專利名稱：：具有檢測和補償?shù)拇皯艏庸さ闹谱鞣椒?br>技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種由塑料元件構(gòu)成的窗戶框架或窗扇的輪廓識別以及成品或清理。
背景技術(shù)：
：制作窗框或窗扇的塑料元件一般通過切成斜角至適當尺寸、加熱切割端、然后將加熱端壓合使端頭烙化彼此粘合等歩驟后，被焊接在一起。這--過程常常會從兩元件之間擠出-勝材料，形成材料珠，通常是焊接飛邊，這就要求進行下一步處理，以得到更好的外觀，同時去除可能影響以后窗戶本身安裝的材料，例如將IG單元安到窗扇或?qū)⒋氨獍驳酱翱?匕進一歩處理可以使用角部清理站來完成，這種機器通過鋸片、刀片、端銑刀或包懼等多種工具來去除焊接飛邊，將不想要的焊接飛邊切割或打磨掉。在焊接過程中，由于截面尺寸在框架擠壓中改變，型材的尺寸差異和/或兩個部分的錯位妨礙了機器連續(xù)去除焊接飛邊以達到控制尺寸的能力?？?Quinn)等的美國專利4909892號涉及一種同時焊接兩對或多對熱塑框架元件的設(shè)備?？?Quinn)等的美國專利4971639號涉及一種焊接乙烯窗框和門框的方法及其設(shè)備。這些專利都轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并在此結(jié)合作為參考。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明公開了一種用于制造窗框的窗戶處理系統(tǒng)。在焊接站完成窗框或窗扇的焊接后，將窗框或窗扇轉(zhuǎn)移到另一焊接站，來清除其上的焊接飛邊。所公開的窗戶處理系統(tǒng)包括一種或多種清理工具。此處的清理工具用來表示任意通過接觸來處理或加工窗框或窗扇的控制區(qū)域的工具。只要窗框或窗扇在清理站就位，清理工具或工具就啟動，相對于窗框或窗扇選定的部位移動到清理站。按照本發(fā)明公開的一個方面，監(jiān)視器或感測器檢測窗框或窗扇的截面。連接在監(jiān)視器上的控制器根據(jù)測得的截面決定窗框或窗扇的型號。根據(jù)測得的截面，清理工具受控移動來清理或加工窗框或窗扇的一個或多4^寺定部位。在窗框構(gòu)件或元件在焊接站裝配時，窗框可能發(fā)生一定程度的不匹配或錯位。即使窗框或窗扇的兩個相抵靠的構(gòu)件匹配糊艮好，它們也可能不是相同的或相容的尺寸。這可能導(dǎo)致清理工具去除了過多或過少焊接飛邊，由此削弱了窗框或窗扇的外觀。該示例系統(tǒng)同時檢測錯位和尺寸的動態(tài)改變，并根據(jù)窗框或窗扇的具體結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)焊接飛邊的清理量。窗戶處理系統(tǒng)的另一個方面的特征在于，清理站具有一種或多種清理或加工工具，以及檢觀隨理站內(nèi)的窗框或窗扇表面的監(jiān)視器?？刂破饔幸粋€與監(jiān)視器連接的界面，當監(jiān)視器向控制器發(fā)出關(guān)于窗框或窗扇表面的形狀或截面的坐標信息時，可控制監(jiān)視器相對于窗框或窗扇的移動。控制器使用這些數(shù)據(jù)來引導(dǎo)一種或多種淸理工具的移動，以根據(jù)從控制器傳送到監(jiān)視器的所述的檢測坐標來清理窗框或窗扇的特定的一個或多個部位。結(jié)合附圖，公開了系統(tǒng)的h述這，,E或其它特征。圖1為窗框或窗崩處理系統(tǒng)的整體不意框圖；圖2為清理站的^-部分的俯視平面圖；圖3為示范性的清理過程的流程圖；圖4為說明窗框截面標記的剖面亂圖5為兩窗框或窗扇組合構(gòu)件ffi)l焊接在角部連接的透視圖；圖6A和6B示出了不同構(gòu)造的窗框或窗扇構(gòu)件的視亂圖7為清理站的透視圖，為了易于表不，其中某些元件被去除；圖8A和8B示出了從窗框或窗扇的-,對焊接t邊進行清理；圖8C和8D為兩窗框構(gòu)件之間的接合區(qū)域的大樣剖面亂圖8E示出了相鄰的焊接框構(gòu)件，其中在一個窗框構(gòu)件的內(nèi)側(cè)有-個過高區(qū)域，而在相鄰接的另一窗框構(gòu)件的夕卜偵他有一個過高區(qū)域；圖9為清理工具的側(cè)婦哲圖，清理工具有一個用于接觸窗框或窗扇的內(nèi)部輪廓的搖動頭部；圖10為有一個操作工在場的備用清理站的透視圖11和12為操作工不在場的圖10的備用清理站的透視圖13-15為備用清理站的清理頭部的放大的透視圖16和17為在清理頭的區(qū)域內(nèi)沒有窗框或窗扇就位的備用清理站的透視圖；以及圖18和19為用于建立和運行清理站的控制監(jiān)視器的圖形用戶界面的視圖；圖20為與圖11類似的視圖，示出了兩個分隔的清理頭；圖20A和20B示出了夾具的大樣圖21為放大的透視圖，示出了用于清理窗框或窗扇的下表面的打磨刀具；圖22為在不范實施例中使用的刀具組件的分解透視圖；以及圖22A為示范刀具的放人透視圖。具體實施例方式圖1示意性地描述了用于制造窗框或窗扇的窗戶處理系統(tǒng)0，其中包括多^h焊接站30、32。在一個實施例中，焊接站的一個或多個為窗扇焊接站，另有一個或多個為窗框焊接站。在窗戶制趙ll^t1，通常窗框指的是窗戶的固定部分，而窗扇指的是窗戶的活動部分，它的活動能打開窗戶。一般地，每一焊接站有多個焊接頭，它們獨立啟動，移動到相對于窗框的不同的部位。在所公開的實施例中，每一焊接站可以有多個窗框或窗扇堆積在焊接站的頂部。焊接站和其它區(qū)域由控制器35控制。水平傳送桌40支撐山炸接站出口錢帶傳來的焊接框，且包括一個用來移動焊接框至多層過渡架或堆棧50。過渡架接收從水平傳送桌過來的窗框，并將窗框堆放在堆棧的不同層中等待清理。在一個實施例屮，皮帶自動將窗框移動到清理站60的清理站內(nèi)。