用于操纵负载的装置以及这种装置的生产方法
用于操纵负载的装置以及这种装置的生产方法
【专利说明】用于操纵负载的装置以及这种装置的生产方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求基于在2013年6月7日提交的欧洲专利申请EP13171149.1的外国优先权，其全部内容在此引入以作参考。
技术领域
[0003]本发明涉及一种用于操纵负载的装置以及用于这种装置的生产方法。具体地说，本发明涉及一种用于操纵负载的装置以及可用在生产设备(product1n plant)中的这种装置的生产方法。生产设备特别是用于交通工具的装配生产线。
【背景技术】
[0004]在用于例如像汽车、媒体设备、家具等的工业生产的物体的生产设备中，待生产物体的单个组件通常从一个地方移动至另一个地方和/或组件围绕其轴被枢转和/或以确定的操纵方式被保持在特定位置等。在现有技术中，目前使用夹持工具，其能操纵物体的负载并且其尺寸足够将物体牢固地且足够快地从开始位置移动至期望的其他位置，也能将物体保持在这个位置。
[0005]目前在这种生产设备中使用的夹持工具较重。其结果是，在其中集成夹持工具的设备将被计划用于待操纵的大负载。其进一步的结果是，驱动这种夹持工具所需的驱动力较大。进一步的缺点在于为特定夹持任务均设计的不同夹持工具之间的生产设备的重新装配比较耗时。这导致生产设备的停机时间长。
[0006]EP 2 465 651 A1示出了一种用于接收和操纵组件的装置以及这种装置的生产方法。与迄今已知的夹持工具相比，装置的重量通过将该装置实施为轻质结构材料块在此处明显的降低约20 %至50 %。
[0007]然而，仍然需要一种用于操纵负载的装置，其中该装置具有小的净重量，但是其如此稳定以致于该装置能操纵具有可超过装置的净重量许多倍的重量的负载，并且该装置同时以低成本地和灵活地生产并且必要时以简单的方式低成本地可适应生产设备中的生产条件的变化。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的是提供一种用于操纵负载的装置以及这种装置的生产方法，利用这种装置，可解决上述问题。特别地，用于操纵负载的装置和方法以及这种装置的生产方法应被提供为其中装置与已知的装置相比具有低重量、非常灵活地可适用且低成本地生产。
[0009]这个目的通过根据权利要求1的用于操纵负载的装置来解决。装置包括包含有多个单部件的三维框架、用其覆盖框架的纤维增强塑料制成的盖、用于操纵部件的操纵单元的至少一个安装单元，其中部件可用在物体的生产中且形成负载。
[0010]上述装置具有非常低的重量、简单地且低成本地生产并且非常灵活和容易地可适应。装置可被补充在期望的位置，例如通过用于诸如特别是夹持的操纵单元的一个或多个悬臂、通过将纤维增强塑料粗糙化，从而准备用于对接另一个夹持臂。以这种方式，还可容易地修复该装置。在此，紧固单元，例如用于螺丝等的钻孔、铆接等也可被紧固到框架。
[0011]此处的“操纵”特别得理解为夹持、吸、保持、转移、定位在预定的位置、移动、像枢转、转向、平移、升降等、承载、支撑等。
[0012]在上述的装置中，框架由任意地可配置的单部件构成。框架通过包括纤维增强塑料的盖或护套(jacket)接收额外的牢固性以及必需的刚度。
[0013]上述装置的一个实施中，其中装置包括例如可用于操纵例如交通工具的本体部的三个悬臂，其与现有技术相比重量显著降低。同样适用于其他实施。
[0014]装置的有利的进一步发展在从属权利要求中给出。
[0015]在上述装置中，单部件可以是包括至少一个插头单元的平面元件，利用其单部件可组装成三维框架。因此，在插入结构中的轻的、低成本的夹持系统设有上述装置。
[0016]单部件也可以是包括配合插头单元的平面元件，使得单部件可以安装为三维框架的形状锁定(form-locking)。
[0017]存在单部件包括配置为带和通口(through opening)的至少一个插头单元的可能性，其中插头单元被配置使得一个单部件的插头单元可被插入至另一个单部件的一个通口中，此后可被紧固至其他单部件，不需要工具。
[0018]优选地，装置的框架的单部件包括边缘凹陷部。边缘凹陷部可更好地接收和补偿应变中产生的扭转力。通过其，可进一步增加由单部件制成的框架的稳定性。
[0019]在上述的装置中，框架可包括至少一个悬臂，在其一端处，机械或流体操纵单元设置在至少一个安装单元的一个处。
[0020]在装置包括多个操纵单元的情况下，操纵单元可交互用于操纵在生产物体中可用的部件。
[0021]在上述的装置中，纤维增强塑料可包含选自由碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维和连续无头纤维增强有机材料组成的组中的至少一种。
[0022]该装置可在生产交通工具本体中用作操纵用于生产交通工具的组件和/或操纵用于夹持交通工具的组件的夹紧架。此外或作为替代方案，也有可能装置包括将装置和移动装置联接的联接单元。因此，该装置可用作例如承载装置。
[0023]上述装置可以是用于生产物体的生产设备的一部分。生产设备进一步包括安装在至少一个安装单元处的至少一个操纵单元和用于在空间中移动装置的移动装置。
[0024]该目的通过根据权利要求11的用于操纵负载的装置的生产方法进一步解决。方法包括步骤:组装单部件使得单部件一起形成三维框架，在该处设置至少一个安装单元用于操纵作为负载的可在物体的生产中使用的部件、将纤维材料附接在三维框架的周围、将树脂涂覆至纤维材料上、将树脂/纤维材料复合物硬化为作为框架的盖的纤维增强塑料。该方法实现了与如上所述的关于装置相同的优点。
[0025]方法的有利的进一步发展在从属权利要求中提到。
[0026]组装的步骤在不需要工具的情况下通过安装作为三维框架的单部件形状锁定的配合插头单元执行。
[0027]可能地，方法进一步包括通过选自由激光器、铣削单元、冲孔单元和水束切割单元组成的组中的至少一种从平面材料切割多个单部件的步骤。
[0028]在该方法中，附接纤维材料的步骤可包括用管状纤维材料覆盖三维框架。
[0029]进一步可能的是，附接纤维材料的步骤被执行使得用作将装置附接至用于在空间中移动装置的移动装置的开口被暴露。
[0030]本发明的进一步可能的实施也包括上述或在下述参照实施例的特征或样式的组合，即使它们没有明确地被提及。在此，本领域技术人员也将增加作为对本发明的各种基本形式的改进或补充的单个方面。
【附图说明】
[0031 ]下面通过实施例并参照所附的附图，更详细地描述本发明，其中:
[0032]图1示出了包括根据第一实施例的装置的生产设备的非常简化的视图；
[0033]图2示出了根据第一实施例的装置的简化三维俯视图；
[0034]图3示出了根据第一实施例的装置下部的简化三维仰视图；
[0035]图4示出了根据第一实施例的装置的三维部分仰视图；
[0036]图5示出了根据第一实施例的装置的分隔部的单部件的说明；
[0037]图6示出了根据第一实施例的装置的框架的简化三维俯视图，其中框架由图5的单部件安装；
[0038]图7示出了图6的框架的下部的简化三维仰视图；
[0039]图8和图9每一个不出了图6的框架的剖视图；
[0040]图10示出了图6的框架的俯视图；
[0041]图11不出了图6的框架的下部的仰视图；
[0042]图12示出了关于图6的框架的细节；
[0043]图13示出了根据实施例的用于操纵负载的装置的生产方法的流程图；
[0044]图14示出了根据第二实施例的装置的单部件的细节；
[0045]图15示出了根据第三实施例的装置的单部件的细节；
[0046]图16示出了根据第四实施例的装置的单部件的细节；
[0047]图17示出了根据第五实施例的装置的框架的细节；
