專利名稱：易移動模塊化制造系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造系統(tǒng)，尤其是，涉及一種具有易移動能力 的模塊化制造系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
成品通常是經(jīng)過使用單個的制造站而分步制造的，這些制造站 具有為專門目的專門建造的機器或者系統(tǒng)部件。這些單個制造站連 在一起形成了制造鏈。生產(chǎn)中的每個產(chǎn)品經(jīng)過該制造鏈前進。這樣
傳統(tǒng)的制造鏈由于其尺寸大和永久性而常常是不靈活的，而且 僅僅對一種成品的生產(chǎn)來說是具有成本效益的。如果一種設(shè)計或者 產(chǎn)品不再受到市場的喜愛，那么就必須改裝制造鏈以生產(chǎn)出新的成 品或者設(shè)計。這種情況發(fā)生時，那些開始時設(shè)計成制造鏈中的永久 性固定裝置的制造站必須進行改裝、去除或者替換，這可能是費錢 而且費時的過程。
對永久性制造工廠內(nèi)制造的成品的另外限制是，成品必須要運 輸給客戶。也就是說，為了由客戶進行使用，成品必須裝載到例如 像卡車、船或者飛機等運輸工具上。然后，必須將成品從運輸工具
上卸下并安裝在將由客戶使用該成品的位置處。很多成本與成品的 運輸有關(guān)，例如像燃料成本、勞動力成本、運輸工具維護成本以及 運輸工具購買成本等。這些成本可能算入產(chǎn)品成本。
2005年7月12日頒發(fā)給Molnar等人的第6,916,375號美國專 利(Molnar)公開了一種可移動的制造工廠，其能夠被設(shè)置在需要 所制造的成品的工作地點。Molnar專利中的系統(tǒng)包括裝在改裝后的 載重拖車內(nèi)部的易移動制造工廠。生產(chǎn)成品所需要的制造站按照設(shè)定構(gòu)造安裝在載重拖車中。在一種構(gòu)造中，載重拖車包含兩個用于 將防滑涂料涂覆到金屬板和金屬格上面的涂料間。用于從涂覆過程 期間產(chǎn)生的廢氣中洗滌煙或者塵的廢氣濾清器設(shè)置在拖車的前部。 此外，用于給涂料間提供動力的電動發(fā)電機和空氣壓縮機向著拖車 的前部位于廢氣濾清器旁邊。涂覆機位于每個涂料間里面，用于將 防滑涂料涂覆到金屬板和格。
盡管Molnar中的制造工廠設(shè)置在載重拖車上并能夠被移動到 多個工作地點，但是，其易移動性可受到載重拖車本身的限制。因 為制造工廠永久性地位于載重拖車內(nèi)部，所以，其只能用在具有能 夠容納載重拖車的基礎(chǔ)設(shè)施的工作地點。再者，工作地點需要鄰近 載重拖車能夠開到的公路。例如，設(shè)置在建筑物內(nèi)部的工作地點對 于運輸工具來說可能無法進入，而且不能容納設(shè)置在載重拖車內(nèi)的 制造工廠。
此外，Molnar中的制造鏈的大小和幾何形狀受到載重拖車的 大小和幾何形狀的限制。用來生產(chǎn)成品的過程可能需要形狀和/或大 小不能被載重拖車所容納的制造鏈。例如，成品可能需要諸如紅外 線爐、檢查站和清洗站等多個按照可能與載重拖車的大小和幾何形 狀不相容的形式布置的制造站。
進一步，將制造鏈安裝在載重拖車內(nèi)可能限制制造系統(tǒng)的靈活 性。特別是，因為載重拖車具有有限大小的空間，所以，能夠使用 的制造站的類型可能受到限制。某些成品可能會需要大到無法安裝 在載重拖車中的制造站，而因此不能在載重拖車制造系統(tǒng)中生產(chǎn)。
