CN113650300B - 分离装置及分离方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种分离装置,包括用于振动工件的振动机构、以及用于检测工件第二部分的振动频率的检测机构;通过检测机构获取第二部分的共振频率后,振动机构使得工件在该频率下振动;由于第二部分在其特定的共振频率下振动时,其产生的振动幅度最大,随着第二部分在该频率下不断振动,第二部分和第一部分的连接位置受到破坏,从而快速、简单地实现第一部分和第二部分的分离。本申请还公开了一种分离方法,用于分离工件的第一部分和第二部分,包括获取第二部分共振频率的第一步骤,以及使得工件以共振频率振动的第二步骤,当工件在该频率下振动时,第二部分受共振影响,其振动产生的振动幅度大,易于第一部分和第二部分脱离。
Description
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域,尤其是一种分离装置及分离方法。
背景技术
在3D打印过程中,标的物不同高度位置处的水平尺寸不同时,需要通过打印支架,作为不同水平尺寸位置的基台。
具体可参照图1,图示了一种简单的、通过3D打印构成的标的物10',由两个圆柱体11'和12'构成;处于下方的圆柱体11'的半径小于处于上方的圆柱体12'的半径。可知,为避免受打印材料自重影响导致打印物在打印过程中变形,3D打印过程中,通常是由下往上进行打印的。当标的物处于上方的结构水平延伸时,延伸出来的部分在水平方向凸出于下方的结构,此时,凸出的部分下方没有支撑,受打印材料自重影响,容易变形。
为此,继续参照图2,图示了一种具有支架13'的物件,支架13'能够辅助半径较小的圆柱体11',作为半径较大的圆柱体12'的基座。简单来说,在3D打印机构建圆柱体12'前,先于圆柱体11'周围构建多个支架13',并使得这些支架13'处于圆柱体12'在水平面上的投影之内,随后,于圆柱体11'和支架13'上构建圆柱体12'。如此,支架13'能够起到支撑作用,从而方便上方的结构成型。
但是,支架并非最终标的物所需的部分,因此,打印完成后,需要去除支架。
现有技术中,通常由人工手动掰断支架,或者,通过切割刀具切除支架。这些去除支架的方式费时费力,且容易损害标的物所需的部分。
发明内容
本申请的目的是在于克服现有技术中存在的不足,提供一种分离装置。为实现以上技术目的,本申请提供了一种分离装置,用于分离工件的第一部分和第二部分,其包括:振动机构,用于振动工件;检测机构,用于检测工件的第二部分的振动频率;通过检测机构获取第二部分的共振频率后,振动机构使工件以共振频率振动,以便于分离第一部分和第二部分;其中,振动机构包括:载台,用于承接工件,载台悬空并倒置,载台承托工件的第一部分,使得工件的第二部分处于第一部分的下方;固定组件,用于固定载台上的工件;驱动组件,驱动组件用于驱动载台振动、进而带动载台上的工件振动,或者,用于驱动载台上的工件振动;驱动组件与检测机构相连;驱动组件包括第一振动组件和第二振动组件;工件上料后,第一振动组件驱动载台振动,从而配合检测机构,获得第二部分的共振频率;第二振动组件作用于第二部分,使得第二部分以共振频率振动。
分离装置还包括:转动机构,连接载台,用于驱动载台转动;废料框,废料框设于载台下方,用于收集脱离的第二部分;变相间,变相间内填充有介质,介质为液体,振动机构振动工件时,工件处于变相间内、并与介质接触,工件在介质中振动,介质作用于工件,以便于第一部分和第二部分分离。
进一步地,振动机构驱动工件沿第一方向往复运动;工件的第二部分沿第二方向设置在工件的第一部分上;第一方向与第二方向相交。
进一步地,振动机构还驱动工件沿第三方向往复运动;第三方向平行于第二方向。
进一步地,检测机构采用声波传感器;工件振动时,工件的第二部分产生机械振动,声波传感器能够采集第二部分的机械振动、并将机械振动转化为电信号。
进一步地,工件共振时间T后,和/或,工件共振N次后,转动机构控制工件做旋转运动,以便于第二部分和第一部分分离;其中,T大于0,N为不小于1的自然数。
进一步地,介质为非牛顿流体或者油。
本申请还提供了一种分离方法,用于分离工件的第一部分和第二部分,其包括如下步骤,
S1.获取工件的第二部分的共振频率:
载台承接工件,使得工件的第二部分处于第一部分的下方;
固定组件固定工件;
第一振动组件驱动载台振动,配合检测机构,获得第二部分的共振频率;
S2.使得工件以共振频率振动,以便于分离第一部分和第二部分:
将工件置入液体介质中;
第二振动组件作用于第二部分,使得第二部分在所述介质中以共振频率振动,介质作用于工件,以便于第一部分和第二部分分离;
S3:工件共振时间T后,和/或,工件共振N次后,转动机构驱动载台转动,使得工件做旋转运动,以便于第二部分和第一部分分离;其中,T大于0,N为不小于1的自然数。
进一步地,S1包括:
S1-1.使得工件以振动频率H1振动,获得第二部分的振动幅度L1;
S1-2.使得工件以振动频率H2振动,获得第二部分的振动幅度L2;
S1-3.使得工件以振动频率H3振动,获得第二部分的振动幅度L3;
……
S1-n.使得工件以振动频率Hn振动,获得第二部分的振动幅度Ln;
其中,在振动频率Ha下,第二部分的振动幅度La最大,振动频率Ha即第二部分的共振频率。
进一步地,振动频率H1、H2、H3……Hn递增。
进一步地,振动频率H1、H2、H3……Hn等差递增。
进一步地,S1还包括:
第一测试阶段,使得工件以振动频率H1’、H2’、H3’……振动,获得第二部分的振动幅度L1’、L2’、L3’……振动频率H1’、H2’、H3’……等差递增,且任意两个相邻的振动频率的差值为A,获得在振动频率Ha’下,第二部分的振动幅度La’最大;
第二测试阶段,使得工件以振动频率H1''、H2''、H3''……振动,获得第二部分的振动幅度L1''、L2''、L3''……振动频率H1''、H2''、H3''……等差递增,且任意两个相邻的振动频率的差值为B;
其中,Ha-1’<H1''<Ha+1’,B<A。
进一步地,S1和/或S2中,至少工件的第二部分沿第一方向往复运动;第二部分沿第二方向设置在工件的第一部分上;第一方向与第二方向相交。
进一步地,S1和/或S2中,至少工件的第二部分还沿第三方向往复运动;第三方向平行于第二方向。
本申请提供了一种分离装置,用于分离工件的第一部分和第二部分,包括用于振动工件的振动机构、以及用于检测工件第二部分的振动频率的检测机构;通过检测机构获取第二部分的共振频率后,振动机构使得工件在该频率下振动;由于第二部分在其特定的共振频率下振动时,其产生的振动幅度最大,随着第二部分在该频率下不断振动,第二部分和第一部分的连接位置受到破坏,从而快速、简单地实现第一部分和第二部分的分离。
