制造真空工具的制作方法
【專利摘要】各方面涉及用于真空工具的系統(tǒng)和裝置，該真空工具具有真空分配器、一個(gè)或多個(gè)真空孔、真空分配腔和板。該真空工具對(duì)于利用真空力拾取和放置一個(gè)或多個(gè)制造零件是有效的。本發(fā)明的各方面具有作為統(tǒng)一的真空工具聯(lián)接的多個(gè)真空分配器，其提供了對(duì)產(chǎn)生的真空力的控制。另外，本發(fā)明的各方面改變延伸穿過(guò)真空工具板的一個(gè)或多個(gè)孔的尺寸、形狀、偏移和/或孔距。另外，本發(fā)明的各方面預(yù)期一個(gè)或多個(gè)真空發(fā)生器的選擇性的激活/停用。
【專利說(shuō)明】制造真空工具
[0001]發(fā)明背景
[0002]傳統(tǒng)上，在制造產(chǎn)品中使用的零件通過(guò)人手或機(jī)器人機(jī)構(gòu)被拾取并放置在用于制造的位置。然而，目前的機(jī)器人機(jī)構(gòu)尚未提供在某些生產(chǎn)系統(tǒng)中有成本效益地實(shí)施的控制水平、靈巧度和有效性。
[0003]發(fā)明概述
[0004]本發(fā)明的各方面涉及用于真空工具的系統(tǒng)和裝置，該真空工具具有真空分配器、一個(gè)或多個(gè)真空孔、真空分配腔和板。該真空工具對(duì)于利用真空力拾取和放置一個(gè)或多個(gè)制造零件是有效的。
[0005]提供了本概述以便以簡(jiǎn)化形式介紹在下文的詳細(xì)說(shuō)明中進(jìn)一步描述的概念的選擇。本概述并不旨在確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。
[0006]附圖簡(jiǎn)述
[0007]本發(fā)明的示意性實(shí)施方案參照附圖在下文詳細(xì)地描述，其以引用的方式并入本文，并且其中:
[0008]圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性真空工具的從上向下的視圖；
[0009]圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿平行于圖1中真空工具的剖切線3-3的剖切線的從前向后的透視剖視圖；
[0010]圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿圖1剖切線3-3的真空工具的從前到后的視圖；
[0011]圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿圖1的剖切線3-3剖切的真空發(fā)生器的聚焦視圖；
[0012]圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括多個(gè)孔的示例性板；
[0013]圖6-15描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的板中的各種孔變量；
[0014]圖16描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括真空工具和超聲焊接機(jī)的制造工具的分解圖；
[0015]圖17描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的先前在圖16描繪的制造工具的從上向下的透視圖；
[0016]圖18描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的先前在圖16描繪的制造工具的側(cè)透視圖；
[0017]圖19描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括六個(gè)分立真空分配器的制造工具的分解透視圖；
[0018]圖20描繪了根據(jù)本發(fā)明的示例性的方面的先前關(guān)于圖19討論的制造工具的從上向下的透視圖；
[0019]圖21描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的圖19的制造工具的側(cè)透視圖；
[0020]圖22描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括真空發(fā)生器和超聲焊接機(jī)的制造工具；
[0021]圖23描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的圖22的制造工具的從上向下的透視圖；
[0022]圖24描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的圖22的制造工具的側(cè)透視圖；[0023]圖25描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括單一孔真空工具和超聲焊接機(jī)的制造工具的剖切側(cè)透視圖；
[0024]圖26描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括多個(gè)孔真空工具和超聲焊接機(jī)的制造工具的透視圖；以及
[0025]圖27描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿圖26的剖切線27_27的制造工具的內(nèi)部視圖。
[0026]發(fā)明詳述
[0027]本發(fā)明的實(shí)施方案的主題在本文具體地被描述以滿足法定要求。然而，該描述本身并非旨在限制本專利的范圍。更確切地說(shuō)，發(fā)明人已經(jīng)預(yù)期所要求保護(hù)的主題還可以以其它方式實(shí)施，以包括類似于本文件中所描述的元素或元素組合連同其它目前的技術(shù)或未來(lái)的技術(shù)的不同的元素或元素組合。
[0028]本發(fā)明的各方面涉及用于真空工具的系統(tǒng)和裝置，該真空工具具有真空分配器、一個(gè)或多個(gè)真空孔、真空分配腔和板。真空工具非常適合于用于自動(dòng)化制造系統(tǒng)內(nèi)的各種材料、各種形狀、各種零件尺寸、各種制造工藝以及各種位置。這種高水平的適應(yīng)性提供了是自動(dòng)化制造工藝過(guò)程中的關(guān)鍵部件的一種真空工具。因此，該真空工具對(duì)于利用真空力拾取和放置一個(gè)或多個(gè)制造零件是有效的。
[0029]因此，在一方面，本發(fā)明提供了一種真空工具。該真空工具包括真空分配器。真空分配器包括外部上表面、內(nèi)部上表面、外部側(cè)表面和內(nèi)部側(cè)表面。真空工具還包括延伸穿過(guò)真空分配器的外部上表面和內(nèi)部上表面的真空孔。真空工具另外包括真空分配腔。真空分配腔至少部分地由內(nèi)部上表面和內(nèi)部側(cè)表面形成,其中在內(nèi)部上表面和內(nèi)部側(cè)表面之間形成了鈍角。真空工具還包括板。該板包括內(nèi)部板表面和外部板表面。多個(gè)孔延伸穿過(guò)內(nèi)部板表面和外部板表面。內(nèi)部板表面聯(lián)接到真空分配器，將真空分配腔封閉在真空分配器和板內(nèi)。
[0030]在另一方面，本發(fā)明提供了另一種真空工具。該真空工具包括多個(gè)真空分配器。每個(gè)真空分配器聯(lián)接到至少一個(gè)其它真空分配器。真空工具還包括多個(gè)分立的真空分配腔。真空分配器中的每一個(gè)至少部分地形成相關(guān)聯(lián)的真空分配腔。真空工具還包括具有多個(gè)孔的真空板。真空板聯(lián)接到真空分配器。板和真空分配器封閉真空分配腔。
