CN105263832B - 灵活运输*** - Google Patents

Abstract

一种运输***，包括端对端对准的多个前馈轨道段，每个前馈轨道段具有朝上的通道以及设置在通道中的至少一个载体驱动构件。至少一个载体被支撑以沿着前馈轨道段运动。每个载体包括至少一个驱动接合构件，该驱动接合构件与至少一个载体驱动构件配合，以沿着各个前馈轨道段移动载体。该运输***还可包括多个返回轨道段，与多个前馈轨道段间隔开。

Description

灵活运输***

相关申请的交叉引用

本申请主张对于2013年3月14日提交的第61/781,147号美国临时专利申请(待决)、2014年3月14日提交的第14/211,793号美国专利申请(待决)以及2014年3月14日提交的第14/211,572号美国专利申请(待决)的优先权，其公开内容在此通过援引而整体并入本文。

技术领域

本发明一般而言涉及材料处理***，并且更具体地，涉及用于装配线制造(assembly-line fabrication)的运输***。

背景技术

用于装配线制造的材料处理***一般设计成促进由多个部件或子组合件(半成品)有效且快速地制造组合件。一个特别适合于这种材料处理***的领域是汽车制造。例如，材料处理***可以用于车辆钣金体(sheet metal body)、传动系(power train)、底盘子组合件或者内饰(trim)的装配。材料处理***还可以用于喷涂操作、焊接、粘合或其它传统装配操作。

一般而言，载体(即用于累积最终接合到车体的多个部件和子组合件的结构)行进通过多个站。在每个站处，由多个机器人或技工可添加组件和/或执行接合操作(例如，电阻焊接、粘接、螺柱焊等)。单个的组件或子组合件可以通过料匣(magazine)设置到不同站，该料匣将部件以一致的定向和足够的频率呈现给机器人或技工，以匹配装配线的速度。无论在不连续的站处，或者与其它任务结合，多个几何定向工具(“几何工具”)可以用于在永久接合之前操纵部件与多个参考点精确对准。

通常，载体可利用通用型转移框架来运输。转移框架可利用多种不同的转移***(比如高架轨道***)进行站到站的移动，例如，可相对于站上升和下降。

传统的运输***具有多个缺点。例如，转移框架和载体产生庞大的联合组合件。在装配线的终点，每个转移框架和载体组合件必须返回到装配线的起点处。这经常涉及产生(dedicate)通常位于装配线上方的回路，用以使空载体和框架返回。不幸的是，这个回路通常平分上部的天桥(catwalk)，并且因此阻止在一侧的维护人员能够安全地经过到天桥的另一侧。这大大地阻碍了装备柜和高架(overhand)路线设施的故障检测和进入。

另外，每个框架和载体可以共同约束到高架式输送机。因此，在一个站处的载体和框架不能相对于其它站处的载体和框架独立地移动。这导致缺乏灵活性，并且载体不能够快速地穿过不必要的站。而且，载体必须以恒定的移动和延迟模式移动通过多个站。甚至当加工完成时，在一个站正在进行加工的载体和对应的部件不能移动，直到所有其它站都已经完成了它们各自的任务。限位开关、慢速开关、以及停止开关控制作为一个集合单元的高架式输送机。

因此，需要一种具有更高灵活性的改进的非高架式运输***。

发明内容

本发明克服了迄今为止已知的、在沿着装配线转移组合件中使用的传统运输***的上述和其它缺点和弊端。虽然本发明将会结合某些实施例来描述，应该理解的是，本发明并不局限于这些实施例。相反，本发明包括可被包括在本发明的实质与范围内的所有变形、改型和等价物。

根据本发明的一个方案，灵活运输***包括多个前馈轨道段(feed-forwardtrack segment)以及至少一个被支撑以沿着前馈轨道段移动的载体。每个前馈轨道段具有朝上的通道以及至少一个设置在通道内的载体驱动构件。每个载体包括至少一个驱动接合构件，该驱动接合构件与前馈轨道段的载体驱动构件配合以沿着各个轨道段移动载体。在一个示例性实施例中，载体驱动构件可以是在通道内延伸的带，而驱动接合构件可以是摩擦轨。在另一个示例性实施例中，载体驱动构件可以是直线电机，而驱动接合构件可以是磁体。与每个载体相关的支撑结构在前馈轨道段上方支撑装配组件。

另一个方案，灵活运输***还可包括多个返回轨道段(return track segment)，这些返回轨道段端对端对准并且与多个前馈轨道段间隔开。每个返回轨道段具有沿着返回轨道段纵向延伸的通道，以及至少一个设置在通道内的载体驱动构件。在一个示例性实施例中，载体驱动构件可以是在通道内延伸的带。在另一个示例性实施例中，载体驱动构件可是直线电机。返回轨道段的载体驱动构件与在返回轨道段上接纳的载体的驱动接合构件相配合，以沿着各个返回轨道段移动载体。

