在组装线中用于部件转移和运输的方法和设备与流程

相关申请

本申请要求对2017年9月1日提交的美国临时专利申请no.62/553,499的优先权，该美国临时专利申请在此通过引用并入本文。

本公开内容通常涉及在组装线中/上运输部件，且更具体地涉及一种方法和设备，用于当第一传送器系统上的成组或成矩阵的部件移动到使部件具有不同构造的第二传送器系统时进行部件转移和运输。

背景技术：

在部件转移和运输系统中，部件典型地通过传送器移动各处，并然后在沿组装线的各个站处执行动作。在一些情况中，传送器会将一个或多个部件馈给至一站，处理器可对一个或多个部件执行任务，然后，第二传送器会使一个或多个部件移离所述站。在一些情况中，成组/矩阵的部件可进入一站，在此所述部件可重新布置以提供不同成组的部件或单个/各个部件用于进一步处理。组装线操作中的一个困难是：以高效、有效和可重复的方式协调传送器运动与部件重新布置过程或者在所述站处执行的过程。这在更高速的组装过程中特别困难，其中不得不在极大数量的高速操作中持续进行协调。

这样，始终需要一种改进的方法和设备，用于组装线中的部件转移和运输系统。

技术实现要素：

根据本文一个方面，提供一种系统，用于部件转移和运输，所述系统包括：

第一传送器系统，用于运输多个盘，所述盘容纳二维网格的部件；

第二传送器系统，用于将所述部件以线性布局运输到预定目的地；

选择设备，用于将从所述第一传送器系统的所述网格选出的线性阵列的部件转移到所述第二传送器系统的所述线性布局，所述选择设备包括：

拾取和安置设备，用于移动所述部件；和

馈给螺丝，其限定沿所述第二传送器以部件间距分开的多个单独部件空间，以利于所述线性阵列的部件插入所述线性布局中。

在一些情况中，所述第二传送器系统可以包括多个容器以承载各个部件，所述馈给螺丝的每个单独部件空间在尺寸上适于接纳一个所述容器。

在一些情况中，所述系统可包括：

伺服器，用于操作所述馈给螺丝。

在一些情况中，所述拾取和安置设备可包括：

第一组抓具，用于沿所述第一传送器从所述盘拾取所述线性阵列的部件；

第二组抓具，用于从所述第一组抓具接纳所述线性阵列的部件，并随后沿所述第二传送器将所述线性阵列的部件安置到各所述单独部件空间中。

在一些情况中，所述系统可包括：

凸轮组件，用于操作所述拾取和安置设备。

在一些情况中，所述凸轮组件可包括：

竖直运动凸轮子组件，用于升高和降低所述第一和第二组抓具；

旋转运动凸轮子组件，用于旋转所述第一和第二组抓具；

水平运动凸轮子组件，用于使所述第一和第二组抓具朝向和远离彼此运动以利于在所述第一和第二组抓具之间转移所述线性阵列的部件。

在一些情况中，所述第一组抓具为所述线性阵列的部件提供第一旋转，而所述第二组抓具可为所述线性阵列的部件提供第二旋转，以提供所述部件的完全倒置(fullinversion)。

