离散零件的高输出灵活进给

技术领域

下面一般地涉及离散零件的高输出灵活进给，更具体地涉及能够集成到组装系统中的用于灵活进给的装置，系统和方法。

背景技术

组装机器的共同要求是包括用于在散装包装中接收无序状态的离散零件；将它们转化为与下游制造操作的需要相适应的更高度有序的状态；以及以这种更高度有序的状态输送它们，使得它们可以用于所述下游操作的装置。这个过程被不同地描述为零件“进给”或“分配”。

最常用的用于进给零件的技术是将它们装载到“振动”或“离心”系统中，该系统搅动它们并使它们定向运动。一旦运动，零件可以被引导到轨道或传送机上，所述轨道或传送机将它们以单个文件的形式传送到组装机器工作站。如它们的名字所暗示的，振动进给器用机械振动搅动部件；离心进给器通过将部件放置到旋转盘上来实现这一点，该旋转盘迫使部件沿着圆周路径朝向输出点运动。但是，这两种方法都具有存在技术和经济缺陷的特征，特别是面对对生产资产的多功能性的日益增长的需求。

一个缺点是它们是高度定制的，它们的使用通常限于一种特定类型的零件或最多限于小范围的类似零件。另一个缺点是它们依赖于熟练技术人员的精调工艺。因此，它们更像是“手工”而不是“工程”。这往往使它们变得昂贵；维护有问题；对零件材料、颜色和表面特征的变化高度敏感；并且容易因上游工艺(如成型、冲压等)产生的零件缺陷而导致速度减慢、停滞或卡住。另一个缺点是它们往往是大型的、有噪音的和能源密集型的。

此外，在组装过程中使用零件之前，零件通常必须以特定的姿态定向。尽管在一些情况下常规的进给系统本身可以将零件放置在所需的取向，但是在许多情况下它们不能，这意味着必须增加补充的定向机构。并且即使在那些常规的进给系统能够以所需的方向输送零件的情况下，这经常需要这些零件具有适当的物理特征，这些物理特征允许它们通过特殊的工具接合和保持。

一些人试图克服这些问题并解决常规进给系统的有限多功能性。所谓的“灵活进给系统”已经以各种形式被开发和商业化。最常见的是使用由机器视觉引导的机器人。为此，将一些零件分散到机器视觉系统能够确定一个或多个零件是否处于适于机器人拾取的方向的区域中。如果是，则将该信息传送到机器人，使得其可以根据需要移动以抓住零件。如果不是这样，则通常以某种方式搅动零件，以希望一个或多个最终处于机器人接近所需的姿态。

这些视觉引导的机器人进给系统的缺点是它们的最大输出速率受到限制(每分钟60个零件似乎是一个共同的天花板)。因此，它们不适合用于需要较高输出速率的组装系统，例如在消费者包装的商品的组装中所需的那些；一次性医疗装置；以及其他大规模产业。

需要一种装置，系统或方法来克服传统灵活进给系统的输出限制，并提供实现比现有方法中所发现的输出速率更高的输出速率的可伸缩装置。

发明内容

在第一方面，本公开提供了一种进给零件的方法。该方法包括获得零件保持装置上的多个零件。零件保持装置限定零件支架，并且每个零件支架被构造成接收并保持多个零件中的单个零件。

该方法还包括当所述多个零件位于所述零件保持装置上时，搅动所述零件保持装置。搅动所述零件保持装置以使所述零件支架中的一些零件支架接收并保持所述多个零件中的单个零件。已经接收并且保持所述多个零件中的单个零件的所述零件支架可以被称为被占用的零件支架。

该方法还包括从所述零件保持装置移除所述多个零件中未被零件支架接收的任何零件。

另外，该方法包括从所述被占用的零件支架中拾取单个零件，以获得拾取的零件。

此外，该方法还包括将拾取的部件提供到下游处理器。

此外，本公开提供了一种有形的、非暂时性的计算机可读介质，其上记录有指令，所述指令由处理器执行，以控制用于进给零件的系统来执行如上所述的进给零件的方法。

这些和其它实施例在这里被考虑和描述。应当理解，前面的概述提出了用于灵活进给的装置，系统和方法的代表性方面，以帮助熟练的读者理解下面的详细描述。

在另一个方面，本公开提供了一种用于将零件进给到组装机构的系统。该系统包括限定零件支架的零件保持装置。每个零件支架被构造成接收并保持单个零件。

该系统还包括构造成用于联接到运输器的一系列零件载具具。该一系列零件载具中的每个零件载具具有被构造成接收并保持单个零件的部分。

另外，该系统包括具有夹持器的取放器装置。取放器装置被构造成利用所述夹持器同时夹持由所述零件支架保持的多个单个零件，并将由所述夹持器夹持的所述多个单个零件传送到所述一系列载具中的相应的多个零件载具。

在另一方面，本公开提供了一种配置用于将零件进给到组装机构的系统的方法。由所述方法配置的系统包括限定第一零件支架的第一零件保持装置，所述第一零件支架以第一间距间隔开，所述第一零件支架中的每个零件支架构造成接收并保持具有第一形状和第一尺寸的相应的第一单个零件。

该系统还包括搅动器装置，所述搅动器装置联接到所述第一零件保持装置，并构造成搅动所述第一零件保持装置，所述第一零件保持装置的搅动移动了放置在所述第一零件保持装置上的多个所述第一单个零件，从而在所述搅动期间使所述多个第一单个零件中的一些与相应的第一零件支架对准，所述第一零件支架接收并保持与所述第一零件支架对准的所述第一单个零件。

该系统还包括运输器。

另外，该系统包括一系列第一零件载具，所述一系列第一零件载具联接到所述运输器，所述一系列第一零件载具中的所述第一零件载具各自具有相应的第一部分，所述相应的第一部分构造成接收并保持所述第一单个零件中的一个，当所述一系列第一零件载具联接到所述运输器时，所述第一部分以等于所述第一间距的间隙间隔开。

此外，所述系统包括具有夹持器的取放器装置，所述夹持器以等于所述间距的距离间隔开，所述取放器装置被构造成利用所述夹持器同时夹持由所述第一零件支架保持的多个第一单个零件，并且将由所述夹持器夹持的所述第一单个零件传送到所述第一系列载具中的相应的多个零件载具。

