CN112041221B - 用于建筑面板的自动化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动化设备(1),其设计成支承抵靠建筑面板(2)移动,该自动化设备(1)包括框架(14),框架(14)承载工具(13),该工具(13)被设计成对建筑面板(2)进行至少一个机械操作,所述自动化设备(1)包括设计成保持自动化设备(1)抵靠建筑面板(2)的至少一个抽吸主体(24),以及用于启动自动化设备(1)沿建筑面板(2)的运动的至少一个器件(19)。根据本发明,自动化设备(1)包括至少一个控制单元(34),该控制单元(34)被设计为根据与建筑面板(2)的支撑物(8)的位置相关的至少一个数据项至少控制用于启动自动化设备(1)的运动的器件(19)。
Description
技术领域
本发明的领域是在建筑行业中使用的建筑面板的领域。本发明特别有利地但非排他地应用于被称为石膏板材的建筑面板,该建筑面板由插入在通常由纸板制成的两个面对的板材之间的一层石膏形成。
背景技术
建筑面板广泛用于建筑行业,例如用于创建隔板、,地板或天花板,用于覆盖此类表面,用于使其隔热和/或隔音,用于保护这些表面不受潮或衬砌这些表面。建筑面板对应于由根据用途选择的材料制成的板材。作为指示,可以提及包括石膏、木材或木屑、合成材料、混合纤维、矿物颗粒或这些材料的混合物的建筑面板,这些建筑面板还可以覆盖由与所选材料不同的材料制成的表面涂层。
框架用作将这样的建筑面板紧固到房间墙壁和天花板的支撑物。这使得必须使用紧固器件进行几次连续的紧固操作。这些紧固操作可确保将每个建筑面板固定到框架上。为了实现最佳紧固,平均每平方米建筑面板需要十二个螺钉。因此,将理解,为了形成整个隔板,紧固建筑面板的该步骤对于负责执行该操作的工人而言特别耗时。这代表了当前已知技术的第一个缺点。
此外,通常使用的紧固工具通常很重,给工人增加了额外的约束。然后,紧固步骤可能变得特别困难,特别是当将建筑面板紧固到天花板上时,或者当将建筑面板的上部定位在负责执行操作的工人上方时。这代表了第二个缺点。
本发明的目的是克服这些各种缺点。
发明内容
为此,本发明的主题是一种构造成抵靠建筑面板移动的自动化设备,该自动化设备包括用于工具的承载框架,该工具构造成在构造面板上执行至少一个机械操作,该自动化设备包括:构造为将自动化设备保持抵靠建筑面板的至少一个抽吸构件,以及用于设置自动化设备沿建筑面板运动的至少一个器件,其中,自动化设备包括至少一个控制单元,该至少一个控制单元被构造为根据与建筑面板的支撑物的位置有关的至少一项数据而至少控制用于设置自动化设备运动的器件。
更具体地,在建筑面板上进行的机械操作选自将建筑面板紧固到支撑物的操作,切割建筑面板的操作或对建筑面板进行打磨的操作。
因此,本发明的目的是通过提出一种可靠的自动化设备来应对上述限制,该自动化设备能够在建筑面板上轻松地移动,执行通常由干墙工人进行的机械操作。根据本发明的这种自动化设备使得可以在完全安全的情况下在覆盖房间墙壁、天花板或地板的建筑面板上重复地执行这些机械操作。这种自动化设备适合于其移动所经过的表面的任何倾斜所固有的粘附力和摩擦力的约束。
应用根据本发明的自动化设备的建筑面板是例如用于全部或部分覆盖建筑物的墙壁或用于创建与墙壁不同的隔板、特别是房间隔板的面板。术语建筑物在这里应该被广义地理解,并且在下文中可以表示整个建筑、建筑的一个房间或一组房间。本发明所针对的建筑面板可以具有各种类型和尺寸:作为非限制性示例,它们可以是石膏板,木板或由例如基于木碎片的复合材料制成的板。不管它们的种类如何,它们总体上都是具有较小厚度的长方体。换句话说,这些建筑面板具有基本为平坦的矩形两个主面,在制造公差范围内,并且彼此隔开一定厚度,该厚度的尺寸相对于上述主面长度和宽度较小。
不论其种类如何,根据本发明的自动化设备所适用的建筑面板都旨在被紧固到这样的支撑物上:该支撑物或者是本身不需依靠支撑物的(特别是在房间隔板的情况下),或者被固定到所涉及的墙壁上,设置成例如平行于该墙壁,与之直接接触或与其间隔一定距离。这种墙壁可以非限制性地是该建筑物的地板,房间墙壁或房间的天花板。参照分别由常规的空间取向水平、垂直和横向限定的三面体L,V,T,上述墙壁可以因此水平放置(在所讨论的墙壁是地板或天花板的情况下),竖直放置(在所讨论的墙壁是房间墙壁的情况下),或以这些取向的任意组合放置。此外,所讨论的墙壁可以是建筑物的内墙或外墙。
在此,根据本发明的自动化设备抵靠建筑面板的运动应理解为是指,当其抵靠建筑面板的表面运动时,不论建筑面板的空间取向如何,自动化设备都始终与该表面保持永久接触,特别是不需要外部机械保持设备。换句话说,与其运动所抵靠的建筑面板的表面永久接触的根据本发明的自动化设备的机械保持是由作为本发明主题的自动化设备自动实现的。
为此目的,根据本发明的自动化设备包括至少一个抽吸构件。有利地,抽吸构件包括限定了真空室的至少一个密封设备和框架的组成板。一旦压靠建筑面板,真空室就被面板的表面封闭。在真空室的另一端,真空室由抽吸构件所包括的减压器件端接,该器件例如是叶轮。
就其本身而言,密封设备构造成同时涉及由抽吸构件实现的压力降低以及使根据本发明的自动化设备的运动设置。换句话说,抽吸构件被构造为保持根据本发明的自动化设备压靠其所放置抵靠的建筑面板的表面,包括在所述自动化设备运动的同时。
根据各种实施例,上述密封设备可以非限制性地包括密封件,该密封件覆盖有膜,该膜由根据摩擦方面的机械性能而选择的材料制成,或者被处理成具有机械性能,特别是在摩擦方面,使得可以将上述减压的维持与根据本发明的自动化设备的运动结合起来。根据其他实施例,密封件本身可以由这种材料制成,例如由氟聚合物材料制成,诸如以商品名已知的一种。
因此,在根据本发明的自动化设备中,抽吸构件和用于设置沿建筑面板运动的器件被配置为同时起作用,以确保建筑面板和自动化设备之间的永久接触,包括在后者移动时。
以非限制性示例的方式,借助于根据本发明的自动化设备装备的工具进行的机械操作可以是将建筑面板紧固到支撑物上的操作,切割建筑面板的操作或打磨建筑面板的操作。
将建筑面板紧固到支撑物的操作包括将螺钉拧入穿过建筑面板并与支撑物接合,从而将该建筑面板压靠在支撑物上。这种紧固操作还可以包括将建筑面板钉在支撑物上。
切割建筑面板的操作包括封闭的周边切割,例如,用孔锯进行的切割以使一个或多个电缆通过,或切割大的开口。在两种情况下,有利的是知道支撑物的位置以避免干扰该支撑物或使切削工具适应该支撑物的材料。
对建筑面板进行打磨的操作包括对涂层的打磨,该涂层特别铺展以便覆盖连结两个板材的条带。在支撑物处实现了两个板材之间的这种连结,因此对支撑物的检测使得可以确定要打磨的区域的位置。对于被应用为覆盖螺钉头的涂层也是如此。