在一些情况中，所述系统可进一步包括：

抓具控制器，用于为所述第一和第二组抓具张开和闭合安排时间，使所述抓具的运动同步。

在一些情况中，所述系统可进一步包括：

检测站，用于检测所述部件和用于将所述部件标记为合格或不合格以进行进一步处理。

在一些情况中，所述第二传送器系统包括多个柔性链传送器。

在另一方面，提供一种方法，用于部件转移和运输，所述方法包括：

在第一传送器系统上运输多个盘，所述盘容纳二维网格的部件；

沿第二传送器操作馈给螺丝，以提供以部件间距分开的各单独部件空间的线性布局；

通过拾取和安置设备从所述网格拾取线性阵列的部件，并将所述部件安置到沿所述第二传送器系统的各单独部件空间中；

通过所述第二传送器系统将所述线性阵列的部件运输离开所述拾取和安置设备。

在一些情况中，所述第二传送器系统可以包括多个容器以承载各个部件，所述馈给螺丝的每个单独部件空间在尺寸上适于接纳一个所述容器。

在一些情况中，馈给螺丝可通过伺服器操作。

在一些情况中，所述拾取线性阵列的部件可包括：

通过第一组抓具沿所述第一传送器从所述盘拾取所述线性阵列的部件；

通过第二组抓具从所述第一组抓具接纳所述线性阵列的部件，随后沿所述第二传送器将所述线性阵列的部件安置到各所述单独部件空间中。

在一些情况中，拾取和安置设备可通过凸轮组件操作。

在一些情况中，所述方法可进一步包括：

通过所述第一组抓具旋转所述部件进行第一旋转；

通过所述第二抓具旋转所述部件进行第二旋转，以提供所述部件的完全倒置。

在一些情况中，所述方法可进一步包括：

通过检测站检测所述部件并将所述部件标记为合格或不合格以进行进一步处理。

附图说明

本公开内容的各实施例现在将仅示例性地参照附图描述。

图1是部件运输系统的实施例的示意图；

图2是部件运输系统的另一实施例的示意图；

图3a是图1和2的部件运输系统的选择设备部分的局部视图；

图3b是选择设备的实施例的分解立体图；

图4是第二传送器系统的实施例的详细图；

图5a是用于图1和2的系统的选择设备的实施例的右侧立体图；

图5b是图5a的选择设备的左侧立体图；

图5c是图5a的选择设备的前视图；

图5d是图5a的选择设备的左侧视图；

图5e是沿图5d中的剖切线a-a的剖视图；

图5f是图5a的选择设备的俯视图；

图6是沿图5b中的线b-b的立体剖视图；

图7的流程图概述一种部件转移和运输方法。

具体实施方式

本公开内容涉及一种方法和系统，用于转移和运输部件，优选地在工业或制造环境内进行。本公开内容的部件运输系统的实施例包括：第一传送器系统和第二传送器系统。第一传送器系统可传送一组部件，例如，承载于盘中形成二维网格(例如矩阵或类似物)的部件。第二传送器系统可传送不同组的部件，在此示例中为例如在线性布局的各单独部件空间中的各个部件。部件运输系统进一步包括：部件选择设备，例如拾取和安置设备，用于将部件从第一传送器系统转移到第二传送器系统。部件选择设备的实施例的进一步的细节提供如下。在此实施例中，使用术语“部件”，不过应理解，这可包括成品、子组件、或类似物，取决于应用。

转到图1，显示出用于转移或运输部件的系统10或设备的实施例的示意图。部件运输系统10包括：第一传送系统或传送器12，用于将成组的部件的盘14运输到选择设备16(有时称为拾取和安置设备16)。在一些实施例中，盘14可使用其它或可替代形式的传送器系统(例如自动引导运载工具(agv)15)被传输到第一传送器系统12。

应理解，在一些实施例中，盘(所见为满载盘14a)承载相同部件的矩阵(行列)，不过，不同的产品或部件也可存在于单个盘内。在一些实施例中，第一传送器系统12承载或传输多个盘14a至选择设备16。在一些实施例中，盘14a可满载或者可部分装载。盘可被认为容纳二维网格或矩阵的部件。

在一些实施例中，盘14可按堆叠方式安置在第一传送器系统12上。在此情况下，在接纳堆叠盘之后，盘14a可在可选的分叠站17a分叠。在一些实施例中，为了监测部件质量，部件运输系统10或第一传送器系统12可以包括：可选的部件检测站17b，其被构造为对盘14a中的一个或多个部件执行检测，以确定是否所述部件适合进一步处理。在一些情况中，这可为合格/不合格确定。在一些情况中，如果部件被标记为“不合格”，则其将不会被转移到第二传送器系统20。在其它情况中，如果部件被标记为“不合格”，则所述部件一旦被安置到第二传送器系统20则将被重新导引至第二地点进行修复、再循环或销毁。应理解，分叠站17a和部件检测站17b在所请求保护的实施例中并非必需。

