CN110290895A - 传送系统和操作传送系统的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沿着路径的工件载体(1)的传送系统,其中,多个工件载体(1)中的每个都具有其自己的驱动器和能量存储装置(15),其中,所述驱动器经由在所述路径的导向装置上滚动的驱动装置实现,所述驱动装置由工件载体(1)的电动机(13)驱动,其中,至少一个绝对值轨道(4)沿着所述路径附接以用于所述路径的位置编码,并且多个工件载体(1)中的每个都具有绝对值传感器(20),所述传感器读出绝对值轨道(4)的绝对值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于工件载体的松散链接的传送系统,其中,工件载体本身具有驱动装置。
背景技术
工件载体为接收待加工工件的装置。工件载体连续移动到多个工作站,每个工作站对工件进行加工或处理步骤。工件载体的传送由传送系统实现,其中“松散链接”意味着各个工件载体之间的距离是可变的,或者工件载体不一定如同具有刚性连接的情况一样,以固定的均匀循环移动。
已知驱动装置附接在轨道上的传送系统。例如,这可以通过沿着通道移动环形链来实现,其中工件载体被紧固到所述链条的固定位置,并因此与链条的运动同步移动。此外,在连续的路径区段上使用多个环形传送带或环形齿形带的系统是已知的,其中,无源工件载体从一个路径区段转移到下一个路径区段。
在路径上带有驱动装置的传送系统的缺点在于松散链接几乎不可行或根本不可行,并且各个路径区段相对昂贵。
此外,已经提出将路径设计为线性驱动器的定子并且将工件载体设计为转子,但是这又具有路径复杂且昂贵的缺点。同样缺点还在于,定子并且因此整个路径为磁性的,这在铁磁材料的加工或磨损(例如,在拧紧或压制时的工艺相关)期间尤其成问题。
因此,希望设计本身没有任何驱动装置并因此具有成本效益的路径,这可以通过为每个工件载体提供其自己的驱动器来实现。
以下七个文献(EP2444171A1,US6089512A,DE102006049588A1,DE102009049274A1,WO2013068534A2,US2010186618A1和DE4411845A1)在奥地利专利局的优先权申请A 50128/2017的检索报告中被引用为与现有技术相关的A文献。
EP 2444171 A1公开了一种用于传送重达数吨的金属束的轨道式传送系统。每个传送车具有电动机,其借助于轨道系统上的滑动触点提供能量。
US6089512A公开了一种轨道引导的传送系统,其具有用于借助于磁耦合进行能量传输的沿着路径的初级线圈和在传送车上具有铁氧体磁芯的次级线圈。传送车的电动机由传递的能量直接驱动,其中电动机代表串联负载。数据传输使用同轴电缆实现,该电缆在整个路径上运行。
DE 102006049588 A1公开了一种轨道引导的传送系统,其具有用于借助于磁耦合进行能量传输的沿着路径的初级导体系统和在传送车上具有铁氧体磁芯的次级线圈。传送车的电动机由传递的能量直接驱动,其中电动机代表串联负载。数据传输经由初级导体系统和/或通过同轴电缆实现,该同轴电缆在整个路径上运行。
DE 102009049274 A1公开了一种具有运载工具的传送系统,该运载工具具有传感器,利用该传感器可检测静止标记。一旦检测到标记,运载工具就在标记之后停在固定的传送和接收单元处。传送和接收单元也布置在运载工具上,运载工具可以耦合到固定的传送和接收单元并用于数据交换。
WO 2013068534A2公开了通过使用连续的电磁段的交通运载工具的感应电能供应。
US 2010186618A1公开了一种具有传送车的传送系统,每个传送车被设计为线性电动机的转子。
DE 4411845 A1公开了一种用于改进的块控制的方法和装置,该块控制用于控制沿轨道系统的列车。示出了块控制,其用于铁路系统的列车运行,其中在需要能量的特定路径区段中供应能量。
EP0264532(A1)、EP3031334(A1)和EP0988925(A1)公开了用于工件载体的轨道式传送系统,其中工件载体具有驱动器和能量存储装置。该路径优选地以简单的方式设计。该路径的唯一任务是形成工件载体的导向装置,如列车的轨道。可以通过标准元件(例如类似于铁路线或模型列车组的直线件和曲形件)的对准来组装路径。工件载体的精确定位在工作站中实现;工作站也可以有由工件载体检测的位置标记。这里的缺点在于路径上或沿路径的位置标记必须根据工作站布置,这意味着额外的组装工作。根据这些文献在工作站中或紧接在工作站之前对蓄电池和/或电容器形式的能量存储装置进行充电,使得工件载体在路径上的停止是有问题的。还有的问题在于,充电需要一定时间,使得工作站中的停留时间不得低于某一最小时间,或者必须在每个工作站之前形成工件载体的队列,从而造成工件载体D的数量于必要的。
DE19842738(A1)公开了一种用于工件载体的轨道式传送系统,其中工件载体具有驱动器和能量存储装置,其中,能量存储装置的充电为借助于线圈的无接触充电,线圈可以沿着整个路径附接。优选地,工件载体始终在路径上的任何点处以无接触的方式供应能量,使得传送系统是故障安全的。然而,这种传送系统的缺点还在于,工件载体仅在工作站中实现精确对准,其中工件载体保持在加工站中并且借助于定位单元相对于分配给加工站的加工工具定位。反过来,索引标记形式的标记可以应用在路径上,例如紧接在工作站之前,以便通知工件载体它已到达工作站。首先,缺点在于,必须根据工作站应用索引标记,其次,工件载体在路径上的精确位置始终是不可检测的,至少不是紧接在系统启动之后检测到的。这是因为工件载体或传送系统只能在明确的索引标记上行驶时或到达工作站时检测工件载体的位置。在路径上第一次精确定位检测工件载体后,可以经由其伺服电动机的旋转编码器连续计算其位置,然而工件载体必须首先在未知的起始位置启动后覆盖一段路径。另外,经由旋转编码器的位置检测不是过于可靠,因为例如驱动辊的磨损会恶化计算结果。此外,特别是在高加速度或快速减速时,工件载体的驱动辊可能以不受控制的方式在导向装置上滑行或滑动(滑动),这会损害工件载体的绝对位置的精确计算。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于自驱动工件载体的故障安全、轨道式松散链接的传送系统,其允许在路径上快速且精确地确定每个工件载体的位置。
本发明的另一个目的是提供一种用于自驱动工件载体的轨道式松散链接的传送系统,其相对于传送工件的最大重量具有高度的灵活性,相对于传送速度和加速度以及相对于路径设计具有在手动工作场所处的操作安全性和工作安全性。
为了实现该目的,提出了一种具有用于工件载体的路径的轨道式传送系统,其中工件载体具有驱动和能量存储装置,其中驱动器经由在路径的导向装置上滚动的驱动装置来实现,其中根据本发明,绝对值轨道沿路径或沿路径的每个路径元件附接,使得借助于工件载体上的绝对值传感器,所述工件载体的绝对位置在任何时间都是可检测的。
因此,每个工件载体和路径或路径元件一起形成绝对值发送器,由此每个工件载体可以在任何时间确定其沿路径的精确位置,并且可以将所述位置发送到传送系统的控制系统。优选地,这也可以在当工件载体处于停止状态时在系统启动后立即发生。有利之处还在于,不必在工作站中附接标记或换能器,以便将工件载体停止在精确位置。因此,工作站可以定位在沿路径的任何位置,其中控制系统或工件载体必须仅被告知工件载体必须停止的绝对值轨道的明确值。因此,生产线的建造、重新对准、扩展和修改特别容易实现,因为只有沿路径保存的停止位置必须输入、修改或补充。
优选地,沿着整个路径实现向工件载体的能量传输,使得在系统启动时,路径上的每个工件载体立即被提供能量。能量传输优选地以无接触的方式实现,例如借助于电感耦合。例如,可以使用Qi标准。工件载体和控制系统之间的通信可以经由用于能量传输的装置进行,例如通过Qi标准的情况。
每个工件载体具有电动机和驱动装置,该电动机和驱动装置在路径的导向装置上滚动。电动机优选地设计为伺服电动机或步进电动机。在制动时,电能优选地从电动机制动器反馈到能量存储装置中。电动机制动器或用于驱动辊的附加制动器优选地在电源故障的情况下锁定,或者当没有通过传输模块实现能量供应时,或者不可能与控制系统通信时,以防止工件载体的任何不需要的或不受控制的移动。