本申请还提供了一种分离方法,用于分离工件的第一部分和第二部分,包括获取第二部分共振频率的第一步骤,以及使得工件以共振频率振动的第二步骤,当工件在该频率下振动时,第二部分受共振影响,其振动产生的振动幅度大,易于第一部分和第二部分脱离。
附图说明
图1为一种通过3D打印机构建而成的标的物;
图2为一种通过3D打印机构建而成的打印物;
图3为本申请提供的一种分离装置;
图4为本申请提供的另一种振动机构;
图5为本申请提供的另一种分离装置;
图6为本申请提供的一种分离方法;
图7为本申请提供的一种获取工件第二部分共振频率的方法。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
本申请提供了一种分离装置,用于分离工件10的第一部分11和第二部分12。
首先需要解释的是,工件10包括第一部分11和第二部分12,本申请提供的分离装置主要用于将第一部分11和第二部分12分离,也可以理解为,使得第二部分12脱离第一部分11。通常,第二部分12为工件10上不需要的部分,而第一部分11为分离后需要保留的部分。
一具体实施例中,工件10为通过3D打印机构建而成的打印物,打印物包括有效的标的物部分和无效的、需要去除的支架部分。此时,可以将标的物部分认为是本申请所述的第一部分11,而将支架部分认为是本申请所述的第二部分12。
其他实施例中,工件10也可以是其他具有待分离部分的物品。
如,工件10可以是设置有多个装载物的工装。可知,在工装运输过程中,为避免装载物从工装上脱离,可将装载物卡设在工装表面设置的工位上。取下装载物时,需要对装载物或者工装施加一定的力,才能解除二者的连接。
又如,工件10可以是拼接而成的物品,类似于搭建在一起的乐高玩具。此时,工件10具有多个部件组装在一起,亦需要一定的外力作用,才能解除各个部件的连接。
还如,工件10可以是粘接的物品,类似于储存有废料的废料箱、设置有身份指示部件的待测物品等。此时,待分离的部分可能堆积在需要保留的部分的角落里,或者,待分离的部分因为质量小,受分子间引力的影响,沾附在需要保留的部分表面。此时,亦需要一定的外力作用,才能使得待分离的部分脱离需要保留的部分。
本申请并不限定工件10的具体类别。
参照图3,本申请提供的分离装置包括:振动机构20,用于振动工件10;检测机构30,用于检测工件10的第二部分12的振动频率;通过检测机构30获取第二部分12的共振频率后,振动机构20使工件10以共振频率振动,以便于分离第一部分11和第二部分12。
需要解释的是,共振是指一物理系统在特定频率下,比其他频率以更大的振幅做振动的情形。而共振频率即上述“特定频率”。当物理系统在其共振频率下振动时,其振幅最大。
由此可知,若物理系统持续在其共振频率下振动,该物理系统会受到强烈的动应力,进而导致其结构变形,甚至导致其结构被破坏。
本申请所述工件10中,可以将第一部分11和第二部分12分别看作是一个物理系统。通过检测机构30获得第二部分12的共振频率后,至少使得第二部分12在该频率下振动;此时,第二部分12运动的振幅最大,尤其是第二部分12与第一部分11的连接位置,会因为第一部分11和第二部分12的相对运动受到破坏,从而便于第二部分12从第一部分11上脱离。
当然,容易想到的,也可以通过检测机构获取第一部分11的共振频率,再通过振动机构20至少使得第一部分11在该频率下振动;此时,第一部分11运动的振幅最大,以便于破坏第一部分11和第二部分12上的连接位置。
还容易想到的,不论是获取第二部分12的共振频率后,还是获取第一部分11的共振频率后,可以使得第一部分11和第二部分12均在该频率下振动,只要第一部分11和第二部分12的共振频率不一致,同样能够实现二者的分离。
需要补充的是,当物体以其特定的共振频率振动时,物体剧烈振动极有可能损害自身的结构。因此,采用共振方法实现工件10中第一部分11和第二部分12的分离时,优选对不再需要、或者没有价值的部分进行共振,从而避免损害有效部分。
一具体实施例中,工件10为通过3D打印机构建而成的打印物,包括标的物部分和支架部分。由于支架部分是实际不再需要的部分,因此,将标的物部分作为第一部分11,而支架部分作为第二部分12,通过获取支架部分的共振频率,至少使得支架部分共振,即可高效地实现标的物部分和支架部分的分离。
具体地,该实施例中,获得支架部分的共振频率后,可以使得打印物的标的物部分和支架部分同时在该频率频率下振动。由于标的物部分和支架部分的体积、结构不同,二者特定的共振频率也不同;所以,在支架部分的共振频率下,支架部分的振动幅度大于标的物部分的振动幅度。由于支架部分虚接在标的物部分上,二者的连接位置部分中空,支架部分剧烈振动时,连接位置容易断裂,从而使得支架部分脱离标的物部分。
当然,该实施例中,获得支架部分的共振频率后,振动机构20可以仅作用于支架部分,使得支架部分在该频率下振动。此时,支架部分相对标的物部分发生剧烈振动,亦能够使得二者的连接位置受损,直至二者分离。
为获取第二部分12的共振频率,一实施方式中,可以先通过振动机构20使得工件10振动,进而通过检测机构30采集第二部分12的振动幅度。该实施方式中,振动机构20多次向第二部分12输入不同频率的振动波,检测机构30不断采集第二部分12的振动幅度,最终获得的最大振幅即第二部分12特定的共振频率。
获得所需的共振频率后,振动机构20调整至以该频率向工件10输入振动波,使得第二部分12在该频率下剧烈振动,最终实现第一部分11和第二部分12的分离。
其他实施方式中,也可以采用其他振动发生器,通过其他振动发生器配合检测机构30,先获得所需的第二部分12的特定共振频率,再通过振动机构20实现共振分离。
其中,振动机构20包括:载台21,用于承接工件10;固定组件22,用于固定载台21上的工件10;驱动组件23,用于驱动载台21振动,进而带动载台21上的工件10振动,或者,用于驱动载台21上的工件10振动。
载台21至少能够承接一个工件10。一些实施例中,为提高分离效率,载台21也可以同时承接多个工件10。
