CN108058847A - 用于在工件上执行自动表面加工操作的设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于在工件上执行自动表面加工操作的设备、系统和方法，公开了用于在工件的表面上执行自动表面加工操作的表面加工设备。该表面加工设备包括由磁性材料制作并且具有台板表面的台板，以及设置在台板表面上并且具有表面加工操作末端执行器的表面加工模块。该表面加工模块生成使表面加工模块朝向台板偏移的磁场，并且该表面加工模块可操作为生成磁通量来控制表面加工模块在台板表面上方的移动以在工件的表面上执行自动表面加工操作。

Description

用于在工件上执行自动表面加工操作的设备、系统和方法

技术领域

本发明总体涉及在工件上执行表面加工操作，并且特别涉及用于使表面加工操作自动化的方法和系统，所述自动化表面加工操作使用安装在线性马达上的表面加工操作末端执行器以在工件的表面上横穿并执行表面加工操作。

背景技术

很多结构(诸如但不限于飞行器的部件)具有在其上执行的至少部分地作为手动过程的表面加工操作，诸如喷涂、印刷和质量检验。熟练操作人员(诸如油漆工、印字员和检验员)能够以相对高水平的质量和精度执行这些操作。然而，这类手动过程可在性能指标方面具有固有限制，诸如完成每个操作的时间、将多色设计施加到工件表面的喷涂和印刷的精度、以及保持将复杂设计应用到表面的质量。

发明内容

在本发明的一个方面中，公开了用于在工件的表面上执行自动表面加工操作的表面加工设备。该表面加工设备包括由磁性材料制作的并具有台板表面的台板，以及设置在台板表面上并具有表面加工操作末端执行器的表面加工模块。该表面加工模块生成使该表面加工模块朝向台板偏移的磁场，并且该表面加工模块可操作为生成磁通量来控制表面加工模块在台板表面上方的移动以在工件的表面上执行自动表面加工操作。

在本发明的另一个方面中，公开了在工件的表面上执行自动表面加工操作用的方法。使用表面加工模块实施该方法，表面加工模块具有表面加工操作末端执行器并且被设置在由磁性材料制作的台板的台板表面上，其中表面加工模块生成使表面加工模块朝向台板表面偏移的磁场。该方法包括使用由表面加工模块生成的磁通量控制该表面加工模块的移动，并且使用表面加工操作末端执行器执行自动表面加工操作。

在本发明的进一步的方面中，公开了用于在工件的表面上执行自动表面加工操作的系统。该系统包括由磁性材料制作的并具有台板表面的台板、设置在台板表面上并具有表面加工操作末端执行器的表面加工模块、以及与表面加工模块通信地耦连的表面加工模块控制器。该表面加工模块生成使该表面加工模块朝向台板偏移的磁场，并且该表面加工模块可操作为生成磁通量来控制至少一个表面加工模块在台板表面上方的移动以在工件的表面上执行自动表面加工操作。该表面加工模块控制器被配置成控制由表面加工模块生成的磁通量，以在台板表面上方移动表面加工模块来执行自动表面加工操作。

额外的方面由本专利的权利要求限定。

附图说明

图1是用于在工件的表面上执行表面加工操作的根据本公开的表面加工设备的实施例的透视图；

图2是图1的表面加工设备的根据本公开的表面加工模块的实施例的侧视图；

图3是图1的表面加工设备的根据本公开的表面加工模块的可替代性实施例的侧视图；

图4是用于在工件的表面上执行表面加工操作的根据本公开的表面加工设备的可替代性实施例的透视图；

图5是实施图1中多个表面加工设备的根据本公开的表面加工站的实施例的透视图；

图6是实施图4中多个表面加工设备的根据本公开的表面加工站的可替代性实施例的透视图；

图7是图5和图6的表面加工站的控制元件的示意性图示；

图8是可以由图1和图4的表面加工设备执行的根据本公开的自动表面加工操作程序的流程图；

图9是可以在图8的程序内被执行的根据本公开的表面加工设备定位程序的流程图；并且

图10是可以在图8的程序内被执行的根据本公开的表面加工设备执行程序的流程图。

具体实施方式

在根据本公开的设备、系统和方法中，以前被部分或完全手动执行的用于工件的表面加工操作是自动的。如在本文进一步描述的，表面加工操作末端执行器被安装在线性马达上，当末端执行器执行其表面加工操作时，线性马达可以沿着跨越工件的表面的路径被导向。表面加工操作末端执行器和线性马达是具有台板或线性马达在其上方行进的板片的表面加工设备的部件。通过在表面加工站处定位设备，表面加工设备可以被定位成靠近工件的表面。一旦表面加工设备10的方位靠近工件，则线性马达就被控制以在板片上方移动并跨越表面，使得表面加工操作末端执行器可在工件上执行其表面加工操作。

图1说明了根据本公开的表面加工设备10的一个示例。所示的表面加工设备10包括由磁性材料制作并且安装在安装托架14上的平面台板12。安装托架14可以是定位设备136(图5)的部件，其参考图4在下文被进一步示出和描述。表面加工设备10进一步包括设置在台板12的平面台板表面22上的至少一个表面加工模块18和/或至少一个表面加工模块20。表面加工模块18、20被配置成带有线性马达，使得表面加工模块18、20可被控制以便在台板表面22上方以X方向和Y方向移动，使得表面加工操作可在被设置为靠近表面加工设备10的工件的表面上执行。

表面加工模块18的实施例在图2中被更详细地示出。除了在台板表面22上方移动以外，表面加工模块18还被配置成在工件的表面上执行表面加工操作。如所示出的，表面加工模块18包括模块基座24，模块基座24具有当表面加工模块18被设置在台板12上时面对台板表面22的平面底表面26。模块基座24容纳索耶马达(Sawyer motor)形式的线性马达28，线性马达28包括永磁体30和相绕组32。永磁体30生成使表面加工模块18朝向台板12偏移的磁力，并且当电流经过绕组32的电线时相绕组32生成磁通量。如下文进一步描述的，磁通量将在台板表面22上方移动表面加工模块18。在可替代的实施例中，永磁体30可以被省略，并且台板12可以承载将与由绕组32在每个模块基座24中生成的磁通量相交互的永磁体，以在台板表面22上方移动表面加工模块18。尽管索耶马达在本文中被示出和描述，但能够被控制以便在台板表面22上方提供表面加工模块18的二维运动的任何合适的线性马达都可被预计用于根据本公开的表面加工设备10中。

