專利名稱：零件傳遞和控制電路系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種裝置和控制電路，用于在一第一制造工序和一第二制造工序之間傳遞零件。
尤其是，本發(fā)明提供一種夾爪組件用于從一第一沖壓工序中抓取并分開(kāi)多個(gè)鏈節(jié)板用于將它們傳遞至一第二制造工序。鏈節(jié)板可以是位于從沖壓工序中被卸出的鏈節(jié)板所組成的連續(xù)前進(jìn)流水線上。夾爪組件被安裝在一具有柔性臂的機(jī)械手裝置的遠(yuǎn)端上，夾爪在柔性臂的端部可樞轉(zhuǎn)。該柔性臂裝置的近端被連接到一基座上且可繞該基座轉(zhuǎn)動(dòng)，該基座則可被連接到地板上或者被永久性地安裝住。幾個(gè)組件或操作，亦即夾爪組件、柔性臂、第一沖壓和第二沖壓，是具有多個(gè)按照一定的策略放置的傳感器的機(jī)械附件，這些傳感器被連接到一中央處理器(CPU)或計(jì)算機(jī)，或直接連接或經(jīng)一控制器，用于控制操作、傳感器和裝置。計(jì)算機(jī)被操作用于從任何傳感器和控制器接收信號(hào)并將控制信號(hào)根據(jù)被測(cè)的信號(hào)傳遞至控制器和操作部件。
用于制造過(guò)程的機(jī)械手裝置被用于不同的工業(yè)和技術(shù)。這種機(jī)械手裝置的專門(mén)用途包括汽車工業(yè)中計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)焊機(jī)，以及機(jī)械加工業(yè)中多軸鉆削裝置。其它已知的用途包括裝配和磨削工序。然而，所有這些對(duì)這種柔性臂或機(jī)械手裝置的應(yīng)用都要求用于專門(mén)自動(dòng)化任務(wù)的操作頭。機(jī)械手裝置的柔性臂提供大范圍的運(yùn)動(dòng)以及在三維位置陣列中的多個(gè)潛在遠(yuǎn)端位置。采用柔性臂使操作者遠(yuǎn)離靠近移動(dòng)的、旋轉(zhuǎn)的、沖壓的、沖孔的或焊接的操作的潛在危險(xiǎn)位置，且能提供一種手段來(lái)降低每道工序的工作小時(shí)數(shù)用于獲取經(jīng)濟(jì)上的利益。這種柔性臂裝置的例子有威斯康星州New Berlin地區(qū)的ABB柔性自動(dòng)化公司(ABB FlexibleAutomation Inc.)出產(chǎn)的不同類型裝置，其中如IRB2400等。1996年5月發(fā)行的小冊(cè)子“Maestro System 4 Product Line”對(duì)這些組件和裝置作了描述。
制造輥?zhàn)渔滄湽?jié)板和其它類型的鏈可涉及大量的機(jī)械操作。例如，輥?zhàn)渔溨圃觳捎枚鄠€(gè)高速?zèng)_床，這些沖床可包括順序的沖壓操作來(lái)產(chǎn)生鏈節(jié)板。其它工序可包括鉆床、鉚接設(shè)備、焊接、冷鍛和車削設(shè)備。這些機(jī)械工作的每一個(gè)都可以是一種高速的操作，它們對(duì)操作者來(lái)說(shuō)會(huì)產(chǎn)生潛在的危害。因此，已經(jīng)作出的不斷的努力來(lái)對(duì)制造實(shí)踐中的不同步驟或工序進(jìn)行自動(dòng)化以減少對(duì)工人的危害，同時(shí)也是為了加速處理的工作。如上所述，對(duì)制造過(guò)程中的重復(fù)步驟進(jìn)行自動(dòng)化可使操作者遠(yuǎn)離潛在危險(xiǎn)位置，例如，它可使操作者離開(kāi)沖壓操作。其它一些潛在的危險(xiǎn)操作包括鉆削和焊接操作。除了從制造工序的自動(dòng)化中獲得人身安全和健康的好處之外，還可通過(guò)采用機(jī)械來(lái)實(shí)施先前手工勞動(dòng)所作的重復(fù)性工作來(lái)獲取經(jīng)濟(jì)利益。
在制造工序之間自動(dòng)獲取并傳送較小零件要求技術(shù)、出色的工具、機(jī)床和傳送設(shè)備速度、以及工具的靈巧性。這些是必要的屬性，因?yàn)樾×慵圃斐３Ｊ谴笈康幕蚋咚俚牟僮?。工具必須是可靠且敏捷的用于處置零件，而操作技術(shù)則要求在實(shí)際所要求或約束的環(huán)境中用工具來(lái)獲取合適的零件。在用于輥?zhàn)渔湹逆湽?jié)板的情況下，每塊板長(zhǎng)小于1英寸，其壁厚小于1/4英寸。鏈節(jié)板被做成具有砂漏形狀，其結(jié)構(gòu)特性不能被大的機(jī)械裝置所抓取。因此，操作技術(shù)以及輔助的操作和傳送設(shè)備或工具便成為制造自動(dòng)化方程中的必要元素。
本發(fā)明提供一種自動(dòng)化零件操縱組件，它具有從一第一操作接收零件的工具、零件抓取工具、在兩操作間傳送零件的工具、接收被傳送零件用于饋送至一第二操作的工具、以及具有用于控制數(shù)個(gè)操作的信號(hào)傳感器和解析控制器的控制電路和用于連續(xù)制造工序的技術(shù)。零件傳送裝置包括一機(jī)械手裝置，它具有一空間可編程柔性臂用于在一個(gè)三維位置陣列中作運(yùn)動(dòng)。一夾爪組件被獨(dú)立地支承在柔性臂遠(yuǎn)端，可定位在整個(gè)被對(duì)準(zhǔn)的、直立的鏈節(jié)板上并能被執(zhí)行抓取多個(gè)鏈節(jié)板將它們傳送至另一位置。
