在便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)中所采用的自動設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)中采用的設備（D2），所述裝配通過以下的一個或者多個裝配序列來執(zhí)行，裝配序列包括通過執(zhí)行排位來分級的幾個連續(xù)的裝配步驟，所述設備包括：-存在傳感器（C2）；-至少一個信令構件（V2）；-連接到存在傳感器（C2）和信令構件（V2）的定序器（SQ2），所述定序器包括被設計為管理所述裝配序列的微控制器。本發(fā)明還涉及便于包括經(jīng)由通信線路而連接在一起的幾個設備（D2）的產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)。
【專利說明】在便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)中所采用的自動設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)中所采用的自動設備。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的便于包括多個設備的產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]存在使得在制造工藝有可能協(xié)助操作者來裝配產(chǎn)品的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)被設計為在產(chǎn)品裝配過程中向操作者發(fā)送信號表示要被拾取的下一個部件。這些系統(tǒng)包括:信令構件，其放置在每個收納槽附近，以向操作者發(fā)信令表明將要被裝配的下一個部件處于哪一個收納槽中；定位在每個收納槽上的存在傳感器；以及定序器，用于引導產(chǎn)品裝配排序。定序器被設計為向與需要從其拾取第一部件的收納槽相鄰放置的信令構件發(fā)送第一控制信號。隨后，其接收源自定位于這個收納槽上的存在傳感器的檢測信號，其表示操作者已拾取部件，然后通過向與需要從其拾取下一個部件的收納槽相關聯(lián)的信令構件發(fā)送第二控制信號，而轉移到下一個裝配步驟。定序器引導存儲的裝配序列，直到產(chǎn)品被完全裝配為止。對于每個部件的收納槽，使用信令構件和存在傳感器。這些都被鏈接到定序器，所述定序器通過以下的裝配序列來集中對其的控制。在文獻DE202011106404U1、JP2007148995A、或US2005/113949A1中描述了這樣的解決方案。
[0003]這些已知的安排存在一定的缺點，其中:
[0004]-在所采用的裝置的尺寸或者布線方面，即使要裝配的產(chǎn)品包括很少的部件，也需要笨重的基礎設施。
[0005]-在制造工藝中發(fā)生變化的情況下，缺乏靈活性。然后，整個布線必須重做，并且對于序列必須進行全部的重新編程。
[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種在便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)中采用的設備，其是可靠的，僅需要有限的布線，并且其可以很容易進行編程，以便快速適應任何新的制造工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]通過在便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)中采用的設備來實現(xiàn)該目標，所述裝配通過以下的至少一個裝配序列來執(zhí)行，所述裝配序列包括通過執(zhí)行排位而分級的幾個連續(xù)的裝配步驟，所述設備包括:
[0008]-存在傳感器，
[0009]-至少一個信令構件，
[0010]-定序器，其被連接到存在傳感器和信令構件，所述定序器包括被設計為管理所述裝配序列的微控制器，
[0011 ]-通信接口，其被設計為在通信線路上交換消息，
[0012]定序器包括:
[0013]-用于存儲和標記裝配序列的裝配步驟的排位的模塊，
[0014]-控制模塊，其被設計為當達到標記的排位時向信令構件發(fā)送控制信號，[0015]-接收模塊，其被設計成接收源于存在傳感器的檢測信號，
[0016]-發(fā)射模塊，其被設計為在通信線路上發(fā)送消息，其表示與標記的排位對應的裝配步驟的結束。
[0017]根據(jù)一個特定特征，所述設備包括外殼，其容納存在傳感器、所述至少一個信令構件、通信接口和定序器。
