用于饋送元件的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種元件饋送器（10)包括用于從散料儲(chǔ)存器中提升一組元件（30)的提升器（50)，以及與提升器（50)相鄰的用于接收該組元件（30)的拾取表面（100)。散布器（80)推動(dòng)該組元件（30)，以便從提升器（50)將該組元件（30)散布在拾取表面（100)上。豎向提升器（50)和與提升器（50)相鄰的單獨(dú)的拾取表面（100)的結(jié)合使得散料儲(chǔ)存器能夠定位在拾取表面（100)的正下方。拾取表面（100)的面積比元件饋送器（10)的總占地面積更大。
【專利說明】用于饋送元件的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從散料儲(chǔ)存器中饋送元件的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]從雜亂的散料儲(chǔ)存器中饋送單獨(dú)的元件是自動(dòng)化工業(yè)系統(tǒng)中的普遍任務(wù)。在不同實(shí)施例中使用許多不同原理的饋送裝置對(duì)于特定饋送任務(wù)來說是已知的。一種普通類型的元件饋送器是振動(dòng)碗狀饋送器，其利用振動(dòng)運(yùn)動(dòng)來使元件向前移動(dòng)、定向和分類。對(duì)于振動(dòng)碗狀饋送器和很多其它類型饋送器而言典型的是，它們都需要針對(duì)特定元件進(jìn)行定制。在饋送器的出口處，元件被布置在限定好的位置和定向，以便進(jìn)一步處理。使用旋轉(zhuǎn)盤來使元件前進(jìn)而穿過定向過濾器的饋送器公開在W089/02865中。根據(jù)W089/02865的饋送器進(jìn)一步公開了用于從散料儲(chǔ)存器中選擇一定數(shù)量的元件的提升器。提升器的上表面傾斜，使得重力使元件在旋轉(zhuǎn)盤上滑動(dòng)。
[0003]存在柔性饋送器，其不限于某種元件，而是可以處理各種不同的元件。這些饋送器典型地使用用于識(shí)別元件的視覺系統(tǒng)，以及用于拾取識(shí)別的元件的機(jī)器人。一種這樣的柔性饋送器可從US5687831中獲知，其中使用一套輸送器來適當(dāng)?shù)貙⒃⒉荚谑叭”砻嫔?，其中，在視覺系統(tǒng)識(shí)別后，夾子可將元件拾取起來。根據(jù)US5687831的饋送器是復(fù)雜的，尤其是因?yàn)樾枰囟ǖ膫鬏斊骷硎故Ｓ嗟脑祷氐缴⒘蟽?chǔ)存器中。另外，由于散料儲(chǔ)存器需要相對(duì)于拾取表面被水平地移位，因此拾取表面的面積比饋送器的總的占地面積小。
[0004]US7028829對(duì)于類似的問題提供了類似的解決方案。
[0005]DE10126188公開了另一種柔性饋送器，其利用了提升器從散料儲(chǔ)存器中選擇一定數(shù)量元件。元件支托在其上的提升器平臺(tái)然后振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，以便散布元件，使得它們可以很容易地被視覺系統(tǒng)識(shí)別，并且被操縱器拾取。提升器平臺(tái)的面積需要比饋送器的總的占地面積小，并且因此拾取表面的面積也小。為了良好地散布元件，它們中的很多需要返回到散料儲(chǔ)存器中，這導(dǎo)致要饋送的元件的不合需要的磨損。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的柔性饋送器，其減輕了現(xiàn)有技術(shù)中已知的柔性饋送器的缺點(diǎn)，即大的占地面積和待饋送的元件的磨損。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種改進(jìn)的饋送元件的方法。
[0008]這些目的通過根據(jù)所附權(quán)利要求1的裝置和根據(jù)所附權(quán)利要求7的方法實(shí)現(xiàn)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種元件饋送器，其包括用于從散料儲(chǔ)存器中提升一組元件的提升器，以及與提升器相鄰的用于接收該組元件的拾取表面。元件饋送器包括散布器，散布器構(gòu)造成推動(dòng)該組元件，以便從提升器將該組元件散布在拾取表面上。
[0010]豎向提升器和與提升器相鄰的單獨(dú)的拾取表面的結(jié)合使得散料儲(chǔ)存器能夠直接定位在拾取表面的下面。因此，拾取表面的面積相對(duì)于元件饋送器的總的占地面積變得更大。所有被提升的元件能夠被散布，而它們中的任何一個(gè)都不會(huì)返回散料儲(chǔ)存器中，并且可簡單通過縮回或傾斜拾取表面使剩余的元件返回散料儲(chǔ)存器中。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，元件饋送器進(jìn)一步包括縮回器件，用于縮回拾取表面，并使拾取表面上的剩余元件返回散料儲(chǔ)存器中?？煽s回的拾取表面提供了用于將保留在拾取表面上的元件返回到散料儲(chǔ)存器中的簡單手段。