线性运输系统及线性运输系统的移动单元的制作方法

1.本发明涉及一种线性运输系统及线性运输系统的移动单元。
2.本专利申请要求2020年10月22日的德国专利申请de 102020127822.5的优先权，其公开内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.从现有技术中已知线性运输系统，其中由线性马达驱动的移动单元可以沿导轨移动。例如，专利申请de 102018111715 a1公开了具有此类部件的线性运输系统。在所述专利申请中，进一步公开了一种用于将能量和数据从线性运输系统的静止单元传送到线性运输系统的移动单元的系统。这种线性运输系统可用于自动化技术，例如用于产品的运输。根据要用线性运输系统运输的产品的类型，仅通过线性马达定位移动单元可能是不够的。特别是，可能需要避免不受控制的移动和对移动单元制动。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种线性运输系统，其中，移动单元可以固定在线性运输系统内。本发明的另一个目的是提供具有这种固定可能性的线性运输系统的移动单元。
5.这些目的通过独立权利要求的线性运输系统及线性运输系统的移动单元来实现。从属权利要求中规定了有利的设计方案。
6.一种线性运输系统具有至少一个静止单元和至少一个移动单元。可以提供多个静止单元和/或多个移动单元。线性运输系统具有用于驱动移动单元的驱动器，移动单元包括线性马达。线性马达包括定子和转子，定子包括一个静止单元或多个静止单元，转子设置在移动单元上并且包括一个或多个磁体。在这种情况下，可以规定每个移动单元包括线性马达的转子。静止单元具有能量发送线圈，能量发送线圈可将能量传送到移动单元的能量接收线圈。移动单元具有固定装置，固定装置被设置为将移动单元固定在线性运输系统中。固定装置包括可在第一位置和第二位置之间移动的移动元件。如果移动元件设置在第一位置，则移动元件由此触发移动单元的机械固定。
7.可以提供通过能量发送线圈和能量接收线圈将用于移动移动元件的能量从静止单元传送到移动单元。借助于固定元件，移动单元可在线性运输系统内固定，术语固定既包括产生移动单元的完全不可动，又包括阻碍移动单元移动。
8.因此，固定装置可以被设置为完全抑制或甚至减慢移动单元的移动。在这种情况下，可以特别地规定在驱动方向上固定该移动，即移动单元可以借助于线性马达或驱动器移动的方向。
9.固定移动单元尤其在三种不同的情况下有意义。首先，移动单元的完全机械固定可以使布置在移动单元上的产品能够被加工，并且在加工过程中不能使移动单元发生位移。例如，如果要使用对产品施加力的方法来加工产品，例如在铣削或钻孔过程中，这是有利的。此外，通过固定装置可以实现移动单元的制动，从而避免移动单元撞上障碍物。这可
以通过例如作为制动器的设计方案来实现，其中控制器输出用于控制固定装置的信号。此外，可以设置成固定装置用于抑制移动单元的移动，例如在断电的情况下以及在能源供应故障的情况下。这使得能够抑制移动单元的不受控制的继续运行。
10.本发明还包括如上所述的线性运输系统的移动单元。
11.在一种实施方式中，移动元件可以借助于电磁体保持在第二位置。电磁体可以通过能量发送线圈或能量接收线圈提供电流。复位元件克服电磁体产生的力起作用，其中通过复位元件，移动元件能移动到第一位置。
12.该实施方式对于作为安全元件的应用情况特别有用。在正常工作时，通过能量发送线圈和能量接收线圈向电磁体提供电流，从而使移动元件进入第二位置。如果此时电流中断，电磁体的磁场崩溃，复位元件将移动元件移动到第一位置，从而触发移动单元的固定。这种安全元件也可以特别地设计成没有控制器，即设计成被动的，因为通过所述组件使得电磁体的供电停止直接地而不需要控制器的干预地引起固定。这样可以避免因设备断电而造成的可能的损坏。
13.在一种实施方式中，静止单元具有静止天线，移动单元具有移动天线。移动单元具有控制器，控制器被设置为根据从静止天线发送到移动天线的信号来控制固定装置。
14.由此，可以对固定装置进行控制，从而可以在正常操作中产生固定部并再次释放固定部。例如，这可以用于减慢移动单元的移动或为另一工艺步骤固定移动单元，其中机械作用应发生在设置在移动单元上的产品上。
