CN115365808A - 卷轴组装机器 - Google Patents

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CN115365808A CN202110557736.9A CN202110557736A CN115365808A CN 115365808 A CN115365808 A CN 115365808A CN 202110557736 A CN202110557736 A CN 202110557736A CN 115365808 A CN115365808 A CN 115365808A
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S.索兰奇
F.谢
K.凯斯林
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Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
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Abstract

一种卷轴组装机器，用于将底部凸缘和顶部凸缘组装到卷轴的卷轴芯，其包含下部组装装置，下部组装装置包含用于支承卷轴的底部凸缘的支承板。下部组装装置包含用于将底部凸缘定位在支承板上的定位夹具。下部组装装置包含下部钉枪，下部钉枪配置为将底部凸缘钉到卷轴芯。卷轴组装机器包含上部组装装置，上部组装装置包含压力板，压力板配置为按压抵靠顶部凸缘并将卷轴芯保持在底部凸缘与顶部凸缘之间。上部组装装置包含上部钉枪，上部钉枪配置为将顶部凸缘钉到卷轴芯。

Description

卷轴组装机器
技术领域
本文中的主题总体上涉及卷轴组装机器。
背景技术
纸板卷轴可用于储存各种类型的原材料和制成品。大量使用卷轴来储存并运输卷绕制品，诸如接触带。许多不同类型和尺寸的卷轴用于不同的制品。手动地组装卷轴是费时的并导致不一致地组装的卷轴。
存在对用于组装卷轴的卷轴组装机器的需求。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种用于将底部凸缘和顶部凸缘组装到卷轴的卷轴芯的卷轴组装机器。卷轴组装机器包含下部组装装置，下部组装装置包含支承板以支承卷轴的底部凸缘。下部组装装置包含定位夹具以将底部凸缘定位在支承板上。下部组装装置包含下部钉枪，下部钉枪配置为将底部凸缘钉到卷轴芯。卷轴组装机器包含上部组装装置，该上部组装装置包含压力板，压力板配置为按压抵靠顶部凸缘并将卷轴芯保持在底部凸缘与顶部凸缘之间。上部组装装置包含上部钉枪，上部钉枪配置为将顶部凸缘钉到卷轴芯。
在另一实施例中，提供了一种用于将底部凸缘和顶部凸缘组装到卷轴的卷轴芯的卷轴组装机器。卷轴组装机器包含基部，基部具有包含多个卷轴组装位置的旋转台。旋转台将卷轴组装位置在多个组装站之间旋转。卷轴组装机器包含零件操纵器，零件操纵器设置为邻近多个组装站中的至少一个。零件操纵器配置为将底部凸缘、顶部凸缘或卷轴芯中的至少一者移动到多个组装站中的对应组装站以进行组装。卷轴组装机器包含卷轴组装装置，卷轴组装装置包含下部组装装置和上部组装装置。下部组装装置联接到基部的旋转台并在多个组装站之间旋转。下部组装装置包含支承板，以支承卷轴的底部凸缘。下部组装装置包含定位夹具，以将底部凸缘定位在支承板上。下部组装装置包含下部钉枪，下部钉枪配置为将底部凸缘钉到卷轴芯。上部组装装置在多个组装站中的对应组装站处联接到基部。上部组装装置包含压力板，压力板配置为按压抵靠顶部凸缘并将卷轴芯保持在底部凸缘与顶部凸缘之间。上部组装装置包含上部钉枪，上部钉枪配置为将顶部凸缘钉到卷轴芯。
在其他实施例中，提供了一种组装卷轴的方法，并且该方法包含将卷轴的底部凸缘装载到下部组装装置的支承板上。方法将卷轴芯装载到底部凸缘上并将顶部凸缘装载到卷轴芯上。方法使用定位夹具的定位销将底部凸缘、卷轴芯和顶部凸缘定位在支承板上，并且使用上部组装装置的压力板向下朝向卷轴芯和底部凸缘按压顶部凸缘。方法使用下部钉枪将底部凸缘钉到卷轴芯，并且使用上部钉枪将顶部凸缘钉到卷轴芯。
附图说明
