对空腔内物品进行位置检测的传送器、设备和系统的制作方法_3

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与 间隙邻接,但是通孔传感器可适于基于通孔在取向上的差异来检测所述通孔而忽略间隙。
[0058]所述设备还包括用于检测通孔的通孔传感器。通孔传感器可适当地沿着传送器输 送路径定位。所希望的可以是非接触式的通孔传感器适应于承载构件的运动及其输送物品 的负载。
[0059]在实施例中,通孔传感器可适于检测在沿着平行于传送器输送路径的线上的不大 于空腔最大维度的20%的距离内的通孔。例如,当空腔沿着平行于传送器输送路径的线具 有10毫米的最大维度时,例如10毫米直径的半球状空腔,通孔传感器可适于检测与通孔的 实际位置相距不大于2毫米距离内的通孔。在其它实施例中,所述通孔传感器可适于检测 在沿着平行于传送器输送路径的线上的空腔最大维度的不大于15%,或不大于12%,或不 大于10%,或不大于7 %的距离内的通孔。还在其它实施例中,所述通孔传感器可适于检 测在沿着平行于传送器输送路径的线上的空腔最大维度的从2%到20%,包括端值;或从 2 %到15 %,包括端值;或从5 %到15 %,包括端值;或从5 %到10 %,包括端值;或从3 %到 10 %,包括端值;或从4 %到7 %,包括端值;或从2 %至5 %,包括端值的距离内的通孔。
[0060] 通孔传感器可适于产生通孔传感器输出信号。在实施例中,通孔传感器输出信号 可以是通孔被检测到的状态或通孔为空(未检测到)的状态的指示。
[0061] 通孔传感器在一些实施例中可以是位置传感器,S卩,适于检测物品相对于参照物 存在或不存在的传感器。通过使用固态电子组件诸如晶体管,位置传感器开关点可被设定 为当特定事件发生时接通,也就是说,产生输出信号。例如,当物品相对于参照物被检测到 时或替代性地当物品相对于参照物未被检测到时所述开关点可被接通。示例性类型的位置 传感器可包括但不限于电感式传感器、涡流传感器、电容传感器、光电传感器、光纤传感器, 和激光传感器。
[0062] 在实施例中,通孔传感器可以是激光传感器。激光传感器能够比另外的传感器技 术更精确地且以更快的响应时间来检测物品或结构特征的位置,从而便于当以高速输送较 小物品时的检测任务。在一些实施例中,激光传感器可具有至少500赫兹,或至少800赫 兹,或至少1000赫兹,或至少2000赫兹的开关频率。激光传感器类型的示例性位置传感 器例如可从美国(Exton,PA)的易福门公司(ifmefector)和美国基恩士集团(KEYENCE CORPORATIONOFAMERICA) (Itasca,IL)获得。
[0063]在一个具体的实施例中,通孔传感器可以是反射类型的激光传感器,其向目标表 面发射准直光束并且还接收由该表面反射回来的漫射光。在一个这样的实施例中,通孔传 感器可固定在沿着传送器输送路径的位置上,使得其所发出的光交替地入射到承载构件的 运动的物品承载上表面和承载构件中的各个通孔上,但不会入射到承载构件中的任何空腔 上。在另一实施例中,通孔传感器光束可定向到不同的运动的承载构件表面上,例如环形带 式承载构件的内侧下表面。通孔传感器开关点可被设定为当所选定的承载构件表面被检 测到时或当通孔被检测到时接通。通孔传感器可被定位成使得其所发出的光的路径垂直 于所选定的承载构件表面或基本上不垂直于所选定的承载构件表面。在成角度取向的实 施例中,所发出的光可沿着相对于与所选定的承载构件表面垂直的方向成下述角度的轴线 定向:至多5°,或至多10°,或至多15°,或至多20°,或至多25°,或至多30°,或至多 35°,或至多40°,或至多45°,或从2°到10°,或从5°到15°,或从7°到20°。在所 有这些通孔传感器的实施例中,反射类型的激光传感器可被校准成在所选定的承载构件表 面和通孔之间进行区分。
