CN105397869A - 自动材料切割系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及自动材料切割系统。提供了一种供在制造组件中使用的自动组件制造系统，该自动组件制造系统包括具有存储器的控制系统，该存储器包括要制造的所述组件的计算机化模型。包括第一照明装置和至少一个摄像机的第一监测系统以通信方式联接至所述控制系统，并且被配置成确定所述材料在第一地点处的位置。切割系统以通信方式联接至所述控制系统，并且被配置成基于所确定的位置和所述计算机化模型，从材料片切割出所述组件。所述自动组件制造系统还包括第二监测系统，该第二监测系统包括第二照明装置和至少一个摄像机。所述第二监测系统以通信方式联接至所述控制系统，并且被配置成对所制造的组件与所述计算机化模型进行比较。
Description
技术领域
本公开的领域总体上涉及用于制造组件的方法和系统，并且，更具体地说，涉及从复合材料切割出组件图案(componentpattern)。
背景技术
至少一些已知组件通过将具有预切割材料图案的多个层在彼此顶部上堆叠，并接着利用树脂和各种热处理一起切割该材料层来制造。该组件的模板被投影到这样的一片复合材料上，通过金属刀片从该片复合材料上切割出该图案。然而，该金属刀片相对较快地变钝，从而需要频繁更换，其昂贵并且导致显著量的机器停机时间。另外，当刀片变钝时，它们不能完成将组件从材料片完整分离的切割。当操作员尝试去除未从该片材完全分离的组件时，操作员可能将该材料片拉离生产线，从而危及正从去除点上游切割的组件图案。在这种情况下，该材料片前进以重新开始图案，并且废弃未完成图案。而且，至少一些已知切割系统不能够将组件图案切割成所需精确尺寸，并因此，从材料片切割的组件的尺寸可能大于最终希望组件尺寸。同样地，操作员随后人工修整超尺寸组件，以获得最终希望组件尺寸。因此，至少一些已知组件图案切割系统产生了不可接受的浪费量，并且是劳动密集型的，由此使得它们操作起来很昂贵。
发明内容
在一个方面，提供了一种供在制造组件中使用的自动组件制造系统。所述自动组件制造系统包括具有存储器的控制系统，该存储器包括要制造的所述组件的计算机化模型。包括第一照明装置和至少一个摄像机的第一监测系统以通信方式联接至所述控制系统，并且被配置成确定材料片在第一地点的位置。切割系统以通信方式联接至所述控制系统，并且被配置成基于所确定的位置和所述计算机化模型，从材料片切割出所述组件。所述自动组件制造系统还包括第二监测系统，该第二监测系统包括第二照明装置和至少一个摄像机。所述第二监测系统以通信方式联接至所述控制系统，并且被配置成对所制造的组件与所述计算机化模型进行比较。
在另一方面，提供了一种用于形成组件的方法。所述方法包括以下步骤：利用第一监测系统确定材料片的初始位置。所述第一监测系统包括第一照明装置和至少一个摄像机。所述方法还包括以下步骤：基于所确定的初始位置并且基于预定计算机化模型，从所述材料片切割出所述组件。包括第二照明装置和至少一个摄像机的第二监测系统接着对所制造的组件与所述预定计算机化模型进行比较。
已经讨论的特征、功能以及优点可以在不同实现中独立地实现，或者可以在其它实现中组合，其进一步细节可以参照下列描述和附图而了解。
附图说明
图1是示例性自动组件制造系统的示意图；
图2A是例示用于利用图1所示的自动组件制造系统来形成组件的方法的第一部分的流程图；以及
图2B是例示用于利用图1所示的自动组件制造系统来形成组件的方法的第二部分的流程图。
具体实施方式
如在此使用的，术语“处理器”和“计算机”以及相关术语(例如，“处理装置”、“计算装置”、“中央处理单元(CPU)”以及“控制系统”)不是只限于在本领域中被称为计算机的那些集成电路，而是广泛地意指微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路以及其它可编程电路，并且这些术语在此被互换地使用。在这里描述的实现中，存储器可以包括但不限于：诸如随机存取存储器(RAM)这样的计算机可读介质；和诸如闪速存储器这样的计算机可读非易失性介质。另选的是，还可以使用软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)以及数字万用盘(DVD)。而且，在这里描述的实现中，附加输入通道可以是但不限于：与操作员接口相关联的计算机外围设备，如鼠标器和键盘。另选的是，还可以使用其它计算机外围设备，其例如可以包括但不限于扫描仪。而且，在该示例性实现中，附加输出通道可以包括但不限于操作员接口监视器。
而且，如在此使用的，术语“软件”和“固件”可互换，并且包括存储在存储器中以供个人计算机、工作站、客户端以及服务器执行的任何计算机程序。