固定组件22可以设置在载台21上,也可以设置在载台21外侧,只要能够夹紧工件10,并保证工件10受到载台21振动的影响、随载台21振动即可。固定组件22可以采用夹具,包括用于夹紧工件10的至少两个夹板,以及驱动夹板相对运动的夹持驱动件(如气爪);工件10被输送至载台21上后,夹持驱动件驱动夹板相互靠近,使得夹板将工件10夹紧;载台21振动时,夹具随载台21同步振动,进一步带动工件10同步振动。或者,固定组件22可以采用吸盘,能够将工件10吸附在载台21上。还或者,固定组件22可以采用多个限位块,限位块围设成可卡紧工件10的容置框,工件10进入载台21时,直接卡在容置框中,通过容置框亦能够固定工件10。本申请不对固定组件22的具体结构做限定。
通过设置固定组件22,一方面,能够固定工件10在载台21上的位置,避免工件10振动过程相对载台21移动,保证工件10随载台21稳定振动;另一方面,能够更好地将载台21的振动传递给工件10。
驱动组件23可以采用振动发生器,能够驱使载台21或者工件10沿一个或者多个方向往复运动。
需要补充的是,驱动组件23能够驱载台21或者工件10沿竖直方向往复运动,也能够驱载台21或者工件10沿水平方向往复运动,还能够驱使驱载台21或者工件10沿倾斜方向往复运动,或者,驱使载台21或者工件10沿曲线往复运动。
为方便第一部分11和第二部分12脱离,驱动组件23可以驱动载台21或者工件10沿与第一部分11和第二部分12连接方向相垂直的方向运动。
具体地,振动机构20驱动工件10沿第一方向往复运动;工件10的第二部分12沿第二方向设置在工件10的第一部分11上;第一方向与第二方向相交。例如,图1和图2所示的实施例中,工件10为3D打印机构建而成的打印物,第一部分11为其中的标的物部分(圆柱体11’和12’),第二部分12为其中的支架部分(支架13’)。图中,支架13’沿竖直方向设置在两个圆柱体11’和12’构成的标的物部分上。因此,振动机构20可以驱动工件10沿水平面内任意方向振动。或者,振动机构20也可以驱动工件10沿区别于竖直方向的任意方向进行振动。此时,工件10的振动使得第二部分12具备沿第一方向变形的力,该力的方向作用于连接位置,更易于第一部分11和第二部分12分离。
通过沿区别于第二方向的方向往复振动工件10后,可能出现连接位置部分断裂,但部分依然相连的情况,为进一步刺激第一部分11和第二部分12的连接位置、致使二者分离,振动机构20还驱动工件10沿第三方向往复运动;第三方向平行于第二方向。
例如,图1和图2所示的实施例中,振动机构20除了驱动3D打印物品沿水平方向往复运动,作用一段时间后,或者,同时,振动机构20驱动3D打印物品沿竖直方向往复运动,以便于连接位置的断裂和脱离。
第一种实施方式中,参照上文,振动机构20具备两种用途,一:配合检测机构30获取第一部分11或者第二部分12的特定振动频率;二:以特定共振频率振动工件10。
第二种实施方式中,参照上文,振动机构20仅具备以特定共振频率振动工件10的用途。
不论如何,振动机构20均具有与检测机构30信息交互的功能。因此,振动机构20的驱动组件23与检测机构30相连,驱动组件23与检测机构30的连接方式通常为电连接。
例如,驱动组件23包括:控制器231,用于接收检测机构30的检测信号,并将检测信号转化为控制载台21振动的控制信号;放大器232,用于接收控制器231的控制信号、并放大控制信号;发生器233,用于接收经过放大的控制信号,并驱使载台21或者工件10振动。
具体地,控制器231可以是PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器),检测机构30与之电连接。例如,在获取第二部分12的特定共振频率的过程中,检测机构30持续监测第二部分12的振幅,并将之反馈给控制器231,直至控制器231判断出第二部分12的最大振幅,从而确定第二部分12的特定共振频率。随后,控制器231将获得的振幅信息,转化为控制发生器233输出特定振动波的电信号。电信号经过放大器232放大后,发生器233使得载台21带动工件10以特定的振动频率振动。
需要补充的是,发生器233可以直接作用于载台21,通过载台21带动整个工件10振动,由于该振动频率是第一部分11或者第二部分12的共振频率,所以,工件10振动过程中,仅仅是具有该共振频率的部分高强度振动、实现分离。
其他实施例中,获得共振频率后,发生器233还可以直接作用于具有该特定振动频率的部分,仅使得该部分发生高强度振动,进而实现分离。
以上述第一种实施方式为例,进行说明。
在工件10第一次上料时,驱动组件23使得载台21以振动频率H1振动,H1大于0Hz。其中,可选地,为避免无效的检测次数过多,在获取共振频率前,可以预先查询一下类似物件的特定振动频率,根据查询资料,采用其中较为接近一个数值作为H1。检测机构30检测工件10的第二部分12,获取在振动频率H1下,第二部分12的第一个振动幅度。随后,驱动组件23使得载台21以振动频率H2振动,H2大于H1,检测机构30获取第二个振动幅度……以此类推,驱动组件23输出的振动频率越来越大,以便于检测机构30获取多组振动幅度变化的数据。在此过程中,可能出现的一种情况是,随着驱动组件23输出的振动频率越来越大,检测机构30获得的第二部分12的振动幅度在到达某一最高值后,开始变小。此时,该最高值就是第二部分12的最大振动幅度,造成该最高值的振动频率,即第二部分12的共振频率。
获得共振频率后,驱动组件23驱使载台21以该频率振动,使得第一部分1和第二部分12同步振动,进而分离工件10上的第二部分12。或者,驱动组件23作用于工件10,至少使得第二部分12以该频率振动,从而分离工件10上的第二部分12。
容易理解的,由于检测受现有设备精度的影响,并且在检测过程中,振动频率H1、H2……递增的幅度不可能无限小,因此,本申请所述的第二部分12的共振频率,指利用现有的、可检测振动幅度的检测装置,在有限的检测次数内,能够获得的第二部分12的最大振动幅度所对应的振动频率。该共振频率未必是理论或者理想状态下、第二部分12应有的共振频率。简单来说,本申请所述的“第二部分12的共振频率”,为通过检测获得的、一定数量的检测数据中,第二部分12振动幅度最大时对应的振动频率。
综上,振动机构20和检测机构30的配合,即通过振动机构20不断改变振动频率,使得检测机构30获取第一部分11或者第二部分12的最大振动幅度。
一具体实施例中,驱动组件23每次改变振动频率时,可以通过递增振动频率进行尝试。同时,每次增加的数值可以是恒定的,即H1、H2、H3……构成等差数。例如,H1为10Hz,H2为20Hz,H3为30Hz,H4为40Hz……以此类推。其中,差值可以根据预先查询的资料进行确认。另外,当以差值A增加振动频率,获得在振动频率Hn下,第二部分12的振动幅度最大时,为精确共振频率,可以以Hn为基础,缩小差值,以便于找到更适合的共振频率。例如,差值A为10Hz,Hn为40Hz时,可以调整差值为1Hz,并以Hn-1为第二轮配合的初始振动频率,以31Hz、32Hz、32Hz……41Hz、42Hz、43Hz……以此类推。通过多次校准,能够获得更精确的共振频率,以便于更高效地实现第二部分12的分离。