[0048]图18示出了根据第六实施例的装置的框架的单部件的三维视图。
[0049]在附图中，相同或功能相同的元件设有相同的参考标号，除非另有规定。
【具体实施方式】
[0050]图1示出了用于由多个组件生产或组装物体2的生产设备。在图1中，物体2是汽车，生产设备1是为可以用于交通工具，特别是汽车、卡车、飞机等的装配生产线。然而，生产设备1不限于此，可以是用于任意其他工业生产的物体的生产设备。
[0051]图1中的生产设备1包括用于操纵负载，例如物体2的组件的装置10。组件可以特别是作为汽车的图1中所示的物体2的本体部。然而，组件也可以是在交通工具的本体生产中可用于夹紧交通工具的组件的夹紧架或框架。图1中的生产设备1进一步包括在其处设置装置10的移动装置20。在此，装置10被固定到移动装置20使得移动装置20可将装置10在空间中移动。以其，通过装置10操纵的负载也在空间中被移动。在图1中，移动装置20被描绘为机器人。然而，移动装置20可具有任何其他形式，例如投入臂(devoting arm)、包括伸缩臂的提升装置等。
[0052]图2更详细地示出了装置10的俯视图。装置10包括第一悬臂11至第三悬臂13、用于连接第一悬臂11至第三悬臂13的连接体14、利用其装置盖在外部的盖15。盖15被详细地表示在图2的仅一个位置处。第一安装单元111设置在第一悬臂11的一端。第二安装单元121设置在第二悬臂12的一端。第三安装单元131设置在第三悬臂13的一端，其中第三安装单元131在图2中几乎看不到。假使操纵单元，例如在流体夹持部，特别是气动夹持部和/或机械夹持部，特别是钢丝绳夹持部和/或电夹持部和/或磁耦合的形式下，被安装在安装单元
111、112和113处，夹持部可交互作用用于夹持并且利用其操纵负载。然而，操纵单元也可以是在生产设备1的生产中所需要的工具。
[0053 ]如图2所示，开口 141被进一步设置在连接体14中，其中开口 141可用于将装置10安装至移动装置20。在此，将装置10安装至移动装置20也可通过自动对接或脱离执行。为清楚起见，在图2中，不是所有的开口 141设有参考标记。盖15的开口 151-156设置在开口 141周围使得盖15设置在靠近开口 141的位置，而开口 141被暴露。因此，开口 141不被盖15覆盖。此夕卜，没有利用其将装置10联接至移动装置20的联接单元被安装至图3中的装置10。
[0054]图3更详细地示出了装置10的仰视图。这里，开口142附加地设置在连接体14的底部。为清楚起见，在图3中，不是所有的开口 142设有参考标记。此外，以用于安装工具、摄像机、传感器、另一个夹持部或类似物的开口的形式的安装单元112设置在第一悬臂11的一侦k并且这里，仅在图3中表示的盖15设置在安装单元112的周围使得盖15设置在靠近安装单元112的位置，然而其中安装单元112被暴露并且因此未被盖15覆盖。
[0055]图4更详细地示出了图3关于第二安装单元121的细节。也像第一安装单元111和第三安装单元131—样，第二安装单元121被构造为使得像夹持部、工具、摄像机等的操纵单元可被安装至第二装单元121。例如，安装单元121包括利用其操纵单元可特别地通过螺钉等固定的多个开口 121A。
[0056]在图1-图4的装置10中，盖15包括碳纤维和/或玻璃纤维和/或玄武岩纤维与树脂的复合材料。因此，盖15是纤维增强塑料。盖15被层压在框架上方并且以其也实现了额外的牢固性以及必需的刚度。这在下面更详细地描述。可替代地，盖15也可由连续无头纤维增强有机材料，尤其是有机板构成。这种材料包括热塑性塑料。与其，连续无头纤维增强有机材料可通过将材料加热至热塑性塑料的熔融温度以上附接至框架，然后可被层压至框架。进一步代替方案是喷涂在纤维复合材料上，其提供与纤维材料相同的性质。
[0057]图5示出了组装成装置10的分隔部的框架的单部件，如图6-图11所示。
[0058]从图5可看出，单部件143-149形成利用其组装用于包括开口 141、142的连接体14的框架的单部件。在图5中，为清楚起见，单部件146-149的单部件中的仅一个设有参考标记。单部件143、144由单部件146-149通过在单部件143和144之间或在单部件143和144上安装单部件146-149彼此分隔开。因此，单部件146-149可被称为间隔部。单部件145以后用作将装置10联接至移动装置20的联接单元。单部件122-125形成组装后用于悬臂12的框架的的单部件。用于悬臂12的单部件122-125中的仅一个但部件被示出在图5中。可插入且插通单部件143、144的通口 31的带30设置在单部件122处。单部件122进一步包括单部件123-125的带30可插入且插通的通口 31。带30和/或通口 31以下也被称为插头单元30、31。为清楚起见，在图5中，不是所有的单部件143、144、120-125的带30和通口31都设有参考标记。
[0059]单部件143-149和122-125可由例如金属特别是铝、铁等、塑料、木材、及其组合制造。单部件143、144和122-125可由特别是镀锌板生产。实现框架所需的基本牢固性或基本稳定性的其他材料也是可想到的。
[0060]图6-图11示出了安装了以夹持部形式的操纵单元17的装置10。为清楚起见，不是所有的示于图6-图11中的部件设有参考标记。
[0061 ] 在图6-图11中，插头单元30、31仅部分地安装。因此，单部件122-125的带30确实地插入通口 31中并且通过通口向上插入至单部件143、144、122-125的边缘。然而，带30尚未弯曲并用其固定单部件143、125，如图12所示。由于这一点，图6-图11中的单部件尚未彼此完全固定。带30在此被构造为使得他们能容易地随着手的拇指弯曲，这意味着无需工具或无需要的工具。因此，不需要用于组装由单部件143-149和122-125形成的框架的另一个工具。然而，应该需要用于单部件122-125的较大材料厚度，然后带30的至少一个可具有这种材料厚度使得带30可不再通过手或拇指弯曲。在这种情况下，工具也可用于弯曲带30。
[0062]框架一旦如上和如下所述由单部件143-149和122-125组装，框架就可设有如上和如下所述的盖15。
[0063]图13非常示意性地示出了装置10的生产方法。在此，在方法从步骤S1开始之后，多个单部件例如单部件143、144和122-125从平面材料，特别是镀锌板切割。切割可利用激光和/或通过铣削的铣削单元和/或通过冲孔的冲孔单元和/或通过水切的水束切割单元和/或根据情况的另一种合适的处理例如火花腐蚀、电腐蚀等进行。在此，通口 31也被生产。此后，流程进入步骤S2。
[0064]在步骤S2中，单部件，例如单部件143-149和122-125被组装。在此，单部件被组装成使得它们一起形成如图6-图12说明的三维框架。组装步骤可在不需要工具的前提下通过安装作为三维框架的单部件形状锁定的配合插头单元来执行。在此步骤中，安装单元111、121和131和必要时操纵单元17也已经安装在框架的各自目标位置处。此后，流程进入步骤S3 ο
[0065]在步骤S3中，为了生产盖15，纤维材料附接在步骤S2中生产的三维框架的周围。该步骤可包括例如利用管状纤维材料覆盖三维框架。可替代地或另外地，单纤维或纤维毡还可附接，特别是放置在框架上。依赖于装置10的期望的稳定性和承载力，一层或多层纤维材料可附接至框架。在此，也有可能一层或多层纤维材料附接至框架的仅预定位置。例如，多层纤维材料可附接至较大力将生效的框架的位置而不是较小力将生效 的框架的位置。此夕卜，纤维材料可被附接为使得应用作将装置附接至移动装置20或附接操纵装置等的所有开口被暴露。此后，流程进入步骤S4。