图1是根据示例性实施例的卷轴组装机器的示意图。
图2是根据示例性实施例的由卷轴组装机器形成的卷轴的组装图。
图3是根据示例性实施例的卷轴的分解图。
图4是根据示例性实施例的卷轴组装装置的下部组装装置的立体图。
图5是根据示例性实施例的支承卷轴的零件的下部组装装置的立体图。
图6是根据示例性实施例的上部组装装置的立体图。
图7是根据示例性实施例的上部组装装置的另一立体图。
图8是根据示例性实施例使用卷轴组装机器组装卷轴的方法。
具体实施方式
图1是根据示例性实施例卷轴组装机器100的示意图。卷轴组装机器100用于组装卷轴102，卷轴102用于储存各种类型的循环制成品，诸如接触带。卷轴102由由卷轴组装机器100组装的各种部件制成。卷轴组装机器100是自动化机器，其使用机器人装置和电子控制来组装卷轴102。在示例性实施例中，卷轴组装机器100在没有人类干预的情况下组装卷轴102。
图2是根据示例性实施例的由卷轴组装机器形成的卷轴的组装图。图3是根据示例性实施例的卷轴的分解图。卷轴102包含卷轴芯104、底部凸缘106和顶部凸缘108。底部凸缘106和顶部凸缘108联接到卷轴芯104。卷轴芯104将底部凸缘106和顶部凸缘108分开，形成接收原始物品或制成品的空间。原始物品或制成品在底部凸缘106和顶部凸缘108之间的空间中卷绕在卷轴芯104上。
卷轴芯104是中空、圆柱形盘，其具有底部表面110和顶部表面112。卷轴芯104包含穿过盘的中央的开口114。卷轴芯104具有在底部表面110与顶部表面112之间测量的直径和宽度。该宽度限定底部凸缘106与顶部凸缘108之间的间隔。卷轴芯104包含内表面116和外表面118。原始物品或制成品配置为绕外表面118卷绕。
底部凸缘106包含内表面120和外表面122。内表面120面向卷轴芯104。底部凸缘106的直径大于卷轴芯104的直径。在示例性实施例中，底部凸缘106包含多个开口124。开口124可以接收用于提升和/或旋转卷轴102的夹或其他部件，诸如以将原始物品或制成品卷绕到卷轴102或从卷轴102退卷。开口124可以布置为特定图案，诸如线性图案、十字图案、或另外的图案。在示例性实施例中，窗126被提供穿过底部凸缘106。窗允许卷绕在卷轴102上的原始物品或制成品的视觉检查。
顶部凸缘108可以相似于底部凸缘106。在各种实施例中，顶部凸缘108可以相同于底部凸缘106。在示例性实施例中，顶部凸缘108包含内表面130和外表面132。内表面130面向卷轴芯104。顶部凸缘108的直径大于卷轴芯104的直径。在示例性实施例中，顶部凸缘108包含多个开口134。开口134可以接收用于提升和/或旋转卷轴102的夹或其他部件，诸如以将原始物品或制成品卷绕到卷轴102或从卷轴102退卷。开口134可以布置为特定图案，诸如线性图案、十字图案、或另外的图案。在示例性实施例中，窗136被提供穿过顶部凸缘108。窗允许卷绕在卷轴102上的原始物品或制成品的视觉检查。
在组装期间，底部凸缘106联接到卷轴芯104的底部表面110，并且顶部凸缘108联接到卷轴芯104的顶部表面112。例如，底部凸缘106可以从下方钉到卷轴芯104，并且顶部凸缘108可以从上方钉到卷轴芯104。钉子可以是单腿销或双腿销。钉子可以具有头部以抵靠底部凸缘106或顶部凸缘108座置。钉子可以包含倒刺或其他特征以与底部凸缘106或顶部凸缘108或卷轴芯104相接。当组装后，底部凸缘106和顶部凸缘108的内表面120、130跨间隙彼此面对，该间隙接收卷绕到卷轴102上的原始物品或制成品。在各种实施例中，卷轴芯104和/或底部凸缘106和/或顶部凸缘108由纸板制造。然而，卷轴芯104和/或底部凸缘106和/或顶部凸缘108可以由其他材料制造，诸如木、塑料或其他硬质材料。
回到图1，卷轴组装机器100包含基部150，各种部件安装到基部150。卷轴组装机器100包含发生卷轴102的组装的多个组装站152、154、156、158。尽管图示的实施例中提供了四个组装站，但在替代实施例中可以提供更多或更少的组装站。在所示的实施例中，第一组装站152是第一装载站，第二组装站154是第二装载站，第三组装站156是连结站，并且第四组装站158是标签站。在替代实施例中可以提供他类型的站。
