CN103619738A - 机械手自动堆垛台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机械手自动堆垛台（10）设备，其确保以初始取向递送的制品（29）以可传送取向传送以在生产线中的一个或多个工位处进行进一步的处理。该设备包括传送设备（12）和至少一个拾取器（20）。直立装置（34）设有一系列导向器（28）。拾取器（20）从传送设备（12）上取下制品，并且将这些制品放置到导向器（28）之一上。直立装置（34）在制品放置位置和制品传送位置之间移动导向器（28）。每个导向器（28）均可包括成轮廓的制品支撑表面（28b），其有利于置中放置在其上的制品（29）。

Description

机械手自动堆垛台及方法

技术领域

本公开涉及一种机械手自动堆垛台及方法，所述方法沿生产线重新布置并传送制品、产品、容器、罐、装置和其它物体。具体地，本公开涉及一种机械手自动堆垛台及方法，所述方法在生产线上获取进入的制品并且将这些制品放置在所期望的可传送取向上。

背景技术

在商业制造安装中，各种各样的机械手自动堆垛台被用于传送物体（包括但不限于一个或多个空的容器或罐、以及用于装配的一个或多个制品和装置，它们在本文中一般称为或统称为“制品”）。初始容器（诸如料斗）沿传送设备（诸如传送带）递送此类制品，在所述传送设备上这些制品被杂混成各种无规取向。这些制品要经过设置在固定位置的机械手拾取装置（“拾取器”）。拾取器的任务是从初始制品拾取位置整理此类制品并且将这些制品重新取向到这些制品转移位置中，其中每个制品均被适当地定位以便在生产设施内进一步传送。拾取器选自一个或多个可商购获得的机械手拾取器。

将制品从初始制品拾取位置布置到制品转移位置的拾取器通常包括机械臂，所述机械臂的可移动末端器连接到夹持器。可编程的控制器将机械臂和夹持器移动到制品，通过控制夹持器来拾取这些制品，移动机械臂以便从这些制品转移位置移动所拾取的制品并且通过控制夹持器来释放这些制品（例如，将这些制品直立放置在垛盘内以便进行进一步处理；将这些制品放置成可传送取向以便在移动带、真空传送机、颈部传送机或其它传送装置上进行传送；或作为另外一种选择，将这些制品放置到具有类似制品的容器中以在进一步加工之前对类似制品进行分组，例如，将类似制品放置在货盘上以便在这些制品和/或货盘上放置用于识别的制品条形码）。一旦夹持器拾取了目标制品，夹持器就将这些制品移动到至少一个制品转移位置中以便最终释放。

假定制品具有类似的尺寸和几何形状，具有照相机的机械臂可检测当前制品拾取位置，拾取这些制品并随后将它们放置成稳定的可传送取向以进行传送和进一步加工。如果要求高通过量，则该方法可能成本较高，因为机械手通常一次仅可取向一个部件并且仅可处理类似构造的制品。当这些制品改变从而制品构型也改变时，生产线将停产以适应于部件的转换，所述部件适应于传送以不同方式构造的制品。此外，制品几何形状、轮廓、材料组成或制造方法的改变也常常要求机械臂作出重复的夹持尝试以将这些制品从其初始制品拾取位置转置到适用于传送和进一步加工的后续的稳定取向。因此，具有相同设计的制品可能是通过不同的方法（包括但不限于注塑、吹塑、挤出和其它加工成形方法）制造的，这要求定制生产线以包括适合于这些制品组成和外观变化的拾取器构型。

因此，对改进的自动堆垛台的寻求仍在继续中。因此，一种适应于转置多种制品尺寸、几何形状、轮廓、纹理、设计、材料组成、和制造方法以及美观特征的机械手自动堆垛台将在生产线上提供优点。这种自动堆垛台应当确保具有任何制品构型的这些制品的稳定的可传送取向，而无论这些制品的对称性（或对称性的缺乏）如何，并且也无论在任何工作时间中以无规取向设置的制品的数目如何。所述可传送取向理想地被保持，使得适当地取向的制品易于传送以便进行进一步加工而不发生延迟，并且用于此类制品的传送机构连续地接纳新的制品以进行传送而无中断。

发明内容

根据本发明所公开的机械手自动堆垛台的一个方面，机械手自动堆垛台将多个制品重新布置成稳定的可传送取向。机械手自动堆垛台包括在第一行进方向上行进的传送设备诸如传送带。传送设备在至少一个拾取器的操作区域内传送这些制品。一系列导向器可沿第二传送设备（诸如一个或多个传送机）可枢转地设置，它们可在第一行进方向上或在第二行进方向上行进。第二行进方向可为任何合适的取向，包括但不限于与第一行进方向相反的方向或正交于第一行进方向的方向。每个导向器均包括导向器支撑表面，在传送穿过操作区域期间，每个导向器沿所述表面被支撑。每个导向器还包括相对的制品支撑表面，当导向器处在初始制品放置位置时，拾取器在所述表面上放置制品。导向器可在可枢转连接处接合到传送机。导向器的制品支撑表面可具有表面轮廓，所述表面轮廓可适应于具有变化的构型的各种各样的不同制品。

