驱动单元的制作方法

本发明涉及一种用于驱动载运器沿着输送路径行进的驱动单元，该驱动单元具有可被驱动以进行旋转运动的筒形凸轮，而且筒形凸轮具有用于与设置在载运器处的从动件接合的驱动槽，并且该驱动单元具有用于控制载运器的驱动的控制装置。

背景技术：

例如，用于组装和自动化工程中的这些驱动单元，将在其上布置有工件的可移动载运器移动精确定位到相应的加工和/或组装站。在这方面，可能必要的是将载运器从单独的驱动单元，例如从皮带驱动器传送到具有筒形凸轮的驱动单元。然而，实际上难以使在连续或间歇旋转筒形凸轮处的载运器的到达与筒的运动相配合，作为运动的结果载运器的从动件接合到筒形凸轮的驱动槽中。因此，可能的是，载运器必须在传送到筒形凸轮之前被大量制动或者甚至停止，这降低了整个系统的效率。关于将筒形凸轮移动到用于接收载运器的规定的旋转位置中的有效性同样是不利的，因为通常，前面载运器的至少一个从动件与驱动槽接合，然后将通过采用旋转位置进行移动。也就是说，在筒形凸轮的驱动区域中，载运器的接收因此会影响在其前面的载运器的移动，这通常是不期望的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种驱动单元，其允许从单独的驱动单元可靠地，无冲击地并且快速地接收载运器。

该目的是通过具有以下特征的驱动单元来实现。

根据本发明，筒形凸轮具有第一筒部区段和与其分离的第二筒部区段，其中筒部区段可彼此独立地驱动，并且装配有控制装置用以通过第一筒部区段从独立的驱动器单元接收载运器之后，使载运器加速并将加速的载运器供应到第二筒部区段。因此，筒形凸轮被分成至少两个筒部区段，使得驱动槽的两个轴向部分能够相对于彼此旋转。因此，第一筒部区段可以移动到用于接收载运器的规定的旋转位置，同时第二筒部区段运送一个或多个在前的载运器向前而不受影响，具有均匀或不均匀的旋转。在载运器相应加速之后，从动件可以从第一筒部区段无阻碍过渡到第二筒部区段。因此，可以这么说，第一筒部区段提供接收槽，该接收槽允许从动件的无阻碍接合，这是由于载运器的运动以及相关联的载运器的加速度达到期望值。因此，本发明使得有可能在具有筒形凸轮驱动器和附加单独驱动器的输送系统中，具有相对较高的生产能力。筒形凸轮驱动器特别设置在输送路径的部分中，其中，载运器的非常精确的定位是重要的，例如，在这里对布置在载运器上的工件进行加工。

第二筒部区段优选直接邻接第一筒部区段，以确保平滑过渡。在许多实际情况下，筒形凸轮具有恰好两个可单独驱动的筒部区段就足够了。

可以规定，第一和第二筒部区段相对于彼此同轴布置，特别是第一筒部区段可旋转地支撑在第二筒部区段的轴上。这允许特别简单的构造。

本发明的一个特别的实施例提出，驱动槽在第一筒部区段的区域中具有螺旋形延伸区段，其在至多180°的旋转角度上延伸。因此，第一筒部区段可以在轴向方向上相对短以节约构造空间。

驱动槽可以在第一筒部区段区域中的入口侧具有引入区段，所述引入区段平行于载运器的输送方向和/或平行于筒形凸轮的旋转轴线延伸。这允许沿输送方向移动的从动件平滑且无冲击地接合到筒形凸轮的驱动槽中。

驱动槽还可以在与第二筒部区段相邻的第一筒部区段的区域中具有排出区域，其中，在排出区域中，驱动槽相对于在至少朝向第二筒部区段的端部部分中筒形凸轮的旋转轴线的螺距，等于在第二筒部区段的相邻入口部分中的驱动单元的螺距。 由此确保了载运器从第一筒部区段无冲击传送到第二筒部区段。

可以提供用于确定第二筒部区段和可选地第一筒部区段的瞬时旋转速度的装置，其配置有控制装置使其在接收载运器之后开始加速第一筒部区段，从优选为零的起始旋转速度加速到与第二筒部区段的瞬时旋转速度相等的最终旋转速度。例如，旋转传感器可以检测第二筒部区段和可选地第一筒部区段的轴的旋转速度，可以将其作为信号输出并且可以将其传输到控制装置。因此，借助于控制装置可以实现，载运器过渡到第二筒部区段上而不会经受任何冲击加速或延迟。

可以配置控制装置，以驱动第二筒部区段使其以恒定的旋转速度进行旋转运动。这是有利的，因为可以容易地实现第二筒部区段的这种驱动。然而，第二筒部区段的可变旋转速度也是可以想到的。

