专利名称：托盘操纵器和方法
技术领域：
本发明涉及一种托盘操纵器，用于堆叠和卸堆(de-stacking)眼科处方托盘。该托盘操纵器包括多个沿输运装置限定出堆叠区域的间隔开的夹持组件、升降板以及第一和第二致动器。该升降板可操作地设置在堆叠区域内。该第一致动器可操作地与夹持组件结合，该夹持组件基于第一致动器的致动相对于升降板可向内和向外移动。该第二致动器可操作地与升降板结合，升降板基于第二致动器的致动可在堆叠区域内垂直移动。控制器与第一和第二致动器通信并控制其致动。还公开了堆叠和卸堆眼科处方托盘的方法。
背景技术：
眼科镜片的加工经常在大量生产的精加工实验室处执行。这样的精加工实验室寻求最大化的效率、增加产量、提高质量并降低对熟练技术人员的依赖，这通常通过使一些或所有的加工步骤自动化来实施。精加工实验室常面对相当大数量的镜片加工的工作订单。这样，理想的是以最优速率将订单提供给加工装置。
通常，当光学实验室技术人员为一对镜片从工作订单输入光学处方到实验室计算机时，镜片的加工开始。然后计算机提供打印输出，指明生产所需处方镜片的必要信息。基于这种信息选择适当的镜片坯，并将该坯与顾客的镜架一起放置在处方托盘中。处方托盘通常在整个生产过程中保持镜片和镜架。当在工业中使用各种类型的托盘时，大部分托盘具有长方形结构并且是可堆叠的，该结构具有标准高度的侧部或角部支柱。然后托盘与打印输出、镜架和镜片坯一起被传送进出各种加工机器，其中镜片被标记、分块、切边和磨光。
为了最大化效率，希望有供应容易适用于由特定机器进行加工的镜片的托盘，该特定机器例如是切割镜片到所希望的外轮廓或形状的磨边机(edger)。此外，为了最大化对实验室中空间的使用，经常希望当托盘中的镜片在等待加工或在加工站之间进行传送时堆叠托盘。
发明内容
本发明涉及一种用于堆叠和卸堆眼科处方托盘的托盘操纵器。该托盘操纵器包括多个沿输运装置限定形成堆叠区域的间隔的夹持组件、可操作地设置在堆叠区域的升降板、以及第一和第二致动器。该第一致动器可操作地与夹持组件结合。该夹持组件在第一致动器的致动下可相对于升降板向内和向外运动。该第二致动器可操作地与升降板结合。该升降板在第二致动器的致动下可在堆叠区域内垂直运动。托盘操纵器还包括控制器，该控制器与第一和第二致动器通信并控制其致动。
本发明还涉及一种用于堆叠和卸堆眼科处方托盘的托盘操纵器系统。该系统包括互连第一位置和第二位置并在之间传送多个托盘的输运装置。堆叠器沿输运装置设置。该堆叠器包括多个沿输运装置限定形成堆叠区域的夹持组件。该堆叠器还包括可操作地设置在堆叠区域内的升降板、可操作地与夹持组件结合的第一致动器和可操作地与升降板结合的第二致动器。该夹持组件在第一致动器的致动下可相对于升降板向内和向外运动。升降板在第二致动器的致动下可在堆叠区域内垂直运动。该系统还包括沿输运装置设置并与堆叠器间隔的卸堆器。该卸堆器包括多个沿输运装置限定形成卸堆区域的夹持组件、可操作地设置在卸堆区域内的升降板以及第一和第二致动器。该第一致动器可操作地与卸堆器的夹持组件结合，夹持组件在第一致动器的致动下可相对于升降板向内和向外运动。该第二致动器可操作地与卸堆器的升降板结合，升降板在第二致动器的致动下可在卸堆区域内垂直运动。该系统还包括与堆叠器的第一和第二致动器以及卸堆器的第一和第二致动器通信并控制其致动的控制器，还公开一种操纵眼科处方托盘的方法。多个托盘在输运装置上从第一位置传送到第一托盘操纵器。托盘的堆叠在第一托盘操纵器中形成。托盘的堆叠从第一托盘操纵器排出到输运装置上。被排出的托盘堆叠在输运装置上从第一托盘操纵器传送到沿输运装置设置的第二托盘操纵器。托盘的堆叠在第二托盘操纵器上卸堆。每个卸堆的托盘从第二托盘操纵器排出到输运装置上。被排出的卸堆的托盘从第二托盘操纵器传送到第二位置。该第二位置可以包括磨边设备。
公开了一种堆叠眼科处方托盘的方法。第一托盘在输运装置上传送入堆叠区域。该第一托盘被向上升起并离开输运装置到预定高度。通过相对第一托盘闭合多个抓爪夹住该第一托盘，由此在输运装置上方预定高度处保持第一托盘。第二托盘被传送到堆叠区域，该第二托盘被向上升起并离开输运装置直到该第二托盘接触第一托盘。通过打开多个抓爪，该第一托盘被松开。该第二托盘被升起到预定高度。通过相对第二托盘闭合多个抓爪，第二托盘被夹住，从而在输运装置上方保持第一和第二托盘在堆叠中。
还公开了一种卸堆眼科处方托盘的方法。托盘的堆叠在输运装置上被传送入卸堆区域。该托盘的堆叠被向上升起并离开输运装置到预定高度。通过相对第二至最低的托盘闭合多个抓爪，夹住堆叠中的第二至最低的托盘，从而在预定高度保持第二至最低的托盘，同时在输运装置上方保持堆叠。堆叠中最低的托盘被下降到输运装置上，从而从堆叠中卸堆最低的托盘。
附图1是依据本发明实施例的托盘操纵器的俯视透视图；附图2是托盘操纵器的仰视透视图；附图3是托盘操纵器的堆叠器/卸堆器部分的局部透视图；附图4是托盘操纵器上用万向架固定的抓爪组件的分解组件图；附图5是示出致动器板处于第一位置的堆叠器/卸堆器的仰视透视图；附图6是示出致动器板处于第二位置的堆叠器/卸堆器的仰视透视图；附图7是堆叠器/卸堆器的后视透视图；附图8是其中具有作业通知单的处方托盘的透视图；附图9是与堆叠器结合的支撑梁和气嘴的透视图；附图10A是构造为第一方位中的堆叠器的托盘操纵器的示意图；附图10B是第二方位中堆叠器的示意图；附图10C是第三方位中堆叠器的示意图；附图10D是第四方位中堆叠器的示意图；附图11A是构造为第一方位中的卸堆器的托盘操纵器的示意图；附图11B是第二方位中卸堆器的示意图；附图11C是第三方位中卸堆器的示意图；附图11D是第四方位中卸堆器的示意图；附图12是依据本发明实施例的托盘操纵器系统的示意图；和附图13是依据另一实施例的托盘操纵器系统的示意图。
