TW201446624A

TW201446624A - 分離小零件之方法及裝置

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Publication number: TW201446624A
Application number: TW103110537A
Authority: TW
Inventors: Markus Feierabend; Jan Weber
Original assignee: Newfrey Llc
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2014-12-16
Also published as: DE102013006315A1; WO2014166864A1

Abstract

本發明係關於一種用於分離及供應小零件(14)之方法，該等小零件具有沿著一小零件軸(44)延伸之一軸桿區段(S)，及具有大於該軸桿區段(S)之直徑之一直徑之一凸緣區段(F)，且該等小零件可相對於該小零件軸(44)佔據一第一小零件縱向位置(14a)及一相對第二小零件縱向位置(14b)，其中藉由首先獨立於其等縱向位置來分離被輸送於該第一或該第二小零件縱向位置之小零件(14)，且接著在分離之後將該等小零件設定在一第一小零件縱向位置(14a)之步驟，該等小零件(14)將於該第一小零件縱向位置(14a)被供應。

Description

分離小零件之方法及裝置

本發明係關於一種用於分離及供應小零件之方法，該等小零件具有沿著小零件之一軸延伸之一軸桿區段，及具有大於軸桿區段之直徑之一直徑之一凸緣區段，且該等小零件可相對於小零件軸佔據一第一小零件縱向位置及一第二相對小零件縱向位置。此外，本發明係關於一種用於分離及供應此種小零件之裝置，特別係關於用於執行上文提及之方法之裝置。

最終，本發明係關於一種具有一接合工具及用以將經分離小零件供應至接合工具之此種之一裝置之接合總成。

在接合總成之領域中，藉由實例針對機動車輛之生產中之車體建構，已知分離地且在一預定位置中將小零件輸送至一接合工具。藉此，輸送小零件可藉由實例利用空氣之一衝擊發生。在接合工具中，小零件被傳遞至一固持裝置中。接著，利用小零件執行一接合程序。此處使用之接合工具之實例係螺柱焊接工具、鉚接工具及衝壓鉚接工具。在螺柱焊接技術之領域中，藉此已知藉由一側上之通路將具有一軸桿區段及一凸緣區段之螺柱焊接在一工件(金屬板)之一表面上，其中螺柱接著用作為用於進一步緊固系統之固定器。藉此，螺柱可藉由實例形成為接地螺柱，其中軸桿區段藉此通常具有一螺紋區段以藉由實例利用一螺母緊固電纜端末靴。藉由其他類型之此種接合工具，使用諸如鉚釘或衝頭鉚釘之小零件將兩個工件彼此連接。

藉此，此種之一小零件之軸桿區段可事先具有一螺母，為產生一穩固總成，該螺母接著首先旋出且在固定電纜端末靴之後再次旋緊。第一小零件縱向位置可係其中凸緣區段係在輸送方向上在前端處之一位置，在該情況下第二小零件縱向位置指定其中軸桿區段在前端處之一位置。然而，此定義可顛倒。在許多接合工具中，小零件「自後端」移動至一固持裝置中，在該情況下小零件之第一縱向位置通常係其中凸緣區段在輸送方向上在前端處之位置。在其他接合工具中，小零件可「自前端」移動至一固持裝置中，在該情況下小零件之第一縱向位置係其中軸桿區段在輸送方向上在前端處之位置。

上文所述類型之小零件通常作為散裝塊狀材料供應。散裝塊狀材料通常安置在具有其中小零件隨機排列在小零件之兩個縱向位置之一者中之一通道或一凹槽之一階狀輸送器中。此外，通常已知接著自通道將小零件傳送至一對軌道，軌道之間距經選擇使得小零件在重力作用下轉向使得小零件之軸桿區段在軌道之間延伸。接著，小零件在其中其等之軸垂直於輸送方向對準之一位置中相繼被輸送至一分離裝置。分離裝置可形成為一簡單滑件。藉由實例自文件DE-OS 1 506 457已知此種之一裝置。

藉此，在軌道對處轉向可係一問題，其係由於此程序通常與接合小零件以相互作用發生且在移動期間發生。

自文件US-5,067,632、DE 199 34 209 C2、DE 10 2007 042 876 A1、DE 200 17 775 U1及CN 201261 104 Y已知其中小零件排列在一位置中輸送至一滑件或轉子形式之一分離裝置之其他裝置，其中小零件之軸垂直於輸送方向對準。

