阅读说明：本技术 调平设备 (leveling device ) 是由 杰里米·约瑟夫·丹克 拉尔夫·贡扎加·拉格达梅奥 黄坤钿 林秉豪 于 2019-05-30 设计创作，主要内容包括：一种用于调平机器的自动调平设备,该机器包括多个支腿,每个支腿的长度可通过旋转与其相关联的相应啮合构件来调节,所述调平设备包括：处理单元；适于与所述处理单元通信连接的测斜计；以及动力扳手,其适于与所述啮合构件可释放地啮合,并且还适于与所述处理单元通信连接。(an automatic leveling apparatus for leveling a machine, the machine including a plurality of legs, the length of each leg being adjustable by rotating a respective engagement member associated therewith, the leveling apparatus comprising: a processing unit; an inclinometer adapted to be communicatively connected to the processing unit; and a power wrench adapted to releasably engage with the engagement member and further adapted to be communicatively coupled with the processing unit.)

调平设备

技术领域

本发明涉及一种调平设备、调平方法和动力扳手。

背景技术

许多高精度机器需要精确调平以实现一致和最佳操作。这些机器的具体实例为用于生产电路板的那些机器，例如用于在半导体工件上印刷导电图案的印刷机和用于将部件放置在印刷工件上的表面贴装技术（SMT）机器。这些机器不仅必须精确调平，而且由于它们在普通生产线中使用，因此也必须安装成使其各自的传送装置表面设置在相同的垂直高度，即高于地面的高度（通常称为“Z方向”，其中垂直轴称为“Z轴”），以使工件可在不同的机器之间平稳地传送。

通常，这些机器具有大致矩形的占地面积，并且设置有四个支腿，每个支腿靠近机器的相应拐角，其中至少三个支腿在Z方向上为可调节的，即它们可通过旋转与支腿相关联的相应啮合构件来加长或缩短。例如，所述可调节支腿可包括螺纹螺栓，其拧入机器主框架的相应接收孔中，以通过旋转与支腿一体形成的六边形截面的啮合构件来调节长度，其中沿Z轴的位置可通过拧紧设置在支腿螺纹上的锁紧螺母来锁定。至少一条支腿可作为参考支腿，其固定在所需的长度。例如一些印刷机可具有五个支腿，四个靠近对应拐角，所述参考支腿设置在机器的中心部分。

目前，机器操作员通过手动操作对这些机器进行调平，下面简要描述：

i）提供精确到机器规格的水平仪，其可随机器一起提供也可单独放置在机器的水平面内；

ii）调整机器的一个支腿，使其升离地面，使机器以其余的作为参考点的三条支腿保持静止。在调平过程开始之前，必须确保传送装置对地的测量距离为两侧的预期距离（例如900mm、930 mm和950mm，为标准运输高度）；

iii）机器操作员使用扳手并根据需要拧紧和松开机器的支腿，以便将水平仪气泡调整到X轴和Y轴的中心（X轴和Y轴彼此正交并且与Z轴正交）；以及

iv）一旦达到目的，将第四条支腿下降到地面并用手紧固。

上述步骤iii）和iv）要求机器操作员使用扭矩扳手，以确保所有四个支腿都拧紧到130Nm的扭矩。

然而，存在与这些已知方法相关的各种问题。例如，从传送装置到地面的900mm的初始测量距离具有误差幅度。生产线内的其它机器也可能具有这样的误差，这些误差可能在生产线上累积。

在拧紧和松开支腿以实现调平的过程中，操作者必须经常蹲下来调整每条支腿的高度并站起来检查水平仪。这造成关于人体工程学的问题，可能会给操作员带来身体上的不适。

许多此类机器具有不均匀的重量分布，这可能在步骤iv）中释放第四支腿时影响调平，可能需要操作员进行额外调整。因为需要更多的力气调整高度，所以任何不均匀的重量分布也会使机器的较重一侧较难以调平。

为了啮合支腿螺母，扳手进入的空间非常狭窄，操作员不得不在进行任何调整之前都采取必要措施以确保扳手适用。

此外，沿着生产线的地板平面的任何差异都难以解决。

本发明旨在克服上述问题，并提供一种准确可靠的调平机构。

根据本发明，该目的通过提供一种实现机器调平的自动化系统来实现。有利地，该自动调平系统易于携带并用于各种不同的机器。

本发明的解决方案利用动力扳手或螺丝扳手，其包括驱动装置，例如电致动器，以及机械装置，其中所述机械装置用于将驱动从驱动装置传递到啮合头以使其旋转并由此将扭矩施加到例如螺母或螺栓头的相应啮合构件。

CN106813051A、US9643790B2、JP-A-2012-220444以及JP-A-2006-261500涉及了具有不同自动化程度的现有技术。然而，由于调平设备内置于机器中，上述系统缺乏灵活性，成本高并且复杂性高。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于调平机器的调平设备，该机器包括多个支腿，每个支腿的长度可通过旋转与其相关联的相应啮合构件来调节，所述调平设备包括：

