将物品从物品堆叠分离的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及解片或者分离装置的领域，借助于该装置能够将单个物品从物品堆叠(stack of items)分离，特别是在完全自动化或者半自动化装配线上。另外，本发明还涉及使用该分离装置将物品从物品堆叠分离的方法。
【背景技术】
[0002]在批量制造和批量装配工艺中，各种物品，诸如大致平面状或盘状物品，典型地被以物品堆叠提供，必须被彼此解片或分离，以允许物品与其它要相互组装的物体的适当且准确的组装。依据物品的几何结构，它们的分离有时是有技巧性的，并且是麻烦的。例如，对于相当微小、低重量的盘状或平面状的且也可能为弧形或弯曲的物品，将单个物品从例如沿轴线方向延伸的物品堆叠准确地分离是非常精密的。
[0003]例如借助于吸盘夹持例如最上面的物品要求使吸盘在接触相应物品的方向上移动。这要求吸盘必需定位在堆叠以上的各种轴向高度。这里，高度因相应堆叠的堆叠尺寸和物品数目而变化。特别是，当物品为非平面几何结构时，将多个物品以堆叠布置在彼此之上会最终导致物品的阻塞或者倾斜。当夹持堆叠的最上面的物品时，吸盘会与相应物品直接接触。因此，在吸盘到达或者接合最上面的物品时，整个堆叠会承受轴向压缩。由于该轴向压缩，堆叠中的各种物品会被捕获或者会相互捕获，因此它们的分离变得相当重要且复杂。
[0004]从纵向或者轴向延伸的物品堆叠取得或者夹持最上面的物品一般地还要求在物品堆叠和吸盘之间的相应轴向高度调节。通过连续地从物品堆叠分离物品，堆叠的总轴向或者纵向高度连续地降低，因此要求对于吸盘的相当精细且准确的定位，以不对堆叠施加明显的轴向压力。另外，基于接触的物品夹持也可能导致对物品和它们的表面的明显磨蚀或者磨损。
[0005]另外，至少吸盘或者一些其它夹持工具相对于堆叠支撑载体单元的传感器依赖性定位会要求全面传感器设备的实施，这是相当昂贵的，并且会进一步限制组装或者制造过程的周期。另外，如果要分离的物品易受几何公差影响，则传感器依赖性夹持和分离以及堆叠支撑载体单元和吸盘的明确相互定位和对准极易失效，因此会缺乏足够的可靠性。
[0006]因此，本发明目的在于提供一种改进的分离装置，其高度可靠并且提供了单个物品从物品堆叠的明确(well-defined)且准确分离。该分离装置应该包括相当简单的结构，应支持相当短周期的批量组装或批量制造过程。另外，该分离装置应该避免或者减少施加到堆叠的轴向压力，且应进一步提供与堆叠实际高度相当无关的操作模式。另外，应提供将物品从物品堆叠分离的相应方法，该方法高度可靠，且通过该方法能够提供单个物品从物品堆叠的明确连续分离。
【发明内容】
[0007]在第一方面，本发明涉及用于将物品从物品堆叠分离的分离装置。该分离装置包括载体单元和夹持单元。载体单元典型地在支承表面上支撑多个物品。载体单元特别地适于以堆叠构造支撑多个物品，在堆叠构造中，物品沿轴线方向(Z)堆叠在彼此之上。
[0008]载体单元进一步具有至少第一排放出口，该第一排放出口用于使加压流体将物品堆叠相对于支承表面从起始位置提高至升高位置。在升高位置或者构造中，整个堆叠或者其至少一部分、即至少一个或若干个物品与它们的起始位置相比被保持在提升的升高或提高位置，其中所有堆叠物品布置和定位在彼此之上，以使整个堆叠支承在支承表面上。第一排放出口构造成将加压流体递送且引导至物品堆叠，以使堆叠的至少一部分、即堆叠中的若干个物品能够从起始位置提高至升高位置。第一排放出口进一步构造成恒定地提供加压流体流，以保持堆叠中的至少若干个物品或者整个堆叠保持在升高位置至少预定时间段。
[0009]载体单元和夹持单元能够在或者沿着轴线方向(Z)相对于彼此移位。以此，夹持单元能够由加压流体朝向被提高至升高位置的物品堆叠移动，以便能够操作夹持单元以借助于至少一个吸嘴夹持堆叠的最上面的物品。
[0010]将多个物品以堆叠布置在载体单元的支承表面上，整个堆叠或者至少其上部能够通过加压流体被供给到载体单元的至少第一排放出口而被提高至升高位置。响应于该流体供给，堆叠或者至少其上部被提高至明确的升高位置，其中夹持单元的吸嘴能够夹持最上面的物品。在提起物品堆叠之前、期间或之后，夹持单元和载体单元被相对于彼此定位，使得夹持单元接触到升高的物品堆叠的最上面的物品。之后，当夹持单元夹持或者获取物品堆叠的最上面的物品时，夹持单元可以根据制造或者装配工艺移位并布置在其它位置。
[0011]在载体单元在最上面的物品与之相连的状态下背离载体单元移动期间或之前，可降低或停止向载体单元的第一排放出口输送加压流体，以便堆叠中的剩余物品返回它们的起始位置，例如在重力作用下。
[0012]通过借助于载体单元的至少第一排放出口提高或提起物品堆叠的最上面的物品能够被移位到明确的夹持位置，其中所述最上面的物品能够关于夹持单元和它的吸嘴被保持在几乎无接触构造下。当最上面的物品的夹持位置由载体单元限定时，这是特别有益的。当最上面的物品例如处于该明确的夹持位置时，在夹持单元和/或它的吸嘴相对于最上面的物品的上表面之间可以逐步形成明确的距离或者间隙。
