本發(fā)明通常涉及自動(dòng)系統(tǒng)，其用于處理非鐵導(dǎo)電物體。更具體地，本發(fā)明的一些方面涉及自動(dòng)設(shè)備、系統(tǒng)和相關(guān)方法，其用于在處理和操作期間將非鐵導(dǎo)電坯板以磁動(dòng)力的方式分離。在示例性的沖壓操作中，這種坯板經(jīng)由材料處理機(jī)器人的操作而被自動(dòng)地供應(yīng)到?jīng)_壓機(jī)。沖壓機(jī)的工具和壓模表面將所接收的坯板形成為期望的形狀。為了有助于沖壓操作，一堆坯板被置于在沖壓機(jī)附近。機(jī)器人的末端執(zhí)行器被隨后運(yùn)動(dòng)到該一堆坯板上方的位置。最上方的坯板經(jīng)由末端執(zhí)行器而被抓持并從該坯板堆提起并隨后供應(yīng)到?jīng)_壓機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及用于將鋁或其他非鐵導(dǎo)電板件或坯板分離的磁動(dòng)力設(shè)備和相關(guān)方法。在示例性沖壓操作中這種坯板可以堆疊和堆放到?jīng)_壓機(jī)附近，從所述堆一次移走一個(gè)坯板且通過材料處理機(jī)器人供應(yīng)到壓機(jī)。所公開的設(shè)備產(chǎn)生磁性力，所述磁性力將最上方坯板的角部、邊緣、或其他部分從所述堆的其余部分分開，以有助于通過機(jī)器人的末端執(zhí)行器抓持和提升最上方坯板。

設(shè)備的示例性實(shí)施例包括磁體、控制器、和促動(dòng)器裝置。磁體定位在所述坯板堆附近且配置為相對(duì)于所述堆中最上方坯板的主表面在第一方向上產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)；控制器被編程為命令電流沿最上方坯板主表面在第二方向上流動(dòng)，其中第二方向與第一方向正交。連接到磁體的促動(dòng)器裝置可操作為用于在命令電流的同時(shí)將磁體相對(duì)于所述堆定位。以這種方式，磁性分離力沿與第一和第二方向正交的第三方向產(chǎn)生，且處于足以用于將最上方坯板的一部分從所述堆分離的水平。

磁體可以包括連接到轉(zhuǎn)子且布置為北磁極和南磁極交替的多個(gè)永磁體。在這種實(shí)施例中，促動(dòng)器裝置可以配置為讓轉(zhuǎn)子繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，以沿第一方向產(chǎn)生磁場(chǎng)且感應(yīng)出電流流動(dòng)。

控制器可以配置為經(jīng)由位置控制信號(hào)向促動(dòng)器裝置的傳遞而命令磁體相對(duì)于所述堆的相對(duì)位置的改變。殼體可以容納轉(zhuǎn)子，在這種情況下，促動(dòng)器裝置可以配置為響應(yīng)于位置控制信號(hào)而自動(dòng)地調(diào)整殼體相對(duì)于所述堆邊緣的位置。

設(shè)備可以包括與控制器以及材料處理機(jī)器人和促動(dòng)器裝置通信的位置傳感器?？刂破骺梢员痪幊虨閺奈恢脗鞲衅鹘邮詹牧咸幚頇C(jī)器人的位置和將控制信號(hào)傳遞到促動(dòng)器裝置，以僅當(dāng)材料處理機(jī)器人的位置距最上方坯板在經(jīng)校準(zhǔn)距離內(nèi)時(shí)產(chǎn)生電流。

在其他實(shí)施例中，設(shè)備可以包括直流(DC)電壓源、一對(duì)電導(dǎo)體和經(jīng)由該一對(duì)電導(dǎo)體電連接到DC電壓源的一對(duì)電接觸部。在引線與最上方坯板主表面直接接觸時(shí)，通過直接將電流注入到最上方坯板中而產(chǎn)生電流。

設(shè)備可以包括開關(guān)，在電引線直接接觸最上方坯板主表面之后在開關(guān)閉合時(shí)電流被注入到最上方坯板。開關(guān)可以實(shí)施為彈簧加載的開關(guān)。