在下文中,将优选地在将建筑面板紧固到支撑物的操作的背景下描述本发明,但是本发明扩展到建筑面板上的任何机械操作,其中在进行机械操作之前应先了解支撑物的位置。
支撑物应理解为形成适于容纳一个或多个建筑面板的框架的全部或一部分的任何刚性元件或一组刚性元件。框架可以是不需依靠支撑物的,因为建筑面板可以例如紧固在这种框架的任一侧上以形成房间隔板,或者平行于现有墙壁设置。在后一种情况下,支撑物可以通过螺钉或粘合剂连结而紧固在现有的墙壁上。支撑物还可以与墙壁隔开一距离地附接并且例如通过紧固在墙壁上的间隔设备保持在位。以非限制性的方式,支撑物可以由金属,木材或例如基于木材碎片的复合材料制成。
根据本发明的一个方面,控制单元被配置为与用于识别支撑物的位置的系统通信。
有利地,自动化设备包括识别系统。换句话说,识别系统安装在自动化设备上。因此,控制单元基于与通过自动化设备上存在的技术手段识别或检测的支撑物位置有关的数据项来控制用于设置自动化设备运动的器件。
可替代地,识别系统远离自动化设备。在后一种情况下,控制单元根据指示支撑物的位置并且源自自动化设备外部的设备的一项或多项信息来控制用于设置自动化设备运动的器件。
本发明还设想将控制单元配置为与安装在自动化设备上的识别系统和/或与远离自动化设备的识别系统通信。
根据一个示例,在根据本发明的自动化设备在建筑面板的表面上移动的情况下,识别系统被配置为使得根据本发明的自动化设备识别或确定该建筑面板的支撑物的位置。
根据本发明的自动化设备的实施例变型,识别系统包括至少一个传感器,该至少一个传感器被配置为检测形成支撑物的材料。有利地,该传感器被配置为向控制单元发送代表支撑物的存在或形成支撑物的材料的信号。取决于可以构成建筑面板固定到的支撑物的材料的不同类型,识别系统可以包括以下传感器中的一个或多个:
-金属传感器,用于检测金属支撑物。这样的传感器可以是,例如,根据磁感应原理工作的传感器,
-用于感测形成支撑物的材料的密度的传感器,更特别地用于检测包含木材的支撑物,
-磁力计类型的传感器,例如具有三个轴的传感器,用于检测包含金属的支撑物,
-超声波传感器。
根据另一实施例变型,根据本发明的自动化设备包括用于存储支撑物的一组位置的存储单元。与支撑物的位置有关的这些数据可以采取相对于预定参考系统的支撑物的地图的形式或坐标的形式。
根据一个示例性实施例,该存储单元可以是识别系统的一部分,无论该识别系统是安装在本发明的自动化设备上还是远离该自动化设备。
有利地,控制单元可以包括存储单元。
有利地,根据本发明的自动化设备可以包括控制模块,该控制模块被配置为将自动化设备在建筑面板上的瞬时位置与存储在存储单元中的支撑物的至少一个位置进行比较。根据各种非穷举的实施例:
-可以通过将根据本发明的自动化设备预先放置在建筑面板上的参考点处手动确定该自动化设备在建筑面板上的初始位置,该参考点作为初始位置记录在存储单元中,
-根据本发明的自动化设备在建筑面板上的位置可以由用于在建筑面板上定位根据本发明的自动化设备的位置的特定构件限定,例如,被校准以识别根据本发明的自动化设备相对于建筑面板的一个或多个边缘或相对于限定在旨在容纳建筑面板的墙壁上的一个或多个定位器的位置。
根据本发明的设备是自动化的,这意味着控制单元被配置为实现组成其的各个元件的操作。特别地,控制单元被配置为控制用于设置自动化设备运动的器件。以补充的方式,该控制单元还被配置为控制工具。以补充或替代的方式,控制单元构造成控制抽吸构件。
因此,该控制单元控制能够设置根据本发明的设备运动的马达的操作,例如通过家用电源或通过安装在框架上的蓄电设备供应电流的电马达。为此,根据本发明的自动化设备的框架有利地具有一个或多个运动器件,例如轮子,履带或腿,以及用于驱动轮子、履带或腿的设备。控制单元还控制(多个)抽吸构件的操作,并确定自动化设备在建筑面板上的自主保持。最后,控制单元基于此其接收到的指示支撑物存在的信息来控制工具的启动和停止。
本发明还包括一种组件,该组件包括如本文件中所述的自动化设备和远离该自动化设备的识别系统,该自动化设备的控制单元与该识别系统通信,以接收与建筑面板的支撑物位置有关的数据项。
本发明还扩展到一种用于使用如上所述的自动化设备以在建筑面板上进行机械操作的方法,根据本发明的方法至少包括:
-使自动化设备移动的步骤,
-识别建筑面板的支撑物的步骤,
-采用被配置为执行期望的机械操作的工具的步骤。
根据本发明的一个方面,机械操作是将建筑面板紧固到支撑物的操作,切割建筑面板的操作或对建筑面板进行打磨的操作。
根据不同的变型,根据本发明的方法可以包括检测制造支撑物的材料的步骤,或者将根据本发明的自动化设备在建筑面板上的瞬时位置与一组接收到的或预先记录的支撑物位置进行比较的步骤,如上所述,该一组接收到的或预先记录的支撑物位置存储在用于存储与支撑物的位置有关的数据的存储单元中。
无论如何,根据本发明的自动化设备和相关方法实现了为本发明设定的目的。具体地,例如在通过将建筑面板拧到支撑物上来安装建筑面板的应用的情况下,根据本发明的自动化设备凭借其固有特征并通过相关方法的实施自主地执行以预定的间距安装用于将建筑面板紧固到其支撑物的螺钉的重复任务。通过其所承载的机械工具的配置,当由建筑工人手动重复进行各种机械操作时,根据本发明的自动化设备降低了由各种机械操作引起的困难。
所述自动化设备构造成抵靠建筑面板移动,并且包括框架,所述框架上紧固有用于设置所述自动化设备沿所述建筑面板运动的器件,构造成能够保持所述自动化设备抵靠建筑面板的抽吸构件,以及构造为使用紧固器件的紧固工具。
在此应当注意,在上一段中描述的自动化设备也适用于能够在建筑面板上进行机械操作的任何工具。因此,构造成使用紧固器件的紧固工具可以由用于切割建筑面板的工具或用于对建筑面板打磨的工具代替。下面阐述的特征的描述涉及紧固工具,但是应当理解,这些特征可以组合在对建筑面板进行机械操作的工具中,例如切割工具或打磨工具。
换句话说,本发明的一个方面涉及一种机器人或自动机,该机器人或自动机包括:允许其抵靠建筑面板运动的至少一个运动构件;以及允许其紧固该建筑面板的紧固工具。因此,建筑面板形成了用于自动化设备作业和继续前进的表面。
建筑面板由矿物、天然或合成材料或这些材料的组合制成。有利地,建筑面板至少包含石膏。
根据本发明的一个方面,该机器人包括至少一个抽吸构件,该至少一个抽吸构件允许该机器人保持抵靠该建筑面板而与该建筑面板的倾斜度无关。换句话说,该建筑面板可以是例如地板,房间墙壁或天花板。
有利地,根据本发明的自动化设备可以包括至少两个抽吸构件。根据一种特定的构造,这些抽吸构件则被布置在紧固工具的任一侧。有利地,这种构造使得可以改善自动化设备的稳定性,特别是当紧固工具使用紧固器件时。