而且，成品可能需要比載重拖車能夠容納的數(shù)量更多的制造站。此 外，由于載重拖車狹窄的范圍，其可能難以去除和/或添加制造站以 生產(chǎn)滿足市場需求所要求的新產(chǎn)品或新設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的制造系統(tǒng)旨在克服上面提到的 一個或者多個問題。在一個方面，本發(fā)明針對一種模塊化制造站。所述模塊化制造 站包括形成骨架并能夠擴展和收縮的多個梁。所述模塊化制造站還 包括用于接收外部公用能源的至少一個公用能源連接器。此外，所 述模塊化制造站包括至少一件制造設(shè)備。進一步，所述模塊化制造 站包括用于調(diào)節(jié)所述制造設(shè)備操作的控制系統(tǒng)。
與本發(fā)明的另一方面相符的是，提供了一種用于布置制造站的 方法。所述方法包括將所述制造站連接到公用能源供應(yīng)源。此外， 所述方法包括將所述制造站擴展到需要尺寸。進一步，所述方法包 括將所述制造站設(shè)定到所述制造站執(zhí)行制造任務(wù)的操作狀態(tài)。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式的制造鏈的
示意圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式的制造鏈模塊 所用模塊框架的示意圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式的框架液壓控 制系統(tǒng)的示意圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式的框架電動機 控制系統(tǒng)的示意圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式的設(shè)置在框架 上的模塊連接裝置的示意圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式的處于收縮狀態(tài)下 的電子紅外線加熱器模塊的示意圖；以及
圖7是表述本發(fā)明的擴展并使用框架的一種示例性方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1提供了根據(jù)一種示例性實施方式的制造鏈10的示意性透 視圖。制造鏈10可被用于執(zhí)行例如像粉末涂覆物品等的制造過程。制造鏈IO可包括若干用于執(zhí)行制造任務(wù)的模塊化制造單元。這些模
塊化制造單元可包括例如洗滌器模塊12、吹氣模塊14、檢查模塊16、 粉末涂覆模塊18、爐模塊20和卸載模塊22。輸送機軌道24可用來 輸送物品經(jīng)過制造鏈10。應(yīng)當(dāng)明白，雖然制造鏈IO被顯示為一種粉 末涂覆系統(tǒng)，但是，制造鏈IO可以是任何一種需要一個或者更多模 塊化制造單元的制造系統(tǒng)。例如，制造鏈IO可以是發(fā)動機組組裝線、 制動器組裝線或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其他制造系統(tǒng)。進一步， 可以想到，盡管圖l公開了使用六個模塊，但是也可以替代地使用 更多或者更少數(shù)量的模塊。再者，如果需要，在相同鏈內(nèi)可以采用 一種特定類型的多個模塊。
模塊化制造單元可以是含有在獨立容器內(nèi)完成特定制造任務(wù) 所需的全部設(shè)備的專門化制造站。模塊化制造單元可以同其他模塊 化制造單元結(jié)合以執(zhí)行更復(fù)雜的制造任務(wù)。此外，模塊化制造單元 的獨立性特征可允許它們?nèi)菀椎剡\到需要它們的任何地方。進一步， 模塊化制造單元可以同制造鏈的其他模塊化制造單元互換。
