和线材监测部件36的放大视图。如图8A所示，正弦形线材结构28从蓄积器30被送入线材切割机构32中，在此它被切割成多个离散区段34。如图8A以及图8B所示，在蓄积器30与线材切割机构32之间有包括进给轮92的压送装置90。压送装置90可以是伺服驱动的，并且通过进给轮92的顺次旋转，压送装置90可以对经其传递以在线材切割机构32处进行切割操作的正弦形线材结构28的条数进行计数。因此，压送装置90可以控制线材给料循环的时机/同步，从而根据需要向线材切割机构32提供线材。

每个离散区段34从线材切割机构32被推进到接收面板40上，在此它可以或可以不被背光照明以用于由图像捕获设备38进行图像捕获。图像捕获设备38捕获离散区段34的一个或多个图像并且捕获的图像传送到与线材监测部件36相关联的一个或多个计算机处理器45以进行分析。然后可以再次推进经分析的离散区段34，并且可以将正弦形线材结构28的另一离散区段34移动到接收面板40上，并且重复该过程。

参照图8B，示出了根据本技术的一个实施例的在图2中描绘的蓄积器30的成角度的内部透视图。蓄积器30可以允许由线材弯曲机构26产生的正弦形线材结构28蓄积，同时正弦形线材结构28的一个区段在线材切割机构32内被切割并推进。在这方面，蓄积器30允许蓄积正弦形线材结构28而不停止由线材弯曲元件56进行线材弯曲或者由线材切割机构32进行的切割。

图8B所示的示例性蓄积器30描绘了压送装置90和进给轮92的定位。在操作中，正弦形线材结构28相对于图8B从右向左行进通过蓄积器30，从而最初从后成型张紧装置60(未示出但在图4中示出)进给到蓄积器30中。蓄积器30的内部包括由弹簧元件67弹性地支承的跳动臂68。跳动臂68可以用于检测蓄积器30内的线材的料位/高度，并且可以通信地连接到编码器，该编码器判定线材的料位是否在可接受的范围内。编码器可以是一个或多个计算机处理器45的一部分和/或通信地连接到一个或多个计算机处理器45，并且可以用于提供反馈以允许系统20减慢或加快进入蓄积器30的线材的速度，以及/或者减慢或加快压送装置90以控制从蓄积器30出来的线材的速度。这种调整可以自动进行或通过手动输入进行。在图8B中进一步描绘了压紧装置62，其将线材保持在压送装置90中以与进给轮92相互作用。

参照图8C，提供了根据本技术的一个实施例的与图2中描绘的系统20一起使用的线材切割机构32的增强的局部内部视图。图8C中描绘的示例性线材切割机构32包括具有模具65的伺服控制冲床/穿孔压机63，模具65可用于将正弦形线材结构28定位并切割成离散区段34。模具65可以分别和/或同时在离散区段34中形成安全端33，如图3B所示。然后可以例如使用推进机构(旋转链轮、移动元件等)推进离散区段34，并重复该过程。

参照图8D，提供了根据本技术的一个实施例的图8C的线材切割机构32的分解图。如图8D所示，冲床63和/或模具65可包括一个或多个接近传感器75，其可连续地或选择性地检测正弦形线材结构28在线材切割机构32内的位置，从而允许在切割过程中实现正弦形线材结构28的所需的位置、长度和/或对准。这可能有助于提供线材的一致的切割和尺寸。接近传感器75可以穿过孔95朝向模具65延伸，在此它们可以检测线材在冲床63中的位置。接近传感器75可以进一步被配置成在它们被损坏或由于其它原因需要启用/停用的情况下在线材切割过程中启用和停用。

在示例性的线材切割操作中，预定长度的正弦形线材结构28可以以受控的速率被进给到线材切割机构32中(例如，在不同的实施例中，其可以包括至少一个模具、冲床、剪切或切割元件等)。当正弦形线材结构28被线材切割机构32切割时，可以停止正弦形线材结构28的移动。同时，蓄积器30可以储存从线材弯曲机构26产生的长度的正弦形线材结构28，使得线材弯曲机构可以继续操作。一旦通过线材切割机构32完成正弦形线材结构28的切割，已被切断的离散区段34可以从线材切割机构32被推出，并且正弦形线材结构28的蓄积部分可以被送入线材切割机构32以继续该过程。可以控制如上所述的进给循环的编程，使得正弦形线材结构28总是有足够的长度被馈送，但不是太多以至于蓄积器30变得满溢。这可以根据需要在系统20内进行调整。

参照图9A-9B，根据本技术的一个实施例，提供了可由线材监测部件检测的正弦形线材结构28的示例性特征。在图9A-9B中，示出了正弦形线材结构28，其包括多条正弦曲线。另外，在正弦曲线上识别出多个特征100、102、104、106、108，其可以由线材监测部件如图2所示的线材监测部件36检测，以产生用于线材弯曲机构如图2所示的线材弯曲机构26的反馈和/或指令，从而在确定特征100、102、104、106、108中的一个或多个特征处于所选的限度、范围和/或最小值/最大值之外时允许改变正弦形线材结构28的特征100、102、104、106、108中的一个或多个特征。