[0031]本發(fā)明的第三方面提供了一種真空工具。該真空工具包括真空分配器。真空分配器包括形成非圓形覆蓋區(qū)的四個(gè)主要側(cè)邊緣。四個(gè)主要側(cè)邊緣包括第一側(cè)邊緣、第二平行的側(cè)邊緣、前邊緣和平行的后邊緣。真空分配器具有內(nèi)部上表面和四個(gè)主要內(nèi)部側(cè)表面。四個(gè)主要內(nèi)部側(cè)表面中的每一個(gè)從內(nèi)部上表面延伸至四個(gè)主要側(cè)表面中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)。真空工具還包括真空發(fā)生器。真空發(fā)生器聯(lián)接到真空分配器。真空工具還包括真空板。真空板包括上表面和平行的下表面。真空板上表面聯(lián)接到四個(gè)主要側(cè)邊緣，形成真空腔。真空腔至少部分地由內(nèi)部上表面、四個(gè)主要內(nèi)部側(cè)表面和真空板上表面界定。真空板包括延伸穿過(guò)真空板上表面和真空板下表面的多個(gè)孔，允許空氣經(jīng)由多個(gè)孔穿過(guò)真空板。多個(gè)孔中的每一個(gè)具有I毫米和3毫米之間的直徑以及從2毫米到6毫米范圍的孔距(pitch)。
[0032]已經(jīng)簡(jiǎn)要描述了本發(fā)明的實(shí)施方案的概述，更詳細(xì)的說(shuō)明如下。
[0033]圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性真空工具100的從上向下的視圖。在各方面中，真空工具100也可被稱為真空動(dòng)力零件保持器。例如，真空工具100可以在自動(dòng)(或半自動(dòng))制造工藝中用于一個(gè)或多個(gè)零件的移動(dòng)、定位和/或維護(hù)。由真空工具100操縱的零件可以是剛性的、可鍛的或特性(例如，多孔的、無(wú)孔的)的任意組合。在示例性的方面，真空工具100的功能是用于拾取和放置至少部分地由皮革、聚合物(例如，PU、TPU)、織物、橡膠、泡沫、網(wǎng)狀物和/或類似物構(gòu)建的零件。
[0034]由真空工具操縱的材料可以是任何類型的。例如，可以預(yù)期的是，本文所描述的真空工具適合于操縱(例如，拾取和放置)各種形狀、材料和其它物理特性的平、薄和/或輕量的零件(例如，圖案切割織物(pattern cut textile)、無(wú)紡材料、網(wǎng)狀物、塑料片材料、泡沫、橡膠)。因此，不同于功能為操縱沉重的、剛性的或無(wú)孔的材料的工業(yè)規(guī)模的真空工具，本文提供的真空工具能夠有效地操縱各種材料(例如，輕的、多孔的、柔性的)。
[0035]真空工具100包括真空發(fā)生器102。真空發(fā)生器產(chǎn)生真空力(例如，相對(duì)于環(huán)境條件的低壓梯度)。例如，真空發(fā)生器可以利用由電機(jī)(或發(fā)動(dòng)機(jī))操作的常規(guī)真空泵。真空發(fā)生器也可利用文丘里泵(venturi pump)產(chǎn)生真空。另外，可以預(yù)期的是，還利用也稱為康達(dá)效應(yīng)泵(coandd effect pump)的空氣放大器來(lái)產(chǎn)生真空力。文丘里泵和康達(dá)效應(yīng)泵兩者以將加壓氣體轉(zhuǎn)化成對(duì)于維持抽吸作用有效的真空力的不同原理來(lái)運(yùn)行。雖然以下公開將集中在文丘里泵和/或康達(dá)效應(yīng)泵，但是可以預(yù)期的是，真空發(fā)生器也可以是對(duì)于真空工具100是本地的或遠(yuǎn)程的(通過(guò)管、管道等等方式聯(lián)接)的機(jī)械真空裝置。
[0036]圖1所示的真空工具100還包括真空分配器110。真空分配器110穿過(guò)定義的表面區(qū)域分配由真空發(fā)生器102產(chǎn)生的真空力。例如，由真空工具100操縱的材料可以是數(shù)平方英寸表面積的柔性材料(例如，鞋面的皮革部分)。由于材料至少是半柔性的，所以用于拾起零件的真空力可穿過(guò)零件的相當(dāng)大的區(qū)域被有利地分散。例如，不是將抽吸作用集中在柔性零件的有限表面區(qū)域(一旦零件下方的支撐被移去(例如，當(dāng)該零件被提起時(shí))，這可導(dǎo)致零件的彎曲或皺折)，而是穿過(guò)更大的區(qū)域分散抽吸作用可以抑制零件的不希望的彎曲或皺折。此外，可以預(yù)期的是，一旦足夠的真空被施加，集中的真空(不分散的真空力)可損壞零件。因此，在本發(fā)明的一個(gè)方面中，由真空發(fā)生器102產(chǎn)生的真空力借助于真空分配器110穿過(guò)更大的可能表面區(qū)域分配。
[0037]在示例性的方面，真空分配器110由半剛性至剛性的材料形成，比如金屬(例如，鋁)或聚合物。然而，其它材料被預(yù)期。真空工具100被預(yù)期為由機(jī)器人操縱(例如，移動(dòng)/定位)，比如多軸可編程機(jī)器人。照此，真空工具100可考慮機(jī)器人的限制。例如，真空工具100 (和/或?qū)⒁谙挛闹杏懻摰闹圃旃ぞ?0)的重量可期望被限制，以便限制與操縱機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的可能的大小和/或成本。利用重量作為限制因素，以特定的方式形成真空分配器以減輕重量同時(shí)仍實(shí)現(xiàn)真空力的期望的分配可能是有利的。
[0038]可以在真空工具100的設(shè)計(jì)和實(shí)施中評(píng)價(jià)其它的考慮。例如，真空工具100期望的剛性水平可造成加強(qiáng)部分和材料去除部分被并入真空工具100，如將在下文中關(guān)于圖17所討論的。
[0039]真空分配器110包括外部上表面112和外部側(cè)表面116。圖1描繪了具有基本上矩形的覆蓋區(qū)的真空分配器。然而，可以預(yù)期的是，可以使用任何覆蓋區(qū)。例如，可以使用非圓形覆蓋區(qū)。在示例性的方面，非圓形覆蓋區(qū)可以是有利的，因?yàn)槠涮峁┝溯^大的可用表面區(qū)域以用于操縱各種零件幾何形狀。因此，相比圓形覆蓋區(qū)，非圓形覆蓋區(qū)的使用可以允許更大百分比的覆蓋區(qū)與被操縱零件接觸。并且關(guān)于覆蓋區(qū)范圍以外的真空工具100的形狀，可以預(yù)期的是，如將在下文中所討論的，對(duì)于真空分配器110可實(shí)施任何三維幾何形狀。例如，可利用蛋狀的幾何形狀、角錐狀的幾何形狀、立方體狀的幾何形狀和類似的幾何形狀。在示例性的方面，矩形覆蓋區(qū)可以提供比非矩形覆蓋區(qū)更簡(jiǎn)單的幾何形狀，以用于參照零件相對(duì)于覆蓋區(qū)的位置。
[0040]圖1的示例性真空分配器110包括外部上表面112和多個(gè)外部側(cè)表面116。真空分配器Iio還在造成第一側(cè)邊緣128、第二平行側(cè)邊緣130、前邊緣132和相對(duì)的平行后邊緣134的邊緣處終止。
[0041]圖1描述了界定圖2視角的平行視圖的剖切線3-3。圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的從前向后的透視剖視圖，其沿著真空工具100的剖切線3-3是平行的。除了別的以夕卜，圖2描繪了真空分配腔140和真空板150(有時(shí)在本文中也被稱為“板”)。真空分配器110和板150共同界定了形成真空分配腔140的空間容積。真空分配腔140是允許氣體流動(dòng)暢通以允許真空力的均衡分散的空間容積。在示例性的方面中，氣體(例如，空氣)從板150到真空發(fā)生器102的流動(dòng)通過(guò)成角度的內(nèi)部側(cè)表面118的使用而被集中。如圖2所描繪的，有四個(gè)主要的內(nèi)部側(cè)表面，第一內(nèi)部側(cè)表面120、第二內(nèi)部側(cè)表面122、第三內(nèi)部側(cè)表面124和第四內(nèi)部側(cè)表面126 (未示出)。然而，可以預(yù)期的是，也可以使用其它幾何形狀。