洗滌器模塊12可以在涂覆粉末涂料之前從物品去除外來物 質(zhì)。這些外來物質(zhì)可包括例如油脂、臟物、灰塵，或者可能干擾涂 料涂覆過程的任何其他物質(zhì)。洗滌器模塊12可包括用于向該模塊供 應(yīng)水或者溶劑混合物的水箱26、用于使水或者溶劑混合物循環(huán)經(jīng)過 該模塊的水泵28、用于用水或者溶劑混合物噴射物品的多個水噴嘴 30、用于防止水或者溶劑混合物從該模塊漏出的多個擋水板32以及 用于將用過的水或者溶劑混合物返回到水箱26的排放系統(tǒng)(未示 出)。應(yīng)該明白，洗滌器模塊12可以連接到工廠的公用能源(utility) 基礎(chǔ)設(shè)施并從這種連接接收水。在這樣的構(gòu)造中，水箱26和水泵28 可能就是不必要的了。
吹氣模塊14可以在物品通過洗滌器模塊12之后去除留在物品 上的任何水或者溶劑混合物。吹氣模塊14可包括用于壓縮空氣的風(fēng) 扇34、用于將空氣吹在物品上的多個空氣噴嘴36以及用以防止從噴 嘴36吹來的空氣與吹氣模塊14外面的活動(activities)或設(shè)備干擾的多個擋氣板38。
檢查模塊16可為操作人員40檢查物品提供位置。這種檢查可 包含視覺的、物理的或者化學(xué)的分析，以確定物品表面上是否存在 任何殘留的雜質(zhì)。
粉末涂覆模塊18可以將粉末化形式的涂料涂覆到物品。粉末 涂覆模塊18可包括用于用涂料涂覆物品的涂料涂覆器42和用于將 涂料限制在粉末涂覆模塊18范圍之內(nèi)的多個擋漆板44。
爐模塊20可加熱剛涂覆涂料的涂層。通過施加熱，涂料涂層 可硬化并固定在物品上面，使這種涂覆永久化。爐模塊20可包括一 個或者更多的紅外線加熱器46,紅外線加熱器46可包含多個紅外線 加熱燈48,用于產(chǎn)生使涂料涂層固化在物品上面所需的熱。
卸載模塊22可為操作人員50從制造鏈IO去除物品提供位置。 在物品通過了制造鏈IO之后，可以想到，如果需要，物品可以被輸 送到其他的制造鏈(未示出)進行進一步的處理。作為另外的方式， 物品可以被帶到存儲位置(未示出)進行存儲直到需要該物品時為 止，或者被帶到運輸工具以運送給客戶。
如圖l所示，輸送機軌道24在制造過程中可以從模塊到模塊 地移動物品。例如，輸送機軌道24可以是空氣平衡器、 一系列提升 機、電氣化單軌軌道或者能夠從模塊到模塊地移動物品的任何裝置。 在示例性實施方式中，輸送機軌道24可以是沿著制造鏈10的頂部 中間部分延伸的中空的管狀梁，其中，開口 52沿著底側(cè)的長度延伸。 多個4爪取裝置54可經(jīng)開口 52伸出并接到在輸送機4九道24內(nèi)部延伸 的纜索56上。抓取裝置54可抓取要經(jīng)制造鏈傳送的物品，并可包 括例如鉤、夾、插銷或者能夠暫時夾緊物品的任何其他裝置。此外， 纜索56可以與驅(qū)動系統(tǒng)(未示出)相關(guān)聯(lián)，驅(qū)動系統(tǒng)可移動抓取裝 置和相關(guān)聯(lián)的物品經(jīng)過制造鏈10?？梢韵氲?，纜索56可以用鏈條、 皮帶或者可以傳送抓取裝置54經(jīng)過制造鏈10的任何其他裝置來代 替。在一種另外的實施方式中，輸送機軌道24可以安裝在地4反上， 并且/或者含有例如像傳送帶等輸送裝置，以從模塊到模塊地傳送物品。在又一種實施方式中，可以省略輸送機軌道24,物品可以在才莫 塊之間人工地輸送。
如圖1所示，制造鏈10的每個模塊都可包括框架58?？蚣?8 可為每個模塊提供結(jié)構(gòu)性支撐，并在需要時可具有能夠用于所有類 型的模塊的通用特征。
圖2提供了根據(jù)一種示例性實施方式的框架58的示意性透視 圖?？蚣?8可包括用于支撐例如像洗滌器或涂料涂覆器等制造設(shè)備 的多個支撐梁60、用于向模塊提供公用能源的公用能源供應(yīng)源62、 用于使框架58擴展和收縮的擴展/收縮系統(tǒng)64、用于將框架58連接 到其他模塊的框架上的多個模塊連接件66以及用于操作與該模塊相 關(guān)聯(lián)的制造設(shè)備和框架58的控制系統(tǒng)68。