构成系统的方法包括将所述第一零件保持装置与所述搅动器装置分开。

该方法还包括将限定第二零件支架的第二零件保持装置联接至所述搅动器装置，所述第二零件支架以第二间距间隔开，所述第二零件支架中的每个零件支架构造成接收并保持具有第二形状和第二尺寸的相应的第二单个零件。

该方法还包括将所述一系列第一载具与所述运输器上分开。

此外，该方法还包括将一系列第二零件载具联接到所述运输器，所述一系列第二零件载具中的所述第二零件载具各自具有相应的第二部分，所述相应的第二部分构造成接收并保持所述第二单个零件中的一个，当所述一系列第二零件载具联接到所述运输器时，所述第二部分以等于所述第二间距的间隙间隔开。

此外，该方法包括重新配置所述取放器装置，以利用所述夹持器同时夹持由所述第二零件夹持器夹持的多个第二单个零件，并将由所述夹持器夹持的所述第二单个零件传送到所述一系列第二载具中的相应的多个零件载具，其中以下(a)至(c)中的至少一个是真实的：(a)第二间距不同于第一间距。(b)所述第二形状不同于所述第一形状，并且(c)所述第一尺寸不同于所述第二尺寸。

在另一方面，本公开提供了一种灵活进给装置，所述装置包括：分散器；零件支架，所述零件支架包括一个或多个口袋，所述口袋被设置成以特定的姿态保持多个离散零件中的至少一个，所述零件支架位于所述分散器下方；振动器，所述振动器联接到所述零件支架；多余零件移除装置，所述多余零件移除装置可操作地连接到所述零件支架；取放器，所述取放器被编程以从所述零件支架拾取所述多个离散零件中的至少一个；多个载具，所述多个载具被设计成从所述取放器接收所述多个离散零件中的所述至少一个，并且在运输期间保持所述多个离散零件中的所述至少一个；运输器，所述运输期包括轨道，所述多个载具在所述轨道上以闭合回路移动；载具检查盘，所述载具检查盘包括载具检查器，所述载具检查器被编程为识别所述载具的状态，所述多个载具中哪些载具是空的，所述多个载具中的哪些载具是满的，以及所述多个离散零件中的哪些一个或多个离散零件是不可通过的；零件移除器，所述零件移除器被编程为移除不可通过的所述多个离散零件中的所述一个或多个；门，所述门被编程为允许满的多个载具继续进行进一步处理，并且空的多个载具再循环到所述取放器的范围内；传送站，所述传送站被定向为从所述多个载具获得所述多个离散零件以进行处理；第一再进入轨道，所述第一再进入轨道定位成邻近所述载具检查盘，将源自所述载具检查盘的空的所述多个载具朝向所述运输器引导；以及第二再进入轨道，所述第二再进入轨道定位成邻近所述传送站，将源自所述传送站的空的所述多个载具朝向所述运输器引导。

在另一方面，本公开提供了一种灵活进给的方法，该方法包括：将起初为空的载具定位在装载站；将散装零件放入计量装置中；将计量数量的散装零件分配到搅动系统中；搅动所述计量数量的散装零件；移除没有被捕获在支架中的零件；用取放器拾取被捕获在所述支架中的零件；将所述取放器拾取的零件放入所述载具中；检查所述载具以确定所述载具的状态，所述载具是否为空；如果被检查的载具不是空的：将被检查的载具定位在传送站，利用传送装置从所述被检查的载具获得零件，将获得的零件传送至下游处理器；和如果被检查的载具是空的，则将被检查的载具定位在所述装载站。

在另一方面，本公开提供了一种灵活进给的系统，所述系统包括：灵活进给装置，所述灵活进给装置构造成进行多个灵活进给操作，包括：将起初为空的载具定位在装载站；将散装零件放入计量装置中；将计量数量的所述散装零件分配到搅动系统中，搅动所述计量数量的散装零件，移除没有被捕获在支架中的零件，用取放器拾取被捕获在所述支架中的零件，将所述取放器拾取的零件放入所述载具中，检查所述载具以确定所述载具是否为空，将被检查的载具定位在传送站，使用传送装置从所述被检查的载具获得零件，以及将获得的零件传送至下游处理器；数据处理器；和包括机器可读指令的介质，所述机器可读指令可由所述数据处理器执行，并被配置成使所述数据处理器生成在所述多个灵活进给操作中的至少两个的同步中有用的信号。

在另一方面，本公开提供了一种灵活进给的系统，该系统包括：灵活进给装置；

数据处理器；和

包括机器可读指令的介质，所述机器可读指令可由所述数据处理器执行，并被配置成使所述数据处理器生成指示所述灵活进给装置执行多个灵活进给操作的信号，所述多个灵活进给操作包括：将起初为空的载具定位在装载站；将散装零件放入计量装置中；将计量数量的散装零件分配到搅动系统中；搅动所述计量数量的散装零件；移除没有被捕获在支架中的零件；用取放器拾取被捕获在所述支架中的零件；将所述取放器拾取的零件放入所述载具中；检查所述载具以确定所述载具是否为空，将被检查的载具定位在传送站，利用传送装置从所述被检查的载具获取零件，以及将获取的零件传送至下游处理器。

