[发明专利]用于自动处理非铁物体的系统、过程和设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于处理非铁物体的自动系统。更具体地，本发明的一些方面涉及用于在坯料的操作和处理期间分离非铁板件金属坯料的自动电动力设备、系统和相关方法。

工业制造过程中出现的许多类型的冲压机(例如用于制造汽车部件的冲压机)将被称为“坯料”的离散平坦板件金属压模成形。对于这些过程中的，某些，堆叠坯料的拖板邻近冲压机就位，且材料处理机器人自动地将坯料一次一个地供应到冲压机。冲压机的配合工具和压模表面通过由空气作用驱动或马达驱动的压头而被带到一起，以将接收的坯料在一个或多个冲压阶段形成为期望的形状。为了辅助冲压操作，每一个被装载的坯料在处理之前与所述堆的其余部分分离。机器人的末端执行器运动到所述堆上方的位置，最上方的坯料随后通过末端执行器提升并离开所述堆，例如使用施加的吸盘或抓持器，且其后被供应到冲压机。

对于钢或其他含铁材料构造的坯料，邻近的坯料有时被磁化为具有相反极性，以实现顶部坯料与堆的其余部分分离。具体说，磁化的邻近坯料将彼此排斥，由此使得末端执行器能够将最上方的坯料提升而不会不利地将其下方的坯料提升。因为这一方法依赖于金属坯料的磁性性能，所以其通常不能用于非铁材料制成的坯料，例如铝、锌、铜和镁。用于分离非铁坯料的过程可以涉及使用气动空气喷嘴或空气刀具在邻近坯料之间输送压缩空气。然而，取决于空气的干燥和过滤水平，使用压缩空气会造成污垢、压缩机油、和水在坯料的露出表面的不期望输送。在工厂环境中产生和维持压缩空气相对成本昂贵。对于一些应用，凹痕样式可以添加到坯料边缘，以辅助基于空气的坯料分离，这种凹痕的增加产生额外的制造步骤和成本，其会导致沿边缘的弯曲，这会降低在给定堆叠高度中可容纳的坯料数量。

发明内容

本文公开一种用于分离非铁金属物体的电磁设备，用于制造和使用这种设备的方法，和具有用于处理非铁金属坯料堆垛的电磁分离器的自动机器人制造系统。用于分离非铁导电坯料的电磁设备和相关系统可以在冲压操作期间、其他机加工操作期间、或在任何相关的操作(其中期望的是将单个非铁金属坯料从这种坯料的堆叠结构中分离)期间采用。通过非限制性的示例，本文公开了一种新颖的制造过程，其包括设备、总体制造系统、和用于控制设备和/或系统的方法，以使得具有导电表面的非铁物体的制造产量最大化。

根据代表性示例，板件金属处理或冲压工厂包括卸堆工作站，其具有用于将坯料从坯料堆垛分离的电磁器件，使得分离的坯料可以随后被供应到下一个处理阶段。例如，利用具有一个或多个预定磁极的单个或多个永磁体或电磁体的卸堆工作站，所述预定极性相对于非铁金属坯料的所述堆置于预定位置。导电端子被选择性地置于与板件导电表面电接触，所述板件正在被相对于磁体或磁体在预定位置分离。电子控制器件通过电端子和足够的电源而将电流沿预定方向(一个或多个)导电地注入或感应地注入到坯料中。在适当取向磁场存在的情况下，将电流注入所述堆的最上坯料而在所述堆的最上坯料上产生提升力。产生的力具有足以将最上坯料从所述堆其余部分分离的量。用于生产期望的坯料提升的电流、磁场和力的向量的所需取向通过洛伦兹法则给出。本方法可以有助于降低或完全消除对使用压缩空气来分离坯料的依赖。

还公开一种卸堆或“带起(fanning)”单元，其具有置于非铁金属坯料堆垛一侧附近的单个磁体，和置于与所述堆的顶部坯料接触的两个焊接接触器。单元可以通过焊接控制器或其他合适电子控制器供电。随着坯料经历卸堆操作，行进机构可操作为按照所述堆的高度将磁体和焊接接触器下降或下落。可选的隔离机构可操作为一旦顶部坯料已经被带起，则保持顶部坯料与所述堆的分离。枢转器件可以设置为让焊接接触器从所述堆运动离开，以有助于通过材料处理机器人移走顶部坯料。卸堆单元的总体重量和覆盖区域应该被最小化。

一些构造包括单个磁体，例如其为大约14.5英寸长，且按照安全规范设定，从而使得磁性可以被调节以用于人员操作。对于一些实施例，该单元包括两个焊接接触器，以用于让电流通过坯料。这些接触器可以向坯料的所述堆提供足够的压力，以在带起过程期间维持接触，同时还能随坯料被向上带起而顺应坯料。流体管路可并入到所述单元中，以将冷却液体(例如水，油，等)提供到接触器，以及可以将增压的空气提供到卸堆设备的牵引器机构。电子控制单元可以供应DC电流或对一些应用供应AC电流到电极和电磁体(在没有永磁体的实施例中)。对于一些示例，该控制单元可以被人员操作，且如果期望则在新的拖板设置期间，将控制单元固定到可动拖板。卸堆单元可以设置有用于摇摆臂的附接点。用于追踪磁体和用于枢转接触器的机构可以是手动的或自动的。