组装系统 |
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| 申请号 | CN201480018094.3 | 申请日 | 2014-02-25 | 公开(公告)号 | CN105163940A | 公开(公告)日 | 2015-12-16 |
| 申请人 | 能源设计股份有限公司; | 发明人 | M·德罗西; A·福尔纳里; | ||||
| 摘要 | 一种用于组装层合结构的系统(1)以及方法，该系统以及方法使用 机器人 (10)来收集和放置片形材料，还使用 粘合剂 敷料 器(13)，通过机器人(10)从粘合剂敷料器静置站(14)收集所述粘合剂敷料器，粘合剂敷料器用于将粘合剂施加到片形材料，并且随后将粘合剂敷料器返回到粘合剂敷料器静置站(14)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于从片形材料组装层合结构的系统(1)，所述系统包括： |
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| 说明书全文 | 组装系统技术领域[0001] 本发明涉及一种用于从片形材料组装层合结构的方法以及系统。 背景技术[0002] 片形材料或板形材料通常是厚度显著小于它们的长度和宽度的材料，并且可以具有不变的厚度，或者具有诸如楔形的变化的厚度。这种材料可以具有直线或弯曲的形式，或两者的组合。 [0003] 在用于组装层合结构的许多自动工业组装情况中，由于获得高度专业化设备产生的资本成本，具有高度的组装机器人专业化水平是不经济的。因此，通常优选的是，能够在串行生产线中或在逐件组装中将同一机器人用于多个组装步骤。 [0004] 在从片形材料组装层合结构的现有情况中，可能要求同一机器人用于布置材料并且将粘合剂施加到该材料的表面两者，并且然后将下一件材料布置在第一件材料上以便形成层合结构。然而，仅仅将粘合剂敷料器集成到机器人中会形成重大挑战。在具有多个自由度的现代高适应性组装机器人的情况中，非自带式粘合剂敷料器需要相当长度的粘合剂导管，该相当长度的粘合剂导管可能妨碍机器人的运动，或者可能缠结在其中，因而受损。此外，这种长度的导管容纳有相当量的粘合剂，这会导致浪费。并且最后，在机器人的运动期间粘合剂可能从粘合剂敷料器滴下，这可能会降低最终产品的品质，或者污染工作场所。该后者的情况甚至是具有很少自由度的更简单的机器人面临的问题。 发明内容[0005] 因此本发明的目的是克服上述缺点中的至少一个缺点。 [0006] 这个目的通过根据本发明的用于从片形材料组装层合结构的系统实现。该系统包括用于提供片形材料的至少一个材料输入站。这种材料输入站可以只是将片形材料手动地或自动地布置在其上的工作台或支撑件、可以是将多件片形材料安装在其中的支架装置、或者可以只是一叠片形材料。可替代地，材料输入站可以是生产组装线中的先前站，诸如工作站。提供了一种用于加工所述片形材料的工作站，该工作站可以只是工作台或支撑件、或者例如包括传送器的更复杂的装置。提供了一种包括至少一个粘合剂敷料器(该至少一个粘合剂敷料器可以是独立的，或者是例如通过软管连接到粘合剂储存器的粘合剂敷料器)的粘合剂敷料器装置，该粘合剂敷料器装置用于将粘合剂施加至片形材料，并且提供了粘合剂敷料器搁置站以用于接收粘合剂敷料器。提供了一种机器人，该机器人能够在至少一个轴线上移动或绕至少一个轴线移动，即，该机器人是笛卡尔坐标机器人、极坐标机器人、或组合的笛卡尔和极坐标机器人。这种机器人适合于能够从材料输入站收集片形材料并且将该片形材料放置于工作站。该机器人还适合于从粘合剂敷料器静置站收集粘合剂敷料器，以将粘合剂从所述粘合剂敷料器施加至放置在所述工作站的片形材料，特别地，将粘结剂施加到片形材料的上表面，并且将粘合剂敷料器放回到粘合剂敷料器静置站。因此，同一机器人可以用于收集和布置片形材料，并且用于将粘合剂施加到片形材料上，而不需要将粘合剂敷料器集成到该机器人中，或者永久地附接到其上。因此，不再需要可能缠结在机器人中的外延的且复杂的软管等，并且将粘合剂从粘合剂敷料器滴下的风险限制在粘合剂敷料器静置站和工作站之间的区域内而不是机器人的整个运动区域。 [0007] 在该系统的一个实施例中，机器人包括操纵头部，该操纵头部包括：第一操纵器，该第一操纵器用于以可释放的方式保持片形材料；以及第二操纵器，该第二操纵器用于以可释放的方式保持粘合剂敷料器。