这些和其它实施例在这里被考虑和描述。应当理解，前面的概述提出了用于灵活进给的装置，系统和方法的代表性方面，以帮助熟练的读者理解下面的详细描述。

附图说明

下面将参考附图进行描述，其中：

图1示出了根据本发明的灵活进给装置的实施例。

图2示出了根据本发明的灵活进给装置的另一个实施例，该灵活进给装置具有设计成将多于一排的载具输送到载具检查盘的运输器。

图3示出了根据本发明的灵活进给装置的另一个实施例，该灵活进给装置具有多个零件保持器。

图4示出了根据本发明的灵活进给装置的实施例，其具有两个独立的灵活进给子装置。

图5A示出了根据本公开的用于复杂几何形状的零件保持器的实施例。

图5B示出了根据本公开的具有复杂几何形状的口袋的实施例。

图5C示出了根据本公开的在口袋中的具有复杂几何形状的示例性零件。

图6A示出了根据本公开的在口袋中具有零件的零件保持器的实施例。

图6B示出了根据本公开的具有非定向零件掉落的零件保持器的实施例的一部分的特写视图。

图7A示出了根据本公的零件保持器的实施例，该零件保持器具有处于具有不同间隔的口袋中的零件。

图7B示出了根据本公开的示例性零件保持器的一部分的特写视图，其中零件滑入凹部中。

图8示出了根据本发明的示例性零件保持器，其示出了锥形侧壁。

图9示出了根据本发明的具有三排的零件保持器的实施例，示出了锥形侧壁。

图10示出了根据本发明的具有三排的零件保持器的实施例，示出了具有不同组的零件的锥形侧壁。

图11A至11F示出了根据本公开的倾斜装置中的零件保持器在倾斜的各个阶段的实施例。

图12A示出了根据本公开的具有旋钮形口袋的零件保持器的实施例。

图12B示出了根据本公开的旋钮形口袋的实施例的特写视图。

13A至13H示出了根据本公开的各个操作阶段的在振动装置顶上的示例性零件保持器。

图14示出了根据本发明的旋钮的高输出灵活进给的实施例。

图15示出了根据本发明的高输出灵活进给方法的流程图的实施例。

图16示出了根据本发明的高输出灵活进给系统的实施例的示意图。

具体实施方式

为了说明的简洁和清楚，在适当的情况下，可以在附图中重复附图标记，以表示相应的或类似的元件。此外，为了提供对这里描述的实施例的透彻理解，阐述了许多具体细节。然而,本领域普通技术人员应当理解,此处描述的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况下，没有详细描述公知的方法，过程和组件，以免使这里的实施例模糊。而且，本说明书不应被认为是限制这里描述的实施例的范围。

下面描述能够结合到组装系统中的用于灵活进给的装置，系统和方法。

在一个方面，灵活进给系统从体积中取出零件，将零件随机地分散在零件保持装置上的限定区域中，使用振动来搅动零件，从而以有序的方式布置随机确定数量的零件(即，“定向”零件)，并移除剩余的多余零件。机器人装置可以获得定向的零件并且将它们放置到等待载具中。组装系统可处理载具，使得保持在等待载具中的零件可被向下游传送到连续且确定性操作的其它过程。

首先参考图1，示出了示例性的灵活进给装置100。分散器101是用于接收和分散一些无序的，离散的零件的机构。分散器101可以包括用于容纳离散零件(或在涉及两个或更多个离散零件时的“散装零件”；离散零件可以被称为单个零件)的容器和滑槽，滑槽允许离散零件分散在零件保持器(零件保持装置)102上。或者，或另外，分散器101可包括平带式输送机以分散离散零件。分散器101可以包括计量装置，该计量装置使受控数量(或范围)的散装零件(例如，“计量数量”)被分配。在一些实施例中，计量装置可以是托盘(未示出)，或托盘的一部分，其将散装零件漏入具有可提升底部的无盖箱中。然后，可升高的底部可以喷出计量数量的散装零件。

零件保持器102是具有一个或多个零件支架(例如，口袋，空腔，巢，支架，突起或其它类似功能的物理特征)的零件保持装置。零件保持器102的零件支架可以被设计和/或布置成使得单个零件支架能够以特定的姿势接收和支持(保持)单个离散零件(例如，产品)。零件保持器102可以具有全部成一排，成多排或成某种其它结构的零件支架。如果分散器101包括滑槽，则零件保持器102可位于分散器101的滑槽下方，使得通过分散器101的滑槽的离散零件到达零件保持器102上。如果分散器101包括平带式输送机，那么平带式输送机可定位在零件保持器102上方，且平带式输送机可被致动(例如，开启)以将离散零件下落到零件保持器102上。如果分散器101包括计量装置，则零件保持器102可被定位成使得计量数量的散装零件被喷射到零件保持器102上。零件保持器102可位于顶部，可操作地连接到过量零件移除装置150(例如，倾斜装置)(图2中所示)，与过量零件移除装置150结合，与过量零件移除装置150互相连接，与过量零件移除装置150电磁通信，或以其他方式与过量零件移除装置150通信。

振动器103是用于通过分散器101将振动能量施加到(或“搅动”)放置在零件保持器102中的部件的机构，从而可以由支架捕获随机确定的百分比。零件保持器102和振动器103的组合可以一起形成“搅动系统”。振动器103可以与零件保持器102联接，使得由振动器103产生的振动能量使得零件保持器102以与振动器103基本相同的方式和/或基本相同的幅度振动。应当理解，可以组合其它部分，使得一个部分具有任何两个(或多个)标记的部分的功能。

取放器104是可编程的取放机构，其配备有夹持器，该夹持器可以从零件支架获得一组零件并且将它们放置到等待载具(零件载具)105中。取放器104可以具有任何数量的夹持器，例如一个，五个，载具105能够承载的离散零件的数量，零件保持器102中的一排支架中的支架的数量，零件保持器102中的支架的总数等。取放器104的夹持器可以全部成一行，成多行，或成某种其它构造(例如，曲线)。取放器104还可以装备有用于施加振动能量的机构。或者，取放器104可以依靠其自身固有的伺服轴振动或以其它方式施加振动能量。取放器104和振动器103的组合可以一起形成“振动取放器”。