根据一个特征,至少一个抽吸构件包括至少一个密封设备,该密封设备用板界定至少一个室,抽吸构件包括用于减小该室中的压力的至少一个减压器件,自动化设备包括构造成启动减压器件的至少一个马达。因此,将理解的是,用于减小室中的压力的减压器件配置为在自动化设备和建筑面板之间抽出存在于该室中的空气。因此,在室内产生的真空足以使自动化设备保持与抵接建筑面板,而与建筑面板的位置以及自动化设备的作业步骤无关。
有利地,室中的压力还被确定为抵消当紧固工具使用紧固器件时由紧固工具产生的力。
有利地,当自动化设备包括两个抽吸构件时,后者是相同的。
当自动化设备包括两个抽吸构件时,马达可以被配置为同时控制两个减压器件中的每一个。可替代地,可以规定每个减压器件由其自己的马达控制。例如,这个/这些马达是电马达。
根据一种变型,每个抽吸构件可以包括多个密封设备,所述多个密封不是界定了多个室,在所述多个室中可以产生相同或不同水平的减压,每个抽吸构件则还能够包括多个减压器件。
根据一个特征,紧固工具包括用于加载紧固器件的系统。有利地,用于加载紧固器件的该系统可以是自动加载系统。换句话说,紧固工具被配置为在先前的紧固器件已经被定位之后自动将紧固器件加载到紧固工具中。可选地,根据本发明的自动化设备还可以包括储备的紧固器件。然后,将自动加载系统配置为直接从该储备中取出紧固器件。因此,该储备装有必要多的紧固器件,使得一旦操作自动化设备,使用自动化设备的操作员就不再需要做任何事情。
自动化设备所使用的紧固器件例如是螺钉、钉子或钉针。
根据第一示例性实施例,紧固工具包括螺丝刀。根据该示例性实施例,将理解的是,该紧固工具使用的紧固器件是螺钉。
根据第二示例性实施例,紧固工具包括钉枪。换句话说,根据该第二示例性实施例,紧固工具使用的紧固器件是钉针。
根据第三示例性实施例,紧固工具包括订针器。换句话说,根据该第三示例性实施例,紧固工具使用的紧固器件是钉针。
根据一个特征,用于设置运动的器件包括至少一个轮子和用于驱动该轮子的电马达,该轮子构造成抵靠在建筑面板上。根据该特征,该至少一个轮子与建筑面板接触并且允许自动化设备移动。具体地,如上所述,该自动化设备通过一个或多个抽吸构件抵接在建筑面板上。有利地,自动化设备包括成对地分布为靠近抽吸构件的至少四个轮子。换句话说,每个抽吸构件布置在两个轮子之间。甚至更有利地,这些轮子可以被纹理化,使得它们在建筑面板上的抓持性得到改善,从而增强了它们对于自动化设备的牵引能力。将理解的是,当所讨论的建筑面板是房间的墙壁或天花板时,这些纹理化的轮子展现出显着的优势。
根据一个示例,每个轮子由专用马达控制。该马达或这些马达例如是电马达。
根据一个示例性实施例,自动化设备由自动化设备外部的能量源供电。根据另一实施例,自动化设备由该自动化设备内部的能量源供电。“自动化设备内部的源”应理解为安装在框架上的源,即固定到该框架上的能量源。例如,该内部源可以是电存储设备。
因此,将理解,根据第一实施例,自动化设备的运动仅受到将自动化设备连接到外部能量源所必需的电线的存在的限制,无论外部能量源是什么。还应理解,根据另一实施例,自动化设备的运动仅受电存储设备的存储容量的限制。
自动化设备的框架包括至少两个侧向平台,每个侧向平台承载有抽吸构件,这些侧向平台通过至少一个加强件连接在一起,并且紧固工具位于这两个侧向平台之间。根据一个特征,这些侧向平台中的至少一个包括可变形的材料,该可变形的材料形成板,该板有助于界定由所讨论的侧向平台承载的抽吸构件的室。有利地,每个侧向平台的板由这种可变形材料形成。因此,当自动化设备抵靠建筑面板时,这些板被构造成变形以使得它们抵靠建筑面板。有利地,该抵接使得可以进一步稳定自动化设备,从而提高紧固工具使用紧固器件的精度。例如,至少一个板,并且有利地是两个板,由薄木板形成。“薄木板”应理解为平均厚度约为3毫米的板,该厚度是在该板的两个相对面之间测量的。
根据一个应用实例,建筑面板是石膏板。根据该应用示例,紧固工具然后被配置为将该石膏板板材紧固至框架,也称为支撑物。该框架例如可以采取通过一个或多个立柱连接在一起的多个轨道的形式,这些轨道和这些立柱有利地由金属或木材制成。应当理解,紧固工具以及紧固工具所使用的紧固器件因此适合于用于建筑面板和用于该建筑面板紧固至其的框架的材料。
最后,本发明涉及一种通过如上所述的自动化设备来紧固建筑面板的方法,该方法至少包括:限定多个紧固点的步骤;将自动化设备抵靠待紧固的建筑面板定位的步骤;激活抽吸构件以保持自动化设备抵靠建筑面板的步骤;激活用于设置运动的器件以使自动化设备移动到紧固点中的一个的步骤;以及紧固工具使用紧固器件以紧固建筑面板的步骤。
将理解的是,重复最后两个步骤,直到将紧固器件定位在上面限定的每个紧固点处为止。
附图说明
参考以下附图,通过阅读下面以示意的方式给出的说明,本发明的其他特征、细节和优点将变得更加明显,在附图中:
图1示意性地示出了抵靠天花板使用的根据本发明的自动化设备。
图2是根据本发明的自动化设备的示意性透视图。
图3是建筑面板的横截面示意图,在其上放置了根据本发明的第一实施例变型的设备。
图4是建筑面板的横截面示意图,在其上放置了根据本发明的第二实施例变型的设备。
图5是根据本发明的方法的不同步骤的示意图。
图6示意性地示出了抵靠天花板使用的自动化设备的另一示例。
图7是自动化设备的示意性透视图;
图8示意性地示出了自动化设备的仰视图。
图9是在与建筑面板抵接的情况下示出的自动化设备的纵向截面图。
具体实施方式
首先应该注意的是,尽管附图为实现本发明而详细阐述了本发明,但是如果必要,所述附图当然可以用于更好地定义本发明。还应注意,在所有附图中,相同的元件由相同的附图标记表示。最后,术语“基本上”在下面应理解为是指在下文中提到的尺寸、方向和取向考虑了制造和组装公差。
图1示出了本发明的优选应用的一般背景。该图以内部视图示意性地示出了建筑物中的房间4的一部分。在图1中可见的分别是房间4的天花板3和两个房间墙壁5、6。图1中还示出了代表三个空间方向(即水平方向L,竖直方向V和横向方向T)的正三面体(L,V,T)。在图1中还示意性地示出了布置在房间墙壁6中的开口7:开口7例如可以用于容纳窗户。房间4有利地具有一个或多个其他房间壁和地板,这些在图1中未示出。
天花板3和房间墙壁5、6每个形成房间4的墙壁,其旨在被一个或多个建筑面板2覆盖。在下文中,将在用于附接到由天花板3形成的墙壁上的建筑面板2的背景下描述和说明本发明,应当理解,针对这种建筑面板2描述的元件和特征适用于用于附接到图1中可见的房间墙壁5、6中的一个或任何其他墙壁(例如房间墙壁或房间4的地板)上的任何建筑面板2。针对建筑面板2描述的这些元件和特征也适用于旨在附接到独立于墙壁的支撑物的任何建筑面板2,如用于房间隔板的情况。
根据各种示例,建筑面板2可具有夹在两个面对板材之间的石膏层,从而形成称为石膏板板材的面板,或者建筑面板2例如可由木材或包括连结在一起(例如通过聚合物树脂)的木材碎片的复合材料组成。
