用于提升和移動可成形的和/或可崩塌的零件的裝置、系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于提升和移動可成形的和/或可崩塌的零件的裝置、系統(tǒng)和方法
[0001]優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請要求2012年10月19日提交的美國臨時專利申請61/716，158的權(quán)益，其以全文引用的方式并入本文中用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及使用真空搬運零件的裝置、設(shè)備、系統(tǒng)和方法。具體來說，本發(fā)明涉及呈可成形狀態(tài)和/或具有易于崩塌的泡孔的提升和移動零件。
【背景技術(shù)】
[0004]許多用于搬運呈固態(tài)的成形零件的方法在本領(lǐng)域中是已知的。舉例來說，使用真空提升零件是已知的，其中在被提升的零件的表面上的一或多個通常小區(qū)域上方形成密封空間。施加強真空到密封空間以便整個零件可以被提升。其它類似裝置對被提升的零件的表面的小區(qū)域利用吸盤。當(dāng)在具有緊密尺寸公差的零件上使用這些裝置時，典型地重要的是，被提升的零件呈固態(tài)并且不呈可成形狀態(tài)。
[0005]當(dāng)搬運呈可成形狀態(tài)的零件時，零件的移動可能會因施加以提升零件的力而導(dǎo)致零件改變或變形。在一些零件，例如具有大體上實心型態(tài)(例如，不具有泡孔)的零件中，零件的厚度可以使對零件的輪廓尺寸的任何改變達最小。在其它情況下，零件使用傳送器或由其底部支撐零件并且不提升零件的其它機構(gòu)來移動。
[0006]當(dāng)搬運精密擠壓零件，例如具有多個泡孔、薄壁或兩者的零件時，難以在材料呈可成形狀態(tài)時提升零件。當(dāng)此類零件使用常規(guī)方法提升時，可能需要一或多個精整步驟以去除在移動零件期間出現(xiàn)的缺陷，和/或可能需要設(shè)計調(diào)節(jié)以補償零件的可能變形。搬運零件的難度可能是關(guān)于零件中的材料的狀態(tài)、零件的一或多種構(gòu)造特征或兩者。舉例來說，尚未燒結(jié)的零件(即，預(yù)燒結(jié)的零件)和/或尚未將粘合劑去除的零件(即，預(yù)脫脂的零件)可以呈可成形狀態(tài)，其在提升零件方面產(chǎn)生難度。具有可能會導(dǎo)致難以搬運零件的構(gòu)造特征的零件的一個實例是具有具備多行和/或多列通常延伸擠壓零件的長度的開放泡孔的截面的擠壓零件，例如具有大體上蜂窩截面的零件。
[0007]持續(xù)需要用于搬運呈可成形狀態(tài)的精密零件的裝置、設(shè)備、系統(tǒng)和方法。舉例來說，需要改進的用于提升此類零件而使零件的變形減小或甚至不可見的真空拾取組件。
[0008]另外，需要具有以下特征中的一或多者的真空拾取裝置:能夠拾取可崩塌的零件；減少或消除零件的變形；減少或消除任何示位標(biāo)記；或能夠搬運呈濕潤和/或生坯狀態(tài)的陶瓷零件。
[0009]根據(jù)本文中的教示的裝置、設(shè)備、系統(tǒng)和方法可以有利地用于搬運呈可成形狀態(tài)的精密零件。舉例來說，當(dāng)用于提升呈可成形狀態(tài)的零件時，改進的真空拾取組件有利地減少或甚至消除零件的任何可見變形。根據(jù)本文中的教示的真空拾取裝置可以具有以下特征中的一者或任何組合:能夠減少或消除可崩塌的零件的變形；能夠減少或消除零件上的示位標(biāo)記；或能夠搬運呈濕潤和/或生坯狀態(tài)的陶瓷零件。