因此，机器人上的单个操纵头部可以操作片形材料和粘合剂敷料器两者。第一操纵器和第二操纵器可以各包括以下装置中的至少一个装置：至少一个夹持器(即，具有至少两个相对的指状部或类似物的装置)、至少一个气动吸杯、至少一个电磁体。 [0008] 在所述系统的一个实施例中，粘合剂敷料器布置包括与粘合剂敷料器操作性连接的粘合剂储存器，并且包括用于将粘合剂向着粘合剂敷料器推动的装置。因此，可以保证粘合剂敷料器的连续操作。用于将粘合剂向着粘合剂敷料器推动的前述装置可以包括以下装置中的至少一个装置：泵、活塞装置、加压气体装置、重力供给装置。 [0009] 在所述系统的一个实施例中，粘合剂敷料器静置站包括液体储存器，该液体储存器用于保持一定量的液体剂，诸如抗固化剂、抗氧化剂或抗干燥剂，当粘合剂敷料器布置在粘合剂敷料器静置站中时所述液体剂与粘合剂敷料器的至少一部分(即，至少是粘合剂出口)接触。因此，当粘合剂敷料器布置在粘合剂敷料器静置站中时，能够避免暴露到空气中的粘合剂敷料器中的粘合剂发生不期望的硬化或稠化。 [0011] 在所述系统的一个实施例中，片形材料包括光伏面板和至少一个结构元件。 [0012] 本发明的目的也通过一种用于从片形材料组装层合结构的方法实现，该方法包括以下步骤： [0013] -在至少一个材料输入站处提供片形材料。这种材料输入站可以只是将片形材料手动地或自动地布置在其上的工作台或支撑件、可以是将多件片形材料安装在其中的支架装置、或者可以只是一叠片形材料。可替代地，材料输入站可以是生产线中的先前站，诸如工作站； [0014] -通过机器人从材料输入站(该材料输入站可以仅仅是工作台或支撑件、或更复杂的装置)收集所述片形材料，并且将片形材料放置于工作站，该机器人能够在至少一个轴线上移动或绕至少一个轴线移动，即，所述机器人是笛卡尔坐标机器人、极坐标机器人、或组合的笛卡尔坐标和极坐标机器人； [0015] -通过机器人从粘合剂敷料器静置站收集粘合剂敷料器； [0016] -将粘合剂从所述粘合剂敷料器施加至放置在所述工作站的片形材料，特别地，将粘结剂施加到片形材料的顶侧； [0017] -通过机器人将所述粘合剂敷料器返还到粘合剂敷料器静置站。 [0018] 因此，将同一机器人用于收集片形材料和布置片形材料两者，并且用于将粘合剂施加到其上，而不需要将粘合剂敷料器集成到该机器人中，或者永久地附接到其上。因此，不再需要可能缠结在机器人中的大外延的且复杂的软管等，并且将粘合剂从粘合剂敷料器滴下的风险限制在粘合剂敷料器静置站和工作站之间的区域内而不是机器人的整个运动区域。 [0019] 在所述方法的一个实施例中，通过机器人从所述至少一个材料输入站(即，同一材料输入站或不同的材料输入站)收集另外一件片形材料，并且将该另外一件片形材料放置在已经放置于所述工作站处的片形材料的顶部上。 [0020] 在所述方法的一个实施例中，所述层合结构是建筑集成式光伏装置(也称为结构集成式太阳能建筑元件)，该建筑集成式光伏装置包括光伏面板和至少一个结构元件。 [0022] 现在将根据附图中示出的具体的、非限制性的实施例来进一步说明本发明，附图显示内容如下： [0023] 图1是示意性显示根据本发明的系统的平面图； [0024] 图2示意性显示根据本发明的系统的侧视图； [0025] 图3是机器人的操纵头部的示意性透视图； [0026] 图4是粘合剂敷料器及其静置站的示意性剖视图；以及 [0027] 图5是根据本发明的方法的流程图。 具体实施方式[0028] 根据本发明的用于组装层合结构的系统1在图1中以平面图示意性地示出，而在图2中以侧视图示出。该系统1围绕机器人10构建，该机器人可以是能够在至少一个轴线上移动或绕至少一个轴线移动的任何合适类型的机器人，即，所述机器人可以是极坐标机器人、笛卡尔坐标机器人、或其任何组合。该系统可以简易地适合于各种其它机器人类型，并且可以简易地适合于集成到内嵌式生产系统中。提供了至少一个材料输入站11，该至少一个材料输入站在本文中显示为以实线示出的一个必需的材料输入站11以及以虚线示出的一个可选的材料输入站11',其被布置成用于提供片形材料。因生产的特别的层合结构可能需要，还可以预见结合另外的材料输入站。材料输入站可以包括支架、传送器，材料输入站可以是生产线中的先前站，或者可以是任何其它合适的装置，诸如仅仅是将材料手动地布置在其上的工作台。还提供了工作站12，将在该工作站处对层合结构进行加工。这个加工通过至少以下步骤进行：布置片形材料、将粘合剂施加到所述片形材料的上表面、并且将另外的片形材料布置在所述片形材料上。