支撐梁60可形成制造模塊的所有其他元件都可以裝到上面的 外部骨架，該支撐梁60可以用鋼、碳復(fù)合材料或者在本領(lǐng)域中已知 的適合用于支撐制造模塊的任何其他材料制造。支撐梁60可包括架 設(shè)裝置70和公用能源連接器72。架設(shè)裝置70例如可以是鉤、插銷、 座或者能夠支撐要安裝在支撐梁60上面的制造設(shè)備的任何其他裝 置。架設(shè)裝置70可與設(shè)置在制造設(shè)備上的相應(yīng)鉤、插銷和座相互作 用，以支撐該設(shè)備。此外，公用能源連接器72可提供例如像電力、 水、壓縮空氣、氣體或者操作制造設(shè)備所需的任何其他公用能源等 公用能源。公用能源連接器72可以體現(xiàn)為電氣插座、快連接口或者 能夠接合該制造設(shè)備的任何其他公用能源接口 。
公用能源供應(yīng)源62可以經(jīng)沿著支撐梁60內(nèi)部和框架58外部 延伸的線路和/或管路(未示出)向連接器72供應(yīng)公用能源。公用能 源供應(yīng)源62可放置在便于從外部源接收公用能源的任何位置。這些 外部源可以包^^舌例如工廠電力網(wǎng)(未示出)、電池(未示出)、壓 縮空氣罐以及/或者水源。可以想到，電力、壓縮空氣以及/或者水可 以供應(yīng)給制造鏈中的開始模塊，如果需要，其他模塊從該開始模塊 接收公用能源。
擴展/收縮系統(tǒng)64可以促進框架58的擴展和收縮，以適應(yīng)制造模塊的輸送和布置。也就是說，擴展/收縮系統(tǒng)64可以沿著豎直和 /或水平方向調(diào)節(jié)框架58的大小和形狀。擴展/收縮系統(tǒng)64可以包括 擴展/收縮梁74、擴展/收縮臺76、孔78和緊固裝置80。每一個擴展 /收縮梁74和擴展/收縮臺76可以用鋼、碳復(fù)合材料或者本領(lǐng)域中已 知的適合用于支撐制造模塊的任何其他材料形成，并可包括中空的 管狀部分82和活塞部分84?；钊糠?4可以可滑動地^接收在管狀 部分82內(nèi)?；钊糠?4可以手動移動并相對于管狀部分82鎖定就 位在多個指定長度處。鎖定可以由位于沿著管狀部分82的外部的指 定位置處和活塞部分84的端部處的定位孔78實現(xiàn)。也就是"i兌，當(dāng) 管狀部分82和活塞部分84上的孔78對準(zhǔn)時，可以將緊固裝置80 插進孔78中。這些緊固裝置80可包括螺栓、螺釘、銷、設(shè)置在活 塞部分84上的彈簧致動軸承，或者能夠?qū)⒒钊糠?4鎖定就位的 任何其他裝置。
可以想到，在一種另外的實施方式中，如果需要，擴展/收縮 梁74和擴展/收縮臺76的管狀部分82和活塞部分84可以按照存儲/ 收縮構(gòu)造物理上分開。 一旦布置/擴展框架58時，可以用夾緊件、螺 栓、銷、螺釘、彈簧致動軸承或者能夠?qū)⒐軤畈糠?2和活塞部分83 固定到一起的任何其他裝置，將管狀部分82和活塞部分83固定到 一起。
擴展/收縮臺7 6可包括用于同例如叉車等運輸工具相互作用的 接合孔86。接合孔86可便于模塊重新定位到任何期望的位置。在一 種另外的實施方式中，擴展/收縮臺76可包括腳輪、滑車或者可以便 于框架58和相關(guān)聯(lián)的模塊重新定位的任何其他裝置。
盡管支撐梁60和擴展/收縮梁74顯示為形成立方體形，但支 撐梁60和擴展/收縮梁74可以定位成形成有利于最終物品生產(chǎn)的任 何形狀。此外，用來形成外部骨架的支撐梁60和擴展/收縮梁74的 數(shù)量可以隨著框架的形狀改變。支撐梁60和擴展/收縮梁74可以通 過機械緊固件、焊接或者本領(lǐng)域中已知的用來固定部件的任何其他 裝置固定在一起。圖3顯示了擴展/收縮系統(tǒng)64的一種另外的實施方式，其中， 孔78和緊固裝置80被液壓系統(tǒng)88代替。當(dāng)液壓系統(tǒng)88被用來使 框架58擴展和收縮時，活塞部分84可以在管狀部分82內(nèi)布置為形 成兩個分離的液壓腔(未示出)?？梢韵氲剑绻枰?