工件载体还具有至少一个接收器模块(例如以线圈的形式),其作为传递的能量的接收器,以及至少一个用于读取绝对值轨道的值的传感器。此外,工件载体具有至少一个能量存储装置,优选地为至少一个电容器的形式,因为这可以特别快速地充电并且可以特别快速地发出保存的能量。工件载体可以在其前部并且在可应用的传送方向后侧具有另外的传感器,例如距离传感器或接近传感器,以避免与其他工件载体或异物碰撞。驱动装置优选地为至少一个辊或至少一个轮,特别是摩擦辊或摩擦轮,其在路径的水平表面上工作。因此不需要沿路径的更复杂的纵向传动装置,如齿轮传动装置的情况。
该路径优选地由标准化路径元件组成。每个路径元件沿其长度具有用于工件载体的导向装置、绝对值轨道和用于能量传输的装置,例如一个或多个线圈。各个路径元件各自优选地具有单独的能量供应装置,使得它们可以通过控制系统单独地接通和断开,或者可以选择性地供电。可以为每个路径元件设计相同的绝对值轨道,其优点在于绝对值轨道的代码位置或轨道的宽度或数量可以低于在路径的整个长度上提供唯一编码。此外,所有绝对值轨道的代码值序列可以为相同的,由此仅需要一种类型的绝对值轨道,例如用标准格雷码(standard Gray code)编码的轨道,因此必须大量制造或购买。
为了在启动期间确定哪个工件载体位于哪个路径元件上,控制系统可以加电能量或者在一个路径元件之后接通。如果工件载体位于刚刚启用的路径元件上,则将其加电,然后检测路径元件上的绝对值轨道的值,并将此代码信息发送到控制系统。因此,控制系统可以将工件载体分配到特定路径元件上的绝对位置。每个工件载体优选地具有唯一的标识符,例如其电动机或伺服控制器的序列号,其将该标识符与绝对值轨道的绝对位置或瞬时值一起发送至控制系统。由此,控制系统可清楚地识别工件载体及其位置,从而后者可将各个控制指令传送到每个工件载体。
在操作期间,控制系统在给定路径元件的顺序的知识的情况下可以确定工件载体所在的路径元件,因为当离开一个路径元件时所述工件载体不可避免地继续到下一个路径元件。
如果工件载体控制系统之间的数据传输经由路径元件实现,即例如经由线圈进行能量传输,则当控制系统具有单独的用于每个路径元件的数据连接时,控制系统也可以立即将工件载体分配给相应的路径元件,或者每个路径元件向工件载体的信号或数据添加唯一的标识符(例如以调制或代码的形式)。
路径元件优选地选自以下元件:直线件、曲形件、开关、转盘、旋转交叉件(直线或弯曲)、终端环、倾斜或渐变件、螺旋件。
工件载体优选地沿着路径元件横向移动而不是在其上或在其上方移动,例如具有列车的情况。因此,驱动器、其控制电路板、用于能量传输的装置以及工件载体的位置传感器和悬架优选地位于横向靠近路径元件的一侧。因此,路径元件可以背对背地定位,以便能够实现双轨路径区段。在这种情况下,曲形元件为具有较小半径的内曲形件和具有较大半径的外曲形件,其背对背形成双轨曲形。背离路径的连接元件或接收元件从工件载体横向伸出,该连接元件或接收元件用于接收工件。因此,所述工件优选地也横向移动到路径上,使得可以从上方和下方接近该工件以用于进行加工或处理。
对于双轨路径区段,轨道可以优选地用于工件载体的输出传送以及第二轨道用于工件载体的返回传送,其中,在双轨路径区段的末端设置有终端环,该终端环引导工件载体沿着从第一轨道到第二轨道的外部曲形。在这种情况下,工件可以不伸出超过路径区段的相应后侧。
附图说明
在附图的基础上说明本发明:
图1示意性地示出了根据本发明的在生产或装配线中的传送系统。
图2示意性地示出了根据本发明的两个路径元件的绝对值轨道。
图3示意性地示出了根据本发明的路径元件的绝对值轨道和传输模块。
图4示意性地示出了根据本发明的有利路径元件的绝对值轨道和传输模块。
图5以剖视图示出了根据本发明的单轨路径元件的型面,在该轨道元件上紧固有根据本发明的工件载体。
图6以剖视图示出了根据本发明的双轨路径元件的型面,在该轨道元件上紧固有根据本发明的两个工件载体。
图7以透视图示出了根据本发明的引导型面。
图8示出了工件载体的串联互连。
图9示出了在路径的曲形上的工件载体的串联连接。
图10示出了四个工件载体的串联和并联互连。
图11示出了在路径的曲形上的四个工件载体的串联和并联连接。
图12示出了具有伺服电动机的工件载体和具有步进电动机的工件载体的互连,其中可视化伺服驱动器的停用。
图13示出了根据本发明的单轨直路径元件。
图14示出了根据本发明的双轨直路径元件。
图15示出了根据本发明的内侧曲形元件。
图16示出了根据本发明的外侧曲形元件。
图17示出了根据本发明的终端环元件。
图18示出了根据本发明的旋转元件。
图19示出了根据本发明的用于位移路径元件的传送元件。
图20示出了根据本发明的提升元件。
图21示出了根据本发明的枢转元件。
图22示出了根据本发明的示例性路径,其具有激光焊接单元的连接。
图23示出了根据本发明的示例性路径,其具有根据本发明的用于改变输送平面的路径元件。
图24示出了由根据本发明的工件载体构造的剪式升降台。
图25示出了由根据本发明的工件载体构造的移动平台。
图26示意性地示出了具有根据本发明的传送系统的手动工作场所。
图27以剖视图示意性地示出了根据本发明的用于手动工作场所的传送系统。
图28示意性地示出了根据本发明的用于在垂直于输送平面的视图中的手动工作场所的传送系统。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的生产线中的传送系统。传送系统具有自驱动的工件载体1,其可以沿着路径以彼此不同的任何距离和不同的速度驱动,其中,所述路径由多个路径元件2组成,例如由两个直道和外侧曲形组成。沿着该路径,有工作站3,其可以设计为加工站或手动处理站并且对工件执行工作步骤。每个路径元件2在其纵向方向上,即沿着生产线的传送方向,具有绝对值轨道4,其在沿着路径元件2的每个定位位置处具有明确的值或代码值,特别是数字值,例如双码或格雷码。在每个工件载体1上,存在用于检测代码值的传感器,由此可以连续地检测每个工件载体1在相应的路径元件2上的绝对位置。工件载体1将其绝对位置传递给控制系统5。控制系统5将控制命令发送到工件载体1,特别是工件载体1必须停止以由工作站3加工的路径元件2内的一个或多个绝对值。由于工件载体1可以精确地停止在路径元件2的任何位置处,因此工作站3可以位于沿着路径元件2的位置处。在构造生产线时,只有工件载体1的传感器在相应的加工位置中检测到的绝对值必须保存到工作站3中。绝对值轨道4优选地设计为在纵向方向上为柔性的绝对值带或在纵向方向上是柔性的绝对值条,其被紧固,即粘结到相应的路径元件2。特别是对于直线路径元件2,也可以使用刚性绝对值线。
优选地,绝对值带可以毫无问题地附接到曲形元件,使得也可以在生产线的曲形上随时检测工件载体1的绝对位置,使得工作台3也可以布置在该曲形区域中。
由于一方面绝对值轨道4可以非常精确地执行和控制或记录工件载体1的移动,另一方面绝对值轨道4可以非常精确地执行和控制或记录工件载体1的伺服控制器或步进电动机控制,所以工件载体1也可以在加工过程中通过工作站3移动,例如工作站3的工具或夹具和工件载体1可以同步移动,从而可以完全省略工件载体1在工作站3的工作范围内的停止。由于工件载体1的移动方向是可逆的,所以这些也可以在两个或更多个工作站3之间来回地周期性地移动。
图2示意性地示出了朝向工作站3观察的图1的两个直线路径元件2的示例。每个路径元件2具有绝对值轨道4,其在图4中被示为5位标准格雷码。可以相同地设计所有路径元件2的绝对值轨道4。在每个路径元件2内,沿绝对值轨道4的每个离散位置具有唯一的,即清晰的代码值,使得所有工件载体1的绝对位置始终是已知的。工件载体1(其移动方向用箭头突出显示)接收,例如,控制系统5通知它应该在位置11101处的电流路径元件2中以及在随后的位置01000和10010处的路径元件2中停止。
由于每次从工件载体1的暂时测量的绝对值到下一个停止点的距离的已知代码序列是可计算的,工件载体1的制动过程可以在正确的或最晚的可能时间开始。如果工件载体1例如由于其驱动轮的阻塞而行进超过停止点(即,在工件载体1不受控制地滑动的情况下),则可以通过反转其伺服或步进电动机的方向将其移回到停止点。