[0018]根據(jù)另一特定特征，所述設備包括用于檢測到學習階段的行程(passage)的裝置。檢測裝置包括例如連接到定序器的極性檢測器。極性檢測器例如被容納在外殼中。
[0019]根據(jù)另一特定特征，所述設備包括電力電源模塊。電力電源模塊例如被容納在外殼內(nèi)。
[0020]根據(jù)另一特定特征，定序器包括微控制器。
[0021]根據(jù)另一特定特征，所述設備包括第二信令構件，其能夠發(fā)送信號表示拾取錯誤。
[0022]根據(jù)另一個特定特征，第二信令構件被容納在外殼中。
[0023]本發(fā)明涉及一種便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0024]-第一設備和至少一個第二設備，其每個都根據(jù)如上的定義，
[0025]-通信線路，
[0026]-所述第一設備通過通信線路而被連接到所述第二設備，
[0027]-用于第一設備的標記模塊，其被設計為對裝配序列的第一裝配步驟的第一排位進行標記，以及用于第二個設備的標記模塊，其被設計為對裝配序列的第二裝配步驟的第二排位進行標記。
[0028]根據(jù)一個特定特征，所述系統(tǒng)包括電源和連接到所述電源的兩條電源線，第一設備和第二設備被連接到兩條電源線。
[0029]根據(jù)另一特定特征，通信線路被實現(xiàn)在電源線上。
[0030]根據(jù)另一特定特征，所述系統(tǒng)包括選擇器，其使得有可能從在第一設備和第二設備中存儲的幾個裝配序列中選擇裝配序列。
[0031]根據(jù)另一特定特征，所述系統(tǒng)包括第二信令構件，其發(fā)送信號表示拾取錯誤，該第二信令構件被連接到通信線路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]結合附圖，在以下詳細描述中，其它特征和優(yōu)點將變得顯而易見，在附圖中:
[0033]-圖1表示諸如在現(xiàn)有技術中已知的，便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)，
[0034]-圖2表示根據(jù)本發(fā)明的便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)，
[0035]-圖3以示意性的方式表示在本發(fā)明的系統(tǒng)中采用的自動設備，
[0036]-圖4示出了本發(fā)明系統(tǒng)的改進。
【具體實施方式】
[0037]在隨后的描述中，下文中描述的各個模塊可以通過軟件方式實現(xiàn)、通過電子裝置實現(xiàn)、或通過軟件和電子裝置的組合來實現(xiàn)。
[0038]本發(fā)明涉及一種便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)。在產(chǎn)品手工裝配線上，操作者需要拾取部件和/或執(zhí)行用于裝配產(chǎn)品的任務。為了在其任務中對他進行幫助，已經(jīng)引入了便于產(chǎn)品裝配的系統(tǒng)。該系統(tǒng)引導裝配序列，并且在每個裝配步驟處指示操作者需要拾取的部件或要執(zhí)行的任務。在隨后的描述中，我們以在七個單獨的收納槽B1-B7中分布的各種部件的幫助下對產(chǎn)品進行裝配為例。
[0039]因此，如在圖1中表不的，在現(xiàn)有技術中已知的系統(tǒng)包括:
[0040]-負責用于引導裝配序列的定序器SQ1，
[0041]-對于每個部件收納槽(B1-B7)，由信令構件Vl和存在傳感器Cl構成的單元。
[0042]在產(chǎn)品的裝配步驟期間，定序器發(fā)送命令到位于在其中存儲要裝配的部件的收納槽附近的信令構件VI。當從所述收納槽拾取部件時，存在傳感器Cl檢測操作者的手的存在，并且將檢測信號發(fā)送到定序器SQl，其然后可以進行到下一個步驟。
[0043]如已經(jīng)如上描述的那樣，這樣的系統(tǒng)存在某些缺點。
[0044]為了改善這些缺點，本發(fā)明包括省去集中的定序器SQ1，以及在幾個自動設備中分散對于裝配序列的管理。
[0045]參照圖2，因此，系統(tǒng)包括幾個相同設備D2，其中的每一個都連接到通信線路Lc，以使其能夠彼此之間進行通信，以及連接到鏈接到電源S的兩條電源線L1、L2。電源S能夠向設備遞送連續(xù)的電源電壓。在實施例的一個變型中，通信線路Lc可以實現(xiàn)在電源線上，電源線的電信號被調制為在其上傳遞數(shù)據(jù)。
[0046]在隨后的描述和附圖中，我們以下面的系統(tǒng)為例，其中，所述系統(tǒng)包括兩條電源線L1、L2，一個處在OVdc的電勢處，并且另一個處在10和30Vdc之間的電勢處，并且通信線路與兩條電源線分離。