具体实施例方式
在眼科镜片加工中心中使用的处方托盘在本领域是公知的。如附图8所示，处方托盘T典型地具有矩形基座B，基座带有标准高度的侧部S和角部C。侧部S的高度可以小于角部C的高度。托盘T典型地由塑料材料制成。该托盘T可以具有金属嵌入件以允许通过感应传感器检测到托盘T的存在。
最佳如附图1和2所示，本发明涉及一种托盘操纵器H，用于堆叠和卸堆多个托盘例如托盘T。托盘操纵器H优选包括输运装置10，该输运装置10互连使第一位置12和第二位置14以在它们之间运送托盘T。输运装置10优选包括第一和第二平行驱动带11，这两条带充分间隔开以使托盘T的基座B被搁在两条带11上并由两条带11传送。
堆叠器16被可操作地与输运装置10结合，并位于第一位置12和第二位置14的中间。堆叠器16包括接近第一位置12的入口端18和接近第二位置14的出口端20，在该入口端处托盘T经由输运装置10输送入堆叠器16，从该出口端处将托盘堆叠从堆叠器16卸到输运装置10上。如下说明，托盘操纵器H可以被构造以使堆叠器16形成托盘T的堆叠或将托盘T的堆叠卸堆。为了说明的目的，堆叠器16首先被描述为被构造用于堆叠托盘T的托盘操纵器H。
堆叠器16优选包括第一和第二间隔开的夹持组件22、24，这两个夹持组件被连接至输运装置10的第一侧部26并沿该第一侧部26配置。第三和第四间隔开的夹持组件28、30被连接至输运装置10的与第一侧部26相对的第二侧部32并沿该第二侧部32配置。第一和第三夹持组件22、28接近堆叠器出口端20，而第二和第四夹持组件24、30接近堆叠器入口端18。夹持组件22、24、28、30沿输运装置10在它们之间限定出堆叠区域。
最佳如附图3所示，每个夹持组件22、24、28、30包括具有第一和第二相对端36、38的支架34。支架第一端36被连接至输运装置10的相应侧部26或32。用万向架固定的抓爪组件40被连接至支架第二端38。
最佳如附图4所示，每个抓爪组件40具有主体部分42和抓爪表面45，孔44延伸穿过该主体部分42。抓爪表面45被构造用于抓住托盘T的角部C或侧部S。抓爪表面45可以与主体部分42整体形成。可选地，抓爪表面45可以固定到主体部分42。此外，抓爪表面45可以是L形的，用于抓住托盘T的角部C的两个表面。支撑柱46被连接至支架第二端38。支撑柱46被放置在孔44中，并且主体部分42利用紧固件例如垫圈和螺钉48被固定在其上。支撑柱46包括用作支点的中心凸缘50，这样主体部分42就万向架固定在其上。第一和第二弹性凸缘52例如O形环也优选被配置在支撑柱46上，而中心凸缘50位于弹性凸缘52的中间。弹性凸缘52起主体部分42枢转时的缓冲垫作用。在这种方式下，抓爪表面45可以与托盘T的侧部S或角部P相配。许多处方托盘由塑料制成，并且它们的侧部有时包括轻微向内或向外弯曲或倾斜的部分。支撑柱46上主体部分42的万向架固定连接确保当抓爪组件40被致动时抓爪表面45将正确接触侧部S或角部C。此外，在不再施加压力至抓爪表面45之后，弹性凸缘52倾向于将抓爪组件40重新定位返回到支撑柱46上的中立或“直”的位置。
参考附图1-3，堆叠器16包括可操作地与输运装置10结合并配置在堆叠区域内的升降板54。优选气动的升降气缸56被可操作地与升降板54结合，用于相对于输运装置10升起和降下升降板54。优选地，升降板54可在与输运装置10的带11的移动方向基本垂直的方向上移动。最佳如附图3所示，升降板54没有被紧固至升降气缸56。升降气缸56具有升起升降板54的活塞。然而，当升降气缸56和它的共同运作活塞被缩回时，升降板54依靠重力下降。因为升降板54在下降时不由升降气缸56驱动向下，因此提高了安全性。从而，如果使用者的手或其它物体意外地留在升降板54下降的路径上，那么将不会对使用者或托盘操纵器H造成任何伤害。即使在升降气缸56完全缩回之后，使用者仍可以容易地从升降板54下拔出他或她的手。优选地，升降轴承58被设置在升降板54的下侧上，这些轴承与升降导杆60共同运作以在升降板54升起或下降时引导其沿它的路径移动。升降气缸56优选为三位置的气动缸，这样升降板54可以被提升和停止在输运装置10的带11上的第一和第二高度处以及缩回位置处。用于堆叠和卸堆托盘T的升降板54的运动将在下面详细描述。
最佳如附图5和6所示，托盘操纵器H优选包括具有第一和第二相对端64、66的致动器板62。致动器板62被配置在升降板54下面且位于堆叠区域内。第一和第四夹持组件22、28被耦合到致动器板第一端64。优选地，每个第一和第三夹持组件22、28包括具有枢转连接到支撑柱46的第一端70和连接到枢轴杆78的第二相对端72的枢轴夹臂68，最佳如附图4、5和6所示。枢轴杆78优选基本垂直于相应的枢轴夹臂68。致动器板62的第一端64包括第一和第二致动器臂74、76，这两个臂枢转连接到致动器板62并从致动器板62向外延伸，最佳如附图5和6所示。第一和第二致动器臂74、76的自由端被连接到枢轴杆78，从而将抓爪组件40枢转连接到致动器板62的第一端64。