表面加工模块18进一步包括安装在模块基座24上的末端执行器定位装置34，用于相对于模块基座24并相对于工件的表面定位表面加工模块18的表面加工操作末端执行器36。说明性实施例中的末端执行器定位装置34包括被安装到模块基座24并从模块基座24延伸的伸缩式臂38。伸缩式臂38包括下管状部分40和可滑动地设置在下管状部分40内的上管状部分42，使得上管状部分42可以滑入和滑出以分别收缩和延伸伸缩式臂38。伸缩式臂38可以进一步包括线性致动器44，线性致动器44可操作地连接在上管状部分42和下管状部分40或模块基座24中的任意一个之间，以控制上管状部分42相对于下管状部分40的方位。线性致动器44可以是用于引起上管状部分42的线性移动的任何合适类型的线性致动器，诸如使用螺钉或凸轮的机械致动器、分别使用流体或空气中的压力改变来延伸和收缩上管状部分42的液压或气压致动器、压电致动器、电磁致动器、机电致动器等等。

末端执行器定位装置34可以进一步包括用于控制表面加工操作末端执行器36的旋转取向的两个旋转式致动器46、48。第一旋转式致动器46可以附连到上管状部分42的在下管状部分40和模块基座24对面的末端处，并且第二旋转式致动器48可以安装到第一旋转式致动器46的输出轴(未显示)。表面加工操作末端执行器36可以可操作地连接到第二旋转式致动器48的输出轴(未显示)。第一旋转式致动器46可以运行以绕第一旋转轴线50旋转第二旋转式致动器48和表面加工操作末端执行器36，并且第二旋转式致动器48可以运行以绕第二旋转轴线52旋转表面加工操作末端执行器36。

在一个实施例中，第一旋转轴线50可以大致平行于模块基座24的平面底表面26并且大致垂直于伸缩式臂38的臂纵向轴线54。第二旋转轴线52可以大致垂直于第一旋转轴线50。该布置允许用于相对于工件的表面定位表面加工操作末端执行器36的三个自由度。线性致动器44的致动延伸和收缩伸缩式臂38以使表面加工操作末端执行器36平行于臂纵向轴线54并且在Z方向上相对于台板12(图1)接近或远离工件移动。旋转式致动器46、48的致动调整表面加工操作末端执行器36的取向以相应于工件的表面的轮廓。当然，臂纵向轴线54和旋转轴线50、52可以具有不同的相对取向，同时仍提供移动的三个自由度，以按照针对表面加工设备10的特定实施方式所要求的来定位表面加工操作末端执行器36。

如上所述，表面加工操作末端执行器36可以可操作地连接到第二旋转式致动器48的输出轴。在示出的实施例中，表面加工操作末端执行器36是介质分配末端执行器，其运行以将印刷物或彩色介质沉积于工件的表面上。表面加工操作末端执行器36在所示表面加工模块18上是自包含的，因此表面加工模块18还包括安装于其上的介质贮存器56，介质贮存器56可以被放置为通过合适的导管与表面加工操作末端执行器36流体连通。作为示例，表面加工操作末端执行器36可以是喷涂喷嘴并且介质贮存器56可以是用于喷涂工件的表面的涂料贮存器。在其他实施例中，表面加工操作末端执行器36可以是喷墨打印机针头并且介质贮存器56可以是能够被用于在表面上印字和/或设计的一个或更多个墨盒。其他类型的介质分配末端执行器可以被安装在表面加工模块18上。在进一步的可替代的实施例中，表面加工操作末端执行器36可以是感测装置；诸如砂光机、钻机或研磨机的机械加工工具；或用于在工件上执行表面加工操作的任何其他合适的末端执行器。

所示表面加工模块18是表面加工设备10的自包含的、自主的部件，该表面加工模块需要电力和控制能力。因此，表面加工设备10可以进一步包括诸如安装于其上的电池组的电源58。电源58可以是可替换的，使得当需要时充好电的电源58可以替换部分或完全耗尽的电源58。在可替代的实施方式中，电源58可以被永久地安装到表面加工模块18，并且当需要时电源58可以是可再充电的。可再充电的电源58可以具有用于附连充电线的合适的连接器(未显示)，充电线用于供应电力以便对电源58再充电。可再充电的电源58能够可替代地被配置用于经由诸如电感耦合的技术的无线电力传送。来自电源58的电力可以经由合适的电力传送硬件和线路被传递到绕组32、表面加工操作末端执行器36和致动器44、46、48。

表面加工模块18可以进一步包括安装于其上的表面加工模块控制器60，并且表面加工模块控制器60被配置成控制表面加工模块18的各种部件的操作。表面加工模块控制器60可以包括用于执行一个或更多个具体程序的处理器62，所述程序控制并监测与表面加工模块18关联的各种功能，诸如操作线性马达28以移动表面加工模块18并且致动致动器44、46、48从而定位表面加工操作末端执行器36。虽然处理器62被显示，但也可能并预计到使用其他电子部件，诸如微控制器、ASIC(专用集成电路)芯片或任何其他集成电路装置。表面加工模块控制器60进一步包括存储器64，存储器64可以包括用于存储程序的只读存储器(ROM)和用于执行存储在ROM中的程序的充当工作存储区的随机存取存储器(RAM)。表面加工模块控制器60可以还包括通信模块66，诸如能够与表面加工设备10的其他控制元件进行无线通信的收发器，诸如其他表面加工模块18中的表面加工模块控制器60以及表面加工设备10的表面加工设备控制器70(图1)。表面加工设备控制器70可以包括处理器72、具有ROM和RAM的存储器74以及如上文描述的通信模块76。表面加工设备控制器70在下文被更详细地讨论。虽然在本文中被称为单个实体，但表面加工模块控制器60和表面加工设备控制器70可以共同地指代多个控制和处理装置，表面加工模块18和表面加工设备10的功能可以跨多个控制和处理装置被分配。

图3示出表面加工模块20的第二实施例，其中之前讨论的用于表面加工模块18的相似部件由相同的附图标记标识。表面加工模块20具有与表面加工模块18基本类似的配置，包括具有线性马达28的模块基座24、末端执行器定位装置80和具有感测末端执行器形式的表面加工操作末端执行器82。末端执行器定位装置80可以是通过安装托架86安装到模块基座24的机械臂84。下部臂88可以通过第一臂旋转式致动器90枢转地连接到安装托架86，以便下部臂88绕第一臂旋转轴线92旋转。上部臂94可以在第一臂旋转式致动器90对面通过第二臂旋转式致动器96枢转地连接到下部臂88，以便上部臂94相对于下部臂88绕可以平行于第一臂旋转轴线92的第二臂旋转轴线98旋转。

旋转式致动器46、48可以连接到上部臂94并且相对于彼此以与如上所述的末端执行器定位装置34中的连接相似的方式连接。旋转式致动器90、96的致动能够通过表面加工模块控制器60协调，以延伸和收缩臂88、94，以便移动旋转式致动器46、48和在Z方向上移动表面加工操作末端执行器82。末端执行器定位装置80还允许在X方向或Y方向上根据表面加工模块20的取向对表面加工操作末端执行器82的方位进行调整。类似于以上讨论的，旋转式致动器46、48提供表面加工操作末端执行器82的两个旋转度，以相对于工件的表面取向表面加工操作末端执行器82。