，相對地面 豎直取向的擴展/收縮梁74的活塞部分84和管狀部分82可以只形成 一個液壓腔。壓力腔可以選擇性地供應(yīng)和排;故來自液壓系統(tǒng)88的加 壓流體，引起活塞部分84在管狀部分82內(nèi)位移，由此改變擴展/收 縮梁74的有效長度。液壓系統(tǒng)88可包括相互合作以操縱擴展/收縮梁74的多個流 體部件。具體地說，液壓系統(tǒng)88可包括容納一定供給量流體的箱90 和被構(gòu)造成對流體施壓并將加壓流體引向 一個或者更多擴展/收縮梁 74的源92?？梢韵氲剑簤合到y(tǒng)88可以包括額外的和/或不同的部 件，例如像儲壓器、節(jié)流孔、單向閥、釋壓閥、補給閥、壓力平衡 通道和現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他部件等。箱90可以構(gòu)成能夠容納一定供給量流體的儲液器。流體可以 包括例如專用液壓油或者現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其他流體?？梢韵?到，如果需要，液壓系統(tǒng)88可以連接到多個單獨的流體箱。源92可以產(chǎn)生加壓流體流，并包括例如像可變排量泵、固定 排量泵、變量輸送泵或者本領(lǐng)域中已知的任何其他加壓流體源等。 源92可以通過例如電路(未示出)或者以任何其他適合方式操作地 連接到制造模塊的動力源(未示出)?？梢韵氲剑鄠€加壓流體源 可以相互連4妾以向液壓系統(tǒng)88供應(yīng)加壓流體。每個擴展/收縮梁74都可以包括至少一個控制閥94,控制閥 94的功能是計量從源92到第一、第二液壓腔之一的加壓流體并允許 來自第一、第二液壓腔的另外一個的流體排放到箱90。具體地說， 控制閥94可包括彈簧加載的閥機構(gòu)，該閥機構(gòu)由螺線管致動，并被 構(gòu)造成在允許流體流進第一、第二液壓腔之一的第一位置和從第一、 第二液壓腔的另外 一 個排;故流體流的第二位置之間運動。閥機構(gòu)在 第一、第二位置之間的位置可以決定流進和流出相關(guān)聯(lián)的第一、第二液壓腔的加壓流體的流速。閥機構(gòu)是可以響應(yīng)于產(chǎn)生框架58的期望運動的要求流速而在第一、第二位置之間運動?？梢韵氲?，控制閥96可以4姿另外的方式由液壓致動、枳』械致動、氣動致動或者以任 何其他適合方式致動。圖4顯示了擴展/收縮系統(tǒng)74的又一種實施方式，其中，孑L78 和緊固裝置80與電動機系統(tǒng)96相結(jié)合。電動機系統(tǒng)可以包括操作 地連接到每個擴展/收縮梁74的多個電動機98,其中，每個電動機 98 ;故構(gòu)造成4吏梁74線性擴展和收縮。電動才幾98可以是交流感應(yīng)電 動機、無刷直流電動機、直線電動機或者能夠使活塞部分84線性地 移進、移出管狀部分82的任何其他形式的電動機。此外，電動機98 可以經(jīng)沿著支撐梁60內(nèi)部以及沿著擴展/收縮梁74外部延伸的電線 由公用能源供應(yīng)源62直接供給動力。圖5顯示了模塊連接系統(tǒng)66,其可以設(shè)置在相對地面豎直取 向的擴展/收縮梁74的每一端。模塊連接系統(tǒng)66可用來將一個模塊 的框架58固定到其他制造模塊的框架58。模塊連接系統(tǒng)66可包括 設(shè)置在擴展/收縮梁74頂端處的可轉(zhuǎn)動接合元件100?？赊D(zhuǎn)動接合元 件100可相對于地面豎直取向。模塊連接系統(tǒng)66還可以包括設(shè)置在 相對地面豎直取向的擴展/收縮梁74底端的接收元件102。接合元件 100可以有鎖定部分108和可水平延伸經(jīng)過擴展/收縮梁74的活塞部 分84并終止于把手部分106的水平部分104。 ^接收元件102可以是 設(shè)置在擴展/收縮梁74的管狀部分82中的開口 。