还可以提供用于检测第一筒部区段的瞬时旋转位置的装置，其中配置有控制装置使其在将载运器供应到第二筒部区段之后，将第一筒部区段移动到预定的旋转位置，用于接收后续载运器。例如，简单的旋转编码器可以检测第一筒部区段的旋转位置，可以将其作为信号输出并且可以将其发送到控制装置。因此，通过控制装置可以实现，载运器的从动件在其到达第一筒部区段时以期望的方式入射到（is incident onto）驱动槽的引入开口上。还可以提供旋转传感器，其与第二筒部区段相关联，以能够检测两个筒部区段的相对角位置，并且能够在第一筒部区段的控制下考虑该相对角位置。

本发明的另一实施例提供，驱动槽包括：在第一筒部区段区域中的直线区段以及与其邻接的螺旋形延伸区段，其中直线区段平行于输送方向和/或平行于筒形凸轮的旋转轴线延伸。直线区段允许到达的从动件的无冲击接合，而螺旋形延伸区段为接合的从动件加速。

优选地，一旦所接收的载运器的从动件从直线区段移动到螺旋形延伸区段中，配置控制装置以驱动第一筒部区段进行旋转运动以加速载运器。换句话说，在直线区段中避免旋转运动以加速载运器，以防止在驱动槽的直线区段的侧壁处的不期望的压缩力。

第二筒部区段的驱动槽可以具有恒定螺距，以确保均匀的输送运动。然而，如果必要，具有恒定或变化螺距的各个区域也可以被所谓的插销螺丝中断，在所述插销螺丝内载运器处于停顿状态，尽管静止的旋转筒形凸轮，例如是为了可以进行工件加工。为了实现载运器的特定运动轮廓，第二筒部区段中驱动槽的螺距可以变化。例如，驱动槽可以具有一个或多个插销螺丝和/或具有不同螺距的部分。

本发明还涉及一种沿着输送路径输送物体的方法，其中沿着输送路径行进并且在其上布置有至少一个物体的载运器，从输送路径的输送区段移动到输送路径的处理区段上，处理区段用于加工物体，其中，在处理区段中借助于第一筒部凸轮驱动载运器，第一筒形凸轮可驱动以进行旋转运动，并且第一筒形凸轮具有驱动槽，设置在载运器处的从动件接合到驱动槽中，其中载运器被驱动以通过单独的驱动器，特别是通过皮带驱动器或线性驱动器在传送区段中进行运动。

如上所述，当通过载运器和单独的驱动器沿着输送路径输送物体时，难以确保载运器从一个路径区段快速且无冲击地传送到另一路径区段，其中另一路径区段设置有不同类型的驱动器。

根据本发明，用于从传送区段移动到处理区段的载运器通过可独立于第一筒形凸轮驱动的第二筒形凸轮正向或负向加速，其中第二筒形凸轮特别地布置成-在运输方向上观察-在第一筒形凸轮后面。

第二筒形凸轮可移动到用于接收载运器的规定的旋转位置，同时第一筒形凸轮运送一个或多个在前的载运器向前而不受影响，从而具有连续的，均匀的或随时间变化的旋转。在载运器相应加速之后，从动件可以从传送区段无阻碍过渡进入处理区段。

可以规定，确定第一筒形凸轮的瞬时旋转速度，并且在接收载运器之后将第二筒形凸轮从优选为零的起始旋转速度加速到与第一筒形凸轮的瞬时旋转速度相等的最终旋转速度。这允许从传送区段无冲击传送到处理区段。

此外可以规定，驱动第一筒形凸轮以恒定的旋转速度进行旋转运动，和/或第二筒形凸轮的驱动槽具有恒定的螺距。这允许在处理区段内均匀的输送移动。通常，第二筒形凸轮还可以具有至少一个插销螺丝或具有驱动槽的不同螺距的区段。

本发明的一个实施例提出，在将加速的载运器供应到第一筒形凸轮以接收随后的载运器之后，检测第二筒形凸轮的瞬时旋转位置，并且将第二筒形凸轮旋转到预定的旋转位置。

一旦载运器的从动件已经从平行于传送方向和/或平行于第二筒形凸轮的旋转轴方向延伸的直线区段移动到驱动槽的相邻螺旋形延伸区段中，优选地驱动第二筒形凸轮进行旋转移动从而加速载运器。因此避免了在直线区段中的旋转运动，以防止在驱动槽的直线区段的侧壁处的不期望的压缩力。

优选地通过相应的传感器来检测第一筒形凸轮的旋转位置，以影响第一筒形凸轮的旋转运动，使得两个筒形凸轮同步传送载运器。

本发明还涉及一种用于沿着输送路径输送物体的输送装置，其具有至少一个载运器，该载运器可沿着输送路径行进，并且构造成用于容纳至少一个待输送的物体，并且输送装置具有用于载运器的受控驱动的装置。