在操作中，每个导向器均被从初始制品放置位置（其中每个制品支撑表面在其上接纳制品的放置）移动至后续的制品传送位置（其中在某些其中存在相对导向器的实施例中，每个导向器均被枢转使得每个制品支撑表面接近相对的制品支撑表面从而形成制品保持区域）。在其它实施例中，可存在单组导向器，它们朝不同类型的相对的制品支撑机构或元件诸如导轨或带枢转。如本文所用，术语“制品支撑机构”包括但不限于相对的导向器、以及导轨和带。第二传送设备有利于每个导向器朝其初始制品放置位置返回，使得导向器可返回至制品拾取区域以便接纳更多的制品。导向器的制品传送位置确保每个制品将保持在其稳定的可传送取向以便在生产线中的一个或多个处理工位处进行同时或进一步处理。

本发明也公开了一种将多个制品重新布置成稳定的可传送取向的方法。该方法包括以下步骤：

a)提供传送设备和至少一个拾取器，传送设备在第一行进方向上行进，使得传送设备在所述至少一个拾取器的操作区域内传送制品；

b)提供直立装置，其包括用于直立制品的多个导向器；

c)使用所述至少一个拾取器从传送设备上取下制品并且将制品放置到直立装置的导向器之一上；以及

d)将制品直立在直立装置中的导向器上。

通过随后的具体实施方式，各种其它方面、优点和特征将变得显而易见，并且新型特征将特别地在所附权利要求中指出。

附图说明

现在将详述本公开的所述各种实施例，它们旨在与附图合在一起，其中：

图1为示例性机械手自动堆垛台的顶部透视图。

图2为示例性机械手自动堆垛台的后透视图。

图3为在图1和2的机械手自动堆垛台的取向区域中操作的取向装置的前透视图。

图4为图1和2的机械手自动堆垛台所用的单个导向器的顶部透视图。

图5为保持示例性制品的如图4所示一对导向器的顶视图。

图6为沿图3的取向装置的出口部分传送的一系列导向器和制品的顶部透视图。

图7示出了图6的所述一系列导向器的后部透视图，其中示例性制品处在可传送取向。

图8为一个可供选择的实施例的后部透视图，其中单组导向器朝导轨枢转。

图9为可代替图8中的导轨的异形带的透视图。

具体实施方式

现在参见附图，其中类似的数字标识类似的元件，图1和2示出了机械手自动堆垛台10的一个非限制性实施例。自动堆垛台10包括机架12、一个或多个拾取区域16、第一传送设备（诸如传送带）18、和一个或多个机械手拾取器20。传送带18在箭头A所示的行进方向上穿过拾取区域16。在该实施例中，传送带18传送处在杂混的无规取向的众多制品，使得这些制品在一个或多个机械手拾取器20的操作区域17中经过。在其它实施例中，制品无需处在无规取向。例如，制品可在托盘中被部分地布置成有序型式。如本文所用，术语“整理”旨在涵盖将无规地或以某种有序型式布置的制品放置成稳定的可传送取向。

机架12可包括单一机架、或包括一个或多个机架片段14的模组化机架，所述机架片段一起限定一个或多个拾取区域16。可串联地利用任何数目的机架片段14以提供具有足够参数的拾取区域16从而适应于接纳自容器（未示出）的众多制品的取向。每个机架片段14支撑一个或多个拾取器20。模组化机架12的模组化特性允许在多种生产安装内定制机械手自动堆垛台10，并且还允许根据要在安装内加工的制品的体积和类型而在该安装内进行定制。

接纳制品的容器可为一个或多个料斗，虽然应当理解，料斗并非是有利于与机械手自动堆垛台一起使用的仅有的容器类型。机械手自动堆垛台可与多种容器一起使用，包括但不限于托盘、箱体、货盘、板条箱和其它已知的用于生产线中的制品储存和递送装置。

第一传送设备（诸如传送带）18可为本领域已知的任何合适类型的传送设备。合适的设备包括但不限于传送带、和下述的适于用作第二传送设备的任何类型的设备。传送设备18的表面可为光滑的；或作为另外一种选择，其可为成轮廓的或纹理化的以有助于在其上保持这些制品。

拾取器20被示出为可商购获得的Delta机械手（诸如购自ABB，Inc.（Cary，NC，USA）的那些），虽然预期等同和互补的机械手拾取装置也可用于机械手自动堆垛台10。合适类型的拾取器20包括但不限于：平行运动机械手、蜘蛛或Delta机械手、六轴机械手、SCARA机械手、和可独立致动的自动臂。对一个或多个拾取器20的选择不限于机械手构型，并且可供选择的拾取器构型适于与自动堆垛台一起使用。此外，还可将多于一种类型的机械手构型用于生产线中的机械手自动堆垛台。

拾取器20安装在传送带18的上方，并且与视觉系统24通信，所述视觉系统可包括一个或多个照相机，所述照相机收集并向拾取器传达有关这些制品的位置、几何形状和取向的信息。因此，在开始下一个拾取器的每个新的工作区域之前，仍然存在于传送带18上的制品的初始制品拾取位置是已知的。因此，可避免拾取器的无效或非生产性运动。也可避免对相应制品的无效或非生产性的拾取操作，所述拾取操作将导致对制品的不完全拾取和后续的机械加工以弥补此类不足之处。