具體示例性實(shí)施例中的DC電壓源提供約12VDC的電壓和約100amp的電流。

磁體可以實(shí)施為分段的條狀磁體組件，其具有非磁性間隔件、磁體北磁極和南磁極和背鐵材料。

還公開用于分離導(dǎo)電非鐵坯板的方法。在示例性實(shí)施例中，方法可以包括將磁體定位在坯板堆附近且經(jīng)由磁體相對(duì)于所述堆的最上方坯板主表面沿第一方向產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。方法還可以包括確定材料處理機(jī)器人的末端執(zhí)行器是否與最上方坯板的主表面相距經(jīng)校準(zhǔn)距離或在其附近區(qū)域，以及在末端執(zhí)行器在經(jīng)校準(zhǔn)的附近區(qū)域中時(shí)經(jīng)由位置控制信號(hào)向促動(dòng)器裝置的傳遞而沿最上方坯板的主表面在第二方向產(chǎn)生電流。如上所述，第二方向與第一方向正交。另外，方法可以包括在電流流動(dòng)期間經(jīng)由促動(dòng)器裝置控制磁體相對(duì)于所述堆的位置，使得沿與第一和第二方向正交的第三方向產(chǎn)生磁性分離力。產(chǎn)生的力足以將最上方坯板的一部分從所述堆分離。

用于分離導(dǎo)電非鐵坯板的另一方法包括經(jīng)由定位在坯板堆附近的一個(gè)或多個(gè)磁體相對(duì)于所述堆的最上方坯板主表面沿第一方向產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。在該實(shí)施例中的方法包括沿最上方坯板主表面在第二方向上通過在主表面中感應(yīng)出電流或通過直接注入電流而產(chǎn)生電流，第二方向與第一方向正交。另外，方法包括產(chǎn)生磁性分離力，其是恒定磁場(chǎng)和電流的乘積，以將最上方坯板從所述堆的其余坯板分離。該具體實(shí)施例中的方法還可以包括使用材料處理機(jī)器人的末端執(zhí)行器抓持和提升具有分離的角部的被分離的最上方坯板。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種將導(dǎo)電非鐵坯板分離的方法，包括：

將磁體定位在坯板堆附近；

經(jīng)由磁體相對(duì)于所述堆的最上方坯板主表面沿第一方向產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)；

確定材料處理機(jī)器人的末端執(zhí)行器是否處于最上方坯板的主表面的經(jīng)校準(zhǔn)的接近度內(nèi)；

在末端執(zhí)行器處于該經(jīng)校準(zhǔn)的接近度時(shí)，經(jīng)由位置控制信號(hào)向促動(dòng)器裝置的傳遞沿最上方坯板主表面在第二方向上產(chǎn)生電流，其中第二方向與第一方向正交；和

在電流產(chǎn)生期間經(jīng)由促動(dòng)器裝置控制磁體相對(duì)于所述堆的位置，使得沿與第一和第二方向正交的第三方向產(chǎn)生力，所述力足以用于將最上方坯板的一部分從所述堆分離。

優(yōu)選地，其中確定機(jī)器人的末端執(zhí)行器是否在最上方坯板的主表面的經(jīng)校準(zhǔn)接近度內(nèi)包括，經(jīng)由位置傳感器測(cè)量末端執(zhí)行器的位置，將位置信號(hào)從位置傳感器傳遞到控制器，且經(jīng)由控制器處理位置信號(hào)，以確定末端執(zhí)行器是否將要接觸最上方坯板的主表面。

優(yōu)選地，其中磁體包括沿轉(zhuǎn)子的周邊表面布置的多個(gè)磁體，其中產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)包括命令轉(zhuǎn)子以經(jīng)校準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)速度足以產(chǎn)生所述力。

優(yōu)選地，其中產(chǎn)生電流包括將電接觸部連接到最上方坯板，以由此將DC電壓源連接到主表面且使得電流在主表面中流動(dòng)。

優(yōu)選地，其中電接觸部被彈簧加載，且當(dāng)末端執(zhí)行器在主表面上施加足夠的吸力或抓持力時(shí)開關(guān)自動(dòng)地閉合。