[0013]接着，仅通过经由至少一个吸嘴施加吸气作用，最上面的物品从堆叠无接触地提高，且与夹持单元接合。在所述夹持位置，在最上面的物品和夹持单元之间的距离也可以等于零。然后，最上面的物品会被加压流体有效地提升和提高，直到它接合并抵接夹持单元和/或它的吸嘴。
[0014]至少第一排放出口在轴线方向上向上定向。它构造成将加压流体向上引导至物品堆叠，或者引导至物品堆叠的至少若干个物品。不管它在载体单元上、中或处的位置如何，该至少第一排放出口可以构造成将加压流体沿向上方向或沿轴线方向背离支承表面引导。排放出口可以延伸或者可以定向为相对于支承表面的表面法线成在O轴至75°范围内的预定角度。换句话说，它可以相对于支承表面的平面以在15内到90°之间的角度向上延伸，其中支承表面典型地垂直于轴线方向延伸。
[0015]根据另外实施方式，载体单元包括至少第二排放出口，该第二排放出口用于使加压流体将物品堆叠保持在升高位置，因此用以限制堆叠或者其部分的升高。第二排放出口适合于在物品堆叠到达升高位置时提供密封或者阻挡流体至物品堆叠。借助于密封或者阻挡流体，堆叠的提高能够受限，以便最上面的物品不被提升到预定夹持位置以上或超过该位置。第二排放出口构造成提供第二加压流体，第二加压流体反作用于第一加压流体，且用以限制由从第一排放出口发出的加压流体引起的堆叠或者其一部分的升高。借助于第一和第二排放出口，整个物品堆叠或者至少其若干个物品能够被提升，并且能够在相当稳定或者相当无浮动的位置被保持在升高位置。
[0016]借助于第一和第二排放出口，物品堆叠能够从支承表面提高，并且能够被稳定地保持在支承表面以上的升高位置。实际上，从至少第二排放出口发出的密封或者阻挡流体在与从第一排放出口发出的加压流体相比不同的方向上流动。为此，第一和第二排放出口相应地以不同定向指向。另外，第一和第二排放出口典型地沿轴线方向分离。而从第一排放出口发出的加压流体可以对堆叠或者其若干个物品的下表面施加提升力，从第二排放出口发出的加压流体可以对最上面的物品的上表面有影响或影响到该上表面。
[0017]通过使整个堆叠和/或其若干个物品专有地借助于加压流体和/或借助于吸气作用而轴向位移，施加在整个堆叠或者其若干个物品的相应提升力或者夹持力可以以相当均匀方式作用在物品的整个上表面和/或下表面。以此，能够有效地抵制或者甚至完全地阻止各个物品的阻塞、倾斜或者翻转且因此相互接合或者互锁。
[0018]在另一实施方式中，载体单元进一步包括从支承表面在轴线方向上延伸的支承构件。借助于支承构件，能够在起始位置和升高位置之间在轴线方向上引导物品堆叠。此外，支承构件还支持物品堆叠抵抗回复力、典型地抵抗重力可滑动地移位。支承构件典型地适于物品的几何结构和整体形状以及它们在堆叠中的布置。引导构件或者相应的引导结构可以环绕堆叠，或者可以沿轴线方向穿过堆叠，以提供整个堆叠的明确的且无俯仰的轴向位移。
[0019]典型地，载体单元定位在夹持单元以下，支承构件从支承表面朝向夹持单元延伸。
[0020]支承构件进一步用以稳定物品堆叠。以这种方法，甚至可以构思，载体单元实际上相对于夹持单元移位以提供最上面的物品的分离。但是，在其它实施方式中，是夹持单元相对于载体单元可移位地布置，用于将物品从堆叠分离。另外，还可以构思，载体单元和夹持单元至少在轴线方向(Z)上和/或沿垂直于轴线方向(Z)延伸的横向平面(X，y)的至少一个方向可移位地布置。
[0021]在另外实施方式中，支承构件包括延伸通过每个物品的孔口或者通孔的细长销。这里，每个物品包括至少一个孔口或者通孔，用以接收销状支承构件。物品可以具有环形形状、盘状形状或者棱形形状。它们可以是大致平面，在布置在支承构件和支承表面上时可以在横向平面中延伸。当孔口布置为在每个销中对中时，具有仅一个支承构件是足够的。但是，如果物品包括彼此距一段距离的若干个孔口，可能要求多个支承构件用以在初始位置和升高位置之间在轴向上引导物品堆叠。
[0022]物品不必要必需为平面形状。特别地可以构思，物品包括至少部分地弯曲或者弓形的形状。另外，物品可以包括或者可以设计为盘簧，这能够更柔性地变形。
[0023]根据另一实施方式，第二排放出口位于支承构件的背离支承表面的上端部段，或者位于距支承表面预定距离的位置处，特别地在支承表面上方。通过将第二排放出口整合在支承构件的上端部段中，能够阻止最上面的物品被提高超过支承构件的上端部段。以这种方法，甚至不借助于夹持单元，第二排放出口用以约束和限制最上面的物品和/或整个物品堆叠的由向上引导的加压流体导致的位移。
[0024]根据另一实施方式，第二排放出口沿径向向外定向，布置成与支承构件的外周平齐。因不从支承构件的外周突出，第二排放出口不阻碍最上面的物品借助于夹持单元从物品堆叠提升。另