有利的是,选择路径元件2的长度,使得路径元件2上的每个位置具有单独的代码值。然而,当然也可以将多个连续的相同或不同的绝对值轨道4固定到路径元件2上,如图3所示。在这种情况下,通过启用或停用根据绝对值轨道4划分的路径元件2上的能量供应,或者在更精细的中间步骤中的能量供应,可以在电源故障之后进行工件载体1的清除位置检测。然而,工件载体1的清除位置检测也可以通过根据绝对值轨道4在路径上的通信模块或在更精细的中间步骤中实现工件载体1的通信来实现。其中,控制系统5可以检测工件载体1当前正在与之通信的通信模块。控制系统5与工件载体1和/或路径元件2或它们的传输模块6的通信优选地利用现场总线系统,优选地CAN总线来实现,以便保持较低的电缆敷设。
能量供应和/或数据传输经由传输模块6(例如以线圈的形式)实现。传输模块6可以用于能量和数据传输,通过调制传递的能量使其传送一条信息。根据近场通信或RFID技术的原理,数据传输也可以独立于能量供应来实现。工件载体1和控制系统5之间的通信也可以完全独立于路径元件2来实现,例如经由无线电。如果传输模块6仅传递能量,则在启动图3的路径元件2时,控制系统5可以单独地为每个传输模块6供电,例如按顺序供电。如果工件载体1例如位于第一绝对值轨道4的位置11101处,则该工件载体1在启用第二传输模块6时将信号传送到控制系统5,该信号包含该位置信息并且优选地包含工件载体1的明确识别特征。由于路径元件2的第三和第四传输模块6此时尚未传递能量,因此可以排除工件载体1位于第二或第三绝对值轨道4的位置11101处。从图3中可以看出,可以使用具有不同空间分辨率的绝对值轨道4,即,在传送方向上具有不同的代码位置扩展,例如,以便能够更精确地定位在工作站3的区域中,并在纯粹用于使空的工件载体1返回到生产路径的起点的区域中提供具有更近似空间分辨率的更具成本效益的路径元件2。
连续路径元件2在其绝对值轨道4处可以具有相同的代码值,然而这并不意味着绝对值轨道4必须是相同的。以这种方式,路径元件2可以例如设置有相同的代码序列,然而路径元件2的起始处的相应绝对值轨道4的起始值是不同的。
例如,如果使用两米长的代码带来产生绝对值轨道4作为起始点并且路径元件长度例如为360mm,则可以在两米长的代码带的位置处切割路径元件2的绝对值轨道4。
另外,绝对值轨道4的代码值的顺序可以与路径元件2不同,例如路径元件2可以具有标准格雷码(反射二进制格雷码),而另一个路径元件2可以具有双代码或另一格雷码,使得路径元件2或路径元件2的类型可以基于它们的代码序列来区分。
不同类型的路径元件2优选地具有带有不同代码序列的绝对值轨道4,其中代码序列对于控制系统5是已知的。对于不同类型的路径元件2,绝对值轨道4的长度也可以为不同的,至少对于内部和外侧曲形元件是这种情况。在构建路径之后,由此可以通过离开一个工件载体1来读取路径布局,因为路径元件2的布置由不同代码序列的序列产生。在第一次离开时,工件载体1连续地将检测到的绝对值发送到控制系统5,控制系统5保存该代码序列。如果存在具有相同代码序列的绝对值轨道4的路径元件2,则它们的位置可以通过以下两个变化来确定。
如果控制系统5可以基于传输模块6的信号检测工件载体1当前正在其上移动的路径元件2,则可以从信号在路径元件2之间切换的顺序导出路径布局中的每个单独路径元件2的位置。如果控制系统5只能单独操作路径元件2的电源,则可以读取路径布局,其中一个接一个的路径元件2始终从路径元件2末端的剩余电源供电,直到工件载体1再次移动。当然,在构造路径之前、期间或之后,路径元件2的布置也可以以工厂计划的形式保存,或者通过在控制系统5中编程而不跟随路径,其中所使用的路径元件2的每个绝对值轨道的已知代码序列、整个路径的代码序列也是已知的。
在图4中,示出了路径元件2的有利实施例,路径元件2具有绝对值轨道4和两排线圈形式的传输模块6,传输模块6用于能量传输并且优选地还用于数据传输。在屏幕的左边缘,示出了前一路径元件2的末端。两排传输模块6彼此错开地布置。图4中用虚线突出显示的工件载体1具有两个接收模块7,它们根据路径元件2的两排传输模块6直接布置在彼此下方,使得至少一个接收模块7总是在传输模块6中的一者的传送区域中。
一排的最外侧传输模块6优选地位于连续路径元件2的导向装置的接合区域中。由此保证,即使在启用传输模块6时同时提供能量并且优选地具有信息,工件载体1也在两个路径元件2的接合区域中精确地停止。因此,如果在两个路径元件2之间的接合区域中或在两个绝对值轨道4之间的接合区域中存在间隙,其位置未被编码为绝对值,则在电源故障的情况下,工件载体1也可以精确地停止在这个位置。在重新启动的情况下,如果可以偶然从工件载体1的绝对值传感器20的信号检测到工件载体1的位置,则仍然可以检测到工件载体1的位置(例如,可以发出错误信号)。然而,如果间隙读取为111111或000000,则该值不应包含在绝对值轨道4的代码值中。由于在间隙位置处的工件载体1仍然被提供能量并且还可能由相邻路径元件2中的至少一者提供信息,因此可以在传输模块6的连续启用时检测其位置,而无需工件载体1的任何移动。每个工件载体1还可以配备有两个或更多个绝对值传感器20,它们在传送方向上彼此间隔开一定距离。利用具有单独代码序列的绝对值轨道4,可以通过由在传送方向上彼此隔开一定距离的两个或更多个绝对值传感器20检测到的连续代码值来获得整个路径内的绝对位置。另外,与提供路径元件2内的定位位置的编码的相应绝对值轨道4平行,可以附加具有恒定值的第二代码轨道,其中恒定值在不同的路径元件2之间是不同的。
在图5中,示出了通过有利的路径元件2的横截面,其上附接有工件载体1。路径元件2具有运行表面8,驱动辊9或工件载体1的旋转驱动装置抵靠在该运行表面上。
路径元件2还具有引导表面10,工件载体1的引导辊11或引导轮抵靠在引导表面10上。因此,工件载体1通过驱动辊9和引导辊11安装在路径元件2上。运行表面8和引导表面10优选地彼此平行地对准,其中驱动辊9和至少一个引导辊11从运行表面8和引导表面10上的相对侧邻接。还优选存在第二和第三引导表面10,它们彼此平行定位并且与运行表面8和第一引导表面10成90°角对准。工件载体1优选地具有至少第二和第三引导辊11,其在第二和第三引导表面10上从相对侧邻接。
工件载体1具有驱动元件12,驱动辊9安装在该驱动元件中。在驱动元件12上,存在电动机13、控制电路板14和能量存储装置15。在驱动辊9和电动机13之间可以设置齿轮,驱动辊优选地直接与电动机轴连接或者附接到电动机轴上。工件载体1还具有引导元件16,该引导元件优选地经由连接元件17与驱动元件12可拆卸地连接。
通过脱离驱动元件12和引导元件16之间的连接,工件载体1可以从路径元件2中取出,例如能够在路径上的位置处移除有缺陷的工件载体1。完整的工件载体1可以在路径的开口端滑动到该开口端中或在该开口端处从路径移除。
在引导元件16中安装有引导辊11,其中这些引导辊进行无源设计,即没有驱动器。工件载体1具有连接元件18,该连接元件18用于将安装板19或用于工件的类似紧固装置紧固在工件载体1上。此外,工件载体1具有绝对值传感器20和至少一个接收模块7,利用该绝对值传感器20读取路径元件2的绝对值轨道4的代码值,该接收模块从路径元件2的至少一个传输模块6接收能量。绝对值传感器20和一个或多个接收模块7优选地设置在工件载体1的驱动元件12上。因此,引导元件16可以设计成没有电子部件和电线。当然可以提供从接收模块7或从能量存储装置15至引导元件16并且随后至安装板19的导电连接,例如以向安装板19的致动器或安装板19上的致动器提供能量和/或信息。例如,可以在安装板19中设置旋转轴线,以便将工件可旋转地安装在工件载体1上。利用旋转轴线,可以有利地在路径的曲形中提供所谓的“推动”,即工件的旋转,其效果是在曲形中保持其空间对准。此外,传感器、操作元件、显示元件、开关、摄像头和其他电气部件也可以在工件载体1上或在安装板19上或在传送的部件本身上,并且在传送期间经由工件载体1供应能量。
路径元件2具有基部元件21,基部元件21以优选90°的角度安装在基板22上。基部元件21在其朝向工件载体1的一侧上具有绝对值轨道4和引导型面,在该引导型面上设置有运行表面8和引导表面10。优选地,引导型面可拆卸地安装在基部元件21的远离基板22的端部上。此外,至少一个传输模块6被紧固在基部元件21上。基部元件21优选地设计在其后侧23上,使得两个路径元件2可以用其彼此邻接在基板22上的后侧23紧固,如图6所示。
