KR20200144122A

KR20200144122A - 공급을 위해 개별화 및 지향된 객체

Info

Publication number: KR20200144122A
Application number: KR1020207032792A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 프라이스투파; 죤 파캣
Original assignee: 9754741 캐나다 리미티드
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2020-12-28
Also published as: BR112020020692A2; WO2019195946A1; EP3774606A4; CA3120440A1; EP3774606A1; MX2020010600A; TW201943629A; AR114783A1; JP2021519687A; CN116729950A; CN112135784B; CN112135784A

Abstract

덕트 내의 스트림의 객체는 모든 방향이 정렬되도록 적어도 일부를 회전하여 개별화되고 지향된다. 하나의 장치에서, 헤드가 개별화 덕트에 남아있는 동안 생크(shank)가 떨어지는 개별화 덕트에 슬롯이 제공된다. 다른 장치에서, 버퍼링 장치로부터 동작 위치로 개별화되고 지향된 객체를 이송하기 위한 버퍼링 장치 및 이송 부재가 제공된다. 또 다른 장치에서, 제 1 경로는 제 2 경로에 대해 방향을 변경한다. 객체는 개별화 덕트로부터 개별화 덕트의 회전 축에 놓인 출구를 갖는 공급 덕트에 공급될 수 있다.

Description

공급을 위해 개별화 및 지향된 객체

본 발명은 객체(object)를 개별화(singulating), 분류 및 지향시키고(orienting), 선택된 객체를 지시된 어레이(array)에 배치하는 시스템이다. 본 발명은 주로 자동화된 조립체(assembly)를 위해 객체를 개별화하고 지향시키는 것에 관한 것이다. 예시적인 응용에서, 객체는 자동화된 스크류 드라이버(screwdriver)에 공급되는 나사와 같은 패스너(fastener)일 수 있다. 다른 유형의 객체를 사용할 수도 있다.

자동화된 패스너 머신(machine)은 조립 제품의 제조에 널리 사용된다. 조립될 부품에 패스너를 배치하는 장치에 패스너를 이송하기 전에 패스너를 개별화하고 지향시키기 위해 종래 기술에서는 여러 가지 방법이 사용된다. 보울 피더(bowl feeder)는 나선형 램프를 진동시켜 동작한다. 진동은 중앙 저장소에 있는 무질서한 패스너 모음에 에너지를 공급하여 패스너의 방향을 조정한다. 일반적으로 60Hz 내지 400Hz의 진동 주파수는 개별화할 패스너와의 공명을 위해 조정된다. 양호한 방향(로컬 램프 축에 맞추어 실질적으로 정렬된 장축)을 가진 패스너는 나선형 램프를 따라 추진되고 양호하지 않은 방향의 패스너는 중앙 저장소로 떨어진다. 다른 변형에서, 패스너 그룹은 스텝 피더(step feeder)를 갖는 진동 램프에 공급된다. 또다른 변형에서, 패스너는 지향 특성을 갖고서 간헐적으로 진동하는 플레이트에 공급된다. 일정기간 진동 후 머신 비전(machine vision)에 의해 패스너의 방향이 검출되고 자동화된 피커(picker)를 사용하여 양호한 방향을 갖는 패스너를 추출한다. 이들 장치는 줄여야 하는 상당한 음향 소음을 생성한다. 전술한 종래 기술의 방법은 초당 몇개의 부품만을 공급할 수 있다.

본 발명의 주된 목적은 제조 속도를 높이기 위해 자동화된 체결 장치에 공급될 수 있는 초당 부품 수를 증가시키는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 개별화 장치의 크기를 줄이는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 개별화 장치의 비용을 줄이는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 개별화 장치의 소음을 줄이는 것이다.

본 발명은 객체를 개별화, 분류 및 지향시키고 선택된 객체를 지시된 어레이에 배치하는 시스템이다. 본 발명의 맥락에서 객체라는 용어는 기판 또는 다른 객체에 대해 방향을 필요로하는 임의의 물품을 지칭한다. 다른 객체에 대해 "반평행(antiparallel)"이라는 객체는 반평행 객체가 기준 객체에 대해 180도 방향을 향하고 있음을 의미한다. 지시된 어레이라는 용어는 어레이에 있는 객체들의 질량 중심 사이에 일정한 평균 변위가 있음을 의미한다. 객체의 방향은 객체의 적어도 하나의 공간적으로 변하는 특성과 관련된 방향 벡터의 세트에 의해 지정될 수 있다. 편의상, 객체의 질량 중심은 다음의 논의에서 방향 벡터의 원점으로 간주된다. 특성에 따라 관련된 방향 벡터의 세트가 상이할 수 있다. 방향은 종종 객체의 형상에 의해 지정되지만, 재료 특성의 변화나 전기 회로의 경로와 같이 형상과 관련이 없는 객체의 내부 특성에 의해 지정될 수도 있다. 본원에서 방향이라는 용어는 일반적으로 하나 이상의 선택된 방향 벡터의 세트를 지칭한다. 선택된 세트는 다른 객체 특성과 관련된 방향 벡터를 포함할 수 있다. 예컨대, 하나의 방향 벡터는 표면 법선의 방향을 지정하고 다른 방향 벡터는 질량 중심에서 전기 접점까지의 방향을 지정할 수 있다. 방향 축이라는 용어는 본 명세서에서 방향 벡터라는 용어와 상호 교환적으로 사용된다. 실시예 중 하나의 중요한 세트에서, 방향 벡터는 객체의 종축에 대응한다. 종축이라는 용어는 설명의 용도로 전체적으로 사용되며 본 발명을 종축의 방향으로만 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 사상 및 의도 내에서, 종축이라는 용어는 선택된 방향 축과 동일한 의미를 갖는다. 예컨대, 객체는 실리콘 기판의 회로와 결합될 성형 플라스틱 베이스일 수 있다. 객체는 제조된 물품의 두 개 이상의 부품을 함께 결합하는데 사용되는 나사 또는 리벳과 같은 패스너일 수 있다. 객체는 토양 기질에 배치하기 전에 방향을 요구하는 튤립 구근(tulip bulb)일 수 있다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급(feeding)하는 방법으로서, 각각의 객체는 방향 축을 갖고 상기 객체가 방향 축의 제 1 및 제 2 상이한 방향을 갖도록 형성되는, 상기 방법은:

상기 객체의 대량 공급체를 제공하는 단계;

상기 공급체로부터 상기 객체를 개별화 덕트로 이송하는 단계;

상기 객체를 상기 개별화 덕트를 따라 통과시키고 회전 축에 대해 상기 개별화 덕트를 회전시킴으로써 회전에 의해 생성된 원심력이 상기 개별화 덕트를 따라 상기 객체를 구동하고 상기 개별화 덕트의 벽에 대항하여 상기 객체에 압력을 가해 상기 벽을 따라 미끄러지도록 작용하여, 상기 객체를 다음의 객체와 각각 개별화되는 객체의 스트림으로 형성하는 단계; 및

상기 지향 이후 상기 스트림 내의 위치에서 모든 객체가 정렬된 방향을 갖도록, 상기 스트림 내의 객체를 결합시키고 상기 객체의 적어도 일부를 회전시킴으로써 상기 스트림 내의 객체를 지향시키는 단계를 포함한다.

방향 축은 일반적으로 관련 몸체의 종방향이지만, 다른 형상의 객체가 본 명세서에서의 방법에 의해 지향될 수 있으므로 반드시 그런 것은 아니다.

바람직하게는, 상기 방법은, 상기 지향 이후 스트림 내의 위치에서 모든 객체가 종축 및 정렬된 방향을 갖도록, 횡축에 대해 객체의 적어도 일부의 종축을 회전시키는 단계를 포함한다.

즉, 상기 방향은 덕트를 따라 이동하는 동안 발생하는 그들의 방향 축을 따라 단순히 객체를 정렬하는 것 이상을 필요로 하지만, 또한 방향 축을 회전하도록 정렬된 객체에 작용하는 또 다른 구성 요소가 제공된다. 이러한 방식으로 나사 또는 다른 패스너와 같은 객체는 헤드 리딩(head leading) 또는 헤드 트레일링(head trailing) 또는 나사 축이 스트림의 이동 방향을 가로 지르도록 배열될 수 있다.

본 발명의 다른 중요한 양태에 따르면, 객체 버퍼링 장치 및 개별화되고 지향된 객체를 객체 버퍼링 장치로부터 동작 기구로 이송하기 위한 이송 부재가 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 동일한 방향에서 각각의 객체에 대해 동작이 발생하도록 지향된 객체에 대한 동작이 제공된다.

본 명세서에서의 정의가 경로 또는 덕트를 지칭하는 경우, 회전 몸체는 단지 하나의 개별화 덕트를 포함할 수 있거나, 또는 생산성을 증가시키거나 다른 크기의 패스너와 같은 다른 유형의 객체에서 동작하기 위해 동일한 객체 모두에서 동작하는 복수의 덕트를 운반할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 스트림 내의 객체의 방향을 검출하기 위한 센서가 제공되며, 객체는 제 1 및 제 2 방향의 검출에 따른 제 1 및 제 2 경로를 따라 향하고, 제 1 경로는 객체가 제 1 및 제 2 경로로부터 공통 스트림으로 동일한 방향으로 결합되도록 제 2 경로에 대해 그 내부의 객체의 방향을 변경하도록 배열된다.

일 예에서, 제 1 경로는 객체를 제 1 방향에서 공통 스트림으로 공급하도록 배열되고, 제 2 경로는 객체를 제 1 방향과 반대인 제 2 방향에서 공통 스트림으로 공급하도록 배열된다. 이것은 공통 스트림의 모든 객체가 동일한 방향을 갖는 것을 보장하도록 제 1 경로에 대해 제 2 경로의 객체 방향을 반대로 하는 작용을 한다.

다른 예에서, 제 2 경로는 그 내부에 있는 객체의 방향을 반전시키기 위한 구성 요소를 포함한다. 이것은 그 내부에 있는 객체의 방향을 반전시키기 위한 비틀림(twist)이 될 수 있다. 이것은 그 내부에 있는 객체의 방향을 반전시키기 위해 객체를 반전된 방향으로 운반하도록 동작할 수 있는 이동가능한 구성 요소일 수 있다.

하나의 장치에서, 객체의 지향은 객체가 개별화 덕트에 있는 동안 수행된다.

즉, 개별화 덕트에 있는 동안 객체를 결합시키고 횡축에 대해 객체 또는 객체의 방향 축을 회전시키는 작용을 하는 접합(abutment) 구조에 의해 지향이 이루어질 수 있다.

일 예에서, 그 지향은 객체를 회전시키는 작용을 하여 모든 종축이 개별화 덕트를 따라 이동 방향을 가로지르도록 한다. 이는 이동 방향에 가로지르는 나사 축이 있는 스크류 드라이버와 같은 기구를 향해 움직이는 매거진(magazine)이나 버퍼에 공급되는 패스너에 특히 효과적이다.

일 예에서, 객체는 헤드(head)와 생크(shank)를 가지며 종축은 생크의 세로방향이다. 그러나, 본 명세서에서 설명된 장치들은 특정 방향을 필요로 하는 객체의 다른 형상 및 구조와 함께 사용될 수 있다. 바람직하게, 나사 또는 패스너는 헤드 및 생크가 이동 방향에 대해 직각으로 정렬되도록 배치된다. 그러나, 방향은 이동 방향을 따라 한쪽 단부에 팁(tip)을 갖고 다른쪽 단부에 헤드를 갖는 패스너를 제공하는 데 사용될 수 있다.

예컨대, 상기 방향은, 헤드가 개별화 덕트를 따라 계속 움직이는 동안 생크가 떨어지는 개별화 덕트 내에 슬롯을 제공함으로써 덕트에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 방식으로 슬롯은 개별화 덕트를 가로지르는 종축을 갖는 객체를 지향시키는 작용을 한다.

다른 장치에서, 지향은 개별화 덕트의 단부 너머에 위치되어 덕트가 개별화에만 작용하도록 하고, 지향은 객체가 개별화된 스트림에 남아있지만 덕트의 하류(downstream)에 있는 동안에 실행된다.

일 예에서, 객체는 개별화 덕트로부터 지향 부재로 방출될 때 포획(capture)에 의해 지향된다.

다른 예에서, 스트림에서 객체의 방향을 검출하기 위한 센서가 제공되고, 객체는 검출된 방향에 따라 그 방향을 변경하도록 동작된다.

이것은 객체가 제 1 및 제 2 방향의 검출에 따른 제 1 및 제 2 경로를 따라 향하는 다른 예에서 수행될 수 있다. 이러한 장치에서, 바람직하게, 제 1 경로는 객체가 동일한 방향에서 제 1 및 제 2 경로로부터 공통 스트림으로 결합되도록 제 2 경로에 대해 그 내부에 있는 객체의 방향을 변경하도록 배열된다.

전술한 개별화 및 지향 시스템의 하나의 특정한 최종 용도에서, 객체는 개별화 덕트로부터 객체의 공급체를 형성하기 위해 객체가 정지되는 버퍼 컨테이너(buffer container)로 이송된다. 이는 객체가 그 공급체로서 동작 기구에 공급되는 경우 특히 필요한다. 이러한 방식으로 동작하는 장치의 일 예에서, 버퍼 컨테이너는 개별화 덕트와 함께 회전하고 후속하여 객체를 다운로드(download)하기 위해 정지된다. 즉, 버퍼와 개별화 덕트가 일반적으로 회전하는 동안 버퍼가 객체를 수집하고 그 다음, 버퍼가 다운로드 작업에서 중지된다. 이러한 예에서 바람직하게는, 첫 번째는 개별화 덕트로부터 로딩되는 반면 두 번째는 정지되는 적어도 2개의 버퍼 컨테이너가 제공된다.