载具105是等待载具(例如，圆盘)，其每一个被设计或成形为保持一个或多个离散零件(即，货物)。也就是说，载具105具有被配置成接收和保持单个(离散的)零件的部分。运输器106是用于移动载具105的闭环运输系统。运输器106可包括一个或多个轨道，传送带，塔，推车或其它用于移动货物的合适装置或系统。为了方便起见，在取放器104的夹持器范围内的运输器106的部分可以被称为“装载站”或“装载位置”。载具检查盘107从运输器106接收载具，并将载具移动到载具检查器(检查装置)108，该载具检查器108确定给定载具是否包含允许输送到传送站111(图4所示)的货物(零件)，以便随后传送到下游处理器(未示出)。载具检查器108可以基于任何合适类型的技术，例如光学扫描，磁检测等。载具检查器108或任何其它合适的检查装置被配置成确定被检查的载具的状态。在一些实施例中，状态可以是空状态，由在被检查的零件载具中不存在零件来限定；通过状态，由零件载具中的零件存在并且零件满足通过标准的确定来限定；以及失效状态，由承载不满足通过标准的零件的载具限定。在其它实施例中，可以通过首先确定载具是否处于空状态，然后对于不处于空状态的载具，确定载具是否处于通过状态，来确定载具的状态。在多个步骤中执行载具的状态的确定的实施例，从确定载具是否处于三个前述状态中的一个特定状态开始，并且如果载具不处于所述一个特定状态，则确定载具是否是其它状态中的一个状态，这些实施例将被认为在本公开的范围内。载具检查盘107可以是过滤盘，例如可从ATS AutomationTooling System Inc.(ATS自动工具系统股份有限公司)获得的RSM

门110是门控机构，其允许满的载具105继续向下游以用于进一步处理，并且空载具105在取放器104的范围内再循环。例如，门110可被编程以引导载具105，由载具检查器108控制，或可操作地链接到识别哪些载具105是满的或空的任何装置。传送站111(在图4中示出)是从载具105获得用于传送到下游处理器(未示出)的零件的装置；下游处理器可以是例如装配机。传送站111可以定向成从运输器106接收载具105。第一再进入轨道112用作空载具105从载具检查盘107再循环的再进入点，从而最终在取放器104的范围内返回。这种再循环可以通过将空载具105引导回到运输器106上来实现。第一再进入轨道112可以位于载具检查盘107上或邻近载具检查盘107。第二再进入轨道113(如图4所示)用作再进入点，用于使从输送站111返回的空载具105再循环，从而最终在取放器104的范围内返回。这种再循环可以通过将空载具105引导回到运输器106上来实现。第二再进入轨道113可以位于传送站111上或靠近传送站111。

在一些实施例中，零件保持装置102中的零件支架可以以相同的间距间隔开。抓取和放置器104的夹持器可以是可调节的，使得在夹持器抓取由支架保持的零件时，夹持器以等于分隔支架的间距的间隙间隔开。此外，当载具定位在运输器上并设置成从夹持器接收零件时，载具的被构造成保持各零件的部分之间的间隔被间隔开等于间距的距离。

现在参考图2，示出了示例性灵活进给装置200的实施例，该灵活进给装置200具有设计成将多于一排的载具输送到载具检查装置的输送器。灵活进给装置200具有由运输器106输送到载具检查盘107的几排载具105。未示出的是从载具检查盘107到取放器104的再循环路径，但是应当理解，存在这种路径。该实施例允许例如通过取放器104从零件保持器102一次获得多排零件并将其传送到载具105。

现在参考图3，示出了具有多个零件保持器的示例性灵活进给装置300的实施例。多个零件保持器102被布置在旋转台上，使得振动能量可以被施加在连续的站中，从而增加总的搅动时间，并由此增加零件保持器102的支架将捕获更多数量的离散零件的可能性。

现在参考图4，示出了具有两个独立的灵活进给子装置的示例性灵活进给装置400的实施例。元件101至110,112和113被复制，从而产生两个独立的灵活进给子装置，它们与传送站111结合在一起。传送站111是子系统，它从两个灵活进给子装置接收包含离散零件的载具，以便随后传送到下游处理器。传送站111可以是形成计算机数控(CNC)组件取放引擎的一部分的过滤盘。传送装置114是从在传送站111中接收的载具获得离散零件并将离散零件传送到下游处理器(未示出)的装置，该下游处理器可以是装配机。传送装置114可以是例如：传送站111的部件；下游处理器的一部分；装配机上的取放机构；等。

灵活进给装置100(或其它实施例200,300或400中的任一个)可如下文所述循环操作。离散零件被输送到分散器101的接收区域，其中它们可用于分散到零件保持器102上。分散器101间歇地将无序量的这些离散零件分散到由零件保持器102的边界限定的限定体积中。在零件分散之后，通过振动器103将振动能量施加到零件保持器102一段持续时间，搅动零件并使它们在零件保持器102的边界内随机移动。零件保持器102的支架(例如，口袋)具有物理形状或特征，使得每个支架都能够捕获和保持单个离散零件，只要(a)由振动器103施加到零件保持器102的振动能量的幅度和频率足以使零件在零件保持器102的边界内随机移动并实现与支架的接近，尽管零件经受与其它零件、边界、以及零件保持器102的元件(包括支架本身)的随机碰撞；(b)由振动器103施加到零件保持器102的振动能量的幅度和频率不能防止零件一旦被捕获就被支架保持；以及(c)获得接近支架的位置的零件也处于适于由支架捕获的方位。

通过重力，摩擦，磁性，真空或类似装置的某种组合，可以实现支架对零件的捕获和/或保持。其保持还可以通过使用一个或多个辅助保持元件来维持，该辅助保持元件可以在支架的外部或者可以是支架本身的一部分。

现在参考附图5A至5C，示出了用于复杂几何形状的示例性零件保持器500。图5A示出了具有复杂几何形状的四排口袋510的零件保持器500。图5B示出了具有复杂几何形状的单个口袋510的特写视图。图5C示出了在口袋510中的具有复杂几何形状的示例性零件520的横截面视图。

在零件保持器500中，口袋510具有离散零件520的形状，从而例如口袋510将零件520保持在特定方位。在一些实施例中，位于口袋510内的零件520由于由振动能量引起的随机运动而到达那里，重力提供将零件520放在适当位置的力。重力以及零件520与口袋510之间的摩擦力可以结合以将每个零件520保持在特定的口袋510中。

现在参考图6A，示出了示例性零件保持器600，零件在一种类型的矩形口袋中。零件保持器600具有三排具有矩形几何形状的口袋610，每个口袋610具有突起615，在搅动过程中零件可以落在该突起615上。零件620被显示为在口袋610中静止，但不在突起615上。图6B示出了零件保持器600的一部分的特写视图，其中非定向零件掉落。在第一零件620a落到第一口袋610a中的第一突起615a(不可见)上之后，示出了第一零件620a。所示的第二零件620b从第二口袋610b中掉出，因为它没有掉落到第二突起615b上。