无论如何,无论选择哪种材料,建筑面板2都有利地是板材,其总体形状基本上是长方体的形状,与厚度42(在图3和图4中可见)相比,其长度40(在图1中部分地示出)和其宽度41较大。通常,这样的建筑面板2的长度40和宽度41在几十厘米到几米之间变化,并且这样的面板2的厚度42在几毫米到几厘米左右。
建筑面板2具有第一面或内部面以及第二面50或外部面,它们基本上是矩形的并且相互平行,它们中的每一个都具有上述长度40和宽度41。内部面49是建筑面板2的旨在放置在将附接建筑面板2的房间4的墙壁上的面:在图3和图4中可见。外部面50是建筑面板2的旨在从房间4的内部可见并且作为本发明主题的自动化设备1沿着其移动的面。
有利地,建筑面板2借助于本身例如固定到墙壁上的支撑物8被附接到墙壁。根据不同的实施例,支撑物8可以是金属的,它可以由木材制成,或者可以由例如基于木材碎片和聚合物树脂的复合材料形成。不管由何种材料制成,支撑物8都是刚性元件,其例如通过螺钉、螺栓、钉针或胶水固定至墙壁,或者独立于该墙壁。
根据不同的示例性实施例,支撑物8可以是一个或多个直线导轨的形式,例如在垂直于其主延伸方向的平面上具有正方形或长方形截面。有利地,这些轨道可以被布置在旨在容纳建筑面板的墙壁上的网格中,以便共同形成格子,从而形成用于(多个)建筑面板的支撑物8框架。这些建筑面板可以覆盖全部或部分墙壁,或者在没有要覆盖的墙壁的情况下形成房间隔板。
根据图1中更具体地示出的示例性实施例,支撑物8包括第一组轨道11和第二组立柱12。因此,第一组的轨道11和第二组的立柱12基本上彼此垂直。因此,轨道11和立柱12形成了,栅栏形成了固定到天花板3或房间墙壁5、6上的框架,建筑面板2旨在被紧固到所述框架。
有利地,在第一组轨道中的两个轨道11之间沿上述横向方向T测量的距离52基本上等于建筑面板2的宽度41。当然,在这两个轨道11之间设置了第一组轨道中的附加轨道,并且建筑面板2被紧固到其上。
如图1所示,建筑面板2有利地例如通过一组紧固器件9紧固到第一组轨道中的轨道11上。由于上述,紧固器件9,例如在竖直方向V上插入在建筑面板2的一个边缘15附近的螺钉,穿过建筑面板2并进入轨道11中的一个。应该注意的是,一些紧固器件9可以插入到立柱12中的一个中,而这不会对本发明产生不利的影响。
图1还示意性地示出了根据本发明的自动化设备1处于这样的位置:在该位置中,例如,该自动化设备1执行将用于将建筑面板2紧固至支撑物8的紧固器件9的安装和拧紧操作。在图2中更具体地示出了根据本发明的自动化设备1。
参考图2,根据本发明的自动化设备1包括配备有轮子38的框架14。根据图2中更具体地示出的示例性实施例,框架14具有基本矩形的总体形状,该矩形的总体形状在主延伸向X上延伸,在下文中被称为自动化设备1的纵向方向。参照上述主延伸方向X,定义了自动化设备1的垂直于上述主延伸方向X的横向方向Y和垂直于通过上述纵向方向X和上述横向方向Y限定的平面的竖直方向Z,使得方向(X,Y,Z)形成正三面体。参照该正三面体(X,Y,Z),框架14基本上主要在由纵向方向X和横向方向Y限定的平面中延伸。
如图2所示,自动化设备1的框架14包括用于工具13的中央承载部分101和两个平台20,这两个平台20布置在该工具13的两侧,即位于中央部分101的两侧。换句话说,自动化设备1以该顺序并沿着其延伸轴线X包括第一平台20,中央部分101和第二平台20。
这些平台20均具有大致矩形的形状,其角部具有倒角123。有利地,这允许自动化设备1更容易地接近待紧固的建筑面板的某些部分,特别是该建筑面板的角部。
平台20包括板39、用于设置自动化设备1运动的至少一个器件19以及抽吸构件24。板39设置有通道,通过该通道抽出空气以产生真空。板39包括外部周边条带,在外部周边条带处布置有密封设备25。板39、建筑面板和密封设备25之间的空间形成真空室,真空室具有用于抵靠建筑面板定位的抽吸口。
根据这里示出的示例,每个轮子38由刚性结构件112承载,该刚性结构件112固定到板39之一,并且主要在垂直于板39的大部分在其中延伸的平面的方向上延伸。
如图2所示,平台20还通过至少一个加强件21连接在一起,有利地,两个加强件21布置在工具13的任一侧。更具体地,这些加强件21在平行于框架14的延伸轴线X的两个方向上延伸。这些加强件21有利地构造成既提高自动化设备1的强度又使框架14整体上变硬。为了不使自动化设备1太重,这些加强件21具有例如在框架14的中央部分101附近制成的切口105。根据在此示出的示例,这些切口105均具有三角形形状,但是将理解的是,在不脱离本发明的范围的情况下,可以想到任何其他形状。还提供了附加的加强件并且将其布置为连接加强件21。
如图2所示,框架14承载在框架14的周边对称分布的四个轮子38,这四个轮子38形成用于设置自动化设备1运动的器件19的部件。因此,四个轮子38允许自动化设备1的运动及其在这些运动期间的引导。更具体地,轮子38允许自动化设备1抵靠建筑面板2的外部面移动。
参考图2,自动化设备1包括工具13,该工具13构造成在建筑面板上执行至少一个机械操作。根据在图2中更具体地示出的示例性实施例,工具13被放置在上述框架14上的大致中心位置。在该特定示例中,该工具13主要在垂直于框架14的板39中的至少一个延伸的平面的延伸方向Z上延伸。工具13包括由马达44(例如电马达)控制的至少一个头部43。如图2所示,该头部43和马达44由支撑支架22承载,支撑支架22由通过后块45连接在一起的两个柱47形成。更具体地,头部43和马达44通过两个小柱48连接至支撑支架22的后块45。
根据本发明,自动化设备1能够抵靠建筑面板的外部面移动,同时保持与该面永久接触。为此,自动化设备1包括用于设置自动化设备1运动的器件19。用于设置运动的器件19包括与轮子38中的一个相关联的至少一个电马达,其都构造成使自动化设备1运动。作为非排他性的示例,例如通过家用电源或通过安装在框架14上的能量源(例如蓄电装置)为电马达提供电流。
根据本发明,自动化设备1,也称为自动机,包括用于识别建筑面板所压靠的支撑物的系统700。根据图2中的示例,该识别系统700包括原位设置在自动化设备1的框架14上的传感器76。该传感器76例如在工具13的紧邻处固定到中央部分101。将参照图3和图4更详细地讨论识别系统700。
自动化设备1还有利地包括控制单元34,该控制单元34被构造成尤其实现电运动马达的操作,抽吸构件24的操作以及上述工具13的操作。
如上所述,本发明提供了一种自动化设备1,其包括被配置为在室内产生真空的抽吸构件24。根据更具体地在图2中示出的示例性实施例,自动化设备1包括两个抽吸构件24,其沿着根据本发明的自动化设备1的纵向方向X布置在工具13的任一侧上。
根据本发明的一个特征,抽吸构件24包括密封设备25,该密封设备25与框架14的组成板39一起界定真空室,在该真空室中进行减压以将自动化设备1保持抵靠建筑面板。