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，縮回器件包括用于卷起拾取表面的絞盤。絞盤提供用于縮回拾取表面的簡單手段。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提升器包括用于支撐該組元件的提升器平臺(tái)，并且元件饋送器進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)提升器平臺(tái)的面積的提升器調(diào)節(jié)器?？烧{(diào)節(jié)的提升器平臺(tái)的面積使得能夠?qū)τ诓煌某叽?，獲得適當(dāng)數(shù)量的良好地散布的元件。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，元件饋送器進(jìn)一步包括振動(dòng)器件，以使拾取表面振動(dòng)，并且使該組元件重新定向。振動(dòng)拾取表面進(jìn)一步有助于元件的散布。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種元件饋送系統(tǒng)，其包括兩個(gè)根據(jù)在前文描述的任一個(gè)實(shí)施例的元件饋送器，其中單個(gè)攝像頭被構(gòu)造成用于監(jiān)測兩個(gè)拾取表面。通過這種措施，在與元件饋送器一起使用的視覺系統(tǒng)上的費(fèi)用減少到最少。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種用于饋送元件的方法，所述方法包括以下步驟:借助于提升器從散料儲(chǔ)存器中提升一組元件；以及推動(dòng)該組元件，以便從提升器將該組元件散布在與提升器相鄰的拾取表面上。
[0017]提升和在單獨(dú)的拾取表面上的散布的結(jié)合使得所有被提升的元件能夠被良好地散布，而它們中的任何一個(gè)都不會(huì)返回散料儲(chǔ)存器中。
[0018]所述方法的另外的有利實(shí)施例為從屬權(quán)利要求8-10的主題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]參考附圖，本發(fā)明將得到更詳細(xì)的闡述，其中
[0020]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的元件饋送器的立體圖，
[0021]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的元件饋送器的截面圖，
[0022]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的元件饋送器的工作循環(huán)，
[0023]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的元件饋送器的清空，以及
[0024]圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的元件饋送系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0025]參考圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的元件饋送器10的一個(gè)實(shí)施例包括用于接收待饋送的元件30的散料儲(chǔ)存器的三角形料斗20。料斗20的側(cè)壁40為透明的。在料斗20的后部，提供有沿豎向動(dòng)作的提升器50，其具有水平提升器平臺(tái)60，以支撐元件30。提升器50通過安裝于提升器平臺(tái)60的下部的第一氣動(dòng)活塞70操作。在元件饋送器10的后上部拐角中，提供了呈推板80形式的水平地動(dòng)作的散布器，其由第二氣動(dòng)活塞90驅(qū)動(dòng)?？墒栈氐氖叭”砻?00在圖1所示的展開狀態(tài)中完全覆蓋散料儲(chǔ)存器。在圖2所示的卷起狀態(tài)中，拾取表面100卷繞在元件饋送器10的前上部區(qū)域中的拾取表面隔室120中的彈簧驅(qū)動(dòng)的絞盤110周圍而進(jìn)行存儲(chǔ)。展開由第三氣動(dòng)活塞130實(shí)現(xiàn)，其運(yùn)動(dòng)由繞過滑輪150的柔性繩140傳遞。在卷起和展開過程中，拾取表面100在設(shè)置在料斗20的側(cè)壁40中的凹槽160中滑動(dòng)。
[0026]在三角形料斗20的傾斜表面中，存在手動(dòng)開關(guān)的滑動(dòng)門170?；瑒?dòng)門170打開和關(guān)閉通到斜道180的清空孔口，當(dāng)清空料斗20時(shí)，斜道180引導(dǎo)流出的元件30。在斜道180下部的隔室中，設(shè)置有電磁閥190、控制電子器件殼體200和一排流量控制閥210。在元件饋送器10的后下部區(qū)域中，提供有電連接件220和氣動(dòng)連接件230。