在图9A中，特征100、102、104、106、108包括：第一特征100，其包括公共正弦曲线上的点之间的距离；第二特征102，其包括重复正弦曲线的高度；第三和第四特征104、106，其包括相邻正弦曲线上的点之间的距离，和/或正弦形线材结构28的整体形状108。另外，如图9B所示，可以从正弦形线材结构28的一个或多个图像中提取正弦形线材结构28的形状，并将其与期望的正弦曲线的轮廓110进行比较，从中可以确定为了实现期望的正弦曲线而对线材弯曲机构进行的适当改变。应当注意，关于图9A-9B讨论的特征仅仅是示例性的，并且其它可检测特征可以使用并且也可从提供线材监测部件捕获和分析的图像来确定。

参照图10，提供了根据本技术的一个实施例的图2所示的弹簧形成机构44的放大视图。图10进一步示出了弹簧形成机构44如何使用致动器46产生呈圆周形状的弹簧35，致动器46将呈圆周形状的弹簧35弯曲并传递到弹簧传送器52。弹簧监测部件48的一个或多个图像捕获设备50捕获呈圆周形状的弹簧35的图像并将它们传送到与弹簧监测部件48相关联的计算机处理器。该计算机处理器如上所述识别呈圆周形状的弹簧35的一个或多个特征，并向弹簧形成机构44提供反馈/指令，以调整呈圆周形状的弹簧35的所需特征。

参照图11，提供了根据本技术的一个实施例的基于反馈的线材弯曲的示例性方法1100的框图。在框1110中，提供线材，例如图2所示的线材24。在框1120中，利用线材弯曲元件如图5所示的线材弯曲元件56的连续摆动来使线材弯曲，以产生正弦形线材结构，例如图2所示的正弦形线材结构28。在框1130中，使用线材监测部件如图2所示的线材监测部件36检测正弦形线材结构的特征。在框1140中，通过线材监测部件判定该特征是否处于所选的限度内，例如公差范围、最大允许偏差和/或所选的尺寸范围。在框1150中，线材监测部件提供指令，以在该特征不处于所选的限度内时改变线材的弯曲，从而调整正弦形线材结构的特征。

参照图12，提供了根据本技术的一个实施例的基于反馈的线材弯曲的示例性方法1200的框图。在框1210中，提供线材，例如图2所示的线材24。在框1220中，提供线材弯曲机构，例如图2所示的线材弯曲机构26，其包括线材弯曲元件，例如图5所示的线材弯曲元件56，以及保持工具，例如图5所示的保持工具58。在框1230中，提供线材监测部件，例如图2所示的线材监测部件36，其包括一个或多个图像捕获设备，例如图8A所示的图像捕获设备38，以及一个或多个计算机处理器，例如图2所示的一个或多个计算机处理器45。在框1240中，使用线材弯曲机构使线材弯曲以形成正弦形线材结构，例如图4所示的正弦形线材结构28。在框1250中，使用一个或多个图像捕获设备捕获正弦形线材结构或其一个区段——例如图8A所示的离散区段34——的一个或多个图像。在框1260中，判定在所述一个或多个图像中描绘的正弦形线材结构或其一个区段的特征是否处于所选的限度之外。在框1270中，向线材弯曲机构提供指令，以在判定为所述特征在预定限度之外时改变线材的弯曲以改变所述特征。

从前文将看出的是，该技术是非常适合达成在上文中连同显而易见且为该结构所固有的其它优点一起阐述的目的和目标的发明。应理解，特定特征和子组合具有实用性并且可在不引用其它特征和子组合的情况下采用。这一点已经被权利要求考虑在内并且在权利要求的保护范围中。

Claims (17)

1.一种用于使线材弯曲的基于反馈的系统，该系统包括：

线材弯曲机构，其构造成利用线材弯曲元件的连续摆动来使线材弯曲以产生正弦形线材结构；

线材切割机构，其构造成将所述正弦形线材结构切割成多个区段；

线材监测部件，其构造成：检测所述正弦形线材结构的特征，判定所述特征是否处于所选的限度以内，并在所述特征不处于所选限度以内时向所述线材弯曲机构提供指令来改变所述线材的弯曲以改变所述特征；

一对成型销，其联接到所述线材弯曲元件，所述一对成型销中的每个成型销包括锥形轮廓；以及

保持工具，其构造成在所述正弦形线材结构的形成期间在用于支撑所述线材的第一位置与用于释放所述线材的第二位置之间移动，

其中，改变所述线材的弯曲包括改变所述一对成型销相对于所述线材的竖直位置，使得所述一对成型销中的每个成型销的在所述正弦形线材结构的形成期间与所述线材接触的直径被调整。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述线材弯曲机构还包括旋转致动器，其联接到所述线材弯曲元件以用于提供所述摆动。