在一專門(mén)用途中，輥?zhàn)渔?、鏈?jié)板坯料被形成在一連接操作的沖壓機(jī)上且被饋送至一卸料架，該卸料架具有零件導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿可被操作用來(lái)適合直立鏈節(jié)板的輪廓，該輪廓將鏈節(jié)板在卸料架上排成緊緊對(duì)齊的一列。夾爪組件被定位來(lái)抓取鏈節(jié)板。在夾爪尾部的零件清除器用于將被夾爪所抓住的緊密堆疊的鏈節(jié)板從卸料架上的鏈節(jié)板連續(xù)饋送線上分離下來(lái)。被爪住的鏈節(jié)板被保持排列在夾爪中且被送至一用于第二操作的管形送料器。該管形送料器接受鏈節(jié)板并將其保持成對(duì)齊的狀態(tài)，并調(diào)節(jié)夾爪組件用于將鏈節(jié)板放置在管形送料器中。
對(duì)鏈節(jié)板的抓取、傳送和饋入以及這些運(yùn)動(dòng)與制造設(shè)備和工序的同步的控制是由一由策略配置的傳感器、設(shè)備控制器和一計(jì)算機(jī)控制器CPU組成的整體網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)節(jié)的，該CPU被連接至數(shù)個(gè)傳感器和控制器來(lái)接收輸入信號(hào)并提供輸出控制信號(hào)。
在附圖中采用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表征相同元件，附圖中

圖1為例示性操作的示意圖，其輸入一輸出信號(hào)被接至CPU；圖2為一示例性機(jī)械手柔性臂裝置的正視圖，圖中畫(huà)出臂的垂直和水平行程范圍；圖3為圖2所示裝置的頂視圖，畫(huà)出了裝置行程的水平長(zhǎng)度和寬度范圍；圖3A為圖2和圖3所示機(jī)械手裝置的放大了的正視圖；圖4為一夾爪組件的斜視圖；圖5為圖4所示夾爪組件的背部的斜視圖，它包括零件清除器；圖6為一零件擒縱架和沖壓機(jī)排出架斜視圖；圖6A為一直立輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的正視圖；圖6B為圖6A的直立輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的一側(cè)視圖；圖7為第一工序用的零件送料裝置的一斜視圖。
圖1中大致地示意性地標(biāo)出一用于傳送小零件的組件40。組件40包括零件操縱和傳送機(jī)構(gòu)10、零件接收工具12和用于在加工或制造工序間傳送零件的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)14。在該示例中，沖壓機(jī)18、斜壓機(jī)20、以及沖孔機(jī)22被用線24、26和28各自連接至控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)14，并在機(jī)器18、20、22和系統(tǒng)14間接收并傳輸控制信號(hào)。線30、32、34和36連接零件和位置傳感器以及傳送機(jī)構(gòu)10到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)14用于在數(shù)個(gè)傳感器和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)14之間傳送被測(cè)的信號(hào)。圖2至圖7尤其示出用于機(jī)械傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板16的裝置和配置工具和控制裝置。圖6A和6B示出鏈節(jié)板16，它具有一帶捏腰144的砂漏形狀、外邊緣17、第一瓣146、第二瓣148、第一面147和第二面149。對(duì)鏈節(jié)板16的機(jī)械的和自動(dòng)的傳送是由圖4、5和7中所示的夾爪組件42來(lái)完成的。
一種機(jī)械手柔性臂裝置44的例子是ABB柔性自動(dòng)化公司生產(chǎn)的型號(hào)為IRB 2400/10的機(jī)構(gòu)。裝置44具有可伸展臂46和垂直部件47，該部件47在其近端50被可旋轉(zhuǎn)地安裝在基座48上。可伸展臂46在其近端45被可旋轉(zhuǎn)地連接至垂直部件47的遠(yuǎn)端49。臂46的運(yùn)動(dòng)范圍示于圖2和3中，這兩圖結(jié)合起來(lái)示出了臂46運(yùn)動(dòng)的一個(gè)三維位置陣列。柔性臂46的遠(yuǎn)端52可同時(shí)繞第一軸54和第二軸56旋轉(zhuǎn)。柔性臂46并不局限于直線的或平面的運(yùn)動(dòng)，它的廣闊的運(yùn)動(dòng)范圍提供了一個(gè)較廣的可利用位置陣列。
圖4和7中的機(jī)械手滑動(dòng)機(jī)構(gòu)90利用安裝板92和已知的固定手段如螺栓或焊接(圖中未示出)固定到柔性臂遠(yuǎn)端52和安裝塊53。機(jī)械手滑塊90的往復(fù)桿94從側(cè)壁96和98朝兩相反方向伸出，往復(fù)桿94是氣動(dòng)工作的且被耦合至工具裝置。這樣，一諸如圖4中的夾爪組件60那樣的工具組件便可被固定到滑塊90用于在柔性臂46的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)將遠(yuǎn)端52繞柔性臂46的第一軸54和柔性臂的第二軸56旋轉(zhuǎn)并定位。盡管桿94被表示為氣動(dòng)工作的，但需指出的是這僅僅是一個(gè)例子而不是限制，因?yàn)闂U94也可以是液壓驅(qū)動(dòng)的或電動(dòng)的。