卷轴组装机器100包含联接到基部150的旋转台160。旋转台160用于在各种组装站之间使部件和零件旋转。旋转台160绕轴线旋转。在各种实施例中，旋转台160可以是板。在其他替代实施例中，旋转台160可以是开放框架类型结构。
在示例性实施例中，卷轴组装机器100包含卷轴组装装置200，卷轴组装装置200支承卷轴102的零件并组装零件以形成卷轴102。在示例性实施例中，卷轴组装装置200包含至少一个下部组装装置202和上部组装装置204。下部组装装置202从下方支承卷轴102的零件。上部组装装置204从上方支承卷轴102的零件。在组装过程期间，下部组装装置202和上部组装装置204配合以组装卷轴102。例如，下部组装装置202将底部凸缘106钉到卷轴芯104，并且上部组装装置204将顶部凸缘108钉到卷轴芯104。
在示例性实施例中，多个下部组装装置202被提供并被联接到旋转台160。下部组装装置202在各组装站152、154、156、158之间旋转。在示例性实施例中，提供单个上部组装装置204，其在组装站中的一个组装站(诸如组装站156)处联接到基部150。
在示例性实施例中，卷轴组装机器100包含在组装站中的一个组装站(诸如组装站158)处的标签施加器162。标签施加器162用于将一个或多个标签施加到卷轴102。标签施加器162可以包含标签印刷器以印刷粘附到卷轴102(诸如顶部凸缘108的外表面132)的标签。在替代实施例中，标签可以施加于卷轴102的其他表面。在替代实施例中，可以将其他类型的标签施加到卷轴102。例如，标签可以直接印刷到卷轴102上或可以压印到卷轴102中。
在示例性实施例中，卷轴组装机器100包含保持卷轴芯104的卷轴芯车164，保持底部凸缘106的底部凸缘车166，以及保持顶部凸缘108的顶部凸缘车168。多个卷轴芯104可以被保持在卷轴芯车164上，诸如沿着卷轴芯车164的表面或架间隔开。多个底部凸缘106可以由底部凸缘车166保持，诸如以堆叠保持。多个顶部凸缘108可以由顶部凸缘车168保持，诸如以堆叠保持。车164、166、168可以相对于基部150可移动。例如，车164、166、168可以是有轮子的车，其可以相对于基部150移入位置就移处位置。基部可以包含定位特征，用于相对于基部150将车164、166、168定位在预定位置。在所示的实施例中，底部凸缘车166定位在与卷轴芯车164和顶部凸缘车168的不同侧。在替代实施例中其他布置是可能的。可选地，卷轴组装机器100可以包含用于感测在车164、166、168处的零件的一个或多个传感器169。例如，传感器169可以检测零件的存在。传感器169可以检测零件的位置。传感器169可以检测零件的堆叠的高度以控制由卷轴组装机器100取回零件。
在示例性实施例中，卷轴组装机器100包含保持组装的卷轴102(由卷轴组装机器100组装后)的组装卷轴车170。可选地，多个组装的卷轴102可以堆叠在组装卷轴车170上。在所示的实施例中，沿着与底部凸缘车166相同侧提供组装卷轴车170。在替代实施例中其他位置是可能的。
在示例性实施例中，卷轴组装机器100包含联接到基部150的一个或多个零件操纵器172。零件操纵器172用于输送卷轴102的零件。例如，零件操纵器172可以在车164、166、168与卷轴组装装置200之间输送零件。零件操纵器172可以将组装的卷轴102从卷轴组装装置200输送到组装卷轴车170。在所示的实施例中，提供两个零件操纵器172。在替代实施例中可以使用更多或更少零件操纵器172。例如，可以使用单个零件操纵器172输送全部零件。然而。在所示的实施例中，每个零件操纵器172用于输送多个零件。例如，第一零件操纵器172a用于在第一组装站152处将底部凸缘106从底部凸缘车166输送到卷轴组装装置200，并且用于在第一组装站152处将组装的卷轴102从卷轴组装装置200输送到组装卷轴车170。第二零件操纵器172b用于在第二组装站154处将卷轴芯104从卷轴芯车164输送到卷轴组装装置200，并且用于在第二组装站154处从顶部凸缘车168输送顶部凸缘108。零件操纵器172可以同时操作以加速组装过程。零件操纵器172彼此间隔以避免在操作期间彼此干扰。