在所示实施例中的表面加工操作末端执行器82可以是能够感测表面的一个或更多个属性的感测末端执行器。例如，感测末端执行器可以是被定位为感测距工件表面的距离的距离传感器。感测到的距离可以被表面加工模块控制器60或表面加工设备控制器70使用，以确定台板12是否距所述表面太近或太远以至于不能执行所要求的表面加工操作，诸如由合适的介质分配末端执行器所进行的喷涂或印刷。感测到的距离也可以被通信到其他表面加工模块18、20，以将其表面加工操作末端执行器36、82调整到距用于执行其表面加工操作的表面合适的距离。感测末端执行器可以是其他类型的传感器，诸如用于感测在所述表面上的油、污物或其他污染物的存在的清洁度探针，这些油、污物或其他污染物可以不利地影响将在所述表面上执行的表面加工操作的质量。感测末端执行器可以可替代地是视觉检验探针，其能够评估在所述表面上执行的表面加工操作的质量或精确度，诸如评估在印刷操作之后的像素位置以及确定像素是否被印刷到正确的位置。表面加工操作末端执行器82可以是现有技术中其他合适类型的感测末端执行器。这类感测末端执行器可以不需要上文所述的介质贮存器56，并且可以省略介质贮存器56。

图1的表面加工设备10的平面台板12可以足够用于在其上执行操作的很多工件上执行很多表面加工操作。在一些情况下，由于工件的表面的几何结构，使得使用平面台板12来高效地执行表面加工操作可能是困难的。例如，飞行器的机身的曲率可能仅允许平面台板12的一部分被设置为足够靠近机身的表面以执行诸如喷涂的表面加工操作。在这类情况下，修改台板的几何结构以便与工件的形状更互补是被期望的。

参考图4，表面加工设备100的可替代的实施例具有安装在安装托架104上的弯曲台板102，弯曲台板102更紧密地符合工件的形状，在该弯曲台板102之上，表面加工设备100将执行表面加工操作。在示出的实施例中，弯曲台板102是中空的水平圆柱段，其具有自台板纵轴106的恒定的曲率半径R。在弯曲台板102的台板表面108上的位置可以通过使用柱坐标系来确定。径向距离ρ是从台板纵轴106到台板表面108上的点的垂直距离。对于在弯曲台板102上的所有点而言，径向距离ρ等于曲率半径R。方位角是围绕台板纵轴106在参考位置与台板表面108上的点之间的角度，参考位置诸如弯曲台板102的拐角。高度z是从参考位置到台板表面108上的点的沿着台板纵轴106的距离。这种规定可以被表面加工设备控制器70和/或表面加工模块控制器60使用，以控制表面加工模块18、20在台板表面108上方的移动。

表面加工模块18、20具有如上文描述的基本相同的配置，但有一些修改以使表面加工模块18、20适应弯曲台板102。表面加工模块18、20的模块基座24的底表面26可以是弯曲的而不是平面的，以相应于台板表面108的曲率。并且，尽管不要求，但是表面加工模块18、20可以被表面加工设备控制器70更直接地控制。通过系缆110，表面加工模块18、20可以被更直接地连接到表面加工设备100。系缆110可以包含可操作地将表面加工设备控制器70连接到表面加工模块18、20的各种电子部件上的线路，各种电子部件包括绕组32和表面加工操作末端执行器36、82，以用于传递电力和控制信号。对于介质分配末端执行器，系缆110还可以具有穿过那里的流体导管，以将介质贮存器流体地连接到介质分配末端执行器。通过这种布置，表面加工模块18、20可以不需要介质贮存器56、电源58和表面加工模块控制器60中的一些或所有，并且这些部件可以被省略。虽然使用系缆110可以简化和减少表面加工模块18、20的部件，但系缆110也可以对在台板表面22、108上方移动以避免系缆110接合和缠绕的表面加工模块18、20形成约束。

回到图1，一个或更多个表面加工模块18、20可以通过致动模块基座24中的线性马达28而在台板表面22上方移动。表面加工设备10的轴承系统可以提供在台板表面22与模块基座24的底表面26之间的间隙，以允许表面加工模块18、20在台板表面22上方以由于摩擦导致的最小阻力滑行。在一个实施例中，轴承系统可以是空气轴承，其中诸如泵的增压空气源120提供通过导管122到台板12的增压空气。增压空气被排放通过穿过台板12的多个孔口124，孔口124可以横穿台板表面22均匀间隔。尽管永磁体30的吸引力使表面加工模块18、20朝向台板表面22偏移，但是被排放的空气在台板表面22与表面加工模块18、20的底表面26之间生成一层空气。然而，即便经过台板12的360度旋转，该吸引力也足以将表面加工模块18、20保持为紧密靠近台板表面22。由排放的空气所生成的空气间隙允许表面加工模块18、20在台板表面22上方在X方向、Y方向或其组合的方向上滑行，而没有对抗表面加工模块18、20的移动的摩擦。空气轴承系统可以以相似于图3的弯曲表面加工设备100的方式实施。

在可替代的实施例中，轴承系统可以是允许表面加工模块在台板表面22上方滚动的辊轴承系统。在辊轴承系统中，辊轴承(未显示)可以被安装在模块基座24的底表面26中。辊轴承部分地在底表面26以下延伸并且接合台板表面22以在台板表面22与底表面26之间生成恒定的空气间隙。辊轴承将在台板表面22上方滚动，其带有抵抗表面加工模块18、20的移动的一定量的摩擦，但是所带有的摩擦比台板表面22与底表面26之间的面面接触所存在的摩擦少。

通过在台板表面22与底表面26之间建立的空气间隙，线性马达28的绕组32可以被通电以移动表面加工模块18、20。由绕组32生成的磁通量与永磁体30和台板12交互以引起表面加工模块18、20在台板表面22上方在X方向、Y方向或其组合方向上滑行。通过绕组32的电流的流动可以被表面加工模块控制器60和/或表面加工设备控制器70控制，以使表面加工模块18、20沿着预定的路径移动。当表面加工模块18、20沿着路径移动时，末端执行器定位装置34、80和旋转式致动器46、48可以被操作以按需要改变表面加工操作末端执行器36、82的方位和取向，从而遵从工件的表面的轮廓。同时，表面加工操作末端执行器36、82可以被操作以在工件的表面上执行相应的表面加工操作。