在零件保持器600中，口袋610的形状可以保持例如在一端具有开口的圆柱形零件620。每个口袋610可以具有突起615，该突起615的外径小于零件620的开口的直径。侧壁617可以具有成形的导入部，以帮助圆柱形零件落入口袋中。口袋610的后壁可以是水平的圆柱形区段，以与圆柱形零件620的形状相匹配。应当理解，在具有不同形状零件的其它实施例中，口袋的侧壁和/或后壁可以具有不同的形状。当零件保持器600水平定位并施加振动能量时，零件620可以在重力作用下在两个取向中的一个取向上落入口袋610中。一个取向是零件620的开口端邻近突起615的取向。另一个取向是零件620的封闭端邻近突起615的取向。应当理解，通过随后倾斜零件保持器600，其开口端邻近突起615的那些零件620将掉落到突起615上，从而被牢固地保持。相反，一旦零件保持器600以足够远离水平的角度倾斜，其封闭端邻近突起615的那些零件620将由于重力而掉落。

现在参考图7A，示出了示例性零件保持器700，零件在另一种类型的矩形口袋中。零件保持器700具有三排具有矩形几何形状的口袋710，每个口袋710具有凹部715(在图7B中可见)，零件720在搅动过程中可能落入凹部715。零件720a显示为静止在口袋710中，但不在凹部715中。图7B示出了零件保持器700的一部分的特写视图，其中零件滑入凹部中。在第一零件720a落入第一口袋710a中的第一凹部715a(不可见)中之后，示出了第一零件720a。在第二零件720b落入第二口袋710b中的第二凹部715b(未示出)中之后，示出了第二零件720b。可以看到第三凹部715c，其中没有零件。

现在参考图8至10，示出了具有锥形侧壁的示例性零件保持器。在图8中，零件保持器800具有两排口袋810，交替的锥形侧壁825将口袋810分开。零件820被显示为在口袋810中静止。在图9中，零件保持器900具有三排口袋910，其中交替的锥形侧壁925将口袋910分开。口袋910具有凹槽915，并成形用于某组零件920。在图10中，零件保持器1000具有三排口袋1010，交替的锥形侧壁1025将口袋1010分开。口袋1010具有凹槽1015，并成形用于不同组的零件1020。在图8至图10所示的零件保持器中，交替的锥形侧壁可以刺激侧向装载到零件保持器上的零件的旋转，该旋转可以促进零件落入口袋中。

现在参考图11A-11F，示出了在振动器1160顶上的倾斜装置1150中的示例性零件保持器1100，零件保持器1100处于倾斜的各个阶段。倾斜装置1150是零件移除装置的一个实例。在图11A中，零件保持器1100处于水平位置，其中零件在口袋中，而多余的零件不在口袋中。例如，零件1120a在口袋中，而零件1120b在口袋中，而零件1120c是不在口袋中的多余零件。倾斜装置1150具有水平止动缸1155，其将零件保持器1100固定在水平位置。在图11B中，零件保持器1100处于倾斜的早期阶段，示出了多余零件(例如多余零件1120c)的初始位置。倾斜装置1150已释放水平止动缸1155并使零件保持器1100倾斜。在图11C中，零件保持器1100处于倾斜的中间阶段，示出了多余零件溢出到倾斜装置下方。可以看到多余零件1120c从倾斜装置1150下方的凹部溢出并溢出到返回传送器(未示出)上。在图11D中，零件保持器1100处于倾斜的最后阶段，显示没有剩余多余零件。在图11E中，零件保持器1100锁定在垂直位置。垂直止动缸1156延伸以将零件保持器1100保持在垂直位置。在图11F中，零件保持器1100回到水平位置，仅示出了口袋中的零件。例如，零件1120b在倾斜过程中保持在口袋中。水平止动缸1155将零件保持器1100固定在水平位置。

尽管是图11A至11F示出了倾斜的各个阶段中的示例性零件保持器1100，但是该过程可以概括为任何零件保持器101(例如，图1至4中所示的任何一个)。通常，由分散器101分散到零件保持器102上的离散零件的数量小于，等于或大于零件保持器102中的口袋的数量。如果零件的数量小于或等于口袋的数量，并且如果所施加的振动能量具有适当的幅度和频率，则所施加的能量越长，所有离散零件最终将被口袋捕获的概率越大。然而，如果在任何非无限持续时间内施加振动能量，则存在一个或多个零件将不被口袋捕获的非零概率。同样，如果离散零件的数量大于可用口袋的数量，则不是所有零件都将被口袋捕获和保持，而不管施加振动能量的持续时间。在后两种情况下，结果将是一个或多个零件保持在零件保持器102的边界内，但不保持在(一个或多个)口袋中。这些未保持的零件可以是上面提到的“多余零件”。

在振动能量由振动器103施加到零件保持器102的搅动周期结束时，零件将被保持在没有一个、一些或全部的口袋中，并且还可以在零件保持器102的边界内保留多余零件。保持在口袋中的零件的数量和保持零件的特定口袋由随机过程产生；也就是说，它们是由统计概率产生的，并且不能预先确定。

在搅动周期结束时，将多余零件从零件保持器102中移除并再循环到分散器101的接收区域，使得它们可以在以后通过分散器101再次分散到零件保持器102上。多余零件的移除可以通过各种方式进行，包括但不限于用移除装置将它们从零件保持器102物理地移除；使零件保持器102倾斜，使得它们能够在重力作用下掉落；施加真空，磁性或某种类似的力，以便将它们从零件保持器102抽出；或者施加正气压，以迫使它们离开零件保持器102。图11A至11F示出了一种移除零件的方法，其中零件保持器102被倾斜，使得多余零件由于重力而掉落。