[0042]內(nèi)部側(cè)表面118從內(nèi)部上表面114朝著板150延伸。在示例性的方面，在內(nèi)部上表面與內(nèi)部側(cè)表面118之間形成鈍角142。鈍角提供了空氣真空分配效果，隨著空氣從板150朝著用于真空發(fā)生器102的真空孔138流過(guò)，該空氣真空分配效果減少空氣的內(nèi)部湍流。通過(guò)當(dāng)空氣進(jìn)入真空孔138時(shí)使空氣的進(jìn)路成一角度，減少的量的材料可用于真空分配器110 (例如，導(dǎo)致重量上可能的降低)且空氣的流動(dòng)可以通過(guò)空氣湍流的減少而被控制。然而，各方面預(yù)期了直角，例如由立方體狀結(jié)構(gòu)、圓柱體狀結(jié)構(gòu)和類似結(jié)構(gòu)形成。
[0043]也可以由內(nèi)部側(cè)表面118和板150的交叉部界定角144，例如，如果角142是鈍角，那么角144為銳角。再次，具有銳角144可提供空氣的流動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和大體上降低/限制真空工具100的重量的能力。
[0044]當(dāng)在上表面114和一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部側(cè)表面118之間使用鈍角時(shí)，內(nèi)部上表面114的表面積可小于外部板表面158的表面積。在表面積上的這種可能的差異用作漏斗形幾何形狀以進(jìn)一步減少湍流并有效地分散真空力。
[0045]在示例性的方面，內(nèi)部側(cè)表面118與關(guān)聯(lián)的外部側(cè)表面116是平行關(guān)系。類似地，在示例性的方面，內(nèi)部上表面114至少部分地與外部上表面112是平行的關(guān)系。然而，可以預(yù)期的是，表面中的一個(gè)或多個(gè)與關(guān)聯(lián)的相對(duì)表面不是平行關(guān)系。例如，如果內(nèi)表面中的一個(gè)或多個(gè)在一個(gè)或多個(gè)方向上彎曲，那么外部表面可以替代地保持線性關(guān)系，即至多，相切于內(nèi)表面。類似地，可以預(yù)期的是，內(nèi)部表面和外部表面可以部分地或全部地保持平行(線性的或彎曲的)關(guān)系。
[0046]真空孔138可以包括一系列螺紋，其允許真空發(fā)生器102被旋入并固定到真空分配腔。類似地，可以預(yù)期的是，可在真空孔138的內(nèi)表面和真空發(fā)生器102上形成其它配合模式(例如，逐漸變細(xì))，以用氣密結(jié)合將真空發(fā)生器102和真空分配器110固定在一起。
[0047]將在下文中圖5-15更詳細(xì)地討論的板150具有內(nèi)部板表面152(即，上表面)和相對(duì)的外部板表面158 (即，下表面)。板150可以是片狀結(jié)構(gòu)、板狀結(jié)構(gòu)和/或類似結(jié)構(gòu)。外部板表面158適于接觸由真空工具100操縱的零件。例如，一般而言板150，或特別地外部板表面158，可以由無(wú)損傷材料形成。例如，鋁或聚合物可用于部分地或全部地形成板150。此外，可以預(yù)期的是，板150是半剛性的或剛性的結(jié)構(gòu)，以抵抗施加在其上的來(lái)自由真空發(fā)生器102產(chǎn)生的真空的力。因此，板150可由具有足以抵抗在真空發(fā)生器102產(chǎn)生的壓力下的變形的厚度的材料形成。此外，可以預(yù)期的是，板150和/或真空分配器110由不可壓縮的材料形成。此外，可以預(yù)期的是，真空工具100沒有成形為待操縱零件的輪廓，如吸杯式設(shè)備那樣。而是，無(wú)論與被操縱零件接觸或不接觸，半剛性到剛性的材料保持一致的形式。
[0048]然而，也可以預(yù)期的是，板由可以是剛性、半剛性或柔性的網(wǎng)狀材料形成。網(wǎng)狀材料可以交錯(cuò)材料股形成，該交錯(cuò)材料股由金屬、織物、聚合物和/或類似物制成。此外，可以預(yù)期的是，板也可以包括多種材料。例如，板可以由基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料(例如，聚合物、金屬)，和第二零件接觸材料(例如，聚合物、泡沫、織物和網(wǎng)狀物)形成。多材料的觀念可允許板實(shí)現(xiàn)所選擇的多種材料的優(yōu)點(diǎn)。
[0049]在示例性的方面，板150永久地或暫時(shí)地聯(lián)接到真空分配器110。例如，可以預(yù)期的是，板150可以是可移去/可更換的，以允許對(duì)于不同的材料和規(guī)格的適應(yīng)性。繼續(xù)這個(gè)例子，并且如將參照?qǐng)D5-14討論的，可使用各種孔大小、孔形狀和孔孔距，取決于要操縱的材料(例如，多孔材料、無(wú)孔材料、大材料、小材料、致密材料、輕質(zhì)材料)。如果板150是可移去的(即，暫時(shí)性聯(lián)接)，可以使用緊固機(jī)構(gòu)(例如，粘合劑、五金器具、夾具、槽道，等等)以確保板150和真空分配器110之間的緊密結(jié)合。如果板150永久地聯(lián)接到真空分配器110，那么可使用已知的技術(shù)(例如，焊接、粘結(jié)、粘合劑、機(jī)械緊固件，等等)。
[0050]當(dāng)組合使用真空發(fā)生器102、真空分配器110和板150時(shí)，真空工具100行使功能以產(chǎn)生吸引材料朝向外部板表面158 (也稱為制造零件接觸面)的抽吸力，在該處材料被保持抵靠著板150，直到施加到材料的力小于將材料從板150驅(qū)逐走的力(例如，重力、真空)。在使用中，真空工具因此能夠接近零件，產(chǎn)生能夠暫時(shí)保持零件與板150接觸的真空力，將真空工具100和零件移動(dòng)到新位置，并且然后允許零件在新位置下(例如，在新的位置處、與新的材料接觸、在新的制造工藝中，等等)從真空工具100釋放。
[0051]在示例性的方面中，板150 (或特別地外部板表面158)具有比待操縱材料/零件大的表面積。另外，可以預(yù)期的是，延伸穿過(guò)板150的一個(gè)或多個(gè)孔被待操縱零件所覆蓋。換句話說(shuō)，可以預(yù)期的是，由延伸穿過(guò)板150的一個(gè)或多個(gè)孔界定的表面積超過(guò)待操縱零件的表面積。此外，可以預(yù)期的是，由延伸穿過(guò)板150的兩個(gè)或更多個(gè)孔所界定的幾何形狀導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)孔不接觸(完全地或部分地)待操縱的材料/零件。因此，可以預(yù)期的是，由于不可用的孔，真空工具經(jīng)受真空力的低效率。然而，在示例性的方面，該不可用的孔的包含是有意的結(jié)果，以允許在將真空工具相對(duì)于零件定位時(shí)更高程度的活動(dòng)范圍。此外，不可用(對(duì)于待操縱特定零件的目的是不可用的(例如，對(duì)于接觸零件的一部分是無(wú)效的有效真空孔))的孔的有意包含允許真空力泄漏，同時(shí)仍有效地操縱零件。在示例性的方面，延伸穿過(guò)板150的多個(gè)孔還包括一個(gè)或多個(gè)漏孔，不打算在操縱零件時(shí)使用的孔。