如下面所討論的，在圖IO所示的一替代實施例中，焊接框從焊接機器被人工移動，方爐至隨理單元中。清理站清理站60有多個清理工具，它們獨立致動，移動到相對于窗框的選定部位的一個位置?？刂破?5協(xié)調(diào)焊接站的焊接頭的運行、從焊接站發(fā)送焊接框的運送帶以及元件移動到水平傳送桌，并通過堆棧50到達清理站60。在示范的實施例中，置于清理站的焊接框或窗扇的輪廓由感測器S監(jiān)測。在示范實施例中，是一個可視感測器，它包含能沿著窗框的輪廓的一條線掃描的激光器，或者包括以感測為基礎(chǔ)的相機，育啪攝窗框的全部區(qū)域。另一替代實施例中，使用觸覺或接觸感測器來檢測窗框輪廓。在示范實施例中，感測器是可視感測器，用來1^測窗框或窗扇。圖2所示的清理站60有兩個清理頭部H1、H2。每一頭部包括多個夾具和相應(yīng)的將窗框110固定就位的銷釘。例如頭部H1具有固定夾具61，窗框或窗扇的一個角部區(qū)域與窗框的夕卜表面接觸。由空氣致動的液壓缸63驅(qū)動相應(yīng)的銷釘62前后移動以夾持窗框的輪廓就位進行清理。在公開的實施例中，當其夾持就位時，窗框或窗扇110有上下表面111、112(示于圖5)，并定位在相對于車間大致水平的平面上。在圖示的實施例中，頭部H1、H2的清理工具同時在兩個角部操作。頭部H2具有固定擋板65，參考截止點66和由控制器35操作的空氣致動的液壓缸67，以將窗框或窗扇的第二角部夾持就位。在兩個角部均清理完畢后，夾具放松窗框或窗扇，并且操作人員或機器人重新擺放窗框或窗扇以便清理其余兩個角部。在圖2所示的實施例中，清理站60包括兩具有旋轉(zhuǎn)圓刮刀70的鋸片，刮刀與控制器35相連，并安裝在窗框或窗扇的角部以支撐板74、75，它們也支撐著擋板65。如圖8A和8B所示，鋸片內(nèi)外移動，沿外周緣來接觸窗框或窗扇110的角部。鋸片還可以接觸并打磨掉位于上下表面111、112上的焊接飛邊的顆粒B。如圖2所示，與頭部H1對應(yīng)的板74支撐在軌道82、84上，軌道82、84使得圖2所示的板74在圖2的坐標軸定義的y方向上來回移動。板74在y方向的來回移動通過驅(qū)動帶86穿過連接在驅(qū)動馬達90l:的滑輪88來實現(xiàn)。通過板74在y方向的運動，夾具和相應(yīng)的銷釘定位成與窗框或窗扇的夕卜周緣構(gòu)成適當?shù)呐浜?。?4的運動通過用戶界面啟動驅(qū)動馬達90控制器來實現(xiàn)。-一旦四個夾具都配合，清理鋸片就上下、內(nèi)外移動，來打磨已夾持就位的窗框或窗扇110的外表面。圖7示出了稍有不同的清理站60'的透視圖。類似圖2所示，鋸片刮刀70示于與窗框110的角部相鄰的位置。鋸片支持4牛96支撐著刀片和用于旋轉(zhuǎn)刀片的馬達98。軌道100安裝在板上，并允許支持件96相對于窗框110的外周緣以45度角沿著軌道移動。另一軌道102安裝在支,射牛96上，允許鋸片刮刀70沿著Z方向升降來打磨夕卜周緣的不同區(qū)域，以及窗框110的上下表面111、112。圖7還示出了夾具的操作及用來將窗框110固定就位的空氣驅(qū)動液壓缸。當空氣驅(qū)動液壓缸114在控制器35的監(jiān)控下來回移動截止件115時，連接在液壓缸活塞桿上的銷116沿著槽117移動。當截止f抖妾近完全展開的位置時，銷116與槽的抬高部分118接合，抬高部分使得截止件繞樞軸119向下樞轉(zhuǎn)，于是窗框就被置于緊靠擋板61處。另一工具120(圖9)可操作ite接到控制器35上，用來清理窗框或窗扇110的內(nèi)周緣。四臺這樣的工具組成陣列122，在清理站60'的附,齊，以移動至湘對于窗框110的操作位置。每一工具有不同的工作內(nèi)容來打磨、切削或刮擦窗框的內(nèi)側(cè)，清理焊接飛邊。選取陣列122的四臺工具中的合適的一臺連接到垂直延伸板124上。該板連接到由—'纟達128驅(qū)動的球形螺旋驅(qū)動桿126上，這樣工具120在Z方向的位置就能夠被控制。工具120有一個旋轉(zhuǎn)頭部130，其連接在空氣巧達131上，能通過繞樞軸134旋轉(zhuǎn)頭部在不同位置相對于窗框定位。工具支承件]32移動就位(沿Z方向)，頭部130ilil繞基本水平的樞軸134旋轉(zhuǎn)被合適地定位。旋轉(zhuǎn)頭部在水平平面沿大致45度角內(nèi)外移動，直至頭部與角部接觸。在圖7所示的清理站60'中，每一角部有兩個這樣的工具陣列，一個位于窗框或窗扇的上部，另一個位于窗框或窗扇的下部。一旦窗框或窗扇被夾持就位，適當?shù)墓ぞ咄瑫r就伸進來與窗框的頂部和底部的一,配合。類似的，在另一角部，位于窗框之上或之下的其它工具陣列(未示出)包括多種工具來打磨、燒剝、切割窗框的內(nèi)側(cè)等。在一個示范實施例中，窗框的，清理過程能在30秒或30秒之內(nèi)完成。教導(dǎo)清理站60必須適應(yīng)多種不同的窗框和/或窗扇輪廓。在現(xiàn)有技術(shù)中，每一不同的輪廓者崾求操作者進入控制臺展示輪廓標識，這樣清理站才能知道用來清理給定窗框或窗扇的焊接6邊的移動的適當次序或步驟。根據(jù)示范實施例，輪廓能ilii安裝在清理站60(60')中的感測器良11^視器S被自動識別。在一實施例中，感測器S安裝在工具120上，這樣當工具移動將打磨工具引入到相對于窗框就位時，感測器也被引導(dǎo)就位，以檢查當前置于清理站中的窗框或窗扇。為了識別所有要用到的輪廓，必須進行輪廓訓(xùn)練或教育的過程。每一窗框在它的夕卜表面上都具有多個識別特征。參照圖4所示的窗框，不僅包括上下表面lll、112，窗框還包括其它表面140-147，它們都可能在焊接過程中被窗框角部的焊接飛邊破壞。例如，在圖示中，表面46、147限定了將窗框連接到結(jié)構(gòu)上的釘眼片的外表面，而表面145限定了覆蓋壁板的唇板。