CN114401913A - 散材传送方法及实施该方法的装置 - Google Patents

Abstract

根据一种方法，散材(17、18、19)以计量数量被传送到至少一个板件(20)上，并且通过近似垂直于板件定向的运动自板件升起以使散材有序化。板件(20)通过至少一次脉冲，优选两次连续脉冲，至少垂直于板件接触面(20’)上下移动，以使位于板件(20)上的散材(17、18、19)在每次脉冲期间自板件短时升起，这允许有效和高产率的散材传送。

Description

散材传送方法及实施该方法的装置

本发明涉及一种散材传送方法，其中散材以计量数量被传送到至少一个板件上，并且通过大致垂直于板件定向的运动自板件升起以有序化散材，还涉及一种用于执行该方法的装置。

在根据EP-A-1513749出版物的散材传送方法中，将存储装置中相互叠置的多个散材中的散材传送至机械手抓取范围内的独立分配和有序位置。一个设备设置有水平布置的摆动传送面，具有分别沿x方向和y方向前后移动散材的装置，以及沿z方向启动摆动传送面的摆动的装置。设置有相机和传感器来分别检测相互分开的散材的数量、位置和定向。处理器用于处理传感器信号并产生控制命令，包含沿x方向的摆动运动以及沿x方向连续增加的程控幅度。Z方向的摆动运动以交替方式发生，或至少部分与x方向和y方向的散材的前后传送同时并且相互协调。直至通过机械手取走散材，摆动传送面的所有运动被停下，以通过相机至少拾取瞬时图像从而确定散材的位置。

通过这种方法，可以沿不同方向移动散材并以有序和独立方式分配在摆动传送面上，使其可以被机械手独立拾取并放置在分立位置。但是，这种方法及其使用装置在处理散材过程中相对复杂，对于量化传送能力也并非特别有效。

与之相反，本发明基于的目的是进一步研发根据前序部分提及的上位类型的方法和装置，从而可以通过比较简单和紧凑的结构设计实现更有效和更高产率的散材传送。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的方法以及具有权利要求8的特征的装置加以解决。

根据本发明的方法，通过至少一次脉冲并优选两次连续脉冲，板件至少垂直于其散材支撑面上下移动，使得在每次脉冲期间位于板件上的散材被短时间举离板件，从而允许快速有效地在板件上分立放置散材，并使这些散材易于定位且其在板件上的位置可被方便可靠地检测。此后，可以相应地致动操纵器，其夹取件可以拾取散材并将其放置在装置附近的特定位置。

令人惊奇的发现是，如果启动尤其两次连续脉冲，就可以极其快速和可靠地实现散材在板件上的分配以对其进行检测，两次脉冲之间的时间间隔选择为：在第一次脉冲之后立即通过第二次脉冲将位于板件上的散材升起。

非常有利的是，板件构造成至少视觉透明，从在脉冲发生之后可以从下面图形检测位于板件上的散材的外轮廓，据此可以确定相应位置的x坐标和y坐标及其定向，并用作操纵器的夹取器的位置数值。这样，可以采用非常空间节省的方式在根据本发明的装置中集成相机、线扫描器等，从而可以方便地检测散材的相应位置。

为此，通过至少一个电磁运行调节机构来产生板件的脉冲运动，藉此调节举升量达约0.1至几毫米，并且以秒分量的相应脉冲持续时间进行。

本发明及其进一步优点将在此后参照附图基于示例性实施例更加详细地解释。图中所示：

图1是根据本发明的装置的透视图，具有其壳体的纵向分段；

图2至图6分别是根据本发明的装置的原理示意图，具有用于传送散材的方法的各个步骤；

图7是用于根据图1的本发明的装置的夹取器的纵向剖视图，以及

图8是根据图7的夹取器的分解透视图。

图1所示装置10设有侧进式填充容器11，用于接收散材。散材可以为不同类型，例如用于自动化组装机器、装置、机器构件等的供应零件，或者导入或移出加工机器例如冲、磨、钻等机器的零件。例如，对于自动周期循环的装置，循环过程中清空的接收器可以被再次进给这类零件。原则上，这些同样可以是用于例如食品、医药等领域的包装机器的零件。也可以应用于加载加工机器例如注射模机器。

该装置10包括：多部件壳体25；其填充容器11；与其交互的传送装置12；板件20；具有可调节夹取器35的至少一个操纵器30，夹取器35具有在板件20上方的枢转臂32；以及没有更详细示出的电子控制单元，用于在该装置中自动传送散材。

在所示示例性实施例中，该传送装置12采用板式传送器形式，其上设置有多个倾斜向上延伸的板13、14、15、13’、14’，，其侧面布置为呈梯级状相互平行。这些板13、14、15可以彼此独立地沿其纵向延伸方向上下摆动，由此允许逐级计量传送其上侧面的散材零件，自填充容器11直至溢出至斜面16，斜面16倾斜向下延伸直至板件20的上侧面。