致动器板62可在第一位置A(如附图5所示)和第二位置B(如附图6所示)之间移动。提供例如气压缸的致动器63，其经由杆65连接到致动器板62。通过致动器63的致动使杆65被伸出或缩回，从而导致致动器板62运动。位置A和B之间的运动路径优选为基本垂直于升降板54的运动路径。当致动器板62位于第一位置A时，第一和第三夹持组件22、28处于“打开”位置，由此相应的用万向架固定的抓爪组件40被向外枢转并远离堆叠区域。当第一和第三组件22、28位于打开位置并且致动器板62位于第一位置A时，抓爪组件40不阻碍托盘T堆叠离开托盘操纵器H的运动。
当致动器板62从第一位置A移动到第二位置B时，致动器臂74、76枢转，导致枢轴杆78旋转。枢轴杆78的旋转又导致枢轴夹臂68枢转，从而迫使抓爪组件40的主体部分40向内朝“闭合”位置的堆叠区域运动。当运动到闭合位置时，主体部分42和抓爪表面45被充分间隔开并构造成抓住设置在堆叠区域内的托盘T的角部C和/或侧壁S。
第二和第四夹持组件24、30可以被耦合到致动器板62，如上述对于第一和第三夹持组件22、28。可选地，每个第二和第四夹持组件24、30可以通过杠杆臂80被连接到相应的支架34。每个杠杆臂80具有第一和第二相对端82、84，杠杆臂80在端82、84的中间点处被枢转连接到支架34，这样端82、84可以相对于堆叠区域向内和向外枢转。此外，当端82向内枢转时，端84向外枢转，反之亦然，最佳如附图5和6所示。
第二和第四夹持组件24，30中的各个抓爪组件40被连接到杠杆臂80的第一端82，最佳如附图1和3所示。优选地，主体部分42被直接连接到第一端82，这样在抓爪组件40和第一端82之间没有枢转运动。杠杆臂的第二端84与致动器板62的第二端66配合，这样当致动器板62从第一位置A运动到第二位置B时，第二端84被第二端66向外推动，最佳如附图5和6所示。
优选地，致动器板62包括第一和第二凸轮86、88，这两个凸轮被紧固到致动器板62的第二端66的下侧90。每个凸轮86、88与连接到相应杠杆臂80的第二端84的凸轮随动件92接合。每个凸轮86、88优选具有从致动器板62向外延伸的倾斜边94，当致动器板62位于第一位置A时，该倾斜边与凸轮随动件92对准，最佳如附图5所示。凸轮随动件92优选具有圆柱形结构，且其圆形侧部在致动器板62从第一位置A运动到第二位置B时与凸轮86、88接合，如附图6所示。倾斜边94被推入凸轮随动件92，从而迫使凸轮随动件92向外并远离致动器板62。由此使杠杆臂80的第二端84向外运动并远离堆叠区域，同时使杠杆臂80的第一端82向内且向着堆叠区域运动。在这种方式下，当致动器板62运动到第二位置B时，第二和第四夹持组件24、30的抓爪组件40向内运动，从而迫使抓爪表面45抵靠托盘T。杠杆臂80的第二端84优选足够重和/或杠杆臂80在中心位置被枢转固定到支架34，从而当致动器板62从位置B移回到位置A时，杠杆臂80能够容易地回到其起始“打开”位置。杠杆臂80也可以例如利用弹簧偏压到起始打开位置，如附图5所示。
第一和第二凸轮86、88可以可滑动地固定到致动器板62的下侧90，从而可以分别调整凸轮86、88的倾斜边94之间的距离。在这种方式下，抓爪组件40的向内和向外运动的量可以被调整。为了用于不同宽度的托盘，这样的调整可能是所希望的。由此，操纵器H可以被“调节”以用于待堆叠或卸堆的托盘T的特定尺寸。
最佳如附图1、2、3和7所示，托盘操纵器H可以包括从第一和第二夹持组件22、24的支架34向外延伸并连接到支架34的纸导引件96。典型地，具有加工镜片所需信息的印刷纸张或“作业通知单”J与镜片和框架一起被提供在每个处方托盘T中，最佳如附图8所示。作业通知单J有时滑入设置在托盘T上的狭槽中或直立放置，这样纸张会向上伸出侧部S和/或角部C的高度。作业通知单J可能跳动或向外折叠，而在进入堆叠区域时它卡在支架34上。纸导引件96确保在托盘T进入或离开堆叠区域时作业通知单J和托盘T被正确导引入堆叠区域而不卡在(多个)支架34上。
纸导引件96优选包括侧边98，该侧边利用螺栓、螺钉、销等紧固到支架34上，最佳如附图7所示。主平面部分100从侧边98向外延伸远离支架34。主平面部分100优选相对于侧边98有角度地放置，向外延伸远离堆叠区域。主平面部分100相对于侧边98和/或输运装置10的第一侧部26的角度可以仅仅通过弯曲主平面部分100来进行调整。纸导引件96应当以足以接合和导引作业通知单J的可能从托盘T的侧壁S向外延伸入堆叠区域的任何部分的角度从输运装置10的第一侧部26向外延伸。
托盘操纵器H可以包括设置在堆叠区域内或接近堆叠区域的第一传感器102，最佳如附图1、3和6所示，该传感器检测托盘T何时位于堆叠区域内的预定位置处。第一传感器102可以是光电传感器。可选地，感应位置传感器可以被提供，其被设置靠近升降板54的切断部分104，最佳如附图7所示。托盘T可以与其基座B上的金属片相配，当托盘T被设置在堆叠区域内的预定位置上时通过感应位置传感器检测金属片。应该理解的是，可以使用不同类型的位置传感器，只要第一传感器102能够检测堆叠区域内预定位置处的托盘T的位置。
