CN107107207A - 对多个工具进行机器定位的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于对多个工具(30)进行机器人定位的系统和方法。该系统可以包括一个或多个机器人装置(20)、多个工具(30)和一个或多个控制器(40，50)。所述一个或多个机器人装置(20)每个被配置为连接到所述工具(30)、将所述工具(30)移动到期望的工作位置并且在工作位置处释放所述工具(30)。所述工具(30)能够独立于所述机器人装置(20)操作以在它们被递送到的位置处执行操作。在释放所述工具(30)之后，所述机器人装置(20)能够执行其他操作，包括将附加的工具(30)移动到不同的工作位置。所述一个或多个控制器(40，50)监督所述一个或多个机器人装置(20)和所述工具(30)的操作并且控制在一个工件上的总体操作。

Description

对多个工具进行机器定位的系统和方法
相关申请
本申请要求享有2014年11月18日提交的题为“System and Method of RoboticPositioning of Multiple Tools”的美国临时申请No.62/081,265的权益，该美国临时申请的公开内容通过引用整体纳入本文。
背景技术
存在许多能够在一个工件上使用多个工具的应用。操作工具的系统应被配置为使工具的输出最大化。一个环境是制造航空器，诸如喷气式飞机和固定翼飞机。航空器是包括大量需要以高精度组装的零件的复杂机器。
用于航空器的制造过程包括钻孔和/或加工孔，诸如在航空器的外部主体中。先进的钻孔装备提供用于使该过程自动化和加快。先进的钻孔装备优于手持式钻孔机(handdrill)，因为提高的质量控制对航空工业至关重要。
使用先进的钻孔装备存在的一个问题是人类操作者需要移动和定位该装备。此定位和移动常常使该过程变慢。机器人装置已经被用于在制造过程中移动和定位工具。然而，这些机器人装置常常是昂贵的。
存在对以更有效率且成本有效的方式使用先进的钻孔装备的系统和方法的需要。
发明内容
本申请涉及用于同时定位和使用多个工具以用于在一个工件上操作的方法和装置。一个实施方案涉及一种在一个工件上同时执行多个操作的方法。该方法包括：将第一工具与机器人装置接合；将该第一工具与该机器人装置一起移动到该工件上的一个位置；将该工具与该机器人装置脱离接合；在脱离接合之后，该第一工具在该工件上执行操作；当该第一工具在该工件上操作时，将该机器人装置移动到第二工具；将该第二工具与该机器人装置接合；将该第二工具和该机器人装置一起移动到该工件上的第二位置；将该第二工具与该机器人装置脱离接合；并且在脱离接合之后，该第二工具在该工件上执行操作。
该方法还可以包括该第一和第二工具二者在该工件上同时操作。
该方法还可以包括在该第一工具已经完成其操作之后且在该第二工具仍然在操作中时，将该机器人装置返回到该第一工具并且重新接合该第一工具。
另一种方法包括用一个机器人装置将多个工具定位在一个工件上，其中所述工具中的每个在该工件上独立于该机器人装置机械地执行操作。该方法包括其后确定所述工具中的哪个工具移动、将该机器人装置移动到那个工具、重新接合那个工具并且将该工具移动到该工件上的一个新位置，并且与该工具脱离接合，其中在脱离接合之后，该工具在该新位置处执行另一个操作。
另一个实施方案涉及一种在工件中加工孔的方法。该方法包括将第一钻孔机与一个机器人装置接合，其中该第一钻孔机被定位在该机器人装置的一个接合位置处；将该第一钻孔机与该机器人装置一起移动到该工件上的第一位置；在该第一位置处将该第一钻孔机与该机器人装置脱离接合。当该第一钻孔机与该机器人装置脱离接合时，用该第一钻孔机在该第一位置处将该工件钻孔。该方法还包括当该第一钻孔机与该机器人装置脱离接合并且在该第一位置处将该工件钻孔时：当该接合位置未被占用时，将该机器人装置移动远离该第一位置；将第二钻孔机与该机器人装置接合，其中该第二钻孔机)被定为在该接合位置处；将该第二钻孔机与该机器人装置一起移动到该工件上的第二位置；在该第二位置处将该第二钻孔机与该机器人装置脱离接合；并且当该第二钻孔机与该机器人装置脱离接合时，用该第二钻孔机在该第二位置处将该工件钻孔。
该方法还可以包括，当该第一和第二钻孔机中的每个与该机器人装置脱离接合并且将该工件钻孔时：当该接合位置未被占用时，将该机器人装置移动远离该第二位置；将第三钻孔机与该机器人装置接合，其中该第三钻孔机被定位在该接合位置处；将该第三钻孔机与该机器人装置一起移动到该工件上的第三位置；在该第三位置处将该第三钻孔机与该机器人装置脱离接合；并且用该第三钻孔机在该第三位置处将该工件钻孔。
该方法还可以包括，当该第二和第三钻孔机与该机器人装置脱离接合并且将该工件钻孔时，将该机器人装置移动到该工件上的该第一位置并且将该第一钻孔机重新接合在该机器人装置的该接合位置处。
该方法还可以包括，从该第一钻孔机接收一个指示在该第一位置处钻孔完成之后将该机器人装置移动到该第一位置的信号。
该方法还可以包括，从该第一钻孔机接收一个指示在该第一位置处钻孔完成并且将该第一钻孔机重新接合在该机器人装置的该接合位置处并且将该第一钻孔机移动到一个与该工件间隔的停靠站(docking station)的信号。
该方法还可以包括，将该第二钻孔机与该机器人装置接合发生在一个与该工件间隔的停靠站处。
该方法还可以包括，当该第一钻孔机仍然在该第一位置处将该工件钻孔时，在该第二位置处将该第二钻孔机与该机器人装置脱离接合并且将该机器人装置移动回到该第一位置。
该方法还可以包括，当该第一钻孔机不将该工件钻孔时，在该第一位置处将该第一钻孔机与该机器人装置脱离接合。
该方法还可以包括，当该第一钻孔机与该机器人装置脱离接合并且在该第一位置处将该工件钻孔时，在该工件上为该第一钻孔机确定下一个位置。
该方法还可以包括，当该第一和第二钻孔机中的每个将该工件钻孔时，基于该第一和第二钻孔机中的哪个钻孔机将最快地完成钻孔来将该机器人装置移动回到该第一和第二钻孔机中的那个钻孔机。
另一个实施方案涉及一种用于在工件上执行制造操作的系统。该系统包括：一个机器人装置，该机器人装置具有一个可移动的臂和一个在该臂上的接合位置；钻孔机，每个钻孔机包括一个可移动的轴(spindle)，该可移动的轴被配置为接收一个钻头(drillbit)；以及一个控制电路，该控制电路监视该工件上的制造操作。该机器人装置被配置为从该控制电路接收指令并且响应于所述指令执行以下：将所述钻孔机中的第一钻孔机接合在该机器人装置的该接合位置处；将该第一钻孔机移动到该工件上的第一位置；当该第一钻孔机在该第一位置处时，与该第一钻孔机脱离接合；当该接合位置未被占用时且当该第一钻孔机在该第一位置处将该工件钻孔时，将该第一钻孔机移动远离该第一位置；当该第一钻孔机将该工件钻孔时，将第二钻孔机接合在该接合位置处；当该第一钻孔机将该工件钻孔时，将该第二钻孔机移动到该工件上的第二位置；以及当该第一钻孔机将该工件钻孔时，在该第二位置处将该第二钻孔机与该机器人装置脱离接合；并且当该第一钻孔机将该工件钻孔时，用该第二钻孔机在该第二位置处将该工件钻孔。
