用于提升和移动可成形的和/或可崩塌的零件的装置、系统和方法
【专利说明】用于提升和移动可成形的和/或可崩塌的零件的装置、系统和方法
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求2012年10月19日提交的美国临时专利申请61/716，158的权益，其以全文引用的方式并入本文中用于所有目的。
技术领域
[0003]本发明涉及使用真空搬运零件的装置、设备、系统和方法。具体来说，本发明涉及呈可成形状态和/或具有易于崩塌的泡孔的提升和移动零件。
【背景技术】
[0004]许多用于搬运呈固态的成形零件的方法在本领域中是已知的。举例来说，使用真空提升零件是已知的，其中在被提升的零件的表面上的一或多个通常小区域上方形成密封空间。施加强真空到密封空间以便整个零件可以被提升。其它类似装置对被提升的零件的表面的小区域利用吸盘。当在具有紧密尺寸公差的零件上使用这些装置时，典型地重要的是，被提升的零件呈固态并且不呈可成形状态。
[0005]当搬运呈可成形状态的零件时，零件的移动可能会因施加以提升零件的力而导致零件改变或变形。在一些零件，例如具有大体上实心型态(例如，不具有泡孔)的零件中，零件的厚度可以使对零件的轮廓尺寸的任何改变达最小。在其它情况下，零件使用传送器或由其底部支撑零件并且不提升零件的其它机构来移动。
[0006]当搬运精密挤压零件，例如具有多个泡孔、薄壁或两者的零件时，难以在材料呈可成形状态时提升零件。当此类零件使用常规方法提升时，可能需要一或多个精整步骤以去除在移动零件期间出现的缺陷，和/或可能需要设计调节以补偿零件的可能变形。搬运零件的难度可能是关于零件中的材料的状态、零件的一或多种构造特征或两者。举例来说，尚未烧结的零件(即，预烧结的零件)和/或尚未将粘合剂去除的零件(即，预脱脂的零件)可以呈可成形状态，其在提升零件方面产生难度。具有可能会导致难以搬运零件的构造特征的零件的一个实例是具有具备多行和/或多列通常延伸挤压零件的长度的开放泡孔的截面的挤压零件，例如具有大体上蜂窝截面的零件。
[0007]持续需要用于搬运呈可成形状态的精密零件的装置、设备、系统和方法。举例来说，需要改进的用于提升此类零件而使零件的变形减小或甚至不可见的真空拾取组件。
[0008]另外，需要具有以下特征中的一或多者的真空拾取装置:能够拾取可崩塌的零件；减少或消除零件的变形；减少或消除任何示位标记；或能够搬运呈湿润和/或生坯状态的陶瓷零件。
[0009]根据本文中的教示的装置、设备、系统和方法可以有利地用于搬运呈可成形状态的精密零件。举例来说，当用于提升呈可成形状态的零件时，改进的真空拾取组件有利地减少或甚至消除零件的任何可见变形。根据本文中的教示的真空拾取装置可以具有以下特征中的一者或任何组合:能够减少或消除可崩塌的零件的变形；能够减少或消除零件上的示位标记；或能够搬运呈湿润和/或生坯状态的陶瓷零件。举例来说，真空拾取装置可以用于预烧结的、预脱脂的或两者的零件。
【发明内容】
[0010]本发明的第一方面是针对一种用于拾取零件的装置，其包含:真空拾取装置，其包括:用于与真空连接的真空管线；经由真空管线与所述真空流体连通的充气室，其中所述充气室具有用于与真空管线连接的相对小的开口和用于将所述真空散布在所述零件的表面上方的相对大的开口 ；足够大以便覆盖所述充气室的所述相对大的开口的分布器板，其中所述分布器板具有相对第一和第二表面，其中所述第一表面面向所述充气室，并且所述第二表面背向所述充气室，其中所述第二表面是大体上平坦的；和具有相对第一和第二表面的开孔泡沫，其中所述开孔泡沫足够大以便其第一表面实质上或完全覆盖所述分布器板的所述第二表面；其中所述开孔泡沫足够多孔以便所述开孔泡沫的所述第二表面与所述真空流体连通。所述装置可以尤其适用于移动呈可成形状态的零件。
[0011]本发明的另一个方面是针对一种用于使用根据本文中的教示的装置移动零件的方法，所述方法包含:使所述零件的顶部表面与真空拾取装置的泡沫接触的步骤；施加足够真空到充气室以便来自所述零件的质量的重力被所述真空的力克服；和通过移动真空拾取装置在垂直方向上提升所述零件。所述零件优选地呈可成形状态。所述零件优选地是挤压物，例如具有包括一或多个延伸所述零件的长度的泡孔的结构的挤压物。所述零件优选地在所述零件呈可成形状态时被移动。
【附图说明】
[0012]图1是说明性真空拾取装置的截面视图。
[0013]图2A是通过具有使用真空管线连接到真空来源的真空拾取装置(展示于截面视图中)的设备拾取的说明性可成形零件的绘图。
[0014]图2B是展示可以用于真空拾取装置中的特征的说明性截面视图绘图。
[0015]图3是说明性分布器板的示意性绘图。
[0016]图4A是说明性分布器板的俯视图。图4B是说明图4A的分布器板的特征的截面视图。
[0017]图5是说明性真空拾取装置的前视图。
[0018]图6A是说明性充气室的底视图。
[0019]图6B是图6A的充气室的说明性截面视图。
[0020]图6C是图6A的充气室的另一个说明性截面视图。
[0021]图7是展示用于移动呈可成形状态的零件的系统的说明性特征的绘图。