第一传感器102通过CPU或其它控制机构(未示出)与升降气缸56通信。如上所述，升降气缸56可操作地与升降板54结合，在升降气缸56被伸出或缩回时升降板54被升起或下降。
第二传感器103可以被设置在接近第二位置14的位置处，最佳如附图1和2所示。第二传感器103可以是光学传感器。第二传感器103也检测堆叠区域内预定位置处的托盘T的位置。第二传感器103通过CPU或其它控制机构与输运装置10通信。光学传感器105发射光束到回射器107。托盘T的通过导致光束被阻挡，从而指示托盘T的存在。在托盘继续传送之后，被反射的光束由传感器105检测，从而指示另一个托盘T可能开始其传送。第一和第二传感器102、103的驱动将在下面进行更充分地描述。
托盘操纵器也可以包括托盘止动件106，该止动件被设置在带11和堆叠器16的位于堆叠区域外的相邻入口端18之间。托盘止动件106可向上运动到在输运装置10上传送的托盘T的路径中。当升降气缸56被启动时，托盘止动件106也被向上移动并进入被传送的托盘T的路径中，从而在升降板54已被升起之后防止输运装置10上的其它托盘进入堆叠区域。分开的致动器被提供用于致动托盘止动件106。当堆叠区域准备好接收另一个托盘T时，托盘止动件106可以下降离开托盘T的路径。托盘止动件106可以与控制其运动的控制机构通信。
最佳如附图7和9所示，托盘操纵器H可以包括少一个气嘴108，该气喷可以连接到输运装置10位于第三和第四夹持组件28、30中间的第二侧部32。气嘴108被连接到高压气源(未示出)，这样气流从气嘴108排出到堆叠区域，优选向着输运装置10位于第一和第二夹持组件22、24中间的第一侧部26。托盘操纵器H可以包括多于一个气嘴108，例如三个气嘴108，如附图7和9所示。
支撑梁110可以被连接到第三和第四夹持组件28、30的支架34并在这两个支架34之间延伸。气嘴108被连接到支撑梁110。优选地，气嘴108被枢转连接到支撑梁110，最佳如附图9所示。在这种方式下，气流从气嘴108排出的方向可以被调整并指向堆叠区域中特定的位置，如箭头X和Y所示。
如上所述，托盘操纵器H可以被构造用于堆叠或卸堆托盘T。参考附图10A至10D，将描述构造为堆叠器的托盘操纵器H的操作。如附图10A所示，第一托盘T1已被固定在处于如附图6所示的“闭合”位置的第一、第二、第三和第四夹持组件22、24、28、30的抓爪组件40之间。因此致动器板62位于第二位置B。第二托盘T2已通过入口端18进入输运装置10上的堆叠区域，并被放置在升降板54上方的第一预定位置，如附图10A所示。托盘T2的基座B位于第一预定位置中的输运装置10的带11上。
托盘T2与第一预定位置上的托盘T1对齐，托盘T2由第一预定位置上的传感器102和103检测。传感器102、103发送一信号至相应的控制机构，然后控制机构使输运装置10停止运动。托盘止动件106也被升起以阻止其它托盘进入堆叠区域。升降气缸56被启动，这样升降板54被升起到第一高度，最佳如附图10B所示。因此当升降板54到达第一高度时，将托盘T2向着托盘T1向上升起到达第二预定位置，其中托盘T2的侧部S或角部C的上边缘接触托盘T1的基座B。优选托盘T1、T2被构造成使得一个托盘的侧部S或角部C的上边缘被套入另一个托盘的相应基座B中。
当托盘T2被从输运装置带11卸下而从第一到第二预定位置时，气嘴108被启动，从而从其非出的气流移动作业通知单J在托盘T2的侧部S上方向外伸出的上边缘。气流的方向可以通过枢转调整气嘴108来调节，如上所述。在这种方式下，作业通知单J不会阻碍托盘T2套入托盘T1。
当升降板54到达第一高度时，杆65由致动器63缩回，导致致动器板62移动到第一位置A，如附图5所示。这样，控制机构经由传感器或位置检测器而与致动器63和升降气缸56通信。当致动器板62移动到第一位置A时，第一、第二、第三和第四夹持组件22、24、28、30的抓爪组件40“打开”，由此释放托盘T1。然而，托盘T1和T2由升降板54支撑，如附图10B所示。
然后升降气缸56被启动，这样升降板54被升起到第二高度，最佳如附图10C所示。由此当升降板54到达第二高度时，托盘T1和T2被向上升起到第三预定位置，其中托盘T2的侧部S或角部C与第一、第二、第三和第四夹持组件22、24、28、30的抓爪组件40对齐。在升降板54到达第二高度时，致动器63被再次启动，这样杆65伸出，导致致动器板62移动回到第二位置B，如附图6所示。当致动器板62移动回到第二位置B时，抓爪组件40“闭合”，从而夹持托盘T2的侧部S和/或角部C。然后升降气缸56被缩回，这样升降板54下降到输运装置10的带11下方的一点，如附图10D所示。如上所述，优选升降板54与升降气缸56分离，并依靠重力下降。当升降板54完全下降时，输运装置10被重新起动。托盘止动件106也下降，这样堆叠区域就准备好接收另一个托盘。