每个拾取器20包括使至少一个拾取器的机械臂26运动的控制和驱动装置以便将所述各个制品从传送带18转置到单个导向器28上。机械臂26可具有设置在其自由边界处的夹持器，所述夹持器包括用于拾取和放置制品的拾取机构。可编程的控制器可控制容器（诸如料斗）和传送机以及拾取器以：将机械臂26移动至处在无规取向的制品；通过控制夹持器来拾取制品；移动机械臂以将所拾取的制品取向在至少一个制品放置位置；并且通过控制夹持器来释放制品（例如，将制品放置在导向器28上，如下文所详述）。夹持器可为本领域的技术人员已知的多种不同的工具之一，例如，取决于要拾取和放置的制品的特性，其可为磁性装置、真空或抽吸装置、机械装置或任何其它已知的装置。一种合适的夹持器描述于2011年2月11日提交的美国专利申请序列号13/025,185中。如果夹持器包括真空或抽吸装置，则在可编程的控制器的控制下将机械臂26移动至水平面中的某个限定位置并放低到设置在该位置处的制品上。然后夹持器接合并提起该单个制品。夹持器可将所拾取的制品放低到适当的导向器28上，从而提供所期望的制品相对于导向器28的正确取向。

自动堆垛台10可通过以两步骤方式操纵这些制品来改善制品穿过它的通过量。在第一步骤中，从传送带18上拾取制品并将它们放置到导向器28之一的表面上。在第二步骤中，第二传送设备传送这些制品和导向器28，并且导向器28直立这些制品。据信这与要求拾取器执行如下所有三种功能的情况相比，提供了对拾取器20的更有效的利用：拾取制品、取向制品、以及直立制品。

在开始拾取区域16的上游，提供用于传送带18上的所述各个制品的视觉系统和/或计数器，使得有可能每当在预设工作时间内检测到各个制品的数目已达到用于完成确定的制造份额的预定数目时，就从容器释放空的制品并且允许其进入到拾取区域16中。计数器可利用可操作地与拾取器20相关联的至少一个照相机24，当这些制品在照相机的视域内经过时，所述照相机记录如下每个位置（连同制品的旋转位置），在所述位置处，在传送带18上的是单个制品。所记录的信息存储在可编程的控制器中并且相对于传送带18的行进速度经受进一步的处理和计算。

第二传送设备可被描述为“邻近”第一传送设备即传送带18。如本文所用，术语“邻近”不要求所述两个传送设备为接触的或在第一传送设备和第二传送设备之间不存在任何物体。这些设备仅需足够地靠近以便拾取器可拾取第一传送设备18上的制品并且将它们放置到第二传送设备上的导向器28上。

现在将进一步详述第二传送设备和导向器28的一个非限制性实施例。进一步参见图3、4和5，一系列传送机30沿对应的可移动传送带32设置，以便传送相对的成对导向器28。导向器28可呈任何合适的形式，包括呈蛤壳状嵌套的形式。每个导向器28可相对于传送带32在横向上延伸，并且可由对应的传送机30枢转地支撑。如图4所示，每个导向器28均包括导向器支撑表面28a，在传送穿过并从拾取区域16传送期间，每个导向器28沿所述导向器支撑表面被支撑；和相对的制品支撑（或“座置”）表面28b，当导向器处在初始打开制品放置位置时，拾取器20沿所述制品支撑表面设置制品。如图4所示，制品支撑表面28b并入了非制品特有的轮廓，所述轮廓从而确保了对各种各样的制品的稳定支撑。制品支撑表面28b可并入如图所示大致径向的弯曲，所述弯曲置中放置在其上的制品并从而适应于多种制品构型而无需进行任何进一步的定制导向器28。制品支撑表面28b可具有大致凸起构型。制品支撑表面28b还可并入一个或多个表面轮廓，诸如图4所示的脊28c、和/或一个或多个表面元件（诸如纹理化的元件或“标记”），所述表面元件从而摩擦接合制品。表面轮廓包括但不限于多个脊和齿条组合，其中所述多个脊和齿条组合可为直的、有角的或弯曲的。在某些实施例中，表面轮廓可基本上彼此平行且基本上垂直于导向器28的顶部边界28d和底部边界28e。在某些实施例中，表面轮廓的低点相对于其侧面28f被定位在制品支撑表面28b的约中心区域中。限定制品支撑表面28b的表面轮廓的弯曲变化赋予导向器28如下有利的功能，所述功能确保在导向器的打开位置和导向器至后续的直立位置的整个角运动之间置中这些制品，如下文所详述。形成给定嵌套的所述一对导向器28的制品支撑表面28b的构型可为相同或不同的。在至少一个方面，导向器28包括具有预定弯曲的轮廓表面，并且至少一个预定标记与所述导向器28的至少所述制品支撑表面28b成一整体。