贯穿全文使用的术语“高压流体喷射”、“切割喷射”以及“流体喷射”应被理解成并入所有类型的高压流流体喷射，包括但不限于高压水射流(waterjet)和高压磨料水射流。在这种系统中，高压流体(典型为水)流过切割头中的喷嘴，以形成高压喷射，其中随着该喷射流过混合管道而组合了磨料颗粒。高压磨料水射流从混和管道排出，并且被导向组件，以沿指定路径切割该组件。
尽管在此就水射流进行了讨论(并且，具体为磨料水射流)，但可以将所描述的技术应用至通过高压或低压产生的任何类型的流体喷射，无论是否使用添加剂或磨料。另外，这些技术可以被修改成控制x轴、y轴、z轴偏移，以及倾斜与旋转(或其它可比较取向)参数，作为除了速度以外的其它处理参数的函数和在此描述的细节。
图1是例示被用于至少部分地生成组件102的示例性自动组件制造系统100的示意图。组件制造系统100包括控制系统104，该控制系统104被配置成，至少接收和/或生成要从一片材料108切割出的组件102的计算机化模型106。在该示例性实现中，控制系统104包括处理器110和存储器装置112，该存储器装置112可操作地联接至处理器110，在该存储器装置上112存储有供通过处理器110执行的计算机可执行指令。控制系统104可配置成通过对处理器110编程来执行在此描述的一个或更多个操作。例如，通过将操作编码为一个或更多个可执行指令并且在存储器装置112中提供该可执行指令来对处理器110编程。处理器110可以包括一个或更多个处理单元，例如没有限制地，采用多核心构造。
在该示例性实现中，组件制造系统100还包括：传送机系统114、第一监测系统116、第二监测系统118、切割系统120以及组件去除系统122，其全部都以通信方式联接至控制系统104。传送机系统114被配置成，同时操作传送机带124，并且将材料卷126展开成片108，同时保持该片108正确对准在传送机带124上。第一监测系统116检查最接近材料卷126的材料片108，以确定片108在传送机带126上的位置，并且检测片108中存在的异物碎屑(FOD)或折叠或折皱。切割系统120包括至少一个切割头128，其跟随由控制系统104确定的工具路径，以在材料片108中切割出图案130，来形成组件102。第二监测系统118检测切割系统120下游的材料片108，确定每一个图案130的完成度和准确度，以使正确形成组件102。去除系统122接着从材料片108去除每一个组件102，并将组件102放置在与组件类型相对应的预定位置中。
传送机系统114以通信方式联接至控制系统104并且向材料片108提供支承。更具体地说，传送机系统114包括传送机带124，该传送机带124支承片108的，并且通过第一电动机132控制。传送机系统114还包括对准装置134，其在传送机带124将卷126展开成片108之前调节通过第二电动机136控制的材料卷126的位置。对准装置134还可操作以通过移动卷126或者通过直接移动片108来调节材料片108的位置。电动机132和136彼此同步，致使在电动机132活动以操作传送机124时，电动机136也活动以展开卷126，并且类似地，当电动机132不活动时，电动机136同时不活动。使电动机130和136彼此同步，防止在电动机运动时的滞后，其可能导致材料片108中折叠或起皱。
在该示例性实现中，第一监测系统116被配置成，确定材料片108的位置，并且标识和定位材料片108中的特征。监测系统116包括：第一摄像机138、第二摄像机140以及至少一个照明源142，它们组合工作以获取指示片108的数据。另选的是，监测系统116可以仅包括单个摄像机。应当明白，图1所示摄像机138和140以及照明源142的数量和构造并非意在限制。在这点上，监测系统116可以包括根据被检查材料的类型和/或希望检测的特征而按特定几何构造设置的任何数量的摄像机和/或照明源。摄像机138和140以及照明源142彼此并且与控制系统104以通信方式联接，以使控制系统104可以处理由监测系统116捕获的图像。如下进一步详细说明的，第一监测系统116利用与处理中检查结合的二维(2D)和三维(3D)信息，以使提供对片108中的特征的更有效且可靠的检测和特征化。
摄像机138和140可以是能够捕获指示材料片108的数据的任何合适的摄像机或其它图像捕获装置，以使控制系统104能够处理该数据，并且确定片108的位置和片108中是否存在一特征。具体来说，摄像机138和140典型地捕获片108的图像，并将该图像数据中继至控制系统104以供分析。另选的是，监测系统116可以包括处理器(未示出)，该处理器被配置成独立于控制系统104来确定材料片108的位置，并且将位置数据中继至控制系统104，以向组件制造系统100的其它系统分分发。在一个实现中，摄像机138和140是视频摄像机、红外敏感摄像机、具有红外通过滤波的可见光摄像机、光纤摄像机、同轴摄像机以及单色摄像机。摄像机138和140在台子上靠近片108定位，或安装至框架或类似装置。