對以的，表面140、144可能限定了固定紗窗的表面，而表面142、143可能限定了固定窗扇的表面。在一示范實施例中，校準了多達二十個點，但增加或減少一些點也是可以的。多個窗框或窗扇的輪廓都被存儲在控制系統(tǒng)里。在一實施例中，使用激光束執(zhí)fi，瞎過程，這樣就可以確定激光束和窗框或窗扇之間的間距。圖5示出了典型的穿越路徑150。路徑分為三段151、152、153，允許激光檢測并確定圖4所示的表面的Z位置(相對于固定坐標系)。使用兩段分開的掃描路徑段151、153，使得控制器能確定兩個相鄰的窗框兀件110a、110b的輪廓，這樣就能顯示出相鄰元件的輪廓的差異來區(qū)分窗框或窗扇。在一實施例中，能夠獲得窗框的表面位置在多個等距標識點處的相對于參考值的距離讀數(shù)，這胖點的編號和間距由操作者輸AIM序中。限定輪廓的特征與識別輪廓的速度之問要取得平衡。在一示范實施例中，每一不同的窗框型號有超過6個點，被控制器35用來識別輪廓。雖然激光感測器目前是最優(yōu)的，但是在本發(fā)明中，影像捕捉旦1M覺感測預(yù)期也是可以使用的。輪廓教育程序加載在控制器35上，并與用來監(jiān)控從窗框110表面返回信號的激光感測器S連接，來確定所有標識點(在一個實施例中最多為12個點)的位置，并記錄每一輪廓測得的值。這就為每一輪廓生成了指紋，并存儲在控制器內(nèi)存中。輪廓教育程序還允許用戶進入每一讀數(shù)的可接收范圍?？刂破黠@示出的用戶界面還能忽略仟何輪廓的--個或多個標識點。圖6A和6B示出了以本發(fā)明中的過程為基礎(chǔ)捕捉的備用影像。在圖中示出了兩個有不同輪廓的窗框。在分類過程中，每一窗框被一激光束160掃描，形成了反射影像162、164，對應(yīng)著窗框的內(nèi)部輪廓影像。這一影像能被適宜的影像捕捉儀器捕捉到，例如具冇適當?shù)某上衲芰Φ南鄼C161。從影像捕捉儀器中獲得的數(shù)據(jù)輸入到控制器中，并用于限定窗框的限定表面的位置，以備隨后的清理過程使用。一旦輪廓教育程序?qū)W習到輪廓的圖紋，控制器35提示用戶將激光感測器定位到關(guān)注的點上，這些點將被用于在清理站調(diào)整清理程序。這一調(diào)節(jié)清理過程的步驟被稱作補償?？梢灾挥幸粋€補償點，也可以有多個補償點。這些點在每次識別相應(yīng)的輪廓時都被測量。一個補償點也可以簡單地使用標識點的數(shù)據(jù)。如同現(xiàn)有技術(shù)中使用的方法，接下來用戶告訴控制器如何清理窗框，通過從陣列122中選擇工具并以要求的移動方式輕推工具來人工清理局部。類似地，鋸片70相對于窗框的外周緣移動，告訴控制器如何清理窗框的這一部分。在這一過程中，用戶在清理工具移動路徑的每一點都作停頓，并使用目前的工具位置將數(shù)據(jù)直接傳送給控制器35，由此為那個窗框或窗扇輪廓生成一個公稱上的工具路徑。在這一過程中，用戶可能選擇補償點來連接運動點。用戶可以選擇哪一軸線會受到影響(這-一般會垂直漂移)。用戶也可以選擇多個點進行平均，并且結(jié)果連接到選定的運動點。教授檢測以類似于補償?shù)姆绞剑逃袦y器S輕推入位，例如內(nèi)側(cè)角部的位置，以檢測保留下的--條修飾過的焊接飛邊。檢測也可以通過記錄當激光感測器側(cè)向移動穿過位r兩個相鄰的窗框元件之間的清理接縫時，所得的最小和最大讀數(shù)來進行?，F(xiàn)想地，進行淸理過程后，這一變化要盡可能小。清理補償現(xiàn)在來看圖8C和8D的內(nèi)容。在圖8C中，相鄰的窗框構(gòu)件110a、110b之間存在不匹配。圖中，構(gòu)件110b的上表面(在y方向)高于構(gòu)件110a的上表面。對這一情形的itt處理方式是打磨窗框的角部直到顆粒B向下磨損至構(gòu)件110b的上表面。不作補償?shù)那謇磉^程可能是打磨至兩個表面的平均高度，或者更糟的是，可能打磨至構(gòu)件110a的上表面。再看圖8D，其中描述的情形是，窗框構(gòu)件110a、110b沿著鄰接角部的上表面相匹配，但是寬度比要求的規(guī)格稍小。不作補償?shù)那謇砉ぞ咦髑謇頃r，會當成窗框有--個上表面170，這樣就會在該處留下顆粒B的一部分。ffiil補償爭個的窗框變量，清理工具打磨窗框的實際上表面，不會留下應(yīng)該被去除的焊接飛邊，也不會清理掉太多以至侵削窗框的表面及焊接t邊。圖8E示出了另外--種情形，需要特殊的打譜過程才能獲得最佳的解決圖示的不匹配的辦法。要注意的是，為了易于說明，圖中已經(jīng)去除了顆粒。兩構(gòu)件110a、110b中的每一個相對于另一個都有一點輕微的傾斜(圖中作了夸大)。要注意的是，其中之一或另一個可能在水平面是水平的，或著可能兩者都相對水平面傾斜。在任一情形下，打磨工具的移動都必須調(diào)節(jié)，從內(nèi)側(cè)移動到外側(cè)，并且當工具沿X方向移動時，與兩窗框構(gòu)件的其中之一或另一個接觸。換而言之，在窗框的內(nèi)側(cè)，從最大的打磨量M(不匹配值)開始打磨窗框構(gòu)件110a，線性推進很小的一個量，直到抵達窗框的接近中點位置。如果窗框構(gòu)件110b是水平的，那么只需要工具簡單地沿x方向移動就可以達到，直至到達窗框的中點。這一打磨之后緊接著進行側(cè)向逐步向下運動(y方向)，使工具與鄰接的窗框構(gòu)件110b接觸，這樣它可以被磨損至與窗框構(gòu)件110a的表面匹配。假如窗框構(gòu)件110b是水平的，那么沒有向下的運動，就會在兩構(gòu)件110a、U0b之間存在不匹配。圖3中的流程圖200以總體的方式示出了清理過程，從控制器35啟動或開啟202開始。將窗框或窗扇置于204其中一個備用清理站60、60，、300中，并被夾持就位。