根据本发明原理的上述和其它目的和优点从其附图和说明书中将是显而易见的。

附图说明

并入和组成说明文件的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与上述本发明的整个说明书以及以下给出的详细说明书一起，用来解释本发明的原理。相似的附图标记在附图部分的各个附图中用于指代相似的特征。

图1是包括根据本发明原理的示例性运输***的装配线的平面示意图；

图2是图1的示例性运输***的示意性正视图；

图3是图1的运输***的更详细的俯视平面图；

图4是图3的运输***的俯视平面图，其还包括天桥和高架式返回轨道；

图5是根据本发明原理的示例性载体的立体图；

图6是根据本发明原理的示例性轨道段的立体图；

图7是图6的轨道段的局部剖视图；

图8是图7的轨道段的局部剖视图，其还示出了与轨道段联接的载体；

图9是图5的环绕区域的详细视图；

图10是图5的载体的端视图，其还示出了辊子的构造；

图11是根据本发明原理的示例性组件放置站的立体图；

图12是根据本发明原理的示例性几何工具站的立体图；

图13是根据本发明原理的示例性几何工具站的俯视平面图；

图14是根据本发明原理的示例性卸载站的立体图；

图15是图14的卸载站的端视图；

图16是图4的运输***的侧视图，其示出了高架式返回轨道和天桥；

图17是图16的高架式返回轨道的放大侧视图；

图18是图16沿线18-18截取的局部剖视图；

图19是图18的返回轨道的放大详细视图；

图20是根据本发明原理的示例性可调节安装组合件的立体图；

图21是包括根据本发明原理的二维码条带的示例性载体的立体图；

图22是包括根据本发明原理的另一个示例性运输***的装配线的示意性俯视平面视图；

图23是图22的运输***的示例性轨道段的立体图；

图24是图23的轨道段的立体图，其示出了与轨道段联接的另一个示例性载体；

图25是图24的轨道段和载体的局部剖视图；

图26是根据本发明原理的载体的另一个实施例的详细视图，该载体构造成与图25和图25的轨道段一起使用。

具体实施方式

图1是根据本发明原理的示例性、灵活的反向(inverted)运输***10的示意性说明。多个站12构造成加工和装配多个组件和子组件，比如车体。

***10包括轨道14，轨道14在各个站12之间运输部件。载体16(以下参照图5和图9更具体地描述)与轨道14配合并充当底座(foundation)以接纳不同部件和子组件。在线18的起点处引入载体16，并且通过多个带段20(以下参照图6-图8更具体地描述)运输，这些带段20设置在轨道14下方。可以观察到，带20的几种构造可提供可接受的结果。带20的两个重要设计特性包括抗伸长性，以及在带段20和载体16之间施加充足的摩擦力。例如，在运输载体16时，带段20处于负载的情况中，本发明的一个实施例可以使用钢加强的尼龙带以抵抗伸长。另外，某些实施例可利用具有槽的带来增强带段20与载体16之间的摩擦力，而其他实施例可使用模塑聚氨酯涂层或其它弹性化合物。在示例性***10中，带段20可被轨道段15完全包围。应该注意到，当轨道14在附图中被示出为连续的时，轨道实际上包括多个段，其中每个段独立于邻近段。载体16被各个带段20朝向线22的终点驱动。

继续参考图1，将描述各个站12的一个可能构造，即载体16在轨道段15和带段20上经过。在与轨道段15配合之后，载体16首次进入组件放置站24，该站可包括第一放置站24a和第二放置站24b。多个进料输送机40使设置在轨道段15附近的各个车体(车身)组件和子组合件被保持、定向和前进。多个机器人(以下将更具体地描述)可从进料输送机40抓取部件并且将这些部件放置在载体16上。载体16接着前进到下一站12(几何工具28)，在此，载体16上的多个组件彼此对准且初步接合在一起。载体16然后可前进到下一个站12，即再定位工具(re-spot tool)30。再定位工具30可施加由于几何工具28中的障碍物或者因为时间限制而不能在几何工具站28处施加的额外焊接点。载体16然后可行经多个额外的站12，额外的站12可以包括粘接剂(adhesive bonding)、额外的几何工具28、额外的组件放置站24、或者额外的再定位工具30。

当载体16进入几何工具28时，轨道段15和带段20下降到地面。这有效地将部件或子组件的重量转移到几何工具28自身并离开载体16。一旦部件的负载不再在载体16上，则几何工具28和它的各个固定装置可以操纵子组合件并将每个组件放置成彼此具有特定的几何关系。当载体16被降低到路径之外时，在没有干涉载体16的突出(projection)的情况下，机器人能够更容易地接近车身的各个表面。随着轨道段15被降低，带段20被放置到自由旋转的(free-wheeling)构造中，而内部离合器使驱动装置与带段20分离。载体16然后能够首尾向(fore and aft，纵向)移动，从而允许部件被几何工具28接合。