[0052]在示例性的方面，可以預(yù)期的是，諸如真空工具100的真空工具能夠產(chǎn)生高達(dá)200克的抽吸力。此外，可以預(yù)期的是，拾取工具100可具有60克至120克的真空(S卩，抽吸)力。在示例性的方面，拾取工具100以大約90克的真空力工作。然而，可以預(yù)期的是，一個(gè)或多個(gè)構(gòu)造中的改變(例如，真空發(fā)生器、板、孔)，待操縱零件的材料(例如，柔性、多孔性)，及由零件覆蓋的孔的百分比都可影響示例性拾取工具的真空力。此外，可以預(yù)期的是，當(dāng)多個(gè)分配器一起使用時(shí)，真空力被相稱地調(diào)整。例如，圖16的拾取工具(將在下文中討論)具有十個(gè)真空分配器并且可因此具有約600克至約1.2千克(10X60克至120克)的真空力。類似地，具有6個(gè)真空分配器的拾取工具可具有約540克(6X90克)的抽吸力。然而，可以預(yù)期的是，供給到真空發(fā)生器的空氣壓力/體積不會(huì)受到多個(gè)發(fā)生器同時(shí)運(yùn)行的影響。如果空氣壓力或量減小(或以其它方式改變)，那么可以預(yù)期的是，所產(chǎn)生的累積的真空力也改變。
[0053]圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿著圖1的剖切線3-3的真空工具100的從前向后的視圖。特別地，圖3提供了真空發(fā)生器102的剖視圖。如將關(guān)于圖4更加詳細(xì)地討論的，在示例性的方面，真空發(fā)生器102是利用康達(dá)效應(yīng)以產(chǎn)生真空力的空氣放大器。
[0054]在這個(gè)例子中，空氣從外部板表面158通過(guò)穿過(guò)板150的多個(gè)孔160被吸至真空分配腔140。真空分配腔140封閉在真空分配器110和板150之間，使得如果板150是無(wú)孔(即沒有多個(gè)孔160)的表面，則當(dāng)真空發(fā)生器102被激活時(shí)將在真空分配腔140中產(chǎn)生低壓區(qū)域。然而，回到包括多個(gè)孔160的例子，空氣被朝向真空孔138吸入真空分配腔140中，真空孔138然后允許空氣被吸入真空發(fā)生器102中。
[0055]圖3確定了圖4描繪的真空發(fā)生器102的放大圖。圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿圖1的剖切線3-3剖切的真空發(fā)生器102的聚焦視圖。圖4描繪的真空發(fā)生器是康達(dá)效應(yīng)(即，空氣放大器)真空泵106。康達(dá)效應(yīng)真空泵在入口 103處注射加壓空氣。入口103將加壓空氣通過(guò)內(nèi)室302引導(dǎo)至側(cè)壁凸緣304。利用康達(dá)效應(yīng)的加壓空氣圍繞側(cè)壁凸緣304沿曲線行進(jìn)并沿內(nèi)部側(cè)壁206流動(dòng)。作為加壓空氣移動(dòng)的結(jié)果，在與加壓空氣沿內(nèi)部側(cè)壁306的流動(dòng)相同的方向上產(chǎn)生了真空力。因此,抽吸方向經(jīng)過(guò)真空孔138向上延伸。
[0056]圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括多個(gè)孔160的示例性板150。盡管板150被圖示為具有矩形覆蓋區(qū)，如先前所討論的，但是可以預(yù)期的是，任何幾何形狀可以被實(shí)施(例如，圓形、非圓形)，這部分地取決于待操縱的材料、控制真空工具100的機(jī)器人和/或真空工具100的部件。另外，可以預(yù)期的是，在示范性的方面中，第一板可替代真空工具上的第二板。例如，作為材料、零件等的改變的結(jié)果，不是斷開整個(gè)真空工具，而是板150可根據(jù)特定的真空工具被改變以向真空工具提供可選擇的特性(例如，第一板可具有幾個(gè)大孔且第二板可具有許多小孔)。
[0057]多個(gè)孔160可以至少部分地由幾何形狀(例如，圓形、艙口狀(hatch)、球根狀、矩形)、大小(例如，直徑、半徑(例如，半徑166)、面積、長(zhǎng)度、寬度)、從結(jié)構(gòu)元素的偏移(例如，距外邊緣的距離、距無(wú)孔部分的距離)(例如，偏移169)和孔距(例如，孔之間的距離(例如，孔距168))來(lái)界定。兩個(gè)孔之間的孔距被定義為從第一孔(例如，第一孔162)至第二孔(例如，第二孔164)的距離?？拙嗫梢杂枚喾N方式測(cè)量。例如，孔距可以由兩個(gè)孔的最近的兩個(gè)點(diǎn)測(cè)量、由兩個(gè)孔的表面區(qū)域中心(例如，圓孔中心)測(cè)量、由兩個(gè)孔的特定特征測(cè)量。
[0058]孔的大小可根據(jù)各孔露出的表面積的量(或計(jì)算表面積的變量)來(lái)定義。例如，直徑測(cè)量提供了圓孔的大小的指示。
[0059]根據(jù)真空工具的期望特性，與孔相關(guān)聯(lián)的變量可被調(diào)節(jié)。例如，低密度的無(wú)孔材料可以不需要許多真空力以保持材料在正常工作條件下與真空工具接觸。然而，另一方面，大的多孔網(wǎng)狀材料可以需要大量的真空力以維持材料在正常工作條件下靠著真空工具。因此，為了限制放置到系統(tǒng)中的能量的量(例如，操作康達(dá)效應(yīng)真空泵的加壓空氣的量，操作機(jī)械真空泵的電力)，可以實(shí)施孔的優(yōu)化。
[0060]例如，對(duì)于鞋類、服裝及類似行業(yè)中運(yùn)用的典型材料可以是足夠的變量可以包括但不限于具有0.5毫米(mm)和5毫米(mm)之間、Imm和4mm之間、Imm和3mm之間、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm等等的直徑的孔。然而,具有更大和更小的直徑(或可比較的表面積)的孔被預(yù)期。類似地，孔距可以在1_和8mm之間、2mm和6mm之間、2mm和5mm之間、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm等等的范圍內(nèi)變化。然而,較大和較小的孔距測(cè)量被預(yù)期。
[0061]此外，可以預(yù)期的是，可變的大小和可變的孔距可以在本發(fā)明的各個(gè)方面中實(shí)施。例如，包括多孔材料部分和無(wú)孔材料部分兩者的復(fù)合零件可利用不同的變量來(lái)完成相同水平的操縱。在這個(gè)例子中，導(dǎo)致將由無(wú)孔材料接觸的區(qū)域中的必需的真空力的減少的變量以及導(dǎo)致將由多孔材料接觸的區(qū)域中的更高的真空力的變量可被實(shí)施。此外，視覺系統(tǒng)或其它識(shí)別系統(tǒng)可以一起使用，以進(jìn)一步確保材料相對(duì)于多個(gè)孔的正確放置發(fā)生。此外，可以預(yù)期的是，孔距和大小之間的關(guān)系可以用于定位多個(gè)孔。例如，來(lái)自較大尺寸的孔的孔距可以大于來(lái)自較小尺寸的孔的孔距(或反之亦然)。
[0062]另外的變量是偏移。在示例性的方面，偏移是孔距離板150的外邊緣的距離，不同的孔可以具有不同的偏移。此外不同的邊緣可以實(shí)施不同的偏移。例如，沿前邊緣的偏移可以與沿側(cè)邊緣的偏移不同。偏移的范圍可以從沒有偏移到8_(或更多)。在實(shí)踐中，從Imm至5_范圍內(nèi)變化的偏移可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例性方面的特性。
[0063]可利用許多制造技術(shù)在板150中形成多個(gè)孔160。例如，孔可從板150沖壓、鉆孔、蝕刻、雕刻、熔化和/或切割。在示例性實(shí)施方案中，板150由響應(yīng)激光切割的材料形成。例如，聚合物基材料和某些金屬基材料可與多個(gè)孔的激光切割一起使用。此外，可以預(yù)期的是，當(dāng)孔延伸穿過(guò)板的厚度時(shí)，孔的幾何形狀可以是可變的。例如，孔可以具有在板的上表面的第一尺寸的直徑以及在板的相對(duì)的下表面處具有第二尺寸的直徑。該幾何形狀的變化可導(dǎo)致延伸穿過(guò)板的圓錐形幾何形狀。另外的幾何形狀在此被預(yù)期(如，角錐形)。