機(jī)械手控制裝置180是可用已有的手段來(lái)加以編程的，它被連接至ABB柔性自動(dòng)化公司產(chǎn)的機(jī)械手臂裝置44上?？刂蒲b置180可通過(guò)編程來(lái)控制柔性臂46在上述有關(guān)圖2和3所示的位置的三維陣列中的位置或場(chǎng)所之間運(yùn)動(dòng)?；瑒?dòng)機(jī)構(gòu)90被用控制裝置180來(lái)激勵(lì)或停止亦即接上或脫開(kāi)，以在一伸展的或縮回的位置之間移動(dòng)往復(fù)桿94。圖1中的柔性臂裝置46包括在CPU14中或與之成一體的控制裝置180，該柔性臂裝置46通過(guò)線34連接至CPU14和控制裝置180來(lái)控制柔性臂46的運(yùn)動(dòng)。柔性臂46的移動(dòng)形式或路徑可被控制成在為圖2所示的繞基座48和裝置44的第三軸55轉(zhuǎn)動(dòng)得出的不規(guī)則形狀58所規(guī)定的空間中沿任何路徑移動(dòng)。
圖4、5和7中的夾爪組件60具有第一縱爪62和第二縱爪64，爪62和64總體平行于圖4中的縱軸66。第一爪62具有帶內(nèi)爪表面70的上表面67，而第二爪64具有帶內(nèi)爪表面72的上表面68，內(nèi)爪表面70和72優(yōu)選地被做成具有上斜面74和下斜面76的倒V形形狀。以下對(duì)V形內(nèi)爪表面70和72以及清除器片78和80的好處、功能和相互關(guān)系各作一介紹。
第一夾頭工具塊84和第二夾頭工具塊86各自被安裝在爪62和64的上表面67和68上。第一和第二工具塊84和86從上表面67和68垂直伸展，兩者間有間隙88。機(jī)械手滑動(dòng)機(jī)構(gòu)90位于間隙88中且被連接至工具塊84和86。機(jī)械手滑動(dòng)往復(fù)桿94從滑動(dòng)機(jī)構(gòu)側(cè)臂96和98伸出，它們各自被連接至工具塊84和86以將第一和第二爪62和64在一張開(kāi)的、或鏈節(jié)板脫開(kāi)的位置和一閉合的、或鏈節(jié)板抓住的位置間移動(dòng)。圖4、5和7示出該鏈節(jié)板嚙合位置，其中夾爪組件60抓住多個(gè)鏈節(jié)板16。具有固結(jié)于遠(yuǎn)端52的爪組件60的柔性臂46可伸展開(kāi)以將鏈節(jié)板16從一諸如第一壓機(jī)18的第一操作傳送至諸如第二壓機(jī)20或22那樣的第二操作，這些特定壓機(jī)的功能或操作僅作為例子而并非是一種限制。
如上所述，夾爪組件60的柔性臂46在操作之間傳送零件，且尤其是傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板16。然而，這種零件的傳送要求如下條件鏈節(jié)板16在壓機(jī)18上的對(duì)準(zhǔn)和可接近性；對(duì)爪組件60合適的定位以抓取鏈節(jié)板16；分開(kāi)相鄰鏈節(jié)板16而不中斷在第一壓機(jī)18上饋入和傳送鏈節(jié)板16的過(guò)程的裝置；在第二壓機(jī)20上接收并饋送鏈節(jié)板16的裝置；以及零件傳送組件40與數(shù)個(gè)操作的同步來(lái)提供連續(xù)的操作。
在本例中，鏈節(jié)板16起始在壓機(jī)18上以很高的速度被沖壓或沖切。壓機(jī)18為一連續(xù)和自動(dòng)的操作，它在壓機(jī)卸料端提供被沖切的輥?zhàn)渔滄湽?jié)板16的一連續(xù)流，該鏈節(jié)板16從壓機(jī)卸料端前進(jìn)，其外邊緣17排列成如圖6所示的一垂直的直立隊(duì)列形式。兩沖?？梢源?lián)形式工作來(lái)生產(chǎn)兩列鏈節(jié)板16以增加鏈節(jié)板16的生產(chǎn)量，見(jiàn)圖6。鏈節(jié)板坯料16被從一個(gè)壓機(jī)或數(shù)個(gè)壓機(jī)18連續(xù)送入，而在壓機(jī)18的鏈節(jié)板卸料端則要求有工具來(lái)為自動(dòng)傳送裝置恰當(dāng)?shù)貙⑴髁?6定位。在圖6中，鏈節(jié)板16被從壓機(jī)18沿卸出架100被連續(xù)地送入或移動(dòng)成鏈節(jié)板邊緣17朝上。由于在相鄰鏈節(jié)板16間的堆集的關(guān)系且由于在垂直排列的側(cè)壁102和104之間的傳遞軌道或槽106的原因，鏈節(jié)板16以這種側(cè)立、垂直的配置方式被保持在卸出架100上。
通過(guò)從壓機(jī)18連續(xù)卸出鏈節(jié)板16使鏈節(jié)板16沿卸出架100前進(jìn)至零件擒縱架100。擒縱架110具有上表面112，表面112具有縱向和平行的開(kāi)口114、116和118。軌道120縱向伸展在開(kāi)口114和116之間，其中弓形零件導(dǎo)桿122被配置在軌道120上且做成其輪廓與鏈節(jié)板邊緣17的捏腰輪廓144相匹配。具有第二零件導(dǎo)桿126的第二軌道124縱向伸展在開(kāi)口116和118之間且平行于第一軌道120以從第二壓機(jī)18和第二送料槽106接收坯料。第一和第二零件導(dǎo)桿122和124的每一個(gè)均與架100上的一軌道106對(duì)齊以接收前進(jìn)的鏈節(jié)板16列。