这种板式传送器自为已知技术，因此不再更加详细地加以考虑。这带来的优势是，通过这种布置方式，这种梯级传送技术可以节省空间，这样装置10可以构造的更紧凑，另外，还可以快速和独立地或少量地从填充容器11周期性传送散材21。取决于散材的形状和尺寸，还可以任选调节板13、14、15、13’、14’的倾斜角度。

根据图2和图3，这些散材17、18、19通过斜面16依次传送，通常在板件20上相挨相摞，没有特定排列。

根据本发明的方法，根据图4的板件20至少垂直于其接触面20’以至少一次脉冲，优选两次连续脉冲上下移动，使得位于板件20上的散材17、18、19每次脉冲时都自其短时间升起，如图所示意。

非常有利地的是，利用这两个连续脉冲，可以在这两个脉冲之间选择这样的时间间隔，使得在第一次脉冲之后落在板件20上的散材17、18、19立即通过第二脉冲自板件升起。

利用板件20的这种上下脉冲运动控制方式，可以在小于1秒的非常短的时间间隔内获得材料17、18、19的可靠定向，如图5所表示。

每次脉冲时板件20的举升运动和脉冲持续时间至少取决于散材17、18、19的重量以及优选外形。

板件20的脉冲运动的调节和执行通过电子控制装置进行，电子控制装置优选采用集成在装置10内的计算机中的处理器的形式，具有显示器和键盘并设置有合适的软件程序。利用该控制装置，可以输入必要的参数，并可以将散材全自动地引导至装置外面的正确放置位置，如图6所示，通过夹取器35放置部件19。

脉冲运动或优选两次脉冲运动的产生通过电磁调节机构22进行，其调节冲程运动达约0.1至几毫米，这在秒分量的每次脉冲持续时间循环进行。

板件20在其四角由调节机构22支撑，调节机构22包含在板件20的外侧进行引导的抬举螺栓23，磁线圈24围绕抬举螺栓23，磁线圈24通电后以脉冲方式向上移动板件20，举升运动垂直于其接触面20’，由于其自身重量当电流切断时板件就再次降入起始位置。相应的调节机构22连接于电子控制装置以进行调节和执行脉冲运动。有利的是，在向上加速运动之后，抬举螺栓23碰撞止挡件，使其及因此板件20突然停止，因此额外促进零件的举升。

因此，在由脉冲引起的短暂举升运动之后，散材17、18、19在板件20上相挨但不相摞。另外，框架29也设置在板件20上方，防止零件从侧面落下。

在这些位置，排列的散材17、18、19随后被图像检测，相对于其重心或参考点的x坐标和y坐标，及其在由板件20的接触面20’所形成的平面上的定向被检测，并被控制单元估算和存储。

根据本发明，板件20构造成至少透明或完全可看透，使得其上的散材17、18、19可以由板件20下方的相机26通过与其交互的反射器27来检测。由于板件20的这种透明或完全可看透结构，相机26可以图像检测至少散材17、18、19的下侧面，藉此可以确定其相对于x坐标和y坐标以及需要时z坐标的定位，及其相对于由板件形成的平面的定向。

设置为反射镜的反射器27固定在壳体25中，位于板件20之下并与其形成夹角，相对于在板件26侧向放置的相机26布置成，在板件20之下尽可能垂直地拾取一或多个数字图像，从而据此可以精确确定x坐标和y坐标以及散材的定向。

如图1所可见，操纵器30包括引导头33，沿纵向和竖向安装在壳体25内，并集成有用于可枢转夹取器35的可控旋转电机31，其可以平行于板件20移动。在这种情况下，引导头33安装成通过引导杆34移动，引导杆34优选构造为螺纹轴，在板件20侧向上方位于壳体25内。

操纵器30的可枢转夹取器35因此一方面可以通过引导头33沿板件20移动，并且由于其枢转能力可以被置于板件20上方任意预定位置，另一方面，可以移入邻近板件20的特定位置来放置散材17、18、19以进行进一步加工处理或放置入盒等中，如图6所示。

在板件侧向上方设置的操纵器30及其夹取器35，板件20下方的相机26、反射器27以及在板件20侧面的传送装置12，共同实现了优化空间布置。

操控器30并因此夹取器35由电子控制装置相应致动，并被引导入散材17、18、19的图形检测位置，使得夹取器35通过夹指或吸盘等夹取相应的物件，并将其传送至放置位置。X坐标和y坐标以及需要时z坐标，以及散材的定向被确定，使得夹取器35被正确定位，其夹指在外侧夹取相应物件，不会伸在物件上面。

