多功能制造工具的制作方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年11月16日，申請(qǐng)?zhí)枮?01280066894.3，發(fā)明名稱為“多功能制造工具”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及多功能制造工具。
背景技術(shù)：
習(xí)慣上，在制造產(chǎn)品中使用的零件通過人手或機(jī)器人機(jī)構(gòu)被拾取并放置在用于制造的位置上。然而，目前的機(jī)器人機(jī)構(gòu)尚未提供一定水平的控制、靈巧度和有效性以在某些制造系統(tǒng)中有成本效益地實(shí)施。
實(shí)施多種過程的自動(dòng)化制造系統(tǒng)習(xí)慣上依靠分立機(jī)構(gòu)以實(shí)施每一個(gè)不同的過程。然而，具有致力于主要分立任務(wù)的自動(dòng)化機(jī)器從生產(chǎn)角度和從成本角度考慮可能是低效的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的各個(gè)方面涉及用于制造工具的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。制造工具包括作為統(tǒng)一的制造工具的真空工具和超聲焊接機(jī)。制造工具可用于拾取和放置制造零件，然后用相關(guān)聯(lián)的超聲焊接機(jī)來焊接制造零件。
提供了本概述以便以簡化形式介紹在下文的詳細(xì)說明中進(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。
本申請(qǐng)還涉及以下內(nèi)容：
1)一種制造工具，包括：
具有適合于接觸制造零件的下表面的真空動(dòng)力零件保持件；以及
聯(lián)接到所述真空動(dòng)力零件保持件的超聲焊接觸角部，所述超聲焊接觸角部包括遠(yuǎn)端端部，所述遠(yuǎn)端端部適合于接觸所述制造零件使得所述遠(yuǎn)端端部至少延伸到由所述真空動(dòng)力零件保持件的下表面界定的平面。
2)根據(jù)1)所述的制造工具，還包括位置構(gòu)件，其中所述位置構(gòu)件聯(lián)接到所述真空動(dòng)力零件保持件或所述超聲焊接觸角部并且控制所述真空動(dòng)力零件保持件和所述超聲焊接觸角部兩者的移動(dòng)。
3)根據(jù)1)所述的制造工具，其中所述真空動(dòng)力零件保持件包括具有延伸穿過內(nèi)部板表面和所述下表面的多個(gè)孔的真空板。
4)根據(jù)1)所述的制造工具，其中所述真空動(dòng)力零件保持件包括延伸穿過所述下表面的單一孔。
5)根據(jù)1)所述的制造工具，其中所述真空動(dòng)力零件保持件使用文丘里真空裝置或康達(dá)效應(yīng)真空發(fā)生器產(chǎn)生真空。
6)根據(jù)1)所述的制造工具，還包括轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，所述機(jī)械振動(dòng)通過所述超聲焊接觸角部傳遞到所述制造零件。
7)根據(jù)6)所述的制造工具，還包括電子超聲波發(fā)生器，其中所述電子超聲波發(fā)生器產(chǎn)生具有適合于所述超聲焊接觸角部和所述轉(zhuǎn)換器的頻率的交流電。
8)根據(jù)1)所述的制造工具，其中所述真空動(dòng)力零件保持件或所述超聲焊接觸角部中的僅一個(gè)是可用于各自的預(yù)期的目的的。
9)根據(jù)1)所述的制造工具，其中所述真空動(dòng)力零件保持件和所述超聲焊接觸角部兩者是可同時(shí)用于其各自的預(yù)期的目的的。
10)一種使用制造工具連接多個(gè)制造零件的方法，所述制造工具包括真空動(dòng)力零件保持件和超聲焊接觸角部，所述方法包括：
定位所述制造工具，使得所述真空動(dòng)力零件保持件接近多個(gè)制造零件中的第一制造零件；
產(chǎn)生通過所述真空動(dòng)力零件保持件的下表面?zhèn)鬟f的真空力；
暫時(shí)維持所述第一制造零件與所述真空動(dòng)力零件保持件的至少一部分接觸；
將所述第一制造零件轉(zhuǎn)移至所述多個(gè)制造零件中的第二制造零件；
將所述第一制造零件從所述真空動(dòng)力零件保持件釋放；
定位所述制造工具，使得所述超聲焊接觸角部接近所述第一制造零件，其中所述第一制造零件正接觸所述第二制造零件；以及
通過所述超聲焊接觸角部施加超聲波能量，其中所述超聲波能量對(duì)于將所述第一制造零件與所述第二制造零件連接是有效的。
11)根據(jù)10)所述的方法，其中定位所述制造工具包括移動(dòng)所述制造工具。
12)根據(jù)10)所述的方法，其中定位所述制造工具包括將所述多個(gè)制造零件中的至少一個(gè)移動(dòng)到所述制造工具。
13)根據(jù)10)所述的方法，其中所述真空力使用文丘里真空裝置或康達(dá)效應(yīng)真空發(fā)生器來產(chǎn)生。
14)根據(jù)10)所述的方法，還包括選擇性激活所述真空動(dòng)力零件保持件的第一部分以僅在所述第一部分處產(chǎn)生真空力。