抽吸构件24还包括用于减小室中的压力的器件27,其在图2至图4中示意性地示出并且形成在真空室中产生真空的元件。例如,该减压器件27采取通过电马达31旋转的叶轮的形式,叶轮设置在该电马达的轴上。
密封设备25被构造成同时参与由抽吸构件24产生的减压以及自动化设备1抵靠建筑面板2的运动。密封设备25可以是由针对其机械性能而特别选择的材料制成的密封件,或者是经过处理以使其具有期望的机械性能的密封件,例如通过适当的表面处理或通过添加由针对其机械性能而被选择的材料制成的膜来实现。在密封设备25的情况下更特别期望的机械性能尤其是摩擦性能,当根据本发明的自动化设备1抵靠建筑面板2的面移动时必须保持密封。
因此,抽吸构件24及其密封设备25使得自动化设备1在其所有空间位置中能够抵靠建筑面板2的外部面自主地移动,同时保持与其在上面移动的外部面的永久接触。
这在图1中更具体地示出,其中示出了根据本发明的自动化设备1抵靠房间4的天花板3移动。抽吸构件24及其密封设备25在这里可以抵消将导致自动化设备1掉落的重力的作用。类似地,抽吸构件24及其密封设备25被构造成使得自动化设备1沿着竖直地抵靠房间墙壁5、6布置的建筑面板2移动,这里再次抵消将导致自动化设备1掉落的重力的作用。
图3和图4分别在平行于根据本发明的自动化设备1的竖直纵向平面(XZ)的平面上的横截面中示出了抵靠建筑面板2放置的这种自动化设备1的两个实施例变型。这些图示出了建筑面板2及其上述的内部面49和外部面50。这些图还示意性地示出了支撑物8的轨道11,在这种情况下,打算将建筑面板2拧入该支撑物8中。
图3和图4还以截面图示出了自动化设备1的框架14,抽吸构件24和工具13,以及穿过建筑面板2并插入到支撑物8的轨道11中的紧固器件9。在图3和4中以截面示出的支撑物8的轨道11具有U形轮廓,该轨道的第一腿压靠建筑面板2的内部面49,第二腿抵靠在图1中可见的立柱12。每个平台的板39,减压器件27和密封设备25界定真空室26。
根据其特征之一,根据本发明的自动化设备1包括用于识别将建筑面板2附接至的支撑物8的位置的系统700。
根据图3所示的第一实施例变型,用于识别支撑物8的系统700包括传感器76,该传感器76被配置为检测制成支撑物8的至少一种材料。以非限制性的方式,传感器76可以是金属传感器,密度传感器,超声波传感器和/或磁力计,例如三轴磁力计。在这种情况下,传感器还可以提供根据本发明的自动化设备1在空间中的取向。
如图3所示,传感器76有利地被放置在工具13的紧邻处,以便优化对借助于该工具13执行的机械操作所进行的检测的代表性。传感器76因此由框架14承载。在这种情况下,该传感器76设置在两个抽吸构件24之间,并且具有布置在穿过抽吸构件24中的至少一个的板39的平面中的检测面。这确保了传感器76处于用于检测支撑物8的理想位置,而不会损坏传感器76。
根据图4所示的第二实施例变型,本发明设置根据本发明的自动化设备1包括用于存储与支撑物8的位置有关的一组数据的存储单元77。这样的存储单元77是根据本发明的识别系统700的一部分。存储单元77被配置为例如与外部设备81通信,在外部设备81中预先记录了支撑物8的一组位置。外部设备81可以是识别系统700的一部分。根据一个示例,外部设备81是计算机,智能电话,平板电脑或能够传送与支撑物8的位置有关的数据的任何电子装置。外部设备81或者将支撑物8的地图,或者将与支撑物8的位置有关的数据,或者将反映支撑物8的位置的自动化设备1的运动指令发送到自动化设备1的控制单元34。
图3所示的第一实施例变型和图4所示的第二实施例变型可以互斥。替代地,这两个变型可以是互补的,根据本发明的自动化设备1则包括传感器76和用于存储与支撑物8的位置有关的一组数据的存储单元77。
根据一个特定的示例性实施例,上述控制单元34可以有利地包括用于确定自动化设备1在建筑面板2上的瞬时位置的构件82。作为非限制性示例,该瞬时位置可以相对于参考位置来确定,该参考位置例如是通过将自动化设备1抵靠建筑面板2手动放置在初始位置而定义的。该瞬时位置还可以以预定的时间间隔通过自主系统来确定,该自主系统用于参考先前在放置自动化设备1的墙壁1上或房间4中定义的一个或多个参考点来定位自动化设备1。
自动化设备1还可以包括控制模块78,该控制模块78被配置为将自动化设备1在建筑面板2上的瞬时位置与支撑物8的一个或多个位置进行比较,这些位置已经预先记录在存储单元77中。
本发明还扩展到一种用于使用如上所述的自动化设备1以在建筑面板2上进行机械操作的方法,自动化设备1抵靠该建筑面板2放置。
图5示意性地示出了这种方法的执行。这里将在用于将建筑面板2安装在支撑物8上的操作的背景下描述该方法,也就是说,在用于将建筑面板2紧固到支撑物8的一组紧固器件9的安装和紧固的背景下。如上所述,该应用不是唯一的,并且根据本发明的方法也适用于任何类型的机械操作,该机械操作可以借助于用于建筑面板2的适当工具13来执行。
参考图5,根据本发明的方法至少包括使根据本发明的自动化设备1抵靠建筑面板2的外部面运动的步骤100,以及识别支撑物的第二步骤200和使用上述工具的第三步骤300。
根据这种方法的第一实施例变型,与图3所示的自动化设备1的第一实施例变型相对应,识别支撑物的步骤200包括检测制造支撑物8的材料的子步骤210,例如借助如上定义的传感器。
在使自动化设备1移动的步骤100期间,例如通过控制单元激活用于设置自动化设备运动的器件,直到传感器检测到支撑物的存在。
一旦已经进行了这种检测,用于设置自动化设备运动的器件就被中断,并且工具由控制单元控制,以实现预期的机械操作。一旦已经执行了机械操作,控制单元就控制用于设置在预先记录在控制单元中的距离上进行运动的器件。如果传感器再次或仍然检测到支撑物的存在,则可以通过控制单元重新使用工具。
根据该第一变型,本发明提供了使用于移动自动化设备的步骤100和用于使用工具的步骤300彼此相继的顺序,直到例如在检测支撑物的子步骤210期间未确认支撑物的存在,或者直到自动化设备无法再次移动为止。然后,工人可以例如将自动化设备手动移动到建筑面板上的新位置,从该位置可以再次开始上述顺序。
根据本发明的方法的第二变型对应于如图4所示的根据本发明的自动化设备的第二实施例变型。根据该第二实施例变型,根据本发明的自动化设备1包括用于存储支撑物的一组位置的存储单元。识别支撑物的步骤200则包括接收和记录支撑物的这组位置的子步骤220。因此,该组形成了支撑物的位置的地图,然后自动化设备可以在建筑面板上移动,直到与这些记录的位置对齐为止。
