NO156360B - Anordning for orientert mating av feromagnetiske komponenter. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for stabling og mating av ferromagnetiske komponenter, hvilken anordning innbefatter en styrerenne i hvilken komponentene beveger seg, samt et over styrerennen anordnet magnetsystem med i det minste ett par magneter på hver side av en umagnetisk mal, hvilken mal har en form som motsvarer ytterkonturen til komponentene.

Det er kjent en innretning for orientert mating av ferromagnetiske komponenter, hvilken innretning innbefatter en styrerenne og et magnetisk system utført som en permanent magnet montert over styrerennen. (B.A. loffe, R.K. Kalnyn "Orientirovanie detalei elektromagnitnym polem", publisert 1972, "Zinatne" (Riga), se s. 32, fig. 2.2.3, 2.2.4).

Denne innretning kan ikke stable opp orienterte komponenter som beveger seg i en strøm.

Det er også kjent en innretning for orientert mating av ferromagnetiske deler, mer særskilt platemetall-emner (kfr. tysk patent nr. 1266687, publisert 18. april 1968), innbefattende en styrerenne og et magnetisk system som er montert over styrerennen og innbefatter flere magneter plassert den ene over den andre. I denne innretning mates en på forhånd oppbygget stabel av flate ferromagnetiske komponenter ved hjelp av styrerennen inn i rommet mellom polene til den nederste magnet, hvoretter de elektromagneter som er plassert over, energiseres etter hverandre, hvorved en komponent overføres til rommet mellom polene på hver magnet helt til den når toppen av det magnetiske system. De etterfølgende komponenter inntar sine stillinger mellom polene til de nedre magneter og, når komponenten som allerede er i rennen plukkes opp, mates de et trinn og inntar stillingen til den foregående detalj.

Denne innretning krever bruk av ekstra utstyr for stabling og orientering av komponenter før de mates inn i styrerennen, og innretninger kan ikke gjennomføre orientert mating av komponenter som beveger seg i en kontinuerlig strøm, i styrerennen. Det magnetiske system i innretningen har en komplisert utførelse og trenger en spesiell koplingsmeka-nisme for styringen derav. Den kontinuerlige mating av komponenter kan i denne innretning bare skje innenfor den mengde av deler som inneholdes i en stabel.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveie-bringe en innretning for orientert mating av ferromagnetiske komponenter, hvor hos komponentene kan orienteres og stables under bevegelse i en renne i en kontinuerlig strøm, hvilken innretning har en enkel kontruksjon og er meget driftssikker.

Denne hensikt oppnås i en anordning for orientert mating av ferromagnetiske komponenter ved at samtlige magneter er vendt med sine to poler mot malen, og at magnetene i hvert par er plassert slik at like poler ligger midt utfor hverandre på motsatte sider av malen.

For å øke arbeidskapasiteten til innretningen er det ønskelig at malen gjøres større og formes til samsvar med formen til to komponenter plassert speilbildesymmetrisk, slik at de delvis faller sammen i lengderetningen, og at det magnetiske system forsynes med i det minste et ekstra par magneter som hver er anordnet ved siden av en av de førstnevnte magneter, er analoge dertil og plassert på motliggende sider av den tilføyede del av malen, idet kontaktlinjene mellom magnetene er motliggende den måldel som samsvarer med den sammenfallende del av komponentene.

Det er videre ønskelig, for å hindre innbyrdes magnetisk vedheng av komponentene, at lengden til det magnetiske system bør være litt større enn lengden til malen. Innretningen for orientert mating av ferromagnetiske komponenter, utført i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

har en enkel oppbygging og muliggjør orientering og stabling av ferromagnetiske komponenter under disses kontinuerlige bevegelse i rennen, og muliggjør også en stor arbeids-kapasitet og en automatisk fylling av det magnetiske system ettersom komponentene trekkes ut derfra for maskinering eller samling. Innretningen har videre stor driftssikker-het og vid anvendbarhet som gjør at orientert mating av komponenter som har ulike former og størrelser kan gjennom-føres ved bare å endre malen, forutsatt at komponentenes totaldimensjoner er innenfor plassen mellom polene i det anvendte magnetiske system.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene som viser noen utførelseseksempler. På tegningene viser

fig. 1 et isometrisk riss av en innretning for orientert mating av ferromagnetiske komponenter med symmetriske