该系统还可以包括一个工具控制电路，该工具控制电路控制所述多个钻孔机，其中该工具控制电路与该控制电路间隔。
该系统还可以包括的是，该机器人装置包括相对的臂，所述相对的臂能够在与所述钻孔机脱离接合的打开位置和与所述钻孔机接合的关闭位置之间移动。
该系统可以包括的是，该第一和第二钻孔机中的每个是相同的。
该系统可以包括的是，该机器人装置包括一个位于固定位置处的基座。
多个实施方案的多个方面可以根据需要单独地使用或以任何组合地使用。
附图说明
图1是用于将多个工具定位在一个工件上的机器人系统的示意性图解。
图2是一个系统控制器的示意性图解。
图3是一个工具控制器的示意性图解。
图4是与一个工具接合并且从一个工具控制器接收方向的机器人装置的图解。
图5是一个工具的侧视图。
图6是一个工具的示意性图解。
图7是通过一个机器人装置移动多个工具的过程的流程图。
图8是在操作期间一个机器人装置的操作步骤的流程图。
图9是在操作期间一个系统控制器的操作步骤的流程图。
图10是关于一个工件间隔的操作位置的示意性绘图。
图11是关于一个工件操作位置和工作操作序列的示意性绘图。
图12是使一个工具相对于一个工件定位的机器人装置的立体视图。
图13是使一个工具相对于一个工件定位的机器人装置的立体视图。
图14是使一个工具相对于一个工件定位的机器人装置的立体视图。
具体实施方式
本申请涉及用于对多个工具进行机器人定位的系统和方法。该系统包括一个或多个机器人装置、多个工具以及一个或多个控制器。所述一个或多个机器人装置每个被配置为连接到所述工具、将所述工具移动到期望的工作位置、并且在工作位置处释放所述工具。所述工具能够独立于所述机器人装置机械地操作，以在它们被递送到的位置处执行操作。在释放所述工具之后，所述机器人装置能够执行其他操作，包括将附加的工具移动到不同的工作位置。所述一个或多个控制器监督所述一个或多个机器人装置和所述工具的操作并且控制在一个工件上的总体操作。
图1示意性地例示了包括一个机器人装置20、多个工具30、一个系统控制器40和一个工具控制器50的系统10。图1包括在工件100上在操作中的两个工具30以及等待通过机器人装置20定位的三个附加的工具30。工具30每个被设计成在被定位在工作区域101内的工件100上执行操作。机器人装置20最初与第一工具30接合并且将工具30定位在工件100上的期望的位置处。一旦被定位，机器人装置20就在期望的位置处释放工具30。工具30通过与工具控制器50通信而独立于机器人装置20机械地操作，并且在工件100上执行操作。在释放第一工具30之后并且当第一工具30在工件100上操作时，机器人装置20与第二工具30接合并且重复该过程。机器人装置20将第二工具30定位在工件100上的第二期望的位置处，并且然后释放第二工具30。第二工具30与第一工具30同时在第二位置处在工件100上执行操作。机器人装置20可以定位用于同时操作的任何数目的工具30。
工具控制器50控制工具30的操作。工具控制器50可以直接与工具30通信，如图1所示，或可以通过系统控制器40与工具30通信。系统控制器40监督在工件100上的总体操作。系统控制器40与机器人装置20通信、提供关于将工具30放置在工件100上的命令以及何时移动工具30的定时命令。多种部件之间的通信可以是无线的、经由一个或多个电缆60硬线的，或硬线通信和无线通信的组合。
机器人装置20最初将每个工具30递送到工件100上的一个位置以执行第一操作。机器人装置20随后在工具30完成其操作之后的某个时间返回到工具30。机器人装置20然后与工具30重新接合、将工具30移动到工件100上的一个新位置、并且释放工具30。然后，工具30能够在该新位置处执行另一个操作。随着机器人装置20连续地移动工具30并且将工具30定位在工件100上，该过程继续。因此，当通过机器人装置20将多个工具30递送到多种位置时，多个工具30在工件100上同时操作。
在另一个实施方案中，机器人装置20可以将工具30返回到停靠站70并且与不同的工具30接合。机器人装置20然后将一个新工具移动到工作区域101用于在工件100上工作。停靠站70可以位于一个固定位置处，或能够与可移动的机器人装置20一起移动。为了提供该移动，停靠站70可以被定位在一个轨道上或可以经由自动导引车辆(AGV)型系统行进。停靠站70提供用于在工具30未在使用中时对其定位。在一个实施方案中，停靠站70是工作台。
在多个实施方案中，机器人装置20同时使用多个工具20。工具20可以相同或不同。机器人装置20可以重复使用在工件100上有效的相同的工具20，或可以将工具移动到非有效区域(例如停靠站)并且用不同的工具20替换它们。
系统10被配置为用于多个工具30在工件100上操作时协同地起作用。工具30每个通过机器人装置20递送，但是以其他方式从机械角度来看独立于机器人装置20工作。当工具30在工件100上操作时通过不同于机器人装置20的其他装置供应到工具30的通信和从工具30的通信以及到工具30的动力。
系统控制器40控制系统10的总体操作。系统控制器40通常被容纳在距离机器人装置20一定距离的机柜等内。其他实施方案可以包括与机器人控制器处于相同位置的系统控制器40。如图2所示，系统控制器40可以包括具有一个或多个处理器和/或微控制器的控制电路41，所述处理器和/或微控制器根据存储在存储器42内的程序指令来控制总体操作。可以包括用于存储操作所需的程序指令和数据的多种类型的存储器42，以及用于存储执行其操作所需的临时数据的其他存储器。时钟43作为单独的部件或与控制电路41合并的部件提供定时数据。系统控制器40还可以包括用户界面44，该用户界面44可以包括一个或多个用户输入装置，诸如键盘、触摸板、功能键、滚轮或其他类型的计算机输入装置。还可以包括也起用户输入装置作用的显示器，诸如常规液晶显示器(LCD)或触摸屏显示器。系统控制器40还包括用于与其他系统部件中的一个或多个无线通信和/或硬线通信的通信接口45。
工具控制器50控制并且监视工具30的操作。如图3所示，工具控制器50可以包括控制电路51和相关联的存储器52以通过程序指令起作用来控制工具30。工具控制器50还可以包括时钟53以及从用户接收关于一个或多个工具30中的一个或多个的操作的输入的用户界面55。通信接口54提供与系统10中的其他部件中的一个或多个的通信。工具控制器50的这些元件可以与上文针对系统控制器40所描述的那些元件大体上相同。