在示例性实施例中，每个零件操纵器172是多轴机器人。零件操纵器172包含在三维空间中可移动的臂174和在臂174的远端处的末端执行器176，其用于拾起并移动零件。在各种实施例中，末端执行器176可以是真空装置，其用于通过抽吸或真空压拾起零件。末端执行器176被臂174移动以拾起零件并将零件在适当位置放下。例如，末端执行器176可以被臂174移动以从对应的车164、166、168拾起零件并将零件移动到旋转台160处的下部组装装置202。零件操纵器172配置为在三维空间中移动零件，诸如上下、一边到另一边等。在示例性实施例中，零件操纵器172配置为旋转零件以相对于下部组装装置202改变零件的角度位置，以相对于下部组装装置202恰当地定位零件。在替代实施例中可以使用其他类型的零件操纵器。
在示例性实施例中，卷轴组装机器100包含用于控制零件操纵器172的操作的一个或多个视觉装置180。视觉装置180用于对零件成像以控制零件操纵器172的操作。例如，视觉装置180包含相机182。视觉装置180可以联接到基部150。替代地，视觉装置180可以联接到零件操纵器172，诸如联接到臂174以对由末端执行器176保持的零件成像。零件被呈现给相机182并且摄取图像。用于零件操纵器172的控制器分析图像以确定将零件呈现到下部组装装置202的恰当步骤。例如，可以基于摄取的图像旋转或以其他方式移动零件，以相对于下部组装装置202恰当地取向零件(例如，以将零件和下部组装装置202的定位特征对准)。可以随着在车164、166、168和组装站之间输送零件而摄取零件的图像。在各种实施例中，成像可以连续地进行和/或随着零件被呈现到下部组装装置202实时进行。
图4是根据示例性实施例的卷轴组装装置200的下部组装装置202的立体图。图5是支承卷轴102的零件的下部组装装置202的立体图。
下部组装装置202包含支承板210、从支承板210延伸的支承柱212、相对于支承板210可旋转的旋转板214、位于支承板210和/或旋转板214下方的下部钉枪218、以及从旋转板214延伸的定位夹具220。
支承板210用于支承卷轴102。在组装期间，底部凸缘106装载到支承板210上。支承板210从下方支承底部凸缘106。支承柱212用于将支承板210支承在升高位置处。在示例性实施例中，支承柱212联接到旋转台160(图1中示出)并且将支承板210保持在升高位置，以容纳下部钉枪218。在替代实施例中可以提供其他类型的支承结构。
旋转板214定位在支承板210中的开口216中。旋转板214用于相对于支承板210旋转卷轴102，诸如以在组装期间在不同位置处施加钉子。在所示的实施例中，旋转板214定位在支承板210的中央。在替代实施例中其他位置是可能的。可选地，旋转板214的上表面可以总体上与支承板210的上表面平齐。旋转板214可以支承卷轴102的零件，诸如底部凸缘106和卷轴芯104和顶部凸缘108。
在示例性实施例中，下部组装装置202包含多个下部钉枪218，以绕卷轴102在不同位置处施加钉子。钉子将底部凸缘106固定到卷轴芯104。在所示的实施例中，提供四个下部钉枪218。在替代实施例中可以提供更多或更少下部钉枪218。
在支承板210和旋转板214上方提供定位夹具220以与卷轴102的零件相接。定位夹具220用于相对于下部组装装置202定位卷轴102。在所示的实施例中，定位夹具220包含从旋转板214的上表面延伸的多个定位销222。定位销222可以具有圆化的远端以引导与卷轴102的零件配合。定位销222被接收在底部凸缘106和顶部凸缘108中的对应开口124、134中。定位销222与底部凸缘106和顶部凸缘108相接以将底部凸缘106和顶部凸缘108相对于彼此并相对于卷轴芯104定位。在示例性实施例中，定位销222与卷轴芯104相接以将卷轴芯104相对于底部凸缘106和顶部凸缘108定位。例如，定位销222可以接合内表面116和/或外表面118(两者在图3中示出)，以使卷轴芯104在旋转板214上居中。可选地，定位销222可以具有不同的高度。例如，较高的定位销222完全延伸穿过卷轴102，诸如穿过底部凸缘106并穿过顶部凸缘108。较短的定位销222可以延伸穿过底部凸缘106以与卷轴芯104相接，不延伸穿过顶部凸缘108。在替代实施例中，其他布置是可能的。其他类型的定位特征可以与定位夹具220一起使用以将卷轴102的零件相对于彼此并相对于下部组装装置202定位。
