具有称重站的电磁输送机的制作方法

具有称重站的电磁输送机
1.各实施例涉及一种用于对在电磁输送机的动子上运输的对象进行称重的方法和装置，而动子在移动方向上沿该电磁输送机的静止轨道移动。
2.在许多制造和生产工厂和过程中，对象(例如产品、容器等)经由输送机沿特定的运输路线移动。例如，输送机可以是常规的输送带，但也可以是电磁输送机(诸如长定子线性电动机或平面电动机)。在制造和生产过程中，经常需要对移动的对象进行称重。这通常经由布置在沿输送路线的所需位置处的称重站(例如，在线检重秤)来完成。此类称重站通常是自立的装备，其中内置了输送机的较小部段。要由输送机移动的对象从主输送机上移到称重站以执行称重过程。在称重之后，对象再次被转位到主输送机或单独的输送机组件上。此类称重站的问题在于主输送机的连续性被破坏，并且由称重站引入了额外的传动系、轴承和引导元件，这些都是需要维护的附加磨损项目。
3.us 2018/0073912 a1示出了布置在线性电动机输送机中的在线检重秤。线性电动机的部段直接或间接搁置在称重单元上。在该部段上移动的对象由称重单元称重。这种布置的缺点在于，输送机部段和承载对象的动子的重量也由称重单元称重。输送机部段的重量可以(远)高于对象的重量，从而使称重过程更不准确，并且需要适用于更高重量的称重单元。此外，us 2018/0073912 a1的检重秤中断了连续线性电动机输送机。
4.在us 2017/0081052 a1中，在输送带上移动的对象被包括称重单元的线性电动机的动子抓取。输送带在称重区域中下降，同时动子抓取并且移动对象。由此，动子在称重区域中承载对象的全部重量，并且动子的称重单元能够对对象进行称重。在称重区域的下游，对象被再次放置在输送带上以供向前移动。这种方法需要大量的动子，每个动子都装备有称重单元，这增加了检重秤的成本和复杂性。
5.因此，需要能够与电磁输送机一起使用并且设计简单但在测量移动对象的重量方面仍然准确的称重站。
6.要求保护的实施例解决了已知技术中的以上标识的缺陷。就此而言，由于对象在称重站中被提离动子，同时仍被由电磁输送机移动通过称重站的动子驱动，因此不必中断输送机的连续轨道。动子仅需移动通过称重站，并且称重可以简单地被执行，而不会对对象沿轨道的移动产生不利影响。称重站几乎可以布置在沿轨道的任何位置上，使得称重站在应用上特别灵活和简单。轨道确实需要为此进行适配。称重站可被实现为检重秤或用于捕获重量以供进一步使用，例如，用于质量控制或控制目的。
7.在简单的构造中，提供了通过动子的移动来被动地提升对象。为此，向上坡道可被布置成对象在动子沿轨道移动时接合坡道并且在坡道上向上移动，直到到达运输平面。在称重站的末端，对象可以简单地经由称重站下游的向下坡道再次放置在动子上。
8.还可以通过提升驱动器来将对象主动提离动子和/或将对象主动放置在动子上。提升驱动器可被配备在动子上或在输送机处静止。还可以在称重站上布置提升驱动器，并且利用称重站来提升对象。
9.为了增加称重的准确性，动子可以在称重站中的称重期间以比称重站之外的速度低的速度移动，或者动子在称重站中的称重期间停止。
10.当利用不止一个称重单元来对重量进行称重并且对由称重单元获得的重量取平均以用于确定对象的重量，和/或当在称重站中对重量进行不止一次称重并且对所获得的重量取平均以用于确定对象的重量时，也可以提高称重准确性。
11.各实施例涉及一种用于对在电磁输送机的动子上运输的对象进行称重的方法。动子在移动方向上沿电磁输送机的静止轨道移动，并且该方法包括利用提升设备来将对象提离动子；以及将该对象放置在布置在静止轨道的称重区域中的称重站的至少一个运输平面上。位于至少一个称重单元上的该至少一个运输平面在移动方向上延伸以在称重站中时支撑对象。该方法还包括利用沿轨道移动通过称重区域的动子来在对象被提离动子时且在对象被支撑在至少一个运输平面上时主动驱动该对象，其中驱动器被布置在动子上以与该对象接合；在对象由称重站的至少一个运输平面支撑时利用至少一个称重单元来称重该对象；以及在称重站中称重之后将该对象放置在动子上，以使该对象随动子沿静止轨道向前移动。