15.最后两种实施例也可以以这样一种方式组合，即一方面，断电引起电磁体的断开，从而触发固定，另一方面，电磁体的电流也可以通过控制器关断，并且在这种情况下，复位元件也引起移动单元的固定，在这种情况下是受控的固定。
16.在一种实施方式中，线性运输系统具有导轨。移动单元可通过驱动器沿导轨移动。移动单元具有在导轨的运行面上滚动的滚轮。固定装置使移动单元沿导轨移动变得困难。因此，可以实现移动单元的制动或完全固定。
17.在一种实施方式中，导轨具有孔，移动元件可接合到孔中。移动元件至少部分地位于孔之一中的第一位置。特别地，这使得完全固定能够发生，因为通过移动元件在导轨的一个孔中的接合，可以阻止移动单元沿导轨的进一步移动。因此，移动单元可以固定在导轨上。
18.在一种实施方式中，移动元件被设置为固定移动单元以防由驱动器触发的移动。
19.在一种实施方式中，移动元件具有第一制动片。当移动元件设置在第一位置时，第一制动片与导轨接触。在此情况下，可以规定当移动元件设置在第二位置时，第一制动片不接触导轨。本实施方式允许在沿导轨移动期间使移动单元制动。根据第一制动片和导轨之间的摩擦系数，如果由第一制动片传递到导轨上的摩擦力大于使移动单元移动的摩擦力，则除了制动之外，这还可以用于移动单元的完全固定。这样的系统可以产生移动单元的有效制动。也可以提供多个第一制动片。
20.在一种实施方式中，移动元件具有第二制动片。当移动元件设置在第一位置时，第二制动片接触滚轮之一。在该实施方式中，由第二制动片抑制滚轮的移动，因此也实现了移动单元的固定。在这种情况下，也可以提供多个第二制动片，这些制动片可以作用于一个或多个滚轮。
21.所描述的实施方式，即移动元件接合在导轨的孔中、使移动元件设有可安装在导轨上的第一制动片、以及使移动元件设有可作用于滚轮的第二制动片，可以以任意组合相互组合。例如，也可将多个不同的固定装置布置在移动单元上，并且可以在不同的情况下使用。两个实施方式的制动片之一可以例如用作制动器，而通过钻孔和接合到孔中的移动元件的固定可以在断电的情况下使用。如果具有第一制动片和第二制动片的实施例没有组合，则第一制动片和第二制动片都可以称为制动片。
22.针对线性运输系统所描述的移动单元的特征也可以分别用于单独地改进移动单元。
附图说明
23.下面通过实施例并参考图对本发明进行了更详细的说明。以示意图示出：
24.图1示出了线性运输系统；
25.图2示出了线性运输系统的一部分；
26.图3示出了线性运输系统的另一部分；
27.图4示出了带孔的导轨；
28.图5示出了通过导轨和移动单元的横截面；
29.图6示出了通过导轨和移动单元的另一横截面；
30.图7示出了线性运输系统的另一部分；
31.图8示出了具有第一制动片的移动单元；
32.图9示出了具有第一制动片的移动单元的放大图；
33.图10示出了具有第一制动片的移动单元，没有图示的导轨；
34.图11示出了具有第二制动片的移动单元；
35.图12示出了具有第二制动片的移动单元的放大图；和
36.图13示出了具有第二制动片的固定装置的示意图。
具体实施方式
37.图1示出了由多个静止单元10和多个移动单元100组成的线性运输系统1。也可以采用仅具有一个静止单元10和/或一个移动单元100的实施例。静止单元10包括直线静止单元11和弯曲静止单元12，其中静止单元10布置成使得形成闭合的移动轨道。这意味着移动单元100可以沿静止单元10在闭合的轨道曲线中移动。此外，在静止单元10上设置导轨50，导轨50包括直线导轨51和弯曲导轨52。移动单元100可沿导轨50在闭合的轨道上移动。为了驱动移动单元100，线性运输系统1具有驱动器20。驱动器20包括由定子22和转子110组成的线性马达21。定子22设置在静止单元10上，而转子110设置在移动单元100上。为了清晰起见，转子110仅在移动单元100之一中绘制，但也在其他移动单元100处存在。借助于驱动器20，移动单元100可以沿导轨50移动。