圖6中，多個(gè)邊緣17直立的緊密堆放的鏈節(jié)板16被分兩排提供在擒縱架110上。在該位置時(shí)，每排或每排的部分鏈節(jié)板16可被夾爪組件60所抓取來(lái)傳送至一送料器組件，如圖7中所示的管形送料器裝置130。管形送料器130被安裝在第二壓機(jī)20上用于將鏈節(jié)板送入第二壓機(jī)操作。送料器130具有帶零件通道134的安裝板132，該安裝板132可被固定到壓機(jī)20或22上，如圖1所示。運(yùn)料器130的第一管136和第二管138其形狀被加工成適合于鏈節(jié)板16的捏腰半徑。第一管136和第二管138被固定到安裝板132的上表面140，位于零件通道134的相對(duì)兩側(cè)上。管136和138從表面140成銳角向上伸展，該角位移為操縱夾爪組件60提供了交分空間以將鏈節(jié)板16傳送至送料器130。第一管136和第二管138之間的間隙142其寬度近似等于圖6A所示的鏈節(jié)板捏腰144的寬度。
如圖7所示，一組或一套筒的鏈節(jié)板16被抓取在夾爪組件60中并通過(guò)將該套筒的鏈節(jié)板16放置在第一管136和第二管138之間而被傳送至管送料器130。管136、138的截面直徑小于圖4所示的機(jī)械手滑動(dòng)機(jī)構(gòu)90和固定在爪62和64之間的鏈節(jié)板16間的分隔距離或間隙148。這樣，夾爪組件60能可靠地將整套鏈節(jié)板16傳送入管形送料器間隙142中。
如上所述，夾爪組件60，且尤其是與清除器片78和80合作的爪62和64可在擒縱架110上抓取一套筒的或多個(gè)鏈節(jié)板16。在此之后，夾爪組件60與機(jī)械手裝置44合作可將該套筒鏈節(jié)板16傳送至管形送料器槽142。這種鏈節(jié)板16的抓取和傳送在控制器180和CPU14的編程之后可不受手工干預(yù)地重復(fù)進(jìn)行。然而，抓取一套筒的鏈節(jié)板16要求相對(duì)于一排鏈節(jié)板16端部在每一零件導(dǎo)桿122和124上的位置信息。
沖切或沖壓操作一般采用潤(rùn)滑油，這些潤(rùn)滑油粘附在由這些操作所生產(chǎn)的零件上。在本例中相鄰鏈節(jié)板16上的和它們之間的油的表面張力以及鏈節(jié)板沿擒縱架110的運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)向前或向后方向上的疊加在相鄰鏈節(jié)板16上的粘附物使鏈節(jié)板16不能被容易地分開(kāi)。這種粘附可造成在任何一個(gè)零件導(dǎo)桿122和124上的整排鏈節(jié)板16的中斷。因此要求夾爪組件60提供敏感裝置來(lái)定位爪62和64以抓取一套筒的鏈節(jié)板16。同樣，被抓取的鏈節(jié)板16組必須完全脫開(kāi)架110上的其余鏈節(jié)板16而不干擾鏈節(jié)板16沿架110的順利流動(dòng)和移動(dòng)。夾爪組件60所要求的這種屬性是由V形內(nèi)爪表面70和72外加清除器板78和80以及控制器180來(lái)提供的。
尤其是，控制器180將夾爪組件60定位在高出擒縱架110表面之上1/6～1/8英寸的地方且位于桿122或124之上的數(shù)排鏈節(jié)板16中的一排之上。后傳感器組件190在桿193上有傳感器192和在桿195上有傳感器194，而桿193和195各自固定到爪62和64上，從而檢測(cè)鏈節(jié)板16是否位于夾爪組件60的近旁。
夾爪組件60的前端67上的前傳感器組件170具有第一傳感器172和第二傳感器174，分別安裝在第一爪62和第二爪64上來(lái)檢測(cè)在擒縱架110上的前導(dǎo)鏈節(jié)板16或鏈節(jié)板位置，擒縱架110提供一整套筒的鏈節(jié)板16給夾爪組件60。如上所述，張開(kāi)的爪62和64最初位置在擒縱架110上一鏈節(jié)板零件堆的兩側(cè)稍稍高于架110的上表面112。該位置允許閉合爪62和64以在爪62和64的長(zhǎng)度范圍內(nèi)抓取一堆鏈節(jié)板的瓣146和148。夾爪組件60然后可將鏈節(jié)板16從架110抓取并上舉到爪62、64中。與此同時(shí)，清除器板78和80在爪62和64的后部從所抓取的鏈節(jié)板16很干凈地將零件堆或最后一塊鏈節(jié)板16分開(kāi)，而不影響架110上其余的鏈節(jié)板16。亦即架110上爪62和64后部的前導(dǎo)鏈節(jié)板16被保持在架110上而同時(shí)都允許爪62和64抓取多個(gè)或一套筒的鏈節(jié)板16。
清除器板78、80的優(yōu)選實(shí)施例使用彈簧鋼，然而也可使用代用材料，如塑料、尼龍。其它彈性體材料或替代金屬材料。零件分離是由接觸或抓取爪后側(cè)82之前的最后或最遠(yuǎn)的鏈節(jié)板16的至少10％的壁厚來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一個(gè)鏈節(jié)板16的厚度的90％的距離是被從爪后側(cè)82保持到清除器板78和80的前端79。在架110上的運(yùn)動(dòng)鏈節(jié)板16堆的相鄰鏈節(jié)板16間精確的分離位置或點(diǎn)是一個(gè)常變量。當(dāng)每排鏈節(jié)板16連續(xù)前進(jìn)時(shí)，機(jī)械手臂44將爪62和64移進(jìn)位置來(lái)抓取架110上的多個(gè)鏈節(jié)板16。在該交互式環(huán)境中，被抓取在爪62和64間的多個(gè)鏈節(jié)板16的最后一個(gè)鏈節(jié)板300在當(dāng)爪62和64捕獲至少10％的鏈節(jié)板寬或厚時(shí)占先被清除器78和80從被抓取的鏈節(jié)板堆上分離下來(lái)。