文件JP 2011-235632 A同樣揭示輸送排列在一列中之小零件，然而其中小零件在縱向方向上對準且全部已具有一預定一致縱向位置。分離裝置含有一轉子。自其中分離裝置具有一滑件之文件EP 2 394 777 A1已知一類似概念。

最終，文件EP 1 858 659 B1揭示一接合工具，連接元件被排列在一列中供應至該接合工具且在接合工具處被分離且傳送至接合工具之一固持或負載裝置。

在此背景下，本發明之目的係提供一種用於分離及供應小零件之改良方法、一種用於分離及供應小零件之改良裝置及一種其中(特定言之)分離及供應之可靠性增大之改良接合總成。

一方面，此係藉由用於分離及供應小零件之方法實現，小零件具有沿著小零件之一軸延伸之一軸桿區段及具有大於軸桿區段之直徑之一直徑之一凸緣區段，且小零件可相對於小零件軸佔據一第一小零件縱向位置及一相對第二小零件縱向位置，其中藉由首先獨立於其等縱向位置來分離被供應於第一或第二小零件縱向位置中之小零件，且接著在分離之後將小零件設定至第一縱向位置中之步驟，該等小零件將於第一小零件縱向位置被供應。

此外，本發明之目的係藉由用於分離及供應此種之小零件(更特定言之用於執行根據本發明之方法)之一裝置實現，該裝置具有用於標準化小零件之縱向位置之一位置標準化裝置，及用於分離小零件之一分離裝置，其中位置標準化裝置可操作地配置在分離裝置之後。

最終，上述目的係藉由具有一接合工具之一接合總成及根據本發明用以將一經分離單個小零件供應至接合工具之一分離及供應裝置實現。

通常可藉由實例利用鼓風將經供應小零件輸送至接合工具。

通過僅在分離之後執行將小零件之位置標準化至第一縱向位置中之步驟，通常應藉此執行之小零件之一轉向或傾斜移動現僅在分離小零件後執行。因此，此轉向移動可與其他動態移動及與其他小零件的相互作用分開。

由於根據本發明將任何縱向位置中之小零件輸送至裝置係可能的，因此，此輸送區段可更變得簡單且具有更堅固外形使得至分離裝置之輸送之可靠性可增大。小零件之縱向位置通常在某種程度上可由於不同於小零件之長度之外部直徑而偏離一理想縱向位置。因此，此處術語小零件縱向位置亦包含在某種程度上偏離理想小零件縱向位置之此等傾斜位置。

因此，根據本發明不僅使小零件至分離裝置之輸送區段，且亦使位置標準化裝置更可靠係可能的，使得可實現小零件之整體一更可靠供應。

因此，完全實現本發明之目的。

藉由根據本發明之方法，若將小零件設定在第一縱向位置中之步驟包含各繞橫向於小零件之軸之一傾斜軸傾斜小零件，則其尤其有利。

取決於小零件先前已佔據之縱向位置，傾斜方向可因而不同。

藉由傾斜，小零件之縱向位置因此標準化(即特定言之)至其中小零件藉由實例輸送至一接合工具之第一縱向位置中。在傾斜之後，小零件藉此較佳已平行對準於小零件沿著其自供應位置排放之一軸，因此藉由實例輸送至一接合工具。換而言之，小零件關於其等位置標準化之小零件軸可藉由實例平行於一輸送軟管至一接合工具之一連接之一軸。

根據另一較佳實施例，將小零件設定至第一縱向位置中之步驟包括在平行對準於小零件之軸之一狹槽上方移動一經分離小零件，狹槽之寬度大於或等於軸桿區段之直徑且該寬度小於凸緣區段之直徑，使得經分離小零件由於重力傾斜至其中軸桿區段延伸至狹槽中之第一縱向位置中。

藉由此實施例，使用小零件較佳具有在至軸桿區段之方向上偏移凸緣區段之軸心之一縱重心之事實。藉此，可實現在該種之一狹槽上方自動移動之小零件由於重力傾斜至一標準化縱向位置中(即獨立於其中在狹槽上方移動小零件之縱向位置)。