12.各实施例涉及一种电磁输送机，其包括：静止轨道，动子在移动方向上沿该静止轨道被运输；称重站，该称重站被布置在该静止轨道的称重区域处且在至少一个称重单元上以用于称重对象，该称重站包括在移动方向上延伸的至少一个运输平面；提升设备，该提升设备被配置成将该对象提离动子并且将该对象放置在该至少一个运输平面上，该至少一个运输平面在对象在该称重站中时支撑该对象；以及布置在该动子上的驱动器，该驱动器被配置成在该动子沿该静止轨道通过称重区域的整个运输期间与该对象接合，由此该对象在被提离动子时且在被支撑在运输平面上时由该动子主动驱动。对象的重量根据代表由至少一个称重单元获得的对象的测得重量的测量值来评估。
13.通过阅读本公开和附图可以确定本发明的其他示例性实施例和优点。
14.以下参考图1至图5更详细地解释本发明，图1至图5示出了本发明的示例性、示意性和非限制性的有利实施例。在附图中：
15.图1示出了电磁输送机；
16.图2示出了根据第一实施例的输送机的称重站；
17.图3示出了根据第二实施例的输送机的称重站；
18.图4示出了称重站的透视图；以及
19.图5示出了沿轨道和动子的实施例的移动方向观察的横截面。
20.本文所示出的细节仅作为示例并且为了本发明的实施例的说明性讨论的目的，并且为了提供被认为是对本发明的原理和概念方面最有用并且容易理解的描述而呈现。就这一点而言，未做出尝试以示出比基本理解本发明所需更为具体的本发明的结构细节，结合附图的描述使得本领域技术人员明了本发明的若干形式可如何在实践中实施。
21.电磁输送机是众所周知的(例如，作为线性电动机或平面电动机)。此类电磁输送机具有包括多个静止布置的驱动线圈的静止部分。静止部分形成电动机的定子和轨道，电磁输送机的动子可沿该轨道移动。在线性电动机中，驱动线圈彼此相邻地布置在输送机的静止部分上。输送机的静止部分通常还包括引导结构，例如，滚子、表面、导轨、磁体、轴承等。动子包括以引导方式与静止部分上的引导结构交互以便将动子保持在轨道(静止部分)上并沿轨道引导动子的引导元件(诸如滚子、滑动表面、磁体、轴承等)。在平面电动机中，驱动线圈布置在将移动平面定义为轨道的平面中，在该移动平面中，平面电动机的动子可以
在由该移动平面定义的两个方向上自由移动。在平面电动机中，动子通常是磁引导的，但也可以机械引导。驱动线圈由电磁输送机的控制系统控制，并且在由电流通电时产生磁场。驱动磁体(永磁体或电磁体)布置在动子上，这些驱动磁体与驱动线圈间隔开一气隙。通常，气隙由交互的引导结构和引导元件来保持。通过利用控制系统来控制驱动线圈的通电，由驱动线圈产生移动磁场，该移动磁场与动子上的驱动磁体(或与其产生的磁通量)交互，以便沿线性电动机的轨道或在平面电动机的移动平面中移动动子。此类电磁输送机的优点在于，通过控制每个动子区域中的驱动线圈，多个动子可以同时且彼此独立地移动。wo 98/50760a2、us2016/0380562a1或us20190002204a1中给出了线性电动机的示例。wo 2018/176137 a1或us 9,202,719 b2中给出了平面电动机的示例。
22.图1示出了作为电磁输送机1的线性电动机的一部分。多个驱动线圈3彼此相邻地布置在静止的输送机轨道4上，动子2可以沿该轨道移动。为简单起见，未示出输送机轨道4或动子上的机械或磁引导或轴承特征。数个永磁体作为驱动磁体5布置在动子2上。驱动线圈3由电磁输送机1的控制系统6控制，以便对动子2的区域中的驱动线圈3通电，以便产生与动子2的驱动磁体5交互的移动磁场，以便沿轨道4以期望的移动轨迹(位置、速度、加速度(也为负)、跃度)移动动子2。相同的移动原理适用于作为电磁输送机1的平面电动机，而驱动线圈3布置在作为输送机轨道4的平面中，并且可通过对动子2的区域中的驱动线圈3通电来在该平面的两个方向上移动动子2。对象7布置在动子2上，并且与动子2一起沿轨道4被运输。