在如图1中例示的一个实施方案中，工具控制器50是与系统控制器40通信的单独部件。其他实施方案可以包括一个包括系统控制器40和工具控制器50的功能的单个控制器。
机器人装置20与工具30接合并且将工具30递送到多种位置，以在工件100上执行操作。机器人装置20通常靠近工作区域101定位，诸如沿着用于在多种工件100上执行操作的组装线。机器人装置20可以相对于工作区域静止，使得工件100移动到机器人装置20，例如沿着组装线。其他实施方案包括能够绕工作区域101移动的机器人装置20。机器人装置20进一步被配置为将工具30移动远离工作区域101并且将工具30定位在存储区域中。
图4例示了与工具30接合的机器人装置20的一个实施方案。机器人装置20包括具有可移动的臂22的基座21。在臂22的端处的相对的指状物23被配置为与工具30接合。基座21可以固定在适当的位置，其中臂22被枢转地安装在基座21上。臂22可以绕基部21枢转并且包括提供各种不同的移动(包括多种竖直移动、水平移动和旋转移动)的多种不同部段。替代地，基座21可以包括与能够相对于工作区域101移动的轨道、轮等接合的安装件。图4示出了特定类型的机器人装置20，其中系统10被配置为与各种不同的机器人装置20一起操作。
机器人装置20可以被配置为在接合之前将自身对中在工具30上。这可以通过一个或多个接近度传感器来实现，或可以在工具30上包括提供单个接合方式的机械装置，诸如接合构件，诸如手柄。自身对中还可以通过在接合期间通过机器人装置20检测的力反馈来实现。
机器人装置20被配置为根据从系统控制器40接收的命令操作。为了根据所述命令操作，机器人装置20可以包括一些处理能力并且包括控制电路和相关联的存储器，以基于接收的命令根据存储的程序指令操作。
在一个实施方案中，系统控制器40、工具控制器50、机器人装置20和工具30之间的通信通过具有在部件之间延伸的多种电缆60的电缆系统发生。电缆60被配置为携带多种数据信号。系统10可以通过LAN通信。在一个实施方案中，通信通过通信总线发生。部件之间的通信也可以是无线的，诸如通过蓝牙接口或无线局域网(WLAN)接口。一些实施方案以电缆通信和无线通信的组合为特征。
可以在系统10中使用各种不同的工具30。实施例包括但不限于自动钻孔装备、拧紧螺钉和螺母的螺旋轴(或更一般地拧紧轴)、焊接机等。工具30被配置为独立于机器人装置20供应动力、通信和操作。在系统10中使用的每个工具30可以是相同的(例如每个工具是钻孔机)，或工具30中的一个或多个可以是不同的(例如两个钻孔机、三个轴、一个焊接机)。
在一个实施方案中，工具30是用于在工件100中形成孔的正进给钻孔机。图5例示了包括在工具30周围延伸并且形成工具30的形状的外部壳体的工具30的一个实施方案。工具30还包括被配置为接收钻孔机钻头(未示出)的可移动的轴32。轴32能够使钻孔机钻头在前进(A)方向上移动以形成孔，并且使钻孔机钻头在相反的缩回(R)方向上移动离开工件100。连接接口33提供用于供应动力和/或数据通信的连接。工具30可以被电气地或气动地供应动力，所述动力由通过在连接33处连接到工具30的电缆系统提供的外部源供应。在另一个实施方案中，工具30由内部动力源(例如电池)供应动力，且因此不包括动力连接。连接33还可以提供到系统控制器40和/或工具控制器50的通信或从系统控制器40和/或工具控制器50的通信。工具30还可以包括无线通信接口替代连接33或与连接33组合。
图6中例示了被电气地供应动力的工具30的部件的一个实施方案。工具30包括外部壳体31和轴32。壳体31容纳驱动马达34、齿轮单元35和处理电路36。处理电路36可以包括根据存储的程序指令控制总体操作的一个或多个处理器和/或微控制器和相关联的存储器。可以包括用于存储操作所需的程序指令和数据的多种类型的存储器，以及用于存储执行其操作所需的临时数据的其他存储器。驱动马达34被电气地供应动力并且以常规方式产生旋转力。驱动马达34还可以包括相关联的伺服放大器(未示出)以帮助控制。齿轮单元35将来自驱动马达34的旋转力耦合到轴32。
一个或多个换能器29可操作以监视驱动马达34、齿轮单元35和/或轴32。处理电路36接收来自换能器29的测量数据并且处理所述数据，并且然后将一些或所有经处理的数据供应到与其它上游电子设备(特别地，输出数据端口38)的接口37。工具30还可以包括寻址装置39，例如以旋转开关的形式，以允许工具30识别来自系统控制器40或工具控制器50的用于它的信号，反之亦然。此寻址装置39可以形成接口37的一部分。连接器接口37可以在概念上包括一个或多个输入端口和一个或多个输出端口。所述输出端口中的至少一个起从处理电路36接收经处理的数据的输出数据端口38的作用。连接器接口37还被配置为与电缆系统接合并且通过电缆系统接收动力和数据能力。连接器接口37还可以被配置为用于与其它部件中的一个或多个无线通信。
工具30可以被配置为锁定工件100或工件100上的锁定板。这可以在仍然与机器人装置20接合时或在与机器人装置脱离接合之后发生。这将工具固定在恰当的位置处。工具30的锁定还可以包括扭转锁定连接。机器人装置20在工具30被定位之后旋转工具30，因此提供工具30到工件100(或相关联的工作板)的锁定。在另一个实施方案中，工具30包括一个夹头，该夹头在工具30被定位之后被致动以触发同轴夹头连接，因此锁定工具30。
停靠站70(参见图4)可以被定位在机器人装置20和工作区域101附近，用于当工具30与机器人装置20脱离接合时存储工具30。停靠站70可以包括用于放置工具以将工具30安全地定位成为与机器人装置20重新附接和一起使用做准备的置物台或其他类似的结构。
图7例示了通过系统10执行的总体过程的一个实施方案。该过程开始(方块400)于机器人装置20与工具30接合(方块402)。这可以包括机器人装置20最初移动到预编程的位置。此位置被编程在机器人装置20中的存储器内，或可以是从系统控制器40接收的命令的结果。系统10还可以包括监视多种部件的位置并且向系统控制器40提供辅助反馈以提高准确度的视觉系统。该视觉系统可以被编程以识别一个或多个特征，诸如夹具、模板、工具30、机器人装置20或其它结构。另一个定位系统包括验证工具30相对于工件100的位置的GPS型系统。一旦系统控制器40接收到多种位置数据，它就可以确定机器人装置20处于正确的位置中，并且用信号通知机器人装置20以与工具30接合。