38.移动单元100具有固定装置120。固定装置120具有移动元件121。移动元件121可在第一位置和第二位置之间移动，其中移动元件在第一位置中触发移动单元100的机械固定。在静止单元10内设置有能量发送线圈30，用其可以将能量从静止单元10传送到移动单元100。
39.图2示出了图1的线性运输系统1的一部分。示出了直线静止单元11之一、直线导轨51之一以及布置在导轨51上的移动单元100。其中，移动单元100具有框架101，其上设置有导向滚轮190。导向滚轮190可以在导轨50的运行面55上滚动。因此，移动单元100可以沿导轨50移动，并且借助于驱动器20被驱动。移动单元100进一步具有接通单元102，其中接通单元102可以包括能量接收线圈。因此，可以通过能量发送线圈30将能量传送到接通单元102的能量接收线圈。固定装置120具有移动元件121和电磁体122。因此，移动元件121可以借助电磁体122从导轨50移开。由此，移动元件121被布置在第一位置。这里设计为弹簧的复位元件124用于在电磁体122不再被提供电流时将移动元件121再次朝导轨50的方向移动，从而将移动元件121朝向导轨50的方向移至第二位置中。
40.图3示出了图2的线性运输系统1的部分的后视图。在接通单元102内，能量接收线圈103被布置成其与静止单元10的能量发送线圈30相对。此外，在接通单元102内设置有可选的控制器104。控制器104可用于借助电磁体122控制地移动移动元件121。
41.代替电磁体122，还可以使用可用于使移动元件121移动的另一装置，例如，可借助伺服马达或借助步进马达使移动元件移动。在这种情况下，也可以提供变速箱。
42.静止单元10具有可选的静止天线31。移动单元100的接通单元102具有可选的移动天线105，其中移动天线105具有相对于移动单元100的固定位置，并且与移动单元100一起移动。通过静止天线31或移动天线105，可以将数据从静止单元10传送到移动单元100，反之亦然，其中控制器104随后可以控制电磁体122，从而控制移动元件121。
43.能量接收线圈103、控制器104和移动天线105被表示为接通单元102的一部分，但是也可以设置在移动单元100上，而不构成接通单元102的一部分。这也适用于以下实施方式。
44.图4示出了图2和图3的线性运输系统的一部分的导轨50的俯视图。导轨具有孔57，其中移动元件121可以接合到孔57中。在第一位置中，移动元件121至少部分地设置在孔57之一中。
45.图5示出了通过移动单元100和导轨50的横截面，而移动元件121至少部分地设置在孔57中。其中，移动元件121突出到移动单元100的框架101之上，使得移动元件121设置在孔57中。其中，移动元件121被布置在第一位置131中。固定装置120又具有电磁体122和弹簧形式的复位元件124。在第一位置131中，复位元件124是松弛的。现在，如果通过能量发送线圈30和能量接收线圈103将电流传送到移动单元100，则电磁体122可以通电，从而产生磁场，从而将移动元件121移出孔57。该移动克服复位元件124的复位力进行。因此，在所示的实施例中，复位元件124被拉伸，并且一旦电磁体122不再继续施加力，就可以将移动元件121移回第一位置131。
46.图6示出了在电磁体122被启用并且移动元件121被移出孔57之后的图5的横截面。在移动元件121的这个第二位置132中，移动单元100可以沿导轨50移动。例如，现在，如果供电停止，则由于复位元件124，移动元件121再次向第一位置131的方向移动，并且接合到孔57之一中，因此现在发生移动单元100的固定。其中，电磁体的停用一方面可以通过断电来实现，另一方面也可以通过在接通单元102中被操控的控制器104的信号来实现。在移动单元100的进一步移动中，移动元件121最迟接合到达的下一个孔57中。
47.在图1至图6所示的固定装置120中，移动元件121垂直于导轨50移动到导轨50。其
目的是，移动元件121能够接合到孔57中，从而实现对移动单元100的固定以防沿导轨50的进一步移动。一方面，这可以在所描述的紧急制动器的框架内进行，因此，在断电之后，通过将移动元件121移动到孔57中，移动单元100被阻止进行进一步的移动。此外，这也可用于在加工站中加工布置在移动单元100上的产品时固定移动单元100。