在多个加工站12的每一个完成之后，载体16终止于线22的终点的卸载站32处。在卸载站32处，从载体16移除完成的车体子组合件。载体16与轨道14分离，而机器人将载体16从轨道14转移到高架式返回轨道34(以下参照图14更具体地描述)，该高架式返回轨道34将载体16运输回到线18的起点。

图2是图1的示例性运输***10的侧视图，其包括设置在轨道14和天桥36之间的高架式返回轨道34。天桥36可以支撑设备60(比如电机控制器、机器人控制柜、设施分配***(utility distribution system)等)，并且促进其维护、修理、和故障检测。应注意到，轨道14、返回轨道34和天桥36的这种构造使得天桥36上的服务人员能够具有无障碍路径。借助反例，如果高架式返回轨道34位于天桥36上方，服务人员将不能从天桥36的一侧行走到天桥36的另一侧。路径会被高架式返回轨道34和循环回线18的起点的载体16阻碍。在这个视图中，几何工具28和再定位工具30被描绘为具有轨道段15，轨道段15构造成独立于其它轨道段15且独立于其它站12而上升和下降。还应该注意到，站12和它们对应的带段20能够具有相对于邻近带段20的独立线性速度控制。这使得载体16向下前进到轨道14，由此绕过未使用的站12。另外，这允许载体16从站12释放，并且放置到空的站12内，甚至在邻近的载体16从邻近的站12释放之前。

现在参考图3，其更详细地示出了图1的运输***10的平面图，但是，为了清楚而省略了天桥36和高架式返回轨道34。在线18的起点处开始，载体16坐落在组件放置站24a并且已经装载有汽车车体的多个大型子组合件。轨道段15和对应的站24a的带段20构造成静态的。为了这个讨论的目的，静态轨道段15被限定成不能相对于装配线地面上升和下降。在组件放置站24b处，载体16从多个进料输送机40接纳额外的车体组件。一些实施例可以利用水平构造的进料输送机40，而其它实施例可以利用竖直输送机以最小化对装配线地面空间的占用。正如站24a一样，站24b也构造成静态的，且仅能够线性平移载体16。多个机器人42将车体组件从进料输送机40转移到载体16，该载体16停止在组件放置站24b中。来自进料输送机40的部件以当其进入组件放置站24b时足以供给载体16的速率前进到装配线。

几何工具28是与竖直转移塔44一起构造的装配线的第一站12。竖直转移塔44构造成相对于装配线地面向上和向下移动轨道段15、以及对应的带段20。因为竖直转移塔44和机器人是***10和设施地面之间的主要物理界面，需要在其中隐藏大多数工厂设施。因此，机器人42和竖直转移塔44可在它们各自的基座中包括通道或穿透部，使得电功率导体、电信号导体、液压线路、气动线路、以及类似物能够以受保护且有效率的方式从装配线地面行进到***10。

继续参考图3，多个几何工具托盘46a-46c可以设置在轨道段15下面并设置在一对竖直转移塔44之间。每个几何工具托盘46a-46c构造有对应于特定的汽车制造和模型以及车体部件的组合的多个指针、保持固定装置、夹紧装置、以及类似物。因此，在这个特定示例中，运输***10能够容置装配线上待处理的汽车车体框架的至少三个不同变形。

一旦载体16定位在适当的几何工具托盘46a-46c上，内部离合机构与带段20脱离动力。这本质上将载体16放置在允许载体16相对于几何工具托盘46a-46c首尾向移动的构造中。因此，当轨道段15借助竖直转移塔44下降到接触几何工具托盘46a-46c时，载体16能够自由往复以使部件接触几何工具托盘46a-46c的适当部分。一旦下降，载体16不再承受汽车车体组件的重量，而所述组件的重量现在与几何工具托盘46a-46c的多个组件相接触。多个机器人42以所需关系将每个车体组件与其它车体组件初步固定。一旦部件被初步固定，轨道段15利用竖直转移塔44被升起，使汽车组件返回到与载体16接触。当轨道段15完全升起时，汽车组合件的全部重量在载体16上，且载体16准备移入下一站12。