根据该第二实施例变型,根据本发明的方法有利地提供了将自动化设备例如放置在先前作为参考位置记录在存储单元中的原始位置。然后,在子步骤220期间,自动化设备的控制单元使所述自动化设备移动到由上述存储单元接收并存储在其中的支撑物的第一位置。当根据本发明的自动化设备已经到达支撑物的上述第一位置时,控制单元使工具执行期望的机械操作。一旦执行了该机械操作,则控制单元使根据本发明的自动化设备移动到预先记录在存储单元中的支撑物的下一个位置。
有利地,根据本发明的方法可以包括步骤400,该步骤将根据本发明的自动化设备抵靠建筑面板的瞬时位置与支撑物的位置进行比较。根据本发明,上述控制单元然后根据在给定时刻的根据本发明的自动化设备抵靠建筑面板的位置与支撑物的位置之间的比较结果来控制自动化设备1的运动。然后,例如,由用于确定自动化设备抵靠建筑面板的位置的构件来确定自动化设备在建筑面板上的瞬时位置,如参照图4所述。
如刚刚描述的,本发明借助于其所采用的器件使得能够以可靠和可再现的方式在建筑面板上进行一个或多个重复的机械操作。因此,它显然实现了为此设定的目标。
现在参考图6,可以看到在原位的根据本发明的自动化设备1。后者在覆盖天花板的建筑面板2上移动,该天花板3位于图6中示意性地示出的房间中,该房间由相对于水平面成90°倾斜的两个墙壁面板5、6构成,该水平面平行于天花板3的主延伸平面。墙壁面板之一被窗户7中断。另一个则不是这样。该位置不是限制性的,并且例如可以将自动化设备1放置在建筑面板2上,该建筑面板2用于形成或覆盖墙壁面板5、6中的一个或多个。
因此,建筑面板2通过框架80固定到天花板3,框架80对应于图1至图5中描述的支撑物8。更具体地,通过该框架80将多个建筑面板2固定到该天花板。
根据图6所示的示例,这些建筑面板2中的一个正在被紧固到该天花板3上,这意味着根据本发明的自动化设备1将建筑面板2紧固到框架80,框架80本身已预先紧固到天花板3。将理解的是,一旦将建筑面板2固定到框架80,就在天花板3和建筑面板2之间形成内部空间32。有利地,吸声和/或隔热元件可以定位在该内部空间32中。这种吸声元件可以占据内部空间32的全部或部分容积。
该框架80可以例如由金属框架组成,该金属框架包括安装在立柱12上的轨道11,立柱12垂直于这些轨道11。这些轨道11各自形成用于支撑和紧固建筑面板2的区域。换句话说,每个建筑面板2包括旨在被紧固到第一轨道的第一边缘15和旨在被紧固到第二轨道的第二边缘16。也可以规定,每个建筑面板2也紧固到两个中央轨道上,也就是说,平行于第一轨道和第二轨道的第三轨道以及同样平行于该第一轨道和该第二轨道的第四轨道。有利地,根据本发明的自动化设备1被配置为将每个建筑面板2紧固到这些轨道11中的每一个。
可替代地,该框架80可以由木材制成。将理解的是,在不脱离本发明的范围的情况下,可以想到与本发明兼容的任何其他材料来生产该框架80。
如图所示,建筑面板2借助于紧固器件9固定到框架80。将理解的是,这些紧固器件9中的每一个都穿过建筑面板2,以便被驱动到框架80的轨道11之一中,并且因此确保该固定。例如,这些紧固器件9可以是螺钉,钉子或钉针。在图1中示出了两直线排的紧固器件9,至少同一排的紧固器件9被紧固到同一个轨道。有利地,两个相邻的建筑面板2被紧固到一个且相同的轨道上。可替代地,可以规定将每个建筑面板2紧固到其自身的轨道上。
从图6可以理解,这些紧固器件9由自动化设备1装配,该自动化设备平行于所讨论的轨道运动。现在将参考图7至图9更详细地描述该自动化设备1及其操作方式。
图7示意性地示出了根据本发明的自动化设备1,该图7是该自动化设备1的透视图。图8示出了根据本发明的自动化设备1的仰视图。最后,图9是自动化设备1的横截面图。参考图6,图9所示的横截面是在垂直于自动化设备1在其上移动的天花板3的主延伸平面的平面上实现的,该平面在图6中标记为AA。
自动化设备1包括:框架14,其主要沿着延伸轴线X延伸,并且用于设置自动化设备1运动的至少一个器件19被紧固到该框架14;紧固工具13,其被构造成将建筑面板紧固到参照图6所描述的框架;以及至少一个抽吸构件24,有利地是两个抽吸构件24,其被配置为允许自动化设备1保持抵靠待紧固的建筑面板,而与该建筑面板的倾斜度无关。如图所示,紧固工具13主要在至少垂直于框架14的延伸轴线X的延伸方向Z上延伸。
在图6至图9中描述的自动化设备1的示例性实施方式示出了标记为13的紧固工具,但是该紧固工具仅作为示例给出,并且可以由用于切割建筑面板的工具或用于打磨建筑面板的工具代替。为了简化描述,图6至图9中的自动化设备1与用于紧固建筑面板的紧固构件13结合描述,但是应当理解,该详细描述适用于被配置为在建筑面板上或中执行机械操作的任何工具,例如上述切割工具或打磨工具。
根据图7至9所示的示例,用于设置运动的器件19包括多个轮子38,在这种情况下为四个轮子38,这些轮子38中的每一个均由其自身的电驱动马达(在这些图中未示出)控制。可替代地,所有轮子38由单个电动马达控制。这些轮子38可以例如具有纹理,以便改善它们在正在被紧固的建筑面板上的抓持性,从而提高这些轮子38的牵引能力。然而,应注意的是,这些轮子38,无论它们是否带纹理,仅用于移动自动化设备1,这意味着该自动化设备1仅通过如下面所描述的抽吸构件24保持抵靠建筑面板。
例如如图7所示,自动化设备1的框架14包括用于紧固工具13的中央承载部分101和两个侧向平台20,这两个侧向平台20布置在该紧固工具13的两侧,即位于中央部分101的两侧。换句话说,自动化设备1以该顺序并沿着其延伸轴线X包括第一侧向平台20,中央部分101和第二侧向平台20。
这些侧向平台20每个包括大致矩形的形状的至少一个板,其角部具有倒角123。有利地,这允许自动化设备1更容易地接近待紧固的建筑面板的某些部分,特别是该建筑面板的角部。
每个侧向平台20还承载自动化设备1的抽吸构件24之一和形成用于设置自动化设备1运动的器件19的四个轮38中的两个。换句话说,这些轮子38成对地分布在每个抽吸构件24的两侧。根据这里示出的示例,轮子38中的每一个由刚性结构件112承载,该刚性结构件112固定到板39之一,并且主要在垂直于框架14的板39在其中延伸的平面的方向上延伸,也就是说在平行于紧固工具13的延伸方向Y的方向上。例如,这些刚性结构件112可以各自具有三角形形状,其中线平行于紧固工具13的延伸方向Y延伸。
如图7所示,侧向平台20还通过至少一个加强件21连接在一起,有利地,通过布置在工具13的任一侧的两个加强件21。更具体地,这些加强件21在平行于框架14的延伸轴线X的两个方向上延伸。这些加强件21有利地构造成既提高自动化设备1的强度又使框架14整体上变硬。为了不使自动化设备1太重,这些加强件21具有例如在框架14的中央部分101附近制成的切口105。根据在此示出的示例,这些切口105均具有三角形形状,但是将理解的是,在不脱离本发明的范围的情况下,可以想到任何其他形状。