[0047]此外，所述系統(tǒng)還包括用于控制電源的設備。該設備使得有可能將電源切換為接通和關斷，并且還可以使得有可能將所提供的電壓的極性反轉。
[0048]如在圖2所示，設備D2因此相對于電源線L1、L2而并聯(lián)連接，并且連接到通信線路Lc。每個設備D2包括例如，至少一個連接器，該連接器連接到鏈接到電源線的互補連接器，以及連接到通信線路。
[0049]例如，每個設備D2與單獨的部件收納槽(B1-B7)相關聯(lián)。在圖2中，該系統(tǒng)因此包括并聯(lián)連接的七個設備D2，這些設備中的每一個被定位在接近不同的部件收納槽。
[0050]參考圖3，便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)的每個設備D2主要包括:
[0051]-存在傳感器C2，
[0052]-信令構件V2，
[0053]-定序器SQ2，
[0054]-通信接口IC2。
[0055]根據(jù)本發(fā)明，存在傳感器C2使得可以檢測操作者的存在，例如，當從收納槽中拾取部件時，檢測到他的手的存在。其可以是不同類型的，例如，光學、電感式、或超聲波式的。并且可以采用使得可以檢測操作者的存在的任何其他的技術。
[0056]信令構件V2使得可以向操作者發(fā)信號表示必須從其中拾取部件的收納槽，以符合裝配序列。信令構件V2可以以光指示器的形式而實現(xiàn)為發(fā)光體。
[0057]定序器SQ2包括微控制器，其被設計為弓I導產(chǎn)品裝配序列。在已知的方式中，微控制器包括至少一個處理器和非易失性存儲器。具體地，定序器包括用于控制信令構件V2的模塊，使得能夠激活或停用信令構件V2 ；以及接收模塊，其被設計成接收源自存在傳感器C2的檢測信號。設備的非易失性存儲器被組織為位的陣列，位的陣列表示產(chǎn)品裝配序列。每個位對應于在裝配序列中的排位(rank)。設備可以存儲幾個不同的裝配序列，其中的每一個都通過位的陣列來模型化。
[0058]通信接口 IC2被設計為使設備在通信線路Lc上交換消息。該通信接口包括例如，當讀取在通信線路Lc上行進的數(shù)據(jù)時，其狀態(tài)通過定序器SQ2來監(jiān)視的輸入，以及當在通信線路Lc上寫入數(shù)據(jù)時受到定序器SQ2控制的晶體管。
[0059]優(yōu)選地，存在傳感器C2、信令構件V2、定序器SQ2、和通信接口 IC2被容納在形成單片單元的一個并且相同的外殼中。當然，可以設想其他配置。因此，將有可能在連接在一起的幾個外殼中安排多個兀件。
[0060]優(yōu)選地，設備D2還可以包括第二信令構件V20，其使得有可能向操作者發(fā)送信號表示拾取錯誤。例如，第二信令構件V20是聽覺類型的。例如，該第二信令構件被容納在設備的外殼中。作為實施例的一個變型中(未示出)，該第二信令構件對于所有的設備D2而言是公共的，并且與在通信線路上的設備并聯(lián)連接。在該變型中，在拾取錯誤的情況下，已經(jīng)檢測到錯誤的設備D2在通信線路Lc上產(chǎn)生控制信號，其激活第二信令構件V20。
[0061]優(yōu)選地，每個設備D2包括電力電源模塊M2，使得能夠管理設備的各種組件的電源，特別是定序器SQ2的電源。該電源模塊例如被容納在與設備D2中的其它元件相同的外殼中。
[0062]裝配序列包括幾個連續(xù)的步驟，可以向其中的每個分配執(zhí)行排位。與現(xiàn)有技術相反，裝配序列不是通過單個的集中定序器(在圖1為SQl)來管理，而是跟隨位于每個設備D2中的每個定序器SQ2。對于與其相關聯(lián)的每個裝配步驟，設備的定序器SQ2激活用于標記對應于裝配步驟的排位的模塊。當然，如果在產(chǎn)品的幾個裝配步驟中使用一個相同的部件，則與用于存儲該部件的槽相關聯(lián)的設備的定序器標記這些裝配步驟中的每一個的排位。因此，定序器適于用于管理產(chǎn)品的裝配步驟中的一個或多個而不是所有的裝配步驟。其僅僅標記對于其必須采用來自其收納槽的部件的每個排位。為了能夠跟隨裝配序列，定序器SQ2還存儲其他裝配步驟的排位，而沒有對它們進行標記。
[0063]例如，通過向其分配I來執(zhí)行對于裝配序列的排位的標記，如果沒有被標記到，則剩余的排位的值為O。當然也可以設想任何其他解決方案。
[0064]優(yōu)選地，在學習階段，通過設備來學習裝配序列。作為實施例的一種變型，也可以通過采用外部設備而經(jīng)由通信線路將裝配序列加載到每個設備中。
[0065]優(yōu)選地，每個設備D2包括用于檢測到學習階段的行程的裝置。