如图5所示,如果仅安装一个路径元件2,则可以将安装角度(未示出)紧固到后侧23以抵靠基板22。
覆盖物24和25优选地附接在路径元件2上,其中,侧向覆盖物24平行于基部元件21设置,并且上部覆盖物25设置在路径元件2的从基板22移除的端部上。工件载体1位于在侧向覆盖物24和基部元件21之间形成的空间中,其中,该空间由基板22向下限制并且由上部覆盖物25向上限制。如图5所示,只有安装板19或用于安装板的安装元件从侧向覆盖物24和上部覆盖物25之间的横向间隙伸出。由此非常好地保护工件载体1及其导向装置免受污染和异物的渗透。根据本发明的传送系统可以设计为所谓的密封系统。
如图所示,引导型面具有基部支腿26,基部支腿26以90°的角度从基部元件21伸出,在所述基部支腿的背离基板22的一侧上定位用于引导元件16的第一引导辊11的第一引导表面10。在基部支腿26的背离基部元件21的端部上,另一支腿27在基板22的方向上以90°的角度连接。用于驱动辊9的运行表面8被定位在另一支腿27的背离基部元件21的一侧上。在另一支腿27的背离基部元件21的一侧上,存在用于引导元件16的第二引导辊11的第二引导表面10。
在基部元件21的背离基板22的端部的方向上,在所述附加支腿的面朝向基部支腿26的一侧上设置有与基部支腿26间隔开并且平行于基部支腿26的附加支腿28,设置有用于引导元件16的第三引导辊11的第三引导表面10。
驱动辊9、绝对值传感器20、绝对值轨道4和接收模块7位于限定在基部支腿26、基部元件21、基板22和另一支腿27在基板22的方向上的预期延伸部之间的空间中。由此保护绝对值轨道4免受污染。基板22可以在任何空间方向上与向上伸出的基部元件21对准,即如图所示水平地对准,或者与向下伸出的基部元件21水平地对准,或者竖直地对准或以其间的任何角度对准。工件载体1的绝对值传感器20优选地设计为光学传感器,其检测例如绝对值轨道4的亮/暗差异。为此目的,绝对值传感器20优选地具有光源,其光被绝对值轨道4反射回绝对值传感器20。绝对值传感器20具有例如十个光电传感器,其用于读取十位绝对值轨道4,其因此包含十个平行轨道或线。绝对值轨道4的轨道或线的数量符合必要的空间分辨率和绝对值轨道4的长度。
带有至少一个游标轨道(Vernier track)的线性标度可以优选地用作绝对值轨道,其中,绝对位置的计算可以优选地基于2轨道或3轨道游标计算来实现。
可以优选地使用具有三个轨道的数量的绝对值轨道4,所述轨道作为一个增量轨道和两个游标轨道存在。工件载体1具有用于读取游标轨道的相关光学或磁性传感器。例如,游标带可以作为由铁磁钢制成的桥接带(带有三个相互相移的增量轨道)存在并且用三个磁阻传感器扫描。
各个路径元件2的绝对值轨道4优选地从具有2350mm长度和22位分辨率的(游标)绝对值带切割,这意味着空间分辨率为约0.56μm。如果整个(游标)绝对值带用作单独的绝对值轨道4,则因此可以具有沿路径2350mm的最大长度。然而,绝对值轨道4优选地根据栅格间距或根据路径元件2的长度来切割。
绝对值轨道4优选地具有约2^20个清晰的长度为360mm(首选栅格间距R)的位置值的数量。
绝对值轨道4的空间分辨率优选地在0.2和1μm之间,特别优选地在0.3和0.6μm之间。然而,对于没有工作站3的路径元件2,空间分辨率也可以选择为更接近。
由于调节、安全和公差的保留,工件载体1的可实现的定位精度高于绝对值轨道4的空间分辨率,并且可以提供约10μm。定位精度优选地在1mμ和50μm之间,特别优选地在5μm和20μm之间。
由于伺服电动机的旋转编码器或步进电动机的逐步控制,当驱动辊9的直径已知时,可以基于电动机13的旋转运动计算移动的计算范围。由于工件载体1的每次移动的实际范围也可以基于绝对值轨道4检测,因此可以比较移动的计算范围和实际范围。这优选地用于驱动辊9的磨损检测,因为磨损导致一致性的逐渐恶化。可以基于计算移动的非重复偏差和移动的实际范围来检测驱动辊9的滑动或阻塞。以这种方式,可以优选地根据输送的重量为每个工件载体1计算正和负峰值加速度。
优选使用具有高扭矩而没有齿轮的伺服电动机,其优点是不存在齿轮故障或齿轮间隙。此外,伺服电动机具有绝对或增量编码器以及可选的并入制动器。
优选使用具有精确限定的扭矩曲线的步进电动机,其没有齿轮、没有编码器并且可选地具有结合的制动器。
至少电容器或超级电容器(SuperCap)优选地用作能量存储装置15,所述电容器或超级电容器具有通过例如运动的加速和制动阶段吸收必要峰值的大小。
驱动辊9的直径优选地为10至20mm。选择驱动辊9的直径,以便根据所使用的电动机设定必要或允许的最大速度。
当从上方(垂直于输送平面)观察时,工件载体1优选地具有50×50mm的尺寸,而没有安装板19。工件载体1具有尽可能低的空载重量,优选地不大于1.5千克。
在图6中,示出了两个镜像相对的路径元件2,每个路径元件具有工件载体1。由于每个工件载体1的传送可以通过改变其电动机13的旋转方向在路径的两个方向上进行,所以两个工件载体1可以在相同的路径方向上传送或者相互相对的路径方向上传送。由绝对值轨道4和绝对值传感器20组成的绝对值发射器调节的两个或更多个工件载体1由此可以沿路径同步移动。由此可以移动通过该路径的工件载体1的连接,其中工件载体1可以优选地通过相互安装板19连接。由此,工件及其安装平台的重量可以分担在多个工件载体1上。
如果工件载体1各自设计用于例如最大5千克的运行负荷的传送,然后是约10-25千克的运行负荷可以通过两个工件载体1的互连移动。通过例如四个工件载体1的连接,也可以传送更高的运行负荷。工件载体1的连接可以在传送方向上串联或并联发生。
在图7中,详细示出了与工件载体1的驱动辊9和引导辊11配合的路径元件2的引导型面。如图7所示,优选地在每种情况下设置一对水平和一对垂直的引导辊11,它们在引导型面的相同引导表面10上沿传送方向彼此间隔开。当在传送方向上观察时,邻接附加支腿28的下侧的引导辊11位于水平的邻接基部支腿26的上侧的一对引导辊11之间。当在传送方向上观察时,邻接另一支腿27的后侧的驱动辊9位于竖直的邻接另一支腿27的前侧的一对引导辊11之间。三个辊邻接相对的表面,从而每个辊相对于这些表面的平面形成三点轴承。驱动辊9优选地通过力,优选地通过弹簧作用压靠在运行表面8上,其中为此目的,驱动辊9或相对的引导辊11设置有弹簧或按压元件。水平引导辊11也可以通过力,优选地通过弹簧作用,通过为水平引导辊11中的至少一者提供弹簧或按压元件而压靠在引导表面10上。每个辊邻接相对表面的所述辊具有与弹簧作用力相应和相反或与按压元件的力相应或相反的移动性,使得每个辊邻接相对表面的所述辊之间的距离是可变的,使得相对的辊之间的距离变化例如由于基部支腿26和/或另一支腿27的弯曲而可以是平衡的。
如图7所示,引导型面设有镀层,其形成引导表面10和运行表面8。镀层以及引导辊和驱动辊优选由硬化钢制成。对于塑料涂层钢辊,很明显,这些具有伺服电动机可实现的高加速度,不能承受负荷,从而导致塑料涂层从钢辊上剥落。与预期相反,已经确定即使使用硬化的钢辊也可以实现足够的摩擦,以防止工件载体1的滑行或滑动。如果这仍然发生,则在绝对值传感器20的信号中立即可见所得位置偏差的范围。为了在镀层之间实现平缓过渡,当在传送方向上观察时,这些可以在邻接边缘处倾斜地设置,其中,对于连续的路径元件2,路径元件2的镀层可以通过其倾斜的邻接边缘稍微伸出到其他路径元件2中。附加支腿28可以完全设计为如图所示的电镀。
在图8至图11中,示出了工件载体1的两个示例性互连变化。图8和图9示出了在垂直于支腿26、28观察的单轨路径元件2上的两个工件载体1的串联连接。连接部件29连接两个工件载体1,使得它们机械连接。连接元件18优选地设计为圆柱体并且绕其轴线可旋转地安装在连接部件29中或引导元件16中,使得串联连接也可以通过如图9所示的路径的曲形。连接元件18优选地与引导元件16刚性连接并且伸出到连接部件29的凹部中。