15)根據(jù)10)所述的方法，還包括選擇性停用所述真空動(dòng)力零件保持件的第一部分以釋放所述第一制造零件。
16)根據(jù)10)所述的方法，還包括使用所述制造工具在所述第一制造零件和所述第二制造零件的方向上施加壓縮力。
17)根據(jù)10)所述的方法，還包括產(chǎn)生對(duì)抗所述真空動(dòng)力零件保持件的真空力以至少部分地釋放所述第一制造零件。
18)根據(jù)10)所述的方法，還包括確定所述超聲焊接觸角部的遠(yuǎn)端端部的位置，使得所述遠(yuǎn)端端部是可定位在相對(duì)于所述第一制造零件界定的位置處的。
19)一種制造工具，包括：
真空動(dòng)力零件保持件，所述真空動(dòng)力零件保持件包括：
(1)多個(gè)真空分配器，其中所述多個(gè)真空分配器中的每一個(gè)聯(lián)接到所述多個(gè)真空分配器的至少一個(gè)其他真空分配器；
(2)多個(gè)真空發(fā)生器，其中所述多個(gè)真空發(fā)生器中的每一個(gè)聯(lián)接到所述多個(gè)真空分配器的相關(guān)聯(lián)的真空分配器；
(3)制造零件接觸表面，其中所述制造零件接觸表面聯(lián)接到所述多個(gè)真空分配器；以及
超聲焊接觸角部，其中所述超聲焊接觸角部至少部分地聯(lián)接到所述真空動(dòng)力零件保持件，使得所述超聲焊接觸角部和所述真空動(dòng)力零件保持件是協(xié)調(diào)地可移動(dòng)的。
20)根據(jù)19)所述的制造工具，其中所述超聲焊接觸角部包括遠(yuǎn)端端部，所述遠(yuǎn)端端部延伸穿過由所述制造零件接觸表面界定的平面。
21)根據(jù)19)所述的制造工具，其中所述超聲焊接觸角部包括遠(yuǎn)端端部，所述遠(yuǎn)端端部延伸到由所述制造零件接觸表面界定的平面。
22)根據(jù)19)所述的制造工具，其中所述超聲焊接觸角部可移動(dòng)地聯(lián)接到所述真空動(dòng)力零件保持件。
23)根據(jù)22)所述的制造工具，其中所述超聲焊接觸角部在垂直于由所述制造零件接觸表面界定的平面的方向上可移動(dòng)地聯(lián)接。
24)根據(jù)22)所述的制造工具，其中所述超聲焊接觸角部在垂直于由所述制造零件接觸表面界定的平面的方向上可移動(dòng)地聯(lián)接，其中偏置機(jī)構(gòu)抵抗所述超聲焊接觸角部相對(duì)于所述制造零件接觸表面的移動(dòng)。
附圖說明
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：
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
圖26描繪了根據(jù)本發(fā)明的各方面的用于使用包括真空工具和超聲焊接機(jī)的制造工具來連接多個(gè)制造零件的方法；以及
圖27描繪了適于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性計(jì)算設(shè)備。
具體實(shí)施方式
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，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)或未來的技術(shù)的不同的元素或元素組合。
本發(fā)明的各方面涉及用于制造工具的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。制造工具非常適合于用于自動(dòng)化的制造系統(tǒng)內(nèi)的各種材料、各種形狀、各種零件尺寸、各種制造過程和各種位置。這種高水平的適應(yīng)性提供了是自動(dòng)化制造過程中的關(guān)鍵部件的制造工具。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，制造工具包括作為統(tǒng)一的制造工具的真空工具和超聲焊接機(jī)，該統(tǒng)一的制造工具能夠由單一位置構(gòu)件來操縱。制造工具可用于拾取和放置制造零件，然后用相關(guān)聯(lián)的超聲焊接機(jī)來焊接制造零件。
因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制造工具。該制造工具包括具有適合于接觸制造零件的下表面的真空動(dòng)力零件保持件。制造工具還包括聯(lián)接到真空動(dòng)力零件保持件的超聲焊接觸角部。超聲焊接觸角部包括適合于接觸制造零件的遠(yuǎn)端端部，使得該遠(yuǎn)端端部至少延伸到由真空動(dòng)力零件保持件下表面所界定的平面。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了使用包括真空動(dòng)力零件保持件和超聲焊接觸角部的制造工具來連接多個(gè)制造零件的方法。方法包括定位制造工具，使得真空動(dòng)力零件保持件在第一制造零件附近。方法還包括產(chǎn)生通過真空動(dòng)力零件保持件的下表面?zhèn)鬟f的真空力。方法還包括暫時(shí)保持第一制造零件與真空動(dòng)力零件保持件的至少一部分接觸。另外，方法包括將第一制造零件轉(zhuǎn)移至多個(gè)制造零件中的第二制造零件。方法還包括將第一制造零件從真空動(dòng)力零件保持件釋放。另外，方法包括定位制造工具使得超聲焊接觸角部在第一制造零件附近，其中第一制造零件正與第二制造零件接觸。方法還包括通過超聲焊接觸角部施加超聲波能量。超聲波能量對(duì)于將第一制造零件與第二制造零件連接是有效的。
