專利名稱:薄軟材料的自動引導(dǎo)器的制作方法
本發(fā)明是一個對薄軟材料如塑料、紡織品，以及生熟皮革等進(jìn)行加工時(shí)的自動引導(dǎo)器。
本裝置主要用于引導(dǎo)薄片材料，可用于材料性質(zhì)相同的工件，也可用于材料性質(zhì)不同的工件，還可以用于切削、裝配及打孔工具等。
對不變形的剛性材料進(jìn)行加工不存在多大的問題，按照工件的外形便可進(jìn)行引導(dǎo)。然而，這種操作方式不適用于易變形的材料，因?yàn)闉?，這種材料的外形在加工過程中容易變化。
本發(fā)明的目的在于克服上述的缺陷，提供一種用于可變形材料的自動引導(dǎo)裝置。即使在加工過程中，材料出現(xiàn)局部變形，本裝置也能確保準(zhǔn)確的操作。
這個目的現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到，因?yàn)楸景l(fā)明的引導(dǎo)器含有一個通用引導(dǎo)器，能將加工材料夾緊使之沿預(yù)定軌道前進(jìn);還含有一個軌道校正器，當(dāng)加工材料偏離預(yù)定軌道時(shí)，此校正器能將材料軌道進(jìn)行校正。
即使薄片材料發(fā)生變形，本裝置同樣能引導(dǎo)該材料正常前進(jìn)。
在本發(fā)明的最佳形式中，用于局部軌道校正的裝置包括一個測定加工材料在預(yù)定軌道上產(chǎn)生偏差的器件和一個校正材料局部軌道的裝置，用于使材料恢復(fù)到原始路線。
探測裝置由數(shù)個探測器組成，這些探測器在通過材料上預(yù)先標(biāo)定的標(biāo)線時(shí)被觸發(fā)，這種標(biāo)線是按材料相對于工具所應(yīng)走的軌道而劃出的。
作為最佳方式，標(biāo)線用墨水，粉劑或油漆畫成，以便在標(biāo)線被紫外線照射面觸發(fā)時(shí)，能夠發(fā)出給定波長的光輻射，用光電探測器便可將其測定出來。
還可以采用光學(xué)方法、磁力方法或電氣方法，情況與此相似，只須換用相應(yīng)的探測器即可。
用于材料局部軌道校正的裝置由一個或多個圓片組成。圓片具有水平軸，并與材料接觸。此裝置可圍繞與材料運(yùn)行平面相垂直的軸而運(yùn)動。當(dāng)材料偏離預(yù)定軌道時(shí)，也就是說工具偏離材料上的標(biāo)線時(shí)，圓片的相對位置即發(fā)生變化，指向相對于材料的新位置，這種新的定位便使材料的局部軌道得到校正。
圓片可以繞軸旋轉(zhuǎn)，不過可用機(jī)械帶動。第一圓片在第二圓盤上面轉(zhuǎn)動運(yùn)動。第二圓盤的軸心與第一圓片轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)中心處于同心線上。第二圓盤位于材料的另一面，盤上有一條環(huán)形槽，槽的半徑與第一圓片的回轉(zhuǎn)半徑相一致。
下面將按照附圖對本發(fā)明的自動引導(dǎo)器的運(yùn)用情況加以說明，對其其他各項(xiàng)性能也一并說明。圖上顯示的是最佳方案，但絕不是唯一方案。
圖1是自動引導(dǎo)器的頂視圖。
圖2是放大了的軌道校正器的立體圖。
圖3與圖2相似，是引導(dǎo)器與夾持元件的立體圖。
圖4是圖2所示裝置的軸向剖面圖。
圖5是按圖4Ⅴ-Ⅴ線的剖視圖。
圖6與圖4相似，顯示兩種分別驅(qū)動的材料的安置圖。
圖7和圖8，表示各個探測器相對于標(biāo)線的各種可能位置。
圖9是標(biāo)線位置的一個具體實(shí)例。
圖10到圖13表明同一標(biāo)線的拐角處，標(biāo)線的不同初始預(yù)定位置。
如圖1所示，軟薄材料1的自動引導(dǎo)器的立體部分是一個通用引導(dǎo)器10，其上接有一個夾持元件11，用于夾緊材料1;還有一個軌道校正器20，用于校正材料1的運(yùn)行軌道。校正器20的位置與加工工具30極為貼近。
通用引導(dǎo)器10能在水平面內(nèi)運(yùn)行，亦即在與材料平面相平行的平面內(nèi)運(yùn)動，不言而喻，是依據(jù)互相垂直的軸31和32而運(yùn)動。運(yùn)動方向由雙箭頭31a和32a所表示。如圖1所示，箭頭31a所示的方向平行于材料1的驅(qū)動方向(向箭)(箭頭33);另一運(yùn)動方向32a則垂直于材料1的前進(jìn)方向33。