23.动子2与布置在动子2上以供运输的对象7一起在移动方向x上沿轨道4移动。动子2配备有对象7布置在其上的对象支撑件22(参见例如图5)。对象7可以悬挂在对象支撑件22上或者可以搁置在对象支撑件22上。对象7也可以由布置在动子2上的对象抓取器抓取和保持。
24.在图2中示出了根据本发明的第一实施例的称重站13(例如，在线检重秤10的称重站13)。称重站13布置在轨道4的称重区域处。作为被动提升设备的至少一个向上坡道11静止地布置在例如轨道4上或输送机1的静止结构上或其周围(例如，称重站13(相对于移动方向x的)上游的厂房地板)。当对象7到达坡道11时，对象7通过该对象7的至少一个表面在坡道11上滑动来与坡道11接合。坡道11当然也可配备有对象7将在其上向上滑动的合适的轴承(例如，旋转的滚子或球)，以便减少坡道11与对象7之间的摩擦。将注意，对象7也可以是其中待运输的部件被布置成用于运输的所定义的载体。在该情形中，载体或被运输部件的表面将在坡道11上滑动。
25.动子2包括驱动器12(例如，像如在图2中突出手指的形式)，该驱动器12在动子2通过称重站13的整个移动过程中与对象7接合。这确保了对象7由动子2主动驱动通过称重站13。对象7可以被驱动器12推动或拉动。当动子2移动通过称重站13时，仍由动子2经由驱动器12驱动且与坡道11接合的对象7沿坡道11向上滑动并且被提离动子2。由此，对象7不再搁置在动子2上(但仍由动子2驱动)，并且对象7的重量与动子2隔离。坡道11和驱动器12的高度当然相互调整以确保对象7由动子2主动驱动通过称重站13。
26.称重站13具有至少一个运输平面14。向上坡道11(相对于移动方向x的)的下游端转换到在移动方向x上延伸的运输平面14，以使得由动子2向上推到坡道11上的对象7被放置在运输平面14上并且在移动方向x上沿称重站13中的运输平面14继续移动(在图2中用虚
线指示)。运输平面14优选地但不一定水平布置。至少一个运输平面14当然也可配备有对象7将被支撑在其上以供移动的合适的轴承(例如，旋转的滚子或球)，以便减少运输平面14与对象7之间的摩擦。
27.在称重站13中，对象7由运输平面14支撑并且在移动方向x上沿运输平面14移动。对象7由动子2(例如，利用驱动器12)沿运输平面14主动驱动。在运输平面14的末端，运输平面14过渡到向下坡道15，对象7通过该坡道再次下降并且定位在轨道4上以供沿轨道4向前移动。同样在向下坡道15上，对象由动子2驱动。向下坡道15当然也可配备有对象7将在其上向下滑动的合适的轴承(例如，旋转的滚子或球)，以便减少坡道15与对象7之间的摩擦。
28.向上坡道11和/或向下坡道15优选地在称重站13中与运输平面14机械地分离，以使得坡道11、15的重量不被称重站13称重。
29.当然，对象7可以在两个可能的方向上移动通过称重站13，并且由此可被称重。
30.称重站13搁置在(也在悬挂的意义上)至少一个称重单元16上，该至少一个称重单元16静止地布置在例如轨道4上或输送机1的静止结构上或工厂地板、墙壁或天花板上。称重单元16测量搁置在称重单元16上的重量。这是称重站13的重量和对象7(如果存在于称重站13中)的重量。由于称重站13的重量是已知的，因此其可被简单地从测得的重量中减去，以便获得对象7的重量。如果载体被用于运输部件，则载体的已知重量也可被减去以便获得被运输部件的重量。称重站13还可以自己或用空的载体定期称皮重，以便获得称重站13的重量更新。