本發(fā)明的第三方面提供了一種制造工具。該制造工具包括真空動(dòng)力零件保持件。真空動(dòng)力零件保持件包括多個(gè)真空分配器。多個(gè)真空分配器中的每個(gè)聯(lián)接到多個(gè)真空分配器中的至少一個(gè)其他真空分配器。真空動(dòng)力零件保持件還包括多個(gè)真空發(fā)生器。多個(gè)真空發(fā)生器中的每個(gè)聯(lián)接到多個(gè)真空分配器中的相關(guān)聯(lián)的真空分配器。真空動(dòng)力零件保持件還包括制造零件接觸表面。制造零件接觸表面聯(lián)接到多個(gè)真空分配器。制造工具還包括超聲焊接觸角部。超聲焊接觸角部至少部分地聯(lián)接到真空動(dòng)力零件保持件，使得超聲焊接觸角部和真空動(dòng)力零件保持件是協(xié)調(diào)地可移動(dòng)的。
已簡要描述了本發(fā)明的實(shí)施方案的概述，更詳細(xì)的描述如下。
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、織物、橡膠、泡沫、網(wǎng)狀物和/或類似物構(gòu)建的零件。
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(patterncuttextile)、無紡材料、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)。
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(venturipump)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(
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穿過更大的可能表面區(qū)域分配。
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。
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。
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。
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110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。
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。除了別的以外，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。
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，該空氣真空分配效果減少空氣的內(nèi)部湍流。通過當(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)可以通過空氣湍流的減少而被控制。也可由內(nèi)部側(cè)表面118和板150的交叉部來限定角144。
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)。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，板150由部分地符合待操縱的物品的材料形成。例如，板150可由網(wǎng)狀材料構(gòu)成，該網(wǎng)狀材料具有由網(wǎng)狀材料(例如，紡織網(wǎng)、金屬網(wǎng))中的空隙界定的多個(gè)孔。
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。
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。
在這個(gè)例子中，空氣從外部板表面158通過穿過板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。
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?？颠_(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)過真空孔138向上延伸。
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。
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、長度、寬度)、從結(jié)構(gòu)元素的偏移(例如，距外邊緣的距離、距無孔部分的距離)(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方式測量。例如，孔距可以由兩個(gè)孔的最近的兩個(gè)點(diǎn)測量、由兩個(gè)孔的表面區(qū)域中心(例如，圓孔中心)測量、由兩個(gè)孔的特定特征測量。