48.图7示出了导轨50上的移动单元100，其中固定装置120的构造方式不同。在该实施例中，移动元件121可以借助于电磁体122不垂直于导轨50而平行于导轨50移动。通过连接到移动元件121的移动转换器140，第一制动片141可以朝向导轨50的运行面55移动。其中，移动转换器140可围绕轴143旋转，其中轴143相对于移动单元100的框架101固定。如果移动移动元件121，则该移动通过移动转换器140来实现，并且第一制动片141压在导轨50的运行面55上。这在第一位置中就是这种情况。在移动元件121的第二位置中，借助移动转换器140，将第一制动片141移离导轨50和运行面55。如果用于控制固定单元120的电磁体122的控制器104设置在接通单元102内，图7的这个固定装置120例如可以用作制动器。然而，如果在接通单元102中没有提供控制器，并且在断电时第一制动片141向导轨50的方向移动从而引起移动单元100的制动，也可以使用图7的固定装置120作为紧急制动器。
49.图8示出了图7的移动单元100的后视图。接通单元102可以连接到电磁体122，从而为电磁体122提供电流。这一方面可以是向电磁体122持续提供电流，使得复位元件124仅在电流失效时移动移动元件121，从而触发第一制动片141朝向导轨50的方向的移动。但是，接通单元102还可以包括可选的控制器104，通过该控制器可以向电磁体122供电。
50.固定装置120具有两个第一制动片141，在导轨50的每一侧各有一个。还可提供不同数量的第一制动片141，特别是仅提供一个第一制动片141。
51.图9示出了图7和图8的制动装置120的放大图。移动元件121借助于电磁体122和复位装置124设置在框架元件125中。如果移动元件121沿一个方向129移动，则移动转换器140以使第一制动片141压在导轨50的运行面55上，从而实现移动单元100的固定。通过在方向129上移动移动元件121，使移动元件121进入第一位置131，然后第一制动片141接触导轨50的运行面55。
52.图10示出了图7至9的固定单元120的进一步放大图。然而，在图10中，导轨50未图示，因此线性马达20的转子110的磁体111是可见的。磁体111也设置在转子110上。此外，通过该图示，阐明了固定装置120具有两个第一制动片141。
53.图11示出了具有固定装置120的移动单元100的另一实施例。在该实施例中，移动转换器140被设计成通过移动元件121的移动来产生第二制动片142朝向导向滚轮190之一的方向的移动。如果由电磁体122朝向方向129施加力，则通过移动元件121移动移动转换器140，使得第二制动片142压在滚轮190上。这也允许在制动器的范围内制动移动单元100的移动。为此，将移动元件121置于第一位置131。还可在替代实施例中提供，通过电磁体122将第二制动片142从滚轮190上移除，并且在断电的情况下，借助复位元件124再次压在滚轮190上。
54.图12示出了图11的固定装置120的放大图。通过移动元件121的移动使得移动转换器移动并将第二制动片142压在滚轮190上。其中，移动转换器140围绕轴143可旋转地被支承，由此，移动元件121的移动可相应地转换为第二制动片142的移动。
55.图13示出了图11和图12的固定装置120的另一视图，其中未示出移动单元的框架
101，从而使得第二制动片142对滚轮190的作用可更清楚地看出。在这种情况下，移动元件121被布置在第一位置。当移动元件121向左移动时，移动转换器140可以围绕轴143旋转，从而从滚轮190上移除第二制动片142，使得现在可以沿导轨50自由地移动移动单元100。
56.所示的实施例可以相互组合。例如，如图7至10所示的固定装置120可与如图1至6所示的固定装置120组合。图7至10所示的固定装置120可在此用作制动器，而图1至6所示的固定装置120可用于在产品加工和断电的情况下固定移动单元100。如果仅使用如图7至10所示的固定装置120，或者仅使用如图11至13所示的固定装置120，则第一制动片141或第二制动片142也可称为制动片。