[0066]檢測裝置包括例如，極性檢測器DP2，使得能夠檢測兩條電源線L1、L2之間的極性。優(yōu)選地，該極性檢測器DP2被容納在設備D2的外殼中。其例如經(jīng)由電源模塊，通過一端連接到兩條電源線L1、L2，并且另一端連接到定序器SQ2的二極管橋來組成。到學習階段的行程例如通過向系統(tǒng)提供由每個設備憑借其極性檢測器DP2而檢測的負電壓來執(zhí)行。
[0067]根據(jù)本發(fā)明，因此，學習階段以下列方式進行:
[0068]-在用于控制電源S的設備的幫助下，操作者向系統(tǒng)提供負極性的DC電壓。
[0069]-通過極性檢測器DP2，每個設備D2的定序器SQ2檢測極性的反轉，然后激活學習模塊。
[0070]-在每個設備中，學習模塊臨時激活用于將信令構件V2控制為關斷的模塊，以便向操作者指示學習階段可以開始。
[0071]-然后，操作者從收納槽B1-B7中拾取第一部件。在與該收納槽相關的設備中，存在傳感器C2檢測到操作者的手，并且將檢測信號發(fā)送給定序器SQ2。在收到這個信號后，定序器SQ2臨時激活用于將信令構件V2控制為關斷的模塊，以便向操作者指示拾取已經(jīng)被實際考慮。
[0072]-定序器SQ2激活用于標記在裝配序列中的該裝配步驟的排位的模塊。
[0073]-通過通信接口，定序器SQ2在通信線路上向系統(tǒng)的其他設備D2發(fā)送消息，以便向其指示它們與該裝配步驟不相關。
[0074]-在接收到的消息之后，系統(tǒng)的其他設備的定序器SQ2激活它們的用于存儲裝配步驟的排位的模塊，而沒有對其進行標記。
[0075]對于第二裝配步驟和直到產(chǎn)品裝配結束的所有隨后步驟，學習的操作與如上所述的相同。當然，操作者可以幾次地拾取一個相同的部件。然后，相關設備D2在存儲裝配序列中標記幾個排位。
[0076]學習階段結束時，每個設備D2在其存儲器中存儲裝配序列的所有排位，基于設備是否與裝配步驟相關來標記一個或多個排位。在學習階段，在每個新的拾取處，設備的定序器SQ2例如增加要被裝配的部件的數(shù)量的計數(shù)器。例如，通過切斷電源來實現(xiàn)學習階段的結束。
[0077]—旦完成了學習階段，可以進行對于裝配序列的閱讀。后者按下列方式進行:
[0078]-在用于控制電源S的設備的幫助下，操作者向系統(tǒng)提供正電壓。
[0079]-通過極性檢測器DP2，每個設備D2的定序器SQ2檢測到該極性，然后激活用于讀取其非易失性存儲器的模塊。其裝配序列被標記為排位I的定序器SQ2然后激活用于控制信令構件V2的模塊，以便向操作者指示將要被拾取的第一部件所位于的收納槽。
[0080]-與第一裝配步驟不相關的其他設備D2持久地讀取通信線路Lc，從而檢測到下一個裝配步驟的行程。
[0081]-操作者從與被點亮的信令構件V2對應的收納槽中拾取第一部件。存在傳感器C2檢測從收納槽中的部件檢取，并且發(fā)送檢測信號給定序器SQ2。
[0082]-在收到檢測信號之后，定序器SQ2停用用于控制信令構件V2的模塊。此后，通過通信接口 IC2，定序器在通訊線路Lc上發(fā)送消息，以警告其他設備D2:排位I的裝配步驟完成。
[0083]-在讀取消息之后，設備的定序器SQ2然后激活它們的用于讀取其存儲器的模塊。被標記為排位2的設備然后被激活。
[0084]如上所述過程以這種方式進行，直到最后的裝配步驟。利用部件的每個拾取，設備遞減其計數(shù)器。當其處于零時，裝配序列完成。有利的是，在裝配序列結束時，所有的設備D2激活其用于控制信令構件V2的模塊，以向操作者指示裝配序列結束，并且將自身初始化以重新進行裝配序列。計數(shù)器復位到在完成學習階段時所學到的值。
[0085]正如圖4所示，本發(fā)明的系統(tǒng)可以有利地包括選擇器SEL，使得能夠從存儲在設備中的幾個裝配序列中選擇裝配序列。該選擇器SEL被連接到通信線路Lc。選擇器SEL包括例如，碼盤、旋轉按鈕、或者由按鈕和顯示器形成的單元。它也可以包括條形碼閱讀器或RFID閱讀器。選擇器SEL生成表示要開始的裝配序列的索引號的代碼，并且在通信線路Lc上將其發(fā)送到設備D2。在學習階段，在裝配序列的存儲之前的階段包括存儲將被學習的序列的索引號。每個設備D2可以在其非易失性存儲器中存儲幾個裝配序列。該特定的特征使得可以給操作者提供了極大的靈活性，然后其能夠僅僅通過選擇分配給該產(chǎn)品的裝配序列的索引號，而容易地通過對于其他產(chǎn)品的裝配。
[0086]根據(jù)本發(fā)明，使得有可能發(fā)信號表示拾取錯誤的第二集中信令構件V20例如與選擇器SEL被容納在一個相同的外殼中。用于檢測裝配序列的開始和/或結束的設備和/或用于控制電源的設備也可以被容納在該外殼中。其他集中化的功能也可以被加入其中。