在移除多余零件之后，一个或多个零件可以保留在相应数量的口袋中(例如，如图11F所示)。因此，这些零件可用于可编程取放器104，以通过一个或多个设计用于该目的夹持器从零件保持器102获得这些零件。这意味着取放器104具有在任何一次获得和保持等于其夹持器数量的零件数量的潜力。然而，在任何给定的搅动周期结束时，离散零件不必保持在零件保持器102中的所有袋中(例如，如图11F所示)。因此可以理解，在取放器104执行其循环的“拾取”部分之后，一个或多个夹持器可以是空的。

现在将提供零件保持器1100(作为零件保持器102的可能的具体实施例，上面更一般地讨论)如何与灵活进给装置100的其它部件相互作用的例子。在该示例中，零件保持器1100具有三排口袋。零件保持器1100固定在倾斜装置1150上，倾斜装置1150位于振动器1160的顶部。零件保持器1100位于分散器101下方并沿着侧面输送器106。分散器101将散装零件漏出到计量装置(例如，可弹出的托盘)中。分散器101将计量数量的散装零件喷出到零件保持器1100上。振动器1160搅动零件保持器1100上的零件，使得随机确定的百分比(例如，60％)的零件落入口袋中(或被口袋捕获)。倾斜装置1150倾斜零件保持器1100，使得不落入口袋中的零件(例如，零件的40％)溢出(例如，到返回传送器上)。同时，运输器106将第一组空载具105a定位在装载站(例如，运输器106的最靠近取放器104的部分)。取放器104具有14个夹持器。取放器104利用14个夹持器从第一排口袋(例如，最靠近运输器106的那排口袋)拾取多达14个零件。取放器104将多达14个零件放置到第一组空载具105a中。运输器106将可能满载的第一组载具105a带到灵活进给装置100的另一部件(例如，带到载具检查器108)。同时，运输器106将第二组空载具105b定位在装载站。取放器104利用14个夹持器从第二排(例如，中间排)口袋拾取多达14个零件。取放器104将多达14个新零件放置到第二组空载具105b中。运输器106将可能满载的第二组载具105b带到灵活进给装置100的另一部件。同时，运输器106将第三组空载具105c定位在装载站。取放器104利用14个夹持器从第三排口袋(例如，离运输器106最远的排)拾取14个零件。取放器104将多达14个新零件放置到第三组空载具105c中。运输器106将可能满载的第三组载具105c运送到灵活进给装置100的另一部件。

在零件保持器1100如何与灵活进给装置100的其它部件相互作用的该示例中，各种部件可以被缩放和/或它们的操作周期可以被延长或同步以帮助增加输出。增加输出的一种可能的方式可以通过增加零件保持器102中的口袋的数量(例如，四排而不是三排和/或每排十个口袋，而不是五个)和/或取放器104的关键元件的数量(例如，增加第二组夹持器，并且一次拾取两排而不是一排)来实现。增加输出的另一种可能的方式是在取放器104从第二排口袋拾取多达14个零件的同时，使分散器101将散装零件漏入计量装置。另一种可能的方式是使分散器101将计量数量的散装零件喷射到零件保持器1100上，同时取放器104将多达14个新零件放置到第二组空载具105b中。另一种可能的方式是使振动器1160搅动零件保持器1100上的零件，同时运输器106将第一组空载具105a定位在装载站。另一种可能的方式是使倾斜装置1150倾斜零件保持器1100，同时运输器106将可能满载的载具105b带到灵活进给装置100的另一部件。

现在参考图12A至12B，示出了具有旋钮形口袋的示例性零件保持器1200。图12A示出了零件保持器1200，其中所有旋钮形口袋1210都是空的。图12B示出了旋钮形口袋1210的特写视图。

现在参考图13A至13H，示出了在不同操作阶段，在振动器1360顶上的倾斜装置1350中的示例性零件保持器1300。图13A示出了具有旋钮形口袋1310(其可以是图12A所示的相同口袋)的零件保持器1300，示出在被倾倒到零件保持器1300上之后的旋钮1320。图13B示出了零件保持器1300，其中振动器1360将零件保持器1300上的旋钮1320从右向左移动(如箭头所示)。图13C示出了零件保持器1300，其中振动器1360将零件保持器1300上的旋钮1320从左向右移动(如箭头所示)。图13d示出了零件保持器1300，其中振动器1360使零件保持器1300上的旋钮1320横向来回移动(如箭头所示)。图13E示出了零件保持器1300，其中振动器1360将零件保持器1300上的旋钮1320朝向中心来回后移动(如箭头所示)。图13F示出了零件保持器1300倾斜以倾倒未进入口袋1310的旋钮1320。图13G示出了零件保持器1300倾斜，其中一些旋钮1320保持在口袋中(口袋在填充时不可见)，而一些口袋1310是空的。图13H示出了返回水平位置以卸载旋钮1320的零件保持器1300。

现在参考图14，根据图1和图13A至13H，示出了保持在具有旋钮形口袋的零件保持器的口袋中的旋钮的高输出灵活进给1400的示例性进展。取放器104(未示出)从零件保持器1300拾取旋钮1320并将其放置在圆盘1370上(如箭头1410所示)。卡盘1370移动到载具检查盘107(未示出)以分离空卡盘1370(如箭头1420所示)。满的卡盘1370移回到托盘装载位置(如箭头1430所示)。取放器104从卡盘1370拾取旋钮1320并将其放置在托盘上(如箭头1440所示)。例如，卡盘可以是托盘间距的大约三倍。在这种情况下，在三个位置停止允许将卡盘与所有托盘位置对准以完全填充托盘。

现在参考图15，示出了高输出灵活进给1500的方法的示例性流程图。在框1510，该方法开始。在框1511处，分散器101将散装的离散零件放置在计量装置中。在框1512，分散器101将计量数量的零件分配到搅动系统，例如与振动器103连通的零件保持器102。在框1513处，振动器103搅动零件，使得随机确定的百分比落入支架(例如，口袋)中。在框1514，多余零件移除装置150(例如，倾斜装置)移除没有被捕获在支架中的零件。在框1515，取放器104获得支架中的零件。在框1521处，运输器106将空载具(例如，卡盘)定位在取放器104处。在框1531，取放器104将零件放置到载具中。在框1532，载具检查器108检查每个载具。在框1541，载具检查器108检查载具是否为空。如果是，则转到框1521。如果否，则转到框1551。在框1551，运输器106将载具定位在传送站111处。在框1552，传送装置114从载具获得零件。在框1553，零件由传送装置114传送到下游处理器。在处理之后，下游处理器将空的载具返回到运输器106以输送回取放器104。