[0027]現(xiàn)在參考附圖2即細(xì)節(jié)“E”來描述拾取表面100的結(jié)構(gòu)。拾取表面100為白色，以便為視覺系統(tǒng)提供良好的對(duì)比，并設(shè)置有由短的、稠密地填塞的豎向定向的纖維構(gòu)成的植絨覆層240。這樣的目的是通過減弱滾動(dòng)和跳動(dòng)運(yùn)動(dòng)來減少部件穩(wěn)定下來所花費(fèi)的時(shí)間。在拾取表面100的下側(cè)，粘結(jié)有半圓形截面的橫向梁250。這些梁250可由碳纖維或另一種剛性材料構(gòu)成，并且用于在拾取表面的寬度上加強(qiáng)拾取表面，以便阻止部件的重量使拾取表面向內(nèi)突出。在相鄰的梁之間留有小間隙260，以便提供卷起或展開所需要的柔性。
[0028]參考圖3a_3i對(duì)元件饋送器10的操作進(jìn)行說明。在根據(jù)圖3a的起始位置，所有的活塞70、90、130處于完全抽出位置。元件30從上面通過料斗20的頂部處的填充孔口引入。當(dāng)從元件饋送器10服務(wù)的機(jī)器人接到命令時(shí)，動(dòng)作序列如下:在根據(jù)圖3b的步驟I中，提升器50下拉至其最低位置，并且同時(shí)推板80縮回到其與料斗20的后壁平齊的最后部位置。在根據(jù)圖3c的步驟2中，提升器50移回至頂部，攜帶第一組元件30，元件30停留在提升器平臺(tái)60上。在根據(jù)圖3d的步驟3中，呈推板80形式的提升器調(diào)節(jié)器沿著其行程緩慢向前移動(dòng)至預(yù)定的中途位置，因此減少了提升器平臺(tái)的面積，并將一些元件30推回到散料儲(chǔ)存器，使得第二組元件30保留在提升器平臺(tái)60上。在根據(jù)圖3e的步驟4中，推板80再一次縮回到其后端位置。
[0029]步驟3和4為可選的，并且如果第一組元件30中的元件30的數(shù)量合適的話，可忽略。取消步驟3和4的是合適的，因?yàn)檫@縮短了元件饋送器10的循環(huán)時(shí)間，并且有助于減少元件30的磨損。因此提升器調(diào)節(jié)器優(yōu)選包括在步驟2之前調(diào)節(jié)提升器平臺(tái)的面積的手段，例如通過使提升器平臺(tái)60可互換，以便用于不同類型的元件30。
[0030]在根據(jù)圖3f的步驟5中，第三活塞130縮回，使拾取表面100展開，并且完全覆蓋填充孔口。在根據(jù)圖3g的步驟6中，推板80推動(dòng)該組元件，因此使元件30在拾取表面100上散布開。推動(dòng)由以高速抽出的第二活塞90實(shí)現(xiàn)。也就是，在當(dāng)前的實(shí)施例中，推板80既用作提升器調(diào)節(jié)器，也作為散布器。然而，可采用其它類型的散布器，例如朝該組元件30吹壓縮空氣的噴槍。
[0031]一旦該組元件30在拾取表面100上靜止，直接安裝于拾取表面100上方的攝像頭270 (參見圖5)就對(duì)該組元件30進(jìn)行拍照。圖像處理軟件識(shí)別剛好處于期望定向的任何元件30的側(cè)面輪廓，并且在根據(jù)圖3h的步驟7中，機(jī)器人抓取器280拾取所有相應(yīng)的元件
30。在根據(jù)圖3i的步驟8中，第三活塞130抽出，此時(shí)，拾取表面100繞回在其絞盤110周圍。在步驟7之后，一旦拾取表面100完全縮回到拾取表面隔室120中,最終保留在拾取表面100上的任何部件就落回到散料儲(chǔ)存器中。
[0032]在步驟8之后，元件饋送器10的狀態(tài)對(duì)應(yīng)于起始位置，并且可從步驟I開始重復(fù)循環(huán)。典型的循環(huán)持續(xù)時(shí)間為大約2-5秒。前文所述的循環(huán)可以很多方式修改以便改進(jìn)饋送性能。例如，在機(jī)器人抓取器280在步驟7中拾取元件30時(shí)，步驟I和2可能已經(jīng)進(jìn)行，以便縮短循環(huán)時(shí)間。
[0033]根據(jù)步驟I至8的循環(huán)可持續(xù)到料斗20中的元件30的料位落到最小閾值以下，這由例如料位傳感器(未示出)確定。在這時(shí)，循環(huán)暫停，直到料斗20被重新填充，并且操作可恢復(fù)。參考圖4，如果需要清空料斗20，例如以更換元件，滑動(dòng)門170可被打開，并且料斗20的所有內(nèi)容物借助重力作用通過清空孔口落入等候的容器290中。為確保沒有元件30被遺漏，傳感器(未示出)檢測滑動(dòng)門170的開度，并且觸發(fā)所有的活塞70、90、130而使其抽出，使得元件饋送器10處于對(duì)應(yīng)于根據(jù)圖3a的起始位置的狀態(tài)。
[0034]元件更換僅僅需要兩個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié):步驟3中的推板80的部分行程和步驟6中的推板80的速度必須被調(diào)節(jié)，使得適當(dāng)數(shù)量的良好地散布的元件30落在視覺系統(tǒng)的可視區(qū)域內(nèi)。