[0066]在步骤S4中，树脂被涂覆至在步骤S3中安装的纤维材料，涂覆步骤可例如利用刷子执行。在此，树脂足够存在于纤维材料的纤维之间。过量的树脂可简单地脱去。浸有树脂的纤维材料与湿巾类似，在纸巾的情况下纤维材料也可称为层压垫。步骤S4可在例如纤维材料与树脂作为纤维复合材料一起喷涂时省略。步骤S3和步骤S4可在纤维材料同时通过树脂漆安装和涂覆的情况下进一步被视为常见生产步骤。此后，流程进入步骤S5。
[0067]在步骤S5中，在步骤S3中形成的树脂/纤维材料复合材料被硬化为纤维增强塑料，因此，形成装置10的框架的盖15。硬化根据期望的层压类型可以冷硬化或热硬化。一方面，装置10的结构的额外的牢固性和刚度通过层压框架给定。另一方面，以其避免了突出穿过通口31的带再次弯曲。除了开口 141、142和112之外，框架被关闭至外部使得诸如灰尘、液体等异物的入侵被防止。此后，方法结束。
[0068]因此，为装置10设置模块化结构系统，以其有可能在插入结构中创建轻的、成本效益高的夹持系统。装置10的框架通过纤维材料制成的夹套接收额外的牢固性。此外，可保证装置10的必要的刚度。
[0069]图14详细地示出了单个部件24，其单个部件124根据第二实施例的用于装置10的框架。根据本实施例的装置10大部分地以与关于第一实施例描述的方式相同的方式实施。因此，下面只描述与第一实施例的不同之处。
[0070]图14中示出的单部件124具有对中插头单元，其包括在图14中的两个带30、两个鼻部32和杆33。杆33在此设置在两个带30之间，这表示在带的两侧中的一侧处。鼻部32的一个设置在一个带30的另一侧上。鼻部32和杆33的每一个突出单部件124的边缘一点点，如在图14中通过虚线说明。与此相反，两个带30的每一个比鼻部32进一步突出单部件124的边缘许多倍。优选地，鼻部32、可能还有杆33突出单部件124的边缘那样远使得他们可夹持进入另一个单部件的一个通口 31中，在这种情况下，一个单部件122的一个通口 31中，然而，他们在带30弯曲的情况下不突出通口 31，如在第一实施例的图12中所示。
[0071]在单部件124的边缘的带30、鼻部32和杆33的整个宽度比通口31的宽度稍微小一些使得单部件124的带30、鼻部32和杆33可在用于单部件123、125的他们以如图6-图12中所示的方式相似的方式安装在后者上时与单部件122的通口 31形成形状锁定。整个宽度对应于图14中的虚线中一条的长度。形状锁定具有对中作用作为用于配合单部件122-125、143、144的滑移保护并且以其也有助于组件的刚度。此处组件的刚度既涉及由单部件122-125、143-149构建的框架也涉及利用其实现的装置10。
[0072]装置10的其他单部件可以与带有带30和鼻部32的单部件124相同的方式实施，其中，带30设置在单部件处。
[0073]根据第三实施例，对中插头单元不包括杆33，如图15所示。根据第一个变型，此处只存在一个带30，一个鼻部32设置在其每一侧，如图15中说明，在单部件124的左边缘处。根据第二个变型，实际上存在两条带30，一个鼻部32设置在其每一侧，如图15中说明，在单部件124的右边缘处。然而，单部件124的边缘未突出在带30之间，而是位于例如单部件124的边缘的相同的直线上。可替代地，位于带30之间的单部件124的边缘与单部件124的其他边缘相比也可以在单部件124的外部开槽。
[0074]根据第四实施例，对中插头单元不包括如图16中示出的在单部件124的左边缘处的鼻部32。可替代地，可也仅在如图16中示出的在单部件124的右边缘处存在仅一个鼻部32。在这种情况下，用于滑动保护的在单部件122-125、143、144之间的形状锁定至少由带30和可能的一个鼻部32形成。
[0075]根据第五实施例，装置10的框架的单部件35、36包括如图17所示的边缘凹陷部37。在此，单部件35、36的边缘形成使得在单部件35、36彼此被带到其边缘时他们配合。单部件35、36与单部件38和不可见的另外的单部件35、36组装成箱部，在其中单部件38形成设置在箱部中的盖部。单部件38具有在图17中的被引导通过单部件35、36的通口 31的带30并且被弯曲在单部件35、36上。为清楚起见，并不是所有的带30和通口 31在图17中设有参考标记。单部件35、36、38也具有在图17中形成的作为通口 39的开口 39使得框架同样变得更轻。开口39可特别地实施为细长孔或圆孔，如图17所示。然而，也可以想到开口 39的其他形式。取决于材料的厚度，开口 39也可以形成盲孔。
[0076]如图17所示，弯曲带30不设置在由包括边缘凹陷部37的单部件35、36、38制成的框架中的单部件35的边缘区域中，如前述实施例中描述，而是进一步设置在单部件36的内部。以其，由单部件35、36和一个单部件38形成的框架将更加稳定。
[0077]在本实施例中，材料撕裂或材料断裂不会发生在单部件35、36、38的边缘区域。此夕卜，必须通过轻填充材料填充的尖锐边缘形状不会在此出现，因为他们可能存在于在前的实施例中。
[0078]边缘凹陷部可在图13中描述的方法的步骤S1中通过在单部件35、36切割或挖掘所需的锯齿状突起而制备。
[0079]图18示出根据第六实施例的装置15的一部分，装置可用于例如夹持交通工具的本体侧部。装置40通常以与前述实施例中描述的相同方式构建。因此，装置40也包括三维框架，其包含如下描述的一个或多个单部件以及由纤维增强塑料制成、利用其覆盖框架的盖15，虽然此盖15只在图18中示出。此外，装置40也包括根据前述实施例、在图13中示出的与安装单元111、121、131相似的安装单元，其用于操纵形成负载的部件的操纵单元17(图16或图17)并且可在物体2(图1)的生产中使用。以下只描述与前述实施例的不同之处从而其余部分参考前述实施例的描述。
[0080]图18中的装置40具有从平面板弯成箱扇形部的单部件41，在箱扇形部中单部件41的两个相对端彼此接触并一起在一个边缘411处插入。图18的单部件41的其他三个边缘与优选地实施为在图18中示出的弯曲边缘412的所有弯曲边缘相反。在弯曲边缘412处，形成为狭缝的弯曲开口 413分别设置在材料铰链414之间。单部件41进一步包括多个减重腔415。用于图18中的单部件41的减重腔415形成为三角形，但是其可包括任意形式。为清楚起见，不是所有的腔415设有图18中的附图标记。
[0081 ]在图18的单部件41中，单部件41在其弯曲边缘412处的弯曲通过狭缝形式的弯曲开口 413促进，因为只有材料铰链414必须被弯曲成所需的形式，在本示例中为90°。以这种方式，将平面单部件41安装在箱扇形部中或具有三个角或多角轮廓的轮廓中特别容易，SP使不需要工具。以其，装置40可根据需要任意地设计，例如从板材上切割平面单部件。
[0082]以其，优化的重量减少可利用如前述实施例中的装置40实现，而无需放弃装置40的稳定性。因此，由覆盖有盖15的一个或多个单部件41制成的装置40也可满足关于轻巧、稳定性、灵活性和低成本的所有要求。
[0083]装置10、装置40和方法的所有的上述实施可单独地使用或以其所有可能组合的方式使用。特别地，第一实施例至第六实施例的特征的任意组合是可能的。此外，特别是下述变型是可想到的。
[0084]图中所示的元件被示意性地描绘，如果保证上述功能，则在图中示出的具体实施形式方面可不同。
[0085]装置10、装置40的形式分别是可任意选择的。特别是，装置10、装置40的悬臂11、
12、13的数量可自由地选择。 特别是，只有一个悬臂或无悬臂也是可能得。此外，连接体14的数量是任意选择的。对于悬臂11、12、13和连接体14的形式同样有效。
[0086]单部件的边缘优选地被实施为各个装置10、装置40的框架中被倒园。无锋利边缘形状的构造是优选的。以其，与纤维材料的层压被促进。例如，由诸如纸板材料、毡等轻质施工材料制成的填充材料可被应用至组件125以平衡如图12中示出的组件125、组件143之间的偏移。以其，纤维材料的纤维的弯曲半径可被优化。