图7和图8示出了夹取器35，其可以安装在操纵器30处，由具有彼此可以相对移动的两个夹盘37的夹取件36、致动活塞40、具有接合装置51的引导单元50以及具有两个连接孔46、47的轴45构成。这种情况下，夹取器35的轴45可以固定安装在枢转臂32上，连接孔46、47相连于枢转臂32中的相应孔，其通过阀控装置通向没有示出的压力介质。

该轴45还设有横向中心孔49作为定中装置，以使夹取器待安装在特定转动位置。径向露出的连接孔46、47两侧的圆周上固定有多个密封环48，轴的下端固定有毂41，优选具有向下突伸的两个接合套42。

根据本发明，这些接合套42与引导单元50的接合装置51交互，通过致动接合装置51，引导单元50与致动活塞40和夹取件36一起与轴45耦合，并通过向内按压径向可动的接合装置41分别自其释放。

为此，碟形接合装置51借助于在汽缸盖44中设置在其间的弹簧件52相互径向受压分开，接合套42分别伸入接合装置51中的横向开口51’。在该耦合状态下，接合装置51分别与接合套42的环形槽42’中的凸轮53接合。当在汽缸盖44处横向伸出的接合装置51被手动压在一起时，这些凸轮53移出槽42’，从而可以从轴45移开引导单元50的汽缸盖44。

图8示出了碟形接合装置51的外形，及其通过密封垫54以及具有固定螺钉56的盖55在汽缸盖44中的固定。

因此，在本发明的框架内创造了用于夹取件36的方便处理的快速更换系统，藉此，取决于其形状，散材可以通过具有合适夹盘37等的相应夹取件36被固定和传送。因此这可以包括指型夹取器、磁性夹取器、角形夹取器、穿孔型夹取器、平行夹取器、中心夹取器或其它相似类型，还可以包括吸盘。通过这种可更换引导单元50，任何情况下都可以极其方便地更换夹取件36，并在需要时换上另一个。

夹取件36处的夹盘37可以沿纵向导轨38彼此相对移动，安装在壳头43中，其通过也在壳体43中的致动活塞40被移动和定位，其可以借助于偏转件例如楔状钩沿夹取器的轴向在引导单元50中前后移动。这种夹取件36自是已知，因此不再更详细地加以考虑。

致动活塞40由阀控装置借助压力介质例如压缩空气进行致动。轴45中的连接孔46、47延伸穿过接合套42并穿过引导单元50的汽缸盖44中的横向孔46’、47’。通过将压缩介质引入横向孔46’、47’之一或另一，活塞40被向内或向外致动。壳体43和夹盘37一起在这种情况下居中固定在汽缸盖44处。

当然，夹取器35可以构造成与所示不同。例如，可以设置仅仅一个接合套42和一个接合装置51，其交互方式可以相同或不同，例如通过接合装置51的旋转运动。轴45和连接孔46、47也可以具有不同形状。

有利地是，在操纵器30或壳体25中设置测量件(未示出)，藉此确认夹取器35是否有效地夹取散材并放置。

有利地是，通过传送装置12以断续方式传送有限数量，优选3至10件散材17、18、19至板件20上。取决于具体应用，原则上也可以几乎连续地将散材传送至板件20上。这时就相应地需要将借助脉冲的分配和拾取散材相互协调配合。一旦通过至少一次脉冲将这些散材17、18、19排列在板件20上，就通过操纵器30进行拾取并移走，之后重复进行直至特定数量的散材已被放置在板件附近，或连续放置散材。

为了安全起见装置10被壳体25围绕，运行时不可从外面介入。

本发明已经通过前面解释的示例性实施例得到充分描述。当然，还可以通过进一步变型加以解释。也可以设置例如多于一个操纵器，例如板件两侧各一个，以使传送能力基本翻倍。

对于传送装置，当然也可以利用平直或倾斜向上延伸的传送带、振动传送器等来替代板式传送器。板件也可以由仅仅一个或两个调节机构来支撑。

也可以用线扫描器等扫描器替代相机来集成在根据本发明的装置中，并检测和定位散材的相应位置。这种扫描器可以与相应的测量传感器一起位于板件之下作为运动器前后移动而实现效果。

Claims (17)

1.一种散材传送方法，其中散材(17、18、19)以计量数量被传送到至少一个板件(20)上，并且通过近似垂直于板件定向的运动自板件升起以使其有序化，其特征在于，

板件(20)通过至少一次脉冲，优选两次连续脉冲，至少垂直于其接触面(20’)上下移动，以使位于板件(20)上的散材(17、18、19)在每次脉冲期间自板件短时升起。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：

通过至少两个连续脉冲，在这两个脉冲之间选择时间间隔，使得位于板件(20)上的散材(17、18、19)在第一次脉冲之后立即通过第二次脉冲再次自其升起。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：