机器人装置20将工具30递送到新位置(方块404)。这可以包括机器人装置20移动到预编程的位置。此外，该位置可以由视觉系统来核实。系统控制器40处理此数据以确认正确的位置。工具控制器50和系统控制器40中的一个或多个可以用信号通知工具20以锁定到工件100(或相关联的工具板)上。一旦工具30被锁定在适当的位置中，它就发送信号到工具控制器50和/或系统控制器40。一旦接收到，系统控制器40就用信号通知机器人装置20以脱离接合工具30。
一旦工具30被锁定到恰当的位置，工具控制器50就用信号通知工具30以开始操作。然后可以通过控制电路36(图6)使用存储在工具30中的逻辑来执行工具30的操作。替代地或附加地，可以通过工具控制器50控制一个或多个参数。一旦工具30完成，工具30就传输信号到工具控制器50。在一个实施方案中，该操作包括一个钻孔循环，该钻孔循环包括一个钻孔/铰孔/穿孔循环。
当工具30处于操作中时，机器人装置20执行其他操作(方块408)。这可以包括将其他工具30递送到其他位置，或执行多种其他任务。
在工具控制器50已经从工具30接收到完整的信号之后，工具重新接合工具30(方块410)。这包括系统控制器40用信号通知机器人装置20以返回到工具30。作为响应，机器人装置20移动到当先前递送工具30时所记录的工具30的最后的已知位置。此外，视觉系统可以提供关于位置的附加定位反馈。一旦机器人装置20处于恰当的位置中，机器人装置20就与工具30重新接合，并且用信号通知系统控制器40。工具控制器50用信号通知工具30以从工件100(或工具板)解锁。替代地，机器人装置20可以使工具30从工件100或工具板解锁。这可以包括机器人装置20扭转或以其他方式释放工具30。一旦通过致动工具30上的夹头将工具300定位在工件100上，机器人装置20也可以触发同心夹头连接。机器人装置20然后能够将工具30移动到工件100上的下一个位置。
一个具体的实施方案涉及使用先进的钻孔工具的系统，诸如可从美国马里兰州(Maryland)斯帕克斯(Sparks)的艾沛克斯工具集团(Apex Tool Group)获得的先进的钻孔装备(Advanced Drilling Equipment)。这些工具30可以被用来在固定翼飞机上操作。该过程包括一些基本步骤，所述基本步骤包括：机器人装置20接合钻孔装备30；机器人装置20定位钻孔工具30；钻孔装备30在工件100中形成孔时的动作与机器人装置20执行其他任务同时发生；以及机器人装置20在钻孔循环完成之后重新接合钻孔装备30。
机器人装置20接合钻孔装置20的步骤包括机器人装置20移动到预编程的位置。该系统可以包括一个辅助位置反馈以核实机器人装置20处于正确的位置。此辅助位置反馈可以来自各种不同的定位装置，包括但不限于检测机器人装置20的位置的一个或多个预见系统、机器人装置上的或安装在工作区域101处的一个或多个接近度传感器。一旦机器人装置20的位置被确认为正确，机器人装置20就接合并且移动钻孔工具30。
机器人装置20定位钻孔装备30的步骤包括机器人装置20使钻孔工具30移动到预编程的位置。可以向系统提供辅助定位反馈以进一步确保工具30在正确的位置处。在此位置处，工具30锁定到工件100上或工件100上的工具板上。然后，工具30向系统控制器40、工具控制器50和机器人装置20中的一个或多个发送信号，使其被适当地锁定在该位置处。此信号导致机器人装置20释放工具30。
一旦被释放，工具30在工件100上执行一个或多个操作。这可以包括工具30在工件100中钻孔和/或绞孔/冲孔。一旦在适当的位置中，工具30可以接收信号以开始钻孔过程。一旦完成，工具30发送循环完成信号。当工具30在操作中时，机器人装置20执行其他功能。这可以包括但不限于接合并且定位另一个钻孔工具30、紧固钻孔工具30以及执行工件100的测量。
在钻孔循环完成之后机器人装置20重新接合钻孔装备30的步骤包括机器人装置20接收重新接合工具30的信号。一旦接收到该信号，机器人装置20移动到为工具30保存的最后的已知位置。一旦机器人装置20已经移动到此位置，该位置就可以通过辅助定位系统确认。然后，机器人装置20重新接合该工具、将工具30从工件100和/或工具板解锁并且为此发送信号。然后，机器人装置20使工具30从该位置移动。
图8例示了在操作期间机器人装置20的方法。该过程以机器人装置20移动到预编程的位置开始(方块200)。机器人装置20在工件100上的不同位置处接合、移动、定位和释放多个不同的工具30(方块202)。工具30中的每个被配置为在递送的位置处在工件100上执行特定任务。此外，工具30中的每个被配置为独立于机器人装置20操作，使得在通过机器人装置20将它们释放在工件100上的特定位置处之后它们的操作才可以发生。
在一些实施方案中，工具30直到被从机器人装置20释放才开始操作。其他实施方案包括工具30在其仍然与机器人装置20接合时开始在工件100上操作。
工具30中的每个在从机器人装置20释放之后都在操作中。工具30被配置为从机械角度看独立于机器人装置20操作。这可以包括通过系统控制器40和工具控制器50中的一个或两个提供操作控制。在具有钻孔工具30的一个实施方案中，工具30可以使用工具逻辑并且在未被连接到机器人装置20时调整钻孔机的速度和/或进给。钻孔工具也可以在不受机器人装置20控制的情况下停止钻孔过程和冷却剂的进给。
工具30可以通过工具控制器50和系统控制器40中的一个或多个与机器人装置20通信。工具30还可以直接与机器人装置20通信。
以此方式，机器人装置20将第一工具30放置并且释放在工件100上。当第一工具30在操作中时，机器人装置20移动到第二工具30并且与其接合。机器人装置20将第二工具30移动到期望的位置并且释放。此时，第一工具30和第二工具30同时在工件100上执行操作。系统10可以包括任何数目的同时在工件100上执行操作的工具30。
在将工具30放置在工件100上之后，从系统控制器40指示机器人装置20工件100是否完成(方块204)。如果完成，则机器人装置20可以返回到每个工具30并且使工具30中的每个从工件100移动(方块206)。机器人装置20可以将它们移动到特定位置，诸如停靠站70。一旦工具30被移除，该过程就完成(方块208)。
如果该过程未完成(方块204)，就从系统控制器40指示机器人装置20工具30中的任何一个是否完成它们的操作(方块210)。如果工具30完成，机器人装置20就返回到该工具30的位置(方块212)。机器人装置20然后与该工具重新接合(方块214)，按照系统控制器40的指示将工具30移动到工件100上的下一个位置(方块216)，并且释放该工具(方块218)，因此允许工具30在此新位置处执行另一个操作。