因此附图10A-10D所示的循环可以被重复直到堆叠希望数量的托盘。相关的控制器或CPU可以被编程，以使所期望数量的托盘由托盘操纵器H堆叠。然后托盘堆从出口端20由堆叠器16释放到输运装置10上。当最后被堆叠的托盘到达堆叠区域时，循环稍有些不同。如上所述，堆叠中的最后一个托盘(其将是堆叠的底部托盘)从第一预定位置(如附图10A所示)移动到第二预定位置(如附图10B所示)。这样，升降板54向上移动到第一高度，并且夹持组件40打开。然后，升降板54再次下降到其位于带11下方的初始位置，如附图10A所示。由此，当在堆叠中堆叠最后一个托盘时，升降板54并不行进到第二高度。这样，抓爪组件40保持打开。因此，整个托盘堆叠被下降到带11上。输运装置10被再次起动，并且堆叠从出口端20向着第二位置14排出。
如附图1和2所示的接近出口端20的第一和第三夹持组件22、28从堆叠区域向外枢转足够的距离以允许托盘堆叠从其间通过。由于第一和第三夹持组件22、28经由夹持枢轴臂68枢转连接，因此它们能够向外枢转。当托盘操纵器H被构造用于堆叠托盘时，如果完全堆叠的托盘不通过入口端18，那么第二和第四夹持组件24、30不需要向外枢转。这样，第二和第四夹持组件24、30仅仅通过杠杆臂80移进和移出。
托盘操纵器H也可以被构造用于卸堆先前堆叠的成组的托盘T，最佳如附图11A-11D所示。当构造为卸堆器时，托盘操纵器H实质上与堆叠托盘描述的结构相同。然而，与堆叠器16有几处不同。当构造为卸堆器时，如果完全堆叠的托盘进入卸堆区域而不是在托盘T被堆叠时离开该区域，堆叠器16的枢转的第一和第三夹持组件22、28优选靠近入口端18设置。这样，第一和第三夹持组件22、28的夹持组件40可以枢转出托盘的堆叠进入卸堆区域的路线。因此，第二和第四夹持组件24、30靠近出口端20设置。此外，当构造为卸堆器时，托盘操纵器H不需要包括气嘴108，假设作业通知单J不阻碍托盘T被卸堆。
此外，当托盘操纵器H被构造用于卸堆托盘的堆叠时，夹持组件40和升降板54的运动稍有不同，如附图11A-11D所示。托盘T1、T2的堆叠经过入口端18进入卸堆区域。当堆叠被放置在升降板54上方的第一预定位置时，最佳如附图11A所示，由传感器102和/或103或者上述的感应位置传感器检测堆叠。升降板54位于输运装置10的带11正下方的初始位置。在这个初始位置上，夹持组件22、24、28、30位于“打开”位置，如附图5所示。这样，致动器板62位于第一位置A。
在卸堆区域中已检测到堆叠之后，相关的控制机构使输运装置10停止运动。托盘止动件106也可以被升起以阻止其它托盘进入卸堆区域。升降气缸56被启动，这样升降板54被升起到第一高度，最佳如附图11B所示。由此，当升降板54到达第一高度时，堆叠被向上升起到第二预定位置。杆65通过致动器63而伸出，导致致动器板62移动到第二位置B，如附图6所示。当致动器板62从第一位置A移动到第二位置B时，第一、第二、第三和第四夹持组件22、24、28、30的抓爪组件40“闭合”。当升降板54位于第一高度时，抓爪组件40与托盘T1或堆叠中的第二至最低的托盘对齐。这样，第二至最低的托盘T1由抓爪组件40抓紧。托盘T2保持由升降板54支撑。
然后缩回升降气缸56，这样升降板54被下降到输运装置10的带11下方的点，如附图11C所示。升降板54从堆叠卸堆托盘T2，从而将托盘12下降到输运装置10上。输运装置10被重新启动，卸下的托盘T2从卸堆区域排出。
然后将升降板54升起到位于托盘T1的正下方的第二高度，如附图11D所示。如果托盘T1是堆叠中的最后一个托盘，如附图11D所示，那么升降板54被下降到输运装置10的带11下方的点，如附图11C所示。由此，托盘T1被下降到输运装置10上，并从卸堆区域排出。
然而，如果托盘T1不是堆叠中的最后一个托盘，那么升降板从第二高度(如附图11D所示)移动到第一高度(如附图11B所示)。然后抓爪组件40闭合，从而抓住托盘T1上方堆叠的托盘(未示出)。附图11B-11D所示的过程被重复直到所有的托盘被卸堆。卸堆器可以被控制来用于堆叠中的最后两个托盘T1、T2，在这种情况下，当仅有两个托盘T1、T2留在堆叠中时，附图10B所示的步骤不是必需的。
CPU和/或控制机构可以被编程，以使托盘操纵器H每堆堆叠或卸堆预定数量的托盘。如上所述，升降板54的移动被调整以用于最后堆叠或卸堆的托盘。例如，每个堆叠可以包括5个托盘T。这样，附图10A-D和11A-D所示的循环被修改以用于最后堆叠或卸堆的托盘。
最佳如附图12所示，公开了一种堆叠和卸堆托盘T的托盘操纵器系统H′。系统H′包括堆叠器16A和卸堆器16B，每一个被如上所述构造。堆叠器16A包括托盘T从第一位置12由输运装置10传送进入的入口端18以及托盘的堆叠从中排出的出口端20。这样，堆叠器16A被构造和控制用于堆叠托盘T，如参考附图10A-10D所述。卸堆器包括托盘T的堆叠从堆叠器16A由输运装置10传送进入的入口端18′以及卸堆的托盘T从中排出的出口端20′。卸堆器16B被构造和控制用于卸堆托盘T，如参考附图11A-11D所述。
输运装置10将第一位置12和第二位置14互连，在两个位置之间传送多个托盘T。加工装置例如磨边机、表面加工机(surfacer)、挡片机(blocker)、涂层机等可以被设置在第一和/或第二位置12、14处。例如，镜片挡片机LB可以被设置在第一位置12，而一个磨边机E或多个磨边机E可以被设置在第二位置14。堆叠器16A从第一位置12接收托盘T，并将托盘T的堆叠向着卸堆器16B排回到输运装置10上。控制器C优选同与堆叠器16A结合的升降气缸56和致动器63以及与卸堆器16B结合的升降气缸56和致动器63通信。控制器C优选还与输运装置10通信。控制器也可以控制挡片机LB和磨边机E。