图5示出表面加工站130的示例，在表面加工站130处，多个表面加工设备10可以在具有飞行器机翼形式的工件132上同时执行表面加工操作。表面加工站130可以特别适用于在工件132上执行表面加工操作，工件132具有基本平坦的表面134或是具有相对大的曲率半径的表面，使得平面台板12的台板表面22的大部分可以被定位到足够紧密地靠近工件132以便表面加工模块18、20执行表面加工操作。表面加工设备10可以被安装在相应的定位设备136上并且由相应的定位设备136承载，定位设备136可以能够将表面加工设备10移动到靠近工件132并且围绕表面加工站130的方位。

在示出的实施例中，每个定位设备136都是具有第一提升臂138和第二提升臂142的可移动台架系统，第一提升臂138将台板安装托架104的一端连接到可移动车，该可移动车诸如第一全方位车140(也被称作全方位车140)，第二提升臂142将台板安装托架104的相对端连接到第二全方位车144。提升臂138、142可以是铰接的，使得其均可以独立于其他提升臂被升高、降低、延伸或缩回。提升臂138、142到台板安装托架104的连接件146可以提供多个自由度以便于将表面加工设备10取向到任何期望的方位。表面加工设备10可以由合适的旋转式致动器(未显示)通过绕轴线的360度旋转而旋转，该轴线延伸通过连接件146到达提升臂138、142。该旋转可以允许表面加工设备10被设置成在工件132以上、以下或相邻近，同时台板表面22面对工件132的表面134的对应部分。

连接件146可以允许一个或更多个附加的旋转自由度，旋转自由度允许表面加工设备10相对于提升臂138、142枢转。附加的旋转自由度可以提供对表面加工设备10的取向的进一步调整，以匹配工件132的表面134的轮廓。例如，当表面134从前缘148朝向后缘50向后延伸时，图5中的飞行器机翼的表面134的顶侧向下倾斜。如图5所示，设置在表面134上方的表面加工设备10在靠近后缘150处比靠近表面134的中部处更远离表面134。连接件146允许第一提升臂138朝向后缘150降低表面加工设备10的对应端，同时当表面加工设备10向下旋转时第二提升臂142维持其方位。连接件146进一步有利于如图5中的最右边的定位设备136所示的表面加工设备10的取向以使表面加工设备10取向为面对工件的侧面。

全方位车140、144有利于整个定位设备136和表面加工设备10相对于工件132和围绕表面加工站130的移动。如图5所示，全方位车140、144的轮子152转动，使得全方位车140、144能够朝向和远离工件132移动。在工件132被移动进或移动出表面加工站130内的位置并且特别是被移动到表面加工设备10上方或下方的情况中，该受限的移动范围可以是足够的。在其他实施例中，通过将全方位车140、144的全部四个轮子152配置成从所示方位绕垂直轴线90度旋转，定位设备136可以被提供有大运动范围。一旦旋转，则全方位车140、144能够使定位设备136和表面加工设备10垂直于图5显示的移动方向而移动。当定位设备136将表面加工设备10沿着工件132的长度重新定位以在沿着工件132的多个位置处执行表面加工操作时，这可以允许工件132保持在适当位置。当表面加工操作完成时，定位设备136还能够驱动超过翼尖154并且使表面加工设备10离开靠近工件132的位置。

通过如所描述的由定位设备136提供的增加的移动性，表面加工站130不需要被限制到工厂内的限定位置。将表面加工站130带到工件132处并在该位置执行表面加工操作是可行的，特别是在工件132很大并且不能围绕工厂移动该工件的情况中。当然，在可替代的实施方式中，表面加工站130可以建立在工厂内的固定位置处。也可设想到的是，提升臂138、142可以能够充分地定位表面加工设备10，而无需由全方位车140、144提供的附加的移动性。在这类实施方式中，全方位车140、144可以被省略并且提升臂138、142可以被安装在地板上、平台上或其他永久结构上，所述永久结构处于将在执行表面加工操作时支撑表面加工设备10和提升臂138、142的形式。

图6示出表面加工站160的可替代的实施例，其中使用图4的带有弯曲台板102的表面加工设备100来执行表面加工操作。表面加工站160可以具有用于工件162的特定应用，工件162具有表面164，表面164带有诸如所示的飞机机身的高曲率度。表面加工站160可以具有用于表面加工设备100的定位设备166，定位设备166具有基本如上文参考图5的表面加工站130所描述的提升臂138、142和全方位车140、144。然而，在定位设备166到表面加工设备100的安装托架104的连接方面，定位设备166与定位设备136不同。

安装托架104可以包括第一定位轨168和第二定位轨170。定位轨168、170具有与弯曲台板102的凹形外表面互补的弧形形状并具有中心在台板纵轴106(图4)上的曲率半径。第一定位轨168在第一提升臂138的第一连接件172处由第一引导托架174接收，并且第二定位轨170在第二提升臂142的第二连接件176处由第二引导托架178接收。合适的致动器(未显示)可以运行以在引导托架174、178中滑动定位轨168、170来调整表面加工设备100相对于工件162的周向方位。如图6所示，引导托架174、178将在图左侧的表面加工设备100的定位轨168、170保持在沿着定位轨168、170和弯曲台板102的周向长度的大致中点处。对于在右侧的表面加工设备100，引导托架174、178将定位轨168、170保持为靠近弯曲台板102的下部边缘。结果，当提升臂138、142和全方位车140、144处于相对于工件162的相似方位时，在右侧的表面加工设备100与在左侧的表面加工设备100相比在表面164上被定位得更高。

连接件172、176可以均具有带有平行于台板纵轴106的旋转轴线的枢转轴180。引导托架174、178和因此的表面加工设备100可以通过合适的致动器(未显示)绕枢转轴180旋转。该表面加工设备100的附加的移动自由度可以进一步利于表面加工设备100相对于工件162的表面164的取向。正如表面加工站130，提升臂138、142可以能够充分地定位表面加工设备100，而无需由全方位车140、144提供的附加的移动性，并且全方位车140、144可以被省略并且提升臂138、142可以被安装在永久结构上。也可设想到的是，表面加工站130、160可以被组合成提供表面加工设备10、100两者的单个表面加工站，使得组合的表面加工站能够在具有各种表面轮廓的工件上高效地执行表面加工操作。

在一个实施例中，表面加工站130、160的整体操作可以在表面加工设备控制器70处被集中地控制和协调。参考图7，表面加工设备控制器70可以通过通信模块76直接或无线地通信地链接到表面加工站130、160的其他功能性部件。例如，表面加工设备控制器70可以与表面加工模块18、20以指令进行通信，该指令关于用于穿越台板表面22、108的路径以及在什么位置定位以及何时致动表面加工操作末端执行器36、82以执行其表面加工操作。表面加工模块18、20可以将信息通信到表面加工设备控制器70，所述信息诸如包含来自感测末端执行器的信息的传感器信号、介质贮存器56处的介质水平面和电源58处的电力水平。表面加工设备控制器70还可与增压的空气源120关于何时开始和何时停止将增压空气输出到台板12、102进行通信。