優(yōu)選地，其中促動(dòng)器裝置配置為響應(yīng)于從控制器而來的位置控制信號(hào)而自動(dòng)地調(diào)整磁體相對(duì)于所述堆的邊緣的相對(duì)定位。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種將導(dǎo)電非鐵坯板分離的方法，所述方法包括：

經(jīng)由在坯板的堆附近定位的一個(gè)或多個(gè)磁體，相對(duì)于所述堆的最上方坯板的主表面沿第一方向產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)；

通過在主表面中感應(yīng)出或直接注入電流而沿最上方坯板的主表面在第二方向上產(chǎn)生電流，其中第二方向與第一方向正交；

產(chǎn)生作為恒定磁場(chǎng)和電流乘積的力，以將最上方坯板從所述堆中的其余坯板分離；和

使用材料處理機(jī)器人的末端執(zhí)行器將分離的最上方坯板抓持和提升。

優(yōu)選地，其中產(chǎn)生電流包括，在末端執(zhí)行器接觸最上方坯板的主表面時(shí)，通過使得到直流(DC)電壓源的導(dǎo)電路徑閉合而直接將電流注入到主表面中。

優(yōu)選地，其中一個(gè)或多個(gè)磁體包括多個(gè)磁體，其在轉(zhuǎn)子的周邊表面上布置為北磁極和南磁極交替，且其中產(chǎn)生電流包括，通過經(jīng)由促動(dòng)器裝置讓轉(zhuǎn)子以經(jīng)校準(zhǔn)速度旋轉(zhuǎn)而在主表面中感應(yīng)出電流。

在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是用于將導(dǎo)電非鐵坯板從這種坯板的堆分離的磁動(dòng)力設(shè)備的示意圖。

圖2是圖1所示的替換構(gòu)造的示意圖。

圖3是用于經(jīng)由圖1和2所示的設(shè)備將電非鐵坯板以磁動(dòng)力方式分離的示例性方法的流程圖。

圖4A-C是可用于圖2實(shí)施例的示例性條狀磁體組件的相應(yīng)示意性俯視圖、端視圖、側(cè)視圖。

圖5A-C是可用于圖2的實(shí)施例的替換示例性條狀磁體組件的相應(yīng)示意性俯視圖、端視圖、和側(cè)視圖。

本發(fā)明可做出各種修改和替換，且一些代表性實(shí)施例已經(jīng)在附圖中通過例子示出且將在本文詳細(xì)描述。但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明的新穎方面并不限于附圖中示出的具體形式。相反，本發(fā)明覆蓋所有修改、等效例、排列、組合、子組合和替換例，其落入所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。

具體實(shí)施方式

附圖所示和本文詳細(xì)描述的內(nèi)容代表本發(fā)明的實(shí)施例。為此，公開而未在權(quán)利要求中詳細(xì)記載的元件和限定目的不是通過暗示或推論單獨(dú)或共同地并入到權(quán)利要求中。為了提供詳細(xì)的描述，除非具體指出，單數(shù)形式包括多個(gè)且反之亦然，詞語“和”以及“或”是結(jié)合和分離的，“所有”意味著“任何和所有”，“任何”意味著“任何和所有”，“包括”、“包含”和“具有”意味著“包括但不限于”。而且，近似的詞語例如“約”、“幾乎”、“基本上”、“大約”等在本文中是指“等于、接近或幾乎等于”的含義，或在“3-5％的范圍中”或“在可接受制造公差中”或是其任何邏輯的組合。

參見附圖，其中幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，磁動(dòng)力設(shè)備10如圖1所示。設(shè)備10可以用作使用非鐵導(dǎo)電坯板18的制造操作中的示例性沖壓操作的一部分，所述非鐵導(dǎo)電坯板即導(dǎo)電非磁性材料的板子或板件，例如鋁、鎂、具有導(dǎo)電層的層壓塑料和/或復(fù)合材料。圖1和2的實(shí)施例(二者都可以被如圖3所示的示例性方法100控制)目的是消除對(duì)壓縮空氣、凹痕樣式、或其他有助于在沖壓或其他操作中將坯板18分離的方式的需要。