[0064]圖6-15提供了根據(jù)本發(fā)明的各方面的類似于關(guān)于圖5所討論的示例性的孔的可變選擇。以下的例子并不旨在進(jìn)行限制，而是在本質(zhì)上是示例性的。圖6描繪了具有5_的第一偏移和8mm的第二偏移和7mm的孔距的非圓形孔。圖7描繪了具有5mm的偏移和5mm的孔距及2mm的直徑的圓形孔。圖8描繪了具有Imm的直徑、2mm的孔距及4mm和5mm的偏移的圓形孔。圖9描繪了具有2mm的直徑、4mm的孔距及5mm和4mm的偏移的圓形孔。圖10描繪了具有4mm的孔距和5mm的偏移的示例性幾何形狀孔。圖11描繪了具有Imm的直徑、4mm的孔距及5mm和4mm的偏移的圓形孔。圖12描繪了具有Imm的直徑、5mm的孔距及5mm的偏移的圓形孔。圖13描繪了具有1.5mm的直徑,4mm的孔距及5mm和4mm的偏移的圓形孔。圖14描繪了具有1.5mm的直徑、3mm的孔距及4mm的偏移的圓形孔。圖15描繪了具有2mm的直徑、3mm的孔距及5mm和4mm的偏移的圓形孔。如前面所討論的，可以預(yù)期的是，形狀、大小、孔距和偏移可以以任何組合均勻地或可變地改變以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。
[0065]根據(jù)板150的覆蓋區(qū)、孔的偏移、孔距、幾何形狀、孔的布局和孔的大小，可以使用任何數(shù)量的孔。例如，可以預(yù)期的是，圖16的板150可以具有11，000到11，500個(gè)孔。在特定的方面，可以預(yù)期的是，大約11275個(gè)孔用在圖16的板150上。此外，圖19的板150 (下文討論)可以包括4，500至4，750個(gè)孔。特別地，可以預(yù)期的是，4，700個(gè)孔可包括在圖19的示例性板150中。
[0066]當(dāng)利用康達(dá)效應(yīng)真空泵或文丘里真空泵時(shí)，真空發(fā)生器102、板150和真空工具100的總尺寸的改變可影響空氣消耗和壓強(qiáng)。例如，可以預(yù)期的是，給定的康達(dá)效應(yīng)真空泵可產(chǎn)生50g/cm2的真空力。為了實(shí)現(xiàn)該水平的真空，可以預(yù)期的是，將壓強(qiáng)為0.55MPa至
0.65MPa的氣壓引進(jìn)到真空工具。產(chǎn)生足夠的真空的空氣消耗的量也可基于變量變化。例如，可以預(yù)期的是，l，400Nl/min的空氣消耗可用于圖16的真空工具100。此外，可以預(yù)期的是，840Nl/min的空氣消耗可用于圖19的真空工具100 (將在下文中討論)。此外，可以預(yù)期的是，360Nl/min的空氣消耗用于圖22的真空工具100 (將在下文中討論)。如前面所討論的，覆蓋區(qū)(例如，板150的表面區(qū)域)也可影響真空力、空氣消耗等等。例如，可以預(yù)期的是，圖19的板150可具有約625mm乘以340mm的覆蓋區(qū)。類似地，可以預(yù)期的是，圖19的板150可具有約380mm乘以240mm的覆蓋區(qū)。顯然，可以預(yù)期的是，真空分配器的比例可以根據(jù)期望水平的真空力、覆蓋區(qū)和其它變量而改變。
[0067]圖16描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括真空工具100和超聲焊接機(jī)200的制造工具10的分解圖。不同于關(guān)于圖1和圖2討論的真空工具100，圖16的真空工具100將多個(gè)真空發(fā)生器102、多個(gè)真空分配器110和多個(gè)真空分配器腔140并入統(tǒng)一的真空工具100。如將在下文中討論的，優(yōu)點(diǎn)可以由選擇性地激活/停用真空工具100的單個(gè)部分中的真空力的能力來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，持續(xù)真空力的更大控制可以由具有真空工具100的隔離部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0068]制造工具10還包括聯(lián)接構(gòu)件300。聯(lián)接構(gòu)件300是制造工具10 (或分別地真空工具100或超聲焊接機(jī)200)的特征，其允許定位構(gòu)件310 (未示出)操縱制造工具10的位置、姿態(tài)和/或定向。例如，聯(lián)接構(gòu)件300可允許將制造工具添加至計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)器人，該機(jī)器人具有包含在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的一系列指令，在由處理器和存儲(chǔ)器執(zhí)行時(shí)，該非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)導(dǎo)致CNC機(jī)器人執(zhí)行一系列步驟。例如，CNC機(jī)器人可以控制真空發(fā)生器102、超聲焊接機(jī)200和/或制造工具10所位于的位置。因此，聯(lián)接構(gòu)件300可因此允許制造工具10暫時(shí)地或永久地聯(lián)接至定位構(gòu)件310，如CNC機(jī)器人。
[0069]如之前討論的，本發(fā)明的各方面可以形成具有最小化質(zhì)量的目的的制造工具10的部分。照此，圖16的多個(gè)真空分配器110包括了減少的材料部分113。減少的材料部分113去除了否則可以是統(tǒng)一的外部上表面的部分。減少的材料部分113的引入減少了制造工具10的重量，以允許可能更小的定位構(gòu)件310被使用，這可以節(jié)省空間和成本。關(guān)于真空工具100考慮了用于減少的材料部分113的另外的位置(例如，側(cè)部、下部、上部)。
[0070]然而，本發(fā)明的各方面可期望保持由單一的聯(lián)接構(gòu)件300支撐的多個(gè)真空分配器110的剛性水平。為了維持剛性水平同時(shí)仍引入減少的材料部分113，還可引入加強(qiáng)部分115。例如，加強(qiáng)部分115可從一個(gè)真空分配器110延伸到另一個(gè)真空分配器110。此外，可以預(yù)期的是，在本發(fā)明的各方面中，以類似的原理，加強(qiáng)部分115可被靠近聯(lián)接構(gòu)件300而包括。
[0071]在圖16中，為了圖示說(shuō)明的目的，板150與多個(gè)真空分配器110分離。結(jié)果，內(nèi)部板表面152是可見的。在示例性的方面，內(nèi)部板表面152與多個(gè)真空分配器110的下部部分匹配，形成氣密結(jié)合。
[0072]真空工具100包括多個(gè)真空發(fā)生器102、真空分配器110、以及相關(guān)聯(lián)的真空分配腔140?？梢灶A(yù)期的是，可在真空工具100中使用每一個(gè)的任何數(shù)量。例如，可以預(yù)期的是，
10、8、6、4、2、1或任意數(shù)量的單元可以被組合以形成緊密結(jié)合的真空工具100。此外，可以形成任何覆蓋區(qū)。例如，雖然圖16中描繪了矩形覆蓋區(qū)，但是可以預(yù)期的是，正方形、三角形、圓形、非圓形、零件匹配形狀或類似的形狀可以替代地來(lái)實(shí)施。此外，真空發(fā)生器102和/或真空分配器Iio的大小可以在各個(gè)方面是多變的(例如，不一致的)。例如，在示例性的方面，在為了特定的應(yīng)用需要較集中的真空力的地方，可以使用較小的真空分配器，且在需要較不集中的真空力的地方，可以實(shí)施較大的真空分配器。