[0064] 例如,图3A-3D示出向左侧运动的传送器2的侧剖视图,其中所述传送器2具有直 切通过的通孔5。在图3A和3B中,通孔传感器6定位于传送器2的上方,使得其发射垂 直于传送器2表面的光。在图3A中,光由传送器2的表面进行反射并行进回到通孔传感器 6。当传送器2向左侧运动时,使得通孔5与光束对准,如图3B中所示,光行进通过孔,很少 的光或没有光反射回通孔传感器6。因此,光反射上的差异允许通孔传感器6在传送器2和 通孔5之间进行区分。在图3C和3D中,通孔传感器6定位于传送器2的上方,使得其以相 对于传送器2的表面成角度的方式发射光。在图3C中,光由传送器2的表面反射,并行进 回到通孔传感器6。当传送器2向左侧运动时,使得光照射到通孔5的侧壁,如图3D中所 示,由于较长的行进距离和不同的反射角度,光以不同的方式反射回通孔传感器6。光反射 上的差异再次允许通孔传感器6在传送器2和通孔5之间进行区分。
[0065] 在另一个示例中,图4A-4D示出向左侧运动的传送器2的侧剖视图,其中所述传送 器2具有以角度切割通过的通孔5。在图4A和4B中,通孔传感器6定位于传送器2的上 方,使得其发出垂直于传送器2表面的光。在图4A中,光由传送器2的表面进行反射,并行 进回到通孔传感器6。当传送器2向左侧运动时,使得光照射到通孔5的侧壁,如图4B中 所示,由于较长的行进距离和不同的反射角度,光以不同的方式反射回通孔传感器6。在图 4C和4D中,通孔传感器6定位于传送器2的上方,使得其以相对于传送器2的表面成角度 的方式发射光。在图4C中,光由传送器2的表面进行反射,并行进回到通孔传感器6。当传 送器2向左侧运动时,使得通孔5与光束对准,如图4D中所示,光行进通过孔,很少的光或 没有光反射回到通孔传感器6。因此,基于在图4A-4B和4C-4D情况下的光反射上的差异, 通孔传感器6能够在传送器2和通孔5之间进行区分。
[0066] 在另一实施例中,通孔传感器可以是透过类型(thrubeamtype)的激光传感器,其 具有发射准直光束的发射器以及接收所述光束的配对接收器,除非所述光束由介于中间的 表面截断。在一个这样的实施例中,通孔传感器发射器和接收器可固定在沿着传送器输送 路径的位置上,其中一个组件定位成靠近所述承载构件的第一表面以及另一个组件定位成 靠近所述承载构件的相对第二表面,其中通孔从承载构件的第一表面延伸到第二表面。例 如,发射器可靠近所述承载构件的物品承载上表面定位,以及接收器可靠近承载构件的下 表面定位,其中所述通孔从承载构件的上表面延伸到下表面。在该实施例中,由发射器所发 出的光交替地入射到所述承载构件的运动的物品承载上表面和承载构件中各个通孔上,但 不入射到承载构件中的任何空腔上。可选地,发射器和接收器的位置可被交换,使得接收器 靠近承载构件的物品承载上表面。在实施例中,通孔传感器开关点可设定成当所选定的承 载构件表面被检测到时(即当光束被截断时)或者当检测到通孔时(即当光束不被截断 时)被接通。通孔传感器发射器可定位成使得其发光路径垂直于所选定的承载构件表面或 基本上不垂直于所选定的承载构件表面,只要接收器与发射器的所选定取向对准即可。在 成角度取向的实施例中,所发出的光可沿着相对于与所选定的承载构件表面垂直的方向成 下述角度的轴线定向:至多5°,或至多10°,或至多15°,或至多20°,或至多25°,或至 多30°,或至多35°,或至多40°,或至多45°,或从2°到10°,或从5°到15°,或从7° 到20°。在所有这些通孔传感器的实施例中,透过类型的激光传感器可被校准成在所选定 的承载构件表面和通孔之间进行区分。
[0067] 在一些实施例中,该设备还可包括与通孔传感器通过接口连接的通孔传感器处理 器。通孔传感器处理器可包括用于接收和处理电子信号的信号处理器。在一个实施例中, 通孔传感器处理器可适于接收和处理来自通孔传感器的输出信号。在一个具体的实施例 中,通孔传感器处理器可适于:1)接收来自通孔传感器的输出信号;和2)处理通孔传感器 输出信号,以便记录对通孔的检测。通孔传感器处理器还可包括用于产生输出的输出模块。 可如所述适应性改变的处理器的示例包括但不限于,微处理器、微控制器、可编程逻辑控制 器、可编程逻辑装置(不运行软件)、计算机,和嵌入式的微型计算机。