此外，夾持元件11可以環(huán)繞軸15而旋轉(zhuǎn)。軸15則與材料1運(yùn)動的水平面成正交(因而互相垂直)。
圖3對通用引導(dǎo)器10和夾持元件11作了更詳細(xì)的顯示。
夾持元件11由若干個(本例中3個)可伸縮的支架桿12組成，這些支架桿從共用的旋轉(zhuǎn)軸15中伸出。
每個支架桿12在其自由端裝有一個夾持元件13，在圖3所示的例子中是一個小夾子，另外也可能是一個吸附頭或磁力系統(tǒng)。
每條支架桿均通過機(jī)械脫扣器連接到軸15上。各支架桿相互之間的角度可作任意調(diào)整。而每個夾持元件13則可相對于軸15作徑向運(yùn)動。
由于這些支架桿12可以伸縮，很顯然，可以很容易適應(yīng)薄軟材料1的外形輪廓。材料的運(yùn)動由引導(dǎo)器10所控制。
引導(dǎo)器10的各種運(yùn)動，即夾持元件11繞軸15轉(zhuǎn)動以及依據(jù)軸31和32的運(yùn)動，均可通過傳動裝置和(或)電動機(jī)或其他類似機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)。為了簡明起見，這類傳動機(jī)構(gòu)在圖上沒有顯示出來。
這些運(yùn)動編入程序并由計(jì)算機(jī)控制，使與材料的推進(jìn)同步進(jìn)行，并須使材料沿預(yù)定軌道運(yùn)動。這種計(jì)算應(yīng)能做到，使得薄形材料弧形軌道的切線總是平行于材料的前進(jìn)方向。材料走出的軌跡明顯地符合于材料相對于工具應(yīng)當(dāng)走出的軌跡。
軌道校正器20在圖2、圖4和圖5上有詳細(xì)的顯示。此校正器20的主要部件為圓片21。此圓片安裝在水平軸22a上，圍繞橫軸22旋轉(zhuǎn)，如圖4所示，也可安裝在同一軸上由機(jī)械帶動旋轉(zhuǎn)。校正器20還有一個重要部件，即圓盤25安裝在垂直軸25a上，并與圓片21相切。如圖2所示，校正器安裝在工具30和夾持材料1的推進(jìn)機(jī)構(gòu)28的上面，符合于前進(jìn)方向33。
橫軸22與沿垂直軸線22a的立軸23相接觸，立軸23則與調(diào)位電動機(jī)24的輸出軸相連接。因此，圓片21一方面環(huán)繞與中間平面有一距離的垂直軸線23a而轉(zhuǎn)動，另一方面又圍繞自身的水平軸線22a而轉(zhuǎn)動。
此外，圓片21的外表面上具有凸環(huán)21a，此環(huán)可用橡膠制作，或用有高摩擦系數(shù)的材料制作，或用一組銷子。
圓盤25可繞其自身軸線25a旋轉(zhuǎn)，并與軸線23a相配合。這種配合可用滾珠軸承來實(shí)現(xiàn)，這一點(diǎn)在圖上沒有表示出來。園盤25的半徑至少要和圓片21軸線23a的回轉(zhuǎn)半徑相同。
另外，園盤25的上部表面上有一條環(huán)形槽26，與圓片21相吻合。環(huán)形槽26的園心在軸線25a和23a上。此槽26的斜面與圓片21上凸環(huán)21a的斜面相適應(yīng)，當(dāng)圓片21環(huán)繞立軸23進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，環(huán)形槽正好與凸環(huán)咬合。
由此可見，當(dāng)立軸23轉(zhuǎn)動時(shí)，圓片21便在圓盤25上沿環(huán)形槽26而滾動。
當(dāng)薄形材料1放在圓片21和圓盤25之間時(shí)，如果圓片21繞軸線23a而回轉(zhuǎn)，則可將材料的方向加以改變，使其向著前進(jìn)方向33向前進(jìn)。這樣一來，再由于材料1在圓片21和圓盤25之間的接觸點(diǎn)P的運(yùn)動的切線方向發(fā)生了變化，材料1在接觸點(diǎn)P的軌跡也就發(fā)生了變化。
從效果上看，無論將圓片21相對于立軸23整定在什么位置，圓片21與材料1之間的接觸點(diǎn)P實(shí)會使材料的運(yùn)動軌道發(fā)生相應(yīng)的變化?？梢韵胂竦贸?，橫軸22與圓片21這一組合體相對于前進(jìn)方向23，具有不同的方位角時(shí)，材料軌跡的方位也將有所不同。