연속으로 객체를 사용하기 위한 기구에 객체가 공급되는 경우, 일 예에서 객체는 버퍼 컨테이너로부터 기구로 직접 공급된다. 그러나, 다른 장치에서, 객체는 직접 공급되지 않고 기구에 공급체를 형성하는 가늘고 긴 저장 부재 또는 매거진에 삽입된다. 이는, 예컨대, 객체가 일렬로 운반되는 종이와 같은 재료의 스트립(strip) 또는 객체가 일렬로 한쪽 단부에서 다른쪽 단부까지 운반되는 플라스틱과 같은 재료의 튜브일 수 있다.

방향 이외에도, 또 다른 예에서는 스트림 내의 객체의 특성을 검출하기 위한 센서가 제공되며, 그 검출된 특성에 따라 일부 객체가 폐기되거나 변위될 수 있다. 예컨대, 시스템은 나사와 같은 객체의 품질 또는 실행 가능성을 평가하고 적합하지 않은 객체는 폐기하는데 사용될 수 있다. 그러나 센싱 또는 측정 시스템의 다른 많은 용도는 다른 많은 방법으로 사용될 수 있다.

나사와 같은 객체가 서로 엉키는 경향이 있는 경우, 개별화 덕트로 객체를 대량 공급으로부터 이송하는 공급 덕트가 제공되는 것이 바람직하며, 객체가 개별화 덕트로 진입하는 것을 보장하기 위해 공급 덕트는 교반된다.

다른 구성에서, 개별화 덕트의 회전 축에 놓인 출구로 개별화되고 지향될 때, 객체는 개별화 덕트로부터 개별화 덕트와 함께 회전하고 객체를 운반하는 공급 덕트로 공급된다. 이러한 방식으로 객체는 동일한 방향을 갖는 스트림의 입구로부터 나온다. 이는 축을 따라 개별화되고 지향되어 이동하는 객체를 삽입 기구의 축으로 공급하는데 특히 효과적이다.

일부의 경우에, 객체의 하나 이상의 매개 변수를 검출하는 측정 장치는 객체의 존재만을 감지할 수 있다. 다른 경우에, 검출된 객체의 존재 및 하나 이상의 특성이 또한 획득될 수도 있다.

상기 또는 다음의 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 개별화된 객체의 적어도 하나의 매개 변수를 검출하기 위한 객체 측정 장치가 제공된다.

상기 또는 다음의 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 시간에 대한 객체의 측정을 기록하기 위한 제어 시스템이 제공된다.

상기 또는 다음의 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 객체 버퍼링 장치 내의 위치에 대한 객체의 측정치를 기록하기 위한 제어 시스템이 제공된다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 개별화된 객체의 적어도 하나의 매개 변수의 검출에 응답하여 선택된 객체를 객체 버퍼링 장치로부터 멀리 방향 전환시키기 위한 방향 전환 장치가 제공된다.

상기 또는 다음의 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 개별화 속도는 최소 요구 속도보다 높기 때문에 제 1 테스트 객체가 이송 장치로 계속 이동하기 위한 조건을 충족하지 못하고 폐기되는 경우 대체 객체를 사용할 수 있다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 저장 컨테이너는 제 1 및 제 2 품질 매개 변수를 갖는 각각의 객체를 포함하는 적어도 제 1 및 제 2 개별 컨테이너를 포함하고, 제어 장치는 컨테이너를 선택하는데 사용된다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 이송 장치는 객체를 위한 컨테이너를 갖는 벨트를 포함하는 덕트의 출구로부터 최종 사용 위치까지 객체를 운반한다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 이송 장치는 이송 장치를 빠져 나가는 객체의 각속도가 대략 0이 되도록 배치된다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 이송 장치는 포획(catch) 위치와 해제 위치 사이를 이동하도록 액추에이터(actuator)와 함께 동작 가능한 깔때기(funnel) 및 슬롯을 포함한다. 이러한 장치에서, 일부 경우에는 객체의 존재 및/또는 속도를 검출하는 센서가 제공될 수 있다. 또 다른 중요한 특징은 객체 공급 동작의 정확성을 보장하고 장애 또는 기타 일관되지 않은 동작의 경우 동작을 중단하기 위해 객체가 객체 버퍼링 장치에 실제로 도달하는지 여부와 시점을 검출하는 센서를 제공할 수 있다.

상기 또는 다음의 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 특징에 따라, 포장 수단이 개별화되고 지향된 객체를 둘러싸도록 제공된다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 객체 공급 시스템은 윤활유 또는 점착체와 같은 객체 각각 또는 일부에 표면 코팅을 공급하기 위한 시스템을 포함한다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 중요한 선택적 특징에 따라, 내부 단부로부터 연장되는 적어도 하나의 덕트를 정의하는 회전 몸체와 함께 축을 중심으로 회전하도록 장착된 회전 몸체가 제공된다. 축에 외부로 인접하는 내부 단부로부터 내부 단부보다 축으로부터 외부로 더 큰 반경 거리로 이격된 외부 단부에 연장하는 적어도 하나의 덕트를 정의하는 회전 몸체로서 축을 중심으로 회전하도록 장착된 회전 몸체가 제공되고, 여기서 대량의 객체는 상기 적어도 하나의 덕트의 내부 단부에 공급되고, 내부 단부는 축에 인접한 어레이에 배치되어 공급 도관이 객체를 내부의 저속 단부로 진입하게 하고 도관 내의 객체의 스트림을 상기 적어도 하나의 덕트의 분리된 객체로 분리하기 위해 상기 적어도 하나의 덕트의 내부 단부에 객체를 배치하는 작용을 하도록 하고, 상기 적어도 하나의 덕트는, 객체가 외부 단부를 향하여 이동할 때 상기 적어도 하나의 덕트 내로 분리된 객체가 덕트에서 일렬로 연속적으로 정렬되도록 하기 위해 객체가 내부 단부에서 외부 단부로 통과할 때 가속되도록 형성되어 배치된다.

상기 또는 다음의 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 또 다른 중요한 특징에 따라, 상기 객체가 결합없이 계속 이동하도록 하기 위해 공급 도관으로부터 공급된 객체를 교반하는 교반 수단이 제공된다. 교반 수단은 공급 도관 내에, 회전 몸체 상에, 또는 둘 다에 있을 수 있다. 교반 수단은 예컨대 진동기일 수 있다. 교반 수단은 예컨대 공급 도관 또는 회전 몸체에 대해 회전하도록 만들어진 패들(paddle)의 어레이일 수 있다. 교반 수단은 공급 도관의 내벽 상의 돌출부일 수 있다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 또 다른 중요한 특징에 따라, 회전 몸체에 상이한 유형의 객체를 이송하는 복수의 공급 도관이 제공되며, 여기서 각 공급 도관은 임의의 다른 공급 도관에 의해 공급되는 하나 이상의 덕트의 세트와 구별되는 하나 이상의 덕트의 세트를 공급한다. 각 세트의 덕트의 내부 단부는 바람직하게는 임의의 다른 세트의 덕트에 대해 축 방향으로 변위된다. 예컨대, 이 장치는 각 유형의 전용 덕트의 수와 각 유형의 객체에 대한 공급 도관의 통과 속도를 조정하여 필요한 비율로 다른 유형의 객체를 추가 공정에 공급하는 데 사용할 수 있다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 또 다른 중요한 특징에 따라, 회전 몸체 및 관련 공급 도관, 덕트, 검출기, 방향 전환기(diverter) 및 객체 버퍼의 적어도 하나의 매개 변수에 대한 정보를 수신하는 연산 수단이 제공된다.

상기 또는 다음의 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 또 다른 중요한 특징에 따라, 연산 수단은 수신된 정보에 기초하여 운영자에게 요약 보고서를 생성한다.

상기 또는 다음의 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 또 다른 중요한 특징에 따르면, 연산 수단은 수신된 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 동작 매개 변수를 변경할 수 있다.

상기 또는 다음 특징들 중 임의의 것과 독립적으로 사용될 수 있는 본 발명의 또 다른 중요한 특징에 따라, 연산 수단은 복수의 회전 몸체 장치로부터 정보를 수신하고 수신된 정보에 기초하여 적어도 하나의 동작 매개 변수를 변경하여 복수의 회전 몸체 장치의 수집 동작이 운영자 지정 매개 변수를 충족시키기 위해 객체의 출력을 생성하도록 변경한다.

본 발명의 하나의 목적은 완성된 부품이 더 빨리 제조될 수 있도록 객체가 조립 장치에 제공될 수 있는 속도를 증가시키는 것이다. 본 발명의 추가적인 목적은 객체 버퍼로 이송되는 시간 및 객체 버퍼 내의 위치에 대한 정보와 함께 각 객체의 품질 특성에 대한 정보를 제공하는 것이다.

가장 바람직한 실시예에서, 개별화 수단은 2018년 2월 1일에 공개된 본 출원인에 의한 PCT 출원(WO 2018/018155)에 기술된 바와 같이 본원에서 이용될 수 있는 장치이다.

따라서 개별화 시스템은 벌크(bulk) 객체가 벌크 객체 저장소로부터 개별화된 객체가 해제된 외부 영역으로 유입되는 중앙 영역에서부터 이어지는 하나 이상의 덕트를 갖는 회전 몸체로 구성된다. 객체는 회전 몸체의 각속도와 덕트의 형상에 따른 관성력에 의해 가속된다. 이 장치에서 단일 덕트에 의해 달성된 개별화 속도는 종래 기술에서의 보울 피더에 의해 달성된 개별화 속도보다 상당히 더 높기 때문에 객체가 훨씬 더 빠른 속도로 객체 버퍼에 이송될 수 있다. 본 실시예에 기초한 자동화된 조립 스테이션은 개별화 단계가 속도 제한이 아니기 때문에 완성된 부품을 보다 신속히 조립할 수 있다. 이 유형의 개별화 시스템은 전기 또는 수력으로 편리하게 구동될 수 있는 회전 모터만을 필요로 한다.

공개된 PCT 출원(WO 2018/018155)에 기술된 개별화 시스템은 벌크 객체에서 중심 대 중심 거리의 분포에 의해 부분적으로 결정된 간격으로 객체를 방출한다. 기간에서 평균 기간과 변동은 덕트 벽과의 마찰을 조절하는 표면 질감 뿐만 아니라 객체의 크기와 형상 분포에 따른다. 각 객체는 위치 에너지를 최소화하기 위해 덕트에 지향된다. 구형 객체를 제외한 모든 객체의 경우, 객체의 장축이 우선적으로 덕트의 축에 정렬된다. 사양에는 측정된 특성을 기반으로 객체를 전용하는 수단 뿐만 아니라 덕트 내 또는 해제 후 객체 특성의 측정이 포함된다. 본 발명의 객체 버퍼는 객체 버퍼로부터의 객체를 일정한 속도로 방출하는 기능을 한다. 객체 버퍼에서 방출되는 최대 속도는 객체가 객체 버퍼에 도착하는 평균 속도이다.

다른 실시예에서, 객체는 깔때기에 의해 수집되고 포획 위치와 해제 위치 사이를 이동하도록 액추에이터와 함께 동작가능한 슬롯에 배치된다. 슬롯의 폭은 슬롯이 해제 시간의 변화에 대응하는 시간의 길이 동안 객체를 수용할 수 있도록 선택된다. 객체가 포획되면 액추에이터가 해제 위치를 향해 가속하고 관성력이 객체를 슬롯의 트레일링 에지(trailing edge)에 맞춘다. 트레일링 에지는 객체를 지향시키도록 형성된다. 예컨대, 트레일링 에지 자체에는 나사 몸체를 수용할 수 있을 만큼 넓지만 나사 헤드를 제외할 수 있을 정도로 좁을 수 있다.

많은 경우에, 이 방법은 개별화된 상태를 유지하면서 개별화된 객체에 대한 작업을 수행하는 것을 포함한다. 이 작업은 개별화된 객체를 살펴보거나 계산하는 것만 포함될 수 있다. 그러나, 개별화는 윤활제 또는 접착제로 코팅하는 것과 같이 개별화된 객체를 처리하는 데 특히 효과적이다. 다른 경우에, 이 작업은 객체의 분석 또는 평가를 수행하는 것을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 객체 측정 수단은 하나 이상의 파장에서 객체의 크기, 형상 및 반사율에 관한 정보를 제공하는 이미징 시스템이다.

일부 실시예에서, 객체 측정 수단은 음향적이며 객체 내의 밀도 변화에 대한 정보를 제공한다. 예컨대, 그 측정은 균열을 검출할 수 있다. 시스템은 완성된 조립체에서 가능한 고장을 방지하기 위해 균열 있는 객체를 거부할 수 있다.

일부 실시예에서, 복수의 측정 수단이 사용된다. 일부 실시예에서, 객체 버퍼 내에서의 위치에 관한 정보와 함께 객체에 관한 정보가 저장된다.

바람직한 실시예에서, 객체 공급 시스템은 각 객체의 적어도 하나의 측정된 품질 매개 변수에 따라 객체를 다른 위치로 방향 전환하도록 동작할 수 있는 방향 전환 수단을 갖는다. 품질 매개 변수가 운영자가 결정한 임계값을 충족하면, 객체는 객체 버퍼로 계속 이동하고, 그렇지 않으면 객체는 컨테이너로 방향 전환된다. 예컨대, 객체가 나사인 경우, 양호하다고 판단된 나사는 계속해서 객체 버퍼로 이동하고 결함이 있는 것으로 판단된 나사는 거부 용기(reject bin)으로 방향 전환된다. 이 실시예에서, 객체가 거부 용기로 방향 전환되는 경우, 대체 객체가 즉시 이용가능하도록 조립 기구에 의해 객체 버퍼가 비워지는 속도보다 약간 높은 속도로 개별화 수단을 동작하는 것이 바람직하다. 일부 실시예에서, 달리 사용하기에 적합한 잉여 객체는 저장 용기(storage bin)로 방향 전환되고 나중에 개별화 수단으로 재유입된다. 예컨대, 이는 객체 버퍼가 가득 찬 경우에 발생할 수 있다.