这种类型的输送设备尤其在组装和自动化工程中用于将工件移动到加工和/或组装站。为此目的，一个或多个工件被布置在载运器上，例如，在轨道装置处可替换地引导载运器。由轨道装置限定的输送路径可以是开放的或者闭合的，并且可以包括直线区段和弯曲区段。工件频繁地连续地供应给多个加工和/或组装站。可以设置如上所述的筒形凸轮以驱动载运器。借助于筒形凸轮驱动的优点是与其相关的高定位精度。然而，这种驱动器通常不能达到高的行进速度。这通常不表示在加工和/或组装站内的任何大的缺点，因为相应的行进距离通常相对较短。然而，在许多应用中，在单个加工和/或组装站之间必须包括相对长的行进距离。这里，借助于筒形凸轮的驱动器在总的过程中产生相当大的延迟。此外，精确制造的筒形凸轮在制造中非常复杂和/或昂贵。

根据本发明，输送路径包括至少一个用于加工物体的处理区段和与其分开的至少一个输送区段，其中提供驱动单元，其至少具有可驱动以进行旋转运动的筒形凸轮的，用于驱动处理区段中的载运器，筒形凸轮具有驱动槽，布置在所述载运器处的从动件接合到驱动槽中，并且其中具有布置在载运器处的至少一个固定位置定子元件和至少一个滑块元件的线性电机，用于驱动传送区段的载运器。

处理区段可以是输送路径的任何期望的区域，其中在输送设备的操作期间执行与物体加工和/或组装相关的处理。相反，仅需要沿着运送方向运送物体，例如在输送路径的传送区段中。本发明尤其基于以下认识：在处理区段中通常需要高的定位精度，而不是高的输送速度，同时相反地，在传送区段中重要的是高的传送速度，而不是高的定位精度。因此，由于在传送区段中使用快速且廉价的线性驱动器，可以提高输送设备的有效性，而在高定位精度特别重要的那些区域中使用筒形凸轮驱动器。在处理区段中提供的驱动单元可以特别地如上所述地配置。此外，可以提供用来执行如上所述的方法的控制装置，用于载运器的受控驱动。

通常，考虑到相应的需求，输送路径可以具有任何期望的几何形状。具有圆形的输送路径，从功能方面来看，基本上实现了回转分度台。这种输送设备具有上述优点，因此可相对于传统的回转分度台更灵活地使用。与输送路径的几何形状无关，即根据本发明可以没有问题地提供通过传送区段彼此连接的多个处理区段。尽管布置在工作台转盘上的所有工件与标准回转分度工作台同步移动，但是相应的理想运动特性可以在不同的工作站处分离地且独立于为具有本发明输送装置的输送设备的其他工作站（工艺段）提供的运动程序设定。这也适用于输送设备，其在传送部分区域中的驱动器是除线性驱动器之外的另一种类型的驱动器，如齿轮皮带驱动器等。

不同类型的驱动也可以组合以在传送区段中产生推进运动。例如，根据需要，不同的传送区段设置有不同的驱动原理和/或传送区段本身具有不同的驱动类型。

本发明的进一步改进也在从属权利要求，说明书和附图中阐述。

附图说明

下面将参考附图通过示例来描述本发明。

图1是根据本发明的用于沿着输送路径输送物体的输送装置的简化平面图；

图2是图1所示的输送装置的驱动单元的透视图；

图3是根据图2的驱动单元的局部平面图；

图4是图2所示的驱动单元的筒形凸轮的透视图；

图5A以平面图的形式示出了根据图4的筒形凸轮；以及

图5B以侧视图的形式示出了根据图4的筒形凸轮。

具体实施方式

图1所示的输送装置10用于运输在图1中未示出的物体，并且输送装置10包括轨道12，轨道12限定了封闭的运输路径，物体例如工件沿该路径被输送。应当理解，输送路径也可以是开放的和/或可以具有不同的，例如更复杂的界限。输送路径也可以形成圆形，使得从功能方面来看最终实现回转分度台，其中物体可以彼此独立地移动。

多个载运器14在轨道12处以滑动或滚动行进方式被引导。待输送的物体布置在载运器14的运输平台上并且沿着输送路径与它们一起行进，运输平台未在图中示出。在所示示例中的输送路径被分成用于加工物体并由虚线表示的两个处理区段16A，16B，并分成设置在它们之间的两个传送区段18A，18B。根据应用，输送路径可以具有任何期望数量的处理区段16A，16B和传送区段18A，18B。

载运器14的驱动是基于两个本质上不同的驱动系统的组合。在两个传送区段18A，18B中载运器14的驱动器通过未示出的线性电机装置进行，该线性电机装置包括沿着轨道12布置的在载运器14处以公知方式固定位置的定子元件和的相应滑块元件。载运器14可以通过线性电机装置在处理区段16A，16B之间以高速行进。提供电子控制单元用于控制图1中未示出的线性电机装置。