在定位设备136、166的操作是自动的方面，表面加工设备控制器70可以将控制信号传递到定位设备136、166的控制部件，以将表面加工设备10、100移动到靠近工件132、162中的一个工件的方位。定位设备136、166可以执行命令并且通过传递指示表面加工设备10、100是否就位的消息来进行响应。当表面加工过程完成时，表面加工设备控制器70可以将进一步的控制信号传递到定位设备136、166以从工件132、162处收回表面加工设备10、100，从而工件132、162可以移动到下一个处理站，或者表面加工站130、160可以被重新定位到表面加工操作将在其上被执行的下一个工件132、162。

表面加工站130、160可以进一步包括可允许操作人员在表面加工站130、160处与表面加工设备控制器70通信的用户界面装置190。操作人员可以在用户界面装置190处输入将被传递到和存储在表面加工设备控制器70处的信息。这类信息可以包括：多表面加工模块工件表面加工例程；用于表面加工模块18、20以在执行其表面加工操作时穿越的行进路径，在部分行进路径期间，表面加工操作末端执行器36、82将被致动以执行其表面加工操作；用于工件132、162的表面134、164的几何信息；表面加工设备定位信息，其被定位设备136、166使用以将表面加工设备10、100靠近工件132、162的表面134、164定位和取向；以及类似信息。信息可以由操作人员手动输入；或者用户界面装置190可以包括用于连接诸如存储装置或便携计算装置的外围装置或者建立到局域网(LAN)、广域网(WAN)或其他可以下载信息的远程网络的网络连接的输入端口。

传递的信息可以被存储在表面加工设备控制器70处，并且当表面加工操作正在被执行时，信息可以被实时地传递给表面加工模块18、20、增压空气源120和定位设备136、166。可替代地，当信息被接收到时，该信息可以从表面加工设备控制器70被分配给其他控制部件。这种信息分配可以允许装置独立地执行其功能并且不依赖表面加工设备控制器70或另一集中控制装置来协调在表面加工站130、160处执行的操作。

用户界面装置190也可以从表面加工设备控制器70接收与在表面加工站130、160处执行表面加工操作相关的数据。执行数据可以包括诸如表面加工操作状态信息的信息、表面加工操作误差或缺陷信息、检测到的质量异常等等，其中所述表面加工操作状态信息在表面加工操作期间由各种部件生成并且指示当表面加工操作发生时表面加工操作的进程，所述表面加工操作误差或缺陷信息指示事件(诸如在执行表面加工操作中的误差)的发生。用户界面装置190可以在显示装置处显示状态信息、存储信息、传递信息到其他装置或系统、或者使用用于表面加工操作的任何其他合适的处理和评估的数据。

关于图7描述的部件的布置和信息的交换仅是示例性的。在表面加工站130、160处执行的表面加工操作的实施和控制可以被集中、分配或组合到在本文讨论的控制元件与为了高效地执行表面加工操作所需的其他控制元件之间的混合控制结构中。这类可替代的控制策略可预计用于根据本公开所述的方法和设备中。

工业应用性

以上描述的部件的操作在图8中示出，图8呈现用于在工件的表面上执行一个或多个表面加工操作的示例性自动表面加工操作例程200。具有在工件132的表面134上执行表面加工操作的表面加工设备10的表面加工站130在例程200的以下讨论中被参考，然而例程200可以在具有表面加工设备100的表面加工站160处被实施，或者在具有两种类型的表面加工设备10、100的混合表面加工站处被实施。这些变体和实施方式在本文中可被预计。

自动表面加工操作例程200可以在框202处开始，其中表面加工设备10被定位成靠近工件132的表面134。如上所述，表面加工设备控制器70或定位设备136的控制器可以存储用于工件132的几何信息以及用于操作定位设备136以便将表面加工设备10定位到工件132的表面134上的预定位置处的其他合适的信息。在框202处，所述信息被定位设备136检索和使用，如果需要，则移动定位设备136到工件132，并且靠近表面134上的所述位置定位和取向表面加工设备10，并且台板表面22面对表面134。如下文进一步讨论的，定位表面加工设备10可以是迭代过程，其中表面加工设备10的方位被评估以便确定表面加工模块18、20是否能够执行相应的表面加工操作。如果表面加工设备10不在恰当的方位，则基于来自评估的信息来调整方位和/或取向，直到表面加工操作能够在表面134上执行。

一旦表面加工设备10被恰当地定位，则控制可以转到框204，在框204中，表面加工模块18、20中的至少一个被部署在台板表面22上方。该部署可以包括：排放空气通过多个孔口124以在台板表面22与表面加工模块18、20之间生成空气间隙，如上针对图1的实施例所述；以及控制由表面加工模块18、20生成的磁通量，以移动表面加工模块18、20在台板表面22上方通过预定路径，如上文进一步描述的。存储在表面加工设备控制器70和/或表面加工模块控制器60处的路径信息可以限定表面加工模块18、20在台板表面22上方穿越并经过表面134的路线。该路径信息由控制器60、70中的一个使用以引起电流被传递到线性马达28中的绕组32，以便沿着路径开始移动表面加工模块18、20。

在一个示例性实施方式中，具有是介质分配末端执行器的表面加工操作末端执行器36的表面加工模块18中的一个将喷涂工件132的表面134，并且表面加工模块18可以遵从蜿蜒的路径并被部署到台板12的拐角处以开始穿越该路径。在其他实施例中，多个表面加工模块18可以喷涂表面134，其中每个表面加工模块18沿着不同的路径行进。路径可以被整合，使得当表面加工模块18到达其相应的路径的末端时，整个表面134被喷涂。进一步的实施例可以并入表面加工模块20，表面加工模块20带有具有感测末端执行器形式的表面加工操作末端执行器82。第一表面加工模块20可以具有被配置成检测污染物是否存在的表面加工操作末端执行器82，该污染物可影响由一个或更多个表面加工模块18执行的喷涂工作。第一表面加工模块20可以被部署在表面加工模块18的路径上方，或者在表面加工模块18之前被部署在可替代的表面条件检验路径上方。第二表面加工模块20可以具有带有视觉系统的表面加工操作末端执行器82，视觉系统评估由表面加工模块18应用到表面134的喷涂工作的质量。表面加工模块18、20和表面加工操作的其他组合可被预计，并且在每个情况下，表面加工模块18、20被部署到其相应的路径的起始方位。