处理单元；

适于与处理单元通信连接的测斜计；以及

动力扳手，适于与啮合构件可释放地啮合，并且还适于与处理单元通信连接。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于调平机器的方法，该机器包括多个支腿，每个支腿的长度可通过旋转与其相关联的相应啮合构件来调节，该方法包括步骤：

i）将足够数量的所述支腿抬离地板，直到所述机器通过三个支腿与地板接触；

ii）使与所述地板接触的第一支腿的啮合构件与动力扳手啮合；

iii）将测斜计定位在所述机器上，所述测斜计可操作以确定机器相对于水平面的倾斜度并据此输出测量信号；

iv）根据所述测量信号操作与第一支腿的啮合构件啮合的动力扳手；

v）使与所述地板接触的第二支腿的啮合构件与所述动力扳手啮合；以及

vi）根据所述测量信号操作与第二支腿的啮合构件啮合的动力扳手。

根据本发明的第三方面，提供了一种以根据第二方面的方法进行使用的动力扳手。

在附图中叙述了本发明的其它具体方面和特征。

附图说明

以下将参考附图（未按比例）描述本发明，其中：

图1示意性地示出了根据本发明实施例的调平设备；

图2为示意性地示出了根据本发明实施例的第一动力扳手的透视图；

图3为示意性地示出了图2的第一动力扳手的分解透视图；

图4为示意性地示出了根据本发明实施例的第二动力扳手的透视图；

图5为示意性地示出了图4的第二动力扳手的分解透视图。

附图标记说明

1 - 调平设备

2 - 测斜计

3 - 单向通信链路

4 - 处理单元

5 - 主控制板

6，9 - 从控制板

7 - 第一动力扳手

8，11 - 双向通信链路

10 - 第二动力扳手

12 - 致动器

13 - 致动器安装板

14 - 扳手本体

15 - 螺丝

16 - 上导板

17 - 下导板

18 - 驱动输出部

19 - 齿轮

20 - 啮合头

21 - 凹部

22 - 轴线

23 - 上切口

24 - 下切口

25 - 扳手本体

29 - 齿轮。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的调平设备1。提供便携式数字测斜计2以确定机器（未示出）的倾斜度。这种数字测斜计可商购，例如可以商标名Digi-Pas（RTM）获得的数字测斜计。测斜计2可放置在机器的标称水平表面上，例如升降台或专用支撑表面，以确定该表面的倾斜度。测斜计2可操作以输出表示所确定的倾斜度的测量信号。提供一条从测斜计2到处理单元4的通信链路3（这里为单向通信链路），以将测量信号传送到处理单元4。有利地，单向通信链路3为无线链路，例如使用蓝牙（RTM）、无线局域网（WLAN）或其它无线系统，但也可使用有线链路，例如可选地使用通用串行总线（USB）电缆。处理单元4可操作以接收测量信号并相应地控制调平设备1的其余部分。处理单元4例如可以包括笔记本电脑之类的计算机、移动电话之类的移动设备或专用单元。处理单元可操作以运行软件（可安装、携带或嵌入）来操作调平设备。主控制板5与处理单元4相关联，并且可以位于处理单元4内，或者从外部可通信地连接到处理单元4。合适的主控制板例如可为Arduino（RTM）控制板。主控制板5通过双向通信链路8可通信地链接到与第一动力扳手7相关联的从控制板6。类似地，在该实施例中，通过相应的双向通信链路11，主控制板5通信地链接到与第二动力扳手10相关联的第二从控制板9。处理单元4使用双向通信链路8和11将控制信号发送到动力扳手7和10，并接收其反馈。有利地，双向通信链路8和11为无线链路，例如使用蓝牙（RTM）、无线局域网（WLAN）或其它无线系统，但也可使用有线链路，例如可选地使用通用串行总线（USB）电缆。合适的从控制板6和9例如可为Arduino（RTM）控制板，其可操作以根据所接收的控制信号驱动相应的动力扳手7和10，并且将反馈信号发送到表示相应的动力扳手7和10的操作的处理单元4。

图2和3为分别示意性地示出了根据本发明的第一动力扳手7的透视图和分解透视图。致动器12，例如直流旋转电动机，通过使用多个螺钉15经由致动器安装板13附接到扳手本体14。扳手本体14由上引导板16和下引导板17限定，其间容纳有形成齿轮系或传动系的多个齿轮19。下引导板17包括突出轴22，各个齿轮19可围绕突出轴22旋转。如图所示，最右边的齿轮19从致动器12的驱动输出部18接收扭矩，使齿轮19在使用中旋转。传动系的远端为啮合头20，其形成具有径向凹部21的齿轮。凹部21的尺寸设计成至少部分地容纳支腿啮合构件以在使用中提供与其的啮合。在靠近啮合头20的上引导板16和下引导板17中的相应的切口部分23和24允许啮合构件无障碍地进入凹部21。因此，第一动力扳手7形成开口扳手或螺丝扳手。