在此使用的术语“特征”并非意指限制，如特征以是片108中的可能需要关注的任何方面、不连续性、不完整性或不一致性，如片108和卷126的位置调节。例如，不一致性可以是材料皱折或FOD，如纸张、塑料片、树脂球、碳纤维残渣，或不利于生产组件102的其它材料。而且，监测系统116可以检测与片108相关联的特征的存在，其通常不被特征化为不一致性，如折叠边界、拓扑(topology)或形状/轮廓，其定位需要工程化板设计规范。更具体地说，材料片108包括限定宽度147的相对边缘144和146。边缘144和146通过第一监测系统116监测，以确定片108的初始位置，如下更详细描述的。而且，材料片108包括通过监测系统116监测的厚度148，以确定材料片108中任何气泡、皱折或折叠的存在，如下更详细描述的。
第一监测系统116被用于在需要或希望检测片的特征的各种工业中检查任何数量的材料片(如在飞机、汽车或建筑工业中)。由此，术语“片”也并非意指限制，如监测系统116可以被用于检查不同形状和尺寸的的任何数量的部件或结构，如机械加工锻件、铸件面板。在该示例性实现中，材料片108是编织碳纤维复合材料的片。另选的是，材料片108是任何类型的材料，如但不限于，复合材料、塑料材料和/或金属材料。而且，尽管监测系统116在此被描述为监测最近制造的材料片，但监测系统116还被配置成，监测或检查用于预防性维护目的而被检查的现有材料片。
在一些实现中，第一监测系统116还可以结合图像投影装置(未示出)使用。该图像投影装置可以是能够将可视图像投影到材料片108上的任何装置。例如，图像投影装置可以是这样的激光投影仪或数字投影仪，其能够投影指示通过摄像机138和140捕获的特征的图像，以使该特征的位置可以被操作员容易标识。另外，图像投影装置可以投影帮助制造组件102的图像，如用于在片108中定位组件102的图案130。
如上所述，摄像机138和140以及照明源142监测材料片108，并且与控制系统104通信。在该示例性实现中，第一监测系统116经由通信线缆或光纤向控制系统104通信传送表示片108的特征和位置的数据(如通过摄像机138和140以及照明源142收集的)。另选的是，监测系统116经由无线通信向控制系统104发送数据。摄像机138和140以及照明源142可以直接连接至控制系统104，或者间接连接(如经由网络)。在本发明的另外实现中，控制系统104可以接近第一监测系统116定位，以使不需要监测系统116与控制系统104之间的远程连接。
在该示例性实现中，照明源142是在将片108从卷126展开之后将激光扇150投射到材料片108上的激光发生器。扇150按预定入射角检查片108，并且生成跨越片108横向延伸的激光线152。在一个具体实现中，入射角大约为15度，然而，在另选实现中，可以使用大约10度与大约35度之间的入射角。另选的是，可以使用任何其它合适入射角。如在此所述，监测系统116被配置成，检测并且特征化沿激光线152的各种关注特征(例如，边缘、间隙、皱折、皱纹、交叠、异物碎屑(FOD)等)。优选的是，监测系统116被定位成，使得激光线152相对靠近(例如，尽可能靠近)卷126，以使片108的关注特征和位置可以在皱折工序中相对快速地检测。
激光线152的反射相对于材料片108大约垂直地向上反射至摄像机138和140，然而，在另选实现中，可以使用任何其它合适反射角。摄像机138和140捕获激光线152的反射，并将图像数据发送至控制系统104以供分析和显示。尽管控制系统104可以在接收到图像数据时处理图像数据，但控制系统104还可以存储该图像数据，以供随后复审和分析。控制系统104能够生成指示材料片108的位置或特征的数据和/或图像，并且还可以允许用户存储并编辑先前生成的数据和/或图像(如存储器装置112中的)。然而，应当明白，控制系统104不需要生成图像，如控制系统104可以以数学方式收集并分析数据，并且例如按照坐标等生成各种材料片特征的位置信息。
更具体地说，在该示例性实现中，摄像机138和140在材料片108上瞄准，以使摄像机138和140都捕获激光线152与片108的两侧边缘144和146的交叉。摄像机138和140捕获该交叉，并将图像数据中继至控制系统104，其基于该图像数据计算片108在传送机带124上的位置。随着电动机132和136向下游推进片108，监测系统116继续捕获图像数据，并将数据中继至控制系统104。控制系统104接收随后的图像数据，并且基于最近接收的图像数据来计算片108的连续位置。控制系统104接着比较材料片108的初始计算位置与片108的每一个随后监测位置，以确定片108的连续位置是否与初始确定的位置对准。在监测材料片108的二维位置的同时，监测系统116还与控制系统104组合地检查片108的三维特征，如片108中FOD、气泡以及皱折或折叠的存在。