下一个站12是再定位工具30。再定位工具30构造成执行附加接合操作，该附加接合操作由于在前一个站12中的障碍物或由于在前一个站12处的时间限制而不可实行。以与多个几何工具托盘46a-46c被定位在几何工具28中相同的方式，多个再定位工具托盘48a-48c可定位在轨道段15下面。一旦载体16定位在合适的再定位工具托盘48a-48c上，则一对竖直转移塔44使轨道段15下降到与再定位工具托盘48a-48c接触。多个机器人42对汽车组件提供附加焊接，这些汽车组件被再定位工具30定位并且支撑。在附加焊接步骤完成之后，这对竖直转移塔44使轨道段15和配合的载体16相对于装配线地面竖直上升。然后，汽车车体组件的重量从再定位工具托盘48a-48c转移到载体16。当轨道段15和配合的载体16完全升起时，载体16准备前进到下一个站12。应该注意到，这些示例性视图描绘了整个装配线的截短的版本。任何组合或数量的单个站12可按顺序放置，以使制造过程具有灵活性。例如，附加操作可以在多个站12处执行，以包括粘接、螺柱或紧固件放置、部件的自动化调节或机械调节、内饰和其它辅助组件的自动化应用或手动应用等。

图3中示出的最终示例性的站12是卸载站32。一旦载体16处于卸载站32中，则多个升降叉50往复运动到载体16和汽车车体组件之间的位置。竖直转移塔44使轨道段15和载体16下降足够的距离，以将汽车车体组件的重量转移到升降叉50上。然后，升降叉50缩回到它们的远离轨道14的原始位置，并且部分装配的汽车车体放置到运货车或其它运输设备上，用于在整个工厂内移动。如以下将参考图14更具体地描述的，机器人42使载体16从轨道段15转移到高架式返回轨道34。高架式返回轨道34使载体16从线22的终点返回到线18的起点。如下面讨论中将更具体地解释的，高架式返回轨道的构造为在天桥36上保持无障碍路径。

图4是运输***10的平面图，其类似于图3，但是现在包括天桥36和高架式返回轨道34。天桥36和对应装备60直接位于轨道14上方。在这个俯视图中，高架式返回轨道34位于天桥36下方。多个楼梯62a和62b使装配线的地面水平面接合到天桥36。在缺乏设置在天桥36上方的载体返回轨道的情况下，工人可沿楼梯62a向上行进，横跨天桥36，并且沿楼梯62b向下行进到天桥36的相对侧。在故障检测和修理程序期间，这个构造提供了极大提高的效率。天桥36上的技师可以从天桥36的左侧64自由移动到天桥36的右侧66。当站在站18的起点并看向线22的终点时，左侧64和右侧66的方向被限定。因此，在故障检测程序期间，在天桥36的左侧64的装备60的性能可以容易地与在天桥36的右侧66的装备60的性能相比较。

图4还示出了定位在线22的终点处的可选的修理站68。载体16的受损部分在从装配线移除并放置到修理站68的轨道段15上之后，可被更换、调节、或翻新。隔离物(未示出)可设置在卸载站32和修理站68之间，使得在主装配线继续操作时载体16可被安全地进行维修。

图5描绘了根据本发明原理的示例性的载体16。摩擦轨80借助多个立管84配合到安装轨82。载体16包括摩擦轨80以及(例如使用螺纹紧固件、焊接、铆钉、或其它合适的附接方法)与立管84接合的安装轨82。多个横向支撑件86相对于安装轨82沿垂直方向安装。横向支撑件86终止于多个负载承受表面88中。当载体16以及配合的车体组件向下行进到轨道14时，负载承受表面88构造成支撑汽车车体的多个部分和子组合件。多个平行辊子90和倾斜辊子92与轨道14上的配合面相配合，并且当载体16向下行进到轨道14时，稳定载体16。在后面的附图中将会详细示出平行辊子90和倾斜辊子92之间的接合。

图6描绘了示例性轨道段15，并且示出了套入其中的带段20。带式电机94可由电机控制器(未示出)操作，以独立于其它带段20驱动一个轨道段15的带段20。如以下参照图7-图10示出的，载体16架设(ride)在通道96内，该通道96由顶表面98、第一轨100、第二轨102、以及带段20限定。在本发明的一些实施例中，第一轨100和第二轨102的承受表面可以由SAE4140钢制造而成。当安装轨82和横向支撑件86架设在轨14的顶表面98上方时，载体16的摩擦轨80、平行辊子90、以及倾斜辊子92通常在轨14的顶表面98下方行进。

现在参考图7-图10，其描述了载体16联接到轨道段15。图7示出轨道段15的详细剖面图。第一轨100和第二轨102大体是对称的，而第一轨100的单独的特征同样应用于第二轨102。轨道段15的平行面110和载体16上的配合的平行辊子90一般用来沿着轨道段15轴向引导载体16。轨道段15的倾斜面112和载体16上配合的倾斜辊子92用来使载体16困在轨道段15的通道94内。倾斜辊子92和配合的倾斜面112用于以与带段20具有恒定摩擦的关系来保持载体16。在标准操作条件下，平行辊子90借助由带段20在摩擦轨80上施加的提升力而悬浮在非接触面114上方。在***10的某些部分，第一轨100和第二轨102以能够与彼此一起移动的关系被保持。为了使载体16与轨道段15联接和分离，使第一轨100和第二轨102能够彼此分离。图8示出在载体16和其辊子90和92与轨道段15和其表面110和112之间的配合的端视图。

