TWI623662B - 托盤驅動系統、托盤驅動設備及托盤 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種托盤驅動系統、托盤驅動設備及托盤。 托盤驅動系統可操作以用於在縫紉系統上使用。托盤驅動系統具有被設置以在適當位置固持工件的托盤。一對對準柱耦接至托盤。在例示性態樣中，每一對準柱具有表面在三維中沿x軸、y軸以及z軸延伸的形狀。對應於每一對準柱的一對對應夾爪耦接至縫紉機，所述一對夾爪可在允許將對準柱定位於夾爪之間的打開位置與其中夾爪圍繞對準柱的關閉位置之間移動。夾爪在關閉位置界定在x、y以及z軸上圍繞對準柱的凹穴。

Description

托盤驅動系統、托盤驅動設備及托盤

本發明涉及用於工業縫紉操作的驅動系統。更明確而言，本發明涉及托盤驅動系統，其具有用於托盤驅動的三維對準柱抓握總成。

存在使用托盤驅動系統來相對於縫紉針移動工件的工業用縫紉機。所述托盤將工件保持在適當位置，及驅動系統相對於縫紉針移動所述托盤，且因此移動所述工件。然而，這些驅動系統時常不能準確定位所述工件。此外，現有托盤驅動系統很昂貴。

提供本發明內容以簡化形式引入下文在實施方式中進一步描述的概念選擇。本發明內容並非意欲識別所主張標的物的關鍵特徵或基本元件，亦並非意欲在判定所主張標的物的範疇中用 作輔助。本發明藉由申請專利範圍界定。

在高程度上，本文中的態樣涉及托盤驅動系統，其可操 作以用於在具有縫紉機頭的縫紉系統上使用，所述縫紉機頭具有可操作以對工件執行縫紉操作的縫紉針。縫紉系統具有操作以相對於縫紉針移動工件的安裝角(mounting horn)。托盤驅動系統具有被設置以在適當位置固持所述工件的托盤。一對對準柱(alignment post)耦接至所述托盤。在例示性態樣中，每一對準柱具有表面在三維中沿x軸、y軸以及z軸延伸的形狀。對於每一對準柱，安裝角具有耦接至其中的一對對應夾爪(gripping finger)，所述夾爪可在允許將對準柱定位於夾爪之間的打開位置與其中夾爪圍繞對準柱的關閉位置之間移動。夾爪在所述關閉位置界定在x軸、y軸以及z軸上圍繞對應對準柱的凹穴。因此，當所述安裝角移動時，藉由托盤，工件的移動亦對應地移動。

上文所描述的托盤驅動系統的設置提供若干優點。僅作為一個實例，且不進行限制，藉由在三維中圍繞對準柱，夾爪更準確地定位托盤與工件。作為另一實例，夾爪經對稱地設計以允許其均可作為左爪或右爪而互換使用。