일부 실시예에서, 객체 버퍼는 미리 결정된 수의 객체가 컨테이너 내에 배치되었을 때 다른 포장 컨테이너로 대체되는 포장 컨테이너이다. 일부 경우에서, 포장 컨테이너는 특정된 방향으로 하나의 객체만을 수용한다. 예컨대, 포장 컨테이너는 정해진 방향으로 전자 부품을 보관하기 위해 일련의 구획이 있는 테이프 스트립(tape strip)일 수 있다.

일부 실시예에서, 객체 공급 시스템은 각각 상이한 유형의 객체를 포함하는 복수의 벌크 객체 저장소와 관련된다. 연산 수단은 어느 하나의 객체 저장소가 연결되어 있는지를 선택하고 언제든지 개별화 수단을 공급한다.

시스템은 단일 덕트가 단일 객체의 고속 스트림을 생성하는 데 효과적일 수 있지만, 많은 경우에 중앙 공급 도관 주위에 어레이로 배열된 복수의 덕트가 제공된다. 이 장치는 객체 개별화의 속도를 증가시킬 수 있으며 아래에 기술된 바와 같이 여러 객체 유형을 동시에 개별화할 수 있다. 각 객체 유형은 해당 객체 유형에 전용되는 하나 이상의 덕트와 통신하여 축 방향 플랫폼으로 객체를 이송하는 해당 공급 도관을 갖는다. 각 객체 유형에 대한 축 방향 플랫폼은 개별화 시스템의 회전 축을 따라 엇갈리게 배치된다. 예컨대, 하나의 덕트는 #4-40 나사를 개별화할 수 있는 반면 다른 덕트는 #6-32 나사를 개별화할 수 있다.

상기에서 정의된 장치는 다음을 포함하는 객체 스트림의 적어도 하나의 측정 가능한 매개 변수를 검출하는 데 사용될 수 있다:

공급 도관 내의 객체의 스트림에서 객체를 운반하는 단계;

축을 중심으로 회전 몸체를 회전시키는 단계;

상기 회전 몸체는 상기 축에 외부로 인접한 내부 단부로부터 상기 내부 단부보다 상기 축으로부터 외부로 더 큰 반경 방향 거리로 이격된 외부 단부로 연장되는 적어도 하나의 덕트를 정의하고;

상기 내부 단부는 축에 인접하게 배열되어 상기 공급 도관이 상기 객체를 내부 단부로 진입시키기 위해 상기 적어도 하나의 덕트의 내부 단부에 상기 객체를 배치하도록 작용하고;

상기 적어도 하나의 덕트는 상기 객체가 외부 단부를 향하여 이동할 때 상기 적어도 하나의 덕트 내로 분리된 객체가 덕트에서 일렬로 연속적으로 정렬되도록 하기 위해 상기 객체가 상기 내부 단부에서 상기 외부 단부로 통과할 때 가속되도록 형성되어 배치되고; 및

상기 적어도 하나의 덕트 각각에 대해, 상기 객체의 상기 적어도 하나의 매개 변수를 측정하는 단계.

일부 경우에, 각 덕트에 대해 객체가 매개 변수의 측정에 의해 결정된 바와 같이 복수의 경로 중 하나로 향하도록 객체를 분류하기 위한 장치가 제공된다. 측정된 매개 변수는 각 객체의 방향이 될 수 있다. 각 방향의 객체는 다른 경로로 향한다. 예컨대, 나사 스트림은 덕트 축에 평행 및 반평행하게 정렬된다. 평행하게 정렬된 나사는 반평행으로 정렬된 나사와 다른 경로로 향한다. 바람직한 실시예에서, 상이한 경로는 객체를 공통 정렬로 이끌고 후속적으로 단일 경로로 병합하도록 배치된다. 그러나, 본원의 장치를 사용한 객체의 증가된 개별화 정도의 관점에서 보다 효과적으로 얻어지는 매개 변수 또는 매개 변수의 측정은 다른 목적으로 사용될 수 있다.

따라서, 상기에서 정의된 장치는 몸체상의 객체의 증가된 가속과 함께 객체의 회전에 의해 얻어지는 증가된 속도가 매개 변수의 검출을 위해 각 객체를 다음 객체로부터 보다 양호하게 분리한다는 이점을 제공할 수 있다. 또한 매개 변수의 검출 또는 측정이 보다 신속하게 수행될 수 있으므로 객체의 증가된 속도는 시스템의 처리량을 증가시키는 데 사용될 수 있다.

하나의 장치에서, 매개 변수의 측정은 객체가 덕트에 있는 동안 수행된다. 이는 객체의 위치가 몸체의 회전과 덕트의 위치에 의해 제어되기 때문에 객체의 위치가 더 명확하게 정의된다는 장점이 있다. 객체의 보다 정확한 위치를 고려하여, 매개 변수의 측정은 대부분의 경우에서 보다 효과적으로 수행될 수 있다.

이 경우 바람직하게, 매개 변수의 측정은 회전 몸체에 장착된 측정 장치에 의해 수행된다. 따라서 이러한 방식에서 측정 장치는 덕트 및 객체와 관련된 특정 위치에 배치된다. 이는 특정 위치에 더 정확하게 초점을 맞출 수 있기 때문에 측정 장치의 동작을 단순화할 수 있다. 이 경우, 각 덕트는 해당 덕트를 통해 흐르는 객체의 측정에 전용되는 하나 이상의 개별 측정 장치를 포함할 수 있다. 즉, 덕트를 따라 이동할 때 각 객체는 다수의 센서 또는 측정 장치를 통과 할 수 있으며, 이 측정 장치는 일렬로 정렬될 수 있으며, 각각은 객체의 다른 매개 변수를 검출하여 만들어질 객체에 대한 보다 양호한 평가를 가능하게 한다. 그러나 일부 경우에 단일 센서가 요구되는 모든 정보를 제공할 수 있다.

바람직하게, 측정 장치에 근접한 덕트의 적어도 일부는 투명한 재료로 구성된다. 덕트의 일부를 투명하게 제공하면 투명 섹션을 통해 측정을 수행할 수 있으며 덕트는 일정한 형상을 유지하면서 객체의 이동을 계속 제어할 수 있다.

하나의 장치에서, 덕트의 벽 또는 덕트 자체는 세그먼트(segment) 사이의 하나 이상의 갭(gap)들로 분할된다. 하나 이상의 측정 장치는 덕트의 벽에 의해 방해받지 않는 시야로 객체의 다른 매개 변수를 측정하기 위해 갭들에 근접하여 위치한다. 덕트 자체가 분리된 세그먼트로 분할되는 경우, 각 세그먼트는 바람직하게 덕트를 따라 객체 흐름의 섭동을 최소화하기 위해 상기 세그먼트의 위치에서 객체의 평균 속도 벡터에 실질적으로 평행한 덕트의 경로를 따라 배치된다. 따라서 객체는 갭에 있는 동안 본 명세서에서 설명된 기술 중 임의의 것을 사용하여 동작될 수 있다.

다른 장치에서, 객체의 분리는 객체가 선택된 매개 변수에 따라 차등적으로 충전된 후 전기장을 통과하여 객체가 다른 경로로 방향 전환되도록하는 정전기력을 사용하여 수행될 수 있다. 일반적으로, 각 객체에 동일한 전하를 생성하는 장치가 제공되어 각 객체가 서로 다르거나 단위 질량 당 고유한 전하를 갖기 때문에 서로 다른 질량에 기초하여 객체에 다르게 작용하는 전기장을 통해 객체를 통과시켜 상이한 질량의 객체를 분리한다. 예컨대, 이 방법은 원치 않는 빈 공간을 포함하는 객체를 거부 용기로 보내는 데 사용할 수 있다.

바람직하게, 덕트는 외부 단부가 내부 단부에 대해 각도가 지연되도록 만곡된다. 이 형상은 일반적으로 객체가 원심력과 코리올리 힘에 의해 가속되기 때문에 객체의 경로를 밀접하게 따라가므로 객체가 덕트 측면에 대한 과도한 마찰없이 경로를 따라 이동할 수 있다.

바람직하게, 덕트는 축에 인접한 내부 단부에서 즉시 나란히 배치되어 공급 도관이 객체를 덕트의 내부 단부로 직접 분리하는 방식으로 객체를 누적시키고, 덕트가 회전 몸체에서 직경이 증가된 영역으로 이동함에 따라 덕트는 외부 단부를 향해 간격이 증가한다. .

바람직하게, 회전 몸체의 축은 디스크가 수평면에 놓이도록 수직이다. 그러나 다른 방향들이 사용될 수 있다.

바람직하게, 객체가 지나가는 각 덕트의 측벽은 객체에 대한 가속력이 객체를 회전 몸체로부터 방출하기 위해 공통 방사 평면으로 이동시키는 작용을 하도록 축에 따른 방향으로 기울어진다. 즉, 가속력은 회전 몸체의 축 방향으로 객체를 공통 축 위치로 이동시키는 경향이 있다. 이러한 방식으로 객체가 축을 따라 이격된 위치에서 덕트로 진입하더라도 덕트의 형상은 모두 동일한 축 위치로 가져온다.

하나의 바람직한 장치에서, 각 덕트는, 가속으로 인해 객체를 V자형의 베이스(base)에 한정하기 위해 V자형으로된 덕트의 벽에 대해 객체가 이동하도록 형성된다. 벽은 덕트에서 객체를 결합하고 회전시키기 위한 리플링(rifling)을 포함하는 표면을 포함할 수 있다. 또한 벽은 객체보다 작은 구성 요소가 개구부를 통해 해제되어 객체로부터 분리되는 위치에 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있다. 각 덕트에는 분리된 작은 구성 요소가 진입하는 덕트에 평행한 연관된 제 2 덕트가 포함될 수 있다. 이는 객체가 첫 번째 객체와 크기에 따라 분리되도록 그러한 덕트 스택(stack)이 있는 시스템에서 사용할 수 있다. 관련된 바람직한 장치에서, 덕트 벽의 개구는 객체가 덕트 벽에 대해 정렬되도록 하기 위해 객체의 일부만이 통과하도록 허용한다. 예컨대, 덕트 벽에는 나사 몸체가 통과할 수 있지만 헤드는 통과하지 못하도록 하는 슬롯이 포함될 수 있다. 슬롯이 충분히 깊은 경우, 나사 축이 덕트 벽에 수직으로 정렬된다.

하나의 예에서, 각각의 분리 장치는 분리될 객체가 스트림의 전방 에지를 향해 이동하도록 배열된 전방 에지를 갖는 분리 헤드, 및 객체를 스트림의 제 2 측면으로 향하도록 배열된 스트림의 일측면 상의 제 1 위치와 객체를 상기 스트림의 상기 일측면으로 향하도록 배열된 스트림의 제 2 측면 상의 제 2 위치 사이에서 전방 에지를 이동시키기 위한 액추에이터를 포함한다.

이러한 예에서, 바람직하게, 분리 헤드는 회전 몸체의 반경 방향 평면에 배치되고 제 1 및 제 2 측면은 반경 방향 평면의 각 측면에 배치된다.

이러한 예에서, 바람직하게, 분리 헤드는 분리 헤드가 일반적으로 쐐기 형상이 되도록 전방 에지의 제 1 및 제 2 측면 상에 경사진 가이드 표면을 포함한다. 다른 실시예에서, 분리 헤드는 일반적으로 3개 이상의 삼각형면을 가질 수 있으며,베이스 측면은 각각의 삼각형을 형성하는 다각형을 가지며, 다각형에 대한 법선은 (중립 위치에 대해) 입사하는 객체의 방향으로부터 180도이다. 분리 헤드는 첨예한 지점(sharp point)이 될 필요가 없다: 즉, 측면이 사다리꼴일 수 있다. 이 장치에서, 분리 헤드의 베이스는 다각형이고 분리 헤드의 지점은 스케일만 다른 베이스 다각형과 유사하다. 예컨대, 분리 헤드는 객체를 3개의 별개 경로로 향하게 하기 위한 형상으로 일반적으로 사면체일 수 있다. 예컨대, 분리 헤드는 객체를 4개의 별개 경로로 향하게 하기 위한 형상으로 일반적으로 피라미드 형상일 수 있다.

바람직하게, 액추에이터는 압전(piezo electric) 부재에 의해 이동된다. 그러나 예컨대, 전자기 음성 코일과 같은 다른 구동력을 사용할 수 있다.

바람직하게, 액추에이터는 분리 헤드의 반경 방향 외측으로 연장되고 분리 헤드의 반경 방향 평면에 놓이는 튜브에 장착된다.