接收元件102的大 小可以是使得豎直尺寸D稍大于鎖定部分108的長度L，而水平尺 寸d小于長度L。對于使用液壓系統(tǒng)88的實施方式來說，可以對接 收元件102進行設(shè)置，從而避免在管狀部分82里面產(chǎn)生的液壓腔。 另一個模塊的鎖定部分108在其沿豎直方向與地面齊平時可以插進 接收元件102。 一旦鎖定部分108纟皮插進，就可以轉(zhuǎn)動接合元件100, 使得鎖定部分108不能從接收元件102去除?？梢韵氲剑绻枰?， 可以用其他的接合裝置連接制造鏈中的模塊，例如像開口銷、磁鐵 或者能夠使制造鏈的模塊互鎖的任何其他裝置等?？梢赃M一步想到，可以從框架58省略模塊連接系統(tǒng)68。在這樣的構(gòu)造中，制造鏈的模塊可以對齊^f旦不互連?；剡^來參見圖4，控制系統(tǒng)68可包括控制器110,控制器110 可以體現(xiàn)為單個微處理器或者多個微處理器，該單個微處理器或者 多個微處理器包括用于控制框架58和制造模塊12-22的各種系統(tǒng)的 操作的裝置。多種經(jīng)過商業(yè)途徑能夠得到的微處理器能夠被構(gòu)造成 執(zhí)行控制器110的功能。控制器110可包括存儲器、輔助存儲裝置、 處理器以及用于運行應(yīng)用程序的任何其他部件。各種其他電路可以 與控制器相聯(lián)，諸如公用能源供給線路、信號調(diào)節(jié)線路以及操作制 造模塊所需的任何其他類型的線路等。可以想到，如果需要，制造 鏈10的所有控制系統(tǒng)68可以經(jīng)局域網(wǎng)或者以無線方式與選為主控 制器的一個控制系統(tǒng)68相互連接，以協(xié)調(diào)制造鏈的多個過程。控制系統(tǒng)68可以從操作人員界面112接收輸入，并響應(yīng)于該 輸入控制制造模塊的各種系統(tǒng)和框架58的操作。操作人員界面112 可以從操作人員接收指示期望的制造操作的輸入?？梢韵氲?，該輸 入也可能是來自輔助操作人員的自動化系統(tǒng)或者取代操作人員操作 的自控系統(tǒng)的計算機生成的命令。具體地說，操作人員界面112可 以是觸摸屏、鍵盤、控制面板或者能夠便于操作人員和控制系統(tǒng)68 之間通訊的任何其他裝置。圖6公開了電子紅外線爐模塊20的一種示例性實施方式，其 中，框架58處于收縮位置。在收縮位置中，制造過程中使用的制造 設(shè)備能夠被存儲在框架58內(nèi)。支撐梁60上的一部分架設(shè)裝置70可 以具體設(shè)置成接合處于存儲位置的制造設(shè)備，使得制造設(shè)備可被固 定到框架58。設(shè)備存儲構(gòu)造可比框架58處于擴展位置并且設(shè)備正操 作時的設(shè)備布置構(gòu)造更緊湊。按照另一種方式，制造設(shè)備可以經(jīng)繩 索、鏈條、帶子或者能夠固定制造設(shè)備的任何其他固定裝置固定到 處于存儲位置的框架58。圖7公開了顯示擴展框架58的一種示例性方法的流程圖。此 外，圖7公開了在制造鏈10中安裝模塊12 22。進一步，圖7公開了在框架58上布置和安裝制造設(shè)備。 工業(yè)實用性通過使用能夠擴展和收縮的框架，根據(jù)本發(fā)明的制造系統(tǒng)可以 為制造過程提供易移動性和靈活性。此外，本制造系統(tǒng)由于具有縮 小尺寸的能力，而可以用例如像卡車、火車、飛機或者能夠運輸物 體的任何其他裝置等各種運輸工具從一個位置運輸?shù)搅硪粋€位置。 此外，通過使用模塊化策略，制造系統(tǒng)可以容易地并快速地進行改 裝，以應(yīng)對客戶要求的變化。現(xiàn)在要解釋用于存儲和布置制造模塊12~22的方法。圖7顯示了表述布置制造模塊12 22的一種示例性方法的流程 圖。當(dāng)模塊12~22從例如像卡車等運送裝置卸下并送到期望的制造 位置時，本方法就可以開始(步驟200)。 