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。
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、1mm和4mm之間、1mm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1mm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量被預(yù)期。
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孔材料部分兩者的復(fù)合零件可利用不同的變量來完成相同水平的操縱。在這個(gè)例子中，導(dǎo)致將由無孔材料接觸的區(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，來自較大尺寸的孔的孔距可以大于來自較小尺寸的孔的孔距(或反之亦然)。
另外的變量是偏移。在示例性的方面，偏移是孔距板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8mm(或更多)。在實(shí)踐中，從1mm至5mm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。
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。
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5mm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1mm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1mm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1mm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。
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的隔離部分來實(shí)現(xiàn)。
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，其允許位置構(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)，該一系列指令導(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)接至位置構(gòu)件310，如cnc機(jī)器人。
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，以允許可能更小的位置構(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)。
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。
在圖16中，為了圖示說明的目的，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。習(xí)慣上，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。
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。可以預(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(part-matchingshape)或類似的形狀可以替代地來實(shí)施。(例如，單元可以是模塊化的，使得取決于待操縱的材料，另外的單元可從真空工具100中添加或移除。聯(lián)接機(jī)構(gòu)可將第一真空分配器110與一個(gè)或多個(gè)另外的真空分配器110聯(lián)接以形成真空工具100)。此外，真空發(fā)生器102和/或真空分配器110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。
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。類似地，可以預(yù)期的是，一個(gè)或多個(gè)另外的超聲焊接機(jī)200可與各方面結(jié)合來實(shí)施。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)、熱熔和其它應(yīng)用方法)、機(jī)械緊固零件、壓力施加器、固化設(shè)備(例如，紫外光、紅外光、熱施加器和化學(xué)制品施加器)、激光器、熱焊機(jī)、電弧焊機(jī)、微波爐、其他能量集中緊固設(shè)備及類似物也可以整體地或部分地并入示例性方面中。例如，除了如本文討論的超聲焊接機(jī)之外或代替如本文討論的超聲焊接機(jī)可使用任何上述引用的緊固工具(例如，粘合劑施加器、機(jī)械緊固件、焊機(jī)及類似物)。因此，本文的各方面考慮與一個(gè)或多個(gè)真空工具一起使用的可選擇的緊固工具。
