自动装配和制造中使用的具有距离传感器的激励装置制造方法及图纸

测量到目标工作表面的距离以精确定位耦合到致动器的工具组件的系统和方法。该方法包括使用距离传感器测量到工作表面的距离，将工具组件移动到接近位置，该接近位置邻近工作表面上某个位置。工具组件继而从接近位置移动到工作表面上该位置，以进行软着陆例程。软着陆例程包括确定工具组件已经移动到与目标工作表面软接触。这些方法也包括拓扑式映射工作表面、比较地图数据和预定数据、以及调整定位例程。此外，这些方法包括优化致动器运动，以利用最少的致动器移动来准时测量从距离传感器到工作表面上某个位置之间的距离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及用于自动装配或者制造成品的机器。更特别地，本专利技术涉及在自动装配或者制造成品期间减少致动器移动组装机配件所需时间的方法。本专利技术特别地，但非唯一地，对于成品的制造有用，这些成品包含了精细或者或易碎部件，在移动成品期间需要工具组件精准定位以及软接触力。
技术介绍
质量控制和流程吞吐量在装配过程的部件制造中很重要。通常，敏感部件的制造是大批量并且尺寸精准的，还具有严格的临界容差要求。使用致动器的自动化机器用于建造、检查、测量并确定部件的一个或多个临界尺寸是否落入了容差范围之中。比如，取放机高速操作，以使用致动器在多个轴线上将电路板装配到捡起的电子部件上，并将它们精确地放在电路板上。其他示例包括使用具有动圈致动器的工具组件以精确测量感兴趣的尺寸。继而该测量被用于确定该尺寸是否落入了容差范围之内。线性致动器是被用于执行需要线性运动的往复动作的机械装置。比如，线性致动器可以用于装配厂中，将盖子放在瓶子上、自动盖戳或者标记邮件、进行玻璃切割、将芯片放在电路上、测试不同的按钮或者电子装置上的触摸区域、自动化、还有其他各种广泛的目的。在考虑出于将分离的单独部件装配为成品的目的而使用、或者移动工具与成品的工作表面接触的机器操作的情况下，成品制造工艺的顺序，以及流程吞吐量需要处理。在一些情况下，提高的流程吞吐量可以通过增加致动器的速度而获得。然而，这会因为工具组件接触工件时速度和力量较大而导致质量降低以及故障增加。比如，集成了工具组件的机器可用于制造成品其首先捡起一个部件，再将其放置到，比如，与成品上的工作表面(或者目标工作表面)接触。因为机器操作以移动第一主体(具有该部件的工具组件)与第二主体(成品的目标工作表面)接触，这个动作产生了针对两个主体的力。然而，碰巧很多成品集成了非常精细和易碎部件，如果成品组装期间生成的
接触力变得过大这些部件很容易受损。结果，为了避免损害成品，在其装配或者制造期间需要最小化针对成品的特定部件零件产生的力。然而，精准的操作通常很慢且导致流程吞吐量下降。据此，需要高速下移动工具组件以增加流程吞吐量的方法和设备，同时还能提供精准性，且工具组件、部件和工件表面之间实现软接触以控制接触力。
技术实现思路
在此描述的方法和系统可以测量到目标工作表面的距离以比如，精确定位工具组件。一个公开的方法包括使用距离传感器测量到工作表面的距离，移动耦合到致动器的工具组件到接近位置，该接近位置邻近于工作表面上的某个位置。工具组件继而根据软着陆例程从接近位置移动到工作表面上的该位置。软着陆例程可以包括确定工具组件已经移动到与目标工作表面的软接触。这些方法也包括拓扑映射工作表面、比较地图数据和预定数据、以及调整定位例程。此外，这些方法包括优化致动器移动以利用最小化的致动器移动按时测量从距离传感器到达工作表面上某位置的距离。根据本专利技术实施方式的系统可以包括电力、动圈线性致动器，其被配置为以可变速度致动，并包括编码器以提供定位反馈。工具组件机械式耦合到致动器并被配置为耦合到部件、分配材料、蚀刻和/或切割工作表面以及焊接工作表面的至少一个。激光测量传感器机械式耦合到致动器，并可通信地耦合到控制器。激光测量传感器被配置为检测工作表面和/或测量激光测量传感器到工作表面的距离，并提供表示到控制器的距离的信号。控制器可通信地耦接到致动器和激光测量传感器。控制器被配置为响应于从激光测量传感器接收到的信号向致动器提供控制信号。还描述了相对于工件表面上的某个位置定位致动器的工具组件的方法。距离传感器相邻于工作表面上某个位置定位。该位置对应于工具组件的位置。对工作表面上该位置到距离传感器的距离进行感测。该距离对应于工具组件距离工作表面上的该位置的位置。提供表示从工作表面上该位置到距离传感器的距离的信号。感测到的距离继而与预先限定或者预定的距离比较。然后基于这个比较进行例程的调整。该例程包含了与工作表面上的该位置相关地定位致动器的工具组件的信息。还公开了相对于系统之中工作表面上某个位置定位致动器的工具组件的方法。该系统进行校准，包括为了参考系统内其他位置而限定原点。工作表面被拓扑式被映射，包括确定工作表面上某个位置到原点的距离。地图数据生成为表示工作表面上某个位置。地图数据包括在工作表面上的该位置相对于原点的位置。表示工作表面上某个位置的预限定或者预定信息与地图数据进行比较。预定信息至少包括工作表面上该位置相对于原点的x和y位置。