通过一个或更多个表面加工模块18、20沿着其相应的行进路径被部署，控制可以进行到框206，在框206中，一个或更多个表面加工模块18、20执行相应的表面加工操作。控制信号可以被传递到表面加工操作末端执行器36，从而当表面加工模块18沿着相应的路径行进时，使得表面加工操作末端执行器36将介质(即，涂料、印刷油墨等等)施加到表面134上。传递到表面加工操作末端执行器82的控制信号将在表面加工模块20沿着相应的路径行进时使得表面加工操作末端执行器82执行感测操作。在表面加工操作末端执行器82正在执行自动表面加工操作的同时，可移动全方位车140、144的操作可以被控制。将根据控制信号中的指令继续执行表面加工操作，直到表面加工模块18、20到达路径的末端。

当表面加工模块18、20在表面134上的所述位置处已经执行了所有表面加工操作时，控制可以进行到框208，在框208中，表面加工设备控制器70或表面加工模块控制器60确定表面加工设备10是否被引导以在工件132的表面134上的另一位置处执行表面加工操作。如果表面加工设备10被命令到另一位置，则控制可以进行到框210，在框210中，表面加工设备10被重新定位成靠近工件132的表面134的下一个位置。用于重新定位表面加工设备10的过程可以相似于上文所描述的涉及框202的用于在表面134上的第一位置处定位表面加工设备10的过程。如果表面加工设备控制器70或表面加工模块控制器60确定表面加工设备10已完成了执行框208处的表面134的表面加工操作，则例程200可以结束，此后当另一工件132将在表面加工站130处被表面加工时，例程200可以再次开始实施。

如上所述，在例程200的框202和210处执行的用于定位表面加工设备10的过程可以是迭代的过程。表面加工设备定位例程220的实施例在图9中被示出。例程200可以在图8的自动表面加工操作例程200的框202内被执行。例程220可以在框222处开始，在框222中，表面加工设备10被移动到靠近工件132的表面134的初始方位。存储在表面加工设备控制器70处或定位设备136的控制器处的几何信息和其他定位信息可以被用于将表面加工设备10定位到与工件132的表面134上的所述位置相靠近的预定初始方位处，并且台板表面22面对表面134。

在表面加工设备10被移动到初始方位之后，控制可以进行到框224，在框224中，表面加工设备控制器70或表面加工模块控制器60确定表面加工设备10是否被定位在距表面134可接受的距离范围内。如果表面加工设备10距表面134太近，则表面加工模块18、20可以与表面134发生接触，并且导致工件132的损坏或玷污，或意外地改变被应用到表面134的表面加工。如果表面加工设备10距表面134太远，则表面加工模块18、20可能距表面134不足够近从而不能以要求的质量执行表面加工操作。通过部署具有距离传感器形式的表面加工操作末端执行器82的一个或更多个表面加工模块20，到表面134的距离可以被确定。这可以使得表面加工模块20穿越预定的距离检验路径并且在沿着路径的多个点处感测到表面134的距离。距离传感器可以将包含数值的距离传感器信号传递到控制器60、70，该数值对应于在沿着距离检验路径的各种点处到表面134的距离。

如果来自距离传感器信号的数值小于预定的最小表面距离或大于最大表面距离，则全部或部分表面加工设备10未被设置在距表面134可接受的距离处。在该条件下，控制可以进行到框226，在框226中，表面加工设备10基于距离传感器信号中的数值相对于表面134被重新定位。如果整个表面加工设备10距表面134太近或太远，则定位设备136将根据距离传感器信号数值所指示的移动表面加工设备10更靠近或离开表面134一定距离，该距离应该将表面加工设备10放置在可接受的表面距离范围内。在部分表面加工设备10离表面134太近而其他部分在表面距离范围之内的情况中，可以控制定位设备136从而将靠近部分旋转离开表面134一定量，该一定量应该将该部分移动到最大表面距离与最小表面距离之间的可接受的距离范围内。相反地，离表面134太远的表面加工设备10的部分可以被定位设备136朝向表面134旋转一定量，该一定量应该将该部分移动到最大表面距离与最小表面距离之间的可接受的距离范围内。在表面加工设备10的方位调整之后，控制可以进行回到框224以评估重新调整的方位处的表面加工设备10是否在可接受的距离范围内。

如果来自距离传感器信号的数值大于预定的最小表面距离并且小于最大表面距离，则表面加工设备10被设置在距表面134可接受的距离处。在该条件下，表面加工设备10相对于表面134被恰当地定位。随着表面加工设备10被恰当地定位，例程220可以结束，直到表面加工设备10被再次定位成与工件132的表面134相靠近。

图10示出可以在例程200的框206内被执行的表面加工操作执行例程230。在本示例中，例程230预计使用一个或更多个表面加工模块18在工件132的表面134上印字或多色彩设计，其中表面加工模块18具有印刷针头末端执行器形式的表面加工操作末端执行器36。例程230可以包括在表面134上执行的印刷操作之前和之后的表面质量检查。例程230可以在框232处开始，在框232中，感测表面134的表面条件以确定是否存在可以影响被应用到表面134的表面加工的质量的污染物或其他条件。与以上讨论相似的是，可以沿着预定的表面条件检验路径部署具有表面加工操作末端执行器82的一个或更多个表面加工模块20，表面加工操作末端执行器82具有清洁度探针的形式。当穿越检验路径时，清洁度探针可以在表面134上沿着检验路径的多个点处检测污染物(诸如灰尘、油或粘合剂)的存在或不存在。

当表面加工模块20穿越该路径时或者在表面加工模块20完成检验路径之后的批次中，清洁度探针可以将清洁度传感器信号传递到控制器60、70。控制可以进行到框234，在框234中，控制器60、70评估清洁度传感器信号以确定表面134上是否存在污染物。如果污染物被检测到，则控制可以进行到框236以报告关于污染物条件的信息。污染物条件信息可以被传递到用户界面装置190或其他合适的装置或系统，以触发维护或其他准备操作的执行，该准备操作可以被需要用于将表面134放置到用于喷涂的状态中。在执行报告后，例程230可以结束，直到污染物条件被校正。

在例程230和表面加工设备10的可替代的实施例中，一个或更多个表面加工模块18、20可以装备有能够在表面134上喷砂、刮削、研磨、刷、扫或进行其他操作以移除污染物的表面加工操作末端执行器36、82。在这类实施例中，控制器60、70可以被配置成响应于检测到污染物而将能够移除一个或更多个污染物的表面加工模块18、20部署到一个或更多个受污染位置。在一个或更多个污染物被表面加工模块18、20移除后，控制可以转回到框232以重新检验表面134，从而确认一个或更多个污染物已经被移除。

如果在框234处没有在表面134上检测到污染物，则控制可以转到框238以在表面134上继续执行表面加工操作。如之前参考例程200中的表面加工操作所讨论的，印刷可以由单个表面加工模块18执行，该表面加工模块18穿越覆盖将在其上印刷的表面134的整个部分的路径。例如，表面加工操作末端执行器36、82将涂料和印刷油墨中的一种应用到工件132、162的表面134、162上。在其他实施例中，多个表面加工模块18可以在表面134上印刷，其中每个表面加工模块18沿着不同的路径行进。路径可以被整合，使得当表面加工模块18到达其相应的路径的末端时，表面134的整个部分被印刷。