如果控制器35確定206窗框標識己經(jīng)被用戶打幵，控制器35就執(zhí)行識別階段或步驟208?？刂破魅缓蟠_定210補償是否開啟。如果是，在窗框清理過程214中，控制器執(zhí)行補償路徑212。在本發(fā)明的一個示范性實施例中，由感測器S產(chǎn)生的同樣的感測數(shù)據(jù)用于識別或標識窗桐或窗扇輪廓，同時還確定如何進行補償。換而言之，只有相對于窗框或窗扇輪廓的感測器S的一路徑才需要用來在補償過程中確定輪廓和獲得調(diào)整數(shù)據(jù)點。一旦窗框或窗扇被清理后，控制器35檢查以確定216后續(xù)程序是否開啟。如果后續(xù)程序開啟，控制器檢測清理的窗框來確定在可接受的偏差范圍內(nèi)，窗框或窗扇是否已經(jīng)被清理。后續(xù)程序220在感測器的輔助下進行，感測器拍攝角部的影像，并允許控制器35M比較清理完的產(chǎn)品和有關(guān)清理完的產(chǎn)品的最終外觀標準來估算清理的可接受性。如果產(chǎn)品檢觀抹通過，控制器引導(dǎo)工具啟動清理過程，或者僅僅指定產(chǎn)品作某些附加的處理而不真正執(zhí)行隨后的清理。不管產(chǎn)品是否經(jīng)過后清理過程，窗框或窗扇都被移走或重新堆放，而另一新的窗框被置入清理站等待處理。開啟和關(guān)閉補償和標識的選擇提高了生產(chǎn)能力。例如，如果許多相同的窗框或窗扇等待清理，可能就會謹慎地關(guān)閉識別，而補償則繼續(xù)檢查，以保證補償限度不會被超出。如果特殊的窗框或窗扇在構(gòu)M沒有變化，清理補償也可以關(guān)閉。確定特殊窗框型號或類型的過程包括儲存每一窗框參考位置的公稱窗框尺寸，然后再一次比較在檢查中的關(guān)于窗框或窗扇的參考位置的一系列的感測位置。在一個示范實施例中的偏差的公差水平取決于感測點的位置。在--個實施例中，例如，如果感測點在Z方向的參考值上下浮動l/4英寸的范圍內(nèi)，釘眼片F(xiàn)(圖4)的區(qū)±或就確定與已經(jīng)存儲在控制器內(nèi)存中的參考點匹配。在J型槽J的區(qū)域中，如果感測點在上下浮動l/8英寸的范圍內(nèi)，感測點就確定合適。這些尺寸僅僅是說明性的，但確實代表使用該系統(tǒng)的合適的識另慘數(shù)。備用清理站300圖10-12示出了備用的示范性的清理站300，其有護罩302，限定了由多塊護罩板303-306圍成的內(nèi)部區(qū)域，護罩板可以被拆卸以便對清理站作保養(yǎng)。在清理站300—端的柜閣307支撐著計算機控制器35，其與可視監(jiān)控器308連通，有一個接收操作命令的觸摸屏309?？梢暠O(jiān)控器308安裝在可調(diào)節(jié)臂310的一端，其可以樞轉(zhuǎn)，將可衫il監(jiān)控器308相對于清理站300選擇性的定位。位于側(cè)面護罩板304內(nèi)的開口311允許操作人員插入窗框或窗扇]10，其從焊接站移動到清理站300的支承件上等待清理。由固定框316支撐的兩個清理頭部312、314(圖ll)有多個用來在清理前將窗框110固定就位的夾具。頭部312相對于同定框316固定，包括可移動的夾具，其在窗框或窗扇110的一個角部l0a(圖14)的區(qū)域內(nèi)與窗框或窗扇的外表面接觸。第二清理頭部314沿著一套平行的軌道320、322在控制器35的控制下來回移動，軌道由加長的框架構(gòu)件316a、316b支撐。頭部314在這些軌道上移動，Mil調(diào)節(jié)兩頭部312、314的分開距離，使得清理站300能適合不同尺寸的待清理的窗框或窗扇。在所公開的實施例中，控制器35包括工業(yè)計算機，其具有用戶界面，^H有可編程邏輯控制器(PLC)，能接收針賞機的信號以夾持窗框并操縱清理工具。一種適合的PLC運動控制器的型號是X20CP1485，可從B&R自動設(shè)備公司購得。圖13為可移動的用來清理角部區(qū)域110b的清理頭部314的放大透視圖。頭部314安裝到可移動的，大致水平定位的支撐板324上，該板又安裝在可沿著兩軌道320、322移動的底座325上。底座325連接在與控制器35相連的驅(qū)動桿上(未圖示)，以便往復(fù)移動底座325來調(diào)節(jié)頭部的分開距離。板324在與底座相連的兩導(dǎo)軌或軌道326、328上移動。這兩根軌道在如圖13所示的頭部的x方向平行鋪設(shè)。控制器35可以調(diào)節(jié)X坐標的參數(shù)來組成頭部314的各個清理工具。伺服馬達329驅(qū)動板324，因此頭部314在x方向(沿著軌道326、328)往復(fù)移動來相對于角部區(qū)域Cl定位清理頭。從板324沿y方向向上延伸有一支撐籠330，其由多個相互連接的管形支撐件組成。當伺服馬達329在控制器作用下啟動后，該支撐籠和板324—起移動。當窗框或窗扇移動就位后，控制器縮回頭部(沿x方向)，且操作人員將窗框或窗扇抵靠位于框架兩角部的角部支撐件或架子340a、340b(圖3)，341a、341b(圖17)力夂置，等待清理。要注意的是，位于角部區(qū)域C1下面的架子340a、340b可以與底座325---起移動，而位于角部區(qū)域C2下面的支撐件或架子341a、341b是固定的，并由框架316支撐。窗框或窗扇110相對于框架316的加長梁316a是固定的。在所公開的實施例中，當窗框或窗扇110被夾持就位時，其有上下表面，且大致定位在相對于車間而言的水平面內(nèi)。在所小'實施例中，頭部312、314的清理工具能夠在同-時間清理兩個窗框角部區(qū)域C1、C2。每一頭部有兩個活動的側(cè)閘板或夾具347(圖17)，只要窗框置于角部放在清理站300上，就會與窗框的內(nèi)部表面148(參見圖4)配合。