一旦該模塊被定位，可以 去除存儲在框架58內(nèi)的制造設(shè)備(步驟202 )。當(dāng)去除存儲的制造設(shè)備之后，控制系統(tǒng)68可以經(jīng)架設(shè)裝置70 和公用能源連接器72定位并安裝在框架58上(步驟204)。此外， 控制系統(tǒng)68可以經(jīng)局域網(wǎng)接口或者以無線方式以可進行通訊的方式 連接到架設(shè)在制造鏈中其他制造模塊上面的控制系統(tǒng)68。當(dāng)安裝控制系統(tǒng)68的時候，公用能源供應(yīng)源62可以同正布置 該制造模塊的工廠的現(xiàn)有公用能源連接器相連(步驟206)。按照另 外的方式，公用能源供應(yīng)源62可以同制造鏈10中其他框架58的公 用能源連接器72相連。 一旦完成了公用能源的連接，電的、液壓的、 氣動的以及其他形式的動力就可以提供給控制系統(tǒng)68以及框架58上的所有其他系統(tǒng)?？蚣?8從公用能源供應(yīng)源62接收動力后，框架58可以擴展 到操作位置(步驟208 )。這種擴展可以通過手動或者經(jīng)操作人員界 面112由控制系統(tǒng)68自動完成?？刂葡到y(tǒng)68可以針對正在使用的 特定制造模塊用框架58的期望擴展尺寸進行編程。例如，模塊12 的擴展尺寸可以是12英尺xl6英尺x20英尺。一旦框架58被擴展到操作位置，制造模塊12~22可以經(jīng)模塊 連接系統(tǒng)66連接到其他以前安裝的模塊(步驟210)。要進行連接 的兩個制造模塊的接合元件100都可以插進各制造模塊的接收元件 102。特別是，鎖定部分108在相對地面豎直布置并與接收元件102 的幾何形狀對齊時可以插進接收元件102。一旦鎖定部分108被插進接收元件102,就可以轉(zhuǎn)動把手部分 106。當(dāng)把手部分106轉(zhuǎn)動時，所連的水平部分104可引起鎖定部分 108以同4巴手部分106相類似的方式轉(zhuǎn)動。當(dāng)鎖定部分108轉(zhuǎn)動而相 對地面水平布置時，鎖定部分108可以不再與接收元件102的幾何 形狀對齊并因此被限制在接收元件102內(nèi)。這種限制可以將接合元 件100同接收元件102鎖住。例如像紅外線加熱燈48等的制造設(shè)備可以經(jīng)架設(shè)裝置70架設(shè) 在框架58上面(步驟212)。架設(shè)之后，制造設(shè)備經(jīng)公用能源連接 器72連接到工廠的公用能源和/或制造鏈10中其他制造模塊的公用 能源(步驟214)。然后制造模塊12 22就可以準(zhǔn)備進行操作。模塊12~22與制造鏈IO分開以及框架58的收縮可以通過按相 反的順序執(zhí)行步驟200-214來完成。該過程可開始于從框架58去除 制造設(shè)備而結(jié)束于當(dāng)框架5 8處于收縮狀態(tài)時將制造設(shè)備再裝到框架 58。由于制造模塊的緊湊，當(dāng)其處于存儲構(gòu)造時，制造模塊能夠用 很多種運輸工具運輸，例如像叉車、集裝箱、卡車、飛機或者任何 其他的運輸工具等。由于運輸方式的靈活性，制造模塊能夠被移動 到制造工廠內(nèi)的其他位置、另外的制造工廠或者客戶的工作地點。 用于制造模塊的可能布置位置的種類不必受到需要一種類型運輸系 統(tǒng)的限制。例如，制造模塊的布置位置不必因為要用卡車運輸?shù)南?制而限制于鄰近7>^各的地點。另外，由多個制造模塊組裝的制造鏈的大小和幾何形狀可以不 受運輸工具的大小和幾何形狀的限制。制造鏈的每個模塊可以用不 同的運輸工具移動，因此允許有很多種不受單個運輸裝置大小限制的可能尺寸和構(gòu)造。這些很多種可能尺寸和構(gòu)造可以包括例如"L" 形或者"U，，形構(gòu)造。