10‧‧‧縫紉系統

12‧‧‧縫紉機頭

14‧‧‧縫紉針

16‧‧‧托盤

16a‧‧‧框架

18‧‧‧圖案

20‧‧‧進入窗

22‧‧‧鉸接門

24‧‧‧工件

26‧‧‧柱固持器

28‧‧‧定位孔

30‧‧‧帶螺紋的螺栓孔

31‧‧‧定位孔

32‧‧‧螺栓

33‧‧‧孔

34‧‧‧定位銷

36‧‧‧柱孔

38‧‧‧對準柱

39‧‧‧螺釘

40‧‧‧對準柱上部部分

42‧‧‧對準柱下部部分

44‧‧‧定位銷

46‧‧‧感測器旗標

48‧‧‧角

50‧‧‧後端

52‧‧‧安裝面

54‧‧‧軛

58‧‧‧間隔板

61‧‧‧近接感測器

62‧‧‧托架

63‧‧‧托架

68‧‧‧夾鉗機構

70‧‧‧螺栓

72‧‧‧鉗頭

74‧‧‧埠

76‧‧‧夾爪

80‧‧‧定位銷

82‧‧‧螺栓孔

84‧‧‧螺栓

86‧‧‧凹穴

88‧‧‧凹穴的上表面

90‧‧‧凹穴的下表面

92‧‧‧凹穴的弓形內表面

94‧‧‧下弧面

下文參看隨附圖式詳細地描述實例，其中：圖1說明根據本文中的態樣的例示性托盤驅動系統的透視圖。

圖2為類似於圖1但出於清楚起見而省略某些零件的簡化視圖。

圖3提供圖2的纏繞區域的放大視圖。

圖4為展示在關閉位置的夾爪的類似於圖3的視圖。

圖5提供圖2的區域的部分正面視圖，其中脫離零件以展示建構的具體細節。

圖6提供所選擇的組件的分解視圖。

圖7提供夾鉗及夾爪的分解視圖。

本文中的態樣涉及托盤驅動系統，其可操作以用於在縫紉系統上使用，所述縫紉系統具有縫紉機頭，所述縫紉機頭具有可操作以對工件執行縫紉操作的縫紉針。縫紉系統具有操作以相對於縫紉針移動工件的安裝角。托盤驅動系統具有被設置以在適當位置固持所述工件的托盤。一對對準柱耦接至所述托盤。在例示性態樣中，每一對準柱具有表面在三維中沿x軸、y軸以及z軸延伸的形狀。安裝角具有耦接至其中的兩對對應的夾爪，所述夾爪可在允許將對準柱定位於夾爪之間的打開位置與其中夾爪圍繞對準柱的關閉位置之間移動。夾爪在所述關閉位置界定在x軸、y軸以及z軸上圍繞對應對準柱的凹穴。通過托盤，此設置準確且重複地相對於安裝角以及縫紉針定位所述工件。

圖1描繪將出於參考目的而描述的例示性縫紉系統10。工業用縫紉機具有操作往復運動的縫紉針14的縫紉機頭12。縫紉系統10操作以相對於所述縫紉針移動托盤16。托盤16的框架16a通常具有在其內形成的圖案18，以及進入窗(access window)20。進入窗20可為(例如)耦接至所述托盤且形成所述托盤的一部分的一對 鉸接門22。進入窗20用於定位進入窗20內的一或多個工件24。 所述鉸接門22隨後固持在關閉位置處以將工件24保持在正確位置。亦可使用用於定位及固持工件24的其他機構。

最佳如圖2、圖3以及圖6中所見，托盤16包含一對柱固持器(post-holder)26。圖2僅說明托盤及縫紉系統的部分以更完整地展示其他部分。如圖6中所見，每一柱固持器26具有一對定位孔28與一對帶螺紋的螺栓孔30。定位孔28與托盤16上的一對對應的定位孔31及定位銷34一起使用以精確定位托盤16上的柱固持器26。使用螺栓孔30，連同托盤16中的對應孔33，以及螺栓32以將柱固持器26耦接至托盤16。應理解，亦可使用其他定位及連接機構。

最佳如圖6中所見，每一柱固持器26亦包含柱孔36。繼續參看圖6，對準柱38壓入配合至柱固持器26。對準柱38具有上部部分40、下部部分42以及定位銷44。在一態樣中，上部部分40為盤狀，其中下部部分42自上部部分40延伸，且具有較小直徑的盤狀。定位銷44自下部部分42延伸，且經精確塑形及設定大小為壓入配合至柱固持器26中的柱孔36。其他附接機構亦可用於將對準柱38耦接至柱固持器26。

在一些態樣中，靠近對準柱38的感測器旗標46亦使用螺栓或螺釘39而耦接至柱固持器26。如下文進一步描述，感測器旗標46用於判定托盤16及工件24處於適當位置及準備好進行縫紉的時間。在其他態樣中，托盤16、柱固持器26或對準柱38的部分亦可用作偵測目標。

如上文所指出，縫紉系統10相對於縫紉針14移動托盤16。最佳如圖1及圖2中所見，縫紉機頭12通常包含角48或驅動頭。角48耦接至縫紉機，且根據工件24需要的所希望的縫合路徑移動。角48具有耦接至縫紉機的驅動系統的後端50，及安裝面52。安裝面52被設置有用以耦接下文所描述的剩餘附接組件的數個安裝孔。

軛54使用位於安裝面52上的安裝孔中的至少一些而耦接至角48。作為一實例，軛54可使用數個螺栓而耦接至角48。 軛54支援及定位間隔板58。間隔板58可使用數個螺栓而耦接至軛54。除螺栓以外的其他耦接機構可用於耦接角48、軛54以及間隔板58。在例示性態樣中，軛54與間隔板58由適合的鋼材料製備，但亦可使用其他材料。將角48、軛54以及間隔板58剛性地緊固在一起，以使得允許零件之間無相對移動。最佳如圖5中所見，近接感測器61耦接至間隔板58。如下文中更全面描述，近接感測器61被設置以偵測感測器旗標46的存在，所述存在指示托盤16處於適當位置且準備就緒。如上文所指出，在替代態樣中，感測器61亦可經定位及設置以偵測托盤16(諸如柱固持器26或對準柱38)的正確位置。如圖3及圖4中部分所見，托架63可耦接至間隔板58以保護感測器61不受諸如由鄰接零件接觸而導致的損壞。若使用托架63，則諸如藉由栓接或其他附接機構，將托架63剛性地耦接至間隔板58。