加長臂350延伸ffi51角部架子上的槽，窗框110支撐在角部架子。如圖17所示，一個支承件元件341a有一個支座342，且第二支承件元件341b有一垂直定位的第二支座343。對以的支座由支承件340a、340b在另一框架角部的區(qū)域形成。臂350連接在由PLC操縱的空氣致動氣缸352上。與臂相連的夾具347將窗框或窗扇的第一和第二角部固定就位，抵靠在支座342、343上。夾具347具有可旋轉(zhuǎn)安裝的凸輪件，當框架148(圖4)的內(nèi)表面在空氣氣缸352作用下被夾持時，凸輪可以旋轉(zhuǎn)。當窗框110移動到清理位置時，臂夾具354接觸窗框的上表面，相對于支撐支承件340a、340b、341a、341b保持在升高的轉(zhuǎn)動的位置。每一臂夾具有一個聯(lián)動的空氣致動氣缸，與聯(lián)動的致動器356相連，以移動夾具與窗框的上表面接觸。在一示范實施例中，每一角部區(qū)域C1、C2有兩個這樣的頂部臂夾具354，沿X方向延伸，接觸在窗框角部相交的相鄰窗框構(gòu)件的頂部表面。在兩個角部清理后，臂夾具354和側(cè)夾具357放松窗框或窗扇，然后操作人員(或機器人)重新定位窗框或窗扇，以清理它的另外兩個角部。側(cè)夾具的移動受安裝的LVDT感測器357的監(jiān)控，以此來監(jiān)控相關(guān)的驅(qū)動氣缸352的內(nèi)部驅(qū)動機構(gòu)的運動，驅(qū)動氣缸352用來伸出和收縮夾具347。在圖13和14所示的實施例中，每一頭部包括鋸片組件，鋸片組j牛有旋轉(zhuǎn)圓形刀片360，可操作地連接到PLC上，并且安裝在窗框或窗扇的角部位置，在支撐籠330的作用下被支撐作上下、內(nèi)外移動。鋸片內(nèi)外運動(x方向)和上下運動(y方向)，可沿外周緣接觸窗框或窗扇110的角部。鋸片還可以接觸并打磨掉位于窗框上下表面上的焊接飛邊的顆粒B。在每一頭部還有額外工具，可操作J4^接至啦制器35上，來清理窗框或窗扇110的內(nèi)側(cè)或外側(cè)表閣。毎-清理頭部定位有四個這樣的工具，用于控制在各個頭部附近的角部f^.域運動。每一工具有不同的工作內(nèi)容如對窗框表面作打磨、切割或刮削來去除炸lg飛邊。在一實施例中，一次只有一個工具用于打磨窗框角部。四個工具中選擇適當?shù)囊粋€(一般作為用戶程序的一部分)，并且起初沿x方向移動到適當?shù)奈恢?，然后沿y方向itA與窗框并歹啦置。在一備選實施例中，多個工具能夠同吋處理一個窗框或窗扇角部。再參見圖13，這四個附加的工具安裝在兩個工具塊362、364中的一個上，彼此沿垂直方向獨立移動，并由安裝成在y方向上下移動的工具支承件363支撐。四個示范工具可包括氣動刮刨刀、垂直操作刀、水平操作刀和鉆頭。在圖13中，首先移動支撐組件330到適當?shù)膞坐標軸，然后通過啟動氣動氣缸376，帶動工具塊362沿軌道372移動，啟動氣動氣缸376具有與支撐件372連接的輸出軸，這樣工具塊362移動到操作位置。延伸啟動氣動氣缸376的輸出軸，可在相對于x方向成45投角的方向移動支撐架362，直至關(guān)于支撐組件330的控制位置。在這--位置，控制器致動四個空氣致動氣缸380中的--個，這些氣缸380具有能在氣缸內(nèi)伸縮的輸出軸382，以便在圖13所示的方向向下伸展關(guān)聯(lián)的工具。圖13示出了一個安裝在可移動工具塊362上的具體的氣缸380a，其處于致動狀態(tài)，這樣垂直延伸工具支撐381朝窗框區(qū)域C1向下延伸。特別地，單個的工具支撐381能夠延伸至啲位置，可使與其關(guān)聯(lián)的工具進入與窗框的指定內(nèi)部表面密切接近的位置。安裝在工具塊362、364上的工具與工具支承件363連接，其豎向位置MM伺服馬達370調(diào)節(jié)，以定位支承件363。支承件363通過軌道385連接有垂直定位的板384，并引導(dǎo)支撐板的上下運動。鋸片組件連接在支撐板384上，并且在驅(qū)動氣缸386的致動下，相對于組件330移動一定的控制值。工具支承件還安裝在沿著工具支承件384的前表面水平鋪設(shè)的軌道上。固定或穩(wěn)定的清理頭部312在結(jié)構(gòu)上與鋸片和附架工具套件相似。在圖14和17中同樣的附圖標記用來描述同樣的構(gòu)件。只要窗框或窗扇被夾持，在另一頭部312處理角部區(qū)域C2的時候，頭部314的適當?shù)墓ぞ呔屯瑫r開始與窗框角部區(qū)域C1配合。在清理站的一個示范實施例中，窗框的全部清理過程可以在30秒或30秒之內(nèi)拋亍。底部刀具394圖17，21和22描繪了用-T打磨位于清理站300的窗框或窗扇的(例如)底部表面112的刀具394。該刀具可被其它工具替換。刀U在x方向的位置由分離的獨立致動的空氣氣缸控制，空氣氣缸驅(qū)動刀具支承件396,迫使刀具的切割邊從窗框的內(nèi)側(cè)向夕M則刮擦窗框110的底部表面]12。刀具394(圖22A)包括硬質(zhì)合金刀片，其有八個清理表面395，這樣當?shù)毒哂心p時，司-以選擇八個表面的不同的一個來打磨窗框或窗扇的下角部表面。圖22示出了支撐刀具394的刀片組件500。如圖21所示，組件500包括連接在底板504上的空氣氣缸502。氣缸ffiil調(diào)整連接器506輸出動力到板508上，板508在軌道510、512上往復(fù)移動，軌道510、512Mil軸承514連接在底板508上。板508與支承件396連接，這樣在x方向的往復(fù)運動使得刀具移過并打磨窗框或窗扇。在示范實施例中，這一運動構(gòu)成氣缸502的全部行程，但是可以通過位置受控的推桿逐步推進來完成。刀具支承件396包括位于底面的與板的前面部分匹配的槽口524，以在x方向定位刀具394。