藉此，顯而易見小零件縱向位置之對準在傾斜程序期間改變，其中術語小零件在位置標準化之後之縱向位置係關於其中接著排放小零件之方向，且藉由實例在至分離裝置之一輸送之情況下係關於其中輸送小零件之一軸。

一般言之，小零件在其中其等軸彼此平行對準之一狀態中輸送至分離裝置係可能的。在此情況下，小零件可(例如)沿著一輸送路徑滾動向下。

然而，若小零件在其等軸之方向上對準且在任何縱向位置中一個接一個供應至分離裝置，則其尤其較佳。

由於小零件較佳實質上旋轉對稱形成，故輸送因而可結構更簡單地組態，同時堅固性更高且因此可靠性增大。

總體上藉由根據本發明之方法，若分離之步驟包括平行於小零件軸將一小零件移動至可在橫向於一拾取位置與一供應位置之間之方向之一方向上位移之一滑件之一小零件拾取器中，則其同樣較佳。

滑件之術語應廣義地解釋。通常，一滑件係可沿著一位移軸縱向滑動之一組成零件。然而，滑件亦可係一轉子形式之一旋轉滑件。

較佳結合用於將經分離小零件(呈接合元件之形式)在一第一縱向位置中輸送至一接合工具之一方法使用根據本發明之方法，其中接合元件首先利用根據本發明之方法逐個分離且在第一縱向位置中供應，且接著經分離接合元件在第一縱向位置中輸送或排放至接合工具。

藉由根據本發明之裝置，若分離裝置具有至少在接收一小零件之一拾取位置與供應一小零件之一供應位置之間沿著一位移方向(更特定言之沿著一位移軸)可位移之一滑件，則其較佳。

分離可以一特別堅固方式利用如所述可係一縱向滑件或一旋轉滑件之此一滑件發生。

藉此，若位移方向垂直於一經接收小零件之軸對準，則其尤其較佳。

藉此，在縱向方向上輸送之小零件可安全且可靠地被吸納至小零件拾取器中。然而，平行於或斜向於小零件之縱向位置之一位移方向亦係可能的。

根據結合技術方案7之前言之表示一獨立發明(即獨立於位置標準化及分離之序列)之另一較佳實施例，根據本發明之裝置含有沿著用於接收一小零件之一拾取位置與用於供應一小零件之一供應位置之間之一位移方向可位移之一滑件，其中該位移方向橫向對準於一經接收小零件之軸，且其中滑件在供應位置中被指派一傾斜裝置，自拾取位置移動至排放位置之一小零件利用該傾斜裝置繞平行對準於位移方向之一傾斜軸傾斜。

藉由此種之一傾斜裝置，一較佳位置定向可以一機械方式發生。藉此，小零件可在傳送至傾斜裝置之前關於其等縱向位置已經標準化。然而，若小零件在任何縱向位置中供應至傾斜裝置，則其尤其較佳。接著小零件之縱向位置之一標準化可在傾斜裝置中發生，其中傾斜方向取決於小零件在傳送至傾斜裝置中時之原始縱向位置。

根據另一較佳實施例，滑件被指派滑件被引導其上之一滑件底座，其中滑件之一小零件拾取器朝向滑件底座敞開，且其中滑件底座具有指派至滑件之供應位置且平行對準於一經接收小零件之小零件軸之一狹槽，該狹槽之寬度不小於軸桿區段之直徑且其寬度小於凸緣區段之直徑，使得小零件由於重力繞較佳平行對準於位移軸之一傾斜軸傾斜在供應位置中使得軸桿區段延伸至狹槽中。

狹槽藉由此實施例形成一傾斜裝置，可利用該傾斜裝置標準化小零件之位置。

由於狹槽形成於滑件底座形式之一單件式組件上，故狹槽或其邊緣可關於其公差位置被良好控制。

在先前技術中，位置標準化通常發生在配置在分離裝置之前之一對軌道上。由於此種之一對軌道由兩個組成零件構成，故其等之間設立之間隙及凸緣區段放置其上之相對邊緣之高度之公差位置明顯更難以控制。