[0022]图8是展示用于移动呈可成形状态的零件的系统的说明性特征的绘图。
[0023]图9是具有一或多个泡孔的可成形零件的截面视图。
[0024]图10是具有包括多行泡孔、多列泡孔或两者的型态的可成形零件(例如，挤压零件)的透视图。
[0025]图11是具有大体上均匀型态的可成形零件的透视图。如图11中所示，所述型态可以具有大体上蜂窝结构。
【具体实施方式】
[0026]本文中呈现的解释和说明意欲使本领域的其它技术人员熟悉本发明、其原理和其实际应用。所阐述的本发明的具体实施例不意在是穷尽的或限制本发明。本发明的范围不应参考以上描述来确定，而实际上应参考所附权利要求书以及所述权利要求书所授权的等效物的全部范围来确定。所有文章和参考文献(包括专利申请和公开)的公开内容以引用的方式并入用于所有目的。如将从所附权利要求书中所了解，其它组合也是可能的，它们也特此以引用的方式并入本书面说明书中。如本文中所用的一或多个意指，如所公开可以使用所列举组件的至少一个或多于一个。
[0027]定义
[0028]如本文中所用，可成形状态(例如，容易可成形状态)是能够在施加的剪切力下流动、能够被挤压或两者的液体状态、熔融状态、可模制粘土状态或其它粘团样状态如果材料呈液体状态，那么零剪切粘度(即，通过将剪切速率对比粘度曲线外推到零剪切速率而获得的粘度)优选地足够高，以便成形的零件通常能够在成形的时间与材料不再呈可成形状态的时间之间维持其形状。在呈可成形状态时，材料优选地是可挤压的(即，能够使用挤压工艺成形成一个形状)。
[0029]如本文中所用，可成形零件是包括呈可成形状态的材料或基本上由呈可成形状态的材料组成的零件。可成形零件中呈可成形状态的材料的质量以可成形零件的总重量计，优选地是约50重量％或更大，更优选地约80重量％或更大，甚至更优选地约95重量％或更大，并且最优选地约99.5重量％或更大。举例来说，可成形零件可以完全由呈可成形状态的材料组成。
[0030]本发明的各种方面涉及用于使用真空克服作用在被移动的零件上的重力来移动呈可成形状态的零件的装置、系统和方法。真空拾取装置用于移动零件，例如在一或多个水平方向上通过提升和/或通过移动零件。根据本文中的教示的真空拾取装置可以具有以下益处中的一或多者:减少和/或消除零件的变形，减少和/或消除零件上的示位标记，或能够维持零件几何形状的较紧密公差。
[0031]本发明的各种方面可以特征在于以下特征中的一者或任何组合:分布器板足够刚性并且真空足够强，以便设备可以提升起具有可成形的低模量零件并且具有大体上平坦顶部表面和具备多个细长泡孔的内部的可成形零件而不实质上改变零件的形状；泡沫的第二表面覆盖零件的整个顶部表面；分布器板具有约20个或更多个穿孔，并且穿孔的总面积与板的第一表面的总面积的比率是约0.8或更小；所述设备包括用于使来自所述方法的前一阶段的待提升的零件例如在大体上水平方向上移动的传送器；和用于在泡沫与零件接触时最初使真空拾取装置与传送器同步移动的移动装置；移动装置能够垂直移动以提升零件；在提升零件时在水平方向上比传送器更快移动；或两者；所述设备包括用于挤压包括一或多种无机材料、基本上由一或多种无机材料组成或完全由一或多种无机材料组成的混合物的挤压机；零件中的约35%或更多的原子是氧原子；所述设备包括用于使具有大体上连续型态(包括细长泡孔阵列)的零件成形的模具；所述设备包括用于将挤压物例如在水平方向上传送离开模具的传送器；所述设备能够提升零件而不留下示位标记、不使零件的形状失真或两者；所述设备包括用于控制或以其它方式调节充气室中的真空度的阀门或开关；移动装置能够将零件从传送器移动到预定位置，其中零件的每个尺寸在零件被移动时改变约4%或更小；挤压物包括硅原子、铝原子或两者；所述方法包括将包括一或多种无机化合物的混合物挤压通过挤压机的步骤；所述方法包括通过使混合物通过模具使型态成形的步骤；所述方法包括使用传送器将挤压物在挤压方向上传送离开模具的步骤；所述方法包括使用超声刀、线切割器或两者将挤压物切割成预定长度的步骤；挤压物包括粘土 ；或挤压物具有三行或更多行开放泡孔，其包括最上行的开放泡孔和在最上行的开放泡孔上方的顶部外壁，其中预切割挤压物的步骤包括完全切割通过顶部外壁以便最上行的开放泡孔暴露；在移动零件之后零件的泡孔全部保持开放；或挤压物零件具有具备一个宽度和长度的大体上矩形顶部表面，并且开孔泡沫的第二表面的宽度大于零件的宽度并且长度大于零件的长度。
[0032]用于拾取可成形零件(即，包括可成形材料、基本上由可成形材料组成或完全由可成形材料组成的零件)的设备包括用于与待拾取的零件接触的真空拾取装置。真空拾取装置是能够将真空分布在零件的表面上方的装置。真空拾取装置通常能够将足够真空分布在零件的表面上方，以便重力被克服并且零件可以被提升。真空拾取装置优选地使用足够低的真空，以便零件的归因于真空的任何变形减少或消除。
[0033]优选地，真空拾取装置能够提升零件而不留下示位标记、不使零件的形状失真或两者。
[0034]真空拾取装置包括用于接触待拾取的零件的多孔层；和与多孔层流体连通的真空腔室。真空腔室可以通过能够将真空分布到多孔层的分布器板和充气室形成。充气室可能能够形成用于