垂直延伸的柱體522嵌入支承件396的槽521內(nèi)，并在頂端支撐著可拆卸的刀具板522。圖22A所示的刀具394有八個刀具切割表面395。使用時，通過刀具394內(nèi)的開U530將連接件旋入板520，刀具被連接到刀具板上。為了使切割表面的刀片重新定位，放松連接件并且將八個表面中的不同的一個定位到切割位置。為了防止刀具使用中旋轉(zhuǎn)，刀具設(shè)有與板522的槽口抵接的表面532。刀具的升降位置(y)i!31螺栓526^ii到，螺栓穿過支承件369的底部。該螺栓的端頭接觸柱體，且ilil旋轉(zhuǎn)螺栓可以升降柱體520。桿528延伸穿過柱體，跨接在支承件396的內(nèi)部槽中，以容納這種升降運動。示例的刀具可從Seco購得，而且雖然示例的刀具有八個切割表面，但其它構(gòu)形的刀具也能使用。感測器運動在優(yōu)選實施例中，感測器S為激光感測器398，例如，型號為MicroEpsilonLaserILD1700-200的光學位移感測器，其安裝在每一清理頭部的工具塊的一端。當控制器移動感測器，會向窗框的目標區(qū)域發(fā)出激光并發(fā)射回來。在清理站300，兩頭部312、314有感測器S安裝在工具塊362上，并且在空氣氣缸376驅(qū)動下移動到高于窗框的位置。就位后，ffiil伺服機構(gòu)329，370的激發(fā)，支撐組件330在x和y方向的適當致動，驅(qū)動感測器沿控制路徑以精確的增量移動。如圖5所示，--個感測器相對于窗框110的運動順序為讓感測器光束沿著大致線性的路徑151、152、153行進。通過控制伺服機構(gòu)329和空氣氣缸397的致動實現(xiàn)沿路徑151，153的運動。通過與支撐板399連接的氣缸397的致動來實現(xiàn)沿路徑52的側(cè)向漂移，感測器398也安裝在支撐板399上。這個方向的漂移量幅度一般在1/4至3/4英寸之間，但可以比這個范闈多或少一些。清理站根據(jù)各備用實施例采用列在表l、2和3中的不同的清理模式構(gòu)建。在清理站的建造過程中，代表性的窗框或窗扇置于兩頭部和操作人員之間的工作區(qū)，fflil沿著行進路徑和捕捉的工具(x和y坐標)的位置，移動適當?shù)墓ぞ吲c位置間隔分布的窗框接觸，來形成待清理的窗扇區(qū)域的車侖廓。當操作人員使用操縱桿良m控器上的觸摸屏來移動工具時，運動路fe顯示在屏幕412示出的可視的或用戶監(jiān)視器的區(qū)域430(參見圖18)上?？梢晠^(qū)的建立程序按照手工模式執(zhí)行，并允許工具的程序符合生產(chǎn)過程中適當?shù)那謇眍D序。圖中說明了多條清理路徑432，并跟隨著緊鄰特定窗框的輪廓的適當工具，窗框由機器自動識別或有操作人員力夂入。屏幕412的另一區(qū)域434列出了相對于屏幕上所示的運動的坐標原點的起點和終點坐標(xl,yH起點，x2,y2:終點)，以及工具運動的其它特征值。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>在半自動模式中，清理頭部沿路徑移動工具來一次清理一個表面，然后停頓并等待用戶收回。用戶起動下一個清理步驟，適當?shù)墓ぞ咭苿拥轿徊⑦M入下一個預(yù)設(shè)的路徑。這一模OT來評價清理特定的窗框輪廓的效率。在自動模式中，窗框或窗扇110放置在支撐支承件340、341上，操作人員起動清理過程后，每一頭部就自行清理其相關(guān)角部而不需操作人員干預(yù)。一旦兩角部都清理完后，控制器放開窗框或窗扇，用戶人工將其搬移，或者放入另一窗框，或者重新定位剛清理完的窗框，將其插回清理站以清理另外兩個角部。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>在連續(xù)的或批量的操作模式中，清理頭部在每一移動到清理站的窗框上處理窗框或窗扇的相同的兩角部。在一個備用模式中，操作人員放置好待清理的窗框或窗扇，開始清理兩個角部，收回窗框或窗扇，然后重新定位該窗框或窗扇，立即插回到清理站以清理窗框的另外兩角部。對于大多數(shù)常見的窗戶構(gòu)件，兩個清理頭部可以同時工作。但是，對于一側(cè)尺寸過短的窗戶構(gòu)件，-一次只能有一個頭部可以工作。在示范的實施例中，兩窗框角部間最小的間距是22英寸。在短模式中，任何時候窗框或窗扇都只有一個角部得到清理。這就是所謂的機器操作的短模式。例如，在(表2)的模式2中，用單個頭部來清理，給定型號的窗框的相同的角部一個接一個被清理。在模式5中，使用了兩個頭部，這是在一個頭部被清理后，另一個頭部移動到在間隔分布的頭部處被夾持的位置。而且，在這種備用模式中，窗框或窗扇被重新定位，并再次置入淸理站，這樣在清理下一個窗框之前，所有四個角部都被清理完畢表3<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表3列出了各種不同的清理模式。夾具識別指根據(jù)凸輪347開始接觸窗框的內(nèi)側(cè)表面的位置來確定窗框或窗扇的輪廓。感測器357監(jiān)控驅(qū)動氣缸352的內(nèi)部活塞的位置，并根據(jù)氣缸活塞的伸展程度提供模擬的輸出比例。當凸輪347與窗框配合時，控制器獲知接觸位置以及由此產(chǎn)生的有關(guān)窗框輪廓的信息。列表l啟動；初始化伺服機構(gòu)移動到加載位.置準備加載窗框加載窗框窗框加載完畢，準備運行，運行模式，獲取數(shù)據(jù)負載選擇程序，fOT識別的輪廓運行根呈圖18和19的用戶界面屏幕用于程序化一個或多個工具在清理角部區(qū)域過程中的移動順序，并響應(yīng)感測器產(chǎn)生的輪廓識別來初始化移動順序。在圖19中，固定的和可移動的頭部312、314有各自的觸摸屏控制區(qū)域420、422，M觸摸屏按照控制的路徑移動安裝在這些頭部上的工具。