31.对于本发明的称重站13，不必中断轨道4。动子2简单地沿轨道4移动以进行称重。
32.在图2的实施例中，对象7通过坡道11、15和动子2沿轨道4的移动被动地提离动子2并且放置在运输平面14上。对象7还可以被主动地提离称重站13(相对于移动方向x)的上游。为此，动子2可包括作为主动提升设备的提升驱动器17(例如，电、磁、压电、液压或气动驱动器)，对象7通过该提升驱动器17被提离动子2，或者更准确地说，被提离动子2的对象支撑件22，以使得对象7可以接合称重站13的运输平面14(图3)。主动提升设备还可以布置在称重站13的上游的静止部分上，例如，布置在轨道4或输送机的另一静止部分或周围上。一旦对象7处于运输平面14的区域中，对象7就可以通过提升驱动器17放置在运输平面14上(在图3中以虚线指示)，以便将对象7的重量与动子2隔离。还可能的是，称重站13本身包括用于在动子2与对象7一起进入称重站13(具有至少一个称重单元16)时提升称重站13的提升驱动器17。由此，对象7也可以被提离动子2并且被放置在运输平面14上。当对象7由主动提升驱动器17提升并且在运输平面14上移动通过称重站13时，该对象7由动子2经由驱动器12主动驱动。在称重站13的末端，对象7可以利用提升驱动器17提离运输平面14并且放置在动子2上，以便将对象7与动子2安全地接合。将仅需要较小的提升高度来将对象7主动提离动子2。
33.由于平面电动机不仅能够在所定义的移动平面内而且通常还能够在移动平面的法线方向上移动动子2，因此平面电动机本身可以充当主动提升设备并且可以提供所需的提升操作。在该情形中，动子2与对象7一起将在其进入称重站13之前由平面电动机提升。在称重站13中，动子2被降低，以使得对象7被放置在称重站13的至少一个运输平面14上，以使得对象7被提离动子2。在称重站13的末端，对象7可以再次由平面电动机的动子2提起。
34.将对象7提离动子2意味着对象7与动子2的对象支撑件22(参见例如图5)分离。这
可意味着如在被动提升设备的情形中(图2)或在由提升驱动器17提升的称重站13的情形中或在静止的主动提升设备的情形中，对象被提离动子2。这也可意味着如在动子2上的主动提升设备的情形中(图3)或在自己提升对象的平面电动机中，对象7被提离对象支撑件22并且仍由动子2(至少在称重站13的外部)承载。但在所有情形中，对象7在称重站13中由至少一个运输平面14支撑并且在称重站13中由动子2主动驱动。
35.在图3的实施例中，称重站13悬挂在静止布置的称重单元16上。
36.图4示出了具有两个运输平面14(每侧一个运输平面)的称重站13的实施例(如沿通过称重站13的移动方向x所见)。在运输平面14之间是间隙18，动子2的驱动器12可以穿过该间隙18(在图4中以虚线指示)。称重站13可具有外壳(例如，出于卫生原因)，如图4所示。在图4的实施例中，称重单元16布置在称重站13的每个角落中。
37.在图4中，可能的提升设备也由虚线指示。所示的是例如两侧的坡道11。还用虚线指示的是用于提升具有称重单元16的称重站13的主动提升驱动器17。对于称重站13，需要提升设备的仅一个实施例。
38.图5以穿过轨道4的横截面示出了动子2的实施例。在该实施例中，驱动磁体5布置在动子2的侧表面上(如在移动方向x上所见)。轨道4布置在动子2的对应侧。驱动线圈3布置为面向驱动磁体5、或者彼此相邻(线性电动机)或者在一平面中(平面电动机)。具有(或不具有)驱动线圈3的轨道4还可以布置在动子2的两侧，如图5中以虚线所指示的。在后一种情形中，也在动子2的每一侧上提供驱动磁铁5。
39.在图5中，还指示了动子2上与轨道4上的引导结构21(在此为滚动表面)交互的引导元件20(在此为滚子)。