如上所述，示例性沖壓操作可以得益于材料處理機(jī)器人12的使用，為了簡(jiǎn)要，僅其一些部分在圖1的示意性的插入部分11中示出。因此，設(shè)備10可以可選地包括這種機(jī)器人12。機(jī)器人12可以包括機(jī)器人臂13和末端執(zhí)行器14。在所示的具體構(gòu)造中，末端執(zhí)行器14可以包括經(jīng)由軟管15而被提供真空的吸盤，使得末端執(zhí)行器14施加吸力且由此從相同構(gòu)造的坯板18的堆16牢固地抓持和提升最上方坯板18U。

末端執(zhí)行器14可以替換地實(shí)施為多指抓持器或另一適于應(yīng)用的末端執(zhí)行器。最上方坯板18U被末端執(zhí)行器14提升且被供應(yīng)到?jīng)_壓機(jī)(未示出)，機(jī)器人臂13在沖壓機(jī)和堆16之間來回樞轉(zhuǎn)，直到堆16中的所有坯板18已經(jīng)被順序地供應(yīng)到壓機(jī)。設(shè)備10可以包括可選直流(DC)電壓源32，例如低壓輔助電池，一對(duì)電導(dǎo)體33，和一對(duì)電接觸部36，例如導(dǎo)電墊或接觸表面，在圖2的替換實(shí)施例中這種結(jié)構(gòu)元件以具體方式使用。在不同實(shí)施例中，DC電壓源32可以連接到末端執(zhí)行器14或連接到機(jī)器人12的另一部分。

作為圖1的設(shè)備10的一部分，一個(gè)或多個(gè)磁體24M可以定位在堆16附近。磁體24M可以是永磁體或電磁體，這取決于實(shí)施例。磁性力(F)等于電流(I)、磁場(chǎng)(B)、和給定導(dǎo)體(在該例子中最上方坯板18U)的長(zhǎng)度(L)的積，即F＝B×I×L。該原理經(jīng)由方法100以具體方式實(shí)現(xiàn)，以便產(chǎn)生所期望的“坯板帶起(blank fanning)”效應(yīng)，其中以受控且有目的的方式產(chǎn)生力(F)，以將坯板18分離。

更具體地，設(shè)備10和方法100用于將最上方坯板18U的角部、邊緣或其他部分與堆16中的其余坯板18分離，且尤其是與緊鄰的坯板18分離。即，要避免的問題是意外地提升了不止最上方坯板18U，且因此最上方坯板18U的角部、邊緣或其他部分的順利分離允許末端執(zhí)行器14僅將最上方坯板18U提升并供應(yīng)。圖1和2的實(shí)施例使用如上所述的原理，以產(chǎn)生期望的坯板帶起效果，圖1顯示了轉(zhuǎn)子24的使用，轉(zhuǎn)子具有周邊表面28，以在最上方坯板18U中感應(yīng)出電流(I)的流動(dòng)，且圖2使用DC電壓源32以直接將電流(I)注入到最上方坯板18U。

相對(duì)于圖1的示例性旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)實(shí)施例，磁體24M連接到轉(zhuǎn)子24的周邊表面28且在其周圍排開，以相對(duì)于轉(zhuǎn)子24的外周邊建立恒定磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子24隨后以受控的速度在堆16的邊緣23附近旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子24的旋轉(zhuǎn)可以用于沿最上方坯板18U的主表面20感應(yīng)電流(I)，即進(jìn)入圖1的透視圖的頁面，且最終產(chǎn)生磁性力(F)，力的量足以將最上方坯板18U從堆16的其余部分分離。為了實(shí)現(xiàn)期望磁性力(F)，以北(N)-南(S)極性交替的方式布置的多個(gè)磁體24M可以連接到轉(zhuǎn)子24的外周邊，例如圍繞旋轉(zhuǎn)軸線21旋轉(zhuǎn)的含鐵缸體、盤片或鼓部、或任何其他結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子24繞旋轉(zhuǎn)軸線21的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)相對(duì)于最上方坯板18U的主表面20在第一方向上產(chǎn)生磁場(chǎng)(B)，即，離開轉(zhuǎn)子24且進(jìn)入最上方坯板18U。