有利地，动力扳手7包括固定机构（未示出），其用于防止动力扳手7在使用中相对于机器移动。通过提供这种机构，确保了向支腿的啮合构件施加扭矩会引起啮合构件而非动力扳手的旋转。虽然存在各种方法来实现这种固定机构，但一种简单稳妥的解决方案为提供固定到动力扳手7的夹具（未示出），该夹具适于与机器的一部分可释放地夹紧啮合。

第一动力扳手7相对较长，因此可能不适合与所有机器的所有支腿一起使用。因此可以使用比第一动力扳手7短的第二动力扳手10。图4和5为分别示意性地示出了根据本发明的第二动力扳手10的透视图和分解透视图。第二动力扳手10与第一动力扳手7非常相似，因此不需要详细描述，但其齿轮系包括较少的齿轮29，因此扳手本体25可以相应地更短。有利地，第二动力扳手10的传动比可与第一动力扳手7的传动比不同，在下面详细讨论。

以下将描述使用上述调平设备对立在地板上的机器进行调平的示例性方法：

i）将足够数量的支腿抬离地板，直到机器通过三个支腿与地板接触。重要地是这些支腿不共线，即不可能形成穿过所有三个支腿的直线轴。优选但非必要地，这三个支腿中的一个支腿为固定长度的参考腿；

ii）操作者将测斜计定位在机器的平坦的、大致水平的表面上，测斜计可操作以确定机器相对于水平面的倾斜度并据此输出测量信号。该步骤可以在上述步骤i）之前进行。在其它实施例中，这种测斜计可以永久地设置在机器上。在任意情况下，将测斜计接通，如果需要则将其连接到电源，并且将其通信地链接到处理单元以将表示机器倾斜度的测量信号发送到处理单元。测量信号以提供最终水平的固定支腿为参考，因此在调平完成后，固定支腿的长度将设定为机器在地板上方的绝对高度；

iii）操作者将如图2或4所示的动力扳手放置在与地板接触的第一可调节支腿的啮合构件上。动力扳手连接到电源并通信地连接到处理单元。动力扳手例如从第一动力扳手7和第二动力扳手10中选择，使得其齿轮比最适合于将要连接的特定支腿。例如，许多SMT机器具有不均匀的重量分布，因此一些支腿可能需要施加更大的扭矩来实现调节。该步骤也可以在上述步骤i）和ii）之前进行；

iv）操作者使用动力扳手将与地板接触的第二可调节支腿的啮合构件定位。有多种方法可以实施该操作。在优选实施例中使用第二动力扳手，并且将第一和第二动力扳手都放置成与相应的支腿啮合，以便随后由处理单元进行同时控制（参见下面的步骤v）。这提供了最快的调平程序。第一和第二动力扳手可以为相同的尺寸，或者可以根据需要使用不同尺寸的扳手。然而，可选地，可以通过顺序调平，即通过依次调节第一和第二可调节支腿来获得完全调平。这里应该理解，由于支腿不共线，因此可以分别单独地校正机器的部件的倾斜度。通过使用这种方法，可以将相同的扳手用于第一和第二可调节支腿；

v）处理单元接收来自测斜计的测量信号，并输出控制信号以根据测量信号操作任意啮合的动力扳手，使机器向水平姿态移动。动力扳手的运动将用于改变机器沿轴线，即沿着水平轴线的倾斜度，该水平轴线穿过固定支腿和与该扳手啮合的支腿。自动控制每个扳手直到沿相应轴线的倾斜最小化。有利地，处理单元运行采用分级方法的调平算法。在初始调平步骤中，设备调节支腿长度直到沿每个轴的倾斜度在预选的相对大的范围内。在随后的步骤中，该设备调节支腿长度直到沿每个轴的倾斜度在较小的范围内，并且在连续的后续步骤中，该范围逐渐减小。最后，执行调平步骤，使得沿着每个轴的倾斜度为零，其由测斜计确定；

vi）当测斜计表明沿两个轴的倾斜度为零时，调平操作完成，并且操作员可以移除任意啮合的扳手。然后使用它们将任意抬起的支腿降低到地板上，从而完全支撑机器。如上述步骤iii），选择相对该支腿具有适当传动比的扳手。优选地，使用较低的传动比以提供对下降的精确控制。这有助于避免在支腿下降时引入水平误差的可能。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，在具有一个固定支腿的四支腿机器的情况下，在步骤i）中，可以选择与地板保持接触的两个可调节支腿的范围，两个支腿可位于机器的相邻拐角，或者位于相对的拐角。优选地，操作员将通知处理单元相关的情况。这使得调平算法能够在调平过程的不同阶段中选择最合适的倾斜度范围。

上述实施例仅为示例性的，并且本发明范围内的其它可能性和替代方案对于本领域技术人员而言为显而易见的。例如，调平设备可以包括两个以上动力扳手。这样，可以同时调节所有可调节支腿。