因此，如圓片21仍平行于前進(jìn)方向33，也就是說橫軸22與推進(jìn)方向33相垂直。
圓片21與材料1之間接觸點(diǎn)P將為0點(diǎn)，而材料的軌跡將為一直線。
如果圓片21環(huán)繞立軸23回轉(zhuǎn)時(shí)與推進(jìn)方向33形成銳角，亦即使得接觸點(diǎn)P處于弧線ON上，于是圓片21對材料1引起的軌跡變化將是一段凹形弧線，P點(diǎn)越接近于N，此凹形弧線的半徑越小。
相對地，如圓片21回轉(zhuǎn)時(shí)與推進(jìn)方向33形成純角，亦即使得接觸點(diǎn)P處于環(huán)形弧線OM上，于是材料1的軌跡變化將為凸形弧線(見圖5)。
因此，本裝置能夠?qū)Σ牧系娜魏巫冃芜M(jìn)行有效校正，并能保持所要求的軌跡。此外，它可按微彎曲線，對軌道進(jìn)行校正，從而達(dá)到對預(yù)定軌道進(jìn)行跟蹤的高精確度。
顯然，局部定位系統(tǒng)必須能形成符合預(yù)定軌道的局部軌道，并且圓片21應(yīng)能永遠(yuǎn)處于接觸點(diǎn)預(yù)定軌道的理想位置上。
還可以看出，此引導(dǎo)器可以調(diào)整于不同的狀態(tài)。例如，圓盤25可以去掉，環(huán)形槽26和圓片21的凸環(huán)21a也可以去掉。
不過應(yīng)當(dāng)指出，圓盤25是用于促成整個裝置發(fā)生作用。同樣，環(huán)形槽26的凸環(huán)21a能夠防止材料1與圓片21和圓盤25之一之間發(fā)生滑動;這種滑動對于本裝置的總體工作顯然是不利的。
此外，圓片21可以由調(diào)速發(fā)動機(jī)驅(qū)動，或由材料沿軸線33的前進(jìn)所帶動。如果需要這樣作的話，這樣作提高軌道校正器的效率。
最后，圓片21還可調(diào)到與材料1處于非垂直角狀態(tài)。
圖6所示，是軌道校正器20應(yīng)用于兩層材料1重疊使用的情況。在這樣的情況下，軌道校正器20，即在圓盤25上滾動的圓片21與兩層材料1都接觸在一起，兩塊圓盤25則由兩個滾珠軸承環(huán)29所裝成。一個電動機(jī)連接器(圖上沒有畫出)可與兩個圓盤25分別連接，從而可使兩層材料1中的任一層正常前進(jìn)或減速前進(jìn)，亦即可將材料拉長或壓縮，這樣便可獲得兩層材料的理想重疊效果。
每個軌道校正器20都帶有一個材料標(biāo)線器40和標(biāo)線探測器50，這樣，當(dāng)材料與預(yù)定軌道偏差太大時(shí)，軌道校正器便能對材料的軌道進(jìn)行校正。
標(biāo)線40畫在材料1上，符合預(yù)定軌道，工具30在材料1上即依隨該軌道而運(yùn)動。
標(biāo)線40用墨水，粉劑或油漆繪制。當(dāng)受到光刺激時(shí)，發(fā)出不同波長的光輻射。
在紡織工業(yè)中，墨水是常見的形式。當(dāng)受到紫外線照射時(shí)，墨水發(fā)出高強(qiáng)度的紅光。
連接每條標(biāo)線40的探測器50包括一個能觸發(fā)材料1上標(biāo)線40的紫外線光源51和光電探測器52、53、54和55，它們能收到由紫外線光源51觸發(fā)墨水所發(fā)射的光束。
探測器50放置在離工具盡可能近的地方，并且按材料的推進(jìn)方向33，放置在工具的前面。
顯然，透鏡，一組濾光鏡片和一只波導(dǎo)管可用這種不言而喻的方式與光源51相連接，以便獲得正確波長的聚光束，使光的損失達(dá)到最低限度(圖上沒有畫出)。
傳播紫外線的隨意波導(dǎo)確保了對所選擇探測區(qū)域光源51所生光束的光路，并允許非線性運(yùn)動，在元件受到干擾時(shí)，對探測系統(tǒng)起限制作用。
每個探測裝置至少包括三個光電探測器52、53、54，它們可排列于與推進(jìn)方向33相垂直的位置(如圖7)，也可排列于與推進(jìn)方向33不相垂直的位置(如圖8)，這樣安排干擾最小。
因此，當(dāng)探測器53處于中間位置，直線通過標(biāo)線40并因此而被標(biāo)線觸發(fā)時(shí)，材料1的正確位置即可被檢測出來。