系统H′从第一位置12例如挡片机LB或其它加工装置传输多个处方托盘到堆叠器16A。处方托盘被堆叠，从而有效移动托盘T到另一个加工站，该站也通过自动堆叠托盘T节约空间。然后堆叠可以通过输运装置10被传送到另一个加工区域例如轧边设备E。然而，在到达磨边机E之前，堆叠被卸堆。在这种方式下，卸堆处方托盘的供给已准备好由磨边机E进行加工，从而最大化空间和效率。
最佳如附图13所示，公开了一种堆叠和卸堆托盘T的托盘操纵器系统H″。系统H″与系统H′相似。这样，系统H″包括堆叠器16A和卸堆器16B。堆叠器16A被构造和控制用于堆叠托盘T，而卸堆器16B被构造和控制用于卸堆托盘T，如上所述。系统H″还包括输运装置10，该输运装置互连第一位置12和第二位置14，用于传送两个位置之间的多个托盘T。系统H″可以包括第一位置12处的加工机以及第二位置14处的另一个加工机。例如，磨边机、表面加工机、挡片机、或涂层机可以被设置在第一位置12和/或第二位置14。
系统H″还包括堆叠器16A和卸堆器16B中间的分度站(indexing station)120。分度站120是输运装置10的延伸长度，其包括多个托盘止动件122。托盘止动件122可从输运装置10下方的位置向上移动到输运装置10上方的位置，这样托盘T的堆叠接触托盘止动件122。优选地，托盘止动件122是设置在输运装置10正下方的气缸。在启动时，相结合的活塞杆向上伸到输运装置10上的托盘T的路径中，如附图13所示，以阻止托盘T的堆叠沿输运装置10的运动。每个托盘止动件122与控制器C通信。可选地，每个托盘止动件122可以被连接到支撑梁，该梁由单气缸启动，这样单气缸的启动导致所有的托盘止动件122向上移动并进入输运装置10上的托盘T的路径中。
在分度站120中可以提供任意数量的托盘止动件122。托盘止动件122被间隔开预定距离，以在相邻的托盘止动件122之间形成间隔，托盘T的堆叠被保持在该间隔中。托盘的每个堆叠沿输运装置10前进，并暂时由每个托盘止动件122阻止。这样，托盘止动件122确保每个托盘T的堆叠在预定时间量内以经分度的队列前进经过分度站120，即使在堆叠或卸堆过程中存在延迟导致托盘堆叠之间的间隙。过程中这样的间隙或延迟导致相邻托盘止动件122之间的空白间隔。
这样，每个托盘止动件122(和由此托盘T的堆叠)以预定的速度前进经过分度站120。这可以允许每个托盘T中的镜片在加工机之间被冷却、加热或干燥预定的时间量。例如，位置12可以包括挡片机，其为每个镜片固定挡片。在被阻挡之后，镜片被保持在它们各自的托盘T，并前进到堆叠器16A。包含被阻挡镜片的托盘T被堆叠并沿输运装置10前进。然后包含被阻挡镜片的托盘T可以前进到卸堆器，并向前移动到表面加工机。然而，在表面加工之前，将挡片固定到镜片上的粘合剂或蜡应当充分固化。包含被阻挡镜片的每个托盘T堆叠通过分度站120的速度确保被阻挡的镜片在进入卸堆器16B和/或表面加工机之前被充分固化。
由此，分度站120中的输运装置10的长度以及每个托盘T的堆叠通过分度站120的速度可以随具体的阻挡粘合剂和加工装置而改变。应当理解的是，分度站120的结构可以随具体的加工方案而改变。例如，可以在位置12处提供一涂层机，其将精加工层施加到已磨边的镜片。于是分度站120被构造使得输运装置10的长度和被涂层镜片通过其的速度确保精加工涂层在卸堆并进一步在位置14处加工之前被充分干燥。
分度站120可以包括制冷壳体或其它冷却机构，用于迅速冷却托盘T中的镜片。分度站120的其它变型也可以随特定系统的加工要求而被提供。例如，分度站120可以包括烘干或加热机构。这样的变型对本领域的技术人员来说是显而易见的。
本发明托盘操纵器的用万向架固定的夹持设计允许各种托盘设计和被夹持的结构。此外，堆叠器16的整个夹持机构可以被致动，即通过致动器板62的运动而打开或关闭夹持组件。因为致动器板62利用一个气缸致动，所以系统提供改善的可靠性和简化设计。
本发明在这里已经根据各种优选实施例被描述。基于阅读以上的说明，对实施例进行各种的变型和增加对本领域的技术人员来说是显而易见的。可以预料到所有的这些变型被包括在由这里的权利要求所含的本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于堆叠和卸堆眼科处方托盘的托盘操纵器，所述托盘操纵器包括沿输运装置限定形成堆叠区域的多个间隔的夹持组件；可操作地设置在堆叠区域内的升降板；可操作地与所述夹持组件结合的第一致动器，所述夹持组件在所述第一致动器的致动下相对于所述升降板可向内和向外运动；可操作地与所述升降板结合的第二致动器，所述升降板在所述第二致动器的致动下可在堆叠区域内垂直运动；和与所述第一和第二致动器通信的控制器，用于控制所述第一和第二致动器的致动。
2.根据权利要求1所述的托盘操纵器，其中每个所述夹持组件包括支架和枢转连接到所述支架的抓爪组件。
3.根据权利要求2所述的托盘操纵器，其中所述抓爪组件包括连接到所述支架的支撑柱和具有孔的主体，所述孔延伸穿过所述主体，所述支撑柱被放置在所述孔内。