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波發(fā)生器(也可稱為電源)和控制器。電子超聲波發(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。
在套件內(nèi)，轉(zhuǎn)換器將接收自電子超聲波發(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。例如，可形成遠(yuǎn)端端部212，以便有效地將機(jī)械振動(dòng)傳遞至零件，同時(shí)限制必需的時(shí)間、壓力和/或特定焊接部所必需的表面積。例如，遠(yuǎn)端端部可適于產(chǎn)生用于待焊接的材料的特定尺寸的焊接機(jī)頭光斑尺寸。超聲焊接機(jī)頭光斑尺寸可以在1mm至8mm的直徑范圍內(nèi)，或特別地以/約4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm和/或6.5mm的直徑。此外，可實(shí)施各種超聲焊接頻率，諸如15khz至70khz。在示例性方面，焊接頻率可以是15khz至35khz、25khz至30khz、26khz、27khz、28khz和/或29khz?？筛淖兏鞣N其他功率利用變量。例如，功率消耗還可包括超聲焊接機(jī)的瓦數(shù)?？苫诓牧?、時(shí)間、壓力、厚度、焊接熔深等調(diào)整瓦數(shù)。在示例性方面，瓦數(shù)可為約300瓦特。
超聲焊接機(jī)200可定位在相對(duì)于真空工具100的多個(gè)位置上。例如，超聲焊接機(jī)可位于沿真空工具100的周邊的任何位置上。此外，可以預(yù)期，超聲焊接機(jī)200以任何距離從真空工具100的周邊偏移。在示例性方面，超聲焊接機(jī)200位于沿著接近聯(lián)接構(gòu)件300的周邊處，以當(dāng)從真空轉(zhuǎn)變到焊接時(shí)最小化制造工具10的移動(dòng)。此外，可以預(yù)期，在關(guān)于真空工具100的各種位置處使用多個(gè)超聲焊接機(jī)200，以進(jìn)一步降低制造工具10的行程時(shí)間。此外，還可預(yù)期，將一個(gè)或多個(gè)超聲焊接工具整合到真空工具100中。例如，超聲焊接機(jī)可在兩個(gè)分立真空分配器之間的位置處(例如，減少的材料部113的位置)整合；使得超聲焊接機(jī)200可從真空工具100的上表面穿過而延伸到外部板表面158。因此，可以預(yù)期，任何緊固工具(諸如超聲焊接機(jī))可以在相對(duì)于真空工具的任何位置處和任何方向上穿過真空工具的上表面穿過外部板158而延伸。如將關(guān)于圖25更詳細(xì)討論的，還可實(shí)施偏置機(jī)構(gòu)，以允許真空工具100的部分施加比由超聲焊接機(jī)200所使用的更大的壓縮力(例如，以提供待焊接的零件的穩(wěn)定性)。
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。
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。觸角部210的遠(yuǎn)端端部212在由外部板表面158限定的平面下方延伸。由于遠(yuǎn)端端部212延伸超出平面，因此遠(yuǎn)端端部212可接觸材料，而不受來自制造工具10的真空工具100部分的干擾。然而，可以預(yù)期，遠(yuǎn)端端部212與外部板表面158平面近似齊平地延伸。此外，可以預(yù)期，遠(yuǎn)端端部212不延伸穿過由外部板表面158的平面所界定的平面。在本例子中，可以預(yù)期，真空工具100可移動(dòng)地聯(lián)接到聯(lián)接構(gòu)件，該聯(lián)接構(gòu)件允許外部板表面158的平面相對(duì)于遠(yuǎn)端端部212移動(dòng)(例如，一旦將足夠的壓力施加到外部板表面158，那么諸如彈簧和/或氣動(dòng)設(shè)備的偏置機(jī)構(gòu)可允許外部板表面158的平面向上移動(dòng))。此外，還可預(yù)期，遠(yuǎn)端端部212(一般地和/或超聲焊接機(jī)200)定向在制造工具10上，使得位置構(gòu)件310圍繞軸線的旋轉(zhuǎn)將材料操縱平面從由外部板表面158的平面界定的平面改變到由遠(yuǎn)端端部212界定的平面(例如，將真空工具100從平行于正在被操縱的材料旋轉(zhuǎn)直到超聲焊接機(jī)200垂直于(或任何可接受的角度)待焊接的材料)。換言之，可以預(yù)期，代替利用x-y-z運(yùn)動(dòng)將遠(yuǎn)端端部212定位在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，可?shí)施圍繞x軸、y軸和/或z軸的旋轉(zhuǎn)以定位遠(yuǎn)端端部212。