当检测到存在一特征时，控制系统104在显示器(未示出)上向操作员做出通知，并且终止操作至少电动机132和136，以使可以去除有缺陷特征或者可以使材料片108前进通过该缺陷。另选的是，控制系统104可以改变一个或更多个组件102在片108上的组件布局或取向，以使所检测特征不被并入组件102中，如下所述。然而，当检测到片108未对准时，即，片108的随后位置不匹配初始确定位置时，控制系统106控制对准装置134的操作，来调节卷126和片108中的至少一个，以使片108与初始位置对准。因为卷126和片108的位置可经由对准装置134调节，所以控制系统104能够在确定组件布局时，大致使用材料片108的整个宽度147。
如上所述，组件制造系统100还包括以通信方式联接至控制系统104的、具有至少一个切割头128的切割系统120。在该示例性实现中，切割系统120是流体喷射切割设备，其被配置成，推进喷射流体贯穿材料片108，以从片108切割出组件102。更具体地说，流体喷射切割系统120利用喷射水流来从片108切割出组件102。另选的是或者另外，流体喷射切割设备120可以在流体喷射中包括多个耐磨颗粒，以从材料片108切割组件102。
在该示例性实现中，控制系统104利用材料片108的所确定位置和至少一个组件102的已经加载到其上的计算机化模型106，来确定组件102在片108上的最有效布局，并且从片108切割出组件102。更具体地说，计算机化模型106可以包括要从材料片108切割出的不同组件102的多个模型，并且控制系统104包括用于确定包括每一个组件102的最佳位置和取向的布局的逻辑，以使使用最大量的材料片108。一旦确定该布局，控制系统104还生成用于切割头128的最佳工具路径，其指定要怎样控制切割头128以从材料片108切割出组件102。更具体地说，控制系统104生成有关片108的位置的、每一个切割头128要跟随的一组坐标。在一些实施方式中，每一个组件102都通过单个头128来切割。在另一实现中，一个以上的切割头128可以组合，以从材料片108切割出单个组件102。切割系统120被配置成，从控制系统104接收针对每一个切割头128的最佳工具路径，并且执行该工具路径以从材料片108切割出每一个组件102。另选的是，切割系统120可以包括处理器(未示出)，该处理器被配置成从控制系统104接收材料片108的位置数据和计算机化模型106，并且独立于控制系统104来确定组件布局和切割头128的最佳工具路径。
在切割期间，来自每一个切割头128的流体喷射完全贯穿材料片108的厚度148延伸，以从片108完全分离组件102，从而在其间提供洁净边缘。同样地，切割系统120被配置成，按单个切割来切割每一个组件102的最终希望尺寸，而非切割超尺寸图案，其不需要修整来制造最终希望组件尺寸。接近相邻组件102并且接近最终希望尺寸来切割每一个组件102使得组件制造系统100能够最大化材料片108的使用，从而产生比已知切割系统更少的浪费。而且，切割系统120还与传送机系统114同步，以使切割系统120能够在材料片108沿传送机带124向下移动的同时切割组件102。
在该示例性实现中，第二监测系统118以通信方式联接至控制系统104，并且被配置成比较切割系统120下游的组件图案130与计算机化模型106，以标识片108上的图案130中的任何有缺陷组件图案。第二监测系统118与第一监测系统116大致类似，在于第二监测系统118也包括第一摄像机154、第二摄像机156以及照明源158，它们组合工作，来获取指示片108和组件102的数据。应当明白，图1所示摄像机154和156以及照明源158的数量和构造并非意指限制。在这点上，监测系统118可以包括根据被检查材料的类型和/或希望检测的特征而按特定几何构造设置的任何数量的摄像机和/或照明源。摄像机154和156以及照明源158彼此并且与控制系统104以通信方式联接，以使控制系统104处理被监测系统118捕获的图像。
摄像机154和156可以是能够捕获指示材料片108的数据的任何合适摄像机或其它图像捕获装置，以使控制系统104可以处理该数据并且比较从监测系统118接收到的视频图像，以确认组件图案130的准确度和完整性，并且标识组件图案130中的任何缺陷。摄像机154和156以及照明源158可以直接连接至控制系统104，或者间接连接(如经由网络)。在本发明的另外实现中，控制系统104可以接近第一监测系统116定位，以使不需要监测系统118与控制系统104之间的远程连接。