最佳如圖2及圖3中所見，亦將托架62定位於間隔板58上。諸如通過間隔板58中的數個螺栓孔及對應螺栓，將托架62 固持在間隔板58上。托架62自與軛54相對的間隔板58向前延伸。托架62經設定大小以在正確位置固持夾鉗機構68。諸如藉由一對螺栓70，將夾鉗機構68剛性地耦接至托架62。替代地，夾鉗機構68可直接緊固至間隔板58。類似於軛54及間隔板58，托架62較佳地由適合的鋼材料製備，但亦可使用其他材料。夾鉗機構68具有一對往復運動的鉗頭72，其操作以朝向彼此及遠離彼此移動。在例示性態樣中，鉗頭72可氣動地操作以打開及關閉。夾鉗68中提供一對埠74以選擇性地提供氣壓，從而打開及關閉鉗頭72。替代地，諸如藉由彈簧壓力，可將鉗頭偏置至打開或關閉位置，且施加氣動壓力至超過偏置力以打開或關閉所述鉗頭。可使用可商購的平行夾鉗，諸如可自密歇根州奧本山的迪斯泰克公司(De-Sta-Co company)購得的那些夾鉗。

最佳如圖5及圖7中所見，將夾爪76定位於每一鉗頭72上。較佳地，每一爪76具有一對定位孔，其與一對定位銷80組合使用以定位鉗頭72上的爪76。每一爪76亦具有數個螺栓孔82，其與螺栓84組合使用以使用鉗頭72中的對應帶螺紋的孔將爪76剛性地緊固至鉗頭72。當鉗頭72在夾鉗68上往復打開及封閉時，爪76對應地往復打開及封閉。每一爪76具有凹穴86。凹穴86經塑形及設定大小以當托盤16移動至縫合工件24的位置時捕獲對準柱38。在一態樣中，凹穴86經塑形為半圓形，其具有與對準柱38的上部部分40的高度對應的高度。每一凹穴86因此具有上表面88、下表面90以及弓形內表面92，所述弓形內表面92的半徑對應於對準柱38的上部部分40的半徑。在緊靠於下表面90下 方處，爪76具有下弧面94，所述下弧面94具有與對準柱38的下部部分42對應的半徑。因此，凹穴86與下弧面94的形狀及大小允許當爪76移動至圖4中展示的關閉位置時，凹穴86及下弧面94周圍的爪76的材料完全圍繞對準柱38。較佳地，每一爪均可用作左爪或右爪，所述左爪及右爪為彼此的鏡像。此類建構允許爪76可互換使用，且降低所述系統的總成本。

在使用時，使用鉸接門22打開進入窗20，將一或多個工件24放置在托盤16內。隨後，如圖2及圖3中所展示，通過移動位於打開爪76之間的對準柱38，托盤16移動至用於縫紉的位置。當對準柱38處於此位置時，近接感測器61通過感測器旗標46(或在其他態樣中，柱固持器26或對準柱38)偵測托盤的存在。 在此位置中，所述系統使用邏輯控制器以用信號通知夾鉗68將鉗頭72移動至圖4中展示的關閉位置，且因此亦將爪76移動至所述關閉位置。在所述關閉位置中，配合爪76的凹穴86圍封對準柱38。爪76通過凹穴86將對準柱38保持在適當位置，且所述對準柱38在x、y以及z方向的三維形式中具有多個接觸面。托盤16上的柱固持器26的準確及精確定位，連同柱固持器26上的每一對準柱38的準確及精確定位，與藉由爪76實現的正面定位一起允許工件24相對於縫紉針14的可重複且可靠的定位。此外，藉由向托盤16提供始終定位於托盤16上的柱固持器26及對準柱38，托盤16可用於不同縫紉系統10上，假如它們具有上文所描述的軛54、間隔板58、夾鉗68以及爪76。

所描繪的各種組件的許多不同配置，以及未展示的組件 在不脫離以下申請專利範圍的範疇的情況下皆有可能。吾等技術的態樣已加以描述，其意欲為說明性的而不是限制性的。在閱讀本發明之後且由於閱讀了本發明，替代態樣將對本發明的讀者們變得顯而易見。可在不脫離以下申請專利範圍的範疇的情況下，完成實施前述的替代裝置。某些特徵及子組合具有實用性，且可加以採用而不參考其他特徵及子組合，所述特徵及子組合涵蓋在申請專利範圍的範疇內。

Claims (15)