[0087]各个装置10、40的框架的一个或多个单部件也有可能由管状材料组成。然而，因为平面单部件通常更简单和/或更便宜地可成型、可运输和可加工，所以平面单部件是优选的。
[0088]插头单元可通过弹簧钩和/或焊环代替带30实施。当然，用于插头单元的其他形式也是可能的。通口 31将被相应地形成，在其中弹簧钩和/或焊环应配合。带30和弹簧钩的组合和/或带30和焊环的组合也是可能的。此外，带30、弹簧钩和焊环可合并为插头单元。可替代地，一个以上的带30和/或弹簧钩和/或焊环可用于插头单元。
[0089]生产装置10、40中的一个的方法的步骤S1和/或S2也可已经被另一个生产商实施，而不是通过步骤S3-S5生产盖15的生产商实施。特别是，也有可能转让包括根据图5的单部件的结构模型系统使得装置10或装置40的生产商只需要执行步骤S2-步骤S5。
[0090]虽然单层纤维材料的幅方向在许多情况下在用于装置10、40的步骤S3中是不重要的，但是并排铺设的纤维材料层的幅方向的交叉会导致装置10具有更高的稳定性和牢固性。因此，横向放置纤维材料层在这一方面是优选的。优选地，纤维被定向在期望的负载的方向以最佳地接收力。
[0091]虽然如上所述，用于装置10、40的盖15将除了开口 141、142、112之外的框架关闭在外部，但是这不是强制性的。例如，特别是在极轻的结构中，盖15及以其制成盖15的纤维材料有可能只附接至框架的一侧。
[0092]装置40的形式也是任意地可选择的。装置40可由至少一个单部件41，必要时利用装置10的一个或多个单部件组装。可能需要的是包括三个、四个或更多边缘的套筒，其可由平面单部件形成，其中套筒可特别地通过每一个用平面元件生产的弯曲的套筒或具有T形状等的套筒彼此连接。连接可以特别地利用弯曲带插入和/或固定。在此，虽然他们在附图中示出，不是所有的描述的开口、腔、弯曲带或材料铰链必须在单部件处实现。
【主权项】
1.一种用于操纵负载的装置(10、40)，所述装置包括: 三维框架，其包含多个单部件(143-149、122-125;35、36、38;41); 盖(15)，其由纤维增强塑料制成，所述框架通过其被覆盖；以及至少一个安装单元(111、121、131)，其用于操纵可用在物体(2)的生产中且形成所述负载的部件的操纵单元(17)。2.根据权利要求1所述的装置(10、40)，其中所述单部件(143、144、122-125;35、36、38;41)是平面元件，其包括至少一个插头单元(30、31)，通过其所述单部件(143、144、122-125;35、36、38;41)可被组装成所述三维框架。3.根据权利要求1或2所述的装置(10、40)，其中所述单部件(143、144、122-125;35、36、38;41)是平面元件，其包括配合插头单元(30、31)，使得所述单部件(143、144、122-125;35、36、38)可以是作为所述三维框架的安装的形状锁定和/或有利于在弯曲边缘处弯曲平面元件的材料铰链(413)。4.根据权利要求2或3所述的装置(10、40)，其中所述单部件(143、144、122-125;35、36、38;41)包括配置为带(30)或通口(31)的至少一个插头单元(30、31)，其中所述插头单元(30、31)被配置为使得一个单部件(125;38)的带(30)被插入另一个单部件(143;35、36)的一个通口(31)中并且此后被紧固至其他单部件(143;35、36;41)，而不需要工具。5.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述装置(10)的框架的单部件(35、36)包括边缘凹陷部(37)。6.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述框架包括至少一个悬臂(11、12、13)，在至少一个安装单元(111、121、131)的一个处在其一端设置机械或流体操纵单元(17)。7.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述装置包括多个操纵单元(17)，其交互作用用于操纵可用在所述物体的生产中的部件。8.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述纤维增强塑料包括选自由碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维和连续无头纤维增强有机材料组成的组中的至少一种。9.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述装置(10、40)在生产交通工具本体中用作操纵用于生产交通工具的组件和/或操纵用于夹持交通工具的组件的夹持架，和/或其中所述装置包括用于将所述装置(10、40)联接至用于在空间中移动所述装置(10、40)的移动装置的联接单元。10.—种生产物体(2)的生产设备(1)，所述生产设备包括: 根据前述权利要求中的一项的装置(10、40); 至少一个操纵单元(17)，其安装在至少一个安装单元(111、121、131)处；以及 移动装置(20)，其用于在空间中移动所述装置(10、40)。11.一种用于操纵负载的装置(10、40)的生产方法，所述方法包括步骤: 组装(S2)单部件(143-149、122-125; 35、36、38 ;41)使得单部件一起形成三维框架，在其中设置至少一个安装单元(111、121、131)用于操纵作为负载的在物体(2)的生产中可使用的部件的操纵单元(17); 将纤维材料附接(S3)在所述三维框架的周围； 将树脂涂覆(S4)至所述纤维材料上；以及 将所述树脂/纤维材料复合物硬化(S5)为所述框架的盖(15)的纤维增强塑料。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述组装(S2)步骤在不需要工具的情况下通过安装作为三维框架的单部件(143、144、122-125; 35、36、38 ;41)形状锁定的配合插头单元(30、31)执行。13.根据权利要求11或12所述的方法，其进一步包括通过选自由激光器、铣削单元、冲孔单元和水束切割单元组成的组中的至少一种从平面材料切割(S1)多个单部件的步骤。14.根据权利要求11-13所述的方法，其中所述附接(S3)纤维材料的步骤可包括用管状纤维材料覆盖所述三维框架。15.根据权利要求11-14所述的方法，其中所述附接(S3)纤维材料的步骤被执行使得用作将所述装置(10、40)附接至用于在空间中移动所述装置(10、40)的移动装置(20)的开口(141、142、112)被暴露。
【专利摘要】本发明涉及一种用于操纵负载的装置(10、40)以及用于装置(10、40)的生产方法。装置(10、40)包括包含多个单部件(143-149、122-125；35、36、38；41)的三维框架、用其覆盖框架的纤维增强塑料制成的盖(15)、用于操纵部件的操纵设备(17)的至少一个安装设备(111、121、131)，其中部件可用在物体(2)的生产中且形成负载。
【IPC分类】B23P21/00, B25J15/00, H01R43/00, B23Q7/00
【公开号】CN105492171
【申请号】CN201480031452
【发明人】马丁·克拉夫特, 约亨·施内甘斯
【申请人】Fft产业系统有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年6月4日
【公告号】EP2810749A1, EP2810749B1, US20160121488, WO2014195340A1