在该示例性实现中，照明源158是在已经通过切割系统120将组件图案130从片108切割出之后将激光扇160投射到材料片108上的激光发生器。激光扇150按预定入射角与片相交，并且生成跨越材料片108横向延伸的激光线162。如在此所述，监测系统118被配置成，捕获片108的图像，以使控制系统104能够比较组件图案130与计算机模型106。激光线162的反射相对于材料片108大约垂直地向上反射至摄像机154和156，然而，在另选实现中，可以使用任何其它合适反射角。摄像机154和156捕获激光线162的反射，并将图像数据发送至控制系统104以供分析和显示。
更具体地说，在该示例性实现中，摄像机154和156在材料片108上瞄准，以使摄像机154和156都捕获激光线152与组件图案130的交叉。摄像机154和156捕获该交叉，并将图像数据中继至控制系统104，其对跟组件图案130相对应的接收图像数据与所确定组件布局和计算机化模型106进行比较。控制系统104接着能够基于该比较来标识图案130中的有缺陷组件图案。另选的是，第二监测系统118包括处理器(未示出)，该处理器被配置成，从控制系统104接收组件102的计算机化模型106，并且独立于控制系统104比较模型106与图像数据，以确认组件图案130的准确度，并标识图案130中的任何有缺陷图案。如在此使用的，术语“有缺陷”意指包括不匹配计算机化模型106的任何组件图案130，或者未完成的任何组件图案130，即，其中，切割喷射未完全贯穿材料片108的厚度148延伸，或者图案130的结束点因材料片108的移动而未遇到开始点。
在标识图案130中的有缺陷组件图案时，控制系统104在显示器(未示出)上向操作员做出通知，并且终止操作至少系统114和120。控制系统104因而被配置成，确定是否可以修理该有缺陷图案。如果可以修理，则控制系统104利用第二监测系统118，精确地定位该有缺陷组件图案，并且引导切割系统120的切割头128至所确定位置，以完成该组件图案130。当完成该有缺陷组件图案时，控制系统104在检测有缺陷图案130之前将切割头128引导至其先前位置。控制系统104因而被配置成，重启至少系统114和120，以使每一个切割头128在检测有缺陷图案130之前完成被切割的图案130。同样地，当系统114和120重启时，可以完成在切割中停止的图案130，而不必使材料片108前进和丢弃未完成图案130。
如上所述，组件制造系统100包括以通信方式联接至控制系统104的去除系统122。在该示例性实现中，去除系统122包括至少一个吸取装置164，其被配置成从切割系统120下游的材料片108提起组件102。另选的是，去除系统122可以是使得能够如在此所述操作组件制造系统100的任何类型的去除系统。在该示例性实现中，去除系统122与控制系统104同步，以使控制系统104基于所确定组件布局将吸取装置122引导至组件102。一旦吸取装置定位在组件102上方，去除系统122就降低吸取装置164并且使得组件102被吸引至吸取装置164，接着被相对于材料片108直接向上提起。吸取装置164直接向上提起组件102，即，沿垂直于材料片108的方向，以确保吸取装置164不沿可能影响上游操作的边至边方向移动材料片108。而且，控制系统104被配置成，基于要去除的组件102的尺寸来调节每一个吸取装置164的吸取功率，以使每一个吸取装置164仅使用和需要一样多的能量。去除系统122因而被配置成，将每一个组件102存放到具有相似组件102的对应箱柜或机架(未示出)上。
图2A是例示用于利用诸如自动组件制造系统100(图1所示)的自动组件制造系统从诸如材料片108(图1所示)的材料片形成诸如组件102(图1所示)的组件的方法200的第一部分的流程图。图2B是例示用于利用自动组件制造系统来形成组件的方法200的第二部分的流程图。方法200包括：在诸如控制系统104(图1所示)的控制系统上生成并存储(202)至少一个组件的诸如计算机化模型106(图1所示)的计算机化模型的步骤。在一个实现中，该计算机化模型可以独立于控制系统来生成，并且简单地发送至控制系统以供存储。控制系统利用各种计算机化模型来确定(204)包括要形成的每一个组件的最佳位置和取向的组件图案布局，以使在制造期间使用最大量的材料片。一旦确定该组件布局，就基于计算机化模型生成(206)工具路径，以从材料片形成组件。在一个实现中，该工具路径通过控制系统生成，并且被发送至切割系统，如切割系统120(图1所示)。在另一实现中，切割系统接收所确定组件布局，并且独立于控制系统生成工具路径。