在第一种实施方式中,驱动组件23可以仅包括一组振动组件,该振动组件可以看作是一个振动发生器,用于驱动载台21振动。一方面,该振动组件能够配合检测机构30获得所需的共振频率,另一方面,该振动组件能够驱动载台21、带动工件10以该振动频率振动。此时,振动组件同时起到了获取信息和实现分离两种作用。
或者,参照图4,驱动组件23可以包括第一振动组件234和第二振动组件235;工件10上料后,第一振动组件234配合检测机构30,获得工件10的第二部分12的共振频率;第二振动组件235使得第二部分12以共振频率振动。
例如,第一振动组件234可以是一个振动发生器,用于驱动载台21振动,从而配合检测机构30获得所需的共振频率,起到获取信息的作用。而第二振动组件235可以是声波发生器,能够发出设定频率的声波,进而直接作用于第二部分,起到实现分离的作用。
这些振动组件除了能够采用发出机械波、声波的机构,还能够采用发出微波、光波等物理波的机构。可以根据工件10的结构、材质、特性进行选择。必要时,除了可以在空气介质中进行共振,还可以在液体或者固体介质中实现共振。
在上述第二种实施方式中,振动机构20和检测机构30不具备获取共振频率的配合作用。检测机构30通过其他方式获取有关第二部分12振动幅度的信息后,可以直接计算出所需的共振频率,再将之反馈给振动机构20,以便于振动机构20至少使得工件10的第二部分12在该频率下振动。或者,检测机构30获取有关第二部分12振动幅度的信息后,将检测信息反馈给振动机构20的控制器231,由控制器231计算出所需的共振频率后,发出控制信号,再通过放大器232将控制信号增大并传递给发生器233,最终实现工件10的共振分离。
其中,检测机构30可以采用声波传感器;工件10振动时,工件10的第二部分12产生机械振动,声波传感器能够采集第二部分12的机械振动、并将机械振动转化为电信号。
容易理解的,机械振动时,会引起周围弹性介质(气体、液体、固体)中质点的振动,并由近及远地向四面八方传播,构成声波。声波作用于声波传感器的鼓膜,通过鼓膜振动,声波传感器能够将其转化为对应的电信号。控制器能够接收并将电信号转化为数字信号、或者其他控制器能够阅读并进行分析的信号,最终获得第二部分12的振动幅度,进而计算第二部分12的共振频率。
通过共振,使得第一部分11和第二部分12之间的连接失效,可能会出现第一部分11和第二部分12未完全分离,或者,分离的部分附着在另一部分上、妨碍其他待分离部分的分离等情况。为方便待分离部分离开另一部分,一实施方式中,可以将载台21悬空并倒置。
参照图5,载台21承托工件10的第一部分11,使得工件10的第二部分12处于第一部分11的下方。其中,工件10的第二部分12即需要分离的、可破坏的部分。通过倒置载台21,载台21上工件10的第二部分12朝下,受自身重力影响,第二部分12具有向下掉落的趋势。一旦第二部分12与第一部分11的连接位置松动,第二部分12的自重能够进一步加快其从第一部分11上脱离。当第二部分12与第一部分11的连接解除,第二部分12会自然掉落,从而避免干扰其他待分离的第二部分12,并避免损害第一部分11。
进一步地,载台21悬空设置时,可以在载台21下方设置废料框50,以便于收集脱离的第二部分12。
其他实施方式中,参照图3,分离装置还包括转动机构40;工件10共振时间T后,和/或,工件10共振N次后,转动机构40控制工件10做旋转运动,以便于第二部分12从第一部分11上分离;其中,T大于0,N为不小于1的自然数。
简单来说,获取第二部分12的共振频率后,振动机构20至少驱动第二部分12以该频率振动一定时间(T),一般情况下,经过时长T的共振后,第二部分12可以完全从第一部分11上分离。或者,获取第二部分12的共振频率后,振动机构20至少驱动第二部分12以该频率振动一定次数(N),一般情况下,经过N次共振后,第二部分12可以完全从第一部分11上分离。
但出现意外,仍有部分第二部分12未完全脱离第一部分11,或者,脱离的第二部分12附着在第一部分11上时,转动机构40启动,驱使工件10旋转,以便于第二部分12完全脱离第一部分11。
容易理解的,当工件10匀速旋转时,第二部分12会做离心运动,从而具有沿旋转路径径向运动的趋势。随着工件10不断旋转,至少部分连接解除的第二部分12能够方便地从第一部分11上脱离。
或者,在工件10以共振频率振动一定时间(T)或者一定次数(N)后,转动机构40控制工件10做第一次旋转运动。接着,工件10再次以共振频率振动一定时间或者一定次数。随后,转动机构40控制工件10做第二次旋转运动……通过交替进行共振和旋转,实现第二部分12的分离。
进一步地,为避免工件10的旋转损害第一部分11,转动机构40可以在固定第一部分11后,对工件10进行旋转。
例如,转动机构40可以连接载台21,需要旋转时,转动机构40驱动载台21转动。此时,载台21上的固定组件22用于固定工件10的第一部分11,因此,旋转过程中,第一部分11受到的固定组件22的固定力相当于向心力,能够避免第一部分11离心运动。而第二部分12因为没有固定,受到离心力,最终脱离第一部分11。其中,转动机构40可以采用电机、旋转气缸等驱动构件。
又例如,转动机构40包括:抓取组件41,用于获取振动机构20中的工件10;旋转驱动组件42,连接抓取组件41、并能够驱动抓取组件41旋转,进而带动工件10旋转。
其中,抓取组件41可以采用夹爪或者吸盘。工件10需要旋转时,振动机构20停止工作,抓取组件41取出振动机构20中的工件10;随后,旋转驱动组件42驱动抓取组件41、带动工件10旋转。旋转驱动组件42可以采用电机、旋转气缸等驱动构件。
进一步地,转动机构40还包括避位驱动组件43,连接连接抓取组件41、并能够驱动抓取组件41靠近或远离振动机构20。工件10需要旋转时,避位驱动组件43先驱动抓取组件41靠近振动机构20,以便于抓取组件41获取工件10,随后,避位驱动组件43驱动抓取组件41远离振动机构20,避免工件10旋转时受到振动机构20的干涉。待工件10完全脱离振动机构20,旋转驱动组件42驱动抓取组件41、带动工件10旋转。
进一步地,抓取组件41抓取工件10时,抓取工件10的第一部分11,进而为第一部分11的旋转提供一个向心力。