舉例來說，真空拾取裝置可以用于預(yù)燒結(jié)的、預(yù)脫脂的或兩者的零件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的第一方面是針對一種用于拾取零件的裝置，其包含:真空拾取裝置，其包括:用于與真空連接的真空管線；經(jīng)由真空管線與所述真空流體連通的充氣室，其中所述充氣室具有用于與真空管線連接的相對小的開口和用于將所述真空散布在所述零件的表面上方的相對大的開口 ；足夠大以便覆蓋所述充氣室的所述相對大的開口的分布器板，其中所述分布器板具有相對第一和第二表面，其中所述第一表面面向所述充氣室，并且所述第二表面背向所述充氣室，其中所述第二表面是大體上平坦的；和具有相對第一和第二表面的開孔泡沫，其中所述開孔泡沫足夠大以便其第一表面實質(zhì)上或完全覆蓋所述分布器板的所述第二表面；其中所述開孔泡沫足夠多孔以便所述開孔泡沫的所述第二表面與所述真空流體連通。所述裝置可以尤其適用于移動呈可成形狀態(tài)的零件。
[0011]本發(fā)明的另一個方面是針對一種用于使用根據(jù)本文中的教示的裝置移動零件的方法，所述方法包含:使所述零件的頂部表面與真空拾取裝置的泡沫接觸的步驟；施加足夠真空到充氣室以便來自所述零件的質(zhì)量的重力被所述真空的力克服；和通過移動真空拾取裝置在垂直方向上提升所述零件。所述零件優(yōu)選地呈可成形狀態(tài)。所述零件優(yōu)選地是擠壓物，例如具有包括一或多個延伸所述零件的長度的泡孔的結(jié)構(gòu)的擠壓物。所述零件優(yōu)選地在所述零件呈可成形狀態(tài)時被移動。
【附圖說明】
[0012]圖1是說明性真空拾取裝置的截面視圖。
[0013]圖2A是通過具有使用真空管線連接到真空來源的真空拾取裝置(展示于截面視圖中)的設(shè)備拾取的說明性可成形零件的繪圖。
[0014]圖2B是展示可以用于真空拾取裝置中的特征的說明性截面視圖繪圖。
[0015]圖3是說明性分布器板的示意性繪圖。
[0016]圖4A是說明性分布器板的俯視圖。圖4B是說明圖4A的分布器板的特征的截面視圖。
[0017]圖5是說明性真空拾取裝置的前視圖。
[0018]圖6A是說明性充氣室的底視圖。
[0019]圖6B是圖6A的充氣室的說明性截面視圖。
[0020]圖6C是圖6A的充氣室的另一個說明性截面視圖。
[0021]圖7是展示用于移動呈可成形狀態(tài)的零件的系統(tǒng)的說明性特征的繪圖。
[0022]圖8是展示用于移動呈可成形狀態(tài)的零件的系統(tǒng)的說明性特征的繪圖。
[0023]圖9是具有一或多個泡孔的可成形零件的截面視圖。
[0024]圖10是具有包括多行泡孔、多列泡孔或兩者的型態(tài)的可成形零件(例如，擠壓零件)的透視圖。
[0025]圖11是具有大體上均勻型態(tài)的可成形零件的透視圖。如圖11中所示，所述型態(tài)可以具有大體上蜂窩結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0026]本文中呈現(xiàn)的解釋和說明意欲使本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員熟悉本發(fā)明、其原理和其實際應(yīng)用。所闡述的本發(fā)明的具體實施例不意在是窮盡的或限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不應(yīng)參考以上描述來確定，而實際上應(yīng)參考所附權(quán)利要求書以及所述權(quán)利要求書所授權(quán)的等效物的全部范圍來確定。所有文章和參考文獻(包括專利申請和公開)的公開內(nèi)容以引用的方式并入用于所有目的。如將從所附權(quán)利要求書中所了解，其它組合也是可能的，它們也特此以引用的方式并入本書面說明書中。如本文中所用的一或多個意指，如所公開可以使用所列舉組件的至少一個或多于一個。
[0027]定義
[0028]如本文中所用，可成形狀態(tài)(例如，容易可成形狀態(tài))是能夠在施加的剪切力下流動、能夠被擠壓或兩者的液體狀態(tài)、熔融狀態(tài)、可模制粘土狀態(tài)或其它粘團樣狀態(tài)如果材料呈液體狀態(tài)，那么零剪切粘度(即，通過將剪切速率對比粘度曲線外推到零剪切速率而獲得的粘度)優(yōu)選地足夠高，以便成形的零件通常能夠在成形的時間與材料不再呈可成形狀態(tài)的時間之間維持其形狀。在呈可成形狀態(tài)時，材料優(yōu)選地是可擠壓的(即，能夠使用擠壓工藝成形成一個形狀)。