还应注意的是,两对附加加强件40可以布置在框架14上,并且更具体地,在连接侧向平台20的两个加强件21之间。换句话说,这些成对的附加加强件40在垂直于框架14的延伸轴线X和垂直于紧固工具13的延伸方向Y的方向上延伸。这些成对的附加加强件40有利地使得可以将两个加强件21连接在一起,并且因此同样地涉及加强框架14并提高自动化设备1的机械强度。在所示的示例中,一对附加加强件40被布置在每个侧向平台20旁边。更具体地说,附加加强件40成对地分布在每个抽吸构件24周围。应当理解,每个抽吸构件24因此由两个加强件21和一对附加加强件40框住。如前所述,附加加强件40包括至少一个材料去除部107,以使得这些附加加强件40不会不必要地增加自动化设备1的重量。根据在此示出的示例,这些材料去除部107为狭槽的形式,其垂直于框架14的延伸轴线X和紧固工具13的延伸方向Y延伸。上面提出的加强结构是作为示例给出的,将抽吸构件24连接到紧固工具13的任何其他结构都可以进入本发明的范围。
紧固工具13本身被构造成使用上述紧固器件9。如上所述,紧固工具13所使用的紧固器件9可以是钉子,螺钉或钉针。因此,根据第一示例性实施例,紧固工具13是螺丝刀,根据第二示例性实施例,该紧固工具是钉枪,最后,根据第三示例性实施例,该紧固工具是钉针器。因此,在本说明书中,术语“紧固器件”用于表示钉子,螺钉或钉针,并且术语“紧固工具”本身表示刚刚引用的任何一种紧固工具。
总体上,该紧固工具13主要在垂直于框架14的板39延伸的平面的延伸方向Y上延伸。紧固工具13包括由马达44(例如电马达)控制的至少一个紧固头部43。如图7所示,该紧固头部43和马达44由支撑支架22承载,支撑支架22由通过后块45连接在一起的两个柱47形成。更具体地,紧固头部43和马达44通过两个小柱48连接至支撑支架22的后块45,这两个小柱48平行于紧固工具13的延伸方向Y延伸。
如上所述,根据本发明的自动化设备1有利地包括两个抽吸构件24。根据图7至图9所示的示例,这些抽吸构件24是相同的,并且将对它们中的一个进行的描述可以转移到另一个。以相同的方式,在这些图6至9之一中由这些抽吸构件24中的一个所带有的参考标记可以转移到在这些图中的另一抽吸构件24。
每个抽吸构件24因此包括侧向平台20的板39和密封设备25,抽吸构件通过侧向平坦20被承载。该板39和该密封设备25界定真空室26,该密封设备25、该真空室26和该板39例如在图3和/或图4中示出。
每个抽吸构件24还包括用于降低真空室26中的压力的减压器件27,所述器件由马达31、例如电马达控制。因此,该减压器件27被构造成抽出存在于自动化设备1和与其抵接的建筑面板之间的空气,从而在由密封设备25和板界定的真空室26中产生真空,并因此使自动化设备1保持抵靠被紧固建筑面板,而与建筑面板的取向无关。特别地,该真空足够大以将自动化设备1保持抵靠天花板,如图6所示,或者保持抵靠房间墙壁。减压器件27例如是叶轮。
如图8所示,每个板39均设有孔口28,空气通过孔口28抽出,以便在真空室26中产生真空。板39包括外部周边条带,沿着外部周边条带处布置密封设备25。板39、建筑面板和密封设备25之间的空间形成真空室26。自动化设备1的纵向轴线X穿过紧固工具13并穿过每个板39中的孔口28。有利地,这些板39由柔性和/或可变形的材料制成。因此,当减小抽吸构件24的真空室26中的压力时,这些板39构造成至少部分变形,使得它们抵靠自动化设备1在其上运动的建筑面板。例如,这些板39可以使用平均厚度约为3mm的木板制成,该厚度平行于紧固工具13的延伸方向Y在所讨论的板39的两个相对面之间被测量。将理解的是,这些板39可以由任何其他材料制成,只要该材料表现出足够的可变形性以允许这些板39抵靠建筑面板即可。
框架14的中央部分101还包括例如在图8中可见的开口103,紧固工具的紧固头部43能够穿过该开口。将理解的是,紧固工具通过该开口103将紧固器件之一定位在建筑面板上。换句话说,该开口103允许紧固工具,特别是该紧固工具的紧固头部43接近要紧固的建筑面板。
该紧固工具13有利地包括用于加载紧固器件9的自动系统。根据图9所示的示例,自动加载系统是一串螺钉系统。换句话说,自动化设备1因此包括形成螺钉储备的螺钉串127,使得一旦进入操作,就不需要人为干预以使自动化设备1装配紧固件。下面将更详细地描述由根据本发明的自动化设备1实现的紧固方法的步骤。
从上面的描述中将理解,为了操作,根据本发明的自动化设备1必须被供电。因此,根据本发明的一个实施例,自动化设备1例如经由电线连接至外部电源。根据另一实施例,自动化设备1包括蓄电设备,该蓄电设备为其提供所需的电能。换句话说,根据第一实施例,自动化设备1由框架14外部的能量源供应,并且根据另一实施例,该自动化设备1由该框架内部的能量源供应,即由其承载的能量源。当能量源是外部能源时,自动化设备的运动仅受将其连接到该外部能量源的电线尺寸的限制,而当自动化设备由内部能量源供电时,其操作时间受到提供此供电的蓄电设备的存储容量的限制。
根据本发明的自动化设备1还被配置为实施用于紧固建筑面板的方法,用于切割建筑面板的方法或用于对建筑面板进行打磨的方法。
图9是如图6所示的自动化设备1的横截面示意图,也就是说,根据该方法中的一个步骤。该截面在穿过紧固工具13的平面上截取,框架14的延伸轴线X和紧固工具13的延伸方向Y内切在该平面中。
现在将详细描述这种方法。首先,定义多个紧固点。例如,可以在该自动化设备1中记录紧固点的地图。替代地,根据本发明的自动化设备可以包括用于检测这些紧固点的至少一个器件,也就是说,用于检测框架的轨道11的位置的器件,所讨论的建筑面板将被紧固在该轨道上。使用此自动化设备的工人使用将其认为最合适的紧固器件9加载到自动化设备1中,特别是取决于用于建筑面板2以及该建筑面板2打算紧固在其上的框架的轨道11的材料的类型。然后,工人可以将自动化设备1放置在要紧固的建筑面板2上,并启动该自动化设备1。将理解的是,在自动化设备的启动之前是手动预紧固建筑面板2。换句话说,工人在使用自动化设备1之前紧固紧固器件9中的一些。例如,他可以将四个紧固器件定位在所讨论的建筑面板2的四个角部上。
当启动自动化设备时,启动一个或多个抽吸构件24,使得它们在真空室26中产生真空。如在图9中特别可见,在真空室26中产生的真空导致板39被压靠正在被紧固的建筑面板2。然后将轮子(在图9中不可见)旋转,以便将自动化设备1移动到第一紧固点。更精确地,该自动化设备1然后移动,直到紧固工具13被定位在该第一紧固点附近,也就是说,在框架的第一轨道11附近,所讨论的建筑面板2需要被紧固到该框架的第一轨道11。
就其本身而言,紧固工具13构造成例如借助于其配备的自动加载系统将紧固器件9加载到紧固工具13中。一旦到达第一轨道11附近,紧固工具13被构造成使用如此加载的紧固器件9,以便紧固建筑面板2。例如,通过紧固工具13的马达44将紧固工具13的紧固头部43设置为旋转。接下来,该紧固头部43沿着紧固工具13的小柱48滑动,从而向紧固器件9施加力,在这种情况下例如是螺钉。