본 발명은 해당 객체의 유형이나 크기에 제한되지 않으며, 분리될 다른 입자 또는 객체로 동작될 수도 있다. 본 발명의 장치는 마이크론(microns)에서 미터까지의 크기 범위를 갖는 객체에 사용될 수 있다. 마이크론의 크기 범위에서, 객체는 예컨대, 광학 특성이 객체 치수 및 방향에 의존하는 양자점과 같은 플레이크(flake)일 수 있다. 객체는 예컨대, 결정일 수 있고 본원에서의 장치는 내부 결정구조적 평면에 대해 결정면을 지향시키는 데 사용된다. 결정은 예컨대, 복굴절일 수 있고 본 발명의 지향 작업은 광학 시스템의 조립을 위해 광학 축을 정렬하는 데 사용된다. 결정은 예컨대, 실리콘일 수 있고 본 발명의 지향 작업은 레이저 삭마(ablation), 이온 기계가공 또는 에칭과 같은 추가 처리 작업을 위한 특정 결정구조적 축을 제공하는 데 사용된다. 객체는 예컨대, MEMS 장치 또는 마이크로 미러 또는 마이크로 렌즈와 같은 MEMS 장치의 일부일 수 있다. 객체는 포장을 위해 또는 인쇄 회로 기판과 같은 캐리어(carrier) 상에 배치하기 위해 본 발명에 의해 개별화되고 지향된 저항기 또는 커패시터와 같은 수동 전자 부품일 수 있다. 객체는 캐리어 상에 포장 또는 배치하기 위해 본 발명에 의해 개별화되고 지향된 트랜지스터, LED 또는 집적 회로 칩과 같은 능동 전자 부품일 수 있다. 객체는 버튼, 걸쇠, 나사, 볼트, 못, 리벳, 너트 또는 와셔와 같은 패스너일 수 있다. 객체는 예컨대, 패널 조립체에 설치하기 위해 개별화되고 지향된 전자 커넥터일 수 있다. 객체는 포장 또는 추가 조립을 위해 본 발명에 의해 개별화되고 지향된 제조된 부품 또는 제조된 제품의 하위 조립체일 수 있다. 제조된 부품은 불규칙한 형상을 가질 수 있다. 객체는 심기 전에 개별화 및 지향(뿌리 쪽이 아래로)되어야 하는 튤립 구근, 소나무 또는 덩굴과 같은 식물 또는 그 일부일 수 있다. 객체는 개별화되고 예컨대, 복합 재료에서 섬유가 방향화되도록 지향된 재료의 뭉치(bale)일 수 있다. 객체는 포장하는 동안 본 발명에 의해 개별화되고 지향된 식품의 포장 또는 제조된 제품의 포장일 수 있다. 객체는 우편 시스템 또는 택배 시스템에서 본 발명에 의해 개별화되고 지향되어 각 객체를 추적하고 목적지로 향하게 하는 봉투, 상자, 포장 또는 선적 컨테이너일 수 있다. 유사하게, 본 발명은 유통 및 재고 관리 시스템에 사용될 수 있다. 객체는 예컨대, 공항, 기차역, 버스 정류장 또는 항구와 같은 운송 시스템의 수하물일 수 있다. 본 명세서에서 참조된 객체 및 응용의 유형은 예시적인 것이며, 본 발명의 범위를 본 명세서에서 기술된 객체 및 응용의 유형으로 제한하지 않는다.

본 명세서의 일부 예에서 기술된 바와 같은 덕트는 일반적으로 디스크에 형성된 직립면을 갖는 통로이지만, 덕트는 원형, 타원형, 삼각형 또는 사각형 등 일 수 있거나 일반적으로 C-형상, V-형상 또는 L-형상인 부분 튜브일 수 있다. 덕트는 최소한 2차원 또는 3차원 표면, 또는 객체에 힘을 부여하는 접촉 지점에 의해 정의되는 표면으로 정의될 수도 있다. 덕트는 원형, 타원형, 삼각형 또는 사각형과 같은 다양한 단면 형상의 밀폐된 튜브일 수도 있다.

덕트는 복수의 경로로 구성될 수 있으며, 각 경로는 다른 세트의 방향을 갖는 객체를 이송하고 객체의 방향에 따라 객체를 제 1 경로에서 제 2 경로로 이동시키는 수단이 제공된다. 일부 실시예에서, 덕트 내의 경로 중 적어도 하나는 경로에 진입하는 객체의 방향을 변경하도록 형성되고 배열된다. 일부 실시예에서, 덕트 내의 경로 중 적어도 하나는 경로 내의 객체의 방향을 변경하도록 형성되고 배열된다. 일부 실시예에서, 덕트 내의 경로 중 적어도 하나는 경로를 이탈하는 객체의 방향을 변경하도록 형성되고 배열된다. 일부 실시예에서, 경로 중 적어도 하나는 측정된 매개 변수에 적어도 부분적으로 기초하여 객체를 폐기 용기로 배출하는 수단을 포함한다. 일부 실시예에서, 경로 중 적어도 하나는 객체의 동적 특성에 기초하여 객체를 폐기 용기로 배출하는 수단을 포함한다. 일부 실시예에서, 경로 중 적어도 하나는 측정된 매개 변수에 적어도 부분적으로 기초하여 객체를 재순환 용기로 보내는 수단을 포함한다. 일부 실시예에서, 경로 중 적어도 하나는 객체의 동적 특성에 기초하여 객체를 재순환 빈으로 보내는 수단을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 덕트 내의 경로는 다른 방향으로 덕트에 진입하는 객체가 동일한 방향으로 덕트를 빠져 나가도록 형성되고 배열된다.

본 발명에서, 회전 기준 프레임에서 산정된 객체에 대한 관성력은 경로 표면에 의해 제공되는 수직력에 의해 적어도 하나의 방향으로 저항되고, 객체는 잔여 알짜(net) 관성력에 응답하여 가속된다. 회전 기준 프레임 내에서 생성된 관성력은 각속도에 의존하며 종래 기술 시스템에서 사용되는 중력보다 훨씬 클 수 있다. 더 큰 힘은 본 발명의 장치가 더 높은 속도로 객체를 개별화하고 지향될 수 있게 한다. 최적의 회전 속도는 표면력의 크기에 의존한다. 일반적으로 마이크론 크기의 객체는 움직임에 저항하는 강한 표면력을 경험하고, 예컨대, 100,000 RPM과 같은 높은 회전 속도가 적절하다. 미터 크기의 객체의 경우, 질량에 대한 표면력이 작고 예컨대, 100RPM과 같은 회전 속도가 적절한 처리량을 제공할 수 있다. 더 높은 회전 속도를 사용하여 처리량을 늘릴 수 있다. 더 낮은 회전 속도는 섬세한 객체에 대한 충격력을 제한하는 데 사용될 수 있다.

한 경로에서 다른 경로로 객체를 이동하는 수단은 동적이거나 정적일 수 있다. 정적인 경우에, 경로의 형상은 경로를 따라 적어도 하나의 지점에 대해 다르게 지향된 객체에 다른 수직력을 가하고, 다른 힘으로 인해 다르게 지향된 객체가 다른 경로를 따르게 한다. 예컨대, 본 발명의 반경 방향 덕트 섹션의 객체는 원심력에 의해 외측으로 가속되고 코리올리 힘에 의해 덕트 벽으로 접선 방향으로 가속된다. 덕트 벽은 제 1 방향의 객체가 제 1 단계 내에서 적합하고 제 2 방향의 객체가 제 1 단계를 넘어 연장하도록 접선 방향으로 단계식으로 형성될 수 있다. 제 1 방향의 객체는 접선 방향으로 알짜 힘을 경험하지 않으며 반경 방향 축에 대한 알짜 토크도 경험하지 않는다. 제 2 방향의 객체는 반경 방향 축에 대한 알짜 토크와 가능하면 (객체의 질량 중심이 그 단계에 대해 위치되는 곳에 의존하는) 알짜 접선력을 경험한다. 제 2 방향의 객체에 대한 알짜 토크 및/또는 알짜 접선력은 상기 객체가 제 1 방향의 객체와는 다른 경로를 따르게 한다. 다른 예에서, 덕트 벽은 제 1 방향의 객체가 돌출부에 의해 결합되지 않고 제 2 방향의 객체의 일부가 돌출부에 결합하고 토크를 경험하고 상기 객체의 경로를 제 2 방향으로 변경하도록 배치된 접선 쐐기 형상의 돌출부를 포함한다. 덕트 내 객체의 변위 벡터는 회전축에 대해 덕트 벽의 일부를 기울임으로써 회전축에 평행한 구성 요소를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 덕트 벽은 제 1 방향의 객체가 회전 축에 평행한 변위를 가질 수 있고 제 2 방향의 객체가 회전 축에 평행한 변위를 갖는 것을 방지하도록 형성될 수 있다. 프로세스는 회전 축에 평행한 상이한 변위를 갖는 경로로 각각 복수의 상이한 방향을 갖는 객체를 분류하기 위해 반복될 수 있다. 일부 실시예에서, 객체는 각 객체 방향에 대해 다른 버퍼로 공급된다. 경로를 따라 제 1 방향에 있는 객체는 경로를 따라 돌출부를 배치함으로써 제 2 방향으로 회전하여 돌출부가 결합하여 객체에 토크를 생성할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 각 방향의 객체는 버퍼에 배치되기 전에 공통 방향으로 회전된다.

동적 역학의 실시예는 센서 시스템이 각 객체의 방향을 측정하고 각 객체에 대한 경로의 형상을 변경하기 위해 하나 이상의 액추에이터에 신호를 전송하는 것을 제외하고는 상기에서 논의된 정적 역학의 실시예와 유사하다. 예컨대, 센서가 제 1 객체 방향을 검출할 때 돌출부가 덕트 벽으로부터 연장될 수 있으며, 상기 돌출부가 중심 지점으로 작용하여 중심 지점에 입사하는 객체가 덕트 벽에 수직인 축을 중심으로 90도 회전하도록 한다. 제 2 방향에 있는 것으로 검출된 객체에 대해 돌출부는 후퇴되고 회전이 일어나지 않는다.

일부 실시예에서, 개별화 및 지향 프로세스 동안 개별화 및 지향된 객체에 대해 작업이 수행된다. 작업은 객체 경로를 따라 어떤 위치에서 센서 수단에 의한 검사일 수 있다. 일부 실시예에서, 검사는 객체 경로를 따라 복수의 위치에서 수행되고, 그 경로는 각 위치에서 하나 이상의 센서에 의해 객체의 상이한 표면을 검사에 제공하도록 형성된다. 예컨대, 객체 경로는 직사각형 상자의 6개의 변 각각을 카메라에 연속적으로 표시하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서로부터의 정보는 각 객체의 위치를 추적하는 데 사용된다. 일부 실시예에서, 각 객체에 대한 센서 정보가 저장되고 분석된다. 일부 실시예에서, 객체는 센서에 의해 측정된 적어도 하나의 객체 매개 변수에 적어도 부분적으로 기초하여 다른 경로로 향한다. 작업은 예컨대, 레이저 또는 염료를 사용하여 라벨링하거나 마킹할 수 있다. 라벨링 또는 마킹 작업은 예컨대, 제품 코드 또는 로트(lot) 코드 또는 날짜 코드 또는 객체의 측정된 매개 변수에 대한 정보를 배치할 수 있다. 작업은 예컨대, 방부제, 윤활제 또는 접착제로 코팅하는 것일 수 있다.

지금 본 발명의 일 실시예가 첨부된 도면과 함께 기술될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예의 개략도를 도시하며, 도 1a는 평면도이고 도 1b는 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 객체 개별화를 위한 장치를 보여주는 분류 장치의 등각 투상도이다.
도 3은 도 2의 장치를 통한 수직 단면도이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 2 및 도 3의 장치의 분리 장치를 통한 수직 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 대안적인 개별화 및 지향 장치의 개략도이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 객체를 지향하기 위한 본 발명에 따른 다른 장치의 개략도를 도시한다.
도 7은 객체가 개별화 시스템의 회전 축의 축 방향으로 이송되는 개별화 및 지향된 객체의 흐름을 지시하기 위한 장치의 추가적인 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 상이한 유형의 객체를 개별화하고 지향시키기 위한 본 발명에 따른 장치의 개략도를 도시한다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 상이한 유형의 객체를 개별화하고 지향시키기 위한 본 발명에 따른 장치의 추가적인 개략적 예시의 세 위치를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 상이한 유형의 객체를 개별화하고 지향시키기 위한 추가적인 장치의 개략도를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 상이한 유형의 객체를 개별화하고 지향시키기위한 추가적인 장치의 개략도를 도시한다.
도 12는 객체의 방향을 변경하는 작용을 하는 도 6a의 장치의 하나의 경로(86)의 개략도이다.
도 13은 객체의 방향을 변경하는 작용을 하는 도 6a의 장치의 경로(81) 및 경로(86)의 개략도이다.
도 14a는 접선 단계를 사용하여 방향별로 객체를 분류하는 개략도이다.
도 14b는 돌출부가 있는 평면에서 회전하는 객체의 개략도이다.
도 14c는 슬롯과 접선 방향으로 객체를 분류하는 개략도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 이하에서 더 상세히 기술되는 회전 몸체(50)는 그 주위에 각도로 이격된 부분에서 몸체(50) 상에 지지되는 하나 이상의 일체형 덕트(51)를 갖는다. 따라서 각 덕트는 몸체 중심의 축을 중심으로 회전한다. 덕트에는 공급 도관(53)에 의해 객체(52)가 공급되고, 객체가 서로 뒤에서 일렬로 공급되도록 객체를 개별화하는 작용을 한다. 공급 도관(53)은 회전 몸체(50) 상으로의 객체의 흐름을 조절하는 게이트(531)를 포함한다. 객체는 객체가 내부 단부로부터 외부 단부로 이동할 때 521에 표시된 바와 같이 덕트에 평행하거나 522에 표시된 바와 같이 덕트에 역평행하는 덕트 축을 따라 종방향으로 정렬된다.

표시된 예에서, 각 객체는 종축을 가지며 객체가 종축의 제 1 및 제 2 상이한 방향을 갖도록 형성된다. 즉, 나사 또는 유사한 패스너에 적용되는 하나의 예에서, 객체는 헤드(523) 및 생크(524)를 가지며 종축은 생크의 종방향이므로, 종축이 덕트의 종방향으로 정렬될 때 헤드는 처음 또는 마지막일 수 있다.

따라서 장치에서, 객체는 개별화 덕트를 따라 객체를 통과하고 개별화 덕트를 축(55)을 중심으로 회전하여, 각각 개별화되는 객체의 스트림으로 형성되어 회전에 의해 생성된 원심력이 개별화된 덕트를 따라 객체를 구동하고 개별화 덕트(51)의 벽(56)에 대한 객체에 압력을 가하여 벽(56)을 따라 미끄러지도록하는 작용을 한다.

객체의 종축이 덕트의 길이를 가로 지르도록 객체를 지향시키기 위해, 57로 표시된 덕트의 섹션은 생크와 같은 객체의 일부만 진입이 허용되도록 설계되고 형성된 슬롯(58)을 포함하고 헤드가 덕트에 남아있는 동안 슬롯에 진입할 수 없다. 도 1b에 더 잘 도시된 바와 같이, 덕트(57)의 섹션은 객체가 제 1 버퍼(61) 또는 제 2 버퍼(62)로 향하도록 이동가능하다.