[0029]如本文中所用，可成形零件是包括呈可成形狀態(tài)的材料或基本上由呈可成形狀態(tài)的材料組成的零件?？沙尚瘟慵谐士沙尚螤顟B(tài)的材料的質(zhì)量以可成形零件的總重量計，優(yōu)選地是約50重量％或更大，更優(yōu)選地約80重量％或更大，甚至更優(yōu)選地約95重量％或更大，并且最優(yōu)選地約99.5重量％或更大。舉例來說，可成形零件可以完全由呈可成形狀態(tài)的材料組成。
[0030]本發(fā)明的各種方面涉及用于使用真空克服作用在被移動的零件上的重力來移動呈可成形狀態(tài)的零件的裝置、系統(tǒng)和方法。真空拾取裝置用于移動零件，例如在一或多個水平方向上通過提升和/或通過移動零件。根據(jù)本文中的教示的真空拾取裝置可以具有以下益處中的一或多者:減少和/或消除零件的變形，減少和/或消除零件上的示位標(biāo)記，或能夠維持零件幾何形狀的較緊密公差。
[0031]本發(fā)明的各種方面可以特征在于以下特征中的一者或任何組合:分布器板足夠剛性并且真空足夠強，以便設(shè)備可以提升起具有可成形的低模量零件并且具有大體上平坦頂部表面和具備多個細長泡孔的內(nèi)部的可成形零件而不實質(zhì)上改變零件的形狀；泡沫的第二表面覆蓋零件的整個頂部表面；分布器板具有約20個或更多個穿孔，并且穿孔的總面積與板的第一表面的總面積的比率是約0.8或更??；所述設(shè)備包括用于使來自所述方法的前一階段的待提升的零件例如在大體上水平方向上移動的傳送器；和用于在泡沫與零件接觸時最初使真空拾取裝置與傳送器同步移動的移動裝置；移動裝置能夠垂直移動以提升零件；在提升零件時在水平方向上比傳送器更快移動；或兩者；所述設(shè)備包括用于擠壓包括一或多種無機材料、基本上由一或多種無機材料組成或完全由一或多種無機材料組成的混合物的擠壓機；零件中的約35%或更多的原子是氧原子；所述設(shè)備包括用于使具有大體上連續(xù)型態(tài)(包括細長泡孔陣列)的零件成形的模具；所述設(shè)備包括用于將擠壓物例如在水平方向上傳送離開模具的傳送器；所述設(shè)備能夠提升零件而不留下示位標(biāo)記、不使零件的形狀失真或兩者；所述設(shè)備包括用于控制或以其它方式調(diào)節(jié)充氣室中的真空度的閥門或開關(guān)；移動裝置能夠?qū)⒘慵膫魉推饕苿拥筋A(yù)定位置，其中零件的每個尺寸在零件被移動時改變約4%或更小；擠壓物包括硅原子、鋁原子或兩者；所述方法包括將包括一或多種無機化合物的混合物擠壓通過擠壓機的步驟；所述方法包括通過使混合物通過模具使型態(tài)成形的步驟；所述方法包括使用傳送器將擠壓物在擠壓方向上傳送離開模具的步驟；所述方法包括使用超聲刀、線切割器或兩者將擠壓物切割成預(yù)定長度的步驟；擠壓物包括粘土 ；或擠壓物具有三行或更多行開放泡孔，其包括最上行的開放泡孔和在最上行的開放泡孔上方的頂部外壁，其中預(yù)切割擠壓物的步驟包括完全切割通過頂部外壁以便最上行的開放泡孔暴露；在移動零件之后零件的泡孔全部保持開放；或擠壓物零件具有具備一個寬度和長度的大體上矩形頂部表面，并且開孔泡沫的第二表面的寬度大于零件的寬度并且長度大于零件的長度。
[0032]用于拾取可成形零件(即，包括可成形材料、基本上由可成形材料組成或完全由可成形材料組成的零件)的設(shè)備包括用于與待拾取的零件接觸的真空拾取裝置。真空拾取裝置是能夠?qū)⒄婵辗植荚诹慵谋砻嫔戏降难b置。真空拾取裝置通常能夠?qū)⒆銐蛘婵辗植荚诹慵谋砻嫔戏?，以便重力被克服并且零件可以被提升。真空拾取裝置優(yōu)選地使用足夠低的真空，以便零件的歸因于真空的任何變形減少或消除。
[0033]優(yōu)選地，真空拾取裝置能夠提升零件而不留下示位標(biāo)記、不使零件的形狀失真或兩者。
[0034]真空拾取裝置包括用于接觸待拾取的零件的多孔層；和與多孔層流體連通的真空腔室。真空腔室可以通過能夠?qū)⒄婵辗植嫉蕉嗫讓拥姆植计靼搴统錃馐倚纬?。充氣室可能能夠形成用?