作為設(shè)備10的一部分，促動(dòng)器裝置25(例如組合的螺線管裝置和馬達(dá)組件)可以操作地連接到磁體24M。在一些實(shí)施例中，促動(dòng)器裝置25可以用于與命令電流(I)流動(dòng)的同時(shí)/在其期間將轉(zhuǎn)子24和/或磁體(一個(gè)或多個(gè))24M相對(duì)于堆16定位，或維持經(jīng)校準(zhǔn)的相對(duì)位置。在圖1的實(shí)施例中，促動(dòng)器裝置25可以讓轉(zhuǎn)子24繞旋轉(zhuǎn)軸線21旋轉(zhuǎn)，如箭頭R所示。促動(dòng)器裝置25可以自動(dòng)地定位含有轉(zhuǎn)子24的殼體30，或可以讓轉(zhuǎn)子24直接沿通過雙頭箭頭A和AA示出的相對(duì)于堆16的邊緣23垂直和/或水平的方向分別定位。

沿最上方坯板18U的主表面20的第二方向產(chǎn)生電流(I)，即直接注入或感應(yīng)出，這取決于實(shí)施例，電流(I)直接進(jìn)入最上方坯板18U，如圖1的透視圖所示。即，沿與磁場(chǎng)(B)的方向垂直或正交的方向產(chǎn)生電流(I)，使得如上所述的磁性分離力(F)被產(chǎn)生，作為沿第三方向的分離磁性力，所述第三方向與最上方坯板18U的主表面20正交。量值預(yù)定(如下所述)的分離力(F)足以將最上方坯板18U與堆16中的坯板18的其余部分分離。

磁性分離力(F)的量取決于轉(zhuǎn)子24的旋轉(zhuǎn)速度、磁體24M的磁場(chǎng)強(qiáng)度、轉(zhuǎn)子24的直徑、和將堆16與轉(zhuǎn)子24上的最近相對(duì)點(diǎn)分離的任何空氣隙的尺寸。因此，因電流(I)和磁場(chǎng)(B)帶來的力(F)可以被小心地調(diào)節(jié)以符合坯板18的規(guī)格。使用說明性例子，堆16可以包括約350-400個(gè)坯板18，其用鋁構(gòu)造，每一個(gè)大約為0.90-1.0mm厚和約6.50-7.0kg重。典型的矩形坯板18可以具有約1.475m x1.835m的主尺寸。對(duì)于具有以上規(guī)格的鋁坯板18，在坯板18的每一個(gè)角部處需要約17牛頓的力(F)，以有助于獲得足以用于通過末端執(zhí)行器14進(jìn)行提升的分離量。例如，可以實(shí)現(xiàn)約10-20mm的最上方坯板18U的分離，且不大于磁體24M的寬度，即小于約50mm?；诖?，用于有助于將最上方坯板18U從堆16的其余部分分離的所需磁場(chǎng)(B)和/或電流(I)可以容易地確定，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。