此外，模塊在需要時可以添加到制造鏈或者從 制造鏈去除。這種靈活性可以增加可生產(chǎn)的可能成品以及可執(zhí)行的 制造過程的種類。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說清楚的是，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中可以 做出各種改進和變型，而不脫離本發(fā)明的范圍?？紤]到這里公開的 詳細(xì)描述，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的實施方式將會是清楚 的。想要指出的是，詳細(xì)描述和例子應(yīng)該被認(rèn)為只是示例性的，真 實范圍由后附的權(quán)利要求及其等同物指明。
權(quán)利要求
1.一種模塊化制造站(12～22)，包括形成骨架并能夠擴展和收縮的多個梁(60，74)；用于接收外部公用能源的至少一個公用能源連接器(62)；用于連接到另外的模塊化制造站(12～22)的至少一個連接裝置(66)；至少一個制造設(shè)備(26～38，42～48)；以及能夠調(diào)節(jié)所述制造設(shè)備的操作的控制系統(tǒng)(68)。
2. 如權(quán)利要求1所述的模塊化制造站，還包括用于輸送物品經(jīng) 過所述模塊化制造站的物品輸送裝置(24)。
3. 如權(quán)利要求1所述的模塊化制造站，其中，所述控制系統(tǒng)還 能夠同其他模塊化制造站進行通訊。
4. 如權(quán)利要求1所述的模塊化制造站，其中，所述控制系統(tǒng)還 能夠使所述多個梁自動擴展和收縮。
5. 如權(quán)利要求1所述的模塊化制造站，其中，所述控制系統(tǒng)還 能夠基于操作人員的輸入使所述多個梁擴展和收縮。
6. 如權(quán)利要求1~5中任一項所述的模塊化制造站，其中， 所述模塊化制造站是制造鏈(10)的第一模塊化制造站；并且 所述制造鏈還包括至少第二模塊化制造站(12~22),所述第一模塊化制造站是能夠?qū)λ鲋辽俚诙K化制造站進行操作上的控 制的主模塊化制造站。
7. —種用于布置制造站(12 22)的方法，包括連接到公用能源供應(yīng)源；將所述制造站擴展到期望尺寸；以及將所述制造站設(shè)定成執(zhí)行制造任務(wù)的操作狀態(tài)。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，還包括連接到其他制造站(12~22 )。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，擴展所述制造站是自動執(zhí) 行的。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，擴展所述制造站是基于用戶輸入執(zhí)行的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種模塊化制造站(12～22)。該模塊化制造站具有形成骨架并能夠擴展和收縮的多個梁(60，74)。該模塊化制造站還有用于接收外部公用能源的至少一個公用能源連接器(62)。此外，該模塊化制造站具有用于連接到另外的模塊化制造站(12～22)的至少一個連接裝置(66)。進一步，該模塊化制造站具有至少一件制造設(shè)備(26～38，42～48)。模塊化制造站還具有能夠調(diào)節(jié)制造設(shè)備的操作的控制系統(tǒng)(68)。
文檔編號B23Q37/00GK101600536SQ200880003535
公開日2009年12月9日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者J·M·斯潘格勒, M·E·迪茨 申請人:卡特彼勒公司