参考图9和图10，载体16的倾斜辊子92配合到立管84，并且设置成使得倾斜辊子92的接触表面相对于摩擦轨80和安装轨82形成大体上45度角。倾斜辊子92的旋转中心线相对于彼此形成直角。将理解的是，多种其它角方向可以产生可接受的结果，假设轨道14上的配合表面尺寸合适。平行辊子90配合到安装轨82，以减少载体16和轨道14之间的横向游隙。

图11示出示例性组件放置站24，轨道段15和载体16位于该示例性组件放置站24中。该构造通过使用起点转移机器人122，以使空载体16从高架式返回轨道34转移到组件放置站24的轨道段15上而实现。图4中描绘的相似的终点转移机器人124位于线22的终点处，并且构造成从卸载站32取得空载体16，并且将载体16放置到高架式返回轨道34上。一旦载体16被放置在轨道段15上，带段20与带电动机94(未示出)脱离，从而以自由旋转的构造放置带段20。方向定位销套件(spot pin package)(未示出)在沿着轨道段15的适当位置处锁定载体16。这在准备接纳汽车车体部件过程中稳定了载体16。一旦空载体16已经在组件放置站24中进行空间定向，则机器人42使第一本体组件120放置到载体16上。第一本体组件120利用进料输送机40供应给组件放置***。当每个空载体16进入组件放置站24时，机器人42从进料输送机40重复地转移新的第一本体组件120。一旦将合适数量的车体组件添加到载体16，则方向定位销套件(未示出)缩回，带段20重新联接到带电动机94(未示出)，且载体16前进到下一个站12。

图12描绘了根据本发明原理的示例性几何工具28。几何工具托盘46a-46c设置在轨道段15下面。在这个实施例中，几何工具托盘46b被选择为与载体16相互作用。一对竖直转移塔44将轨道段15悬挂在几何工具托盘46b上方。一旦带电动机94将载体16设置在几何工具托盘46b上方的大体可接受的线性位置，则带电动机94与带段20脱离，使载体16能够首尾向自由移动。随着竖直转移塔44使轨道段15朝向几何工具托盘46b下降，载体16被轭130的倾斜表面引导为与几何工具托盘46b最终对准。该最终引导仅以非常小的反作用实现，因为如先前所述，带电动机94已经与带段20脱离。一旦载体16已经下降到轭130中，几何工具托盘46b的多个固定装置和夹紧组件抓取汽车车体部件。初步焊接完成并且载体16和轨道段15在将载体16移动到下一个站12的准备过程中被竖直转移塔44抬升。

图13是图12示出的几何工具的平面图，并且其还示出了再定位工具30和多个机器人42。在这个视图中，几何工具28和再定位工具30实质上完全相同，但是两个站12以它们各自的功能相区别。如上所述，几何工具28首先涉及将汽车车体部件相对于彼此定向，并且暂时用焊接点固定它们。相似地，再定位工具30涉及提供附加结构焊接，以完成由几何工具28定向的多个组件的装配。

图14描绘了根据本发明原理的示例性卸载站32。这里，升降叉50已经定位在汽车车体和载体16之间。竖直转移塔44会使轨道段15下降，使得汽车车体组件的重量从载体16移除并放置在转移叉杆50上。然后，转移叉杆50从轨道段15撤离开，并且然后载体16将会脱离汽车车体部件。终点转移机器人124将会从轨道段15移除载体16。然后，终点转移机器人124(未示出)将会反转载体16，使得摩擦轨80面向上方。然后，载体16将会联接到高架式返回轨道34，并且载体16将会利用摩擦辊子、带式驱动装置、或其它本领域已知的装置从线22的终点行进回到线18的起点。

图15描绘了卸载站32的端视图。轨道段15以两种可能的构造示出。在第一构造140中，以实线示出，轨道段15接合载体16。在第二构造142中，以虚线示出，轨道段15从载体16解锁或从载体16脱离。在该第二种情况142中，第一轨100和第二轨102已经借助图19中更具体示出的轨道操纵器144枢转而远离载体16。在第二种情况142中，平行辊子90和倾斜辊子92不与第一轨道100和第二轨道102上的它们的对应表面接触。这允许载体16利用升降叉50从轨道段15自由地升降。这个相同的构造可以用于在线18的起点和线22的终点处使载体16与高架式返回轨道34联接和脱离。同样地，这个构造可以用于在线18的起点处使载体16与第一轨道段15联接。