在图10和图11中,示出了四个工件载体1的互连,其中每两个串联连接的工件载体1并联连接。工件载体1的并联连接需要由两个路径元件2构成的双轨路径,这两个路径元件2一起位于后侧23。连接部件29在后侧23上方延伸并连接两个路径元件2的工件载体1。因此,双轨路径构成并联连接的工件载体1的单轨路径。如图11所示,如果工件载体1的连接元件18绕其轴线与连接部件29可旋转地连接,则四个工件载体1的互连也可以通过曲形。
如果路径仅具有直的路径元件2,则工件载体1的连接可以为刚性的,即没有连接部件29绕连接元件18的移动性,其中一定数量的工件载体1可以串联连接。为了并联连接两个以上的工件载体1,另一个路径元件2可以平行附接并与直的双轨路径区段隔开。
如果路径在输送平面中具有曲形,则连接部件29需要在输送平面中的移动性。如果在路径上存在呈立管形式的过渡元件或从第一输送平面到第二输送平面的曲形,则连接部件29也必须具有垂直于输送平面的移动性。基部支腿26的引导表面10所在的平面或与其平行的平面可视为输送平面。
工件载体1的连接可以借助于链节实现,其中链节优选地在工件载体1之间传递拉力和推力,使得向前运动可以独立于第一链节组或第一链节组的工件载体1来实现。
在工件载体互连的一个特别有利的实施例中,提供了至少一个带有步进电动机的工件载体1,即步进电动机工件载体30,以及至少一个带有伺服电动机的工件载体1,即伺服电动机工件载体31,所述工件载体30和工件载体31设置在工件载体互连中,如图12中右下方的透视图中所示。
有利的是,在带有自动加工的区域中的工件载体互连可以通过伺服电动机通过工作站3非常快速地加速并且可以以高的终端速度传送。
然而,根据健康和安全规定,可能不允许在手动工作区域中传送带有伺服驱动器的工件载体1,或者在手动工作区域中的这种操作与增加的受伤风险相关联。
在带有步进电动机工件载体30和伺服电动机工件载体31的工件载体互连的情况下,伺服驱动器可以在手动工作区域中停用,并且工件载体互连可以仅由手动工作区域中的步进电动机传送。带有伺服驱动器的工件载体1的停用优选地通过其驱动辊9与运行表面8的机械脱离来实现。为此目的,在手动工作区域中的路径元件2上,优选地将提升杆32附接到靠近运行表面8的另一支腿27,该提升杆提升伺服电动机工件载体31的驱动辊9,而不提升步进电动机工件载体30的驱动辊9。相关的提升杆32可以附接到直的路径元件2和曲形元件。伺服电动机工件载体31和步进电动机工件载体30的驱动元件12优选地设计成与提升辊33相同。提升辊33用于伺服电动机工件载体31而不用于步进电动机工件载体30,其中提升辊33以可自由旋转的方式安装在驱动元件12中,即不与伺服电动机的驱动轴联接。提升辊33至提升杆32的距离略小于驱动辊9至运行表面8的距离。
如果提升杆32安装在另一支腿27上,则提升辊33抵靠该支撑杆并且将驱动元件12从另一支腿27稍微按压,使得驱动辊9不与运行表面8接触,如在图12的左上方所示。通过这种机械脱离,保证即使在伺服电动机的意外或错误启动的情况下,也不会发生伺服电动机工件载体31的移动。如果提升辊33可自由旋转地安装在驱动辊8的轴上并且具有比驱动辊9稍大的直径,则会出现简单的结构状况。
如图12中的右上方所示,没有提升辊33用于步进电动机工件载体30,由此存在提升杆32,驱动辊9返回与运行表面8接触。运行表面8和提升杆32的表面优选地为齐平安装的。其中,运行表面8优选地设置在镀层上,如图7所示,该镀层具有与提升杆32相同的厚度。驱动辊8可以有利地在提升杆32的方向上稍微伸出于运行表面8的镀层,使得确保提升辊33不会与运行表面8接触,这将导致不必要地提升驱动辊。
在图12的左下方,伺服电动机工件载体31被示为在没有提升杆32的路径区域中。由于缺少提升杆32,在运行表面8和基部支腿26之间的另一支腿26中存在凹槽,其中,伺服电动机工件载体31的提升辊33略微伸出到所述凹槽中,但是没有与凹槽表面接触。由此,驱动辊9与运行表面8接触,并且当由伺服电动机驱动时,驱动辊9滚落。
在伺服电动机工件载体31不与步进电动机工件载体30互连的情况下,这也可以通过手动工作区域手动移动,因为提升辊33不提供与移动相反的明显力。同样在这种情况下,伺服电动机工件载体31的位置由于绝对值轨道4而始终可检测到。
下面,基于图13至图24说明许多可能的路径元件2。
图13和图14示出了直的元件34。图15示出了内侧曲形元件35,以及图16示出了外侧曲形元件36。图17示出了终端环元件37,以及图18示出了旋转元件38。
图19示出了纵向传送元件39和横向传送元件40形式的传送元件39、40。图20示出了提升元件41。图21示出了枢转元件42。图23示出了用于改变输送平面的位置或对准的螺旋、曲形和提升元件。
图13示出了直的元件34,当在传送方向上观察时,该直的元件包括直的基部元件21。直的、单独的引导型面43安装在基部元件21上。基部元件21安装在基板22上并且设计成一式两份,使得在其从基板22移除的端部上,两个单独的引导型面43可以安装成后侧在一起。
在图14中,示出了具有两个直的元件34的路径元件2,其由两个单独的引导型面43形成,该引导型面通过后侧一起附接在基板22上以用于形成双轨路径区段。图13和图14还示出了用于路径元件2的优选子结构44,其由两个或更多个挡板组成,所述挡板支撑在高度可调节的支脚45上。通过优选地四个高度可调节支脚45的单独高度调节,可以实现路径元件2相对于输送平面的精确对准。图13还示出了工件载体1,其传送被示为安装在安装板19上的矩形的工件。工件优选地为部件组,其在生产工厂中组装,其中,手动地或在工作站3中,分别插入、操纵和/或连接部件,例如通过胶合、螺纹连接或焊接。因此,根据本发明的传送系统可优选地用于重量小于100千克、优选地小于50千克、特别优选地小于10千克的部件组的装配线中。特别优选地小于5千克的部件组,使得它们可以仅用一个根据本发明的工件载体1来传送。此外,图13示出了挡板46至单轨路径元件2的连接,该挡板在横向于基板22的一侧紧固在基部元件21上,并且在另一侧紧固在安装元件上,例如通过榫槽接头。挡板46可以例如用于将工作站3连接到路径或者将路径元件2和工作站3固定在彼此固定的距离处。
图15示出了内侧曲形元件35,当在传送方向上观察时,其包括圆形分段的基部元件21,其中,圆形分段的单独的引导型面43附接到基部元件21的具有较小半径的侧面。
图16示出了外侧曲形元件36,当在传送方向上观察时,该外侧曲形元件36包括圆形分段的基部元件21,其中,圆形分段的单独的引导型面43附接到基部元件21的具有较大半径的侧面,其中,内侧曲形元件35的单独的引导型面43的外半径等于外侧曲形元件36的单独的引导型面43的内半径。内部和外侧曲形元件各自优选地在输送平面中具有90°的曲形。可选地或另外地,还可以存在带有45°曲形或任何其他角度值的内部和外侧曲形元件,所述曲形优选地为90°的偶数分割。
从图15和图16中可以看出,基部元件21可以一式两份地设置,使得在其背离基板22的端部上,可以安装外侧曲形元件36和内侧曲形元件35以用于形成双轨曲形。换句话说,内侧曲形元件35和外侧曲形元件36可以设置有相同的基部元件21、相同的基板22和相同的子结构44。然而,如图6所示,基部元件21也可以设置成两个部件。另选地,双轨路径元件的单独的引导型面43也可以作为单个部件提供。
在图17中,示出了终端环元件37,为此,引导型面沿着来自一侧的弯曲路径转向,并且同一侧上的终端环元件37沿相反方向离开。
终端环元件37也可以在一侧具有两个后侧23在一起的基部元件21,其中,在终端环元件37中,基部元件21中的一者的引导型面沿着弯曲路径合并到另一基部元件21的引导型面中。
如图17所示,基部元件21可以沿着工件载体1从双轨路径区段的接近双轨路径区段的另一路径的一个路径转向的路径设置在多个部分中并且可以支撑单独的引导型面43。