图6是根据示例性实施例的上部组装装置204的立体图。图7是根据示例性实施例的上部组装装置204的另一立体图。图6和图7相对于下部组装装置202图示了上部组装装置204。上部组装装置204用于将顶部凸缘108固定到卷轴芯104。
上部组装装置204包含保持固定机构270的压力板250，固定机构270用于将顶部凸缘108固定到卷轴芯104。上部组装装置204包含支承压力板250的轨道机构252和用于沿着轨道机构252提升和降低压力板250的致动器254。
轨道机构252包含垂直地延伸的多个柱256和在柱256之间延伸的支承梁258。支承梁258中的柱256形成支承压力板250的框架结构。柱256配置为联接到基部150(图1中示出)以将上部组装装置204定位在组装站156处(图1中示出)。在示例性实施例中，衬套260联接到压力板250。随着压力板250在操作期间被提升和降低，衬套260沿着柱256滑动。致动器254联接到压力板250以提升和降低压力板250。在所示的实施例中，致动器254包含电力电动机262和由电力电动机262旋转的驱动螺杆264。驱动螺母266安装到压力板250并可操作地联接到驱动螺杆264。随着驱动螺杆264旋转，驱动螺母266沿着驱动螺杆264上下移动以移动压力板250。在替代实施例中可以提供其他类型的致动器。
固定机构270联接到压力板250并且随着压力板250可移动。固定机构270包含安装板272、平台274、以及在安装板272与平台274之间延伸的支承梁276。安装板272安装到压力板250。平台274与安装板272间隔开并定位在安装板272下方。平台274具有底部表面278，底部表面278配置为与卷轴102相接。平台274配置为当向下致动压力板250时被向下按压抵靠卷轴102的顶部凸缘108。卷轴102被夹在下部组装装置202的支承板210与上部组装装置204的平台274之间。
在示例性实施例中，固定机构270包含多个上部钉枪280。上部钉枪280定位在平台274与安装板272之间。支承梁276形成空间以在平台274与安装板272之间容纳上部钉枪280。在示例性实施例中，上部组装装置204包含多个上部钉枪280以围绕卷轴102在不同位置处施加钉子。钉子将顶部凸缘108固定到卷轴芯104。在所示的实施例中，提供四个上部钉枪280。在替代实施例中可以提供更多或更少上部钉枪280。
在组装期间，操作致动器254以向下驱动压力板250以按压抵靠卷轴102。平台274接合卷轴102的顶部凸缘108的外表面。可选地，平台274可以在下部组装装置202的支承板210与上部组装装置204的平台274之间压缩卷轴102。操作下部钉枪218和上部钉枪280，以将底部凸缘106和顶部凸缘108钉到卷轴芯104。在示例性实施例中，在发射第一组钉子之后，下部组装装置202使卷轴102旋转预定量(诸如45°)，以改变卷轴102相对于下部钉枪218和上部钉枪280的位置。第二次操作下部钉枪218和上部钉枪280以向底部凸缘106和顶部凸缘108提供附加的钉子。可选地，可以施加多于两组钉子以将底部凸缘106和顶部凸缘108固定到卷轴芯104。例如，下部组装装置202可以将卷轴102旋转多于一次到附加的钉装位置。
在钉装之后，操作致动器254以向上驱动压力板250，从而从上部组装装置204释放卷轴102。一旦离开，旋转台160(图1中示出)将下部组装装置202和组装的卷轴102旋转到不同的组装站，诸如组装站158(图1中示出)。组装的卷轴102可以在下一组装站158被从下部组装装置202移除。在替代实施例中，可以在不将下部组装装置202和卷轴102旋转离开上部组装装置204的情况下，组装的卷轴102可以从具有上部组装装置204的组装站从下部组装装置202移除。
图8是根据示例性实施例的使用卷轴组装机器(诸如卷轴组装装置100)组装卷轴的方法。关于卷轴组装装置100和图1中所示和本文中所描述的部件描述了该方法。方法不限于与卷轴组装装置100一起使用。在替代实施例中，步骤可以被省略，或其他步骤可以被添加。可选地，在替代实施例中，步骤的顺序可以被重新布置。可选地，步骤中的一个或多个可以同时进行，诸如在卷轴组装装置100的不同站处。