进一步参见图4和5且另外参见图6和7，当拾取器20拾取制品并将其放置在对应的制品支撑表面28b上时，每个导向器支撑表面28a和制品支撑表面28b与顶部边界28d和底部边界28e共延，将制品的上部部分邻近所述顶部边界设置，将制品的底部部分邻近所述底部表面设置。制品的“顶部”和“底部”相关于制品的定位和制品将在显示器上显现的方式。然而，制品的“顶部”和“底部”可指倒置的制品或在放置在对应的导向器28中时经受角旋转的制品的部分，而无论制品将在显示器上显现的方式如何。一种类型的有利于放置在导向器28上的制品在图5、6和7中被示出为一个或多个容器29。容器29为许多种类制品（包括但不限于产品、容器、罐、装置和其它物体）之一的一个例子，它们可由机械手自动堆垛台10以可传送取向传送和递送。

如图4所示，导向器28的底部边界28e可包括可回缩门31，当导向器28处在初始打开制品放置位置（其中制品设置在制品支撑表面28b上）时，所述可回缩门将邻近于制品的底部。每个导向器支撑表面28a可包括联接元件（诸如销、螺栓、或其它紧固件33），所述联接元件在每个导向器28和对应的传送机30之间建立可枢转连通，使得导向器28可在大致水平位置至大致竖直位置之间可有角度地移动，沿所述角路径，任何位置可限定初始制品放置位置和后续的制品传送位置。在导向器28如图5所示向上朝制品传送位置枢转期间或枢转之后，门31可回缩以便允许无阻碍地但受控制地从导向器28释放制品。制品支撑表面28b保持置中制品29以保将制品放置在所述可传送制品放置位置。如图7所示，当导向器28返回至其初始放置位置时，门31返回至其初始位置以准备将附加制品接纳在导向器28上。

每个导向器28可具有与其接合的直立机构34（示于图4、5和6中）。术语“接合到”包括其中通过将元件直接固定到另一个元件而将元件直接附连到另一个元件的构型；其中通过将元件附连到中间构件上继而将所述中间构件附连到另一个元件来将元件间接固定到另一个元件的构型；以及其中一个元件与另一个元件成一整体，即一个元件基本上为另一个元件的一部分的构型。术语“连接到”包括其中将某个元件在选定位置固定到另一个元件的构型、以及将某个元件在这些元件中的一个的整个表面上完全地固定到另一个元件的构型。在所示的实施例中，直立机构34邻近其顶部边界28d接合到导向器支撑表面28a。直立机构34可包括从其突起的导向柱34a（示于图4中）以用于接合对应的凹槽，如下文所详述。

在拾取区域16内，传送带32在箭头B所示的行进方向（示于图1和3中）上传送打开导向器和放置在其上的制品。传送带32可为单一传送设备，导向器28可枢转地连接到所述传送设备。在可供选择的方案中，传送带可包括一对传送带，一系列导向器28可枢转地沿它们中的每个设置。因此，在后一种构型中，在所述成对导向器28的一半中的导向器28可布置在基本一致地操作的独立的传送带上以围绕容器29形成蛤壳状嵌套。在后一种构型中，传送带可设置成与设置在它们之间出料传送机40作对应的运动。在后一种构型中，可与设置在导向器中的制品一致地沿出料传送机40设置一个或多个垛盘（未示出）。如本文所用，术语“垛盘”是指用于制品基座的杯状导向器。

虽然传送带32和出料传送机40在箭头B的方向上的行进方向被示出为是与传送带18在箭头A的方向上的行进方向相同的，但应当理解，传送带32和出料传送机40可在相对于传送带18的行进方向的相同方向、相对方向、正交方向或任何其它合适的方向上移动。视觉系统24的位置将位于相对于传送带18的行进方向的拾取区域16的上游。因此，如果传送带18在与所示方向相对的方向上移动，则视觉系统24将被定位在拾取区域16的相对端部。本公开设想到了用作传送带32和出料传送机40中的一者或两者的可供选择的传送装置，包括但不限于移动带、链式传送机、真空传送机、导轨、垛盘、设置在移动带上的垛盘和本领域已知的其它传送装置。

导向器28从初始基本上水平的打开制品放置位置朝后续的基本上竖直的可传送制品放置位置（如图5和6所示）的可枢转运动在相对的导向器28之间对齐制品支撑表面28b以便产生打开保持区域44。由导向器28限定的保持区域44将保持具有各种尺寸、轮廓、纹理、几何形状、材料组成和制造方法的制品，而无需进行任何部件转换。在所示的实施例中，导向器28避免夹持制品29，并且只留下用于这些制品的空间（保持区域44）。在其它实施例中，导向器28可被构造成会合在一起而夹持制品29。