作為示例性沖壓操作的一部分，可選的位置傳感器S1可以用于檢測(cè)末端執(zhí)行器14相對(duì)于最上方坯板18U的位置，經(jīng)檢測(cè)的位置(箭頭P_X)被傳遞到控制器50?？刂破?0可以被編程為命令電流(I)沿與磁場(chǎng)正交的方向在堆16中的最上方坯板18U的主表面中或沿其流動(dòng)。位置傳感器S1可以是任何合適的位置傳感器，例如但不限于霍耳效應(yīng)傳感器或旋轉(zhuǎn)編碼器。控制器50，例如一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)裝置(具有足夠的存儲(chǔ)器(M)、處理器(P)、和實(shí)施如針對(duì)圖3所述的方法100的指令)可以與材料處理機(jī)器人12(例如分離的機(jī)器人控制器)通信，且被編程為接收所述位置(箭頭PX)。控制器50可隨后將控制信號(hào)(箭頭22)傳遞到促動(dòng)器裝置25，以使得僅在所述位置(箭頭PX)表示末端執(zhí)行器14處于最上方坯板18的經(jīng)校準(zhǔn)距離中時(shí)使得電流(I)產(chǎn)生。以此方式，轉(zhuǎn)子24相對(duì)于堆16的定位和速度控制可以密切地與材料處理機(jī)器人12的總體運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，例如經(jīng)由閉環(huán)或開環(huán)反饋控制。同樣，控制信號(hào)(箭頭22)可以將轉(zhuǎn)子24相對(duì)于堆16定位，例如隨坯板18被沖壓過程消耗且堆16的高度減小而逐漸降低轉(zhuǎn)子24。

圖2顯示了替換地構(gòu)造的磁動(dòng)力設(shè)備10A，其中在存在適當(dāng)?shù)厝∠虻撵o態(tài)磁場(chǎng)的情況下，電流(I)直接被作為DC電流注入到最上方坯板18U。圖1的促動(dòng)器裝置25可以用于改變或維持磁體(一個(gè)或多個(gè))24M相對(duì)于堆16的相對(duì)定位，例如響應(yīng)于位置控制信號(hào)的傳遞。在不同實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)磁體24M的靜態(tài)通量可以使用永磁體或電磁體的陣列形成。出于簡(jiǎn)單的目的，保持磁體24M和堆16的相對(duì)位置的支撐結(jié)構(gòu)從圖2中省略。然而，非鐵/非磁性材料的支架或塔可以被定位在堆16的角部處，以用于該目的。

設(shè)備10A可以包括具有電勢(shì)V(t)的DC電壓源32，以及一對(duì)電導(dǎo)體33，其端接在如上所述的電接觸部36中。電導(dǎo)體33和電接觸部36電連接到DC電壓源32。在末端執(zhí)行器14不接觸最上方坯板18U時(shí)，開路電路存在于電接觸部36之間。在該實(shí)施例中的促動(dòng)器裝置25可操作為，每當(dāng)電接觸部36直接接觸最上方坯板18U的主表面20且與具有DC電壓源32的電路閉合時(shí)，沿第二方向(即相對(duì)于磁場(chǎng)(B)的方向垂直，如沿表面20所示的)將電流(I)注入到最上方坯板18U，由此以DC電壓源32的低電壓輸送電流(I)。

為了有助于圖2的實(shí)施例，DC電壓源32和電引線36可以連接到材料處理機(jī)器人12的末端執(zhí)行器14，用于讓最上方坯板18U運(yùn)動(dòng)。例如，DC電壓源32、電導(dǎo)體33、和電接觸部36可以連接到末端執(zhí)行器14，自動(dòng)地或經(jīng)由可選開關(guān)17的隨后閉合，電引線36和表面20之間的接觸使得電路完整，由此使得電流(I)在最上方坯板18U中流動(dòng)。DC電壓源32可以是相對(duì)高電流、低電壓的裝置，例如12VDC、100A。由此，圖2的實(shí)施例包括使用恒定磁場(chǎng)(B)和促動(dòng)器裝置25以直接將DC電流(I)注入到最上方坯板18U中，所述DC電流(I)當(dāng)與具有通量線37的靜態(tài)磁場(chǎng)(B)相互作用時(shí)產(chǎn)生用于坯板18磁性分離的所需力(F)最上方坯板。

大致如上所述的磁體24M的可行實(shí)施例顯示為圖4A-C中的示例性磁體124M，其目的是說明性的且因此不是按比例的。磁體124M可以配置為分段的條形磁體組件，具有可選的非磁性間隔件60、磁體的北磁極62N和南磁極62S、和背鐵材料64。如圖4B所示，非磁性間隔件60(例如鋁、不銹鋼、或其他合適材料)可以延伸到北磁極62N和南磁極62S之間的背鐵材料64。磁體124M隨后定位在圖2的堆16附近，使得背鐵材料64(如圖4C所示)從堆16離開，堆16的最上方坯板18U如圖4C所示。北磁極62N和南磁極62S分別取向?yàn)榫o鄰堆16，使得北磁極62N和南磁極62S的表面65定位在堆16的經(jīng)校準(zhǔn)距離中，經(jīng)校準(zhǔn)距離形成如上所述的空氣隙。