如果在方块210处没有工具30完成它们的操作(即，每个工具在它们的特定位置处仍然在操作中)，则机器人装置20从系统控制器40接收关于行进到哪个工具30(方块220)的指令。当机器人装置20到达仍然操作的工具30时，机器人装置20可以在工具30仍然在操作中时重新接合。在任一情况下，一旦工具30完成当前的操作(方块222)，机器人装置20就将工具30移动到新位置，如先前所描述的。
图9例示了在在工件100上操作期间由系统控制器40执行的方法。该过程开始(方块300)于系统控制器40确定每个工具30的初始位置(方块302)。此确定可以基于存储在存储器42中的程序指令和/或通过用户界面44接收的命令。系统控制器40指示机器人装置20将工具30定位在每个初始位置处(方块304)。
这些指令提供机器人装置20的序列移动，以按照确定的顺序定位工具30。该序列可以提供用于最大化工件100上的总体操作的效率。在一个实施方案中，操作顺序可以使机器人装置20的总体移动最小化。另一实施方案可以包括通过工件100上的可访问的位置确定的序列。
图10提供了工件100的一个实施方案，其中十一个操作位置中的每个用“X”表示。系统控制器40可以在操作开始之前用每个工作位置编程，或系统控制器40可以在操作开始之后计算后续工作位置中的一个或多个。在一个实施方案中，控制器40可以确定使机器人装置20的行进最小化的操作顺序。这可以包括最初将工具30移动到最近的位置(即，位置1和10)。然后，控制器40可以移动下一个最接的位置(即，位置2、位置5、位置6、位置7和位置8)。剩余的位置可以以类似的序列处理。
在另一个实施方案中，控制器40设定使完成在工件100上的操作锁必需的总体时间最小化的序列。这可以包括在花费时间量最大的位置处开始操作，并且随后将工具30移动到可以在较短时间内完成的位置。
控制器40还可以基于工件100上的可访问的位置来确定序列。通过实施例的方式，位置5、位置6、位置7和位置8在位置9和用于机器人装置20的开始点之间。因此，在位置5、位置6、位置7和位置8之前或之后执行位置9处的操作。否则，位置5、位置6、位置7或位置8处的一个或多个操作工具可以阻止机器人装置20将工具移动到位置9。同样地，在位置3处操作的工具30可以阻止对位置4的访问。因此，这两个位置可能需要在不同时间完成(即，工具不能够同时在两个位置3和4处操作)。
确定序列时的另一个因素是向工具30提供数据和/或动力的电缆60的位置。这些电缆60可以延伸穿过工件100的部分，因此使某些位置在某些时间不可访问。在一个实施方案中，机器人装置20包括被配置为感测电缆60的接近度并且防止与电缆60接触的一个或多个传感器。控制器40可以被配置为从所述传感器接收输入并且相应地引导机器人装置20。
系统控制器40还可以包括碰撞避免编程。此编程对一个或多个机器人装置20、工具30和相关联的电缆的位置建模，以防止在机器人装置20移动期间发生碰撞。
为了减少或消除由于电缆60引起的机器人装置20移动，系统10可以包括一个在工具30被移动到工件100附近的多种位置和存储位置时延伸和缩回电缆60的卷轴。该卷轴可以安装在工具30和/或工作区域101的头顶上，以进一步最小化该问题。在另一个实施方案中，电缆60的刚性延伸部从工具30竖直地延伸并且使得电缆60能够在工作区域上方路由，这允许机器人装置20无干扰地移动。电缆60的刚性部段上方的水平部分可以通过以花彩装饰的(festooning)、可移动的电缆导轨(track)或其他机构来管理。
返回到图9的流程图，在工具30最初被放置在工件100上的多种位置之后，控制器40确定是否存在附加的位置或工件100是否被完成(方块306)。如果工件100未被完成，则控制器40确定执行操作的下一个位置(方块308)和哪个工具30移动到那个位置(方块310)。此数据可以被预先确定，或在工件100上的操作过程期间被计算出。控制器40将数据用信号发送到机器人装置20，该机器人装置20如上文在图7和图8的逻辑中所公开的那样起作用，以按照命令的顺序移动工具30。当控制器40确定工件100被完成(方块306)时，控制器40向机器人装置20发送命令以从工件100移除工具30(方块314)并且该操作停止(方块316)。
图11例示了工件100的示意性表示，其例示了多种处理操作的执行顺序。工件100包括由圆圈例示的许多孔91。由机器人装置20控制的工具30在孔91上执行一个或多个处理步骤。完成的经处理的孔用具有“x”的圆圈示意性地例示在图12中。
该过程通过系统控制器40处的监察控制算法来控制。此过程包括来自工具30的指示工具循环完成或是否存在某种类型的错误的通信。机器人装置20必要时将考虑这些通信来移动工具。该控制算法计算用于将工具定位在工件100上的位置中的最佳序列。一个过程包括从一侧到另一侧(例如从左到右)处理工件100。这包括每行中的每个孔都被完成，并且将工具30沿着长度转移到下一行。例如，工具30被定位以完成行1，其后完成行2、行3等。另一个过程可以包括沿着在工件100上铺开的多个行执行操作。例如，行1、行4和行7可以被最初完成，之后是行2、行5和行8的第二步。最后的步骤则可以完成行3、行6和行9。可以优化由系统10的总体循环时间限定的成本函数，以确定在完成其先前的循环之后待被放置的工具30的最有效率的位置。
工具30可以被配置为在工件100上执行各种不同的任务。在一个实施方案中，工件100包括孔，并且工具30对所述孔执行一个或多个处理操作。所述孔可以通过工具30形成、可以通过由机器人装置20移动的其他工具形成、或可以在与机器人装置20的相互作用之前预先形成。
图12-图14例示了机器人装置20的实施方案。机器人装置20可以包括各种不同的配置。机器人装置20能够沿着轨道系统29移动，或可以固定在适当的位置。机器人装置20可以包括被枢转地连接在一起以在多种平面内移动的两个或更多个部段。多种机器人装置20每个被配置为与工具30接合。接合机构提供用于机器人装置20将工具30移动到工件100周围的多种位置。
工具30每个被配置为在工件100上执行操作。当工具30与机器人装置20脱离接合时其能够机械地操作。多种工具30可以每个包括相同或不同的形状和/或大小和/或配置。当不在使用中时，工具30中的一个或多个可以被定位在停靠站70处。停靠站70被定位在机器人装置20附近。