[0073]圖16-25描繪了示例性制造工具10 ;然而，應(yīng)當(dāng)理解，一個(gè)或多個(gè)部件可從每個(gè)方面被添加或移去。例如，每個(gè)方面包括超聲焊接機(jī)200和真空工具100，但可以預(yù)期的是，超聲焊接機(jī)可被全部一起淘汰。另外，可以預(yù)期的是，另外的特征也可以被包含。例如，視覺系統(tǒng)、粘合劑施加器(例如，噴涂、滾動(dòng)和其它應(yīng)用方法)、機(jī)械緊固零件、壓力施加器、固化裝置(例如，紫外光、紅外光、熱施加器和化學(xué)制品施加器)和類似物也可以全部地或部分地包含在示例性的方面中。
[0074]在示例性的方面中，超聲焊接機(jī)200包括包含超聲焊接觸角部210 (也可以被稱為超聲焊極)、轉(zhuǎn)換器220(也可以被稱為壓電換能器)和升壓器(未標(biāo)示)的套件(stack)。超聲焊接機(jī)200還可以包括電子超聲發(fā)生器(也可稱為電源)和控制器。電子超聲發(fā)生器可用于傳送具有與套件(例如，觸角部、轉(zhuǎn)換器和升壓器)的共振頻率匹配的頻率的高功率的交流電信號(hào)?？刂破骺刂瞥暷芰繌某暫附訖C(jī)向一個(gè)或多個(gè)零件的傳送。
[0075]在套件內(nèi)，轉(zhuǎn)換器將接收自電子超聲發(fā)生器的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)。升壓器改變來(lái)自轉(zhuǎn)換器的振動(dòng)的振幅。超聲焊接觸角部將機(jī)械振動(dòng)施加到待焊接的一個(gè)或多個(gè)零件。超聲焊接觸角部包括適于接觸零件的遠(yuǎn)端端部212。
[0076]圖17描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的先前在圖16中描繪的制造工具10的從上向下的視圖。圖17的上部透視圖提供了形成真空工具100的多個(gè)真空分配器110的可能方向的示例性視圖。如將在下文中關(guān)于圖20討論的，各種真空發(fā)生器102/真空分配器110的組合可以被選擇性地激活和/或停用以操縱特定零件。
[0077]圖18描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的先前在圖16中描繪的制造工具10的側(cè)透視圖。
[0078]圖19描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括六個(gè)分立真空分配器110的制造工具10的分解透視圖。板150在該示例性的方面被描繪為具有多個(gè)孔160和無(wú)孔部分170。無(wú)孔部分170是板150的孔沒有延伸穿過(guò)的部分。例如，沿著兩個(gè)真空分配器110會(huì)合板150的區(qū)段可以包括無(wú)孔部分170，以防止兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的真空分配腔140之間的真空的交叉供給。此外，可以預(yù)期的是，無(wú)孔部分170可以沿著板150結(jié)合(暫時(shí)地或永久地)到真空分配器110的一個(gè)或多個(gè)部分的區(qū)段延伸。此外，可以預(yù)期的是，一個(gè)或多個(gè)無(wú)孔部分被集成到板150中以進(jìn)一步控制真空力沿著外部板表面158分散時(shí)的布局(placement)。此外,無(wú)孔部分170可以在意在與材料的柔韌(和其它特性)部分接觸的區(qū)域中實(shí)施，材料的柔韌(和其它特性)部分可能未對(duì)由一個(gè)或多個(gè)的孔傳遞的真空的應(yīng)用反應(yīng)良好。
[0079]圖20描繪了根據(jù)本發(fā)明的示例性的方面的先前關(guān)于圖19討論的制造工具10的從上向下的透視圖。特別是六個(gè)分立真空工具部分被識(shí)別為第一真空部分402、第二真空部分404、第三真空部分406、第四真空部分408、第五真空部分410和第五真空部分412。在本發(fā)明的示范性的方面，一個(gè)或多個(gè)真空部分可以被選擇性地激活和停用。應(yīng)理解，此功能性可以應(yīng)用到本文所提供的各個(gè)方面，但為簡(jiǎn)潔起見只關(guān)于本圖20進(jìn)行討論。
[0080]特別地，可以預(yù)期的是，如果零件(例如，待被制造工具10操縱的制造零件)只需要真空工具100的全部覆蓋區(qū)的一部分，則真空工具100的未使用部分可被停用(或避免激活)，使得真空力不在那些部分中產(chǎn)生。此外，可以預(yù)期的是，放置夾具(placement jig)、視覺系統(tǒng)、已知的零件轉(zhuǎn)移位置(part transfer location)等等可用于進(jìn)一步幫助確定真空工具100的哪些部分可以被選擇性地激活/停用。例如，如果待由制造工具操縱的零件具有只需要激活兩個(gè)真空工具部分的表面積，那么使用真空工具部分410和412、真空部分406和408、或真空部分412和408可以是有利的。使用哪些真空部分的確定可根據(jù)制造工具需要從在零件上方定位激活部分的位置所移動(dòng)的距離。此外，該確定可取決于將施加到操縱的零件的一個(gè)或多個(gè)工具(例如，超聲焊接機(jī)200)的位置(例如，當(dāng)超聲焊接機(jī)200意圖在操縱后使用時(shí)，利用靠近超聲焊接機(jī)200的兩個(gè)真空部分可以是有利的)。
[0081]各個(gè)真空部分的控制可以使用具有處理器和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，邏輯、指令、方法步驟等等可被包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，其在由處理器執(zhí)行時(shí)導(dǎo)致各個(gè)真空部分激活/停用。
[0082]圖21描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的圖19的制造工具10的側(cè)透視圖。
[0083]圖22描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括真空工具100和超聲焊接機(jī)200的制造工具10。特別地，圖22的真空工具100是文丘里真空發(fā)生器104。類似于康達(dá)效應(yīng)真空泵，文丘里真空發(fā)生器利用加壓空氣以產(chǎn)生真空力。圖22的真空工具100不同于先前討論的附圖的真空工具100，因?yàn)閳D22的真空工具100使用單一的孔，與具有多個(gè)孔的板截然相反。在示例性的方面，真空力集中到單一孔可允許更高程度的集中的零件操縱。例如，可以甚至不需要多部分真空工具的整個(gè)單一部分被激活的小零件可受益于由圖22的單一孔真空工具的操縱。
[0084]圖22的單一孔真空工具使用杯161以用于將真空力從文丘里真空發(fā)生器104傳遞到操縱零件。杯161具有適合于接觸零件的下表面159。例如，表面光潔度、表面材料或下表面的大小可以適合用于接觸待操縱零件。下表面159可界定與先前討論的由圖18的外部板表面158所界定的平面類似的平面。照此，可以預(yù)期的是，超聲焊接機(jī)200的遠(yuǎn)端端部212可相對(duì)于下表面159的平面來(lái)界定。
[0085]可以預(yù)期的是，杯161可以基于待操縱的零件被調(diào)整。例如，如果零件具有一定的形狀、多孔性、密度和/或材料，那么可使用不同的杯161。
[0086]雖然真空工具100與超聲焊接機(jī)200的兩個(gè)分立的組合被描述為形成圖22的制造工具10，但是可以預(yù)期的是，任何數(shù)量的特征可以被實(shí)施。例如，多個(gè)真空工具100可與單一的超聲焊接機(jī)200 —起使用。同樣地，可以預(yù)期的是，多個(gè)超聲焊接機(jī)200可以與單一的真空工具100—起實(shí)施。此外，可以預(yù)期的是，各種類型的真空工具可以一起實(shí)施。例如，制造工具10可包括單一孔真空工具和多個(gè)孔真空工具(例如，圖1)。照此，任何數(shù)量的特征(例如，工具)可被組合。