[0068] 该设备可另外适于检测所述承载构件的运动。因此,在一个实施例中,该设备还包 括用于检测承载构件运动的运动传感器。运动传感器可适当地耦联到所述传送器的运动部 分。在实施例中,传送器的运动部分可以是运动的承载构件表面,诸如所述承载构件的物品 承载上表面或下表面;或者其可以是承载构件围绕其行进的旋转辊;或者其可以是传送器 驱动器的一部分,诸如驱动链轮或马达轴。
[0069] 在实施例中,所述运动传感器可适于产生运动传感器输出信号。在一个实施例中, 通过其到所述传送器的耦联,所述运动传感器可适于产生关于传送器驱动元件运动的脉冲 信号,即电脉冲的输出。根据本领域技术人员公知的电气和机械关系,所述运动传感器的脉 冲信号则可与被驱动的承载构件的线性运动相关,包括由承载构件上的点所行进的速度和 增量距离。
[0070] 在一些实施例中,运动传感器可以是由驱动马达轴的旋转直接或间接驱动的旋转 编码器。也就是说,旋转编码器可直接耦联到驱动马达轴或间接地通过齿轮、带、链轮和滚 子链条驱动、摩擦驱动,或以其它方式由驱动马达轴驱动。在一个实施例中,旋转编码器可 耦联到环形带系统中的旋转驱动辊,其中另一个旋转驱动辊由驱动马达轴驱动。示例性的 旋转编码器包括增量旋转编码器和绝对旋转编码器。一种替代性的运动传感器可以是旋转 分角军器(rotaryresolver) 〇
[0071] 该设备还可包括与运动传感器通过接口连接的运动传感器处理器,以及运动传感 器处理器可包括用于接收和处理电子信号的信号处理器。在实施例中,运动传感器处理器 可适于接收和处理来自所述运动传感器的输出信号。在一个具体实施例中,运动传感器处 理器可适于接收和处理来自运动传感器的输出信号。在一个具体的实施例中,运动传感器 处理器可适于:1)接收来自运动传感器的输出信号;和2)处理运动传感器输出信号,以便 记录承载构件的运动。运动传感器处理器还可包括用于产生输出的输出模块。可如所述那 样适应性改变的处理器的示例包括但不限于参照通孔传感器处理器所列出的那些。
[0072] 运动传感器处理器可并入通孔传感器处理器,如果存在的话,作为主处理器中的 子处理器并入其中,或运动传感器处理器可作为单独的处理器存在。在每种情况下,可以使 得通孔传感器处理器和运动传感器处理器能够与彼此通信和/或协同工作以接收和处理 来自通孔传感器和运动传感器的输出信号。
[0073] 在一个具体的实施例中,协同工作的通孔传感器处理器和运动传感器处理器可 适于:
[0074] a)从通孔传感器接收指示通孔检测状态的输出信号;
[0075] b)接收能够与承载构件运动相关的运动传感器输出信号;以及
[0076] c)处理通孔传感器输出信号和运动传感器输出信号,以基于在检测到通孔之后承 载构件的增量运动来确定空腔沿着传送器输送路径的位置。
[0077] 更具体地,在一个实施例中:
[0078] 1)通孔传感器处理器可适于:
[0079]a)从通孔传感器接收指示通孔检测状态的输出信号;
[0080]b)处理通孔传感器输出信号;以及
[0081]c)将处理后的通孔传感器输出信号发送到所述运动传感器处理器;以及
[0082] 2)运动传感器处理器可适于:
[0083]a)接收能够与承载构件的运动相关的脉冲运动传感器输出信号;
[0084]b)从通孔传感器处理器接收处理后的通孔传感器输出信号;以及
[0085]c)处理脉冲运动传感器输出信号和处理后的通孔传感器输出信号,以便基于在检 测到通孔之后承载构件的增量运动来确定空腔沿着传送器输送路径的位置,其中所述处理 包括在接收处理后的通孔传感器输出信号之后对脉冲运动传感器输出信号的预定数目的 脉冲进行计数。
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