图12-14例示了将单个工具30移动到用于在工件100上操作的位置的机器人装置20。多个工具30能够在工件100上同时移动和操作。图12包括能够沿着轨道29移动的机器人装置20。机器人装置20被配置为与相对于工件100移动的工具30接合。图13包括一个类似的布置，其中轨道29在头顶上(即，在工件100上方)。对于轨道安装的机器人装置20，停靠站70或用于定位工具30的工作台可以沿着轨道29附接到机器人装置200或以其它方式与机器人装置20一起沿着轨道29移动。
图14包括安装在使工件100移动的组装线99附近的机器人装置20。机器人装置20被配置为与工具30接合，其中其他不在使用中的工具30邻近机器人装置20定位在停靠站70处。
在多种系统中，单个机器人装置20可以递送工具30。系统10还可以包括两个或更多个递送工具30的机器人装置20。这些机器人装置20可以由一个或多个系统控制器40控制。
机器人装置20可以被配置为一次移动单个工具30，或可以被配置为同时移动多个工具30。机器人装置20可以包括多个接合装置或以其他方式提供与多个工具30接合。此外，多个工具30可以被配置为单个集群。机器人装置20能够在新位置处接合、移动和定位该群集，因此提供多个工具30作为一个单元一起移动。该集群可以包括任何数数目的工具30，并且该集群可以包括相同或不同的工具30。
当不在使用中时，工具30可以被定位在停靠站70处。停靠站70可以提供用于替换工具30内的电池。停靠站70还可以被配置为提供对工具30的诊断测试以确保正确的操作。此外，当工具30不适于操作时，可以从系统10移除工具30，同时闲置在停靠站70中。在此区域中时，也可以为工具30提供各种其他维护操作。这可以提高系统10的效率，因为可以当工具30空闲时使工具30预备进行又一个操作。工具30被置于准备状态以供机器人装置20使用。
空间相对术语诸如“下面(under)”、“下方(below)”、“下(lower)”、“之上(over)”、“上(upper)”等用于容易描述以解释一个元件相对于第二元件的定位。这些术语意在除了与图中所描绘的定向不同的定向之外还包括装置的不同定向。此外，术语诸如“第一”、“第二”等也用于描述多种元件、区域、部段等，并且也不意在限制。在整个说明书中相似的术语指代相似的元件。
如本文所使用的，术语“具有”、“含有”、“包括”、“包含”等是指示阐明的元件或特征的存在但不排除附加的元件或特征的开放式术语。冠词“一”、“一个”和“该”意在包括复数和单数，除非上下文另有明确指示。
在不脱离本发明的范围和基本特征的前提下，除了本文阐明的方式以外可以以其他特定方式实施本发明。因此，本实施方案在各个方面都应被认为是例示性的而不是限制性的，并且在所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变都被包含在其中。

Claims (15)

1.一种在工件中加工孔的方法，该方法包括：
将第一钻孔机(30)与一个机器人装置(20)接合，其中该第一钻孔机(30)被定位在该机器人装置(20)的一个接合位置处；
将该第一钻孔机(30)与该机器人装置(20)一起移动到该工件(100)上的第一位置；
在该第一位置处将该第一钻孔机(30)与该机器人装置(20)脱离接合；
当该第一钻孔机(30)与该机器人装置(20)脱离接合时，用该第一钻孔机(30)在该第一位置处将该工件(100)钻孔；并且
当该第一钻孔机(30)与该机器人装置(20)脱离接合并且在该第一位置处将该工件(100)钻孔时：
当该接合位置未被占用时，将该机器人装置(20)移动远离该第一位置；
将第二钻孔机(30)与该机器人装置(20)接合，其中该第二钻孔机(30)被定为在该接合位置处；
将该第二钻孔机(30)与该机器人装置(20)一起移动到该工件(100)上的第二位置；
在该第二位置处将该第二钻孔机(3)与该机器人装置(20)脱离接合；并且
当该第二钻孔机(30)与该机器人装置(20)脱离接合时，用该第二钻孔机(30)在该第二位置处将该工件(100)钻孔。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括当该第一和第二钻孔机(30)中的每个与该机器人装置(20)脱离接合并且将该工件钻孔时：
当该接合位置未被占用时，将该机器人装置(20)移动远离该第二位置；
将第三钻孔机(30)与该机器人装置(20)接合，其中该第三钻孔机(30)被定位在该接合位置处；
将该第三钻孔机(30)与该机器人装置(20)一起移动到该工件(100)上的第三位置；
在该第三位置处将该第三钻孔机(30)与该机器人装置(20)脱离接合；并且
用该第三钻孔机(30)在该第三位置处将该工件(100)钻孔。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括当该第二和第三钻孔机(30)与该机器人装置(20)脱离接合并且将该工件(100)钻孔时，将该机器人装置(20)移动到该工件(100)上的该第一位置并且将该第一钻孔机(30)重新接合在该机器人装置(20)的该接合位置处。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括从该第一钻孔机(30)接收一个指示在该第一位置处钻孔完成之后将该机器人装置(20)移动到该第一位置的信号。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括从该第一钻孔机(30)接收一个指示在该第一位置处钻孔完成并且将该第一钻孔机(30)重新接合在该机器人装置(20)的该接合位置处并且将该第一钻孔机(30)移动到一个与该工件间隔的停靠站(70)的信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将该第二钻孔机(30)与该机器人装置(20)接合发生在一个与该工件(100)间隔的停靠站(70)处。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括当该第一钻孔机(30)仍然在该第一位置处将该工件(100)钻孔时，在该第二位置处将该第二钻孔机(30)与该机器人装置(20)脱离接合并且将该机器人装置(20)移动回到该第一位置。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括当该第一钻孔机(30)不将该工件(100)钻孔时，在该第一位置处将该第一钻孔机(100)与该机器人装置(20)脱离接合。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括当该第一钻孔机(30)与该机器人装置(20)脱离接合并且在该第一位置处将该工件(10)钻孔时，在该工件(100)上为该第一钻孔机(30)确定下一个位置。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括当该第一和第二钻孔机(30)中的每个将该工件(100)钻孔时，基于该第一和第二钻孔机(30)中的哪个钻孔机将最快地完成钻孔来将该机器人装置(20)移动回到该第一和第二钻孔机(30)中的那个钻孔机。