在表面加工操作被执行之后，控制可以进行到框240，在框240中，应用到表面134的印刷的质量可以被检验。可以沿着预定的质量检验路径部署具有表面加工操作末端执行器82的一个或更多个表面加工模块20，该表面加工操作末端执行器82具有视觉传感器的形式。当穿越质量检验路径时，视觉传感器可以沿着该路径在表面134上的位置处感测油墨像素的方位。表面加工模块控制器60可以被编程有印字或设计中的像素的方位，使得表面134上的真实像素方位可以与指定的方位相比较。如果真实像素方位与指定方位不匹配，则可能尚未达到印刷质量标准。方位误差可能必定超出规定的印刷公差，从而被确定为不满足针对表面134上的表面加工的质量标准。

当表面加工模块20穿越质量检验路径时或者在表面加工模块20完成检验路径之后的批次中，视觉传感器可以将视觉传感器信号传递到控制器60、70。控制可以进行到框242，在框242中，控制器60、70评估视觉传感器信号以确定表面上的印刷是否达到质量标准。如果方位误差在规定的印刷公差之外，则控制可以进行到框244，在框244中，控制器60、70可以评估表面加工设备10是否能校正印刷误差。通过重新部署表面加工探针18以重新喷涂具有印刷误差的位置，一些印刷误差可以是可校正的。在所述位置能够被重新印刷之前，其他印刷误差可能需要去除印刷。如果表面加工设备10具有能够执行诸如喷砂的必需的准备工作的表面加工模块18、20，则准备工作可以被执行并且所述位置能被重新印刷。如果发现印刷误差在框244处是可校正的，则控制可以进行到框246，在框246中，控制器60、70使得合适的表面加工模块18、20部署到所述位置并且在表面134上执行校正措施。

如果表面加工设备不能执行校正措施，则控制可以进行到框248以报告关于印刷质量误差的信息。印刷质量误差信息可以被传递到用户界面装置190或其他合适的装置或系统，以触发必需的校正措施的执行，该校正措施可以被要求用于将表面134放置到用于重新印刷的状态中。在执行报告后，例程230可以结束，直到表面被准备好以便重新印刷。

进一步地，本发明包括依据以下条款所述的实施例：

条款1.一种用于在工件的表面上执行自动表面加工操作的表面加工设备，所述表面加工设备包括：由磁性材料制作并具有台板表面的台板；以及设置在台板表面上并具有表面加工操作末端执行器的表面加工模块，其中表面加工模块生成使所述表面加工模块朝向所述台板偏移的磁场，并且所述表面加工模块可操作为生成磁通量以控制表面加工模块在所述台板表面上方的移动以在所述工件的所述表面上执行自动表面加工操作。

条款2.根据条款1所述的表面加工设备，其中所述台板是平面台板和弯曲台板中的一个。

条款3.根据条款1或2所述的表面加工设备，其包括耦连所述台板的安装托架，其中所述安装托架将所述台板耦连到定位设备，该定位设备将表面加工设备定位成靠近工件的所述表面。

条款4.根据条款1到3中任意一个条款所述的表面加工设备，其中表面加工模块包括基座和将表面加工操作末端执行器连接到所述基座的末端执行器定位装置，其中所述末端执行器定位装置可操作为改变所述表面加工操作末端执行器相对于所述工件的所述表面的方位和取向。

条款5.根据条款1到4中任意一个条款所述的表面加工设备，其中所述表面加工操作末端执行器将涂料和印刷油墨中的一种应用到所述工件的所述表面。

条款6.根据条款1到5中任意一个条款所述的表面加工设备，其包括与所述台板流体连通的增压空气源，其中来自所述增压空气源的增压空气通过穿过所述台板表面的多个孔口被排放以在所述台板表面与所述表面加工模块之间生成空气间隙。

条款7.根据条款1到6中任意一个条款所述的表面加工设备，其中所述表面加工模块包括表面加工模块控制器，所述表面加工模块控制器被配置成控制磁通量以在所述台板表面上方移动所述表面加工模块通过预定路径。

条款8.一种用于在工件的表面上执行自动表面加工操作的系统，该系统包括：根据条款1-7中任意一个条款所述的表面加工设备；以及与所述表面加工模块通信地耦连的表面加工模块控制器，所述表面加工模块控制器被配置成控制由所述表面加工模块生成的磁通量，以在所述台板表面上方移动所述表面加工模块来执行自动表面加工操作。

条款9.一种用于在工件的表面上执行自动表面加工操作的系统，该系统包括：由磁性材料制作并且具有台板表面的台板；设置在台板表面上并且具有表面加工操作末端执行器的表面加工模块，其中表面加工模块生成使该表面加工模块朝向所述台板偏移的磁场，并且该表面加工模块可操作为生成磁通量以控制至少一个表面加工模块在台板表面上方的移动以在工件的所述表面上执行自动表面加工操作；以及与表面加工模块通信地耦连的表面加工模块控制器，所述表面加工模块控制器被配置成控制由表面加工模块生成的磁通量以在所述台板表面上方移动表面加工模块以执行自动表面加工操作。

条款10.根据条款7到9中任意一个条款所述的系统，其包括耦连到台板的定位设备，其中定位设备支撑邻近所述工件的所述表面的台板，同时表面加工模块在工件的所述表面上执行自动表面加工操作。

条款11.根据条款10所述的系统，其中定位设备包括全方位车，其中所述全方位车被配置成在自动表面加工操作期间沿着所述工件的至少一部分穿越。

条款12.根据条款7到11中任意一个条款所述的系统，其中表面加工模块控制器进一步被配置成控制由表面加工模块生成的磁通量，以在台板表面上方移动表面加工模块通过预定路径。

条款13.根据条款7到12中任意一个条款所述的系统，其中表面加工模块控制器还与表面加工操作末端执行器通信地耦连，以执行自动表面加工操作。

条款14.一种用于在工件的表面上执行自动表面加工操作的方法，所述方法使用条款1到13中的任意一个条款中所述的表面加工模块来实施，该方法包括：使用由表面加工模块生成的磁通量来控制表面加工模块的移动；并且使用表面加工操作末端执行器来执行自动表面加工操作。

条款15.一种用于在工件的表面上执行自动表面加工操作的方法，使用表面加工模块来实施该方法，所述表面加工模块具有表面加工操作末端执行器并且被设置在由磁性材料制作的台板的台板表面上，其中所述表面加工模块生成使表面加工模块朝向台板表面偏移的磁场，该方法包括：使用由表面加工模块生成的磁通量来控制表面加工模块的移动；并且使用表面加工操作末端执行器来执行自动表面加工操作。