图16描绘了运输***10的更具体的侧视图。在线18的起点处开始并且前进到线22的终点，示出一对组件放置站24a和24b。几何工具28、再定位工具30和卸载站32完成装配线。修理站68跟随卸载站32，但不视为装配线本身的一部分。多个载体16示出为联接到高架式返回轨道34。高架式返回轨道34设置在轨道14和天桥36之间，而阶梯62b向使用者提供进入天桥36的通道。因为返回轨道34没有侵犯天桥36的地面空间，所以使用者在天桥36的所有区域维修装备60的各种元件是自由的。

图17是高架式返回轨道34的详细侧视图。载体16与高架式返回轨道34联接，并且跨越多个机器人42。天桥36支撑多种装备60。在一个实施例中，摩擦辊子150与载体16的摩擦轨80间歇地接触，并且用来将载体16从线22的末端推进到线18的起点。

图18是图16的沿线18-18截取的运输***10的端视图(从轨道14向下观察)。高架式返回轨道34以及配合的载体16没有以任何方式阻碍天桥36。使用楼梯62a走上左侧64的工人能够围绕天桥36自由移动，并且在右侧66通过相对的楼梯62b下降。

图19是高架式返回轨道34和载体16的详细视图。在这个视图中，高架式返回轨道34以第二构造142示出，其中第一轨100和第二轨102与载体16脱离。轨道操纵器144已经被致动以使第一轨100与第二轨102分离，从而使载体16能够从高架式返回轨道34脱离。

图20示出精确调节安装组合件160，该精确调节安装组合件用于使竖直转移塔44接合到轨道段15。***10需要轨道段15之间的高度的对准精确度，且因此需要调节轨道段15的对准的高精确度和稳健方法。第一板162附接到竖直转移塔44。相似地，第二板164通过负载分配组合件166配合到轨道段15。在一个实施例中，负载分配组合件166包括两个或更多的突出件168以及配合接纳件170。突出件168和接纳件170之间的界面构造成为第二板164和轨道段15之间的界面提供增强的硬度。当处于由载体16产生的非对称负载时，这还帮助防止轨道段15的扭曲。

多个顶开螺栓172和锁紧螺母174设置在第一板162和第二板164之间。顶开螺栓162被接纳在第一板162的多个螺纹孔176中。顶开螺栓172的相对侧坐落在第二板164的壳体(pocket)(未示出)中。逆时针方向旋转顶开螺栓(当构造有右螺纹时)引起第二板164从第一板162的关于致动的顶开螺栓172居中的位置处被驱动。通过调节多个顶开螺栓172，轨道段15的倾斜(pitch，节距)、偏移(yaw)和滚动可被调节。多个负载销178承受施加到可精确调节的安装组合件160的重量的大部分。一旦多个顶开螺栓172调节到适当位置，锁紧螺母174被拧紧以固定顶开螺栓172的方向。另外，多个负载销螺母180被拧紧，以将第一板162和第二板164保持为以彼此固定的关系被拉动，并且保持顶开螺栓172坐落在壳体(未示出)内。为了提供改进程度的连接方式，负载销178设置在负载销孔182中，上述负载销孔的尺寸稍大于负载销178。在调节期间，这允许第二板164连同其配合轨道段15一起进行滚动、倾斜(pitch)、和偏移。

图21描绘了运输***10的可选的附加特征，该运输***10在其前进经过轨道段15时提供载体16的额外的运动控制。在这个实施例中，二维码190可以贴到安装轨82的一侧。二维码190包含唯一的二维标记，其能够唯一地识别每个载体16以及其在整个***10的相对位置。因为***10的每个带段20由其各自的带电动机94单独驱动，每个载体16可以在整个***10中独立移动、停止、加速、减速、倒退、定位等。二维码190，与至少一个配合的摄像机读取器(未示出)一起，向***10提供更好质量的控制跟踪、诊断特征、以及生产速度。相比于依靠限位开关，包括停止开关和慢速开关后，二维码190使***110能够重新调节特定载体16(甚至在邻近载体16静止时)。结合独立控制的带电动机94，载体16可通过使用二维码190而迅速前进通过空站或空闲站12。当载体16经过***10时，除了增强的运动控制之外，增加的生产量、质量控制、以及故障检测也借助唯一地识别每个载体16而实现。使用二维码190的***10可以唯一地识别和跟踪有缺陷的载体16、或者在制造过程或产量有缺陷的成品中引起故障的载体16。