즉, 그 지향은 접합 구조, 이 예에서 개별화 덕트에 있는 동안 객체와 결합하고 횡축을 중심으로 종축을 회전시키는 작용을 하는 슬롯(58)에 의해 영향을 받는다.

객체는 코리올리(Coriolis) 힘으로 인해 슬롯에 진입할 수 없는 객체의 부분에 대해 토크를 경험하고 회전하여 덕트와 슬롯 모두에 대해 객체를 지향시킨다. 따라서 헤드와 생크는 이동 방향에 대해 직각으로 정렬된다.

검출기(59)는 덕트에 있는 동안 통과하는 객체를 검사하고 덕트의 단부에서 방향 전환기(60)와 통신한다. 방향 전환기(60)는 객체를 상향 또는 하향의 상이한 경로로 보내도록 동작한다. 방향 전환기는 다른 형태를 취할 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같은 방향 전환기(60)는 덕트의 각도를 버퍼(61)에 상향으로 또는 버퍼(62)의 하향으로 변경함으로써 동작하는 짧은 덕트 부분을 포함한다. 다른 형태의 방향 전환기는 도 4에 도시되어 있으며, 일반적으로 검출기(59)에 근접해 있는 591에 도시된 결함 객체를 배출하기 위한 바람직한 형태이다. 방향 전환기는 객체를 회전 몸체와 동기식으로(동일한 각속도로) 회전하는 버퍼(61) 또는 거부 용기(미도시)로 보낼 수 있다. 도 1b에서 보다 쉽게 볼 수 있는 바와 같이, 방향 전환기는 버퍼 A(61) 및 버퍼 B(62)로 다른 경로를 따라 객체를 보낼 수 있다. 단지 2개의 버퍼가 예시 목적으로 도시되었지만, 더 바람직하게는 3개가 존재한다. 각 버퍼에는 세 가지 가능한 상태가 있다. 첫째, 버퍼는 회전 몸체와 동기식으로 회전할 수 있으며 지시된 어레이에 저장하기 위해 객체를 수신할 수 있다. 둘째, 버퍼는 각가속도를 견딜 수 있다. 따라서, 객체는 개별화 덕트(56)로부터 객체의 피드(feed) 공급체를 형성하기 위해 객체가 정지되는 버퍼 컨테이너(63)로 이송된다. 버퍼 컨테이너(63)에 있는 객체는 기구에 의해 나란히 어레이로 사용되거나 기구에 의해 사용하기 위해 먼저 생크를 튜브로 배출할 수 있다.

각가속도는 고정된 기준 프레임에 대해 버퍼를 정지시키거나 버퍼를 회전 몸체와 동기화하도록 한다. 셋째, 버퍼가 정지 상태일 수 있다. 정지 상태 동안, 버퍼의 객체는 다른 고정 버퍼로 이송될 수 있다. 도 1b를 참조하면, 덕트(56)로부터의 객체는 동기식으로 회전하는 버퍼 A로 보내진다. 검출기(59)는 버퍼 A에 진입하는 객체를 카운트하고, 버퍼 A에 임계 갯수의 객체가 저장될 때 버퍼 B를 동기 동작으로 가속하기 위한 신호를 생성한다. 검출기 카운트가 버퍼 A가 가득찬 것에 해당하는 제 2 임계 카운트에 도달할 때, 방향 전환기는 객체를 버퍼 B로 보낸다. 객체 카운트는 버퍼에 진입하는 객체의 수를 나타내는 것으로 이해되며 측정된 매개 변수를 기반으로 거부 용기로 방향 전환된 객체는 포함하지 않는다. 객체가 버퍼 B로 방향 전환되는 동안, 버퍼 A는 정지한 다음 비워진다. 비어있는 경우, 버퍼 A는 객체를 수용하기 위해 버퍼 B를 대신할 준비가 된다. 따라서 각 버퍼는 앞서 언급 한 3개의 상태를 순환한다. 객체의 지속적인 공급을 제공하기 위해서는 각 상태에 대해 하나씩 최소 3개의 버퍼가 필요하다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 6개의 버퍼(63)는 덕트 출구와 일렬로 분류되도록 각을 이룬다. 대안적인 장치에서, 복수의 버퍼(63)는 덕트 출구 사이의 중간 각도에 버퍼를 위치시킴으로써 각 덕트 출구와 연관될 수 있다. 예컨대, 각 덕트 출구 쌍 사이의 각도로 배열된 버퍼가 4개 이상 있을 수 있다. 이 대안적인 실시예에서, 버퍼가 가득찰 때마다; 버퍼 링은 링의 다음 빈 버퍼로 회전한다. 링의 전체 버퍼는 전술된 바대로 개별적으로 이송되거나 링의 모든 버퍼가 가득찰 때 링을 다른 것으로 대체하여 그룹으로 이송될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 객체의 측정 가능한 매개 변수를 기반으로 객체를 공급하기 위한 장치는 표시를 위해 연속적인 흐름으로 도관을 통해 객체를 축(12)을 중심으로 회전가능한 회전 몸체(11)에 공급하는 피드 공급체(10A)(도 3)로부터 개별화되고 지향될 객체를 운반하는 공급 도관(10)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 회전 몸체는 축(12)이 수직으로 배열된 평평한 디스크이며, 이 디스크는 객체(13)가 스트림에 도관(10)으로부터 공급되는 상부 수평면을 제공한다. 도관은 디스크의 중앙에 배치되어 디스크가 회전하고 있지만 외측 속도가 거의 없는 위치의 중앙에 객체가 배치된다. 이 지점에서의 객체 속도는 공급 도관(10)의 흐름으로부터 나온 것이다. 디스크의 한 지점에서의 속도는 v = wr 이며, 여기서 w는 각속도이고 r은 반경이다. 속도의 변화가 너무 높은 영역에 객체가 배치되면 객체가 튀어나와 흐름이 혼란스러워진다. 객체는 속도의 변화를 최소화하기 위해 중앙 영역에 배치된다.

회전 몸체를 형성하는 디스크의 상부 표면에는 축에 외부로 인접한 내부 단부(15)로부터 외부 단부(16)까지 각각 연장되는 하나 이상의 덕트(14)(도 3)가 제공되며, 외부 단부(16)는 축으로부터 외부로 내부 단부보다 더 큰 반경 거리로 이격되어 있다. 이 실시예에서 덕트의 외부 단부(16)는 디스크(11)의 에지(17)에 인접하게 배치되지만 에지(17)로부터 내측으로 이격된다. 이 실시예에서 각 덕트(14)는 디스크의 중심에 아주 가깝게 인접한 위치에서 디스크의 주변부(17)까지 연장되어 덕트의 중심이 바로 옆에 나란히 배열되고, 덕트는 외측 단부(16)에서 주변부(17) 주위로 이격되도록 외측으로 방향 전환된다.

따라서 내부 단부(15)는 축에 인접한 어레이로 배열되어 공급 도관(10)이 개별화되고 내부 단부로 지향될 객체의 진입을 위해 덕트의 내부 단부(15)에서 분류될 객체를 배치시키는 역할을 한다. 내부 단부가 디스크의 중앙에 바로 옆에 인접하기 때문에, 그 곳에 있는 객체는 중앙에 더미(pile)를 형성하여 내부 단부에서 덕트의 열린 입구로 균등하게 자동 분류된다. 중앙에 객체가 연속적인 더미로 쌓여있다고 가정하면, 디스크의 회전은 객체의 치수에 대해 입구의 치수로 정의된 스트림의 개별 덕트로 객체를 균등하게 분류하는 작용을 한다. 덕트를 따라 경로의 시작 부분에서, 객체는 바로 옆에 인접하거나 겹친다. 그러나 원심력에 의해 가속되는 동안 덕트를 따라 객체가 통과하면 객체가 서로 겹치지 않는 선을 형성하기 위해 그 다음으로부터 각 객체가 펼쳐진다. 축(12)으로부터 반경 방향 거리의 증가로 힘이 증가함에 따라, 객체는 점점 가속될 것이며, 따라서 객체 사이의 거리는 덕트의 길이를 따라 증가할 것이다. 객체는 덕트의 최초 부분에서 축 방향으로 덕트와 정렬되며 객체 길이는 객체 방향의 차이로 인해 약간의 변화가 있는 초기 중심 대 중심의 간격을 정의한다. 원심 가속도는 주어진 반경에서 균일하다. 마찰력은 코리올리 힘 = uN(u = 마찰 계수, N = 코리올리 힘에 의해 주로 공급되는 덕트 벽에 대한 수직력)에 따라 확장된다. 전술한 바대로, 덕트는 알짜 힘의 선을 따라 덕트를 구부려 수직력 및 마찰을 최소화하도록 형성할 수 있다(앞서 본문에서 언급됨). 반대로, 객체 가속도는 수직력을 증가시키기 위해 덕트를 구부리거나, 덕트를 일정하거나 심지어 감소시키는 반경으로 구부리거나, 질감(texture) 및/또는 재료를 변경하여 덕트의 선택된 부분의 마찰 계수를 증가시킴으로써 감소될 수 있다.

개별화된 객체는 공간을 정의하는 그 다음 객체로부터 각각 완전히 분리될 수 있으며, 서로 바로 뒤에 있거나 약간 겹칠 수도 있다.

따라서, 덕트는 객체가 내부 단부에서 외부 단부로 이동할 때 객체가 가속되도록 형성되고 배열되어 객체가 외부 단부로 이동함에 따라 일렬로 연속하여 정렬되도록 한다.

외부 단부(16)는 회전 몸체의 외주에 각지게 이격된 어레이로 배열되어 각 덕트의 객체 열의 객체가 디스크의 축으로부터 외측으로 디스크로부터의 원심력에 의해 해제되도록 한다. 개구부는 모두 디스크의 공통 반경 방향의 평면에 있다. 덕트는 두꺼운 디스크의 상부 표면으로 절단된 홈 또는 디스크의 상부 표면에 적용된 추가적인 벽, 또는 2차원 및/또는 3차원 형상의 가이드로 형성될 수 있다.

객체 분리 장치(21)의 어레이(20)는 개별 분리 장치(21)가 디스크 주위에 각지게 이격된 위치에 배치되도록 디스크의 외부 에지(17)에 환형으로 배열된다.

각각의 분리 장치는 분리 장치의 동작에 의해 결정된 바와 같이 각각의 객체를 복수의 경로 중 하나로 보내도록 동작가능하다. 도시된 예에서 분리 장치는 배출구(16)의 평면에 대해 객체를 상방 또는 하방으로 향하도록 배열된다. 도 2 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 분리 장치(21)는 객체가 일 방향 또는 다른 방향으로 분리되지 않는 초기 중간 또는 시작 위치를 차지할 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 분리 장치는 수집 챔버(25) 내의 수집을 위해 경로(22) 내로 객체를 하방으로 향하도록 상방으로 이동될 수 있다. 유사하게, 분리 장치가 도 4c에 도시된 바와 같이 보다 낮은 위치로 이동될 때, 객체는 챔버(23) 내의 수집을 위해 경로(24)를 따라 분리 장치의 상부 위로 상향 이동된다. 챔버(23, 25)는 거부 용기, 덕트 섹션, 포장 작업, 마킹 작업 또는 버퍼일 수 있다. 2개의 경로(22, 24)는 객체가 챔버(23, 25) 중 하나 또는 다른 곳으로 이동하는 것을 보장하는 가이드 플레이트(guide plate)(26)에 의해 분리된다. 가이드 플레이트(26)와 챔버(23, 25)의 벽은 객체에 대한 충격력을 감소시키기 위해 연질 재료로 덮일 수 있다. 객체는 컨테이너(23, 25)에 진입할 때 공기 흐름이나 유연 재료(compliant material)의 커튼에 의해 느려질 수 있다.

분리 장치(21)를 제어하기 위해, 일반적으로 28로 표시된 측정 시스템이 제공되며, 이 측정 시스템은 디스크의 단부에 있는 덕트의 단부로부터 분리 장치를 향해 객체가 이동할 때 객체의 선택된 매개 변수 또는 매개 변수들을 측정하는 데 사용된다. 측정 장치는 장착 링(28A)에 장착된다.

측정 시스템은 예컨대, 측정에 필요한 특정 매개 변수를 결정하기 위해 객체의 특정 광학적 특성을 검출하는 광학 측정 시스템과 같이 이 산업에서 알려진 임의의 적합한 유형일 수 있다. 사용될 시스템의 유형과 선택될 매개 변수가 본 발명의 일부가 아니기 때문에 다른 측정 시스템도 사용될 수 있다.

각각의 분리 장치(21)는 각각의 검출 장치(28)와 연관되며, 이는 객체의 매개 변수를 측정하도록 동작할 수 있는 다수의 검출 구성 요소를 포함할 수 있으며 연관된 검출 장치에 의해 측정된 매개 변수에 응답하여 각각의 또는 분리 장치가 경로(22) 또는 경로(24)를 선택하도록 동작된다.

측정될 매개 변수에 따라 필요한 경우 2개 이상의 경로를 포함하도록 경로의 수가 수정될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 증가된 수의 경로에 대한 이러한 선택은 초기 분리의 하류(downstream)에 위치된 후속 분리 장치(21)를 제공함으로써 수행될 수 있다. 이러한 방식으로 경로 중 하나 또는 둘 모두는 측정 장치(28)로부터 데이터를 수신하는 제어 시스템(29)에 의해 제어되는 모든 분리 장치와 함께 둘 이상의 보조 경로로 분할될 수 있다.