方法1500提供了可由示例性灵活进给装置100执行的高输出灵活进给的一个示例。以下段落提供了关于如何参照灵活进给装置100来执行方法1500的附加细节；然而，方法1500也可以在具有类似部件的类似装置上执行。

在框1521处，运输器106可将载具105输送到靠近零件保持器102和取放器104两者的区域，使得取放器104可在从零件保持器102中的支架获得离散零件的货物之后将离散零件的货物放置到载具105中。在框1515和1531处，取放器104可以具有一个或多个夹持器。由于取放器104的夹持器不一定都获得零件，因此当取放器104执行将其货物放置到载具105中时，不一定所有载具105都接收零件。

在框1515处，取放器104可以从零件保持器102的支架一次全部或者以连续的运动获得可用零件。同样，在框1531，取放器104可以将所获得的零件一次全部或通过零件保持器104和/或载具105的一系列连续运动传送到托架105。通常，可以从零件保持器102获得并且一次放置到载具105中的零件越多，灵活进给装置100的总输出越有利。

在特定的情况下，框1515被分成子框1515a和1515b，其中取放器104在两个单独的运动中从零件保持器102的支架获得可用的零件。例如，零件保持器102具有两排口袋，并且取放器104具有五个夹持器。在框1515a处，取放器104从第一行(例如，离计量装置最远的行)拾取多达五个零件。在框1515b处，取放器104从第二行(例如，最靠近计量装置的行)拾取多达五个零件。块1515a和块1515b可以是连续的，或者它们可以(例如，按逻辑或按时间顺序)被其它框分开。

载具105可以具有将它们接合到运输器106的物理特征和允许它们保持和承载一个或多个离散零件的物理特征。后者的物理特征可以由额外的机械，电，气动或磁性元件补充，这对于将零件保持在载具105中可能是必需的。

在框1532，载具105可以前进到载具检查盘107，以便由载具检查器108进行检查。检查可以如下进行。以能够由下游处理器使用的方式确定为不包含零件的任何载具105具有由零件移除器109移除的不可用零件，并且被门110重定向以返回取放器104的范围内。类似地，由载具检查器108确定为空的任何载具105由门110重定向，以便最终返回取放器104的范围内。由载具检查器108确定为包含可由下游处理器使用的零件的任何载具105由门110引导朝向该操作。

被输送到下游处理器的载具105可以使它们的货物在下游处理器处被移除，然后可以由运输器106再循环，以便最终返回到取放器104的范围内。

在方法1500中，可以对在不同框处执行的动作进行定时或同步，以帮助增加输出。一种可能的方式是使框1511和1515b同步，以使分散器101将散装零件漏到计量装置中，同时取放器104从第二排口袋中拾取多达五个零件。另一种可能的方式是使框1512和1531同步，以使分散器101将计量数量的散装零件喷射到零件保持器1100上，同时取放器104将多达五个新零件放置到一组空载具105中。另一种可能的方式是使框1513和1521同步，以使振动器1160搅动零件保持器1100上的零件，同时运输器106将不同组的空载具105定位在装载站。另一种可能的方式是使框1514和1532同步，以使倾斜装置1150在载具检查器108检查载具105的同时倾斜零件保持器1100。

现在参考图16，示出了高输出灵活进给1600的示例性系统的示意图。系统1600包括灵活进给装置100。系统1600包括一个或多个控制装置1652(以下称为“控制器1652”)，其可用于实现用于系统1600的计算机数字控制(CNC)-软件控制。控制器1652可以包括一个或多个数据处理器1654(以下称为“数据处理器1654”)和相关的附件，这些附件能够控制灵活进给装置100的性能的至少一些方面。例如，数据处理器1654可以被配置为做出关于系统1600的控制和操作的决定，并且基于机器可读指令来执行一个或多个动作，所述机器可读指令包括存储在控制器1652内的那些机器可读指令和/或在控制器1652处经由有线和/或无线通信接收的其它机器可读指令。数据处理器1654可包括一个或多个微控制器或其它适当编程或可编程的逻辑电路。

控制器1652还可以包括存储器和存储器数据装置或寄存器(以下称为“存储器1656”)。存储器1656可以包括适于可检索地存储可由控制器1652的数据处理器1654执行的机器可读指令和其它数据的任何存储设备(例如，装置)。存储器1656可以是非易失性的，并且可以包括可擦除可编程只读存储器(EPROM)，闪存和/或适于以易失性或非易失性、非瞬态形式存储电子数据信号的其它电磁介质。存储器1656可以包含由数据处理器1654执行的机器可读指令以及与灵活进给装置100的操作相关的其它数据。例如，存储器1656可以保存代表从与灵活进给装置100相关联的一个或多个传感器接收的反馈信号的反馈数据。

存储在存储器1656中的机器可读指令可以使控制器1652执行这里公开的各种方法(或其部分)，包括生成在系统1600的操作中有用的一个或多个信号1658。这种机器可读指令可以被结合到一个或多个计算机程序产品中，所述计算机程序产品可以被存储在适当的媒介或介质上。在一些实施例中，机器可读指令可以由数据处理器1654执行，并且被配置成使数据处理器1654生成信号1658，该信号在由灵活进给装置100执行的两个或更多个操作的同步中是有用的。在一个实例中，机器可读指令可经配置使数据处理器1654产生信号1658以同步拾取零件保持器102中的零件，定位空载具105和将零件放置到载具105中。在另一实例中，机器可读指令可经配置以使数据处理器1654产生信号1658，以同步将零件分散到零件保持器102中，搅动零件保持器102上的零件，且移除未捕获在零件保持器102的支架中的零件。