11.一种用于在工件上执行制造操作的系统，该系统包括：
一个机器人装置(20)，该机器人装置(20)具有一个可移动的臂(22)和一个在该臂(22)上的接合位置；
多个钻孔机(30)，每个钻孔机(30)包括一个可移动的轴(32)，该可移动的轴(32)被配置为接收一个钻头，所述多个钻孔机(30)中的每个能够独立于该机器人装置(20)操作；
一个控制电路(41)，该控制电路(41)监视该工件(100)上的制造操作；
该机器人装置(20)被配置为从该控制电路(41)接收指令并且响应于所述指令执行以下：
将所述钻孔机(30)中的第一钻孔机(30)接合在该机器人装置(20)的该接合位置处；
将该第一钻孔机(30)移动到该工件(100)上的第一位置；
当该第一钻孔机(30)在该第一位置处时，与该第一钻孔机(30)脱离接合；
当该接合位置未被占用时且当该第一钻孔机(30)在该第一位置处将该工件(100)钻孔时，将该第一钻孔机(30)移动远离该第一位置；
当该第一钻孔机将该工件(100)钻孔时，将第二钻孔机(30)接合在该接合位置处；
当该第一钻孔机(30)将该工件(100)钻孔时，将该第二钻孔机(30)移动到该工件(100)上的第二位置；
当该第一钻孔机(30)将该工件(100)钻孔时，在该第二位置处将该第二钻孔机(30)与该机器人装置(20)脱离接合；并且
当该第一钻孔机(30)将该工件(100)钻孔时，用该第二钻孔机(30)在该第二位置处将该工件(100)钻孔。
12.根据权利要求11所述的系统，还包括一个工具控制电路(51)，该工具控制电路(51)控制所述多个钻孔机(30)，该工具控制电路(51)与该控制电路(41)间隔。
13.根据权利要求11所述的系统，其中该机器人装置(20)还包括相对的臂(23)，所述相对的臂(23)能够在与所述钻孔机(30)脱离接合的打开位置和与所述钻孔机(30)接合的关闭位置之间移动。
14.根据权利要求11所述的系统，其中该第一和第二钻孔机(30)中的每个是相同的。
15.根据权利要求11所述的系统，其中该机器人装置(20)包括一个位于固定位置处的基座(21)。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107378954A (zh) * 2017-09-22 2017-11-24 苏州诺乐智能科技有限公司 一种工业机器人用自动化控制软件
CN112297018A (zh) * 2019-07-24 2021-02-02 Abb瑞士股份公司 用于对目标工件执行操作的方法和机器人组件
CN114643573A (zh) * 2022-04-21 2022-06-21 冯彩娜 一种工业智能化六轴机器人
CN116372209A (zh) * 2023-05-31 2023-07-04 赣州至越机械有限公司 一种差速器外壳钻孔攻丝设备及其使用方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201419182D0 (en) * 2014-10-28 2014-12-10 Nlink As Mobile robotic drilling apparatus and method for drilling ceillings and walls
US11192245B2 (en) * 2018-12-21 2021-12-07 The Boeing Company Independent end-effector control and operation
US20220331975A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 The Boeing Company Robotic drill system and method of drilling with a robotic drill system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5281079A (en) * 1954-07-28 1994-01-25 Lemelson Jerome H Automatic manipulator with reservoir and methods
CN101898301A (zh) * 2009-02-24 2010-12-01 波音公司 自主操作的机器人装配系统
US20110245971A1 (en) * 2008-05-08 2011-10-06 The Boeing Company Synchronous robotic operation on a structure having a confined space
CN102665591A (zh) * 2009-10-01 2012-09-12 马科外科公司 工具、用于多功能工具的套件以及用于多功能工具的机器人系统
CN102844641A (zh) * 2010-04-13 2012-12-26 阿格里泰克尼克工程有限公司 操作平台
CN103170658A (zh) * 2011-12-22 2013-06-26 库卡系统有限责任公司 加工工具和加工方法
WO2014149265A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 The Boeing Company Method and apparatus for positioning automated processing systems
CN104093529A (zh) * 2012-02-06 2014-10-08 库卡系统有限责任公司 联接装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4310958A (en) 1977-12-07 1982-01-19 Regie Nationale Des Usines Renault Production-line automatic machine
US4332066A (en) * 1980-01-07 1982-06-01 General Dynamics Corporation Compliance mechanism