本系統(tǒng)的自動(dòng)狀態(tài)要求有控制系統(tǒng)14來(lái)控制上述數(shù)個(gè)裝置，同時(shí)也提供對(duì)數(shù)個(gè)運(yùn)動(dòng)的和操作的元件的同步操作。數(shù)個(gè)傳送和制造元件的每一個(gè)要求一傳感裝置和一控制裝置或控制手段。如圖1所示那樣，控制信號(hào)和敏感的信號(hào)經(jīng)控制系統(tǒng)或CPU以及至少元件10、18、20和22之間的數(shù)據(jù)線被傳遞。圖1中，控制信號(hào)被在CPU 14和沖壓機(jī)18間傳遞，該控制信號(hào)響應(yīng)一位置信號(hào)，該位置信號(hào)被從零件擒縱架110的架前端162處的傳感器裝置160所傳送出。裝置160比如可以是一光電管或激光傳感器，它們帶有一發(fā)送器或傳送裝置164和一接收裝置166。一用來(lái)中斷裝置164和166間信號(hào)的鏈節(jié)板16將一信號(hào)經(jīng)線30傳送到CPU14，該信號(hào)指示出一滿架110且誘發(fā)來(lái)自CPU14的一控制信號(hào)來(lái)將一信號(hào)經(jīng)線24傳送至壓機(jī)18來(lái)脫開(kāi)或暫停。控制壓機(jī)18的專門(mén)裝置可以是一FEMA閥；一螺線管閥或其它已有技術(shù)已知的傳感器或開(kāi)關(guān)裝置，它們可中斷電源或脫開(kāi)壓力機(jī)的操作。專門(mén)類型的傳感器元件不屬本發(fā)明的范圍。
類似地，送料器120也有帶發(fā)送器202和接收器204的傳感器組件200，發(fā)送器202和接收器204各自安裝在管136和138上。傳感器202和204經(jīng)線36被連接至CPU14來(lái)傳輸一信號(hào)指出在送料器槽142中鏈節(jié)板16的一低電平。一低電平、發(fā)送至壓機(jī)20的鏈節(jié)板信號(hào)誘發(fā)壓機(jī)脫開(kāi)操作或暫停用于接收在槽142中對(duì)鏈節(jié)板16的新供應(yīng)。CPU14接收被敏感的信號(hào)并將控制信號(hào)傳送至壓機(jī)20或22且也送至柔性臂裝置10來(lái)根據(jù)這些信號(hào)將零件傳送至壓機(jī)20或22。
機(jī)械手臂裝置44的控制器180柔性臂46和夾爪組件60的運(yùn)動(dòng)和位置。CPU14內(nèi)連或外連至控制器180，該CPU14從各自安裝在第一壓機(jī)18、管形送料器12和夾爪組件60上的傳感器組件160、200、190和170接收信號(hào)。此外，來(lái)自機(jī)械手裝置44的運(yùn)動(dòng)和位置信號(hào)經(jīng)線32被CPU14和控制器180所接收和發(fā)送。這些信號(hào)提供對(duì)裝置44和夾爪組件60的位置控制用于在第一壓機(jī)18上抓取鏈節(jié)板16并將被抓取的鏈節(jié)板16傳送或釋放給第二壓機(jī)20，且尤其是給送料器裝置130。
操作中，零件傳送系統(tǒng)40在制造工序間傳送鏈節(jié)板16。CPU14從傳感器組件160、170、190和200敏感信號(hào)并從內(nèi)部來(lái)分析信號(hào)，如通過(guò)一比較器與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較或經(jīng)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)電路，或采用其它已知的解析方式。在響應(yīng)被敏感信號(hào)時(shí)，CPU14將控制信號(hào)傳至數(shù)個(gè)裝置來(lái)控制對(duì)第一壓機(jī)18上沖壓操作的執(zhí)行、機(jī)械手裝置44及柔性臂46以及夾爪組件60的運(yùn)動(dòng)、管形送料器裝置130、以及第二壓機(jī)20或22。數(shù)個(gè)相互獨(dú)立的操作便被同步化來(lái)饋入或保持一穩(wěn)定的鏈節(jié)板16流到擒縱架110，來(lái)從架110快速抓取多個(gè)或整套筒的鏈節(jié)板16，來(lái)將具有鏈節(jié)板16的柔性臂46和夾爪組件60移動(dòng)至管形送料器120用于給第二操作20或22送料、以及與第二操作20或22同步地保持對(duì)操作18的執(zhí)行。使用傳送系統(tǒng)40能使操作者遠(yuǎn)離高速壓機(jī)工作的空間，這樣消除了對(duì)人身潛在的安全危險(xiǎn)。
盡管根據(jù)某些專門(mén)的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了敘述，應(yīng)理解的是這只是舉出了某些例子而并非給出了限制，所附的權(quán)利要求范圍應(yīng)盡量如已有技術(shù)所允許的那樣來(lái)廣泛加以解釋。
權(quán)利要求