如图9所示,一旦被使用,紧固器件9然后既穿过建筑面板2又穿过第一轨道11,使得这两个元件现在被固定。一旦该紧固器件9就位,紧固工具13的紧固头部43返回其初始位置,在该初始位置,新的紧固器件9被加载到紧固工具13中。与紧固工具13的这种加载同时或不同时地,使轮子再次旋转,以便将自动化设备1移动到下一个紧固点,更精确地将自动化设备1移动,知道紧固工具13被定位在第一轨道11的另一部分附近或第二轨道11附近,该第二轨道11在距第一轨道11一距离处。在一个且相同的轨道11上,例如可以规定两个相继的紧固器件间隔开约300mm。
将理解的是,抽吸构件24必须在真空室26中产生真空,该真空足够大以抵消当紧固工具13使用紧固器件9时由紧固工具13施加的力Fs。换句话说,抽吸构件24每个产生平行于紧固工具13的延伸方向Y的第一力Fa,与当紧固工具13使用紧固器件中的一个时由紧固工具13产生的第二力Fs相比,由抽吸构件24产生的这些第一力Fa的和在绝对值方面需要更大,该第二力Fs在平行于紧固工具13的延伸方向Y的方向上并且在与施加第一力Fa的方向相反的方向上被施加。
因此,本发明提出了一种用于紧固建筑面板的自动机器人,而不考虑建筑面板相对于水平面的倾斜度。有利地,这种机器人使得既可以减少工人进行这种紧固通常所需的时间,又可以大大改善这些工人的工作条件。
然而,本发明并不旨在限于专门描述和示出的器件和配置,而是还适用于任何等同的器件或配置以及这些器件或配置的任何组合。特别地,尽管已经在涉及将建筑面板拧紧到其支撑物上的类型的机械操作的上下文中描述和说明了本发明,但是本发明适用于在这种面板上进行的任何类型的机械操作,而与种类无关,所述操作是以非限制性的方式紧固建筑面板或切割或打磨所述建筑面板。类似地,尽管这里已经依据本发明在基本上平行六面体的建筑面板上的应用来描述了本发明,但是不用说,本发明适用于任何形状和/或尺寸的建筑面板。
Claims (18)
1.一种自动化设备(1),构造成抵靠建筑面板(2)移动,所述自动化设备(1)包括用于工具(13)的承载框架(14),所述工具(13)构造成在所述建筑面板(2)上进行至少一个机械操作,所述至少一个机械操作选自:将所述建筑面板(2)紧固到支撑物(8)的操作,切割所述建筑面板(2)的操作或打磨所述建筑面板(2)的操作,所述自动化设备(1)包括:至少一个抽吸构件(24),被配置为将所述自动化设备(1)保持抵靠所述建筑面板(2)上;以及至少一个设置器件(19),用于设置所述自动化设备(1)沿所述建筑面板(2)运动,其中所述自动化设备(1)包括至少一个控制单元(34),所述至少一个控制单元(34)配置为根据与所述建筑面板(2)的所述支撑物(8)的位置相关的至少一个数据项至少控制用于设置所述自动化设备(1)运动的所述设置器件(19)。
2.根据权利要求1所述的自动化设备(1),其中,所述控制单元(34)配置成与用于识别所述支撑物(8)的位置的识别系统(700)通信。
3.根据权利要求2所述的自动化设备(1),其中,所述自动化设备包括所述识别系统(700)。
4.根据权利要求3所述的自动化设备(1),其中,所述识别系统(700)包括至少一个传感器(76),所述至少一个传感器被配置为检测形成所述支撑物(8)的材料。
5.根据权利要求4所述的自动化设备(1),其中,所述识别系统(700)包括至少一个金属传感器。
6.根据权利要求4和5中任一项所述的自动化设备(1),其中,所述识别系统(700)包括至少一个传感器,用于感测形成所述支撑物(8)的材料的密度。
7.根据权利要求4至5中任一项所述的自动化设备(1),其中,所述识别系统(700)包括至少一个磁力计。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的自动化设备(1),其中,所述抽吸构件(24)包括限定真空室的至少一个密封设备(25)和所述框架(14)的组成板(39)。
9.根据权利要求8所述的自动化设备(1),其中,所述密封设备(25)被构造成同时参与由所述抽吸构件(24)产生的减压以及所述自动化设备(1)运动的设置。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的自动化设备(1),其中,所述控制单元(34)构造成控制所述工具(13)。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的自动化设备(1),其中,所述控制单元(34)构造成控制所述抽吸构件(24)。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的自动化设备(1),其特征在于,
所述自动化设备包括存储单元(77),用于存储所述支撑物(8)的一组位置。
13.根据权利要求12所述的自动化设备(1),其特征在于,所述自动化设备包括控制模块(78),所述控制模块被配置为将所述自动化设备(1)在所述建筑面板(2)上的瞬时位置与存储在所述存储单元(77)中的所述支撑物(8)的至少一个位置进行比较。
14.一种组件,包括根据前述权利要求中的至少一项所述的自动化设备(1)和远离所述自动化设备(1)的识别系统(700),所述自动化设备(1)的控制单元(34)与所述识别系统(700)通信,以接收与所述建筑面板(2)的支撑物(8)的位置有关的数据项。
15.一种用于通过根据前述权利要求中任一项所述的自动化设备(1)在建筑面板(2)上进行机械操作的方法,其特征在于,所述方法至少包括:
使所述自动化设备(1)移动的步骤(100),
识别所述建筑面板(2)的支撑物(8)的步骤(200),
使用所述工具(13)以在所述建筑面板(2)上进行机械操作的步骤(300),所述机械操作是将所述建筑面板(2)紧固到所述支撑物(8)的操作,切割所述建筑面板(2)的操作或对所述建筑面板(2)进行打磨的操作。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,识别所述支撑物(8)的步骤(200)包括检测制成所述支撑物(8)的材料的子步骤(210)。
17.根据权利要求15所述的方法,其中,识别所述支撑物(8)的的步骤(200)包括接收和记录所述支撑物(8)的一组位置的子步骤(220)。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,包括将所述自动化设备(1)在所述建筑面板(2)上的瞬时位置与所述支撑物(8)的该组位置进行比较的步骤(400)。
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