进一步地,抓取组件41抓取工件10时,可以使得工件10悬空,并使得工件10的第二部分12在下,以便于第二部分12受自重影响向下掉落。
可选地,分离装置还包括变相间,变相间内填充有介质;振动机构20振动工件10时,工件10处于变相间内、并与介质接触;工件10在介质中振动,介质作用于工件10,以便于第一部分11和第二部分12分离。
一实施方式中,仅用于实现工件10共振的振动机构20设置在变相间内。具体地,获得工件10的共振频率后,将该工件10置入处于在变相间内的振动机构20上,由振动机构20以共振频率振动该工件10,实现于第一部分11和第二部分12的分离。
另一实施方式中,检测机构30和振动机构20均处于变相间内、与介质接触,待分离的工件10进入变相间后,在变相间内检测共振频率、并完成共振分离。
其中,介质可以是气体,也可以是液体(如非牛顿流体)。介质具有一定浓度。工件10进入介质后,介质接触工件10,与工件10相互作用。工件10静止时,工件10在介质中,二者的状态相对平衡。工件10振动时,带动介质流动;由于工件10在其往复运动的过程中不断与介质碰撞,介质会给工件10一定的压力,进而辅助第一部分11和第二部分12分离。
具体地,介质可以采用油。此时,油不仅能够作用于工件10、使得工件10表面受力,还能够润滑或者保养工件10。
本申请提供了一种分离方法,用于分离工件10的第一部分11和第二部分12。
首先需要解释的是,工件10包括第一部分11和第二部分12,本申请提供的分离装置主要用于将第一部分11和第二部分12分离,也可以理解为,使得第二部分12脱离第一部分11。通常,第二部分12为工件10上不需要的部分,而第一部分11为分离后需要保留的部分。
一具体实施例中,工件10为通过3D打印机构建而成的打印物,打印物包括有效的标的物部分和无效的、需要去除的支架部分。此时,可以将标的物部分认为是本申请所述的第一部分11,而将支架部分认为是本申请所述的第二部分12。
其他实施例中,工件10也可以是其他具有待分离部分的物品。
如,工件10可以是设置有多个装载物的工装。可知,在工装运输过程中,为避免装载物从工装上脱离,可将装载物卡设在工装表面设置的工位上。取下装载物时,需要对装载物或者工装施加一定的力,才能解除二者的连接。
又如,工件10可以是拼接而成的物品,类似于搭建在一起的乐高玩具。此时,工件10具有多个部件组装在一起,亦需要一定的外力作用,才能解除各个部件的连接。
还如,工件10可以是粘接的物品,类似于储存有废料的废料箱、设置有身份指示部件的待测物品等。此时,待分离的部分可能堆积在需要保留的部分的角落里,或者,待分离的部分因为质量小,受分子间引力的影响,沾附在需要保留的部分表面。此时,亦需要一定的外力作用,才能使得待分离的部分脱离需要保留的部分。
本申请并不限定工件10的具体类别。
参照图3,本申请提供的分离方法包括如下步骤:
S1.获取工件10的第二部分12的共振频率;
S2.使得工件10以共振频率振动,以便于分离第一部分11和第二部分12。
需要解释的是,共振是指一物理系统在特定频率下,比其他频率以更大的振幅做振动的情形。而共振频率即上述“特定频率”。当物理系统在其共振频率下振动时,其振幅最大。
由此可知,若物理系统持续在其共振频率下振动,该物理系统会受到强烈的动应力,进而导致其结构变形,甚至导致其结构被破坏。
本申请所述工件10中,可以将第一部分11和第二部分12分别看作是一个物理系统。获取工件10上第二部分12的共振频率后,至少使得第二部分12在该频率下振动;此时,第二部分12运动的振幅最大,尤其是第二部分12与第一部分11的连接位置,会因为第一部分11和第二部分12的相对运动受到破坏,从而便于第二部分12从第一部分11上脱离。
当然,容易想到的,为使第一部分11和第二部分12分离,也可以通过获取第一部分11的共振频率,至少使得第一部分11在该频率下振动,进而分离第一部分11和第二部分12。
还容易想到的,不论是获取第二部分12的共振频率后,还是获取第一部分11的共振频率后,可以使得第一部分11和第二部分12均在该频率下振动,只要第一部分11和第二部分12的共振频率不一致,同样能够实现二者的分离。
需要补充的是,当物体以其特定的共振频率振动时,物体剧烈振动极有可能损害自身的结构。因此,采用本申请提供的分离方法实现工件10中第一部分11和第二部分12的分离时,优选对不再需要、或者没有价值的部分进行共振,从而避免损害有效部分。
一具体实施例中,工件10为通过3D打印机构建而成的打印物,包括标的物部分和支架部分。由于支架部分是实际不再需要的部分,因此,将标的物部分作为第一部分11,而支架部分作为第二部分12,通过获取支架部分的共振频率,至少使得支架部分共振,即可高效地实现标的物部分和支架部分的分离。
具体地,该实施例中,获得支架部分的共振频率后,可以使得打印物的标的物部分和支架部分同时在该频率频率下振动。由于标的物部分和支架部分的体积、结构不同,二者特定的共振频率也不同;所以,在支架部分的共振频率下,支架部分的振动幅度大于标的物部分的振动幅度。由于支架部分虚接在标的物部分上,二者的连接位置部分中空,支架部分剧烈振动时,连接位置容易断裂,从而使得支架部分脱离标的物部分。
当然,该实施例中,获得支架部分的共振频率后,也可以仅使得支架部分在该频率下振动。此时,支架部分相对标的物部分发生剧烈振动,亦能够使得二者的连接位置受损,直至二者分离。
为获取第二部分12的共振频率,参照图4,S1包括:
S1-1.使得工件10以振动频率H1振动,获得第二部分12的振动幅度L1;
S1-2.使得工件10以振动频率H2振动,获得第二部分12的振动幅度L2;
S1-3.使得工件10以振动频率H3振动,获得第二部分12的振动幅度L3;
……
S1-n.使得工件10以振动频率Hn振动,获得第二部分12的振动幅度Ln;
其中,在振动频率Ha下,第二部分12的振动幅度La最大,振动频率Ha即第二部分12的共振频率。
具体地,待处理的工件10上料后,先使得该工件10以振动频率H1振动,此时,H1大于0Hz。可选地,为避免无效的检测次数过多,在获取共振频率前,可以预先查询一下类似物件的特定振动频率,根据查询资料,采用其中较为接近一个数值作为H1。工件10振动过程中,第二部分12机械振动,产生振动波,通过检测该振动波,即可获知第二部分12在振动频率H1下的振动幅度L1。通过增大或者减小H1,得到振动频率H2,对应进行检测,获知振动幅度L2。再通过增大或者减小H2,对应进行检测,获知振动幅度L3……