1.一種用于在至少一第一位置和一第二位置間傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的零件傳送組件，所述組件包括一柔性傳送臂，它工作在一個(gè)三維位置陣列中，該傳送臂具有一帶一轉(zhuǎn)軸的基座、一遠(yuǎn)端和一近端；一夾爪裝置，它安裝在上述柔性臂遠(yuǎn)端，上述夾爪裝置可工作來(lái)抓取多個(gè)輥?zhàn)渔滄湽?jié)板；多個(gè)傳感器；連接裝置；一控制和傳感系統(tǒng)，上述連接裝置將上述控制系統(tǒng)連接至上述多個(gè)傳感器，上述控制和傳感系統(tǒng)可操作來(lái)從上述多個(gè)傳感器接收敏感的信號(hào)，且將一控制信號(hào)傳輸至上述柔性傳送臂和上述夾爪裝置來(lái)在上述第一位置上抓取上述輥?zhàn)渔滄湽?jié)板并將上述鏈節(jié)板傳送至位于上述三維陣列中的上述第二位置。
2.如權(quán)利要求1所述的用于在一第一位置和一第二位置間傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的零件傳送組件，其特征在于上述組件可在一用于沖壓上述輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的模壓機(jī)和一用于上述鏈節(jié)板的沖孔機(jī)之間工作。
3.如權(quán)利要求1所述的傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的零件傳送組件，其特征在于上述夾爪裝置具有一帶第一垂直軸的參考位置，一第二水平軸垂直于上述第一軸；且一第三縱向軸橫向垂直于上述水平軸并垂直于上述第一軸，上述第二軸和上述第三軸一起規(guī)定了一水平面，一第一夾爪和一第二夾爪，每個(gè)上述第一夾爪和第二夾爪具有一內(nèi)邊緣；一外邊緣、一頂側(cè)、一底側(cè)、一前端和一后端，上述第一夾爪和上述第二夾爪位于上述水平面上且平行于上述水平面中位于一參考位置的上述縱向軸，一滑動(dòng)組件具有一連接到上述第一夾爪上表面的第一安裝塊，一連接到上述第二夾爪上表面的第二安裝塊，以及一安裝在上述第一和第二安裝塊之間的機(jī)械手滑動(dòng)件，上述機(jī)械手滑動(dòng)件連接到上述第一安裝塊和上述第二安裝塊，一第一零件清除器和一第二零件清除器，上述第一和第二清除器的一個(gè)安裝在上述第一夾爪的上述后部且上述第一和第二零件清除器的另一個(gè)被安裝在上述第二夾爪的上述后部，上述機(jī)械手滑動(dòng)件可用來(lái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)橫向垂直于上述縱軸的上述第一和第二夾爪來(lái)抓取多個(gè)上述鏈節(jié)板，上述第一和第二零件清除器用來(lái)將上述被抓取的多個(gè)鏈節(jié)板從位于上述第一和第二夾爪外部的鏈節(jié)板中分隔開(kāi)。
4.如權(quán)利要求3所述的用于傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的零件傳送組件，其特征在于上述夾爪裝置還包括位于上述第一和第二夾爪的上述前端和上述后端的傳感裝置來(lái)敏感位于上述第一夾爪內(nèi)邊緣和上述第二夾爪內(nèi)邊緣之間的上述鏈節(jié)板。
5.如權(quán)利要求4所述的用于傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的零件傳送組件，其特征在于每個(gè)上述第一和第二夾爪還包括在每一上述第一和第二夾爪內(nèi)邊緣上的凹陷，上述凹陷縱向伸展在上述后和前端之間，上述鏈節(jié)板具有一帶一周邊的平面圖通常為砂漏的形狀、一第一橢圓端和一第二橢圓端以及位于兩者間的一頸部，上述凹陷用于捕獲上述第一橢圓端和上述第二橢圓端來(lái)抓取上述鏈節(jié)板。
6.如權(quán)利要求2所述的用于傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的零件傳送組件，其特征在于，上述組件還包括位于上述沖壓機(jī)近旁的一零件擒縱架，上述擒縱架具有一平的上表面和至少一長(zhǎng)導(dǎo)桿，該長(zhǎng)導(dǎo)桿安裝在且突出在上述平的表面之上，上述鏈節(jié)板具有一平面圖通常為砂漏的形狀，它具有一第一橢圓端、一第二橢圓端、一位于兩者間的頸部、一板厚、以及一板邊緣，上述導(dǎo)桿可座在上述鏈節(jié)板頸部來(lái)將多個(gè)上述鏈節(jié)板保持在上述邊緣上以被上述夾爪所抓取。
7.如權(quán)利要求2所述的用于傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的零件傳送組件，其特征在于上述組件還包括將上述機(jī)械手滑動(dòng)件連接到位于上述遠(yuǎn)端的上述柔性臂的裝置，上述機(jī)械手滑動(dòng)件可繞上述連接裝置上的上述遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求6所述的用于傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的零件傳送組件，其特征在于上述傳送組件還包括一在上述第二位置上的送料器組件，上述送料器組件具有一基板及通過(guò)該基板的一通道、一第一總體垂直的管和大致平行于上述第一管的一第二總體垂直的管，上述第一和第二管一起規(guī)定了兩者間的一通道用于接收上述鏈節(jié)板頸部來(lái)定位上述鏈節(jié)板用于將上述多個(gè)鏈節(jié)板從上述夾爪裝置垂直傳送至上述送料器組件通道以將其傳送至上述第二位置和上述沖孔機(jī)。