下拉菜單允許用戶選擇一種工具，然后ffiil觸摸屏沿控制路徑拖拽到位。所謂的懸垂控制由按鈕424#^活或關(guān)閉，在將輸入信息艦到控制器35的操縱控制桿作用下，允許一個、兩個頭部移動或不許頭部移動。用戶界面提供選擇特定工具、相對于窗框的角部區(qū)鄉(xiāng)各所選定的工具移動一個:U體量值的機構(gòu)。通過使用感測器監(jiān)測輪廓來執(zhí)行實時清理程序，當感測器沿關(guān)于窗框或窗扇110a的^f呈路徑行進時，貝咖鋸片之類的清理工具跟隨著感測器，實日中清理窗框或窗扇的表面。列表2選擇清理程序程序選擇清理窗框底部起動窗框上部的清理程序激光在窗框外側(cè)移動到位選擇清理工具或鋸片來清理窗框h部頭部沿x軸移向窗框開啟激光檢測窗框，于是控制器開始記錄坐標值頭部沿x軸繼續(xù)移動，越過窗框在工具/鋸片到達窗框之前，頭部在y方向定位根據(jù)激光的讀數(shù)和激光和工具/鋸片之間的偏差位置，計算工具的y方向位置頭部沿x軸繼續(xù)以恒定的速度移動，越過窗框這一階段y軸的位置跟隨著收集到的激光數(shù)據(jù)，,工具/鋸片繊艮隨著窗框或窗扇的輪廓清理頭部沿X軸以恒定的速度移動，而在y方向工具上下移動，允許工具跟隨著窗框或窗扇的輪廓控制器補償收集窗敏窗扇數(shù)據(jù)的激光感觀,與以密切接近方式實時清理窗板窗扇的工具/鋸片之間的x和y方向的位置偏差所公開的窗戶處理系統(tǒng)己經(jīng)作了一定程度的具體描述，但是很顯然，本發(fā)明包括從公開的設(shè)計中所作的各種修改，均落入后附的權(quán)利要求書的精神實質(zhì)和保護范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種用于制造窗框或窗扇的窗戶處理系統(tǒng)，包括a)清理站，包括一個或多個處理工具，處理工具被致動而相對于窗框或窗扇的選定部分產(chǎn)生移動；b)感測器，用來檢測窗框或窗扇的輪廓；以及c)連接在感測器上的控制器，控制清理工具的運動，根據(jù)感測得到的窗框或窗扇的輪廓，清理窗框或窗扇的特定的一個或多個位置。2.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，控制器儲存對應(yīng)于一組不同的窗框或窗扇的多個預(yù)定的輪廓，且控制器在識別階段將儲存的預(yù)定的輪廓與感測階段獲得的感測的輪廓進行比較。3.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，處理工具相對于窗框或窗扇的移動可以根據(jù)感測的輪廓在清理補償階段進fiH周節(jié)，來彌補窗框或窗扇制it5ili中出現(xiàn)的不規(guī)則或與公稱窗框或窗扇尺寸存在的尺寸差異。4.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，控制器包括用戶界面，用于在大批量相同的窗框或窗扇的處理過程41停止識別階段。5.如權(quán)禾腰求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，控制器包括用戶界面，用于選擇特定的工具，并在學習階段相對于窗框或窗扇角部區(qū)域沿著特定的路徑移動選定的工具。6.如權(quán)禾腰求5所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，控制器包括用戶界面，用于在學習階段沿著工具的行程調(diào)節(jié)移動增量，來在控制數(shù)據(jù)收集位置處記錄位置。7.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，還包括鋸片鄰附加工具，其特征在于，鋸片和附加工具響應(yīng)于控制器，在第一方向一起移動，而在與第一方向成橫向的第二方向單獨移動。8.如權(quán)利要求3所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，在補償階段中，在清理窗框或窗扇之前，控制器先檢査確定清理補償移動調(diào)節(jié)值不超出調(diào)節(jié)范圍，以核實正確的產(chǎn)品已經(jīng)插入到清理站中。9.如權(quán)禾腰求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，控制器在檢査階段根據(jù)儲存的數(shù)據(jù)區(qū)分窗框或窗扇特定的識別位置的次序，通過賦予控制器更短的搜索路^^減少搜索儲存的輪廓所花費的時間。10.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，感測器包括一個或多個非接觸感觀U器以及一個或多個觸覺感觀U器。11.如權(quán)利要求10所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個相機，用于攝取關(guān)注區(qū)域的影像。12.如權(quán)利要求ll所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括一個激光器，用于照亮關(guān)注區(qū)域的窗扇的框。13.如權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，一旦以一定程度的確定性識別產(chǎn)品，控制器就停止識別階段，由此免于感知輪廓上的附加位置，以提高清理能力。14.如權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，在校準階段，當感測器位于關(guān)注區(qū)域內(nèi)，通過降低感測器一段特定的距離，控制器校準感測器，特定的距離包括基本值和移動距離的變化值，R.