当振动频率H1、H2、H3……Hn是随机但不同的数值时,可能出现的情况是,将第二部分12的振幅变化统计成图时,上述数据连接成没有规律的折线。当获得的第二部分12的振动幅度的数值足够多时,择出其中的最大值,即可作为第二部分12的共振频率。当统计的数值不足以涵盖第二部分12的至少一个最大振幅可能出现的全部范围时,可以将已经获得的最大值(该最大值接近查询资料中类似物件的最大振幅)所对应的振动频率作为基础,通过不断减小或者增大该振动频率,最终获得较为精准的共振频率。
更具体地,当振动频率H1<振动频率H2,而振动幅度L1<振动幅度L2时,优选设置振动频率H3>振动频率H2,以便于获取共振频率。即使得振动频率H1、H2、H3……Hn递增。直至出现振动频率Ha-1<振动频率Ha<振动频率Ha+1,振动幅度La-1<振动幅度La,但振动幅度La>振动幅度La+1的情况;此时,振动幅度La为当前检测范围内得到的一个最大振幅,其对应的振动频率Ha就是当前检测范围内获得的最精确的共振频率。
但是,容易理解的,由于检测受现有设备精度的影响,并且在检测过程中,振动频率H1、H2、H3……Hn递增的幅度不可能无限小,因此,本申请所述的通过检测获取的第二部分12的共振频率,指利用现有的、可检测振动幅度的检测装置,在有限的检测次数内,能够获得的第二部分12的最大振动幅度所对应的振动频率。该共振频率未必是理论或者理想状态下、第二部分12应有的共振频率。简单来说,本申请所述的“第二部分12的共振频率”,为通过检测获得的、一定数量的检测数据中,第二部分12振动幅度最大时对应的振动频率。
通过使得工件10的振动频率递增,检测机构30获得的第二部分12的振动幅度在到达某一最高值后,开始变小。此时,该最高值就是第二部分12的最大振动幅度,造成该最高值的振动频率,即可认为是当前检测过程中获得的第二部分12的共振频率。
进一步地,对第二部分12的振动幅度进行检测时,为提高检测效率,可使得振动频率H1、H2、H3……Hn等差递增。此时,任意两个相邻的振动频率的差值相等,以便于为第二部分12提供振动力的振动机构高效运行。
当然,容易想到的,为提高最终检测结果的精度,任意两个相邻的振动频率的差值越小越好。但是,任意两个相邻的振动频率的差值越小,从振动频率H1逐次递增一较小值、直至测试到振动频率Ha+1的过程中,检测次数多,检测时间长。
为此,可以将检测分为多个阶段,每个阶段中,测试使用的振动频率等差递增,任意两个相邻的振动频率的差值相同,直至获得该阶段中的一个最大振动幅度。随后,在下一阶段中,任意两个相邻的振动频率的差值相较于上一阶段中的差值变小,同时,下一阶段的第一个振动频率大于上一阶段中、获得最大振动幅度前的一个振动频率,并小于上一阶段中、获得最大振动幅度后的一个振动频率。
具体地,S1包括:第一测试阶段,使得工件10以振动频率H1’、H2’、H3’……振动,获得第二部分12的振动幅度L1’、L2’、L3’……振动频率H1’、H2’、H3’……等差递增,且任意两个相邻的振动频率的差值为A,获得在振动频率Ha’下,第二部分12的振动幅度La’最大;第二测试阶段,使得工件10以振动频率H1''、H2''、H3''……振动,获得第二部分12的振动幅度L1''、L2''、L3''……振动频率H1''、H2''、H3''……等差递增,且任意两个相邻的振动频率的差值为B;其中,Ha-1’<H1''<Ha+1’,B<A。
容易理解的,Ha-1’= Ha’- A,Ha+1’= Ha’+ A。
举例而言,假设第一测试阶段中,工件10以10Hz、20Hz、30Hz……的频率进行振动,此时,A为10。第一测试阶段结束得知,工件10在50Hz的频率下振动幅度最大。进入第二测试阶段,可以将B设置为2。此时,工件10在第二测试阶段的第一个振动频率H1''大于40Hz且小于60Hz。为方便进行连续测试,优选H1''为42Hz,也就是说,第二测试阶段中,工件10以42Hz、44Hz、46Hz……的频率进行振动。直至获得在振动频率Ha''下,第二部分12的振动幅度La''为第二测试阶段的最大值,且大于振动幅度La''>振动幅度La’。此时,振动频率Ha''比振动频率Ha’更精准,第二部分12在振动频率Ha''下的振动幅度更大。
容易想到,通过第一测试阶段获得振动频率Ha'后,能够的第二部分12的最佳共振频率大于振动频率Ha-1’且小于振动频率Ha+1’。此时,还不能确定该最佳共振频率是否大于或小于Ha'。所以,在第二测试阶段,可以使得工件10以等差递减的振动频率进行振动。延续上述的例子,第二测试阶段中,工件10以58Hz、56Hz、54Hz……的频率进行振动。
可选地,H1''= Ha-1’+ B。
一些实施方式中,通过第一测试阶段发现,第二部分12在振动频率H1’下的振动幅度L1’大于其在振动频率H2’下的振动幅度L2’,此时,继续递增振动频率无法满足需要,因此,设置振动频率H3’<振动频率H1’。此时,振动频率H1’、H3’、H4’等差递减。
可选地,H1''= Ha+1’- B。
可选地,在对工件10进行第一次振动检测时,优选采用其共振频率范围内较小的数值作为第一个振动频率,以便于简单、高效地对工件10进行振幅检测。
如有需要,S1还可以包括第三测试阶段,工件10以振动频率H1'''、H2'''、H3'''……振动,获得第二部分12的振动幅度L1'''、L2'''、L3'''……振动频率H1'''、H2'''、H3'''……等差递增或等差递减,且任意两个相邻的振动频率的差值为C。此时,在第二测试阶段中,获得在振动频率Ha''下,第二部分12的振动幅度La''最大;Ha-1''<H1'''<Ha+1''。
其中,Ha-1''= Ha''- B,Ha+1''= Ha''+ B。
可选地,H1'''= Ha-1'''+ B;或者,H1'''= Ha+1'''- B。
延续上述的例子,假设第二测试阶段中,工件10在48Hz的频率下振动幅度最大。因此,进入第三测试阶段,可以将C设置为1,使得工件10以47Hz、48HZ、49Hz的频率进行振动。
同理,若有需要,S1还可以包括第四测试阶段、第五测试阶段……等等。通过不断缩小振动频率的范围,并减小下一阶段中振动频率递增或递减的数值,能够获得更精准的共振频率。