9.用于在至少一第一壓機(jī)和一第二壓機(jī)間傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的一零件傳送組件用的控制裝置，-零件操縱架，連接到上述第一壓機(jī)，上述操縱架可用來(lái)從上述第一壓機(jī)接收并保留鏈節(jié)板，-送料裝置，連接至上述第二壓機(jī)，上述送料裝置可用來(lái)接收并保留多個(gè)上述鏈節(jié)板來(lái)將其傳送至上述第二壓機(jī)，上述零件傳送組件具有一柔性臂機(jī)械手裝置，它具有一鏈節(jié)板夾爪裝置，該裝置可用來(lái)在上述第一壓機(jī)和上述第二壓機(jī)間抓取并移動(dòng)多個(gè)輥?zhàn)渔滄湽?jié)板，上述控制裝置可用來(lái)同步控制上述第一壓機(jī)、上述第二壓機(jī)以及上述零件傳送組件用于在至少上述第一壓機(jī)和上述第二壓機(jī)間傳送上述鏈節(jié)板，上述控制裝置包括-用于上述第一壓機(jī)的第一控制器；-用于上述第二壓機(jī)的第二控制器；-用于上述柔性臂和上述夾爪的第三控制器；多個(gè)傳感器；連接裝置；上述控制器裝置具有一信號(hào)處理裝置用于接收信號(hào)并傳送控制信號(hào)；上述連接裝置用于將上述信號(hào)處理裝置連接至上述傳感器、上述第一控制器、上述第二控制器以及上述柔性臂；上述信號(hào)處理裝置用于從上述傳感器接收信號(hào)并根據(jù)來(lái)自上述傳感器的上述信號(hào)提供電控信號(hào)給上述第一控制器、上述第二控制器以及上述第三控制器以控制上述零件傳送組件來(lái)從上述第一壓機(jī)和零件操縱架接收并傳送上述鏈節(jié)板到上述送料裝置來(lái)維持上述第一壓機(jī)和上述第二壓機(jī)的連續(xù)自動(dòng)操作。
10.如權(quán)利要求9所述的用于傳送鏈節(jié)板的一零件傳送組件用的控制裝置，其特征在于上述夾爪裝置具有一機(jī)械手滑動(dòng)件、一第一夾爪、一第二夾爪，每一上述第一和第二夾爪具有一前端、一后端和一內(nèi)邊緣，上述第一臂和上述第二臂總體平行，上述的內(nèi)邊緣面對(duì)面排列，一位于上述第一和第二爪后端的第一傳感器，一位于上述第一和第二爪前端的第二傳感器，位于上述第一爪和上述第二爪上的安裝裝置，上述機(jī)械手滑動(dòng)件連接在上述第一爪和第二爪上的上述安裝裝置之間，該機(jī)械手滑動(dòng)件在一張開(kāi)位置和一夾住位置之間移動(dòng)上述第一爪和上述第二爪，上述機(jī)械手柔性臂裝置具有一基座和一帶一遠(yuǎn)端和一近端的柔性臂，上述近端可旋轉(zhuǎn)地連接到上述基座，上述柔性臂在上述近端繞上述基座轉(zhuǎn)動(dòng)，上述機(jī)械手滑動(dòng)件安裝到上述柔性臂遠(yuǎn)端且可繞其運(yùn)動(dòng)，上述連接裝置將上述柔性臂裝置、上述機(jī)械手滑動(dòng)件、上述第一傳感器和上述第二傳感器連接到上述信號(hào)處理裝置用于傳送來(lái)自上述第一和第二傳感器的被敏感的信號(hào)，該信號(hào)處理裝置根據(jù)上述被敏感的信號(hào)提供控制信號(hào)給上述第三控制器用于上述機(jī)械手滑動(dòng)件和上述柔性臂裝置來(lái)抓取上述鏈節(jié)板并將被抓取的鏈節(jié)板傳送到位于上述第二壓機(jī)上的上述送料裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的用于傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的一零件傳送組件用的控制裝置，其特征在于上述零件操縱架具有一上表面、一接近上述第一壓機(jī)的第一端、一與上述第一壓機(jī)有距離的第二架端部、以及在上述架上的至少一個(gè)零件導(dǎo)桿，一位于上述第二架端部上的第三傳感器，上述連接裝置將上述第三傳感器連接到上述信號(hào)處理裝置來(lái)傳送一敏感到的信號(hào)告知在上述第二架端部存在有一鏈節(jié)板，上述信號(hào)處理裝置用于根據(jù)來(lái)自上述第三傳感器的一信號(hào)將一控制信號(hào)傳送至上述第一控制器來(lái)接上或脫開(kāi)上述第一壓機(jī)。
12.如權(quán)利要求10所述的用于傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的一零件傳送組件用的控制裝置，其特征在于位于上述第二壓機(jī)上的上述送料裝置具有一帶一上表面的安裝板、一穿過(guò)該安裝板的送料通道，一第一管和一第二管，它們固結(jié)到上述上表面上并從該上表面垂直伸出，上述第一和第二管具有一上端和一下端，該下端連接到上述安裝板，上述第一和第二管一起規(guī)定了一送料槽來(lái)接收來(lái)自上述第一和第二夾爪的上述鏈節(jié)板，一第四傳感器，安裝在上述第一和第二桿上，靠近上述安裝板表面且垂直方向與上述安裝板表面有一定距離，上述第四傳感器被上述鏈接裝置連接至上述信號(hào)處理裝置，上述第四傳感器用于敏感上述鏈節(jié)板在上述槽中的存在用于將其傳送至上述第二壓機(jī)且將上述敏感到的信號(hào)傳送至上述信號(hào)處理裝置；且上述信號(hào)處理裝置用上述連接裝置連接至上述第二控制器且可用于將一控制信號(hào)傳送至上述第二控制器來(lái)根據(jù)上述第四傳感器信號(hào)接上或脫開(kāi)上述第二壓機(jī)。