US4611377A (en) * 1984-06-04 1986-09-16 Eoa Systems, Inc. Interchangeable robot end-of-arm tooling system
US4955119A (en) 1989-07-11 1990-09-11 Imta Multi-task end effector for robotic machining center
JP2825623B2 (ja) * 1990-07-23 1998-11-18 富士重工業株式会社 組立ロボット用ドリリングユニット
IT1296668B1 (it) * 1997-12-19 1999-07-14 Biesse Spa Macchina foratrice di pannelli con gruppo cambia teste foratrici e relativo metodo di funzionamento.
AUPQ916600A0 (en) 2000-08-03 2000-08-24 James Hardie Research Pty Limited Automated manufactured apparatus for aluminium window/door systems
US6627016B2 (en) 2001-10-25 2003-09-30 Abb, Inc. (Flexible Automation Division) Robotic assembly process for plastic components
WO2005124366A1 (en) 2004-06-14 2005-12-29 Parker-Hannifin Corporation Robotic handling system and method with independently operable detachable tools
EP1849012A2 (en) 2005-01-28 2007-10-31 Parker-Hannifin Corporation Sampling probe, gripper and interface for laboratory sample management systems
US7962192B2 (en) 2005-09-30 2011-06-14 Restoration Robotics, Inc. Systems and methods for aligning a tool with a desired location or object
WO2007127270A2 (en) 2006-04-24 2007-11-08 Protedyne Corporation Robotic system with autonomously operable tools
WO2009029901A1 (en) 2007-08-31 2009-03-05 Applied Materials, Inc. Production line module for forming multiple sized photovoltaic devices
FR2938254B1 (fr) 2008-11-12 2011-08-19 Saint Gobain Emballage Substitution automatique de moules ebaucheurs dans la fabrication de produits en verre creux
FR3001645B1 (fr) 2013-02-06 2015-05-15 Aircelle Sa Tete de percage acoustique

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5281079A (en) * 1954-07-28 1994-01-25 Lemelson Jerome H Automatic manipulator with reservoir and methods
US20110245971A1 (en) * 2008-05-08 2011-10-06 The Boeing Company Synchronous robotic operation on a structure having a confined space
CN101898301A (zh) * 2009-02-24 2010-12-01 波音公司 自主操作的机器人装配系统
CN102665591A (zh) * 2009-10-01 2012-09-12 马科外科公司 工具、用于多功能工具的套件以及用于多功能工具的机器人系统
CN102844641A (zh) * 2010-04-13 2012-12-26 阿格里泰克尼克工程有限公司 操作平台
CN103170658A (zh) * 2011-12-22 2013-06-26 库卡系统有限责任公司 加工工具和加工方法
CN104093529A (zh) * 2012-02-06 2014-10-08 库卡系统有限责任公司 联接装置
WO2014149265A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 The Boeing Company Method and apparatus for positioning automated processing systems

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107378954A (zh) * 2017-09-22 2017-11-24 苏州诺乐智能科技有限公司 一种工业机器人用自动化控制软件
CN112297018A (zh) * 2019-07-24 2021-02-02 Abb瑞士股份公司 用于对目标工件执行操作的方法和机器人组件
CN114643573A (zh) * 2022-04-21 2022-06-21 冯彩娜 一种工业智能化六轴机器人
CN116372209A (zh) * 2023-05-31 2023-07-04 赣州至越机械有限公司 一种差速器外壳钻孔攻丝设备及其使用方法
CN116372209B (zh) * 2023-05-31 2023-09-29 赣州至越机械有限公司 一种差速器外壳钻孔攻丝设备及其使用方法

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