4.根据权利要求3所述的托盘操纵器，其中所述支撑柱包括从其中心部分延伸的支点凸缘，从而使所述主体被万向架固定在其上。
5.根据权利要求4所述的托盘操纵器，其中所述支撑柱包括设置在其上的第一和第二弹性凸缘，所述支点凸缘位于所述第一和第二弹性凸缘的中间。
6.根据权利要求2所述的托盘操纵器，还包括设置在所述升降板下方且可操作地与所述抓爪组件结合的致动器板，所述致动器板通过所述第一致动器的致动可在第一和第二位置之间移动，其中当所述致动器板从所述第一位置移动到第二位置时所述抓爪组件朝所述升降板向内枢转，并且当所述致动器板从所述第二位置移动到所述第一位置时所述抓爪组件向外枢转离开所述升降板。
7.根据权利要求6所述的托盘操纵器，其中所述托盘操纵器包括至少一个抓爪组件，所述至少一个抓爪组件通过枢轴夹臂枢转连接到所述支架。
8.根据权利要求7所述的托盘操纵器，还包括枢轴杆，所述枢轴杆被设置在所述枢轴夹臂和所述致动器板的第一端之间并连接这两者。
9.根据权利要求8所述的托盘操纵器，其中所述枢轴杆基本上垂直于所述枢轴夹臂。
10.根据权利要求6所述的托盘操纵器，其中所述托盘操纵器包括至少一个抓爪组件，所述至少一个抓爪组件通过杠杆臂枢转连接到所述支架。
11.根据权利要求10所述的托盘操纵器，其中所述杠杆臂包括连接到所述至少一个抓爪组件的第一端、以及相反的第二端，所述杠杆臂在所述第一和第二端中间的中心点处枢转连接到所述支架。
12.根据权利要求11所述的托盘操纵器，其中所述杠杆臂第二端与所述致动器板接合，当所述致动器板从所述第一位置移动到所述第二位置时所述杠杆臂第二端被向外推动而离开所述致动器板，从而使所述抓爪组件朝所述升降板向内枢转，并且当所述致动器板从所述第二位置移动到第一位置时所述杠杆臂第二端朝向所述致动器板向内缩回，从而使所述抓爪组件向外枢转离开所述升降板。
13.根据权利要求12所述的托盘操纵器，其中所述托盘操纵器包括通过杠杆臂枢转连接到相应支架的至少两个抓爪组件，每个所述杠杆臂包括连接到相应杠杆臂第二端的圆柱形凸轮随动件。
14.根据权利要求13所述的托盘操纵器，其中所述致动器板包括固定到其上并与所述凸轮随动件中相应一个对齐的第一和第二凸轮，当所述致动器板从所述第一位置移动到所述第二位置时所述凸轮随动件被向外推动而远离所述致动器板，而当所述致动器板从所述第二位置移动到所述第一位置时所述凸轮随动件朝向所述致动器板向内缩回。
15.根据权利要求14所述的托盘操纵器，其中每个所述凸轮具有从所述致动器板的相对两侧向外延伸预定距离的倾斜端，所述倾斜端与所述凸轮随动件中相应一个接合。
16.根据权利要求15所述的托盘操纵器，其中所述凸轮可滑动地固定到所述致动器板，用于调整所述预定距离。
17.根据权利要求1所述的托盘操纵器，还包括至少一个靠近堆叠区域的气嘴，所述气嘴连接到高压气源，用于沿所希望的方向排出气流到堆叠区域。
18.根据权利要求17所述的托盘操纵器，还包括设置在第一和第二夹持组件之间的支撑梁，所述第一和第二夹持组件沿输运装置的第一侧部布置，所述至少一个气嘴枢转连接到所述支撑梁。
19.根据权利要求2所述的托盘操纵器，还包括从所述支架中相应一个向外延伸并与其连接的至少一个纸导引件，所述纸导引件包括主平面部分，所述主平面部分从输运装置的一个侧部向外延伸并与其成角度设置。
20.根据权利要求1所述的托盘操纵器，还包括靠近堆叠区域并与所述控制器通信的传感器，所述传感器用于检测堆叠区域中的托盘，当所述传感器检测到托盘时，所述控制器使所述第二致动器致动。
21.根据权利要求20所述的托盘操纵器，其中从包括光电传感器、感应位置传感器和光学传感器的组中选择所述传感器。
22.根据权利要求1所述的托盘操纵器，还包括具有第一和第二间隔的平行带的输运装置，所述升降板设置在所述第一和第二带之间，所述输运装置用于传送多个托盘。
23.根据权利要求22所述的托盘操纵器，还包括与所述控制器通信的传感器，所述传感器用于检测所述堆叠区域中的托盘，当由所述传感器检测到托盘时，所述控制器使所述输运装置停止。
24.根据权利要求22所述的托盘操纵器，其中所述升降板可在基本上垂直于所述第一和第二带的方向上移动。
25.根据权利要求22所述的托盘操纵器，还包括靠近堆叠区域并与所述控制器通信的托盘止动件，所述托盘止动件可向上移动以阻止托盘进入堆叠区域。
26.根据权利要求22所述的托盘操纵器，包括沿所述输运装置布置的第一和第二间隔的托盘操纵器，所述第一和第二托盘操纵器中每个都具有所述夹持组件、所述升降板以及所述第一和第二致动器，所述第一和第二间隔的托盘操纵器与所述控制器通信，所述第一托盘操纵器用于堆叠托盘并且所述第二托盘操纵器用于卸堆托盘。
27.根据权利要求26所述的托盘操纵器，其中所述第一托盘操纵器包括由所述输运装置从第一位置传送托盘进入的入口端、以及排出托盘堆叠的出口端。
28.根据权利要求27所述的托盘操纵器，其中所述第二托盘操纵器包括由所述输运装置从所述第一托盘操纵器传送托盘堆叠进入的入口端、以及排出卸堆托盘到第二位置的出口端。
29.根据权利要求28所述的托盘操纵器，还包括设置在所述第二位置处的磨边机，用于接收卸堆的托盘。