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和無孔部分170。無孔部分170是板150的孔沒有延伸穿過的部分。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，無孔部分170可以在意在與材料的有延展性的(和其它特性)部分接觸的區(qū)域中實(shí)施，材料的有延展性的(和其它特性)部分可能對(duì)于由一個(gè)或多個(gè)孔傳遞的真空的應(yīng)用反應(yīng)不好。
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和第六真空部分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，但為簡潔起見只關(guān)于本圖20進(jìn)行討論。
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。
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。然而，另外的方面考慮利用具有多個(gè)孔的板，該多個(gè)孔不意在用于由待操縱的零件接觸/覆蓋(例如，產(chǎn)生可能習(xí)慣上不期望的抽吸損失)。
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可界定類似于先前討論的由圖18的外部板表面158所界定的平面的平面。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的平面來界定。
可以預(yù)期的是，杯161可以基于待操縱的零件來調(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。
雖然真空工具100與超聲焊接機(jī)200的兩個(gè)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)200一起使用。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100一起實(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)。此外，可以預(yù)期，一個(gè)或多個(gè)單一孔真空工具與一個(gè)或多個(gè)多孔真空工具和一個(gè)或多個(gè)緊固工具聯(lián)接。照此，任何數(shù)量的特征(例如，工具)可被組合。
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。
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。在示例性方面，將距離169最小化，以減少制造工具10從放置零件到焊接零件的行程。然而，在另一個(gè)示例性方面，將距離169維持足夠的距離，以防止在操縱或焊接操作中受其他工具部分的干擾。
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，與通過聯(lián)接構(gòu)件300在相同的方向上施加的壓力無關(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、彈簧及類似物)。
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。此外，可以預(yù)期，偏置機(jī)構(gòu)還可用作阻尼機(jī)構(gòu)，以減少當(dāng)接觸對(duì)象(例如，零件，工作面)時(shí)由制造工具10的一個(gè)或多個(gè)部分經(jīng)歷的沖擊力。
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1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。
此外，還可預(yù)期，代替(或除了)利用偏置機(jī)構(gòu)，由超聲焊接機(jī)200(或任何緊固設(shè)備)施加的力的量可基于待結(jié)合的材料來調(diào)整。例如，確定的百分比的壓縮可允許用于待結(jié)合的材料，使得可調(diào)整遠(yuǎn)端端部距板的下表面的偏移高度，以允許用于特定材料的確定水平的壓縮。在實(shí)踐中，與將不允許相同量的壓縮(由尺寸或力測量)的非高度可壓縮材料相比，高度可壓縮材料可允許緊固工具的遠(yuǎn)端端部和真空板的下表面之間的更大的距離。
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的形式來可控制地由真空工具100將壓力施加到零件上。
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。
圖26根據(jù)本發(fā)明的各方面描繪了使用包括真空工具100和超聲焊接機(jī)200的制造工具10來連接多個(gè)制造零件的方法2600。塊2602描繪了定位制造工具10使得真空工具100接近第一零件的步驟。如本文所使用的，術(shù)語接近可指包括處于、在其上和附近的物理關(guān)系。例如，當(dāng)制造工具在制造工具距某一位置的長度或?qū)挾确秶鷥?nèi)時(shí)，制造工具可接近該位置。此外，可以預(yù)期，當(dāng)制造工具在界定為處于待操縱的零件的容差范圍內(nèi)的位置處時(shí)，制造工具接近位置。制造工具10的定位可通過之前所述的位置構(gòu)件310來實(shí)現(xiàn)。