[0035]因而目前為止在對(duì)元件饋送器10的描述中，如果沒有元件30處于正確的定向，則元件饋送器10僅僅再次嘗試，重復(fù)循環(huán)，直到可拾取的元件出現(xiàn)。然而，取決于元件的類型和其與拾取表面100的摩擦系數(shù)，元件饋送器10也能夠以有限的程度使元件30重新定向。這可通過拾取表面100的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。
[0036]為了最大程度地減少與元件饋送器10—起使用的視覺系統(tǒng)的費(fèi)用，盡可能少地使用攝像頭270是合乎需要的。在這里，本發(fā)明的元件饋送器10提供了優(yōu)于現(xiàn)有解決方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。參考圖5，在側(cè)向方向上較少地浪費(fèi)占地面積允許并排布置的兩個(gè)元件饋送器10的拾取表面100僅分隔10mm，這又允許單個(gè)攝像頭270監(jiān)測兩個(gè)拾取表面100。裝備了 25mm鏡頭并且位于上方630mm處的單個(gè)攝像頭270能夠覆蓋18000mm2的面積或可視區(qū)域所包含的面積的94%。
[0037]本發(fā)明并不限于上面顯示的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員而是當(dāng)然可以在權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)以多種方式修改實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種元件饋送器(10)，包括: 提升器(50)，其用于從散料儲(chǔ)存器中提升一組元件(30)，以及 與所述提升器(50)相鄰的拾取表面(100)，其用于接收該組元件(30)， 其特征在于，所述元件饋送器(10)包括散布器，所述散布器構(gòu)造成推動(dòng)該組元件(30)，以便從所述提升器(50)將該組元件(30)散布在所述拾取表面(100)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件饋送器(10)，其特征在于，進(jìn)一步包括縮回器件，其用于縮回所述拾取表面(100)和使任何位于所述拾取表面(100)上的元件(30)返回到所述散料儲(chǔ)存器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的元件饋送器(10)，其特征在于，所述縮回器件包括用于卷起所述拾取表面(100)的絞盤(110)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的元件饋送器(10)，其特征在于，所述提升器(50)包括用于支撐該組元件(30)的提升器平臺(tái)(60)，并且所述元件饋送器(10)進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)所述提升器平臺(tái)的面積的提升器調(diào)節(jié)器。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的元件饋送器(10)，其特征在于，進(jìn)一步包括振動(dòng)器件，以導(dǎo)致所述拾取表面(100)振動(dòng)和使該組元件(30)重新定向。
6.一種元件饋送系統(tǒng)，包括兩個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的元件饋送器(10)，其中，單個(gè)攝像頭(270)構(gòu)造成監(jiān)測兩個(gè)拾取表面(100)。
7.一種用于饋送元件(30)的方法，所述方法包括以下步驟: 通過提升器(50)從散料儲(chǔ)存器中提升一組元件(30);以及 推動(dòng)該組元件(30)，以便從所述提升器(50)將該組元件(30)散布在與所述提升器(50)相鄰的拾取表面(100)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟: 縮回所述拾取表面(100)，以便使任何位于所述拾取表面(100)上的元件(30)返回到所述散料儲(chǔ)存器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7-8中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟: 調(diào)節(jié)所述提升器平臺(tái)￠0)的面積，以便選擇合適數(shù)量的元件(30)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟: 振動(dòng)所述拾取表面(100)，以便使該組元件(30)重新定向。
【文檔編號(hào)】B65G47/14GK104220350SQ201280068782
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月31日
【發(fā)明者】D·斯科特, A·特蘭格德, I·倫德伯格, R·馬肯茲伊, A·賈伯 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司