现在参考图22-图26，将会描述根据本发明原理的灵活运输***200的另一个示例性实施例。这个实施例的运输***200在很多方案中与以上参照图1-图21描述的运输***10相似。因此，以下仅进一步描述***之间的不同。图22描绘了运输***200的示意性说明，与以上参照图3讨论的运输***10相似。但是，作为高架式返回线的替代，运输***200包括可选的返回线202，该可选的返回线202与前馈线204横向间隔开，并且在该实施例中，大体平行于前馈线204延伸，以朝向前馈线204的起点208返回载体206。运输***200的多个其它方案与上述运输***10相似，包括用于将组件装载和卸载到载体206的多个站210、用于使载体206相对于装配线上升和下降的竖直转移塔212、组件进料输送机214、几何工具托盘216、以及用于执行装配操作的机器人操纵器218。

如图22所示，存储区域220可以设置在邻近前馈线204的终点的卸载站222处，用于存储利用机器人已经从前馈线204移除的载体206。修理站224还可以设置在邻近存储区域220处，用于修理或调节载体206(如上大体描述的)。

图23描绘了在前馈线202和返回线204两者中都使用的示例性轨道段230。轨道段230包括长形轨道外壳232，该长形轨道外壳具有限定朝上的通道234的敞开上侧，通道234沿着轨道段230纵向延伸。至少一个直线电机236设置在每个轨道段230的通道234内，以控制载体206沿着轨道段230的运动。在所示实施例中，三个直线电机236设置在轨道段230的通道234中。但是，将理解的是，每个轨道段230可以替代性地仅包括单个直线电机236、或者多种其他数量的直线电机236，这些直线电机如所需地设置在通道234中。可用在轨道段230中的示例性直线电机236是能够从Devens,Massachusetts(马萨诸塞州，德文斯)的MagneMotion,Inc.,获得的Quickstick HT2。

与每个直线电机236连通的控制器238控制每个直线电机236的操作，从而以高精度并且独立于支撑在多个轨道段230上的其它载体206而沿着轨道段230移动载体206。当单个控制器238被示出为与直线电机236连通时，将理解的是，每个直线电机236可以替代性地与专用控制器连通，该控制器控制该特定直线电机236的操作，与运输***200的其它特征相配合。

图24和图25描绘了根据该实施例的、支撑在轨道段230上的示例性载体206。在该实施例中，载体206包括长形安装轨240，多个轮组合件242联接到该长形安装轨240。以大体类似于参照图1-图21在以上描述的载体206的方式，多个立管244固定到安装轨240的上表面。立管244依次与具有负载承受面248的横向支撑件246、以及用于支撑其上的装配组件的适当的固定装置250联接。如图25所示，轨道外壳232包括第一和第二相对设置的侧壁252、254和底壁256，它们限定轨道外壳232的通道234。载体206的轮组合件242构造成使得轮258接合第一和第二侧壁252、254的上表面260、262，以提供载体206沿着轨道段230的滚动移动。至少一个永磁体264固定到大体与立管244相对的安装轨240的下表面。永磁体264被支撑在载体206的安装轨240上，且与直线电机236具有固定间隔。

图26描绘了载体206a的另一个示例性实施例，载体206a可以与参照图24-图25描述的轨道段230一起使用。在这个实施例中，轮组合件240a的轮258a包括径向向外延伸的外周唇部(circumferential lip)266，该外周唇部与轨道外壳232的侧壁252、254配合，以促进轨道段230上的载体206a的对准。

在使用中，直线电机236被致动以产生磁场，上述磁场与载体206上的永磁体264配合，以提供用于沿着多个轨道段230移动载体206的动力，并且沿着轨道段230在所需位置处精确地定位载体206。有利地，在此描述的运输***200提供了用于沿着装配线转移装配组件的快速且有效率的方法，该方法具有独立于沿着装配线移动的其它载体206的每个载体206的实时控制。而且，直线电机236与永磁体配合，以提供巨大的压制力，该压制力帮助支撑在轨道段230上的载体206的稳定性。当载体206沿着前馈线204的轨道段230移动时，可添加多个部件，并且装配操作大体可如以上参照图1-图21的运输***10描述地在多个站210处执行。当竖直转移塔212可以用于使被支撑在载体206上的装配组件位于几何工具托盘216中时(如上所述)，直线电机236提供载体206在轨道段230上的这种精确定位，这可以不需要使用竖直转移塔212以使组件下降到工具托盘216中。

在前馈线204的终点处，完成的组合件可以利用一个或多个机器人218从载体206移除。然后，卸载的载体206可以从轨道段230移除，并放置在存储区域220中、发送到修理站224、或移动到返回线202以朝向前馈线204的起点208往回转移。在这个实施例中，返回轨道段230结构上相似于参照图23-图26在以上描述的前馈轨道段230。存储区域促进从前馈线204和返回线202以所需的多种顺序添加和移除载体206，使得载体206可以设置到前馈线204的起点208以容纳装配要求的变化。