方法包含从车上的堆叠拾取800底部凸缘的步骤。可以使用多轴机器人操纵器拾取底部凸缘。方法包含使用通过视觉装置的成像校正802底部凸缘的取向的步骤，如果需要的话。例如，多轴机器人操纵器可以将底部凸缘呈现到相机以对底部凸缘的取向成像。多轴机器人操纵器基于来自图像的取向控制底部凸缘的移动。方法包含在第一组装站处将底部凸缘放置804在下部组装装置上的步骤。下部组装装置可以包含夹具以相对于下部组装装置定位底部凸缘。基于由视觉装置摄取的图像，底部凸缘的取向匹配于夹具，以在第一组装站处恰当地定位底部凸缘。
方法包含将下部组装装置转位806到第二组装站。在各种实施例中，下部组装装置安装到旋转台。通过将旋转台旋转预定量来进行转位806。例如，旋转台可以转位90°以将下部组装装置从第一组装站移动到第二组装站。
在步骤808，方法包含在第二组装站从车上的托盘拾起卷轴芯并将卷轴芯置于底部凸缘上。可以使用多轴机器人操纵器来拾取卷轴芯。多轴机器人操纵器可以与用于拾起底部凸缘的多轴机器人操纵器相同，或可以是不同的多轴机器人操纵器。
方法包含从车上的堆叠拾取810顶部凸缘的步骤。可以使用多轴机器人操纵器拾取顶部凸缘。多轴机器人操纵器可以是与用于拾取底部凸缘或卷轴芯的相同的多轴机器人操纵器，或可以是不同的多轴机器人操纵器。方法包含使用通过视觉装置的成像校正812顶部凸缘的取向的步骤，如果需要的话。例如，多轴机器人操纵器可以将顶部凸缘呈现到相机，以成像顶部凸缘的取向。多轴机器人操纵器基于来自图像的取向控制顶部凸缘的移动。方法包含在第二组装站处放置814顶部凸缘的步骤。顶部凸缘可以被放置于由下部组装装置支承的卷轴芯和底部凸缘的顶部上。顶部凸缘可以被放置成与夹具相接，以相对于卷轴芯和底部凸缘定位顶部凸缘。基于由视觉装置摄取的图像，顶部凸缘的取向匹配于夹具，以在第二组装站处恰当地定位顶部凸缘。
方法包含将下部组装装置(与底部凸缘、卷轴芯和顶部凸缘一起)转位816到第三组装站。转位816可以通过将旋转台旋转预定量(诸如90°)进行，以将下部组装装置从第二组装站移动到第三组装站。转位816将下部组装装置(与底部凸缘、卷轴芯和顶部凸缘一起)移动到上部组装装置，其与下部组装装置协作操作，以将底部凸缘和顶部凸缘联接到卷轴芯。例如，上部组装装置可以定位在第三组装站处。
在步骤820，操作上部组装装置以将压力板降低到顶部凸缘上，以向卷轴施加正压力。在步骤822，上部钉枪和下部钉枪将钉子施加到卷轴。例如，上部钉枪施加钉子以将顶部凸缘固定到卷轴芯，并且下部钉枪施加钉子以将底部凸缘固定到卷轴芯。在步骤824，卷轴相对于下部组装装置和上部组装装置旋转。例如，下部组装装置的旋转板可以旋转预定量，诸如45°(或另外的角度量，取决于期望的附加钉装步骤的数目)。保持卷轴的夹具可以随着旋转板而旋转以使卷轴旋转。在步骤826，上部钉枪和下部钉枪将另一组钉子施加到卷轴。
在步骤830，上部组装装置从卷轴释放。压力板被提升离开顶部凸缘并移动回到原位置。在原位置，上部组装装置不接合卷轴，这允许卷轴移动离开上部组装装置。
方法包含将下部组装装置(与组装的卷轴一起)转位832到第四组装站。可以通过将旋转台旋转到预定量(诸如90°)进行转位832，以将下部组装装置从第三组装站移动到第四组装站。转位832将下部组装装置(与底部凸缘、卷轴芯和顶部凸缘一起)移动到标签施加器，其定位在第四组装站处。在步骤834，将标签施加到组装的卷轴。例如，标签施加器可以印刷标签，标签被施加到卷轴的顶部凸缘。替代地，标签施加器可以直接印刷到顶部凸缘上而非印刷到标签上。
方法包含从下部组装装置拾取840组装的卷轴并将制成、组装的卷轴堆叠在车上的步骤。可以使用多轴机器人操纵器拾取组装的卷轴。多轴机器人操纵器可以是用于拾取底部凸缘或其他部件或卷轴芯的相同的多轴机器人操纵器，或可以是不同的多轴机器人操纵器。在各种实施例中，多轴机器人操纵器可以从第四组装站拾起组装的卷轴。在其他各种实施例中，制成的组装的卷轴可以被从第四组装站转位回到第一组装站，并且多轴机器人操纵器可以从第一组装站拾起组装的卷轴，从而打开下部组装装置以接收另外的底部凸缘(例如，步骤804)。