自动堆垛台10可操纵对称制品和非对称制品。对称制品为其中制品的前部和后部具有相同构型的制品。非对称制品具有包括不同构型的相对侧面。传送带18和传送带32可被控制在：相对于彼此的恒定速度；不同的速度；或一者或两者可间歇地运行。理想的是，传送带18和传送带32的运行使得在离开拾取区域16时，保持区域44被填充有处在可传送取向的各个制品以进行进一步加工。对于对称的制品几何形状，拾取器20可沿出料传送机40的一侧上的单一系列的导向器28放置这些制品。这些制品（无论是对称的还是非对称的）通常以它们的任一相对更大且更平坦的侧面（一般为它们的前部或后部）上放置到导向器28上。在一些实施例中，对称制品基本上连贯地放置在所述一系列导向器28中，使得出料传送机的一侧上的导向器28的每一制品支撑表面28b在其上支撑制品。在某些实施例中，拾取器20沿出料传送机40的一侧上的单一系列的导向器28放置对称制品，并且取向装置在打开位置和闭合位置之间移动导向器28以形成保持区域44。

在其中这些制品为对称的（诸如图8所示）其它实施例中，可在出料传送机40的一侧上使用某种不同的机构或元件以有助于直立这些制品。可使用任何合适的机构或元件。在图8中，结合单一系列的导向器28来使用导轨52以用于直立制品29。一种可供选择的机构示于图9中。图9示出了带80，其可用来替代图8中的导轨。带80可具有任何合适的构型。带80为具有内表面82的闭环形式，所述内表面具有脊和沟槽使得其被构造成分别接合用来旋转该带的辊90上的沟槽和脊。带的外表面84可具有任何本文所述的适用于导向器28的制品支撑表面28b的特征。在所示的实施例中，带80的外表面84为异形的，使得其所具有的构型可与导向器28的制品支撑表面28b的构型相同或类似。这种带80可以任何合适的方式制成。在一些实施例中，带80可设有肋或接合到平坦带的其它此类元件。这些元件可提供用于控制这些制品的触点。这些元件可以任何合适的方式接合到平坦带，包括但不限于通过粘结、焊接或螺栓连接它们。在图9所示的实施例中，带80可包括成轮廓的带，其从内表面至外表面由下列制成：定时带，其具有与其粘结的成轮廓的聚氨酯形式，LYCRA表面与其层压以形成带的外表面。

对于非对称的制品几何形状，在从照相机24中的一个或多个接纳此类制品几何形状信息时，拾取器20分辨沿传送带18行进的每个制品的初始“面朝上”、“面朝下”或其它取向。所谓“其它取向”，应当认识到，该系统不限于操纵仅处在“面朝上”和“面朝下”取向的制品、以及提供具有处在特定取向的这些面之一的制品的输出流。例如，可存在其它取向，诸如对于具有四个侧面的瓶子，其中该瓶子可以任何这些侧面放置在传送带18上。本发明的系统可提供如下制品的输出流，所述制品的任何一个侧面处在特定取向。然而，为简单起见，以下描述将涉及“面朝上”和“面朝下”取向，虽然术语“第一侧”和“相对侧”可取代“面朝上”和“面朝下”（每当使用后一种术语时）。

初始制品取向由辅助照相机和传感器系统确定，如果制品的初始“面朝上”、“面朝下”或其它取向不是很明显，则所述系统对制品执行后续的检查。在某些实施例中，拾取器20从而沿出料传送机40的一侧将处在初始“面朝上”取向的非对称制品转置到导向器28中。在这些实施例中，拾取器20还沿出料传送机40的另一侧将处在初始“面朝下”取向的非对称制品转置到相对的可供选择的导向器28中。所谓“可供选择的”导向器，是指两个制品将不被放置在相对的导向器上，而是随后拾取的制品将沿出料传送机40的另一侧被放置在后续的一对导向器中的导向器上。利用此类放置，将制品设置在导向器28中，使得传送着制品的每个导向器与一个空的导向器成一对地行进。由于导向器28可枢转地包封这些制品以便在它们附近形成保持区域44（如下文所详述），所有这些制品均相对于一对导向器的对齐的制品支撑表面28b定位在稳定的可传送取向，而与每个制品的初始“面朝上”或“面朝下”取向无关。当然，自动堆垛台10可以类似的方式操作以操纵对称制品，但此类步骤不是必要的。

在其它实施例中，可以可供选择的方式来操纵非对称制品。替代使拾取器在出料传送机的相对侧上将非对称制品转置到导向器上（取决于它们是处在“面朝上”还是“面朝下”取向），拾取器可在出料传送机40的一侧上将这些制品转置到单一系列的导向器28上。这些制品可以“面朝上”和“面朝下”取向被放置到导向器上。然后这些制品可随后被直立，并且其后由独立的制品转向机构转向成正确取向。合适的制品转向机构包括但不限于线性取向器或瓶转向机构。此类装置为可商购获得的。制品转向机构可为自动堆垛台的一部分，或其可为自动堆垛台的下游的独立设备件。

导向器28将这些制品从拾取区域16传送至后续的取向区域46（如图1和2所示）。取向区域46包括取向装置48，所述取向装置确保由保持区域44保持的制品的适当的稳定取向。所示的取向装置48包括两个相互设置的导轨50（示于图3中），它们从而形成用于导向器28和被传送制品的行进路径。因此，在一些实施例中，取向装置可形成行进路径机构，所述机构提供可限定的行进路径以产生通道53。取向装置48包括任何合适类型的装置，包括但不限于：单一导轨、两个相对的导轨、多个导轨、至少一个气举机构、至少一个电磁机构、至少一个伺服机构、或其它合适的装置。虽然一对导轨50在图3中被示出为限定单一通道53和对应的通道路径，但应当理解，取向装置可包括任何数目的导轨，并且可被实施成在生产线中提供所期望数目的通道路径。