13.如權(quán)利要求10所述的用于傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的一零件傳送組件用的控制裝置，其特征在于上述柔性臂機(jī)械手裝置具有一集成的運(yùn)動(dòng)傳感器來(lái)指示上述柔性臂位置及運(yùn)動(dòng)，上述連接裝置將上述運(yùn)動(dòng)傳感器連接至上述第三控制器，上述信號(hào)處理裝置連接至上述控制器來(lái)提供信號(hào)給上述機(jī)械手裝置以控制上述柔性臂的上述運(yùn)動(dòng)和位置。
14.一種夾爪裝置，用于從一水平列的鏈節(jié)板中抓取多個(gè)輥?zhàn)渔滄湽?jié)板，上述夾爪裝置包括一第一夾爪和一第二夾爪上述第一夾爪具有一第一內(nèi)邊緣、一第一外邊緣、一上表面、一下表面、一前端和一后端，上述第二夾爪具有一第二內(nèi)邊緣，一第二外邊緣、一上表面、一下表面、一前端和一后端，上述第一和第二內(nèi)邊緣被對(duì)齊且平行，上述第一內(nèi)邊緣具有一第一輪廓，上述第二內(nèi)邊緣具有一第二輪廓，上述第一和第二輪廓是上述第一和第二輪廓中的另一個(gè)的一鏡像；-滑動(dòng)件組件安裝在上述第一和第二上表面上且用于在一張開(kāi)位置和一閉合位置間移動(dòng)上述第一爪和上述第二爪，-零件清除器組件被連接到上述第一和第二后端，-控制系統(tǒng)，連接裝置，上述連接裝置將上述滑動(dòng)件組件連接到上述控制系統(tǒng)，上述控制系統(tǒng)用來(lái)執(zhí)行致動(dòng)上述滑動(dòng)件組件以在一第一閉合位置間移動(dòng)上述第一爪和上述第二爪來(lái)抓取多個(gè)鏈節(jié)板，上述清除器組件用于消除與上述閉合的第一和第二爪外部的鏈節(jié)板的接觸并保持對(duì)上述水平列的未抓取鏈節(jié)板的對(duì)齊。
15.如權(quán)利要求14所述的夾爪裝置，其特征在于上述清除器組件具有一第一清除器和一第二清除器；固定裝置；上述第一和第二清除器的一個(gè)由上述固定裝置安裝在上述第一和第二爪之一的上述后端上，且朝向上述第一和第二爪的另一個(gè)伸展，上述第一和第二清除器的另一個(gè)被上述固定裝置，安裝在上述第一和第二爪的另一個(gè)的上述后端上且朝著上述第一和第二爪的另一個(gè)伸展，上述清除器在上述第一和第二爪后端之前接觸排成上述水平列的上述鏈節(jié)板來(lái)將上述第一和第二爪中的上述鏈節(jié)板與上述水平列的上述鏈節(jié)板脫開(kāi)。
16.如權(quán)利要求15所述的夾爪裝置，其特征在于上述第一和第二清除器由一種金屬、塑料、尼龍和其它彈性體材料之中的一種組成。
17.如權(quán)利要求16所述的夾爪裝置，其特征在于上述金屬為彈簧鋼。
18.如權(quán)利要求14所述的夾爪裝置，其特征在于，它還包括有固定裝置；上述滑動(dòng)件組件具有一第一安裝塊，它被上述固定裝置固定到上述第一和第二上表面之一上，-第二安裝塊被固定到上述第一和第二上表面的另一個(gè)上，-機(jī)械手滑動(dòng)件被安裝在上述第一和第二安裝塊之間，上述機(jī)械手滑動(dòng)件具有執(zhí)行裝置和第二連接裝置，上述第二連接裝置從上述執(zhí)行裝置伸出且連接至上述第一安裝塊和上述第二安裝塊，上述控制系統(tǒng)被連接至上述執(zhí)行裝置，上述第二連接裝置在一張開(kāi)位置和一閉合位置之間可被上述執(zhí)行裝置所伸展開(kāi)來(lái)在一張開(kāi)位置和一閉合位置間移動(dòng)上述第一和第二安裝塊以及夾爪。
19.如權(quán)利要求18所述的夾爪裝置，其特征在于上述執(zhí)行裝置是液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)裝置中的一種，被連接到上述第二連接裝置。
20.如權(quán)利要求14所述的夾爪裝置，其特征在于上述第一和第二爪在其內(nèi)邊緣上的輪廓是凹的和V形的。
全文摘要
一種用于在一高速制造過(guò)程的工序間傳送輥?zhàn)渔滄湽?jié)板的組件包括快速、可重復(fù)和可靠的傳送裝置;用于抓取該鏈節(jié)板而不干擾鏈節(jié)板從完成的操作前進(jìn)的工具,該抓取工具可與傳送裝置一起操作;用于接收被傳送鏈節(jié)板的零件饋送組件;以及帶一中央處理器(CPU)和多個(gè)傳感器的一控制系統(tǒng),這些傳感器被連接在傳送裝置、抓取工具、送料器組件、制造設(shè)備以及CPU之間用于將控制信號(hào)傳送給CPU且用于同步控制數(shù)個(gè)制造操作和傳送組件。
文檔編號(hào)B25J15/02GK1249984SQ9910667
公開(kāi)日2000年4月12日 申請(qǐng)日期1999年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月2日
發(fā)明者小維克托·V·福爾拉特, 威廉·E·博爾頓 申請(qǐng)人:阿姆斯泰德工業(yè)公司