如果材料1偏離其軌道，如圖7和圖8所示的位于左側(cè)的探測器52即被觸發(fā)，控制圓片21的定位電動機(jī)即被啟動，以便把材料1向右推回。該電動機(jī)直到圓片21新的定位，使材料1重新進(jìn)入預(yù)定軌道才停止旋轉(zhuǎn)。相對地，如果右側(cè)探測器54被觸發(fā)，電動機(jī)將帶動圓片21，把材料1向左推回，直到重新進(jìn)入預(yù)定軌道。軌道校正器20就是這樣被標(biāo)線探測器50進(jìn)行控制的。
第四個光電探測器55用來探測標(biāo)線的初始值，即確保標(biāo)線40的起點(diǎn)。
該初始值探測器55，按推進(jìn)方向33，安放在中心探測器53之前，并與53在一條直線上。
圖10到圖13說明，在標(biāo)線40的拐角處41，初始工序的不同階段。
在起點(diǎn)上，不同的探測器，特別是初始值探測器55，設(shè)在標(biāo)線40以外，因此，不能被標(biāo)線40所觸發(fā)(見圖10)。
通用引導(dǎo)器10將材料1向前推進(jìn)，直到初始探測器55的中心探測器53被觸發(fā)(見圖11)。一旦被觸發(fā)，則兩個探測器都處于標(biāo)線40上，并成一條直線，而且平行于推進(jìn)方向33。
通用引導(dǎo)器10附有軌道校正器。如果軌道校正器是由電動機(jī)帶動的(電動機(jī)連接器與圓片21相連接)，則引導(dǎo)器10便將材料1平行標(biāo)線40而推動(見圖12)，直到初始值探測器55不再被觸發(fā)并移動標(biāo)線40之外為止(見圖13)。在該點(diǎn)上薄形材料1處于起始位置，即探測器52、53、54、55都在標(biāo)線拐角41之上并開始沿軌道前進(jìn)。
如圖9所示，標(biāo)記42可按一定距離沿著標(biāo)線40而繪制。這些標(biāo)記42相對于標(biāo)線所取的位置應(yīng)使得幾個探測器(在圖9上是三個，即52、53、54)在同一時(shí)刻，全都被觸發(fā)。
這些標(biāo)記42起著“集結(jié)”作用，并能檢驗(yàn)預(yù)定軌道是否被正確跟蹤，或表明軌道的某些區(qū)段有了差異。這些“集結(jié)”可以是一些特殊點(diǎn)，可與兩塊分別控制的材料相適應(yīng)(例如，用于組合目的的疊加)。
這些按一定距離排列的標(biāo)記還可用于調(diào)整材料1改進(jìn)度(在工具推進(jìn)材料不很可靠的情況下)。
權(quán)利要求
1.一種用于可變形薄片材料的自動引導(dǎo)裝置，其特征在于其中具有一個通用引導(dǎo)器(10)以對材料(1)進(jìn)行引導(dǎo)；還有一套夾持元件(11)，不但用于將材料夾緊，還可將材料沿預(yù)定軌道推向前進(jìn)；還有一個軌道校正器(20)，當(dāng)材料偏離預(yù)定軌道(40)時(shí)，可將其軌道加以校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的引導(dǎo)器，其特征在于其中具有一個校正器(20)，對局部軌道進(jìn)行校正。校正器中具有一個測定材料偏離預(yù)定軌道40的探測器50，還有一個校正材料1偏差軌道的裝置，能使材料返回到預(yù)定的軌道40。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的引導(dǎo)器，其特征在于探測裝置是由數(shù)個探測器(52，53，54，55)所組成，它能夠在通過標(biāo)線40時(shí)被觸發(fā)，標(biāo)線40與材料相對于工具的要求局部軌道相符合。探測器緊貼在薄形材料上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的引導(dǎo)器，其特征在于用作探測器的是光電探測器(52、53、54、55)，而且標(biāo)線是用墨水，粉劑或油漆繪制的，當(dāng)其被紫外線(51)所觸發(fā)時(shí)，便產(chǎn)生預(yù)定波長的輻射;這種輻射可用光電探測器檢測出來。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2，3，4中之一條的引導(dǎo)器，其特征在于材料軌道校正器20含有一個或多個圓片21，具有水平軸(22a)，并與材料1相接觸。