虽然已经借助一个或多个实施例的描述对本发明进行了说明，并且已经非常详细地描述了这些实施例，但是不意味着将所附权利要求书的范围约束或以任何方式限制到这样的细节。这里示出和描述的不同特征可以单独或以任何组合的方式使用。对于本领域技术人员来说，很容易出现额外的优势和改型。在更广泛的方案中，本发明因此不局限于所示和所述的特定细节、典型装置和方法以及说明性示例。因此，可背离这些细节，而不背离申请人基本发明构思的范围或精神。

Claims (11)

1.一种灵活运输***，包括：

端对端对准的多个前馈轨道段，每个前馈轨道段具有敞开的上侧以及至少一个直线电机，所述上侧限定沿着所述前馈轨道段纵向延伸的朝上的通道，并且至少一个直线电机设置在所述通道内；以及

至少一个载体，被支撑为沿着多个所述前馈轨道段运动，每个载体包括至少一个磁体，所述磁体与所述前馈轨道段的直线电机配合，以沿着各自的前馈轨道段移动所述载体，

每个载体包括支撑结构，所述支撑结构与所述至少一个磁体相对地设置，并且构造成在所述前馈轨道段上支撑装配组件。

2.根据权利要求1所述的灵活运输***，其中所述至少一个载体包括：

安装轨；

多个轮组合件，与所述安装轨联接，

其中，所述支撑结构在所述安装轨上方延伸，用于支撑待装配的组件。

3.根据权利要求2所述的灵活运输***，其中每个前馈轨道段包括限定所述通道的第一和第二相对侧壁；并且

所述至少一个载体的轮组合件接合所述前馈轨道段的第一和第二侧壁，以支撑所述载体，从而沿着所述前馈轨道段进行滚动运动。

4.根据权利要求1所述的灵活运输***，还包括：

多个返回轨道段，所述多个返回轨道段端对端对准并且与所述多个前馈轨道段间隔开；

每个返回轨道段具有敞开的上侧，所述敞开的上侧限定朝上的通道，所述朝上的通道沿着所述前馈轨道段纵向延伸，并且具有设置在所述通道内的所述至少一个直线电机；并且

所述至少一个载体被支撑为沿着所述多个返回轨道段移动，每个载体包括至少一个磁体，所述至少一个磁体与所述返回轨道段的直线电机配合以沿着各自的返回轨道段移动所述载体。

5.根据权利要求1所述的灵活运输***，还包括：

至少一对竖直转移塔，所述至少一对竖直转移塔支撑所述多个前馈轨道段中的一个；

所述竖直转移塔在第一构造与第二构造之间能够调节，在所述第一构造中，被支撑的前馈轨道段与邻近的前馈轨道段纵向对准，而在所述第二构造中，被支撑的前馈轨道段相对于邻近的前馈轨道段被降低。

6.根据权利要求5所述的灵活运输***，还包括：

至少一个工具托盘，所述至少一个工具托盘与所述竖直转移塔关联；

当所述竖直转移塔被调节到所述第二构造且被支撑的前馈轨道段被降低时，所述至少一个工具托盘能够与被支撑的前馈轨道段上的载体接合。

7.根据权利要求6所述的灵活运输***，还包括：

轭，所述轭与所述工具托盘配合，以当所述前馈轨道段被所述竖直转移塔降低时，对准被支撑在具有所述工具托盘的载体上的组件。

8.根据权利要求1所述的灵活运输***，还包括：

至少一个机器人，所述至少一个机器人邻近至少一个前馈轨道段，所述至少一个机器人适合于执行以下至少其中之一：

将部件放置在载体上，所述载体被接纳在邻近的所述前馈轨道段的通道中；或者

在部件上执行工作，所述部件被支撑在载体上，所述载体被接纳在邻近的所述前馈轨道段的通道中。

9.一种使用运输***装配组件的方法，所述运输***包括多个前馈轨道段以及至少一个载体，所述载体适合于沿着所述多个前馈轨道段被运输，每个前馈轨道段包括至少一个直线电机，所述方法包括：

在所述多个前馈轨道段之一上支撑所述至少一个载体；

致动至少一个直线电机，以独立于被支撑在所述多个前馈轨道段上的其它载体，沿着所述前馈轨道段移动所述载体；

在选定的站处利用所述至少一个直线电机使所述载体的运动停止；以及

利用机器人操纵器执行至少一个装配操作。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一个装配操作包括以下至少其中之一：将组件放置在所述载体上、从所述载体移除组件、或者将至少两个组件接合在一起。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括：

从所述多个前馈轨道段之一移除空载体；

将被移除的所述载体放置到返回线上，所述返回线包括多个返回轨道段；以及

致动所述至少一个直线电机，以沿朝向所述多个前馈轨道段的起始点的方向，沿着所述返回轨道段移动所述载体。