方法200接着包括：启动(208)操作诸如传送机系统114(图1所示)的传送机系统，以使诸如材料卷126(图1所示)的材料卷展开到诸如传送机带124(图1所示)的传送机带上。随着材料片在传送机带上行进，诸如第一监测系统116(图1所示)的第一监测系统监测材料片，以标识(210)材料片中的任何不希望的特征，并且确定(212)片的初始位置。第一监测系统继续监测材料片，以基于通过第一监测系统收集的图像数据来确定(214)材料片的随后位置。在一个实施方式中，第一监测系统捕获材料片的图像数据，并将该数据中继至控制系统，以基于最近接收的图像数据来计算材料片的连续位置。在另一实施方式中，第一监测系统确定材料片的随后位置，并将位置数据发送至控制系统。
控制系统104接着比较(216)材料片的所确定的初始位置与该片的每一个随后所监测的位置，以确定该片的连续位置是否与初始确定的位置对准。如果所监测的随后位置不匹配所确定的初始位置，则诸如对准装置134(图1所示)的对准装置调节(218)材料片的位置，以对准材料片与初始确定的位置。一旦对准材料片，接着就将材料片的位置发送(220)至切割系统。然而，如果所监测的随后位置匹配所确定的初始位置，则不需要调节，而是将材料片的位置发送(220)至切割系统。方法200还包括：利用切割系统将组件图案切割(222)出材料片。如上所述，切割系统包括高压流体喷射切割设备，其基于材料片的所确定的初始位置、所生成的工具路径以及计算机化组件模型，从材料片切割出组件图案。
一旦组件图案从材料片切割出，诸如第二监测系统118(图1所示)的第二监测系统就监测(224)材料片，以收集与组件图案有关的图像数据。接着将每一个所监测的组件图案与对应计算机化模型比较(226)，以基于该计算机化模型来确定所制造的组件图案的准确度和完整性，并且标识任何有缺陷组件。在一个实施方式中，第二监测系统将组件图案的所收集的图像数据发送至控制系统，以使控制系统能够执行比较。在另一实施方式中，控制系统将计算机化模型发送至第二监测系统，以使第二监测系统能够比较计算机化模型与所收集的图像数据。
一旦标识出不匹配计算机化模型的有缺陷组件时，控制系统或第二监测系统之一终止(228)操作传送机系统和切割系统，并且向操作员通知该有缺陷组件。控制系统因而被配置成，确定(230)是否可以修理该有缺陷组件图案。如果可以修理，则控制系统利用第二监测系统精确地定位该有缺陷组件图案，并且将切割系统引导至所确定的位置，以修理(232)该有缺陷组件图案。如果该有缺陷组件图案无法修理，则控制系统被配置成，向操作员通知(234)这种情况。
如果该有缺陷组件图案被修理，或者如果所监测的组件图案匹配计算机化模型，则利用诸如去除系统122(图1所示)的去除系统将该组件图案从材料片去除(236)。如上所述，去除系统利用诸如吸取装置164(图1所示)的至少一个吸取装置从材料片提起每一个组件。该去除系统因而被配置成，将该组件存放(238)在容纳相似组件的对应容器中。
在此包括的实现描述了跟随所生成的工具路径以从材料片切割出组件的自动组件制造系统。在此描述的自动组件制造系统包括：第一监测系统，该第一监测系统在与控制系统组合使用时，确定该材料片是否未对准。在这种情况下，对准装置将材料片的位置自动调节至正确位置。同样地，该自动系统能够大致利用该材料的整个宽度。而且，组件制造系统包括高压流体喷射切割设备，其能够在材料上准确地切割彼此靠近的组件，并且切割至最终希望尺寸，以便使用最大量的材料，并且比已知制造系统中产生更少浪费。而且，该组件制造系统包括第二监测系统，该第二监测系统与控制系统组合地比较所制造的组件与计算机化模型，以确定该组件的准确度和完整性，并且标识任何有缺陷组件。当检测到有缺陷组件时，该制造系统在可能的情况下控制切割系统修理该组件，并接着完成被调取进行修理的组件。同样地，可以完成在切割中停止的组件，而不必使材料前进和丢弃未完成的组件。因此，在此描述的组件制造系统有助于更加自动的制造方法，该方法使得能够实现不太昂贵的制造和组装工序。
尽管本发明的各种实现的具体特征可能在一些附图中示出而未在其它图中示出，但这仅仅是出于方便的目的。根据本发明的原理，一个图的任何特征可以与任何其它图的任何特征组合引用和/或要求保护。
而且，本公开包括根据下列条款的实施方式：
条款1、一种供在制造组件中使用的自动组件制造系统，所述自动组件制造系统包括：
控制系统，该控制系统包括存储器，该存储器包含要制造的所述组件的计算机化模型；
第一监测系统，该第一监测系统以通信方式联接至所述控制系统，所述第一监测系统包括第一照明装置和至少一个摄像机，所述第一监测系统被配置成确定材料片在第一地点处的位置；
切割系统，该切割系统以通信方式联接至所述控制系统，所述切割系统被配置成基于所确定的位置和所述计算机化模型，从所述材料片切割出所述组件；以及
第二监测系统，该第二监测系统以通信方式联接至所述控制系统，所述第二监测系统包括第二照明装置和至少一个摄像机，所述第二监测系统被配置成对所制造的组件与所述计算机化模型进行比较。