基于比较对应于工作表面上的位置的工具组件的致动位置被确定。致动例程基于这个确定而调整。致动例程至少包含了相对于工作表面上的位置的工具组件的定位、工具组件速度以及耦合到工具组件的致动器施加的力这些信息的至少一个。出于所有目的，以下的美国公开申请在此通过参考的方式引入本文：申请号：13/927,075；申请日：2013年6月25日；公开号：US-2014-0159407-A1；公开日：2014年6月12日；专利技术名称：ROBOTIC FIGNER(机械指)申请号：13/927,076；申请日：2013年6月25日；公开号：US-2014-0159408-A1；公开日：2014年6月12日；专利技术名称：ROBOTIC FIGNER(机械指)申请号：PCT/US2013/047727；申请日：2013年6月25日；公开号：WO2014/004588；公开日：2014年1月3日；专利技术名称：ROBOTIC FIGNER(机械指)申请号：13/927,079；申请日：2013年6月25日；公开号：US-2014-0159514-A1；公开日：2014年6月12日；专利技术名称：LOW-COST，REDUCED DIAMETER LINEAR ACTUATOR(低成本小直径线性致动器)申请号：13/927,078；申请日：2013年6月25日；公开号：US-2014-0159513-A1；公开日：2014年6月12日；专利技术名称：LOW-COST，REDUCED DIAMETER LINEAR ACTUATOR(低成本小直径线性致动器)申请号：PCT/US2013/047728；申请日：2013年6月25日；公开号：WO 2014/004589；公开日：2014年1月3日；专利技术名称：LOW-COST，REDUCED DIAMETER LINEAR ACTUATOR(低成本小直径线性致动器)申请号：12/184,918；申请日：2008年8月1日；公开号：US 2009-0058581A1；公开日：2009年3月5日；专利技术名称：COMPACT LINEAR
ACTUATOR AND METHOD OF MAKING SAME(紧凑线性致动器及其制造方法)申请号：PCT/US2008/071988；申请日：2008年1月8日；公开号：WO 2009/018540；公开日：2009年2月5日；专利技术名称：COMPACT LINEAR ACTUATOR AND METHOD OF MAKING SAME(紧凑线性致动器及其制造方法)申请号：12/020,466；申请日：2008年1月25日；公开号：US 2008-0258654A1；公开日：2008年10月23日；专利技术名本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相对于工作表面上某个位置定位工具组件的方法，该工具组件机械式耦合到致动器，该方法包括：通过距离传感器生成表示距离传感器和工作表面上该位置之间距离的输出信号；基于输出信号生成控制信号；及使用致动器并响应于控制信号，将工具组件移动到相对于工作表面上该位置的所需位置。

【技术特征摘要】
2015.01.23 US 62/107,3071.一种相对于工作表面上某个位置定位工具组件的方法，该工具组件机械式耦合到致动器，该方法包括：通过距离传感器生成表示距离传感器和工作表面上该位置之间距离的输出信号；基于输出信号生成控制信号；及使用致动器并响应于控制信号，将工具组件移动到相对于工作表面上该位置的所需位置。2.权利要求1所述的方法，其中移动包括将工具组件移动到与工作表面相距预定距离的接近位置，并在该接近位置对工具组件施力。3.权利要求2所述的方法，进一步包括确定工具组件或者工具组件所固定的部件的至少一个已经与工作表面建立软接触。4.权利要求3所述的方法，其中确定包括确定工具组件的速度等于零。5.权利要求3所述的方法，其中确定包括测量工具组件向着工作表面前进的速度。6.权利要求1所述的方法，其中生成输出信号包括在工作表面上引导激光，并基于工作表面上激光的反射确定距离。7.权利要求2所述的方法，其中对工具组件施力包括在接近位置上在与工具组件朝向工作表面移动的线性路径基本上对齐的方向上对工具组件施加启动力，该启动力基本上等于静态下将工具组件保持在该路径上所必须的临界力。8.权利要求7所述的方法，进一步包括减少启动力，直到工具组件的静态条件改变为动态条件，让工具组件或工具组件所固定的部件的至少一个前进通过预定距离从接近位置到工作表面，其中该前进具有一定速度。9.权利要求8所述的方法，进一步包括测量前进速度，并在速度等于零的时候，确定工具组件或者工具组件所固定的部件的至少一个与所述工作表面软接触。10.一种系统，包括：致动器；工具组件，机械式耦合到致动器；及距离传感器，机械式耦合到致动器，并与控制器可通信耦接，该距离传感器被配置为生成表示距离传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·A·内夫，
申请(专利权)人：系统机械自动操作成分公司，
类型：发明
国别省市：美国;US