【专利说明】用于操纵负载的装置以及这种装置的生产方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求基于在2013年6月7日提交的欧洲专利申请EP13171149.1的外国优先权，其全部内容在此引入以作参考。
技术领域
[0003]本发明涉及一种用于操纵负载的装置以及用于这种装置的生产方法。具体地说，本发明涉及一种用于操纵负载的装置以及可用在生产设备(product1n plant)中的这种装置的生产方法。生产设备特别是用于交通工具的装配生产线。
【背景技术】
[0004]在用于例如像汽车、媒体设备、家具等的工业生产的物体的生产设备中，待生产物体的单个组件通常从一个地方移动至另一个地方和/或组件围绕其轴被枢转和/或以确定的操纵方式被保持在特定位置等。在现有技术中，目前使用夹持工具，其能操纵物体的负载并且其尺寸足够将物体牢固地且足够快地从开始位置移动至期望的其他位置，也能将物体保持在这个位置。
[0005]目前在这种生产设备中使用的夹持工具较重。其结果是，在其中集成夹持工具的设备将被计划用于待操纵的大负载。其进一步的结果是，驱动这种夹持工具所需的驱动力较大。进一步的缺点在于为特定夹持任务均设计的不同夹持工具之间的生产设备的重新装配比较耗时。这导致生产设备的停机时间长。
[0006]EP 2 465 651 A1示出了一种用于接收和操纵组件的装置以及这种装置的生产方法。与迄今已知的夹持工具相比，装置的重量通过将该装置实施为轻质结构材料块在此处明显的降低约20 %至50 %。
[0007]然而，仍然需要一种用于操纵负载的装置，其中该装置具有小的净重量，但是其如此稳定以致于该装置能操纵具有可超过装置的净重量许多倍的重量的负载，并且该装置同时以低成本地和灵活地生产并且必要时以简单的方式低成本地可适应生产设备中的生产条件的变化。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的是提供一种用于操纵负载的装置以及这种装置的生产方法，利用这种装置，可解决上述问题。特别地，用于操纵负载的装置和方法以及这种装置的生产方法应被提供为其中装置与已知的装置相比具有低重量、非常灵活地可适用且低成本地生产。
[0009]这个目的通过根据权利要求1的用于操纵负载的装置来解决。装置包括包含有多个单部件的三维框架、用其覆盖框架的纤维增强塑料制成的盖、用于操纵部件的操纵单元的至少一个安装单元，其中部件可用在物体的生产中且形成负载。
[0010]上述装置具有非常低的重量、简单地且低成本地生产并且非常灵活和容易地可适应。装置可被补充在期望的位置，例如通过用于诸如特别是夹持的操纵单元的一个或多个悬臂、通过将纤维增强塑料粗糙化，从而准备用于对接另一个夹持臂。以这种方式，还可容易地修复该装置。在此，紧固单元，例如用于螺丝等的钻孔、铆接等也可被紧固到框架。
[0011]此处的“操纵”特别得理解为夹持、吸、保持、转移、定位在预定的位置、移动、像枢转、转向、平移、升降等、承载、支撑等。
[0012]在上述的装置中，框架由任意地可配置的单部件构成。框架通过包括纤维增强塑料的盖或护套(jacket)接收额外的牢固性以及必需的刚度。
[0013]上述装置的一个实施中，其中装置包括例如可用于操纵例如交通工具的本体部的三个悬臂，其与现有技术相比重量显著降低。同样适用于其他实施。
[0014]装置的有利的进一步发展在从属权利要求中给出。
[0015]在上述装置中，单部件可以是包括至少一个插头单元的平面元件，利用其单部件可组装成三维框架。因此，在插入结构中的轻的、低成本的夹持系统设有上述装置。
[0016]单部件也可以是包括配合插头单元的平面元件，使得单部件可以安装为三维框架的形状锁定(form-locking)。
[0017]存在单部件包括配置为带和通口(through opening)的至少一个插头单元的可能性，其中插头单元被配置使得一个单部件的插头单元可被插入至另一个单部件的一个通口中，此后可被紧固至其他单部件，不需要工具。
[0018]优选地，装置的框架的单部件包括边缘凹陷部。边缘凹陷部可更好地接收和补偿应变中产生的扭转力。通过其，可进一步增加由单部件制成的框架的稳定性。
[0019]在上述的装置中，框架可包括至少一个悬臂，在其一端处，机械或流体操纵单元设置在至少一个安装单元的一个处。
[0020]在装置包括多个操纵单元的情况下，操纵单元可交互用于操纵在生产物体中可用的部件。
[0021]在上述的装置中，纤维增强塑料可包含选自由碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维和连续无头纤维增强有机材料组成的组中的至少一种。
[0022]该装置可在生产交通工具本体中用作操纵用于生产交通工具的组件和/或操纵用于夹持交通工具的组件的夹紧架。此外或作为替代方案，也有可能装置包括将装置和移动装置联接的联接单元。因此，该装置可用作例如承载装置。
[0023]上述装置可以是用于生产物体的生产设备的一部分。生产设备进一步包括安装在至少一个安装单元处的至少一个操纵单元和用于在空间中移动装置的移动装置。
[0024]该目的通过根据权利要求11的用于操纵负载的装置的生产方法进一步解决。方法包括步骤:组装单部件使得单部件一起形成三维框架，在该处设置至少一个安装单元用于操纵作为负载的可在物体的生产中使用的部件、将纤维材料附接在三维框架的周围、将树脂涂覆至纤维材料上、将树脂/纤维材料复合物硬化为作为框架的盖的纤维增强塑料。该方法实现了与如上所述的关于装置相同的优点。
[0025]方法的有利的进一步发展在从属权利要求中提到。
[0026]组装的步骤在不需要工具的情况下通过安装作为三维框架的单部件形状锁定的配合插头单元执行。
[0027]可能地，方法进一步包括通过选自由激光器、铣削单元、冲孔单元和水束切割单元组成的组中的至少一种从平面材料切割多个单部件的步骤。
[0028]在该方法中，附接纤维材料的步骤可包括用管状纤维材料覆盖三维框架。
[0029]进一步可能的是，附接纤维材料的步骤被执行使得用作将装置附接至用于在空间中移动装置的移动装置的开口被暴露。
[0030]本发明的进一步可能的实施也包括上述或在下述参照实施例的特征或样式的组合，即使它们没有明确地被提及。在此，本领域技术人员也将增加作为对本发明的各种基本形式的改进或补充的单个方面。
【附图说明】
[0031 ]下面通过实施例并参照所附的附图，更详细地描述本发明，其中:
[0032]图1示出了包括根据第一实施例的装置的生产设备的非常简化的视图；
[0033]图2示出了根据第一实施例的装置的简化三维俯视图；
[0034]图3示出了根据第一实施例的装置下部的简化三维仰视图；
[0035]图4示出了根据第一实施例的装置的三维部分仰视图；
[0036]图5示出了根据第一实施例的装置的分隔部的单部件的说明；
[0037]图6示出了根据第一实施例的装置的框架的简化三维俯视图，其中框架由图5的单部件安装；
[0038]图7示出了图6的框架的下部的简化三维仰视图；
[0039]图8和图9每一个不出了图6的框架的剖视图；
[0040]图10示出了图6的框架的俯视图；
[0041]图11不出了图6的框架的下部的仰视图；
[0042]图12示出了关于图6的框架的细节；
[0043]图13示出了根据实施例的用于操纵负载的装置的生产方法的流程图；
[0044]图14示出了根据第二实施例的装置的单部件的细节；
[0045]图15示出了根据第三实施例的装置的单部件的细节；
[0046]图16示出了根据第四实施例的装置的单部件的细节；
[0047]图17示出了根据第五实施例的装置的框架的细节；
[0048]图18示出了根据第六实施例的装置的框架的单部件的三维视图。