[0087]圖23描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的圖22的制造工具的從上向下的透視圖。
[0088]圖24描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的圖22的制造工具的側(cè)透視圖。偏移距離169可適合于制造工具10。偏移距離169是超聲焊接機(jī)200的遠(yuǎn)端端部212和杯161之間的距離。
[0089]圖25描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括單一孔160和超聲焊接機(jī)200的制造工具10的剖切側(cè)透視圖。圖25的制造工具10包含可移動(dòng)的聯(lián)接機(jī)構(gòu)，超聲焊接機(jī)200通過(guò)該可移動(dòng)的聯(lián)接機(jī)構(gòu)而被允許在垂直于由下表面159所界定的平面的方向上滑動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)該示例性可移動(dòng)聯(lián)接，實(shí)施了偏置機(jī)構(gòu)240以調(diào)節(jié)遠(yuǎn)端端部212施加在零件上的壓力的量，與通過(guò)聯(lián)接構(gòu)件300在相同的方向上施加的壓力無(wú)關(guān)。在本例子中，由偏置機(jī)構(gòu)240對(duì)抗的凸緣214在通道中滑動(dòng)，雖然彈簧式部分被圖示為偏置機(jī)構(gòu)240，但可以預(yù)期的是，可以實(shí)施任何機(jī)構(gòu)(例如，利用重力操作的、利用配重物的、氣動(dòng)的、液壓的、有壓縮力的、可拉伸的等等)。
[0090]在使用中，可以預(yù)期的是，大于零件被超聲焊接機(jī)200焊接所必需的力可由制造工具10施加到零件上。結(jié)果，較大的力可有效地用于在焊接操作期間維持零件，而偏置機(jī)構(gòu)240可用于施加適當(dāng)?shù)膲毫σ杂糜诋?dāng)前的焊接操作。例如，可以預(yù)期的是，偏置機(jī)構(gòu)240可允許遠(yuǎn)端端部212在距離范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。例如，該范圍可以包括I到10mm、3-6mm和/或約5mm。此外，可以預(yù)期的是，偏置機(jī)構(gòu)也可以用作阻尼機(jī)構(gòu)，以減少當(dāng)接觸對(duì)象(例如，零件、工作表面)時(shí)制造工具10的一個(gè)或多個(gè)部分所經(jīng)受的沖擊力。
[0091]此外，可以預(yù)期的是，真空工具100可選擇地或另外地實(shí)施偏置機(jī)構(gòu)。例如，在本發(fā)明的示例性的方面，由真空工具100所施加的壓力的量可期望小于由遠(yuǎn)端端部212施加在零件上的壓力。結(jié)果是，可采用偏置機(jī)構(gòu)240的形式來(lái)可控制地由真空工具100將壓力施加到零件上。
[0092]可以由具有偏置機(jī)構(gòu)(或不具有偏置機(jī)構(gòu))的遠(yuǎn)端端部施加的力的量可以從350克至2500克變化。例如，可以預(yù)期的是，由遠(yuǎn)端端部對(duì)零件施加的力的量可以隨著偏置機(jī)構(gòu)行進(jìn)的距離的量的增加而增加。因此，關(guān)系(例如，基于偏置機(jī)構(gòu)的系數(shù))可以基于行進(jìn)距離決定所施加的壓力的量。在示例性的操作中，例如在焊接操作期間固定的基礎(chǔ)材料、網(wǎng)狀材料以及外皮，可施加約660克的力。然而，可以預(yù)期的是，可以使用更多或更少的力。
[0093]圖26描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括多個(gè)孔真空工具2702和超聲焊接機(jī)2704的制造工具2700的透視圖。雖然可以預(yù)期制造工具2700的特征類似于上文中與其它制造工具一起討論的特征，但是多個(gè)孔徑真空工具2702提供兩個(gè)分立的孔2704和2706。在示例性的方面，通過(guò)提供真空工具和材料之間的第二分立的接觸點(diǎn)，多個(gè)孔允許更大的材料控制和放置。
[0094]可以預(yù)期的是，孔2704和孔2706依賴共同的真空力發(fā)生器以產(chǎn)生允許材料被真空工具操縱的真空壓力。此外，可以預(yù)期的是，光圈2704和孔2706各自具有獨(dú)立的真空力發(fā)生器，以產(chǎn)生真空壓力。如前面所討論的，真空力可使用合適的發(fā)生器/技術(shù)(例如，機(jī)械的、康達(dá)和/或文丘里)產(chǎn)生。
[0095]圖26還描繪了沿內(nèi)部平面等分制造工具2700的剖切線27_27。
[0096]圖27描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿著圖26的剖切線27_27的制造工具2700的內(nèi)部視圖。雖然在圖27描繪了特定的幾何形狀，但是應(yīng)理解，可以實(shí)施任何幾何形狀。例如，用于支撐真空工具2702的孔2706和孔2704兩者的支撐構(gòu)件2708可以具有任何大小、形狀和/或方向以實(shí)現(xiàn)期望的材料操縱。例如，取決于許多因素，孔2704和孔2706之間的距離2710可以是更大或更小。例如，材料的大小、形狀、多孔性和/或要進(jìn)行的操縱可受益于比距離2710更大的散布或更小的散布。在示例性的方面，當(dāng)材料的旋轉(zhuǎn)(如圍繞穿過(guò)制造工具2700的豎直軸線旋轉(zhuǎn))操縱將發(fā)生時(shí)，具有較大的散布以抵抗材料的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量改變材料如何相對(duì)于制造工具2700定位可以是有益的。在另一個(gè)例子中，如果待操縱材料是小的，可期望孔之間的較小的散布以確保更大的接觸面積。
[0097]在另外的方面，可以預(yù)期的是，另外的孔包括多個(gè)孔真空工具。例如，三個(gè)、四個(gè)、或多個(gè)孔可以組合使用，以實(shí)現(xiàn)材料的操縱。此外，可以預(yù)期的是，另外的關(guān)系可以被實(shí)施。例如，第一孔可以鄰近焊接工具的第一側(cè)，且第二孔可以鄰近焊接工具的第二(不同的)側(cè)(例如，位于圍繞超聲焊接觸角部的兩個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)處的孔)。
[0098]此外，可以預(yù)期的是，孔2704和孔2706是不同大小的。例如，孔中的第一個(gè)可以較大且能夠產(chǎn)生與材料更大的結(jié)合力，使得較大的孔主要負(fù)責(zé)材料的操縱。在這個(gè)例子中，第二較小的孔提供了穩(wěn)定的結(jié)合力來(lái)抵抗材料的無(wú)意的移動(dòng)。例如，較大的孔(例如，較大的直徑)可定位在材料上有利于操縱材料的位置(例如，質(zhì)心、幾何中心等)處且第二孔被偏移以提供對(duì)材料的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)或其它移動(dòng)更好的杠桿控制。