따라서 디스크(11)는 공급 도관을 향하는 전면(30)을 가지며, 덕트(14)는 디스크의 반경 방향 평면에 놓여 있고 축으로부터 디스크(11)의 주변부(17)까지 외측으로 연장한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 덕트(14)는 외부 단부(16)가 내부 단부(15)에 대해 각도가 지연되도록 만곡되어 있다. 이는 D로 도시된 바와 같이 시계 방향으로의 회전 방향에 대해 각도가 지연되는 각 덕트의 측면을 형성한다. 덕트의 이러한 곡률은 실질적으로 코리올리 및 원심력을 따르도록 배열되어 있어, 객체가 덕트의 양쪽 벽에 대한 과도한 압력없이 덕트를 따라 뒤따른다. 그러나, 덕트의 형상은 코리올리 힘이 덕트(14)의 하류 측에 대해 객체를 구동하는 경향이 있도록 배치된다.

도 2에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 덕트(14)는 축에 인접한 내부 단부(15)에서 바로 옆에 나란히 있고 외부 단부(16)를 향해 간격이 증가한다. 내부 단부(15)에서 덕트는 바로 옆에 나란히 있어, 덕트의 최대 갯수가 2^*pi를 개구부(15)에 있는 덕트 단부의 폭에 대한 각도로 나누어 제공되도록 한다. 덕트의 수는 미도시된 장치에서 증가되고, 그 덕트는 분기를 포함하여 각 덕트가 하나 이상의 분기로 길이를 따라 분할될 수 있도록 한다.

도 2 및 3의 실시예에서, 검출 장치(28) 및 분리 장치(21)는 둘 모두 디스크의 주변부(17) 내에 위치한다. 이러한 방식으로 객체는 덕트의 외주 단부로부터 분리 장치의 어레이로 이동할 때 가이드된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 벽(98)은 객체의 외향 운동을 정지시키는 데 사용될 수 있다. 벽(98)은 예컨대, 버퍼의 단부에 위치될 수 있다. 바람직하게, 벽(98)은 객체의 충격을 완충하고 객체에 대한 손상 가능성을 감소시키기 위해 고무와 같은 연성 유연 물질(99)의 층을 갖는다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 분리 장치는 외부 단부(16)로부터 방출된 객체가 전방 에지(41)를 향해 이동하도록 일반적으로 디스크(11)의 반경 방향 평면에 놓인 전방 에지(41)를 갖는 분리 헤드(40)를 포함한다. 분리 헤드(40)는 전방 에지(41)의 각각의 측면에 경사진 가이드 표면(42, 43)을 포함한다. 이러한 방식으로 분리 헤드(40)는 일반적으로 쐐기 형상이다. 분리 헤드는 튜브(45) 내부에 장착된 레버(44)에 장착되어 레버 및 레버에 대한 동작기구가 분리 헤드의 후방에 위치하여 보호되는 튜브 내부에서 보호된다. 액추에이터(46)는 객체(13)의 경로에 의해 정의된 반경 방향 평면(47)의 위와 아래의 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 전방 에지(41)를 이동시키기 위해 제공된다. 따라서 도 4a에서 중앙 및 중립 위치가 도시된다. 도 4b에서, 전방 에지(41)는 반경 방향 평면 아래의 반경 방향 평면의 측면으로 객체가 향하도록 배열되고 상향으로 이동했다. 도 4c에 도시된 위치에서, 전방 에지는 반경 방향 평면의 제 2 측면에 아래쪽으로 이동되고, 객체가 반경 방향 평면의 제 1 측면 또는 상부 측면을 향하게 하도록 배열된다. 쐐기 형상 헤드와 그 전방 에지의 이러한 이동은 전방 에지(41)의 이동을 거의 필요로 하지 않으며 객체 자체의 운동량을 사용하여 객체가 가이드 표면(42, 43) 위로 미끄러지는 것에 의해 단순히 분리를 야기한다. 그러므로 분리 헤드는, 객체가 필요한 분리력을 생성할 수 있는 위치로 헤드가 이동하기만 하면 되기 때문에 객체와의 충돌로 이동하거나 객체에 횡력을 생성해야 할 필요가 없다. 레버의 제공에 비추어 볼 때, 액추에이터(46)는 작은 거리 이동만을 생성하도록 요구되며, 따라서 압전 부재에 의해 이동될 수 있다. 대안으로, 이동은 작은 전자기 코일에 의해 수행될 수 있다. 이러한 설계는 객체의 고속 이동을 수용하기에 충분히 신속하게 도 4b 및 도 4c의 두 위치를 차지하는 데 필요한 고속 동작을 생성할 수있는 구성 요소의 사용을 허용한다. 도시된 바와 같이, 액추에이터(46)는 분리 헤드의 외측에 위치되고 분리 헤드의 반경 방향 평면에 놓인다.

그러므로 본 발명의 장치는 객체 예컨대, 나사의 개별화 및 지향을 위한 시스템을 제공하는데, 여기서 객체는 공급 구역에 공급되고 덕트 및 덕트의 입구에 의해 분리되어 복수의 객체의 스트림을 형성하도록 한다.

도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 객체 버퍼링 장치(63)는 65에 도시된 바와 같이 이송되는 객체의 공급체를 이송 부재(66)에 제공하여 객체 버퍼링 장치(63)로부터 스크류 드라이버와 같은 동작 기구(67)로 개별화되고 지향된 객체를 이송하도록 한다.

드라이버(67)에 대한 대안으로서, 버퍼(63)로부터의 객체는 70으로 표시된 바와 같이 지향된 객체에 동작(action)을 적용하기 위한 마커와 같은 동작 장치(71)에 공급되어 동일한 방향에서 각 객체에 동작이 발생하도록 할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 지향이 덕트 자체가 아닌 개별화 덕트의 단부를 넘어 위치하는 대안적인 장치가 도시되어 있다.

이러한 장치에서, 객체(74)가 공급 도관(77)에 의해 중앙 영역에 배치되는 회전 몸체(75)가 있다.

이러한 장치에서, 공급 도관(77)은 객체가 개별화 덕트 또는 덕트에 진입하도록 보장하고 마찰 또는 연동으로 인해 잠기지 않게 하기 위해 공급 덕트가 교반되도록 하는 교반 장치(79)를 포함할 수 있다.

객체는 원심력의 영향을 받아 회전 몸체(75)에 통합된 덕트(76)를 따라 내부 개구로부터 외부 개구로 이동한다. 객체는 코리올리 힘에 의해 덕트 벽(78)에 대해 정렬된다. 덕트를 빠져 나가는 객체는 에어 갭(80)을 가로 지르고 일련의 쐐기(82)에 의해 본 실시예에서 객체 버퍼를 구성하는 고정 덕트(81)로 향하고 각 객체의 방향은 검출기(83)에 의해 측정된다. 원하는 방향 범위 내에 있도록 결정된 객체는 고정 덕트(81)로 계속 이동하고, 그렇지 않으면 지향된 객체는 방향 전환기(84)에 의해 거부된다(그리고 가능하면 공급 덕트(77)에 재도입된다). 관련된 형태(미도시됨)에서, 방향 전환기(84)는 방향이 다른 객체를 다른 버퍼로 안내한다. 예컨대, 제 1 버퍼는 튜브 축에 평행한 방향 벡터로 지향된 객체로 단부에서 단부까지 채워진 튜브일 수 있으며, 제 2 버퍼는 튜브 축에 반평행하게 지향된 객체로 단부에서 단부까지 채워질 수 있다. 채워진 후, 튜브 두개 모두를 제거하고 제 2 튜브를 180도 회전시켜 제 2 튜브의 모든 객체의 방향이 제 1 튜브의 객체와 정렬되도록 한다.

고정 덕트는 바람직하게는 고정 덕트의 벽이 객체의 방향을 유지하기 쉽도록 객체보다 약간 더 큰 단면을 갖는다. 고정 덕트는 바람직하게는 진입되는 객체가 덕트의 일측면 상의 덕트 벽에 대해 올라 오도록 만곡되어 있다. 덕트 벽은 객체를 세로로 정렬한다. 일부 실시예에서 객체는 버퍼링되고 단부에서 단부까지 사용된다. 일부 실시예에서, 덕트 벽은 객체 정렬을 위한 슬롯과 같은 인접한 구조를 포함한다. 고정 덕트에 진입하는 객체는 지표각(grazing angle)에서 고정 덕트의 벽과 충돌하는 경향이 있으며 운동량을 잃어 궁극적으로 정지하게 된다. 객체는 선택적으로 고정 덕트의 입구와 출구 사이의 공기압 차이에 의해 추가로 운반될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 서로 다른 방향을 갖는 객체의 스트림을 객체 버퍼의 공통 방향으로 가져오는 대안적인 방법을 도시한다. 도 6a에서, 원심력의 영향을 받아 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하는 객체의 스트림이 개별화된다. 객체는 초기에 코리올리 힘에 의해 덕트 벽에 평행하고 반평행하게 지향된다. 각 객체의 방향은 방향 전환기와 통신하는 스트림에 근접한 검출기에 의해 결정된다. 객체가 원하는 방향이면 객체는 제 1 경로를 따라 계속된다. 그렇지 않으면 객체는 방향 전환기(84)에 의해 다른 경로로 방향 전환된다. 하나의 장치(미도시됨)에서 경로는 정확하게 지향되지 않은 객체와 결합하도록 동작하고 객체는 공급 도관으로 되돌아간다.

도 6a에 도시된 장치는 종축에 직교하는 축을 중심으로 하는 π 라디안 객체 회전자로서, 개별적으로 또는 이전 또는 다음 방향의 방법과 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 장치에서, 방향 전환기(84)는 경로(81)를 따르기 위해 반평행하게 지향된 객체 및 경로(86)를 따르기 위해 평행하게 지향된 객체를 향하도록 동작한다. 경로(86)는 상단으로부터 버퍼로 객체를 공급한다. 경로(81)는 하단으로부터 버퍼로 객체를 공급한다. 버퍼에 진입하는 객체는 오른쪽으로 추진된다. 버퍼는 경로(81)와 경로(86)를 따라 진입하는 객체의 방향을 보존하도록 형성된다. 객체는 반대 지향으로 반대 방향에서 진입하기 때문에, 버퍼 내의 객체는 도시된 것과 동일한 지향을 갖는다.

따라서, 객체는 검출된 방향에 따라 그 방향을 변경하도록 동작되고, 객체는 제 1 및 제 2 방향의 검출에 따라 제 1 및 제 2 경로(81, 86)를 따라 보내진다. 제 1 경로(81)는, 객체가 동일한 방향의 제 1 및 제 2 경로로부터 공통 스트림(63)으로 결합되도록 제 2 경로에 대해 그 내부의 객체의 방향을 변경하도록 배열된다.

도 6b에 도시된 장치는 종축에 직교하는 축을 중심으로 하는 π/2 라디안의 객체 회전자로서, 개별적으로 또는 이전 또는 다음 방향의 방법과 조합하여 사용할 수 있다. 이 장치에 도시된 경우는 4배의 회전 대칭을 갖는 표면 실장 집적 회로 칩(100)이다. 점(101)은 통상적으로 핀(1)의 위치를 나타내며, 다음의 개별화의 8개의 위치 중 어느 하나에 있을 수 있다: 개별화 덕트 벽을 향하는 4개의 방향 및 개별화 덕트 벽으로부터 멀어지는 4개의 방향. 검출기(83)는 객체 방향을 결정한다. 방향 전환기(84)는 우측 상단 및 우측 하단 코너에 핀(1)을 갖는 객체를 각각 경로(811) 및 경로(861)로 보내도록 동작한다. 경로(861)는 상단에서 버퍼로 객체를 공급한다. 경로(811)는 객체를 버퍼에 직접 공급한다. 버퍼에 진입하는 객체는 오른쪽으로 추진된다. 버퍼는 경로를 따라 진입하는 객체의 방향을 유지하도록 형성된다. 객체는 직교 방향에서 진입하기 때문에, 버퍼의 객체는 도시된 것과 같이 동일한 방향을 갖는다. π/2 및 -π/2 라디안의 객체 회전은 도 6b에 도시된 장치에서 서로의 미러 이미지(mirror images)라는 것을 이해해야 한다. 버퍼의 지향된 객체는 일반적으로 103으로 표시된 포장 작업에 공급된다. 객체는 테이프(105)의 포켓(104) 내에 위치된다. 두 경로(811, 861)를 따른 경로 길이 또는 이동 시간(travel time)은 동일하게 마련되어 경로(861)쪽으로 추출된 객체가 반전되어 제거되었된 동일한 위치의 경로(811)로 되돌아가도록 한다. 모든 경로들(76, 811, 861)이 공통 회전 몸체에 장착될 수 있거나, 경로(76)가 개별화 동작을 제공하기 위해 회전하는 동안 경로들(861, 811)이 정지 상태로 유지될 수 있다.

도 6c에 도시된 장치는 종축을 중심으로 하는 π 라디안의 객체 회전자로서, 개별적으로 또는 이전 또는 다음 방향의 방법과 조합하여 사용할 수 있다. 개별화 벽으로부터 멀리 향하는 지향된 객체는 경로(811)로 방향 전환되어 버퍼로 직접 이동한다. 개별화 벽을 향하는 지향된 객체는 π 라디안의 비틀림(twist)(862)을 갖는 경로(861)로 방향 전환된다. 경로(861)의 덕트 벽은 객체가 경로 축을 따르도록 제한하여 형성된다. 따라서 862에서 경로(861)의 π 라디안 비틀림은 π 라디안 만큼 객체의 방향을 뒤집은 다음 객체를 버퍼에 배치한다. 예컨대, 버퍼 내의 지향된 객체는 마킹 작업(864)을 통과할 수 있으며, 여기서 마킹된 객체는 객체가 테이프(105) 상의 포켓(104)에 배치되는 포장 작업(103)으로 보내진다.

도 6a 내지 6c는 직교하는 객체 회전을 보여주지만, 다른 회전 각도가 가능하고 원하는 객체 방향을 달성하기 위해 임의의 순서로 회전이 순차적으로 적용될 수 있음을 이해해야 한다.