在滑件底座上形成狹槽之動作亦因此增加一更高可靠性。

藉由設計滑件之一小零件拾取器朝向滑件底座敞開之動作，小零件在傳送至供應位置中時安置在狹槽上方此外變得更加可能，使得傾斜程序可在小零件傳輸至供應位置期間自動起始。

此外，若一凸輪可在橫向於位移方向之一方向上移動至狹槽中以將經傾斜小零件與一排放開口對準及/或關閉一排放室，則其藉此較佳。

尤其在小零件拾取器中的小零件可佔據第一或第二縱向位置之情況下，在傾斜程序之後橫向於位移方向之方向上之一位置可係不一致的。經傾斜小零件之排放位置可經由可橫向於位移方向被驅動至狹槽中之凸輪與一排放開口(或一供應軟管之一連接)對準。此外，可藉此實現一實質上關閉的排放室藉由滑件底座、滑件，及凸輪形成，其中可供應鼓風通過狹槽以自狹槽驅逐一小零件通過排放開口且離開排放室(較佳在一接合工具之方向上)。

此外，藉由根據本發明之裝置，若分離裝置具有指派至用於小零件列之一傳送裝置且經設計以阻擋除待傳送至分離裝置之一小零件拾取器之一最前面小零件之外之小零件列之前進之一阻擋裝置，則其總體有利。

藉此，可增大小零件自傳送裝置至小零件拾取器中之傳送之可靠性。

因此，總體根據本發明，小零件之一分離可在轉向至一排放位置中之前發生。歸因於經修改序列，藉此小零件之轉向或傾斜移動與其他動態移動及與其他小零件的相互作用分開。用於傳送至分離裝置之傳送裝置可藉由實例以一簡單滑槽形式由一更堅固外形形成，使得對小零件之公差之敏感性可減小。在位置標準化裝置中小零件繞其傾斜之負載外形可藉由一滑件底座中之一狹槽且因此以一單個零件產生，使得負載外形關於其公差位置被更好地控制。

小零件藉由實例可係焊接螺柱。若使用可用作為用於電組件群組之接地電纜之連接之所謂接地螺柱，諸如用於車輛產業中，則其尤其較佳。此處，此等接地螺柱常常被焊接在金屬車體板上之若干位置中以在不同位置處產生用於一機動車輛之不同電組件群組之一一致接地。

顯而易見，在不脫離本發明之範疇之情況下，上文提及之特徵及下文仍將解釋之該等特徵可不僅用於所提及之相關組合中，且亦可用於其他組合中或獨立使用。

圖1概略地展示大體上由10標示之一接合總成。接合總成10具有可藉由實例組態為一螺柱焊接工具、一鉚接工具或一衝壓鉚接工具之一接合工具12。接合工具12用於藉由使用一接合元件之形式之一小零件14執行一接合程序。就一螺柱焊接程序而言，此種之一接合元件14被焊接在一工件總成16上，如圖1中概略地展示。藉此，小零件14包括焊接在工件總成16上之一凸緣區段F，及沿著小零件之一軸延伸且可藉由實例被設計為一螺紋區段之一軸桿區段S。藉此，小零件14可(特定言之)形成為一接地螺柱。若小零件被設計為一鉚釘或衝頭鉚釘，則其可用在一接合程序中以將一工件總成之兩個工件彼此連接。

接合工具12可係一手動引導工具。然而，接合工具12較佳可利用可將接合工具移動向上至一工件總成16之接合位置之一自動控制裝置18三維地移動。

此外，接合總成10包括用於將經分離小零件逐個輸送至接合工具12之一輸送裝置20。藉此，輸送裝置20具有其中接合元件14被未經分類地作為散裝塊狀材料接收之一散裝材料容器22。此外，輸送裝置20具有小零件14可利用其自散裝材料容器22移除之一排列裝置24，其中小零件藉此在排列裝置24之一通道中沿著其等軸對準在一列中，其中小零件可隨機佔據一第一縱向位置或一第二縱向位置(在其中凸緣區段在前端處或軸桿區段在前端處之輸送方向上)。此外，輸送裝置20含有可藉由實例設計為一簡單滑槽形式之一傳送裝置26。排列在排列裝置24中之小零件經由傳送裝置26被輸送至一供應裝置30。供應裝置30在一方面用以標準化小零件之縱向位置及分離小零件以使接著關於其等縱向位置被標準化之經分離小零件可供應至接合工具12。因此，供應裝置30在圖1中具有一概略地圖解說明之分離裝置32及同樣僅在圖1中概略展示之一位置標準化裝置34。藉此，位置標準化裝置 34配置在分離裝置32之後。