圖4A-C的磁體124M可以替換地實(shí)施為圖5A-C所示的磁體224M，即作為單個(gè)條狀磁體組件。即，圖4A中的分段磁體構(gòu)造中，多個(gè)北磁極62N和南磁極62S可以替換地配置為單個(gè)細(xì)長(zhǎng)北磁極62N和南磁極62S。如圖5B所示，非磁性間隔件60的薄表面層61(其也未按比例繪制)可以覆蓋相應(yīng)北磁極62N和南磁極62S的表面65，作為添加的保護(hù)層。這種薄表面層61，盡管為了簡(jiǎn)要從圖4A省略，也可以用于圖4A-C的分段實(shí)施例。

圖4A-5C所示的示例性構(gòu)造目的是實(shí)現(xiàn)與磁體表面正交的非常均勻的垂直通量密度。在用于鋁坯板18的堆16的示例性應(yīng)用中，與磁體表面正交的通量密度可以在2cm的最小距離(X)和約1cm的距離(Y)處超過0.25T，X和Y尺寸如圖5B所示。例如，對(duì)于用于將鋁坯板18分離的磁體124M或224M，磁體124M或224M可以用釹合金(N52)構(gòu)造且具有約100cm的總體軸向長(zhǎng)度(L)，約10cm的極寬度(W)，和約5cm的極高度(H)，非磁性間隔件60具有約5cm的寬度和約3cm的高度。薄表面層61可以為約0.5mm-2mm厚，且在永磁體磁極下方背鐵材料64可以為3cm厚。這種實(shí)施例中的磁場(chǎng)強(qiáng)度可以超過1.2T且磁體124M或224M可以在50℃的操作環(huán)境下具有大于50兆高斯奧斯特(Megagauss-Oersted：MGOe)的磁性能量?？梢韵氲狡渌麡?gòu)造而不脫離本發(fā)明的范圍。

參見圖3，用于將如上所述的導(dǎo)電非鐵坯板18磁動(dòng)力地分離的方法100的示例性實(shí)施例以步驟S102開始，其中一個(gè)或多個(gè)磁體24M定位在坯板18的堆16附近。例如，含有堆16的拖架可以位于非金屬基部上，使得堆16的邊緣23面對(duì)磁體(一個(gè)或多個(gè))24M。堆16和磁體24M之間的以及如上所述的其他因素基于磁性分離所需的力(F)設(shè)定。步驟S102進(jìn)一步包括經(jīng)由磁體24M沿相對(duì)于堆16中最上方坯板18U的主表面20的第一方向產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)(B)。一旦磁體24M被適當(dāng)?shù)囟ㄎ磺耶a(chǎn)生磁場(chǎng)(B)則方法100前進(jìn)到步驟S104。

步驟S104可以確定如圖1所示的機(jī)器人12的末端執(zhí)行器14是否與最上方坯板18U的表面20處于經(jīng)校準(zhǔn)的接近程度，例如在非限制性示例性實(shí)施例中是5-10厘米。步驟S104可以經(jīng)由控制器50來處理位置信號(hào)(箭頭PX)，以確定末端執(zhí)行器14是否將要與最上方坯板18U的表面20接觸。在這種接觸將發(fā)生時(shí)，方法100前進(jìn)到步驟S106。