当然,工件10进入第二测试阶段的时候,可能出现第二部分12在振动频率H1''下产生的振动幅度大于其在H2''下产生的振动幅度,此时,振动频率H1''比振动频率Ha’更精准。继续延续上述的例子,假设第二测试阶段中,工件10在42Hz的频率下振动幅度最大。进入第三测试阶段,可以将C设置为1,使得工件10以41Hz、42Hz、43Hz的频率进行振动。若从第三测试阶段中获得工件10在41Hz的频率下振动幅度最大。进入第四测试阶段,可以将D设置为0.5,工件10以40.5Hz、41Hz、41.5Hz的频率进行振动。若第四测试阶段中获得工件10在41.5Hz的频率下振动幅度最大。进入第五测试阶段,可以将E设置为0.2,工件10以41.2Hz、41.4Hz、41.6Hz、41.8Hz的频率进行振动。若第五测试阶段获得工件10在41.6Hz的频率下振动幅度最大,可知,41.6Hz是采用本方法、通过五轮测试获得的、最精准的共振频率。但是,如有需要,可还以继续进行第六测试阶段、第七测试阶段……等等。
简单来说,通过一个测试阶段,可以获得一个最大的振动幅度La,以及对应的振动频率Ha。在进入下一个测试阶段后,调整差值为X,使得下一阶段采用的第一个振动频率为Ha-1+X,第二个振动频率为Ha-1+X+X……直至获得一个新的最大振幅。或者,使得下一阶段采用的第一个振动频率为Ha+1-X,第二个振动频率为Ha+1-X-X……
当通过下一个测试阶段获得的最大振幅,与上一个测试阶段获得的最大振幅相同时,亦可以通过减小差值,进一步于再次缩小的频率范围内测试最大振幅。
当然,其他实施方式中,每获得一个最大振幅后,可将该振幅对应的振动频率作为基础,随机增大或者减小该振动频率获得下一个测试用的振动频率,直至获得一个更大的振幅,随后,以该更大振幅对应的振动频率为基础,继续随机增大或者减小该振动频率获得下一个测试用的振动频率……通过多次测试,能够获得较为精准的共振频率,实现第二部分12的高效振动分离。
在S1中,为获取第二部分12的振幅,需要振动工件10;在S2中,利用共振实现第二部分12的分离,亦需要振动工件10。振动过程中,工件10可以沿竖直方向往复运动,也可以沿水平方向往复运动,还可以沿倾斜方向往复运动,或者可以沿曲线往复运动。
进一步地,在S2中,需要通过共振破坏第一部分11和第二部分12的连接位。因此,可以使得至少工件10的第二部分12沿与第一部分11和第二部分12连接方向相垂直的方向振动。
具体地,工件10沿第一方向往复运动;工件10的第二部分12沿第二方向设置在工件10的第一部分11上;第一方向与第二方向相交。例如,图1和图2所示的实施例中,工件10为3D打印机构建而成的打印物,第一部分11为其中的标的物部分(圆柱体11’和12’),第二部分12为其中的支架部分(支架13’)。图中,支架13’沿竖直方向设置在两个圆柱体11’和12’构成的标的物部分上。因此,使得工件10沿水平面内任意方向振动。或者,使得工件10沿区别于竖直方向的任意方向进行振动。此时,工件10的振动使得第二部分12具备沿第一方向变形的力,该力的方向作用于连接位置,更易于第一部分11和第二部分12分离。
通过沿区别于第二方向的方向往复振动工件10后,可能出现连接位置部分断裂,但部分依然相连的情况,为进一步刺激第一部分11和第二部分12的连接位置、致使二者分离,振动机构20还驱动工件10沿第三方向往复运动;第三方向平行于第二方向。
例如,图1和图2所示的实施例中,振动机构20除了驱动3D打印物品沿水平方向往复运动,作用一段时间后,或者,同时,振动机构20驱动3D打印物品沿竖直方向往复运动,以便于连接位置的断裂和脱离。
需要补充的是,S2中,使得第二部分12以共振频率振动;或者,S2中,使得工件10的第一部分11和第二部分12以共振频率同步振动。
具体而言,获得第二部分12的共振频率后,可以使得工件10整体在该频率下振动,此时,第一部分11和第二部分12同步振动,由于第一部分1和第二部分12的特定共振频率不同,所以,第二部分12在该频率下剧烈振动时,第一部分11的振幅较小,不会产生损害第一部分11,第二部分12也能够从第一部分11上脱离。
或者,获得第二部分12的共振频率后,可以仅使得工件10的第二部分12以该频率振动,此时,工件10上,第二部分12相较于第一部分11剧烈振动,从而实现分离。
进一步地,S2中,在工件10以共振频率振动前,将工件10置入介质中,使得工件10在介质中振动,介质作用于工件10,以便于第一部分11和第二部分12分离。
其中,介质可以是气体,也可以是液体(如非牛顿流体)。介质具有一定浓度。工件10进入介质后,介质接触工件10,与工件10相互作用。工件10静止时,工件10在介质中,二者的状态相对平衡。工件10振动时,带动介质流动;由于工件10在其往复运动的过程中不断与介质碰撞,介质会给工件10一定的压力,进而辅助第一部分11和第二部分12分离。
具体地,介质可以采用油。此时,油不仅能够作用于工件10、使得工件10表面受力,还能够润滑或者保养工件10。
进一步地,本申请提供的分离方法还包括S3:工件10共振时间T后,和/或,工件10共振N次后,使得工件10做旋转运动,以便于第二部分12和第一部分11分离;其中,T大于0,N为不小于1的自然数。
简单来说,获取第二部分12的共振频率后,至少使得工件10的第二部分12以该频率振动一定时间(T),一般情况下,经过时长T的共振后,第二部分12可以完全从第一部分11上分离。或者,获取第二部分12的共振频率后,至少使得工件10的第二部分12以该频率振动一定次数(N),一般情况下,经过N次共振后,第二部分12可以完全从第一部分11上分离。
但出现意外,仍有部分第二部分12未完全脱离第一部分11,或者,脱离的第二部分12附着在第一部分11上时, 驱使工件10旋转,以便于第二部分12完全脱离第一部分11。
容易理解的,旋转过程中,可以为第一部分11提供一个向心力,以保证在工件10匀速旋转时,仅第二部分12做离心运动,第二部分12具有沿旋转路径径向运动的趋势。随着工件10不断旋转,至少部分连接解除的第二部分12能够方便地从第一部分11上脱离。
S3可以是一个可选的步骤。即,出现有第二部分12不能完全脱离第一部分11时,才进行一次对工件的旋转。此时,可以通过传感器或者CCD(Charge-coupled Device ,电荷耦合元件)对工件10进行检测,检测到工件10上存在需要进一步处理的第二部分12时,工件10接受旋转。
S3也可以是一个常规的步骤。
例如,在工件10以共振频率振动一定时间或者一定次数后,工件10做第一次旋转运动。接着,工件10再次以共振频率振动一定时间或者一定次数。随后,工件10做第二次旋转运动……通过交替进行共振和旋转,实现第二部分12的分离。
又例如,每次工件10以共振频率振动一定时间或者一定次数后,工件10均做一次旋转运动。