条款2、根据条款1所述的自动组件制造系统，所述自动组件制造系统还包括组件去除系统，该组件去除系统以通信方式联接至所述控制系统，其中，所述组件去除系统包括至少一个去除装置，该至少一个去除装置被配置成从所述材料片提起所制造的组件。
条款3、根据条款1所述的自动组件制造系统，所述自动组件制造系统还包括传送机系统，该传送机系统以通信方式联接至所述控制系统，所述传送机系统包括对准装置，该对准装置被配置成调节所述材料片的位置，以保持所确定的位置。
条款4、根据情况3所述的自动组件制造系统，其中，所述传送机系统包括：
传送机，该传送机被配置成支承所述材料片；
第一电动机，该第一电动机被配置成控制所述传送机；以及
第二电动机，该第二电动机被配置成控制所述材料片，其中，所述第一电动机与所述第二电动机同步，使得所述第一电动机和所述第二电动机同时活动或者同时空闲。
条款5、根据情况1所述的自动组件制造系统，其中，所述切割系统包括流体喷射切割设备。
条款6、根据情况1所述的自动组件制造系统，其中，所述第一照明装置和所述第二照明装置被配置成将激光线投射到所述材料片上，并且其中，所述至少一个摄像机被配置成捕获所述激光线的反射。
条款7、根据情况1所述的自动组件制造系统，其中，所述第二监测系统被配置成基于所述比较来标识有缺陷的所制造的组件。
条款8、一种用于形成组件的方法，所述方法包括以下步骤：
利用第一监测系统确定材料片的初始位置，其中，所述第一监测系统包括第一照明装置和至少一个摄像机；
基于所确定的初始位置并且基于预定计算机化模型，从所述材料片切割出所述组件；以及
利用第二监测系统对所述组件与所述预定计算机化模型进行比较，该第二监测系统包括第二照明装置和至少一个摄像机。
条款9、根据条款8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用组件去除系统从所述材料片去除所述组件。
条款10、根据条款9所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用所述组件去除系统将所述组件存放在对应的容器中。
条款11、根据条款8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：生成用于控制切割系统的工具路径，其中，所述工具路径基于所述预定计算机化模型。
条款12、根据条款8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：保持所述材料片的所确定的初始位置。
条款13、根据条款12所述的方法，其中，保持所确定的初始位置的步骤包括以下步骤：
监测所述材料片的所述位置；
对所监测的位置与所确定的初始位置进行比较；以及
当所述材料片的所监测的位置不同于所确定的初始位置时，调节所监测的位置。
条款14、根据条款8所述的方法，其中，确定所述材料片的初始位置的步骤包括以下步骤：利用所述第一照明装置将激光线投射到所述材料片上，并且利用所述至少一个摄像机捕获所述激光线的反射。
条款15、根据条款8所述的方法，其中，确定所述材料片的初始位置的步骤包括以下步骤：确定所述材料片的相对边缘的位置。
条款16、根据条款8所述的方法，其中，确定所述材料片的初始位置的步骤包括以下步骤：检测所述材料片中的折叠的存在。
条款17、根据条款8所述的方法，其中，从所材料片切割出所述组件的步骤包括以下步骤：利用流体喷射切割设备从所述材料片切割出所述组件。
条款18、根据条款8所述的方法，其中，对所述组件与所述预定计算机化模型进行比较的步骤包括以下步骤：基于所述比较来标识有缺陷的组件。
条款19、根据条款18所述的方法，所述方法还包括以下步骤：修理所述有缺陷的组件。
条款20、根据条款8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用所述第二监测系统监测所述组件。
本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的各个实现，以使本领域任何技术人员能够具体实践那些实现，包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法。可专利化范围通过权利要求书来限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其它实施例。如果这种其它实施例具有不与本权利要求书的字面语言不同的结构性部件，或者它们包括与本权利要求书的字面语言无实质差异的等同结构性部件，则该实施例旨在落入本权利要求书的范围内。
Claims (20)
1.一种供在制造组件中使用的自动组件制造系统，所述自动组件制造系统包括：
控制系统，该控制系统包括存储器，该存储器包含要制造的所述组件的计算机化模型；