57.通过示出的系统，可提供用于线性运输系统1的固定装置120，其一方面可通过接通单元102和控制器104对移动单元100进行受控固定，但另一方面也可在断电的情况下提供相应的固定。
58.附图标记列表：
59.1线性运输系统
60.10静止单元
61.11直线静止单元
62.12弯曲静止单元
63.20驱动器
64.21线性马达
65.22定子
66.30能量发送线圈
67.31静止天线
68.50导轨
69.51直线导轨
70.52弯曲导轨
71.55运行面
72.57孔
73.100移动单元
74.101框架
75.102接通单元
76.103能量接收线圈
77.104控制器
78.105移动天线
79.110转子
80.111磁体
81.120固定装置
82.121移动元件
83.122电磁体
84.124复位元件
85.125框架元件
86.129方向
87.131第一位置
88.132第二位置
89.140移动转换器
90.141第一制动片
91.142第二制动片
92.143轴
93.190滚轮

技术特征：
1.一种线性运输系统(1)，其特征在于，所述线性运输系统(1)具有至少一个静止单元(10)和至少一个移动单元(100)，其中，所述线性运输系统(1)具有用于驱动所述移动单元(100)的驱动器(20)，其中，所述驱动器(20)包括线性马达(21)，其中，所述线性马达(21)包括定子(22)和转子(110)，其中，所述定子(22)包括一个静止单元(10)或多个静止单元(10)，其中，所述转子(110)设置在所述移动单元(100)上并且包括一个或多个磁体(111)，其中，所述静止单元(10)具有能量发送线圈(30)，其中，所述移动单元(100)具有能量接收线圈(103)，其中，所述移动单元(100)具有固定装置(120)，其中，所述固定装置(120)被设置为固定所述线性运输系统(1)中的所述移动单元(100)，其中，所述固定装置(120)包括移动元件(121)，其中，所述移动元件(121)可以在第一位置(131)和第二位置(132)之间移动，其中，所述移动元件(121)在第一位置(131)触发所述移动单元(100)的机械固定。2.根据权利要求1所述的线性运输系统(1)，其特征在于，所述移动元件(121)能通过电磁体(122)保持在第二位置(132)，其中，能通过所述能量发送线圈(30)和所述能量接收线圈(103)向所述电磁体(122)提供电流，其中，复位元件(124)克服由所述电磁体(122)产生的力起作用，其中，能通过所述复位元件(124)将所述移动元件(121)移动到第一位置(131)。3.根据权利要求1或2中任一项所述的线性运输系统(1)，其特征在于，所述线性运输系统(1)具有导轨(50)，其中，通过所述驱动器(20)使得所述移动单元(100)能沿所述导轨(50)移动，其中，所述移动单元(100)具有滚轮(190)，其中，所述滚轮(190)在所述导轨(50)的运行面(55)上滚动，其中，所述固定装置(120)使沿所述导轨(50)的移动变难。4.根据权利要求3所述的线性运输系统(1)，其特征在于，所述导轨(50)具有用于接合所述移动元件(121)的孔(57)，其中，所述移动元件(121)在第一位置(131)中至少部分地布置在所述孔(57)之一中。5.根据权利要求4所述的线性运输系统(1)，其特征在于，所述移动元件(121)被设置为固定移动单元(100)以防由所述驱动器(20)触发的移动。6.根据权利要求3至5中任一项所述的线性运输系统(1)，其特征在于，所述移动元件(121)具有第一制动片(141)，当所述移动元件(121)位于第一位置(131)时，所述第一制动片(141)与所述导轨(50)接触。7.根据权利要求3至6中任一项所述的线性运输系统(1)，其特征在于，所述移动元件(121)具有第二制动片(142)，当所述移动元件(121)位于第一位置(131)时，所述第二制动片(142)与所述滚轮(190)之一接触。8.