ender,

fig. 2 viser et grunnriss av en innretning for orientert mating av avlange ferromagnetiske komponenter med

asymmetriske ender fra en stilling i styrerennen, fig. 3 viser et snitt etter linjen III-III i fig. 2,

fig. 4 viser et grunnriss av en innretning for orientert mating av ferromagnetiske komponenter med asymmetriske ender fra to stillinger i styrerennen,

fig. 5 viser et isometrisk riss av en automatisk ladeenhet med en innretning for orientert mating av ferromagnetiske komponenter ifølge fig. 4, og

fig. 6 viser et forstørret isometrisk snittriss av en innretning for orientert mating av ferromagnetiske komponenter, med griperen til ladeenheten som er vist i fig. 5.

Innretningen for orientert mating av ferromagnetiske komponenter med symmetriske ender innbefatter en styrerenne 1

(fig. 1) og et magnetisk system 2 som er plassert over rennen og består av et par C-formede elektromagneter 3 og 4 med likestrømviklinger 5. Innretningen innbefatter videre en mal 6 som er tilformet til samsvar med formen til komponentene 7 og er utført av et umagnetisk materiale i form av begrensende sideflater. Elektromagnetene 3 og 4 er plassert på motliggende sider av malen 6 med hensyn til komponentenes 7 bevegelsesretning i rennen 1 (vist med pilen A), og begge polene N og S til hver elektromagnet vender mot malen 6 slik at like poler N-N og S-S står overfor hverandre, med midtpunktene omtrent ved hjørnene til malen 6 (eller komponenten 7).

\

Innretningen for orientert mating av avlange ferromagnetiske deler med asymmetriske ender innbefatter en styrerenne 1 (fig. 2 og 3), eksempelvis en vibrasjonsrenne, og et magnetisk system 2 som består av to par magneter 3 og 4.

Over styrerennen 1 er det plassert en mal 6' utført som en umagnetisk plate, med en åpning 8 tilformet til samsvar med formen til den komponent 7' som skal orienteres.

Avstanden fra rennen 1 til undersiden av platen (malen 6') bestemmes av:

hvor h = avstanden fra rennen 1 til undersiden av platen, og H = høyden til komponenten 7<1.>

Magnetparene 3 og 4 er plassert symmetrisk om aksen til åpningen 8 og på motliggende sider av denne. I hvert par er magnetene 3 eller 4 plassert med ulike poler vendt mot hverandre, mens de par av magnetene 3 og 4 som er plassert overfor hverandre, på hver sin side av åpningen 8, er plassert med like poler vendt mot hverandre.

Magnetene 3 så vel som magnetene 4 holdes sammen ved hjelp av klemmer 9. Ved åpningens 8 endesider, sett i komponentenes 7' bevegelsesretning, er det plassert en stopper 10 for å hindre langsgående bevegelse av delene 7' som er orientert i det magnetiske system 2.

Innretningen ifølge fig.4 for orientert mating av ferromagnetiske deler med asymmetriske ender fra en hvilken som helst stilling i rennen er utført på samme måte som innretningen i fig.l, med unntagelse av at malen 6<1>' er gjort større og tilformet til samsvar med formen til to komponenter 7<11> som er plassert speilbildesymmetrisk og med delvis sammenfalling i lengderetningen. Ved denne utførelsen av oppfinnelsen er malen 6'<1>, på samme måte som i fig.l, utført som begrensende sideflater hvis høyde er lik høyden til den stabel av komponenter 7'<1> som bygges opp av det magnetiske system 2. Det magnetiske system 2 innbefatter et par magneter 3,4

og et ekstra par magneter 3',4' som hver er plassert ved siden av en av magnetene 3,4 er analog dertil og er plassert på motliggende sider av den tilføyede delen av malen 6'<1>. Kontaktlinjene 11 mellom magnetene 3,3' og 4,4' ligger overfor den delen 12 av malen 6'<1> som samsvarer med komponentenes sammenfallende del*

For å hindre vedheng mellom hosliggende komponenter 7" i rennen 1 når de går inn i det magnetiske system 2, er lengden av det magnetiske system 2 litt større enn den totale lengden til to kombinerte detaljer. Høyden til det magnetiske system 2 svarer til høyden av den stabel av komponenter som orienteres, idet det tas hensyn til klaringer

som følge av magnetisk frastøtning mellom hosliggende komponenter i stabelen. Innretningen i fig. 4 øker hastig-heten til den orienterte mating fordi det magnetiske system tar komponenter fra begge stillinger i rennen.