1. 一種用於縫紉系統的托盤驅動系統，所述縫紉系統具有縫紉機頭，所述縫紉機頭具有可操作以對工件執行縫紉操作的縫紉針，以及可操作以相對於所述縫紉針移動所述工件的安裝角，所述托盤驅動系統包括：用以在適當位置固持所述工件的托盤；彼此間隔開且耦接至所述托盤的一對對準柱，每一對準柱具有在三維中沿x、y以及z方向延伸的表面；以及可操作地耦接至所述安裝角的至少兩對夾爪，且每一對所述夾爪間隔開以對應於所述托盤上的所述對準柱的間隔，每一對所述夾爪可在打開位置與關閉位置之間移動，所述夾爪在所述關閉位置界定凹穴，所述凹穴被設置以在所述x、y以及z方向上圍繞對應所述對準柱。
2. 如申請專利範圍第1項所述的托盤驅動系統，其中每一所述對準柱具有為圓柱形形狀的下部部分，及為圓柱形形狀的上部部分，所述下部部分的直徑小於所述上部部分的直徑。
3. 如申請專利範圍第2項所述的托盤驅動系統，其中每一對所述夾爪所界定的所述凹穴的形狀對應於所述對準柱的所述下部部分及所述上部部分的形狀。
4. 如申請專利範圍第3項所述的托盤驅動系統，其中一對夾爪的每一所述夾爪為另一所述夾爪的鏡像，以使得所述爪為可互換的。
5. 如申請專利範圍第4項所述的托盤驅動系統，其中使用 一對柱固持器將所述對準柱耦接至所述托盤，所述柱固持器中的每一個緊固至所述托盤，且每一所述對準柱耦接至對應所述柱固持器的其中一個。
6. 如申請專利範圍第5項所述的托盤驅動系統，其中使用一對定位銷將所述柱固持器緊固至所述托盤。
7. 如申請專利範圍第6項所述的托盤驅動系統，更包括耦接至每一柱固持器的感測器旗標，及耦接至所述安裝角的對應的感測器，所述感測器定位於所述柱固持器上以指示當所述托盤處於關閉所述夾爪的適當位置時對所述驅動角的接近度。
8. 一種用於縫紉機的托盤驅動設備，所述縫紉機具有縫紉機頭，所述縫紉機頭具有可操作以對固持於托盤內的工件執行縫紉操作的縫紉針，所述托盤具有一對間隔開的對準柱，以及可操作以相對於所述縫紉針移動所述托盤及所述工件的安裝角，所述托盤驅動設備包括：耦接至所述安裝角的軛；耦接至所述軛的間隔板；以及兩組間隔開的夾爪，每一組所述夾爪可操作地耦接至所述間隔板且經定位以嚙合所述托盤的所述對準柱，每一組所述夾爪可在打開位置與關閉位置之間移動，所述夾爪在所述關閉位置界定凹穴，所述凹穴被設置以在x、y以及z方向上圍繞對應所述對準柱。
9. 如申請專利範圍第8項所述的托盤驅動設備，其中每一組所述夾爪的所述凹穴的形狀對應於所述對準柱的形狀。
10. 如申請專利範圍第9項所述的托盤驅動設備，其中所 述凹穴在所述x、y以及z方向上圍繞所述對準柱。
11. 如申請專利範圍第10項所述的托盤驅動設備，更包括一對近接感測器，其耦接至所述間隔板且經定位以偵測所述對準柱的接近度，從而指示所述工件處於在縫紉之前關閉所述夾爪的適當位置。
12. 一種托盤，用於相對於縫紉機的驅動設備將工件固持在適當位置，所述縫紉機具有縫紉機頭，所述縫紉機頭具有可操作以對所述工件執行縫紉操作的縫紉針，及可操作以相對於所述縫紉針移動所述托盤及所述工件的安裝角，所述安裝角具有耦接至其中以嚙合所述托盤的一對夾鉗，所述托盤包括：框架；界定在所述框架中的進入窗，其經設定大小以允許將所述工件放置在所述進入窗內；以及耦接至所述框架且經定位以對應於所述夾鉗的位置的兩個間隔開的對準柱，每一所述對準柱在x、y以及z方向上被夾爪的凹穴圍繞對應。
13. 如申請專利範圍第12項所述的托盤，其中所述對準柱各自具有為圓柱形形狀的下部部分，及為圓柱形形狀的上部部分，所述下部部分的直徑小於所述上部部分的直徑。
14. 如申請專利範圍第13項所述的托盤，更包括一對柱固持器，每一所述柱固持器耦接於所述托盤與對應的所述對準柱之間。
15. 如申請專利範圍第14項所述的托盤，更包括耦接至每一所述柱固持器的感測器旗標，及耦接至所述安裝角的對應的感 測器，將所述感測器定位於所述柱固持器上以指示當所述托盤處於關閉所述夾鉗的適當位置時對所述驅動角的接近度。