条款16.根据条款14或15所述的方法，该方法进一步包括：将台板定位成邻近工件的表面；并且在工件的所述表面上执行自动表面加工操作。

条款17.根据条款16所述的方法，其中台板耦连到安装托架，安装托架将台板耦连到定位设备，该方法进一步包括控制定位设备的操作，同时在工件的所述表面上执行自动表面加工操作。

条款18.根据条款17所述的方法，其中定位设备包括可移动车，该方法进一步包括控制所述可移动车的操作，同时在工件的所述表面上执行自动表面加工操作。

条款19.根据条款14到18中任意一个条款所述的方法，其中执行自动表面加工操作进一步包括以表面加工操作末端执行器将涂料和印刷油墨中的一种应用到工件的所述表面上。

条款20.根据条款14到19中任意一个条款所述的方法，其中表面加工模块包括基座和将表面加工操作末端执行器连接到所述基座的末端执行器定位装置，其中定位台板包括操作末端执行器定位装置以改变表面加工操作末端执行器相对于工件的所述表面的方位和取向。

条款21.根据条款14到20中任意一个条款所述的方法，其中台板包括多个孔口，其中该方法进一步包括通过多个孔口排放空气，以在台板表面与表面加工模块之间生成空气间隙。

条款22.根据条款14到21中任意一个条款所述的方法，使用表面加工模块的表面加工模块控制器来进一步实施该方法，该方法进一步包括使用表面加工模块控制器来控制磁通量以在台板表面上方移动表面加工模块通过预定路径。

尽管前述内容提出很多不同实施例的详细说明，但应理解的是，保护的法律范围由本专利提出的权利要求的文字所限定。详细说明被解释为仅仅是示例性的并且不描述每个可能的实施例，这是因为描述每个可能的实施例即便是可能的也将是不现实的。很多可替代的实施例可通过使用本技术或本专利申请日之后所研发出的技术来实施，这将仍落入限定保护范围的权利要求的范围内。

还应被理解的是，除非术语在本文中被明确地限定，否则没有限制该术语的含义的意图；无论是明确地还是通过暗示地超出其普遍或普通含义，并且该术语都不应被解释为限制在基于在本专利的任何部分中所做出的任何陈述的范围内(除权利要求的语言外)。就本专利的权利要求中所述的任何术语而言，这些术语在本文中以一致于单一含义的方式被涉及，这仅是为了清楚从而不使读者混乱的原因，并且这不旨在通过暗示或其他方式来将这些权利要求术语限制为所述的单一含义。

Claims (11)

1.一种用于在工件(132、162)的表面(134、164)上执行自动表面加工操作的表面加工设备(10、100)，所述表面加工设备包括：

台板(12、102)，其由磁性材料制作并且具有台板表面(22、108)；以及

表面加工模块(18、20)，其设置在所述台板表面上并且具有表面加工操作末端执行器(36、82)，其中所述表面加工模块生成使所述表面加工模块朝向所述台板偏移的磁场，并且所述表面加工模块可操作为生成磁通量来控制所述表面加工模块在所述台板表面上方的移动以执行在所述工件的所述表面上的所述自动表面加工操作。

2.根据权利要求1所述的表面加工设备(10、100)，其中所述台板是平面台板(12)和弯曲台板(102)中的一个。

3.根据权利要求1所述的表面加工设备(10、100)，其包括耦连所述台板(12、102)的安装托架(14、104)，其中所述安装托架将所述台板耦连到定位设备(136、166)，所述定位设备将所述表面加工设备定位成靠近所述工件(132、162)的所述表面(134、164)。

4.一种用于在工件(132、162)的表面(134、164)上执行自动表面加工操作的表面加工站(130、160)，所述表面加工站包括：

权利要求1-3中的任一项所述的表面加工设备(10、100)；以及

表面加工模块控制器(60)，其与所述表面加工模块(18、20)通信地耦连，所述表面加工模块控制器被配置成控制由所述表面加工模块生成的所述磁通量以在所述台板表面(22、108)上方移动所述表面加工模块来执行所述自动表面加工操作。

5.根据权利要求4所述的表面加工站(130、160)，其包括耦连到所述台板(12、102)的定位设备(136、166)，其中所述定位设备支撑与所述工件(132、162)的所述表面(134、164)相邻的所述台板，同时所述表面加工模块(18、20)在所述工件的所述表面上执行所述自动表面加工操作。

6.一种在工件(132、162)的表面(134、164)上执行自动表面加工操作的方法(200)，所述方法使用表面加工设备(10、100)来实施，所述表面加工设备具有由磁性材料制作并且具有台板表面(22、108)的台板(12、102)，所述表面加工设备还具有表面加工模块(18、20)，所述表面加工模块具有表面加工操作末端执行器(36、82)并且被设置在所述台板表面上，其中所述表面加工模块生成使所述表面加工模块朝向所述台板表面偏移的磁场，所述方法包括：

使用由所述表面加工模块生成的磁通量将所述表面加工模块部署(204)在所述台板表面上方；并且

使用所述表面加工操作末端执行器执行(206)所述自动表面加工操作。

7.根据权利要求6所述的方法(200)，所述方法进一步包括：

将所述表面加工设备(10、100)定位(202)为靠近所述工件(132、162)的所述表面(134、164)；并且

在所述工件的所述表面上执行(206)所述自动表面加工操作。

8.根据权利要求6所述的方法(200)，其中所述台板(12、102)被耦连到安装托架(14、104)，所述安装托架(14、104)将所述台板耦连到定位设备(136、166)，并且所述定位设备(136、166)包括可移动车(140)，所述方法进一步包括：

控制(202)所述定位设备的操作，同时在所述工件(132、162)的所述表面(134、164)上执行(206)所述自动表面加工操作；并且

控制(206)所述可移动车的操作，同时在所述工件(132、162)的所述表面(134、164)上执行(206)所述自动表面加工操作。

9.根据权利要求6所述的方法(200)，其中执行(206)所述自动表面加工操作进一步包括用所述表面加工操作末端执行器(36、82)将涂料和印刷油墨中的一种应用(238)到所述工件(132、162)的所述表面(134、164)上。

10.根据权利要求6所述的方法(200)，其中所述表面加工模块(18、20)包括基座(24)和将所述表面加工操作末端执行器(36、82)连接到所述基座的末端执行器定位装置(34、80)，其中定位(202)所述表面加工设备包括操作所述末端执行器定位装置以改变所述表面加工操作末端执行器相对于所述工件(132、162)的所述表面(134、164)的方位和取向。

11.根据权利要求6所述的方法(200)，其中所述台板(12、102)包括多个孔口(124)，其中所述方法进一步包括通过所述多个孔口排放(204)空气，以在所述台板表面(22、108)与所述表面加工模块(18、20)之间生成空气间隙。