도 7은 축(824)을 중심으로 회전하는 몸체(88) 상에 운반된 덕트(89)의 개별화되고 지향된 객체의 반경 방향의 스트림을 출구 덕트(90)를 따라 흐르는 개별화되고 지향된 객체의 축방향 스트림으로 변환하는 방법을 도시한다. 도 1 내지 도 3에 보다 상세히 보여지는 바와 같이, 객체는 회전 몸체의 중앙 영역에 배치되고 덕트에 진입한다. 객체는 정렬 영역이라 칭하는 영역에서 도 1, 도 6a, 도 6b 및 도 6c에서 보다 잘 보여지는 방법에 의해 회전 몸체의 주변부 근처 영역을 지향한다. 정렬 구역을 빠져 나가는 객체는 축(824)을 향해 반경 방향 안쪽으로 만곡되어 말단부(90)에서 축이 되는 덕트 라벨링 경로(91)로 진입한다. 원심력과 마찰은 경로(91)를 따라 객체의 움직임에 저항하므로 경로(91)의 방향으로 추진력을 제공할 필요가 있다. 추진력은 출구(90)에서 경로(91)의 말단부(91A)에 진공을 가함으로써 생성된 압력 구배에 의해 공급될 수 있다. 객체의 이동 방향을 따라 일부 지점(미도시됨)에서 경로(91)로 이송되는 공기압과 같은 다른 방법이 사용될 수 있다. 경로(91)는 또한 예컨대, 객체를 수용하기 위한 리셉터클(receptacle)을 갖는 이동 벨트의 형태를 취할 수 있다.

도시된 장치는 말단부에서 객체의 스핀을 유도할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 회전 조인트와 연결된 선택적 단부 섹션(91B)은 객체 스핀을 감소시키기 위해 반대 방향으로 회전하도록 만들어질 수 있다.

따라서 객체는 개별화 덕트(89)로부터 개별화 덕트의 회전축 상에 놓인 단부(90)를 갖는 공급 덕트(91)에 공급되어 객체가 기구 또는 드라이버(67)에 공급하기 위한 동일한 방향을 갖는 스트림의 단부(90)에 공급되도록 한다(예컨대, 경로(91) 내의 도 6a의 장치를 포함함으로써). 도시된 장치는 개별화 덕트에서 생성된 관성력에 비해 중력이 작기 때문에 임의의 방향으로 객체의 축방향 스트림을 생성할 수 있다.

도 8a 및 8b는 서로 다른 유형의 객체를 개별화하고 지향시키는 데 적합한 장치를 보여준다. 도 8a는 2개의 덕트(911, 912)를 갖는 회전 몸체(901)를 도시한다. 덕트(911)에는 제 1 객체 유형의 벌크 공급(미도시됨)과 연결된 공급 도관(921)을 통해 객체가 공급된다. 덕트(912)에는 제 2 객체 유형의 벌크 공급(미도시됨)과 연결된 공급 도관(922)을 통해 객체가 공급된다. 동심원 공급 도관은 고정되어 있고 회전 몸체(901)에 부착되지 않는다. 일부 실시예에서, 덕트(911)는 객체 방향을 제한하기 위해 914로 표시된 바와 같이 둘러싸여있다. 따라서 도 8a의 장치를 사용하면 두 가지 유형의 객체의 개별화된 스트림이 덕트(911, 912)를 통해 동시에 공급될 수 있다. 도 8b는 대안적인 장치를 도시하며, 공급 도관(921, 922, 923)이 측면으로부터 객체를 회전 몸체(901, 902, 903)의 중앙 영역으로 각각 공급한다. 공급 도관은 유연한 호스 또는 단단한 파이프일 수 있다. 공급 도관은 고정되어 있으며 회전 몸체에 부착되어 있지 않다. 회전 몸체(901, 902, 903)는 각각 덕트(911, 912, 913)를 포함한다. 회전 몸체는 필요한 양으로 하류 작업에 다른 유형의 객체를 공급하기 위해 다른 속도로 회전할 수 있다. 대안적으로, 회전 몸체(901, 902, 903)는 단일 몸체로서 동기적으로 회전할 수 있다.

도 9a 내지 9c는 객체 방향을 변경하고 객체를 단부에서 단부까지 버퍼에 배치하는 또 다른 방법의 일련의 단계를 보여준다. 검출기(106)는 개별화 덕트(107)에서 객체 방향을 결정한다. 반평행으로 정렬된 객체는 회전 몸체(111)의 슬롯(108)에 진입한다. 바람직하게는, 슬롯(108)은 객체의 운동 에너지를 저장하는 압축 스프링(109)을 포함한다. 스프링이 압축됨에 따라 회전 몸체가 회전하고 슬롯(108)은 도 9b에 도시된 해제 위치(110)로 이동한다. 스프링(109)에 저장된 에너지는 그 다음에 반전된 방향으로 객체를 방출하고 그것이 진입된 것과 실질적으로 동일한 운동 에너지를 방출한다. 스프링(109)은 기계적 또는 전자기적일 수 있음에 유의해야 한다. 바람직하게는, 회전 몸체(111)는 제 2 객체를 포획하는데 필요한 각운동의 범위를 제한하기 위해 대향하는 면에 슬롯을 갖는다. 개별화 덕트 축에 평행하게 정렬된 객체의 경우, 회전 몸체가 회전하여 객체가 버퍼를 일직선으로 통과할 수 있는 경로(112)를 제공한다.

검출기는 객체가 제 1 방향에 있다고 판단하면, 제 2 회전 몸체(111)는 회 전 몸체를 통해 덕트(112)를 객체 경로(107)와 정렬하기 위해 제 1 위치로 회전되고, 객체는 제 1 방향을 유지하면서 공급 덕트 또는 버퍼(114)로 방해받지 않고 통과한다. 공급 덕트(114)는 튜브 카트리지이다. 검출기는 객체가 제 2 방향에 있다고 판단하면, 제 2 회전 몸체는 회전 몸체의 함몰부(depression)를 객체 경로와 정렬하기 위해 제 2 위치로 회전된다. 객체는 함몰부로 진입하고 스프링에 대항하여 객체의 운동 에너지를 스프링의 위치 에너지로 전달하도록 한다.

제 2 회전 몸체(111)는 객체가 다른 방향으로 해제되는 해제 위치로 회전한다. 일부 경우에, 제 2 회전 몸체는 해제 위치로 회전하는 동안 객체를 유지하는 여닫이창(미도시됨)을 갖는다. 해제 위치에서 스프링에 저장된 위치 에너지는 객체의 운동 에너지로 전달된다. 도시된 장치는 객체 자체로부터 상당한 거리에 있는 회전 몸체(111)의 축(116)을 제공한다. 일부 경우에, 축(116)은 도 9a 및 도 9b의 위치들 사이를 이동하는데 필요한 에너지를 감소시키기 위해 객체의 질량 중심 또는 객체 내에 있을 수 있다.

스프링(109)은 또한 전자기 스프링에 의해 제공될 수 있다. 알짜 전하 또는 알짜 전하 분리(쌍극자)를 갖는 객체의 경우, 전기장이 선택적으로 적용되어 스프링을 고정된 위치에 유지하거나 심지어 스프링에 저장된 에너지를 미리 정해진 레벨로 증가시킨다. 그 다음, 제 2 회전 몸체가 해제 위치로 회전하고 전기장이 꺼 지거나 반전된다. 스프링의 위치 에너지는 객체로 전달되고 객체는 다른 방향으로 함몰부로부터 방출된다. 객체의 운동 에너지는 전기장을 반전시킴으로써 해제 위치에서 추가로 증가할 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 객체가 회전 몸체(121) 상의 덕트(120)에 의해 개별화되고 주변부 주위의 모든 방향으로 해제되는 2단계 프로세스를 도시한다. 객체는 바람직하게는 객체의 운동 에너지를 감소시키기 위해 유연 물질로 만들어진 깔때기 구조(123)에 의해 포획된다.

도 10a에서, 깔때기는 객체를 해제 덕트(124)로 향하게 하고, 여기서 검출기(125)는 객체(128)를 포획하기 위해, 방향 덕트(127)를 해제 덕트와 정렬하도록 제 2 회전 몸체(126)가 회전하게 하는 신호를 생성하는 객체 존재를 측정한다. 방향 덕트(127)는 인접하는 슬롯(130)을 향해 객체를 가이드하도록 형성된다. 그 다음에, 회전 몸체와 일체형 방향 덕트는 축(131)을 중심으로 회전되어 도 1a을 참조하여 기술된 바와 동일한 방식으로 객체의 일부가 인접 슬롯에 진입하도록 하고 객체의 종축이 덕트 벽에 수직 방향으로 향하게 하는 관성력을 생성한다. 원심력으로 인한 객체의 반경 방향의 움직임은 제 2 회전 몸체(미도시됨) 주변의 케이싱에 의해 방지된다. 정렬된 객체는 해제 위치(133)에서 버퍼(132)로 해제된다. 버퍼는 개별화되고 지향된 객체를 기구(134)에 공급한다.

도 10b에서, 깔때기는 종축을 깔때기 축에 평행 및 반평행한 상태로 하여 객체의 방향을 제한한다. 검출기(125)는 객체 방향을 측정하고 방향 전환기(135)가 버퍼(137)에 반평행하게 지향된 객체 및 평행 방향을 유지하는 포켓(138)을 갖는 정렬 휠(136)에 평행하게 지향된 객체를 향하게 하는 신호를 생성한다. 그 다음에, 휠은 하나의 포켓 위치의 거리만큼 회전하여 다음의 평행 지향된 객체를 위한 빈 포켓을 제공한다. 외부 케이싱은 포획 위치(139)와 해제 위치(140) 사이의 포켓에 객체를 유지한다. 포획 및 해제 위치 사이의 포켓이 채워지면, 휠의 각 증분은 하나의 객체를 포획하고 하나의 객체를 포획 위치로부터 옮겨 각진 방향으로 해제한다. 따라서, 도시된 바와 같이, 객체는 평행한 방향에서 캡처되고 실질적으로 반평행한 방향에서 버퍼(137)로의 경로(141) 상에서 해제된다. 객체는 버퍼(137)에서 기구(134)로 공급된다.

도 11a 및 도 11b의 구성은 도 10a 및 도 10b의 구성과 매우 유사하며 이들 실시예에 도시된 것과 동일한 지향 시스템을 사용한다. 도 7에 도시된 실시예와 같이, 객체는 회전 몸체(88)의 중앙 영역에 배치되고 도 1 내지 도 3에서 보다 상세하게 도시된 바와 같이 덕트(89)로 진입한다. 객체는 축(824) 주위로 회전하는 회전 몸체(88)에 운반된 덕트(89)에서 개별화된다. 도 7의 실시예에서, 객체는 회전 몸체상에서 공통 방향이 되는 반면, 도 11a 및 도 11b의 실시예에서는 객체가 축 방향 포트(90)를 빠져 나간 후 공통 방향으로 유도된다. 구체적으로, 종축을 갖는 객체는 회전축에 대해 평행 또는 반평행 방향으로 축 포트(90)에 진입한다.

도 11a에서, 축 방향 포트는 객체를 공급 덕트(91)로 향하게 하는데, 여기서 검출기(125)는 객체(128)를 포획하기 위해 방향 덕트(127)를 공급 덕트(91)와 정렬되도록 제 2 회전 몸체(126)가 회전하게 하는 신호를 생성하는 객체 존재를 측정한다. 방향 덕트(127)는 객체를 인접 슬롯(130)을 향해 가이드하도록 형성된다. 그 다음에, 회전 몸체와 일체형 방향 덕트는 축(131)을 중심으로 회전되고 도 1a를 참조하여 기술한 바와 동일한 방식으로 객체의 일부가 인접 슬롯에 진입하도록 하고 객체의 종축이 덕트 벽에 수직 방향으로 향하게 하는 관성력을 생성한다. 원심력으로 인한 객체의 반경 방향의 움직임은 제 2 회전 몸체(미도시됨) 주변의 케이싱에 의해 방지된다. 정렬된 객체는 해제 위치(133)에서 버퍼(132)로 해제된다.

도 11b에서, 검출기(125)는 축 방향 포트(90)에 근접한 객체 방향을 측정하고 방향 전환기(135)가 버퍼(137)에 반평행하게 지향된 객체 및 위치(139)에서 객체를 포획하고 평행한 방향을 유지하도록 형성된 포켓을 갖는 정렬 휠(136)에 평행하게 지향된 객체를 향하게 하는 신호를 생성한다. 그 다음에, 휠은 하나의 포켓 위치를 회전하여 다음의 평행하게 지향된 객체를 위한 빈 포켓을 제공한다. 외부 케이싱은 포획 위치(139)와 해제 위치(140) 사이의 포켓에 객체를 유지한다. 포획 및 해제 위치 사이의 포켓이 채워지면, 휠의 각 증분은 하나의 객체를 포획하고 하나의 객체를 포획 위치로부터 옮겨 각진 방향으로 해제한다. 따라서, 도시된 바와 같이, 객체는 평행 방향으로 포획되고 이송 수단(141)에 의해 실질적으로 반평행 방향의 버퍼(137)에서 해제된다. 객체는 버퍼(137)로부터 기구(134)로 공급된다.

개별화 덕트 또는 하류 개별 덕트일 수 있는 덕트 내에서 객체를 지향시키기 위해 상기에서 기술된 슬롯 장치(58)(도 1a)에 추가하여, 방향을 변경하기 위한 다수의 다른 장치가 가능하다. 하나의 장치(미도시됨)에서, 객체가 회전할 수 있도록 덕트 내에 충분한 공간이 제공되는 경우, 객체와 객체가 이동하는 벽 사이의 간단한 마찰에 의해 객체가 지향될 수 있다. 이 장치에서, 객체가 더 크고 더 적은 마찰 영역을 갖는 경우, 마찰은 벽과 가장 마찰 효과가 있는 객체 영역이 후행하고 더 적은 마찰 효과 영역이 앞선 위치에 위치하도록 한다.