应理解，以上说明书意图是说明性的而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，可以进行许多修改，以使特定情况或材料适配于本发明的教导，而不背离其范围。尺寸、材料类型、各种部件的取向、和本文中所描述的各种部件的数目和位置意图限定特定实施例的参数，并且不意图限制而仅是示例性实施例。阅读以上说明书之后，权利要求的精神和范围内的许多其他实施例和修改将对本领域技术人员是显而易见的。因此，应参考所附权利要求连同这些权利要求所具有的等同的完整范围确定本发明的范围。在所附权利要求中，术语"包含"和"其中"用作相应的术语"包括"和"之中"的通俗等同。此外，在所附权利要求中，术语"第一""第二"和"第三"等仅用作标签，并且不意图对它们的对象加以数字要求。另外，所附权利要求的限制未写作装置加功能格式，并且不意图基于35U.S.C.§112(f)来解释，除非且直到这样的权利要求限制明确使用短语“用于……的机构”加上功能的陈述而没有其他结构。

Claims (20)

1.一种卷轴组装机器，用于将底部凸缘和顶部凸缘组装到卷轴的卷轴芯，所述卷轴组装机器包括：
下部组装装置，其包含支承板，所述支承板用于支承所述卷轴的底部凸缘，所述下部组装装置包含定位夹具，所述定位夹具用于将所述底部凸缘定位在所述支承板上，所述下部组装装置包含下部钉枪，所述下部钉枪配置为将所述底部凸缘钉到所述卷轴芯；以及
上部组装装置，其包含压力板，所述压力板配置为按压抵靠所述顶部凸缘并将所述卷轴芯保持在所述底部凸缘与所述顶部凸缘之间，所述上部组装装置包含上部钉枪，所述上部钉枪配置为将所述顶部凸缘钉到所述卷轴芯。
2.根据权利要求1所述的卷轴组装机器，其中，所述压力板配置为在所述压力板与所述支承板之间压缩所述底部凸缘、所述顶部凸缘和所述卷轴芯。
3.根据权利要求1所述的卷轴组装机器，其中，所述下部组装装置包含旋转板，所述旋转板是相对于所述支承板可旋转的，所述旋转板配置为相对于所述下部钉枪旋转所述底部凸缘以允许在不同位置处钉装。
4.根据权利要求3所述的卷轴组装机器，其中，所述旋转板配置为相对于所述上部钉枪旋转所述顶部凸缘以允许在不同位置处钉装。
5.根据权利要求1所述的卷轴组装机器，其中，所述定位夹具包含定位销，所述定位销配置为穿过所述底部凸缘和所述顶部凸缘以与所述底部凸缘、所述顶部凸缘和所述卷轴芯相接，以相对于所述支承板定位所述卷轴。
6.根据权利要求1所述的卷轴组装机器，其中，所述下部钉枪是配置为在多个位置处将所述底部凸缘钉到所述卷轴芯的多个下部钉枪中的一个。
7.根据权利要求1所述的卷轴组装机器，其中，所述上部组装装置包含卷轴机构，所述上部组装装置包含致动器，所述致动器联接到所述压力板以使所述压力板沿着所述卷轴机构滑动。
8.一种卷轴组装机器，用于将底部凸缘和顶部凸缘组装到卷轴的卷轴芯，所述卷轴组装机器包括：
基部，其具有包含多个卷轴组装位置的旋转台，所述旋转台将所述卷轴组装位置在多个组装站之间旋转；
零件操纵器，其设置为邻近所述多个组装站中的至少一个，所述零件操纵器配置为将所述底部凸缘、所述顶部凸缘或所述卷轴芯中的至少一者移动到所述多个组装站中的对应组装站以进行组装；
卷轴组装装置，其包含下部组装装置和上部组装装置，所述下部组装装置联接到所述基部的旋转台并在所述多个组装站之间旋转，所述下部组装装置包含支承板以支承所述卷轴的底部凸缘，所述下部组装装置包含定位夹具以将所述底部凸缘定位在所述支承板上，所述下部组装装置包含下部钉枪，所述下部钉枪配置为将所述底部凸缘钉到所述卷轴芯，所述上部组装装置在所述多个组装站中的对应组装站处联接到所述基部，所述上部组装装置包含压力板，所述压力板配置为按压抵靠所述顶部凸缘并将所述卷轴芯保持在所述底部凸缘与所述顶部凸缘之间，所述上部组装装置包含上部钉枪，所述上部钉枪配置为将所述顶部凸缘钉到所述卷轴芯。
9.根据权利要求8所述的卷轴组装机器，其中，所述至少一个零件操纵器配置为将所述底部凸缘、所述卷轴芯和所述顶部凸缘堆叠在所述支承板上，所述定位夹具将所述底部凸缘、所述卷轴芯和所述顶部凸缘相对于彼此定位。
10.根据权利要求8所述的卷轴组装机器，其中，所述旋转台相对于所述上部组装装置旋转所述下部组装装置。