3.根据权利要求2所述的系统，还包括：线材预张紧装置，其包括多个滚轮，所述线材在到达所述线材弯曲机构之前行进通过所述多个滚轮；所述系统还包括梭板，所述线材在到达所述线材弯曲机构之前行进通过所述梭板，所述梭板提供摆动运动，以在线材弯曲期间使线材在期望方向上对齐。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，改变所述线材的弯曲以改变所述特征还包括响应于所述指令改变以下中的至少一者：保持工具或其部件；所述线材预张紧装置或其部件；以及所述梭板或其部件。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，改变所述线材的弯曲是响应于所述指令自动进行的。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括一个或多个计算机可读介质，其构造成存储和访问预先配置的系统配置，其中所述预先配置的系统配置能用于通过改变所述线材的弯曲来生成所选的正弦形线材结构以制造所选的正弦形线材结构。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述线材监测部件包括用于捕获所述正弦形线材结构的一个或多个图像的一个或多个图像捕获设备，所述一个或多个图像描绘所述特征。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述线材监测部件还包括一个或多个计算机可读介质，所述计算机可读介质上包含有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在运行时执行包括以下步骤的方法：基于来自所述一个或多个图像捕获设备的一个或多个图像来判定所述特征是否处于所选的限度内；并且在判定为所述特征不处于所选的限度内时，提供改变所述线材的弯曲的指令以改变所述特征，其中所述一个或多个计算机可读介质通信地耦合到所述一个或多个图像捕获设备。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述线材监测部件还包括：接收面板，其构造成单独地接收所述正弦形线材结构的所述多个区段中的每个区段以用于由所述一个或多个图像捕获设备进行图像捕获；以及用于选择性地照亮所述接收面板的背光灯。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述特征是以下特征中的至少一者：所述正弦形线材结构的相邻正弦曲线上的点之间的距离；所述正弦形线材结构的公共正弦曲线上的点之间的距离；所述正弦形线材结构的至少一条正弦曲线的半径或直径；和所述正弦形线材结构的形状。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括弹簧形成机构，其构造成将所述正弦形线材结构的所述多个区段中的每个区段弯曲成相应的呈圆周形状的弹簧。

12.一种基于反馈的使线材弯曲的方法，该方法包括：

提供线材；

利用线材弯曲元件的连续摆动来使所述线材弯曲以产生正弦形线材结构；

使用线材监测部件检测所述正弦形线材结构的特征；

使用所述线材监测部件判定所述特征是否处于所选的限度内；以及

当所述特征不处于所选的限度内时使用所述线材监测部件提供改变所述线材的弯曲以调整所述正弦形线材结构的特征的指令，

其中，所述线材弯曲元件包括一对成型销，每个成型销具有锥形轮廓，

其中，使所述线材弯曲还包括在所述正弦形线材结构的形成期间使保持工具在用于保持所述线材的第一位置与用于释放所述线材的第二位置之间移动，并且

其中，改变所述线材的弯曲包括至少改变所述一对成型销相对于所述线材的竖直位置以调整所述正弦形线材结构的特征。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：使用线材切割机构将所述正弦形线材结构切割成多个区段；以及使用与所述线材监测部件通信的一个或多个图像捕获设备捕获所述正弦形线材结构或其切割区段的一个或多个图像，所述一个或多个图像描绘所述特征。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述特征包括以下特征中的至少一者：所述正弦形线材结构的相邻正弦曲线上的点之间的距离；所述正弦形线材结构的公共正弦曲线上的点之间的距离；所述正弦形线材结构的至少一条正弦曲线的半径或直径；和所述正弦形线材结构的形状。

15.根据权利要求12所述的方法，还包括：将所述正弦形线材结构切割成多个区段；以及使用弹簧形成机构将所述多个区段弯曲成多个相应的呈圆周形状的弹簧。

16.一种基于反馈的线材弯曲方法，所述方法包括：

提供线材；

提供线材弯曲机构，其包括线材弯曲元件和保持工具，所述线材弯曲元件包括一对成型销，每个成型销具有锥形轮廓；

提供线材监测部件，其包括一个或多个图像捕获设备和通信地耦合到所述一个或多个图像捕获设备的一个或多个计算机处理器；

使用所述线材弯曲机构使所述线材弯曲以形成正弦形线材结构；

使用所述一个或多个图像捕获设备捕获所述正弦形线材结构或其区段的一个或多个图像；

判定在所述一个或多个图像中描绘的所述正弦形线材结构或其区段的特征是否处于所选的限度之外；以及

在判定为所述特征处于所选的限度之外时指示所述线材弯曲机构改变所述线材的弯曲以改变所述特征，

其中，使所述线材弯曲还包括在所述正弦形线材结构的形成期间使保持工具在用于保持所述线材的第一位置与用于释放所述线材的第二位置之间移动，并且

其中，改变所述线材的弯曲包括至少改变所述一对成型销相对于所述线材的竖直位置以调整所述正弦形线材结构的特征。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，改变所述线材的弯曲还包括调整所述保持工具或其部件，并且其中所述特征包括以下特征中的至少一者：所述正弦形线材结构的相邻正弦曲线上的点之间的距离；所述正弦形线材结构的公共正弦曲线上的点之间的距离；所述正弦形线材结构的至少一个正弦曲线的半径或直径；以及所述正弦形线材结构的形状。

Images