在该实施例中，每个取向装置48诸如导轨50包括大致弯曲的入口部分50a（示于图3中），所述入口部分通向通道部分50b并且终止于大致弯曲的出口部分50c中（通道部分50b和出口部分50c示于图3和6中）。入口部分50a和出口部分50c中的一者或两者可采用大致螺旋状构型。入口部分50a可为大致向上弯曲的以便形成它们之间的基本上V形角度和与其一道的支撑直立机构34。当传送带32沿行进路径传送导向器28时，入口部分50a接合直立机构34以便将每个导向器从初始打开的制品放置位置-其中每个制品支撑表面28b处在面向上取向-提升至后续的制品传送位置-其中每个导向器28被向上枢转使得每个制品支撑表面28b接近相对的制品支撑表面28b。图5和6示出了彼此大致平行对齐的制品支撑表面28b，虽然应当理解，制品支撑表面28b可为相对于彼此成角度地设置的以适应于具有更大体积和/或定制设计的制品。当导向器28向上枢转以形成保持区域44时，由对应的导向器支撑的每个制品29被提升成稳定的可传送取向以进行进一步加工。可传送取向可包括同步每个制品29与由出料传送机40传送的对应的垛盘。如图7所示，在导向器28的角运动期间，它们的门31回缩以允许在出料传送机40上或在沿出料传送机40分布的对应的垛盘（未示出）中将制品直接设置成可传送取向并且从而运载它们。所谓术语“门”31是指包括如下机构，当它们被打开时将允许制品退出导向器28。门31包括但不限于可回缩门、滑动门、端铰门、传感器操作的门、以及它们的其它组合和等同物。在其它实施例中，可去除门31。如果需要，在此类实施例中，制品可由另一个拾取器从导向器28中拾取出来。

制品（和任何对应的垛盘）被传送穿过由导轨50的通道部分50b限定的通道53。通道部分50b可彼此大致平行对齐以便在它们之间限定通道路径。当每个传送带32与通道路径并排移动时，通道部分50b通过保持与直立机构34的接合将导向器28保持在可传送制品传送位置。出料传送机40沿由通道53限定的通道路径移动，并且保持这些制品在保持区域44中的稳定的对齐。因此，机械手自动堆垛台10可预测地且牢靠地确保导向器28以相同的可传送取向提供所有这些制品以便在沿生产线的一个或多个处理工位进行同时或后续的操作。此类处理工位包括但不限于用于贴标的工位、用于装饰（诸如热压印或施加箔）、壳体或托盘加载、填充、加盖和密封这些制品的工位，所述工位可有效地连续处理所述适当定位的制品以便最终从生产设施上递送出来。所谓“同时操作”，是指可在这些制品处在导向器28中的同时操作此类工位。

行进路径机构诸如导轨50的出口部分50c可为大致向下弯曲的以便支撑与其一道的直立机构34，同时保持制品的适当的稳定的可传送取向（当它们离开取向装置48时）。当传送带32沿恒定行进路径继续传送导向器28时，出口部分50c接合直立机构34以便有利于导向器28朝初始制品放置位置可枢转地下降。当每个导向器28成角度地朝初始制品放置位置下降时，出料传送机40将处在可传送制品放置位置的制品29从机械手自动堆垛台10传送至后续的安装件以进行进一步加工这些制品。当这些制品独立地定位在出料传送机自身上时，出料传送机40将这些制品保持在它们的适当的可传送取向。当制品29已被设置在对应的垛盘中时，可传送取向也被保持，所述垛盘可单个地沿出料传送机40放置从而被运载或与出料传送机成一整体。然后每个闭环传送带32沿取向区域46和拾取区域16的长度在相对方向上环式运载打开导向器28，所述相对方向对应于箭头C所示的行进方向（如图3所示）。因此，每个传送带32将导向器28递送至初始打开制品放置位置从而准备接纳空的制品。

在一些实施例中，每个导轨50可包括沿至少一个导轨50的至少一部分限定的行进凹槽（未示出）。行进凹槽接合每个导向柱34a并从而导致每个导向器28的运动。在此类构型中，当导向器28接近取向装置48时，导向柱34a建立与行进凹槽的可释放接合以确保每个导向器28（从而每个制品）不中断地移动穿过通道53。导向柱34a可保持与行进凹槽接合，使得导向柱34a退出取向装置并且沿传送带32成角度地设置空的导向器28以返回至拾取区域16。