[0049]在附图中，相同或功能相同的元件设有相同的参考标号，除非另有规定。
【具体实施方式】
[0050]图1示出了用于由多个组件生产或组装物体2的生产设备。在图1中，物体2是汽车，生产设备1是为可以用于交通工具，特别是汽车、卡车、飞机等的装配生产线。然而，生产设备1不限于此，可以是用于任意其他工业生产的物体的生产设备。
[0051]图1中的生产设备1包括用于操纵负载，例如物体2的组件的装置10。组件可以特别是作为汽车的图1中所示的物体2的本体部。然而，组件也可以是在交通工具的本体生产中可用于夹紧交通工具的组件的夹紧架或框架。图1中的生产设备1进一步包括在其处设置装置10的移动装置20。在此，装置10被固定到移动装置20使得移动装置20可将装置10在空间中移动。以其，通过装置10操纵的负载也在空间中被移动。在图1中，移动装置20被描绘为机器人。然而，移动装置20可具有任何其他形式，例如投入臂(devoting arm)、包括伸缩臂的提升装置等。
[0052]图2更详细地示出了装置10的俯视图。装置10包括第一悬臂11至第三悬臂13、用于连接第一悬臂11至第三悬臂13的连接体14、利用其装置盖在外部的盖15。盖15被详细地表示在图2的仅一个位置处。第一安装单元111设置在第一悬臂11的一端。第二安装单元121设置在第二悬臂12的一端。第三安装单元131设置在第三悬臂13的一端，其中第三安装单元131在图2中几乎看不到。假使操纵单元，例如在流体夹持部，特别是气动夹持部和/或机械夹持部，特别是钢丝绳夹持部和/或电夹持部和/或磁耦合的形式下，被安装在安装单元
111、112和113处，夹持部可交互作用用于夹持并且利用其操纵负载。然而，操纵单元也可以是在生产设备1的生产中所需要的工具。
[0053 ]如图2所示，开口 141被进一步设置在连接体14中，其中开口 141可用于将装置10安装至移动装置20。在此，将装置10安装至移动装置20也可通过自动对接或脱离执行。为清楚起见，在图2中，不是所有的开口 141设有参考标记。盖15的开口 151-156设置在开口 141周围使得盖15设置在靠近开口 141的位置，而开口 141被暴露。因此，开口 141不被盖15覆盖。此夕卜，没有利用其将装置10联接至移动装置20的联接单元被安装至图3中的装置10。
[0054]图3更详细地示出了装置10的仰视图。这里，开口142附加地设置在连接体14的底部。为清楚起见，在图3中，不是所有的开口 142设有参考标记。此外，以用于安装工具、摄像机、传感器、另一个夹持部或类似物的开口的形式的安装单元112设置在第一悬臂11的一侦k并且这里，仅在图3中表示的盖15设置在安装单元112的周围使得盖15设置在靠近安装单元112的位置，然而其中安装单元112被暴露并且因此未被盖15覆盖。
[0055]图4更详细地示出了图3关于第二安装单元121的细节。也像第一安装单元111和第三安装单元131—样，第二安装单元121被构造为使得像夹持部、工具、摄像机等的操纵单元可被安装至第二装单元121。例如，安装单元121包括利用其操纵单元可特别地通过螺钉等固定的多个开口 121A。
[0056]在图1-图4的装置10中，盖15包括碳纤维和/或玻璃纤维和/或玄武岩纤维与树脂的复合材料。因此，盖15是纤维增强塑料。盖15被层压在框架上方并且以其也实现了额外的牢固性以及必需的刚度。这在下面更详细地描述。可替代地，盖15也可由连续无头纤维增强有机材料，尤其是有机板构成。这种材料包括热塑性塑料。与其，连续无头纤维增强有机材料可通过将材料加热至热塑性塑料的熔融温度以上附接至框架，然后可被层压至框架。进一步代替方案是喷涂在纤维复合材料上，其提供与纤维材料相同的性质。
[0057]图5示出了组装成装置10的分隔部的框架的单部件，如图6-图11所示。
[0058]从图5可看出，单部件143-149形成利用其组装用于包括开口 141、142的连接体14的框架的单部件。在图5中，为清楚起见，单部件146-149的单部件中的仅一个设有参考标记。单部件143、144由单部件146-149通过在单部件143和144之间或在单部件143和144上安装单部件146-149彼此分隔开。因此，单部件146-149可被称为间隔部。单部件145以后用作将装置10联接至移动装置20的联接单元。单部件122-125形成组装后用于悬臂12的框架的的单部件。用于悬臂12的单部件122-125中的仅一个但部件被示出在图5中。可插入且插通单部件143、144的通口 31的带30设置在单部件122处。单部件122进一步包括单部件123-125的带30可插入且插通的通口 31。带30和/或通口 31以下也被称为插头单元30、31。为清楚起见，在图5中，不是所有的单部件143、144、120-125的带30和通口31都设有参考标记。
[0059]单部件143-149和122-125可由例如金属特别是铝、铁等、塑料、木材、及其组合制造。单部件143、144和122-125可由特别是镀锌板生产。实现框架所需的基本牢固性或基本稳定性的其他材料也是可想到的。
[0060]图6-图11示出了安装了以夹持部形式的操纵单元17的装置10。为清楚起见，不是所有的示于图6-图11中的部件设有参考标记。
[0061 ] 在图6-图11中，插头单元30、31仅部分地安装。因此，单部件122-125的带30确实地插入通口 31中并且通过通口向上插入至单部件143、144、122-125的边缘。然而，带30尚未弯曲并用其固定单部件143、125，如图12所示。由于这一点，图6-图11中的单部件尚未彼此完全固定。带30在此被构造为使得他们能容易地随着手的拇指弯曲，这意味着无需工具或无需要的工具。因此，不需要用于组装由单部件143-149和122-125形成的框架的另一个工具。然而，应该需要用于单部件122-125的较大材料厚度，然后带30的至少一个可具有这种材料厚度使得带30可不再通过手或拇指弯曲。在这种情况下，工具也可用于弯曲带30。
[0062]框架一旦如上和如下所述由单部件143-149和122-125组装，框架就可设有如上和如下所述的盖15。
[0063]图13非常示意性地示出了装置10的生产方法。在此，在方法从步骤S1开始之后，多个单部件例如单部件143、144和122-125从平面材料，特别是镀锌板切割。切割可利用激光和/或通过铣削的铣削单元和/或通过冲孔的冲孔单元和/或通过水切的水束切割单元和/或根据情况的另一种合适的处理例如火花腐蚀、电腐蚀等进行。在此，通口 31也被生产。此后，流程进入步骤S2。
[0064]在步骤S2中，单部件，例如单部件143-149和122-125被组装。在此，单部件被组装成使得它们一起形成如图6-图12说明的三维框架。组装步骤可在不需要工具的前提下通过安装作为三维框架的单部件形状锁定的配合插头单元来执行。在此步骤中，安装单元111、121和131和必要时操纵单元17也已经安装在框架的各自目标位置处。此后，流程进入步骤S3 ο
[0065]在步骤S3中，为了生产盖15，纤维材料附接在步骤S2中生产的三维框架的周围。该步骤可包括例如利用管状纤维材料覆盖三维框架。可替代地或另外地，单纤维或纤维毡还可附接，特别是放置在框架上。依赖于装置10的期望的稳定性和承载力，一层或多层纤维材料可附接至框架。在此，也有可能一层或多层纤维材料附接至框架的仅预定位置。例如，多层纤维材料可附接至较大力将生效的框架的位置而不是较小力将生效 的框架的位置。此夕卜，纤维材料可被附接为使得应用作将装置附接至移动装置20或附接操纵装置等的所有开口被暴露。此后，流程进入步骤S4。