部件运输系统10或第一传送器系统12可进一步包括：索引设备24，用于对被接纳的盘形成索引以当所述部件被转移至第二传送器系统20且最后至最终目的地时跟踪和关联所述部件。索引设备可包括：条形码扫描器(未示出)、相机(未示出)、近场读取器(未示出)或类似物，其相关于第一传送器系统12适当地定位以跟踪部件。例如，在一些实施例中，索引设备24扫描与每个部件、每个盘14相关联的条形码或类似物，然后将此条形码和其它信息存储到数据库26、其它存储介质或类似物中。索引设备24也可对选择设备16接收和提供控制信号，并可包括用于执行计算机可读介质上的计算机可读指令的处理器，以分析和处理控制信号。索引设备24还可从部件检测站17b接收与盘14中的部件的状态(例如“合格”或“不合格”)相关的控制信号，用于进一步处理。

当盘14a进入选择设备16的区域时，一个或多个选择设备16从满载(或部分装载的)盘14a取回一组部件(在此情况下为线性阵列的部件，例如一行部件)。如前所述，在一些情况中，所述行可能不是完整的行，在相继的部件之间可能存在间隙。选择设备16然后将每个取回的部件转移到第二传送器系统20上。在一些实施例中，所述部件可转移到沿第二传送器系统20行进的线性布局的容器18中。在此示例中，第二传送器系统包括两个柔性链传送器42。每个柔性链传送器42包括外出路径区段30和返回路径区段32，满载(18a)或空载(18b)的容器18沿所述区段往返。容器18接纳由选择设备16从盘14a移除的部件。容器18然后沿柔性链传送器42沿外出路径区段30移动，被传输到预定目的地，在预定目的地，可清空容器18，从而部件可经历进一步的处理。空载的容器18b然后通过选择设备16沿返回路径区段32被运输以进行再填充。在一些实施例中，当部件传输到选择设备16时取回的盘和/或部件信息可与承载被转移部件的每个满载容器18a相关联，以在整个过程中跟踪部件。在下文中提供关于选择设备16的进一步细节。应理解，第二传送器系统20也可为另一类型的传送器系统，并可要求或者不要求容器承载部件。例如，第二传送器系统可为线性马达传送器系统或类似物。进一步地，第二传送器系统20显示为：容器在第一传送器系统12的相同侧上到达和离开并具有转弯部20a以逆转方向，不过，这不是必需的，第二传送器20可被布置为流通式的。

第一传送器系统12进一步包括：盘返回区段28，其中，空载盘14b或仅容纳“不合格”部件的盘从选择设备16馈给，并可进一步被运输以进行再填充。在一些情况中，盘14b可移动到空载agv15，agv15然后使空载盘返回预定目的地，例如但不限于部件填充站(未示出)。在一些实施例中，空载盘可被堆叠在盘返回站28或类似物，然后返回到空载agv15。

转到图2，显示出部件转移和运输系统100的另一实施例的示意性俯视图。应理解，此实施例意在进一步例示出本文的思路，此实施例中的元件可与其它实施例组合、互换或替代，如阅读本文件的本领域技术人员将会理解的那样。部件运输系统100包括与图1的实施例类似的元件，因而将使用类似的编号。部件运输系统100包括：第一传送器系统12和第二传送器系统20以及用于将部件从第一传送器系统转移到第二传送器系统的一个或多个部件选择设备16(在此情况下为三个)。运输系统100也可包括索引设备24和数据库26。在第二传送器系统20内，柔性链传送器42可在外出路径区段30和/或返回路径区段32上包括一个或多个缓冲器34。通过允许存储/延迟所选容器/部件的运动，缓冲器34允许更好地控制容器/部件沿第二传送器系统20的运动。

转到图3a，显示出图1的选择设备16的放大示意图。图3a提供关于选择设备16所执行的不同动作在何处发生的大致指示。区域a反映出返回路径32，空载容器18b由此返回以通过选择设备16再填充。区域b反映出外出路径30，满载容器18a由此从选择设备16转移到预定地点，在预定地点，可将所述容器卸载或清空。区域c反映的区域中，选择设备16从一个盘14a拾起一组部件(例如一行)，然后将这一组部件转移到第二传送器20。区域d反映的区域中，馈给螺丝44(显示在图3b和6中)接纳到达的空载容器18b，并且调节空载容器的位置(例如通过调节间距实现)，使得一个或多个容器18b准备从选择设备16接纳所述组的部件。在此实施例中，馈给螺丝44可以限定沿所述第二传送器20以部件间距分开的多个单独部件空间。在一些情况中，第二传送器20包括多个容器18以承载各个部件，馈给螺丝44的每个单独部件空间在尺寸上适于接纳一个容器。在一些实施例中，馈给螺丝44操控空载容器18b的间距以匹配由抓具保持的部件的间距，使得所述部件可插入空载容器18b中。