[0099]另外，可以預(yù)期的是，第一孔和第二孔可以提供不同水平的真空力。例如，第一孔可以產(chǎn)生比第二孔大的真空力(例如，在環(huán)境空氣壓力和穿過(guò)孔的壓力之間有較大的差異)。這可以以各種可預(yù)期的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，當(dāng)使用基于康達(dá)真空發(fā)生器和/或文丘里真空發(fā)生器時(shí)，空氣的量和/或空氣的壓力的量可以被增加，以增加產(chǎn)生的真空(或被減少以減少產(chǎn)生的真空力)。此外，可以預(yù)期的是，一個(gè)或多個(gè)閥(或其它選擇性的調(diào)整裝置)可被使用(關(guān)于本文所提供的任何孔)，以限制在特定孔處所經(jīng)受的真空力的量。
[0100]本文提供了示例性方面以用于說(shuō)明目的。另外的擴(kuò)展/方面也被預(yù)期與本發(fā)明的各方面有關(guān)。例如，部件、部分和/或?qū)傩缘臄?shù)量、大小、定向和/或形式被預(yù)期處在本發(fā)明的各方面的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種真空工具，其包括:真空分配器，所述真空分配器包括外部上表面、內(nèi)部上表面、外部側(cè)表面和內(nèi)部側(cè)表面；真空孔，其延伸穿過(guò)所述真空分配器的所述外部上表面和所述內(nèi)部上表面；真空分配腔，所述真空分配腔至少部分地由所述內(nèi)部上表面和所述內(nèi)部側(cè)表面形成，其中在所述內(nèi)部上表面和所述內(nèi)部側(cè)表面之間形成了鈍角；板，所述板包括內(nèi)部板表面和外部板表面，其中多個(gè)孔延伸穿過(guò)所述內(nèi)部板表面和所述外部板表面；并且所述內(nèi)部板表面聯(lián)接到所述真空分配器，將所述真空分配腔封閉在所述真空分配器和所述板內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空工具，還包括真空發(fā)生器，其中所述真空發(fā)生器聯(lián)接到所述真空分配器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空工具，其中所述真空發(fā)生器靠近所述真空孔聯(lián)接到所述真空分配器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空工具，其中所述真空發(fā)生器是文丘里真空發(fā)生器或康達(dá)效應(yīng)真空發(fā)生器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述外部上表面和所述內(nèi)部上表面是平行表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述真空分配器是剛性的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述外部板表面形成剛性非圓形表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述多個(gè)孔中的孔具有I毫米和4毫米之間的直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空工具，其中所述多個(gè)孔中的孔具有2毫米的直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述內(nèi)部板表面的表面積大于所述真空分配器的所述內(nèi)部上表面的表面積。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述多個(gè)孔中的第一孔和第二孔具有I毫米至8毫米的孔距。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的真空工具，其中所述多個(gè)孔中的第一孔和第二孔具有2毫米至5毫米的孔距。
13.一種真空工具，其包括:多個(gè)真空分配器，所述多個(gè)真空分配器中的每一個(gè)真空分配器聯(lián)接到所述多個(gè)真空分配器中的至少一個(gè)其它真空分配器；多個(gè)分立的真空分配腔，其中所述多個(gè)真空分配器中的每個(gè)真空分配器至少部分地形成所述多個(gè)真空分配腔的相關(guān)聯(lián)的真空分配腔；以及真空板，其具有多個(gè)孔，所述真空板聯(lián)接到所述多個(gè)真空分配器，其中所述真空板和所述多個(gè)真空分配器封閉所述多個(gè)真空分配腔。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空工具，還包括多個(gè)真空發(fā)生器，其中所述多個(gè)真空分配器中的每一個(gè)真空分配器與所述多個(gè)真空發(fā)生器中的真空發(fā)生器聯(lián)接。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空工具，還包括聯(lián)接部分，其中所述聯(lián)接部分將所述制造真空工具與定位構(gòu)件聯(lián)接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的真空工具，其中所述定位構(gòu)件是可編程機(jī)器人。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空工具，還包括多個(gè)真空發(fā)生器，其中所述多個(gè)真空發(fā)生器中的第一真空發(fā)生器和第二真空發(fā)生器是獨(dú)立可選擇的，以產(chǎn)生真空。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空工具，其中所述多個(gè)真空分配器中的第一真空分配器和第二真空分配器能夠獨(dú)立地維持真空力。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空工具，其中所述真空板還包括無(wú)孔部分，所述無(wú)孔部分防止氣流靠近所述無(wú)孔部分從所述真空板的第一表面擴(kuò)散到所述真空板的第二表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的真空工具，其中所述真空板的所述無(wú)孔部分在所述多個(gè)真空分配腔的兩個(gè)真空分配腔之間聯(lián)接到所述多個(gè)真空分配器。
21.一種真空工具，其包括:真空分配器，所述真空分配器包括形成非圓形覆蓋區(qū)的四個(gè)主要側(cè)邊緣，所述四個(gè)主要側(cè)邊緣包括第一側(cè)邊緣、第二平行的側(cè)邊緣、前邊緣和平行的后邊緣，所述真空分配器具有內(nèi)部上表面和四個(gè)主要內(nèi)部側(cè)表面，所述四個(gè)主要內(nèi)部側(cè)表面中的每一個(gè)從所述內(nèi)部上表面延伸至所述四個(gè)主要側(cè)邊緣中的相關(guān)聯(lián)的一個(gè)；真空發(fā)生器，所述真空發(fā)生器聯(lián)接到所述真空分配器；真空板，所述真空板包括上表面和平行的下表面，所述真空板的上表面靠近所述四個(gè)主要側(cè)邊緣聯(lián)接到真空分配器，形成真空腔；所述真空腔至少部分地由所述內(nèi)部上表面、所述四個(gè)主要內(nèi)部側(cè)表面和所述真空板的上表面界定；并且所述真空板包括延伸穿過(guò)所述真空板的上表面和所述真空板的下表面的多個(gè)孔，允許空氣經(jīng)由所述多個(gè)孔穿過(guò)所述真空板，所述多個(gè)孔中的每一個(gè)具有I毫米和3毫米之間的直徑以及從2毫米到6毫米 的孔距。
【文檔編號(hào)】B65G47/91GK103987637SQ201280056426
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月18日
【發(fā)明者】帕特里克·科納爾·里根, 李國(guó)洪, 張之奇, 瓊明峰 申請(qǐng)人:耐克國(guó)際有限公司