塊2604描繪了產(chǎn)生通過真空工具100的下表面?zhèn)鬟f的真空力的步驟。例如，可激活(例如，作為整體、選擇性地)真空發(fā)生器102中的一個(gè)或多個(gè)以產(chǎn)生真空力，該真空力引起將零件吸引到圖19的外部板表面158(或圖22的下表面159)的抽吸作用。如先前討論的，可以預(yù)期，根據(jù)真空力的所需的量和真空力的所需位置，可選擇性地激活(或停用)一個(gè)或多個(gè)真空部分。
塊2606描繪了暫時(shí)保持第一零件與真空工具100的至少一部分接觸的步驟。因此，一旦向零件施加真空且將該零件被吸引至真空工具100，則該零件被保持與真空工具100接觸，使得如果真空工具移動(dòng)(或零件的下支撐表面移動(dòng))，則該零件將與真空工具呆在一起。在這個(gè)意義上使用術(shù)語暫時(shí)以便不意指需要付出巨大努力來將零件與真空工具分離的永久結(jié)合或以其他方式有效結(jié)合。而是，零件被“暫時(shí)”保持一定持續(xù)時(shí)間，在該持續(xù)時(shí)間內(nèi)施加足夠的真空力。
塊2608描繪了將第一零件轉(zhuǎn)移到第二零件的步驟。第一零件可通過制造工具10的移動(dòng)來轉(zhuǎn)移。此外，可以預(yù)期，第一零件的轉(zhuǎn)移可通過第二零件到第一零件的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)(例如，下面的輸送機(jī)系統(tǒng)將第二零件帶向第一零件)。
塊2610描繪了從真空工具100釋放第一零件的步驟。例如，可以預(yù)期，停止通過一個(gè)或多個(gè)真空發(fā)生器102產(chǎn)生真空壓力足以完成第一零件的釋放。此外，可以預(yù)期，可實(shí)施不足以產(chǎn)生真空發(fā)生器102中的真空(例如，不足以利用康達(dá)效應(yīng))，但足以導(dǎo)致釋放零件的一陣空氣。
此外，可以預(yù)期，第一零件的釋放還包括激活對(duì)抗真空工具100的真空壓力的另一個(gè)機(jī)構(gòu)。例如，真空工具100的對(duì)面的工作表面(例如，輸送機(jī)，桌面)可產(chǎn)生抵制真空工具的真空的真空壓力。當(dāng)真空工具再次轉(zhuǎn)移到新位置時(shí)，這可允許零件的精確放置和保持。由于可不需要以與真空工具100相同的速率來循環(huán)關(guān)閉和啟動(dòng)，因此可用機(jī)械真空(例如，鼓風(fēng)機(jī))來產(chǎn)生抵制真空壓力。
在本發(fā)明的示例性方面，可以預(yù)期，對(duì)于示例性過程，工作表面真空和真空工具真空可具有如下表描述的以下的開/關(guān)關(guān)系。雖然表示了示例性過程，但是可以預(yù)期，另外的過程可在該過程內(nèi)被代替或重排。此外，制造表面，如本文所用的，對(duì)可移動(dòng)物品的參考，其可形成用于由被操縱的零件導(dǎo)致的最初固定、保持、對(duì)準(zhǔn)或以其他方式協(xié)助產(chǎn)品的制造的基礎(chǔ)。
簡化的操作表
另外的操作表
因此，可以預(yù)期，工作表面真空和真空工具真空的任何組合可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各方面。在示例性方面，在制造表面存在時(shí)保持工作面真空處于開。結(jié)果，工作表面真空可利用機(jī)械真空發(fā)生器，機(jī)械真空發(fā)生器可比康達(dá)真空發(fā)生器或文丘里真空發(fā)生器更有效，但需要啟動(dòng)或逐漸停止的時(shí)間。此外，機(jī)械真空發(fā)生器可能夠在更大面積上產(chǎn)生比康達(dá)真空發(fā)生器或文丘里真空發(fā)生器通常產(chǎn)生的更大量的真空力。
塊2612描繪了定位制造工具10使得超聲焊接機(jī)200的遠(yuǎn)端端部212接近第一零件的步驟。在這個(gè)例子中，可以預(yù)期，旨在利用超聲焊接機(jī)200來連接第一零件和第二零件。因此，將超聲焊接機(jī)以在第一零件和第二零件之間施加超聲波引起的結(jié)合的方式定位。
塊2614描繪了通過觸角部210施加超聲波能量的步驟。超聲波能量的施加用超聲焊接將第一零件和第二零件結(jié)合。
雖然已確定了方法2600的各個(gè)步驟，但是可以預(yù)期，可實(shí)施添加的或更少的步驟。此外，可以預(yù)期，可以以任何順序來執(zhí)行方法2600的步驟，并且不限于所呈現(xiàn)的順序。
圖27描繪了適合于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性操作環(huán)境，其通常作為計(jì)算設(shè)備2700來示出和指定。計(jì)算設(shè)備2700只是適合的計(jì)算環(huán)境的一個(gè)示例，并不旨在暗示關(guān)于本發(fā)明的使用或功能的范圍的任何限制。也不應(yīng)將計(jì)算設(shè)備2700詮釋為具有與闡明的模塊/組件的任一個(gè)或組合有關(guān)的任何從屬性或必要條件。