图18示出了三个旋转元件38。旋转元件38具有一至四个用于另外的路径元件2的连接点,其中如图所示,优选地存在四个形成交叉点的连接点。在连接点之间存在旋转盘47,根据本发明的至少一个路径元件2紧固在旋转盘47上。旋转盘47优选地由圆形基板22形成,该基板可旋转地安装在连接点的基板22中。连接点和紧固在旋转盘47上的路径元件2在它们的接合区域中根据旋转盘47的圆周为圆形的。如左旋转元件38所示,两个直的元件34可以紧固到旋转盘47上以形成双轨路径区段。另选地,也可以安装内侧曲形元件35和外侧曲形元件36,以形成具有90°曲形的双轨路径区段,如右旋转元件38所示。右旋转元件38可以优选地用于将来自左路径区段的工件载体1分成以90°角度跟随的两个路径区段,而旋转盘47在通过工件载体1期间不必旋转。如中心旋转元件38所示,直的元件34和最多两个内部的曲形元件35可以紧固在旋转盘47上,其中这种变化不能与平行连接的工件载体1一起通过。另一种可能性是在旋转盘47上定位多达四个内侧曲形元件35。旋转元件38可以在通过工件载体1之前定位,使得来自连接点的这些工件载体沿着旋转盘47的路径元件2的路径在另一个连接点处离开旋转元件38。另外,仅当至少一个工件载体1已经位于旋转盘47的路径元件2处时,才可以旋转旋转盘47。由此,工件载体1可以从任何第一连接点枢转到任何第二连接点。如果使用单轨工件载体1,则可以继续至任何连接点的任何路径。例如,如果工件载体1在左旋转元件38的情况下到达旋转盘47上的左连接点的上轨道,则其可以旋转180°,使得工件载体1可以离开在左或右连接点的下部路径上的旋转盘47。
图19示出了三个传送元件,其可以在传送平面中位移工件载体1。通过纵向传送元件39,路径元件2以其基板22紧固在位移装置48上,该位移装置使路径元件2沿传送方向移动。通过横向传送元件40,路径元件2以其基板22紧固在位移装置48上,该位移装置使路径元件2横向于传送方向移动。如第三传送元件所示,位移装置48的移动轴线也可以布置成相对于传送方向倾斜并且例如也可以倾斜于传送平面。如图所示,位移装置48可以进一步具有旋转轴线,例如呈旋转盘47的形式。因此,甚至可以连接既不水平也不竖直的路径区段,也不是在对准方面协调的路径区段,如果要回顾性地连接现有的传送路径,则可能是这种情况。如图所示,位移可以沿轴线发生,另选地,可以存在传送元件以及纵向传送元件39和横向传送元件40的组合,使得传送元件可以在沿两个空间轴线的平面中调整。本文所述的所有类型的路径元件2(即例如包括提升元件41、旋转元件38和枢转元件42)可设置有传送元件39、40。
路径元件2也可以安装在可自由移动(优选无人驾驶)的传送车上,以便能够优选地在分布式设备与根据本发明的传送系统之间共同传送工件载体1,其中,传输模块6的能量供应可以借助于运载工具电池或通过将运载工具的路径元件2对接在根据本发明的路径的传送系统中来实现。
图20示出了提升元件41,其可以将工件载体1从一个路径水平位移到另一个路径水平。通过提升元件41,路径元件2以其基板22紧固在提升装置即位移装置48上,该提升装置使路径元件2垂直于输送平面移动。本文所述的所有类型的路径元件2(即例如包括传送元件39、40,旋转元件38和枢转元件42)可设置有提升装置。
图21示出了两个枢转元件42。枢转元件42也用于改变输送平面,优选地改变90°或180°。枢转元件42还具有可旋转的轴线,路径元件2,优选地直的元件34围绕该轴线枢转。在图21的示例中,输送平面主要垂直向上延伸。从第一直的元件34到达枢转元件42的工件载体1通过第一枢转元件42枢转90°,第一枢转元件42的旋转轴线49平行于传送平面并垂直于传送方向延伸,使得枢转元件42邻接随后的水平传送区段,并且工件载体1可以继续沿着该传送区段行进。在通过随后的两个直的元件34之后,工件载体1到达另一枢转元件42,其旋转轴线49平行于当前的传送平面并平行于当前的传送方向延伸。借助于枢转元件42,输送平面由此绕传送方向枢转90度,使得传送方向得以维持,但是工件载体1和路径元件2旋转90°。旋转轴线49优选地位于基板22下方。位于枢转元件42上的工件载体1不需要停止,而是可以在枢转运动期间继续移动,使得必要的传送时间最小。
在图22中,示出了根据本发明的传送装置的用于将激光焊接单元50连接到传送路径的有利用途。在激光焊接单元50的壳体中使用终端环元件37是有利的,因为工件载体1可以由此在同一侧通过锁件51或者通过开口移入和移出激光焊接单元50。通过激光焊接单元50的通常直的路径用虚线示出,其缺点在于需要额外的锁件51并且必须将路径驱动到激光焊接单元50的另一侧,使得路径必须直接驱动通过所有必要的激光焊接单元50,这导致激光焊接单元50和路径的布置具有巨大的占用面积和很小的灵活性。也可以在单个路径上进入带有工件载体1的激光焊接单元50并以相同的方式再次离开,其中相反,终端环元件37具有下一个工件载体1可能已经移动到激光焊接单元50中而前者仍然在离开激光焊接单元50的优点。
输送平面中的所有路径元件2(=传送方向所处的平面)优选地具有根据预定栅格间距R的尺寸,使得路径元件2在根据栅格(RxR)彼此相邻布置时不可避免地产生闭环。栅格间距R优选为360mm。在图24中,具有栅格间距R的水平栅格用虚线突出显示。
所有直的路径元件2以及直的元件34、提升元件41或传送元件39、40优选地具有R或360mm或其整数倍的长度。内侧曲形元件35和外侧曲形元件36优选地位于边长为R或360mm的正方形栅格区段中。内侧曲形元件35优选地具有边缘长度R/2优选地为180mm的方形占用面积,使得可以在光栅元件中或方形基板22上提供360mm的边缘长度,多达四个内侧曲形元件35,或最多两个内侧曲形元件35和一个直的元件34。旋转元件38优选地具有边长为360mm的方形基部。终端环元件37优选地具有横截面,该横截面位于边长为360mm的方形基部内。包含在图22的路径上的横向传送元件40用于在两个或更多个栅格区段之间横向于传送方向移动工件载体1。横向传送元件40在传送方向上具有长度R并且横向于传送方向具有长度为R的整数倍的位移装置48。由于横向传送元件40的直的路径元件2可以被停止在位移装置48的任何位置处,它还可以用于组合两个路径或路径元件2,这两个路径或路径元件2不是根据栅格彼此相邻布置的。横向传送元件40优选地由至少一个基板22形成,基板22可借助于驱动器在位移装置48上移动。反过来,直的元件34和/或曲形元件35、36可以附接到基板22。此外,不止一个基板22可以在位移装置48上位移。
横向传送元件40优选地用于将工件载体1分离,工件载体1从至少一个路径区段到达至少两个路径区段,并且反之亦然。特别地,这可以优选地用于通过两个相同的并联工作站3进行持久的加工步骤,以缩短生产时间,或者通过短的加工步骤改善工作站3的容量。代替横向传送元件40,所述分离也可以借助于旋转元件38进行,例如通过图18的右旋转元件38。
如图23所示,根据本发明的传送系统中的工件载体1的传送不能仅可以在输送平面中进行。借助于特殊的路径元件,输送平面可以平行地枢转或移位,即移动到另一个水平。优选地,同样优选为360mm的栅格间距R用于垂直于输送平面。例如,图23中所示的单轨路径在第一低水平平面E1的右侧开始,并且与螺旋元件52一起移动到平面E2上的升高的手动工作区段中,这允许符合人体工程学的工作。具有0的初始和末端斜率的螺旋元件52优选地以R的高度或R的整数倍定位。螺旋元件52的螺距尤其可以为1R、2R或4R,使得螺旋在光栅元件内完成四分之一、一半或完整旋转。螺旋元件52可以由一个元件或多个子元件形成,例如初始斜率为零的初始元件和末端斜率为零的末端元件以及具有恒定斜率的任意数量的中间元件。具有栅格区段的基部区域的螺旋元件52通常将被设计为如单轨外螺旋所示,因为在螺旋内没有足够的空间来传送工件载体1和工件。利用双轨螺旋元件52,内螺旋可用于空的工件载体1的返回传送。螺旋元件52也可以自然地具有两个x两个或更多个栅格单元的基部区域,使得内部螺旋提供足够的空间来传送包括工件的工件载体1。
借助于例如具有两倍栅格间距的长度的提升器元件53,工件载体1沿着初始和末端斜率为零的S曲形从抬升的手动工作水平E2移动到另一个较低的系统水平E3。根据工件载体1可以管理的曲形半径和路径斜率,提升器元件53在传送方向上的长度可以为R或R的倍数。
当在传送方向上观察时,代替提供提升器元件53,而是提供直的元件,该元件也可以具有曲形型面。