第一监测系统，该第一监测系统以通信方式联接至所述控制系统，所述第一监测系统包括第一照明装置和至少一个摄像机，所述第一监测系统被配置成确定材料片在第一地点处的位置；
切割系统，该切割系统以通信方式联接至所述控制系统，所述切割系统被配置成基于所确定的位置和所述计算机化模型，从所述材料片切割出所述组件；以及
第二监测系统，该第二监测系统以通信方式联接至所述控制系统，所述第二监测系统包括第二照明装置和至少一个摄像机，所述第二监测系统被配置成对所制造的组件与所述计算机化模型进行比较。
2.根据权利要求1所述的自动组件制造系统，所述自动组件制造系统还包括组件去除系统，该组件去除系统以通信方式联接至所述控制系统，其中，所述组件去除系统包括至少一个去除装置，该至少一个去除装置被配置成从所述材料片提起所制造的组件。
3.根据权利要求1所述的自动组件制造系统，所述自动组件制造系统还包括传送机系统，该传送机系统以通信方式联接至所述控制系统，所述传送机系统包括对准装置，该对准装置被配置成调节所述材料片的位置，以保持所确定的位置。
4.根据权利要求3所述的自动组件制造系统，其中，所述传送机系统包括：
传送机，该传送机被配置成支承所述材料片；
第一电动机，该第一电动机被配置成控制所述传送机；以及
第二电动机，该第二电动机被配置成控制所述材料片，其中，所述第一电动机与所述第二电动机同步，使得所述第一电动机和所述第二电动机同时活动或者同时空闲。
5.根据权利要求1所述的自动组件制造系统，其中，所述切割系统包括流体喷射切割设备。
6.根据权利要求1所述的自动组件制造系统，其中，所述第一照明装置和所述第二照明装置被配置成将激光线投射到所述材料片上，并且其中，所述至少一个摄像机被配置成捕获所述激光线的反射。
7.根据权利要求1所述的自动组件制造系统，其中，所述第二监测系统被配置成基于所述比较来标识有缺陷的所制造的组件。
8.一种用于形成组件的方法，所述方法包括以下步骤：
利用第一监测系统确定材料片的初始位置，其中，所述第一监测系统包括第一照明装置和至少一个摄像机；
基于所确定的初始位置并且基于预定计算机化模型，从所述材料片切割出所述组件；以及
利用第二监测系统对所述组件与所述预定计算机化模型进行比较，该第二监测系统包括第二照明装置和至少一个摄像机。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用组件去除系统从所述材料片去除所述组件。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用所述组件去除系统将所述组件存放在对应的容器中。
11.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：生成用于控制切割系统的工具路径，其中，所述工具路径基于所述预定计算机化模型。
12.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：保持所述材料片的所确定的初始位置。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，保持所确定的初始位置的步骤包括以下步骤：
监测所述材料片的位置；
对所监测的位置与所确定的初始位置进行比较；以及
当所述材料片的所监测的位置不同于所确定的初始位置时，调节所监测的位置。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述材料片的初始位置的步骤包括以下步骤：利用所述第一照明装置将激光线投射到所述材料片上，并且利用所述至少一个摄像机捕获所述激光线的反射。
15.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述材料片的初始位置的步骤包括以下步骤：确定所述材料片的相对边缘的位置。
16.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述材料片的初始位置的步骤包括以下步骤：检测所述材料片中的折叠的存在。
17.根据权利要求8所述的方法，其中，从所材料片切割出所述组件的步骤包括以下步骤：利用流体喷射切割设备从所述材料片切割出所述组件。
18.根据权利要求8所述的方法，其中，对所述组件与所述预定计算机化模型进行比较的步骤还包括以下步骤：基于所述比较来标识有缺陷的组件。
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括以下步骤：修理所述有缺陷的组件。
20.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用所述第二监测系统监测所述组件。
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