[0087]因此，本發(fā)明提出了眾多的優(yōu)勢。其給操作者提供了極大的靈活性，并且還提供了容易的實施性。不需要使得操作者具有特定的資格，以產(chǎn)生裝配序列。此外，系統(tǒng)自動地適配于所采用的設備的數(shù)目，并且如果一個設備出現(xiàn)故障時，可以很容易將其更換。
【權利要求】
1.一種在便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)中采用的設備(D2)，所述裝配通過以下的至少一個裝配序列來執(zhí)行，裝配序列包括通過執(zhí)行排位來分級的幾個連續(xù)的裝配步驟，所述設備與為用于產(chǎn)品的一個或者多個裝配步驟所采用的單個部件收納槽相關聯(lián)，并且所述設備包括:-存在傳感器(C2)，-至少一個信令構件(V2)，其特征在于:-所述設備包括連接到存在傳感器(C2 )和信令構件(V2 )的定序器(SQ2 )，所述定序器包括被設計為管理所述裝配序列的微控制器，-所述設備包括通信接口(IC2)，其被設計為在通信線路(Lc)上交換消息，-所述定序器(SQ2)包括用于存儲和標記裝配序列的裝配步驟的排位的模塊，-所述定序器包括控制模塊，其被設計為當達到標記的排位時，向信令構件(V2)發(fā)送控制信號，-所述定序器包括接收模塊，其被設計成接收源于存在傳感器(C2)的檢測信號，-所述定序器包括發(fā)射模塊，其被設計為在通信線路(Lc)上發(fā)送表示與標記的排位對應的裝配步驟結束的消息。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，包括外殼，所述外殼容納存在傳感器(C2)、所述至少一個信令構件(V2)、通信接口(IC2)和定序器(SQ2)。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于，包括用于檢測到學習階段的行程的裝置。
4.根據(jù)權利要求3所述的設備，其特征在于，所述檢測裝置包括連接到定序器(SQ2)的極性檢測器(DP2)。
5.根據(jù)權利要求4所述的設備，其特征在于，所述極性檢測器(DP2)被容納在外殼中。
6.根據(jù)權利要求2至5中的一個所述的設備，其特征在于，包括電力電源模塊(M2)。
7.根據(jù)權利要求6所述的設備,其特征在于，電力電源模塊(M2)被容納在外殼內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求2至7中的一個所述的設備，其特征在于，包括第二信令構件(V20)，其能夠發(fā)送信號表示拾取錯誤。
9.根據(jù)權利要求8所述的設備，其特征在于，第二信令構件(V20)被容納在外殼中。
10.一種便于產(chǎn)品的裝配的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)的特征在于包括:-第一設備(D2)和至少一個第二設備(D2)，其每個都根據(jù)權利要求1至7中的一個來定義，_通彳目線路(Lc ),-第一設備通過通信線路(Lc)而被連接到第二設備，-用于第一設備的標記模塊，其被設計為對裝配序列的第一裝配步驟的第一排位進行標記，以及用于第二個設備的標記模塊，其被設計為對裝配序列的第二裝配步驟的第二排位進行標記。
11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括電源(S)和連接到所述電源(S)的兩條電源線(LI，L2)，第一設備和第二設備被連接到兩條電源線(LI，L2)。
12.根據(jù)權利要求10或者1 1所述的系統(tǒng)，其特征在于，通信線路(Lc)被實現(xiàn)在電源線上。
13.根據(jù)權利要求10至12中的一個所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括選擇器(SEL)，其使得能夠從在第一設備和第二設備中存儲的幾個裝配序列中選擇裝配序列。
14.根據(jù)權利要求10至13中的一個所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括第二信令構件(V20),其能夠發(fā)送信號表示拾`取錯誤，該第二信令構件(V20)被連接到通信線路(Lc)。
【文檔編號】G05B19/418GK103529769SQ201310280862
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權日:2012年7月5日
【發(fā)明者】L.德馬丁 申請人:施耐德電器工業(yè)公司