11.根据权利要求8所述的卷轴组装机器，还包括接近于所述至少一个零件操纵器的视觉装置，所述视觉装置配置为对由所述至少一个零件操纵器保持的所述底部凸缘、所述顶部凸缘或所述卷轴芯中的至少一者成像，所述至少一个零件操纵器基于所述成像操作，以控制所述底部凸缘、所述顶部凸缘或所述卷轴芯在所述支承板上的位置。
12.根据权利要求8所述的卷轴组装机器，还包括在所述多个组装站中的一个组装站处的标签施加器，所述旋转台将所述下部组装装置旋转到所述标签施加器以将标签施加到所述卷轴。
13.根据权利要求8所述的卷轴组装机器，其中，所述零件操纵器包含在三维空间中可移动的臂和在所述臂的远端处的末端执行器，所述末端执行器配置为拾起所述底部凸缘、所述顶部凸缘或所述卷轴芯以将所述底部凸缘、所述顶部凸缘或所述卷轴芯移动到所述支承板。
14.根据权利要求8所述的卷轴组装机器，其中，所述至少一个零件操纵器包含第一零件操纵器和第二零件操纵器，所述第一零件操纵器配置为拾起所述底部凸缘并将所述底部凸缘定位在所述支承板上，所述第二零件操纵器配置为拾起所述卷轴芯并将所述卷轴芯定位在所述底部凸缘上，所述第二零件操纵器配置为拾起所述顶部凸缘并将所述顶部凸缘定位在所述卷轴芯上，所述第一零件操纵器配置为在所述底部凸缘稳定到所述卷轴芯且所述顶部凸缘稳定到所述卷轴芯之后拾起所组装的卷轴。
15.根据权利要求8所述的卷轴组装机器，其中，所述下部组装装置包含联接到所述旋转台的支承柱，所述支承柱将所述支承板保持在所述下部钉枪上方的升高位置处。
16.根据权利要求8所述的卷轴组装机器，还包括：
底部凸缘车，其定位为邻近所述基部且配置为保持所述多个所述底部凸缘；
顶部凸缘车，其定位为邻近所述基部且配置为保持多个所述顶部凸缘；
卷轴芯车，其定位为邻近所述基部且配置为保持多个所述卷轴芯；以及
组装卷轴车，其定位为邻近所述基部且配置为接收所组装的卷轴。
17.一种组装卷轴的方法，包括：
将所述卷轴的底部凸缘装载到下部组装装置的支承板上；
将卷轴芯装载到所述底部凸缘上；
将顶部凸缘装载到所述卷轴芯上；
使用定位夹具的定位销将所述底部凸缘、所述卷轴芯和所述顶部凸缘定位在所述支承板上；
使用上部组装装置的压力板向下朝向所述卷轴芯和所述底部凸缘按压所述顶部凸缘；
使用下部钉枪将所述底部凸缘钉到所述卷轴芯；以及
使用上部钉枪将所述顶部凸缘钉到所述卷轴芯。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括在多个组装站之间旋转所述下部组装装置，所述将底部凸缘装载到支承板上包含在第一组装站处将所述底部凸缘装载到所述支承板上，所述将卷轴芯装载到底部凸缘上包含在第二组装站处将所述卷轴芯装载到所述底部凸缘上，所述将顶部凸缘装载到卷轴芯上包含在所述第二组装站处将所述顶部凸缘装载到所述卷轴芯上，所述向下按压顶部凸缘包含在第三组装站处向下按压所述顶部凸缘，所述将底部凸缘钉到卷轴芯包含在所述第三组装站处将所述底部凸缘钉到所述卷轴芯，并且所述将顶部凸缘钉到卷轴芯包含在所述第三组装站处将所述顶部凸缘钉到所述卷轴芯。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述将底部凸缘钉到卷轴芯包含使用所述下部钉枪将第一钉子钉到所述底部凸缘和所述卷轴芯，旋转所述底部凸缘、所述卷轴芯和所述顶部凸缘，以及使用所述下部钉枪将第二钉子钉到所述底部凸缘和所述卷轴芯，并且其中，所述将顶部凸缘钉到卷轴芯包含使用所述上部钉枪将第三钉子钉到所述顶部凸缘和所述卷轴芯，在旋转所述卷轴芯和所述顶部凸缘之后使用所述上部钉枪将第四钉子钉到所述顶部凸缘和所述卷轴芯。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述将底部凸缘装载到所述支承板上包含使用零件操纵器从车拾起所述底部凸缘，所述将卷轴芯装载到底部凸缘上包含使用零件操纵器从车拾起所述卷轴芯，所述将顶部凸缘装载到卷轴芯上包含使用零件操纵器从车拾起所述顶部凸缘，所述方法还包括使用零件操纵器从所述下部组装装置移除所组装的卷轴以及将所组装的卷轴装载到远离所述下部组装装置的车上。
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