다른 장치는 하기에 기술된 반동 효과(rebounding effect)를 사용할 수 있다. 객체와 결합하고 특정 축을 중심으로 회전하여 방향의 변경을 얻을 수 있는 다수의 다른 표면 장치들이 설계될 수 있다. 또한 일부 객체는 방향이 변경될 수 있는 많은 다른 축을 가지며, 본 명세서에 기술된 장치는 8개의 다른 방향 중 선택된 하나를 얻기 위해 모든 축에 대해 객체의 방향을 재조정하는데 반복적으로 사용될 수 있음을 인식해야 한다.

지금, 도 12로 돌아가면, 객체의 방향이 센서(83)에 의해 결정되고 편향기(84)에 의해 2개의 개별 경로 중 하나로 향하는, 도 6a, 도 6b 및 도 6c의 장치와 유사한 또 다른 장치가 도시된다. 경로 중 하나에서는 방향이 유지되고 다른 경로에서는 방향이 반전된다. 도 12에서, 제 2 경로는 142로 도시되어 있고, 객체(148)를 반동 장치(146)를 포함하는 경로(145)로 도입함으로써 방향이 변경된다. 객체는 객체의 특성 또는 방향을 감지하는 검출기(144)가 위치하는 에어 갭(143)을 통과한다. 반동 장치는 필요한 위치에서 객체와 충돌하도록 배치되어 그 반동으로 인해 방향이 변경되도록 한다. 따라서 헤드가 반동 장치에 먼저 충돌하면 객체가 경로(145)의 방향으로 반전되어 생크 또는 꼬리(tail)가 먼저 오게 된다. 반동 장치(146)는 센서(144)로부터의 데이터에 따라 다른 경로로 반동 방향을 변경하도록 이동되거나 동작될 수 있다.

도 13에서는 도 6의 장치와 유사한 다른 장치가 도시되어 있다. 이 장치에서, 편향기(84)는 센서(83)에 의한 객체의 방향의 검출에 따라 두 개의 다른 위치 사이에서 이동할 수 있는 반동 편향기(821)로 대체된다. 방향이 요구되는 방향으로 결정되는 하나의 위치에서, 편향기(821)는 경로로부터 멀리 이동하고 객체가 동일한 방향을 유지하면서 경로(76)에서 경로(81)로 통과할 수 있도록 한다. 제 2 위치에서 반동 편향기는 반대 방향으로 결정된 객체에 충돌하고 객체가 경로(86)로 진입하는 동시에 반동의 방향을 반대로 하는 방식으로 객체와 충돌한다.

도 14a는 표시된 바와 같이 덕트를 따라 그리고 덕트 벽으로 원심 및 코리올리 관성력을 생성하는 축(824)을 중심으로 회전하는 덕트(825)의 반경 방향 단면을 각각 도시한다. 도시된 덕트 형상은 단지 설명을 단순화하기 위한 것이다. 덕트 벽은 일반적으로 반경 방향(방사형) 및 접선의 구성 요소를 모두 갖는 곡선 형태일 수 있다. 객체(826, 827)는 객체 사이의 간격을 증가시키는 경향이 있는 원심력에 의해 가속된 경로(828)를 따라 이동하고 있다. 제 1 방향의 객체(826)는 경로(828)상의 덕트 벽으로부터의 수직력이 덕트 벽으로의 코리올리 힘에 대항하기 때문에 경로(828)를 따라 안정하다. 제 2 방향의 객체(827)는 경로(828)를 따라 불안정하고 덕트 벽(830)의 접선 단계로 인해 경로(829)를 향하는 경향이 있다. 객체(827)는 경로(829)를 향해 축(831)에 대한 토크를 경험한다. 따라서 방향이 다른 객체는 도 14a에 도시된 장치에 의해 다른 경로들 상에 덕트 회전 축 방향으로 수직으로 분류된다.

도 14b는 경로(833)를 따라 이동하는 객체의 방향을 변경하기에 적합한 다른 장치를 도시한다. 하나의 장치에서 돌출부(834)는 객체(827)의 방향과 결합하고 객체를 90도로 회전시키는 토크를 생성하도록 위치된다. 객체(826)는 돌출부(834) 아래를 통과하고 동일한 방향을 유지한다. 제 2 장치에서 검출기(미도시됨)는 각 객체의 방향을 측정하고 측정된 방향에 따라 제어 시스템이 돌출부(835)를 작동시켜 선택된 객체를 제 1 방향에서 제 2 방향으로 결합하고 회전시킨다.

도 14c는 객체 방향에 따라 접선 방향으로 객체를 분류하기 위한 장치를 도시한다. 객체(826, 827)는 원심력에 의해 경로(836)를 따라 가속되고 코리올리 힘에 의해 경로(836)의 덕트 벽에 대항하여 유지된다. 객체(827)는 슬롯(839)과 접하고 840 및 841로 표시된 덕트 벽의 섹션에 의해 슬롯(839)의 위 및 아래에서 지지된다. 일부 실시예에서 슬롯(839)은 객체 방향의 센서 측정에 응답하여 액추에이터에 의해 개폐될 수 있다. 따라서 객체(826)는 경로(836)를 따라 계속된다. 객체(826)는 슬롯(839)과 접하고 840에 표시된 덕트 벽의 스트립(strip)에 의해서만지지된다. 따라서 객체(826)는 코리올리 힘에 의해 슬롯(839)을 통해 당겨지고 경로들(838) 사이의 틈으로 교차하여 경로(837)를 따라 진행한다. 따라서 방향이 다른 객체는 도 14c에 도시된 장치에 의해 접선 방향으로 분류된다.

도 14a, 도 14b 및 도 14c에 도시된 장치들은 본 발명의 범위 내에서 서로 임의의 조합으로 그리고 상기에서 논의된 장치와 임의의 조합으로 사용될 수 있다.

Claims

객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법으로서, 각각의 객체는 방향 축을 갖고 상기 객체가 방향 축의 제 1 및 제 2 상이한 방향을 갖도록 형성되는, 상기 방법은:
상기 객체의 대량 공급체를 제공하는 단계;
상기 공급체로부터 상기 객체를 개별화 덕트로 이송하는 단계;
상기 객체를 상기 개별화 덕트를 따라 통과시키고 회전 축에 대해 상기 개별화 덕트를 회전시킴으로써 회전에 의해 생성된 원심력이 상기 개별화 덕트를 따라 상기 객체를 구동하고 상기 개별화 덕트의 벽에 대항하여 상기 객체에 압력을 가해 상기 벽을 따라 미끄러지도록 작용하여, 상기 객체를 다음의 객체와 각각 개별화되는 객체의 스트림으로 형성하는 단계; 및
상기 스트림 내의 객체를 결합시키고 상기 객체의 적어도 일부를 회전시킴으로써 상기 스트림 내의 객체를 지향시켜, 상기 지향 이후 상기 스트림 내의 위치에서 모든 객체가 정렬된 방향을 갖는 단계를 포함하는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 지향 이후 스트림 내의 위치에서 모든 객체가 종축 및 정렬된 방향을 갖도록, 횡축에 대해 객체의 적어도 일부의 종축을 회전시키는 단계를 포함하는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
동일한 방향에서 각각의 객체에 대해 동작이 발생하도록 각각의 동작 위치에서 상기 지향된 객체에 대한 동작을 적용하는 단계를 포함하는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 객체의 지향이 상기 객체가 개별화 덕트 내에 있는 동안 수행되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 지향은 상기 개별화 덕트 내에 있는 동안 객체를 결합시키고 횡축에 대해 종축을 회전시키는 작용을 하는 접합(abutment) 구조에 의해 이루어지는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지향은 모든 종축이 상기 개별화 덕트를 따라 이동 방향을 가로지르도록 상기 객체를 회전시키는 작용을 하는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 객체는 헤드와 생크를 갖고, 상기 종축은 상기 생크의 종방향인, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 객체는 헤드 및 생크가 이동 방향에 대해 직각으로 정렬되도록 배열되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 헤드가 개별화 덕트에 남아있는 동안 상기 객체를 상기 개별화 덕트를 가로지르는 종축으로 지향하게 하도록, 생크가 떨어지는 상기 개별화 덕트 내에 슬롯이 제공되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지향은 상기 개별화 덕트의 단부 너머에 위치되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 객체는 상기 개별화 덕트로부터 지향 부재로 방출될 때 포획에 의해 지향되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 버퍼링 장치, 및 개별화되고 지향된 객체를 상기 버퍼링 장치로부터 동작 위치로 이송하기 위한 이송 부재를 제공하는 단계를 포함하는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 객체는 상기 객체의 피드(feed) 공급체를 형성하기 위해 상기 버퍼링 장치에서 정지되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 버퍼링 장치는 상기 개별화 덕트와 함께 회전하고 후속하여 상기 객체를 다운로드하기 위해 정지되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 13 항에 있어서,
첫 번째는 상기 개별화 덕트로부터 로딩되고 두 번째는 정지되는 적어도 2개의 버퍼링 장치가 제공되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 객체는 상기 버퍼링 장치로부터 상기 객체를 연속적으로 이용하기 위한 기구에 공급되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 객체는 상기 버퍼링 장치 컨테이너로부터 상기 기구로 직접 공급되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스트림 내에서 상기 객체의 특성을 검출하기 위한 센서가 제공되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 객체 중 일부는 검출된 상기 특성에 따라 폐기되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스트림 내에서 상기 객체의 방향을 검출하기 위한 센서가 제공되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 객체는 상기 검출된 방향에 따라 방향을 변경하도록 동작되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 객체가 스트림 내의 입구로부터 동일한 방향으로 나오도록 상기 개별화 덕트로부터 상기 개별화 덕트의 회전 축 상에 놓인 출구를 갖는 공급 덕트로 상기 객체가 공급되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전 축에 대해 회전하는 공통 회전 몸체 상에 제 1 및 제 2 개별화 덕트가 제공되고, 상기 제 1 및 제 2 개별화 덕트는 상이한 특성의 제 1 및 제 2 객체를 수용하는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
축에 외부로 인접하는 내부 단부로부터 내부 단부보다 축으로부터 외부로 더 큰 반경 거리로 이격된 외부 단부에 연장하는 적어도 하나의 덕트를 정의하는 회전 몸체로서 축을 중심으로 회전하도록 장착된 회전 몸체가 제공되고, 상기 대량의 객체는 상기 적어도 하나의 덕트의 내부 단부에 공급되고, 내부 단부는 축에 인접한 어레이에 배치되어 공급 도관이 객체를 내부의 저속 단부로 진입하게 하고 상기 도관 내의 입자의 스트림을 상기 적어도 하나의 덕트의 분리된 객체로 분리하기 위해 상기 적어도 하나의 덕트의 내부 단부에 객체를 배치하는 작용을 하도록 하고, 상기 적어도 하나의 덕트는, 객체가 외부 단부를 향하여 이동할 때 상기 적어도 하나의 덕트 내로 분리된 객체가 덕트에서 일렬로 연속적으로 정렬되도록 하기 위해 객체가 내부 단부에서 외부 단부로 통과할 때 가속되도록 형성되어 배치되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스트림 내의 객체의 방향을 검출하기 위한 센서가 제공되고, 상기 객체는 제 1 및 제 2 방향의 검출에 따라 제 1 및 제 2 경로를 따라 지향되고, 상기 제 1 경로는 상기 객체가 제 1 및 제 2 경로로부터 공통 스트림으로 동일한 방향으로 결합되도록 상기 제 2 경로에 대해 그 내부의 객체의 방향을 변경하도록 배열되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개별화 덕트의 일부는 적어도 하나의 방향으로 상기 객체에 작용하는 관성력이 알짜 토크를 생성하고 적어도 하나의 제 2 방향으로 상기 객체에 작용하는 관성력이 알짜 토크를 생성하지 않도록 형성되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 26 항에 있어서,
객체의 상기 방향이 측정되고 상기 개별화 덕트의 일부의 형상이 상기 측정된 방향에 기초하여 적어도 부분적으로 변경되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 덕트는 복수의 경로를 포함하고, 각각의 경로는 상이한 세트의 방향을 갖는 객체를 이송하고, 객체 방향에 따라 제 1 경로에서 제 2 경로로 객체를 이동시키는 장치가 제공되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법으로서, 상기 방법은:
상기 객체의 대량 공급체를 제공하는 단계;
상기 객체를 다음으로부터 각각 개별화되는 객체의 스트림으로 형성하는 단계로서,
상기 스트림 내의 상기 객체의 방향을 검출하기 위한 센서가 제공되고,
상기 객체는 제 1 및 제 2 방향의 검출에 따라 제 1 및 제 2 경로를 따라 지향되고,
상기 제 1 경로는 상기 객체가 제 1 및 제 2 경로로부터 공통 스트림으로 동일한 방향으로 결합되도록 상기 제 2 경로에 대해 그 내부의 객체의 방향을 변경하도록 배열되는, 상기 객체를 각각 개별화되는 객체의 스트림으로 형성하는 단계를 포함하는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
상기 제 1 경로는 상기 객체를 제 1 방향으로 공통 스트림으로 공급하도록 배열되고, 상기 제 2 경로는 상기 객체를 상기 제 1 방향에 반대되는 제 2 방향으로 공통 스트림으로 공급하도록 배열되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 28 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 경로는 그 내부의 객체의 방향을 반전시키기 위한 구성 요소를 포함하는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 31 항에 있어서,
상기 제 2 경로는 그 내부의 객체의 방향을 반전시키기 위한 비틀림을 포함하는 방법.
제 31 항에 있어서,
상기 제 2 경로는 그 내부의 객체의 방향을 반전시키기 위해 객체를 반전된 방향으로 운반하도록 동작할 수 있는 이동 가능한 구성 요소를 포함하는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 방향에서 각 객체의 특성을 검출하기 위한 센서가 제공되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 34 항에 있어서,
측정은 시간 또는 위치와 관련하여 이루어지고, 상기 측정은 기계 판독 가능한 매체에 저장되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.
제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
동작이 검출된 특성에 적어도 부분적으로 기초하여 객체에 대해 수행되는, 객체의 대량 공급체로부터 스트림 내에 객체를 공급하는 방법.