移動距離的變化值用于按比例確定在關(guān)注區(qū)域所獲得的讀數(shù)。15.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在f，還包括位于清理站框架上的固定的靶，用于確保激光的對準不會改變，該靶用作模擬感測器讀數(shù)的校準點。16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，如果感測器讀數(shù)從設(shè)定值發(fā)生改變，則J頓差值來調(diào)節(jié)l^i/的讀數(shù)，以補償溫度改變帶來的影響。17.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其特征在十，清理站包括a)具有活動夾具的窗框或窗扇，當夾具在清理站就位時可與窗框或窗扇接合，并將窗框或窗扇定位在平面內(nèi)；b)可操作地連接在控制器h的一個或多個清理鋸片，安裝在窗框或窗扇的角部位置，向內(nèi)外移動沿著窗框或窗扇的外周緣來接觸窗框或窗扇的角部位置；c)用于在清理窗框或窗扇的夕卜周緣的過程中，相對于窗框或窗扇移動清理鋸片的立架；d)可操作J:雌接在控制器上并相對于窗框或窗扇移動的附加工具，具有工具頭部，用于接觸窗框或窗扇的內(nèi)周緣。18.—種處理由多個構(gòu)付裙合在一起而形成封閉的窗框或窗扇的邊框的窗戶框架的方法，包括a)移動封閉的窗框或窗扇的邊框至清理站，清理站有一個或多個移動的清理工具，其移動至腫寺定位置與窗框或窗扇接觸，來清理窗戶框架的選定部位；b)檢查窗框或窗扇的輪廓，確定合適的清理過程，當清理工具與窗框或窗扇接觸時，能改變所述窗框或窗扇的外觀；以及C)iK移動一個或多個清理工具與窗框或窗扇接觸，來打磨掉窗框或窗扇的塑料。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，存儲對應(yīng)于一組不同的窗框或窗扇的多個預(yù)定輪廓，在識別階段中，將在檢查輪廓時獲得的感測輪廓的數(shù)據(jù)與在識別階段中儲存的輪廓進行比較。20.如權(quán)利要求18所述的方法，丄沐柳:在于，在潔理補償階段屮，根據(jù)感觀幌到的特征調(diào)節(jié)潔理」:^位置，來彌補在焊接站制造封閉的窗框或窗扇的邊框的過程中出現(xiàn)的不規(guī)則或者材料與公稱窗框或窗扇尺寸上的存在差別。21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，當識別階段關(guān)閉時，在補償階段中，在清理窗框或窗扇之前，控制器先檢查確定清理補償位置調(diào)節(jié)值不超出調(diào)節(jié)范圍，以核實正確的產(chǎn)品已經(jīng)插入到清理站中。22.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，控制器在檢査階段根據(jù)儲存的數(shù)據(jù)區(qū)分特定的識別位置的次序，以減少搜索儲存的輪廓所花費的時間。23.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在校準階段，通過在具有已知的坐標的輪廓的tl標區(qū)域處將感測器降低-一段特定的距離，控制器自動校準感測器。24.如權(quán)利要求i8所述的方法，其特征在r，還包括在清理站框架上的設(shè)置靶，來對準用于檢杳輪廓的激光。25.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，使用觸覺感測器進行輪廓檢査，感測器接觸窗框或窗扇的表面，還使用了能提供關(guān)于表面的光學信號的光學感測器。26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，光學感測器通過激^1依測反射到窗框或窗扇上的光學信號。27.—種用于制造窗框或窗扇的窗戶處理系統(tǒng)，包括a)清理站，包括刀片本體，其具有相對于窗框或窗扇的選定部位可移動的多個切割表面，刀片本體位于清理站，來去除窗框或窗扇的飛邊；b)刀片本體的支承^W槽口，使用時刀片本體的相應(yīng)表面I^A槽口中，以定位用來感測檢查窗框或窗扇的輪廓的多個切割表面感測器中選定的一個；以及c)相對于窗框或窗扇移動支承件的驅(qū)動器。28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，驅(qū)動器包括控制刀片本體的運動的控制器，以清理窗框或窗扇的特定的一個或多個位置。全文摘要本發(fā)明涉及具有檢測和補償?shù)拇皯艏庸?。其中窗戶處理系統(tǒng)用于制造窗戶框架。焊接站有焊接頭部將乙烯框架部件焊接或熔合在一起?？蚣鼙恢萌刖哂卸鄠€清理頭部的清理站，清理頭部能夠獨立致動，移動到相對于窗戶框架選定部位的位置來清理焊接好的窗戶框架上的飛邊、焊接顆粒等。清理過程包括識別某些框架輪廓的控制器的培訓(xùn)，以及調(diào)節(jié)框架在制造過程中產(chǎn)生的個別變化的清理方法的補償過程。實時清理包括將可視感測器連接到移動支承件上，移動支承件也支撐著清理工具。文檔編號B29C73/00GK101544065SQ20081012583公開日2009年9月30日申請日期2008年3月28日優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日發(fā)明者B·S·雅科特,D·F·小路易斯,J·B·威廉斯二世,R·R·謝潑德二世,T·B·麥格林奇申請人:Ged綜合解決方案公司