至少取决于散材(17、18、19)的重量以及优选外形来确定相应脉冲时板件(20)的举升和脉冲运动持续时间，其中通过电子控制装置进行板件(20)的脉冲运动的调节和执行。

4.根据权利要求1-3之一的方法，其特征在于：

通过至少一个电磁调节机构(22)产生所述一个及优选两个脉冲运动，藉此调节举升量达约0.1至几毫米，这对应于相应的秒分量脉冲持续时间进行。

5.根据权利要求1-4之一的方法，其特征在于：

在通过脉冲引起的短暂升起后，散材(3)依次位于板件(20)上，随后被图像检测，这种情况下检测其分别至少相对于x坐标和y坐标的位置，及其相对于由板件(20)形成的平面的定向，并由电子控制装置估算，这些细节参数用作操控器(30)的夹取器(35)的位置数值。

6.根据权利要求1-5之一的方法，其特征在于：

板件(20)是至少可看透式透明的，执行脉冲之后从下侧图形检测置于板件(20)上的散材(17、18、19)的外轮廓，据此确定相应位置的x坐标和y坐标及其排列。

7.根据权利要求1-6之一的方法，其特征在于：

将有限数量例如3至10件的散材(3)断续送至板件(20)，然后通过所述至少一次脉冲排列它们并将其自板件移除，直至特定数量的散材被放置至板件(20)附近，或进行连续放置。

8.用于执行根据权利要求1-7之一的方法的装置，其特征在于：板件(20)支撑在至少一个电磁操作调节机构(22)上，其构造成能够产生优选两次脉冲，其中调节机构(22)连接于电子控制装置进行调节和执行脉冲运动。

9.根据权利要求8的装置，其特征在于：调节机构(22)优选包括在外侧支撑板件(20)的四个举升螺栓(23)和围绕其的磁线圈(24)，磁线圈通电后以一次脉冲举升形式举升抬举螺栓并因此举升板件(20)。

10.根据权利要求8或9的装置，其特征在于：

装置(10)包括用于接收散材的填充容器(11)、与其交互的传送装置(12)、具有调节机构(22)的板件(20)、具有在板件(20)之上的可调节夹取器(35)的至少一个操纵器(30)以及用于控制传送散材的电子控制装置。

11.根据权利要求10的装置，其特征在于：

操纵器(30)设置在板件(20)之上，其包括沿纵向和竖向安装在板件侧向上方的引导头(33)，引导头(33)具有通过旋转电机平行于板件沿x方向和y方向可枢转的夹取器(35)。

12.根据权利要求11的装置，其特征在于：操纵器(30)的可枢转夹取器(35)一方面能够通过引导头(33)沿板件(20)移动，并由于其枢转性能而能够移入板件上方任何预定位置，另一方面其能够枢转至板件(20)附近的特定位点来放置散材(17、18、19)以进行进一步加工。

13.尤其用于根据权利要求8-12之一的装置的板件，其特征在于：

板件(20)是至少可看透式透明的，以直接通过至少一个相机或通过在板件(20)之下与相机交互的至少一个反射器(27)来检测位于其上的散材，这种情况下能够检测其分别至少相对于x坐标和y坐标的位置，及其相对于由板件形成的平面的定向。

14.尤其用于根据权利要求8-12之一的装置的操纵器的夹取器，其特征在于：

夹取器(35)包括夹取件(36)、引导单元(50)、用于将其固定于枢转臂(32)的轴(45)等，其中轴(45)包括至少一个接合套(42)，引导单元(50)包括接合装置(51)，其相互作用以在致动所述至少一个接合装置(51)时使引导单元(50)能够与致动活塞(40)和夹取件(36)一起耦合于轴(45)或自其分离。

15.根据权利要求14的夹取器，其特征在于：

碟形接合装置(51)被汽缸盖(44)内的弹簧件(52)径向向外施压，接合套(42)突伸穿过接合装置(51)中的横向孔(51’)，其能够分别与凸轮(53)接合在接合套(42)的环形槽(42’)中。

16.根据权利要求15的夹取器，其特征在于：

两个接合装置(51)设置成能够被设置在其间的引导单元(50)中的弹簧件(52)径向压力分开，其中当将接合装置(51)手动压在一起时，这些凸轮(53)能够移出接合套(42)的槽(42’)，并且引导单元(50)能够自轴(45)移开。

17.根据权利要求14的夹取器，其特征在于：

连接孔(46、47)延伸穿过轴(45)、接合套(42)以及穿过引导单元(50)的汽缸盖(44)中的横向孔(46’、47’)，通过连接孔能够以可控方式将压力介质从压力源传送至致动活塞(40)以驱动其前后移动。

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