在使用时，馈给螺丝44或时序馈给螺丝可对系统提供附加的益处，因为其能够针对选择设备16的需求而控制和适配空载容器18b沿返回路径32的运动。换言之，第二传送器系统20内的空载容器18b的位置可针对选择设备16进行控制，以利于将部件安置在空载容器18b内。时序馈给螺丝44可提供一定程度的精度和可靠性以定位空载容器，这可有益于高速制造环境。例如，通过馈给螺丝44调节间距可当部件已通过拾取和安置设备操控后有助于更容易地将部件安置到容器中。除了定位以外，时序馈给螺丝44还可有助于控制空载容器18b经过选择设备16的时间。在一些情况中，第二传送器系统20也可将驱动力、驱动压力或类似力提供给时序馈给螺丝44以协助其操作。

图3b是选择设备16的实施例的分解立体图，其在此情况下为拾取和安置设备，用于将所述组的部件从盘14a转移到容器18b。如图可见，拾取和安置设备包括一组抓具38，抓紧和保持所述组的部件(从盘14a取回)。转移部件40的进一步的细节将在下文中描述。

转到图4，所示的示意图显示出第二传送器系统20的实施例的另外的细节。在此实施例中，第二传送器系统20的柔性链传送器42经过选择设备16，在此，空载容器18b通过选择设备16填充部件。通常，第二传送器系统20将部件从选择设备运输到在预定目的地的下游设施，以处理或清空容器。在一些情况中，容器当离开选择设备16时可清空或保持“不合格”部件(由于拒收部件或类似物)。在此情况下，系统10还可包括：容器分离区域46、空位分离站48、和/或容器汇合区段50。在容器分离区域46，容器18可转到平行和/或相邻的传送器，以在容器之间引入间隙和/或使容器相互解除套置。在此情况下，平行和/或相邻的传送器可按更快的速度操作。在空位分离区段或站48，设备确定：离开选择设备16的容器是满载或是空载。如果为满载，则容器18a沿外出路径30朝向预定目的地继续行进。如果容器空载，则空载容器18b可经由返回路径32转回到选择设备16并在汇合区段50处与其它空载容器汇合。也可存在可替代的路径用于“不合格”部件(其被发送以进行进一步的处理)或类似物。

图5a至5f是选择设备16的实施例的视图。图5a和5b是右和左侧立体图，图5c是前视图，图5d是左侧视图，图5e是沿图5d中的剖切线a-a的剖视图，图5f是俯视图。选择设备16通过驱动轴55驱动，驱动轴55使凸轮组件57旋转。凸轮组件57用于高速、长时段持续重复的动作和比伺服类系统具有更小磨损可能的操作。盘14a进入选择设备16的前部，在此抓具38抓紧一组部件40(在此情况下为线性阵列的部件)，且在此实施例中使部件旋转90度，在此其被转移到第二抓具59，第二抓具59然后将部件沉降至容器18b中，容器18b通过第二传送器系统20而与第二抓具59对准。容器18b为线性布局以匹配于抓具38。

抓具38和59在操作过程中也可上下运动和侧向运动。例如，参见图6，抓具38和59可以在第一阶段(由附图标记1标识)中升高，在第二阶段(由附图标记2标识)中朝向彼此向内旋转，并在第三阶段(由附图标记3标识)中朝向彼此沿侧向运动。相应地，参见图5b，凸轮组件57可包括：竖直运动凸轮子组件60，用于使抓具38和59升高和降低；旋转运动凸轮子组件62，用于使抓具38和59旋转；水平运动凸轮子组件64，用于使第一和第二组抓具朝向和远离彼此运动。凸轮子组件60、62、64构造的凸轮轮廓使抓具38和59同步操作以利于所述阵列的部件从第一传送器系统12转移到第二传送器系统20。

如在此实施例中所示，凸轮子组件60、62可包括成对的凸轮板，用于驱动对应的联动结构对。如图所示，成对的凸轮板基于其对应的联动结构的构造可具有不同的凸轮轮廓。即使凸轮轮廓不同，不过成对的凸轮板也可与联动结构协作以提供镜像运动，这当抓具38和59运动时可有助于提供操作稳定性。