也可以提供另外的站，诸如材料对准站。 [0029] 提供了用于将粘合剂施加到片形材料的粘合剂敷料器13，该粘合剂敷料器在不使用时位于粘合剂敷料器静置站14中。粘合剂敷料器13可以是独立的单元，或者如图1和2中所示，可以通过软管15连接到粘合剂储存器16，这个储存器与用于将粘合剂推动到粘合剂敷料器13自身的装置(未示出)关联，该装置可以是泵、重力供给装置、位于该储存器中的活塞、或加压气体(诸如空气或氮气)源，该加压气体源被布置成用于在储存器中在粘合剂的液面上方提供超压力。为便于材料被层合在一起，所述粘合剂可以是单组分粘合剂或多组分粘合剂。所述装置对于本领域技术人员来说是已知的，并且不需要进行进一步的描述。在示出的情况中，粘合剂敷料器、软管15以及粘合剂储存器16构成粘合剂敷料器装置19。 [0030] 所述至少一个材料输入站11、11'、工作站12以及粘合剂敷料器静置站14都至少部分地位于机器人10的可抵达区域内，使得机器人10可以通过下面更详细地描述的其操纵头部20操纵片形材料和粘合剂敷料器13。控制单元18控制机器人10和粘合剂敷料器装置19以便组装前述的层合结构。当所述结构被组装完，就通过手、通过机器人10、或通过其它机械装置(未示出)将所述层合结构从工作站12移走。 [0031] 图3示意性地示出了机器人10的操纵头部20的非限制性示例。操纵头部20包括本体30，该本体设置有第一操纵器，该第一操纵器包括多个吸杯31，如已知的，该多个吸杯被布置成用于通过将负压力施加至吸杯31来控制片形材料。在本示例中，设置了六个吸杯31，然而，也可以是任何合适的数量。诸如真空软管和真空泵的辅助设备对于本领域技术人员来说是已知的，因而没有示出。作为可替代的方案，可以替代地使用电磁体、机械夹持装置、或其它合适的装置。在本体30的一个端部设置有第二操纵器，在这个示例中，该第二操纵器为一对相对的夹持器32，该一对相对的夹持器可以通过螺线管、伺服系统、气动地、液压地、或通过任何其它合适的装置致动，以便夹持和释放粘合剂敷料器13。此外，可替代地，可以利用电磁体、吸杯、或其它合适的装置。粘合剂敷料器13可以设置有诸如凹槽、凹口或类似物(未示出)的特征以便与第二操纵器更精确地且更高效地对接。作为机器人的一部分的第一操纵器和第二操纵器由控制器18控制。因此，通过操纵头部20，机器人10可以操纵片材和粘合剂敷料器13两者，以便组装层合结构。 [0032] 图4示出了穿过粘合剂敷料器静置站14和粘合剂敷料器13的剖视图。首先应当注意，粘合剂敷料器13可以是任何合适的类型。粘合剂敷料器静置站14包括具有开放顶部的基本上盒状的结构42，粘合剂敷料器13在不使用时可以至少部分地插入到该基本上盒状的结构中。基本上盒状的结构42可以位于支架43上，或者方便起见以其他方式受支撑。应当注意，支架43可以是固定的或可移动的，在该后者的情况中，可以将支架43在不需要时从机器人10的路径上移走。取决于所用粘合剂的类型，用抗固化液体剂、抗干燥液体剂或抗氧化液体剂41部分地填充盒状结构42可能是有利的，以便分别阻止粘合剂固化、干燥或氧化，在这种情况中，该盒状结构42可以被看作是液体剂储存器。 [0033] 图5示出了根据本发明的组装层合结构的方法的流程图。在第一步骤51中，将片形材料布置在材料输入站11处。在步骤52中，机器人收集片形材料，并且在步骤53中，机器人将片形材料放置在工作站12处。然后，在步骤54中，机器人从粘合剂敷料器静置站14收集粘合剂敷料器13，并且然后在步骤55中将粘合剂施加到片形材料的上表面。随后，在步骤56中，机器人将粘合剂敷料器13返还到粘合剂敷料器静置站14中。在这些步骤的结尾，正被组装的层合结构的第一层准备好接收第二层片形材料。因此，取决于是否已经将更多的片形材料布置在输入站处，进而重复步骤51、步骤52和步骤53，或仅仅重复步骤52和步骤53，在组装完两层的层合结构后，在步骤53将片形材料以期望的对准方式在工作站处放置于先前放置的片形材料上。如果需要另外的层，则该方法按步骤54-56再次继续并且重复直到将最后一层片形材料按步骤53在工作站处放置在已经放置的层的顶部上。 [0034] 当期望的层合结构已经完成组装，就手动地、通过机器人10、或通过其它装置(未示出)将所述层合结构从工作站12移走以便另外的加工。 |
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