Den automatiske ladeenhet med en innretning for orientert mating av asymmetriske ferromagnetiske komponenter, utført som vist i fig. 4, innbefatter en vibrasjonsmater 13 med en styrerenne 1 (fig. 5 og 6) over hvilken det er plassert et magnetisk system 2 utført som to par magneter 3,3' og 4,4' (se fig. 4)(det andre par -magneter er ikke vist i fig. 5 og 6) montert på styrerennen 1 symmetrisk overfor hverandre. I hvert par er magnetene, eksempelvis magnetene 3 og 3', plassert med ulike poler mot hverandre, mens motliggende magneter er plassert med like poler mot hverandre. En griper 14, montert på en manipulator 15, er utført som en sylindrisk elektromagnet som kan rotere om sin akse ved hjelp av et lager 16.

Det magnetiske system 2 og malen 6" er innelukket i et hus 17 av et umagnetisk materiale (eksempelvis tekstolitt). Innretningen for orientert mating av ferromagnetiske komponenter, som vist i fig. 1, virker på følgende måte: De ferromagnetiske komponenter 7 tilføres i en strøm i rennen 1 til det magnetiske system 2. Når en komponent 7 når frem mellom magnetparene 3,4 og den neste komponent bare delvis er gått inn mellom dem, vil komponentene fra-støte hverandre hvorved en komponent atskilles fra strømmen, fordi ferromagnetiske komponenter, når de ligger helt inne mellom magnetparene 3 og 4, magnetiseres slik at den bakre enden til den første komponent og den fremre enden til andre komponent vil få samme polaritet og derfor frastøter hverandre .

Komponenten 7 som er atskilt fra strømmen og er plassert under malen 6 vil av magnetene 3 og 4 trekkes opp i det av malen 6 begrensede rom mellom magnetene.

Den neste komponent 7 atskilles også fra strømmen og trekkes oppover, idet den foregående komponent 7 herved for-skyves til en høyere stilling. Plasseringen av magnetene 3 og 4 med ulike poler mot hverandre tilveiebringer et kvasi-jevn magnetfelt, dvs. et felt hvor de magnetiske kraftlinjer er parallelle og har like innbyrdes avstander.

Derfor vil komponentene 7 som befinner seg mellom magnetene

3 og 4 ha en liten innbyrdes avstand i høyden til det magnetiske system 2, hvilket muliggjør enkeltvis uttak av komponentene 7 fra det magnetiske system 2.

I det tilfelle at det magnetiske system 2 allerede er fylt opp, vil komponentene 7 i rennen 1 gå videre uten å blok-kere rennen 1, og de kan da enten stables i det neste magnetiske system (ikke vist i fig. 1) eller de kan gå tilbake til en beholder for etterfølgende levering til styrerennen 1. Det magnetiske system 2 fylles således automatisk med komponentene 7 ettersom den øvre komponent overføres til arbeidsstasjonen.

Innretningen som er utført som vist i fig.2 og 3, virker i hovedsaken på samme måte som den som er vist i fig.l, med unntagelse av at den førstnevnte bare gir orientert mating av de med asymmetriske ender utførte, avlange ferromagnetiske komponenter 7' som kommer gjennom rennen 1 og inn i virkningssonen til det magnetiske system 2 i den riktige stilling (en av to mulige stillinger) som svarer til formen av åpningen 8 i malen 6'.

Dersom formen av åpningen 8 og komponenten 7' er den samme, dvs. at komponenten 7' er riktig orientert (eksempelvis med den brede enden forover, sett i bevegelsesretningen), vil komponenten 7' gå gjennom åpningen 8 og plasseres mellom magnetparene 3 og 4.

Dersom komponenten 7' beveger seg med den smale enden forover, vil komponenten bevege seg i rennen 1 forbi åpningen 8, fordi klaringen mellom bunnen av rennen 1 og malen 6', som ligger innenfor to ganger komponenttykkelsen, ikke til-late at komponenten 7' dreier seg med den smale enden oppover. Komponentens 7' brede ende vil ligge an mot bunnen i rennen 1, mens midten av komponenten 7' først legger seg an mot den fremre kanten i åpningen 8 og så, ettersom komponenten 7' beveger seg langs åpningen 8, vil komponentens 7' divergerende sider legge seg an mot de avsmal-ende sidekanter i åpningen 8.