在提升器元件53之后,跟随直的元件34,竖直的曲形元件54连接到该直的元件34,通过该垂直的曲形元件将输送平面改变90度到垂直平面E4中,使得输送方向然后竖直向下。通过在中间直的元件34之后的另一垂直曲形元件54,输送平面再次改变90°,由此再次实现水平输送平面E5,但具有倒置的工件载体1。接下来跟随直的元件34、提升器元件53和螺旋元件52,它们与前述元件相同,不同之处在于倒置的螺旋元件52在栅格间距R内完成3/4旋转。不论输送平面的空间对准如何,都可以使用相同的路径元件2,使得利用最少数量的不同元件,能为路径设计提供最大程度的灵活性。理论上,工作站3可以沿整个路径附接,即也可以在斜坡、垂直曲形和螺旋的区域中附接,因为绝对值轨道4也附接在它们的元件上。
利用这些元件,也可以省略位置确定,使得在通过连续启用传输模块6的启动期间,仅可检测到工件载体1位于刚刚启用的传输模块6的区域中,但是不是在哪个确切的绝对位置。此外,有利的是,单独可切换的传输模块6或单独可切换的传输模块组6具有足够短的长度,使得它们总是仅传送到一个工件承载器1,因此工件承载器1在路径上的顺序至少可以如此定义。这例如是图4的传输模块6的情况,如果它们可由控制系统5单独地或以对角线对切换、可致动或可识别。另选地,还可以提供的是,在操作期间控制工件载体1,使得当路径元件2没有绝对值轨道4时,在可单独切换或可识别的传输模块6上或在可单独切换或可识别的传输模块组上始终仅存在一个所述工件载体。
作为基部元件21上的绝对值轨道4的替代或补充,绝对值轨道4可以附接到基部支腿26的面向基板22的表面,对于一些或所有路径元件2,这使得对于竖直曲形元件54和提升器元件53(仅需要直带),绝对值轨道4的结构和附接更容易,但是对于内部曲形35和外侧曲形元件36来说这更加困难。另选地或附加地,工件载体1在其驱动元件12的面朝向基部支腿26的一侧上具有至少一个绝对值传感器20以用于读取该绝对值轨道4。
如图24所示,工件载体1的连接也可用于形成剪式升降台55,使得安装板19并因此工件相对于路径的标准距离可由剪式升降台55的工件载体1之间的距离构成。因此,串联工件载体1仅经由剪式升降台55的支腿连接。剪式升降台55优选地包括四个工件载体1,其中,每对平行连接的工件载体1串联连接。剪式升降台55的每个工件载体1在连接元件18处具有铰链接头,其旋转轴线平行于输送平面并垂直于传送方向。
如图25所示,工件载体1的连接也可用于形成6D移动平台56,使得安装板19并因此工件相对于路径的任何对准可由移动平台56的工件载体1之间的距离构成。移动平台56的每个工件载体1经由杆与安装板19连接。每个杆优选地借助于球形接头与工件载体1和安装板19中的一者连接。每个工件载体1可独立于其它工件载体移动,使得安装板19的位置和对准在沿着路径的传送期间也是可调节的。移动平台56可以优选地包括3至6个工件载体1,其用于实现3D至6D移动平台56。因此,如图所示,移动平台56的工件载体1位于多轨道,优选地双轨路径区段的不同轨道上。
广泛地说,连接元件18上的至少一个工件载体1可以具有在输送平面中或平行于输送平面具有至少一个旋转自由度的接头。优选地,至少两个工件载体1各自配备有这样的接头,其中每个接头连接杆(或棒或支腿),所述杆经由另一接头与安装板19连接,其中,另一接头具有至少在安装板19的平面中或平行于安装板19的平面的自由度。
图26突出示出了手动工作场所。对于手动工作场所,具有小支腿间隙57的那些手动工作场所和具有大的腿间隙58的那些手动工作场所之间存在差异。虽然根据本发明的传送系统可以在没有进一步修改带有小的腿间隙57(用虚线示出)的手动工作场所的情况下使用,但是根据本发明的所示实施例变型可以用于带有大的腿间隙58的那些手动工作场所。由此,在工件载体1上设置有联接杆59,所述联接杆的一端安装在工件载体1的安装板19上或连接元件18上,而另一端接收支撑板60或接收另一个工件接收元件。如图27和图28所示,利用联接杆59,支撑板60可以朝向工件载体1移动或远离工件载体1移动。
优选地,联接杆59进行被动设计,即没有用于主动调节联接杆59的致动器,诸如汽缸或主轴驱动器。优选地,联接杆59的驱动是这样实现的,即支撑板60至少在手动工作场所的区域中具有单独的引导系统61,该引导系统邻接支撑板60并沿着由引导系统61预定义的导轨62移离安装板19或移离至少一个工件载体1的连接部件29。联接杆59用于将工件载体1或工件载体连接沿着路径元件2向前移动到支撑板60,使得引导系统61的导轨62的支撑板60跟随。为此目的,支撑板60可以具有至少一个辊63,该辊滚动到形成导轨62的引导系统61的引导表面上。如图28中突出显示的,工件载体1可以经由返回元件64(例如弹簧)与连接部件29连接,使得辊63保持抵靠引导表面。当导轨62再次接近路径元件2的导向装置时,支撑板60被拉回到连接部件29。如图28所示,支撑板60可以具有对接螺栓65或其他连接元件,其伸出到连接部件29的凹部中,或反之亦然。由此,支撑板60固定在连接部件29上的位置并释放联接杆59,使得在联接杆59完全放在一起的区域中,即例如在自动化工作站3的区域中,没有单独的引导系统61对于支撑板60是必要的。在联接杆59完全放在一起的情况下,支撑板60优选地固定在工件载体1上或工件载体互连上,例如通过返回元件64或通过机械或机电锁件,该锁件仅由于支撑板60的单独引导系统61的存在而释放。
如果图28中的工件载体1从底部移动到顶部,则支撑板60最初固定在图像下边缘上的工件载体1上,例如通过对接螺栓65和返回元件64。当工件载体1再次移动时,支撑板60的辊63进入引导系统61的导向装置并与引导表面接触,滚动到引导表面上并因此跟随导轨62。辊63的路径用点划线示出,其在没有引导系统61的区域中平行于路径元件2的导轨对准,然后平行于导轨62。
如图所示,支撑板60可以在输送平面中移开。另选地或附加地,移离部件也可以在输送平面的竖直方向上进行,例如借助于引导系统61的导轨62将支撑板60提升到连接部件29上方的更高水平。
Claims (20)
1.一种用于沿着路径的工件载体(1)的传送系统,
其中,所述路径具有用于所述工件载体(1)的导向装置,并且至少一个传输模块(6)沿着所述路径延伸,该传输模块向所述工件载体(1)提供连续的能量传输和/或与所述工件载体(1)的连续通信,
其中,多个工件载体(1)中的每个自身具有驱动和能量存储装置(15),其中,驱动经由在所述路径的导向装置上滚动的驱动装置进行,所述驱动装置由所述工件载体(1)的电动机(13)驱动,并且每个工件载体(1)具有至少一个接收模块(7),以用于接收所传输的能量和/或用于与所述传输模块(6)通信,
其特征在于,
至少一个绝对值轨道(4)沿着所述路径延伸,其中,所述绝对值轨道(4)设置在所述传输模块(6)中的至少一个的区域中,具有用于沿所述路径的位置编码的清晰代码值,并且所述多个工件载体(1)中的每个都具有至少一个绝对值传感器(20),该绝对值传感器读出所述绝对值轨道(4)的绝对值。
2.根据权利要求1所述的传送系统,其特征在于,沿着所述路径连续地布置多个传输模块(6)和多个绝对值轨道(4),其中,在该上下文中,多个绝对值轨道(4)意味着绝对值沿着所述路径重复,其中,在每种情况下沿着所述路径具有用于沿所述路径进行位置编码的清晰代码值的区域被视为绝对值轨道(4),其中,一个或多个传输模块(6)沿每个绝对值轨道(4)的长度延伸,其中,每个绝对值轨道(4)的传输模块(6)能独立于其他绝对值轨道(4)的传输模块(6)而致动。
3.根据权利要求2所述的传送系统,其特征在于,对于能量传输到所述工件载体(1)的每个传输模块(6),或对于分配给绝对值轨道(4)的每组传输模块(6),是能单独控制或切换的。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的传送系统,其特征在于,存在经由所述传输模块(6)与所述工件载体(1)的数据连接,其中,所述传输模块(6)与控制系统(5)数据连接,并且源自收到的数据,通过所述控制系统(5)能检测到:
-哪个传输模块(6)被分配给绝对值轨道(4),或
-哪组传输模块(6)被分配给绝对值轨道(4)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的传送系统,其特征在于,所述路径包括多个路径元件(2),每个路径元件包括用于所述工件载体(1)的引导型面,其中,在每个路径元件(2)的其引导型面的长度上存在至少一个绝对值轨道(4)和至少一个传输模块(6)。