[0066]在步骤S4中，树脂被涂覆至在步骤S3中安装的纤维材料，涂覆步骤可例如利用刷子执行。在此，树脂足够存在于纤维材料的纤维之间。过量的树脂可简单地脱去。浸有树脂的纤维材料与湿巾类似，在纸巾的情况下纤维材料也可称为层压垫。步骤S4可在例如纤维材料与树脂作为纤维复合材料一起喷涂时省略。步骤S3和步骤S4可在纤维材料同时通过树脂漆安装和涂覆的情况下进一步被视为常见生产步骤。此后，流程进入步骤S5。
[0067]在步骤S5中，在步骤S3中形成的树脂/纤维材料复合材料被硬化为纤维增强塑料，因此，形成装置10的框架的盖15。硬化根据期望的层压类型可以冷硬化或热硬化。一方面，装置10的结构的额外的牢固性和刚度通过层压框架给定。另一方面，以其避免了突出穿过通口31的带再次弯曲。除了开口 141、142和112之外，框架被关闭至外部使得诸如灰尘、液体等异物的入侵被防止。此后，方法结束。
[0068]因此，为装置10设置模块化结构系统，以其有可能在插入结构中创建轻的、成本效益高的夹持系统。装置10的框架通过纤维材料制成的夹套接收额外的牢固性。此外，可保证装置10的必要的刚度。
[0069]图14详细地示出了单个部件24，其单个部件124根据第二实施例的用于装置10的框架。根据本实施例的装置10大部分地以与关于第一实施例描述的方式相同的方式实施。因此，下面只描述与第一实施例的不同之处。
[0070]图14中示出的单部件124具有对中插头单元，其包括在图14中的两个带30、两个鼻部32和杆33。杆33在此设置在两个带30之间，这表示在带的两侧中的一侧处。鼻部32的一个设置在一个带30的另一侧上。鼻部32和杆33的每一个突出单部件124的边缘一点点，如在图14中通过虚线说明。与此相反，两个带30的每一个比鼻部32进一步突出单部件124的边缘许多倍。优选地，鼻部32、可能还有杆33突出单部件124的边缘那样远使得他们可夹持进入另一个单部件的一个通口 31中，在这种情况下，一个单部件122的一个通口 31中，然而，他们在带30弯曲的情况下不突出通口 31，如在第一实施例的图12中所示。
[0071]在单部件124的边缘的带30、鼻部32和杆33的整个宽度比通口31的宽度稍微小一些使得单部件124的带30、鼻部32和杆33可在用于单部件123、125的他们以如图6-图12中所示的方式相似的方式安装在后者上时与单部件122的通口 31形成形状锁定。整个宽度对应于图14中的虚线中一条的长度。形状锁定具有对中作用作为用于配合单部件122-125、143、144的滑移保护并且以其也有助于组件的刚度。此处组件的刚度既涉及由单部件122-125、143-149构建的框架也涉及利用其实现的装置10。
[0072]装置10的其他单部件可以与带有带30和鼻部32的单部件124相同的方式实施，其中，带30设置在单部件处。
[0073]根据第三实施例，对中插头单元不包括杆33，如图15所示。根据第一个变型，此处只存在一个带30，一个鼻部32设置在其每一侧，如图15中说明，在单部件124的左边缘处。根据第二个变型，实际上存在两条带30，一个鼻部32设置在其每一侧，如图15中说明，在单部件124的右边缘处。然而，单部件124的边缘未突出在带30之间，而是位于例如单部件124的边缘的相同的直线上。可替代地，位于带30之间的单部件124的边缘与单部件124的其他边缘相比也可以在单部件124的外部开槽。
[0074]根据第四实施例，对中插头单元不包括如图16中示出的在单部件124的左边缘处的鼻部32。可替代地，可也仅在如图16中示出的在单部件124的右边缘处存在仅一个鼻部32。在这种情况下，用于滑动保护的在单部件122-125、143、144之间的形状锁定至少由带30和可能的一个鼻部32形成。
[0075]根据第五实施例，装置10的框架的单部件35、36包括如图17所示的边缘凹陷部37。在此，单部件35、36的边缘形成使得在单部件35、36彼此被带到其边缘时他们配合。单部件35、36与单部件38和不可见的另外的单部件35、36组装成箱部，在其中单部件38形成设置在箱部中的盖部。单部件38具有在图17中的被引导通过单部件35、36的通口 31的带30并且被弯曲在单部件35、36上。为清楚起见，并不是所有的带30和通口 31在图17中设有参考标记。单部件35、36、38也具有在图17中形成的作为通口 39的开口 39使得框架同样变得更轻。开口39可特别地实施为细长孔或圆孔，如图17所示。然而，也可以想到开口 39的其他形式。取决于材料的厚度，开口 39也可以形成盲孔。
[0076]如图17所示，弯曲带30不设置在由包括边缘凹陷部37的单部件35、36、38制成的框架中的单部件35的边缘区域中，如前述实施例中描述，而是进一步设置在单部件36的内部。以其，由单部件35、36和一个单部件38形成的框架将更加稳定。
[0077]在本实施例中，材料撕裂或材料断裂不会发生在单部件35、36、38的边缘区域。此夕卜，必须通过轻填充材料填充的尖锐边缘形状不会在此出现，因为他们可能存在于在前的实施例中。
[0078]边缘凹陷部可在图13中描述的方法的步骤S1中通过在单部件35、36切割或挖掘所需的锯齿状突起而制备。
[0079]图18示出根据第六实施例的装置15的一部分，装置可用于例如夹持交通工具的本体侧部。装置40通常以与前述实施例中描述的相同方式构建。因此，装置40也包括三维框架，其包含如下描述的一个或多个单部件以及由纤维增强塑料制成、利用其覆盖框架的盖15，虽然此盖15只在图18中示出。此外，装置40也包括根据前述实施例、在图13中示出的与安装单元111、121、131相似的安装单元，其用于操纵形成负载的部件的操纵单元17(图16或图17)并且可在物体2(图1)的生产中使用。以下只描述与前述实施例的不同之处从而其余部分参考前述实施例的描述。
[0080]图18中的装置40具有从平面板弯成箱扇形部的单部件41，在箱扇形部中单部件41的两个相对端彼此接触并一起在一个边缘411处插入。图18的单部件41的其他三个边缘与优选地实施为在图18中示出的弯曲边缘412的所有弯曲边缘相反。在弯曲边缘412处，形成为狭缝的弯曲开口 413分别设置在材料铰链414之间。单部件41进一步包括多个减重腔415。用于图18中的单部件41的减重腔415形成为三角形，但是其可包括任意形式。为清楚起见，不是所有的腔415设有图18中的附图标记。
[0081 ]在图18的单部件41中，单部件41在其弯曲边缘412处的弯曲通过狭缝形式的弯曲开口 413促进，因为只有材料铰链414必须被弯曲成所需的形式，在本示例中为90°。以这种方式，将平面单部件41安装在箱扇形部中或具有三个角或多角轮廓的轮廓中特别容易，SP使不需要工具。以其，装置40可根据需要任意地设计，例如从板材上切割平面单部件。
[0082]以其，优化的重量减少可利用如前述实施例中的装置40实现，而无需放弃装置40的稳定性。因此，由覆盖有盖15的一个或多个单部件41制成的装置40也可满足关于轻巧、稳定性、灵活性和低成本的所有要求。
[0083]装置10、装置40和方法的所有的上述实施可单独地使用或以其所有可能组合的方式使用。特别地，第一实施例至第六实施例的特征的任意组合是可能的。此外，特别是下述变型是可想到的。
[0084]图中所示的元件被示意性地描绘，如果保证上述功能，则在图中示出的具体实施形式方面可不同。
[0085]装置10、装置40的形式分别是可任意选择的。特别是，装置10、装置40的悬臂11、
12、13的数量可自由地选择。 特别是，只有一个悬臂或无悬臂也是可能得。此外，连接体14的数量是任意选择的。对于悬臂11、12、13和连接体14的形式同样有效。
[0086]单部件的边缘优选地被实施为各个装置10、装置40的框架中被倒园。无锋利边缘形状的构造是优选的。以其，与纤维材料的层压被促进。例如，由诸如纸板材料、毡等轻质施工材料制成的填充材料可被应用至组件125以平衡如图12中示出的组件125、组件143之间的偏移。以其，纤维材料的纤维的弯曲半径可被优化。