接著可藉由實例利用一供應軟管36將關於其等縱向位置標準化之小零件運輸至接合工具12。為此目的，輸送工具20可具有一壓縮空氣產生器38，該壓縮空氣產生器38藉由一鼓風管40連接至位置標準化裝置34且鼓風42可藉由其經饋送以經由供應管36將一經分離單個小零件自位置標準化裝置34移動至接合工具12。

此外，在圖1中可見小零件以平行於其等軸44之一不一致縱向位置(14a或14b)被傳送至分離裝置32中。小零件於一標準化縱向位置14a被輸送至接合工具12。接合工具12具有一固持裝置46，經輸送之小零件被傳送至其中，以接著能夠藉由此種之一小零件起始一接合程序。

圖2及圖3中概略地圖解說明上文所述類型之一供應裝置30之一較佳變體。

供應裝置30含有圖2中僅概略地指示之一外殼48，其中一滑件底座50牢牢地固定在外殼48中。一滑件可位移地安裝在滑件底座50上，即可在圖2及圖3中52A處展示之一拾取位置與圖2與圖3中52B處展示之一供應位置之間位移。

滑件52具有小零件14可沿著可與小零件軸44平行對準且橫向對準於一位移軸57之一傳送軸被引入其中之一小零件拾取器54。在圖2中在56處概略地展示滑件52在滑件底座50上之位移。

小零件拾取器54朝向滑件底座50敞開。滑件底座50具有跨位移軸57延伸且具有一寬度B之一狹槽58。寬度B小於凸緣區段之一直徑D_F，且大於小零件之軸桿區段S之一直徑D_S。如圖2及圖3中所示，經接收在小零件拾取器54中之小零件14自拾取位置移動至其中小零件軸44保持垂直於位移軸57對準之供應位置。只要到達供應位置(52B)，則小零件14通過狹槽58上方。小零件由於重力在狹槽處傾斜(如圖3在60展示)，即繞平行對準於位移軸57之一傾斜軸62(概略地展示)。在傾斜程序結束時，凸緣區段F位於狹槽58之側邊緣上且軸桿區段S在跨位移軸57之一方向上延伸至狹槽58中。取決於小零件14在被接收在小零件拾取器54中時之縱向位置，傾斜藉此在不同方向上發生，如圖3在60處指示。

藉由因此形成之傾斜裝置，小零件之位置因此被標準化，即在其中小零件被提供給接合工具12之第一小零件位置14a中。在供應位置中，小零件拾取器54在橫向於位移軸57之一方向上連接至此處藉由實例形成為一輸送管36之一排放裝置。接著，一小零件可藉由鼓風42(見圖2)被運送離開狹槽58且離開小零件拾取器54且運送至接合工具12上。

圖2及圖3之供應裝置30藉此形成一分離裝置32及一位置標準化裝置34，其中位置標準化裝置被設計為一傾斜裝置且可操作地配置在分離裝置32之後。

圖4至圖6展示關於運作之結構及方法一般對應於圖1之輸送裝置20之一輸送裝置20’之另一實施例。因此，相同元件由相同參考數字表示。下文主要將僅解釋不同元件。

在圖4中，首先可見排列裝置24包括具有面向散裝材料容器22之一通道之一通道元件66。通道元件66能夠經由連接至一提升缸70之一提升桿68樞轉，如由圖4中之一箭頭指示。排列在通道66中且沿著其等軸對準之小零件可以此方式經由一樞轉移動72被傳送至被設計為一簡單滑槽且因此相對於水平面傾斜之傳送裝置26，使得小零件藉由重力朝向供應裝置30滑下。