30.根据权利要求1所述的托盘操纵器，其中所述第二致动器是三位置气缸，其具有可伸出和缩回的气缸盖，用于升起和下降所述升降板。
31.根据权利要求30所述的托盘操纵器，其中所述升降板未固定到所述气缸盖，从而当所述气缸盖被缩回时，所述升降板在重力作用下下降。
32.一种用于堆叠和卸堆眼科处方托盘的托盘操纵器系统，所述系统包括互连第一位置和第二位置并在其之间传送多个托盘的输运装置；沿所述输运装置设置的堆叠器，所述堆叠器具有沿所述输运装置限定形成堆叠区域的多个夹持组件、可操作地设置在堆叠区域内的升降板、可操作地与所述夹持组件通信的第一致动器、以及可操作地与所述升降板结合的第二致动器，在所述第一致动器的致动下所述夹持组件相对于所述升降板可向内和向外运动，所述升降板在所述第二致动器的致动下可在堆叠区域内垂直运动；沿所述输运装置放置并与所述堆叠器间隔的卸堆器，所述卸堆器具有沿所述输运装置限定形成卸堆区域的多个夹持组件、可操作地设置在卸堆区域内的升降板、可操作地与所述夹持组件结合的第一致动器、以及可操作地与所述升降板结合的第二致动器，在所述第一致动器的致动下所述夹持组件可相对于所述升降板向内和向外运动，所述升降板在所述第二致动器的致动下可在卸堆区域内垂直运动；与所述堆叠器的所述第一和第二致动器以及所述卸堆器的所述第一和第二致动器通信的控制器，用于控制其致动。
33.根据权利要求32所述的系统，还包括设置在所述第一位置和所述第二位置中至少一个处的加工机。
34.根据权利要求33所述的系统，其中从包括磨边机、表面加工机、挡片机和涂层机的组中选择所述加工机。
35.根据权利要求32所述的系统，还包括沿所述输运装置设置在所述堆叠器和所述卸堆器的中间的分度站，所述分度站包括多个间隔的托盘止动件，每个所述托盘止动件可向上移动，用来阻止托盘堆叠沿所述输运装置前进。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述托盘止动件与所述控制器通信，所述控制器导致所述托盘止动件的致动，以使每个托盘堆叠以预定的速率前进通过所述分度站。
37.一种操纵眼科处方托盘的方法，包括以下步骤在输运装置上从第一位置传送多个托盘到第一托盘操纵器；在第一托盘操纵器中形成托盘的堆叠；将托盘的堆叠从第一托盘操纵器排出到输运装置上；在输运装置上从第一托盘操纵器传送被排出的托盘堆叠到沿输运装置设置的第二托盘操纵器；在第二托盘操纵器中卸堆托盘的堆叠；将每个被卸堆的托盘从第二托盘操纵器排出到输运装置上；和将每个被排出的卸堆的托盘从第二托盘操纵器传送到第二位置。
38.根据权利要求37所述的方法，还包括将每个被排出的卸堆的托盘从第二托盘操纵器传送到加工机的步骤。
39.一种堆叠眼科处方托盘的方法，包括以下步骤a)在输运装置上传送第一托盘到堆叠区域中；b)将第一托盘向上升起并离开输运装置到预定高度；c)通过相对第一托盘闭合多个抓爪来夹住第一托盘，从而在输运装置上方所述预定高度处保持第一托盘；d)传送第二托盘到堆叠区域中；e)将第二托盘向上升起并离开输运装置直到第二托盘接触第一托盘；f)通过打开多个抓爪来松开第一托盘；g)将第二托盘升起到所述预定高度；h)通过相对第二托盘闭合多个抓爪来夹住第二托盘，从而在输运装置上方的堆叠中保持第一和第二托盘。
40.根据权利要求39所述的方法，还包括以下步骤重复步骤a)至h)直到堆叠包括希望数量的托盘；和通过打开多个抓爪松开堆叠中底部的托盘；将堆叠降低到输运装置上；和将堆叠从托盘操纵器排出到第二位置。
41.一种卸堆眼科处方托盘的方法，包括以下步骤a)在输运装置上传送托盘的堆叠到卸堆区域中；b)将托盘的堆叠向上升起并离开输运装置到预定高度；c)通过相对第二至最低的托盘闭合多个抓爪来夹住堆叠中第二至最低的托盘，从而在所述预定高度保持第二至最低的托盘，同时在输运装置上方保持堆叠；d)将堆叠中最低的托盘降低到输运装置上，从而从堆叠中卸堆最低的托盘。
42.根据权利要求41所述的方法，还包括以下步骤e)通过打开多个抓爪来松开堆叠中下一个最低的托盘；f)通过相对第二至下一个最低的托盘闭合多个抓爪来夹住堆叠中第二至下一个最低的托盘，从而在所述预定高度保持第二至下一个最低的托盘，同时在输运装置上方保持堆叠；g)将堆叠中下一个最低的托盘降低到输运装置上；h)从卸堆区域排出下一个最低的托盘。
43.根据权利要求42所述的方法，还包括重复步骤e)至h)直至托盘堆叠中的所有托盘从卸堆区域排出。
全文摘要
本发明涉及一种用于堆叠和卸堆眼科处方托盘的托盘操纵器。该托盘操纵器包括多个沿输运装置限定形成堆叠区域的间隔开的夹持组件、升降板、以及第一和第二致动器。升降板可操作地设置在堆叠区域内。第一致动器可操作地与夹持组件结合，夹持组件可在第一致动器的致动下相对于升降板向内和向外运动。第二致动器可操作地与升降板结合，该升降板在第二致动器的致动下可在堆叠区域内垂直运动。控制器与第一和第二致动器通信并控制其致动。还公开了一种操纵眼科处方托盘的方法。
文档编号B65G57/32GK101088894SQ200710128900
公开日2007年12月19日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月27日
发明者丹尼尔·E·安德鲁斯, 戴维·W·盖尔丁 申请人:国家光电子学公司