在一些实施例中，可存在抓具控制器70(示意性显示)，用于按时间安排与凸轮组件57同步地张开和闭合抓具。例如，抓具控制器70可为可编程控制器(plc)，用于气动地控制抓具38和59。相应地，抓具控制器70可致动各阀以控制气动压力。在其它实施例中，抓具38和59可使用其它机构(例如，伺服器、凸轮驱动器，等等)控制。

在一些实施例中，抓具38和59的运动可被控制以具有匹配的运动，用于竖直、旋转、和/或水平运动阶段(在图6中由附图标记1、2、3标识)。

图7显示出一种部件转移和运输方法的实施例1000的流程图。初始，接纳至少一个盘的部件。部件被布置在盘内，典型地以网格形式布置。在一些实施例中，可存在多于一个盘，所述盘可堆叠出现，由此使所述盘然后在所述方法开始之前由所述系统分叠。

所述至少一个盘沿第一传送器系统行进，可选地，扫描与单个盘或与其中部件相关联的识别码(1005)。可当所述盘正在运动或者处于扫描站处时扫描识别码。识别码还可包括与盘内部件相关联的信息，例如但不限于：生产日期、部件编码、部件尺寸，等等。识别码可然后存储于数据库26中或存储介质上(1010)，用于以后由系统取回。

在一些实施例中，所述方法可选地可包括：对部件执行检测，以确定部件是否符合预期特征。例如，可执行检测以确认部件尺寸不超过预期尺度。如果存在不符合的部件，则其可然后基于控制信号(来自控制系统操作的处理器)被移除或者可以不由选择设备/拾取和安置设备拾起并留在盘中。

在一些实施例中，所述盘通过伺服步进梁被移动而对准拾取和安置设备，以将所述盘安置到适合位置，用于产品从盘中取回。

当所述盘对准拾取和安置设备时，用于运输各个部件的空载容器通过第二传送器系统由拾取和安置设备接纳。与每个容器相关联的识别信息(例如来自容器上的条形码、近场标签(例如射频识别(rfid)标签)或者类似物)可被扫描并然后存储在数据库内(1020)。如应理解的那样，这可与扫描盘编码和存储盘编码并行地进行。

在一些实施例中，馈给螺丝44可用于使多个容器与拾取和安置设备对准，使得容器的间距被调节至用于接纳部件的优选间距(1020)。馈给螺丝44可为伺服控制、凸轮驱动的凸轮驱动器，和/或可通过第二传送器系统驱动。

拾取和安置设备然后从所述网格(例如一行部件)取回部件的阵列、矩阵或组(1030)。所述一行部件可然后根据需要由拾取和安置设备操控(1040)使所述一行部件取向以安置到容器中。在一些实施例中，所述一行部件可从盘中拾取并然后旋转90度，然后传送到第二拾取设备，第二拾取设备将所述一行部件旋转进一步的90度，然后将其安置到容器中。

一旦取向，则所述部件被插入到各个容器中(例如采取线性布局)，每个容器与一部件相关联(1050)，例如通过使容器标识(id)信息(例如来自rfid标签或类似物)匹配于或分配于从盘中获得的识别码而实现。这种组合信息可然后存储于数据库中和/或传送到另一处理单元。被填充的容器然后在第二传送器系统上运输以传输到指定地点(1060)。然后对另一行部件和空载容器重复所述过程，直到所述盘清空(1070)。

虽然本公开内容已经在此参照优选实施例及其具体示例进行例示和描述，不过，对于本领域普通技术人员而言将易于认识到的是，其它实施例和示例可执行类似的功能和/或实现相似的结果。所有这样的等同实施例和示例均处于本公开内容的精神和范围内。

在先前描述中，为了阐释目的，提出多个细节以提供对实施例的透彻理解。不过，对于本领域技术人员而言将显见的是，这些具体细节可以不是必要的。在其它情况下，公知的结构可通过方框示意图形式显示以避免混淆理解。例如，对于在此所述实施例的元件是否被实现为软件例程、硬件电路、固件、或它们的组合，不提供具体细节。