40.由于对象7在称重站13中由运输平面14支撑，因此可以用称重站13的至少一个称重单元16对对象7的重量进行称重。这可以在对象7以某个速度移动通过称重站13时完成。(由控制系统6控制的)动子2在称重站13中的速度也可被设置为与在称重站13外部(称重站13的上游或下游)不同的速度(通常为较低的速度)。替换地，对象7可以暂时停在称重站13中以进行称重。
41.如果称重站13搁置在不止一个称重单元16上，则对象7的重量可以利用不止一个称重单元16来确定，并且所确定的重量可随后被取平均以获得对象7的重量。这可以提高称重的准确性。在有利的实施例中，称重站13搁置在称重站13的每个角落处的称重单元16上。重量利用所有提供的称重单元16来确定，并且随后被取平均。
42.还可以在对象7移动通过称重站13时利用称重单元16多次确定重量。此类所确定的若干重量可随后被取平均以获得对象7与称重单元16的重量。这可以提高称重的准确性。这还可以与如上所述的对由不同称重单元16确定的重量取平均相组合，以便进一步提高准确性。
43.为了确定对象7的重量，可以提供评估单元(评估器)25(计算机硬件和/或软件)。评估单元25可以优选地作为软件组件被集成到电磁输送机1的控制系统6中。评估单元25接收用于确定重量的至少一个称重单元16的测得值。称重单元16可以提供与某个重量相对应的电信号。评估单元25将随后评估该电信号(其将优选地包括在a/d转换器中对电信号进行数字化)，以便确定重量。称重单元16本身也可以确定重量并且可以将该重量(例如经由数据总线上的数据通信)数字地提供给评估单元25。评估单元25还可以准备好接收来自若干
称重单元16的信号或数据并且如上所述对重量取平均。
44.所确定的重量w也可被提供给制造或生产工厂或过程的控制单元26(参见例如图2)，以便控制或影响制造或生产工厂或过程。评估单元25也可被集成在控制单元26中。
45.称重站13(例如，在线检重秤10的称重站13)可以例如布置在用于用介质填充容器(对象7)的填充站的下游。所确定的重量w可被用于控制填充操作。所获得的对象7的重量还可被用于控制输送机1的动子2的路径。经由受控开关(例如，如us 2016/0380562 a1中所述)，具有第一重量的对象可以在第一轨道上被路由，而具有不同重量的对象可以在第二轨道上被路由。
46.取决于称重站13在移动方向x上的长度，还可以同时称重不止一个对象7的重量。为此，不止一个对象7将同时被放置在称重站13的至少一个运输平面14上并且由其相关联的动子2移动通过称重站13。利用称重站13的至少一个称重单元16确定的重量将是称重站13中存在的所有对象的重量。
47.如果对象7包括用于承载要由电磁输送机1运输的部件的载体，则称重站13可被用于通过空载体移动通过称重站13并且由其称重来确定载体的重量。
48.如果电磁输送机1采用平面电动机的形式，则移动方向x可以是动子2的移动平面上的任何方向。在线性电动机的情形中，可能的移动方向x由轨道4定义。
49.每个合适的称重传感器都可被用在称重单元16中。称重单元16可以例如是负荷单元(例如，应变计或压电负荷单元)。但是电容式或电感式传感器也可被用在称重单元16中。称重单元16通常具有所需的集成电子器件以将测量值转换为代表测得重量的电信号或数字值。但是这种转换也可以在评估单元25中完成。
50.应注意，上述示例仅仅出于解释的目的而被提供，并且决不能解释为对本发明的限制。虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本文所使用的词语是描述和解说的词语，而非限制性的词语。在所附权利要求的范围内，如当前陈述和修改的那样，可以在其各方面不脱离本发明的范围和精神的情况下做出改变。尽管本发明已经参考特定的手段、材料和实施例在本文中进行了描述，但是本发明并不旨在限于本文所公开的细节；相反，本发明扩展到所有功能上等效的结构、方法和用途(诸如在所附权利要求的范围内)。