[0087]各个装置10、40的框架的一个或多个单部件也有可能由管状材料组成。然而，因为平面单部件通常更简单和/或更便宜地可成型、可运输和可加工，所以平面单部件是优选的。
[0088]插头单元可通过弹簧钩和/或焊环代替带30实施。当然，用于插头单元的其他形式也是可能的。通口 31将被相应地形成，在其中弹簧钩和/或焊环应配合。带30和弹簧钩的组合和/或带30和焊环的组合也是可能的。此外，带30、弹簧钩和焊环可合并为插头单元。可替代地，一个以上的带30和/或弹簧钩和/或焊环可用于插头单元。
[0089]生产装置10、40中的一个的方法的步骤S1和/或S2也可已经被另一个生产商实施，而不是通过步骤S3-S5生产盖15的生产商实施。特别是，也有可能转让包括根据图5的单部件的结构模型系统使得装置10或装置40的生产商只需要执行步骤S2-步骤S5。
[0090]虽然单层纤维材料的幅方向在许多情况下在用于装置10、40的步骤S3中是不重要的，但是并排铺设的纤维材料层的幅方向的交叉会导致装置10具有更高的稳定性和牢固性。因此，横向放置纤维材料层在这一方面是优选的。优选地，纤维被定向在期望的负载的方向以最佳地接收力。
[0091]虽然如上所述，用于装置10、40的盖15将除了开口 141、142、112之外的框架关闭在外部，但是这不是强制性的。例如，特别是在极轻的结构中，盖15及以其制成盖15的纤维材料有可能只附接至框架的一侧。
[0092]装置40的形式也是任意地可选择的。装置40可由至少一个单部件41，必要时利用装置10的一个或多个单部件组装。可能需要的是包括三个、四个或更多边缘的套筒，其可由平面单部件形成，其中套筒可特别地通过每一个用平面元件生产的弯曲的套筒或具有T形状等的套筒彼此连接。连接可以特别地利用弯曲带插入和/或固定。在此，虽然他们在附图中示出，不是所有的描述的开口、腔、弯曲带或材料铰链必须在单部件处实现。
【主权项】
1.一种用于操纵负载的装置(10、40)，所述装置包括: 三维框架，其包含多个单部件(143-149、122-125;35、36、38;41); 盖(15)，其由纤维增强塑料制成，所述框架通过其被覆盖；以及至少一个安装单元(111、121、131)，其用于操纵可用在物体(2)的生产中且形成所述负载的部件的操纵单元(17)。2.根据权利要求1所述的装置(10、40)，其中所述单部件(143、144、122-125;35、36、38;41)是平面元件，其包括至少一个插头单元(30、31)，通过其所述单部件(143、144、122-125;35、36、38;41)可被组装成所述三维框架。3.根据权利要求1或2所述的装置(10、40)，其中所述单部件(143、144、122-125;35、36、38;41)是平面元件，其包括配合插头单元(30、31)，使得所述单部件(143、144、122-125;35、36、38)可以是作为所述三维框架的安装的形状锁定和/或有利于在弯曲边缘处弯曲平面元件的材料铰链(413)。4.根据权利要求2或3所述的装置(10、40)，其中所述单部件(143、144、122-125;35、36、38;41)包括配置为带(30)或通口(31)的至少一个插头单元(30、31)，其中所述插头单元(30、31)被配置为使得一个单部件(125;38)的带(30)被插入另一个单部件(143;35、36)的一个通口(31)中并且此后被紧固至其他单部件(143;35、36;41)，而不需要工具。5.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述装置(10)的框架的单部件(35、36)包括边缘凹陷部(37)。6.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述框架包括至少一个悬臂(11、12、13)，在至少一个安装单元(111、121、131)的一个处在其一端设置机械或流体操纵单元(17)。7.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述装置包括多个操纵单元(17)，其交互作用用于操纵可用在所述物体的生产中的部件。8.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述纤维增强塑料包括选自由碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维和连续无头纤维增强有机材料组成的组中的至少一种。9.根据前述权利要求中的一项所述的装置(10、40)，其中所述装置(10、40)在生产交通工具本体中用作操纵用于生产交通工具的组件和/或操纵用于夹持交通工具的组件的夹持架，和/或其中所述装置包括用于将所述装置(10、40)联接至用于在空间中移动所述装置(10、40)的移动装置的联接单元。10.—种生产物体(2)的生产设备(1)，所述生产设备包括: 根据前述权利要求中的一项的装置(10、40); 至少一个操纵单元(17)，其安装在至少一个安装单元(111、121、131)处；以及 移动装置(20)，其用于在空间中移动所述装置(10、40)。11.一种用于操纵负载的装置(10、40)的生产方法，所述方法包括步骤: 组装(S2)单部件(143-149、122-125; 35、36、38 ;41)使得单部件一起形成三维框架，在其中设置至少一个安装单元(111、121、131)用于操纵作为负载的在物体(2)的生产中可使用的部件的操纵单元(17); 将纤维材料附接(S3)在所述三维框架的周围； 将树脂涂覆(S4)至所述纤维材料上；以及 将所述树脂/纤维材料复合物硬化(S5)为所述框架的盖(15)的纤维增强塑料。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述组装(S2)步骤在不需要工具的情况下通过安装作为三维框架的单部件(143、144、122-125; 35、36、38 ;41)形状锁定的配合插头单元(30、31)执行。13.根据权利要求11或12所述的方法，其进一步包括通过选自由激光器、铣削单元、冲孔单元和水束切割单元组成的组中的至少一种从平面材料切割(S1)多个单部件的步骤。14.根据权利要求11-13所述的方法，其中所述附接(S3)纤维材料的步骤可包括用管状纤维材料覆盖所述三维框架。15.根据权利要求11-14所述的方法，其中所述附接(S3)纤维材料的步骤被执行使得用作将所述装置(10、40)附接至用于在空间中移动所述装置(10、40)的移动装置(20)的开口(141、142、112)被暴露。
【专利摘要】本发明涉及一种用于操纵负载的装置(10、40)以及用于装置(10、40)的生产方法。装置(10、40)包括包含多个单部件(143-149、122-125；35、36、38；41)的三维框架、用其覆盖框架的纤维增强塑料制成的盖(15)、用于操纵部件的操纵设备(17)的至少一个安装设备(111、121、131)，其中部件可用在物体(2)的生产中且形成负载。
【IPC分类】B23P21/00, B25J15/00, H01R43/00, B23Q7/00
【公开号】CN105492171
【申请号】CN201480031452
【发明人】马丁·克拉夫特, 约亨·施内甘斯
【申请人】Fft产业系统有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年6月4日
【公告号】EP2810749A1, EP2810749B1, US20160121488, WO2014195340A1
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