如果存在两个传送带32，则它们可同时以等同速度运行以确保成对导向器28的同步角运动从而形成保持区域44。然而，本公开设想到机械手自动堆垛台10可有利于异步导向器传送，使得被捕集在制品支撑表面28b上的制品与其一道在导向器28所行进的整个角形路径中均保持对齐。因此，导向器28可以不一定采用相对于彼此的大致直立位置，尤其是如果制品包括大体积的物体或具有独特设计特性的物体。用于导向器的初始打开的制品放置位置可处在预定的倾角，所述倾角适应于被传送制品的特殊特性（虽然导向器28自身保持其弯曲和/或标记以确保被放置在其制品支撑表面28b上的任何制品的置中）。在其上支撑这种制品29的导向器28可通过控制传送此类导向器的传送带32而以独立速度移动。该速度独立于第二传送带32所采用的速度，所述第二传送带传送一对导向器中的对应的导向器28。支撑制品29的导向器可沿导向器的角路径的任何部分这样做，从而允许导向器容易地传送处在稳定的可传送取向的独特构造的制品（和甚至倒置的制品）。导轨50可相应地被改进以提供具有不通宽度的行进路径和路径（包括分为两支的路径和非线性路径）以适应于很多种制品构型和取向而不影响制品29的稳定的可传送取向。

至少一个传送带32和/或出料传送机40由如图3所示的驱动轴组件60驱动，所述驱动轴组件具有由机架64可操作地支撑的可致动的驱动轴62。驱动轴的致动器诸如伺服马达66赋予驱动轴62旋转运动，所述驱动轴具有设置在轴承组件68之间的链接件67。驱动轴62将旋转运动平移至可旋转地沿驱动轴机架片段64a设置的卷轴70,72以便有利于第一传送带32，并且进一步将旋转运动平移至可旋转地沿驱动轴机架片段64b设置的卷轴74,76以便有利于第二传送带32。一对大致同心地定位的出料卷轴78（其中之一示于图3中）可旋转地接合主驱动轴（未示出）以便经由互补轴承组件平移旋转运动。在启动伺服马达66时，驱动轴62直接旋转卷轴70,72，并且经由链接件67和传送带32（传送带32在图3中正在传送导向器28，但可单个地在图1和2中识别出来）旋转卷轴74,76。主驱动轴将在该时刻旋转。随着驱动轴的旋转，卷轴78作旋转运动，因此赋予至少一个传送带32和/或出料带40平移运动。卷轴78在它们之间可具有预定的距离，在所述距离内，出料传送机48可在传送带32之间保持平移运动，而无论出料传送机40的运动是由驱动轴组件60还是由另一个独立驱动装置引发的。出料传送机40可具有由第二致动器（未示出）传送给它的平移运动，使得进料带32和出料传送机40的运动不是相互依赖的。提供了驱动轴组件60的构型以作为可成功地用于机械手自动堆垛台的各种驱动装置的一个例子。

应当理解，第二传送带（未示出）可用于机械手自动堆垛台以便递送互补制品尺寸、几何形状、轮廓、设计、纹理、材料组成、制造方法和美观特征。在这种构型中，两个相互独立的容器传送带可在进料带32和出料传送机40的相应侧上运行。同样，此类传送带可按相互不同的速度移动，使得一个传送带递送某个量的第一制品，同时第二传送带以不同的速度运行以便递送某个量的第二制品。这种构型可有利于加工主要制品和用于区域性分配的辅助制品，其中主要制品具有一般区域范围内的需求，并且辅助制品在局部区段中具有强烈的需求。

可控制这些制品和导向器相对于彼此的速度，使得无制品29离开机械手自动堆垛台10的拾取区域16而不被拾取并放置在可用的打开导向器中。在这种实施例中，目标在于制品放置的所有导向器28均将在它们的制品支撑表面28b上运载制品。此外，也不存在应当不为空的空导向器28。然而，在其它实施例中，进入到自动堆垛台中的制品29的速度可大于允许所有制品29被拾取时的速度。在这些实施例中，自动堆垛台可设有再循环系统诸如再循环传送机，使得未被拾取的任何制品29均可被带回到传送机18的前部。与拾取器20相关联的可编程的控制器可计数已被传送并适当地取向的制品的体积，使得容器可后续递送其它制品。此类随后递送的制品可被成组地递送，其中不同的制品组具有不同的制品特性。因此机械手自动堆垛台10适应于所有此类制品组而无需使用任何类型的制品专用机器。

机械手自动堆垛台可以可预测地且牢靠地将制品从杂混的无规取向转置成稳定的可传送取向，并且适应于多种制品尺寸、几何形状、轮廓、纹理、设计、材料组成、制造方法和美观特征。机械手自动堆垛台可实现有利减少与安装、操作和维护相关联的时间成本和资金成本。然而，应当理解，自动堆垛台不必一定提供此类优点，除非此类优点被具体地包括在所附权利要求中。与当前商业性自动堆垛台相比，由于减少了获得类似和更高通过量所需的机械手数目，因此可减少建立所述安装型式所涉及的成本。另外，也可减小发生故障的可能性，因为无需根据制品类型的每种改变而改变部件。这意味着本发明的机械手自动堆垛台实际上可在大范围的平均无故障时间内不中断地操作。与传统自动堆垛台装置相比，本发明的机械手自动堆垛台所获得的一种有益效果是，制品，无论其特征如何，当被放置到出料装置传送机上时均保持处在稳定的可传送取向。在将当代的塑料用于商业制品构型时，这是一种尤其有利的特征，所述塑料使得这些制品成为轻型的并且因此对于制品定位的所有变化极难保持稳定。