灵活进给装置100的两个或更多个操作的同步可以有效地包括电子凸轮和/或电子齿轮传动，而不是在一些现有应用中使用机械凸轮和/或齿轮。在各种实施例中，与包括机械同步装置的现有系统相比，使用这种电子同步可以提供更大的灵活性和改进的系统1600的性能。因此，在各种实施例中，存储器1656可以保存表示在灵活进给装置100的操作中使用的一个或多个凸轮轮廓的数据。例如，这种凸轮轮廓可以是表格形式，并且可以包括表示由灵活进给装置100的不同元件跟随的同步轨迹的相应位置。在各种实施例中，灵活进给装置100的一个元件可以作为主装置操作，并且灵活进给装置100的另一个元件可以作为从装置操作，该从装置基于主装置的运动的执行来执行运动，以便基本上保持从装置和主装置之间的同步。在一些实施例中，系统1600可以包括一个或多个主装置和一个或多个相应的从装置。例如，一个或多个从装置可以与主装置进行电子凸轮连接。

因此，在各种实施例中，该机器可读指令可被配置为使数据处理器1654产生信号1658，该信号用于使柔性送料设备100的未附接的元件(例如，载具105)由柔性送料设备100的一个附接元件(例如，传送器106)输送和柔性送料设备100的另一个附接元件(例如，载具检查盘107)接收该未附接的元件的电子凸轮。

在一个实施例中，机器可读指令可以被配置成使数据处理器1654产生信号1658，该信号1658指示灵活进给装置100执行灵活进给操作。每个灵活进给操作可以由灵活进给装置100的一个或多个元件执行。灵活进给操作可以包括：运输器106将最初为空的载具105定位在装载站处；分散器101将散装零件放置在计量装置中；分散器101将计量数量的散装零件分配到零件保持器102中；振动器103搅动计量数量的散装零件；多余零件移除装置150移除未被捕获在零件保持器102的支架中的零件；取放器104拾取被捕获在支架中的零件；取放器104将零件放置到载具105中；载具检查器108检查载具105以确定载具105是否为空；运输器106将被检查的载具105定位在传送站111处；以及传送装置114从被检查的载具105获得零件并将其传送到下游处理器。机器可读指令可以被配置成使数据处理器生成在上述灵活进给操作中的至少两个的同步中有用的信号。

上述装置，系统和方法可以使其自身具有高和可缩放的输出，其中输出被定义为保持离散零件的载具105被传送到下游处理器的速率。如本领域技术人员将理解的，任何给定实施例的具体输出可以根据以下工程变量中的一个或多个来计算：

-零件保持器102的尺寸以及它所包含的口袋的数量。

-通过分散器101分散到零件保持器102上的离散零件的数量。

-通过振动器103施加到零件保持器102的振动能量的幅度和频率。

-搅动周期的持续时间(即，通过振动器103将振动能量施加到零件保持器102的时间)。

-取放器104上的夹持器的数量。

-利用取放器104的每个冲程，可以放置在载具105中的潜在零件的数量(其等于夹持器的数量)。

-由并行操作的部分101至105形成的子系统的数量。

-由并行操作、进给公共传送装置111的部分101至110,112和113形成的子系统的数量。

上述工程变量的最佳值可以逐例变化。此外，根据情况，可以通过分析，模拟和/或经验测试来确定值。

现在已经描述了高输出灵活进给系统的几个实施例。应当理解，零件保持器，口袋，载具，运输器和相关装置的特定数量，形状，取向，对称性或其它方面在任何方面都不是限制性的。

本公开描述了优于现有技术的几种系统和方法，因为零件进给系统可以容易地从进给一种类型的零件的结构重新配置为进给另一种类型的零件的结构。可以通过用为不同类型的零件设计的另一个零件保持装置代替用于原始类型的零件的零件保持装置来实现重新配置。为了实现这种替换，初始的零件接收装置与它所连接的设备(例如，振动器)分离，而另一零件保持装置在其位置上连接。如果需要，用于原始类型的零件的零件载具可以用为不同类型的零件设计的其它载具所代替。这可以通过将初始载具与运输器分离并将其它载具与运输器连接来实现。此外，如果需要，取放器可以从初始设置被重新编程为新设置，在初始设置中，夹持器的间隔和/或夹持器所施加的力被改变，在新设置中，夹持器的间隔和/或夹持器所施加的力根据在为不同类型的零件设计的零件保持装置上的零件支架的间隔和不同类型的零件的各种物理属性(例如，零件的尺寸，重量，表面摩擦系数等)来选择。如本领域技术人员将理解的，与现有技术系统的重新配置停机时间相比，如上所述的重新配置进给系统的能力提供了非常低的停机时间，在现有技术系统中，如果不是数周，则重新配置以适应零件的改变可能花费数天的时间。

本文所述的系统和方法不依赖于视觉引导的机器人进给系统，用于在特定方向上对准拾取和放置的零件。这是有利的，因为本公开的系统和方法不受现有技术、机器视觉启用的设备的低输出率的限制。

在前面的描述中，为了解释的目的，列出了许多细节，以提供对实施例的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员来说，显然不需要这些具体细节。在其他情况下，众所周知的电气结构和电路是以框图的形式显示的，以便不影响理解。例如，对于本文所述的实施方案是否以软件程序、硬件电路、固件或其组合的方式实现，没有提供具体细节。

本公开的实施例可以被表示为存储在机器可读介质(也称为计算机可读介质，处理器可读介质，或其中包含有计算机可读程序代码的计算机可用介质)中的计算机程序产品。机器可读介质可以是任何合适的有形，非暂时性介质，包括磁，光或电存储介质，包括磁盘，光盘只读存储器(CD-ROM)，存储器装置(易失性或非易失性)或类似的存储机构。机器可读介质可以包含各种指令集，代码序列，配置信息或其它数据，这些指令，代码序列，配置信息或其它数据在被执行时使得处理器执行根据本公开的实施例的方法中的步骤。所属领域的技术人员将了解，实施所描述的实施所必需的其它指令和操作也可存储在机器可读媒体上。存储在机器可读介质上的指令可以由处理器或其它合适的处理装置执行，并且可以与电路接口以执行所述任务。

上述实施例仅仅是示例。本领域技术人员可以对特定实施例进行改变，修改和变化。权利要求的范围不应由这里阐述的特定实施例来限制，而应以与说明书整体一致的方式来解释。