Dersom den magnetiske massen til komponentens 7' brede ende er meget større enn den magnetiske massen til den smale enden, så vil, når lengden av det magnetiske system 2 overskrider lengden til komponenten 7<1>, komponentens 7' brede ende utsettes for en større kraft enn den smale enden, hvilket vil hindre komponenten 7' i å dreie seg med den smale enden oppover. Hvis således komponenten 7" orienteres med den smale enden forover, vil den gå videre i rennen 1 .x

Den automatiske ladeenhet med en innretning for orientert mating av med asymmetriske ender utførte ferromagnetiske komponenter 7" fra begge stillinger i styrerennen 1, som vist i fig. 4, 5 og 6, virker på følgende måte: De ferromagnetiske komponenter 7" beveger seg i rennen 1, idet de på forhånd er orientert langs komponentaksen, med de asymmetriske ender vendt i motsatte retninger. Når komponenten 7" beveger seg i rennen 1, vil den gå under det magnetiske system 2. I det øyeblikk konturen til komponenten 7" stemmer overens med konturen til malen 6", vil komponenten 7" trekkes opp av det magnetiske felt i systemet 2 mellom polene og stige opp til toppen.

Konturen til malen 6" muliggjør en oppstigning av komponenter hvis ender er vendt i ulike retninger. Anordningen av magnetene 3-3' og 4-4' i hvert par med ulike poler mot hverandre gir separering av komponenten 7" fra strøm-men .

Anordningen av motstående magneter 3-4 og 3'-4<1> med like poler mot hverandre muliggjør stabling av komponentene 7" over høyden til magnetene, idet samtidig komponentene 7" holdes i avstand fra hverandre slik at de kan fjernes enkeltvis.

Malen 6" mottar således to grupper av komponenter, anordnet 18 0° i forhold til hverandre.

Griperen 14, som er utført som en fritt dreibar elektromagnet, føres av manipulatoren 15 inn i den midtre del 12 av malen 6", hvor komponentene delvis overlapper hverandre i lengderetningen. Elektromagneten i griperen 14 trekker opp komponenten 7" fra malen 6", hvoretter armen til manipulatoren 15 beveger komponenten vertikalt oppover gjennom malen 6" og ut av virkningssonen til det magnetiske felt. Fordi griperen 14 er montert i lageret 16, kan komponenten 7" under bevegelsen av manipulatorens 15 arm dreies 90° fra den opprinnelige stilling i malen 6" under utnyttelse av egnede stoppere. Komponentene, som tas av griperen 14 fra malen 6" i en tilfeldig stilling, vil således orienteres en og samme vei.

Dersom slik håndtering ikke er krevet, kan komponentene 7" føres til arbeidsstasjonen i samsvar med den stilling de har i det magnetiske system 2. Informasjon vedrørende komponentens stilling kan gis av en hvilken som helst føler-anordning på griperen 14 eller malen 6".

Den nye innretning kan utnyttes for samling, opptak og transport av deler innenfor ulike tekniske områder, særlig i forbindelse med mating av deler til griperen i en industri-robot.

Claims (3)

1. Anordning for orientert stabling og mating av ferromagnetiske komponenter (7), hvilken anordning innbefatter en styrerenne (1), i hvilken komponentene beveger seg, samt et over styrerennen anordnet magnetsystem (2) med i det minste ett par magneter (3,4) på hver side av en umagnetisk mal (6), hvilken mal har en form som motsvarer ytterkonturen til komponentene (7), karakterisert ved at samtlige magneter (3,4) er vendt med sine to poler mot malen (6), og at magnetene (3,4) i hvert par er plassert slik at like poler ligger midt utfor hverandre på motsatte sider av malen (6). x

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at malen (6<11>) er gjort større og tilformet til samsvar med formen til to komponenter (7'') som er plassert speilbildesymmetrisk med delvis overlapping i lengderetningen, og ved at det magnetiske system (2) er forsynt med i det minste et par ekstra magneter (3 ' ,4') som hver er anordnet ved siden av en av de førstnevnte magneter, er analog dertil og plassert på motliggende sider av den tilføyede del av malen (6'<1>), idet kontaktlinjene (11) mellom magnetene (3,

3' og 4, 4') ligger overfor den måldel (12) som svarer til den sammenfallende del av komponentene (7'').

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at lengden av det magnetiske system (12) er litt større enn lengden av malen (6).