本文所公开的量纲和值不应被理解为严格限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，所公开的量纲“40mm”旨在表示“约40mm”。

除非明确地不包括在内或换句话讲有所限制，本文所引用的每篇文献，包括任何交叉引用的或相关的专利或专利申请，均特此全文以引用方式并入本文。任何文献的引用不是对其作为本文所公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术，或者其单独地或者与任何其它参考文献的任何组合，或者参考、提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当使用在本发明中赋予该术语的含义或定义。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，但是对那些本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，随附权利要求书旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (10)

1.一种机械手自动堆垛台，所述机械手自动堆垛台用于将多个进入的制品重新布置成稳定的可传送取向，所述自动堆垛台包括：

(a)第一传送设备，所述第一传送设备在第一行进方向上行进，使得所述传送设备在至少一个拾取器的操作区域内传送所述进入的制品；所述自动堆垛台的特征在于其还包括

(b)邻近所述第一传送设备的直立装置，所述直立装置包括多个导向器，所述导向器沿在行进方向上行进的对应的第二传送设备可枢转地设置，其中所述拾取器被构造成从所述第一传送设备上取下所述制品并且将所述制品放置到所述直立装置的所述导向器的制品支撑表面上，并且所述导向器枢转以直立所述制品并且将所述制品放置成稳定的可传送取向。

2.根据权利要求1所述的机械手自动堆垛台，其中所述第二传送设备包括至少一个传送带，所述导向器可枢转地连接到所述传送带。

3.根据权利要求1所述的机械手自动堆垛台，其中拾取器在其上设置制品的所述制品支撑表面具有表面轮廓，优选地其中所述表面轮廓为大致凹形弯曲。

4.根据前述权利要求中任一项所述的机械手自动堆垛台，其中所述直立装置包括取向装置，所述取向装置包括入口部分，所述入口部分通向通道部分并且终止于出口部分中；其中当所述第二传送设备沿行进路径传送所述导向器时，所述入口部分支撑直立机构，以便从初始制品放置位置移动每个所述导向器，其中每个所述制品支撑表面均有利于将其上的制品放置到后续的制品传送位置；其中每个所述制品支撑表面均被直立成使得其接近相对的制品支撑机构从而形成制品保持区域；当所述第二传送设备传送所述导向器时，所述通道部分沿通道路径将所述导向器保持在所述制品传送位置；所述出口部分沿所述行进路径传送所述导向器以便有利于每个所述导向器朝所述初始制品放置位置返回。

5.根据权利要求4所述的机械手自动堆垛台，其中所述取向装置选自：至少一个导轨、至少一个气举机构、至少一个电磁机构、和至少一个伺服机构。

6.根据权利要求4所述的机械手自动堆垛台，其中所述取向装置包括至少一个导轨，所述至少一个导轨包括所述入口部分和所述出口部分中的至少一个，其中所述入口部分和所述出口部分中的所述至少一个为大致弯曲的构件；其中当所述第二传送设备沿所述行进路径传送所述导向器时，每个所述入口部分支撑所述直立机构，以便从所述初始制品放置位置移动每个所述导向器，其中每个所述制品支撑表面均有利于将其上的制品放置到后续的制品传送位置；其中每个所述制品支撑表面均接近相对的制品支撑机构从而形成制品保持区域；当所述第二传送设备传送所述导向器时，所述通道部分沿通道路径将所述导向器保持在所述制品传送位置；当所述第二传送设备沿所述行进路径传送所述导向器时，所述出口部分与其一道接合所述直立机构，以便有利于每个所述导向器朝所述初始制品放置位置返回。

7.根据前述权利要求中任一项所述的机械手自动堆垛台，还包括以下类型的制品支撑机构之一：

与所述导向器相对的第二组导向器，所述第二组导向器沿所述第二传送设备可枢转地设置；

导轨，所述导轨与所述导向器相对并且被定位成使得所述导向器抵靠所述导轨直立所述制品；或

带，所述带与所述导向器相对并且被定位成使得所述导向器抵靠所述带直立所述制品。

8.一种将多个无规布置的制品重新布置成稳定的可传送取向的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供传送设备和至少一个拾取器，所述传送设备在第一行进方向上行进，使得所述传送设备在所述至少一个拾取器的操作区域内传送所述制品；

b)提供直立装置，所述直立装置包括第二传送设备，所述第二传送设备具有与其可枢转地连接的多个导向器以用于直立所述制品；

c)使用所述至少一个拾取器从所述传送设备上取下所述制品，并且将所述制品放置到所述导向器之一上；以及

d)将所述制品直立在所述直立装置中的导向器上。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述制品具有对称构型，并且所述拾取器将所述制品从初始取向转置到设置在所述第二传送设备的一侧上的基本上连贯的导向器。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述制品具有非对称构型，并且所述拾取器将制品从初始取向转置到设置在所述第二传送设备的每侧上的相对的交替导向器。

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