在两个处理区段16A，16B中载运器14的驱动不是通过线性电机而是通过相应的驱动单元20A，20B进行，驱动单元20A，20B具有可驱动以进行旋转运动的筒形凸轮，下面参照图2-5进行更详细地解释。

两个驱动单元20A，20B中的每一个都包括筒形凸轮22，筒形凸轮22可通过电机装置24围绕旋转轴D进行旋转运动。筒形凸轮22包括驱动槽26。

驱动单元20A，20B分别设置在轨道12（图1）旁边，使得当相应的载运器14进入相关联的处理区段16A，16B时，设置在载运器14处的未示出的从动件接合到驱动槽26中。由于驱动槽26和从动件的配合，相应的载运器14在平行于旋转轴D延伸的输送方向T上移动。可移动的载运器14的这种驱动是通过筒形凸轮22驱动，根据需要以进行均匀或时变的旋转运动是公知的，并且允许高定位精度，这对于在处理区段16A，16B中布置在载运器14上的物体的加工是重要的。

为了便于载运器14从传送部分18A，18B传送到与其邻接的处理区段16A，16B中，筒形凸轮22被分成两个单独的同轴筒部区段30A，30B。驱动槽26设计成在筒部区段30B的区域中基本上是螺旋形的。然而，它通常可以具有一个或多个插销螺丝和/或具有不同螺距的区段。筒部区段30A，30B可通过电机装置24的相应单个电机单元32A，32B和相关联的传动单元34A，34B彼此独立地驱动。

从图2和图3中可以看出，相对于输送方向T在前方的第一筒部区段30A显著短于第二筒部区段30B。因此，第一筒部区段30A可以可旋转地支撑在第二筒部区段30B的轴上，在这方面，该轴作为筒形凸轮22的总轴。

如已经解释的，虽然在本实例中的驱动槽26在第二筒部区段30B的区域中具有恒定的螺距，但是其包括平行于输送方向T并且平行于筒形凸轮40的旋转轴线D延伸的直线区段40，和在第一筒部区段30A区域中与其邻接的螺旋形延伸区段42。螺旋形延伸部分42具有与第二筒部区段30B的入口区域中的驱动槽25的螺距相等的螺距，并且其延伸经过旋转角度，该旋转角度在这里为90°和180°之间。

在驱动单元20A，20B处设置有未示出的相应的传感器，以检测筒部区段30A，30B的旋转速度和瞬时旋转位置。传感器与控制装置信号连接。与驱动单元20A，20B相关联的控制装置和线性电机装置的控制单元优选地形成共同的控制。

在运输设备10的操作期间，从相对于运输方向T前面的传送部分18A，18B由驱动单元20A，20B连续地接收载运器14，载运器14上布置有物体。设置控制装置，筒形部分30B被驱动以适于相应处理区段16A，16B的旋转速度进行旋转运动，以在该区域中产生载运器14的期望的运动轮廓。第一筒部区段30A是静止的用于接收载运器14，如图2和3所示，驱动槽26的直线区段40面向上。因此，设置在到达的载运器14的下侧的从动件可以无冲击地接合，并且作为通过传送区段18A，18B的线性电机装置实现的移动的结果，一旦以这种方式接收的载运器14的从动件已经从直线部分40移动到螺旋形延伸区段42中，则第一筒部区段30A被驱动以进行旋转运动。旋转运动被加速，直到第一筒部区段30A的旋转速度等于第二筒部区段30B的旋转速度，并且区段42的出口区域以及驱动槽26的部分区域在筒部区段30B彼此合并。换句话说，区段30A被加速，直到区段30A，30B已经实现同步。以这种方式加速的载运器14的从动件然后以无冲击的方式移动到第二筒部区段30B中并且沿着输送方向T由其输送。应当理解，如果需要的话，第二筒部区段30B可以同时输送多个载运器14，这取决于载运器14的长度和尺寸。

一旦载运器14已经被供应到第二筒部区段30B，控制装置使得第一筒部区段30A再次移动到图2和3所示的接收旋转位置，用于接收随后的载运器14。

由于驱动单元20A，20B的配置也可以不同地设计，具有多个独立的筒部区段30A，30B，其可以彼此独立地驱动，并且由于通过驱动单元20A，20B的组合驱动，另一方面，线性电机装置在连续输送的物体的加工中可以实现特别高的生产能力。

附图标记列表

10输送设备

12轨道

14载运器

16A, 16B 处理区段

18A, 18B传送区段

20A, 20B驱动单元

22筒形凸轮

24 电机装置

26 驱动槽

30A第一筒部区段

30B第二筒部区段

32A, 32B 单电机单元

34A, 34B 传输单元

40 直线区段

42 螺旋形延伸区段

D 旋转轴

T 输送方向