本申请提供的分离方法,可以采用上文所述的分离装置实现。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种分离装置,用于分离工件(10)的第一部分(11)和第二部分(12),其特征在于,包括:
振动机构(20),用于振动所述工件(10);
检测机构(30),用于检测所述工件(10)的第二部分(12)的振动频率;
通过所述检测机构(30)获取所述第二部分(12)的共振频率后,所述振动机构(20)使所述工件(10)以所述共振频率振动,以便于分离所述第一部分(11)和所述第二部分(12);
其中,所述振动机构(20)包括:
载台(21),用于承接工件(10),所述载台(21)悬空并倒置,所述载台(21)承托所述工件(10)的第一部分(11),使得所述工件(10)的第二部分(12)处于所述第一部分(11)的下方;
固定组件(22),用于固定所述载台(21)上的所述工件(10);
驱动组件(23),所述驱动组件(23)用于驱动所述载台(21)振动、进而带动所述载台(21)上的所述工件(10)振动,或者,用于驱动所述载台(21)上的所述工件(10)振动;
所述驱动组件(23)与所述检测机构(30)相连;
所述驱动组件(23)包括第一振动组件(234)和第二振动组件(235);
工件(10)上料后,所述第一振动组件(234)驱动所述载台(21)振动,从而配合所述检测机构(30),获得所述第二部分(12)的共振频率;
所述第二振动组件(235)作用于所述第二部分(12),使得所述第二部分(12)以所述共振频率振动;
所述分离装置还包括:
转动机构(40),连接所述载台(21),用于驱动所述载台(21)转动;
废料框(50),所述废料框(50)设于所述载台(21)下方,用于收集脱离的所述第二部分(12);
变相间,所述变相间内填充有介质,所述介质为液体,所述振动机构(20)振动所述工件(10)时,所述工件(10)处于所述变相间内、并与所述介质接触,所述工件(10)在所述介质中振动,所述介质作用于所述工件(10),以便于所述第一部分(11)和所述第二部分(12)分离。
2.根据权利要求1所述的分离装置,其特征在于,所述振动机构(20)驱动所述工件(10)沿第一方向往复运动,所述振动机构(20)还驱动所述工件(10)沿第二方向往复运动;
所述工件(10)的第二部分(12)沿第二方向设置在所述工件(10)的第一部分(11)上;
所述第一方向与所述第二方向相交。
3.根据权利要求2所述的分离装置,其特征在于,所述振动机构(20)还驱动所述工件(10)沿第三方向往复运动;
所述第三方向平行于所述第二方向。
4.根据权利要求1所述的分离装置,其特征在于,所述检测机构(30)采用声波传感器;
所述工件(10)振动时,所述工件(10)的第二部分(12)产生机械振动,所述声波传感器能够采集所述第二部分(12)的机械振动、并将所述机械振动转化为电信号。
5.根据权利要求1所述的分离装置,其特征在于,所述工件(10)共振时间T后,和/或,所述工件(10)共振N次后,所述转动机构(40)控制所述工件(10)做旋转运动,以便于所述第二部分(12)和所述第一部分(11)分离;
其中,T大于0,N为不小于1的自然数。
6.根据权利要求1所述的分离装置,其特征在于,所述介质为非牛顿流体或者油。
7.一种分离方法,其特征在于,用于分离工件(10)的第一部分(11)和第二部分(12),包括如下步骤,
S1.获取所述工件(10)的第二部分(12)的共振频率:
载台(21)承接工件(10),使得所述工件(10)的第二部分(12)处于所述第一部分(11)的下方;
固定组件(22)固定所述工件(10);
第一振动组件(234)驱动所述载台(21)振动,配合检测机构(30),获得所述第二部分(12)的共振频率;
S2.使得所述工件(10)以所述共振频率振动,以便于分离所述第一部分(11)和所述第二部分(12):
将所述工件(10)置入液体介质中;
第二振动组件(235)作用于所述第二部分(12),使得所述第二部分(12)在所述介质中以所述共振频率振动,所述介质作用于所述工件(10),以便于所述第一部分(11)和所述第二部分(12)分离;
S3:所述工件(10)共振时间T后,和/或,所述工件(10)共振N次后,转动机构(40)驱动所述载台(21)转动,使得所述工件(10)做旋转运动,以便于所述第二部分(12)和所述第一部分(11)分离;
其中,T大于0,N为不小于1的自然数。
8.根据权利要求7所述的分离方法,其特征在于,所述S1包括:
S1-1.使得所述工件(10)以振动频率H1振动,获得所述第二部分(12)的振动幅度L1;
S1-2.使得所述工件(10)以振动频率H2振动,获得所述第二部分(12)的振动幅度L2;
S1-3.使得所述工件(10)以振动频率H3振动,获得所述第二部分(12)的振动幅度L3;
……
S1-n.使得所述工件(10)以振动频率Hn振动,获得所述第二部分(12)的振动幅度Ln;
其中,在振动频率Ha下,所述第二部分(12)的振动幅度La最大,所述振动频率Ha即所述第二部分(12)的共振频率。
9.根据权利要求8所述的分离方法,其特征在于,所述振动频率H1、H2、H3……Hn递增。
10.根据权利要求8所述的分离方法,其特征在于,所述S1还包括:
第一测试阶段,使得工件以振动频率H1’、H2’、H3’……振动,获得所述第二部分(12)的振动幅度L1’、L2’、L3’……所述振动频率H1’、H2’、H3’……等差递增,且任意两个相邻的所述振动频率的差值为A,获得在振动频率Ha’下,所述第二部分(12)的振动幅度La’最大;
第二测试阶段,使得工件以振动频率H1''、H2''、H3''……振动,获得所述第二部分(12)的振动幅度L1''、L2''、L3''……所述振动频率H1''、H2''、H3''……等差递增,且任意两个相邻的所述振动频率的差值为B;
其中,Ha-1’<H1''<Ha+1’,B<A。
11.根据权利要求7所述的分离方法,其特征在于,所述S1和/或所述S2中,至少所述工件(10)的第二部分(12)沿第一方向往复运动;
所述第二部分(12)沿第二方向设置在所述工件(10)的第一部分(11)上;
所述第一方向与所述第二方向相交。
12.根据权利要求11所述的分离方法,其特征在于,所述S1和/或所述S2中,至少所述工件(10)的第二部分(12)还沿第三方向往复运动;
所述第三方向平行于所述第二方向。
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