根据权利要求1至7中任一项所述的线性运输系统(1)，其特征在于，所述静止单元(10)具有静止天线(31)且所述移动单元(100)具有移动天线(105)，其中，所述移动单元(100)具有控制器(104)，其中，所述控制器(104)被设置为根据从所述静止天线(31)发送到所述移动天线(105)的信号来控制所述固定装置(120)。9.一种线性运输系统(1)的移动单元(100)，其特征在于，转子(110)设置在移动单元(100)上并且包括一个或多个磁体(111)，其中，所述移动单元(100)具有能量接收线圈(103)，其中，所述移动单元(100)具有固定装置(120)，其中，所述固定装置(120)被设置为固定所述线性运输系统(1)中的所述移动单元(100)，其中，所述固定装置(120)包括移动元件(121)，其中，所述移动元件(121)能在第一位置(131)和第二位置(132)之间移动，其中，
所述移动元件(121)在第一位置(131)中触发所述移动单元(100)的机械固定。10.根据权利要求9所述的移动单元(100)，其特征在于，所述移动元件(121)能通过电磁体(122)保持在第二位置(132)，其中，通过所述能量发送线圈(30)和所述能量接收线圈(103)能向所述电磁体(122)提供电流，其中，复位元件(124)克服由所述电磁体(122)产生的力起作用，其中，通过所述复位元件能将所述移动元件(121)移动到第一位置(131)中。11.根据权利要求9或10所述的移动单元(100)，其特征在于，通过所述驱动器(20)能使所述移动单元(100)沿所述线性运输系统(1)的所述导轨(50)移动，其中，所述移动单元(100)具有滚轮(190)，其中，所述滚轮(190)在所述导轨(50)的运行面(55)上滚动，其中，所述固定装置(120)使沿所述导轨(50)的移动变难。12.根据权利要求11所述的移动单元(100)，其特征在于，所述移动元件(121)被设置在第一位置(131)中至少部分地接合到所述导轨(50)的一个孔(57)中。13.根据权利要求12所述的移动单元(100)，其特征在于，所述移动元件(121)被设置为固定移动单元(100)以防由所述驱动器(20)触发的移动。14.根据权利要求11至13中任一项所述的移动单元(100)，其特征在于，所述移动元件(121)具有第一制动片(141)，当所述移动元件(121)向第一位置(131)的方向移动时，所述第一制动片(141)能向所述导轨(50)的方向移动。15.根据权利要求11至14中任一项所述的移动单元(100)，其特征在于，所述移动元件(121)具有第二制动片(142)，当所述移动元件(121)位于第一位置(131)时，所述第二制动片(142)与所述滚轮(190)之一接触。16.根据权利要求8至15中任一项所述的移动单元(100)，其特征在于，所述移动单元(100)具有移动天线(105)，其中，所述移动单元(100)具有控制器(104)，其中，所述控制器(104)被设置为根据从所述移动天线(105)接收的信号来控制所述固定装置(120)。

技术总结
本发明涉及一种线性运输系统(1)，其中，线性运输系统(1)具有至少一个静止单元(10)和至少一个移动单元(100)。线性传输系统(1)具有用于驱动移动单元(100)的驱动器(20)，其中，驱动器(20)包括线性马达(21)，其中，线性马达(21)包括定子(22)和转子(110)。定子(22)包括一个静止单元(10)或多个静止单元(10)。转子(110)设置在移动单元(100)上并且包括一个或多个磁体。静止单元(10)具有能量发送线圈(30)。移动单元(100)具有能量接收线圈(103)。移动单元(100)具有固定装置(120)，其中，固定装置(120)被设置为固定线性运输系统(1)中的移动单元(100)。固定装置(120)包括移动元件(121)，其中，移动元件(121)可以在第一位置和第二位置之间移动，移动元件(121)在第一位置中触发移动单元(100)的机械固定。动单元(100)的机械固定。动单元(100)的机械固定。


技术研发人员：詹
受保护的技术使用者：倍福自动化有限公司
技术研发日：2021.10.19
技术公布日：2023/7/6