可在計(jì)算機(jī)代碼或機(jī)器可使用指令的大環(huán)境下描述實(shí)施方案，計(jì)算機(jī)代碼或機(jī)器可使用指令包括諸如程序模塊的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，由計(jì)算機(jī)或諸如個(gè)人數(shù)據(jù)助理，移動(dòng)電話或其他手持式設(shè)備的其他機(jī)器執(zhí)行。通常，包括例程、程序、對(duì)象、模塊、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及類似物的程序模塊是指執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)嵤┨囟ǔ橄髷?shù)據(jù)類型的代碼。可在各種系統(tǒng)配置中實(shí)踐實(shí)施方案，包括手持式設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品、通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算設(shè)備等。還可在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐實(shí)施方案，在分布式計(jì)算環(huán)境中任務(wù)由通過通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備執(zhí)行。
繼續(xù)參考圖27，計(jì)算設(shè)備2700包括總線27270，總線27270直接或間接聯(lián)接以下設(shè)備：存儲(chǔ)器27272、一個(gè)或多個(gè)處理器2714、一個(gè)或多個(gè)演示模塊2716、輸入/輸出(i/o)端口2718、i/o模塊2720和說明性電源2722?？偩€27270象征可以是一條或多條總線(諸如地址總線、數(shù)據(jù)總線、或其組合)。雖然圖27中的各個(gè)塊為清楚起見以線示出，實(shí)際上，描繪各模塊并不那樣清楚，并且比喻性地來說，線更精確地將是灰色的和模糊的。例如，人們可以認(rèn)為諸如顯示設(shè)備的演示模塊是i/o模塊。此外，處理器具有存儲(chǔ)器。發(fā)明人于此確認(rèn)這是本領(lǐng)域技術(shù)的本質(zhì)，并且重申，圖27的圖僅是可與一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案相關(guān)地使用的示例性計(jì)算設(shè)備的說明。在諸如“工作站”、“服務(wù)器”、“筆記本電腦”、“手持式設(shè)備”等分類之間不進(jìn)行區(qū)分，因?yàn)樗卸碱A(yù)期處于圖27的范圍內(nèi)和對(duì)“計(jì)算機(jī)”或“計(jì)算設(shè)備”的參考內(nèi)。
計(jì)算設(shè)備2700通常包括各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。舉例來說，而非限制，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)；只讀存儲(chǔ)器(rom)；電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)；閃存或其它存儲(chǔ)器技術(shù)；cdrom、數(shù)字多功能盤(dvd)或其他光學(xué)或全息介質(zhì)；磁盒，磁帶，磁盤存儲(chǔ)器或其他磁存儲(chǔ)設(shè)備，或可用于編碼所需信息并可由計(jì)算設(shè)備2700訪問的任何其他介質(zhì)。
存儲(chǔ)器2712包括易失的和/或非易失的存儲(chǔ)器形式的永久性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。存儲(chǔ)器可以是可拆卸的、不可拆卸的或其組合。示例性硬件設(shè)備包括固態(tài)存儲(chǔ)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器等。計(jì)算設(shè)備2700包括從諸如存儲(chǔ)器2712或i/o模塊2720的各種實(shí)體讀取數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)處理器。演示模塊2716為用戶或其他設(shè)備呈現(xiàn)數(shù)據(jù)指示。示例性演示模塊包括顯示設(shè)備、揚(yáng)聲器、打印模塊、振動(dòng)模塊及類似物。i/o端口2718允許計(jì)算設(shè)備2700在邏輯上聯(lián)接到包括i/o模塊2720的其他設(shè)備，i/o模塊2720中的一些可內(nèi)置。說明性模塊包括話筒、鍵盤、輸入設(shè)備、掃描儀、打印機(jī)、無線設(shè)備及類似物。
另外的布置、特征、組合、子組合、步驟等等預(yù)期處于提供的公開內(nèi)。照此，另外的實(shí)施方案內(nèi)在地由提供的討論公開。
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