圖4中在74處展示用於通道元件66之一樞轉軸74。

此處，供應裝置30被指派一阻擋裝置78，其配置在傳送裝置26與供應裝置30之間之轉換區域中且經設計以阻擋除待傳送至供應裝置30之小零件拾取器54中之一最前面小零件之外之排列在傳送裝置26中之小零件之饋送。藉此，此可防止滑件52在一經接收小零件被傳送至供應位置中時變得堵塞。

圖4中在80處展示傳送裝置26與小零件拾取器54之間之傳送。

此外，供應裝置30在此實施例中具有經由一凸輪筒84在橫向於位移軸57之一方向上可移動(即自狹槽58移出或移至狹槽58中)之一凸輪82。在第一位置中，凸輪82經接收在外殼48之一外形中使得其不阻止滑件52至供應位置中之位移。在供應裝置中，一小零件經如上文所述般傾斜使得其關於其縱向位置被標準化且其軸與藉由實例之一輸送管36之形式之一排放裝置對準。

若滑件52在供應位置中，則凸輪82可被驅動至狹槽58中且至小零件拾取器54中以界定小零件在橫向於位移軸57之一方向上之位置，更特定言之將小零件與一排放開口對準。此外，凸輪82可適於與外殼48、滑件底座50及滑件52形成一排放室86，如在圖5中在82’處所示。

圖6概略地展示穿過圖4及圖5之供應裝置30之一截面圖，其中可見用於以下項目之一連接：鼓風42、外殼、滑件底座50、及沿著位移軸57可位移之滑件52(圖6中展示在操作位置52B中)。此外，此處可見一小零件14a已經傾斜在狹槽58之邊緣處且其軸44因此與一排放方向對準。

10‧‧‧接合總成

12‧‧‧接合工具

14‧‧‧小零件/接合元件

14a‧‧‧第一小零件縱向位置

14b‧‧‧第二小零件縱向位置

16‧‧‧工件總成

18‧‧‧自動控制裝置

20‧‧‧輸送裝置

20’‧‧‧輸送裝置

22‧‧‧散裝材料容器

24‧‧‧排列裝置

26‧‧‧傳送裝置

30‧‧‧供應裝置

32‧‧‧分離裝置

34‧‧‧位置標準化裝置

36‧‧‧供應軟管/輸送管

38‧‧‧壓縮空氣產生器

40‧‧‧鼓風管

42‧‧‧鼓風

44‧‧‧小零件軸

46‧‧‧固持裝置

48‧‧‧外殼

50‧‧‧滑件底座

52‧‧‧滑件

52A‧‧‧拾取位置

52B‧‧‧供應位置/操作位置

54‧‧‧小零件拾取器

56‧‧‧滑件52在滑件底座50上之位移

57‧‧‧位移軸

58‧‧‧狹槽

60‧‧‧傾斜

62‧‧‧傾斜軸

66‧‧‧通道元件

68‧‧‧提升桿

70‧‧‧提升缸

72‧‧‧樞轉移動

74‧‧‧樞轉軸

78‧‧‧阻擋裝置

80‧‧‧傳送裝置26及小零件拾取器54之間之傳送

82‧‧‧凸輪

82’‧‧‧凸輪52與外殼48、滑件底座50及滑件52形成排放室86之位置

84‧‧‧凸輪筒

86‧‧‧排放室

B‧‧‧寬度

D_F‧‧‧凸緣區段F之直徑

D_S‧‧‧軸桿區段S之直徑

F‧‧‧凸緣區段

S‧‧‧軸桿區段

II-II‧‧‧線

III-III‧‧‧線

在圖式中圖解說明且在下文描述中將進一步詳細解釋本發明之實施例。在圖式中：圖1展示根據本發明之一接合總成之一第一實施例之一圖解視圖；圖2展示對應於圖1之沿著線II-II之一截面圖之穿過根據本發明之一分離及供應裝置之一圖解截面圖；圖3展示沿著圖2之線III-III之一圖解截面圖；圖4展示用於分離及供應小零件、整合在用於小零件之一輸送裝置中之根據本發明之一裝置之另一實施例之一圖解透視圖；圖5展示具有一滑件在一供應位置中之圖4之裝置之另一圖解說明；及圖6展示穿過圖4及圖5之分離及供應裝置之一圖解截面圖。