6.根据权利要求5所述的传送系统,其特征在于,每个路径元件(2)包括基部元件(21),其中,在传送方向的一侧上观察时,所述工件载体(1)被定位在所述基部元件(21)的侧面,使得所述路径元件(2)能通过其引导型面的后侧(23)彼此相邻地定位。
7.根据权利要求6所述的传送系统,其特征在于,在所述传送方向的一侧上观察时,每个路径元件(2)的所述引导型面被定位在所述基部元件(21)的侧面,其中,所述引导型面包括基部支腿(26),所述基部支腿在一侧远离所述基部元件(21)延伸,其中,在所述基部支腿(26)的从所述基部元件(21)移除的端部处,另一支腿(27)以一角度向远处延伸,并且在与所述基部支腿(26)相同的一侧与所述基部支腿隔开一距离处附加支腿(28)远离所述基部元件(21)延伸。
8.根据权利要求7所述的传送系统,其特征在于,在所述路径上滚动的所述工件载体(1)的所述驱动装置邻接所述另一支腿(27)的面向所述基部元件(21)的表面。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的传送系统,其特征在于,所述工件载体(1)的至少一个引导辊(11),优选地一对引导辊(11)邻接所述另一支腿(27)的背离所述基部元件(21)的表面。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的传送系统,其特征在于,所述工件载体(1)的引导辊(11)或一对引导辊(11)邻接所述基部支腿(26)的面向所述附加支腿(28)的表面,并且所述工件载体(1)的引导辊(11)或一对引导辊(11)邻接所述附加支腿(28)的面向所述基部支腿(26)的表面。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的传送系统,其特征在于,所述基部元件(21)从所述基部支腿(26)延伸到基板(22),其中,至少一个绝对值轨道(4)和至少一个传输模块(6)在所述基部支腿(26)和所述基板(22)之间的区域中附接到所述基部元件(21),并且每个工件载体(1)在其面向所述基部元件(21)的一侧具有至少一个绝对值传感器(20)和至少一个接收模块(7)。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的传送系统,其特征在于,每个工件载体(1)具有驱动元件(12),所述驱动元件包括在所述路径上滚动的所述驱动装置、所述驱动装置的电动机(13)、至少一个能量存储装置(15)、所述绝对值传感器(20)、至少一个接收模块(7)和控制电路板(14),并且每个工件载体具有引导元件(16),所述引导元件包括所述引导辊(11)和用于组装待传输部件的连接元件(18),诸如安装板(19)和连接部件(29),其中,所述引导元件(16)经由连接元件(17)与所述驱动元件(12)连接,其中,所述引导元件(16)和所述驱动元件(12)之间的连接是可拆卸的,以便能够从横向于所述传送方向的方向将所述工件载体(1)插入所述路径元件(2)的引导型面中或从所述引导型面移除所述工件载体。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的传送系统,其特征在于,每个路径元件(2)具有在所述传送方向上平行延伸的两排的传输模块(6),其中,每排具有至少一个传输模块(6),并且当在所述传送方向上观察时,所述两排的传输模块(6)彼此错开地布置,其中,每个工件载体(1)具有两个接收模块(7),所述两排中的每个与其中一个接收模块(7)对准。
14.根据权利要求13所述的传送系统,其特征在于,一排的传输模块(6)伸出通过一个路径元件(2)与随后的路径元件(2)的接合区域。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的传送系统,其特征在于,至少两个工件载体(1)机械地互连。
16.根据权利要求15所述的传送系统,其特征在于,至少一个所述工件载体(1)具有步进电动机,并且至少一个所述工件载体(1)具有伺服电动机,其中,带有伺服电动机的工件载体(1)的驱动在手动工作区域中处于停用状态。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的传送系统,其特征在于,在至少一个工件载体(1)上附接有联接杆(59),该联接杆与支撑板(60)连接,其中,所述支撑板(60)借助于所述联接杆(59)能移动远离所述工件载体(1)并因此从所述路径移开。
18.根据权利要求17所述的传送系统,其特征在于,所述支撑板(60)能移离所述路径或者沿着单独的引导系统(61)的导轨(62)朝向所述路径移动。
19.根据权利要求5至18中任一项所述的传送系统,其特征在于,所述路径具有一个或多个选自以下组的路径元件(2):
-直元件(34),当在所述传送方向上观察时,该直元件包括直的基部元件(21)和直的引导型面;
-内侧曲形元件(35),当在所述传送方向上观察时,所述内侧曲形元件包括圆形段的基部元件(21),其中,圆形段的引导型面附接到所述基部元件(21)的具有较小半径的侧部;
-外侧曲形元件(36),当在所述传送方向上观察时,所述外侧曲形元件包括圆形段的基部元件(21),其中,圆形段的引导型面附接到所述基部元件(21)的具有更大半径的侧部,其中,所述内侧曲形元件(35)的引导型面的外半径等于所述外侧曲形元件(36)的引导型面的内半径;
-终端环元件(37),在一侧具有后侧(23)在一起的两个基部元件(21),其中,在所述终端环元件(37)中,一个基部元件(21)的引导型面沿着弯曲路径合并到另一基部元件(21)的引导型面中;
-旋转元件(38),具有至少一个路径元件(2),该至少一个路径元件能绕垂直于输送平面的轴线旋转或枢转;
-传送元件(39、40),具有至少一个路径元件(2),该至少一个路径元件能在所述输送平面中的至少两个位置之间位移;
-提升元件(41),具有至少一个路径元件(2),该至少一个路径元件能横向于所述输送平面、特别是竖直地在至少两个位置之间位移;
-枢转元件(42),具有至少一个路径元件(2),该至少一个路径元件能绕所述输送平面中的轴线或平行于所述输送平面旋转或枢转;
-螺旋元件(52),为路径元件(2),该路径元件引导所述工件载体(1)以螺旋方式行进,
-提升器元件(53),为路径元件(2),该路径元件引导所述工件载体(1)按照初始和末端斜率为零的S曲线行进,
-竖直曲形元件(54),引导所述工件载体(1)沿绕所述输送平面旋转90°角度的曲线行进。
20.一种沿路径操作工件载体(1)的传送系统的方法,
其中,所述路径具有用于所述工件载体(1)的导向装置,并且多个传输模块(6)沿着所述路径延伸,所述传输模块向所述工件载体(1)提供连续的能量传输和/或与所述工件载体(1)的连续通信,
其中,多个工件载体(1)中的每个自身具有驱动和能量存储装置(15),其中,所述驱动经由在所述路径的导向装置上滚动的驱动装置进行,所述驱动装置由所述工件载体(1)的电动机(13)驱动,并且每个工件载体(1)具有至少一个接收模块(7),以用于接收传输的能量和/或用于与所述传输模块(6)通信,
其特征在于,
多个相互毗邻的绝对值轨道(4)沿所述路径延伸,其中,沿所述路径对于在绝对值轨道(4)内的每个位置存在清晰的代码值,其中,至少两个绝对值轨道(4)具有至少一个相同的代码值,并且其中,一个或多个传输模块(6)各自被分配给一个绝对值轨道(4),
其中,所述多个工件载体(1)中的每个具有至少一个绝对值传感器(20),该传感器读出所述绝对值轨道(4)的瞬时代码值,
其中,每个工件载体(1)一旦被提供能量,就将瞬时测量的代码值发送到控制系统(5),
其中,所述控制系统(5)能向传输模块(6)提供能量,所述传输模块独立于其他绝对值轨道(4)的传输模块(6)而被分配给一绝对值轨道(4),或所述控制系统(5)能与该传输模块(6)通信,并且能确定哪个传输模块(6)或哪组传输模块组(6)被分配给当前正在进行通信的绝对值轨道(4)。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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