這些圓片在環(huán)繞與材料(1)運(yùn)動平面相垂直的軸線(23a)的情況下，可取定不同的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的引導(dǎo)器，其特征在于圓片21可繞軸線(22a)旋轉(zhuǎn)，而且在具有主軸(25a)的第二圓盤(25)上面滾動。主軸(25a)與第一圓片(21)的轉(zhuǎn)軸(23a)處于同心線上。25a和23a分處于材料的兩側(cè)。圓盤(25)上有環(huán)形槽(26)，其半徑與第一圓片(21)的回轉(zhuǎn)半徑相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5或6的引導(dǎo)器，其特征在于當(dāng)其用于很易變形的材料時(shí)，圓片21由調(diào)速電動機(jī)驅(qū)動或由電動機(jī)連接器帶動，按材料(1)沿軸線(33)前進(jìn)方向運(yùn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求
5，6，7中之一項(xiàng)的引導(dǎo)器，其特征在于借助于圓片21外部的環(huán)(21a)的摩擦力，能消除材料(1)與圓片(21)之間的任何滑動。
9.根據(jù)權(quán)利要求
5到8中之一項(xiàng)的引導(dǎo)器，其特征在于當(dāng)兩塊薄形材料(1)疊在一起進(jìn)行加工時(shí)，軌道校正器(20)有一套分開的機(jī)構(gòu)，可單獨(dú)與材料接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的引導(dǎo)器，其特征在于有一個電動機(jī)連接器，可分別與軌道校正器(20)的兩塊圓片(21)相連接，于是便可發(fā)生雙重作用，那對兩塊材料(1)的運(yùn)動分別加以促進(jìn)或阻止。
11.根據(jù)權(quán)利要求
3到10中之一項(xiàng)的引導(dǎo)器，其特征在于每個探測裝置包括三個或更多的光電探測器(52，53，54)，位于與材料推進(jìn)方向(33)不平行的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11的引導(dǎo)器，其特征在于每個探測裝置包括至少含有一個第四探測器(55)，它與中心探測器(53)在一直線上，平行于材料的推進(jìn)方向(33)，并位于中心探測器之前。
13.根據(jù)權(quán)利要求
3到12中任意項(xiàng)的引導(dǎo)器，其特征在于標(biāo)記(42)沿標(biāo)線(40)按規(guī)定的距離排列，這樣便于控制材料(1)在工具下的推進(jìn)，或控制兩塊材料的恰當(dāng)疊合。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求
任意項(xiàng)的引導(dǎo)器，其特征在于通用引導(dǎo)器(10)可在與材料(1)運(yùn)行平面相平行的平面內(nèi)，沿兩條正交的軸(31，32)而運(yùn)動。
15.根據(jù)權(quán)利要求
11的引導(dǎo)器，其特征在于它具有一個用于薄形材料的夾持元件(11)，能適應(yīng)于所用材料，并能圍繞與材料(1)運(yùn)動平面相垂直的軸(15)而旋轉(zhuǎn)。
專利摘要
本裝置含有一個用于材料(1)的通用引導(dǎo)器(10)，該裝置中有一個用于薄形材料的夾持元件(11)，能夠按照預(yù)定軌道移動材料；還有一個軌道校正器(20)，當(dāng)材料偏離預(yù)定軌道(40)時(shí)，便可對其軌道進(jìn)行校正。軌道校正器(20)含有一個探測器(50)，用于檢測材料對預(yù)定軌道(40)的偏離；還有一個元件，用來糾正材料的偏差軌道，使材料回復(fù)到與預(yù)定軌道相一致的位置。
文檔編號B65H3/66GK87101778SQ87101778
公開日1988年9月21日 申請日期1987年3月9日
發(fā)明者保羅·羅芒, 弗雷德里克·佩西亞 申請人:勒內(nèi)·阿隆公司, 阿爾蒂爾·保羅克萊芒, 洛朗·布拉克艾導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan