对组件的计算机数控装配或处理的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用计算机数控驱动器将组件传送到工具(其中工具和组件中的一者或两者是静止或在运动的)的阶段分拆成一组件传送装置的一系列独立的可编程阶段，即组件加载阶段、组件分离阶段、组件加速阶段和传送到静止的或运动的工具的阶段，来装配或处理组件的自动化方法，其中通过对计算机数控的编程来选择在每个阶段期间组件的定时、位置、速度、速率和加速度。
【背景技术】
[0002]传统上，对组件的自动装配或处理是在旋转平台上或具有多个相同工具的转盘上的连续运动期间执行的。可选地，机器化的装配或处理可以发生在“拾-放”系统中，该“拾-放”系统可与静止的或运动的组件部分以及静止的或移动的工具一起工作。在连续运动的转盘上连续运动的工具从一个或多个传送装置沿着转盘上的工具的旋转路径接收一个或多个组件。当操作完成时，单个组件被处理(诸如，折叠、成型、冲孔或车削处理)，或多个组件被装配在一起并从工具弹出。通常，利用周围的凸轮表面来控制工具，而该工具具有一个从动轮，该从动轮接合凸轮表面以通过发生在转盘的每一次旋转的重复的周期来操作工具。
[0003]由于工具在转盘上连续地旋转，所以传送装置必须在静止或运动的起始位置处取出相同组件的流中的带头的组件，并且将该组件加速到与当工具通过时的转盘的切向速度相匹配的速度，以及该组件从传送装置被传送到位于旋转转盘上的工具。
[0004]每分钟的制成件输出可以如下表示:
[0005]输出=(I件/工具)X (工具数/转盘旋转)X (转盘旋转数/分钟)=件数/分钟。
[0006]为了增加传统的连续运动系统中的处理好或装配好的制成件的输出，可以增加转盘上的多个工具的数目。增加转盘速度(以上的转盘旋转数/分钟)也可以增加输出。然而，当转盘的速度增加时，将组件交到转盘的速度也必须增加。由于传统的组件传送装置具有可以可靠地操作的实际最大速度，业已发现转盘速度是增加输出的限制因素。因此，传统的选择是以增加转盘上的工具的数量来增加输出。然而，创建和维护多个单独的工具很昂贵，并且使工具的数量加倍会增加成本和设备故障的可能性。增加工具的数量还可能会增加转盘的直径，这会导致占用更大的地面空间的较大的机器。由于在一个工具故障的情況下整个转盘的操作必须停止，因此随着工具的数量增加，停工的时间将会增加。改变多个工具来处理或组装新的组件也会倍增操作传统的连续运动系统的成本。
[0007]所以，为了减少成本，减少工具的数量是可取的。然而，为了增加生产，传统的方法是增加每个转盘的工具的数量，因为限制因素是在过程中在不引起错误或不损坏组件的情况下转盘旋转的速度和可以传送组件并将组件交到连续运动的转盘的匹配速度。
[0008]使用了进料螺杆来将带头的组件与邻接的组件分离，将组件加速到连续运动的转盘和工具的切向速度，并将组件的传送匹配到转盘上的邻接工具之间的间距或间隔。随着转盘上的工具之间的间隔增加，螺距必须同样地增加。螺距必须与转盘上的工具之间的周向间距相匹配，从而对组件的传送进行定时以与工具到达组件从螺栓交到工具的位置重合。随着转盘上的工具之间的间隔增加和螺距增加，组件与螺栓的螺旋槽之间的接触部件啮合角变得更尖，导致较少的轴向力和较大的径向力。由于通过传统的进给螺杆和导轨以高速在组件上施加的径向和轴向力的结合，组件可能被损坏或卡住。为了增加输出，转盘旋转的速度或转盘上的工具的数量必须增加。在任何一种情况下，组件由进料螺杆传送的速度也必须增加，以保证组件的传送与多个工具相继到达组件切换位置重合。然而，使用传统的连续运动方法，是不能在不需要将多个工具定位在转盘上的情况下增加输出的。
[0009]由于使用传统的过程和设备进行组件传送的限制，连续的运动装配和处理限于某些类型的组件和最大的实际速度。结果是，一般的转盘容纳10至50个相同的工具，这些工具是凸轮操作或流体动力操作的。使用多个工具所涉及的成本和在使用传统的进料螺杆高速传送组件中的实际限制阻碍了采用电子控制和伺服驱动电机进行驱动。虽然已经使用了可编程机器人以用于复杂的操作和提供高水平的灵活性以通过编程的运动控制来适应不同的操作，然而，对于大量的重复过程，成本会非常高。
[0010]通过阅读本公开、附图和以下对本发明的说明，将本发明与【背景技术】相区别的特征将是显而易见的。
【发明内容】
[0011]本发明提供了一种自动装置，包括:第一传送装置，包括:第一组件递送工具；第一专用计算机数控工具驱动器，其用于从类似的第一组件流的前端的进口位置处加载、分离、加速和传送第一组件，以在预定的传送时间、输出位置、速度、加速度和轨迹输出第一组件；和第一接收装置，包括:用于接收和处理第一组件的工具；以及用于将工具在以下两者之间移动的工具驱动器:第一组件递送工具的输出位置；和制成件弹出位置；其中第一专用计算机数控工具驱动器包括可编程的控制，以用于在一系列独立可编程的第一组件阶段(包括加载阶段；分离阶段；加速阶段；和传送阶段)期间独立地选择第一组件的时间、位置、速度、加速度和轨迹。
[0012]在另一个方面，本公开描述了一种方法，包括:在类似的第一组件流的前端的进口位置处加载第一组件；从类似的第一组件中分离出所述第一组件；使第一组件加速；使用第一组件递送工具以预定的传送时间、传送位置、传送速度和沿着传送轨迹移动来传送第一组件；在处理工具上接收第一组件，所述处理工具沿着处理工具轨迹移动，该处理工具轨迹被配置成允许在传送位置将第一组件从第一组件递送工具传输到处理工具，第一组件的传送和第一组件的接收以电子的方式同步；处理第一组件；以及将第一组件移动到弹出位置。
[0013]在另一个方面，本公开描述了一种系统，包括:组件递送工具，该递送工具被配置成:在类似的第一组件流的前端的进口位置处加载第一组件；从类似的第一组件中分离出所述第一组件；使第一组件加速；以预定的传送时间、传送位置、传送速度和沿着传送轨迹移动来传送第一组件；处理工具，该处理工具被配置成:所述处理工具沿着处理工具轨迹移动的同时接收第一组件，所述处理工具轨迹被配置成允许在传送位置将第一组件从第一组件递送工具传输到处理工具；处理第一组件；以及将第一组件移动到弹出位置；数据处理器；以及介质，该介质包括机器可读指令，该机器可读指令可由数据处理器执行并被配置成引起数据处理器生成可用于对由组件递送工具传送第一组件和由第一组件处理工具接收第一组件进行同步的信号。
【附图说明】
[0014]为了更容易理解本发明，通过示例的方式在附图中示出了本发明的一个实施例。
[0015]图1是示出了根据本发明的第一示例性自动装置的等距视图，该装置具有在右边的第一组件传送装置和第二组件传送装置，在中央区域的第一接收装置和在左边的第二接收装置。
[0016]图2是将来自直线流的第一组件传送到接收工具的旋转螺栓第一传送装置的平面视图，该接收工具随后将逆时针旋转以从第二旋转螺栓传送的第二组件的直线流中接收第二组件。
[0017]图3是和图1类似的等距视图，其中第一接收装置在第一和第二组件传送装置(右侧)到第二接收装置(左侧)之间旋转。
[0018]图4是显示了带有旋转螺栓第一组件递送工具的第一组件传送装置和在朝向旋转螺栓的流中从左向右的第一组件供给直线流的第二示例的等距视图。
[0019]图5、图6和图7分别是图4的示例的正视图、顶视图、和右视图。
[0020]图8是具有来自螺旋槽的组件输出口(显示在左上方)的旋转螺栓第一组件递送工具的远端的等距视图。
[0021]图9是具有进到螺旋槽的组件进入口(显示在右下方)的旋转螺栓第一组件递送工具的近端的等距视图。
[0022]图10是图9的旋转螺栓的近端视图，其中在右下方的进入口通过径向延伸的驻留臂。
[0023]图11是旋转螺栓的顶视图，其显示了在底端的组件输出口和显示了在左上方的径向延伸驻留臂和邻近进入口的分离楔。
[0024]图12是旋转螺栓的轴向截面图，其显示了螺旋槽沿着其长度的均匀半圆横截面轮廓，该轮廓与第二示例的第一组件的圆柱形外表面匹配。
[0025]图13是图8的旋转螺栓的远端视图，其中输出口处于右下方。
[0026]图14是旋转螺栓的侧视图，其显示了在输出口的端部的为四分之一个圆形的螺旋槽的轮廓。
[0027]图15是示出了旋转螺栓的旋转速度(度/秒)相对于将组件传送到示例性接收装置的时间的变化的示例曲线图，其中当使用旋转伺服电机来驱动旋转螺栓时，该变化是可编程的。
[0028]图16是和图15类似的图，其示出了旋转速度的变化的第二示例，该变化可被编程为在保持相同的周期时间(150毫秒)的同时旋转旋转螺栓。
[0029]图17是示例性现有技术的转盘的平面视图，其中组件被径向送入并被捕获在窝中以在圆周方向上被加速。
[0030]图18是示例性现有技术的转盘的平面视图，其中组件被径向送入以啮合凸轮表面并被捕获在窝中以在圆周方向上被迅速地加速。
[0031]图19是示例性现有技术的转盘的平面视图，其中组件被螺旋杆切向送入并且被该螺旋杆加速以匹配转盘的切向速度从而被捕获且在圆周方向上在转盘上继续移动。
[0032]图20是图19的示意图中所示出的现有技术的螺旋杆的照相视图。
[0033]图21是第二示例性自动装置的照相视图，其中第一组件啮合在旋转盘递送工具(左)中并被传送到右侧的接收装置。
[0034]图22是第一组件传送装置的第三示例的等距视图，该第一组件传送装置使用两个相互垂直定向的线性伺服电机来以XY笛卡尔坐标方式在平面内移动持有第一组件的平台。
[0035]图23是包括两个直线运动平台的装配装置的平面视图，其中每个直线运动平台均具有夹持器以用于在平面内传输组件。
[0036]图24是用于在旋转的工具平台和静止的工具安装结构之间传输电力或控制信号的滑环。
[0037]图25是用于处理组件的系统的示意图。
[0038]图26是示出了用于处理组件的方法的流程图。
[0039]图27是利用组件的异步供给来处理组件的系统的示意图。
[0040]图28是利用组件的同步供给来处理组件的系统的示意图。
[0041]图29是包括校验站的部件传输装置的示意图。
[0042]通过参考以下的详细描述，本发明进一步的细节及其优点将会变得显而易见。
【具体实施方式】
[0043]首先将描述现有技术的自动化装置和组件传送方法的限制，从而可以通过对照背景现有技术来理解本发明的优点。
[0044]图17是示例性现有技术的具有多个用于捕获组件3的窝2的转盘I的平面视图。每个窝2对应于一个安装到转盘I的装配工具。组件3以一个流的形式被径向送入，而每个组件3均被捕获在窝2中，以在圆周方向上被迅速地加速。运动的方向从径向到周向的改变迫使组件3经历迅速的加速。组件3的径向运动不是连续的，因为组件一直被保持在基本静止或驻留的位置，直至窝2到达为止，而组件3被迅速地移到窝2中，其经历迅速的径向加速而进入窝中并且一旦被捕获在窝2中就迅速径向减