在步驟S106，促動(dòng)器裝置25啟用或以其他方式被控制為，控制磁體24M相對(duì)于堆16的位置并沿最上方坯板18U的主表面20在第二方向上產(chǎn)生電流(I)。如上所述，第二方向與恒定磁場(chǎng)(B)的方向正交。步驟S106，在圖1的示例性實(shí)施例中，可以包括命令轉(zhuǎn)子24繞旋轉(zhuǎn)軸線21以經(jīng)校準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，以便產(chǎn)生所需力(F)。在圖2的實(shí)施例中，步驟S106可以包括將電接觸部36連接到最上方坯板18U，以自動(dòng)地通過接觸或經(jīng)由可選開關(guān)17的閉合(經(jīng)由控制命令箭頭22)而與DC電壓源32形成閉合電路，以產(chǎn)生所需力(F)。替換地，電接觸部36可以在可行實(shí)施例中是彈簧加載的，且由此開關(guān)17可以在末端執(zhí)行器14于表面20上施加足夠的吸力或抓持力時(shí)自動(dòng)地關(guān)閉。方法100隨后前進(jìn)到步驟S108。

步驟S108可以經(jīng)由促動(dòng)器裝置25實(shí)現(xiàn)對(duì)磁體24M相對(duì)于堆16的位置的控制，例如在材料處理機(jī)器人12處于將坯板18供應(yīng)到?jīng)_壓機(jī)的過程中時(shí)。步驟S108在電流(I)產(chǎn)生期間發(fā)生，使得力(F)沿與第一和第二方向正交的第三方向以足以將最上方坯板18U與堆16中的其余坯板18磁性分離的量產(chǎn)生。

即，隨著每一個(gè)連續(xù)坯板18的移走而堆16的高度逐漸減小，促動(dòng)器裝置25可以使用來自控制器50的控制信號(hào)22而自動(dòng)地調(diào)整磁體24M相對(duì)于堆16的相對(duì)定位。例如，通過促動(dòng)器裝置25的按照需要的操作，圖1的轉(zhuǎn)子24或殼體30或圖2的磁體(一個(gè)或多個(gè))24M可以相對(duì)于堆16逐漸下降。在圖2的實(shí)施例中，例如，磁體24M可以經(jīng)由促動(dòng)器裝置25的操作而下降。作為步驟S108的一部分，方法100可以包括使用末端執(zhí)行器14和圖1的材料處理機(jī)器人12來抓持和提升從堆16分離的最上方坯板18U。

使用用于將導(dǎo)電非鐵坯板18分離的上述方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以沿最上方坯板18U的表面產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)并感應(yīng)、注入或以其他方式產(chǎn)生電流，恒定磁場(chǎng)和電流的方向正交，即垂直于彼此。作為恒定磁場(chǎng)與電流的乘積而產(chǎn)生的力隨后用于輔助將最上方坯板18U從堆16中的任何其余坯板18分離。盡管上文針對(duì)圖1-5C描述了不同示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以想到其他構(gòu)造，以產(chǎn)生這種力并將其施加到非鐵導(dǎo)電坯板，例如坯板18，以有助于在沖壓或其他過程期間分離。

含鐵坯板(例如鋼板材金屬板)的分離可以使用相同極性的靜態(tài)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。然而，這種方法依賴于含鐵坯板的磁性性能且由此不能用于例如鋁和鎂這樣的非鐵導(dǎo)電坯板。因此本方法的目的是解決該具體問題，以替換例如在鄰近板件之間噴射壓縮空氣或沿坯板邊緣使用凹痕樣式這樣的分離過程，以幫助這種基于空氣的分離技術(shù)。另外，因?yàn)榕靼逋ǔＭ坑袧?rùn)滑劑，所以毛細(xì)效應(yīng)趨向于將鄰近的坯板彼此粘附。毛細(xì)效應(yīng)在坯板冷時(shí)加重，例如在冬季運(yùn)輸期間，這是由于潤(rùn)滑劑粘性增加造成的。本方法可有助于使得毛細(xì)效應(yīng)不影響被潤(rùn)滑的坯板。從本發(fā)明可理解這些和其他優(yōu)點(diǎn)。

附圖中的詳細(xì)的描述和顯示是對(duì)本發(fā)明的支持和描述，而本發(fā)明的范圍僅通過權(quán)利要求限定。盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2015年12月4日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/263,094、2015年12月4日提交美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/263,097、2016年7月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/363,539的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過引用合并于本文。